(57)【要約】【課題】重量増を抑制しながら、クロスメンバの剛性及び強度を向上させることができるようにする。【解決手段】アリゲータ型クロスメンバ２の上側メンバ３と下側メンバ４との間に上側補強部材１を設け、上側メンバ３及び下側メンバ４を補強する。上側補強部材１には、リベットにより上側メンバ３とともにサイドレール５に締結される一端部１１と、ボルト８ａ及びナット８ｂにより上側メンバ３とともに下側メンバ４に締結される他端部１３とを設ける。また、上側補強部材１の他端部１３から一端部１１に向かって開口部１２を形成し、開口部１２に下側メンバ４の凸部４２ａを配置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面ハット形状の上側ハット部を有する上側メンバと、断面ハット形状の下側ハット部を有する下側メンバと、を具備するアリゲータ型クロスメンバの前記上側メンバと前記下側メンバとの間に設けられ、前記上側メンバを補強する、クロスメンバの補強部材において、
前記補強部材が、
第一締結部材により前記上側メンバとともに車体フレームに締結される一端部と、
第二締結部材により前記上側メンバとともに前記下側メンバに締結される他端部と、
前記他端部から前記一端部に向かって形成され、前記下側ハット部の凸部が配置される開口部と、
を備えたことを特徴とする、クロスメンバの補強部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トラックやトラクタなどの車両に設けられるクロスメンバの補強部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
トラックやトラクタなどの車両のフレームとして、車幅方向に延在するクロスメンバが知られる。例えば特許文献１には、車長方向に延びる左右一対のサイドレール間の全長に亘って延在する上方クロスメンバ本体（上側メンバ）と、この上方クロスメンバ本体の左右両端部に締結される下方クロスメンバ本体（下側メンバ）とを備えた、所謂アリゲータ型のクロスメンバが記載されている。
【０００３】
従来、クロスメンバとサイドレールとの締結部分を補強すべく、例えば特許文献１に記載されているように、クロスメンバに補強部材を追加することが行われている。すなわち、上側メンバとサイドレールとの間、及び下側メンバとサイドレールとの間に、鋼板をＬ字状に折り曲げた補強部材をそれぞれ追加するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２６３０５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、車両の動力源（例えばエンジン）が高出力化した場合や、車両の積載量が増加した場合などは、クロスメンバの両端部にかかる応力が増大する可能性がある。その場合、クロスメンバの両端部の剛性や強度をさらに向上させなければならならず、新たな補強部材の追加が必要となる。しかしながら、新たな補強部材を追加すれば、車両の重量増を招いてしまう。
【０００６】
本件は、前記のような課題に鑑み創案されたものであり、重量増を抑制しながら、クロスメンバの剛性及び強度を向上させることができるようにした、クロスメンバの補強部材を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ここで開示するクロスメンバの補強部材は、断面ハット形状の上側ハット部を有する上側メンバと、断面ハット形状の下側ハット部を有する下側メンバと、を具備するアリゲータ型クロスメンバの前記上側メンバと前記下側メンバとの間に設けられ、前記上側メンバを補強するものである。前記補強部材は、第一締結部材により前記上側メンバとともに車体フレームに締結される一端部と、第二締結部材により前記上側メンバとともに前記下側メンバに締結される他端部と、前記他端部から前記一端部に向かって形成され、前記下側ハット部の凸部が配置される開口部と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
開示のクロスメンバの補強部材によれば、第一締結部材により上側メンバとともに車体フレームに締結される一端部と、第二締結部材により上側メンバとともに下側メンバに締結される他端部とを備えるため、クロスメンバの剛性及び強度を向上させることができる。また、開示のクロスメンバの補強部材によれば、開口部を備えるため、重量増を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係るクロスメンバの補強部材及びその周辺部材の分解斜視図である。
【図２】図１のクロスメンバの補強部材及びその周辺部材が組み付けられた状態の縦断面図（図１のＡ−Ａ矢視断面図）である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図面を参照して、本実施形態としてのクロスメンバの補強部材について説明する。以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。
なお、図１及び図２において、矢印ＵＰは車両上方を示し、矢印ＯＵＴは車幅方向（車両左右方向）外側を示す。
【００１１】
［１．構成］
本実施形態に係るクロスメンバの補強部材１（以下、上側補強部材１という）は、図１に示すクロスメンバ２に適用される。クロスメンバ２は、トラックやトラクタなどの車両において、車長方向に延び、断面がコ字型をした左右一対のサイドレール５（図２参照）の間で車幅方向に延設され、サイドレール５とともに梯子型のフレーム構造を形成するものである。本実施形態では、クロスメンバ２が上側補強部材１と下側補強部材６との二つの部材によって補強される場合を例示する。
【００１２】
クロスメンバ２は、上側メンバ３と下側メンバ４とを具備した所謂アリゲータ型のものである。上側メンバ３及び下側メンバ４は何れも、例えば鋼板をプレス加工することによって形成される。なお、図１には、上側メンバ３の一部を省略して示す。
【００１３】
上側メンバ３は、左右一対のサイドレール５の間の全長に亘って設けられる。上側メンバ３の全体形状は、車幅方向に沿って略水平に延びた形状とされる。上側メンバ３は、サイドレール５に固定される左右両端部３１と、左右両端部３１の間の部分に形成される上側ハット部３２とを有する。
【００１４】
上側メンバ３の左右両端部３１は、上側ハット部３２から下方に向かって折り曲げられた平面状に形成される。また、上側ハット部３２は、上方に向かって突出した凸部３２ａと、凸部３２ａの前後で一対に設けられるフランジ部３２ｂ，３２ｂとを有する断面ハット形状に形成される。
【００１５】
下側メンバ４は、上側メンバ３よりも車幅方向に短く形成され、上側メンバ３の下方の左右の位置に一対に配設される。下側メンバ４の全体形状は、車幅方向外側に向かって次第に下り傾斜するように湾曲した形状とされる。下側メンバ４は、サイドレール５に固定される車幅方向外側の端部４１と、端部４１よりも車幅方向内側の部分に設けられる下側ハット部４２とを有する。
【００１６】
下側メンバ４の端部４１は、下側ハット部４２から滑らかに連続した平面状に形成される。また、下側ハット部４２は、上方に向かって突出した凸部４２ａと、凸部４２ａの前後で一対に設けられるフランジ部４２ｂ，４２ｂとを有する断面ハット形状に形成される。下側ハット部４２の凸部４２ａは、上側ハット部３２の凸部３２ａの下方に入り込むような大きさに形成される。
【００１７】
上側補強部材１は、上側メンバ３の左右両端部３１と、上側ハット部３２のフランジ部３２ｂ及び下側ハット部４２のフランジ部４２ｂとを補強するものであり、上側メンバ３と下側メンバ４との間に設けられる。上側補強部材１の全体形状は、車長方向の長さが車幅方向外側に向かって次第に拡大された形状（山形状）とされる。また、図２に示すように、上側補強部材１の車幅方向の縦断面形状は、上側メンバ３に沿う板状とされる。
本実施形態では、上側補強部材１の車幅方向に延びる側部１４が曲線状に設けられている。上側補強部材１は、側部１４の曲率が最大となる箇所において、車長方向の長さが上側メンバ３の車長方向の長さよりもやや大きくなるように形成されている。
【００１８】
上側補強部材１は、上側メンバ３とともにサイドレール５（車体フレーム）に締結される一端部１１（車幅方向外側の端部）と、上側メンバ３とともに下側メンバ４に締結される二股形状の他端部１３（車幅方向内側の端部）とを備える。言い換えると、上側補強部材１は、上側メンバ３と下側メンバ４との間において、上側メンバ３とサイドレール５とが締結される部分から、上側メンバ３と下側メンバ４とが締結される部分まで延在する。
【００１９】
上側補強部材１の一端部１１は、上側メンバ３の端部３１と同様に、上下方向に延びる平板状に形成される。また、上側補強部材１の他端部１３は、上側ハット部３２のフランジ部３２ｂ及び下側ハット部４２のフランジ部４２ｂと同様に、車幅方向に延びる平板状に形成される。
【００２０】
上側補強部材１は、他端部１３から一端部１１に向かって形成された開口部１２を有する。開口部１２は、上面視における上側補強部材１で下側ハット部４２の凸部４２ａを囲むような凹状に開口した部分である。開口部１２は、上側補強部材１がクロスメンバ２に取り付けられた状態では、下側ハット部４２の凸部４２ａが配置される空間として機能する。
【００２１】
下側補強部材６は、下側メンバ４を補強するものであり、下側メンバ４の下方に設けられる。下側補強部材６の全体形状は、下側メンバ４と同様に車幅方向外側に向かって次第に下り傾斜するように湾曲した板状であって、下側メンバ４よりもやや直線的に延びた形状（下側メンバ４よりも緩やかに湾曲した形状）とされる。
【００２２】
下側補強部材６は、下側メンバ４とともにサイドレール５に締結される一端部６１（車幅方向外側の端部）と、下側メンバ４とともに上側メンバ３に締結される他端部６３（車幅方向内側の端部）とを備える。言い換えると、下側補強部材６は、下側メンバ４の下方において、下側メンバ４とサイドレール５とが締結される部分から、下側メンバ４と上側メンバ３とが締結される部分まで延在する。
【００２３】
下側補強部材６の一端部６１は、下側メンバ４の車幅方向外側の端部４１と同様に、上下方向に延びる平板状に形成される。また、下側補強部材６の他端部６３は、下側ハット部４２のフランジ部４２ｂと同様に、車幅方向に延びる平板状に形成される。
【００２４】
上面視における下側補強部材６の略中央には、軽量化のために、円形の孔６２が形成される。また、下側補強部材６は、車長方向の長さが端部よりも中心部で短くなるように、車幅方向に延びる端縁部６４，６４が、何れも上面視で孔６２に向かって凸となるＣ字状に設けられている。なお、孔６２の孔径や形状及び端縁部６４，６４の曲率などの具体的な構成は、下側メンバ４に要求される剛性及び強度（下側補強部材６に要求される補強の度合い）に応じて適宜設定される。
【００２５】
図２に示すように、上側補強部材１は、その一端部１１が上側メンバ３の端部３１の車幅方向内側に重ねられ、サイドレール５のウェブ部５１に対してリベット７ａ（第一締結部材）で固定される。一方、下側補強部材６は、その一端部６１が下側メンバ４の車幅方向外側の端部４１の車幅方向内側に重ねられ、サイドレール５のウェブ部５１に対してリベット７ｂで固定される。
【００２６】
また、上側補強部材１は、その他端部１３が上側ハット部３２のフランジ部３２ｂと下側ハット部４２のフランジ部４２ｂとに挟まれて配置される。また、下側補強部材６は、その他端部６３が下側ハット部４２のフランジ部４２ｂの下側に重ねられる。そして、上側補強部材１及び下側補強部材６のそれぞれの他端部１３，６３と、上側ハット部３２及び下側ハット部４２のそれぞれのフランジ部３２ｂ，４２ｂとは、ボルト８ａ及びナット８ｂ（何れも第二締結部材）で共締めされる。すなわち、上方から順に配置された上側ハット部３２のフランジ部３２ｂ，上側補強部材１の他端部１３，下側ハット部４２のフランジ部４２ｂ，及び下側補強部材６の他端部６３の四部材は、ボルト８ａ及びナット８ｂによって共締めされる。
【００２７】
このように上側補強部材１は、両端部１１，１３がクロスメンバ２に対してリベット７ａ，ボルト８ａ及びナット８ｂにより締結される。言い換えると、上側補強部材１のうち両端部１１，１３の間の中間部は、クロスメンバ２に対して結合されることなく、上側メンバ３の下面に接した状態に設けられ、あるいは上側メンバ３の下面との間に微小な隙間を介して配置される。
【００２８】
同様に、下側補強部材６は、両端部６１，６３がクロスメンバ２に対してリベット７ｂ，ボルト８ａ及びナット８ｂにより締結される。言い換えると、下側補強部材６のうち両端部６１，６３の間の中間部は、クロスメンバ２に対して結合されることなく、下側メンバ４の下面との間に隙間を介して配置される。
【００２９】
［２．効果］
上側補強部材１には、リベット７ａにより上側メンバ３とともにサイドレール５に締結される一端部１１と、ボルト８ａ及びナット８ｂにより上側メンバ３とともに下側メンバ４に締結される他端部１３とが設けられる。すなわち、上側補強部材１は、上側メンバ３とサイドレール５とが締結される部分から、上側メンバ３と下側メンバ４とが締結される部分まで延在する。そのため、上側メンバ３とサイドレール５とが締結される部分だけでなく、上側メンバ３と下側メンバ４とが締結される部分を含む広範囲に亘ってクロスメンバ２を補強することができる。したがって、クロスメンバ２の剛性及び強度を効果的に向上させることができる。
【００３０】
また、上側補強部材１は、クロスメンバ２に対してリベット７ａ，ボルト８ａ及びナット８ｂで締結される。そのため、上側補強部材１をクロスメンバ２に溶接する場合と比べて、より強固に上側補強部材１をクロスメンバ２に固定することができる。特に、上側メンバ３のうち左右両端部３１と上側ハット部３２との境界部分は、平板形状とハット型形状との遷移部分であるため、加工上、平面を形成することが難しく、この部分に対して上側補強部材１を締結することは難しい。
【００３１】
そこで、上側補強部材１は、他端部１３が上側ハット部３２のフランジ部３２ｂと下側ハット部４２のフランジ部４２ｂとが締結される部分まで延設され、各フランジ部３２ｂ，４２ｂに対してボルト８ａ及びナット８ｂにより固定される。
【００３２】
また、上側補強部材１は、一端部１１が上側メンバ３及びサイドレール５とリベット７ａにより共締めされ、他端部１３が上側メンバ３及び下側メンバ４とボルト８ａ及びナット８ｂにより共締めされるため、組み付け作業性を向上させることができる。すなわちアリゲータ型クロスメンバ２において、上側メンバ３の端部３１とサイドレール５とをリベット７ａで締結するのと同時に、上側補強部材１の一端部１１をも締結することができる。また、上側ハット部３２のフランジ部３２ｂと下側ハット部４２のフランジ部４２ｂとをボルト８ａ及びナット８ｂにより締結するのと同時に、上側補強部材１の他端部１３をも締結することができる。そのため、上側補強部材１をクロスメンバ２に組み付けるための作業工程を削減することができ、組み付けコストや組み付け時間の削減を図ることができる。
【００３３】
また、上側補強部材１には、他端部１３から一端部１１に向かって形成された開口部１２が設けられる。そのため、上側補強部材１の軽量化を図ることができ、上側補強部材１を追加することによる重量増を抑制することができる。
【００３４】
また、上側補強部材１の開口部１２に下側ハット部４２の凸部４２ａが配置されるため、上側補強部材１と下側ハット部４２の凸部４２ａとの干渉を回避することができる。一方、開口部１２が設けられない場合を想定すると、上側補強部材１の他端部１３を下側ハット部４２のフランジ部４２ｂの上側に重ねて配置するためには、上側補強部材１を断面ハット形状に形成しなければならない。この場合、上側補強部材１の形状が複雑化し、加工コストの増加を招く。すなわち、上側補強部材１に開口部１２が設けられることによって、上側補強部材１の形状を簡素化することができ、加工コストを抑制することができる。
【００３５】
また、下側補強部材６には、リベット７ｂにより下側メンバ４とともにサイドレール５に締結される一端部６１と、ボルト８ａ及びナット８ｂにより下側メンバ４とともに上側メンバ３に締結される他端部６３とが設けられる。すなわち、下側補強部材６は、下側メンバ４とサイドレール５とが締結される部分から、下側メンバ４と上側メンバ３とが締結される部分まで延在する。そのため、下側メンバ４とサイドレール５とが締結される部分だけでなく、下側メンバ４と上側メンバ３とが締結される部分を含む広範囲に亘ってクロスメンバ２を補強することができる。したがって、クロスメンバ２の剛性及び強度を効果的に向上させることができる。
【００３６】
また、下側補強部材６は、クロスメンバ２に対してリベット７ｂ，ボルト８ａ及びナット８ｂで締結される。そのため、下側補強部材６をクロスメンバ２に溶接する場合と比べて、より強固に下側補強部材６をクロスメンバ２に固定することができる。
【００３７】
また、下側補強部材６は、一端部６１が下側メンバ４及びサイドレール５とリベット７ｂにより共締めされ、他端部６３が下側メンバ４及び上側メンバ３とボルト８ａ及びナット８ｂにより共締めされるため、組み付け作業性を向上させることができる。すなわちアリゲータ型クロスメンバ２において、下側メンバ４の車幅方向外側の端部４１とサイドレール５とをリベット７ｂにより締結するのと同時に、下側補強部材６の一端部６１をも締結することができる。また、上側ハット部３２のフランジ部３２ｂと下側ハット部４２のフランジ部４２ｂとをボルト８ａ及びナット８ｂにより締結するのと同時に、下側補強部材６の他端部６３をも締結することができる。そのため、下側補強部材６をクロスメンバ２に組み付けるための作業工程を削減することができ、組み付けコストや組み付け時間の削減を図ることができる。
【００３８】
さらに本実施形態では、上側補強部材１の他端部１３をボルト締めするのと同時に、下側補強部材６の他端部６３を共締めするため、下側補強部材６の組み付け性をより向上させることができる。
また、下側補強部材６には、孔６２が設けられるとともに、端縁部６４，６４が上面視で孔６２に向かって凸となるＣ字状に設けられる。これにより、下側補強部材６の軽量化を図ることができ、下側補強部材６を追加することによる重量増を抑制することができる。
【００３９】
［３．変形例］
上述した本実施形態に関わらず、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。本実施形態の各構成は、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせてもよい。
本実施形態では、クロスメンバ２に対して上側補強部材１と下側補強部材６との二つの部材が取り付けられる場合を説明したが、下側補強部材６を省略して、上側補強部材１でクロスメンバ２を補強するようにしてもよい。
【００４０】
また、上述した上側補強部材１及び下側補強部材６の締結方法は一例であり、変更可能である。例えば、上側補強部材１及び下側補強部材６は、一端部１１，６１がリベット７ａ，７ｂの代わりにボルト及びナットで締結されてもよいし、他端部１３，６３がボルト８ａ及びナット８ｂの代わりにリベットで締結されてもよい。なお、リベット７ａ，７ｂやボルト８ａ及びナット８ｂの個数は、適宜設定することができる。
【００４１】
また、上側補強部材１の形状は、図１及び図２に示すものに限らず、必要に応じて変更してもよい。例えば、側部１４の曲率が最大となる箇所における上側補強部材１の車長方向の長さが、上側メンバ３の車長方向の長さに対して同一又は小さくなるように、上側補強部材１を形成してもよい。すなわち、上側補強部材１が上側メンバ３と締結された状態で、上側補強部材１の側部１４の曲率が最大となる箇所が、上面視で上側メンバ３によって覆われて目視できなくなるように、側部１４の形状を設定してもよい。このような形状設定により、上側補強部材１の他端部１３やその周辺にかかる応力を低減させる効果が期待できる。
【符号の説明】
【００４２】
１  上側補強部材（補強部材）
２  クロスメンバ
３  上側メンバ
４  下側メンバ
５  サイドレール（車体フレーム）
６  下側補強部材
７ａ  リベット（第一締結部材）
７ｂ  リベット
８ａ  ボルト（第二締結部材）
８ｂ  ナット（第二締結部材）
１１  一端部
１２  開口部
１３  他端部
３２  上側ハット部
３２ａ  凸部
４２  下側ハット部
４２ａ  凸部
【図１】
2016094091.tif 000003
【図２】
2016094091.tif 000004