(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車長方向に延在するサイドレールと、
車幅方向に延在し該サイドレールの後端部に結合されたクロスメンバと、
エンジンが載置され該クロスメンバよりも後方に配設されるエンジン架台とをそなえた車両用フレーム構造であって、
該エンジン架台が車長方向に配設されたフレームを有するとともに、
該サイドレール及び該クロスメンバに固定されて、該エンジン架台の車長方向の位置を規制するガセットと、
該エンジン架台のフレームの前端に設けられ、該ガセット及び該クロスメンバの下面に当接する結合部材とをそなえ、
該結合部材と、該ガセット及び該クロスメンバとが、いずれもボルトにより接合されている
ことを特徴とする、車両用フレーム構造。
【請求項２】
該ガセットと該結合部材との間に補強用の板部材が配設されている
ことを特徴とする、請求項１記載の車両用フレーム構造。
【請求項３】
該ガセットに、該車両のジャッキポイントが一体に形成されている
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の車両用フレーム構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用フレーム構造に関し、特にバスのように、エンジンを後輪の車軸よりも後方に横置きした車両に用いて好適の、車両用フレーム構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、バス等の車両では、エンジンを後輪の車軸（リヤアクスル）よりも後方に横置きに配設した車両が知られている。
以下、上述のような車両のフレーム構造について図を用いて説明すると、図９〜図１１はそれぞれその一例を示す模式的な平面図，側面図及び後面図である。図９に示すように、この車両では、はしご型に形成されたいわゆるラダーフレーム２をそなえており、車長方向に延在する左右２本のサイドレール３，３に対して、車幅方向に配設されたアウトリガー４，５及びクロスメンバ７，８が接合されている。
【０００３】
また、サイドレール３は、車両中央部分に配設されたセンタサイドレール３ａと車両後部に設けられたリヤサイドレール３ｂとをそなえており、これらの各サイドレール３ａ，３ｂが第１アウトリガー４により接続されている。
また、図１０に示すように、センタサイドレール３ａは、バスの低床化を図るべく極力低い位置に配設されており、リヤサイドレール３ｂは、サスペンションを支持するために後輪５０の車軸６よりも高い位置に配設されている。このため、第１アウトリガー４は、図示するように高さ方向に大きい寸法を有するクロスメンバとして形成されている。
【０００４】
一方、図９に示すように、エンジン１は、このラダーフレーム２の後端に接続されたエンジン架台（エンジンベッド）１０上に載置されている。ここで、エンジンベッド１０は、車長方向に配設された２本のフレーム１１，１２と、これらのフレーム１１，１２の後端に結合されたリヤエンドメンバ１３とから構成されており、エンジン１の故障時等、エンジン１を車両から切り離す際には、エンジン１はエンジンベッド１０ごと車体から取り外されるように構成されている。
【０００５】
エンジンベッド１０は、ラダーフレーム２の後端に設けられた第２アウトリガー５と左右の２箇所において、図９〜図１１に示すように、複数のボルト，ナットにより結合されており、エンジンベッド１０を脱着する際には、エンジンベッド１０を図示しないフォークリフトで支えた状態でこれらのボルト等を取り外し、その後、フォークリフトを後退させて車体からエンジン１を切り離す。
【０００６】
このようなラダーフレーム２とエンジンベッド１０との結合部分の構造について、以下、図１２〜図１８を用いて説明する。まず、エンジンベッド１０と第２アウトリガー５との左右２箇所の結合部分のうち、左側の結合構造に着目して説明すると、図１３に示すように、左側サイドレール３の後端部は第２アウトリガー５に当接した状態で溶着されており、この溶着部の上面側には補強用のプレート５１が接合されている。また、左側サイドレール３と第２アウトリガー５との当接部の下方には、補助サイドレール３ｃが設けられており、この補助サイドレール３ｃも上記左側サイドレール３及び第２アウトリガー５に溶着されている。
【０００７】
また、図１２〜図１４に示すように、エンジンベッド１０のフレーム１１と補助サイドレール３ｃとは複数本（ここでは２本）のボルト３０ａにより固定されている。さらに、フレーム１１には、図１８に示すようなプレート（左プレート）５２が溶着されており、図１２及び図１３に示すように、この左プレート５２が、第２アウトリガー５及び補助サイドレール３ｃに対してそれぞれ複数本（それぞれ２本）のボルト３０ｂ，３０ｃにより固定されている。
【０００８】
次に、右側のエンジンベッド１０と第２アウトリガーと結合部分の構造について説明すると、この右側結合部分も基本的には左側の結合部分と同様に構成されている。即ち、図１５〜図１８に示すように、右側サイドレール３の後端部は第２アウトリガー５に溶着されており、この溶着部の上面に補強用のプレート５３が接合されている。また、右側サイドレール３と第２アウトリガー５との当接部の下方には補助サイドレール３ｃ設けられている。
【０００９】
この補助サイドレール３ｃは、上記右側サイドレール３及び第２アウトリガー５にそれぞれ溶着されており、この補助サイドレール３ｃとエンジンベッド１０のフレーム１２とが、図１５，図１６に示すように、複数本（ここでは３本）のボルト３０ａにより固定されている。また、第２アウトリガー５及び補助サイドレール３ｃには、図１５〜図１８に示すようなプレート（右プレート）５４が溶着されており、この右プレート５４とフレーム１２とが複数本（ここでは３本）のボルト３０ｂにより結合されている。
【００１０】
したがって、エンジン１を車両から脱着する際には、上述した各ボルト３０ａ〜３０ｃを外してエンジンベッド１０と第２アウトリガー５との結合部分を切り離すことで、エンジン１がエンジンベッド１０ごと取り外される。なお、このとき、左プレート５２は左側のエンジンベッド１０に溶着されているので、エンジンベッド１０と一体に取り外され、右プレート５４は第２アウトリガー５に溶着されているので車体側（フレーム側）に残ることになる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の車両用フレーム構造では、ボルト（又はナット）の締め付け位置が閉断面のサイドレール内に位置しているため（図１３のボルト３０ａ，３０ｂ及び図１６のボルト３０ａ参照）、以下のような課題があった。
▲１▼主要構造物であるサイドレールに作業穴を設ける必要があり、サイドレールの強度が低下する。
▲２▼作業時にボルト，ナットを目視することができず、作業性が良くない。
▲３▼ボルト，ナットの締結確認作業が困難であり締め付け忘れを招くおそれがある。
▲４▼サイドレールの作業穴からの締め付けであり、ボックスレンチを使うことができない。このため、スパナやメガネレンチ等の限定された工具しか使えず作業性が良くない。
【００１２】
また、上述以外にも、エンジンベッドと車体との結合作業時のボルト穴の位置合わせ（位置決め）が困難であるという課題もある。即ち、エンジンベッドの結合作業時には、エンジンベッドをフォークリフト等で持ち上げて、エンジンベッドの横方向位置と高さ方向位置とを合わせ、その後、車体の前後方向に沿ってフォークリフトを前進させてエンジンベッドと第２アウトリガーとの位置合わせを行なうが、右側の結合部分では、第２アウトリガーに対して前後方向に当接する部分がないため、例えば右側だけエンジンベッドが前方に行き過ぎて取り付け位置がずれてしまうという課題があった。
【００１３】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、サイドフレームの強度向上を図るとともに、エンジン架台の取り付け作業性の向上を図るようにした、車両用フレーム構造を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明の車両用フレーム構造では、サイドレール及びクロスメンバに固定されたガセットによりクロスメンバよりも後方に配設されたエンジン架台の車長方向の位置が規制される。つまり、エンジン架台のフレームの前端に設けらた結合部材がガセットに当接することでエンジン架台の車長方向の位置が規制され、また、結合部材がクロスメンバの下面に当接することでエンジン架台の上下方向の位置が規制される。そして、結合部材とガセット及び結合部材とをいずれもボルトで締結することでエンジン架台が車体に結合される。
【００１５】
したがって、サイドレールに作業穴を設ける必要がなくなり、これによりサイドレールの強度が向上する。また、作業時にボルト類を目視することができ、エンジン架台の取り付け作業性が向上する。
また、請求項２記載の本発明の車両用フレーム構造では、ガセットと結合部材との間に配設された板部材により強度が向上する。
【００１６】
また、請求項３記載の本発明の車両用フレーム構造では、ガセットに車両のジャッキポイントを一体に形成することにより、少ない部品点数で十分な剛性を確保したジャッキポイントを提供できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の一実施形態にかかる車両用フレーム構造について説明すると、図１〜図３はそれぞれその全体構成を示す模式的な側面図，後面図及び平面図、図４〜図６はそれぞれその要部の構成を示す模式的な平面図，側面図及び後面図、図７，図８はいずれもその着脱時の動作を示す模式的な平面図及び側面図である。
【００１８】
図１及び図２に示すように、エンジン１はリヤアクスル６よりも後方に横置きされており、エンジンベッド（エンジン架台）１０上に載置されている。エンジンベッド１０は、図３に示すように、車長方向に配設された２本のフレーム１１，１２とこれらのフレーム１１，１２に結合されたリヤエンドメンバ１３及びセンタメンバ１３′とから構成されており、エンジン１を車体から切り離す際には、エンジンベッド１０ごと車体から取り外されるようになっている。
【００１９】
また、この車両は、車長方向に延在する左右２本のサイドレール３，３と、車幅方向に配設されたアウトリガー４，５及びクロスメンバ７，８とを互いに接合して構成されたラダーフレーム２をそなえている。サイドレール３は、車両中央部分に配設されたセンタサイドレール３ａと車両後部に設けられたリヤサイドレール３ｂから構成されており、これらの各サイドレール３ａ，３ｂが第１アウトリガー４により接続されている。
【００２０】
また、リヤサイドレール３ｂの後端には、第２アウトリガー５が設けられており、この第２アウトリガー５は、リヤサイドメンバ３ｂに溶接等により固定されている。
なお、これらリヤサイドレール３ｂ及び第２アウトリガー５は、いずれもコ字状断面に形成された２部材を互いに対向させて構成された閉断面の形状のフレームであって、ラダーフレーム２の主要構造物として機能している。また、第１，第２アウトリガー４，５はクロスメンバとしても機能する部材である。
【００２１】
また、図２及び図３に示すように、エンジンベッド１０とラダーフレーム２とは、左右の２箇所においてボルト３０，３１等により固定されている。具体的には、左右のリヤサイドレール３ｂ，３ｂの後端部において、このリヤサイドレール３ｂと第２アウトリガー５とがそれぞれボルト３０，３１等により結合されているのである。
【００２２】
ここで、エンジンベッド１０とラダーフレーム２との結合構造について、図４〜図８を用いて説明する。なお、図４〜図８はいずれも車両の進行方向に対して左側の結合部分について示す図である。また、右側の結合部分については、細部を除いて左側の結合部分と同様に構成されているため、図示及び説明を省略する。
【００２３】
リヤサイドレール３ｂと第２アウトリガー５との接合部には、図４〜図６に示すような２枚のＬ字型のプレート（ガセット）２０，２１が上記リヤサイドレール３ｂを挟むようにして対称に設けられており、これらのガセット２０，２１が、リヤサイドレール３ｂ及び第２アウトリガー５にそれぞれ溶着されている。そして、このガセット２０，２１により、リヤサイドレール３ｂと第２アウトリガー５とが接合されている。
【００２４】
また、図５及び図７に示すように、このガセット２０，２１の第２アウトリガー５に当接する鉛直面は、第２アウトリガー５よりも下方に延長して形成されており、第２アウトリガー５よりも下方に突出した鉛直面には、図７に示すように、複数のボルト穴２２が形成されている。
また、第２アウトリガー５の下方には、補強プレート（補強用の板部材）２５が設けられている。この補強プレート２５は、第２アウトリガー５の下面及びガセット２０，２１の鉛直面に沿うようなＬ字型に形成されており、ガセット２０，２１及び第２アウトリガー５に溶着されている。そして、上記ガセット２０，２１のボルト穴２２に対応する位置には、やはりボルト穴２６が形成されている。
【００２５】
また、第２アウトリガー５と補強プレート２５との間にもそれぞれボルト穴２７，２８が形成され、第２アウトリガー５内には、ボルト穴２７，２８に対応した位置にウェルドナット２９が取り付けられている。
一方、エンジンベッド１０を構成するフレーム１１の前端には、接続プレート（結合部材）１４が取り付けられている。この接続プレート１４は、図７及び図８に示すように、ガセット２０，２１に沿うように形成された鉛直面と、第２アウトリガー５に沿うように形成された水平面とを有しており、接続プレート１４の鉛直面には、補強プレート２５及びガセット２０，２１のボルト穴２２，２６に対応した位置にボルト穴１５が形成され、また、接続プレート１４の水平面には、第２アウトリガー５及び補強プレート２５のボルト穴２７，２８に対応した位置にボルト穴１６が形成されている。
【００２６】
そして、図３〜図５に示すように、補強プレート２５を挟んで接続プレート１４がボルト３０，３１等によりガセット２０，２１及び第２アウトリガー５に取り付けられている。
また、接続プレート１４には、図８に示すような断面がハット状の補強材１４ａが取り付けられており、この補強材１４ａによりエンジンベッド１０の取り付け剛性の向上が図られている。なお、図７に示す符号１１ａ，１１ｂはエンジンベッド１０のフレーム１１を補強するための補強フレームである。
【００２７】
ところで、図４及び図５に示すように、ガセット２０，２１には、リヤ側のジャッキポイント９が一体に形成されている。ここで、ジャッキポイント９はフレームの剛性上、サイドレール３と第１，第２アウトリガー４，５との接合部近傍に形成するのが好ましい。そこで、このような設計上の要求を満たすとともに、追加される部材が最小限で済むように、本実施形態では、ガセット２０，２１を利用してリヤサイドレール３ｂの真下にジャッキポイント９が形成されているのである。
【００２８】
本発明の一実施形態に係る車両用フレーム構造は上述のように構成されているので、エンジン１を車体に取り付ける際には、以下のように作業を行なう。
まず、エンジン１をエンジンベッド１０ごとフォークリフト等により持ち上げ、エンジンベッド１０の高さ方向位置と幅方向（左右方向）位置とを合わせる。この位置合わせの作業は、ガセット２０，２１及び補強プレート２５のボルト穴２２，２６と接続プレート１４のボルト穴１５との位置を目標にして行なう。
【００２９】
次に、エンジンベッド１０を前進させて、接続プレート１４と補強プレート２５とが当接したときに、エンジンベッド１０の前進を停止させる。そして、ボルト穴１５，２５，２２にボルト３０を挿通させてボルト３０及びナット３２により車体側（即ちラダーフレーム２）とエンジンベッド１０とを車長方向から締結するとともに、ボルト穴１６，２８にボルト３１を挿通させてボルト３１及びウェルドナット２９により車体側とエンジンベッド１０とを鉛直方向から締結するのである。なお、車体からエンジンベッド１０を切り離す場合は、上述とは逆の手順で作業が行なわれる。
【００３０】
以上のようにしてエンジンベッド１０が車体側に取り付けられるが、本実施形態の車両用フレーム構造では、リヤサイドレール３ｂに接続されたガセット２０，２１と、エンジンベッド１０の接続プレート１４とをボルト３０，ナット３２により結合するとともに、第２アウトリガー５内にウェルドナット２９を設けるという構成により、主要構造物であるサイドレール３に作業穴を設ける必要がなくなり、サイドレール３の強度を向上させることができる。したがって、サイドレール３の強度を従来と同等に設定するのであれば、サイドレール３のサイズを低減でき、重量を低減できるという利点がある。
【００３１】
また、サイドレール３等の閉断面フレーム内にウェルドナット２９以外にボルト，ナットを用いないので、ボックスレンチ等の工具を使用できるようになり、作業性が向上するという利点もある。
また、作業時にボルト類を目視することができ、ボルト３０，３１やナット３２の締結確認作業が容易であるため、やはり作業性が向上するほか、ボルト３０，３１やナット３２の締め付け忘れを防止できる利点がある。
【００３２】
また、エンジンベッド１０と車体との結合作業時の位置合わせ（位置決め）も容易となる。即ち、エンジンベッド１０の横方向位置と高さ方向位置とを合わせた後、車体の前後方向に沿ってフォークリフトを前進させるだけで前後位置が規定されるので、従来の技術のように、エンジンベッド１０が前方に行き過ぎるようなこともなくなるのである。
【００３３】
また、ガセット２０，２１と接続プレート１４との間に補強プレート２５を配設することにより、結合部分に十分な強度を確保することができる。さらに、上述のようなガセット２０，２１にジャッキポイント９を一体に形成することにより、少ない部品点数で剛性の高いジャッキポイント９を形成することができる利点がある。
【００３４】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、上述の実施形態では、本発明をラダーフレームをそなえた車両に適用した場合について説明したが、本発明はラダーフレームにのみ適用されるものではなく、他のフレーム構造に適用可能である。また、本実施形態では、ガセット２０，２１及び第２アウトリガー５との間に補強プレート２５を設けた場合について説明したが、補強プレート２５は必ずしも必要な部材ではなく、ガセット２０，２１及び第２アウトリガー５に十分な強度があれば補強プレート２５を設けなくても良い。
【００３５】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１記載の本発明の車両用フレーム構造によれば、車長方向に延在するサイドレールと、車幅方向に延在し該サイドレールの後端部に結合されたクロスメンバと、エンジンが載置され該クロスメンバよりも後方に配設されるエンジン架台とをそなえ、該エンジン架台が車長方向に配設されたフレームを有するとともに、該サイドレール及び該クロスメンバに固定されて、該エンジン架台の車長方向の位置を規制するガセットと、該エンジン架台のフレームの前端に設けられ、該ガセット及び該クロスメンバの下面に当接する結合部材とをそなえ、該結合部材と、該ガセット及び該クロスメンバとが、いずれもボルトにより接合されるという構成により、サイドレールに作業穴を設ける必要がなくなり、これによりサイドレールの強度を向上させることができるという利点がある。
【００３６】
また、ボックスレンチ等の工具を使用できるようになり、作業性が向上するという利点もある。また、作業時にボルト類を目視することができ、ボルト，ナットの締結確認作業が容易であるため、やはり作業性が向上するほか、ボルト，ナットの締め付け忘れを防止できる利点がある。
また、請求項２記載の本発明の車両用フレーム構造によれば、ガセットと結合部材との間に補強用の板部材を配設することにより、結合部分に十分な強度を確保することができるという利点がある。
【００３７】
また、請求項３記載の本発明の車両用フレーム構造によれば、ガセットに、車両のジャッキポイントを一体に形成することにより、少ない部品点数で剛性の高いジャッキポイントを形成することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる車両用フレーム構造の全体構成を示す模式的な側面図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる車両用フレーム構造の全体構成を示す模式的な後面図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる車両用フレーム構造の全体構成を示す模式的な平面図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかる車両用フレーム構造の左側結合部分の要部構成を示す模式的な平面図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかる車両用フレーム構造の左側結合部分の要部構成を示す模式的な側面図である。
【図６】本発明の一実施形態にかかる車両用フレーム構造の左側結合部分の要部構成を示す模式的な後面図である。
【図７】本発明の一実施形態にかかる車両用フレーム構造のエンジン着脱時の動作を示す模式的な側面図である。
【図８】本発明の一実施形態にかかる車両用フレーム構造のエンジン着脱時の動作を示す模式的な平面図である。
【図９】従来の車両用フレーム構造の全体構成の一例を示す模式的な平面図である。
【図１０】従来の車両用フレーム構造の全体構成の一例を示す模式的な側面図である。
【図１１】従来の車両用フレーム構造の全体構成の一例を示す模式的な後面図である。
【図１２】従来の車両用フレーム構造の要部構成を示す模式的な平面図である。
【図１３】従来の車両用フレーム構造の要部構成を示す模式的な側面図である。
【図１４】従来の車両用フレーム構造の要部構成を示す模式的な後面図である。
【図１５】従来の車両用フレーム構造の要部構成を示す模式的な平面図である。
【図１６】従来の車両用フレーム構造の要部構成を示す模式的な側面図である。
【図１７】従来の車両用フレーム構造の要部構成を示す模式的な後面図である。
【図１８】従来の車両用フレーム構造の要部構成を示す模式的な斜視図である。
【符号の説明】
１  エンジン
３  サイドレール
３ａ  センタサイドレール
３ｂ  リヤサイドレール
５  第２アウトリガー（クロスメンバ）
９  ジャッキポイント
１０  エンジン架台
１１，１２  フレーム
１４  接続プレート（結合部材）
２０，２１  ガセット
２５  補強プレート（補強用の板部材）
３０，３１  ボルト
【図１】
0003873664.tif 000002
【図２】
0003873664.tif 000003
【図３】
0003873664.tif 000004
【図４】
0003873664.tif 000005
【図５】
0003873664.tif 000006
【図６】
0003873664.tif 000007
【図７】
0003873664.tif 000008
【図８】
0003873664.tif 000009
【図９】
0003873664.tif 000010
【図１０】
0003873664.tif 000011
【図１１】
0003873664.tif 000012
【図１２】
0003873664.tif 000013
【図１３】
0003873664.tif 000014
【図１４】
0003873664.tif 000015
【図１５】
0003873664.tif 000016
【図１６】
0003873664.tif 000017
【図１７】
0003873664.tif 000018
【図１８】
0003873664.tif 000019