(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の前後方向に延在しウエブ部とその上下端より延出するフランジ部とから成る略コ字状断面のシャシフレームの補強構造において、
車両先端側から所定長さ後方の区間を閉断面形状に形成した閉断面域と、同閉断面域より後方に連続して形成される開断面域と、同開断面域の上フランジ部より下向きに突設され下向き縁が車両後方に向かい上り傾斜で形成された突片と、上記開断面域の下フランジ部とウエブ部とにわたり連結されることで下側部分閉断面を形成すると共に上記下向き縁と対向する上向き面が形成された上向き台部と、を有し、上記車体に前後方向の外力が加わったときに、上記上向き台部の上向き面に上記突片が乗り上げて衝撃エネルギーを吸収することを特徴とするシャシフレームの補強構造。
【請求項２】
請求項１記載のシャシフレームの補強構造において、
上記開断面域の上フランジ部が上記閉断面域より後方に向かい上り傾斜壁を成すように形成されたことを特徴とするシャシフレームの補強構造。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のシャシフレームの補強構造において、
上記上向き台の車幅方向内側縁部に対し上記下向き縁が車幅方向外側にオフセットして形成されたことを特徴とするシャシフレームの補強構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車体の前後方向にわたりその剛性を強化しているシャシフレームの補強構造に関し、特に、左右一対の略コ字状断面のサイドレールと複数のクロスメンバとを組み合わせて略梯子型に形成されたシャシフレームの補強構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トラックやマイクロバス等の車両はその車体基部に略梯子型に形成されたシャシフレームを配備し、同部の剛性を強化しており、その下部にサスペンションを介し車軸側を取付け、その上部側にキャブ、キャビン、荷箱等を取付け支持している。ところで、車両の衝突時にシャシフレームの先端部は衝撃荷重を受けやすい。そこで、シャシフレームの先端部近傍により衝撃荷重を吸収するとの観点から、その部位が座屈変形を発生しやすい断面構造を採ることが望ましい。一方、キャブ等の直下に配備されるシャシフレームにより生存空間を確保するとの観点から、その部位の剛性強化を図り、例えば前端側のみ閉断面構造を採ることも行われている。
【０００３】
なお、実開平２−４４５７２号公報には略コ字状断面形状のシャシフレームの剛性強化例が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図７に示すシャシフレーム１００では、衝突時において、略コ字状断面のサイドレール１１０が衝撃荷重Ｆを先端より受けると、前端側で最も剛性の低い部位ｎで一部座屈変形が生じ、次いで，その近傍で屈曲変形が重ねて生じ、十分な座屈変形による衝撃エネルギの吸収をすることなく、前端側が大きく屈曲して後側ｍに移動してしまう。
このため、サイドレール１１０の前端側の変形抵抗量を十分に確保することが望まれ、座屈変形による衝撃エネルギの吸収のみならず、屈曲変形時における衝撃エネルギの吸収量をも十分に確保することが望まれている。
【０００５】
本発明は、上述の課題に基づき、衝撃エネルギの吸収を十分に図ることのできるシャシフレームの補強構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１の発明は、車体の前後方向に延在しウエブ部とその上下端より延出するフランジ部とから成る略コ字状断面のシャシフレームの補強構造において、車両先端側から所定長さ後方の区間を閉断面形状に形成した閉断面域と、同閉断面域より後方に連続して形成される開断面域と、同開断面域の上フランジ部より下向きに突設され下向き縁が車両後方に向かい上り傾斜で形成された突片と、上記開断面域の下フランジ部とウエブ部とにわたり連結されることで下側部分閉断面を形成すると共に上記下向き縁と対向する上向き面が形成された上向き台部と、を有し、上記車体に前後方向の外力が加わったときに、上記上向き台部の上向き面に上記突片が乗り上げて衝撃エネルギーを吸収することを特徴とする。
従って、上記車体に加わる前後方向の外力が上記閉断面域を介して上記開断面域に加わった時に、開断面域が屈曲変形抵抗を生じ、同時に、上記上向き面に上記突片が乗り上げて上記開断面域での曲げ剛性を強化し、この際上下フランジ間が拡大する方向に変形することで屈曲変形抵抗をより増加させることができ、衝撃吸収量を十分増加させる。このため、衝突時に上記閉断面域が衝撃吸収することができる。
望ましくは上記閉断面域の閉断面構成部材と上記開断面域の突片を一部品化しても良く、この場合、構造及び組立ての簡素化を図れる。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のシャシフレームの補強構造において、上記開断面域の上フランジ部が上記閉断面域より後方に向かい上り傾斜壁を成すように形成されたことを特徴とする。
この場合、閉断面域に続いて上り傾斜壁の上フランジ部を形成するので曲げ応力が確実にこの部位に集中し、より確実に開断面域で衝撃吸収のための変形を行わせることができ、衝撃吸収のための変形が安定化する。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のシャシフレームの補強構造において、上記上向き台の車幅方向内側縁部に対し上記下向き縁が車幅方向外側にオフセットして形成されたことを特徴とする。
この場合、上記突片を上向き台部の車幅方向内側縁より外側に位置させるので、開断面域に衝撃荷重が加わった際に、確実に上向き台部に上記突片が乗り上げることができ、開断面域の屈曲変形抵抗を確実に増加させることができる。
好ましくは、上記上向き台部は上記下側部分閉断面を閉鎖するバルクヘッドを取り付けてもよい。この場合、上記上向き台の剛性強化が図られるので、上記開断面域に衝撃荷重が加わり、上向き台部に上記突片が乗り上げた際に、開断面域の屈曲変形抵抗を十分に増加させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１、図２には本発明の一実施形態としてのシャシフレームの補強構造を適用したシャシフレーム１を示した。このシャシフレーム１は図３に示すトラックＴの車体基部を構成し、前後方向Ｘに延びる左右一対の略コ字状断面形状のサイドレール２と車幅方向Ｙに延びる複数のクロスメンバ３（図３（ａ）には複数３ａ〜３ｃ示した）とを組み合わせて略梯子型に形成される。ここで、左右一対のサイドレール２は略コ字状断面の開口部を車幅方向Ｙの内側に向けて配設され、両サイドレール２は左右対称の形状を成すことより、以下、右側のサイドレール２を主に説明する。
【００１０】
サイドレール２は、図３（ａ）に示すように、バンパー１０をブラケット１０１を介し取付け、それに続く前側部の上にキャブ４を載置し、その後方に、荷箱Ｄを載置する。図１に示すように、サイドレール２は先端域Ｅ０と、先端側の比較的縦幅ｈ１の小さな閉断面域Ｅ１と、それに続く傾斜域Ｅ２と、それに続く比較的縦幅ｈ２の大きな開断面域Ｅ３とを備える。なお、キャブ４の図示しないフロアは、その前部が閉断面域Ｅ１に、中間部が傾斜域Ｅ２に、後部が開断面域Ｅ３の前側部分に対向して形成され、相互に図示しない締結手段でサイドレール２に結合されている。
【００１１】
図２に示すように、サイドレール２は基本的には全域にわたり、縦板を成すウエブ部５とその上下端より車幅方向Ｙ内側に延出する上下フランジ部６，７とで略コ字状断面形状を成している。更に、左右の各サイドレール２の各上下フランジ部６，７間にはクロスメンバ３の左右端の上下フランジ３０１、３０１が重ねられ、相互に溶着される。なお、サイドレール２の下フランジ部７のみは前後方向Ｘの全域にわたり変化なく連続形成される。
サイドレール２の前端側の閉断面域Ｅ１は比較的縦幅ｈ１の小さいウエブ部５０１とその上下のフランジ６０１、７と、両フランジの内側面に上下のフランジ部ｇ１、ｇ２が重ねられて溶着され、閉断面を形成する閉断面構成部材としての第１スティフナー８とを備える。
閉断面域Ｅ１に続く傾斜域Ｅ２は、同域のウエブ部５０１の後端側に連続して形成され、縦幅ｈ１が後ほど大きくなるよう形成されるウエブ部５０２と、上フランジ部６０１の後端側に連続して形成され、車両後方に向かい上り傾斜の傾斜壁を成す上フランジ部６０２とを備える。しかも、第１スティフナ８に前端が連続形成され、上フランジ部６０２の後部側にまで延びる突片９を備え、その上端部は上フランジ部６０２に溶接される。突片９は車両後方に向かい上り傾斜で下向き縁ｃを形成される。
【００１２】
傾斜域Ｅ２とこれに続く開断面域Ｅ３の前端部とにわたり上向き台部としての第２スティフナー１１が接合される。この第２スティフナー１１は鍵形断面で所定長さＬ１のブラケットであり、その上端縁はウエブ部５０２に下端縁は下フランジ部７に溶接され、主要部が開断面を成した傾斜域Ｅ２の下部に下側部分閉断面Ｂを形成する。しかも第２スティフナー１１はその上部に上向き面ｆを形成され、同上向き面ｆの前端側は下向き縁ｃと対向する位置に接近して配備される。図４に示すように、第２スティフナー１１の前端近傍位置には下側部分閉断面Ｂを閉鎖するバルクヘッド１２を溶着している。バルクヘッド１２は第２スティフナー１１の前部の剛性強化を図ることができ、上向き面ｆに突片９が乗り上げた際に、傾斜域Ｅ２及び開断面域Ｅ３の曲げ剛性を強化でき、屈曲変形抵抗を十分に増加させることができる。
【００１３】
図１（ａ），（ｂ）に示すように、突片９の下向き縁ｃは、第２スティフナー１１の車幅方向Ｙでの内側縁部１１１に対して車幅方向Ｙ外側（図１（ｂ）で上側）にオフセット量αだけずれて配備される。これにより、傾斜域Ｅ２及び開断面域Ｅ３に衝撃荷重が加わった際に、傾斜域Ｅ２及び開断面域Ｅ３で屈曲変形が生じるが、その際、突片９側が上向き台部としての第２スティフナー１１側に対して、当初の予想より車幅方向Ｙに比較的大きくずれていたとしても、突片９側を第２スティフナー１１の上向き面ｆに確実に当接させることができ、傾斜域Ｅ２及び開断面域Ｅ３の屈曲変形抵抗を確実に増加させることができる。
なお、これに関連し、第２スティフナー１１の内側縁部１１１は車幅方向Ｙ内側に突出し、下フランジ部７よりはずれるため、ここでは、第２スティフナー１１の下端縁は屈曲して下フランジ部７に重合するように形成され、同屈曲端部ｊ（図４参照）が下フランジ部７に溶着されている。
【００１４】
傾斜域Ｅ２に続く開断面域Ｅ３は、傾斜域Ｅ２後端に連続する縦幅ｈ２のウエブ部５０３とその上下のフランジ６０３、７をそのまま後方に連続形成する。第２スティフナー１１の後端側は開断面域Ｅ３に所定量だけ延出形成されている。ここでも第２スティフナー１１の各対向縁部がウエブ部５０３と下フランジ部７に溶着され、開断面域Ｅ３の前端下部に下側部分閉断面Ｂを形成し、開断面域Ｅ３の曲げ剛性強化を図れ、屈曲変形抵抗を増加させることができる。なお、図６（ａ）に示すように、開断面域Ｅ３の上半部の開放空間ａにはワイヤハーネスや各種パイプ類を容易に収容でき、収容域確保と剛性強化を共に図れる。
【００１５】
このようなシャシフレーム１を装備したトラックＴが衝突し、フロント側のバンパー１０やクロスメンバ３を介し左右一対のサイドレール２に衝撃荷重Ｆが加わるとする。この衝撃荷重Ｆにより、まず先端域Ｅ０が座屈変形し、第１スティフナー８で剛性強化されている両サイドレール２の閉断面域Ｅ１は変形を抑えられ、傾斜域Ｅ２及び開断面域Ｅ３に，符号Ｄ２の方向の変位に伴う座屈変形が生じ、変形抵抗を示すこととなる。この場合、上り傾斜壁の上フランジ部６０２には閉断面域Ｅ１の屈曲変位に伴う曲げ応力が確実にこの部位に集中し、衝撃吸収のための変形を確実に行わせる行わせることができ、衝撃吸収のための変形が安定化する。
【００１６】
更に、突片９が第２スティフナー１１の上向き面ｆに向けて変位Ｄ１（図４、図５参照）し、突片９が上向き面ｆの前部に当接したままで屈曲変形が進行するとすると、図６（ｂ）に２点鎖線で示すように、突片９が上向き面ｆより反力Ｐを受け、突片９側の上フランジ６０２と第２スティフナー１１側の下フランジ７が相対的に間隔ｈを拡大させる方向に変形し、この部位で大きな変形抵抗を生じさせ、過度な屈曲変位を確実に抑えることができる。
このような各変形抵抗が順次生じることで、衝撃エネルギを順次確実に吸収でき、衝撃を緩和することができる。しかも、閉断面域Ｅ１の上方変位Ｒを小さく抑えられるので、閉断面域Ｅ１の上部に位置するキャブ４の前部の変形を最小限に抑えられ、乗員の安全保護を図れる。
【００１７】
上述のところにおいて、閉断面域Ｅ１の閉断面構成部材としての第１スティフナー８は突片９と前後一体成形され、１部品化されている。このため、部品数を低減できる上に、サイドレール２側への溶接ポイントを比較的低減でき、組立て工数を低減でき、低コスト化に寄与できる。なお場合により、第１スティフナー８と突片９とを別部品化してもよい。
上述のところにおいて、車両はトラックＴとして説明したが、シャシフレームを有する乗用車，トレーラ、バス等にも、本発明を同様に適用でき同様の作用効果を得られる。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明は、車体に前後方向の外力が加わった時に、上向き面に突片が乗り上げて開断面域での曲げ剛性を強化し、この際上下フランジ間が拡大する方向に変形することで屈曲変形抵抗をより増加させることができ、衝撃吸収量を十分増加させることができるので、衝突時に閉断面域が衝撃吸収変形することができる。
【００１９】
請求項２の発明は閉断面域に続いて上り傾斜壁の上フランジ部を形成するので、曲げ応力が確実にこの部位に集中し、より確実に開断面域で衝撃吸収のための変形を行わせることができ、衝撃吸収のための変形が安定化する。
【００２０】
請求項３記載の発明は、上向き台の車幅方向内側縁部に対し下向き縁が車幅方向外側にオフセットして形成されたので、突片を上向き台部の車幅方向内側縁より外側に位置させるので、開断面域に衝撃荷重が加わった際に、確実に上向き台部に突片が乗り上げることができ、開断面域の屈曲変形抵抗を確実に増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としてのシャシフレームの補強構造を適用したトラックのシャシフレームを示し、（ａ）はシャシフレーム内のサイドレールの要部側断面図、（ｂ）はサイドレールの要部切欠平面図である。
【図２】図１のシャシフレームの要部切欠斜視図である。
【図３】図１のトラックの部分切欠図で、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略側面図である。
【図４】図１のシャシフレーム内のサイドレールの要部切欠斜視図である。
【図５】図１のシャシフレーム内のサイドレールの衝突変形後の要部側断面図である。
【図６】図１中のサイドレールの断面を示し、（ａ）は開断面域での断面図、（ｂ）は傾斜域Ｅ２での断面図である。
【図７】従来のサイドレールの変形を説明する概略部分図である。
【符号の説明】
１      シャシフレーム
２      サイドレール（シャシフレーム）
５      ウエブ部
６      上フランジ部
７      下フランジ部
９      突片
１１    第２スティフナー（上向き台部）
ｃ      下向き縁
ｆ      上向き面
Ｂ      下側部分閉断面
Ｅ１    閉断面域
Ｅ３    開断面域
Ｔ      トラック（車体）
Ｘ      前後方向
【図１】
0003820850.tif 000002
【図２】
0003820850.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003820850.tif 000005
【図５】
0003820850.tif 000006
【図６】
0003820850.tif 000007
【図７】
0003820850.tif 000008