(57)【要約】【課題】  この発明は、トラック等に用いられるシャーシフレームのサイドメンバ構造であって、ブランクの板取りを効率的におこなえる構造に関する。【解決手段】２つの溝形断面のサイドメンバ構成部材を組み合わせて、矩形断面で一連のサイドメンバを形成するシャーシフレーム用のサイドメンバ構造において、サイドメンバ構成部材のブランクの一部に切込み部を形成し、前記ブランクを溝型断面に成形してから上記切込み部を溶接にて接合してなることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの溝形断面のサイドメンバ構成部材を組み合わせて、矩形断面で一連のサイドメンバを形成するシャーシフレーム用のサイドメンバ構造において、
サイドメンバ構成部材のブランクの一部に切込み部を形成し、
前記ブランクを溝型断面に成形してから上記切込み部を溶接にて接合してなることを特徴とするシャーシフレームのサイドメンバ構造。
【請求項２】
サイドメンバ構成部材が、長手方向中央に本体支持部を有し、該本体支持部の両端に連接して延長方向に延びて前記本体支持部に対して斜めに延びる前方部および後方部を有しており、溝型断面が、シャーシ組立時に立設する側表面と、該側表面に対してその上下で折り曲げられる一対のフランジとからなっており、
切込み部が、ブランクの本体支持部に対応する中央部分で、シャーシ組立時に上方となるフランジから側表面に対応する部分の中途位置まで上下に延びており、切込みの開口側が幅広く、切込み先端側が幅狭く形成されてなることを特徴とする請求項１に記載のシャーシフレームのサイドメンバ構造。
【請求項３】
切込み部を、溶接によって接合してなることを特徴とする請求項１または２に記載のシャーシフレームのサイドメンバ構造。
【請求項４】
切込み部が1つないし複数個所存在することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のシャーシフレームのサイドメンバ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、トラック等の車両に用いられる溶接組立てシャーシフレームのサイドメンバ構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図７に示すように、一般にトラック等のシャーシフレーム３０は、矩形断面または溝型断面を有して長手方向に延びる一対のサイドメンバ３０Ａ、３０Ａ間に複数のクロスメンバ３０Ｂ、３０Ｂ・・・を架け渡して固着したものであり、このシャーシフレーム３０をベースとして図示しない車軸やサスペンション、燃料タンク等の各種部品が取り付けられるようになっている。
このサイドメンバ３０Ａは、その中央部分で略水平に延びて車体本体を支持する本体支持部３２と、本体支持部３２から組立時に車両前方（図中左方向）へ向かって延び徐々に上昇して先端が平坦となる前方部３１と、前記本体支持部３２の後端から後方（図中右方向）へ向かって延び徐々に上昇して先端が平坦となる後方部３３とからなる略波形状からなっており、各部にかかる荷重による曲げモーメントの分布に応じてその厚みや高さの釣り合いなどが決定されている。
上記サイドメンバ３０Ａを成形するため、従来は、例えば、実開昭６０−６８８６９号や実開平４−２６１８２号のように、長手方向に部材を複数に分割しておき、それぞれの分割部材を溶接等の手段をもって一体に接続する構造が知られている。この種の分割構造を模式的に図８に示す。
上記構造では溶接時の入熱によって素材の強度が低下し、サイドメンバひいてはシャーシフレームの疲労耐久性能が著しく低下するという問題がある。
特に、過酷な用途に使用されるトラック等の車両においては、商品性を損なうほど致命的な商品価値低下を招いてしまう虞れがある。
【０００３】
一方、図９に示すように、サイドメンバ３０Ａを長手方向に一体に形成して継ぎ目を無くすることにより、素材強度を低下させない構造も知られている。
しかし、この場合、部材が長尺となるため、材料歩留まりが悪く、上記サイドメンバを分割して接合した分割構造と比較して材料コストが高くなるという問題が生じる。
【０００４】
即ち、図１０に示すように、鋼板材Ｋに板取りされるサイドメンバのブランク３０Ａ’の形状は、サイドメンバ（またはその構成部材）が溝型断面の場合にこれを展開した形状からなっており、ブランク形状における前方部３１’および後方部３３’と本体支持部３２’の高低差から、鋼板材Ｋのブランク剪断時の送り方向（ｘ方向）のピッチの幅Ｐ１１が広くなる。
鋼板材Ｋで、上記送り方向の前端縁Ｋ１側に板取りされたブランク３０Ａ’の本体支持部３２’は、上記前端縁Ｋ１に対して大きく凹んでいるため第１スクラップ量Ｓ１１が多く、また上記送り方向の後端縁Ｋ２側に配置された別のブランク３０Ａ”の前方部３１”および後方部３３”は前記鋼板材Ｋの後端縁Ｋ２に対して凹んでいるため第２スクラップ量Ｓ１２が多くなる。
それゆえ、サイドメンバのブランク形状を鋼板材から板取りする際に材料の歩留まりが悪くなるという問題点があった。
【特許文献１】実開昭６０−６８８６９号
【特許文献２】実開平４−２６１８２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みて創案されたものであって、その主たる課題は、耐久性の求められる過酷な用途に使われる長尺のシャーシフレームに対し、一体構造のサイドメンバと同等の耐久性を維持しつつ、ブランク成形時の材料歩留まりを向上させることによって、材料コストを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１の発明では、
２つの溝形断面のサイドメンバ構成部材を組み合わせて、矩形断面で一連のサイドメンバを形成するシャーシフレーム用のサイドメンバ構造において、
サイドメンバ構成部材のブランクの一部に切込み部を形成し、
前記ブランクを溝型断面に成形してから上記切込み部を溶接にて接合してなることを特徴とする。
また、請求項２の発明では、
前記サイドメンバ構成部材が、長手方向中央に本体支持部を有し、該本体支持部の両端に連接して延長方向に延びて前記本体支持部に対して斜めに延びる前方部および後方部を有しており、溝型断面が、シャーシ組立時に立設する側表面と、該側表面に対してその上下で折り曲げられる一対のフランジとからなっており、
切込み部が、ブランクの本体支持部に対応する中央部分で、シャーシ組立時に上方となるフランジから側表面に対応する部分の中途位置まで上下に延びており、切込みの開口側が幅広く、切込み先端側が幅狭く形成されてなることを特徴とする。
また、請求項３に記載の発明では、
前記切込み部を、溶接によって接合してなることを特徴とする。
更に請求項４の発明では、
前記切込み部が1つないし複数個所存在することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
サイドメンバのブランク形状において、その車体支持部に切込み部を設けて略直線状に延びる部分を前記切込み部を屈曲部として略ヘ字型に曲成して鋼板材上に配置することにより、本体支持部に対する前方部および後方部の傾斜角度を小さくすることができる。
これにより、ブランク状態での鋼板材のブランク形成時の送り方向（ｘ方向）において、各ブランクの送りピッチの距離が短く抑えられる。
それゆえ、高炉での圧延サイズによって決められている１枚の鋼板材から取れるブランクの数量を増やすことができると共に、鋼板材の前記送り方向前端縁と後端縁の部分でのスクラップを減らすことができ、飛躍的に歩留まりが向上し、材料コストの低減につながる。
サイドメンバは、車体支持部となる中央近傍では上下曲げ入力によって下側に引っ張り入力がかかり、この部位の耐久性を必要とするが、本発明ではサイドメンバの下側には切込み部を設けないので継ぎ目が生ぜず、耐久性能の低下は発生しない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
この発明は、サイドメンバ構成部材の中央部分のブランクに切込み部を形成して、ブランク形状を、成形するサイドメンバ構成部材の凹凸の幅より狭く抑えることで、強度を落とさず板取りの効率化を実現した。
以下に、この発明の溶接組立てシャーシフレームのサイドメンバ構造の好適な実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【０００９】
［サイドメンバ構成部材］
図１に示すように、本実施例のシャーシフレームのサイドメンバ構造は、溝形のサイドメンバ構成部材１を２つ重ね合わせて溶接により接合し（図１（ｂ）参照）、図７に示したような略矩形の閉断面を有するシャーシフレームのサイドメンバを構成するものであり、全体形状をほぼ同じくしている（図１（ａ）参照）。
【００１０】
即ち、サイドメンバ構成部材１は、図１に示すように、中央部分が略水平に延びて車体本体を支持する本体支持部３となっており、該本体支持部３から組立時に車両前方（図中左方向）へ向かって延び徐々に上昇して先端が平坦となる前方部２と、前記本体支持部３の後端から後方（図中右方向）へ向かって延び徐々に上昇して先端が平坦となる後方部４とからなるが、前記本体支持部３の中途位置に溶接の継目５を設けている。
［ブランク］
【００１１】
このサイドメンバ構成部材１となるブランク（以下、単に「ブランク」とする）１０は、サイドメンバ構成部材１の中央の側表部１ｂの上下で折り曲げられたフランジ１ａ、１ｃを展開した平面形状からなっており、図３に示すように、複数を並べて鋼板材２０上に板取りされる。
【００１２】
［切込み部］
各ブランク１０は、車体支持部に対応する中央部分１２に、切込みの開口側が幅広く切込み先端が幅狭に設定された略Ｖ字形状の切込み部１５を形成している。
この切込み部１５は、ブランク１０の本体支持部に対応する中央部分１２で、シャーシ組立時に上方となるフランジ１ａから側表面１ｂに対応する部分の中途位置まで下向きに延びている。
従って、切込み部１５の先端は、側表部１ｂの下方で、下方のフランジ１ｃが折り曲げられる下部コーナ部の折曲部（Ｒ部）までは達しない程度の切込み量となっている（図２（ｂ）参照）。
【００１３】
そして、上記ブランク１０を鋼板材２０からブランキングする際に、図１０に示す従来のような単にサイドメンバ構成部材１の展開形状通りのブランク３０Ａ’形状ではなく、図３に示すように、切込み部１５を起点にブランクの中央部分１２の長手方向両側を徐々に下方（車両下側方向）に折り曲げた様な略ヘ字型に屈曲した形状としている点に特徴がある。
【００１４】
本実施例の板取りは、図４（ａ）に示す従来の図１０の切込み部を設けないブランク３０Ａ’形状に対して、図４（ｂ）に示すように高低差を小さくしたブランク１０形状となっている。
即ち、図４（ｂ）では、切込み部５の溝底部を通る垂直線Ｃの開いた角度を、図中左側、即ち、前方部分１１寄りの角度をθ１とし、図中右側、即ち、後方部分１３寄りの角度θ２とする。
【００１５】
中央部分１２は、上記切込み部５を基点にして、それぞれ図４で図中左側の前方部分１２Ａがθ１、図中右側の後方部分１２Ｂがθ２の角度で図中下向きに傾斜するので略へ字状となる。
また、中央部分１２の前方部分１２Ａの傾斜に伴って、これに連なる前方部分１１は、水平線Ｃ２に対してθ１の角度だけ図中下向きに傾斜し、同様に中央部分１２の後方部分１２Ｂの傾斜に伴って、これに連なる後方部分１３は、水平線Ｃ２に対してθ２の角度だけ図中下向きに傾斜する。
【００１６】
ここで、前方部分１１は、中央部分１２と連なる個所がよりθ３の角度で図中上向きに傾斜しており、また後方部分１３は中央部分１２と連なる個所がよりθ４の角度で図中上向きに傾斜している。
そして、図示例ではθ３＞θ１、θ４＞θ２であるので、水平線Ｈに対して、前方部分１１は（θ３−θ１）の角度だけ図中上方向に傾斜し、後方部分１３は（θ４−θ２）の角度だけ図中上方に傾斜するので、ブランク１０形状全体として高低差の小さい波型形状とすることができる。
【００１７】
本実施例では、切込み部１５について図４（ｂ）のブランク形状を例にして説明したが、この発明ではブランク形状は上記実施例に限定されない。
その場合、切込み部の角度は、ブランク形状全体として高低差の小さい波形形状となるように、車両の耐久性能やレイアウト要件、切込み部の数と配置等を考慮し、かつ車両前後端のキックアップ量の差異を考慮して、最適な曲げ角度に設定することが好ましい。
【００１８】
このように鋼板材２０上に配置されるブランク１０の形状は、前記本体支持部に対応する中央部分１２が切込み部１５を起点に略ヘ字状に曲成される。
そして、図４（ｂ）で示したように、中央部分１２に対する前方部分１１、後方部分１３のブランク形状は、端部が斜め下向きになるようにやや角度をつけて配置することが可能となり、ブランク１０全体の波形形状での高低差の度合いを従来より大幅に小さく設定しうる。
【００１９】
これにより図３および図４（ｂ）で示すブランク１０の中央部分１２に対する前方部分１１および後方部分１３の傾斜角度は、図中上下方向に大きく飛び出すことなく、送りピッチＰ１を従来より狭く設定することができる。
本実施例では、従来の板取り（図１０参照）では１枚の鋼板材Ｋにブランク３０Ａ’を４枚しか板取りできなかったのが、本実施例では、図３に示すように、同じ寸法の鋼板材２０に１枚多い５枚のブランク１０を板取りすることができ、また、剪断時送り方向の前端縁２１と後端縁２２の部分でのスクラップ量Ｓ１、Ｓ２を大幅に減らすことができる。
【００２０】
［継目構造］
次ぎに、前記切込み部１５は、端縁部１６、１７を突き当てた状態で、溶接等の手段を以って１本の継目５となるように接合する（図５（ａ）参照）。
前記溶接は、例えば、炭酸ガスアーク溶接、ＭＡＧ溶接、プラズマ溶接、レーザー溶接等、各種の溶接手段に対応できる。
【００２１】
このブランク１０は、図５（ａ）の平板の状態のままで切込み部１５の端縁部１５，１６を溶接（縦ベンド）すると、溝状断面に成形する際に下側で折れ曲がるフランジ端が面方向に引っ張られ、板厚の減少が発生したり、端部割れが発生する虞れがある。
【００２２】
そこで、成形に際しては、図５（ｂ）に示すように、ブランク１０をまず側表部１ｂの上下のフランジ１ａ、１ｃを略直角に折り曲げて溝型断面に成形し、次いで、図５（ｃ）に示すように、溝型断面の状態で切込み部１５の端縁部１６，１７を一体に溶接し、継目５が形成される。
これにより、本体支持部３の下側のフランジ１ｃは面方向の引っ張りではなく曲げ方向への成形となるため、板厚の減少や端部割れが発生せず、また成形荷重も低く抑えることができる。
【００２３】
本実施例では、サイドメンバ構成部材１の中央近傍の本体支持部３に１箇所の切込み部１５を形成しているが、この発明では本体支持部３ないしその近傍に切込み部１５を複数個所設定しても良い。
【００２４】
また、本実施例では、ブランク１０の切込み部１５がＶ字形状からなっており、溶接時には継目が縦に垂直に延びる直線状に形成されるが、この発明の切込み部１５は、上部が開口し切込先端が幅狭となる切込みであれば、上記形状に限定されず、サイドメンバの用途に応じて適宜変更することができる。
【００２５】
例えば、図６（ａ）は斜め継目構造を示すもので、切込み部を溶接した後の継目５が、溝型断面の上部フランジ１ａ上の部分５ａでは端部に対して垂直に延び、上部コーナ部を超えたサイドメンバ構成部材の側表部１ｂ上の部分５ｂでは傾斜する直線となるものでもよい。
【００２６】
また、図６（ｂ）は波型継目構造を示すもので、切込み部を溶接した後の継目５が、溝型断面の上方のフランジ１ａ上の部分５ａでは端部に対して垂直に延び、上部コーナ部を超えた側表部１ｂ上の部分５ｂでは波形に屈曲する折れ線状となるものでもよい。
【００２７】
更に、図６（ｃ）は丸穴切込み構造を示すもので、切込み部１５の先端に丸穴１６を有しており、溶接後の継目５の先端に丸穴６が形成される。
この丸穴６は、リベット止めしたり、ボルト等の締め付けに用いるもので、溶接の端面の強度を高めることができる。
【００２８】
前記構造は、いずれも突き当てによる溶接であるが、切込み部１５の一方の端縁部にすみ肉１８を設けて溶接する構造であってもよい。
図６（ｄ）はすみ肉溶接継目構造を示すもので、例えばＶ字状の切込み部１５の一方の端縁部１７に段差状にすみ肉１８を形成した構造からなっている。
このすみ肉１８を設けることで、溶接時に十分な溶け込み量が得られ、溶接の強度を向上させることができる。
その他、要するにこの発明の要旨を変更しない範囲で種々設計変更しうること勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】（ａ）は実施例１のサイドメンバの側面図、（ｂ）は断面図である。
【図２】サイドメンバ構成部材の要部斜視図であり、（ａ）は斜め上方から見た図、（ｂ）は斜め下方から見た図である。
【図３】鋼板材にブランクを板取りした平面図である。
【図４】鋼板材上のブランクの形状およびピッチ幅を説明する平面図であり（ａ）は切込み部が無い従来形状、（ｂ）は切込み部が有る実施例１の場合である。
【図５】ブランクの成形手順を示す斜視図であり、（ａ）はブランクの平板状態を示す図、（ｂ）は上下のフランジを折り曲げた状態の図、（ｃ）は切込み部を溶接した状態の図である。
【図６】切込み部の異なる形状を示す斜視図であって（ａ）は継目がサイドメンバ構成部材の側面で傾斜する斜め継目構造、（ｂ）は継目が側面で波形となる波型継目構造、（ｃ）は継目先端に丸穴を有する丸穴切込み構造、（ｄ）はすみ肉溶接継目構造である。
【図７】シャーシフレームを示す斜視図である。
【図８】従来の分割構造のサイドメンバを示す正面図である。
【図９】従来の一体型のサイドメンバを示す正面図である。
【図１０】鋼板材に、図９の従来のブランクを板取りした平面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１      サイドメンバ構成部材
１ａ    フランジ（上部）
１ｂ    側表部
１ｃ    フランジ（下部）
２      前方部
３      本体支持部
４      後方部
５      継目
１０      ブランク
１２      中央部分
１１      前方部分
１３      後方部分
１５      切込み部
１６、１７端縁部
１８      すみ肉
２０      鋼板材
２１      前端縁
２２      後端縁
【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】
2008195304.tif 000009
【図８】
2008195304.tif 000010
【図９】
2008195304.tif 000011
【図１０】
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