JP6930462B2 - Vehicle frame structure - Google Patents
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Description
本発明は、車両のフレーム構造に関するものである。 The present invention relates to a vehicle frame structure.
車両は、フレームを構成する部材として、同車両の前後方向に延びるとともに車幅方向に間隔を置いて並ぶ一対のサイドメンバや、車幅方向に延びてサイドメンバ同士を繋ぐクロスメンバを有している（特許文献１参照）。 As a member constituting the frame, the vehicle has a pair of side members extending in the front-rear direction of the vehicle and arranged at intervals in the vehicle width direction, and a cross member extending in the vehicle width direction to connect the side members. (See Patent Document 1).
特許文献１のフレーム構造では、車輪やサスペンション部材を配置するために、車両前後方向の端部側の部分（幅狭部）におけるサイドメンバ同士の間隔が、同部分よりも車両内部側の部分（幅広部）における上記間隔と比較して狭くなっている。そして、そうしたサイドメンバの幅広部と幅狭部との境界にあたる部分（境界部）は、幅広部に向かうに連れて上記間隔が広くなる態様で延びている。
In the frame structure of
また、特許文献１のフレーム構造では、フレームの補強のために、サイドメンバ同士の間隔が広い幅広部にクロスメンバが設けられるとともに、同クロスメンバとサイドメンバの境界部とを連結する補強部材が設けられている。
Further, in the frame structure of
上記フレーム構造は、サイドメンバ同士の間隔が車両の端部側の幅狭部から車両内部側の幅広部に向かうに連れて大きくなる形状の境界部を有している。そのため、車両が前後方向において衝突（前方衝突または後方衝突）した場合には、上記境界部の形状に起因して、サイドメンバの車両端部側の部分である幅狭部が上記間隔を詰めるように変形する一方で、サイドメンバの車両内部側の部分である幅広部が上記間隔を開くように変形するといったようにフレーム全体の形状が変形してしまう。 The frame structure has a boundary portion having a shape in which the distance between the side members increases from the narrow portion on the end side of the vehicle toward the wide portion on the inner side of the vehicle. Therefore, when the vehicle collides in the front-rear direction (forward collision or rearward collision), the narrow portion, which is the portion of the side member on the vehicle end side, closes the above interval due to the shape of the boundary portion. On the other hand, the shape of the entire frame is deformed such that the wide portion of the side member on the inner side of the vehicle is deformed so as to open the above interval.
こうした変形を抑えるために、特許文献１のフレーム構造のように補強部材によって補強することが考えられる。しかしながら、単にフレームを補強すると、その分だけフレーム全体の重量が重くなってしまうために好ましくない。
In order to suppress such deformation, it is conceivable to reinforce with a reinforcing member as in the frame structure of
本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、効率良く補強してフレーム全体の変形を抑えることのできる車両のフレーム構造を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a frame structure of a vehicle capable of efficiently reinforcing and suppressing deformation of the entire frame.
上記課題を解決するための車両のフレーム構造は、車両前後方向に延びるとともに車幅方向に間隔を置いて並ぶ一対のサイドメンバであって、且つ、車両前後方向における一方の端部側を構成する幅狭部、および、前記幅狭部よりも車両内部側に配置されて前記一対のサイドメンバ同士の間隔が前記幅狭部よりも広い幅広部、および、前記幅狭部と前記幅広部との間に配置されて前記間隔が前記幅広部に向かうに連れて広くなる境界部、を有する前記サイドメンバと、車幅方向に延びるとともに、前記幅広部および前記境界部の一方において前記一対のサイドメンバの間に架設される第１クロスメンバと、車幅方向に延びるとともに、前記第１クロスメンバよりも前記端部側で前記一対のサイドメンバの間に架設される第２クロスメンバと、車両前後方向に延びるとともに、前記第１クロスメンバの車幅方向における中間部分および前記第２クロスメンバを連結する連結部材とを備える。 The frame structure of the vehicle for solving the above problems is a pair of side members extending in the vehicle front-rear direction and arranged at intervals in the vehicle width direction, and constitutes one end side in the vehicle front-rear direction. The narrow portion, the wide portion arranged on the vehicle internal side of the narrow portion and the distance between the pair of side members being wider than the narrow portion, and the narrow portion and the wide portion. The side member having a boundary portion arranged between them and having a boundary portion in which the distance increases toward the wide portion, and the pair of side members extending in the vehicle width direction and at one of the wide portion and the boundary portion. The first cross member erected between the two, the second cross member extending in the vehicle width direction, and the second cross member erected between the pair of side members on the end side of the first cross member, and the front and rear of the vehicle. It extends in the direction and includes an intermediate portion of the first cross member in the vehicle width direction and a connecting member that connects the second cross member.
上記構成では、車両の前後方向における衝突に際し、サイドメンバの境界部の形状に起因してサイドメンバの幅狭部にサイドメンバ同士の間隔を詰める方向の力が作用するとはいえ、サイドメンバに架設された第２クロスメンバが支え棒のように機能するため、サイドメンバの幅狭部が上記間隔を詰めるように変形することが抑えられる。 In the above configuration, when the vehicle collides in the front-rear direction, a force in the direction of narrowing the distance between the side members acts on the narrow portion of the side members due to the shape of the boundary portion of the side members, but the vehicle is erected on the side members. Since the second cross member is functioning like a support rod, it is possible to prevent the narrow portion of the side member from being deformed so as to close the space.
また上記構成では、上記衝突に際し、サイドメンバの境界部の形状に起因してサイドメンバの幅広部にサイドメンバ同士の間隔を開く方向の力（以下、引離力）が作用する。とはいえ、サイドメンバの幅広部に架設された第１クロスメンバにより、同幅狭部が上記間隔を開くように変形することが抑えられる。 Further, in the above configuration, at the time of the collision, a force in the direction of opening a distance between the side members (hereinafter referred to as a pulling force) acts on a wide portion of the side members due to the shape of the boundary portion of the side members. However, the first cross member erected on the wide portion of the side member suppresses the deformation of the narrow portion so as to open the above interval.
しかも上記構成では、上記衝突に際して第２クロスメンバに車両内部側に向かう力が作用した場合に、その力が連結部材を介して第１クロスメンバの車幅方向における中間部分に伝達されるようになる。この荷重によって第１クロスメンバが撓むようになるため、その分だけ第１クロスメンバの車幅方向における長さが短くなり、第１クロスメンバ（詳しくは、その端部）とサイドメンバとの連結部分にサイドメンバ同士を互いに引き寄せる方向に作用する力（以下、引寄力）が生じるようになる。そして、この引寄力と上記引離力とを相殺することができるため、これによってもサイドメンバの幅広部の間隔が開く方向への変形を抑えることができる。 Moreover, in the above configuration, when a force toward the inside of the vehicle acts on the second cross member at the time of the collision, the force is transmitted to the intermediate portion of the first cross member in the vehicle width direction via the connecting member. Become. Since the first cross member bends due to this load, the length of the first cross member in the vehicle width direction is shortened by that amount, and the connecting portion between the first cross member (specifically, its end) and the side member is shortened. A force acting in the direction of attracting the side members to each other (hereinafter referred to as an attractive force) is generated. Since this pulling force and the pulling force can be offset, it is also possible to suppress deformation in the direction in which the wide portion of the side member is spaced apart.
このように上記構成によれば、境界部の形状に起因して作用する引離力と第１クロスメンバを敢えて撓ませることによって作用させる引寄力とを相殺することによって、サイドメンバの幅広部の変形を抑えることができる。したがって、車両の衝突に際してフレームに作用する力を利用するかたちで同フレームを効率良く補強して、フレーム全体の変形を抑えることができる。 As described above, according to the above configuration, the wide portion of the side member is widened by canceling the pulling force acting due to the shape of the boundary portion and the pulling force acting by intentionally bending the first cross member. Deformation can be suppressed. Therefore, the frame can be efficiently reinforced by utilizing the force acting on the frame in the event of a vehicle collision, and the deformation of the entire frame can be suppressed.
上記フレーム構造において、前記一対のサイドメンバと車両上下方向に並ぶように同サイドメンバに沿って延びるとともに、前記車両内部側の支持部分が前記第２クロスメンバに支持された一対のサブメンバを備える。 In the frame structure, the pair of side members and the pair of sub-members are provided along the side members so as to be aligned in the vertical direction of the vehicle, and the support portion on the inner side of the vehicle is supported by the second cross member.
上記構成によれば、車両の前後方向における衝突に際して、サブメンバに車両内部側に向かう荷重が作用した場合に、その荷重が第２クロスメンバおよび連結部材を介して第１クロスメンバに伝達されるようになる。これにより、上記衝突に際して第１クロスメンバが撓み易い構造になるため、第１クロスメンバとサイドメンバとの連結部分に前記引寄力が生じ易い構造にすることができる。 According to the above configuration, when a load toward the inside of the vehicle acts on the sub-member in a collision in the front-rear direction of the vehicle, the load is transmitted to the first cross member via the second cross member and the connecting member. become. As a result, the structure is such that the first cross member is easily bent at the time of the collision, so that the structure is such that the attractive force is easily generated at the connecting portion between the first cross member and the side member.
上記フレーム構造において、前記連結部材は、前記一対のサブメンバのそれぞれに対応して１つずつ設けられて、前記サブメンバの前記支持部分から前記第１クロスメンバに向けて延びていることが好ましい。 In the frame structure, it is preferable that one connecting member is provided corresponding to each of the pair of sub-members and extends from the supporting portion of the sub-member toward the first cross member.
上記構成によれば、第２クロスメンバにおける連結部材が連結された位置とサブメンバの支持部分の位置とがずれているものと比較して、上記衝突に際してサブメンバに作用した荷重が連結部材および第１クロスメンバに伝達され易い構造にすることができる。 According to the above configuration, the load acting on the sub-member at the time of the collision is different from the position where the connecting member is connected in the second cross member and the position of the supporting portion of the sub-member. The structure can be easily transmitted to the cross member.
上記フレーム構造において、前記サブメンバと同サブメンバに対応する前記連結部材とが車両上方から見て同一直線上で延びていることが好ましい。
上記構成によれば、サブメンバと連結部材とが車両上方から見て同一直線上にない構成と比較して、上記衝突に際してサブメンバに作用した荷重が連結部材および第１クロスメンバに伝達され易い構造にすることができる。
In the frame structure, it is preferable that the sub-member and the connecting member corresponding to the sub-member extend on the same straight line when viewed from above the vehicle.
According to the above configuration, the load acting on the sub member at the time of the collision is easily transmitted to the connecting member and the first cross member as compared with the configuration in which the sub member and the connecting member are not on the same straight line when viewed from above the vehicle. can do.
上記フレーム構造は、前記幅広部において前記一対のサイドメンバに挟まれる態様で駆動用のバッテリが配置される電気自動車に適用されて、前記連結部材および前記第１クロスメンバが前記バッテリの下方において延びている。 The frame structure is applied to an electric vehicle in which a driving battery is arranged so as to be sandwiched between the pair of side members in the wide portion, and the connecting member and the first cross member extend below the battery. ing.
上記構成によれば、連結部材や第１クロスメンバを、バッテリの下部を覆って保護する保護部材として利用することができる。 According to the above configuration, the connecting member and the first cross member can be used as a protective member that covers and protects the lower part of the battery.
本発明の車両のフレーム構造によれば、効率良く補強してフレーム全体の変形を抑えることができる。 According to the frame structure of the vehicle of the present invention, it is possible to efficiently reinforce and suppress deformation of the entire frame.
以下、車両のフレーム構造の一実施形態について説明する。
図１に示すように、本実施形態の車両のメインフレーム１０としては、梯子型のフレーム（いわゆるラダーフレーム）が採用されている。なお、本実施形態のフレーム構造が適用される車両は、超小型モビリティの一種であり、一人乗りの電気自動車である。
Hereinafter, an embodiment of the frame structure of the vehicle will be described.
As shown in FIG. 1, a ladder-type frame (so-called ladder frame) is adopted as the
メインフレーム１０は、車幅方向に間隔を置いて配置されて車両の前後方向に四角管状で延びる一対のサイドメンバ（右側サイドメンバ１１、左側サイドメンバ１２）と、前後方向に間隔を置いて配置されて車幅方向に延びる複数本（本実施形態では、７本）のクロスメンバ１３，１４，１５とを有している。
The
メインフレーム１０の後部１０Ｒの両側方には車両の後輪（図示略）が配置される。メインフレーム１０の後部１０Ｒでは、サイドメンバ１１，１２の後方側の部分（幅狭部１１ＲＳ，１２ＲＳ）が水平方向（詳しくは、路面と平行な方向）に延びるとともに、同サイドメンバ１１，１２の前方側の部分（境界部１１ＲＢ，１２ＲＢ）が後方から前方にかけて斜め下方および斜め外方に延びている。本実施形態では、サイドメンバ１１，１２の境界部１１ＲＢ，１２ＲＢにおいて、それらサイドメンバ１１，１２の間隔が前方に向かうに連れて広くなっている。またサイドメンバ１１，１２の幅狭部１１ＲＳ，１２ＲＳには、サイドメンバ１１，１２を連結するように複数本（本実施形態では３本）のクロスメンバ１３が固定されている。
The rear wheels (not shown) of the vehicle are arranged on both sides of the
メインフレーム１０の中央部１０Ｃは車両のキャビン（図示略）の下方に配置される。メインフレーム１０の中央部１０Ｃでは、各サイドメンバ１１，１２が水平方向に延びており、メインフレーム１０の他の部分（後部１０Ｒおよび前部１０Ｆ）と比較してサイドメンバ１１，１２の車幅方向における間隔が広くなっている。なお本実施形態では、サイドメンバ１１，１２における上記中央部１０Ｃにあたる部分（中央部分１１Ｃ，１２Ｃ）が、幅狭部よりも車両内部側（後方側）に配置されて一対のサイドメンバ１１，１２同士の間隔が幅狭部よりも広い幅広部に相当する。
The
メインフレーム１０の前部１０Ｆの両側方には前輪（図示略）が配置される。メインフレーム１０の前部１０Ｆでは、サイドメンバ１１，１２の前方側の部分（幅狭部１１ＦＳ，１２ＦＳ）が水平方向に平行に延びるとともに、同サイドメンバ１１，１２の後方側の部分（境界部１１ＦＢ，１２ＦＢ）が前方から後方にかけて斜め下方および斜め外方に延びている。本実施形態では、サイドメンバ１１，１２の境界部１１ＦＢ，１２ＦＢにおいて、それらサイドメンバ１１，１２の間隔が後方に向かうに連れて広くなっている。またサイドメンバ１１，１２の幅狭部１１ＦＳ，１２ＦＳには、サイドメンバ１１，１２同士を連結するように複数本（本実施形態では、２本）のクロスメンバ１３が固定されている。
Front wheels (not shown) are arranged on both sides of the
サイドメンバ１１，１２の車幅方向における外方には、それらサイドメンバ１１，１２を間に挟む位置に、一対のアウトリガー１７が配置されている。各アウトリガー１７は、サイドメンバ１１，１２に対して間隔を置いた位置で前後方向に延びている。
A pair of
メインフレーム１０の前部１０Ｆにおける上記境界部１１ＦＢ，１２ＦＢにあたる位置には、車幅方向において直線状に延びる円管状の第２クロスメンバ１４が設けられている。またメインフレーム１０の後部１０Ｒにおける上記境界部１１ＲＢ，１２ＲＢにあたる位置には、車幅方向において直線状に延びる円管状の第２クロスメンバ１５が設けられている。これら第２クロスメンバ１４，１５は、一対のサイドメンバ１１，１２と一対のアウトリガー１７とを貫通する態様で、それらサイドメンバ１１，１２およびアウトリガー１７に固定されている。このように第２クロスメンバ１４，１５は、一対のサイドメンバ１１，１２および一対のアウトリガー１７を一体に連結するように架設されている。また、各サイドメンバ１１，１２とアウトリガー１７との間には、それらサイドメンバ１１，１２およびアウトリガー１７を接続する接続部１８が一体に固定されている。
A circular tubular
図１〜図４に示すように、メインフレーム１０の前部１０Ｆには、サイドメンバ１１，１２の下方に、梯子型のサブフレーム２０が設けられている。本実施形態では、メインフレーム１０の前部１０Ｆとサブフレーム２０とが上下方向に並ぶように配置されている。
As shown in FIGS. 1 to 4, a ladder-shaped
サブフレーム２０は、車幅方向に間隔を置いて前後方向に延びる一対のサブメンバ（右側サブメンバ２１、左側サブメンバ２２）を有している。これらサブメンバ２１，２２の後方側の部分（支持部分２１Ｒ，２２Ｒ）は、メインフレーム１０に設けられた第２クロスメンバ１４が貫通した状態で同第２クロスメンバ１４に固定されている。またサブメンバ２１，２２の前後方向における中間位置には、サブメンバ２１，２２同士を連結するクロスメンバ２４が固定されている。
The
図２に示すように、メインフレーム１０の前部１０Ｆおよびサブフレーム２０を車両の上方から見た場合に、一対のサイドメンバ１１，１２によって挟まれた部分の車幅方向の中央になる線Ｌ１と一対のサブメンバ２１，２２によって挟まれた部分の車幅方向の中央になる線Ｌ２とが一致するように、一対のサブメンバ２１，２２は配置されている。
As shown in FIG. 2, when the
図１〜図４に示すように、メインフレーム１０の前部１０Ｆには、車両を前方から見た正面視でコの字状に延びる接続部材３０が固定されている。この接続部材３０は、一対のサブメンバ２１，２２同士を連結するように水平方向に延びる横接続部３１を有している。また接続部材３０は、車両の右側において上下方向に並ぶ右側サイドメンバ１１および右側サブメンバ２１を連結するように上下方向に延びる右側縦接続部３２と、車両の左側において上下方向に並ぶ左側サイドメンバ１２および左側サブメンバ２２を連結するように上下方向に延びる左側縦接続部３３とを有している。
As shown in FIGS. 1 to 4, a connecting
右側縦接続部３２の上端は右側サイドメンバ１１の下面に固定されており、右側縦接続部３２の下部は横接続部３１の右端部と一体に形成されている。また左側縦接続部３３の上端は左側サイドメンバ１２の下面に固定されており、左側縦接続部３３の下部は横接続部３１の左端部と一体に形成されている。そして、横接続部３１は、右端部が右側サブメンバ２１の前端面を覆うとともに左端部が左側サブメンバ２２の前端面を覆うように配置されて、各サブメンバ２１，２２に固定されている。
The upper end of the right
本実施形態では、車両駆動用のバッテリ１９（図２）が、一対のサイドメンバ１１，１２および２本の第２クロスメンバ１４，１５によって囲まれた略四角状のスペースに、サイドメンバ１１，１２（図２参照）に挟まれる態様で配置されている。
In the present embodiment, the vehicle driving battery 19 (FIG. 2) is placed in a substantially square space surrounded by a pair of
本実施形態の車両には、フレーム全体の変形を抑えるために、第１クロスメンバ４０と右側連結部材４１と左側連結部材４２とが設けられている。
第１クロスメンバ４０は、メインフレーム１０の前部１０Ｆにおいて、一対のサイドメンバ１１，１２（詳しくは、その境界部１１ＦＢ，１２ＦＢの後端）間に架設されている。詳しくは、第１クロスメンバ４０は、車幅方向において四角管状で延びており、一方の端部が右側サイドメンバ１１の境界部１１ＦＢの後端に固定されるとともに、他方の端部が左側サイドメンバ１２の境界部１２ＦＢの後端に固定されている。
The vehicle of the present embodiment is provided with a
The
連結部材４１，４２は、一対のサブメンバ２１，２２のそれぞれに対応して１つずつ設けられている。各連結部材４１，４２は、車幅方向に間隔を置いて並ぶように配置されており、それぞれ前後方向において四角管状で延びている。
One connecting
車両右側に配置される右側連結部材４１は、その前端が右側サブメンバ２１の支持部分２１Ｒに固定されるとともに後端が第１クロスメンバ４０に固定されている。この右側連結部材４１により、第１クロスメンバ４０の車幅方向における中間部分と第２クロスメンバ１４（詳しくは、右側サブメンバ２１の支持部分２１Ｒ）とが連結されている。そして本実施形態では、図２に示すように、右側サブメンバ２１と右側連結部材４１とが車両上方から見て同一直線上で延びるように配置されている。
The front end of the right
図１〜図４に示すように、車両左側に配置される左側連結部材４２は、その前端が左側サブメンバ２２の支持部分２２Ｒに固定されるとともに後端が第１クロスメンバ４０に固定されている。この左側連結部材４２により、第１クロスメンバ４０の車幅方向における中間部分と第２クロスメンバ１４（詳しくは、左側サブメンバ２２の支持部分２２Ｒ）とが連結れている。本実施形態では、図２に示すように、左側サブメンバ２２と左側連結部材４２とが車両上方から見て同一直線上で延びるように配置されている。
As shown in FIGS. 1 to 4, the left
図５に示すように、第１クロスメンバ４０および連結部材４１，４２はバッテリ１９（図２参照）の下方において延びている。これにより、第１クロスメンバ４０および連結部材４１，４２はバッテリ１９の下部を覆って保護する保護部材として機能するようになっている。
As shown in FIG. 5, the
本実施形態では、車両の下方からのバッテリ１９の着脱を可能にするべく、第１クロスメンバ４０および連結部材４１，４２を下方から車両に取り付けたり、取り外したりすることが可能になっている。
In the present embodiment, the
具体的には、各連結部材４１，４２の後端が第１クロスメンバ４０の車幅方向における中間部分に固定されて、それら第１クロスメンバ４０および連結部材４１，４２が一体になっている。そして、これら第１クロスメンバ４０および連結部材４１，４２は、４箇所におけるボルト締結固定を通じて車両に取り付けられている。詳しくは、右側連結部材４１の前端が右側サブメンバ２１の支持部分２１Ｒの下部に固定され、左側連結部材４２の前端が左側サブメンバ２２の支持部分２２Ｒの下部に固定され、第１クロスメンバ４０の右側端部が右側サイドメンバ１１の下部に固定され、第１クロスメンバ４０の左側端部が左側サイドメンバ１２の下部に固定されている。
Specifically, the rear ends of the connecting
車両からバッテリ１９を取り外す際には、車両下部から第１クロスメンバ４０および連結部材４１，４２が取り外されるとともに車両へのバッテリ１９の固定が解除された後に、同バッテリ１９が下方に降ろされる。一方、車両にバッテリ１９を取り付ける際には、バッテリ１９が下方から車両内部に入れられるとともに同車両に固定された後、車両下部に第１クロスメンバ４０および連結部材４１，４２が固定される。
When removing the
（作用）
以下、本実施形態のフレーム構造による作用効果について説明する。
図６に示すように、本実施形態のフレーム構造では、各サイドメンバ１１，１２が境界部１１ＦＢ，１２ＦＢを有しているため、サイドメンバ１１，１２の前端が同サイドメンバ１１，１２の中央部分１１Ｃ，１２Ｃよりも車幅方向の内側に配置されている。そのため、サイドメンバ１１，１２の前方部分では、車両前方からの衝突荷重Ｐ１が作用する荷重点（サイドメンバ１１，１２の前端）が、前方部分を支持する支持点（サイドメンバ１１，１２の中央部分１１Ｃ，１２Ｃ）よりも車幅方向の内側になる。
(Action)
Hereinafter, the action and effect of the frame structure of the present embodiment will be described.
As shown in FIG. 6, in the frame structure of the present embodiment, since the
これにより、車両の前方衝突に際して、一対のサイドメンバ１１，１２には前端を車幅方向内側に向けて閉じるように変形させる力（図中の矢印Ｐ２）が作用するようになるとともに、中央部分１１Ｃ，１２Ｃを車幅方向外側に向けて開くように変形させる力（図中の矢印Ｐ３）が作用するようになる。すなわち、このときサイドメンバ１１，１２の幅狭部１１ＦＳ，１２ＦＳにはサイドメンバ１１，１２同士の間隔を詰める方向の力Ｐ２が作用するようになる一方で、サイドメンバ１１，１２の中央部分１１Ｃ，１２Ｃにはサイドメンバ１１，１２同士の間隔を開く方向の力（引離力）Ｐ３が作用するようになる。
As a result, when the vehicle collides forward, a force (arrow P2 in the figure) that deforms the front end so as to close inward in the vehicle width direction acts on the pair of
本実施形態では、サイドメンバ１１，１２（詳しくは、境界部１１ＦＢ，１２ＦＢ）の間に第２クロスメンバ１４が架設されており、この第２クロスメンバ１４がサイドメンバ１１，１２間で支え棒のように機能するようになる。したがって、車両の前方衝突に際して、サイドメンバ１１，１２の幅狭部１１ＦＳ，１２ＦＳにサイドメンバ１１，１２同士の間隔を詰める方向の力Ｐ２が作用するとはいえ、上記第２クロスメンバ１４の機能により、サイドメンバ１１，１２の幅狭部１１ＦＳ，１２ＦＳがサイドメンバ１１，１２の間隔を詰めるように変形することが抑えられる。
In the present embodiment, the
また本実施形態では、サイドメンバ１１，１２における上記第２クロスメンバ１４よりも後方側の部分（詳しくは、境界部１１ＦＢ，１２ＦＢの後端）の間に第１クロスメンバ４０が架設されており、この第１クロスメンバ４０がサイドメンバ１１，１２同士の離間を規制するように機能するようになる。そのため、車両の前方衝突に際して、サイドメンバ１１，１２の中央部分１１Ｃ，１２Ｃにサイドメンバ１１，１２同士の間隔を開く方向の引離力Ｐ３が作用するとはいえ、上記第１クロスメンバ４０の機能により、サイドメンバ１１，１２の中央部分１１Ｃ，１２Ｃが互いの間隔を開くように変形することが抑えられる。
Further, in the present embodiment, the
しかも本実施形態のフレーム構造では、図５中に黒塗りの矢印で示すように、車両の前方衝突に際して車両後方に向かう力が第２クロスメンバ１４に伝わって作用した場合に、その力が連結部材４１，４２を介して第１クロスメンバ４０の車幅方向における中間部分に伝わるようになる。そして、この力によって図５中に破線で示すように第１クロスメンバ４０が撓むようになるため、その分だけ第１クロスメンバ４０の車幅方向（図５の上下方向）における長さが短くなる。これにより、第１クロスメンバ４０と各サイドメンバ１１，１２との連結部分に、それらサイドメンバ１１，１２同士を互いに引き寄せる方向に作用する力（以下、引寄力［図中の矢印Ｐ４］）が生じるようになる。本実施形態によれば、この引寄力Ｐ４と上記引離力Ｐ３とを相殺することができるため、これによってもサイドメンバ１１，１２の中央部分１１Ｃ，１２Ｃの間隔が開く方向への変形を抑えることができる。なお図５では、引寄力Ｐ４の発生原理の理解を容易にするために、第１クロスメンバ４０の撓み量を実際の撓み量よりも誇張して示している。
Moreover, in the frame structure of the present embodiment, as shown by the black arrows in FIG. 5, when a force toward the rear of the vehicle is transmitted to the
このように本実施形態によれば、サイドメンバ１１，１２の境界部１１ＦＢ，１２ＦＢの形状に起因して作用する引離力Ｐ３と第１クロスメンバ４０を敢えて撓ませることによって作用させる引寄力Ｐ４とを相殺することによって、サイドメンバ１１，１２の中央部分１１Ｃ，１２Ｃの変形を抑えることができる。したがって、車両の前方衝突に際してフレームに作用する荷重を利用するかたちで同フレームを効率良く補強して、フレーム全体の変形を抑えることができる。
As described above, according to the present embodiment, the pulling force P3 acting due to the shape of the boundary portions 11FB and 12FB of the
また本実施形態のフレーム構造では、サイドメンバ１１，１２と上下方向に並ぶように同サイドメンバ１１，１２に沿って延びるサブメンバ２１，２２を備えて、それらサブメンバ２１，２２の後方側の支持部分２１Ｒ，２２Ｒが第２クロスメンバ１４に支持されている。そのため、車両の前方衝突に際して、サブメンバ２１，２２の前端に衝突荷重Ｐ１が作用した場合に、その荷重Ｐ１が第２クロスメンバ１４および連結部材４１，４２を介して第１クロスメンバ４０に伝わるようになる。これにより、サブメンバ２１，２２を有していないものと比較して、車両の前方衝突に際して第１クロスメンバ４０が撓み易い構造になるため、第１クロスメンバ４０とサイドメンバ１１，１２との連結部分に前記引寄力Ｐ４が生じ易い構造にすることができる。
Further, in the frame structure of the present embodiment, sub-members 21 and 22 extending along the
さらに本実施形態では、右側サブメンバ２１と同右側サブメンバ２１の支持部分２１Ｒから後方側に向けて延びる右側連結部材４１とが車両上方から見て同一直線上で延びており、左側サブメンバ２２と同左側サブメンバ２２の支持部分２２Ｒから後方側に向けて延びる左側連結部材４２とが車両上方から見て同一直線上で延びている。
Further, in the present embodiment, the
そのため、車両の前方衝突に際してサブメンバ２１，２２の前端に作用する衝突荷重Ｐ１が、車両上方から見て直線をなす経路（右側サブメンバ２１→右側連結部材４１、または左側サブメンバ２２→左側連結部材４２）を通じて第１クロスメンバ４０に伝わるようになる。したがって本実施形態によれば、車両の前方衝突に際してサブメンバ２１，２２に衝突荷重Ｐ１が作用した場合に、同衝突荷重Ｐ１が連結部材４１，４２および第１クロスメンバ４０に伝達され易い構造にすることができる。
Therefore, the path in which the collision load P1 acting on the front ends of the sub-members 21 and 22 in the front collision of the vehicle forms a straight line when viewed from above the vehicle (
以上説明したように、本実施形態によれば、以下に記載する効果が得られる。
（１）第１クロスメンバ４０と連結部材４１，４２とを設けるようにしたため、車両の前方衝突に際してフレームに作用する荷重を利用するかたちで同フレームを効率良く補強して、フレーム全体の変形を抑えることができる。
As described above, according to the present embodiment, the effects described below can be obtained.
(1) Since the
（２）サイドメンバ１１，１２と上下方向に並ぶように同サイドメンバ１１，１２に沿って延びるサブメンバ２１，２２を備えて、それらサブメンバ２１，２２の後方側の支持部分２１Ｒ，２２Ｒが第２クロスメンバ１４に支持されている。そのため、サブメンバ２１，２２を有していないものと比較して、第１クロスメンバ４０とサイドメンバ１１，１２との連結部分に前記引寄力Ｐ４が生じ易い構造にすることができる。
(2) Sub-members 21 and 22 extending along the
（３）右側連結部材４１が右側サブメンバ２１の支持部分２１Ｒから後方側に向けて延びており、左側連結部材４２が左側サブメンバ２２の支持部分２２Ｒから後方側に向けて延びている。そのため、第２クロスメンバ１４における連結部材４１，４２の連結位置とサブメンバ２１，２２の支持部分２１Ｒ，２２Ｒの連結位置とがずれているものと比較して、前方衝突に際してサブメンバ２１，２２に衝突荷重Ｐ１が作用した場合に、同衝突荷重Ｐ１が連結部材４１，４２および第１クロスメンバ４０に伝達され易い構造にすることができる。
(3) The right
（４）右側サブメンバ２１と右側連結部材４１とが車両上方から見て同一直線上で延びており、左側サブメンバ２２と左側連結部材４２とが車両上方から見て同一直線上で延びている。そのため、サブメンバ２１，２２と連結部材４１，４２とが車両上方から見て同一直線上にない構成と比較して、前方衝突に際してサブメンバ２１，２２に作用した衝突荷重Ｐ１が連結部材４１，４２および第１クロスメンバ４０に伝達され易い構造にすることができる。
(4) The
（５）バッテリ１９が一対のサイドメンバ１１，１２に挟まれる態様で配置された車両において、第１クロスメンバ４０および連結部材４１，４２を、バッテリ１９の下方において延びる態様で配置した。そのため、連結部材４１，４２や第１クロスメンバ４０をバッテリ１９の下部を覆って保護する保護部材として利用することができる。
(5) In the vehicle in which the
＜変形例＞
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・第１クロスメンバ４０の形状や連結部材４１，４２の形状は、円管状や断面コの字状、断面波状など、任意の形状に変更することができる。要は、連結部材４１，４２や第１クロスメンバ４０の形状は、車両の衝突に際して作用する衝突荷重に耐えうる形状であればよい。
<Modification example>
The above embodiment may be modified as follows.
The shape of the
・第１クロスメンバ４０および連結部材４１，４２を、バッテリ１９の上方において延びる態様で配置したり、バッテリ１９の前方において延びる態様で配置したりすることもできる。
The
・第１クロスメンバ４０および連結部材４１，４２を、着脱不能に車両に固定するようにしてもよい。
・図７に一例を示すように、第２クロスメンバ１４（詳しくは、サブメンバ２１，２２の支持部分２１Ｒ，２２Ｒ）と第１クロスメンバ４０とを連結する連結部材５１，５２を、後方側ほど車幅方向の内側（または外側）の位置になる態様で延設することが可能である。また図７に示すように、連結部材５１，５２を後方側ほど車幅方向内側の位置になる態様で延設する場合には、第２クロスメンバ１４と第１クロスメンバ４０との間において、車両の直進方向に対する右側サイドメンバ１１の延設方向の傾きと右側連結部材４１の延設方向の傾きとを略同一にしたり、同直進方向に対する左側サイドメンバ１２の傾きと左側連結部材４２の傾きとを略同一にしたりしてもよい。こうした構成によれば、前方衝突に際して第２クロスメンバ１４に作用する力（図６の黒塗りの矢印参照）を、車両の右側では右側サイドメンバ１１および右側連結部材４１を介して、車両の左側では左側サイドメンバ１２および左側連結部材４２を介して、車幅方向における偏りを抑えた安定状態で第１クロスメンバ４０に伝えることが可能になる。
-The
As an example shown in FIG. 7, the connecting
・図８に示すように、右側サブメンバ２１の支持部分２１Ｒから後方に向けて延びる右側連結部材６１の後端と左側サブメンバ２２の支持部分２２Ｒから後方に向けて延びる左側連結部材６２の後端とを共に、第１クロスメンバ４０の車幅方向における中央位置に固定するようにしてもよい。上記中央位置は、他の位置と比較して、後方側に向かう力を作用させた場合に第１クロスメンバ４０の撓み量が大きくなり易い位置である。上記構成によれば、そうした中央位置に連結部材６１，６２の後端が固定されているため、車両の前方衝突に起因して生じた力（図６の黒塗りの矢印参照）が連結部材６１，６２を介して第１クロスメンバ４０に作用した場合に、その力によって同第１クロスメンバ４０が撓み易い構造にすることができる。
As shown in FIG. 8, the rear end of the
・連結部材４１，４２の前端を、サブメンバ２１，２２の支持部分２１Ｒ，２２Ｒに固定することに代えて、第２クロスメンバ１４における上記支持部分２１Ｒ，２２Ｒが連結された部分以外の部分に固定するようにしてもよい。
-Instead of fixing the front ends of the connecting
・第１クロスメンバ４０をサイドメンバ１１，１２の中央部分１１Ｃ，１２Ｃの間に架設したり、第２クロスメンバ１４をサイドメンバ１１，１２の幅狭部１１ＦＳ，１２ＦＳの間に架設したりすることができる。要は、第２クロスメンバ１４の配設部分におけるサイドメンバ１１，１２の間隔が第１クロスメンバ４０の配設部分におけるサイドメンバ１１，１２の間隔よりも小さくなる態様で、第２クロスメンバ１４が第１クロスメンバよりも前方側に配置されていればよい。
The
・上記実施形態のフレーム構造は、サブフレーム２０を有していない車両にも適用することができる。こうしたフレーム構造の一例を図９に示す。図９に示す例では、車幅方向に間隔を置いて配置された一対の連結部材７１，７２を備えており、それら連結部材７１，７２は第２クロスメンバ１４と第１クロスメンバ４０とを連結するように車両の前後方向に延びている。右側連結部材７１は第２クロスメンバ１４における上記右側サイドメンバ１１との連結部分の近傍から後方側に向けて延びており、左側連結部材７２は第２クロスメンバ１４における上記左側サイドメンバ１２との連結部分の近傍から後方側に向けて延びている。
-The frame structure of the above embodiment can be applied to a vehicle that does not have the
図９中に破線で示すように、右側連結部材８１の前端を第２クロスメンバ１４における上記右側サイドメンバ１１との連結部分の近傍に固定し、左側連結部材８２の前端を第２クロスメンバ１４における上記左側サイドメンバ１２との連結部分の近傍に固定し、連結部材８１，８２の後端を第２クロスメンバ１４の中央位置に固定してもよい。こうした構成によれば、連結部材８１，８２が配設された部分を、それら連結部材８１，８２、サイドメンバ１１，１２、第２クロスメンバ１４、および第１クロスメンバ４０によって構成されるトラス構造にすることができる。これにより、フレーム全体の剛性を高くしてその変形を好適に抑えることができる。
As shown by a broken line in FIG. 9, the front end of the right
・第２クロスメンバ１４と第１クロスメンバ４０とを連結する連結部材を、１本のみ設けたり、３本以上設けたりしてもよい。
・上記実施形態のフレーム構造は、車両前部に適用することに限らず、車両後部に適用することもできる。この場合には、サイドメンバ１１，１２の中央部分１１Ｃ，１２Ｃおよび境界部１１ＲＢ，１２ＲＢの一方において第２クロスメンバ１５よりも後方でサイドメンバ１１，１２同士を繋ぐ第１クロスメンバと、前後方向に延びるとともに第１クロスメンバの車幅方向における中間部分および第２クロスメンバ１５を連結する連結部材とを設ければよい。こうした構成によれば、車両の後方衝突に際してフレームに作用する荷重を利用するかたちで同フレームを効率良く補強して、フレーム全体の変形を抑えることができる。
-Only one connecting member or three or more connecting members may be provided to connect the
-The frame structure of the above embodiment is not limited to being applied to the front part of the vehicle, but can also be applied to the rear part of the vehicle. In this case, the first cross member connecting the
・上記実施形態のフレーム構造は、二人乗りの超小型モビリティや、原動機付き自転車、小型自動車などにも適用することができる。 -The frame structure of the above embodiment can be applied to a two-seater ultra-compact mobility, a motorized bicycle, a small vehicle, and the like.
１０…メインフレーム、１０Ｒ…後部、１０Ｃ…中央部、１０Ｆ…前部、１１…右側サイドメンバ、１１Ｃ…中央部分、１１ＲＳ，１１ＦＳ…幅狭部、１１ＲＢ，１１ＦＢ…境界部、１２…左側サイドメンバ、１２Ｃ…中央部分、１２ＲＳ，１２ＦＳ…幅狭部、１２ＲＢ，１２ＦＢ…境界部、１３…クロスメンバ、１４，１５…第２クロスメンバ、１７…アウトリガー、１８…接続部、１９…バッテリ、２０…サブフレーム、２１…右側サブメンバ、２１Ｒ…支持部分、２２…左側サブメンバ、２２Ｒ…支持部分、２４…クロスメンバ、３０…接続部材、３１…横接続部、３２…右側縦接続部、３３…左側縦連結部、４０…第１クロスメンバ、４１，５１，６１，７１，８１…右側連結部材、４２，５２，６２，７２，８２…左側連結部材。 10 ... Mainframe, 10R ... Rear, 10C ... Central, 10F ... Front, 11 ... Right side member, 11C ... Central, 11RS, 11FS ... Narrow, 11RB, 11FB ... Boundary, 12 ... Left side member , 12C ... Central part, 12RS, 12FS ... Narrow part, 12RB, 12FB ... Boundary part, 13 ... Cross member, 14, 15 ... Second cross member, 17 ... Outrigger, 18 ... Connection part, 19 ... Battery, 20 ... Subframe, 21 ... right side submember, 21R ... support part, 22 ... left side submember, 22R ... support part, 24 ... cross member, 30 ... connection member, 31 ... horizontal connection part, 32 ... right side vertical connection part, 33 ... left side vertical Connecting portion, 40 ... 1st cross member, 41, 51, 61, 71, 81 ... Right connecting member, 42, 52, 62, 72, 82 ... Left connecting member.
Claims (4)
車幅方向に延びるとともに、前記幅広部および前記境界部の一方において前記一対のサイドメンバの間に架設される第１クロスメンバと、
車幅方向に延びるとともに、前記第１クロスメンバよりも前記端部側で前記一対のサイドメンバの間に架設される第２クロスメンバと、
車両前後方向に延びるとともに、前記第１クロスメンバの車幅方向における中間部分および前記第２クロスメンバを連結する連結部材と、
前記一対のサイドメンバと車両上下方向に並ぶように同サイドメンバに沿って延びるとともに、前記車両内部側の支持部分が前記第２クロスメンバに支持された一対のサブメンバと、を備え、
前記連結部材における車両前方側の端は、前記支持部分に固定されていることによって前記第２クロスメンバに連結されている車両のフレーム構造。 A pair of side members that extend in the vehicle front-rear direction and are lined up at intervals in the vehicle width direction, and a narrow portion that constitutes one end side in the vehicle front-rear direction, and a vehicle that is more than the narrow portion. A wide portion that is arranged on the inner side and the distance between the pair of side members is wider than the narrow portion, and the distance between the narrow portion and the wide portion is directed toward the wide portion. With the side member having a boundary, which widens with respect to
A first cross member that extends in the vehicle width direction and is erected between the pair of side members at one of the wide portion and the boundary portion.
A second cross member that extends in the vehicle width direction and is erected between the pair of side members on the end side of the first cross member.
A connecting member that extends in the front-rear direction of the vehicle and connects the intermediate portion of the first cross member in the vehicle width direction and the second cross member .
The pair of side members and a pair of sub-members extending along the side members so as to line up in the vertical direction of the vehicle and having a support portion on the inside of the vehicle supported by the second cross member are provided .
The frame structure of the vehicle in which the front end of the connecting member on the vehicle front side is connected to the second cross member by being fixed to the support portion.
請求項１に記載の車両のフレーム構造。 The connecting member is provided one by one corresponding to each of the pair of Sabumenba, the frame structure for a vehicle according to claim 1, from said support portion of said Sabumenba extends toward the first cross member ..
請求項２に記載の車両のフレーム構造。 The vehicle frame structure according to claim 2 , wherein the sub-member and the connecting member corresponding to the sub-member extend on the same straight line when viewed from above the vehicle.
請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両のフレーム構造。 The frame structure is applied to an electric vehicle in which a driving battery is arranged so as to be sandwiched between the pair of side members in the wide portion, and the connecting member and the first cross member extend below the battery. The frame structure of the vehicle according to any one of claims 1 to 3.
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