JP2021115878A - 車両のフレーム構造 - Google Patents

Abstract

【課題】切り欠かれたサイドレールの断面係数を増加する。【解決手段】車両前後方向に延び、サイドレールウェブ１１とサイドレール下フランジ１２とサイドレール上フランジ１３と、を有し、サイドレール上フランジ１３を車両前後方向に分断してサイドレール上フランジ１３からサイドレールウェブ１１に至る切欠き１４が形成された第一サイドレール１と、サイドレール下フランジ１２に当接されるガセット２０と、車両前後方向における切欠き１４の前側及び後側においてサイドレール上フランジ１３とガセット２０とに当接されるスペーサ３０と、を備え、ガセット２０は、サイドレール下フランジ１２に固定されるとともに、車両前後方向における切欠き１４の前側及び後側においてスペーサ３０を介してサイドレール上フランジ１３に固定される。【選択図】図２

Description

本発明は、バス等の車両のフレーム構造に関する。

バス等の車両のフレームは、車両前後方向に延びる一対の対向するサイドレールを備えている（例えば、特許文献１参照）。そして、一対のサイドレールの間や一対のサイドレールの外側に、エンジンやエアコンコンプレッサ等の様々な機器が配置されている。

特開２００３−３２７１６１号公報

ところで、車両によっては、一対のサイドレールの間にエンジンが配置され、一方のサイドレールの外側にエアコンコンプレッサが配置され、エンジンにより回転駆動されるエアコンコンプレッサの駆動ベルトが一方のサイドレールを跨ぐように配置されることがある。更に、エンジンやエアコンコンプレッサの配置によっては、駆動ベルトがサイドレールに干渉する位置に配置されることがある。このような場合、サイドレールの上フランジ及びウェブを切り欠くことにより、駆動ベルトがサイドレールに干渉するのを防止することができる。

しかしながら、サイドレールの上フランジ及びウェブを切り欠くと、この切欠きによりサイドレールの断面係数が局部的に小さくなって、サイドレールの剛性が小さくなるという問題がある。

そこで、本発明は、切り欠かれたサイドレールの断面係数を増加することができる車両のフレーム構造を提供することを目的とする。

本発明に係る車両のフレーム構造は、車両前後方向に延び、車両上下方向に延びるサイドレールウェブと、サイドレールウェブの下端縁から車幅方向内側に延びるサイドレール下フランジと、サイドレールウェブの上端縁から車幅方向内側に延びるサイドレール上フランジと、を有し、サイドレール上フランジを車両前後方向に分断してサイドレール上フランジからサイドレールウェブに至る切欠きが形成されたサイドレールと、サイドレール下フランジに当接されるガセットと、車両前後方向における切欠きの前側及び後側おいてサイドレール上フランジとガセットとに当接されるスペーサと、を備え、ガセットは、サイドレール下フランジに固定されるとともに、車両前後方向における切欠きの前側及び後側おいてスペーサを介してサイドレール上フランジに固定される。

この車両のフレーム構造では、サイドレールに、サイドレール上フランジを車両前後方向に分断してサイドレール上フランジからサイドレールウェブに至る切欠きが形成されているが、ガセットが、サイドレール下フランジに固定されるとともに、車両前後方向における切欠きの前側及び後側おいてスペーサを介してサイドレール上フランジに固定されている。このため、切欠きにより小さくなったサイドレールの断面係数がガセット及びスペーサにより増加され、サイドレールの剛性が高くなる。また、サイドレール上フランジは、切欠きにより車両前後方向に分断されるが、サイドレール上フランジに入力された荷重は、サイドレール上フランジから、スペーサ、ガセット、及びスペーサを通って、再度サイドレール上フランジに伝わるため、当該荷重を適切に車両前後方向に伝えることができる。

ガセットは、車両上下方向に延びるガセットウェブと、ガセットウェブの下端縁から車幅方向内側に延びるガセット下フランジと、ガセットウェブの上端縁から車幅方向内側に延びるガセット上フランジと、を有し、ガセット下フランジは、サイドレール下フランジに当接されており、ガセット上フランジは、スペーサに当接されていてもよい。この車両のフレーム構造では、ガセットが、サイドレールと同様のガセットウェブ、ガセット下フランジ及びガセット上フランジを有するとともに、ガセット下フランジ及びガセット上フランジが、サイドレール下フランジ及びスペーサに当接されているため、サイドレールの剛性が更に高くなる。

ガセットウェブは、車幅方向から見て車両上下方向に対して傾斜した形状を成していてもよい。この車両のフレーム構造では、ガセットウェブが、車幅方向から見て車両上下方向に対して傾斜した形状を成しているため、車両前後方向において断面係数を緩やかに変化させることができる。

スペーサは、互いに同じ厚さの複数のプレートが積層されて構成されていてもよい。この車両のフレーム構造では、スペーサが、互いに同じ厚さの複数のプレートが積層されて構成されているため、サイドレール上フランジとガセットとの間隔に応じて、スペーサの大きさを調整することができる。

ガセットは、サイドレール下フランジ及びサイドレール上フランジに対してボルトにより固定されていてもよい。この車両のフレーム構造では、ガセットが、サイドレール下フランジ及びサイドレール上フランジに対してボルトにより固定されているため、溶接で固定されている場合に比べて、容易に固定することができるとともに、応力集中を緩和することができる。

本発明によれば、切り欠かれたサイドレールの断面係数を増加することができる。

実施形態に係る車両のフレーム構造の概略平面図である。 第一サイドレールの一部を車幅方向内側から見た側面図である。 図２に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図である。 第一サイドレールの一部を示す斜視図である。 ブラケット及びスペーサを取り外した状態の第一サイドレールの一部を示す斜視図である。 ブラケットを示す図であり、図６（ａ）は正面図、図６（ｂ）は平面図、図６（ｃ）は底面図、図６（ｄ）は側面図である。 スペーサを示す斜視図である。 比較例の車両のフレーム構造の一部を示す斜視図である。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当する要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、以下の説明において、上下方向は、車両上下方向における上下方向を意味し、前後方向は、車両前後方向における前後方向を意味し、内外方向は、車幅方向における車両の内外方向を意味する。

図１に示すように、本実施形態に係る車両のフレーム構造１０は、車両前後方向に延びる一対の対向する第一サイドレール１及び第二サイドレール２を備えている。第一サイドレール１は、車幅方向右側に配置されるサイドレールであり、第二サイドレール２は、車幅方向右側に配置されるサイドレールである。第一サイドレール１と第二サイドレール２との間には、エンジンＥ／Ｇが配置されている。第一サイドレール１の車幅方向外側には、エアコンコンプレッサＡ／Ｃが配置されている。第一サイドレール１の車両上下方向上方には、エンジンＥ／Ｇにより回転駆動されるエアコンコンプレッサＡ／Ｃの駆動ベルトＢが、第一サイドレール１を跨ぐように配置されている。

図１〜図３に示すように、第一サイドレール１は、車両前後方向における前端部から後端部まで、車両前後方向に直線状に延びている。第一サイドレール１は、車幅方向内側に向けて開口した、溝形鋼のような断面略Ｃ字状（コ字状又はチャネル状ともいう）に形成されている。具体的に説明すると、第一サイドレール１は、車両上下方向に延びる矩形板状のサイドレールウェブ１１と、サイドレールウェブ１１の下端縁から車幅方向内側に延びる矩形板状のサイドレール下フランジ１２と、サイドレールウェブ１１の上端縁から車幅方向内側に延びる矩形板状のサイドレール上フランジ１３と、を備えている。

第一サイドレール１は、サイドレール上フランジ１３を車両前後方向に分断してサイドレール上フランジ１３からサイドレールウェブ１１に至る切欠き１４が形成されている。切欠き１４は、サイドレール上フランジ１３の上面よりも下方に駆動ベルトＢを配置するために、第一サイドレール１を切り欠いたものである。切欠き１４には、駆動ベルトＢの少なくとも一部が配置されている。車両前後方向及び車両上下方向における切欠き１４の寸法は、特に限定されるものではなく、駆動ベルトＢの大きさ、配置等によって適宜設定することができる。

第二サイドレール２は、切欠き１４が形成されていない点を除き、第一サイドレール１と同じ構成である。

ここで、第一サイドレール１に切欠き１４が形成されると、第一サイドレール１の断面係数が局所的に小さくなる。そこで、切欠き１４により小さくなる断面係数を増大させるために、第一サイドレール１には、ガセット２０と、スペーサ３０と、が設けられている。

図２〜図６に示すように、ガセット２０は、車幅方向内側に向けて開口した、溝形鋼のような断面略Ｃ字状（コ字状又はチャネル状ともいう）に形成されている。具体的に説明すると、ガセット２０は、板状部材が折り曲げられた形状であって、車両上下方向に延びる矩形板状のガセットウェブ２１と、ガセットウェブ２１の下端縁から車幅方向内側に延びる矩形板状のガセット下フランジ２２と、ガセットウェブ２１の上端縁から車幅方向内側に延びる矩形板状のガセット上フランジ２３と、を備えている。

ガセットウェブ２１は、車幅方向から見て車両上下方向に対して傾斜した形状（略平行四辺形状）を成しており、ガセット下フランジ２２とガセット上フランジ２３とは、車両前後方向にずれている。ガセット下フランジ２２は、ガセット上フランジ２３よりも車両前後方向前側にずれていてもよく、車両前後方向後側にずれていてもよい。本実施形態では、ガセット下フランジ２２は、ガセット上フランジ２３よりも車両前後方向前側にずれている。そして、ガセット下フランジ２２は、サイドレール下フランジ１２に当接されている。

ガセット下フランジ２２には、ボルト４１を貫通させるための貫通孔２２ａが形成されている。本実施形態では、ガセット下フランジ２２に、車両前後方向前側に２つ、車両前後方向後側に２つ、合計４つの貫通孔２２ａが形成されている。そして、サイドレール下フランジ１２には、これらの貫通孔２２ａに対応する貫通孔１２ａが形成されている。

ガセット上フランジ２３の車両前後方向前側及び後側には、それぞれ、ボルト５１を貫通させるための貫通孔２３ａが形成されている。本実施形態では、ガセット上フランジ２３に、車両前後方向前側に２つ、車両前後方向後側に２つ、合計４つの貫通孔２３ａが形成されている。ガセット上フランジ２３の車両前後方向前側に形成される貫通孔２３ａと、ガセット上フランジ２３の車両前後方向後側に形成される貫通孔２３ａとの間隔は、車両前後方向における切欠き１４の長さよりも長い。そして、サイドレール上フランジ１３には、これらの貫通孔２３ａに対応する貫通孔１３ａが形成されている。

車両上下方向（ガセット下フランジ２２とガセット上フランジ２３との対向方向）におけるガセット２０の寸法は、車両上下方向（サイドレール下フランジ１２とサイドレール上フランジ１３との対向方向）におけるサイドレール下フランジ１２から切欠き１４までの長さ以下である。つまり、ガセット下フランジ２２をサイドレール下フランジ１２に当接した際に、ガセット２０が切欠き１４に突出しない寸法となっている。この場合、ガセット下フランジ２２をサイドレール下フランジ１２に当接した際に、ガセット２０が切欠き１４よりも低くなる寸法であることが好ましい。

図２〜図５及び図７に示すように、スペーサ３０は、車両前後方向における切欠き１４の前側及び後側おいて、ガセット上フランジ２３とサイドレール上フランジ１３との隙間を埋める部材である。スペーサ３０は、互いに同じ厚さの複数のプレート３１が積層されて構成されている。本実施形態では、スペーサ３０を構成するプレート３１の数は２枚である。但し、スペーサ３０を構成するプレート３１の数は、１枚であってもよく、３枚以上であってもよい。また、複数のプレート３１は、互いに厚さが異なっていてもよい。

スペーサ３０構成するプレート３１のそれぞれには、ボルト４１を貫通させるための貫通孔３１ａが形成されている。本実施形態では、スペーサ３０構成するプレート３１のそれぞれに、ガセット上フランジ２３の貫通孔２３ａに対応して、車両前後方向前側に２つの貫通孔３１ａが形成されている。そして、スペーサ３０は、車両前後方向における切欠き１４の前側及び後側おいてサイドレール上フランジ１３とガセット上フランジ２３とに当接されている。

そして、ガセット２０は、ボルト４１により、サイドレール下フランジ１２に固定されている。具体的には、サイドレール下フランジ１２の貫通孔１２ａ及びガセット下フランジ２２の貫通孔２２ａに挿入されたボルト４１が、ナット４２に締結されている。また、ガセット２０は、ボルト５１により、車両前後方向における切欠き１４の前側及び後側おいてスペーサ３０を介してサイドレール上フランジ１３に固定されている。具体的には、サイドレール上フランジ１３の貫通孔１３ａ、スペーサ３０を構成するプレート３１のそれぞれに形成された貫通孔３１ａ、及びガセット上フランジ２３の貫通孔２３ａに挿入されたボルト５１が、ナット５２に締結されている。

ここで、比較例の車両のフレーム構造について説明する。

図８に示すように、比較例の車両のフレーム構造１００では、本実施形態と同様の第一サイドレール１、第二サイドレール２、及びガセット２０を備えているが、スペーサ３０を備えていない。このため、切欠き１４により第一サイドレール１の断面係数が局所的に小さくなって、第一サイドレール１の剛性が低くなる。しかも、サイドレール上フランジ１３は、切欠き１４により車両前後方向に分断されるため、サイドレール上フランジ１３に入力された荷重を適切に車両前後方向に伝えることができない。

これに対して、本実施形態に係る車両のフレーム構造１０では、ガセット２０が、サイドレール下フランジ１２に固定されるとともに、車両前後方向における切欠き１４の前側及び後側おいてスペーサ３０を介してサイドレール上フランジ１３に固定されている。このため、切欠き１４により小さくなった第一サイドレール１の断面係数がガセット２０及びスペーサ３０により増加され、第一サイドレール１の剛性が高くなる。しかも、サイドレール上フランジ１３は、切欠き１４により車両前後方向に分断されるが、サイドレール上フランジ１３に入力された荷重は、サイドレール上フランジ１３から、スペーサ３０、ガセット２０及びスペーサ３０を通って、再度サイドレール上フランジ１３に伝わるため、当該荷重を適切に車両前後方向に伝えることができる。

また、ガセット２０が、第一サイドレール１と同様のガセットウェブ２１、ガセット下フランジ２２及びガセット上フランジ２３を有するとともに、ガセット下フランジ２２及びガセット上フランジ２３が、サイドレール下フランジ１２及びスペーサ３０に当接されているため、第一サイドレール１の剛性が更に高くなる。

また、ガセットウェブ２１が、車幅方向から見て車両上下方向に対して傾斜した形状を成しているため、車両前後方向において断面係数を緩やかに変化させることができる。

また、スペーサ３０が、互いに同じ厚さの複数のプレート３１が積層されて構成されているため、サイドレール上フランジ１３とガセット２０との間隔に応じて、スペーサ３０の大きさを調整することができる。

また、ガセット２０が、サイドレール下フランジ１２及びサイドレール上フランジ１３に対してボルト４１及びボルト５１により固定されているため、溶接で固定されている場合に比べて、容易に固定することができるとともに、応力集中を緩和することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、第二サイドレール２は、切欠き１４が形成されていないものとして説明したが、第一サイドレール１と同様に切欠き１４が形成されていてもよい。この場合、第二サイドレール２には、第一サイドレール１と同様に、ガセット２０及びスペーサ３０が取り付けられていてもよい。

１…第一サイドレール、２…第二サイドレール、１０…フレーム構造、１１…サイドレールウェブ、１２…サイドレール下フランジ、１２ａ…貫通孔、１３…サイドレール上フランジ、１３ａ…貫通孔、１４…切欠き、２０…ガセット、２１…ガセットウェブ、２２…ガセット下フランジ、２２ａ…貫通孔、２３…ガセット上フランジ、２３ａ…貫通孔、３０…スペーサ、３１…プレート、３１ａ…貫通孔、４１…ボルト、４２…ナット、５１…ボルト、５２…ナット、１００…フレーム構造、Ａ／Ｃ…エアコンコンプレッサ、Ｂ…駆動ベルト、Ｅ／Ｇ…エンジン。

Claims (5)

1. 車両前後方向に延び、車両上下方向に延びるサイドレールウェブと、前記サイドレールウェブの下端縁から車幅方向内側に延びるサイドレール下フランジと、前記サイドレールウェブの上端縁から車幅方向内側に延びるサイドレール上フランジと、を有し、前記サイドレール上フランジを車両前後方向に分断して前記サイドレール上フランジから前記サイドレールウェブに至る切欠きが形成されたサイドレールと、
   前記サイドレール下フランジに当接されるガセットと、
   車両前後方向における前記切欠きの前側及び後側おいて前記サイドレール上フランジと前記ガセットとに当接されるスペーサと、を備え、
   前記ガセットは、前記サイドレール下フランジに固定されるとともに、車両前後方向における前記切欠きの前側及び後側おいて前記スペーサを介して前記サイドレール上フランジに固定される、
   車両のフレーム構造。
2. 前記ガセットは、車両上下方向に延びるガセットウェブと、前記ガセットウェブの下端縁から車幅方向内側に延びるガセット下フランジと、前記ガセットウェブの上端縁から車幅方向内側に延びるガセット上フランジと、を有し、
   前記ガセット下フランジは、前記サイドレール下フランジに当接されており、
   前記ガセット上フランジは、前記スペーサに当接されている、
   請求項１に記載の車両のフレーム構造。
3. 前記ガセットウェブは、車幅方向から見て車両上下方向に対して傾斜した形状を成している、
   請求項２に記載の車両のフレーム構造。
4. 前記スペーサは、互いに同じ厚さの複数のプレートが積層されて構成されている、
   請求項１〜３の何れか一項に記載の車両のフレーム構造。
5. 前記ガセットは、前記サイドレール下フランジ及び前記サイドレール上フランジに対してボルトにより固定されている、
   請求項１〜４の何れか一項に記載の車両のフレーム構造。

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