(57)【要約】【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。【選択図】図７
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【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。
【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
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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