(57)【要約】【課題】  シャーシフレームに上下逆相の捩り振動が入力されたときに生じるキャブのロール方向振動を低減することができる、シャーシフレームを備えた車両の車体構造を提供する。【解決手段】  キャブマウント１３，１４，１５を介してキャブ２０が結合されるシャーシフレーム１０を備えた車両１では、シャーシフレーム１０の捩り振動モードの節位置Ｓ１よりも車両前方に配置されたキャブマウント１３，１４によりキャブ２０に付加されるロール方向のモーメントＭａ１，Ｍａ２と、節位置Ｓ１よりも車両後方に配置されたキャブマウント１５によりキャブ２０に付加されるロール方向のモーメントＭｂ１とが相殺されるように、キャブマウント１３，１４，１５の取付位置、キャブマウント１３，１４，１５のばね定数およびシャーシフレーム１０の剛性分布が設定される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のキャブマウントを介してキャブが結合されるシャーシフレームを備えた車両の車体構造において、
前記シャーシフレームの捩り振動モードの節位置よりも車両前方に配置されたキャブマウントにより前記キャブに付加されるロール方向のモーメントと、前記節位置よりも車両後方に配置されたキャブマウントにより前記キャブに付加されるロール方向のモーメントとが互いに相殺されるように、前記キャブマウントの取付位置、前記キャブマウントの特性および前記節位置のうち少なくとも一つが設定されている、ことを特徴とするシャーシフレームを備えた車両の車体構造。
【請求項２】
前記キャブマウントの特性は、前記キャブマウントのばね定数であることを特徴とする請求項１に記載のシャーシフレームを備えた車両の車体構造。
【請求項３】
前記節位置は、前記シャーシフレームの剛性分布を変えることにより設定されることを特徴とする請求項１又は２に記載のシャーシフレームを備えた車両の車体構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シャーシフレームを備えた車両の車体構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のシャーシフレームにキャブを弾性的に支持するキャブマウントの構造において、左右のキャブマウントそれぞれの圧縮方向の軸線を傾斜させ、両キャブマウントによる弾性主軸を、キャブの慣性主軸に一致もしくは近接する位置に設定したキャブマウント構造が下記特許文献１に記載されている。
【０００３】
悪路走行時等において、スプリングを介してシャーシフレームに上下逆位相の捩り振動が入力された場合、キャブは、慣性主軸回りの回転方向（ロール方向）振動と、その慣性主軸の左右方向に平行に変位する並進振動を生じる。
【０００４】
このキャブマウント構造によれば、両キャブマウントによる弾性主軸とキャブの慣性主軸との距離が短縮されるので、左右の両キャブマウントを介してキャブに加わる左右方向の並進振動を低減することができる。
【特許文献１】特開２００３−２２０９６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記キャブマウント構造では、シャーシフレームに上下逆相の捩り振動が入力されたときに生じるキャブのロール方向振動を低減することができない。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、シャーシフレームに上下逆相の捩り振動が入力されたときに生じるキャブのロール方向振動を低減することができる、シャーシフレームを備えた車両の車体構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るシャーシフレームを備えた車両の車体構造は、複数のキャブマウントを介してキャブが結合されるシャーシフレームを備えた車両の車体構造において、シャーシフレームの捩り振動モードの節位置よりも車両前方に配置されたキャブマウントによりキャブに付加されるロール方向のモーメントと、節位置よりも車両後方に配置されたキャブマウントによりキャブに付加されるロール方向のモーメントとが互いに相殺されるように、キャブマウントの取付位置、キャブマウントの特性および節位置のうち少なくとも一つが設定されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係るシャーシフレームを備えた車両の車体構造によれば、キャブマウントの取付位置、キャブマウントの特性および節位置のうち少なくとも一つが上記のように設定されることにより、節位置よりも車両前方に配置されたキャブマウントからキャブに付加されるロール方向のモーメントと、節位置よりも車両後方に配置されたキャブマウントからキャブに付加されるロール方向のモーメントとが互いに相殺するように作用するので、キャブのロール方向振動を低減することが可能となる。
【０００９】
上記キャブマウントの特性は、キャブマウントのばね定数であることが好ましい。キャブマウントのばね定数は変更が比較的容易であるので、設定の自由度を大きくすることができる。
【００１０】
また、上記節位置は、シャーシフレームの剛性分布を変えることにより設定されることが好ましい。シャーシフレームの剛性分布が変更されることによって、上下逆相の捩り振動が入力されたときのシャーシフレーム各部の捩れ量が変化する。したがって、シャーシフレームの剛性分布を適切に設定することにより、捩り振動モードの節位置を適切な位置に移動することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、シャーシフレームに上下逆相の捩り振動が入力されたときに生じるキャブのロール方向振動を低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。図中、同一又は相当部分には同一符号を用いることとする。
【００１３】
まず、図１〜４を用いて、実施形態に係るシャーシフレームを備えた車両の車体構造について説明する。図１は、実施形態に係る車両１の車体構造を模式的に示した側面図である。図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ方向の断面図である。図３は、図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ方向の断面図である。また、図４は、図１におけるＩＶ−ＩＶ方向の断面図である。なお、本明細書においては、車両が直前進している際の前方方向を「前方」と定め、前後、左右、上下等の方向を表わす語を用いることとする。
【００１４】
また、本明細書でいう慣性主軸とは、ある軸を中心にして剛体であるキャブを回転させたとき、キャブとともに回転する座標系からみて、回転軸の方向を変えさせようとする偶力が発生しないような軸をいう。さらに、本明細書でいう弾性主軸とは、ある軸に沿って力を加えたとき、力の方向と着力点の変位の方向が一致し、かつ着力点を含む平面が直線変位するだけで角変位を生じない軸のことをいい、いわば弾性復元の中心である。
【００１５】
車両１は、左右一対のサイドメンバ１１と、一対のサイドメンバ１１の間に、車幅方向に沿って配設された複数のクロスメンバ１２とを有するシャーシフレーム１０を備えている。なお、図１において、Ｓ１は、シャーシフレーム１０に上下逆位相の捩り振動（破線Ｒ１および一点鎖線Ｒ２参照）が入力された場合における、シャーシフレーム１０の捩り振動モードの節位置を示す。
【００１６】
シャーシフレーム１０を構成するサイドメンバ１１及びクロスメンバ１２には、左右対称に６個のキャブマウント１３，１３，１４，１４，１５，１５が取付けられている。キャブマウント１３，１４，１５は、ゴムのインシュレータを有して構成された、支持機能および防振機能を持つ部材である。
【００１７】
これら６個のキャブマウント１３，１３，１４，１４，１５，１５を介してキャブ２０がシャーシフレーム１０に弾性的に結合されている。キャブ２０には、シート２１などが取付けられている。また、シャーシフレーム１０にはデッキ２２が取付けられている。
【００１８】
シャーシフレーム１０は、路面から受ける衝撃を緩和するスプリング３０，３１を備える懸架装置３４によって支持されている。前後の懸架装置３４には、車輪３２，３３が回転可能に取付けられている。
【００１９】
ここで、キャブマウント１３，１４，１５の取付位置、キャブマウント１３，１４，１５のばね定数およびシャーシフレーム１０の捩り振動モードの節位置Ｓ１は、次のように設定されている。すなわち、シャーシフレーム１０の捩り振動モードの節位置Ｓ１よりも車両前方に配置されたキャブマウント１３，１４によりキャブ２０に付加されるロール方向のモーメントＭａと、シャーシフレーム１０の捩り振動モードの節位置Ｓ１よりも車両後方に配置されたキャブマウント１５によりキャブ２０に付加されるロール方向のモーメントＭｂとの大きさが一致または略一致し且つそれぞれの向きが逆となるように設定されている。
【００２０】
ただし、モーメントＭａは、キャブマウント１３によりキャブ２０に付加されるロール方向のモーメントＭａ１（図２参照）と、キャブマウント１４によりキャブ２０に付加されるロール方向のモーメントＭａ２（図３参照）との加算値であり、次式により求められる。なお、本実施形態の場合、ｎ＝２である。
【数１】
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ただし、Ｆａｉは節位置よりも車両前方に配置されたキャブマウントを介してキャブに入力される力、Ｌａｉは左右のキャブマウント間の距離である。ここで、Ｆａｉ＝ｋａｉ×Ｄａｉである。なお、ｋａｉはキャブマウントのばね定数、Ｄａｉはキャブマウントの変位量である。
【００２１】
一方、モーメントＭｂ、すなわちキャブマウント１５によりキャブ２０に付加されるロール方向のモーメントＭｂ１（図４参照）は次式により求められる。なお、本実施形態の場合、ｎ＝１である。
【数２】
2006051866.tif 000004
ただし、Ｆｂｉは節位置よりも車両後方に配置されたキャブマウントを介してキャブに入力される力、Ｌｂｉは左右のキャブマウント間の距離である。ここで、Ｆｂｉ＝ｋｂｉ×Ｄｂｉである。なお、ｋｂｉはキャブマウントのばね定数、Ｄｂｉはキャブマウントの変位量である。
【００２２】
このように、モーメントＭａ、モーメントＭｂそれぞれは、左右のキャブマウント間の距離Ｌａｉ，Ｌｂｉ、キャブマウント１３，１４，１５のばね定数ｋａｉ，ｋｂｉおよびキャブマウント１３，１４，１５の変位量Ｄａｉ，Ｄｂｉにより決定される。したがって、左右のキャブマウント間の距離Ｌａｉ，Ｌｂｉ、キャブマウント１３，１４，１５のばね定数ｋａｉ，ｋｂｉおよびキャブマウント１３，１４，１５の取付位置並びに節位置Ｓ１を適切に調節することにより、モーメントＭａとモーメントＭｂとの大きさが一致または略一致し且つそれぞれの向きが逆となるように設定することができる。
【００２３】
左右のキャブマウント間の距離Ｌａｉ，Ｌｂｉは、キャブマウント１３，１４，１５の取付位置を車幅方向に移動することにより調節される。例えば、キャブマウント１３，１４，１５の取付位置をサイドメンバ１１の車両外側壁面から車両内側壁面の間で移動することにより、左右のキャブマウント間の距離Ｌａｉ，Ｌｂｉを調節することができる。また、キャブマウント１３，１４，１５の取付位置をクロスメンバ１２上で車幅方向に移動することにより、左右のキャブマウント間の距離Ｌａｉ，Ｌｂｉを調節することができる。
【００２４】
キャブマウント１３，１４，１５のばね定数は、荷重の受け方（例えば圧縮型やせん断型など）やゴムの材質（例えば天然ゴムやブチルゴムなど）、形状などを変更することにより調節される。
【００２５】
キャブマウント１３，１４，１５の変位量Ｄａｉ，Ｄｂｉは、シャーシフレーム１０の捩れ量に応じて変化するので、キャブマウント１３，１４，１５の取付位置を変更することにより、また、シャーシフレーム１０の捩り振動モードの節位置Ｓ１を移動することにより調節される。例えば、キャブマウント１３，１４，１５の取付位置をサイドメンバ１１上で移動することにより、車両前後方向に取付位置を調節することができる。また、キャブマウント１３，１４，１５の取付位置をクロスメンバ１２上で移動することにより、車幅方向に取付位置を調節することができる。
【００２６】
シャーシフレーム１０の捩り振動モードの節位置Ｓ１は、シャーシフレーム１０の剛性分布を変更することにより調節される。シャーシフレーム１０の剛性分布は、例えば、シャーシフレーム１０を構成するサイドメンバ１１およびクロスメンバ１２の断面形状、肉厚、材質などを変更することにより調節することができる。ここで、サイドメンバの断面形状を変更することによりシャーシフレームの節位置を調節する場合を例にして説明する。
【００２７】
口字状の閉断面構造を有するサイドメンバ１１Ａでシャーシフレーム１０Ａを構成した場合の節位置Ｓ２を図５に示す。一方、車両前方部分（図６の斜線部分参照）を口字状の閉断面構造とし、車両後方部分を縦壁部の一部が車幅方向に沿って切り取られた開断面構造としたサイドメンバ１１Ｂを用いてシャーシフレーム１０Ｂを構成した場合の節位置Ｓ３を図６に示す。
【００２８】
開断面構造は、閉断面構造と比較して剛性が低下するため、シャーシフレームに上下逆位相の捩り振動が入力された場合、捩れ量が増大する。そのため、シャーシフレーム１０Ｂの節位置Ｓ３は、シャーシフレーム１０Ａの節位置Ｓ２と比較して、車両後方へ移動する。したがって、閉断面構造部分と開断面構造部分とを適切に配置することにより、シャーシフレームの捩り振動モードの節位置を調節することができる。
【００２９】
次に、本実施形態の作用を説明する。シャーシフレーム１０に上下逆位相の捩り振動（図１の破線Ｒ１および一点鎖線Ｒ２参照）が入力された場合、キャブマウント１３，１４それぞれからの入力によりキャブ２０に左回りのモーメントＭａ１，Ｍａ２が付加される。一方、キャブマウント１５からの入力によってキャブ２０に右回りのモーメントＭｂ１が付加される。
【００３０】
上述したように、本実施形態では、モーメントＭａ１とＭａ２との加算値とモーメントＭｂ１との大きさが一致または略一致し且つそれぞれの向きが逆となるように、キャブマウント１３，１４，１５の取付位置、キャブマウント１３，１４，１５のばね定数およびシャーシフレーム１０の捩り振動モードの節位置Ｓ１が設定されている。そのため、モーメントＭａ１とＭａ２との加算値とモーメントＭｂ１とが互いに相殺されるので、キャブ２０のロール方向の振動が低減される。
【００３１】
このように、本実施形態によれば、シャーシフレーム１０に上下逆位相の捩り振動が入力された場合において、キャブ２０のロール方向振動を低減することができるので、車両１の振動特性を向上させることが可能となる。
【００３２】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、キャブマウントの数は６個に限られるものではない。また、適用される車両はデッキを有するトラックに限られるものではなく、シャーシフレームを備えた車両であればどのような車両にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】実施形態に係る車両の車体構造を模式的に示した側面図である。
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ方向の断面図である。
【図３】図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ方向の断面図である。
【図４】図１におけるＩＶ−ＩＶ方向の断面図である。
【図５】車両の捩り振動モードの節位置を示す図である。
【図６】シャーシフレームの剛性配分を変更した車両の捩り振動モードの節位置を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１…車両、１０…シャーシフレーム、１１，１２，１３…キャブマウント、２０…キャブ、２１…シート、２２…デッキ、３０，３１…スプリング、３２，３３…タイヤ、３４…サスペンション、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３…捩り振動モードの節位置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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