JP4763993B2 - Track chassis frame and aluminum alloy material for frame - Google Patents
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Description
本発明は、アルミニウム合金を用いたトラックシャーシフレーム構造に係わり、特にキャブオーバ車のように、フレーム前部に上下方向へ屈曲した折点が車体の前後方向に複数あるオフセットのシャーシフレーム構造に関する。 The present invention relates to a truck chassis frame structure using an aluminum alloy, and more particularly to an offset chassis frame structure having a plurality of folding points in the front-rear direction of a vehicle body at the front of the frame, such as a cab-over vehicle.
従来、キャブオーバ車のトラックシャーシフレームは、図５に示すシャーシフレーム４０のように、車体後部側（荷台側）のリアサイドレール（リアサイドフレ−ム）４０ｂと、車体前部側（運転席キャビン側）のフロントサイドレール（フロントサイドフレ−ム）４０ａとが、単一の（一体の）鋼製チャンネル部材によって構成されている。
Conventionally, a truck chassis frame of a cab-over vehicle has a rear side rail (rear side frame) 40b on the vehicle body rear side (loading side) and a vehicle body front side (driver's seat cabin side), like the
鋼製チャンネル部材は、図５のＡ−Ａ矢視に示す通り、コの字状の二つのチャンネル部材４１ａと４１ｂとをフランジ部で結合したボックス型（中空型）の閉じ断面形状で構成されている。そして、シャーシフレーム４０の軸心は、車両後部側のリアサイドレール４１ｂのＺ１より、車両前部側のフロントサイドレール４０ａのＺ２へと、下方にオフセットされている。
The steel channel member is constituted by a box-shaped (hollow type) closed cross-sectional shape in which two U-shaped
このように、フロントサイドレール４０ａは、上下方向に屈曲するとともに、運転席キャビンやフロントタイヤの設置用に、車体幅を確保するために、左右方向にも屈曲している。このため、フロントサイドレール４０ａ部分の鋼製チャネル部材は、上下方向に屈曲するとともに、左右方向にも屈曲した、三次元方向の屈曲形状に成形されている。
As described above, the
近年、排気ガス等による地球環境問題に対して、自動車などの輸送機の車体の軽量化による燃費の向上が追求されている。この事情は、キャブオーバ車などのトラックでも同様であり、トラックの車体に対し、従来から使用されている鋼材に代わって、圧延板や押出形材など、より軽量なアルミニウム合金材の適用が増加しつつある。 In recent years, with respect to global environmental problems caused by exhaust gas and the like, improvement in fuel efficiency has been pursued by reducing the weight of the body of a transport aircraft such as an automobile. The situation is the same for trucks such as cab-over cars, and the use of lighter aluminum alloy materials such as rolled plates and extruded profiles instead of steel materials that have been used in the past has increased for truck bodies. It's getting on.
しかし、このようなトラックの車体に対するアルミニウム合金材の適用は、トラックの荷台やトラックのドアフレームなどに限定されている（例えば、特許文献１や２参照）。言い換えると、上記シャーシフレーム４０などのトラック車体本体への実用化（適用）は遅れているのが実情である。
上記シャーシフレーム４０などのトラック車体本体へのアルミニウム合金材の実用化（適用）が遅れている理由は、鋼材に比して、アルミニウム合金材が成形しにくいことが挙げられる。即ち、前記車両前部側のフロントサイドレール４０ａ部分を構成する、従来の鋼製チャンネル部材に比して、圧延板や押出形材などのアルミニウム合金材は、前記三次元方向の屈曲形状に成形しにくい。
The reason why the practical application (application) of the aluminum alloy material to the truck body such as the
即ち、前記フロントサイドレール４０ａとして、三次元方向の屈曲形状に成形しやすいアルミニウム合金材を選択する場合には、アルミニウム合金材の強度なり耐力なりが低い材料を選択せざるを得ない。この場合、リアサイドレール４１ｂ部分も含めて単一の（一体の）構造である限り、アルミニウム合金製のシャーシフレームは、シャーシフレーム４０として必要な、曲げ強度・剛性やねじり強度・剛性が不足して、実用化できない。
That is, when an aluminum alloy material that can be easily formed into a three-dimensional bent shape is selected as the
一方、シャーシフレーム４０として必要な曲げ強度・剛性やねじり強度・剛性を確保するために、高強度や高耐力のアルミニウム合金材を選択する場合には、リアサイドレール４１ｂ部分も含めて単一の（一体の）構造である限り、前記フロントサイドレール４０ａ部分を三次元方向の屈曲形状に成形した場合に、割れなどが生じやすく、成形できないという矛盾が生じる。
On the other hand, in order to secure the bending strength / rigidity and torsional strength / rigidity necessary for the
したがって、本発明の目的は、シャーシフレームとして必要な曲げ強度・剛性やねじり強度・剛性を確保した上で、フロントサイドレール部分の三次元方向の屈曲形状を成形可能なアルミニウム合金を用いたトラックシャ−シフレ−ム構造を提供しようとするものである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a track shaft using an aluminum alloy that can form a bent shape in the three-dimensional direction of the front side rail portion while ensuring the bending strength / rigidity and torsional strength / rigidity necessary for the chassis frame. -To provide a frame structure.
この目的を達成するために、本発明のアルミニウム合金を用いたトラックのシャ−シフレ−ム構造の第一の要旨は、車体幅方向の両側で各々車体前後方向に沿って延びるように配設された左右一対のシャ−シフレ−ムは、車体後部側のリアサイドレールと、車体前部側のフロントサイドレールとから分割して構成され、フロントサイドレールは、フロントサイドレールの軸心がリアサイドレールの軸心よりも下方へオフセットされた上下方向および左右方向に屈曲した中空部材からなり、この中空部材は、板厚が４〜８ｍｍの５０００系アルミニウム合金圧延板材からなるコの字状アルミニウム合金成形板同士を互いに向き合わせて溶接接合してなる一方、前記リアサイドレールは略直線状の形材からなり、これらフロントサイドレールとリアサイドレール同士が、互いに接合されていることである。 In order to achieve this object, the first gist of the chassis frame structure using the aluminum alloy of the present invention is arranged so as to extend along the vehicle body longitudinal direction on both sides in the vehicle body width direction. The pair of left and right chassis frames are divided into a rear side rail on the rear side of the vehicle body and a front side rail on the front side of the vehicle body. The front side rail has an axis centered on the rear side rail. A U-shaped aluminum alloy molded plate made of a 5000 series aluminum alloy rolled plate with a plate thickness of 4 to 8 mm, comprising a hollow member that is bent downward in the vertical direction and in the left-right direction offset downward from the axis. The rear side rails are made of a substantially straight shape while facing each other and welded together. Side rails to each other, is that they are joined together.
また、この目的を達成するために、本発明のアルミニウム合金を用いたトラックのシャ−シフレ−ム構造の第二の要旨は、前記リアサイドレールが略直線状のアルミニウム合金押出形材からなることである。
In order to achieve this object, the second gist of the chassis frame structure using the aluminum alloy of the present invention is that the rear side rail is made of an aluminum alloy extruded profile. is there.
更に、この目的を達成するために、より好ましい、本発明のアルミニウム合金を用いたトラックのシャ−シフレ−ム構造の第三の要旨は、前記フロントサイドレールを構成する中空部材はアルミニウム合金成形板からなるとともに、前記リアサイドレールはアルミニウム合金押出形材からなるように、前記フロントサイドレールと前記リアサイドレールともに、アルミニウム合金材からなることである。 Furthermore, in order to achieve this object, a third aspect of the chassis frame structure using the aluminum alloy of the present invention, which is more preferable, is that the hollow member constituting the front side rail is an aluminum alloy molded plate. And the front side rail and the rear side rail are both made of an aluminum alloy material so that the rear side rail is made of an aluminum alloy extruded profile.
本発明第一および第二の要旨では、先ず、アルミニウム合金を用いたトラックシャ−シフレ−ム構造を、従来のようなフロントサイドレールとリアサイドレールとを単一の（一体の）鋼構造では無く、互いに剛的に接合されている、車体後部側のリアサイドレールと、車体前部側のフロントサイドレールとに、分割して構成する。 In the first and second aspects of the present invention, first, a track chassis frame structure using an aluminum alloy is used, and a conventional front side rail and rear side rail are not a single (integrated) steel structure. The rear side rail on the rear side of the vehicle body and the front side rail on the front side of the vehicle body that are rigidly joined to each other are divided.
その上で、本発明第一の要旨のように、前記フロントサイドレールを構成する中空部材をアルミニウム合金成形板とするか、本発明第二の要旨のように、前記リアサイドレールをアルミニウム合金押出形材とする。あるいは、本発明第三の要旨のように、前記フロントサイドレール（中空部材）と前記リアサイドレールともに、アルミニウム合金材とする。そして、これらフロントサイドレール（後端部）とリアサイドレール（先端部）とを剛的に接合する。 Then, as in the first aspect of the present invention, the hollow member constituting the front side rail is made of an aluminum alloy molded plate, or, as in the second aspect of the present invention, the rear side rail is made of an aluminum alloy extruded shape. Use wood. Alternatively, as in the third aspect of the present invention, both the front side rail (hollow member) and the rear side rail are made of an aluminum alloy material. The front side rail (rear end portion) and the rear side rail (front end portion) are rigidly joined.
本発明第一の要旨の場合、前記フロントサイドレールとして三次元方向の屈曲形状に成形しやすい、強度なり耐力なりが低いアルミニウム合金成形板を選択しても、前記リアサイドレールを、強度なり耐力なりが高いアルミニウム合金押出形材や鋼製部材とすることによって、シャーシフレーム全体として必要な、曲げ強度・剛性やねじり強度・剛性が確保できる。 In the case of the first aspect of the present invention, even if an aluminum alloy molded plate that is easy to be formed into a three-dimensional bent shape and has low strength and strength is selected as the front side rail, the rear side rail has strength and strength. By using an aluminum alloy extruded shape or steel member having a high height, it is possible to ensure the bending strength / rigidity and torsional strength / rigidity required for the entire chassis frame.
しかも、フロントサイドレールとして、アルミニウム合金成形板を選択することによって、従来のフロントサイドレールとリアサイドレールとが単一の鋼構造に比して、フロントサイドレールの、トラック車体衝突時の衝撃力吸収能を高めることができる。即ち、トラック車体衝突時に、強度なり耐力なりが低いアルミニウム合金成形板である、フロントサイドレールの先端部分のみが座屈変形して、衝突時の衝撃力（衝突エネルギ）を吸収する。 In addition, by selecting an aluminum alloy molded plate as the front side rail, the front side rail and the rear side rail absorb the impact force of the front side rail during a truck body collision compared to a single steel structure. Performance can be enhanced. That is, at the time of a truck body collision, only the front end portion of the front side rail, which is an aluminum alloy molded plate having low strength and low yield strength, buckles and deforms, and absorbs impact force (collision energy) at the time of collision.
本発明第二の要旨の場合、前記リアサイドレールとして、強度なり耐力なりが高いアルミニウム合金押出形材を選択しても、前記フロントサイドレールは、三次元方向の屈曲形状に成形しやすい、強度なり耐力なりが低いアルミニウム合金成形板、あるいは鋼材とすることによって、前記フロントサイドレールとして必要な、成形性が確保できる。 In the case of the second aspect of the present invention, even if an aluminum alloy extruded shape having high strength and high yield strength is selected as the rear side rail, the front side rail is easily formed into a bent shape in a three-dimensional direction. Formability required for the front side rail can be ensured by using an aluminum alloy molded plate or steel material with low yield strength.
本発明第三の要旨の場合は、トラックシャ−シフレ−ムに軽量化に最も効果がある。前記フロントサイドレールとして三次元方向の屈曲形状に成形しやすい、強度なり耐力なりが低いアルミニウム合金成形板を選択しても、前記リアサイドレールを、強度なり耐力なりが高いアルミニウム合金押出形材とすることで、シャーシフレーム全体として必要な、曲げ強度・剛性やねじり強度・剛性が確保できる。 In the case of the third aspect of the present invention, the track chassis frame is most effective in reducing the weight. Even if an aluminum alloy molded plate that is easy to be formed into a three-dimensional bent shape and has low strength and strength is selected as the front side rail, the rear side rail is made of an aluminum alloy extruded shape that has high strength and strength. As a result, it is possible to secure the bending strength / rigidity and torsional strength / rigidity necessary for the entire chassis frame.
この結果、トラックシャ−シフレ−ムを、シャーシフレームとして必要な曲げ強度・剛性やねじり強度・剛性を確保した上で、フロントサイドレールとしての三次元方向の屈曲形状に成形可能とでき、トラックシャ−シフレ−ムにアルミニウム合金を用いて軽量化することが可能となる。 As a result, the track chassis frame can be formed into a three-dimensional bent shape as a front side rail while ensuring the bending strength / rigidity and torsional strength / rigidity required for the chassis frame. -It is possible to reduce the weight by using an aluminum alloy for the frame.
本発明の実施の形態について、図を用いて、以下に詳細に説明する。
図１に、キャブオーバトラック車のメインフレームである、シャーシフレーム１の全体構造を斜視図で示す。図１において、シャ−シフレ−ム１は、車体幅方向の両側で各々車体前後方向に沿って延びる、左右一対のリアサイドレール２、２とフロントサイドレール５、５、および、リアサイドレール２、２を車体幅方向に繋ぐクロスメンバー６〜８等によって、一体に形成されている。なお、図１では、シャ−シフレ−ム１の細部は省略して、要部のみ記載している。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing the overall structure of a chassis frame 1, which is a main frame of a cab over truck vehicle. In FIG. 1, a chassis frame 1 includes a pair of left and right
（分割構成）
本発明のシャ−シフレ−ム１において、左右一対のリアサイドレールとフロントサイドレールとは、各々、図１に示すように、車体後部側のリアサイドレール２、２と、車体前部側のフロントサイドレール５、５とから分割して構成されている。そして、これら左右のリアサイドレール２、２と、フロントサイドレール５、５とは、互いの端部同士が、後述する通り、各々互いに剛的に接合されている。
(Split configuration)
In the chassis frame 1 of the present invention, the pair of left and right rear side rails and front side rails are respectively
従来のような、シャ−シフレ−ム１が、鋼型材などによるフロントサイドレールとリアサイドレールとが単一の構造をしていては、前記した通り、シャ−シフレ−ム１に対してアルミニウム合金を適用できない。即ち、シャーシフレーム１として必要な曲げ強度・剛性やねじり強度・剛性の確保と、フロントサイドレール５、５の三次元方向の屈曲形状への成形性とが矛盾する。このために、シャ−シフレ−ム１に対してアルミニウム合金を用いて軽量化することができない。 In the conventional chassis frame 1, if the front side rail and the rear side rail made of steel molds have a single structure, as described above, the chassis frame 1 is made of an aluminum alloy. Is not applicable. That is, the securing of the bending strength / rigidity and torsional strength / rigidity required for the chassis frame 1 and the formability of the front side rails 5, 5 into a three-dimensional bent shape are contradictory. For this reason, the chassis frame 1 cannot be reduced in weight using an aluminum alloy.
これに対して、本発明のように、フロントサイドレール５、５（フロントサイドレールを構成する中空部材を）アルミニウム合金成形板とするか、リアサイドレール２、２をアルミニウム合金押出形材とすることによって、フロントサイドレール５、５の三次元方向の屈曲形状への成形性とシャーシフレーム１として必要な曲げ強度・剛性やねじり強度・剛性の確保との矛盾を解消できる。
On the other hand, as in the present invention, the front side rails 5 and 5 (hollow members constituting the front side rails) are made of aluminum alloy molded plates, or the
（接合）
リアサイドレール２と、フロントサイドレール５との接合は、フロントサイドレール５の後端部５ｃの形成する、閉断面あるいは開断面の空間内に、リアサイドレール先端部２ａが嵌合されて、機械的あるいは溶接により接合されていることが好ましい。これによって、フロントサイドレール５かリアサイドレール２のいずれかがアルミニウム合金材の場合だけでなく、フロントサイドレール５とリアサイドレール２の両者がアルミニウム合金材の場合にも、シャ−シフレ−ム１として必要な強度・剛性が確保される。
(Joining)
The
より具体的には、フロントサイドレール５の後端部５ｂの断面積（中空部面積）を、リアサイドレール３の先端部２ａの断面積よりも大きくし、フロントサイドレール５の後端部５ｂに、リアサイドレール先端部２ａを挿入、嵌合、固定する。そして、これらリアサイドレール２とフロントサイドレール５との互いの端部同士を、ボルト、ブラインドボルトなどで機械的に、あるいは重ね隅肉などの溶接、更には、これらの組み合わせにより、接合する。
More specifically, the cross-sectional area (hollow part area) of the
リアサイドレール２とフロントサイドレール５との互いの端部同士の接合を、互いの端部同士の突き合わせにて行なった場合には、接合方法にもよるが、上記嵌合方式よりも、溶接時の溶け落ち等が起こりやすくなるので、接合強度が低くなる可能性がある。
When joining the end portions of the
また、フロントサイドレール５の後端部５ｂに、リアサイドレール先端部２ａを挿入、嵌合しても、互いの端部同士の接合を、溶接のみにて行なった場合には、アルミニウム合金材同士の接合強度は良いものの、アルミニウム合金材と鋼材との異材接合の場合には、接合強度が不足しやすい。
Moreover, even if the rear side rail
更に、前記本発明第二の要旨のように、リアサイドレール３として、強度なり耐力なりが高いアルミニウム合金押出形材を選択しても、前記フロントサイドレールは、三次元方向の屈曲形状に成形しやすい、強度なり耐力なりが低いアルミニウム合金成形板、あるいは鋼材とすることによって、前記フロントサイドレールとして必要な、成形性が確保できる。
Further, as in the second aspect of the present invention, even if an aluminum alloy extruded shape having high strength and high yield strength is selected as the
（リアサイドレール）
左右のリアサイドレール２、２は、図１のＢ−Ｂ矢視である図３の断面図に示す通り、基本的には、左右の縦壁３と上面壁４（および下面壁）を有する、例えば口型の略矩形断面形状からなる。このリアサイドレール２、２の断面形状は、口型以外にも、口型に補強のための横方向の中リブを一本加えた日型、二本加えた目型、あるいは三本以上加えた型、口型に中リブを十字に加えた田型、などの略矩形断面形状の中空形材か、あるいはＣ型、コの字型などの断面形状の形材、が適宜選択される。このリアサイドレール２の上面壁４側の上には、図示しないトラックの荷台が載置される。
(Rear side rail)
The left and right rear side rails 2 and 2 basically have left and right
リアサイドレール２は、従来と同様に、複数個のクロスメンバー６〜８等によって、車体幅方向に接続され、シャ−シフレ−ム１の荷台側の曲げ強度・剛性やねじり強度・剛性が確保されている。これらクロスメンバー６〜８は、鋼形材であっても、アルミニウム合金形材であっても良い。
The
この際、リアサイドレール２、２を鋼形材で構成する場合には、クロスメンバー６〜８等との接合は溶接や機械的な接合が適宜選択される。しかし、リアサイドレール２、２をアルミニウム合金形材で構成する場合、特に、クロスメンバー６〜８が鋼材の場合には、クロスメンバー６〜８のリアサイドレール２、２への接合は、溶接ではなく、機械的な接合で行なうことが好ましい。この理由は、６０００系アルミニウム合金押出形材など、高強度のアルミニウム合金材からリアサイドレール２、２を構成する場合、異材接合の溶接による熱影響によって、アルミニウム合金形材が軟化して、溶接熱影響部の強度が低下する可能性があるからである。 At this time, when the rear side rails 2 and 2 are made of steel shapes, welding and mechanical joining are appropriately selected for joining with the cross members 6 to 8 and the like. However, when the rear side rails 2 and 2 are made of an aluminum alloy shape, particularly when the cross members 6 to 8 are steel, the joining of the cross members 6 to 8 to the rear side rails 2 and 2 is not welding. It is preferable to perform by mechanical joining. The reason for this is that, when the rear side rails 2 and 2 are made of a high-strength aluminum alloy material such as a 6000 series aluminum alloy extruded shape, the aluminum alloy shape is softened due to the heat effect of welding of the dissimilar material, so that the welding heat This is because the strength of the affected part may be reduced.
左右のリアサイドレール２、２を複数個のクロスメンバー６〜１０等によって接続する場合、各々ブラケットを介して、機械的に接合する方が、高い接合強度と剛性が得られる。即ち、図１では、クロスメンバー６〜１０のリアサイドレール２２、２２側の両端部に、各々コの字状のブラケット１１ａ、１１ｂ、１１ｃを配置し、これらのブラケットを各々介して機械的に接合している。
When the left and right rear side rails 2 and 2 are connected by a plurality of cross members 6 to 10 or the like, higher joining strength and rigidity can be obtained by mechanically joining each via a bracket. That is, in FIG. 1,
リアサイドレール２、２を鋼材で構成する場合には、従来と同様のＣ型チャネル材などが適宜使用できる。リアサイドレール２、２をアルミニウム合金材から構成する場合には、前記した種々の断面形状の中空形材や、Ｃ型チャネル材などの形材等、長手方向に亙って断面が略同じ押出形材の使用が好適である。 When the rear side rails 2 and 2 are made of steel, a C-type channel material similar to the conventional one can be used as appropriate. When the rear side rails 2 and 2 are made of an aluminum alloy material, extruded shapes having substantially the same cross section in the longitudinal direction, such as hollow shapes having various cross-sectional shapes as described above, shapes such as C-type channel materials, etc. The use of materials is preferred.
（リアサイドレール用アルミニウム合金材）
リアサイドレール２、２をアルミニウム合金から構成する場合、比較的強度が高い合金種としては、５０００系や７０００系なども使用可であるが、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系の６０００系押出形材からなる、前記した種々の断面形状の中空形材や、Ｃ型チャネル材などの形材等が好適である。６０００系アルミニウム合金は、成形が容易な５０００系などの他の合金系に比して、強度が高いという特徴を有する。また、７０００系に比して、強度は低いが押出性や成形性が良いという特徴を有する。この６０００系アルミニウム合金の中でも、比較的強度が高いものを選択することが好ましい。また、６０００系アルミニウム合金押出形材は、熱間押出によって製造される。このため、アルミニウム合金の組織として、リアサイドレール２、２の長手方向（軸方向）に伸びる微細な繊維状組織を形成しているため、リアサイドレール２、２の強度・剛性を高めることができる特性を有する。
(Aluminum alloy material for rear side rail)
When the rear side rails 2 and 2 are made of an aluminum alloy, 5000 series or 7000 series can be used as an alloy type having a relatively high strength, but it is made of an Al-Mg-Si 6000 type extruded shape. The above-mentioned hollow shapes having various cross-sectional shapes, shapes such as C-type channel materials, and the like are suitable. The 6000 series aluminum alloy is characterized by high strength as compared with other alloy series such as the 5000 series which are easy to form. In addition, the strength is lower than that of the 7000 series, but extrudability and moldability are good. Among these 6000 series aluminum alloys, it is preferable to select one having relatively high strength. The 6000 series aluminum alloy extruded shape is produced by hot extrusion. For this reason, since the fine fibrous structure which extends in the longitudinal direction (axial direction) of the rear side rails 2 and 2 is formed as the structure of the aluminum alloy, it is possible to increase the strength and rigidity of the rear side rails 2 and 2. Have
より具体的には、リアサイドレール２、２を構成する、６０００系などのアルミニウム合金押出形材の厚みは３〜６ｍｍ、０．２％耐力が２００ＭＰａ以上であることが好ましい。０．２％耐力が２００ＭＰａ未満では、シャーシフレームの必要剛性を確保するためには、厚みを６ｍｍを超えて厚くする必要があり、重量が増加するため、アルミニウム合金を使用する意味が失われる。一方、アルミニウム合金押出形材の厚みが３ｍｍ未満では、厚みが薄過ぎ、アルミニウム合金押出形材の耐力を高くしても、シャーシフレームの必要強度・剛性を確保できない。 More specifically, it is preferable that the aluminum alloy extruded shape such as 6000 series constituting the rear side rails 2 and 2 has a thickness of 3 to 6 mm and a 0.2% proof stress of 200 MPa or more. If the 0.2% proof stress is less than 200 MPa, in order to ensure the required rigidity of the chassis frame, it is necessary to increase the thickness beyond 6 mm, and the weight increases, so the meaning of using an aluminum alloy is lost. On the other hand, if the thickness of the aluminum alloy extruded shape is less than 3 mm, the thickness is too thin, and the required strength and rigidity of the chassis frame cannot be secured even if the proof stress of the aluminum alloy extruded shape is increased.
なお、リアサイドレール２、２を鋼材にて構成する場合、通常の軟鋼やハイテン（高張力鋼）が適宜選択される。 In addition, when comprising the rear side rails 2 and 2 with steel materials, normal mild steel and high tension (high-tensile steel) are selected suitably.
（フロントサイドレール）
フロントサイドレール５、５は、それぞれ一対のコの字状のチャネル部材５ａ５ｂからなる。また、図２により詳細に斜視図で示すように、フロントサイドレール５、５は、フロントサイドレールの軸心Ｚ2 が、リアサイドレール２、２の軸心Ｚ1 よりも下方へオフセットされた上下方向に屈曲成形されている。そして更に、運転席キャビンやフロントタイヤの設置用に、車体幅を確保するために、フロントサイドレール５、５の中央部が車体幅方向である左右の外側方向に円弧状に膨らみ、前記上下方向の屈曲と合わせて、三次元方向に屈曲成形された中空部材からなっている。
(Front side rail)
Each of the front side rails 5 and 5 includes a pair of U-shaped channel members 5a5b. Further, as shown in a perspective view in more detail in FIG. 2, the front side rails 5, 5 are arranged in the vertical direction in which the axis Z2 of the front side rail is offset downward from the axis Z1 of the rear side rails 2, 2. It is bent. Further, in order to secure the vehicle body width for installation of the driver's seat cabin and the front tire, the center part of the front side rails 5 and 5 swells in an arc shape in the left and right outer direction which is the vehicle body width direction, and the vertical direction In addition to this bending, the hollow member is formed by bending in a three-dimensional direction.
フロントサイドレール５、５の前後方向に垂直な面における断面は略矩形であり、後端部５ｃ、５ｃは、リアサイドレール２、２の先端部２ａ、２ａが嵌入するサイズに成形されている。また、前端部５ｄは、必要により、縦フレーム４を設ける際の、縦フレーム４の後端が嵌入するサイズに成形されている。
The cross section of the front side rails 5, 5 in the plane perpendicular to the front-rear direction is substantially rectangular, and the
フロントサイドレール５、５の中空部材は、図１のＡ−Ａ矢視である図２の断面図に示す通り、二つのコの字状チャンネル部材５ａ、５ｂ同士を、互いに向き合わせて（向かい合わせて）、コの字における開口部同士を衝合させ、ボックス型（中空型）の閉じ断面形状とし、長手方向の衝合ライン（溶接ライン）９で溶接接合してなる。
The hollow members of the front side rails 5 and 5 are formed so that the two
二つのチャンネル部材５ａ、５ｂは、好ましくは、各々コの字状アルミニウム合金成形板からなる。また、鋼成形板でも良い。なお、フロントサイドレールへの中空部材の三次元方向への屈曲成形（プレス成形）は、アルミニウム合金成形板の場合は、二つのチャンネル部材５ａ、５ｂ各形状へのプレス成形を溶接接合前に予め行なって、その後溶接接合する方が好ましい。鋼成形板の場合は、予め接合した電縫管などを成形して、三次元方向への屈曲成形しても良い。このように、フロントサイドレール５、５の中空部材を、アルミニウム合金成形板や鋼成形板から構成することによって、三次元方向への屈曲成形を、プレス成形によって簡便に行なうことが可能となる利点もある。
The two
図２（ａ）の態様は、二つのチャンネル部材５ａ、５ｂを対向して突き合わせて構成している。この場合、衝合ライン９は突き合わせ溶接される。図２（ｂ）の態様は、二つのチャンネル部材５ａ、５ｂを対向させるとともに、チャンネル部材５ａに対してチャンネル部材５ｂを嵌合（挿入）する形で、互いに端部で重ね合わせて構成している。この場合、衝合ライン９は重ね隅肉溶接される。なお、図２（ａ）、（ｂ）の態様では、二つのチャンネル部材５ａ、５ｂを左右方向から対向させているが、対向は上下方向から対向させても良い。例えば、チャンネル部材５ａを下向きに、チャンネル部材５ｂを上向きに対向させ、図２（ａ）、（ｂ）の態様と同様に接合しても良い。
In the embodiment of FIG. 2A, two
フロントサイドレール５、５の先端部には、従来通り、フロントクロスメンバ（フロントメンバ）１０が設けられ、シャ−シフレ−ム１の先端側の曲げ強度・強度・剛性やねじり強度・剛性が確保されている。これらフロントクロスメンバ１０は、鋼形材であっても、アルミニウム合金形材であっても良い。
As usual, the front cross members (front members) 10 are provided at the front end portions of the front side rails 5 and 5, and the bending strength, strength, rigidity and torsional strength, rigidity of the front end side of the chassis frame 1 are ensured. Has been. These
なお、前記リアサイドレール２、２の場合と同様に、フロントサイドレール５、５を鋼材で構成する場合には、フロントクロスメンバ１０との接合は溶接や機械的な接合が適宜選択される。しかし、フロントサイドレール５、５をアルミニウム合金成形板で構成する場合には、特に、フロントクロスメンバ１０が鋼材の場合には、この接合は、溶接ではなく、機械的な接合で行なうことが好ましい。この理由は、前記リアサイドレール２、２の場合と同様に、異材接合の溶接による熱影響によって、アルミニウム合金形材が軟化して、溶接熱影響部の強度が低下する可能性があるからである。
As in the case of the rear side rails 2 and 2, when the front side rails 5 and 5 are made of steel, welding or mechanical joining is appropriately selected for joining to the
（フロントサイドレール用アルミニウム合金材）
フロントサイドレール５、５をアルミニウム合金成形板から構成する場合、アルミニウム合金種の中でも、プレス成形性に比較的優れた、５０００系、６０００系などが使用できるが、Ａｌ−Ｍｇ系の５０００系圧延板材が好適である。５０００系アルミニウム合金は、６０００系アルミニウム合金系などに比して、強度は低いが、フロントサイドレール５、５の前記三次元方向への屈曲成形がしやすいという特徴を有する。
(Aluminum alloy material for front side rail)
When the front side rails 5 and 5 are made of an aluminum alloy molded plate, among aluminum alloy types, 5000 series, 6000 series, etc., which are relatively excellent in press formability, can be used, but Al-Mg series 5000 series rolled. A plate material is preferred. The 5000 series aluminum alloy has a feature that the strength of the 5000 series aluminum alloy is lower than that of the 6000 series aluminum alloy, but the front side rails 5 and 5 are easily bent in the three-dimensional direction.
この点、フロントサイドレール５、５を構成する５０００系などのアルミニウム合金圧延板材の板厚は４〜８ｍｍ、０．２％耐力は１００ＭＰａ以上、より高強度化のためには１２０ＭＰａ以上であることが好ましい。０．２％耐力が１００ＭＰａ未満、より厳しくは１２０ＭＰａ未満では、シャーシフレームの必要強度・剛性を確保するためには、板厚を８ｍｍを超えて厚くする必要があり、前記三次元方向への屈曲成形が困難となる。また、重量が増加するため、アルミニウム合金を使用する意味が失われる。一方、５０００系などのアルミニウム合金圧延板材の板厚が４ｍｍ未満では、厚みが薄過ぎ、５０００系圧延板材の耐力を高くしても、シャーシフレームの必要強度・剛性を確保できない。 In this respect, the thickness of the aluminum alloy rolled plate material such as 5000 series constituting the front side rails 5 and 5 is 4 to 8 mm, the 0.2% proof stress is 100 MPa or more, and 120 MPa or more for higher strength. Is preferred. If the 0.2% proof stress is less than 100 MPa, more strictly less than 120 MPa, it is necessary to increase the plate thickness to more than 8 mm in order to ensure the required strength and rigidity of the chassis frame, and the bending in the three-dimensional direction is performed. Molding becomes difficult. Moreover, since the weight increases, the meaning of using an aluminum alloy is lost. On the other hand, if the thickness of the aluminum alloy rolled sheet material such as 5000 series is less than 4 mm, the thickness is too thin, and the required strength and rigidity of the chassis frame cannot be secured even if the proof stress of the 5000 series rolled sheet material is increased.
フロントサイドレール５、５を鋼材にて構成する場合、通常の軟鋼やハイテン（高張力鋼）が適宜選択される。 When the front side rails 5 and 5 are made of steel, normal mild steel or high tension (high tensile steel) is appropriately selected.
図３にフロントサイドレールの詳細構造を斜視図で示す。フロントサイドレール５、５は、前記した通り、軸心Ｚ2 が、リアサイドレール２、２の軸心Ｚ1 よりも下方へオフセットされた上下方向に屈曲成形されている。そして更に、フロントサイドレール５、５の中央部が、矢印で示すように、車体幅方向である左右の外側方向に、各々円弧状に膨らみ、前記上下方向の屈曲と合わせて、三次元方向に屈曲成形されている。 FIG. 3 is a perspective view showing the detailed structure of the front side rail. As described above, the front side rails 5 and 5 are bent in the vertical direction in which the axis Z2 is offset downward from the axis Z1 of the rear side rails 2 and 2. Further, as indicated by the arrows, the center portions of the front side rails 5 and 5 swell in arcuate shapes in the left and right outer directions which are the vehicle body width direction, and in the three-dimensional direction together with the vertical bending. It is bent.
フロントサイドレール２、２のそれぞれ上方側には開口２０、下方側に開口２１、２２が形成され、外側壁に周囲がくぼんだ開口２３が形成され、内外側壁の略対称位置に開口２４〜２６が形成されている。これらは穴開け加工により適宜形成される。開口２０は、独立懸架式のサスペンションに対応した図示しないサブフレームを装着するブラケットが嵌入する穴である。開口２１、２２はサブフレーム部材が嵌入する穴、開口２３は上記ブラケットを固定する穴、開口２４〜２６は軽量化のための抜き穴である。
An
また、これらフロントサイドレール２、２の中空部には、図示はしないが、実際の仕様に応じて、補強用のリインフォースメントなどが適宜配置される。
Further, although not shown in the drawings, hollow reinforcements of the
本発明によれば、シャーシフレームとして必要な曲げ強度・剛性やねじり強度・強度・剛性を確保した上で、フロントサイドレール部分の三次元方向の屈曲形状を成形可能なアルミニウム合金を用いた、軽量なトラックシャ−シフレ−ム構造を提供することができる。したがって、本発明は、キャブオーバ車などのトラックのシャ−シフレ−ムに適用されて、トラックの軽量化が実現可能である。 According to the present invention, a lightweight aluminum alloy is used that can form the bending shape in the three-dimensional direction of the front side rail portion while ensuring the necessary bending strength, rigidity, torsional strength, strength, and rigidity as a chassis frame. A track chassis structure can be provided. Therefore, the present invention can be applied to a chassis frame of a truck such as a cab-over vehicle, and the truck can be reduced in weight.
１：シャーシフレーム、２：リアサイドレール、３、４：リアサイドレール壁
５：フロントサイドレール、６〜８：クロスメンバ、９：衝合線（溶接線）
１０：フロントクロスメンバ、１１：ブラケット
1: Chassis frame, 2: Rear side rail, 3, 4: Rear side rail wall 5: Front side rail, 6-8: Cross member, 9: Collision line (welding line)
10: Front cross member, 11: Bracket
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