(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央にフロア部を支持するメインフレームを設け、その前方にフロントフレーム及び後方にリヤフレームを設け、フロントフレームにて前輪を支持し、リヤフレームにてその後方に配設された後輪駆動部を支持するとともに、前輪車軸上方を通って前輪よりも前方へ突出するよう配置された衝撃吸収部を設け、かつこの衝撃吸収部を前後方向へ配設された複数のパイプ状部材で構成した小型車両の車体フレーム構造において、
前記衝撃吸収部は、左右に一対で配設される側部バンパーパイプを備え、これら各側部バンパーパイプの後端部をそれぞれ、フロントフレームとリヤフレームとを連結して車体の左右へ一対で配設されたサイドフレームパイプの各前端部と重なるように連結するとともに、これら側部バンパーパイプ及びサイドフレームパイプをそれぞれ車体後方へ向かって斜め下がりになるように配設したことを特徴とする小型車両の車体フレーム構造。
【請求項２】
前記側部バンパーパイプとサイドフレームパイプを側面視で同一直線状に配設したことを特徴とする請求項１に記載した小型車両の車体フレーム構造。
【請求項３】
側部バンパーパイプの前端とサイドフレームパイプの後端とを結んだ直線に対して、サイドフレームパイプの中心線を下側へずらして配設したことを特徴とする請求項１に記載した小型車両の車体フレーム構造。
【請求項４】
側部バンパーパイプの前端とサイドフレームパイプの後端とを結んだ直線に対して側部バンパーパイプの中心線を上側、サイドフレームパイプの中心線を下側へずらして配設したことを特徴とする請求項１に記載した小型車両の車体フレーム構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は車体の前方へ突出する衝撃吸収部を備えた小型車両において、軽量化並びに乗降性向上等を図ることのできる車体フレーム構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような衝撃吸収部を設けることは公知であり、前輪車軸とほぼ同じ高さに配設するもの（例えば、実公昭７−８１２９号、米国特許４２３４７５５号、実開平２−１１８５９６号、特公平３−２５１９３号等）がある。また、前輪車軸より高い位置に配設した例として、特開昭５５−１５６７６８号、特開平２−６３９７８号、同９−２８６３５４号等がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記前輪車軸と同じ高さに衝撃吸収部を設ける構造例は、ゴーカート等の遊戯車両に多く採用されるが、一般の交通車両として衝撃吸収部の高さが合わないので不適である。一方、一般の交通車両に適合すべく衝撃吸収部を前輪車軸より高くしても、特開昭５５−１５６７６８号のように、衝撃吸収部を設けるフレーム部分とが上下に大きく段差をなしてオフセットされていると、このオフセット部位に衝撃荷重が集中するので、この部分に高強度、高剛性の補強が必要になり、重量増加並びにコストアップとなる。また、特開平２−６３９７８号も衝撃吸収部をダッシュパネルの前方に配設してあるため、やはり同様の問題があり、重量増加並びにコストアップとなる。
【０００４】
さらに、特開平９−２８６３５４号には、車体フレームに左右のサイドメンバーと、前後のクロスメンバーからなる略四辺形部を設け、衝撃吸収部を前側のクロスメンバーへ接続し、衝撃荷重を前側のクロスメンバーから左右のサイドメンバーへ逃がすようにした車体フレームが示されているが、この場合にも衝撃吸収部と前側のクロスメンバーの接続部及び前側のクロスメンバーと左右のサイドメンバーの接続部がずれているため、各接続部へ大きな衝撃荷重がかかり、その結果、それぞれの接続部に大がかりな補強が必要となる。
そこで、本願発明は、このような問題点に鑑みて、より軽量化及びコストダウンを可能にするとともに、併せて乗降性をも向上できる車体フレーム構造の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本願における小型車両の車体フレーム構造に係る第１の発明は、中央にフロア部を支持するメインフレームを設け、その前方にフロントフレーム及び後方にリヤフレームを設け、フロントフレームにて前輪を支持し、リヤフレームにてその後方に配設された後輪駆動部を支持するとともに、前輪車軸上方を通って前輪よりも前方へ突出するよう配置された衝撃吸収部を設け、かつこの衝撃吸収部を前後方向へ配設された複数のパイプ状部材で構成した小型車両の車体フレーム構造において、
前記衝撃吸収部は、左右に一対で配設される側部バンパーパイプを備え、これら各側部バンパーパイプの後端部をそれぞれ、フロントフレームとリヤフレームとを連結して車体の左右へ一対で配設されたサイドフレームパイプの各前端部と重なるように連結するとともに、これら側部バンパーパイプ及びサイドフレームパイプをそれぞれ車体後方へ向かって斜め下がりになるように配設したことを特徴とする。
【０００６】
第２の発明は上記第１の発明において、前記側部バンパーパイプとサイドフレームパイプを側面視で同一直線状に配設したことを特徴とする。
【０００７】
第３の発明は上記第１の発明において、側部バンパーパイプの前端とサイドフレームパイプの後端とを結んだ直線に対して、サイドフレームパイプの中心線を下側へずらして配設したことを特徴とする。
【０００８】
第４の発明は上記第１の発明において、側部バンパーパイプの前端とサイドフレームパイプの後端とを結んだ直線に対して側部バンパーパイプの中心線を上側、サイドフレームパイプの中心線を下側へずらして配設したことを特徴とする。
【０００９】
【発明の効果】
第１の発明によれば、衝撃吸収部を構成する左右の側部バンパーパイプの各後端部をそれぞれ左右のサイドフレームパイプの各前端部へ重なるように接続させたので、衝撃吸収部に加わる衝撃荷重は、一部が衝撃吸収部からフロントフレームへ伝達され、他の部分がサイドフレームパイプを介してリヤフレームへ伝達される。このため、衝撃荷重を車体フレーム全体へ広範囲に分散して伝達でき、効率的に吸収できる。しかも、衝撃吸収部を構成する左右の側部バンパーパイプの後端部を直接左右のサイドフレームパイプが長さ方向で受け止めることがことができるので、サイドフレームパイプと側部バンパーパイプとの接続部に従来のような大がかりな補強を不要となる。その結果、車体フレーム全体の軽量化及びコストダウンが可能になる。しかも、側部バンパーパイプとサイドフレームパイプを後方へ向かって斜め下がりに配置することにより、衝撃吸収部を前輪車軸より上方に配置しても、フロア部を低くすることができ、乗降性向上が可能となる。
【００１０】
第２の発明によれば、側部バンパーパイプとサイドフレームパイプを側面視で同一直線上に配置したので、サイドフレームパイプによる衝撃荷重の吸収を効率的にできる。
【００１１】
第３の発明によれば、サイドフレームパイプを側部バンパーパイプの前端とサイドフレームパイプの後端とを結んだ直線より下方にオフセットして配設することにより、フロア部をさらに低くできるため、より乗降性向上を期待できる。
【００１２】
第４の発明によれば、側部バンパーパイプの前端とサイドフレームパイプの後端とを結んだ直線に対して側部バンパーパイプを上方、サイドフレームパイプを下方へオフセットすることにより側部バンパーパイプを高くできるので、それだけ衝撃荷重を効率よく吸収できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて第１実施例を説明する。図１は車体フレームの側面図、図２はその平面図、図３はこの車体フレームを適用した小型車両の外観側面図、図４はこの小型車両における主要骨格部の側面図である。
【００１４】
まず図３及び図４により車両の全体構造を説明する。この車両は車体の前後に前輪１及び後輪２をそれぞれ左右一対づつ有するとともに単座式の小型４輪車両であり、後輪２をスイング式後輪駆動部３で駆動するようになっている。前輪１と後輪２の中間部にはフロアパネル４が設けられ、その上方を居住空間５とし、かつこの居住空間５内の後部に単座式シート６が設けられる。
【００１５】
シート６の背面には後方へ凸に湾曲するリヤピラーパイプ７が上下方向へ長く配設され、その上端部はルーフパネル８を介して車体前方から斜めに立ち上がるスクリーン９と接続し、これらにより居住空間５がアーチ状に囲まれている。  スクリーン９の下部は車体前部を覆うフロントカバー１０へ接続し、フロントカバー１０の左右にはヘッドライト１０ａが設けられている。居住空間５の前部にはバーハンドル１１が設けられ、前輪１を操舵するとともに、バーハンドル１１の下方部分はインナーパネル１２で覆われている。符号１３はリヤピラーパイプ７の後方へ取付けられるリヤトランク、１４はスイング式後輪駆動部３の上方を覆うエンジンカバーである。
【００１６】
図４に示すように、この車両の車体フレーム２０はフロアパネル４を支持するメインフレーム２１、その前方側に設けられるフロントフレーム２２及び後方側に設けられるリヤフレーム２３、これらフロントフレーム２２とリヤフレーム２３を連結して車体の左右へ対で設けられるサイドフレームパイプ２４並びに車体前部のフロントフレーム２２より前方に設けられる衝撃吸収部２５を備える。
【００１７】
メインフレーム２１の前部中央からは斜め上がりに前方へ立ち上がるアーム部２６が設けられ、その上端部にてハンドルポスト１５が回動自在に支持される。ハンドルポスト１５の上端部にはバーハンドル１１が結合されている。
【００１８】
フロントフレーム２２は前方へ斜め上がりに傾斜する部材であり、その下部にはフロントサスペンションアーム１６が回動自在に支持され、その前端はナックルアーム１７に連結し、ナックルアーム１７には前輪車軸１８が設けられている。
【００１９】
リヤフレーム２３は後方へ斜め上がりに立ち上がる部材であり、ここでリヤピラーパイプ７を支持するとともに、下端部に設けたエンジンピボット１９において、スイング式後輪駆動部３の前端が揺動自在に支持されている。
【００２０】
次に車体フレーム構造をより詳細に説明する。図１及び図２に明らかなように、メインフレーム２１、フロントフレーム２２及びリヤフレーム２３はそれぞれアルミ鋳造等の適宜材料及び方法で成形され、メインフレーム２１とフロントフレーム２２は左右からボルト２７ａで締結され、メインフレーム２１とリヤフレーム２３は後方からボルト２７ｂで締結され、これらは全体として前後方向へ連続一体化されている。
【００２１】
フロントフレーム２２は前端部に左右へ張り出す側方結合部２８を有し、その側面に形成された凹部内へサイドフレームパイプ２４の前端部を嵌合し、外方からブラケット２９を重ねてボルト３０で締結することにより一体化される。サイドフレームパイプ２４は適宜金属材料製のパイプである。
【００２２】
また、フロントフレーム２２の前端中央部に中央結合部３１が設けられ、その高さは左右の側方結合部２８よりも高い位置であり、かつフロントフレームにおいて最も前方へ突出する位置に設けられ、この中央結合部３１を挟んで左右にはフロントサスペンションのクッション取付部３２が対で設けられている。
【００２３】
衝撃吸収部２５はバンパー中央パイプ３３及びその両側に平行する一対の側部バンパーパイプ３４並びにこれらの各前端部を連結するバンパープレート３５を備える。バンパー中央パイプ３３及び側部バンパーパイプ３４は適宜金属製の角パイプである。
【００２４】
このうち、バンパー中央パイプ３３は前輪車軸１８の高さ位置よりも上方を通って略水平に前後方向へ配設され、その後端部はフロントフレーム２２の中央結合部３１とボルト３６で締結されている。左右の側部バンパーパイプ３４は後方へ斜め下がりに配設され、各後端部はフロントフレーム２２の左右に設けられている側方結合部２８の前端部へボルト３７で締結されている。
【００２５】
図１に明らかなように、側部バンパーパイプ３４とサイドフレームパイプ２４は側面視で直線状をなし、それぞれが側部バンパーパイプ３４の前端中央の点Ｐ１とサイドフレームパイプ２４の後端中央の点Ｐ２とを結んだ全体の中心線Ｌ１上へ重なっている。またこの全体の中心線Ｌ１方向に沿って見たとき、側部バンパーパイプ３４の後端とサイドフレームパイプ２４の前端が重なり合う状態、即ち接続部の横断面で重なり合うようになっている（図６及び図８参照）。
【００２６】
サイドフレームパイプ２４はメインフレーム２１の前端とフロントフレーム２２の後端（下端）部との連結点であるボルト２７の位置よりも上方を通り、後端にてリヤフレーム２３の前端部左右へ張り出して形成された側方結合部３８へ取付けられている。この側方結合部３８はフロントフレーム２２の側方結合部２８と同様の構造をなし、その側面にサイドフレームパイプ２４を嵌合する凹部を備え、外方からブラケット４０を重ねてボルト４１で締結するようになっている。
【００２７】
リヤフレーム２３の後部左右にも上下にそれぞれピラー取付部４２が設けられ、同様に後方から当てられるブラケット４３を介してボルト４４によりリヤピラーパイプ７を結合一体化するようになっている。なお、図中の符号４５はフロントクッション、４６はタイロッドである。
【００２８】
次に、本実施例の作用を説明する。図１において、衝撃吸収部２５へ前方からＦなる衝撃荷重が加わると、その一部はバンパー中央パイプ３３を通ってフロントフレーム２２の中央結合部３１へｆ１なる部分撃荷重を伝達する。この部分荷重ｆ１フロントフレーム２２からはメインフレーム２１へへ伝達され、メインフレーム２１にｆ２なる反対荷重が発生するることにより、メインフレーム２１で受け止められて吸収される。このとき、側面視でボルト３６及び２７を結んだ線の中間点Ｃが、逆方向の荷重ｆ１，ｆ２によるモーメントのフロントフレーム２２における支点となる。
【００２９】
また、側部バンパーパイプ３４からはｆ３なる部分荷重がサイドフレームパイプ２４へ伝達され、さらにサイドフレームパイプ２４からリヤフレーム２３へ伝達されて吸収される。このとき、側部バンパーパイプ３４とサイドフレームパイプ２４は接続部において、互いの端部が重なるため、側部バンパーパイプ３４の部分荷重ｆ３がサイドフレームパイプ２４へ直接伝達される。しかも側部バンパーパイプ３４とサイドフレームパイプ２４はＬ１なる同一直線上にあり、サイドフレームパイプ２４は長さ方向にてこの部分荷重ｆ３を受ける。
【００３０】
したがって、この部分荷重ｆ３に対してサイドフレームパイプ２４は剛性的に十分であり、側部バンパーパイプ３４から直接部分荷重ｆ３を受けることができ、かつこの部分荷重ｆ３をサイドフレームパイプ２４から、さらにリヤフレーム２３へ伝達して吸収することができる。ゆえに、従来のように側部バンパーパイプ３４との接続部に大がかり補強構造が不要になる。
【００３１】
そのうえ、衝撃荷重Ｆはｆ１とｆ３に分離され、中央パイプ３３からフロントフレーム２２へ部分荷重ｆ１が伝達され、側部バンパーパイプ３４からサイドフレームパイプ２４を介してリヤフレーム２３へ部分荷重ｆ３が伝達される。したがって、フロントフレーム２２へ加わる前記逆方向の荷重ｆ１及びｆ２もそれぞれ小さくなり、それだけフロントフレーム２２に要求される剛性を低くできる。しかも、衝撃荷重を車体フレーム全体へ効率的に分散できるから、局部的な荷重の集中を避けて車体フレーム全体で衝撃を吸収できるようになり、それだけ車体フレーム全体の軽量化並びにコストダウンが可能になる。
【００３２】
そのうえさらに、側部バンパーパイプ３４とサイドフレームパイプ２４を後方へ斜め下がりに傾斜して配置したので、衝撃吸収部２５が前輪車軸１８より高い位置にあるにもかかわらず乗降性向上できる。
【００３３】
次に、第２実施例を説明する。なお、本実施例は側部バンパーパイプとサイドフレームパイプの傾きを変更しただけであり、他の部分については前実施例と変更は無いので変更部分のみを同一符号を用いて説明する（後述する第３実施例も同様）。
【００３４】
図５は本実施例に係る側部バンパーパイプとサイドフレームパイプの接続部を示す側面図、図６はその５−５線断面図である。本実施例では図５に明らかなように、サイドフレームパイプ２４の前端中央の点Ｐ３と前記後端の点Ｐ２を結んだサイドフレームパイプ中心線Ｌ２が前記全体の中心線Ｌ１よりも下方へオフセットされている。
【００３５】
なお、側部バンパーパイプ３４の中心線Ｌ３は前記前端の点Ｐ１と後端Ｐ４を結んだものであり、全体の中心線Ｌ１上に一致している。すなわち本実施例ではサイドフレームパイプ２４のみを下方へオフセットしてある。但し、図６に示すように、側部バンパーパイプ３４の後端とサイドフレームパイプ２４の前端とは、中心線Ｌ１に」沿う方向において必ずラップ代Ｗなる重なりを保つようにする。
【００３６】
このようにすると衝撃荷重伝達における前実施例の効果を同様に期待できるとともに、サイドフレームパイプ２４側をより下げることができるので、それだけ乗降性のさらなる向上を期待できる。
【００３７】
図７及び図８は第３実施例に係り、本実施例では全体の中心線Ｌ１に対して側部バンパーパイプ３４を上方へオフセットし、逆にサイドフレームパイプ２４を下方へオフセットしてある。このようにすると、前記第２実施例の効果に加えて、側部バンパーパイプ３４をより水平に近く配設できるので、それだけ効率的に衝撃荷重の伝達ができるようになる。但し、この場合でも、図８に示すように側部バンパーパイプ３４とサイドフレームパイプ２４のラップ代Ｗは維持されている。
【００３８】
なお、本願発明は上記実施例に限定されず、発明の原理内において種々に変形や応用が可能であり、例えば、図７の第３実施例において、サイドフレームパイプ２４の中心線Ｌ２を全体の中心線Ｌ１へ一致させるようにすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１実施例（図１〜４）に係る車体フレームの側面図
【図２】  その平面図
【図３】  この車体フレームを適用した小型車両の外観側面図
【図４】  この小型車両における主要骨格部の側面図
【図５】  第２実施例に係る要部の拡大側部図
【図６】  その６−６線断面図
【図７】  第３実施例に係る図５と同様図
【図８】  同図６と同様図
【符号の説明】
２１：メインフレーム、２２：フロントフレーム、２３：リヤフレーム２３、２４：サイドフレームパイプ、２５：衝撃吸収部、３３：バンパー中央パイプ、３４：側部バンパーパイプ３４
【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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【図７】
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【図８】
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