JP6336843B2 - 車両のフレーム構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両のフレーム構造に関するものである。

図７は従来のトラック等の大型運搬車両におけるシャシフレーム１の前方部分の構造を示しており、この種のシャシフレーム１は、車両前後方向に延びる左右一対のサイドレール２，２と、これを車両前後方向の複数箇所で車幅方向に連結する複数のクロスメンバ３，４（図７中には最前端のクロスメンバ３と二番目のクロスメンバ４のみを示す）とにより構成されているが、最前端のクロスメンバ３と二番目のクロスメンバ４との間は、エンジン５により占有されてしまっているため、左右のサイドレール２の相互間を連結することができず、シャシフレーム１の前方部分における剛性を高めることが難しかった。

一方、近年においては、排気浄化対策の一手段として、排気側から排気ガスの一部を抜き出して吸気側へ戻すようにした排気ガス再循環（ＥＧＲ：Exhaust Gas Recirculation）が大型運搬車両に採用されるようになってきているが、このような排気ガス再循環を採用した場合、エンジン５に再循環される排気ガスを水冷式のＥＧＲクーラを通して冷却するのが一般的であるため、水冷系の熱負荷が従来より増大してラジエータ６を大型化せざるを得ない状況になってきており、このラジエータ６とバンパ７との間の限られたスペースに配置しなければならない最前端のクロスメンバ３には、剛性を高めるためのスペース的な余裕が無い。

しかも、二番目のクロスメンバ４は、エンジン５の後部（トランスミッション）との干渉を避けるために該エンジン５の後部を下側に大きく回り込むようなオフセット形状となっているが、このオフセット形状のためにシャシフレーム１の剛性向上に対し大きく寄与しないものとなってしまっている。

尚、図７中における符号の８はフロントアクスル、９は該フロントアクスル８を前記両サイドレール２，２から懸架しているリーフスプリング、１０は該リーフスプリング９の前端部を回動自在に支持するフロントブラケット、１１は前記リーフスプリング９の後端部を前後に揺動自在なシャックル（図示せず）を介して支持するリヤブラケット、１２はタイヤを夫々示している。

また、本発明の車両のフレーム構造に関連する先行技術文献情報としては下記の特許文献１等が既に存在している。

特公平５−１３８７６号公報

しかしながら、シャシフレーム１の前方部分における剛性が低いままでは、ハンドル操作による旋回時に、タイヤ１２，１２からリーフスプリング９，９、シャシフレーム１、キャブへと向かうコーナリングフォースの伝達効率が途中のシャシフレーム１の変形により低下し、この変形により操舵応答性が悪くなって運転しづらい車両となってしまう虞れがあり、シャシフレーム１における前方部分の剛性の更なる向上が望まれているが、シャシフレーム１全体の板厚を上げて剛性向上を図るような措置を採ってしまうと、運搬車両として好ましくない大幅な重量増加を招いてしまう結果となる。

本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、大幅な重量増加を招くことなくシャシフレームの前方部分の剛性を向上し得る車両のフレーム構造を提供することを目的とする。

本発明は、左右のサイドレールを連結する最前端のクロスメンバと二番目のクロスメンバとの間にエンジンを搭載し且つ該エンジン直下を車幅方向に亘るフロントアクスルを前記両サイドレールからリーフスプリングを介して懸架するようにした車両のフレーム構造であって、前記両リーフスプリングの前端部を支持している左右のフロントブラケットの下端部同士を該各フロントブラケットの直下で剛性部材により車幅方向に連結して前記エンジンと前記左右のフロントブラケットと前記剛性部材とによりボックス構造を構成すると共に、前記各リーフスプリングの前端部を上方から挟み込むように枢着している二股状のフロントブラケットの下端部同士も前記剛性部材により一緒に連結して前記二股状のフロントブラケット自体も左右の小さなボックス構造として構成したことを特徴とする車両のフレーム構造、に係るものである。

而して、このようにすれば、両サイドレール間に搭載されたエンジンと、両サイドレールに取り付けられた左右のフロントブラケットと、該各フロントブラケットの下端部同士を連結する剛性部材とにより強固なボックス構造が構成され、このボックス構造によりシャシフレームの前方部分の剛性が向上されることになり、シャシフレーム全体の板厚を上げて剛性向上を図るような措置を採らなくて済む。

また、本発明においては、リーフスプリングの前端部を上方から挟み込むように枢着している二股状のフロントブラケットの下端部同士も剛性部材により一緒に連結して前記二股状のフロントブラケット自体も左右の小さなボックス構造として構成しているので、この小さなボックス構造を左右に含むことで更なるシャシフレームの前方部分の剛性向上が図られる。

尚、閉断面を成す中空角材により剛性部材を形成した場合には、左右のサイドレールの様々な変形モードに対し総合的な抑制を図ることが可能となり、シャシフレームの剛性向上に対し前記剛性部材を大きく寄与せしめることが可能となる。

一方、鉛直方向に平面を成す平板材により剛性部材を形成した場合には、操舵応答性への影響が大きな左右のサイドレールの相対上下変位を確実に抑制することが可能となり、しかも、主構成が平板材の剛性部材となることでコスト及び重量の大幅な削減化を図ることが可能となる。

上記した本発明の車両のフレーム構造によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。

（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、大幅な重量増加を招くことなくシャシフレームの前方部分の剛性を向上することができ、これにより旋回時のコーナリングフォースによるシャシフレームの変形を著しく抑制することができるので、操舵応答性を従来より大幅に改善することができて運転し易い車両とすることができ、しかも、剛性部材の強度を車型に応じ断面を変えて調整することができるので、シャシフレームに変更を加えずに容易に対応することができる。

（ＩＩ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、二股状のフロントブラケット自体も小さなボックス構造としてシャシフレームの前方部分の剛性を更に向上することができ、操舵応答性をより一層改善することができる。

（ＩＩＩ）本発明の請求項２に記載の発明によれば、左右のサイドレールの様々な変形モードに対し総合的な抑制を図ることができるので、シャシフレームの剛性向上に対し前記剛性部材を大きく寄与せしめることができ、シャシフレームの前方部分の剛性を効果的に向上することができる。

（ＩＶ）本発明の請求項３に記載の発明によれば、操舵応答性への影響が大きな左右のサイドレールの相対上下変位を確実に抑制することができると共に、主構成を平板材の剛性部材としてコスト及び重量を大幅に削減することもでき、コストと重量増加を必要最小限に抑えて操舵応答性の改善を図ることができる。

本発明を実施する形態の一例を示す平面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ方向の矢視図である。 図２の要部を斜め下方から見た斜視図である。 図３のフロントブラケット及び剛性部材の連結状態を示す斜視図である。 図４の剛性部材におけるカラーの配置箇所の断面図である。 本発明の別の形態例を示す斜視図である。 従来の車両のフレーム構造の一例を示す底面図である。

以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。

図１〜図５は本発明を実施する形態の一例を示すもので、先に図７で説明した従来例の場合と同様に、左右のサイドレール２，２を連結する最前端のクロスメンバ３と二番目のクロスメンバ４との間にエンジン５（図７参照）を搭載し且つ該エンジン５直下を車幅方向に亘るフロントアクスル８（図７参照）を前記両サイドレール２，２からリーフスプリング９，９を介して懸架するようにした車両のフレーム構造に関するものであり、先の図７と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。

そして、本形態例においては、前記両リーフスプリング９，９の前端部を支持している左右のフロントブラケット１０，１０の下端部同士を該各フロントブラケット１０，１０の直下で剛性部材１３により車幅方向に連結したことを特徴としており、より具体的には、閉断面を成す中空角材の剛性部材１３を使用し、リーフスプリング９の前端部を上方から挟み込むように枢着している二股状のフロントブラケット１０の下端部同士も前記剛性部材１３により一緒に連結するようにしている（図３及び図４参照）。

ここで、各フロントブラケット１０，１０の二股状の下端部と剛性部材１３との接続は、前記各フロントブラケット１０，１０の下端部下面に穿設した雌ネジ（図示せず）に対し前記剛性部材１３の下面側から該剛性部材１３を貫通させて上向きにボルト１４を締結することで行うようにしているが、該ボルト１４の強固な締結により前記剛性部材１３の上下面に凹み変形が生じないようカラー１５を介して締結するようにしている。

即ち、図５に断面図で示している通り、前記剛性部材１３のボルト１４が貫通する位置に縦向きにスリーブ状のカラー１５が貫通溶接されており、該カラー１５の内部に前記ボルト１４を通すことで該ボルト１４と前記フロントブラケット１０の下端部下面の雌ネジとの締結が行われるようになっている。

尚、リーフスプリング９の前端部は、上向きに巻かれてアイ９ａ（図２参照）として形成され、該アイ９ａが前記フロントブラケット１０における二股状の下端部の相互間に架設された水平ピン９ｂに対し回動自在に巻き掛けられて枢着されるようになっていることは従前通りである。

而して、このようなフレーム構造とすれば、両サイドレール２，２間に搭載されたエンジン５（図７参照）と、両サイドレール２，２に取り付けられた左右のフロントブラケット１０，１０と、該各フロントブラケット１０，１０の下端部同士を連結する剛性部材１３とにより強固なボックス構造が構成され、このボックス構造によりシャシフレーム１の前方部分の剛性が向上されることになり、シャシフレーム１全体の板厚を上げて剛性向上を図るような措置を採らなくて済む。

特に本形態例の場合には、リーフスプリング９の前端部を上方から挟み込むように枢着している二股状のフロントブラケット１０の下端部同士も剛性部材１３により一緒に連結するようにしているので、二股状のフロントブラケット１０自体も小さなボックス構造を構成することになり、この小さなボックス構造を左右に含むことで更なるシャシフレーム１の前方部分の剛性向上が図られる。

従って、上記形態例によれば、大幅な重量増加を招くことなくシャシフレーム１の前方部分の剛性を向上することができ、これにより旋回時のコーナリングフォースによるシャシフレーム１の変形を著しく抑制することができるので、操舵応答性を従来より大幅に改善することができて運転し易い車両とすることができ、しかも、剛性部材１３の強度を車型に応じ断面を変えて調整することができるので、シャシフレーム１に変更を加えずに容易に対応することができ、更には、二股状のフロントブラケット１０自体も小さなボックス構造としてシャシフレーム１の前方部分の剛性を更に向上することができ、操舵応答性をより一層改善することができる。

また、特に本形態例においては、閉断面を成す中空角材により剛性部材１３を形成するようにしているので、左右のサイドレール２，２の様々な変形モードに対し総合的な抑制を図ることができて、シャシフレーム１の剛性向上に対し前記剛性部材１３を大きく寄与せしめることができ、シャシフレーム１の前方部分の剛性を効果的に向上することができる。

一方、図６は本発明の別の形態例を示すもので、本形態例においては、鉛直方向に平面を成す平板材により剛性部材１３を形成した場合を示しており、各フロントブラケット１０の二股状の下端部と剛性部材１３との接続は、ベースプレート１６及びリブ１７を介し溶接等で行うようにしている。尚、図６中の符号１８は剛性部材１３に開口した軽減孔を示し、この軽減孔１８には必要に応じ冷却水系の配管等を通すようにしても良い。

このようにした場合、操舵応答性への影響が大きな左右のサイドレール２，２の相対上下変位を確実に抑制することが可能となり、しかも、主構成が平板材の剛性部材１３となることでコスト及び重量の大幅な削減化を図ることが可能となるので、コストと重量増加を必要最小限に抑えて操舵応答性の改善を図ることができる。

尚、本発明の車両のフレーム構造は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、剛性部材の形状は必ずしも図示例に限定されないこと、剛性部材の板厚は長手方向の負荷に応じて徐変させるようにしても良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

１ シャシフレーム
２ サイドレール
３ 最前端のクロスメンバ
４ 二番目のクロスメンバ
５ エンジン
８ フロントアクスル
９ リーフスプリング
１０ フロントブラケット
１３ 剛性部材

Claims (3)

1. 左右のサイドレールを連結する最前端のクロスメンバと二番目のクロスメンバとの間にエンジンを搭載し且つ該エンジン直下を車幅方向に亘るフロントアクスルを前記両サイドレールからリーフスプリングを介して懸架するようにした車両のフレーム構造であって、前記両リーフスプリングの前端部を支持している左右のフロントブラケットの下端部同士を該各フロントブラケットの直下で剛性部材により車幅方向に連結して前記エンジンと前記左右のフロントブラケットと前記剛性部材とによりボックス構造を構成すると共に、前記各リーフスプリングの前端部を上方から挟み込むように枢着している二股状のフロントブラケットの下端部同士も前記剛性部材により一緒に連結して前記二股状のフロントブラケット自体も左右の小さなボックス構造として構成したことを特徴とする車両のフレーム構造。
2. 閉断面を成す中空角材により剛性部材を形成したことを特徴とする請求項１に記載の車両のフレーム構造。
3. 鉛直方向に平面を成す平板材により剛性部材を形成したことを特徴とする請求項１に記載の車両のフレーム構造。

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