(57)【要約】【課題】  車体前方から入力する荷重に対して前輪側の懸架装置取付部付近が変形することを抑制できる車両用フロントフレーム構造体を提供する。【解決手段】  フロントフレーム構造体１０は、車体の幅方向に離間して平行に配置された左右一対のフロントサイドレール１１，１２を有している。フロントサイドレール１１，１２の後部に懸架装置取付部１３が形成されている。懸架装置取付部１３は、フロントサイドレール１１，１２の後部から斜め上方に立ち上がる前側アッパーサイドレール４０と、前側アッパーサイドレール４０の後部から後方に延びる上枠部４１と、上枠部４１の後部から斜め下方に延びる後側アッパーサイドレール４２と、スプリングブラケット４３を有している。スプリングブラケット４３の下方において、前側アッパーサイドレール４０の後端４０ａと後側アッパーサイドレール４２の前端４２ａとの間に、変形抑止部材８０が設けられている。【選択図】    図２
2008308041.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の幅方向に互いに離間して平行に配置され、それぞれ車体の前後方向に延びる左右一対のフロントサイドレールと、
前記フロントサイドレールの後側に設けられ、前輪用の左右一対の独立懸架装置が取付けられる懸架装置取付部とを有する車両用フロントフレーム構造体であって、
前記懸架装置取付部は、
前記各フロントサイドレールの後部から斜め上方に立ち上がる一対の前側アッパーサイドレールと、
前記各前側アッパーサイドレールの後部から後方に延びる上枠部と、
前記上枠部の後部から斜め下方に延びる後側アッパーサイドレールと、
前記上枠部の下方で前記前側アッパーサイドレールの後部と前記後側アッパーサイドレールの前部との間に配置され、懸架用圧縮スプリングの上端を支持するスプリング受け座を有するスプリングブラケットと、
前記スプリング受け座の下方に設けられ、前後方向に延び、前記前側アッパーサイドレールの後端の下部と前記後側アッパーサイドレールの前端の下部とを互いに結合する変形抑止部材と、
を具備したことを特徴とする車両用フロントフレーム構造体。
【請求項２】
前記スプリングブラケットの下方にショックアブソーバの上端を支持するためのショックアブソーバ支持部が設けられ、前記変形抑止部材は、前記前側アッパーサイドレールの後端と前記ショックアブソーバ支持部の前面との間に設けられた第１の変形抑止部材と、前記ショックアブソーバ支持部の後面と前記後側アッパーサイドレールの前端との間に設けられた第２の変形抑止部材とからなることを特徴とする請求項１に記載の車両用フロントフレーム構造体。
【請求項３】
前記変形抑止部材が金属製の角パイプからなり、該パイプの軸線が車体の前後方向に沿うように該パイプを前記前側アッパーサイドレールの後端と前記後側アッパーサイドレールの前端との間に配置したことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用フロントフレーム構造体。
【請求項４】
前記懸架装置取付部に、前記各フロントサイドレールの後部から車体内側に向かって斜め方向に延びる前側斜状レールと、該前側斜状レールから後方に延びる中央レールと、該中央レールの後部から車体外側に向かって斜め方向に延びる後側斜状レールとが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の車両用フロントフレーム構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばバス等の車両の前部に適用される車両用フロントフレーム構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
大型バス等の車両の前部に設けられるフロントフレーム構造体は、例えば下記の特許文献１，２に開示されているように、車体前部の幅方向に配置された左右一対のフロントサイドレールと、これらフロントサイドレールの後側に形成された懸架装置取付部などを備えている。前輪側に独立懸架装置が採用されている場合には、懸架用のばねとしてエアスプリングあるいはコイルスプリングなどが使用される。
【０００３】
懸架装置取付部は、一対のフロントサイドレールの後部から上方に立ち上がる前側アッパーサイドレールと、この前側アッパーレールから後方に延びる上枠部と、上枠部から下方に延びる後側アッパーサイドレールと、エアスプリングの上端を支持するためのスプリングブラケットなどを含んでいる。
【特許文献１】特開平１１−２０８５２６号公報
【特許文献２】特開２００１−３１０７７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車両の衝突時等に車体前方から大きな荷重が入力すると、フロントフレーム構造体のうち懸架装置取付部の前側アッパーサイドレール等が大きく変形することがある。この部分が変形してしまうと、前方からの荷重が前輪の後方に伝わりにくくなり、所望の衝撃吸収特性を得にくくなる。しかも懸架装置取付部付近が大きく変形すると、エアスプリング等の懸架用圧縮スプリングの損傷が大きくなってしまうという問題がある。
【０００５】
従って本発明の目的は、車体の前方から入力する荷重に対して前輪側の懸架装置取付部付近が大きく変形することを抑制できるとともに、懸架用圧縮スプリングの損傷を小さくすることができる車両用フロントフレーム構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、車体の幅方向に互いに離間して平行に配置され、それぞれ車体の前後方向に延びる左右一対のフロントサイドレールと、前記フロントサイドレールの後側に設けられ、前輪用の左右一対の独立懸架装置が取付けられる懸架装置取付部とを有する車両用フロントフレーム構造体であって、前記懸架装置取付部は、前記各フロントサイドレールの後部から斜め上方に立ち上がる一対の前側アッパーサイドレールと、前記各前側アッパーサイドレールの後部から後方に延びる上枠部と、前記上枠部の後部から斜め下方に延びる後側アッパーサイドレールと、前記上枠部の下方で前記前側アッパーサイドレールの後部と前記後側アッパーサイドレールの前部との間に配置され、懸架用圧縮スプリングの上端を支持するスプリング受け座を有するスプリングブラケットと、前記スプリング受け座の下方に設けられ、前後方向に延び、前記前側アッパーサイドレールの後端の下部と前記後側アッパーサイドレールの前端の下部とを互いに結合する変形抑止部材とを具備している。
【０００７】
この発明の１つの形態では、前記スプリングブラケットの下方にショックアブソーバの上端を支持するためのショックアブソーバ支持部が設けられ、前記変形抑止部材は、前記前側アッパーサイドレールの後端と前記ショックアブソーバ支持部の前面との間に設けられた第１の変形抑止部材と、前記ショックアブソーバ支持部の後面と前記後側アッパーサイドレールの前端との間に設けられた第２の変形抑止部材とからなる。
【０００８】
例えば前記変形抑止部材が金属製の角パイプからなり、該パイプの軸線が車体の前後方向に沿うように該パイプを前記前側アッパーサイドレールの後端と前記後側アッパーサイドレールの前端との間に配置している。
【０００９】
前記懸架装置取付部に、前記各フロントサイドレールの後部から車体内側に向かって斜め方向に延びる前側斜状レールと、該前側斜状レールから後方に延びる中央レールと、該中央レールの後部から車体外側に向かって斜め方向に延びる後側斜状レールとが設けられていてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、車体前方から入力する荷重がフロントサイドレールを介して前側アッパーサイドレールに入力したときに、この荷重の一部が前記変形抑止部材を介して後側アッパーサイドレールに伝達される。この変形抑止部材によって、前側アッパーサイドレールが大きく変形することを抑制でき、前方からの荷重を前輪の後側に効率良く伝達することができる。また、前側アッパーサイドレール等が大きく変形しないため、エアスプリング等の懸架用圧縮スプリングの損傷を小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に本発明の一実施形態に係る車両用フロントフレーム構造体について、図１から図５を参照して説明する。  
図１は、車両１の一例であるバスの車体２の前部を示している。車体２の前部に前輪３が設けられている。車体２の内側にフロントフレーム構造体１０が設けられている。図２はフロントフレーム構造体１０を車体２の幅方向から見た側面図である。図３はフロントフレーム構造体１０を上方から見た平面図である。
【００１２】
フロントフレーム構造体１０は、左右一対のフロントサイドレール１１，１２と、フロントサイドレール１１，１２の後側に形成された懸架装置取付部１３とを備えている。フロントサイドレール１１，１２は車体２の幅方向に互いに離間して平行に配置され、それぞれ車体２の前後方向に延びている。フロントフレーム構造体１０の後方に、車両１の床部等を構成する下部フレーム構造体１４が設けられている。
【００１３】
懸架装置取付部１３に、前輪用の左右一対の独立懸架装置２０が配置されている。この懸架装置２０は、図２および図３に示すように、それぞれ、懸架ばねとして機能するエアスプリング２１と、振動減衰機能を有するショックアブソーバ２２（図４に示す）と、アッパーアーム２５，２６と、ロアアーム２７，２８と、前輪３を支持するナックル２９などを備えている。前輪３は、図示しないステアリング機構によってナックル２９を中心に方向を変えることができる。
【００１４】
エアスプリング２１は車両１のばね上荷重を支持するための懸架用圧縮スプリングの一例である。なお、エアスプリング２１の代りにコイルスプリングが使用されてもよいし、コイルスプリングとエアスプリングが併用されてもよい。図４に示すようにショックアブソーバ２２の下端は、ナックル２９の下部に接続されている。ショックアブソーバ２２はアッパーアーム２５，２６の間を通って上下方向に延びている。
【００１５】
図２に示すように懸架装置取付部１３は、フロントサイドレール１１，１２の後部から斜め上方に立ち上がる左右一対の前側アッパーサイドレール４０と、各前側アッパーサイドレール４０の後部から後方に延びる左右一対の上枠部４１と、上枠部４１から斜め下方に延びる左右一対の後側アッパーサイドレール４２と、エアスプリング２１を支持するためのスプリングブラケット４３などを備えている。
【００１６】
図３に示すように懸架装置取付部１３は、車両１の上方から見てＹ形に形成された前側斜状レール５０と、前側斜状レール５０の後部から後方に延びる１本の中央レール５１と、中央レール５１の後部から再び左右に分かれる逆Ｙ形の後側斜状レール５２などを備えている。前側斜状レール５０は、フロントサイドレール１１，１２の後部から車体内側に向かって斜めに延びている。後側斜状レール５２は、中央レール５１の後端から車体外側に向かって斜めに延びている。中央レール５１の上方には、車体２の幅方向に延びる連結フレーム部材５３が設けられている。連結フレーム部材５３の両端は左右一対の上枠部４１に結合されている。
【００１７】
図２に示すようにスプリングブラケット４３は上枠部４１の下方に設けられている。そしてこのスプリングブラケット４３は、前側アッパーサイドレール４０の後端４０ａと、後側アッパーサイドレール４２の前端４２ａとの間に配置されている。
【００１８】
図４と図５に示すようにスプリングブラケット４３は、エアスプリング２１の上端を支持するスプリング受け座６０と、スプリング受け座６０の前側と後側にそれぞれ形成されたリブ状の縦壁６１，６２と、内側壁６３などを含んでいる。このスプリングブラケット４３は、例えば厚手の板金をプレス成形し、必要に応じて補強部材を設けるなどして形成されている。
【００１９】
エアスプリング２１の上端は、スプリングブラケット４３のスプリング受け座６０によって支持されている。エアスプリング２１の下端にナックル２９の上端が当接している。このエアスプリング２１の内部に圧縮空気が供給されることにより、車両１のばね上荷重がエアスプリング２１によって支持され、エアスプリング２１が上下方向に圧縮される。
【００２０】
スプリングブラケット４３の下方に、ショックアブソーバ２２の上端を支持するショックアブソーバ支持部７０（図５に示す）が設けられている。ショックアブソーバ支持部７０は、車両１の外側に向かって略水平方向に突出している。従ってエアスプリング２１が上下方向に圧縮されると、エアスプリング２１の圧縮量に応じて、ショックアブソーバ２２が上下方向に伸縮する。
【００２１】
スプリングブラケット４３のスプリング受け座６０の下方に、変形抑止部材８０が設けられている。この変形抑止部材８０は、前側アッパーサイドレール４０の後端４０ａの下部と後側アッパーサイドレール４２の前端４２ａの下部との間に配置されている。この変形抑止部材８０は、互いに別体の第１の変形抑止部材８１と第２の変形抑止部材８２とによって構成されている。
【００２２】
これら変形抑止部材８１，８２は、それぞれ金属製のパイプ（例えば鋼製の角パイプ）によって構成され、パイプの長手方向（軸線方向）に加わる荷重に対して座屈しにくいような剛性を有している。この角パイプ（変形抑止部材８１，８２）の軸線が車体の前後方向に沿うように、変形抑止部材８１，８２が前側アッパーサイドレール４０の後端４０ａと後側アッパーサイドレール４２の前端４２ａとの間に配置されている。
【００２３】
第１の変形抑止部材８１は、前側アッパーサイドレール４０の後端４０ａとショックアブソーバ支持部７０の前面との間に設けられている。すなわち図５等に示されるように、第１の変形抑止部材８１の前端８１ａが前側アッパーサイドレール４０の後端４０ａに溶接等によって固定され、第１の変形抑止部材８１の後端８１ｂがショックアブソーバ支持部７０の前面に溶接等によって固定されている。なお第１の変形抑止部材８１の前端８１ａをスプリングブラケット４３の縦壁６１の下部に固定してもよい。
【００２４】
第２の変形抑止部材８２は、ショックアブソーバ支持部７０の後面と後側アッパーサイドレール４２の前端４２ａとの間に配置されている。すなわち第２の変形抑止部材８２の前端８２ａがショックアブソーバ支持部７０の後面に溶接等によって固定され、第２の変形抑止部材８２の後端８２ｂが後側アッパーサイドレール４２の前端４２ａに溶接等によって固定されている。なお第２の変形抑止部材８２の後端８２ｂをスプリングブラケット４３の縦壁６２の下部に固定してもよい。
【００２５】
図３に示すように車両１の上方から見て、第１の変形抑止部材８１は、その後端８１ｂが前端８１ａよりも車体内側に位置するように、車両１の前後方向に沿って、やや斜めに配置されている。第２の変形抑止部材８２は、その前端８２ａが後端８２ｂよりも車体内側に位置するように、車両１の前後方向に沿って、やや斜めに配置されている。
【００２６】
以上説明したように本実施形態の変形抑止部材８０は、第１の変形抑止部材８１と第２の変形抑止部材８２とによって構成され、これら２つの変形抑止部材８１，８２が剛性の高いショックアブソーバ支持部７０の前後に配置されている。なお、前側アッパーサイドレール４０の後端４０ａと後側アッパーサイドレール４２の前端４２ａとの間に、１本に連続した変形抑止部材を設けてもよい。
【００２７】
次に前記構成のフロントフレーム構造体１０の作用について説明する。  
車両１の前方からフロントフレーム構造体１０に大きな荷重が入力すると、その荷重はフロントサイドレール１１，１２を介して前側アッパーサイドレール４０に入力する。前側アッパーサイドレール４０に入力した荷重は、変形抑止部材８０（第１の変形抑止部材８１と第２の変形抑止部材８２）を介して、後側アッパーサイドレール４２に伝わる。このため前側アッパーサイドレール４０と後側アッパーサイドレール４２が大きく変形することを抑制できるとともに、車体前方から入力した荷重を懸架装置取付部１３の後方に効率良く伝達することができる。しかもエアスプリング２１の破損を小さくすることができる。
【００２８】
本実施形態の場合、第１の変形抑止部材８１に入力した荷重は、剛性が高いショックアブソーバ支持部７０を介して第２の変形抑止部材８２に伝達される。このため本実施形態によれば、前側アッパーサイドレール４０と後側アッパーサイドレール４２との間に１本の長い変形抑止部材を設ける場合と比較して、個々の変形抑止部材８１，８２の長さを短くすることができ、前方からの衝突荷重に対して変形抑止部材８１，８２を座屈しにくくすることができる。
【００２９】
本発明者達が行なった正面衝突特性解析によると、変形抑止部材８０が設けられていない比較例では、車体前方から入力する荷重に対して前側アッパーサイドレール４０と前側斜状レール５０等の変形が大きかった。これに対し本実施形態では、前側アッパーサイドレール４０と後側アッパーサイドレール４２との間に変形抑止部材８０を設けたことにより、前方から入力する荷重に対して前側アッパーサイドレール４０の変形を小さくすることができ、前側斜状レール５０の変形も抑えることができた。その結果、前方からの荷重を前輪３の後方に効率良く伝えることができ、エアスプリング２１の破損も小さくすることができた。
【００３０】
なお本発明を実施するに当たって、フロントサイドレールや懸架装置、アッパーサイドレール、スプリングブラケット、変形抑止部材等の発明の構成要素を、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜に変形して実施できることは言うまでもない。また本発明のフロントフレーム構造体は、バス以外の車両にも適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態に係るフロントフレーム構造体を有する車両の前部の側面図。
【図２】図１に示された車両のフロントフレーム構造体の一部の側面図。
【図３】図２に示されたフロントフレーム構造体の平面図。
【図４】図２に示されたフロントフレーム構造体を下方から見た斜視図。
【図５】図４に示されたフロントフレーム構造体の一部を下方から見た斜視図。
【符号の説明】
【００３２】
１…車両
２…車体
１０…フロントフレーム構造体
１１，１２…フロントサイドレール
１３…懸架装置取付部
４０…前側アッパーサイドレール
４０ａ…後端
４１…上枠部
４２…後側アッパーサイドレール
４２ａ…前端
４３…スプリングブラケット
６０…スプリング受け座
８０…変形抑止部材
８１…第１の変形抑止部材
８２…第２の変形抑止部材
【図１】
2008308041.tif 000003
【図２】
2008308041.tif 000004
【図３】
2008308041.tif 000005
【図４】
2008308041.tif 000006
【図５】
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