JP5743672B2 - 車体構造 - Google Patents

Description

本発明は、車体構造に関する。

例えば、特許文献１には、車体を弾力物質で製造し車体の形状を真球状として衝撃を吸収する車体構造が開示されており、車体に反発性、圧力吸収性を持たせることで車体の衝撃吸収力を向上させるようにしている。また、特許文献２には、下部のプラットフォームが円形状を成し上部は半円球状のフレームで構成された球状の車体構造が開示されている。

特開２０００−１４２５０９号公報 米国特許第６７９６３９８号公報

しかしながら、これらの車体構造では、キャビンが略半円球状を成しているため、一般的な自動車のキャビンと比較するとその広さを充分に確保することができない。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、衝撃を吸収すると共にキャビンの広さを確保することができる車体構造を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１に記載の車体構造は、弾性を有し直線部と湾曲部とが連続する１本のフレームで形成された複数の車体フレームが前記直線部で互いに結合されて構成され、前記複数の車体フレームは、車体前部に位置する部位と、車体上下部の車幅方向両端部に位置する部位と、車体後部の車幅方向両端部に位置する部位と、が連続して形成され、少なくとも前記車体上下部の車幅方向両端部が前記直線部として車両前後方向に沿って設けられた第１直線部を構成すると共に、対向して配置された前記第１直線部の少なくとも一端部同士が前記湾曲部で繋がれている第１車体フレームと、前記第１車体フレームと同じ材料で、車体上下部の車体前後方向の前端部に位置する部位と、車体上下部の車幅方向両端部に位置する部位と、車体後部に位置する部位と、が連続して形成され、少なくとも前記車体上下部の車幅方向両端部が前記直線部として車両前後方向に沿って設けられた第２直線部を構成すると共に、対向して配置された前記第２直線部の少なくとも一端部同士が前記湾曲部で繋がれている第２車体フレームと、前記第２車体フレームと同じ材料で、車体前部の車幅方向両端部に位置する部位と、車体上下部の車幅方向両端部に位置する部位と、車体上下部の車体前後方向の後端部に位置する部位と、が連続して形成され、少なくとも前記車体上下部の車幅方向両端部が前記直線部として車両前後方向に沿って設けられた第３直線部を構成すると共に、対向して配置された前記第３直線部の少なくとも一端部同士が前記湾曲部で繋がれている第３車体フレームと、を含んで構成されている。

請求項１に記載の車体構造では、弾性を有する車体フレームを用いることで、衝撃吸収性能を発揮することができる。そして、当該車体フレームが湾曲部を有することで、車体フレーム自体にバネ特性を持たせることができ、衝撃吸収性能をさらに高めることができる。また、湾曲部のみの車体フレームで形成された車体構造では、車体の外形が略半円球状を成すこととなるが、車体フレームが直線部を有することで、車体の外形を外側へ張り出させることができる。つまり、車体の外形を外側へ張り出させた分、キャビンの広さを確保することができ、４人乗り以上の車体を製造することができる。
ここで、複数の車体フレームは、第１車体フレームと、第２車体フレームと、第３車体フレームと、を含んで構成されており、第１車体フレーム、第２車体フレーム及び第３車体フレームは、連続する１本のフレームで形成されている。
第１車体フレームは、車体前部に位置する部位と、車体上下部の車幅方向両端部に位置する部位と、車体後部の車幅方向両端部に位置する部位と、が連続して形成されている。そして、少なくとも車体上下部の車幅方向両端部が直線部として車両前後方向に沿って設けられた第１直線部を構成しており、対向して配置された第１直線部の少なくとも一端部同士が湾曲部で繋がれている。
第２車体フレームは、第１車体フレームと同じ材料で形成されており、車体上下部の車体前後方向の前端部に位置する部位と、車体上下部の車幅方向両端部に位置する部位と、車体後部に位置する部位と、が連続して形成されている。そして、少なくとも車体上下部の車幅方向両端部が直線部として車両前後方向に沿って設けられた第２直線部を構成しており、対向して配置された第２直線部の少なくとも一端部同士が湾曲部で繋がれている。
第３車体フレームは、第２車体フレームと同じ材料で形成されており、車体前部の車幅方向両端部に位置する部位と、車体上下部の車幅方向両端部に位置する部位と、車体上下部の車体前後方向の後端部に位置する部位と、が連続して形成されている。そして、少なくとも車体上下部の車幅方向両端部が直線部として車両前後方向に沿って設けられた第３直線部を構成しており、対向して配置された第３直線部の少なくとも一端部同士が湾曲部で繋がれている。
以上のように、本発明では、第１車体フレーム、第２車体フレーム及び第３車体フレームが同じ材料で形成されているため、車体の部位によって部材強度が異なることはなく、路面入力による局所変形を抑制又は防止することができる。また、第１車体フレーム、第２車体フレーム及び第３車体フレームにおいて、各部位を連続させて形成させることで、車体フレームの変形の不連続性を低減させることができる。
ここで、例えば、車体フレームが湾曲部のみで形成された場合、具体例として、環状フレームの場合、複数の環状フレームで車体構造を構成するには、環状フレーム同士で互いに角度を設けた状態で接合させる必要があるが、湾曲部同士の接触部分は点接触となってしまう。しかし、車体フレームに直線部を設け、当該直線部で車体フレーム同士を接合させるようにすると、直線部同士の接触部分は線接触となるため、点接触部分を接合した場合よりも接合強度を向上させることができる。

請求項２に記載の車体構造は、請求項１に記載の車体構造において、少なくとも車体前部側が車体前方へ向かって凸となる前記湾曲部で形成されている。

請求項２に記載の車体構造では、例えば車体前部側を車体前方へ向かって凸となる湾曲部で形成し、当該車体前部側以外の部位は直線部で形成しても良い。つまり、ここでは、車体前部側において車体の衝撃吸収力を向上させ、それ以外の部分ではキャビンの広さを確保することができる。

請求項３に記載の車体構造は、請求項１又は２に記載の車体構造において、少なくとも車体後部側が車体後方へ向かって凸となる前記湾曲部で形成されている。

請求項３に記載の車体構造では、例えば車体後部側を車体後方へ向かって凸となる湾曲部で形成し、当該車体後部側以外の部位は直線部で形成しても良いし、車体前部側を車体前方へ向かって凸となる湾曲部で形成し車体後部側を車体後方へ向かって凸となる湾曲部で形成して、それ以外の部位を直線部で形成しても良い。つまり、ここでは、少なくとも車体後部側において車体の衝撃吸収力を向上させることができる。

請求項４に記載の車体構造は、請求項１〜３の何れか１項に記載の車体構造において、前記車体フレームがパイプ材で構成されている。

車体フレームが弾性を有することで衝撃吸収性能を高めることができるが、この場合、車体フレームが連続して形成された方向に沿って衝撃吸収性能は発揮される。このため、請求項４に記載の車体構造では、車体フレームがパイプ材で構成され、車体フレームの内部が中空となっている。

これにより、当該車体フレームの径方向（連続して形成された方向に対して直交する方向）に沿って当該車体フレームが変形可能となり、車体フレームの径方向に沿って衝撃吸収性能を発揮することができる。また、車体フレームの内部が中空となっているため、当該車体フレームを潰したりひねったりすることが容易にできる。つまり、所定の形状に加工し易い。

請求項５に記載の車体構造は、請求項１〜４の何れか１項に記載の車体構造において、前記第１直線部、前記第２直線部及び前記第３直線部が互いに接合されている。

第１直線部、第２直線部及び第３直線部を重ね合わせると互いに線接触することとなるため、請求項５に記載の車体構造では、第１直線部、第２直線部及び第３直線部を互いに接合することで、点接触部分による接合よりも強固に接合することができる。

請求項６に記載の車体構造は、請求項１〜５の何れか１項に記載の車体構造において、前記湾曲部における前記直線部の接合部位側に配置され、前記車体フレーム同士を接合して補強する補強部材が設けられている。

請求項６に記載の車体構造では、車体フレーム同士を接合して補強する補強部材が設けられることで、車体のねじり剛性及び横曲げ剛性を向上させることができる。一方、車体フレームが湾曲部を有することで、車体フレーム自体にバネ特性を持たせている。このため、各車体フレームを直線部で接合した際の湾曲部における当該直線部の接合部位側に補強部材を設けることで、当該補強部材によって、車体フレームの湾曲部におけるバネ特性が阻害されないようにすることができる。

以上詳述したように、請求項１に記載の車体構造では、衝撃を吸収すると共にキャビンの広さを確保することができる、という優れた効果を有する。

請求項２に記載の車体構造では、衝撃吸収力を向上させる領域とキャビンの広さを確保する領域に分け、車両の特性に合わせた設計を行うことができる。

請求項３に記載の車体構造では、衝撃吸収力を向上させる領域とキャビンの広さを確保する領域に分け、車両の特性に合わせた設計を行うことができる。

請求項４に記載の車体構造では、軽量化されると共に、衝撃吸収力をさらに向上させることができる、という優れた効果を有する。

請求項５に記載の車体構造では、車両の操縦安定性を向上させることができる、という優れた効果を有する。

請求項６に記載の車体構造では、車両の運動特性を向上させることができる、という優れた効果を有する。

（Ａ）は、本実施の形態に係る車体構造の斜視図であり、（Ｂ）〜（Ｄ）は、当該車体構造を構成する各車体フレームの斜視図である。 （Ａ）は図１（Ｂ）で示す車体フレームの斜視図であり、（Ｂ）は（Ａ）の平面図、（Ｃ）は（Ａ）の左側面図である。 （Ａ）は図１（Ｃ）で示す車体フレームの斜視図であり、（Ｂ）は（Ａ）の平面図、（Ｃ）は（Ａ）の左側面図である。 （Ａ）は図１（Ｄ）で示す車体フレームの斜視図であり、（Ｂ）は（Ａ）の平面図、（Ｃ）は（Ａ）の左側面図である。 本実施の形態に係る車体構造の斜視図である。 図５に示される車体構造の平面図である。 図５に示される車体構造の正面図である。 図５に示される車体構造の左側面図である。 図５に示される車体構造の背面図である。 本実施の形態に係る車体構造の車体フレーム同士の接合部を説明するための斜視図である。 図１０の１１−１１線に沿った断面斜視図である。 本実施の形態に係る車体構造の変形例を示す斜視図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態について説明する。

なお、各図において示される矢印ＵＰ、矢印ＦＲ、矢印ＯＵＴは、車体上下方向上側、車体前後方向前側、車体幅方向外側（左側）をそれぞれ示している。

（車体構造の構成）
図５には、本実施の形態に係る車体構造１０の斜視図が示されており、図６には、図５に示される車体構造１０の平面図、図７には図５に示される車体構造１０の正面図が示されている。また、図８には、図５に示される車体構造１０の左側面図が示されており、図９には図５に示される車体構造１０の背面図が示されている。なお、底面図は平面図と同じなので省略しており、また、右側面図は左側面図を同じなので省略している。また、図５では想像線で車輪１３が図示されているが、図６〜図９には当該車輪１３の図示を省略している。

また、図１（Ａ）には、車両の車体として用いる車体構造１０の斜視図が示されており、図１（Ｂ）には当該車体構造１０を構成する第１車体フレームとしての車体フレーム１２、図１（Ｃ）には第２車体フレームとしての車体フレーム１４、図１（Ｄ）には第３車体フレームとしての車体フレーム１６がそれぞれ図示されている。

また、図２（Ａ）には車体フレーム１２の斜視図が示されており、図２（Ｂ）には図２（Ａ）の平面図、図２（Ｃ）には図２（Ａ）の左側面図が示されている。また、図３（Ａ）には車体フレーム１４の斜視図が示されており、図３（Ｂ）には図３（Ａ）の平面図、図３（Ｃ）には図３（Ａ）の左側面図が示されている。さらに、図４（Ａ）には車体フレーム１６の斜視図が示されており、図４（Ｂ）には図４（Ａ）の平面図、図４（Ｃ）には図４（Ａ）の左側面図が示されている。

図１（Ａ）〜（Ｄ）に示されるように、本発明の一実施形態に係る車体構造１０は、車体フレーム１２と、車体フレーム１４と、車体フレーム１６と、を含んで構成されている。車体フレーム１２、１４、１６は、同じ材料が用いられ、例えばＦＲＰ（ＧＦＲＰやＣＦＲＰ）のような繊維強化樹脂等の弾性を有する丸パイプが用いられる。この丸パイプの端部同士を直接接合、或いは連結具を用いて間接的に接合することによって各車体フレーム１２、１４、１６が形成されている。

図１（Ｂ）に示されるように、車体フレーム１２は、キャビン７８（図１（Ａ）参照）を中心に造形されており、一般車両ではインパネリンフォースに相当する車体前部１８と、ルーフサイドレールに相当する、車体上部２０の車幅方向両端部と、ロッカーに相当する、車体下部２２の車幅方向両端部と、リアピラーに相当する、車体後部２４の車幅方向両端部と、が連続して形成されている。

具体的な一例を挙げると、図２（Ａ）〜（Ｃ）に示されるように、車体前部１８の上部側には車両前方へ向かって凸となって形成された湾曲部２６が設けられ、車体前部１８の下部側には車両前方へ向かって凸となって形成された湾曲部２８が設けられている。湾曲部２６は、車幅方向中央部から車幅方向外側へ向かうにつれて車体上方かつ車体後方へ傾斜する円弧状を成しており、湾曲部２８は、車幅方向中央部から車幅方向外側へ向かうにつれて車体下方かつ車体後方へ傾斜する円弧状を成している。そして、湾曲部２６の頂部（車幅方向の中央部）と湾曲部２８の頂部（車幅方向の中央部）とが互いに接合されている。

また、湾曲部２６の車体前後方向の後端部（以下、単に「後端部」という）には、車体上部２０の車幅方向両端部に、当該湾曲部２６と連続して形成された直線部３０、３２がそれぞれ設けられている。また、湾曲部２８の後端部には、車体下部２２の車幅方向両端部に、当該湾曲部２８と連続して形成された直線部３４、３６がそれぞれ設けられている。

そして、車体後部２４の車幅方向両端部には、直線部３０の後端部と直線部３４の後端部の間に、直線部３０及び直線部３４と連続し車体高さ方向の中央部を頂部として車体後方側へ向かって凸となって湾曲する湾曲部３８が設けられている。また、直線部３２の後端部と直線部３６の後端部の間に、湾曲部３８と対向し、直線部３２及び直線部３６と連続し車体高さ方向の中央部を頂部として車体後方側へ向かって凸となって湾曲する湾曲部４０が設けられている。

つまり、車体フレーム１２は、湾曲部２６、２８、直線部３０、３２、直線部３４、３６及び湾曲部３８、４０が、１本の丸パイプを曲げたりひねったりして連続した状態で形成されたものである。なお、複数の丸パイプを互いに連結して車体フレーム１２を形成しても良いのは勿論のことである。

また、図１（Ｃ）に示されるように、車体フレーム１４は、キャビン７８（図１（Ａ）参照）を中心に造形されており、一般車両ではフロントヘッダに相当する、車体上部２０の車体前後方向の前端部（以下、単に「前端部」という）と、フロントフロアクロスメンバに相当する、車体下部２２の前端部と、ルーフサイドレールに相当する、車体上部２０の車幅方向両端部と、ロッカーに相当する、車体下部２２の車幅方向両端部と、リアリインフォースに相当する車体後部２４と、が連続して形成されている。

具体的な一例を挙げると、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示されるように、車体上部２０の前端部に、車両前方へ向かって凸となって形成され、車幅方向の中央部を頂部として車体後方側へ向かって湾曲する湾曲部４２が設けられている。また、車体下部２２の前端部には、湾曲部４２に対向して、車両前方へ向かって凸となって形成され、車幅方向の中央部を頂部とし車体後方側へ向かって湾曲する湾曲部４４が設けられている。

湾曲部４２の後端部には、車体上部２０の車幅方向両端部に、当該湾曲部４２と連続して形成された直線部４６、４８がそれぞれ設けられている。また、湾曲部４４の後端部には、車体下部２２の車幅方向両端部に、当該湾曲部４４と連続して形成された直線部５０、５２がそれぞれ設けられている。

そして、直線部４６の後端部と直線部５０の後端部の間には、車両後方へ向かって凸となって形成された湾曲部５４が設けられ、直線部４８の後端部と直線部５２の後端部の間には、車両後方へ向かって凸となって形成された湾曲部５６が設けられている。湾曲部５４は、直線部４６の後端部から車幅方向中央部へ向かうにつれて車体下方かつ車体後方へ傾斜し、車幅方向中央部から直線部５０の後端部へ向かうにつれて車体下方かつ車体前方へ傾斜する円弧状を成している。

また、湾曲部５６は、直線部４８の後端部から車幅方向中央部へ向かうにつれて車体下方かつ車体後方へ傾斜し、車幅方向中央部から直線部５２の後端部へ向かうにつれて車体下方かつ車体前方へ傾斜する円弧状を成している。そして、湾曲部５４の頂部（車体高さ方向の略中央部）と湾曲部５６の頂部（車体高さ方向の略中央部）とが互いに接合されている。

つまり、車体フレーム１４は、湾曲部４２、４４、直線部４６、４８、直線部５０、５２及び湾曲部５４、５６が、１本の丸パイプを曲げたりひねったりして連続した状態で形成されたものである。なお、複数の丸パイプを互いに連結して車体フレーム１４を形成しても良いのは勿論のことである。

ここで、車体フレーム１４と車体フレーム１２とは同じ部材が用いられており、車体フレーム１２を車幅方向に沿って９０度回転させ、かつ車体前後方向に沿って１８０度回転させると、車体フレーム１４となる。このように車体フレーム１２と車体フレーム１４とで共通化することでコストダウンを図ることができるが、異なる部材を用いても良い。

さらに、図１（Ｄ）に示されるように、車体フレーム１６は、キャビン７８（図１（Ａ）参照）を中心に造形されており、一般車両ではフロントピラーに相当する、車体前部１８の車幅方向両端部と、ルーフサイドレールに相当する、車体上部２０の車幅方向両端部と、ロッカーに相当する、車体下部２２の車幅方向両端部と、リアヘッダーに相当する、車体上部２０の後端部と、リアフロアクロスメンバに相当する、車体下部２２の後端部とが連続して形成されている。

具体的な一例を挙げると、図４（Ａ）〜（Ｃ）に示されるように、車体前部１８の車幅方向両端部に、車両前方へ向かって凸となって形成され、車体高さ方向の中央部を頂部として車体後方側へ向かって湾曲する湾曲部６０、６２が設けられている。

湾曲部６０の後端部には、車体上部２０の車幅方向一端部に当該湾曲部６０と連続して形成された直線部６４が設けられ、車体下部２２の車幅方向一端部に当該湾曲部６０と連続して形成された直線部６６が設けられている。また、湾曲部６２の後端部には、車体上部２０の車幅方向他端部に当該湾曲部６２と連続して形成された直線部６８が設けられ、車体下部２２の車幅方向他端部に当該湾曲部６２と連続して形成された直線部７０が設けられている。

そして、車体上部２０の後端部には、直線部６４の後端部と直線部６８の後端部の間に、車幅方向の中央部を頂部として車体後方側へ向かって凸となって湾曲する湾曲部７２が設けられている。また、車体下部２２の後端部には、湾曲部７２に対向して、直線部６６の後端部と直線部７０の後端部の間に、車幅方向の中央部を頂部とし車体後方側へ向かって凸となって湾曲する湾曲部７４が設けられている。

つまり、車体フレーム１６は、湾曲部６０、６２、直線部６４、６８、直線部６６、７０及び湾曲部７２、７４が、１本の丸パイプを曲げたりひねったりして連続した状態で形成されたものである。なお、複数の丸パイプを互いに連結して車体フレーム１６を形成しても良いのは勿論のことである。

一方、図１０には、上記の車体フレーム１２、１４、１６を互いに接合させた状態が示されている。ここで、各車体フレーム１２、１４、１６の一方のルーフサイドレールに相当する、車体１１の部位Ａには、車体フレーム１２の直線部３０、車体フレーム１４の直線部４６、車体フレーム１６の直線部６４がそれぞれ設けられており、他方のルーフサイドレールに相当する、車体１１の部位Ｂには、車体フレーム１２の直線部３２、車体フレーム１４の直線部４８、車体フレーム１６の直線部６８がそれぞれ設けられている。

また、各車体フレーム１２、１４、１６の一方のロッカーに相当する、車体１１の部位Ｃには、車体フレーム１２の直線部３４、車体フレーム１４の直線部５０、車体フレーム１６の直線部６６がそれぞれ設けられており、他方のロッカーに相当する、車体１１の部位Ｄには、車体フレーム１２の直線部３６、車体フレーム１４の直線部５２、車体フレーム１６の直線部７０がそれぞれ設けられている。

図１１には一例として図１０の１１−１１線に沿った断面斜視図が示されている。図１１に示されるように、部位Ａでは、直線部３０、４６、６４同士が互いに溶着され（溶着部７６）、車体フレーム１２、１４、１６同士が互いに接合される。なお、ここでは、隣接する直線部３０、４６、６４同士を直接溶着しているが、板材などを介し当該板材に直線部３０、４６、６４を接合することで、各車体フレーム１２、１４、１６同士が互いに接合されるようにしても良い。また、ボルト等の締結具を用いても良い。なお、部位Ｂ、Ｃ、Ｄについても部位Ａと同様である。

そして、車体フレーム１２、１４、１６同士が互いに接合された状態で、図６に示されるように、この車体構造１０を平面視で見ると、車体前部１８側に車両前方へ向かって凸となる湾曲部２６が設けられており、車体後部２４側には車体後方へ向かって凸となる湾曲部７２が設けられている。さらに、車体前部１８と車体後部２４との間には直線部６４、７０が設けられている。

また、図７に示されるように、この車体構造１０を正面視で見ると、車体１１の外形は略矩形状を成しており、矩形状の枠体５５の略中央部Ｏを中心に、枠体５５の上部へ向かう湾曲部２６と下部へ向かう湾曲部２８が設けられている。湾曲部２６の両端部が枠体５５の上部に位置する隅部５５Ａ、５５Ｂへそれぞれ延び、湾曲部２８が両端部が枠体５５の下部に位置する隅部５５Ｃ、５５Ｄへそれぞれ延びている。

そして、湾曲部２６、２８の奥方には、湾曲部５４、５６が設けられており、当該湾曲部５４、５６は湾曲部２６、２８に対して９０度回転した状態で形成されている。具体的には、湾曲部５４が枠体５５の略中央部Ｏを中心に、枠体５５の図中左側へ向かう湾曲部５４と図中右側へ向かう湾曲部５６とが設けられている。そして、湾曲部５４の両端部が枠体５５の図中左側上下部に位置する隅部５５Ａ、５５Ｃへそれぞれ延び、湾曲部５６の両端部が枠体５５の図中右側上下部に位置する隅部５５Ｂ、５５Ｄへそれぞれ延びている。

図９にはこの車体構造１０の背面図が示されているが、当該車体構造１０を背面視で見ると、枠体５５の略中央部Ｏを中心に、枠体５５の図中左側へ向かう湾曲部５６と図中右側へ向かう湾曲部５４が設けられており、当該湾曲部５６、５４の奥方に、当該湾曲部５６、５４に対して９０度回転した状態で湾曲部２６、２８が形成されている。

さらに、図８に示されるように、この車体構造１０を左側側面視で見ると、車体前部１８側に車両前方へ向かって凸となる湾曲部６２が設けられており、車体後部２４側には車体後方へ向かって凸となる湾曲部５６が設けられている。そして、車体前部１８と車体後部２４との間には直線部６８、７０が設けられている。

（車体構造の作用・効果）
図１（Ａ）〜（Ｄ）に示されるように、本実施形態に係る車体構造１０が、車体フレーム１２と車体フレーム１４と車体フレーム１６とを含んで構成され、車体フレーム１２、車体フレーム１４及び車体フレーム１６が互いに接合されている。また、車体フレーム１２、１４、１６は、弾性を有する１本の丸パイプによってそれぞれ形成されている。

このため、この車体構造１０に対して衝突荷重が入力された場合、この衝突荷重が車体フレーム１２、車体フレーム１４及び車体フレーム１６の全体に伝達（分散）されて、これらの全体が弾性変形することにより、衝突エネルギを吸収することができる。

このように、車体フレーム１２、１４、１６が弾性を有することで衝撃吸収性能を高めることができるが、この場合、車体フレーム１２、１４、１６が連続して形成された方向に沿って衝撃吸収性能は発揮される。このため、車体フレーム１２、１４、１６がパイプ材で構成され、車体フレーム１２、１４、１６の内部に中空部を設けている。

これにより、車体１１を軽量化することができると共に、当該車体フレーム１２、１４、１６の径方向（連続して形成された方向に対して直交する方向）に沿って当該車体フレーム１２、１４、１６が変形可能となり、車体フレーム１２、１４、１６の径方向に沿って衝撃吸収性能を発揮することができる。

また、車体フレーム１２、１４、１６は、それぞれ繊維強化樹脂によって形成されているため、高い衝撃吸収性能を発揮しつつ、車体１１を軽量化することができる。さらに、同じ材料で構成された複数の車体フレーム１２、１４、１６で車体構造１０を構成することで、車体１１の部位によって強度が異なることなく、路面入力による局所変形を抑制又は防止することができ、また、車体フレーム１２、１４、１６の変形の不連続性を低減することができる。

ここで、図１（Ｂ）に示されるように、車体フレーム１２では、湾曲部２６、２８、直線部３０、３２、直線部３４、３６及び湾曲部３８、４０が１本の丸パイプで連続して形成されている。また、図１（Ｃ）に示されるように、車体フレーム１４では、湾曲部４２、４４、直線部４６、４８、直線部５０、５２及び湾曲部５４、５６が１本の丸パイプで連続して形成されている。さらに、図１（Ｄ）に示されるように、車体フレーム１６では、湾曲部６０、６２、直線部６４、６８、直線部６６、７０及び湾曲部７２、７４が１本の丸パイプで連続して形成されている。

このように、車体フレーム１２、１４、１６が丸パイプで形成されているため、車体フレーム１２、１４、１６の内部が中空となっている。このため、当該車体フレーム１２、１４、１６を潰したりひねったりすることが容易にできる。つまり、所定の形状に加工し易い。また、車体構造１０の主要部が３つの車体フレーム１２、１４、１６で構成され、それぞれ簡易な形状であるため生産性が上がる。

また、車体フレーム１２が湾曲部２６、２８、３８、４０、車体フレーム１４が湾曲部４２、４４、５４、５６、車体フレーム１６が湾曲部６０、６２、７２、７４をそれぞれ有することで、車体フレーム１２、１４、１６自体にバネ特性を持たせることができ、衝撃吸収性能をさらに高めることができる。

例えば、車体フレーム（図示省略）が湾曲部のみで形成された場合、例えば環状フレームで形成された車体構造では、車体の外形が略半円球状を成すこととなるが、車体フレーム１２が直線部３０、３２、３４、３６、車体フレーム１４が直線部４６、４８、５０、５２、車体フレーム１６が直線部６４、６６、６８、７０をそれぞれ有することで、車体１１の外形を外側へ張り出させることができる。つまり、車体１１の外形を外側へ張り出させた分、キャビン７８（図１（Ａ）参照）の広さを確保することができる。

また、例えば複数の環状フレームで車体構造を構成するには、環状フレーム同士で互いに角度を設けた状態で接合させる必要があるが、湾曲部同士の接触部分は点接触となってしまう。しかし、本実施形態では、車体フレーム１２に直線部３０、３２、３４、３６、車体フレーム１４に直線部４６、４８、５０、５２、車体フレーム１６に直線部６４、６６、６８、７０がそれぞれ設けられている。

そして、各車体フレーム１２、１４、１６のルーフサイドレールに相当する部位Ａでは、直線部３０、４６、６４及び直線部３２、４８、６８、ロッカーに相当する部位Ｂでは、直線部３４、５０、６６及び直線部３６、５２、７０を重ね合わせることで互いに線接触することとなる。この線接触部分Ａ、Ｂを接合することで、点接触部分を接合した場合よりも接合強度を向上させることができる。このため、車両の操縦安定性を向上させることができる。

なお、ここでは図１０に示されるように、車体１１の部位Ａでは直線部３０、４６、６４、部位Ｂでは直線部３２、４８、６８、部位Ｃでは直線部３４、５０、６６、部位Ｄでは直線部３６、５２、７０を互いに接合させることで当該車体１１の剛性を向上させるようにしたが、これら直線部の接合に加え、例えば、車体フレーム１２、１４、１６間に補強部材を接合させても良い。

具体的には、図１２に示されるように、車体前部１８の上部において、車体フレーム１２の湾曲部２６の直線部３０（図１（Ｂ）参照）との接合部位側（湾曲部２６の根元側、以下も同様である）と、車体フレーム１６の湾曲部６０の直線部６４との接合部位側と、を補強部材８０によって接合し、車体フレーム１６の湾曲部６０の直線部６４との接合部位側と、車体フレーム１４の湾曲部４２の直線部４６側と、を補強部材８２によって接合する。また、車体フレーム１２の湾曲部２６における直線部３２との接合部位側と、車体フレーム１６の湾曲部６２の直線部６８との接合部位側と、を補強部材８０によって接合し、車体フレーム１６の湾曲部６２の直線部６８との接合部位側と、車体フレーム１４の湾曲部４２の直線部４８との接合部位側と、を補強部材８２によって接合する。そして、この補強部材８２と補強部材８０とが互いに接合され一体化されるようにする。

また、車体前部１８の下部において、車体フレーム１２の湾曲部２８の直線部３４側と、車体フレーム１６の湾曲部６０の直線部６６（図１（Ｄ）参照）側と、を補強部材８４によって接合し、車体フレーム１６の湾曲部６０の直線部６６側と、車体フレーム１４の湾曲部４４の直線部５０と、を補強部材８６によって接合する。また、車体フレーム１２の湾曲部２８の直線部３６側と、車体フレーム１６の湾曲部６２の直線部７０側と、を補強部材８４によって接合し、車体フレーム１６の湾曲部６２の直線部７０側と、車体フレーム１４の湾曲部４４の直線部５２側と、を補強部材８６によって接合する。そして、この補強部材８６と補強部材８４とが互いに接合され一体化されるようにする。

さらに、車体後部２４の上部において、車体フレーム１２の湾曲部３８の直線部３０側と、車体フレーム１４の湾曲部５４の直線部４６側と、車体フレーム１６の湾曲部７２の直線部６４側と、を補強部材８８によって接合する。また、車体フレーム１２の湾曲部４０の直線部３２側と、車体フレーム１４の湾曲部５６の直線部４８側と、車体フレーム１６の湾曲部７２の直線部６８側と、を補強部材８８によって接合する。

また、車体後部２４の下部において、車体フレーム１２の湾曲部３８の直線部３４側と、車体フレーム１４の湾曲部５４の直線部５０側と、車体フレーム１６の湾曲部７４の直線部６６側と、を補強部材９０によって接合する。また、車体フレーム１２の湾曲部４０の直線部３６側と、車体フレーム１４の湾曲部５６の直線部５２側と、車体フレーム１６の湾曲部７４の直線部７０側と、を補強部材９０によって接合する。

このように、補強部材８０、８２、８４、８６、８８、９０が設けられることで、車体１１のねじり剛性及び横曲げ剛性を向上させることができ、車両の運動特性を向上させることができる。ここで、上述のように、車体フレーム１２、１４、１６がそれぞれ湾曲部を有することで、車体フレーム１２、１４、１６自体にバネ特性を持たせている。このため、各湾曲部（符号省略）の直線部との接合部位側に補強部材を設けることで、当該補強部材８０、８２、８４、８６、８８、９０によって、車体フレーム１２、１４、１６の湾曲部におけるバネ特性が阻害されないようにすることができる。

なお、補強部材８０と補強部材８２、及び補強部材８４と補強部材８６とは必ずしも一体化させる必要はない。また、これらの補強部材８０、８２、８４、８６、８８、９０は、必ずしも全て設けられる必要はない。つまり、補強部材の位置や数によって、ねじり剛性及び横曲げ剛性を容易にコントロールすることが可能となる。

また、本実施形態では、図１０に示されるように、車体１１の部位Ａでは直線部３０、４６、６４、部位Ｂでは直線部３２、４８、６８、部位Ｃでは直線部３４、５０、６６、部位Ｄでは直線部３６、５２、７０を互いに接合させるようにしている。しかし、３つの車体フレーム１２、１４、１６の直線部が同じ部位に設けられていない場合は、直線部が同じ部位に設けられている車体フレーム同士を接合させ、間接的に３つの車体フレーム１２、１４、１６が接合されるようにしても良い。

（本実施形態の補足説明）
本実施形態では、図１（Ｂ）〜（Ｄ）に示される車体フレーム１２、１４、１６の材料として丸パイプを用いたが、中実部材を用いても良い。また、パイプの場合、断面形状が楕円形であっても良い。この場合、長軸側の方が短軸よりも衝撃吸収力は高いため、車体前後方向に沿って長軸となるようにパイプ材が配置される方が良い。さらに、丸パイプの材料としてＦＲＰ（ＧＦＲＰやＣＦＲＰ）等の繊維強化樹脂を用いたが、これ以外にも弾性を有する金属材料を用いても良い。

また、車体フレーム１２、１４、１６の形状は、図１（Ｂ）〜（Ｄ）に示される形状に限定されるものではない。例えば、車体前部１８側を車体前方へ向かって凸となる湾曲部で形成し、当該車体前部１８側以外の部位は直線部で形成しても良い。一例を挙げると、車体フレーム１２の車体後部２４の湾曲部３８、４０を直線部で形成する。この場合、車体前部１８側において車体１１の衝撃吸収力を向上させ、それ以外の部分ではキャビン７８の広さを確保することができる。

また、これ以外にも車体後部２４側を車体後方へ向かって凸となる湾曲部で形成し、当該車体後部２４側以外の部位は直線部で形成しても良いし、車体前部１８を車体前方へ向かって凸となる湾曲部で形成し車体後部２４側を車体後方へ向かって凸となる湾曲部で形成して、それ以外の部位を直線部で形成しても良い。つまり、ここでは、少なくとも車体後部２４側において車体１１の衝撃吸収力を向上させることができる。

このように、本実施形態によれば、衝撃吸収力を向上させる領域とキャビン７８の広さを確保する領域に分け、車両の特性に合わせた設計を行うことができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

１０ 車体構造
１１ 車体
１２ 車体フレーム（第１車体フレーム）
１４ 車体フレーム（第２車体フレーム）
１６ 車体フレーム（第３車体フレーム）
１８ 車体前部
２０ 車体上部
２２ 車体下部
２４ 車体後部
２６ 湾曲部
２８ 湾曲部
３０ 直線部（第１直線部）
３２ 直線部（第１直線部）
３４ 直線部（第１直線部）
３６ 直線部（第１直線部）
３８ 湾曲部
４０ 湾曲部
４２ 湾曲部
４４ 湾曲部
４６ 直線部（第２直線部）
４８ 直線部（第２直線部）
５０ 直線部（第２直線部）
５２ 直線部（第２直線部）
５４ 湾曲部
５６ 湾曲部
６０ 湾曲部
６２ 湾曲部
６４ 直線部（第３直線部）
６６ 直線部（第３直線部）
６８ 直線部（第３直線部）
７０ 直線部（第３直線部）
７２ 湾曲部
７４ 湾曲部
８０ 補強部材
８２ 補強部材
８４ 補強部材
８６ 補強部材
８８ 補強部材
９０ 補強部材

Claims (6)

1. 弾性を有し直線部と湾曲部とが連続する１本のフレームで形成された複数の車体フレームが前記直線部で互いに結合されて構成され、
   前記複数の車体フレームは、
   車体前部に位置する部位と、車体上下部の車幅方向両端部に位置する部位と、車体後部の車幅方向両端部に位置する部位と、が連続して形成され、少なくとも前記車体上下部の車幅方向両端部が前記直線部として車両前後方向に沿って設けられた第１直線部を構成すると共に、対向して配置された前記第１直線部の少なくとも一端部同士が前記湾曲部で繋がれている第１車体フレームと、
   前記第１車体フレームと同じ材料で、車体上下部の車体前後方向の前端部に位置する部位と、車体上下部の車幅方向両端部に位置する部位と、車体後部に位置する部位と、が連続して形成され、少なくとも前記車体上下部の車幅方向両端部が前記直線部として車両前後方向に沿って設けられた第２直線部を構成すると共に、対向して配置された前記第２直線部の少なくとも一端部同士が前記湾曲部で繋がれている第２車体フレームと、
   前記第２車体フレームと同じ材料で、車体前部の車幅方向両端部に位置する部位と、車体上下部の車幅方向両端部に位置する部位と、車体上下部の車体前後方向の後端部に位置する部位と、が連続して形成され、少なくとも前記車体上下部の車幅方向両端部が前記直線部として車両前後方向に沿って設けられた第３直線部を構成すると共に、対向して配置された前記第３直線部の少なくとも一端部同士が前記湾曲部で繋がれている第３車体フレームと、
   を含んで構成された車体構造。
2. 少なくとも車体前部側が車体前方へ向かって凸となる前記湾曲部で形成された請求項１に記載の車体構造。
3. 少なくとも車体後部側が車体後方へ向かって凸となる前記湾曲部で形成された請求項１又は２に記載の車体構造。
4. 前記車体フレームがパイプ材で構成されている請求項１〜３の何れか１項に記載の車体構造。
5. 前記第１直線部、前記第２直線部及び前記第３直線部が互いに接合された請求項１〜４の何れか１項に記載の車体構造。
6. 前記湾曲部における前記直線部の接合部位側に配置され、前記車体フレーム同士を接合して補強する補強部材が設けられた請求項１〜５の何れか１項に記載の車体構造。