(57)【要約】【課題】車両のフレーム構造において、サイドフレーム部のクロスメンバ部との接続部と一定部との間にエネルギ伝達吸収構造を形成し、また、サイドフレーム部のクロスメンバ部との接続部とは反対側の端部近傍の延長や短縮を容易にし、さらに、パワーユニットが異なる車両同士や車体が異なる車両同士に共通利用可能とすることにある。【解決手段】フレームにおいて、前フレーム又は後フレームの一方に所定の長さを有する一定部を左右一対形成し、搭載するパワーユニットに応じてこの一定部の長さを選択的に変更可能とし、前フレーム又は後フレームの他方では、前記一方で選択された前記一定部の長さに応じて伸縮するように所定の長さを有する一定部を左右一対形成している。【選択図】図１
2007106320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の全長に渡って延出して左右で対をなすフレームを前部の前フレームと中間部の中間フレームと後部の後フレームとで一体化して構成し、前記前フレーム又は前記後フレームの一方にパワーユニットを搭載し、前記前フレーム又は前記後フレームの一方に所定の長さを有する一定部を左右一対形成し、搭載するパワーユニットに応じてこの一定部の長さを選択的に変更可能とし、前記前フレーム又は前記後フレームの他方では、前記一方で選択された前記一定部の長さに応じて伸縮するように所定の長さを有する一定部を左右一対形成することを特徴とする車両のフレーム構造。
【請求項２】
車両の全長に渡って延出して左右で対をなすフレームを前部の前フレームと中間部の中間フレームと後部の後フレームとで一体化して構成し、前記中間フレームと前記前フレーム又は前記後フレームとが繋がる連結部には段部を設けて前記中間フレームの離間幅を前記前フレーム又は前記後フレームの離間幅よりも幅広に形成する車両のフレーム構造において、前記前フレーム又は前記後フレームの一つ以上を、左右で対をなすサイドフレーム部と車両幅方向に延出するクロスメンバ部とを一体化して閉断面が連続するように形成するとともに、前記左右のサイドフレーム部の前記クロスメンバ部との接続側とは反対側の端部近傍を、略水平となるように一定部として形成したことを特徴とする車両のフレーム構造。
【請求項３】
前記前フレーム又は前記後フレームの一方にパワーユニットを搭載し、前記前フレーム又は前記後フレームの一方に設ける前記一定部を、延出方向に沿って断面周囲長が略一定とし、この前記一定部の長さを搭載するパワーユニットに応じて選択的に変更するように設定するとともに、前記前フレーム又は前記後フレームの他方では、前記一方で延長するよう選択された前記一定部の長さに応じて短縮するように設定することを特徴とする請求項２に記載の車両のフレーム構造。
【請求項４】
前記前フレーム又は前記後フレームの他方では、前記中間フレームと前記クロスメンバ部との間に前記一定部を配置することを特徴とする請求項３に記載の車両のフレーム構造。
【請求項５】
車両の全長に渡って延出して左右で対をなすフレームを前部の前フレームと中間部の中間フレームと後部の後フレームとで一体化して構成し、前記前フレーム又は前記後フレームには、左右で対をなして車両中心線から等距離に位置する部位を、車両前後方向に沿って離間する複数の位置に断面形状が略同じ且つ断面積が略同じように形成したことを特徴とする車両のフレーム構造。
【請求項６】
前記前フレーム又は前記後フレームのいずれか一方を、その延長部位で前記中間フレームに繋げることを特徴とする請求項５に記載の車両のフレーム構造。
【請求項７】
車両前後方向に沿って離間する複数の位置の離間寸法を、前記フレームのオーバハングとなる車軸中心よりも端部側の寸法から車輪径を除した寸法よりも小さく設定することを特徴とする請求項６に記載の車両のフレーム構造。
【請求項８】
前記前フレームと前記後フレームとは、前記パワーユニットを搭載する側では端部を開放端とし、前記パワーユニットを搭載しない側では端部を連続させることを特徴とする請求項７に記載の車両のフレーム構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両のフレーム構造に係り、特に車両の全長に渡って延出して左右で対をなすフレームを備えた車両のフレーム構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両には、車両の全長に渡って延出して左右で対をなすフレームを前部の前フレームと中間部の中間フレームと後部の後フレームとで一体化して構成し、中間フレームと前フレーム又は後フレームとが繋がる連結部には段部を設けて中間フレームの離間幅を前フレーム又は後フレームの離間幅よりも幅広に形成したフレーム構造を設けたものがある。
【０００３】
従来、車両の燃料タンクの取付構造には、二重フロア構造を有する下部構造体に燃料タンクを取り付ける場合に、開口のカバーを外し、開口内に真っ直ぐ上から燃料タンクを挿入し、前後の上フレーム及び下フレームの溝部をガセットの対応する上向きフランジに係合させ、上向きフランジと溝部との係合によって燃料タンクの前後移動を規制するとともに、燃料タンクの側面を左右のフロントサイドメンバやセンタメンバに当接させて左右方向でも規制するものがある。
【特許文献１】特許第３４８９２３４号公報  車両用フレーム部材には、フロントサイドメンバのメンバ後半部を板金製のインナパネル及びアウタパネルを溶接して形成するとともに、このメンバ後半部に連接するメンバ前半部を四角閉断面構造のアルミ押出し材で形成したものがある。
【特許文献２】特開平１０−１０９６６５号公報  車両のフロントサイドメンバのエクステンションの結合構造には、エクステンションをフロントサイドメンバに対して傾けて、フロントサイドメンバの前端開口の複数辺とエクステンションの複数辺とを交差せしめて結合し、エクステンションがフロントサイドメンバ内に陥没するのを阻止するものがある。
【特許文献３】特開平８−１７５４２２号公報  車両の前部車体構造には、両端がフロントフレームに接続されて車幅方向に延び、中央部がフロントフレームの接続部よりも前方に位置するフロントエンドロアメンバを設けたものがある。
【特許文献４】特開２００２−１４５１２３号公報  自動車の車体構造には、車体パネルに沿って前後方向に延び且つ車体パネルを含む閉断面を形成するフロントフレームやリアフレームを備え、このフレームの閉断面内にフレームに沿ってハイドロフレームにより成形したパイプ状部材を接合して補強したものがある。
【特許文献５】特開２０００−２１９１６３号公報  車両の前部車体構造には、フレームの左右一対の縦フレーム部の他端部に、高い剛性を有するステアリングギヤユニットを車体左右方向に向けて配置し、ステアリングギヤユニットの上面又は下面を左右一対の縦フレーム部の他端部に連結固定したものがある。
【特許文献６】特開２０００−２２５９６４号公報  ハイドロフォーム加工された立体フレーム及びその製造方法には、長手方向に延びる第一下方サイドレール・第二下方サイドレールと、立体フレームのピラーと最後方ピラーとの間の長さを確定するハイドロフォーム加工された管状上部長手方向構造体と、第一下方サイドレール・第二下方サイドレールに連結されて横方向に延びる連結構造体とを備えたものがある。
【特許文献７】特表２００１−５２０１４７号公報  モジュール式スペースフレームには、本体モジュールとフロントモジュールとを備えて、本体モジュールは、一対の最後部ピラーを形成する一対の最後部直立構造体及び一対のハイドロフォーム上部長手方向部材を含み、フロントモジュールは、フロント下部サイドレール構造体を、対応する主サイドレール構造体と強固に結合するものがある。
【特許文献８】特表２００３−５３１０７３号公報  車両の前部車体構造には、サイドメンバを前端部材と中央部材と後端部材とから構成し、前端部材の強度を後端部材よりも低く設定し、この後端部材には、前端部材側からの車体後方への荷重入力により曲げ変形を促進するために閉断面の方向で強度分布を非対称とした曲げ促進部を設けたものがある。
【特許文献９】特開２００１−３０１６４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来、車両のフレーム構造においては、車両前後方向の剛性を確保するよう前後方向に長く延出させたりして、フレームの外形に囲まれる内部空間の容量が小さいために、この内部空間に車両部品を配置することが困難であったり、外的荷重が作用した場合に、エネルギ吸収性能が低かったり、さらに、パワーユニットが異なる車両同士や車体が異なる車両同士にフレームを共通して利用することが困難であった。
【０００５】
そこで、この発明の目的は、フレームの外形に囲まれる内部空間の容量を確保しつつ、外的荷重に対するエネルギ吸収性能を考慮し、さらに、パワーユニットが異なる車両同士や車体が異なる車両同士に共通利用可能な部分の範囲を拡大する車両のフレーム構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、車両の全長に渡って延出して左右で対をなすフレームを前部の前フレームと中間部の中間フレームと後部の後フレームとで一体化して構成し、前記前フレーム又は前記後フレームの一方にパワーユニットを搭載し、前記前フレーム又は前記後フレームの一方に所定の長さを有する一定部を左右一対形成し、搭載するパワーユニットに応じてこの一定部の長さを選択的に変更可能とし、前記前フレーム又は前記後フレームの他方では、前記一方で選択された前記一定部の長さに応じて伸縮するように所定の長さを有する一定部を左右一対形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明の車両のフレーム構造は、サイドフレーム部のクロスメンバ部との接続側と一定部との間にエネルギ伝達吸収構造を形成することができ、また、サイドフレーム部のクロスメンバ部との接続側とは反対側の端部近傍の延長や短縮を容易にし、さらに、パワーユニットが異なる車両同士や車体が異なる車両同士にフレームを共通利用可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
この発明は、フレームの外形に囲まれる内部空間の容量を確保しつつ、外的荷重に対するエネルギ吸収性能を向上し、さらに、共通利用可能な部分の範囲を拡大する目的を、搭載するパワーユニットに応じてこの一定部の長さを選択的に変更可能とし、前フレーム又は後フレームの他方では、一方で選択された一定部の長さに応じて伸縮するように所定の長さを有する一定部を左右一対形成して実現するものである。
以下、図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。
【実施例】
【０００９】
図１〜図１３は、この発明の実施例を示すものである。
【００１０】
図３〜図５において、１は燃料電池車両（ＦＣ車）や電気車両（ＥＶ車）等の電動用車両、２は車体、３はフレーム、４はフロアパネル、５はルーフパネル、６はフロントパネル、７はリアパネル、８はダッシュパネル、９はフェンダエプロンパネル、１０は前輪、１１は後輪、１２は前懸架装置、１３は後懸架装置、１４はモータ室、１５は客室である。図３に示すように、電動用車両１は、車両前後方向の全長がＸで設定されているとともに、前輪１０の前車軸中心１０Ｃと後輪１１の後車軸中心１１Ｃとの車軸間距離がＳ１で設定されている。
【００１１】
車体２は、車両パネルとしてのフロアパネル４やフェンダエプロンパネル９等と一体化したビルトインフレームとした、いわゆるモノコックボディの構造のものである。
【００１２】
フレーム３は、図１、図２に示すように、ハイドロフォーム成形され、電動用車両１の全長に渡って延出して左右で対をなすフレームであり、前部の前フレーム（フロントサイドメンバ）１６と中間部の中間フレーム（フロア下成形品）１７と後部の後フレーム（リアサイドメンバ）１８とが一体化して構成されている。このフレーム３は、車両前後方向が長さＫに設定されている。
【００１３】
中間フレーム１７は、左右で一対の車両前後方向の中間左サイドフレーム部１９Ｌ・中間右サイドフレーム部１９Ｒと、この中間左サイドフレーム部１９Ｌの前端と中間右サイドフレーム部１９Ｒの前端とを繋ぐ車両幅方向の中間前クロスメンバ部２０Ｆと、この中間左サイドフレーム部１９Ｌの後端と中間右サイドフレーム部１９Ｒの後端とを繋ぐ車両幅方向の中間後クロスメンバ部２０Ｂとが一体化されて平面視で略矩形状に形成され、四辺の上面を略面一に揃え、中央空間２１を形成している。
【００１４】
また、この中間フレーム１７は、基本断面形状が縦長に形成してあり、左右両側辺の上下高さが、基本断面形状として、車両中心線２Ｃを含む前後両辺の上下高さよりも高く設定され、側壁高さが充分高く設定される。中間左サイドフレーム部１９Ｌ・中間右サイドフレーム部１９Ｒには、軽量化や配管等の配索目的で、車両幅方向に貫通する多数の左開口２２Ｌ・右開口２２Ｒが対向するように形成されている。
【００１５】
前フレーム１６又は後フレーム１８の１つ以上は、左右で対をなすサイドフレーム部と車両幅方向に延出するクロスメンバ部とを一体化して閉断面が連続するように形成される。この閉断面をスポット等の間欠的な溶接無しで形成することにより、継ぎ目のない構造とする。
【００１６】
即ち、図１、図２に示すように、前フレーム１６は、単一の中空管によって連続する閉断面に構成され、ハイドロフォーム成形により、左右で対をなす車両前後方向の前左サイドフレーム部２３Ｌの後端と前右サイドフレーム部２３Ｒの後端とが車両幅方向に延出する前クロスメンバ部２４で連結されるとともに、この前クロスメンバ部２４が中間フレーム１７の中間前クロスメンバ部２０Ｆに一体化して成形される。また、この前フレーム１６は、車両前後方向で長さＥ１に形成されている。
【００１７】
この前フレーム１６は、平面視で、略Ｃ字状あるいは略Ｕ字状等のフォーク状の形状であり、前空間２５を形成し、側面視で、後方が水平よりも少し低くなるように略直線状に中間フレーム１７の中間前クロスメンバ２０Ｆに設けられ、側壁高さが少し高く設定されている。また、前左サイドフレーム部２３Ｌと前右サイドフレーム部２３Ｒの断面形状は、上下に縦長な概略矩形状に形成されている。更に、前フレーム１６と中間フレーム１７とは、直接的に、前クロスメンバ部２２と中間前クロスメンバ部２０Ｆとにより面接触且つ係合するようにして一体的に連設される。
【００１８】
後フレーム１８は、前フレーム１６と同様に、単一の中空管によって連続する閉断面に構成され、ハイドロフォーム成形により、左右で対をなす車両前後方向の後左サイドフレーム部２６Ｌの後端と後右サイドフレーム部２６Ｒの後端とが車両幅方向に延出する後クロスメンバ部２７で連結され、後左サイドフレーム部２６Ｌの前端側と後右サイドフレーム部２６Ｒの前端側とが中間フレーム１７の中間後クロスメンバ２０Ｂに一体的に成形される。
【００１９】
この後フレーム１８は、平面視で、略Ｃ字状あるいは略Ｕ字状等のフォーク状の形状であり、側面視で、略水平な略直線状に中間フレーム１７の中間後クロスメンバ２０Ｂに設けられ、側壁高さが低く設定される。後フレーム１８と中間フレーム１７とは、互いの上面が略面一となって、一平面のフロアを形成するようにして一体的に連結される。この後フレーム１８は、車両前後方向で長さＥ２に形成されている。
【００２０】
図１に示すように、前記中間フレーム１７は、外寸・内寸共に、前フレーム１６及び後フレーム１８よりも幅寸法を大きく採っている。例えば、中間フレーム１７の両側面は、左右の車輪幅Ｓ２（車輪間内寸、車輪間距離（トレッド））に対して同等以上とする。つまり、中間フレーム１７において、中間左サイドフレーム部１９Ｌと中間右サイドフレーム部１９Ｒとは、離間幅Ｗ１で離間している。この中間左サイドフレーム部１９Ｌと中間右サイドフレーム部１９Ｒとの離間幅Ｗ１は、前フレーム１６の前左サイドフレーム部２３Ｌと前右サイドフレーム部２３Ｒとの離間幅Ｗ２よりも幅広であるとともに、後フレーム１８の後左サイドフレーム部２６Ｌと後右サイドフレーム部２６Ｒとの離間幅Ｗ３よりも幅広に形成されている。
【００２１】
この場合、中間フレーム１７と前フレームと１６とが繋がる前連結部２８に前段部２９を設けて、前フレーム１７の離間幅Ｗ２よりも中間フレーム１７の離間幅Ｗ１を幅広に形成している。これでは、閉断面となるフレーム表面同士を接触させて、剛性を上げ、前輪１０と客室１５とが重なる部分のフレーム３の剛性を高めている。また、中間フレーム１７と後フレーム１８とが繋がる後連結部３０に後段部３１を設けて、後フレーム１８の離間幅Ｗ３よりも中間フレーム１８の離間幅Ｗ１を幅広に形成している。
【００２２】
中間フレーム１７に設けられる前フレーム１６・後フレーム１８との前連結部２８・後連結部３０では、基本断面形状の縦長から横長となるよう扁平に形成してあり、車両中心線２Ｃに向かう内側程に扁平傾向となるように形成している。この前連結部２８・後連結部３０の位置を含む前後近傍範囲では、中間フレーム１７の中間前クロスメンバ部２０Ｆ・中間後クロスメンバ部２０Ｂが設けられており、車両幅方向への前段部２９・後段部３１が形成される。
【００２３】
また、前連結部２８において、前フレーム１６の前左サイドフレーム部２３Ｌの外側の後端・前右サイドフレーム部２３Ｒの外側の後端には、中間フレーム１６の中間前クロスメンバ２０Ｆの両端との間を繋ぐ左補強部材３２Ｌ・右補強部材３２Ｒが設けられる。この左補強部材３２Ｌ・右補強部材３２Ｒは、前フレーム１６が前方から受ける外的荷重を、中間フレーム１７にスムーズに伝達する。また、この左補強部材３２Ｌ・右補強部材３２Ｒは、前フレーム１６が前方から受ける外的荷重により、前輪１０が後方に押し下げられて車体パネルやフレーム３を変形させ得るような場合に、前輪１０と直接接触して座屈変形することにより、エネルギを吸収し、車体パネルや中央のフレーム（客室１５に対応するフレーム部）の変形を抑制する。つまり、前フレーム１６と左補強部材３２Ｌ・右補強部材３２Ｒとは、フレーム３の前部においてクラッシャブルな前エネルギ伝達吸収構造３３Ｆを形成する。
【００２４】
また、前フレーム１６は、中間フレーム１７との連結部ではなく、車両２の前端となる前左サイドフレーム部２３Ｌ・前右サイドフレーム部２３Ｒの開口側の端部を延長することにより、異なるパワーユニットの搭載や異なる車両への前フレーム１６の長さの調整を行っている。前フレーム１６は、前側端部に延長した場合に、この端部近傍で、延出方向に沿って略一様な断面形状及び断面積を形成し、パワーユニットのぎそう部品を取り付けたり、バンパ等の車体部品を取付けさせる。前フレーム１６は、前側端部を延長しない場合との開口端部の前連結部２８で整合性を考慮する必要はあまりない。これは、前フレーム１６のオーバハング長さを変更するものである。
【００２５】
後フレーム１８は、後連結部３０の間に挟まれた車両中心線２Ｃに沿って延びて中間後クロスメンバ部２０Ｂと後クロスメンバ部２７とを繋ぐ後補強部材３４を備え、よって、結果的に、略Ｅ字状に形成される。後フレーム１８において、後左サイドフレーム部２６Ｌと後右サイドフレーム部２６Ｒとの断面形状は、上下に偏平な概略矩形状となっている。後補強部材３４は、後フレーム１８が後方から受ける外的荷重を、中間フレーム１７にスムーズに伝達する。後連結部３０は、外側下部に後懸架装置１３を中間フレーム１７の延長線上に支持している。これは、後車軸を中間フレーム１７から一定の距離に配設することを可能にする。
【００２６】
後フレーム１８は、車両２の後端側ではなく、中間フレーム１７との後連結部３０となる端部を延長することにより、つまり、後述の左一定部３５Ｌ・中央一定部３５Ｍ・右一定部３５Ｒで異なる車両２へのフレーム３の長さ調整を行っている。この後フレーム１８は、左一定部３５Ｌ・中央一定部３５Ｍ・右一定部３５Ｒで端部を延長した場合に、この端部近傍で、延出方向に沿って略一様な断面形状及び断面積を形成する。また、この後フレーム１８は、端部を延長しない場合との後連結部３０の整合性がとれるだけでなく、後方からの外力に対するクラッシャブルな後エネルギ伝達吸収構造３３Ｂを常に車両の最も後端側に配置できる。
【００２７】
また、この実施例において、後フレーム１８の後左サイドフレーム部２６Ｌ・後補強部材３４・後右サイドフレーム部２６Ｒの後クロスメンバ部２７との接続部とは反対側の端部近傍を、水平且つ延出方向に沿って断面周囲長が略一定となるように、左一定部３５Ｌ・中間一定部３５Ｍ・右一定部３５Ｒに設けている。この左一定部３５Ｌ・中央一定部３５Ｍ・右一定部３５Ｒの車両前後方向に長さＧは、一定に設定されている。
【００２８】
この後左サイドフレーム部２６Ｌ・後補強部材３４・後右サイドフレーム部２６Ｒの端部開放側の延長部分である左一定部３５Ｌ・中央一定部３５Ｍ・右一定部３５Ｒは、その延長方向に沿って、形状変化がないか、断面周囲長が等しい一次的な（線形的な）変形（例えば、長辺と短辺とが、長辺と短辺とを加算した一定となる長方形等）となっている。これにより、この左一定部３５Ｌ・中央一定部３５Ｍ・右一定部３５Ｒを避けた後クロスメンバ部２７側の後左サイドフレーム部２６Ｌ・後補強部材３４・後右サイドフレーム部２６Ｒがクラッシャブルな後エネルギ伝達吸収構造３３Ｂを形成する。
【００２９】
図４、図５に示すように、前フレーム１６又は後フレーム１８の一方としての前フレーム１６には、パワーユニット３６が搭載される。このパワーユニット３６は、車両が電動用車両１であることから、走行用モータ３７、空気供給装置３８、温度調節装置３９、補機用バッテリ４０、ギヤボックス４１等の各部品を備えている。補機用バッテリ４０は、車両幅方向の右側で前右サイドフレーム部２３Ｒの内側に配設されている。
【００３０】
そして、前フレーム１６又は後フレーム１８の一方としての後フレーム１８に設ける左一定部３５Ｌ・中央一定部３５Ｍ・右一定部３５Ｒの長さＧは、搭載するパワーユニット３６に応じて選択的に変更するように設定されるとともに、他方としての前フレーム１６の長さＥ１は、後フレーム１８で選択された左一定部３５Ｌ・中央一定部３５Ｍ・右一定部３５Ｒの長さＧに応じて短縮するように設定される。これにより、電動用車両１の全長Ｘは、一定に維持される。
【００３１】
また、後フレーム１８では、左一定部３５Ｌ・中央一定部３５Ｍ・右一定部３５Ｒを、中間フレーム１７・後補強部材３４・後クロスメンバ部２７の間に配置させる。この一定部３５は、該一定部３５を単体で形成し、単一形状の後フレーム１８へ継ぎ足し溶接等により一体的に固定することも可能であるが、一定部３５が連続形成された後フレーム１８を個別な形状で複数形成することも可能である。継ぎ足しでは、板厚を大きく変えることができ、連続形成ならば、一定部３５に連続するテーパを延長して設けることが容易になり、いずれも強度分布を最適化することができる。
【００３２】
よって、図１に示すように、前フレーム１６又は後フレーム１８は、左右で対をなして車両中心線２Ｃから等距離に位置する部位が、車両前後方向に沿って離間する複数の位置に断面形状が略同じ且つ断面積が略同じように形成される。四角形の角を面取りするように除いた八角形としても、略同じである。このようにすれば、接続部２８、３０の形状を一つに統一して共用することができる。
【００３３】
前フレーム１６又は後フレーム１８のいずれか一方である後フレーム１８は、その延長部位である左一定部３５Ｌ・中央一定部３５Ｍ・右一定部３５Ｒで中間フレーム１７に繋げられる。一定部３５は、板厚よりも充分大きな段差を含まなければ、滑らかな形状変更を形成して良い。
【００３４】
図１に示すように、車両前後方向に沿って離間する複数の位置の各離間幅Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３は、フレーム３のオーバハングとなる前車軸中心１０C、後車軸中心１１Ｃよりも端部側の寸法から車輪径を除した寸法よりも小さく設定される。
【００３５】
また、図１、図２に示すように、前フレーム１６又は後フレーム１８は、パワーユニット３６を搭載する側の前フレーム１６では、端部である前端を開放端とし、パワーユニット３６を搭載しない後フレーム１８では、端部である後端を後クロスメンバ部２７で連続させる。
【００３６】
図３、図４に示すように、電動用車両１において、重量のある燃料電池（スタック）４２と複数本の水素タンク４３とバッテリ類とは、中間フレーム１７内の中央空間２１で前輪１０の前車軸中心１０Ｃと後輪１１の後車軸中心１１Ｃとの間、すなわち中央部位に配置される。この場合、燃料電池４２は、中央空間２１の前部に配置され、水素タンク４３は、中央空間２１の後部に配置される。
【００３７】
図５に示すように、前フレーム１６には、前方より順に、前後に延びる左右で一対の内側且つ下方寄りに、熱交換器４４、走行モータ３７、前左懸架装置１２Ｌ・前右懸架装置１２Ｒ、走行モータ用インバータ４５、エアコン用のコンデンサ等の補機類が収容される。この場合、前フレーム１６は、燃料電池４２の制御に関連する専用の補機類が増えるが、内燃機関類（エンジン、ハイブリッド類）を搭載するよりも軽く、その重心も低いので、支持剛性が比較的高くなる。熱交換器４４は、ラジエータであり、燃料電池用ラジエータ４６と、補機用ラジエータ４８とを備え、走行風が効率良く当たるように車両前部に並設される。
【００３８】
前左懸架装置１２Ｌ・前右懸架装置１２Ｒは、サブフレーム４８を有している。このサブフレーム４８には、ロアアームやステアリング機構４９が載置されている。サブフレーム４８は、前フレーム１６の左右に掛け渡すように下方から取り付けられ、前フレーム１６の形状に対応する連結部を有して、平面的に広がる主部が略水平となるように前後の各位置を固定する。また、前左懸架装置１２Ｌ・前右懸架装置１２Ｒの下方には、車両幅方向に延出する前車軸５０が配設されている。
【００３９】
前輪１０の前車軸中心１０Ｃは、サブフレーム４８の前側で、前フレーム１６よりも下方且つサブフレーム４８の上方の高さに位置する。サブフレーム４８の上方には、前左懸架装置１２Ｌ・前右懸架装置１２Ｒが上下に配設され、この前左懸架装置１２Ｌ・前右懸架装置１２Ｒの後方近くには、ダッシュパネル８が上下に延出して設けられる。そして、このダッシュパネル８から前方では、左右で一対のフェンダエプロンパネル９が設けられ、このフェンダエプロンパネル９が前フレーム１６と一体化される。
【００４０】
また、ダッシュパネル８がフロアパネル４と繋がる付近では、前フレーム１６の形状がパネル形状に沿って屈曲している。
【００４１】
走行モータ用インバータ４５は、各部材に囲まれるように搭載されており、その両側方が前フレーム１６により囲まれ、また、その後方が接合部である前連結部２８により囲まれ、さらに、下方がサブフレーム４８により囲まれている。
【００４２】
燃料電池４２の配管類は、走行モータ用インバータ４５の背面と燃料電池４２の前面との間を略水平に繋ぐように、また、前連結部２８の下面に沿うように、配索されている。前連結部２８の下面は、中間フレーム１７の最低高さとなる下面よりも高く、中間フレーム１７の断面高さ寸法の約半分程度の位置である。
【００４３】
図１、図３に示すように、中間フレーム１７の前後方向の中間部位には、車両幅方向に掛け渡して設けられるクロスメンバ５１を備える。このクロスメンバ５１は、側方から荷重に対する変形防止に寄与するが、その前方に搭載する燃料電池４２と、その後方の水素タンク４３との間を区画する隔壁としての役割もある。
【００４４】
次いで、エンジンをベースにした車両としてのガソリン車両（Ｇ／Ｅ車）やハイブリッド車両（ＨＶ車）の内燃機関類車両について、図６〜図１１に基づいて説明する。
【００４５】
図８に示すように、内燃機関類車両５２においては、上述の電動用車両１と略同様な構成であり、車両前部が電動用車両１よりも長さＧだけ大きく且つ車両後部が電動用車両１よりも長さＧだけ小さく設定されて、その全長Ｘが電動用車両１の全長Ｘと同一に設定されている。
【００４６】
この内燃機関類車両５２の説明においては、図９に示すガソリン車両５３と図１１に示すハイブリッド車両５４とに分けて述べ、また、電動用車両１と同様な構成であることから、共通部分の説明をある程度省略するとともに、電動用車両１と同一機能を果たす箇所には同一符号を付し、そして、その配置等での特徴部分を追加的且つ補足的に述べる。
【００４７】
図６、図７に示すように、内燃機関類車両５２において、フレーム５５は、ガソリン車両５３とハイブリッド車両５４とで同一構成のものが用いられる。
【００４８】
この場合、内燃機関類車両５２の全長Ｘが電動用車両１の全長Ｘと同一であることから、図６、図９に示すように、フレーム５５においては、パワーユニット５６を搭載する前フレーム１６が電動用車両１の前フレーム１６よりも長さＧだけ大きく、前フレーム１６の前左サイドフレーム部１９Ｌの先端・前右サイドフレーム部１９Ｒの先端に、長さＧの左一定部５７Ｌ・右一定部５７Ｒが設けられる一方、後フレーム１８では、電動用車両１における後フレーム１８の左一定部・中央一定部・右一定部が省略されている。よって、この内燃機関類車両５２のフレーム５５の長さＫは、電動用車両１のフレーム３の長さＫと同一である。後フレーム１８は、前フレーム１６の前側のオーバハングが長くなった分と同等長さ分だけ短く形成される。
【００４９】
図６に示すように、フレーム５５において、前フレーム１６は、平面視で、略Ｃ字状あるいは略Ｕ字状といったフォーク状に形成されている。この内部には、外形形状に沿って、連続する閉断面空間が形成される。この前フレーム１６は、側面視で、水平より後方がやや低くなるように略直線状に形成され、その前後方向に延びる左右で一対の内側且つ下方寄りに、前方より順に、熱交換器５８、パワーユニット５６、前左懸架装置１２Ｌ・前右懸架装置１２Ｒを収容している。
【００５０】
図９に示すように、ガソリン車両５３のパワーユニット５６は、エンジン５９とトランスミッション６０とからなり、各部品中で最も重く、前輪１０の前車軸中心１０Ｃよりも車両前方に位置し、車両後側が軽く、重心が前方寄りとなる。また、車体２には、パワーユニット５６よりも車両幅方向の左側で前左サイドフレーム部２３Ｌの内側にパワーユニット５６のバッテリ６１が配設される。
【００５１】
パワーユニット５６は、図８、図９に示すように、側面視で、電動用車両１の走行モータのみの場合よりも車両前後方向に大きくなるので、前フレーム１６の前半部（特に、ダッシュパネル８よりも前側の直線部分）で、走行モータのみの場合よりも長く延出する。しかし、この延出部分は、パワーユニット５６の前後長さの相違分を吸収するのが主目的であり、その一様な形状により外部エネルギの伝達に寄与し、前エネルギ伝達吸収構造３３Ｆを形成する。
【００５２】
熱交換器５８は、ラジエータとして、パワーユニット用（補機用も含む）のものであり、走行風が効率良く当たるように、車両前部に設けられる。また、この熱交換器５８は、温度等パワーユニット５６の運転可能な環境が幅広いので、容量が電動用車両１のパワーユニット３６よりも充分小さいものである。そして、この熱交換器５８は、エアコン用のコンデンサと重ねて搭載される。
【００５３】
図１０に示すように、前左懸架装置１２Ｌ・前右懸架装置１２Ｒは、サブフレーム４８を有している。このサブフレーム４８には、ロアアームやステアリング機構４９が載置される。サブフレーム４８は、前フレーム１６の左右に掛け渡すように下から取り付けられる。前輪１０の前車軸中心１０Ｃは、サブフレーム４８の前側で、前フレーム１６よりも下方且つサブフレーム４８の上方の高さに位置する。
【００５４】
サブフレーム４８の上方には、前左懸架装置１２Ｌ・前右懸架装置１２Ｒが上下に配設され、その後方近くには、ダッシュパネル８が上下に延びて設けられる。このダッシュパネル８から前方に、左右で一対のフェンダエプロンパネル９が設けられ、このフェンダエプロンパネル９は、前フレーム１６と一体化される。これら各パネルで囲まれた空間は、図１０に示すように、エンジンルーム６２である。このエンジンルーム６２は、走行モータの場合と比べて、前輪車軸中心１０Ｃよりも前側となり、いわゆるオーバハングとなる長さが大きくなる。
【００５５】
また、中間フレーム１７の前後方向の中間部位には、図６に示すように、車両幅方向に掛け渡して設けられるクロスメンバ５１を備える。車幅方向の剛性を高めて、ねじれ剛性も高めるだけでなく、前後左右上下に大きく確保されたフロア下空間を仕切り、搭載する補機を取り付け支持する。
【００５６】
中間フレーム１７の内部では、クロスメンバ５１の前後にわたって配索される排気管６３と、クロスメンバ５１の後方に収容される燃料タンク（ガソリンタンク）６４とが設けられる。このとき、排気管６３と燃料タンク６４とは、中間フレーム１７の高さ寸法に収まるように設けられる。
【００５７】
一方、ハイブリッド車両５４の場合には、図１１に示すように、パワーユニット６５として、エンジン６６に発電動モータ６７を併設している。
【００５８】
図１１に示すように、ハイブリッド車両５４のキャパシタやバッテリ６８及びインバータ４５等は、クロスメンバ５１の前方の中央空間２１に搭載可能であり、車両中心線２Ｃに沿うように配設される排気管６３の左右両側に分配して搭載される。バッテリ６８等は、排気管６３と燃料タンク６４と同様に、中間フレーム１７の高さ寸法に収まるように設けられる。
【００５９】
この実施例においては、図１２に示すように、電動用車両１と内燃機関類車両５２とは、内燃機関類車両５２が車両前部で電動用車両１よりも長さＧで長いが、内燃機関類車両５２が車両後部で電動用車両１よりも長さＧで短く設定され、その全長Ｘが同一である。
【００６０】
また、図１３に示すように、電動用車両１のフレーム３と内燃機関類車両５２とのフレーム５５は、ハイドロフォーム成形により、共通に形成される。そして、例えば、生産量の多い内燃機関類車両５２のフレーム５５をメインにしてハイドロフォーム成形した場合に、電動用車両１においては、前フレーム１６の一定部を除去する一方、後フレーム１８では、中央フレーム１７の中間後クロスメンバ部２７と後左サイドフレーム部２６Ｌ・後補強部材３４・後右サイドフレーム部２６Ｒとの端部開放側に左一定部３５Ｌ・中央一定部３５Ｍ・右一定部３５Ｒを設ける。
【００６１】
この結果、この実施例によれば、車両の全長に渡って延出して左右で対をなすフレームを前部の前フレーム１６と中間部の中間フレーム１７と後部の後フレーム１８とで一体化して構成し、前フレーム１６又は後フレーム１８の一方にパワーユニットを搭載し、前フレーム１６又は後フレーム１８の一方に所定の長さを有する一定部を左右一対形成し、搭載するパワーユニットに応じてこの一定部の長さを選択的に変更可能とし、前フレーム１６又は後フレーム１８の他方では、前記一方で選択された前記一定部の長さに応じて伸縮するように所定の長さを有する一定部を左右一対形成している。特に、前フレーム１６又は後フレーム１８の一つ以上を、左右で対をなすサイドフレーム部と車両幅方向に延出するクロスメンバ部とを一体化して閉断面が連続するように形成するとともに、左右のサイドフレーム部のクロスメンバ部との接続側とは反対側の端部近傍を、水平且つ延出方向に沿って断面周囲長が略水平となるように一定部として形成した。これにより、サイドフレーム部のクロスメンバ部との接続側と一定部との間には、前エネルギ伝達吸収構造３３Ｆ・後エネルギ伝達吸収構造３３Ｂを形成することができ、車両前後方向からの外的荷重を十分に吸収させることができる。また、サイドフレーム部のクロスメンバ部との接続側とは反対側の端部近傍では、車両前後方向の延長や短縮を容易に行わせることができる。
【００６２】
また、前フレーム１６又は後フレーム１８の一方のうち、一方とする前フレーム１６にパワーユニットを搭載し、前フレーム１６又は後フレーム１８のうち一方に設ける一定部を、延出方向に沿って断面周囲長が略一定とし、この一定部の長さＧを搭載するパワーユニットに応じて選択的に変更するように設定するとともに、前フレーム１６又は後フレーム１８の他方の長さは、前記一方で延長するように選択された一定部の長さＧに応じて短縮するように設定される。そして、前フレーム１６の概形で前端側を開放して、パワーユニットの搭載性を高め、前フレーム１６の左右対をなす部分の断面形状で高さの高い形状として、さらに閉断面の２軸の変形によって前後方向に沿って緩やかに拡開並びに縮減するよう線形的にテーパさせた形状として、上下方向の荷重に対し、高い剛性としている。また、縦断するサイドフレームとして機能する補強部材たる前左（右）補強部材３２Ｌ（Ｒ）を、夫々前左（右）サイドフレーム部２３Ｌ（Ｒ）と中間左（右）サイドフレーム部１９Ｌ（Ｒ）といった前後に並ぶサイドフレーム部同士を直接的に連結し、クロスメンバ部たる前クロスメンバ部２４及び中間前クロスメンバ部２０Ｆと並列にエネルギ伝達する構造としている。これにより、電動用車両１と内燃機関類車両５２とにおいて車両の全長Ｘにかかわるフレームの長さＫを揃え、電動用車両１と内燃機関類車両５２とに共通したフレームを用いることができ、単一のフレームの製造により、製造工程を簡略し、また、製造費・材料費を低減して廉価とすることができる。
【００６３】
更に、前フレーム１６又は後フレーム１８のうち、他方とする後フレーム１８では、中間フレーム１７と後クロスメンバ部２７との間に各一定部３５を位置するようにする。そして、後フレーム１８の概形で後端側を、左右対をなす部分が連続するよう閉塞する。中間フレーム１７と共に客室１５を搭載するため、上下方向の荷重に対し、後フレーム１８の全体を、断面形状で高さの低い扁平形状として、客室１５内の容量確保と前後方向の荷重に対し高い剛性としている。縦断する補強部材たる後補強部材３４を、中間後クロスメンバ部２０Bと後クロスメンバ部２７といったクロスメンバ同士を直接的に連結し、サイドフレーム部たる後左（右）サイドフレーム部２６Ｌ（Ｒ）と並列にエネルギ伝達する構造としている。これにより、クラッシャブルな後エネルギ伝達吸収構造３３Ｂを、車両の最も後側に配置することができ、外的荷重が作用したときの衝撃を緩和させることができる。
【００６４】
更にまた、前フレーム１６又は後フレーム１８には、左右で対をなして車両中心線２Ｃから等距離に位置する部位を、車両前後方向に沿って離間する複数の位置に断面形状が略同じ且つ断面積が略同じように形成している。これにより、同じフレーム断面を形成するので、寸法を変えても部品の接続を維持することができ、製造工程における煩雑化を回避させることができる。ここで対をなすとは、車両前後方向に沿って、延出する長さが同等であることや、断面積に関連する幅や高さが同等であるということであり、局所的なクラッシャブル構造や逃げ構造、部分的な板厚変更や膨出加工などによる左右間の強度分布の違いや表面形状の違いを許容するものである。
【００６５】
また、閉断面の内部空間を左右両側部およびクロスメンバ部に渡って連続させている前フレーム１６又は後フレーム１８のいずれか一方を、その延長部位で中間フレーム１７に繋げている。これにより、フレームの多くを共通にしているにもかかわらず、フレームのオーバハングを同等に維持することができ、軸間距離を変更することができ（この実施例では、後フレーム１８）、車体のバランスを確保させることができる。閉断面が途切れる部分を設けず、あらゆる方向の外方からの加重に対して強固なフレームを、車両前側後側それぞれに形成でき、補強部材を強度分布や残留応力を考慮して設けることによって、フレーム全体としても軽量かつ非常に強固とできる。
【００６６】
更に、車両前後方向に沿って離間する複数の位置の離間寸法を、フレームのオーバハングとなる車軸中心より端部側の寸法から車輪径を除した寸法よりも小さく設定し、これにより、変更箇所を必要最小限として、中間フレーム１７を前後に長く大きく形成することができ、全長Ｘに対する車軸間距離を比較的長くすることができる。
【００６７】
更にまた、前フレーム１６又は後フレーム１８は、パワーユニットを搭載する側では端部を開放端とし、パワーユニットを搭載しない側では端部を連続させる。これにより、パワーユニットの種類が変わってもそれぞれで補機を含めた搭載性を損なわず、パワーユニットを搭載しない側では、バンパ等の部品の取り付け等をそのまま行わせることができる。
【００６８】
なお、この実施例において、車体は、フレームを、フロアパネルやフェンダエプロンパネル等と一体化したビルトインフレームとし、いわゆるモノコックボディとして説明したが、セパレートフレームとすることも可能である。部分的に板厚が異なるテーラードブランク材を併用することも可能である。中空管として、材質が均一な鋼管を使用したが、これに替えて、例えば、材質や厚みの異なる部材同士をレーザー溶接等により略連続して突合せ溶接して形成した管材を用いても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
前フレーム又は後フレームの一つ以上を、左右で対をなすサイドフレーム部と車両幅方向に延出するクロスメンバ部とを一体化して閉断面が連続するように形成するとともに、左右のサイドフレーム部のクロスメンバ部との接続側とは反対側の端部近傍を、水平且つ延出方向に沿って断面周囲長が略一定となるように一定部として形成することを、他の構造にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】電動用車両のフレームの平面図である。
【図２】電動用車両のフレームの斜視図である。
【図３】電動用車両の概略側面図である。
【図４】電動用車両の斜視図である。
【図５】電動用車両の前部の側面図である。
【図６】ガソリン車両のフレームの平面図である。
【図７】ガソリン車両のフレームの斜視図である。
【図８】ガソリン車両の概略側面図である。
【図９】ガソリン車両の斜視図である。
【図１０】ガソリン車両の前部の側面図である。
【図１１】ハイブリッド車両の斜視図である。
【図１２】電動用車両と内燃機関類車両との長さを比較した側面図である。
【図１３】電動用車両のフレームと内燃機関類車両のフレームとの長さを比較した平面図である。
【符号の説明】
【００７１】
１  電動用車両
２  車体
３  電動用車両のフレーム
１６  前フレーム
１７  中間フレーム
１８  後フレーム
１９Ｌ  中間左サイドフレーム部
１９Ｒ  中間右サイドフレーム部
２０Ｆ  中間前クロスメンバ部
２０Ｂ  中間後クロスメンバ部
２１  中央空間
２２Ｌ  左開口
２２Ｒ  右開口
２３Ｌ  前左サイドフレーム部
２３Ｒ  前右サイドフレーム部
２４  前クロスメンバ部
２５  前空間
２６Ｌ  後左サイドフレーム部
２６Ｒ  後右サイドフレーム部
２７  後クロスメンバ部
２８  前連結部
２９  前段部
３０  後連結部
３１  後段部
３２Ｌ  前左補強部材
３２Ｒ  前右補強部材
３３Ｆ  前エネルギ伝達吸収構造
３３Ｂ  後エネルギ伝達吸収構造
３４  後補強部材
３５Ｌ  電動用車両のフレームの左一定部
３５Ｍ  電動用車両のフレームの中央一定部
３５Ｒ  電動用車両のフレームの右一定部
３６  電動用車両のパワーユニット
３７  走行用モータ
４２  燃料電池
４３  水素タンク
４４  熱交換器
４５  走行モータ用インバータ
５１  クロスメンバ
５２  内燃機関類車両
５３  ガソリン車両
５４  ハイブリッド車両
５５  内燃機関類車両のフレーム
５６  ガソリン車両のパワーユニット
５７Ｌ  内燃機関類車両のフレームの左一定部
５７Ｒ  内燃機関類車両のフレームの右一定部
６１  ガソリン車両のバッテリ
６５  ハイブリッド車両のパワーユニット
６８  ハイブリッド車両のバッテリ
【図１】
2007106320.tif 000003
【図２】
2007106320.tif 000004
【図３】
2007106320.tif 000005
【図４】
2007106320.tif 000006
【図５】
2007106320.tif 000007
【図６】
2007106320.tif 000008
【図７】
2007106320.tif 000009
【図８】
2007106320.tif 000010
【図９】
2007106320.tif 000011
【図１０】
2007106320.tif 000012
【図１１】
2007106320.tif 000013
【図１２】
2007106320.tif 000014
【図１３】
2007106320.tif 000015