(57)【要約】【課題】上フランジの幅と下フランジの幅とを長手方向の場所に応じて的確に異ならせることで、効果的に引張応力を低減して上下曲げ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たシャシフレーム用のサイドレール２であって、前後車軸間の部分２ｂにおける下フランジ６、前車軸近傍の部分２ａの上フランジ５、後車軸近傍の部分２ｃの上フランジ５のうち、少なくとも１箇所のフランジの幅を、同一鉛直断面における上下反対側のフランジの幅よりも大きくすることで、引張力を受ける側のフランジ幅をそれと上下反対側のフランジ幅よりも大きくし、引張応力の低下を図った。【選択図】図５
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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下フランジ、前車軸近傍の上フランジ及び後車軸近傍の上フランジのうち、少なくとも１箇所のフランジの幅を、同一鉛直断面における上下反対側のフランジの幅よりも大きくした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】
同一鉛直断面での上記上フランジ、ウェブ及び下フランジの各幅の和が、上記前後車軸間と前車軸近傍と後車軸近傍とにおいて、同一である請求項１に記載のシャシフレーム用のサイドレール。
【請求項３】
上記上フランジ及び下フランジを、同じ幅の状態から一方を大きく他方を小さくする際、大きくする量よりも小さくする量を少なくし、同じ幅の状態のときから断面二次モーメントが小さくなることを抑えた請求項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、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）において、図２に示すように、上フランジ５の幅と下フランジ６の幅とが同一となっているものが多い。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、上フランジ５の幅、下フランジ６の幅、ウェブ４の幅は一定となっている。
【０００４】
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。
【０００５】
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が下に凸に撓み、前後の車軸部分２ａ、２ｃが上に凸に撓む。よって、サイドレール２Ｊの耐久強度に影響を及ぼす引っ張りの曲げ応力は、図４にハッチングで示すように、ホイールベース間の部分２ｂでは下フランジ６に、前後の車軸部分２ａ、２ｃでは上フランジ５に発生することになる。従って、上フランジ５の幅と下フランジ６の幅とが等しい上下対称の断面では、引張応力を低減する効率的な断面とは言い難い。
【０００６】
ところで、上下非対称の断面コ字状のサイドレール２Ｊとして、上フランジ５の幅を下フランジ６の幅よりも小さくしたものが知られている（特許文献１）。このサイドレール２Ｊは、その上部にリヤボディ１１を装着することで、リヤボディ１１が装着された部分における上フランジ５の応力負担が軽減されることを考慮し、上フランジ５の幅を下フランジ６の幅よりも小さくしたものである（文献１の段落００１４参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開平６−４８３１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし乍ら、このサイドレール２Ｊは、リヤボディ１１が装着される部分にて一様に上フランジ５の幅が下フランジ６の幅よりも小さくなっており、前後の車軸部分２ａ、２ｃにおいても、上フランジ５の幅が下フランジ６の幅よりも小さい。よって、このサイドレール２Ｊは、前後の車軸部分２ａ、２ｃにおいて、幅が小さい上フランジ５で引張り力を受けることになってしまい、応力低減の余地が残されている。
【０００９】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、上フランジの幅と下フランジの幅とを長手方向の場所に応じて的確に異ならせることで、効果的に引張応力を低減して上下曲げ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ことにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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下フランジ、前車軸近傍の上フランジ及び後車軸近傍の上フランジのうち、少なくとも１箇所のフランジの幅を、同一鉛直断面における上下反対側のフランジの幅よりも大きくしたものである。
【００１１】
同一鉛直断面での上記上フランジ、ウェブ及び下フランジの各幅の和が、上記前後車軸間と前車軸近傍と後車軸近傍とにおいて、同一であってもよい。
【００１２】
上記上フランジ及び下フランジを、同じ幅の状態から一方を大きく他方を小さくする際、大きくする量よりも小さくする量を少なくし、同じ幅の状態のときから断面二次モーメントが小さくなることを抑えてもよい。
【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、上フランジの幅と下フランジの幅とを長手方向の場所に応じて的確に異ならせているので、夫々のフランジにおける引張応力を低減でき、上下曲げ強度を効果的に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の好適実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１５】
図５は、本実施形態に係るシャシフレーム用のサイドレール２の斜視図、図６（ａ）は、図５のａ−ａ線断面図、図６（ｂ）は同じくｂ−ｂ線断面図、図６（ｃ）は同じくｃ−ｃ線断面図である。
【００１６】
このサイドレール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の特徴は、前車軸と後車軸との間の部分２ｂにおいて下フランジ６の幅を上フランジ５の幅よりも大きくし、後車軸近傍の部分２ｃにおいて上フランジ５の幅を下フランジ６よりも大きくした点にある。これにより、前後車軸間の部分２ｂの下フランジ６で生じる引張応力、後車軸近傍の部分２ｃの上フランジ５で生じる引張応力を低減できる（図４参照）。
【００１８】
このように、上フランジ５の幅と下フランジ６の幅とをサイドレール２の長手方向の場所に応じて的確に異ならせ、夫々の箇所のフランジ５、６に生じる引張応力を低減することで、サイドレール２の上下曲げ強度を、補強部材の追加や板厚アップ等の重量やコストが増す対策無しで、効果的に向上させることができる。
【００１９】
なお、本実施形態に係るサイドレール２では、図６（ａ）に示すように、前輪車軸近傍の部分２ａにおいて上フランジ５の幅と下フランジ６の幅とを等しくし、エンジンやトランスミッションのサイドレール２への装着性（取り合い）が変動することを回避しているが、その部分２ａにおいて上フランジ５の幅を下フランジ６の幅よりも大きくし、上フランジ５での引張応力低減を図ってもよい。
【００２０】
また、このサイドレール２は、図６（ｂ）に示すように、前後車軸間の部分２ｂにおける上フランジ５の減少量Ｆｒと下フランジ６の増加量Ｆｉとが等しく、図６（ｃ）に示すように、後車軸近傍の部分２ｃにおける上フランジ５の増加量Ｆｉと下フランジ６の減少量Ｆｒとが等しくなっている。図中、仮想線１４は上下のフランジ５、６の幅が等しい場合のラインである。また、ウェブ４の幅は、前車軸近傍の部分２ａからサイドレール２の後端にかけて一定となっている。
【００２１】
このサイドレール２は、その展開図が描かれた図７に示すスケッチ材７の領域Ａの部分（車両の前車軸近傍の部分２ａから後端まで）において、上フランジ５、ウェブ４及び下フランジ６の各幅の和が同一となっている。すなわち、このサイドレール２は、同一鉛直断面での上フランジ５、ウェブ４及び下フランジ６の各幅の和が、前後車軸間の部分２ｂと前車軸近傍の部分２ａと後車軸近傍の部分２ｃとにおいて、同一となっている（Ｌａ＝Ｌｂ＝Ｌｃ＝Ｌｄ）。これにより、このスケッチ材７は、ハッチング部分８を切断除去する前は、図中の下側の縁ライン１５と上側の縁ライン１６とが同一となる。
【００２２】
よって、図８に示すように、このスケッチ材７を大板材１７から切り出す際、切り出されるスケッチ材７を隙間無く隣接して並べることができ、材料屑が少なくなって歩留りが向上する。従って、本実施形態に係るサイドレール２は、それを１本製造するために必要な材料の量が、図３の従来タイプと比べて殆ど増加することはない。よって、このサイドレール７は、従来タイプと比べて製品重量及び原料コストを殆ど増加させることなく、引っ張り曲げ応力が発生する部位のフランジ５、６を的確に強化することができる。
【００２３】
また、図８において、スケッチ材７を大板材１７から切り出す際、ワンパスの切り出しで、隣り合うスケッチ材７同士の下側の縁ライン１５と上側の縁ライン１６とが同時に形成されることになるので、スケッチ材７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。
【００２４】
さて、本実施形態にように、同一鉛直断面における上下のフランジ５、６の内の一方のフランジ幅減少量Ｆｒと他方のフランジ幅増加量Ｆｉとが等しい場合の、フランジ幅の変化率と断面諸係数の変化率の関係を図９に示す。
【００２５】
図９は、幅を増減する前の上下のフランジ５、６の幅を１００％としたとき、ウェブ４の幅（高さ）が３３０％、板厚が８％のサイドレール２について、一方のフランジ５（又は６）の幅を或るパーセント拡大し、他方のフランジ６（又は５）の幅をそれと同じパーセント縮小した場合の、フランジ幅拡大側の断面係数と、フランジ幅縮小側断面係数と、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）とを表したものである。
【００２６】
図示するように、一方の引張応力側のフランジ幅を３０％増加し、それと上下反対側の他方のフランジ幅を３０％減少すると、増加側の即ち引張応力側のフランジ幅拡大側の断面係数は約１０％増加する。よって、引張応力側のフランジの応力が１０％程度低減されることになる。
【００２７】
引張応力側のフランジに溶接部や締結穴等の切欠が存在し、金属疲労による耐久性が不足する場合でも、同部の断面係数の増加分だけ引張応力が低減することになり、耐久寿命が１．５倍以上向上することになる。
【００２８】
一方、サイドレール２の曲げ剛性に寄与する断面二次モーメントは、上述のように上下のフランジ幅を３０％増減する場合、図９に示すように２％程度減少するが、これによりサイドレール２の上下方向の撓みが２％増加することはない。何故なら、サイドレール２の上部に装着される各種装着部品及び積荷の分布荷重は、実際には、サイドレール２以外のリヤボディ１１、サブフレーム等の車体の剛性部品でも分担するので、サイドレール２の断面二次モーメントが２％減少しても、サイドレール２の撓みの増加は２％よりも少なくなるのである。
【００２９】
よって、引張応力側のフランジについて、上述した断面係数の増加による引張応力低減効果は、サイドレール２の撓みが増加することによって相殺されることはない。
【００３０】
本発明の別の実施形態を図１０〜図１２を用いて説明する。
【００３１】
この実施形態に係るサイドレール２は、基本的には前実施形態と同様であり、同一鉛直断面にて上フランジ５及び下フランジ６を、同じ幅の状態から一方を大きく他方を小さくする際、大きくする量（Ｆｉ）よりも小さくする量（Ｆｒ）を少なくし、同じ幅の状態のときから断面二次モーメントが小さくなることを抑えた点のみが異なる。
【００３２】
具体的には、同一鉛直断面における一方のフランジ幅の拡大量Ｆｉに対し、上下反対側の他方のフランジ幅の減少量Ｆｒを８０％とした（Ｆｒ＝０．８Ｆｉ）。図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図５のａ−ａ線、ｂ−ｂ線、ｃ−ｃ線断面に相当する。図１０（ｂ）に示すように、前後車軸間の部分２ｂにおける上フランジ５の減少量Ｆｒは、下フランジ６の拡大量Ｆｉの８０％程度となっており、図１０（ｃ）に示すように、後車軸近傍の部分２ｃにおける下フランジ６の減少量Ｆｒは、上フランジ５の拡大量Ｆｉの８０％程度となっている。仮想線１４は、上下のフランジ５、６の幅が等しい場合（Ｆｒ＝Ｆｉ）のラインである。
【００３３】
図１１は、このサイドレール２の展開図である。破線１８は、Ｆｒ＝Ｆｉのラインである。図示するように、前後車軸間の部分２ｂにおける上フランジ５とウェブ４と下フランジ６の幅の和Ｌｂは、前車軸近傍の部分２ａの上フランジ５とウェブ４と下フランジ６の幅の和Ｌａより僅かに大きい。また、後車軸近傍の部分２ｃの上フランジ５とウェブ４と下フランジ６の幅の和Ｌｃは、上記和Ｌａより僅かに大きい。
【００３４】
この実施形態においては、幅を増減する前の上下のフランジ５、６の幅を１００％としたとき、ウェブ４の幅（高さ）が３３０％、板厚が８％のサイドレール２について、一方の引張り側のフランジ幅を３０％増加させると、それと上下反対側の他方のフランジ側は３０％に０．８を乗じた２４％減少させることになる。この場合、展開幅は、変更前に比べて、次式のように僅か１％増加するだけである。
【００３５】
（１００＋３０＋３３０＋１００−２４）／（１００＋３３０＋１００）
＝１．０１１
このように、上下のフランジ５、６の一方のフランジ幅減少量Ｆｒを他方のフランジ幅増加量Ｆｉの８０％とした場合の、フランジ幅の増加率と断面諸係数の変化率の関係を図１２に示す。
【００３６】
図１２は、この実施形態に係るサイドレール２について、一方のフランジの幅を或るパーセント拡大し、それと上下反対側の他方のフランジの幅をそれに０．８を乗じたパーセント縮小した場合の、フランジ幅拡大側の断面係数と、フランジ幅縮小側断面係数と、断面二次モーメントとを表したものである。
【００３７】
図示するように、一方の引張応力側のフランジ幅を３０％増加し、それと上下反対側の他方のフランジ幅を３０％に０．８を乗じた２４％減少すると、増加側の即ち引張応力側のフランジ幅拡大側の断面係数は約１２％（最初の実施形態よりも若干大きい）増加する上、曲げ剛性に相関する断面二次モーメントの低下は生じないことは分かる。
【００３８】
よって、このサイドレール２は、最初の実施形態のものと比べ（図９参照）、重量及び原材料コストを殆ど増加させることなく（１％程度の増加）、断面二次モーメントの低下を抑えることができる。
【００３９】
本発明は、上記各実施形態に限定されるものではない。
【００４０】
上述した各実施形態に係るサイドレール２においては、前後車軸間の部分２ｂでの下フランジ６の幅を上フランジ５の幅より大きくし、後車軸近傍の部分２ｃでの上フランジ５の幅を下フランジ６の幅より大きくし、前車軸近傍の部分２ａの上フランジ５の幅と下フランジ６の幅とを等しくしたが、これに限定されることはない。
【００４１】
すなわち、前後車軸間の部分２ｂにおける下フランジ６、前車軸近傍の部分２ａの上フランジ５及び後車軸近傍の部分２ｃの上フランジ５のうち、少なくとも１箇所のフランジの幅を、同一鉛直断面における上下反対側のフランジの幅よりも大きくしてもよい。こうすれば、前記特許文献１に記載されているように上フランジが下フランジよりも一様に小さいサイドレールよりも、効果的に上下曲げ強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【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】本実施形態に係るシャシフレーム用のサイドレールの斜視図である。
【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】本実施形態に係るサイドレールの展開図である。
【図８】本実施形態に係るサイドレールのスケッチ材が切り出される大板材の斜視図である。
【図９】本実施形態に係るサイドレールのフランジ幅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１０】別の実施形態に係るサイドレールの説明図であり、（ａ）は図５のａ−ａ線、（ｂ）は同ｂ−ｂ線、（ｃ）は同ｃ−ｃ線に相当する断面図である。
【図１１】別の実施形態に係るサイドレールの展開図である。
【図１２】別の実施形態に係るサイドレールのフランジ幅増加率と断面諸係数変化率との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４３】
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
Ｌａ  前車軸近傍の部分における上フランジとウェブと下フランジとの幅の和
Ｌｂ  前後車軸間の部分における上フランジとウェブと下フランジとの幅の和
Ｌｃ  後車軸近傍の部分における上フランジとウェブと下フランジとの幅の和
【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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