JP2022032947A - フレーム連結構造 - Google Patents

Abstract

【課題】疲労に対する耐久性の強化とねじり剛性の増大が可能なフレーム連結構造を提供する。【解決手段】本発明は、フレーム連結構造１０に関し、フレームホールが形成された第１フレーム２０と第１フレーム２０の内部に装着されるジョイント３０と、フレームホールに挿入されるメンバ４０と、メンバ４０をジョイント３０に結合させる連結ブラケット５０とを含む。【選択図】図２

Description

本発明は、フレーム連結構造に係り、より詳しくは、車両用フレーム連結構造に関する。

フレームは、シャーシを構成する各種装置や車体（ｂｏｄｙ）を設ける部分で、車体から伝達される荷重および前後車軸の反力などを支持する自動車の骨格に相当する構造物である。

スペースフレームは、鋼板やパイプを溶接して骨格を構成したフレームの一種類であって、軽いながら剛性が高いという利点がある。
スペースフレームに作業性向上のための方法として、メンバの外部面に結合構造を適用する方法が研究されている。

しかし、メンバの外部に溶接、アダプタ溶接、ボルティングなどを適用すれば、主軸メンバの中心と連結メンバとの間の結合部の離隔により疲労、衝撃荷重による破断が発生することがある。
また、溶接結合部は、主軸メンバの１つの面にのみ支持されて剛性が不足することがある。

特開２０２０－１１１０６９号公報

本発明は、疲労に対する耐久性の強化とねじり剛性の増大が可能なフレーム連結構造を提供する。

本発明の実施例によるフレーム連結構造は、フレームホールが形成された第１フレームと、前記第１フレームの内部に装着されるジョイントと、前記フレームホールに挿入されるメンバと、前記メンバを前記ジョイントに結合させる連結ブラケットとを含むことができる。

前記ジョイントには、ジョイントストッパが形成され、前記連結ブラケットには、前記ジョイントストッパに対応するブラケットストッパが形成される。

本発明の実施例によるフレーム連結構造は、前記メンバが挿入されるカバーホールと、前記第１フレームを支持する第１支持部とが形成されたカバーをさらに含むことができる。

前記第１支持部には、第１補強部が形成され、前記カバーホールの周囲には、カバーホール補強部が形成される。

本発明の実施例によるフレーム連結構造は、前記第１フレームに連結される第２フレームをさらに含むことができる。

本発明の実施例によるフレーム連結構造は、前記メンバが挿入されるカバーホールと、前記第１フレームを支持する第１支持部と、前記第２フレームを支持する第２支持部とが形成されたカバーをさらに含むことができる。

前記カバーは、前記第１支持部に形成された第１補強部と、前記第２支持部に形成された第２補強部と、前記カバーホールの周囲に形成されたカバーホール補強部とを含むことができる。

前記カバーは、前記第１補強部および前記第２補強部を連結する連結補強部をさらに含むことができる。

前記カバーは、前記第１支持部と前記第２支持部とを連結するように形成された補強プレートをさらに含むことができる。

前記カバーは、前記第１支持部と前記第２支持部とを連結する周縁に沿って形成された周縁補強部をさらに含むことができる。

本発明の実施例によるフレーム連結構造は、フレームホールが形成された第１フレームと、前記第１フレームの内部に装着され、ジョイントストッパが形成されたジョイントと、前記フレームホールに挿入され、前記ジョイントストッパに対応するブラケットストッパが形成され、前記ジョイントと連結されたメンバとを含むことができる。

本発明の実施例によるフレーム連結構造は、前記メンバが挿入されるカバーホールと、前記第１フレームを支持する第１支持部とが形成されたカバーをさらに含むことができる。

前記第１支持部には、第１補強部が形成され、前記カバーホールの周囲には、カバーホール補強部が形成される。

本発明の実施例によるフレーム連結構造は、前記第１フレームに連結される第２フレームをさらに含むことができる。

本発明の実施例によるフレーム連結構造は、前記メンバが挿入されるカバーホールと、前記第１フレームを支持する第１支持部と、前記第２フレームを支持する第２支持部とが形成されたカバーをさらに含むことができる。

前記カバーは、前記第１支持部に形成された第１補強部と、前記第２支持部に形成された第２補強部と、前記カバーホールの周囲に形成されたカバーホール補強部とを含むことができる。

前記カバーは、前記第１補強部および前記第２補強部を連結する連結補強部をさらに含むことができる。

前記カバーは、前記第１支持部と前記第２支持部とを連結するように形成された補強プレートをさらに含むことができる。

前記カバーは、前記第１支持部と前記第２支持部とを連結する周縁に沿って形成された周縁補強部をさらに含むことができる。

本発明の実施例によるフレーム連結構造によれば、疲労に対する耐久性の強化とねじり剛性の増大が可能である。
その他、本発明の実施例により得ることができるか予測される効果については、本発明の実施例に関する詳細な説明において直接的または暗示的に開示する。つまり、本発明の実施例により予測される多様な効果については、後述する詳細な説明内で開示する。

これらの図面は、本発明の例示的な実施例を説明するためであるので、本発明を図面に限定して解釈してはならない。
本発明の実施例によるフレーム連結構造が適用できる車体の斜視図である。 本発明の実施例によるフレーム連結構造の投影斜視図である。 本発明の実施例によるフレーム連結構造の組立過程を示す図である。 本発明の実施例によるフレーム連結構造の組立過程を示す図である。 本発明の実施例によるフレーム連結構造の組立過程を示す図である。 本発明の実施例によるフレーム連結構造に適用できるジョイントの例を示す図である。 本発明の実施例によるフレーム連結構造に適用できる連結ブラケットの例を示す図である。 本発明の実施例によるフレーム連結構造に適用できるカバーの例を示す図である。

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施例について、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳しく説明する。
しかし、本発明は種々の異なる形態で実現可能であり、ここで説明する実施例に限定されない。

明細書全体にわたって同一の参照番号で表された部分は同一の構成要素を意味する。
図面において、様々な層および領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。
層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上に」あるとする時、これは、他の部分の真上にある場合のみならず、その中間にさらに他の部分がある場合も含む。
逆に、ある部分が他の部分の「真上に」あるとする時には、中間に他の部分がないことを意味する。

明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とする時、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに包含できることを意味する。

以下、本発明の好ましい実施例を、添付した図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の実施例によるフレーム連結構造が適用できる車体の斜視図である。

図１に示すように、本発明の実施例によるフレーム連結構造が適用できる車体１は、鋼板やパイプを溶接して骨格を構成したスペースフレームであってもよいが、これに限定されるものではなく、フレームと部品とを連結する多様な構成に適用可能である。

図２は、本発明の実施例によるフレーム連結構造の投影斜視図であり、図３～図５は、本発明の実施例によるフレーム連結構造の組立過程を示す図である。

図２～図５を参照すれば、本発明の実施例によるフレーム連結構造１０は、フレームホール２２が形成された第１フレーム２０と、第１フレーム２０の内部に装着されるジョイント３０と、フレームホール２２に挿入されるメンバ４０と、メンバ４０をジョイント３０に結合させる連結ブラケット５０と、を含むことができる。

ここで、第１フレーム２０とメンバ４０は、車体１の骨格を形成する部品であって、図示のように、第１フレーム２０は、中空の（ｈｏｌｌｏｗ）レール（ｒａｉｌ）またはビーム（ｂｅａｍ）形態であってもよく、メンバ４０は、パイプ（ｐｉｐｅ）であってもよいが、これに限定されるものではない。

ジョイント３０には、ジョイントストッパ３２が形成され、連結ブラケット５０には、ジョイントストッパ３２に対応するブラケットストッパ５２が形成される。

本発明の実施例によるフレーム連結構造１０は、メンバ４０が挿入されるカバーホール６２と、第１フレーム２０を支持する第１支持部６４とが形成されたカバー６０をさらに含むことができる。

カバー６０は、第１フレーム２０と結合され、カバーホール６２を介してメンバ４０を第１フレーム２０に強固に固定することができる。

第１支持部６４には、第１補強部６５が形成され、第１補強部６５は、その外側に突出した形状で、剛性を増大させることができる。

カバーホール６２の周囲には、カバーホール補強部６３が形成され、カバーホール補強部６３は、その外側に突出した形状で、剛性を増大させることができる。

本発明の実施例によるフレーム連結構造１０は、第１フレーム２０に連結される第２フレーム８０をさらに含むことができる。

つまり、本発明の実施例によるフレーム連結構造１０は、１つのフレーム２０の内部にメンバ４０を固定するために用いられてもよく、図２に示すように、第１フレーム２０と第２フレーム８０とが連結される部位にメンバ４０を固定するために用いられてもよい。

本発明の実施例によるフレーム連結構造１０は、第２フレーム８０を支持する第２支持部６６が形成されたカバー６０をさらに含んでもよい。

カバー６０は、第２支持部６６に形成された第２補強部６７をさらに含むことができ、第２補強部６７は、その外側に突出した形状で、剛性を増大させることができる。

カバー６０は、第１補強部６５および第２補強部６７を連結する連結補強部６８をさらに含むことができ、連結補強部６８は、その外側に突出した形状で、剛性を増大させることができる。

以下、図３～図５を参照して、本発明の実施例によるフレーム連結構造１０の組立について説明する。
第１フレーム２０の内部または第２フレーム８０と結合された第１フレーム２０の内部にジョイント３０を結合させる。第１フレーム２０とジョイント３０は、溶接または接着可能である。

メンバ４０と結合された連結ブラケット５０をフレームホール２２を介して挿入して、ジョイント３０と結合する。メンバ４０と連結ブラケット５０は、溶接または接着可能であり、連結ブラケット５０とジョイント３０は、ボルト９０を介して結合されるか、接着されてもよい。

メンバ４０は、カバー６０のカバーホール６２に挿入された後に、ジョイント３０と結合されてもよく、連結ブラケット５０とジョイント３０とが結合された後に、メンバ４０をカバーホール６２に挿入してカバー６０を結合させてもよい。

カバー６０は、第１フレーム２０または第１フレーム２０および第２フレーム８０に溶接、ボルティング、または接着剤で結合可能である。

図面においては、カバーホール補強部６３、第１補強部６５、第２補強部６７および連結補強部６８がそれぞれ半円形に突出した形状で示されているが、これに限定されるものではなく、第１フレーム２０、メンバ４０および第２フレーム８０に対するねじり剛性を増加させる多様な形状が可能である。

第１補強部６５、第２補強部６７は、それぞれ第１フレーム２０または第２フレーム８０の長手方向に形成され、ねじり剛性を増大することができる。

連結補強部６８は、カバーホール補強部６３を中心として円周方向に形成され、第１補強部６５、第２補強部６７の剛性を追加的に増大させることができる。

図６は、本発明の実施例によるフレーム連結構造に適用できるジョイントの例を示す図である。
図６（Ａ）に示すように、本発明の実施例によるフレーム連結構造に適用できるジョイント３０は、２つのジョイントストッパ３２が形成され、連結ブラケット５０と組立てられる。

図６（Ｂ）に示すように、本発明の実施例によるフレーム連結構造に適用できるジョイント３０ａは、多角形のジョイントストッパ３２ａが形成され、連結ブラケット５０と組立てられる。図示の十字形状は一つの例に相当するもので、多角形の形状はこれに限定されない。

図６（Ｃ）に示すように、本発明の実施例によるフレーム連結構造に適用できるジョイント３０ｂは、四角形状のジョイントストッパ３２ｂが形成され、連結ブラケット５０と組立てられ、支持部３３によって支持されてもよい。

図６に示した本発明の実施例によるフレーム連結構造に適用できるジョイントは、図６に示した形状に限定されるものではなく、多様な形状に製作可能である。

ジョイント３０、３０ａ、３０ｂは、第１フレーム２０内に挿入され、第１フレーム２０の側面および下面にそれぞれ溶接、ボルティングまたは接着可能である。つまり、３つの面に結合可能でジョイント３０、３０ａ、３０ｂと第１フレーム２０とが強固に結合可能である。

図７は、本発明の実施例によるフレーム連結構造に適用できる連結ブラケットの例を示す図である。
図７（Ａ）に示すように、本発明の実施例によるフレーム連結構造に適用できる連結ブラケット５０は、両側に形成されたブラケットストッパ５２がジョイントストッパ３２に接触して連結ブラケット５０を固定および支持することができる。

図７（Ｂ）に示すように、本発明の実施例によるフレーム連結構造に適用できる連結ブラケット５０ａは、多角形のジョイントストッパ３２ａに対応する形状で、ブラケットストッパ５２ａを含み、ブラケットストッパ５２ａがジョイントストッパ３２ａに接触して連結ブラケット５０ａを固定および支持することができる。

図７（Ｃ）に示すように、本発明の実施例によるフレーム連結構造に適用できる連結ブラケット５０ｂは、円柱形状で、ジョイントにボルティングまたは接着されて結合される。

図７（Ｄ）に示すように、本発明の実施例によるフレーム連結構造に適用できるメンバ４０ａにジョイントストッパ、例えば、図６（Ａ）に示したジョイントストッパ３２に対応するブラケットストッパ５２ｃが形成され、ジョイント３０と連結されてもよい。つまり、メンバの末端を加工して別途の連結ブラケットなしにジョイントに結合されてもよい。

ジョイント３０、３０ａ、３０ｂと連結ブラケット５０、５０ａ、５０ｂ、５０ｃは、ジョイントストッパ３２、３２ａ、３２ｂの形状とブラケットストッパ５２、５２ａ、５２ｂ、５２ｃの形状に応じて結合位置と挿入深さが決定可能である。

ジョイント３０、３０ａ、３０ｂと連結ブラケット５０、５０ａ、５０ｂ、５０ｃは、ねじ結合、ボルティング、接着結合などで連結可能である。

ジョイントストッパ３２、３２ａ、３２ｂは、連結ブラケット５０、５０ａ、５０ｂ、５０ｃとの結合時に案内の役割を果たすこともできる。

図８は、本発明の実施例によるフレーム連結構造に適用できるカバーの例を示す図である。
図８（Ａ）に示すように、カバー６０は、第１支持部６４と第２支持部６６とを連結するように形成された補強プレート７０をさらに含むことができる。

補強プレート７０が第１支持部６４と第２支持部６６とを連結するように構成され、ねじりに対する剛性を増大させることができる。

また、図８（Ｂ）に示すように、第１支持部６４と第２支持部６６とを連結する周縁に沿って周縁補強部６９が形成される。周縁補強部６９は、第１支持部６４と第２支持部６６とを連結する周縁を曲げてカバー６０ａのねじりに対する剛性を増大させることができる。

本発明の実施例によるフレーム連結構造は、フレームの内部にジョイント構造が追加され、ロードパス（ｌｏａｄ ｐａｔｈ；荷重経路）を考慮した構造の設計が可能である。
また、ジョイントがフレーム内に位置して溶接面が確保され、カバーを備えて変形に対する剛性を確保することができる。

以上、本発明に関する好ましい実施例を説明したが、本発明は上記の実施例に限定されず、本発明の実施例から当該発明の属する技術分野における通常の知識を有する者によって容易に変更されて均等と認められる範囲のすべての変更を含む。

１：車体
１０：フレーム連結構造
２０：第１フレーム
２２：フレームホール
３０、３０ａ、３０ｂ：ジョイント
３２、３２ａ、３２ｂ：ジョイントストッパ
３３：支持部
４０、４０ａ：メンバ
５０、５０ａ、５０ｂ：連結ブラケット
５２、５２ａ、５２ｂ、５２ｃ：ブラケットストッパ
６０、６０ａ：カバー
６２：カバーホール
６３：カバーホール補強部
６４：第１支持部
６５：第１補強部
６６：第２支持部
６７：第２補強部
６８：連結補強部
６９：周縁補強部
７０：補強プレート
８０：第２フレーム
９０：ボルト

Claims (19)

1. フレームホールが形成された第１フレームと、
   前記第１フレームの内部に装着されるジョイントと、
   前記フレームホールに挿入されるメンバと、
   前記メンバを前記ジョイントに結合させる連結ブラケットと、を含む、ことを特徴とするフレーム連結構造。
2. 前記ジョイントには、ジョイントストッパが形成され、
   前記連結ブラケットには、前記ジョイントストッパに対応するブラケットストッパが形成された、ことを特徴とする請求項１に記載のフレーム連結構造。
3. 前記メンバが挿入されるカバーホールと、前記第１フレームを支持する第１支持部とが形成されたカバーと、をさらに含む、ことを特徴とする請求項１に記載のフレーム連結構造。
4. 前記第１支持部には、第１補強部が形成され、
   前記カバーホールの周囲には、カバーホール補強部が形成された、ことを特徴とする請求項３に記載のフレーム連結構造。
5. 前記第１フレームに連結される第２フレームをさらに含む、ことを特徴とする請求項１に記載のフレーム連結構造。
6. 前記メンバが挿入されるカバーホールと、前記第１フレームを支持する第１支持部と、前記第２フレームを支持する第２支持部とが形成されたカバーと、をさらに含む、ことを特徴とする請求項５に記載のフレーム連結構造。
7. 前記カバーは、
   前記第１支持部に形成された第１補強部と、
   前記第２支持部に形成された第２補強部と、
   前記カバーホールの周囲に形成されたカバーホール補強部と、を含む、ことを特徴とする請求項６に記載のフレーム連結構造。
8. 前記カバーは、
   前記第１補強部および前記第２補強部を連結する連結補強部をさらに含む、ことを特徴とする請求項７に記載のフレーム連結構造。
9. 前記カバーは、
   前記第１支持部と前記第２支持部とを連結するように形成された補強プレートをさらに含む、ことを特徴とする請求項６に記載のフレーム連結構造。
10. 前記カバーは、
    前記第１支持部と前記第２支持部とを連結する周縁に沿って形成された周縁補強部をさらに含む、ことを特徴とする請求項６に記載のフレーム連結構造。
11. フレームホールが形成された第１フレームと、
    前記第１フレームの内部に装着され、ジョイントストッパが形成されたジョイントと、
    前記フレームホールに挿入され、前記ジョイントストッパに対応するブラケットストッパが形成され、前記ジョイントと連結されたメンバと、を含む、ことを特徴とするフレーム連結構造。
12. 前記メンバが挿入されるカバーホールと、前記第１フレームを支持する第１支持部とが形成されたカバーと、をさらに含む、ことを特徴とする請求項１１に記載のフレーム連結構造。
13. 前記第１支持部には、第１補強部が形成され、
    前記カバーホールの周囲には、カバーホール補強部が形成された、ことを特徴とする請求項１２に記載のフレーム連結構造。
14. 前記第１フレームに連結される第２フレームをさらに含む、ことを特徴とする請求項１１に記載のフレーム連結構造。
15. 前記メンバが挿入されるカバーホールと、
    前記第１フレームを支持する第１支持部と、前記第２フレームを支持する第２支持部とが形成されたカバーと、をさらに含む、ことを特徴とする請求項１４に記載のフレーム連結構造。
16. 前記カバーは、
    前記第１支持部に形成された第１補強部と、
    前記第２支持部に形成された第２補強部と、
    前記カバーホールの周囲に形成されたカバーホール補強部と、を含む、ことを特徴とする請求項１５に記載のフレーム連結構造。
17. 前記カバーは、
    前記第１補強部および前記第２補強部を連結する連結補強部をさらに含む、ことを特徴とする請求項１６に記載のフレーム連結構造。
18. 前記カバーは、
    前記第１支持部と前記第２支持部とを連結するように形成された補強プレートをさらに含む、ことを特徴とする請求項１５に記載のフレーム連結構造。
19. 前記カバーは、
    前記第１支持部と前記第２支持部とを連結する周縁に沿って形成された周縁補強部をさらに含む、ことを特徴とする請求項１５に記載のフレーム連結構造。
    
    

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