シャシフレーム用のサイドレール
【課題】前後車軸間においてウェブの高さ及び上下フランジの幅を前後方向に沿って的確に異ならせ、重量及びコストを増大させることなく効率的に上下の曲げ剛性及び強度を向上させたシャシフレーム用のサイドレールを提供する。
【解決手段】前後方向に沿って前車軸前方から後車軸後方まで延出され、鉛直なウェブ4と、ウェブ4上端から車幅方向内方に延出された上フランジ5と、ウェブ4下端から車幅方向内方に延出された下フランジ6とから断面コ字状に形成されたサイドレールであって、前後車軸間部分2bにおけるウェブ4は、前後方向中程の高さが前後車軸近傍部分2a、2cのウェブ4の高さよりも下向きに増加されて、下方に向けて山型に形成され、この部分2bの断面における上フランジ5の幅と下フランジ6の幅との和が、前後車軸近傍部分2a、2cの断面における上フランジ5の幅と下フランジ6の幅との和よりも小さい。
【解決手段】前後方向に沿って前車軸前方から後車軸後方まで延出され、鉛直なウェブ4と、ウェブ4上端から車幅方向内方に延出された上フランジ5と、ウェブ4下端から車幅方向内方に延出された下フランジ6とから断面コ字状に形成されたサイドレールであって、前後車軸間部分2bにおけるウェブ4は、前後方向中程の高さが前後車軸近傍部分2a、2cのウェブ4の高さよりも下向きに増加されて、下方に向けて山型に形成され、この部分2bの断面における上フランジ5の幅と下フランジ6の幅との和が、前後車軸近傍部分2a、2cの断面における上フランジ5の幅と下フランジ6の幅との和よりも小さい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、トラックやバス等に用いられるハシゴ型シャシフレーム用のサイドレールに関する。
【背景技術】
【0002】
図1に示すように、シャシフレーム1は、一般に、車幅方向に間隔を隔てて配置された一対のサイドレール2Jと、これらサイドレール2Jを連結する複数のクロスメンバ3とからハシゴ型に構成されている。このサイドレール2Jは、車両の前後方向に沿って前車軸の前方から後車軸の後方まで延出されており、図2に示すように、鉛直なウェブ4と、ウェブ4の上端から車幅方向内方に延出された上フランジ5と、ウェブ4の下端から車幅方向内方に延出された下フランジ6とから、断面コ字状に形成されている(溝形開断面)。
【0003】
従来のサイドレール2Jは、図1の領域Aの部分(車両の前車軸近傍から後端までの部分)の内の少なくともホイールベース間の部分において、ウェブ4の高さが一定となっていた(特許文献1の図5参照)。このサイドレール2Jは、図3に示すように、矩形スケッチ材(矩形板)7Jの一部(ハッチング部)8を切断除去し、一点鎖線9を直角に折り曲げることで成形され(プレス加工)、上記領域Aにおいて、ウェブ4の高さが一定となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2000−309282号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
図4は、上記サイドレール2Jが組み込まれたシャシフレーム1に、キャブ10、リヤボディ(荷台)11、前輪12、後輪13、エンジン及びトランスミッション等を装着した車両(トラック)の概略図である。このサイドレール2Jには、その全長に亘って各種装着部品及び積荷の分布荷重が下向きに加わるのに対し、路面からの上向きの反力は前輪12及び後輪13を介して前車軸部分と後車軸部分とに集中して加わる。
【0006】
この結果、サイドレール2Jは、前輪12と後輪13との間(ホイールベース間)の部分2bが下に凸に撓む。すなわち、サイドレール2Jは、ホイールベース間で荷重を受け持つ単純梁構造と考えることができ、ホイールベース間の中間部において曲げモーメントが最大となる。一方、従来のサイドレール2Jは、ウェブ4の高さがホイールベース間にて一定であるため、耐撓み性を鑑みるに効率的な構造とは言い難い。
【0007】
従来、サイドレール2Jのホイールベース間の部分2bにおける強度や剛性が必要な車種については、サイドレール2Jの板厚を増やしたり、高応力部にレインフォース等の補強部材を追加する対策がなされていた。しかし、板厚を増やすと、サイドレール2Jの全長に亘って板厚が厚くなるため、曲げモーメント上、厚くする必要のない前車軸近傍部分2a及び後車軸近傍部分2cまでも厚くなってしまい、重量増加を招く。また、高応力部にレインフォースを追加する場合には、組立コストの増加が避けられない。
【0008】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、ホイールベース間においてウェブの高さ及び上下フランジの幅を前後方向に沿って的確に異ならせることで、重量及びコストを増大させることなく効率的に上下の曲げ剛性を向上させたシャシフレーム用のサイドレールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記目的を達成するために本発明は、車両の前後方向に沿って前車軸の前方から後車軸の後方まで延出され、鉛直なウェブと、該ウェブの上端から車幅方向内方に延出された上フランジと、上記ウェブの下端から車幅方向内方に延出された下フランジとから断面コ字状に形成されたシャシフレーム用のサイドレールであって、前後車軸間におけるウェブは、前後方向中程の高さが前後車軸近傍のウェブの高さよりも下向きに増加されて、下方に向けて山型に形成され、このウェブの高さが増加された部分の断面における上フランジの幅と下フランジの幅との和が、前後車軸近傍の断面における上フランジの幅と下フランジの幅との和よりも小さいことを特徴とするものである。
【0010】
前後車軸間におけるウェブの高さを前後車軸近傍のウェブの高さよりも増加させた部分の断面における下フランジの幅が、そのウェブの高さを増加した寸法と同量以上減少されていてもよい。
【0011】
前後車軸間におけるウェブの高さを前後車軸近傍のウェブの高さよりも増加させた部分の断面における上フランジの幅と下フランジの幅との和が、そのウェブの高さを増加した寸法と同量以上減少されていてもよい。
【0012】
前後車軸間における上フランジの幅とウェブの高さと下フランジの幅との和が、前後車軸近傍における上フランジの幅とウェブの高さと下フランジの幅との和と等しくてもよい。
【発明の効果】
【0013】
本発明に係るシャシフレーム用のサイドレールによれば、ホイールベース間においてウェブの高さ及び上下フランジの幅を前後方向に沿って的確に異ならせているので、重量及び組立コストを増大させることなく効率的に上下の曲げ剛性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】トラック用のシャシフレームの斜視図である。
【図2】従来のサイドレールの鉛直断面図である。
【図3】従来のサイドレールの展開図である。
【図4】サイドレールを備えた車両(トラック)の概略図である。
【図5】本発明の第1実施形態に係るシャシフレーム用のサイドレールの側面図である。
【図6】(a)は図5のa−a線断面図、(b)は同b−b線断面図、(c)は同c−c線断面図である。
【図7】第1実施形態に係るサイドレールの展開図である。
【図8】第1実施形態に係るサイドレールのウェブ高さ変化率と断面諸係数変化率との関係を示す説明図である。
【図9】第1実施形態に係るサイドレールを備えたシャシフレームの断面図である。
【図10】本発明の第2実施形態に係るシャシフレーム用のサイドレールの側面図である。
【図11】(a)は図10のa’−a’線断面図、(b)は同b’−b’線断面図、(c)は同c’−c’線断面図である。
【図12】第2実施形態に係るサイドレールの展開図である。
【図13】第2実施形態に係るサイドレールのウェブ高さ変化率と断面諸係数変化率との関係を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
本発明の好適実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【0016】
図5、図6(a)、(b)、(c)に示すように、本発明の第1実施形態に係るシャシフレーム用のサイドレール2は、車両の前後方向に沿って前車軸の前方から後車軸の後方まで延出され、鉛直なウェブ4と、ウェブ4の上端から車幅方向内方に延出された上フランジ5と、ウェブ4の下端から車幅方向内方に延出された下フランジ6とから断面コ字状に形成されている。かかるサイドレール2は、図1に示すサイドレール2Jと同様に、車幅方向に間隔を隔てて一対配置され、クロスメンバ3により連結されてハシゴ型のシャシフレーム1を構成する。
【0017】
このサイドレール2の第1の特徴は、前後車軸間の部分2bにおけるウェブ4の前後方向中程の高さを、前後車軸近傍の部分2a、2cのウェブ4の高さよりも下向きに増加させることで、前後車軸間の部分2bにおけるウェブ4を、下方に向けて山型に形成した点にある。この山型には、本実施形態のような富士山型(台形)の他、三角型、円弧型等が含まれる。かかるサイドレール2によれば、前後車軸間の部分2bにおけるウェブ4が下方に山型に形成されているので、その部分の上下曲げに対する剛性が高まり、スティフナ等の補強部材を設けなくても図4に仮想線で示す撓みが抑制され、強度が向上する。また、かかる山型を下向きに形成したので、ウェブ4の上縁4xは前後方向に沿って直線状となり、リヤボディ(荷台)11の架装性は、図4に示す従来タイプと全く変わらない。
【0018】
このサイドレール2の第2の特徴は、前後車軸間にてウェブ4の高さが増加された部分2bの断面における上フランジ5の幅と下フランジ6の幅との和を、前後車軸近傍の部分2a、2cの断面における上フランジ5の幅と下フランジ6の幅との和よりも小さくした点にある。本実施形態では、上フランジ5の幅を前後方向に沿って一定とし、下フランジ6の幅のみを小さくし、前後車軸間にてウェブ4の高さが増加された部分2bの断面における下フランジ6の幅を、その部分2bにおけるウェブ4の高さの増加量と同量減少させている。これにより、前後車軸間の部分2bにてウェブ4の高さを増加させたことによる重量および材料費の増加は、その部分2bの断面における下フランジ6の幅を減少することによって、相殺される。よって、前後車軸間の部分2bにおいてウェブ4の高さを増加させても、重量アップおよび材料費アップが生じることはない。
【0019】
なお、本実施形態では、前後車軸間の部分2bにおいて、図6(b)に示すように、下フランジ6の幅の減少量Fを、ウェブ4の高さの増加量Wと等しくしたが(F=W)、下フランジ6の幅の減少量Fをウェブ4の高さの増加量Wよりも大きくすることで、製品の重量及び材料費の更なる減少を図ってもよい。
【0020】
本実施形態に係るサイドレール2は、図6(a)〜(c)に示すように、上フランジ5の幅が前後方向に沿って一定であり、前後の車軸近傍の部分2a、2cにおける上下のフランジ5、6の幅が等しい。このように、本実施形態のサイドレール2は、前後車軸間にて、上フランジ5の幅を減少させることなく下フランジ6の幅のみを減少させてウェブ4の高さの増加分を相殺している。このため、図7に示すように、サイドレール2の展開図が描かれたスケッチ材7は、ハッチング部8を切断除去する前は、前後車軸間部分2bにおける上フランジ5の幅とウェブ4の高さと下フランジ6の幅との和が、前後車軸近傍部分2a、2cにおける上フランジ5の幅とウェブ4の高さと下フランジ6の幅との和と等しく、上縁部16と下縁部15とが直線状となり、前後方向(図中左右方向)に沿った幅が一定の矩形状となる。
【0021】
よって、本実施形態のサイドレール2は、従来のサイドレールのスケッチ材7J(図3参照)と全く同一形状のスケッチ材7を用いて製造(プレス加工)でき、製品重量を増加させないだけでなく、素材の歩留りを低下させることなく曲げ剛性を効果的に高めることができる。
【0022】
図8に、本実施形態に係るサイドレール2における、ウェブ高さ変化率と断面諸係数の変化率との関係を示す。
【0023】
図8に示す特性は、前後車軸間部分2bにて高さを増加する前のウェブ4の高さ(前後車軸近傍部分2a、2cにおけるウェブ高さと等しい)を100%としたとき、前後車軸間部分2bにて幅を減少させる前の下フランジ6の幅(前後車軸近傍部分2a、2cにおける下フランジ6の幅、上フランジ5幅と等しい)が30%、板厚が2.3%のサイドレール2について、本実施形態を適用した場合の、断面二次モーメント(サイドレール2が上下に曲がるときの中立軸に対するもの)と、上面断面係数(上フランジ5における断面係数)と、下面断面係数(下フランジ6における断面係数)とを表したものである。
【0024】
図8に特性が表されたサイドレール2は、上述したように、前後車軸間部分2bにおけるウェブ4を、前後方向中程の高さを前後車軸近傍部分2a、2cのウェブ4の高さよりも下向きに所定パーセント増加して、下方に向けて山型に形成し、このウェブ4の高さが増加された部分2bの断面における下フランジ6の幅を、ウェブ4の高さを下向きに増加した量と同量(同寸法)小さくし、スケッチ材7を矩形としたものである(図7参照)。
【0025】
図示するように、このサイドレール2は、前後車軸間におけるウェブ高さが大きくなるに応じて、断面二次モーメントが大きくなり、上下方向に撓み難くなることが分かる。詳しくは、前後車軸間におけるウェブ高さを所定パーセント大きくすると、それと略同パーセント、断面二次モーメントが大きくなる。
【0026】
但し、本実施形態では、前後車軸間において、下フランジ6の幅は、ウェブ4の高さを大きくするに応じて減少するので、下面断面係数は、ウェブ高さを大きくするに応じて低下してしまう。詳しくは、ウェブ高さを所定パーセント大きくすると、その半分のパーセントだけ下面断面係数が低下する。また、この下フランジ6には、引っ張りの曲げ応力が加わる(図4参照)。
【0027】
よって、本実施形態に係るサイドレール2は、図9に示すように、クロスメンバ3をサイドレール2のウェブ4に締結具(リベット、ボルトナット)17で締結するようにして、下フランジ6に締結用の穴が穿たれることを回避し、その穴における応力集中を回避するようにしたシャシフレームに適用することが好ましい。
【0028】
図10〜図12に、本発明の第2の実施形態を示す。
【0029】
この第2実施形態に係るサイドレール2xは、前実施形態(第1実施形態)における下面断面係数の低下を回避するため、前後の車軸間の部分2bにおけるウェブ4の高さの増加量を、その部分2bの断面における上下フランジ5、6の夫々で均等に相殺したものである。この結果、図11(b)に示すように、前後の車軸間の部分2bにおける上フランジ5の幅と下フランジ6の幅とが等しくなり、上下の各フランジ5、6の減少量F’は、ウェブ4の増加量の半分となる(F’=W/2)。
【0030】
第2実施形態では、図12に示すように、スケッチ材7xの上縁部16に窪み部16aが生じ、スケッチ材7xの下縁部15に隆起部15aが生じるが、前後車軸間部分2bにおける上フランジ5の幅とウェブ4の高さと下フランジ6の幅との和が、前後車軸近傍部分2a、2cにおける上フランジ5の幅とウェブ4の高さと下フランジ6の幅との和と等しく、上縁部16のラインと下縁部15のラインとが同一となる。
【0031】
よって、図示しない大板材から図12のスケッチ材7xを切り出すときには、ワンパスの切り出しで、隣り合うスケッチ材7x同士の下縁部15のラインと上縁部16のラインとが同時に形成されることになり、切り屑が生じず、歩留りが低下しない。また、スケッチ材7xを切り出すための作業時間が増大することはなく、製造コストが増大することはない。
【0032】
図13に、第2実施形態に係るサイドレール2xにおける、ウェブ高さ変化率と断面諸係数の変化率との関係を示す。
【0033】
図13は、前後車軸間部分2bにて高さを増加する前のウェブ4の高さを100%としたとき、前後車軸間部分2a、2cにて幅を減少させる前の上下のフランジ5、6の幅が30%、板厚が2.3%のサイドレールについて、第2実施形態を適用した場合の、断面二次モーメントと、上下面断面係数とを表したものである。なお、上フランジ5の幅と下フランジ6の幅とが等しいので、上面断面係数と下面断面係数とが等しくなる。
【0034】
この第2実施形態に係るサイドレール2xにおいても、第1の実施形態と同様に、断面二次モーメントの変化率は、ウェブ4の高さの増加率と略等しくなる。また、第2実施形態に係るサイドレール2xにおいては、前後車軸間部分2bにて、ウェブ4の高さを大きくしていっても、第1実施形態とは異なりそれに応じて下フランジ6の幅が極端に減少することはないので(図7、図12参照)、上下面断面係数が減少しない。
【0035】
よって、第2実施形態のサイドレール2xは、図9に示す構造のシャシフレームのみならず、クロスメンバ3をサイドレール2xの下フランジ6にリベットやボルトナット等の締結具17で締結した構造のシャシフレームに適用することができる。
【0036】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
【0037】
前後車軸間において、ウェブ4の高さが増加された部分2bの断面における上フランジ5の幅を、上記ウェブ4の高さの増加量と同量又はそれ以上以上減少させ、相殺を図ってもよい。すなわち、前後車軸間において、ウェブ4の高さが増加された部分2bの断面における上フランジ5の幅と下フランジ6の幅との一方又は両方の幅の和を、ウェブ4の高さの増加量と同量以上減少させてもよい。この場合、上下のフランジ5、6の減少量は、異なっていてもよい。
【0038】
また、以上の実施形態は、いずれもサイドレール2の板厚を従来タイプと比べて変更しない場合を説明してきたが、前後車軸間部分2bにおける下フランジ6の応力(引張応力)や、前後車軸間部分2bにおける曲げ剛性に余裕が有る場合には、その余裕の範囲内でサイドレール2の板厚を低下させ、曲げ剛性を維持乃至増加させながら軽量化や材料費の低減を図ってもよい。
【符号の説明】
【0039】
1 シャシフレーム
2 サイドレール
2a 前車軸近傍の部分
2b 前後車軸間の部分
2c 後車軸近傍の部分
4 ウェブ
5 上フランジ
6 下フランジ
【技術分野】
【0001】
本発明は、トラックやバス等に用いられるハシゴ型シャシフレーム用のサイドレールに関する。
【背景技術】
【0002】
図1に示すように、シャシフレーム1は、一般に、車幅方向に間隔を隔てて配置された一対のサイドレール2Jと、これらサイドレール2Jを連結する複数のクロスメンバ3とからハシゴ型に構成されている。このサイドレール2Jは、車両の前後方向に沿って前車軸の前方から後車軸の後方まで延出されており、図2に示すように、鉛直なウェブ4と、ウェブ4の上端から車幅方向内方に延出された上フランジ5と、ウェブ4の下端から車幅方向内方に延出された下フランジ6とから、断面コ字状に形成されている(溝形開断面)。
【0003】
従来のサイドレール2Jは、図1の領域Aの部分(車両の前車軸近傍から後端までの部分)の内の少なくともホイールベース間の部分において、ウェブ4の高さが一定となっていた(特許文献1の図5参照)。このサイドレール2Jは、図3に示すように、矩形スケッチ材(矩形板)7Jの一部(ハッチング部)8を切断除去し、一点鎖線9を直角に折り曲げることで成形され(プレス加工)、上記領域Aにおいて、ウェブ4の高さが一定となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2000−309282号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
図4は、上記サイドレール2Jが組み込まれたシャシフレーム1に、キャブ10、リヤボディ(荷台)11、前輪12、後輪13、エンジン及びトランスミッション等を装着した車両(トラック)の概略図である。このサイドレール2Jには、その全長に亘って各種装着部品及び積荷の分布荷重が下向きに加わるのに対し、路面からの上向きの反力は前輪12及び後輪13を介して前車軸部分と後車軸部分とに集中して加わる。
【0006】
この結果、サイドレール2Jは、前輪12と後輪13との間(ホイールベース間)の部分2bが下に凸に撓む。すなわち、サイドレール2Jは、ホイールベース間で荷重を受け持つ単純梁構造と考えることができ、ホイールベース間の中間部において曲げモーメントが最大となる。一方、従来のサイドレール2Jは、ウェブ4の高さがホイールベース間にて一定であるため、耐撓み性を鑑みるに効率的な構造とは言い難い。
【0007】
従来、サイドレール2Jのホイールベース間の部分2bにおける強度や剛性が必要な車種については、サイドレール2Jの板厚を増やしたり、高応力部にレインフォース等の補強部材を追加する対策がなされていた。しかし、板厚を増やすと、サイドレール2Jの全長に亘って板厚が厚くなるため、曲げモーメント上、厚くする必要のない前車軸近傍部分2a及び後車軸近傍部分2cまでも厚くなってしまい、重量増加を招く。また、高応力部にレインフォースを追加する場合には、組立コストの増加が避けられない。
【0008】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、ホイールベース間においてウェブの高さ及び上下フランジの幅を前後方向に沿って的確に異ならせることで、重量及びコストを増大させることなく効率的に上下の曲げ剛性を向上させたシャシフレーム用のサイドレールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記目的を達成するために本発明は、車両の前後方向に沿って前車軸の前方から後車軸の後方まで延出され、鉛直なウェブと、該ウェブの上端から車幅方向内方に延出された上フランジと、上記ウェブの下端から車幅方向内方に延出された下フランジとから断面コ字状に形成されたシャシフレーム用のサイドレールであって、前後車軸間におけるウェブは、前後方向中程の高さが前後車軸近傍のウェブの高さよりも下向きに増加されて、下方に向けて山型に形成され、このウェブの高さが増加された部分の断面における上フランジの幅と下フランジの幅との和が、前後車軸近傍の断面における上フランジの幅と下フランジの幅との和よりも小さいことを特徴とするものである。
【0010】
前後車軸間におけるウェブの高さを前後車軸近傍のウェブの高さよりも増加させた部分の断面における下フランジの幅が、そのウェブの高さを増加した寸法と同量以上減少されていてもよい。
【0011】
前後車軸間におけるウェブの高さを前後車軸近傍のウェブの高さよりも増加させた部分の断面における上フランジの幅と下フランジの幅との和が、そのウェブの高さを増加した寸法と同量以上減少されていてもよい。
【0012】
前後車軸間における上フランジの幅とウェブの高さと下フランジの幅との和が、前後車軸近傍における上フランジの幅とウェブの高さと下フランジの幅との和と等しくてもよい。
【発明の効果】
【0013】
本発明に係るシャシフレーム用のサイドレールによれば、ホイールベース間においてウェブの高さ及び上下フランジの幅を前後方向に沿って的確に異ならせているので、重量及び組立コストを増大させることなく効率的に上下の曲げ剛性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】トラック用のシャシフレームの斜視図である。
【図2】従来のサイドレールの鉛直断面図である。
【図3】従来のサイドレールの展開図である。
【図4】サイドレールを備えた車両(トラック)の概略図である。
【図5】本発明の第1実施形態に係るシャシフレーム用のサイドレールの側面図である。
【図6】(a)は図5のa−a線断面図、(b)は同b−b線断面図、(c)は同c−c線断面図である。
【図7】第1実施形態に係るサイドレールの展開図である。
【図8】第1実施形態に係るサイドレールのウェブ高さ変化率と断面諸係数変化率との関係を示す説明図である。
【図9】第1実施形態に係るサイドレールを備えたシャシフレームの断面図である。
【図10】本発明の第2実施形態に係るシャシフレーム用のサイドレールの側面図である。
【図11】(a)は図10のa’−a’線断面図、(b)は同b’−b’線断面図、(c)は同c’−c’線断面図である。
【図12】第2実施形態に係るサイドレールの展開図である。
【図13】第2実施形態に係るサイドレールのウェブ高さ変化率と断面諸係数変化率との関係を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
本発明の好適実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【0016】
図5、図6(a)、(b)、(c)に示すように、本発明の第1実施形態に係るシャシフレーム用のサイドレール2は、車両の前後方向に沿って前車軸の前方から後車軸の後方まで延出され、鉛直なウェブ4と、ウェブ4の上端から車幅方向内方に延出された上フランジ5と、ウェブ4の下端から車幅方向内方に延出された下フランジ6とから断面コ字状に形成されている。かかるサイドレール2は、図1に示すサイドレール2Jと同様に、車幅方向に間隔を隔てて一対配置され、クロスメンバ3により連結されてハシゴ型のシャシフレーム1を構成する。
【0017】
このサイドレール2の第1の特徴は、前後車軸間の部分2bにおけるウェブ4の前後方向中程の高さを、前後車軸近傍の部分2a、2cのウェブ4の高さよりも下向きに増加させることで、前後車軸間の部分2bにおけるウェブ4を、下方に向けて山型に形成した点にある。この山型には、本実施形態のような富士山型(台形)の他、三角型、円弧型等が含まれる。かかるサイドレール2によれば、前後車軸間の部分2bにおけるウェブ4が下方に山型に形成されているので、その部分の上下曲げに対する剛性が高まり、スティフナ等の補強部材を設けなくても図4に仮想線で示す撓みが抑制され、強度が向上する。また、かかる山型を下向きに形成したので、ウェブ4の上縁4xは前後方向に沿って直線状となり、リヤボディ(荷台)11の架装性は、図4に示す従来タイプと全く変わらない。
【0018】
このサイドレール2の第2の特徴は、前後車軸間にてウェブ4の高さが増加された部分2bの断面における上フランジ5の幅と下フランジ6の幅との和を、前後車軸近傍の部分2a、2cの断面における上フランジ5の幅と下フランジ6の幅との和よりも小さくした点にある。本実施形態では、上フランジ5の幅を前後方向に沿って一定とし、下フランジ6の幅のみを小さくし、前後車軸間にてウェブ4の高さが増加された部分2bの断面における下フランジ6の幅を、その部分2bにおけるウェブ4の高さの増加量と同量減少させている。これにより、前後車軸間の部分2bにてウェブ4の高さを増加させたことによる重量および材料費の増加は、その部分2bの断面における下フランジ6の幅を減少することによって、相殺される。よって、前後車軸間の部分2bにおいてウェブ4の高さを増加させても、重量アップおよび材料費アップが生じることはない。
【0019】
なお、本実施形態では、前後車軸間の部分2bにおいて、図6(b)に示すように、下フランジ6の幅の減少量Fを、ウェブ4の高さの増加量Wと等しくしたが(F=W)、下フランジ6の幅の減少量Fをウェブ4の高さの増加量Wよりも大きくすることで、製品の重量及び材料費の更なる減少を図ってもよい。
【0020】
本実施形態に係るサイドレール2は、図6(a)〜(c)に示すように、上フランジ5の幅が前後方向に沿って一定であり、前後の車軸近傍の部分2a、2cにおける上下のフランジ5、6の幅が等しい。このように、本実施形態のサイドレール2は、前後車軸間にて、上フランジ5の幅を減少させることなく下フランジ6の幅のみを減少させてウェブ4の高さの増加分を相殺している。このため、図7に示すように、サイドレール2の展開図が描かれたスケッチ材7は、ハッチング部8を切断除去する前は、前後車軸間部分2bにおける上フランジ5の幅とウェブ4の高さと下フランジ6の幅との和が、前後車軸近傍部分2a、2cにおける上フランジ5の幅とウェブ4の高さと下フランジ6の幅との和と等しく、上縁部16と下縁部15とが直線状となり、前後方向(図中左右方向)に沿った幅が一定の矩形状となる。
【0021】
よって、本実施形態のサイドレール2は、従来のサイドレールのスケッチ材7J(図3参照)と全く同一形状のスケッチ材7を用いて製造(プレス加工)でき、製品重量を増加させないだけでなく、素材の歩留りを低下させることなく曲げ剛性を効果的に高めることができる。
【0022】
図8に、本実施形態に係るサイドレール2における、ウェブ高さ変化率と断面諸係数の変化率との関係を示す。
【0023】
図8に示す特性は、前後車軸間部分2bにて高さを増加する前のウェブ4の高さ(前後車軸近傍部分2a、2cにおけるウェブ高さと等しい)を100%としたとき、前後車軸間部分2bにて幅を減少させる前の下フランジ6の幅(前後車軸近傍部分2a、2cにおける下フランジ6の幅、上フランジ5幅と等しい)が30%、板厚が2.3%のサイドレール2について、本実施形態を適用した場合の、断面二次モーメント(サイドレール2が上下に曲がるときの中立軸に対するもの)と、上面断面係数(上フランジ5における断面係数)と、下面断面係数(下フランジ6における断面係数)とを表したものである。
【0024】
図8に特性が表されたサイドレール2は、上述したように、前後車軸間部分2bにおけるウェブ4を、前後方向中程の高さを前後車軸近傍部分2a、2cのウェブ4の高さよりも下向きに所定パーセント増加して、下方に向けて山型に形成し、このウェブ4の高さが増加された部分2bの断面における下フランジ6の幅を、ウェブ4の高さを下向きに増加した量と同量(同寸法)小さくし、スケッチ材7を矩形としたものである(図7参照)。
【0025】
図示するように、このサイドレール2は、前後車軸間におけるウェブ高さが大きくなるに応じて、断面二次モーメントが大きくなり、上下方向に撓み難くなることが分かる。詳しくは、前後車軸間におけるウェブ高さを所定パーセント大きくすると、それと略同パーセント、断面二次モーメントが大きくなる。
【0026】
但し、本実施形態では、前後車軸間において、下フランジ6の幅は、ウェブ4の高さを大きくするに応じて減少するので、下面断面係数は、ウェブ高さを大きくするに応じて低下してしまう。詳しくは、ウェブ高さを所定パーセント大きくすると、その半分のパーセントだけ下面断面係数が低下する。また、この下フランジ6には、引っ張りの曲げ応力が加わる(図4参照)。
【0027】
よって、本実施形態に係るサイドレール2は、図9に示すように、クロスメンバ3をサイドレール2のウェブ4に締結具(リベット、ボルトナット)17で締結するようにして、下フランジ6に締結用の穴が穿たれることを回避し、その穴における応力集中を回避するようにしたシャシフレームに適用することが好ましい。
【0028】
図10〜図12に、本発明の第2の実施形態を示す。
【0029】
この第2実施形態に係るサイドレール2xは、前実施形態(第1実施形態)における下面断面係数の低下を回避するため、前後の車軸間の部分2bにおけるウェブ4の高さの増加量を、その部分2bの断面における上下フランジ5、6の夫々で均等に相殺したものである。この結果、図11(b)に示すように、前後の車軸間の部分2bにおける上フランジ5の幅と下フランジ6の幅とが等しくなり、上下の各フランジ5、6の減少量F’は、ウェブ4の増加量の半分となる(F’=W/2)。
【0030】
第2実施形態では、図12に示すように、スケッチ材7xの上縁部16に窪み部16aが生じ、スケッチ材7xの下縁部15に隆起部15aが生じるが、前後車軸間部分2bにおける上フランジ5の幅とウェブ4の高さと下フランジ6の幅との和が、前後車軸近傍部分2a、2cにおける上フランジ5の幅とウェブ4の高さと下フランジ6の幅との和と等しく、上縁部16のラインと下縁部15のラインとが同一となる。
【0031】
よって、図示しない大板材から図12のスケッチ材7xを切り出すときには、ワンパスの切り出しで、隣り合うスケッチ材7x同士の下縁部15のラインと上縁部16のラインとが同時に形成されることになり、切り屑が生じず、歩留りが低下しない。また、スケッチ材7xを切り出すための作業時間が増大することはなく、製造コストが増大することはない。
【0032】
図13に、第2実施形態に係るサイドレール2xにおける、ウェブ高さ変化率と断面諸係数の変化率との関係を示す。
【0033】
図13は、前後車軸間部分2bにて高さを増加する前のウェブ4の高さを100%としたとき、前後車軸間部分2a、2cにて幅を減少させる前の上下のフランジ5、6の幅が30%、板厚が2.3%のサイドレールについて、第2実施形態を適用した場合の、断面二次モーメントと、上下面断面係数とを表したものである。なお、上フランジ5の幅と下フランジ6の幅とが等しいので、上面断面係数と下面断面係数とが等しくなる。
【0034】
この第2実施形態に係るサイドレール2xにおいても、第1の実施形態と同様に、断面二次モーメントの変化率は、ウェブ4の高さの増加率と略等しくなる。また、第2実施形態に係るサイドレール2xにおいては、前後車軸間部分2bにて、ウェブ4の高さを大きくしていっても、第1実施形態とは異なりそれに応じて下フランジ6の幅が極端に減少することはないので(図7、図12参照)、上下面断面係数が減少しない。
【0035】
よって、第2実施形態のサイドレール2xは、図9に示す構造のシャシフレームのみならず、クロスメンバ3をサイドレール2xの下フランジ6にリベットやボルトナット等の締結具17で締結した構造のシャシフレームに適用することができる。
【0036】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
【0037】
前後車軸間において、ウェブ4の高さが増加された部分2bの断面における上フランジ5の幅を、上記ウェブ4の高さの増加量と同量又はそれ以上以上減少させ、相殺を図ってもよい。すなわち、前後車軸間において、ウェブ4の高さが増加された部分2bの断面における上フランジ5の幅と下フランジ6の幅との一方又は両方の幅の和を、ウェブ4の高さの増加量と同量以上減少させてもよい。この場合、上下のフランジ5、6の減少量は、異なっていてもよい。
【0038】
また、以上の実施形態は、いずれもサイドレール2の板厚を従来タイプと比べて変更しない場合を説明してきたが、前後車軸間部分2bにおける下フランジ6の応力(引張応力)や、前後車軸間部分2bにおける曲げ剛性に余裕が有る場合には、その余裕の範囲内でサイドレール2の板厚を低下させ、曲げ剛性を維持乃至増加させながら軽量化や材料費の低減を図ってもよい。
【符号の説明】
【0039】
1 シャシフレーム
2 サイドレール
2a 前車軸近傍の部分
2b 前後車軸間の部分
2c 後車軸近傍の部分
4 ウェブ
5 上フランジ
6 下フランジ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両の前後方向に沿って前車軸の前方から後車軸の後方まで延出され、鉛直なウェブと、該ウェブの上端から車幅方向内方に延出された上フランジと、上記ウェブの下端から車幅方向内方に延出された下フランジとから断面コ字状に形成されたシャシフレーム用のサイドレールであって、
前後車軸間におけるウェブは、前後方向中程の高さが前後車軸近傍のウェブの高さよりも下向きに増加されて、下方に向けて山型に形成され、このウェブの高さが増加された部分の断面における上フランジの幅と下フランジの幅との和が、前後車軸近傍の断面における上フランジの幅と下フランジの幅との和よりも小さいことを特徴とするシャシフレーム用のサイドレール。
【請求項2】
前後車軸間におけるウェブの高さを前後車軸近傍のウェブの高さよりも増加させた部分の断面における下フランジの幅が、そのウェブの高さを増加した寸法と同量以上減少された請求項1に記載のシャシフレーム用のサイドレール。
【請求項3】
前後車軸間におけるウェブの高さを前後車軸近傍のウェブの高さよりも増加させた部分の断面における上フランジの幅と下フランジの幅との和が、そのウェブの高さを増加した寸法と同量以上減少された請求項1に記載のシャシフレーム用のサイドレール。
【請求項4】
前後車軸間における上フランジの幅とウェブの高さと下フランジの幅との和が、前後車軸近傍における上フランジの幅とウェブの高さと下フランジの幅との和と等しい請求項1に記載のシャシフレーム用のサイドレール。
【請求項1】
車両の前後方向に沿って前車軸の前方から後車軸の後方まで延出され、鉛直なウェブと、該ウェブの上端から車幅方向内方に延出された上フランジと、上記ウェブの下端から車幅方向内方に延出された下フランジとから断面コ字状に形成されたシャシフレーム用のサイドレールであって、
前後車軸間におけるウェブは、前後方向中程の高さが前後車軸近傍のウェブの高さよりも下向きに増加されて、下方に向けて山型に形成され、このウェブの高さが増加された部分の断面における上フランジの幅と下フランジの幅との和が、前後車軸近傍の断面における上フランジの幅と下フランジの幅との和よりも小さいことを特徴とするシャシフレーム用のサイドレール。
【請求項2】
前後車軸間におけるウェブの高さを前後車軸近傍のウェブの高さよりも増加させた部分の断面における下フランジの幅が、そのウェブの高さを増加した寸法と同量以上減少された請求項1に記載のシャシフレーム用のサイドレール。
【請求項3】
前後車軸間におけるウェブの高さを前後車軸近傍のウェブの高さよりも増加させた部分の断面における上フランジの幅と下フランジの幅との和が、そのウェブの高さを増加した寸法と同量以上減少された請求項1に記載のシャシフレーム用のサイドレール。
【請求項4】
前後車軸間における上フランジの幅とウェブの高さと下フランジの幅との和が、前後車軸近傍における上フランジの幅とウェブの高さと下フランジの幅との和と等しい請求項1に記載のシャシフレーム用のサイドレール。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【公開番号】特開2010−184532(P2010−184532A)
【公開日】平成22年8月26日(2010.8.26)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−28617(P2009−28617)
【出願日】平成21年2月10日(2009.2.10)
【出願人】(390001579)プレス工業株式会社 (173)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成22年8月26日(2010.8.26)
【国際特許分類】
【出願日】平成21年2月10日(2009.2.10)
【出願人】(390001579)プレス工業株式会社 (173)
【Fターム(参考)】
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