説明

ビーム構造

【課題】素材にアルミニウムを用いる場合に適し且つ部品点数も少なく、低コストで生産性が優れた締結機能付きのビーム構造を提供する。
【解決手段】ボルト孔9を車両前後方向に並ぶように穿設したボックス状のサイドレール1と、ボルト孔9に対応するように並ぶナット11を有してサイドレール1に挿入可能なインサートプレート2と、サイドレール1の内面に対するインサートプレート2の離隔を阻止するプレート受部3と、サイドレール1の左右の壁部5,6をつなぐ隔壁4を備え、サイドレール1とそれに付帯するプレート受部3や隔壁4を金属の押出加工により一体的に形作り、ナット11がボルト孔9に重なり合うように、ボックス状のサイドレール1の内部にインサートプレート2を保持している。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はビーム構造に関するものである。
【背景技術】
【0002】
図8は従来のトラック用シャシフレーム構造の一例を示すものであり、車両前後方向に延びる一対のサイドレール51と、該サイドレール51をつなぐクロスメンバ52,53とを備えている。
【0003】
サイドレール51は、プレス加工によりチャンネル材状の断面となるように形作られ、そのフロント部分には、リーフスプリングを装着するためのスプリングブラケット54、フロントアブソーバを取り付られるアブソーバブラケット55、キャブを支持するキャブマウントブラット56などが付帯している。
【0004】
このようなシャシフレームには、架装対象となる荷台や箱形荷室などの多様な物品積載装置に見合った各種ホイールベースが得られるように、複数の全長が設定されている。
【0005】
シャシフレームに複数の全長を設定する場合には、各種ホイールベースごとにリヤ部分の長さが相違するサイドレール51をアセンブリとして用意しなければならないが、当該サイドレール51をプレス加工で形作るとなると、長さの相違に対応したプレス成形型が個別に必要になる。
【0006】
そこで例えば、サイドレール51のリヤ相当部分を独立させたうえ、アルミニウム合金の押出加工によってボックス状の同一な閉断面が直線的に続くビームとして形作り、生産コストの低減と軽量化を図ったアルミニウム合金構造体が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0007】
この構造体の問題点は、各種周辺部品の締結手段であるボルトまたはナットを、閉断面が続くビームの内部空間に容易に設置できないことである。
【0008】
また、中空状の押出材の内部にナットを組み込む構造が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
【0009】
特許文献2のものは図9に示すように、ボックス状の閉断面がづくサイドフレーム61の上壁部62にボルト63が入るボルト孔64を穿設し、上壁部62に連なる右壁部65に、ナット66が付帯するベースプレート67をサイドフレーム61内へ差し込むための開口部68を設け、上壁部62に連なる左壁部69に、ベースプレート66の先端に形成してある突起部70が嵌入可能な係止孔71を開口部68と向き合うように設けてあり、サイドメンバ72並びに上壁部62のボルト孔73,64に挿通したボルト63をナット66に螺合して、サイドフレーム61にサイドメンバ70を組み付けている。
【特許文献1】特開平10−314869号公報
【特許文献2】特開平7−190035号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
しかしながら特許文献2の手法を採用した場合、ナット66ごとにベースプレート67が必要になるため、ボルト締結が増えるほど部品点数が多くなるし、また、各ボルト締結個所ごとに開口部68及び係止孔71を設けることになるため、加工コストが高くなり、サイドフレーム61の剛性低下が懸念される。
【0011】
本発明は上述した実情に鑑みてなしたもので、素材にアルミニウムを用いる場合に適し且つ部品点数も少なく、低コストで生産性が優れた締結機能付きのビーム構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0012】
上記目的を達成するため本発明は、ボルト孔を部材長手方向に並ぶように穿設したボックス状のビームと、前記ボルト孔に対応するように並んだねじ孔を有し且つビームに挿入可能なインサートプレートと、前記ねじ孔がボルト孔に向き合うようにインサートプレートをビームの内面に対峙させたときにインサートプレートの離隔を阻止するプレート受部とを備え、ビーム及びプレート受部を金属押出加工により一体的に形作っている。
【0013】
これに加えて、ボルト孔が穿設してあるビームの壁部とこれに相対する別の壁部の双方をつなぐ隔壁を、金属押出加工によりビームと一体的に形作る。
【0014】
あるいは、インサートプレートの長辺に沿って延びるアンダカットがビームの壁部内面に現われるように、金属押出加工によりビームを形作る。
【0015】
また、インサートプレートのねじ孔の間に拡縮継手を設ける。
【0016】
本発明においては、ボルト孔が部材長手方向に並ぶように穿設してあるビームの内面に対峙させたインサートプレートをプレート受部で保持し、インサートプレートのねじ孔がビームのボルト孔に重なり合うようにする。
【0017】
更に、ボルト孔が穿設してある壁部とそれに相対する壁部を、ビームの全長にわたって縦通する隔壁でつなぎ、相対する壁部の近接離反を抑制する。
【0018】
この他に、ビームの壁部内面に設けたアンダカットによって、ビームの内面やプレート受部とインサートプレート長辺縁部との干渉を避け、また、拡縮継手でねじ孔間隔の変動を許容する。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、下記のような優れた効果を奏し得る。
【0020】
(1)インサートプレートがボルト螺着用の多数のねじ孔を有しているので、部品点数を少なくすることができる。
【0021】
(2)インサートプレートのねじ孔がビームのボルト孔に一致するように、インサートプレートのビームの内部に保持し、複数のボルトをビームの長手方向に並べて螺着させるので、合理的な組付作業が可能になり、生産性が向上し且つコストが低減する。
【0022】
(3)ビーム及びプレート受部などを金属押出加工によって同一の横断面が続くように直線的に形作るので、部材長さをシャシフレームの構成要素に合わせて設定でき、また、アルミニウム合金を素材に用いた場合、その展性を活かして最適な断面形状を容易に得ることができる。
【0023】
(4)アンダカットをビームの壁部の内面に設けると、ビームの内面やプレート受部とインサートプレートの長手方向に延びる両縁部分との干渉が避けられるので、インサートプレートの収まりがよくなり、振れの発生を防ぐことができる。
【0024】
(5)ビームとインサートプレートで熱膨張率が相違する素材を用いても、インサートプレートのねじ孔の間隔の変動を拡縮継手によって許容できるので、ビームやインサートプレートに歪みが発生せず、ボルトに剪断力が作用しない。
【発明を実施するための最良の形態】
【0025】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【0026】
図1乃至図7は本発明のビーム構造の実施の形態の一例を適用したシャシフレーム構成部材を示すものであり、ボックス状の閉断面を呈したサイドレール1と、車両前後方向に延びる複数のインサートプレート2とを備えており、サイドレール1には、プレート受部3及び隔壁4が付帯している。
【0027】
サイドレール1における左壁部5の上縁近傍個所と下縁近傍個所、右壁部6の上縁近傍個所と下縁近傍個所、及び下壁部7には、ボルト8が入る所定数のボルト孔9が車両前後方向に並ぶように穿設してある。
【0028】
インサートプレート2は、左壁部5の内面の上縁近傍個所と下縁近傍個所、右壁部6の内面の上縁近傍個所と下縁近傍個所、及び下壁部7の内面に対峙するようにサイドレール1に挿入されている。
【0029】
各インサートプレート2には、左壁部5、右壁部6、及び下壁部7のボルト孔9に対応した開口10が穿設され、該開口10に見合うようにボルト8が螺合可能なナット11が固着してある。
【0030】
プレート受部3は、インサートプレート2のナット11が固着してある面の長辺に相対するように左壁部5、右壁部6、及び下壁部7の内面に連なり、各インサートプレート2が壁部5,6,7の内面から離隔することを阻止している。
【0031】
つまり、ナット11がボルト孔9に重なり合うように、ボックス状のサイドレール1の内部にインサートプレート2を保持し、複数のボルト8をサイドレール1の車両前後方向に並べて螺着させるので、多種多様な部材をサイドレール1に合理的に組み付けることができる。
【0032】
これらプレート受部3のうち、下壁部7の内面に連なっているものは、下壁部7に載置したインサートプレート2の離隔を防ぐ役割に加えて、左壁部5と右壁部6の下縁近傍に配置したインサートプレート2の離隔を防ぐ役割も兼ねている。
【0033】
隔壁4は、壁部5,6の上縁近傍個所に並ぶボルト孔9の直上と直下、及び壁部5,6の下縁近傍個所に並ぶボルト孔9の直上において左右壁部5,6をつなぎ、両壁部5,6の車両幅方向への撓みを抑止している。
【0034】
隔壁4が壁部5,6の下縁近傍個所に並ぶボルト孔9の直下にない理由は、下壁部7の至近に当該ボルト孔9があって、この個所では顕著な撓みが生じにくいからである。
【0035】
また、隔壁4に相当するものを下壁部7からサイドレール1の上壁部12に向けて設けない理由は、サイドレール1の高さ寸法に比べて幅寸法がかなり小さく、両壁部7,12には上下方向への撓みが生じにくいからである。
【0036】
サイドレール1とそれに付帯するプレート受部3や隔壁4は、アルミニウム合金の押出加工によって一体的に形作ってあり、プレート受部3及び隔壁4がサイドレール1の全長にわたって存在するので、強度的にも最適な断面形状のサイドレール1が得られる。
【0037】
更に、各壁部5,6,7の内面には、インサートプレート2の長辺に沿って延びる溝状のアンダカット13が形成させてあり、このアンダカット13によって壁部5,6,7とインサートプレート2の密着性を確保している。
【0038】
アンダカット13を設けるようにしないと、押出加工の特性上、インサートプレート2の長辺が向き合うプレート受部3付近の凹曲面14の半径を大きくせざるを得ず、これにより、インサートプレート2が凹曲面14に干渉してインサートプレート2と壁部5などとの間に空隙Gが形成されてしまい(図4参照)、ナット11に対するボルト8の螺合に支障が生じることがある。
【0039】
サイドレール1はアルミニウム合金の押出加工で形作るので、各壁部5,6,7の内面にアンダカット13を形成させることは、事前の押出成形型の形状設定により容易に遂行できる。
【0040】
インサートプレート2は、サイドレール1と同質の素材を用いる場合は細長い平板状であっても特に問題はないが、例えば、鋼などのようにアルミニウム合金とは熱膨張係数が大きく異なる素材を使うときには、帯板状のインサートプレート2の開口10の間が穿設してある個所の間に、車両前後方向に変形可能な拡縮継手15,16,17を設けるようにする(図5、図6、図7参照)。
【0041】
拡縮継手15は、開口10がある定常幅部分18の間にインサートプレート2の部材幅方向にくびれた細幅部分19を形成し、この細幅部分19を開口10の貫通方向へ向けてU字状に湾曲させている。
【0042】
拡縮継手16は、開口10がある定常幅部分20の間にインサートプレート2の部材幅方向にくびれ且つ互いに分断した細幅部分21を形成し、この細幅部分21の双方を折りたたみ曲げなどのような金属塑性加工による手法でつなでいる。
【0043】
拡縮継手17は、開口10がある定常幅部分22の間にインサートプレート2の部材幅方向にくびれ且つ互いに分断した細幅部分23を形成し、この細幅部分23の双方を開口10の貫通方向に折り曲げて突合せ、スポット溶接継手24、あるいはボルトやリベットなどの機械要素を用いて接続している。
【0044】
なお、本発明のビーム構造は上述した実施の形態のみに特に限定されるものではなく、シャシフレーム以外の車両関連部材に適用すること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変更を加え得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【0045】
本発明のビーム構造は、様々な車両関連部材に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【0046】
【図1】本発明のビーム構造の実施の形態の一例を適用したシャシフレーム構成部材を示す横断面図である。
【図2】図1のII−II矢視図である。
【図3】図1に関連するサイドレールの下部横断面図である。
【図4】図1に関連するサイドレールにアンダカットを設けない場合を想定した部分断面図である。
【図5】図1の関連するインサートプレートの拡縮継手の第1の例を示す部分斜視図である。
【図6】図1の関連するインサートプレートの拡縮継手の第2の例を示す部分斜視図である。
【図7】図1の関連するインサートプレートの拡縮継手の第3の例を示す部分斜視図である。
【図8】トラック用シャシフレーム構造の一例を示す部分斜視図である。
【図9】押出加工で形作った部材へのナットの取付手法の一例を示す概念図である。
【符号の説明】
【0047】
1 サイドレール(ビーム)
2 インサートプレート
3 プレート受部
4 隔壁
9 ボルト孔
11 ナット(ねじ孔)
13 アンダカット
15,16,17 拡縮継手

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ボルト孔を部材長手方向に並ぶように穿設したボックス状のビームと、前記ボルト孔に対応するように並んだねじ孔を有し且つビームに挿入可能なインサートプレートと、前記ねじ孔がボルト孔に向き合うようにインサートプレートをビームの内面に対峙させたときにインサートプレートの離隔を阻止するプレート受部とを備え、ビーム及びプレート受部を金属押出加工により一体的に形作ったことを特徴とするビーム構造。
【請求項2】
ボルト孔が穿設してあるビームの壁部とこれに相対する別の壁部の双方をつなぐ隔壁を、金属押出加工によりビームと一体的に形作った請求項1に記載のビーム構造。
【請求項3】
インサートプレートの長辺に沿って延びるアンダカットがビームの壁部内面に現われるように、金属押出加工によりビームを形作った請求項1または請求項2のいずれかに記載のビーム構造。
【請求項4】
インサートプレートのねじ孔の間に拡縮継手を設けた請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のビーム構造。

【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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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2006−131174(P2006−131174A)
【公開日】平成18年5月25日(2006.5.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−324788(P2004−324788)
【出願日】平成16年11月9日(2004.11.9)
【出願人】(000005463)日野自動車株式会社 (1,484)
【Fターム(参考)】