JP6543950B2 - フレーム車両の車体構造 - Google Patents

Description

本発明は、フレーム上にマウントを介してボディが載置されるフレーム車両の車体構造に関する。

従来、トラックやバス，SUV（Sport Utility Vehicle）等の車体構造として、フレームとボディとを分離させたセパレートフレーム構造が知られている。すなわち、防振・制振用のマウントを介してフレーム上に車室や荷台等のボディを載置したものである。荷重をフレームで支える構造にすることで、曲げやねじり変形に対する剛性の高いフレームを採用することが容易となり、耐久性，走破性を向上させることができる。

ところで、近年の車両には、駐車ブレーキ装置（パーキングブレーキ）を電動化した電動駐車ブレーキ装置を搭載したものが存在する。駐車ブレーキ装置とは、ブレーキペダルによる制動系とは別系統で設けられた制動装置である。具体的には、乗員がブレーキレバー（ハンドブレーキ）を手動操作で引き上げるとワイヤケーブルが牽引され、ワイヤケーブルに接続された摩擦制動機構に制動力が発生して、車輪の回転が機械的に拘束される。

一方、電動駐車ブレーキ装置は、ワイヤケーブルを電動モータで牽引する構造を備えている（特許文献１参照）。これにより、電動モータを作動させるだけで、手軽に車輪をロックすることができる。また、電動モータで発生する牽引力を弱めることで車輪のロックが解除されるため、坂道発進時におけるブレーキペダルの踏み込み操作の代わりに使用することも可能である。なお、電動駐車ブレーキ装置の取付位置は、防水性や防塵性を考慮して、おもに車室内や車室の下面に設定される（特許文献２，３参照）。

特開2000-211485号公報 特開2002-242968号公報 特開2007-040442号公報

しかし、電動駐車ブレーキ装置を車室のフロアパネル等に固定すると、電動駐車ブレーキ装置がマウントよりも上部のボディ側に配置されることになり、作動音や振動が車室に伝達されやすくなるという課題がある。特に、近年の電動駐車ブレーキ装置は、アクセルペダルの踏み込み操作で車輪のロックを解除する機能を持つことから、立体駐車場内や渋滞路で車輪を頻繁にロックする操作がなされる場合がある。そのため、電動駐車ブレーキ装置の作動音や振動によって車室の静粛性が低下するおそれがある。

本件は上記のような課題に鑑み創案されたものであり、電動駐車ブレーキ装置を搭載するフレーム車両において、車室の静粛性を高めることができる車体構造を提供することを目的の一つとする。なお、この目的に限らず、後述する「発明を実施するための形態」に示す各構成から導き出される作用効果であって、従来の技術では得られない作用効果を奏することも、本件の他の目的として位置付けることができる。

（１）ここで開示するフレーム車両の車体構造は、フレーム上にマウントを介してボディが載置される車両の車体構造である。本車体構造は、前記フレームのうち車長方向に延設され、前記車両の左右に一対配置されたサイドメンバと、乗員操作に応じて前記車両の駐車ブレーキを作動させ又は解除するモータを内蔵し、前記サイドメンバにおける車両外側の側面に固定された電動駐車ブレーキ装置とを備え、前記マウントの一つが、前記電動駐車ブレーキ装置と前記車両の前輪との間に配置される。

（２）前記サイドメンバに固定されて前記フレームの振動を抑制するダンパ装置を備えることが好ましい。この場合、前記電動駐車ブレーキ装置が、車幅方向に前記ダンパ装置と対置されることが好ましい。
例えば、前記電動駐車ブレーキ装置が左右何れか一方のサイドメンバに固定され、前記ダンパ装置が他方のサイドメンバに固定されることが好ましい。これにより、車幅方向の重量バランスが向上する。また、前記ダンパ装置は、前記サイドメンバにおける振動モードの腹（例えば車長方向の中央部付近）に配置されることが好ましい。

（３）前記電動駐車ブレーキ装置と車輪との間に配索されるワイヤケーブルの分配器を備えることが好ましい。この場合、前記分配器が、前記電動駐車ブレーキ装置に隣接して前記サイドメンバに固定されることが好ましい。
（４）前記電動駐車ブレーキ装置が、前記車両の燃料タンクに対して車長方向に重ならない位置に配置されることが好ましい。例えば、前記電動駐車ブレーキ装置が左右何れか一方のサイドメンバに固定され、前記燃料タンクが他方のサイドメンバに固定されることが好ましい。

開示のフレーム車両の車体構造によれば、電動駐車ブレーキ装置をサイドメンバにおける車両外側の側面に固定することで、車室の静粛性を高めつつメンテナンス性を高めることができる。また、車室はマウントを介してフレームに支持されることから、電動駐車ブレーキ装置の取付箇所に防振ゴムを介装する必要がなく、コストを削減できる。その上、電動駐車ブレーキ装置に対するパワートレインの熱害対策を不要とすることができ、パワートレインとの干渉を回避することもできる。さらに、電動駐車ブレーキ装置の質量でフレームの振動を抑制することができ、車両の振動に対する安定性や静粛性を高めることができる。

実施形態の車体構造が適用された車両の分解斜視図である。 図１の車両のフレーム（フロアパネル下）を示す上面図である。 車両の電動駐車ブレーキ装置を示す右側面図（図２のＡ矢視図）である。

図面を参照して、実施形態としてのフレーム車両の車体構造について説明する。以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができるとともに、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることが可能である。

［１．構成］
［１−１．フレーム］
本実施形態の車体構造が適用された車両１０を図１に例示する。この車両１０は、マウント４を介してフレーム１上にボディ１１が載置されたフレーム車両であり、フレーム１とボディ１１とが分離したセパレートフレーム構造を備える。図１では、車両１０のパワートレインや懸架装置等の記載を省略して、フレーム１とボディ１１とを分離させた状態を模式的に示す。

フレーム１は、車両１０の骨格をなす構造部材であり、車両１０に作用する荷重を支えるものである。図１中に示すフレーム１は、一対のサイドメンバ２と複数のクロスメンバ３とを梯子状に連結してなるラダーフレームであり、車長方向（車両前後方向）が長手となるように配置される。サイドメンバ２は、車両１０の前端部から後端部までのほぼ全長に渡って車長方向に延設される部材であり、車幅方向に間隔を空けて左右一対設けられる。

サイドメンバ２の断面形状は、例えば閉断面形状（円形，角形等）やコの字型（溝形，チャンネル形）に形成される。左右のサイドメンバ２は、車両１０の全体でほぼ左右対称形状となるように配置される。また、これらのサイドメンバ２の間隔は、ボディ１１の形状や車両１０に搭載される各種装置のレイアウトに合わせて、場所によって車幅方向に拡幅，狭窄される。例えば図２に示すように、サイドメンバ２は、前輪１２と干渉しないようにホイールハウスの近傍での間隔が狭く形成される。また、後輪１３の近傍では、車軸を避けるようにその上側に湾曲した形状に形成される。以下、二つのサイドメンバ２の個々を区別する場合には、それぞれを右サイドメンバ２１，左サイドメンバ２３と呼ぶ。

クロスメンバ３は、一対のサイドメンバ２の間を車幅方向に接続する部材であり、車長方向に間隔を空けて複数本設けられる。クロスメンバ３の断面形状は、サイドメンバ２と同様に、閉断面形状やコの字型に形成される。図１に示す車両１０には、六本のクロスメンバ３が設けられる。以下、これらのクロスメンバ３を区別する場合には、前方から順に第一クロスメンバ３１，第二クロスメンバ３２，…，第六クロスメンバ３６と呼ぶ。

図１に示すように、第一クロスメンバ３１は、車両１０の前端部で左右のサイドメンバ２を接続する。また、第二クロスメンバ３２，第三クロスメンバ３３は、前輪１２の車軸を挟んでその前後に配置される。一方、第四クロスメンバ３４は、フレーム１の全体で車長方向の中央部付近に配置される。また、第五クロスメンバ３５，第六クロスメンバ３６は、後輪１３の車軸を挟んでその前後に配置される。

フレーム１上には、複数のマウント４を介してボディ１１が載置，支持される。マウント４は、ボディ１１に伝達される振動や衝撃を緩和する緩衝装置であり、例えばラバーマウントやビスカスマウント等である。マウント４の取付箇所は、右サイドメンバ２１，左サイドメンバ２３のそれぞれに六箇所ずつ設定される。図１に示す例では、前輪１２の車軸を挟む前後の二箇所，後輪１３の車軸を挟む前後の二箇所，車室下方の一箇所，サイドメンバ２における後端部近傍の一箇所に配置される。以下、前輪１２の直後方に配置されたマウント４のうち、右サイドメンバ２１に固定されたものを第一マウント４１と呼び、左サイドメンバ２３に固定されたものを第二マウント４２と呼ぶ。

［１−２．各種搭載品］
図２に示すように、車両１０のパワートレイン装置は、一対のサイドメンバ２の間に配置される。これらのパワートレイン装置は、マウントや弾性部材を介してクロスメンバ３に取り付けられる。エンジン１６，変速機１７は、第三クロスメンバ３３よりも前方側で、車幅方向の中央付近に配置される。また、変速機１７から車長方向にプロペラシャフト１８が延設され、後輪１３の車軸の近傍においてディファレンシャル装置１９に接続される。プロペラシャフト１８は、クロスメンバ３と交差する付近で分割され、ユニバーサルジョイントやスリーブヨークを介して接続される。なお、車両１０が四輪駆動車の場合には、変速機１７とプロペラシャフト１８との間にパワートランスファユニットが介装される。

プロペラシャフト１８よりも右側には、エンジン１６の排気系装置２０（排気管，排気触媒装置，消音装置等）が配置される。一方、プロペラシャフト１８よりも左側には、エンジン１６の燃料タンク１５が配置される。燃料タンク１５の位置は、上面視で第三クロスメンバ３３と第四クロスメンバ３４とに挟まれた範囲内に設定される。本実施形態では、第三クロスメンバ３３，第四クロスメンバ３４，左サイドメンバ２３のそれぞれに対して燃料タンク１５が固定される。また、プロペラシャフト１８を挟んで燃料タンク１５の右側には、消音装置（マフラー）が配置される。

左サイドメンバ２３の外面２４には、フレーム１の振動を抑制するためのダイナミックダンパ８（ダンパ装置）が取り付けられる。ダイナミックダンパ８は、フレーム１の振幅が比較的大きくなりやすい中央部付近（例えば、第三クロスメンバ３３と第四クロスメンバ３４との間）に配置され、フレーム１の共振を抑制するおもりとして機能する。また、ダイナミックダンパ８の位置は、第二マウント４２よりも後方に設定される。つまり、ダイナミックダンパ８と前輪１２との間に第二マウント４２を配置する。これにより、前輪１２からダイナミックダンパ８への飛び石（チッピング）が抑制される。

［１−３．電動駐車ブレーキ装置］
この車両１０には、駐車ブレーキの作動，解除を電子制御する電動駐車ブレーキ装置５（EPB，Electric Parking Brake）が搭載される。電動駐車ブレーキ装置５は、ブレーキペダルによる通常の制動系とは別系統で設けられた制動装置であり、例えば後輪１３に内蔵された摩擦制動機構（ドラムブレーキ装置，ディスクブレーキ装置等）をワイヤケーブル７で自動的に牽引することにより、後輪１３の回転をロックする（拘束する）機能を持つ。

電動駐車ブレーキ装置５には、バッテリ駆動のモータ６が内蔵される。モータ６の作動状態は、乗員の操作に応じて制御される。例えば、モータ６を正回転させる操作がなされると、ワイヤケーブル７が牽引され、後輪１３がロックされる。また、モータ６を逆回転させる操作がなされた場合には、ワイヤケーブル７の牽引力が弱められ、後輪１３のロックが解除される。これらの操作は、例えばボタン操作やアクセルペダルの踏み込み操作等に対応付けられる。

左右の後輪１３に伝達されるワイヤケーブル７の牽引力は、イコライザ９（分配器）で均等に分配される。イコライザ９は、電動駐車ブレーキ装置５とともに、電動駐車ブレーキ装置５に隣接してサイドメンバ２に固定される。イコライザ９から伸びる二本のワイヤケーブル７は、フレーム１上に配索されて、左右の後輪１３のそれぞれに対して接続される。

本実施形態の電動駐車ブレーキ装置５及びイコライザ９は、車室のフロアパネル１４の下方において、サイドメンバ２における車両外側の側面に固定される。すなわち、図３に示すように、電動駐車ブレーキ装置５及びイコライザ９は、右サイドメンバ２１の外面２２に固定される。電動駐車ブレーキ装置５及びイコライザ９は、フロアパネル１４とは非接触とされる。また、電動駐車ブレーキ装置５及びイコライザ９は、ダイナミックダンパ８と同様に、フレーム１の振幅が比較的大きくなりやすい中央部付近（例えば、第三クロスメンバ３３と第四クロスメンバ３４との間）に配置される。

つまり、電動駐車ブレーキ装置５，イコライザ９は、上面視でプロペラシャフト１８を挟んでダイナミックダンパ８と対向するように配置され、ダイナミックダンパ８と車幅方向に対置される。これにより、電動駐車ブレーキ装置５及びイコライザ９は、フレーム１の共振を抑制するおもりとして機能する。なお、電動駐車ブレーキ装置５及びイコライザ９の配設位置は、サイドメンバ２の外側であることから、車両１０の燃料タンク１５に対して車長方向に見て重ならない位置となる。

また、電動駐車ブレーキ装置５及びイコライザ９の固定位置は、第一マウント４１よりも後方に設定される。つまり、第一マウント４１は、電動駐車ブレーキ装置５及びイコライザ９と前輪１２との間に配置される。これにより、図３に示すように、前輪１２からの飛び石（チッピング）が電動駐車ブレーキ装置５，イコライザ９に衝突しにくくなり、電動駐車ブレーキ装置５，イコライザ９の保護性が向上する。

［２．作用，効果］
（１）上記の電動駐車ブレーキ装置５は、ボディ１１から分離したサイドメンバ２に固定される。これにより、電動駐車ブレーキ装置５の作動に伴って生じうる騒音，振動がボディ１１に伝わりにくくなり、車室の防音性，防振性を高めることができる。また、車室はマウント４を介してフレーム１に支持されることから、電動駐車ブレーキ装置５の取付箇所にも防振ゴムを介装する必要がなく、コストを削減することができる。さらに、電動駐車ブレーキ装置５の質量でフレーム１の振動を抑制することができ、車両１０の振動に対する安定性や静粛性を高めることができる。

（２）上記の電動駐車ブレーキ装置５の固定位置は、サイドメンバ２のうち車両外側の側面（外面２２）に設定される。これにより、電動駐車ブレーキ装置５の点検・整備や部品交換が容易となり、メンテナンス性を高めることができる。
また、車両１０のパワートレインは、サイドメンバ２の内側に配置される。これに対して、電動駐車ブレーキ装置５は、サイドメンバ２の外側に配置される。これにより、電動駐車ブレーキ装置５に対する熱害対策が不要となり、例えばエンジン１６で発生する熱を遮蔽するための遮熱板を省略することができる。さらに、車両１０のパワートレインと車長方向に見て重ならない位置となるため、例えば車両衝突時における電動駐車ブレーキ装置５とパワートレインとの干渉を回避することができる。

（３）上記の電動駐車ブレーキ装置５は、図２に示すように、車幅方向にダイナミックダンパ８と対置するように設けられる。これにより、フレーム１の車長方向の振動を効率的に抑制することができ、車両１０の振動に対する静粛性や車体安定性を向上させることができる。
（４）上記の車体構造では、図２，図３に示すように、前輪１２と電動駐車ブレーキ装置５との間に第一マウント４１が配置される。これにより、前輪１２からの飛び石（チッピング）を電動駐車ブレーキ装置５に衝突しにくくすることができ、電動駐車ブレーキ装置５の保護性を向上させることができる。

（５）上記の車体構造では、イコライザ９が電動駐車ブレーキ装置５に隣接する位置に配置される。このように、電動駐車ブレーキ装置５及びイコライザ９を隣り合わせでサイドメンバ２に固定することで、部品交換や点検・整備がより容易となり、メンテナンス性をさらに向上させることができる。また、イコライザ９をディファレンシャル装置１９の近傍（車幅方向の中央部付近）に配置した場合と比較して、電動駐車ブレーキ装置５及びイコライザ９の機能的な関連性を乗員に把握させやすくすることができる。

（６）上記の車体構造では、電動駐車ブレーキ装置５が、燃料タンク１５に対して車両前後方向に見て重ならない位置に配置される。すなわち、燃料タンク１５が左サイドメンバ２３に固定されるのに対し、電動駐車ブレーキ装置５は右サイドメンバ２１に固定される。これにより、例えば車両衝突時における燃料タンクとの干渉を回避することができる。

［３．変形例］
上述した実施形態に関わらず、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。本実施形態の各構成は、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせてもよい。
上述の実施形態では、梯子形のラダーフレームが適用された車両１０の車体構造について詳述したが、他のフレームを車両１０に適用することも可能である。例えば、ペリメータフレーム（車両の外周を囲むように配置されるフレーム）や、トラスフレーム（三角形の骨組みを基本形状としたトラス構造のフレーム）を適用することができる。

１ フレーム
２ サイドメンバ
４ マウント
５ 電動駐車ブレーキ装置
６ モータ
７ ワイヤケーブル
８ ダイナミックダンパ（ダンパ装置）
９ イコライザ（分配器）
１０ 車両
１１ ボディ
１２ 前輪
１３ 後輪（車輪）
１５ 燃料タンク
２１ 右サイドメンバ
２２ 外面

Claims (4)

1. フレーム上にマウントを介してボディが載置される車両の車体構造において、
   前記フレームのうち車長方向に延設され、前記車両の左右に一対配置されたサイドメンバと、
   乗員操作に応じて前記車両の駐車ブレーキを作動させ又は解除するモータを内蔵し、前記サイドメンバにおける車両外側の側面に固定された電動駐車ブレーキ装置と、を備え、
   前記マウントの一つが、前記電動駐車ブレーキ装置と前記車両の前輪との間に配置される
   ことを特徴とする、フレーム車両の車体構造。
2. 前記サイドメンバに固定されて前記フレームの振動を抑制するダンパ装置を備え、
   前記電動駐車ブレーキ装置が、車幅方向に前記ダンパ装置と対置される
   ことを特徴とする、請求項１記載のフレーム車両の車体構造。
3. 前記電動駐車ブレーキ装置と車輪との間に配索されるワイヤケーブルの分配器を備え、
   前記分配器が、前記電動駐車ブレーキ装置に隣接して前記サイドメンバに固定される
   ことを特徴とする、請求項１又は２記載のフレーム車両の車体構造。
4. 前記電動駐車ブレーキ装置が、前記車両の燃料タンクに対して車長方向に重ならない位置に配置される
   ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載のフレーム車両の車体構造。

Images