JP5797517B2 - 車体フレーム連結部材、及び車体フレーム構造 - Google Patents

Description

本発明は、車体フレームを構成する車体フレーム連結部材、特に荷台が架装される貨物自動車の車体フレームを構成する車体フレーム連結部材、及び該車体フレーム連結部材を有する車体フレーム構造に関する。

従来から、路線バスの車体フレームには、昇降口のステップを無くして昇降時の利便性を高めることを目的とした構造が提案されている。例えば、特許文献１の車体フレームにおけるサイドフレームは、後輪の上方に配置されるリア側フレームと後輪よりも前方に配置されるフロント側フレームとに分割されている。そして、フロント側フレームがリア側フレームよりも低い位置に配置された状態でこれらのフレームが連結部材によって互いに連結されることにより、昇降口のステップを無くすことが実現されている。

ところで、近年では、荷台が架装される貨物自動車においても、規格内の大きさでより多くの荷物が積載されるように荷台の低床化が図られている。こうした貨物自動車の車体フレームにおけるサイドフレームには、例えは、車軸の周辺部にて該車軸の可動範囲を避けるように湾曲した一体成形型のフレームが知られている。

特開２００６−５６４４５号公報

一方、上述したように荷台側に突出する湾曲部を有したサイドフレームでは、荷台に形成されるホイールハウスにおいて、車輪のみならず、こうしたサイドフレームの湾曲部を収容する大きさが必要とされる。そして、荷台の構造は、サイドフレームの湾曲部の大きさの分だけ、ホイールハウスが荷台の内側へ広がることになっている。その結果、確かに、低床化により荷台の積載容量が大きくなるものの、車輪のみが収容されるホイールハウスに比べれば、荷台の積載容量が小さく、それゆえに、積載容量の拡大を図る観点にて依然として改善の余地が残されている。

本発明は、上記実情を鑑みてなされたものであり、その目的は、低床化された荷台の積載容量を拡大することが可能な車体フレーム連結部材、及び車体フレーム構造を提供することにある。

本発明の車体フレーム連結部材は、車両の前後方向に延びる互いに平行な一対のサイドフレームの各々に設けられ、該サイドフレームを構成する前側フレームと後側フレームとを前記サイドフレームの延びる方向に連結する車体フレーム連結部材であって、荷台が載置される載置面と、該載置面と互いに向かい合う対向面とを有し、前記対向面が、前記載置面に向けて凹んだ凹面であり、前記載置面には、前記載置面の縁のうちで前記車両の幅方向における外側に位置する縁に、上方に向かって延びる補強リブが立設されている。

また、本発明の車体フレーム構造は、車両の前後方向に延びる互いに平行な一対のサイドフレームの各々において、該サイドフレームを構成する前側フレームと後側フレームとが該サイドフレームの延びる方向に車体フレーム連結部材で連結される車体フレーム構造であって、前記車体フレーム連結部材が、荷台が載置される載置面と、該載置面と互いに向かい合う対向面とを有し、前記対向面が、前記載置面に向けて凹んだ凹面であり、前記載置面には、前記載置面の縁のうちで前記車両の幅方向における外側に位置する縁に、上方に向かって延びる補強リブが立設されている。

本発明の態様の一つによれば、荷台が載置される載置面と互いに向かい合う対向面が載置面に向けて凹んだ凹面であって、こうした対向面と車軸とが互い向い合う配置の態様で車体フレームを配置することが可能である。このような配置の態様によれば、対向面のうちで載置面に向けて凹む部位で、該部位と互いに向かい合う車軸が載置面に向けて移動することが可能になる。そのため、対向面が凹面である分だけ、載置面に近い位置まで車軸の移動が可能であるから、載置面に載置される荷台の低床化を実現することができる。

そして、対向面に向かい合う載置面に荷台が載置されることから、荷台に形成されるホイールハウスは、車輪のみが収容される大きさであればよい。その結果、車輪とサイドフレームとを収容するホイールハウスが形成された荷台に比べて、サイドフレームを収容しなくてよい分だけ積載容量を拡大することができる。

ここで、車体フレーム連結部材では、載置面に向けて対向面が凹んでいるため、この凹面が形成されることによって車体フレーム連結部材の機械的な強度が低下する虞がある。この点、上述した本発明の態様の一つによれば、載置面の縁に補強リブが立設されていることから、こうした補強リブが無い構成に比べて、車体フレーム連結部材の機械的強度を高めることができる。そのうえ、一方のサイドフレームでは、載置面の縁のうちで他方のサイドフレームとは反対側となる縁に補強リブが立設されていることから、載置面上の略全体を荷台の載置部分として利用することが可能である。また、例えば車体フレームに荷台を架装する際に該荷台を補強リブで位置決めすることが可能であるとともに、架装後の荷台が車両の側方にずれることを抑えることもできる。

この発明の態様の一つは、前記補強リブが立設された前記載置面の縁のうち、前記載置面と前記対向面との距離が最も小さい部位では、前記補強リブにおける前記載置面からの高さが、前記補強リブのうちで最も大きい。

載置面に向けて凹んだ凹面として対向面が形成されるため、載置面と対向面とが互いに平行である構成と比べ、上述した車体フレーム連結部材では、対向面と載置面との距離が小さくなる。そして、補強リブが立設された載置面の縁のうち、載置面と対向面との距離が最も小さくなる部位では、車体フレーム連結部材における機械的な強度が他の部位と比べて小さくなる傾向にある。

この点、上述した態様によれば、載置面と対向面との距離が最も小さい部位で、補強リブの載置面からの高さが大きくなるため、補強リブによる機械的な補強を得るうえで、補強リブにおける載置面からの高さが不要に大きくなることを抑えることが可能である。

この発明の態様の一つは、前記対向面が、前記載置面に向けて凹んだ凹曲面であり、前記補強リブが立設された前記載置面の縁のうち、前記載置面と前記対向面との距離が小さい部位ほど、該部位における前記補強リブの前記載置面からの高さが大きい。

上述した態様によれば、載置面と対向面との距離が小さい部位ほど、該部位における補強リブの載置面からの高さが大きくなることから、補強リブによる機械的な補強を得るうえで、補強リブにおける載置面からの高さをこうした補強に適したものとすることが可能である。

この発明の態様の一つは、前記車体フレーム連結部材が、鋳造品であって、前記前側フレームに締結部材で締結される第１締結部と前記後側フレームに締結部材で締結される第２締結部とを有する。

鋳造品は、一般に、他の部材に対して良好な溶接を行なううえで含有成分に関する制限が多いことが知られている。上述した態様によれば、車体フレーム連結部材が、前側及び後側フレームに対して締結部材によって締結される第１及び第２締結部を有している。そ
のため、鋳造品である車体フレーム連結部材が前側及び後側フレームに連結されるうえで、該車体フレーム連結部材の含有成分に関する自由度が制限されることもない。

本発明の一実施形態における車体フレーム構造の斜視構造を示す斜視図。 本実施形態における連結部材の斜視構造を示す斜視図であって、車両の内側に臨む部分の斜視構造を示す図。 本実施形態における連結部材の斜視構造を示す斜視図であって、車両の外側に臨む部分の斜視構造を示す図。 本実施形態において、サイドフレームの内側における連結部材周辺の車両構造を示す図。 本実施形態において、車体フレームに荷台を架装した状態を模式的に示す図。

以下、本発明の車体フレーム連結部材、及び車体フレーム構造を具体化した一実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。

図１に示されるように、荷台が架装される車両の車体フレーム１０は、車両の前後方向に延びる左右一対のサイドフレーム１１と、該一対のサイドフレーム１１を車両の幅方向で連結する四角筒状の複数のクロスメンバ１２とを有している。上記荷台は、一対のサイドフレーム１１の上面に載置されて位置決めが行なわれたのち、車体フレーム１０に対して固定される。

サイドフレーム１１は、車両の後輪１３に対して車両の前方に配置される第１サイドフレームである四角筒状の前側フレーム１５と該後輪１３に対して車両の後方に配置される第２サイドフレームである四角筒状の後側フレーム１６とを有している。また、サイドフレーム１１は、左右一対の後輪１３を互いに連結する車軸であるアクスル１８の上方に配置されて上記前側フレーム１５と後側フレーム１６とを連結する連結部材２０を有している。

連結部材２０は、前側フレーム１５の上面１５ａと後側フレーム１６の上面１６ａとが同じ平面上に配置されるように前側フレーム１５及び後側フレーム１６に連結される。また、連結部材２０は、前側フレーム１５の上面１５ａと後側フレーム１６の上面１６ａとが連続する平坦面となるようにこれらの上面１５ａ，１６ａを連絡するとともに荷台が載置される載置面２３を有している。

図２及び図３に示されるように、連結部材２０は、車両の前後方向における中央面で鏡映対称となる鋳造品であって、前側フレーム１５と後側フレーム１６との間に配設される介在部２１と、介在部２１の両側に前側フレーム１５あるいは後側フレーム１６に対してボルトやナット等の締結部材によって締結される一対の締結部４１とが一体的に形成されている。なお、この一対の締結部４１のうち、前側フレーム１５に締結される締結部４１が第１締結部であり、後側フレーム１６に締結される締結部４１が第２締結部である。

介在部２１を構成する介在基板２２は、車両の前後方向に延びる平板状をなしており、その内面２２ａが車両の内側に臨むように、また、その外面２２ｂが車両の外側に臨むように配置される。介在基板２２は、その上縁が車両の前後方向に沿う直線状をなしており、その下縁が車両の前後方向における中央部分を上縁に向けて湾曲させた湾曲状をなしている。

介在基板２２の内面２２ａには、上記上縁に沿って載置面２３を有する上壁２４が立設されており、また、上記下縁に沿って、載置面２３の対向面である凹曲面状の凹面２５を有する下壁２６が立設されている。この湾曲状をなす下壁２６の頂部には、バンプストッパー６０が取り付けられるねじ部２６Ａが貫通形成されている。また、介在基板２２の内面２２ａには、上壁２４の端部と下壁２６の端部とを互いに繋いで、上壁２４と下壁２６との間における中央部分が介在基板２２に向かって湾曲した一対の側壁２７が立設されており、また、この一対の側壁２７の内側に上壁２４と下壁２６とを繋ぐ一対の縦リブ２８が立設されている。

介在基板２２における締結部４１側にて、上壁２４、下壁２６、側壁２７、縦リブ２８に囲まれる部位には、ショックアブソーバー５７を支持するアッパーブラケット５８を連結部材２０に固定するための一対のねじ部３１がそれぞれ形成されている。

載置面２３において、介在基板２２の外面２２ｂ側における縁には、上方に向かって延びる平板状をなした補強リブ３５が立設されている。補強リブ３５の上縁は、車両の前後方向における中央部分に近い部位ほど載置面２３からの高さが高くなるように湾曲している。すなわち、補強リブ３５の上縁は、上下方向における載置面２３と凹面２５との距離が小さい部位ほど、載置面２３からの高さが高くなるように湾曲している。

また、補強リブ３５は、該補強リブ３５の内面３５ａが上壁２４の載置面２３に直交するように、また、連結部材２０に前側フレーム１５及び後側フレーム１６が連結されたときに、補強リブ３５の内面３５ａが当該フレーム１５，１６よりも車両の外側に配置されるように形成されている。

補強リブ３５の外面３５ｂには、該補強リブ３５の上縁及び側縁に沿って周壁３６が立設されている。この周壁３６は、補強リブ３５の側縁において、補強リブ３５の外面３５ｂと介在基板２２の外面２２ｂとの段差を埋めるように介在基板２２の外面２２ｂまで延長形成されている。また、補強リブ３５の外面３５ｂには、介在基板２２の内面２２ａに立設された縦リブ２８に対応する位置に、周壁３６から下方に向かって延びる一対の縦リブ３７が立設されている。縦リブ３７は、補強リブ３５の外面３５ｂと介在基板２２の外面２２ｂとの段差を埋めるように介在基板２２の外面２２ｂまで延長形成されている。

一方、介在部２１の両側に一体的に形成される締結部４１を構成する締結基板４２は、介在基板２２に連続する基板であって、該締結基板４２の上縁が介在基板２２から離間するほど下縁に近づくように傾斜した略矩形平板状をなしている。

締結基板４２の内面４２ａには、介在部２１の上壁２４に連続する上壁４４が該締結基板４２の上縁に沿って立設されており、また介在部２１の下壁２６に連続する下壁４６が該締結基板４２の下縁に沿って立設されている。また、締結基板４２の内面４２ａにおける各隅部には、各フレーム１５，１６に対して連結部材２０を締結するためのボルトが挿通される挿通孔４７が形成されたボルト挿通部４８が立設されている。また、略矩形平板状の締結基板４２における中心部分には、円形状の貫通孔４９が形成されている。

次に、上述した構成の連結部材２０を有する車体フレーム１０の作用について図４及び図５を参照して説明する。
図４に示されるように、上述した構成の連結部材２０は、前側フレーム１５に一方の締結部４１が内挿された状態で図示されない締結部材によって該前側フレーム１５に対して締結される。また、連結部材２０は、後側フレーム１６に他方の締結部４１が内挿された状態で図示されない締結部材によって該後側フレーム１６に対して締結される。そして、連結部材２０は、車両の幅方向に延びて左右一対の後輪１３に連結されるアクスル１８の上方に配設される。

アクスル１８は、前側フレーム１５に固定されるスプリングブラケット５１と後側フレーム１６に対して車両の前後方向に揺動自在に取り付けられたシャックル５２との間に架け渡されたリーフスプリング５３をＵボルトシート５４との間に挟んだ状態で、該Ｕボルトシート５４に対してＵボルト５５によって取り付けられる。

また、サイドフレーム１１と後輪１３との間の空間には、ショックアブソーバー５７が配設される。ショックアブソーバー５７は、連結部材２０において後側フレーム１６側に配置される一対のねじ部３１に固定されるアッパーブラケット５８と、アクスル１８に固定されたロアブラケット５９とに支持されている。すなわち、アクスル１８は、車両が走行する路面に応じた後輪１３の振動をリーフスプリング５３、ショックアブソーバー５７で吸収しながら、サイドフレーム１１に対して上下動する。

アクスル１８の上方に配置される連結部材２０には、サイドフレーム１１の上面に向かって湾曲する凹面２５が形成されていることから、この凹面２５によって囲まれる空間をアクスル１８の可動範囲の一部とすることができる。そのため、アクスル１８に対して、前側フレーム１５の上面１５ａ、後側フレーム１６の上面１６ａ、連結部材２０の載置面２３によって形成される平坦面であるサイドフレーム１１の上面をより近い位置に配置することが可能である。なお、連結部材２０の下壁２６に形成されたねじ部２６Ａには、バンプストッパー６０が取り付けられている。

また、図５に示されるように、サイドフレーム１１の上面が平坦であるため、車体フレーム１０に搭載される荷台６１には、後輪１３が収容される大きさのホイールハウス６２が形成されることとなる。

以上説明したように、本実施形態の車体フレーム１０によれば、以下に列挙する効果が得られるようになる。
（１）前側フレーム１５と後側フレーム１６とを連結する連結部材２０は、左右一対の後輪１３が連結されるアクスル１８の上方に配置されており、載置面２３に向かってアクスル１８から離間するように凹んだ凹面２５を有している。また、連結部材２０は、前側フレーム１５の上面１５ａと後側フレーム１６の上面１６ａとが連続する平坦面となるように当該上面１５ａ，１６ａを連絡する載置面２３を有している。

そのため、凹面２５によって囲まれる空間をアクスル１８の可動範囲の一部とすることが可能であることから、アクスル１８に対してサイドフレーム１１の上面をより近い位置に配置することが可能である。これにより、車体フレーム１０に架装される荷台６１を低床化させることができる。また、前側フレーム１５、後側フレーム１６、連結部材２０によって構成されるサイドフレーム１１の上面が平坦であることから、車体フレーム１０に架装される荷台６１には、後輪１３が収容される大きさのホイールハウス６２が形成されていればよい。すなわち、後輪１３に加えてサイドフレーム１１の一部がホイールハウスに収容される場合に比べて、ホイールハウス６２間における荷台６１の積載容量を大きくすることができる。それゆえに、低床化された荷台６１の積載容量をさらに拡大させることができる。

（２）アクスル１８の上方に配置される連結部材２０を基準として、前側フレーム１５及び後側フレーム１６の長さを自由に設定することが可能である。そのため、一体成形型のサイドフレームに比べて、サイドフレームの長さに関する自由度を向上させることができる。

（３）連結部材２０の介在部２１には、前側フレーム１５及び後側フレーム１６よりも車両の外側に配置されて、載置面２３の縁から上方に向かって立設された補強リブ３５が設けられている。そのため、介在部２１における機械的な強度が高められることに加えて、車体フレーム１０に架装される荷台６１の位置決め部材として補強リブ３５を利用すること、車体フレーム１０に架装された荷台６１が車両の幅方向にずれることを抑えること、これらも可能となる。

（４）補強リブ３５が設けられていない連結部材においては、載置面２３と凹面２５との距離が小さい部位ほど機械的強度が低下しやすい。この点、補強リブ３５は、上下方向における介在基板２２の長さが短い部位ほど、すなわち載置面２３と凹面２５との距離が小さい部位ほど載置面２３からの高さが高くなる。その結果、連結部材２０に凹面２５を形成することによって機械的強度が低下しやすい部位に対し、効果的に機械的強度を補うことができる。

（５）鋳造品は、一般に、他の部材に対して良好が溶接を行なううえで含有成分に関する制限が多い。これに対し、本実施形態では、鋳造品である連結部材２０は、前側フレーム１５及び後側フレーム１６に対してボルトやナット等の締結部材によって締結される締結部４１を有している。そのため、前側フレーム１５及び後側フレーム１６に鋳造品である連結部材２０を連結するうえで、該連結部材２０の含有成分に関する自由度が制限されることもない。

（６）締結部材を用いてフレーム１５，１６に締結部４１が締結される際、締結基板４２には締結部材の締め付けに基づく応力が生じるが、締結基板４２の中心部分に形成された貫通孔４９によって該応力を分散させることができる。

なお、上記実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・連結部材は、鋳造品に限らず、例えば複数の鋼材を溶接することによって作製されるものであってもよい。すなわち、連結部材２０には、前側フレーム１５の上面１５ａと後側フレーム１６の上面１６ａとが連続する平坦面となるように当該上面１５ａ，１６ａを連絡する載置面２３と、アクスル１８の可動範囲を含む空間を形成する凹面とが形成されていればよく、その製造方法は、鋳造法に限られるものではない。

・また、前側フレーム１５及び後側フレーム１６に対する連結部材の連結方法も、締結部材によって締結する方法に限らず、溶接等によって連結する方法であってもよい。

・補強リブ３５は、例えば載置面２３からの高さが一定であってもよい。すなわち、補強リブ３５は、載置面２３と凹面２５との距離に関わらず、載置面２３からの高さが規定されていてもよい。

・介在基板２２の下縁は、車両の前後方向における中央部分が上縁に向かって凹んでいればよく、湾曲しているものに限られない。すなわち、凹面は、凹曲面に限られるものではなく、載置面２３に向かって凹んでいるものであればよく、例えば複数の平面で構成される凹面であってもよい。

・ショックアブソーバー５７を支持するアッパーブラケット５８は、連結部材２０ではなく、前側フレーム１５あるいは後側フレーム１６に固定されていてもよい。こうした構成であれば、連結部材２０においてねじ部３１を省くことができる。

１０…車体フレーム、１１…サイドフレーム、１２…クロスメンバ、１３…後輪、１５…前側フレーム、１５ａ…上面、１６…後側フレーム、１６ａ…上面、１８…アクスル、２０…連結部材、２１…介在部、２２…介在基板、２２ａ…内面、２２ｂ…外面、２３…載置面、２４…上壁、２５…凹面、２６…下壁、２６Ａ…ねじ部、２７…側壁、２８…縦リブ、３１…ねじ部、３５…補強リブ、３５ａ…内面、３５ｂ…外面、３６…周壁、３７…縦リブ、４１…締結部、４２…締結基板、４２ａ…内面、４４…上壁、４６…下壁、４７…挿通孔、４８…ボルト挿通部、４９…貫通孔、５１…スプリングブラケット、５２…シャックル、５３…リーフスプリング、５４…Ｕボルトシート、５５…Ｕボルト、５７…ショックアブソーバー、５８…アッパーブラケット、５９…ロアブラケット、６０…バンプストッパー、６１…荷台、６２…ホイールハウス。

Claims (5)

1. 車両の前後方向に延びる互いに平行な一対のサイドフレームの各々に設けられ、該サイドフレームを構成する前側フレームと後側フレームとを前記サイドフレームの延びる方向に連結する車体フレーム連結部材であって、
   荷台が載置される載置面と、
   該載置面と互いに向かい合う対向面と
   を有し、
   前記対向面が、前記載置面に向けて凹んだ凹面であり、
   前記載置面には、前記載置面の縁のうちで前記車両の幅方向における外側に位置する縁に、上方に向かって延びる補強リブが立設されている
   ことを特徴とする車体フレーム連結部材。
2. 前記補強リブが立設された前記載置面の縁のうち、前記載置面と前記対向面との距離が最も小さい部位では、前記補強リブにおける前記載置面からの高さが、前記補強リブのうちで最も大きい
   請求項１に記載の車体フレーム連結部材。
3. 前記対向面が、前記載置面に向けて凹んだ凹曲面であり、
   前記補強リブが立設された前記載置面の縁のうち、前記載置面と前記対向面との距離が小さい部位ほど、該部位における前記補強リブの前記載置面からの高さが大きい
   請求項２に記載の車体フレーム連結部材。
4. 前記車体フレーム連結部材が、
   鋳造品であって、前記前側フレームに締結部材で締結される第１締結部と前記後側フレームに締結部材で締結される第２締結部とを有する
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の車体フレーム連結部材。
5. 車両の前後方向に延びる互いに平行な一対のサイドフレームの各々において、該サイドフレームを構成する前側フレームと後側フレームとが該サイドフレームの延びる方向に車体フレーム連結部材で連結される車体フレーム構造であって、
   前記車体フレーム連結部材が、
   荷台が載置される載置面と、
   該載置面と互いに向かい合う対向面と
   を有し、
   前記対向面が、前記載置面に向けて凹んだ凹面であり、
   前記載置面には、前記載置面の縁のうちで前記車両の幅方向における外側に位置する縁に、上方に向かって延びる補強リブが立設されている
   ことを特徴とする車体フレーム構造。

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