(57)【要約】【課題】フレームの生産性向上と、車両の組立ラインにおける組立作業能率の向上とが同時に図れるようにした車両のフレーム構造を提供する。【解決手段】前部フレーム１と後部フレーム２を設け、前部フレーム１を構成する前部サイドレール８ａ，８ｂの後端と後部フレーム２を構成する後部サイドレール１０ａ，１０ｂの前端とを所要の長さで重ね合わせ、重ね合わせ部１４を、フレーム長手方向を縦軸、縦軸と直交する高さ方向を横軸としたときの横軸長さに対して縦軸長さが２〜４倍となる菱形Ｈ上に配置した接合点１５で一体に固定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前部フレームと後部フレームを設け、前部フレームを構成する前部サイドレールの後端と後部フレームを構成する後部サイドレールの前端とを所要の長さで重ね合わせ、該重ね合わせ部を、フレーム長手方向を縦軸、該縦軸と直交する高さ方向を横軸としたときの横軸長さに対して縦軸長さが２〜４倍となる菱形上に配置した接合点で一体に固定したことを特徴とする車両のフレーム構造。
【請求項２】
前記接合点が、前記縦軸を挟んでハの字形と逆ハの字形が対向して配置されたことを特徴とする請求項１に記載の車両のフレーム構造。
【請求項３】
前部フレームにエンジン及びキャブが搭載されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の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し、特にキャブ付きトラックのようにエンジン及びキャブ等の共通の構成要素を搭載する車両前部と荷台を搭載する車両後部とを備えた車両に好適に適用し得る車両のフレーム構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
トラック等の車両には、キャブ、エンジン、サスペンション、ホイールベース、荷台等の構成要素を搭載するためのフレームが備えられる。
【０００３】
従来から使用されている車両のフレームとしては、車両の前後方向に延びる左右のサイドレールと、該両サイドレール間を長手方向複数個所で固定する短尺のクロスメンバとにより構成した梯子型フレームが一般に用いられていた。
【０００４】
一方、前記フレームの材料コストと製造コストを低減する目的で、フレームを構成するサイドレールを前後に分割し、その分割したサイドレールを、補強構造を備えて溶接、リベット等により接合したものが特許文献１に示されている。
【特許文献１】特開平０６−０８７４６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来から一般に用いられてきた継目のない一体物のフレームでは、キャブ、エンジン、サスペンション、ホイールベース、長さの異なる荷台等の種々の構成要素を搭載して仕様が異なる多品種の車両を組み立てる際に、一体物のフレームで対応していたために、各々の仕様に応じた多種類のフレームを製造する必要があり、フレームの生産性が悪いという問題があった。
【０００６】
更に、組立ラインで構成要素を搭載して車両を組み立てる際に、仕様に応じた一体物のフレーム上に対し最終工程まで一貫した組み立てを行う必要があり、このために組立ライン中に複数の仕様の組立作業が混在することになって、組立作業の能率向上が図れないという問題があった。
【０００７】
又、特許文献１に示される分割したフレームは、サイドレールを長さ方向に分割して生産し、その分割したサイドレールを補強構造を備えて溶接、リベット等にて接合することにより一体物のサイドレールとし、この一体物としたサイドレール間を横断部材（クロスメンバ）にて固定することにより組み立てている。しかし、溶接接合によってサイドレールを構成する場合は熱変形を生じる問題があり、そのためにフレーム上に構成要素を搭載した後では溶接することができず、従って溶接接合によってフレームが組み立てられた後でなければ構成要素が搭載できない。このため、従来と同様に仕様に応じた一体物のフレームを組み立てる必要があり、よって従来の一体物のフレームの場合と全く同様の問題が生じることになる。又、溶接接合では変形が生じ易いために溶接作業に熟練を要し、且つ溶接接合には時間がかかるために作業能率も悪いという問題がある。
【０００８】
一方、分割したサイドレールをリベット等で接合する場合は、分割したサイドレールに予めリベット接合のための多数の穴開け加工を施す必要があるが、この穴開け作業が大変でありフレームの生産性が低いという問題がある。又、サイドレールに多数の穴を開けるためにフレームの強度が低下する問題があり、よってこのために補強構造を施す必要がある。
【０００９】
本発明は、このような課題に鑑みてなしたもので、キャブ付きトラックのように、エンジン及びキャブ等の共通の構成要素を搭載する車両前部と荷台を搭載する車両後部とを備えた車両に好適に適用して、フレームの生産性向上と、車両の組立ラインにおける組立作業能率の向上とが同時に図れるようにした車両のフレーム構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、前部フレームと後部フレームを設け、前部フレームを構成する前部サイドレールの後端と後部フレームを構成する後部サイドレールの前端とを所要の長さで重ね合わせ、該重ね合わせ部を、フレーム長手方向を縦軸、該縦軸と直交する高さ方向を横軸としたときの横軸長さに対して縦軸長さが２〜４倍となる菱形上に配置した接合点で一体に固定したことを特徴とする車両のフレーム構造、に係るものである。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、前記接合点が、前記縦軸を挟んでハの字形と逆ハの字形が対向して配置されたことを特徴とする請求項１に記載の車両のフレーム構造、に係るものである。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、前部フレームにエンジン及びキャブが搭載されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両のフレーム構造、に係るものである。
【００１３】
而して、上記フレーム構造では、エンジン及びキャブ等の共通の構成要素を搭載して車両前部を構成するための前部フレームと、長さが異なる荷台等を搭載して仕様に応じた車両後部を構成するための後部フレームとを設け、前部フレームを構成する前部サイドレールの後端と後部フレームを構成する後部サイドレールの前端とを所要の長さで重ね合わせ、該重ね合わせ部を、フレーム長手方向を縦軸、該縦軸と直交する高さ方向を横軸としたときの横軸長さに対して縦軸長さが２〜４倍となる菱形上に配置した接合点で一体に固定する。
【００１４】
前記接合点での接合には、ボルト、リベット、スポット、ブラインドリベット及びナット、ポップナット、メカニカルクリンチ、セルフピアスリベット、ＦＳＪ、アメリカ特許第３，７７１，２１６号に示されるようなディンプル接合方法或いはその他の方法の接合手段の１つを用いるか、又は上記接合手段の２つ以上を組み合わせて用いることができ、前記接合点には予め接合孔が形成されるか、または接合ポイントのマークが施される。
【００１５】
前記した如く、重ね合わせ部を、横軸長さに対して縦軸長さが２〜４倍となる菱形に配置した接合点で接合したことにより、各接合点に対する負荷が分散して、一部の接合点に応力が集中する問題を防止することができ、よって前部サイドレールと後部サイドレールの重ね合わせ部を、少ない接合点により高強度に接合することが可能になる。又、少数の接合点によって重ね合わせ部を高強度に固定できるため、接合孔の孔開けによって重ね合わせ部の強度が低下する問題を防止でき、更に接合作業数を減少して組立て作業能率を向上させることができる。更に、菱形に直線配置される少数の接合点は精度良く配置して形成することができるため、エンジン及びキャブ等の共通の構成要素が搭載される前部フレームは規格品として流れ作業により大量生産することができる。更に、組立ラインにおいては、前部フレームにエンジン及びキャブ等の共通の構成要素を搭載して車両前部を組み立てる作業を流れ作業により高能率に行うことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のフレーム構造によれば、前部フレームを構成する前部サイドレールの後端と、後部フレームを構成する後部サイドレールの前端とを所要の長さで重ね合わせ、該重ね合わせ部を、フレーム長手方向を縦軸、該縦軸と直交する高さ方向を横軸としたときの横軸長さに対して縦軸長さが２〜４倍となる菱形上に配置した接合点で一体に固定するので、各接合点に対する負荷が分散して、一部の接合点に応力が集中する問題を防止することができ、よって前部サイドレールと後部サイドレールの重ね合わせ部を、少ない接合点により高強度に接合することが可能になる効果がある。
【００１７】
又、少数の接合点によって重ね合わせ部を高強度に固定できるため、接合孔の孔開けによって重ね合わせ部の強度が低下する問題を防止でき、更に接合作業数を減少して組立て作業能率を向上できる効果がある。
【００１８】
更に、菱形に直線配置される少数の接合点は精度良く配置して形成することができるため、前部フレームはエンジン及びキャブ等の共通の構成要素を搭載するための一定の規格品とすることができ、よって前部フレームを流れ作業により大量生産することが可能になる効果がある。
【００１９】
そして、荷台の長さ等の仕様に応じた後部フレームには荷台等を搭載して車両後部を組み立てた後、組立ラインの最終段において、車両前部の前部フレームに車両後部の後部フレームを少ない数の接合点の接合により固定することで車両が組み立てられるので、車両組立の生産性を大幅に向上できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面により、本発明の一実施形態にかかる車両のフレーム構造について説明する。図５は本発明の車両のフレーム構造の一例を示す平面図である。本発明の車両のフレームは、別々に備えた前部フレーム１と後部フレーム２とにより構成される。前部フレーム１は、エンジン３及びキャブ４等の共通の構成要素を搭載することによって車両前部５を構成するものであり、又、後部フレーム２は、長さが異なる荷台６等を仕様に応じて搭載することにより車両後部７を構成するものである。
【００２１】
前部フレーム１は左右の前部サイドレール８ａ，８ｂの相互間を短尺のクロスメンバ９により固定することで組み立てられ、又、後部フレーム２は左右の後部サイドレール１０ａ，１０ｂの相互間を短尺のクロスメンバ１１により固定することで組み立てられる。
【００２２】
更に、前部サイドレール８ａ，８ｂ及び後部サイドレール１０ａ，１０ｂは、図２に示す如く夫々コ字状断面或いはＣ字状断面を有しており、前部サイドレール８ａ，８ｂの後端と後部サイドレール１０ａ，１０ｂの前端とは相互に嵌合でき、この嵌合によって夫々のウェブ１２とフランジ１３とが互いに重なり合って重ね合わせ部１４を形成している。図１、図２の例では前部サイドレール８ａ，８ｂの後端の外側に後部サイドレール１０ａ，１０ｂの前端が重なって重ね合わせ部１４を形成している。
【００２３】
そして、前部サイドレール８ａ，８ｂの後端と後部サイドレール１０ａ，１０ｂの前端との重ね合わせ部１４を、図１〜図３に示す接合点１５によって一体に接合する。接合点１５の接合には、ボルト、リベット、スポット、ブラインドリベット及びナット、ポップナット、メカニカルクリンチ、セルフピアスリベット、ＦＳＪ、アメリカ特許第３，７７１，２１６号に示されるようなディンプル接合方法或いはその他の接合手段を用いて接合することができる。接合手段は１種類の方法を用いて接合しても良いし、或いは上記接合手段の２つ以上を組み合わせて用いてもよい。前記接合点１５には予め接合孔１６が形成されるか、または接合ポイントのマークが施される。
【００２４】
前記重ね合わせ部１４のウェブ１２を互いに接合するための接合点１５は、フレーム長手方向を縦軸、該縦軸と直交する高さ方向を横軸とした菱形Ｈの線上に配置する。このときの菱形Ｈは、横軸長さに対する縦軸長さの比を１：２〜４としている。即ち、横軸長さをＡとしたとき、縦軸長さがその２〜４倍である２Ａ〜４Ａになるようにする。図１では、横軸長さＡに対する縦軸長さが２倍の２Ａと、３倍の３Ａと、４倍の４Ａの場合を示している。
【００２５】
更に、前記接合点１５は、図１、図３に示す如く縦軸Ｘを挟む一方（上側）には３個ずつ等間隔で左右対称に傾斜したハの字形部分１６ａと、他方（下側）には３個ずつ等間隔で左右対称に傾斜した逆ハの字形部分１６ｂとを対向して配置している。ハの字形部分１６ａと逆ハの字形部分１６ｂは、対称配置であっても、或いは異なる数、異なる配置間隔であってもよい。
【００２６】
前記重ね合わせ部１４において、前部サイドレール８ａ，８ｂの後端と後部サイドレール１０ａ，１０ｂ前端とを高い強度で接合するためには、図３に示す如く、菱形Ｈの形状は、後部サイドレール１０ａ，１０ｂのウェブ１２の上下方向の高さをＬとしたとき、前記重ね合わせ部１４の長さは高さＬの２倍前後の約２Ｌの長さを確保することが好ましい。
【００２７】
又、上側のハの字形部分１６ａと、下側の逆ハの字形部分１６ｂにおける左右端部の相互間隔は、前記各接合点１５の間隔Ｓと略同等の間隔Ｓとしており、又、前記ハの字形部分１６ａと逆ハの字形部分１６ｂにおける左右の傾斜部の中間の相互間隔は各接合点の間隔Ｓに対して約２倍の間隔２Ｓとしている。
【００２８】
前記重ね合わせ部１４におけるウェブ１２の高さＬに対して長さを約２Ｌとする条件のもとでは、図１に示す如く、菱形Ｈの接合点１５で重ね合わせ部１４を高い強度で接合するためには、横軸長さＡに対して縦軸長さが２〜４倍の範囲が好ましく、特に３倍の長さの３Ａが最も好ましい。
【００２９】
これに対して、前記横軸長さＡに対して縦軸長さを２Ａ以下と短くした場合には、接合点１５を配置する菱形Ｈの左右長さが短くなってしまうことによって、前部サイドレール８ａ，８ｂと後部サイドレール１０ａ，１０ｂの接合曲げ強度が低下してしまう問題がある。一方、横軸長さＡに対して縦軸長さを４Ａ以上と長くした場合には、接合点１５を配置するために重ね合わせ部１４の左右長さを延長する必要が生じるために、重量増加の問題を生じ、更に、前記ハの字形部分１６ａと逆ハの字形部分１６ｂの夫々の左右の傾斜部の傾斜が少なくなって直線に近付くために、接合点１５の一部に大きな応力が作用し易くなり、結果的に強度が低下することになる。
【００３０】
従って、菱形Ｈの横軸長さをＡとしたときに、縦軸長さがその２〜４倍である２Ａ〜４Ａになるように接合点１５の配置を設定することは、少ない接合点で効率的に高い接合強度が得られる上で非常に重要である。
【００３１】
尚、図４では前記重ね合わせ部１４のウェブ１２の接合点１５を、ディンプル接合１５ａによる固定とボルト１５ｂによる固定を組み合わせて用いた場合を示しており、又、前記重ね合わせ部１４のフランジ１３には、一直線上にディンプル接合１５ａによる固定とボルト１５ｂによる固定を組み合わせて用いた場合を示している。尚、重ね合わせ部１４のフランジ１３における接合は、接合点１５を任意に配置して接合することができる。
【００３２】
以下に上記形態例の作用を説明する。
【００３３】
図５に示す如く、エンジン３及びキャブ４等の共通の構成要素を搭載して車両前部５を構成するための前部フレーム１と、長さが異なる荷台６等を搭載して仕様に応じた車両後部７を構成するための後部フレーム２を分けて、別々に製造する。このとき、前部サイドレール８ａ，８ｂの後端と後部サイドレール１０ａ，１０ｂの前端には、図１、図３に示す菱形Ｈの位置に接合孔１６等の接合点１５を予め形成しておく。
【００３４】
前部フレーム１は、エンジン３及びキャブ４等の共通の構成要素を搭載するために一定の規格品とすることができ、よって流れ作業により効率的に大量生産することができる。
【００３５】
上記の如く製造した前部フレーム１と後部フレーム２は、組立ラインに導入され、前部フレーム１にはエンジン３及びキャブ４等の共通の構成要素を搭載することによって車両前部５を組み立てるが、この車両前部５は共通の仕様として組み立てることができるので、流れ作業により効率的に大量生産することができる。又、このとき、後部フレーム２には、別の組立ラインによって仕様に応じた荷台６等の構成要素の搭載を行う。
【００３６】
このようにして構成要素が夫々搭載された前部フレーム１と後部フレーム２は、組立ラインの最終段において、図６に示すように共通する車両前部５における前部フレーム１を構成する前部サイドレール８ａ，８ｂの後端と、仕様ごとの多品種の車両後部７における後部フレーム２を構成する後部サイドレール１０ａ，１０ｂの前端とを嵌合させることにより重ね合わせ部１４を形成し、この重ね合わせ部１４のウェブ１２とフランジ１３の接合点１５を例えば前記ディンプル接合１５ａ等の接合手段を用いて接合する。
【００３７】
このとき、図１、図３に示す如く、横軸長さに対して縦軸長さが２〜４倍となる菱形Ｈに配置した接合点１５で重ね合わせ部１４を接合したことにより、各接合点１５に対する負荷が分散し、一部の接合点に応力が集中する問題を防止することができ、よって前部サイドレール８ａ，８ｂと後部サイドレール１０ａ，１０ｂの重ね合わせ部１４を、少ない接合点１５にて高強度に接合することができる。又、少数の接合点１５によって重ね合わせ部１４を高強度に固定できるため、接合孔１６の孔開けによって重ね合わせ部１４の強度が低下する問題を防止でき、更に接合作業数を減少して組立て作業能率を向上させることができる。
【００３８】
更に、菱形Ｈに直線配置される少数の接合点１５は精度良く配置して形成することができ、従来の溶接接合のような変形がなく、前部フレーム１と後部フレーム２を容易且つ能率的に固定できるので、前記車両の組立ラインの最終段階において前部フレーム１と後部フレーム２を固定して車両を容易に組み立てることができ、よって車両組立の生産性を大幅に向上できる。
【００３９】
尚、本発明の車両のフレーム構造は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、前部フレーム及び後部フレームには種々の形状のものが用いられること、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の重ね合わせ部のウェブにおける接合点の配置を示す正面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ方向断面図である。
【図３】図１の詳細を示す正面図である。
【図４】重ね合わせ部の接合方法の変形例を示す斜視図である。
【図５】本発明の車両のフレーム構造の平面図である。
【図６】組立ラインの最終段において車両前部に対して車両後部を固定して車両を組み立てる状態を表わす概念図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  前部フレーム
２  後部フレーム
３  エンジン
４  キャブ
８ａ，８ｂ  前部サイドレール
１０ａ，１０ｂ        後部サイドレール
１４  重ね合わせ部
１５  接合点
１６ａ        ハの字形部分
１６ｂ        逆ハの字形部分
Ａ  横軸長さ
Ｈ  菱形
Ｘ  縦軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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