JP6179462B2 - 車両用フレームの組み付け構造及び車両用フレームの組み付け方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両の下側フレームに対して締結部材を介して複数の上側フレームを組み付けるとともに、少なくとも３つの上側フレームを連結部において相互に連結する車両用フレームの組み付け構造及び組み付け方法に関する。

特許文献１には、ピラーレールなどを備えた車両用フレームの組み付け構造が開示されている。

特開２００５―３３５５２０号公報

ところで、こうした車両用フレームの組み付け構造を構成するピラーレールなどの上側フレームには、加工寸法にばらつきが生じることが多々ある。そのため、少なくとも３つの上側フレームを一箇所においてボルトにより互いに連結しようとすると、各上側フレームにおけるボルトが挿通される孔の位置がずれやすくなり、これら孔の位置を合わせることが難しくなる。

本発明の目的は、少なくとも３つの上側フレームを連結部において相互に連結することが容易にできる車両用フレームの組み付け構造及び車両用フレームの組み付け方法を提供することにある。

上記目的を達成するための車両用フレームの組み付け構造は、下側フレームと、同下側フレームに対して締結部材により下端部において締結された複数の上側フレームと、を備え、少なくとも３つの前記上側フレームが連結部において相互に連結されており、前記連結部における前記上側フレームの１つには、残りの前記上側フレームを支持するブラケットが設けられ、前記残りの上側フレームは、連結部材により前記ブラケットに連結され、前記残りの上側フレームの１つには、前記ブラケットに支持されるとともに前記連結部材により前記ブラケットに連結されたサブブラケットが設けられ、残りの他の上側フレームは、前記サブブラケットに支持されるとともに連結部材により前記サブブラケットに連結されている。

また、上記目的を達成するための車両用フレームの組み付け方法は、下側フレームに対して締結部材を介して複数の上側フレームを組み付けるとともに、少なくとも３つの前記上側フレームを連結部において相互に連結するものであり、前記締結部材の仮締め状態において前記連結部における前記上側フレームの１つに設けられたブラケットによって残りの上側フレームの１つに設けられたサブブラケットを支持するとともに同サブブラケットによって残りの他の上側フレームを支持し、連結部材によって前記残りの上側フレームを前記ブラケットに連結し、前記締結部材を緊締する。

同構成によれば、各上側フレームを下側フレームに組み付ける際に、まず、上側フレームの各々を仮締め状態の締結部材により下側フレームに組み付ける。次に、連結部における上側フレームの１つに設けられたブラケットによって残りの上側フレームを支持し、連結部材によって同残りの上側フレームをブラケットに連結する。そして、仮締め状態の締結部材を緊締する。

このように、上記構成によれば、１つの上側フレームに設けられたブラケットによって残りの上側フレームが支持されることから、連結部におけるブラケットの位置と上側フレームの位置とを合わせやすくなる。このため、連結部材によって残りの上側フレームをブラケットに連結しやすくなる。

本発明によれば、少なくとも３つの上側フレームを連結部において相互に連結することが容易にできる。

一実施形態に係る車両のフレーム構造を示す斜視図。 同実施形態の上側フレームを構成する前側フレーム、後側フレーム、及び中間フレームと、下側フレームを構成するリンフォースメント、中間下部フレーム、及びサイドメンバとを分解して示す分解斜視図。 同実施形態の中間フレームの下側ブラケットを中心とした斜視図。 同実施形態の中間フレームの下側ブラケットを中心とした断面図。 図３に対応する斜視図であって、前側フレームのカラー、後側フレームの上側ブラケット、及び中間フレームの下側ブラケットを分解して示す分解斜視図。

以下、図１〜図５を参照して、一実施形態について説明する。
図１及び図２に示すように、車両の下部には、金属材料よりなるフロアフレーム１０が設けられている。フロアフレーム１０における左右一対のサイドメンバ１１の前部には、上方に突出するリンフォースメント１２の下端部１２１がボルト１２２により締結されている。リンフォースメント１２は複数の金属パイプを連結することにより形成されている。リンフォースメント１２の上部には、金属板材よりなる左右一対のブラケット１２３が溶接により固設されている。

図１に示すように、各ブラケット１２３には、金属パイプよりなり、斜め後上方に延びる前側フレーム２０の下端部２１が連結されている。すなわち、前側フレーム２０の下端部２１の孔２１１（図２参照）に車幅方向外側からボルト２２ａが挿通され、ブラケット１２３の孔１２４（図２参照）にボルト２２ａが挿通され、ボルト２２ａがナット２２ｂに螺入されている。

図１及び図２に示すように、前側フレーム２０の後端部２３は前後方向に沿って延びている。図３〜図５に示すように、この後端部２３には、上下に連通する２つの連通孔２３１が前後に離間して形成されている。各連通孔２３１には、カラー２４が貫通されており、カラー２４は各連通孔２３１の周縁に溶接により固設されている。図４に示すように、カラー２４の内周面には雌ねじ２４１が形成されている。

図１に示すように、サイドメンバ１１の後部の両外側面には、金属パイプよりなる左右一対の後側フレーム４０の下端部４１が連結されている。後側フレーム４０は、上方に延びるとともに上部において屈曲して前方に延びている。すなわち、図１及び図２に示すように、後側フレーム４０の下端部４１には、金属板材よりなるブラケット４２が溶接により固設されている。ブラケット４２の孔４２１（図２参照）にボルト４３が挿通され、同ボルト４３がサイドメンバ１１の外側面に開口する雌ねじ１０１（図２参照）に螺入されている。

図１〜図４に示すように、後側フレーム４０の前端部４４は、前側フレーム２０の後端部２３と前後に対向している。図３〜図５に示すように、後側フレーム４０の前端部４４には、金属板材よりなる断面略Ｕ字状の上側ブラケット４５が溶接により固設されている。上側ブラケット４５は、後側フレーム４０の前端部４４の下方に位置するとともに同前端部４４よりも前方に延びており、底部の支持壁４５１が前側フレーム２０のカラー２４を下方から支持している。また、上側ブラケット４５は、支持壁４５１の車幅方向の両端から屈曲して上方に延びて前側フレーム２０の車幅方向の変位を規制する規制壁４５３を有している。図４に示すように、支持壁４５１におけるカラー２４の各々に対応する位置には、孔４５２が形成されている。

図１及び図２に示すように、サイドメンバ１１の前後方向における中間部、すなわちリンフォースメント１２の下端部１２１と後側フレーム４０の下端部４１との間の部位の両外側面には、金属パイプよりなる左右一対の中間下部フレーム１４の下端部１４１がボルト１４２により締結されている。中間下部フレーム１４は、上方に延びるとともに屈曲して車幅方向外側に延びている。各中間下部フレーム１４の上端には、金属板材よりなるブラケット１５が溶接により固設されている。

図１に示すように、各ブラケット１５の内側面には、金属パイプよりなり、逆Ｕ字状をなす中間フレーム３０の下端部３１が連結されている。すなわち、ブラケット１５の側壁の孔１５１（図２参照）に車幅方向外側からボルト３２ａが挿通され、同ボルト３２ａが中間フレーム３０の下端部３１の孔３１１（図２参照）に挿通され、同ボルト３２ａがナット３２ｂに螺入されている。

図１に示すように、中間フレーム３０は、上側ほど車幅方向内側に位置するように傾斜して延びる傾斜部３３を有している。図１〜図５に示すように、この傾斜部３３には、金属板材よりなる下側ブラケット３４が溶接により固設されている。図１〜図３に示すように、下側ブラケット３４は、傾斜部３３の車幅方向外側に隣接するとともに上側ブラケット４５を下方から支持する支持壁３４１を有している。図４に示すように、支持壁３４１における前記カラー２４の各々に対応する位置には、一対の孔３４２が形成されている。

図４及び図５に示すように、下側ブラケット３４の下方から同下側ブラケット３４の孔３４２に連結ボルト５０が挿通され、同連結ボルト５０が上側ブラケット４５の孔４５２に挿通され、同連結ボルト５０が前側フレーム２０のカラー２４の雌ねじ２４１に螺入されている。

なお、前記各ボルト２２ａや連結ボルト５０などの締結部材には、スプリングワッシャなどの手段によって緩み止めが施されている。
本実施形態において、サイドメンバ１１、リンフォースメント１２、及び中間下部フレーム１４が下側フレームに相当する。また、前側フレーム２０、後側フレーム４０、及び中間フレーム３０が上側フレームに相当する。また、下側ブラケット３４、上側ブラケット４５、カラー２４、及び連結ボルト５０によって前側フレーム２０、中間フレーム３０、及び後側フレーム４０が相互に連結される部位が連結部に相当する。

次に、本実施形態の作用について説明する。
車両用フレームの組み付けに際しては、まず、図２に示すように、サイドメンバ１１の前部にボルト１２２によりリンフォースメント１２が組み付けられ、サイドメンバ１１の中間部にボルト１４２により中間下部フレーム１４が組み付けられる。

次に、各前側フレーム２０の下端部２１がボルト２２ａ及びナット２２ｂによりリンフォースメント１２のブラケット１２３に組み付けられる。また、各後側フレーム４０の下端部４１がボルト４３によりサイドメンバ１１の後部の両側面に組み付けられる。また、中間フレーム３０の一対の下端部３１がボルト３２ａ及びナット３２ｂにより中間下部フレーム１４のブラケット１５に組み付けられる。このとき、ボルト２２ａ，４３，３２ａはいずれも仮締めされた状態である。

次に、中間フレーム３０の傾斜部３３に設けられた下側ブラケット３４の支持壁３４１の上面に、後側フレーム４０の前端部４４に設けられた上側ブラケット４５の支持壁４５１を載置する。また、上側ブラケット４５の支持壁４５１の上面に、前側フレーム２０の後端部２３に設けられた各カラー２４を載置する。そして、下側ブラケット３４の下方から同下側ブラケット３４の孔３４２に連結ボルト５０を挿通し、同連結ボルト５０を上側ブラケット４５の孔４５２に挿通し、同連結ボルト５０をカラー２４の雌ねじ２４１に螺入する。このとき、これら前側フレーム２０、中間フレーム３０、及び後側フレーム４０の連結部の相対変位が連結ボルト５０により規制され、これらフレーム２０，３０，４０の各々が自立した状態となる。そして、このように自立した状態において、仮締め状態のボルト２２ａ，３２ａ，４３を緊締する。

以上説明した本実施形態に係る車両用フレームの組み付け構造及び車両用フレームの組み付け方法によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）中間フレーム３０の連結部には、後側フレーム４０及び前側フレーム２０を支持する下側ブラケット３４が設けられ、後側フレーム４０及び前側フレーム２０は連結ボルト５０により下側ブラケット３４に連結されている。

本実施形態によれば、中間フレーム３０に設けられた下側ブラケット３４によって前側フレーム２０及び後側フレーム４０が支持されることから、連結部における下側ブラケット３４の位置と前側フレーム２０及び後側フレーム４０の位置とを合わせやすくなる。このため、連結ボルト５０によって前側フレーム２０及び後側フレーム４０を下側ブラケット３４に連結しやすくなる。

（２）後側フレーム４０には、下側ブラケット３４に支持されるとともに連結ボルト５０により下側ブラケット３４に連結された上側ブラケット４５が設けられ、前側フレーム２０は、上側ブラケット４５に支持されるとともに連結ボルト５０により上側ブラケット４５に連結されている。

こうした構成によれば、下側ブラケット３４上に上側ブラケット４５を載置し、上側ブラケット４５上に前側フレーム２０を載置することによって、下側ブラケット３４、前側フレーム２０、及び後側フレーム４０の位置合わせを容易に行なうことができる。

（３）上側ブラケット４５は、車幅方向への前側フレーム２０の移動を規制する規制壁４５３を有している。
こうした構成によれば、上側ブラケット４５上に載置した前側フレーム２０の車幅方向への変位が規制壁４５３によって規制される。このため、後側フレーム４０に対する前側フレーム２０の位置決めを的確に行なうことができる。従って、下側ブラケット３４の孔３４２に挿通され、上側ブラケット４５の孔４５２に挿通された連結ボルト５０を、前側フレーム２０の雌ねじ２４１に螺入することが容易にできる。

（４）下側ブラケット３４に対する上側ブラケット４５の連結と、上側ブラケット４５に対する前側フレーム２０の連結とが、共通の連結ボルト５０により行なわれているため、これらの連結に要する部材の数を少なくすることができる。

（５）中間フレーム３０は、上側ほど車幅方向内側に位置するように傾斜して延びる傾斜部３３を有し、下側ブラケット３４は、傾斜部３３の車幅方向外側に隣接するとともに上側ブラケット４５を下方から支持している。

こうした構成によれば、上側ブラケット４５の車幅方向内側への変位が、下側ブラケット３４の車幅方向内側に隣接する中間フレーム３０の傾斜部３３によって規制される。このため、下側ブラケット３４に対する上側ブラケット４５の位置決めを的確に行なうことができる。従って、下側ブラケット３４の孔３４２に挿通された連結ボルト５０を、上側ブラケット４５の孔４５２に容易に挿通することができる。

（６）ボルト２２ａ，４３，３２ａの仮締め状態において連結部における中間フレーム３０に設けられた下側ブラケット３４によって後側フレーム４０及び前側フレーム２０を支持し、連結ボルト５０によって後側フレーム４０及び前側フレーム２０を下側ブラケット３４に連結した後に、ボルト２２ａ，４３，３２ａを緊締する。

こうした方法によれば、上記効果（１）と同じ効果を奏することができる。
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・上側ブラケット４５における前側フレーム２０の後端部２３を挟む一対の規制壁４５３の一方又は両方を省略することもできる。

・前側フレーム２０の後端部２３のカラー２４を省略し、前側フレームの後端部に後側フレームの前端部を載置可能な上側ブラケットを固設するようにしてもよい。この場合、後側フレーム４０の上側ブラケット４５を省略し、後側フレームの前端部に連通孔を形成するとともに同連通孔にカラーを貫通させればよい。

・上側ブラケットを省略し、前側フレームの後端部及び後側フレームの前端部を下側ブラケット上に直接載置することもできる。この場合、前側フレームの後端部と下側ブラケットとを連結ボルトにより締結し、後側フレームの前端部とを下側ブラケットとを前記連結ボルトとは別の連結ボルトにより締結すればよい。

・後側フレームを省略するなどして上側フレームを２つにすることもできる。また、前側フレーム２０、中間フレーム３０、及び後側フレーム４０の他に上側フレームを追加することもできる。

１０…フロアフレーム、１１…サイドメンバ（下側フレーム）、１０１…雌ねじ、１２…リンフォースメント（下側フレーム）、１２１…下端部、１２２…ボルト、１２３…ブラケット、１２４…孔、１４…中間下部フレーム（下側フレーム）、１４１…下端部、１４２…ボルト、１５…ブラケット、１５１…孔、２０…前側フレーム（上側フレーム）、２１…前端部、２１１…孔、２２ａ…ボルト（締結部材）、２２ｂ…ナット（締結部材）、２３…後端部、２３１…連通孔、２４…カラー、２４１…雌ねじ、３０…中間フレーム（上側フレーム）、３１…下端部、３１１…孔、３２ａ…ボルト（締結部材）、３２ｂ…ナット（締結部材）、３３…傾斜部、３４…下側ブラケット（ブラケット）、３４１…支持壁、３４２…孔、４０…後側フレーム（上側フレーム）、４１…下端部、４２…ブラケット、４２１…孔、４３…ボルト（締結部材）、４４…前端部、４５…上側ブラケット（サブブラケット）、４５１…支持壁、４５２…孔、４５３…規制壁（規制部）、５０…連結ボルト（連結部材）。

Claims (6)

1. 下側フレームと、同下側フレームに対して締結部材により下端部において締結された複数の上側フレームと、を備え、少なくとも３つの前記上側フレームが連結部において相互に連結された車両用フレームの組み付け構造において、
   前記連結部における前記上側フレームの１つには、残りの前記上側フレームを支持するブラケットが設けられ、
   前記残りの上側フレームは、連結部材により前記ブラケットに連結され、
   前記残りの上側フレームの１つには、前記ブラケットに支持されるとともに前記連結部材により前記ブラケットに連結されたサブブラケットが設けられ、
   残りの他の上側フレームは、前記サブブラケットに支持されるとともに連結部材により前記サブブラケットに連結されている、
   車両用フレームの組み付け構造。
2. 前記サブブラケットは、前記残りの他の上側フレームを支持する面に沿う方向への同上側フレームの移動を規制する規制部を有している、
   請求項１に記載の車両用フレームの組み付け構造。
3. 前記ブラケットに対する前記サブブラケットの連結と、前記サブブラケットに対する前記残りの他の上側フレームの連結とが、共通の連結部材により行なわれている、
   請求項１又は請求項２に記載の車両用フレームの組み付け構造。
4. 前記上側フレームは、
   前記下側フレームの前部に締結され、斜め後上方に延びる前側フレームと、
   前記下側フレームの後部に締結され、上方に延びるとともに上部において屈曲して前方に延びて前記前側フレームの後端部と前後に対向する前端部を有する後側フレームと、
   前記下側フレームの前後方向における中間部に締結され、上方に延びるとともに上部において屈曲して車幅方向内側に延びる中間フレームと、を備え、
   前記ブラケットは、前記中間フレームに固設され、
   前記サブブラケットは、前記前側フレームの後端部及び前記後側フレームの前端部のいずれか一方に固設されている、
   請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の車両用フレームの組み付け構造。
5. 前記中間フレームは、上側ほど車幅方向内側に位置するように傾斜して延びる傾斜部を有し、
   前記ブラケットは、前記傾斜部の車幅方向外側に隣接するとともに前記サブブラケットを下方から支持している、
   請求項４に記載の車両用フレームの組み付け構造。
6. 下側フレームに対して締結部材を介して複数の上側フレームを組み付けるとともに、少なくとも３つの前記上側フレームを連結部において相互に連結する車両用フレームの組み付け方法であって、
   前記締結部材の仮締め状態において前記連結部における前記上側フレームの１つに設けられたブラケットによって残りの上側フレームの１つに設けられたサブブラケットを支持するとともに同サブブラケットによって残りの他の上側フレームを支持し、連結部材によって前記残りの上側フレームを前記ブラケットに連結した後に、前記締結部材を緊締する、
   車両用フレームの組み付け方法。