(57)【要約】【課題】サイドフレームを介してクロスメンバーに作用する応力を分散させる。【解決手段】コ字状の断面形状を有し、車両の前後方向に延びている一対のサイドフレーム１０、１１の間を連結している板金から成るクロスメンバー２０は、長手方向の一端側にて一方のサイドフレーム１０に締結されている一端部２２と、長手方向の他端側にて他方のサイドフレーム１１に締結されている他端部２３と、長手方向の中央部全体に形成されており、板厚が一端部２２及び他端部２３の板厚よりも小さい薄肉中央部２４と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コ字状の断面形状を有し、車両の前後方向に延びている一対のサイドフレームの間を連結している板金から成るクロスメンバーであって、
長手方向の一端側にて一方のサイドフレームに締結されている一端部と、
前記長手方向の他端側にて他方のサイドフレームに締結されている他端部と、
前記長手方向の中央部全体に形成されており、板厚が前記一端部及び前記他端部の板厚よりも小さい薄肉部と、
を備える、クロスメンバー。
【請求項２】
前記長手方向において前記薄肉部と前記一端部の間、及び前記薄肉部と前記他端部の間には、それぞれ板厚が徐々に小さくなっている一端側徐変部及び他端側徐変部が形成されており、
前記一端側徐変部は、前記薄肉部及び前記一端部に繋がっており、
前記他端側徐変部は、前記薄肉部及び前記他端部に繋がっている、
請求項１に記載のクロスメンバー。
【請求項３】
前記薄肉部の前記長手方向の長さは、前記一端側徐変部及び前記他端側徐変部の前記長手方向の長さよりも大きい、
請求項２に記載のクロスメンバー。
【請求項４】
前記薄肉部の前記長手方向の長さは、前記クロスメンバーの前記長手方向の長さの１／３〜１／２の大きさである、
請求項１から３のいずれか１項に記載のクロスメンバー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クロスメンバーに関し、より詳細には、車両の前後方向に延びている一対のサイドフレームの間を連結しているクロスメンバーに関する。
【背景技術】
【０００２】
トラック等のフレーム構造の車両は、エンジンやサスペンション等の様々な部品が取り付けられている車体フレームを有する。車体フレームは、前後方向に延びている一対のサイドフレームと、一対のサイドフレームの間を連結しているクロスメンバーとで構成されている。そして、クロスメンバーは、長手方向の両端側の締結部にてサイドフレームに締結されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２４１０４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の車両においては、サイドフレームに外部から力が入力される。一例として、車両の旋回時に、サスペンションから突き上げる方向と車幅方向の力がサイドフレームに入力されることがある。そして、サイドフレームに過大な力が入力されると、クロスメンバーのサイドフレームとの締結部に応力が集中してしまう。
【０００５】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、サイドフレームを介してクロスメンバーに作用する応力を分散させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一の態様においては、コ字状の断面形状を有し、車両の前後方向に延びている一対のサイドフレームの間を連結している板金から成るクロスメンバーであって、長手方向の一端側にて一方のサイドフレームに締結されている一端部と、前記長手方向の他端側にて他方のサイドフレームに締結されている他端部と、前記長手方向の中央部全体に形成されており、板厚が前記一端部及び前記他端部の板厚よりも小さい薄肉部と、を備える、クロスメンバーを提供する。
上記のクロスメンバーによれば、クロスメンバーの長手方向の中央部全体に薄肉部を設けることによって、クロスメンバーが軽量化され、クロスメンバーの中央部の剛性が低下する。これにより、一対のサイドフレームを介してクロスメンバーに力が入力されても、クロスメンバーの締結部だけでなく、薄肉部にも応力が作用することになる。すなわち、クロスメンバー全体に応力が分散して作用することになり、締結部に応力が集中することを防止できる。
【０００７】
また、前記長手方向において前記薄肉部と前記一端部の間、及び前記薄肉部と前記他端部の間には、それぞれ板厚が徐々に小さくなっている一端側徐変部及び他端側徐変部が形成されており、前記一端側徐変部は、前記薄肉部及び前記一端部に繋がっており、前記他端側徐変部は、前記薄肉部及び前記他端部に繋がっていることとしてもよい。
【０００８】
また、前記薄肉部の前記長手方向の長さは、前記一端側徐変部及び前記他端側徐変部の前記長手方向の長さよりも大きいこととしてもよい。
【０００９】
また、前記薄肉部の前記長手方向の長さは、前記クロスメンバーの前記長手方向の長さの１／３〜１／２の大きさであることとしてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、サイドフレームを介してクロスメンバーに作用する応力を分散できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一の実施形態に係る車体フレーム１の構成の一例を説明するための模式図である。
【図２】クロスメンバー２０の構成の一例を説明するための模式図である。
【図３】クロスメンバー２０の板厚を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜車体フレームの概要＞
図１を参照しながら、本発明の一の実施形態に係る車体フレーム１の概要について説明する。
【００１３】
図１は、一の実施形態に係る車体フレーム１の構成の一例を説明するための模式図である。車体フレーム１は、例えばトラック等のフレーム構造の車両の骨格フレームである。車体フレーム１は、車両の前後方向（図２参照）に延びるように構成されている。また、車体フレーム１には、エンジンやサスペンション等の様々な部品が取り付けられる。車体フレーム１は、図１に示すように、一対のサイドフレーム１０、１１と、クロスメンバー２０とを有する。
【００１４】
一対のサイドフレーム１０、１１は、車両の前後方向に延びているフレームである。サイドフレーム１０は車幅方向の一端側に位置しており、サイドフレーム１１は車幅方向の他端側に位置している。サイドフレーム１０、１１は、それぞれ、コ字状の断面形状を有しており、底面部１０ａ、１１ａと、側壁部１０ｂ、１１ｂを有する。側壁部１０ｂ、１１ｂは、車幅方向の中央側を向くように、底面部１０ａ、１１ａから突出している。
【００１５】
クロスメンバー２０は、車幅方向に延びており、一対のサイドフレーム１０、１１の間を連結している。クロスメンバー２０は、コ字状の断面形状を有しており、基部２１ａと、一対の側壁部２１ｂとを有する。クロスメンバー２０の両端部は、一対のサイドフレーム１０、１１にボルト等の締結部材４０によって締結されている締結部となっている。具体的には、一対の側壁部２１ｂの両端部が、締結部となっている。図１には、一つのクロスメンバー２０は示されているが、実際には、前後方向において所定の間隔で複数のクロスメンバー２０が設けられている。
【００１６】
ところで、車体フレーム１を有する車両においては、エンジンやサスペンション等の部品が取り付けられているサイドフレーム１０、１１に、外部から力が入力される。例えば、車両の旋回時には、サスペンションからサイドフレーム１０、１１に力が入力される。この場合には、クロスメンバー２０のサイドフレーム１０、１１との締結部に応力が集中してしまう。
これに対して、本実施形態では、クロスメンバー２０の締結部への応力集中を緩和するために、詳細は後述するが、クロスメンバー２０は、応力を分散できるように長手方向の中央側に薄肉部を有する。
【００１７】
＜クロスメンバーの詳細構成＞
図２及び図３を参照しながら、薄肉部を有するクロスメンバー２０の詳細構成について説明する。
【００１８】
図２は、クロスメンバー２０の構成の一例を説明するための模式図である。図３は、クロスメンバー２０の板厚を説明するための模式図である。なお、図２に示すクロスメンバー２０は、サイドフレーム１０、１１に取り付けられたサスペンションの近傍に位置するクロスメンバーである。
【００１９】
クロスメンバー２０は、板金から成り、一枚の板金をプレス加工して形成されている。本実施形態のクロスメンバー２０は、所謂テーラーロールドブランク工法（ロールの間隔を変えて板金の厚さを変化させる工法）を用いることで、薄肉部を有するように形成されている。クロスメンバー２０は、図３に示すように、一端部２２と、他端部２３と、薄肉中央部２４と、一端側徐変部２５と、他端側徐変部２６とを有する。
【００２０】
一端部２２は、クロスメンバー２０の長手方向の一端側の部分である。一端部２２は、均一な板厚に形成されている。一端部２２は、車幅方向の一端側に位置するサイドフレーム１０に締結されている締結部２２ａを有する。締結部２２ａは、締結部材４０によって、対向するサイドフレーム１０の側壁部１０ｂに締結されている。なお、締結部２２ａは、クロスメンバー２０の短手方向の両端から立設している側壁部２１ｂに設けられている。
【００２１】
他端部２３は、クロスメンバー２０の長手方向の他端側の部分である。他端部２３は、均一な板厚に形成されており、一端部２２と同じ厚さである。他端部２３は、車幅方向の他端側に位置するサイドフレーム１１に締結されている締結部２３ａを有する。締結部２３ａは、締結部材４０によって、対向するサイドフレーム１１の側壁部１１ｂに締結されている。なお、締結部２３ａも、クロスメンバー２０の側壁部２１ｂに設けられている。
【００２２】
薄肉中央部２４は、クロスメンバー２０（具体的には、基部２１ａ及び側壁部２１ｂ）の長手方向の中央側の部分である。薄肉中央部２４は、図３に示すように、板厚が一端部２２及び他端部２３の板厚よりも小さい薄肉部である。薄肉中央部２４は、前述したテーラーロールドブランク工法によって形成されており、全体が均一な板厚となっている。
【００２３】
このように、クロスメンバー２０の長手方向の中央部に薄肉中央部２４を設ける場合には、クロスメンバー２０が軽量化され、クロスメンバー２０の中央部の剛性が低下する。これにより、サイドフレーム１０、１１を介してクロスメンバー２０に力（例えば、車両の旋回時に、サスペンションから突き上げる方向と車幅方向の力）が入力されても、クロスメンバー２０の締結部２２ａ、２３ａだけでなく、薄肉中央部２４にも応力が作用することになる。すなわち、クロスメンバー２０全体に応力が分散して作用することになり、締結部２２ａ、２３ａに応力が集中することを防止できる。
特に、車両の旋回時にサスペンションから力が作用しやすいクロスメンバー２０の場合には、上記の薄肉中央部２４を設けることによって、締結部２２ａ、２３ａへの応力集中を防止する効果が一層有効に奏される。
【００２４】
また、図３に示すように、薄肉中央部２４の長手方向の長さＬ２は、一端部２２や他端部２３の長手方向の長さＬ１よりも大きい。例えば、薄肉中央部２４の長手方向の長さＬ２は、クロスメンバー２０の長手方向の長さの１／３〜１／２の大きさである。このような場合には、薄肉中央部２４のクロスメンバー２０に対して占める割合が大きいので、クロスメンバー２０の軽量化の効果が大きくなり、クロスメンバー２０の中央部の広範囲の剛性を低下できる。この結果、広範囲の薄肉中央部２４に応力が作用されることになり、締結部２２ａ、２３ａに応力が集中することを効果的に防止できる。
【００２５】
一端側徐変部２５は、図３に示すように、クロスメンバー２０の長手方向において薄肉中央部２４及び一端部２２の間に、板厚が徐々に小さくなっている部分である。一端側徐変部２５は、薄肉中央部２４及び一端部２２に繋がっている。このため、一端側徐変部２５の一端部２２側の板厚は、一端側徐変部２５の薄肉中央部２４側の板厚よりも大きい。このように板厚が徐々に小さくなっている一端側徐変部２５を設けた場合には、一端部２２と薄肉中央部２４の間に板厚が急激に変化する部位が発生することを防止できる。これにより、急激に板厚が変化する部位に応力が集中することを、効果的に防止できる。
【００２６】
他端側徐変部２６は、図３に示すように、クロスメンバー２０の長手方向において薄肉中央部２４及び他端部２３の間に、板厚が徐々に小さくなっている部分である。他端側徐変部２６は、薄肉中央部２４及び他端部２３に繋がっている。このため、他端側徐変部２６の他端部２３側の板厚は、他端側徐変部２６の薄肉中央部２４側の板厚よりも大きい。このように他端側徐変部２６を設けた場合には、一端側徐変部２５を設けた場合と同様に、急激に板厚が変化する部位に応力が集中することを、効果的に防止できる。
【００２７】
一端側徐変部２５及び他端側徐変部２６の長手方向の長さＬ３は、一端部２２や他端部２３の長手方向の長さＬ１よりも小さくてもよい。また、一端側徐変部２５と他端側徐変部２６の長手方向の合計長さ（すなわち、２×Ｌ３）は、薄肉中央部２４の長手方向の長さＬ２よりも小さくてもよい。
【００２８】
なお、上記では、車体フレーム１に設けられた複数のクロスメンバー２０の中で、サスペンションの近傍に位置するクロスメンバー２０を例に挙げて説明したが、サスペンションから離れて位置するクロスメンバー２０も同様な構成であってもよい。
【００２９】
＜本実施形態における効果＞
上述した実施形態において、コ字状の断面形状を有するクロスメンバー２０は、一対のサイドフレーム１０、１１に長手方向の一端部２２及び他端部２３にて締結されている。そして、クロスメンバー２０は、長手方向の中央部全体に形成されており、板厚が一端部２２及び他端部２３の板厚よりも小さい薄肉中央部２４を有する。
上記の構成によれば、クロスメンバー２０に薄肉中央部２４を設けることによって、クロスメンバー２０が軽量化され、クロスメンバー２０の中央部の剛性が低下する。これにより、一対のサイドフレーム１０、１１を介してクロスメンバー２０に力が入力されても、クロスメンバー２０の締結部２２ａ、２３ａだけでなく、薄肉中央部２４にも応力が作用することになる。すなわち、クロスメンバー２０全体に応力が分散して作用することになり、締結部２２ａ、２３ａに応力が集中することを防止できる。
【００３０】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の分散・統合の具体的な実施の形態は、以上の実施の形態に限られず、その全部又は一部について、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を合わせ持つ。
【符号の説明】
【００３１】
１    車体フレーム
１０、１１    サイドフレーム
２０    クロスメンバー
２２    一端部
２２ａ    締結部
２３    他端部
２３ａ    締結部
２４    薄肉中央部
２５    一端側徐変部
２６    他端側徐変部
【図１】
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【図２】
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【図３】
2018202968.tif 000005