特許 6872418 自動車用フレーム構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6872418

(24)【登録日】2021年4月21日

(45)【発行日】2021年5月19日

(54)【発明の名称】自動車用フレーム構造

(51)【国際特許分類】

   B62D 21/09 20060101AFI20210510BHJP

   B62D 21/02 20060101ALI20210510BHJP

【ＦＩ】

   B62D21/09 C

   B62D21/02 A

【請求項の数】5

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2017-98883(P2017-98883)

(22)【出願日】2017年5月18日

(65)【公開番号】特開2018-192936(P2018-192936A)

(43)【公開日】2018年12月6日

【審査請求日】2020年2月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000163095

【氏名又は名称】極東開発工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100074332

【弁理士】

【氏名又は名称】藤本 昇

(74)【代理人】

【識別番号】100114432

【弁理士】

【氏名又は名称】中谷 寛昭

(74)【代理人】

【識別番号】100138416

【弁理士】

【氏名又は名称】北田 明

(72)【発明者】

【氏名】牛尾 昌史

【審査官】 林 政道

(56)【参考文献】

【文献】 登録実用新案第３１１４９４５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開平０１−０８２９７９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１５−１４０１４５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６２Ｄ １７／００−２５／０８

Ｂ６２Ｄ ２５／１４−２９／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

前後方向に延びるように自動車が備えるシャシフレームに対して設けられる自動車用フレーム構造であって、
前記シャシフレームの上方に載置される第１フレームと、
前記第１フレームの上方に載置され、前記第１フレームに交わる方向に延びる第２フレームと、
前記第２フレームを前記シャシフレームに対して固定する固定手段と、を備え、
前記第１フレームまたは前記第２フレームのうち一方は掛止部を備え、
前記第１フレームまたは前記第２フレームのうち他方は、前記掛止部に対して嵌合する被掛止部を備え、
前記第１フレームまたは前記第２フレームのうち少なくとも一方には、他方と交差する部分に、前記掛止部及び前記被掛止部とは別に凹部が形成されており、前記掛止部及び前記被掛止部は前記凹部に一致して設けられている、自動車用フレーム構造。

【請求項2】

前記第１フレームは、前記シャシフレームの上方に直交して載置され、
前記第２フレームは、前記第１フレームの上方に直交して載置され、
前記第１フレームは、前記掛止部として上方に突出する突起部を備え、
前記第２フレームは、前記被掛止部として前記突起部を受容する穴部を備える、請求項１に記載の自動車用フレーム構造。

【請求項3】

前記第１フレームは、
前記シャシフレームの幅方向における端縁よりも外方にて、前記シャシフレームの幅方向外側面に当接可能な下当接部を備える、請求項２に記載の自動車用フレーム構造。

【請求項4】

前記第１フレームは、
前記第２フレームの幅方向における端縁よりも外方にて、前記第２フレームの幅方向外側面に当接可能な上当接部を備える、請求項２または３に記載の自動車用フレーム構造。

【請求項5】

前記第１フレームは、長手方向両端部に、当該長手方向に直交するように延びる１枚の板状体であるずれ止め部を備え、
前記ずれ止め部の内側面のうち下部が前記下当接部であり、上部が前記上当接部である、請求項４のうち請求項３を引用するものに記載の自動車用フレーム構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば貨物用自動車における自動車用フレーム構造に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、自動車用のフレーム構造として、例えば特許文献１に記載されたものがある。このフレーム構造は、荷台やタンク等の構造物を設けるために貨物用自動車等が備えるシャシフレームの上方に、一対の縦桁（サイドメンバ）を左右に載置し、この一対の縦桁に対して複数の横桁（クロスメンバ）を固定したものである。横桁の両端部はそれぞれ縦桁に溶接されて井桁状とされている。このため、縦桁が車幅方向に位置ずれすることを防止できる。

【0003】

ところで、自動車が悪路を走行した際等に、前輪または後輪が路面から浮くことで、車両幅方向における片方の車輪が他方の車輪よりも持ち上げられる場合がある。この場合、この持ち上げられた側の車輪にかかる重力でフレーム構造に外力がかかることにより、フレーム構造にねじれが生じる。そして、縦桁と横桁との溶接箇所に大きな応力がかかり、当該箇所に亀裂が生じる等して破壊される可能性がある。こうなると、横桁が縦桁の位置ずれを防止できなくなるため、シャシフレームの上方に設けられた構造物を安定的に保持できなくなる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】実開昭６２−１７８２７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

そこで本発明は、フレーム構造に、ねじれが生じるような外力がかかった場合であっても、破壊を抑制できる自動車用フレーム構造を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、前後方向に延びるように自動車が備えるシャシフレームに対して設けられる自動車用フレーム構造であって、前記シャシフレームの上方に載置される第１フレームと、前記第１フレームの上方に載置され、前記第１フレームに交わる方向に延びる第２フレームと、前記第２フレームを前記シャシフレームに対して固定する固定手段と、を備え、前記第１フレームまたは前記第２フレームのうち一方は掛止部を備え、前記第１フレームまたは前記第２フレームのうち他方は、前記掛止部に対して嵌合する被掛止部を備える、自動車用フレーム構造である。

【0007】

前記構成によれば、掛止部に対して被掛止部が嵌合することにより、第１フレームと第２フレームとの間では位置ずれが防止される。しかも、第１フレームと第２フレームとの間は溶接のように完全に固定されないから、外力がかかった場合にずれが生じ得る。このことにより、第１フレームと第２フレームとの接続箇所に大きな応力がかかりにくい。

【0008】

また、前記第１フレームは、前記シャシフレームの上方に直交して載置され、前記第２フレームは、前記第１フレームの上方に直交して載置され、前記第１フレームは、前記掛止部として上方に突出する突起部を備え、前記第２フレームは、前記被掛止部として前記突起部を受容する穴部を備えることができる。

【0009】

この構成によれば、シャシフレームと第１フレームとを直交する関係とし、かつ、第１フレームと第２フレームとを直交する関係とすることで、井桁状のフレーム構造とすることが可能である。このため、自動車用フレーム構造の形状を単純化できる。また、突起部と穴部との組み合わせによって、前記嵌合する構成を容易に実現できる。

【0010】

また、前記第１フレームは、前記シャシフレームの幅方向における端縁よりも外方にて、前記シャシフレームの幅方向外側面に当接可能な下当接部を備えることができる。

【0011】

この構成によれば、下当接部により第１フレームがシャシフレームに対してずれることを防止できる。このため、第１フレームをシャシフレーム上にとどめることができる。

【0012】

また、前記第１フレームは、前記第２フレームの幅方向における端縁よりも外方にて、前記第２フレームの幅方向外側面に当接可能な上当接部を備えることができる。

【0013】

この構成によれば、上当接部により第２フレームが幅方向に広がることを防止できる。このため、第２フレームの幅方向における形状を維持できる。

【0014】

また、前記第１フレームは、長手方向両端部に、当該長手方向に直交するように延びる１枚の板状体であるずれ止め部を備え、前記ずれ止め部の内側面のうち下部が前記下当接部であり、上部が前記上当接部であることができる。

【0015】

この構成によれば、板状体により下当接部と上当接部とを一部材中に形成できる。このため、第１フレームの構成を単純化できる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によると、第１フレームと第２フレームとの接続箇所に大きな応力がかかりにくいため、フレーム構造に、ねじれが生じるような外力がかかった場合であっても、フレーム構造の破壊を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の一実施形態による自動車用フレーム構造の概略を示す分解斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

次に、本発明につき一実施形態を取り上げて説明を行う。以下における方向の表現は、自動車用フレーム構造（組み合わせ状態、または、組み合わせを前提とした状態）の説明に関しては車両の前後方向、上下方向、幅方向を基準とした表現としている。また、各部材自体の説明に関しては各部材の長手方向を基準とした表現も用いている。

【0019】

本実施形態の自動車用フレーム構造は、自動車が備えるシャシフレームＣｈに対して設けられる。シャシフレームＣｈは前後方向に延び、一対が並列して形成されている。本実施形態の自動車用フレーム構造は、第１フレームとしての横フレーム１、第２フレームとしての縦フレーム２、固定手段３が組み合わされて構成されている。

【0020】

横フレーム１はシャシフレームＣｈの上方に載置される。この横フレーム１はシャシフレームＣｈに対して直交して載置され、長手方向が自動車の幅方向に沿って延びる。横フレーム１は１本または複数本設けられる。

【0021】

横フレーム１は、長手方向寸法がシャシフレームＣｈの幅寸法よりも大きい本体部１１、本体部１１の上面に形成された掛止部としての突起部１２、本体部１１の両端部に固定されたずれ止め部１３を備える。本体部１１とずれ止め部１３は鋼板製であり、三者は溶接により一体とされている。

【0022】

図１に示すように、本体部１１の幅方向両端寄りにおける上面には、突起部１２が上方に突出している。本実施形態の突起部１２は略円柱状とされている。しかし、突起部１２の形状はこれに限定されるものではなく、種々の形状とできる。

【0023】

ずれ止め部１３は、横フレーム１における本体部１１の長手方向に直交するように延びる板状体である。ずれ止め部１３は本体部１１の各端部当たりで１枚設けられている。ずれ止め部１３には補強のためのリブを設けることもできる。一方のずれ止め部１３と他方のずれ止め部１３との距離は、向かい合った（シャシフレームＣｈの幅方向において内側に位置する）内側面間の寸法にて、一対のシャシフレームＣｈの幅方向外側面間の寸法と略同じか、該寸法よりも大きい距離である。より具体的には、一対のシャシフレームＣｈの左右各々の外側で１mm程度の隙間を有するような距離とすることが望ましい。場合によっては、左右のうち一方の外側には隙間が無く、他方の外側にのみ隙間があるように、横フレーム１がシャシフレームＣｈの上方に載置されることもできる。

【0024】

ずれ止め部１３の内側面は、本体部１１の下面より下部が下当接部１３１であり、本体部１１の上面より上部が上当接部１３２である。下当接部１３１は、一対のシャシフレームＣｈの幅方向における端縁よりも外方にて、シャシフレームＣｈの幅方向外側面に当接可能な部分である。そして上当接部１３２は、一対の縦フレーム２の幅方向における端縁よりも外方にて、各縦フレーム２の幅方向外側面に当接可能な部分である。

【0025】

下当接部１３１は、横フレーム１に幅方向の外力が働いた場合、横フレーム１がシャシフレームＣｈに対してずれることを防止できる。また、上当接部１３２は、縦フレーム２に幅方向の外力が働いた場合、縦フレーム２が幅方向に広がることを防止できる。このように、横フレーム１に備えられたずれ止め部１３により、横フレーム１をシャシフレームＣｈ上にとどめつつ、縦フレーム２の幅方向における形状を維持できる。また、本実施形態のずれ止め部１３は板状体であって、この板状体により、作用の異なる下当接部１３１と上当接部１３２とを一部材中に形成できる。このため、下当接部１３１と上当接部１３２とを別々に形成することに比べ、横フレーム１の構成を単純化できる。

【0026】

縦フレーム２は一対が横フレーム１の上方に載置される。この縦フレーム２は横フレーム１に対して直交して載置され、自動車の前後方向に沿って延びる。縦フレーム２は各シャシフレームＣｈの上方に沿って延びている。

【0027】

縦フレーム２の下部のうち、横フレーム１と交差する部分には横フレーム用凹部２１が形成されている。固定手段３による固縛前後にて、この横フレーム用凹部２１の上下寸法は、横フレーム１の上下寸法に略一致している。また、横フレーム用凹部２１の前後寸法は、横フレーム１の前後寸法よりもやや大きくされている。具体的には、横フレーム用凹部２１の上下寸法は、横フレーム１に対して僅かな隙間（更に具体的には、固定手段３による固縛状態で１mm以下の隙間）ができる寸法が望ましい。ただし、縦フレーム２の下面がシャシフレームＣｈの上面から浮いてしまうように横フレーム用凹部２１の上下寸法を設定することは避けるべきである。また、横フレーム用凹部２１の前後寸法は、横フレーム１の前後に隙間ができるようにすることが望ましい。なお、横フレーム１の突起部１２と縦フレーム２の穴部との間で「遊び」を設ける場合には、横フレーム用凹部２１の寸法は前記「遊び」の寸法よりも大きくされる。この横フレーム用凹部２１は本発明において必須ではなく、設けないこともできる。更に、本実施形態とは逆に、横フレーム１に凹部を、縦フレーム２が入るように設けることもでき、また、横フレーム１及び縦フレーム２のいずれにも凹部を設けることができる。すなわち、横フレーム１及び縦フレーム２のうち少なくとも一方に凹部を設けることができる。

【0028】

縦フレーム２において、前記横フレーム用凹部２１の形成された部分には、被掛止部としての穴部２２が上下方向に貫通している。この穴部２２は、横フレーム１における突起部１２に対して可動に嵌合する。本実施形態の穴部２２は円形とされており、その内径（直径）は、突起部１２の直径と略等しい。しかし、穴部２２の形状及び寸法はこれに限定されるものではない。

【0029】

固定手段３は、縦フレーム２をシャシフレームＣｈに対して固縛することにより固定する手段であって、例えば図１に示すような略Ｕ字状のボルトを用いることができる。横フレーム１はシャシフレームＣｈと縦フレーム２とにより挟まれるので、固定手段３の固縛力により、間接的に固定されることになる。しかし固定手段３の具体的構成はこれに限定されない。例えばシャシフレームＣｈと縦フレーム２とにわたる別部材を溶接やボルト止めにより両フレームＣｈ，２に固定してもよい。このように、シャシフレームＣｈに対して縦フレーム２を両者の位置を定めた状態で固定できるものであれば、種々の構成で実施できる。また、固定手段３として固縛手段を用いる場合には、シャシフレームＣｈに対して縦フレーム２を縛ることにより両者の位置を定めた状態で固定できるものであれば、種々の構成で実施できる。

【0030】

ここで、本実施形態において突起部１２と穴部２２とが「可動に嵌合する」とは、突起部１２が穴部２２に挿入された状態で、突起部１２が穴部２２に対して固着はされておらず、摺動しながら回動できることを言う。つまり、前記「可動」の方向は突起部１２の回動方向である。

【0031】

本実施形態では、掛止部が突起部１２とされ、被掛止部が穴部２２とされている。このように突起部１２と穴部２２との組み合わせとすることで、可動に嵌合する構成を容易に実現できる。ただし、本実施形態とは逆に、掛止部が穴部２２とされ、被掛止部が突起部１２とされることもできる。また、掛止部と被掛止部は、可動に嵌合する関係にあれば、他の形態とすることもできる。

【0032】

このように構成された本実施形態の自動車用フレーム構造では、突起部１２に対して穴部２２が嵌合することにより、横フレーム１と縦フレーム２との間では位置ずれが防止される。しかも、横フレーム１と縦フレーム２との間は溶接のように完全に固定されないから、外力がかかった場合、突起部１２が穴部２２に対して摺動しながら回動することでずれが生じ得る。このことにより、横フレーム１と縦フレーム２との接続箇所に大きな応力がかかりにくい。よって、フレーム構造の破壊を抑制できる。

【0033】

特に本実施形態では、突起部１２に対して穴部２２が可動に嵌合する（嵌合後における回動が許容されるように嵌合する）ことにより、横フレーム１と縦フレーム２との間は固着（外力を受けても不可動であるように固定された状態）されないものの、回動範囲外の位置ずれが防止される。このため、溶接による接続に比べると、外力がかかった場合でも許容する可動範囲内のずれを生じさせることができる。したがって、横フレーム１と縦フレーム２との接続箇所に大きな応力がかかりにくい構成を容易に実現できる。

【0034】

なお、突起部１２と穴部２２とが「可動に嵌合する」ことを、横フレーム１と縦フレーム２とが「遊び」を持って、すなわち、所定範囲の変位を許容するように嵌合されていると、前記実施形態よりも拡張して定義することもできる。この一例として、JISに規定されている「すきまばめ」嵌合が挙げられる。また例えば、突起部１２と穴部２２との間に１mm以下の隙間ができるように各部の寸法を設定することができる。前記定義による場合、前記「可動」の方向は上下方向及び水平方向である。そして、前記「可動」の範囲は、上下方向については、固定手段３（下記）の固縛度合により定まる。水平方向については、突起部１２の外周面が穴部２２の内周面に対して当接するまでの距離により定まる。この定義によると、許容する可動範囲を超える大きな位置ずれは、上下方向については固定手段３により規制され、水平方向については突起部１２と穴部２２との当接により規制される。よって、大きな位置ずれが防止される。

【0035】

また、前記定義による場合、穴部２２が突起部１２に対して可動に嵌合するように構成したものに限定されず、外力がかからない状態では不動に嵌合するように構成されていてもよい。このように構成しても、大きな外力に対しては、前記実施形態と同様、摺動しながらの回動により、横フレーム１と縦フレーム２との間でずれを生じさせることができる。

【0036】

また、本実施形態では、シャシフレームＣｈと横フレーム１とを直交する関係とし、かつ、横フレーム１と縦フレーム２とを直交する関係とすることで、各フレーム１，２が一対存在する場合に井桁状のフレーム構造とできる。このため、自動車用フレーム構造の形状を単純化できる。

【0037】

以上、本発明につき一実施形態を取り上げて説明したが、本発明は前記実施形態に限定されない。

【0038】

本発明の自動車用フレーム構造の適用は、前記実施形態のような貨物自動車に限定されるものでなく、種々の自動車に適用可能である。

【0039】

また、前記実施形態では第１フレームを横フレーム１とし、第２フレームを縦フレーム２としていた。これとは反対に、シャシフレームＣｈの上方に縦フレームを載置し、縦フレームの上方に横フレームを載置した構成、つまり、第１フレームを縦フレームとし、第２フレームを横フレームとすることもできる。

【0040】

また、前記実施形態では、シャシフレームＣｈと第１フレーム（横フレーム１）とが直交する関係にあり、第１フレーム（横フレーム１）と第２フレーム（縦フレーム２）とが直交する関係にあったが、９０度以外の種々の角度で交わる関係とできる。

【0041】

また、横フレーム１及び縦フレーム２は種々の素材から形成でき、例えば、鋼板、チャンネル材、アングル材、Ｈ鋼、鋼管から形成できる。

【符号の説明】

【0042】

１ 第１フレーム、横フレーム
１１ 本体部
１２ 掛止部、突起部
１３ ずれ止め部
１３１ 下当接部
１３２ 上当接部
２ 第２フレーム、縦フレーム
２２ 被掛止部、穴部
３ 固定手段
Ｃｈ シャシフレーム

【図1】