特開 2022-85065 車両のフレーム構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022085065

(43)【公開日】2022-06-08

(54)【発明の名称】車両のフレーム構造

(51)【国際特許分類】

   B62D 21/02 20060101AFI20220601BHJP

【ＦＩ】

B62D21/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020196546

(22)【出願日】2020-11-27

(71)【出願人】

【識別番号】598051819

【氏名又は名称】ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト

【氏名又は名称原語表記】Ｄａｉｍｌｅｒ ＡＧ

【住所又は居所原語表記】Ｍｅｒｃｅｄｅｓｓｔｒａｓｓｅ １２０，７０３７２ Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ，Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100187322

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 直輝

(74)【代理人】

【識別番号】100111143

【弁理士】

【氏名又は名称】安達 枝里

(72)【発明者】

【氏名】石黒 雅也

(72)【発明者】

【氏名】小此木 茂

(72)【発明者】

【氏名】秋山 二朗

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 満

【テーマコード（参考）】

3D203

【Ｆターム（参考）】

3D203AA13

3D203BA03

3D203CA52

3D203DA12

(57)【要約】

【課題】ブレーキチャンバとの干渉を回避しつつ、必要な強度を確保するための補強部材を設けた車両のフレーム構造を提供する。
【解決手段】第１側壁部１１と第１上壁部１３と第１下壁部１２とから形成される断面コの字形状のサイドレール１０と、断面コの字形状をなし、車両上下方向の長さが第１側壁部より小さく、第１側壁部の内側に取り付けられる第１補強部材２０と、断面Ｌ字形状をなし、車両上下方向の長さが第１側壁部より小さく、第１側壁部の車幅方向外側に取り付けられる第２補強部材３０と、断面Ｌ字形状をなし車幅方向に延在して、サイドレールを接続する第３補強部材４０と、サイドレールの下に配置される車両のブレーキチャンバ３と、を備え、サイドレールは、第１下壁部において、ブレーキチャンバの車両上下方向の直上に切欠き部１４が形成されており、第１～第４補強部材は、少なくとも一部が切欠き部の直上に位置するように取り付けられる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１側壁部と第１上壁部と第１下壁部とから形成される断面コの字形状をなし、コの字の開口が車幅方向に対向して車両前後方向に延在する一対のサイドレールと、
第２側壁部と第２上壁部と第２下壁部とから形成される少なくとも一部が断面コの字形状をなし、前記第２側壁部の車両上下方向の長さが前記第１側壁部の車両上下方向の長さより小さく、前記第２側壁部が前記第１側壁部の車幅方向内側の面に接し、かつ、前記第２上壁部が前記第１上壁部の車両上下方向の内側の面に接して取り付けられる第１補強部材と、
第３側壁部と第３下壁部とから形成される断面Ｌ字形状をなし、前記第３側壁部の車両上下方向の長さが前記第１側壁部の車両上下方向の長さより小さく、前記第３側壁部が前記第１側壁部の車幅方向外側の面に接して取り付けられる第２補強部材と、
断面Ｌ字形状をなし車幅方向に延在して、前記一対のサイドレールを接続する第３補強部材と、
前記サイドレールの下に配置される車両のブレーキチャンバと、
を備え、
前記サイドレールは、前記第１下壁部において、前記ブレーキチャンバの車両上下方向の直上に切欠き部が形成されており、
前記第１補強部材、前記第２補強部材、及び前記第３補強部材は、少なくとも一部が前記切欠き部の直上に位置するように取り付けられる、
ことを特徴とする車両のフレーム構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は車両のフレーム構造に関する。

【背景技術】

【0002】

大型や中型のトラックなどは、加圧空気を発生させるための空気圧縮機を用い、加圧空気でブレーキ装置の作動やエアーサスペンションの弾性力付与を行っているものがある。例えば、特許文献１には、加圧空気をブレーキ装置のブレーキチャンバやエアーサスペンションのエアスプリングに供給するエアー供給路を備えた車両が開示されている。こうしたブレーキ装置等は、一対のサイドレールと、これらサイドレールに略直行して配設される複数のクロスメンバと、から構成されるフレーム構造に懸架されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２－１３１２８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、サイドレールの直下にブレーキチャンバが配置される場合、車両が積載状態で、車体が振動するとサイドレールの下側フランジ（下壁部）にブレーキチャンバが干渉する虞がある。そこで、サイドレールにおいて、干渉する箇所を凹ませることが考えられるが、凹ませる場合は、新たに型が必要となり、型の製造費がかかるため、コストが高くなる。また、型を製造するには、また、多くの時間を要する虞がある。よって、サイドレールとブレーキチャンバの干渉を避けるため、サイドレールに切欠き部を設けることが考えられる。しかし、サイドレールに切欠き部を設けた場合、サイドレールの強度が問題になる可能性がある。

【0005】

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、サイドレールに切り欠き部を設けてブレーキチャンバとの干渉を回避しつつ、必要な強度を確保するための補強部材を設けた車両のフレーム構造を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様又は適用例として実現することができる。

【0007】

本適用例に係る車両のフレーム構造は、第１側壁部と第１上壁部と第１下壁部とから形成される断面コの字形状をなし、コの字の開口が車幅方向に対向して車両前後方向に延在する一対のサイドレールと、第２側壁部と第２上壁部と第２下壁部とから形成される少なくとも一部が断面コの字形状をなし、前記第２側壁部の車両上下方向の長さが前記第１側壁部の車両上下方向の長さより小さく、前記第２側壁部が前記第１側壁部の車幅方向内側の面に接し、かつ、前記第２上壁部が前記第１上壁部の車両上下方向の内側の面に接して取り付けられる第１補強部材と、第３側壁部と第３下壁部とから形成される断面Ｌ字形状をなし、前記第３側壁部の車両上下方向の長さが前記第１側壁部の車両上下方向の長さより小さく、前記第３側壁部が前記第１側壁部の車幅方向外側の面に接して取り付けられる第２補強部材と、断面Ｌ字形状をなし車幅方向に延在して、前記一対のサイドレールを接続する第３補強部材と、前記サイドレールの下に配置される車両のブレーキチャンバと、を備え、前記サイドレールは、前記第１下壁部において、前記ブレーキチャンバの車両上下方向の直上に切欠き部が形成されており、前記第１補強部材、前記第２補強部材、及び前記第３補強部材は、少なくとも一部が前記切欠き部の直上に位置するように取り付けられる、ことを特徴とする。

【0008】

このように構成された車両のフレーム構造は、サイドレールのブレーキチャンバが直下に配置される箇所に切欠き部が設けられている。これにより、車両が積載状態で沈み込んだ場合でも、サイドレールの直下にあるブレーキチャンバとの干渉を避けることができる。また、サイドレールの第１側壁部の両側面に第１補強部材と第２補強部材が取り付けられた領域は、車幅方向の厚みが実質的に増加し、当該領域全体の変形が抑制される。また、左右一対のサイドレールは、切欠き部の直上に配置される第３補強部材により相互に接続され拘束されることにより更に変形が抑制される。このようにして、サイドレールの切欠き部の強度低下を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施形態の車両のフレーム構造を適用した車両の後輪部分を左上方から見た部分斜視図である。

【図2】本発明の一実施形態の車両のフレーム構造を車両内側から見た部分斜視図である。

【図3】本発明の一実施形態の車両のフレーム構造を車両外側から見た部分斜視図である。

【図4】サイドレールの部分斜視図である。

【図5】内側スティフナの斜視図である。

【図6】外側スティフナの斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。

【0011】

図１は、本発明の一実施形態の車両のフレーム構造を適用した車両１の後輪部分を左上方から見た部分斜視図である。車両１は、例えば、運送を目的とするトラックである。図１において車両１は、ブレーキドラム２Ｒ、２Ｌ、ブレーキドラム２Ｒ、２Ｌに備えられたブレーキシュー（不図示）を圧縮空気で駆動制御するブレーキチャンバ３Ｒ、３Ｌ、その他の艤装品、これら艤装品を懸架するためのラダー形のフレーム構造４、を備える。なお、前後とは車両の前後、上下とは車両の鉛直方向（垂直方向）における上下、左右とは車両の車幅方向における左右を示しているものとして、以下説明する。図１では車両１の左後輪部分を代表に説明するが、右後輪部分も同様の構成をなしており、詳しい説明は省略する。

【0012】

ブレーキドラム２Ｒ、２Ｌは、車両１に搭載されるのエアブレーキ機構の構成部品であり、図示しない各車軸に固定され、車軸とともに回転する円筒形状の部材（ドラム）の内側にブレーキシューが押し付けられて、制動力や拘束力を得るためのものである。

【0013】

ブレーキチャンバ３Ｒ、３Ｌは、圧縮空気の圧力を機械的往復運動に変換し、ブレーキドラム２Ｒ、２Ｌのブレーキシューを動かすためのアクチュエーターである。ブレーキチャンバ３Ｒ、３Ｌは、ブレーキドラム２Ｒ、２Ｌの前方に隣接して設置され、本実施形態では、フレーム構造４の後述するサイドレール１０Ｒ、１０Ｌの直下に配置されている。

【0014】

フレーム構造４は、左右一対のサイドレール１０Ｒ、１０Ｌ及び複数のクロスメンバ５Ａ、５Ｂを備える。サイドレール１０Ｒ、１０Ｌは、車両１の前後方向に延在し、互いに平行に配置される。また、サイドレール１０Ｒ、１０Ｌは、断面コ字型に形成され、それぞれコの字の開口を車幅方向に対向して配置される。クロスメンバ５Ａ、５Ｂは、左側の左サイドレール１０Ｌと右側の右サイドレール１０Ｒを接続する。図１において、一方のクロスメンバ５Ａはブレーキドラム２Ｌ、２Ｒ及びブレーキチャンバ３Ｌ、３Ｒよりも車両前方側に、他方のクロスメンバ５Ｂはブレーキドラム２Ｌ、２Ｒ及びブレーキチャンバ３Ｌ、３Ｒよりも車両後方側に配置されている。

【0015】

また、フレーム構造４は、サイドレール１０Ｒ、１０Ｌの車幅方向内側に取り付けられる第１補強部材として内側スティフナ２０Ｒ、２０Ｌ（図１では右側のみ表示）と、サイドレール１０Ｒ、１０Ｌの車幅方向外側に取り付けられる第２の補強部材としての外側スティフナ３０Ｒ、３０Ｌ（図１では左側のみ表示）と、右サイドレール１０Ｒと左サイドレール１０Ｌとを接続する第３の補強部材としての補助クロスメンバ４０を備える。以下、本実施形態のフレーム構造４の構造は基本的に左右対称であるため、部分的な詳細については右側の構造を示す図を用いて説明し、左側については省略する。

【0016】

図２は、本発明の一実施形態の車両のフレーム構造４の右側部分を車両内側下方から見た斜視図である。図３は、本発明の一実施形態の車両のフレーム構造４の右側部分を車両外側上方から見た斜視図である。具体的には、本実施形態の車両のフレーム構造４の主要部であるサイドレール１０Ｒ、内側スティフナ２０Ｒ、外側スティフナ３０Ｒ、補助クロスメンバ４０を、それぞれ、車両内側又は車両外側から見た斜視図である。また、図４はサイドレール１０Ｒのみの部分斜視図である。

【0017】

図２、図３及び図４に示すように、サイドレール１０Ｒは、前後方向及び上下方向に延びる平板状の第１側壁部１１Ｒ（いわゆるウェブ）と、第１側壁部１１Ｒの下辺及び上辺から車幅方向に平行に延びる板状の第１下壁部１２Ｒ及び第１上壁部１３Ｒ（いわゆるフランジ）と、を有してコの字形状に形成されている。サイドレール１０Ｒは、艤装品を支持又は懸架するために十分な板厚及び大きさを有し、例えば板金を曲げ加工して形成される。

【0018】

また、サイドレール１０Ｒは、少なくとも第１下壁部１２Ｒにおいて、ブレーキチャンバ３Ｒの直上に切欠き部１４Ｒが形成されている。具体的には、切欠き部１４Ｒは、車幅方向及び車両上下方向においては第１下壁部１２Ｒから第１側壁部１１Ｒに亘り、かつ、車両前後方向にはブレーキチャンバ３Ｒの前後方向の長さより小さく、形成されている。更に、サイドレール１０Ｒは、切欠き部１４Ｒの直上において、第１側壁部１１Ｒにパイロット孔１５Ｒを有する。なお、図示しないが、サイドレール１０Ｒには艤装品等を取り付けるための取付孔を多数有しており、これら取付孔よりもパイロット孔１５Ｒは径の大きい円孔である。内側スティフナ２０Ｒ、外側スティフナ３０Ｒ、補助クロスメンバ４０にも取付孔が形成されており、各取付孔に図示しないボルトやリベット等の固定部材を用いてサイドレール１０Ｒに各補強部材が取り付けられている。

【0019】

図５は、内側スティフナ２０Ｒの斜視図である。図２、図５に示すように、内側スティフナ２０Ｒは、平板状の第２側壁部２１Ｒと、第２側壁部２１Ｒの下辺全体から車幅方向内側に延びる板状の第２下壁部２２Ｒ及び第２側壁部２１Ｒの上辺の車両後部側の一部から車幅方向内側に延びる板状の第２上壁部２３Ｒと、とから形成されている。つまり、内側スティフナ２０Ｒの車両前側は断面Ｌ字状に、車両後側は断面コの字状に形成されている。このように、車両後側のみに第２上壁部２３Ｒを形成することで、軽量化を図りつつサイドレール１０Ｒを補強することができる。また、内側スティフナ２０Ｒは、第２側壁部２１Ｒにおいて、サイドレール１０Ｒのパイロット孔１５Ｒに対応する位置に同径のパイロット孔２４Ｒを有する。内側スティフナ２０Ｒは、サイドレール１０Ｒと同じ材質又はより機械的強度の高い材質の板金を曲げ加工して形成される。

【0020】

内側スティフナ２０Ｒは、図２に示すように、第２上壁部２３Ｒの上面がサイドレール１０Ｒの第１上壁部１３Ｒの下面と接して、かつ、第２側壁部２１Ｒの車幅方向外側面がサイドレール１０Ｒの第１側壁部１１Ｒの車幅方向内側面と接して、取り付けられている。また、内側スティフナ２０Ｒは、図２に示すように、第２側壁部２１Ｒの車両上下方向の長さが、サイドレール１０Ｒの第１側壁部１１Ｒの車両上下方向の長さより小さく、車両前後方向の長さがブレーキチャンバ３Ｒの車両前後方向の長さより大きい。即ち、内側スティフナ２０Ｒの全体がサイドレール１０Ｒの内側に収容される大きさである。具体的には、車両上下方向において、第２下壁部２２Ｒは第１側壁部１１Ｒの切欠き部１４Ｒの上端付近の位置に来る長さである。

【0021】

また、内側スティフナ２０Ｒは、図１に示すように、パイロット孔２４Ｒから車両前側がクロスメンバ５Ａの取付位置まで伸びている。このように内側スティフナ２０Ｒが、隣接するクロスメンバ５Ａの領域まで延長されていることにより、クロスメンバ５Ａの取り付けに対する補強も兼ねることができる。

【0022】

図６は、外側スティフナ３０Ｒの斜視図である。図３、図６に示すように、外側スティフナ３０Ｒは、平板状の第３側壁部３１Ｒと、第３側壁部３１Ｒの下辺全体から車幅方向外側に延出する第３下壁部３２Ｒとから形成される、断面Ｌ字の形状をなしている。また、外側スティフナ３０Ｒは、第３側壁部３１Ｒにおいて、サイドレール１０Ｒのパイロット孔１５Ｒに対応する位置に同径のパイロット孔３３Ｒを有する。外側スティフナ３０Ｒは、例えば、サイドレール１０Ｒと同じ材質又はより機械的強度の高い材質の板金を曲げ加工して形成される。

【0023】

外側スティフナ３０Ｒは、図３に示すように、第３側壁部３１Ｒの車幅方向内側面がサイドレール１０Ｒの第１側壁部１１Ｒの車幅方向外側面と接して、サイドレール１０Ｒに取り付けられている。また、外側スティフナ３０Ｒは、第３側壁部３１Ｒの車両上下方向の長さがサイドレール１０Ｒの第１側壁部１１Ｒの車両上下方向の長さより小さい。具体的には、車両上下方向において、第３下壁部３２Ｒが第１側壁部１１Ｒの切欠き部１４Ｒの上端位置よりも上側に位置している。

【0024】

サイドレール１０Ｒ、内側スティフナ２０Ｒ、外側スティフナ３０Ｒの、それぞれのパイロット孔１５Ｒ、２４Ｒ、３３Ｒは、同サイズ及び同形状であり、サイドレール１０Ｒに対して内側スティフナ２０Ｒ及び外側スティフナ３０Ｒを位置決めに用いることが可能な孔である。これにより、内側スティフナ２０Ｒ及び外側スティフナ３０Ｒは、その少なくとも一部が切欠き部１４Ｒの真上に位置するようにサイドレール１０Ｒに取り付けられる。また、第１側壁部１１Ｒ、第２側壁部２１Ｒ、第３側壁部３１Ｒは、その他にも図示しない取付孔等各種の孔が形成されるが、サイドレール１０Ｒに内側スティフナ２０Ｒ及び外側スティフナ３０Ｒ、が装着された状態で、取付孔の形状、サイズ及び位置が一致するように形成されている。

【0025】

再び図１、図２、及び図３を参照すると、補助クロスメンバ４０は、それぞれ車両上下方向に延びる平板状の第４側壁部４１と、当該第４側壁部４１の下辺から車両前方に延びる板状の第４下壁部４２とから形成される断面Ｌ字形状をなし、車幅方向に延在する。また、補助クロスメンバ４０は、第４側壁部４１の車幅方向両端部分においては、上側の一部から車両前方に延出する固定部４３Ｒ、４３Ｌ（図２に右側の固定部４３Ｒのみ表示）を有する。図２に示すように、固定部４３Ｒの車幅方向外側面が内側スティフナ２０Ｒの第２側壁部２１Ｒの車幅方向内側面と当接して取り付けられている（補助クロスメンバ４０の左側の固定部４３Ｌも同様）。このようにして、補助クロスメンバ４０は、左右一対のサイドレール１０Ｒ、１０Ｌを接続する。更に、補助クロスメンバ４０は取り付けられた状態において、固定部４３Ｒがパイロット孔１５Ｒ、２４Ｒ、３３Ｒの直上に位置し、第４下壁部４２の右端がパイロット孔１５Ｒ、２４Ｒ、３３Ｒの直下に位置している。すなわち、補助クロスメンバ４０は、切欠き部１４Ｒの直上に位置するように取り付けられる。このようにパイロット孔１５Ｒ、２４Ｒ、３３Ｒは補助クロスメンバ４０の位置決めにも使用可能である。

【0026】

このように構成された車両１のフレーム構造４は、ブレーキチャンバ３Ｒが直下に配置される箇所において、サイドレール１０Ｒに切欠き部１４Ｒが設けられている。つまり、サイドレール１０Ｒにおいてブレーキチャンバ３Ｒの直上に切欠き部１４Ｒが形成されている。これにより、車両１が積載状態で沈み込んだ場合でも、サイドレール１０Ｒとブレーキチャンバ３Ｒとの干渉を避けることができる。また、サイドレール１０Ｒの第１側壁部１１Ｒの車幅方向両側の面に内側スティフナ２０Ｒと外側スティフナ３０Ｒが取り付けられた領域は、車幅方向の厚みが実質的に増加し、当該領域全体の変形が抑制される。更に、応力が集中しやすい切欠き部１４Ｒ付近に、車幅方向に広がる面を有する第２下壁部２２Ｒと第３下壁部３２Ｒが配置されることにより、切欠き部１４Ｒ付近の変形が抑制される。また、左右一対のサイドレール１０Ｒ、１０Ｌは、切欠き部１４Ｒの直上に配置される補助クロスメンバ４０により相互に接続され拘束されることにより更に変形が抑制される。このようにして、サイドレール１０Ｒの切欠き部１４Ｒの強度低下を抑制することができる。

【0027】

以上で本発明に係る車両のフレーム構造の実施形態についての説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。

【0028】

上記実施形態においては、内側スティフナ２０Ｒ、外側スティフナ３０Ｒ、補助クロスメンバ４０は固定部材を用いてサイドレール１０Ｒに固定されていたが、溶接により固定しても構わない。これにより、確実に固定でき、ボルト緩み等の点検も不要となる。

【符号の説明】

【0029】

１ 車両
２Ｒ、２Ｌ ブレーキドラム
３Ｒ、３Ｌ ブレーキチャンバ
４ フレーム構造
５Ａ、５Ｂ クロスメンバ
１０Ｒ、１０Ｌ サイドレール
１１Ｒ、１１Ｌ 第１側壁部
１２Ｒ、１２Ｌ 第１下壁部
１３Ｒ、１３Ｌ 第１上壁部
１４Ｒ、１４Ｌ 切り掛け部
１５Ｒ、１５Ｌ パイロット孔
２０Ｒ、２０Ｌ 内側スティフナ
２１Ｒ、２１Ｌ 第２側壁部
２２Ｒ、２２Ｌ 第２下壁部
２３Ｒ、２３Ｌ 第２上壁部
２４Ｒ、２４Ｌ パイロット孔
３０Ｒ、３０Ｌ 外側スティフナ
３１Ｒ、３１Ｌ 第３側壁部
３２Ｒ、３２Ｌ 第３下壁部
３３Ｒ、３３Ｌ パイロット孔
４０ 補助クロスメンバ
４１ 第４側壁部
４２ 第４下壁部
４３Ｒ、４３Ｌ 固定部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】