JP5101413B2 - クロスメンバの連結構造 - Google Patents

Description

本発明は、クロスメンバの連結構造に関するものである。

従来よりトラックやバス等の車両に採用されている梯子型フレームは、車両前後方向に延びる左右一対のサイドレールと、これを車両前後方向の複数箇所で車幅方向に連結する複数のクロスメンバとから成り、一般的に、前記左右一対のサイドレールは、車幅方向内側に向けて溝形を成すチャンネル材により構成されている。

このようなチャンネル材により構成されたサイドレールに対してクロスメンバを連結する場合、サイドレールの上下のフランジにクロスメンバを結合するフランジ結合形式と、サイドレールの上下のフランジ間を縦に繋ぐウェブにクロスメンバを結合するウェブ結合形式の何れかを採用することになる。

図４はサイドレール１のウェブ２に対してクロスメンバ３を結合したウェブ結合形式の一例を示すもので、ここに図示している例では、クロスメンバ３の車幅方向に亘る本体部分４が、車両前後方向の何れかに溝形を向けたチャンネル材により構成されており、この本体部分４の両端部が、クロスガセット５を介して各サイドレール１のウェブ２にボルト締結されるようになっている。

即ち、図５に示す如く、前記クロスガセット５は、本体部分４両端の上下のフランジにリベット等により一体的に取り付けられ、サイドレール１のウェブ２に向かうに従い末広がり状を成すように形成されており、しかも、前記各クロスガセット５の先端には、Ｌ字状に曲折して前記ウェブ２に重なる連結片部６が設けられていて、図６に示す如く、この連結片部６を前記ウェブ２に重ねてボルト７及びナット８で締結し得るようにしてある。

尚、この種のクロスメンバ３の連結構造に関連する先行技術文献情報としては下記の特許文献１等がある。
特開２０００−２５６４６号公報

しかしながら、斯かる従来のクロスメンバ３の連結構造においては、サイドレール１のウェブ２に対するクロスメンバ３の組付精度のバラツキにより連結片部６の基端側とウェブ２との間に隙間ｘ（図６参照）が生じ易く、このような隙間ｘが生じていると、前記ウェブ２に対しクロスメンバ３が近接離反するような相対入力が作用した際に、その相対入力の押し引きにより前記連結片部６が締結箇所を基点として往復揺動し、該締結箇所に図７に示す如き両振りの応力（図７のグラフ中の縦軸は応力の振幅、横軸は時間を示す）が発生して強度的な負担が大きくなるという現象があった。

このため、ウェブ２に対するクロスメンバ３の連結部分を成すクロスガセット５について、その板厚を上げたり、より強度の高い材質に変更したりして、前記両振りの応力に耐え得るよう強度剛性を高める対策を講じなければならず、これらの対策により車両重量の増加やコストアップを招いてしまっていた。

本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、車両重量の増加やコストアップを招くことなく、連結片部の締結箇所にかかる強度的な負担を軽減し得るようにしたクロスメンバの連結構造を提供することを目的とする。

本発明は、車両の梯子型フレームにおける左右のサイドレール間を連結するクロスメンバの連結構造であって、クロスメンバの両端部にＬ字状に曲折して前記サイドレールのウェブに重なる連結片部を設けると共に、該連結片部が前記サイドレールのウェブよりも車幅方向内側に僅かに傾倒するよう前記連結片部の曲折角度を鋭角に設定し、該連結片部を前記サイドレールのウェブに密着するよう弾性変形させて締結したことを特徴とするものである。

而して、このようにすれば、もともと鋭角を成している連結片部の曲折角度を直角に開くように弾性変形させながら連結が行われることになるため、この時の連結片部の弾性変形の復元力が、該連結片部の基端側（曲折箇所に近い側）をサイドレールのウェブに押し付けるように作用することになり、サイドレールのウェブに対するクロスメンバの組付精度に多少のバラツキが生じても、連結片部の基端側とサイドレールのウェブとの間に隙間が生じることがなくなる。

この結果、サイドレールのウェブに対しクロスメンバが近接離反するような相対入力が作用した際に、該クロスメンバがサイドレールに近接する向きの入力については、クロスメンバの屈折箇所がサイドレールのウェブに初めから押し付けられていることにより直接的にサイドレール側へ伝達されるので、該サイドレール側への連結片部の揺動が抑止されて締結箇所の応力が減少し、該締結箇所には、クロスメンバがサイドレールから離反する向きの入力による片振りの応力が主として発生することになる。

また、本発明をより具体的に実施するに際しては、連結片部の曲折角度の角度公差が直角を基準として−１．５゜〜−０．５゜の範囲で設定されていることが好ましく、この範囲で角度公差を設定すれば、連結片部とサイドレールのウェブとの締結に支障をきたすことなく両振りの応力の発生を回避することが可能となる。

上記した本発明のクロスメンバの連結構造によれば、ウェブに対するクロスメンバの連結部分の板厚を上げたり、該連結部分の材質をより強度の高いものに変更したりする対策を講じなくても、サイドレールのウェブに対しクロスメンバが近接離反するような相対入力が作用した際に、連結片部の締結箇所を片振りの応力傾向にすることができるので、車両重量の増加やコストアップを招くことなく、連結片部の締結箇所にかかる強度的な負担を軽減することができるという優れた効果を奏し得る。

以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。

図１及び図２は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図４〜図６と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、また、以下の説明において、図１及び図２に図示されていない符号の部分については、従来技術の説明に用いた図４〜図６を参照するものとする。

本形態例においては、クロスガセット５の連結片部６がサイドレール１のウェブ２よりも車幅方向内側に僅かに傾倒するよう前記連結片部６の曲折角度θが鋭角に設定されており、該連結片部６の曲折角度θの角度公差が直角を基準として−１．５゜〜−０．５゜の範囲で設定されるようになっている（図１参照）。

そして、このような鋭角の曲折角度θとした連結片部６を有するクロスメンバ３をサイドレール１のウェブ２に結合するに際しては、連結片部６を前記ウェブ２に重ねてボルト７及びナット８で締結し、このボルト７及びナット８による締め込みにより前記連結片部６を弾性変形させて前記ウェブ２に密着させるようにする（図２参照）。

而して、このようにすれば、もともと鋭角を成している連結片部６の曲折角度θを直角に開くように弾性変形させながら連結が行われることになるため、この時の連結片部６の弾性変形の復元力が、該連結片部６の基端側（曲折箇所に近い側）をサイドレール１のウェブ２に押し付けるように作用することになり、サイドレール１のウェブ２に対するクロスメンバ３の組付精度に多少のバラツキが生じても、連結片部６の基端側とサイドレール１のウェブ２との間に隙間が生じることがなくなる。

この結果、サイドレール１のウェブ２に対しクロスメンバ３が近接離反するような相対入力が作用した際に、該クロスメンバ３がサイドレール１に近接する向きの入力については、クロスメンバ３の屈折箇所がサイドレール１のウェブ２に初めから押し付けられていることにより直接的にサイドレール１側へ伝達されるので、該サイドレール１側への連結片部６の揺動が抑止されて締結箇所の応力が減少し、該締結箇所には、クロスメンバ３がサイドレール１から離反する向きの入力による片振りの応力が主として発生することになる。

即ち、連結片部６の締結箇所では、図３に示す如き片振りの応力傾向（図３のグラフ中の縦軸は応力の振幅、横軸は時間を示す）になるため、図７に示す如き従来の両振りの応力が発生していた場合と比較して、その応力振幅が約半分程度に低減され、連結片部６の締結箇所にかかる強度的な負担が大幅に軽減されることになる。

また、特に本形態例においては、連結片部６の曲折角度θの角度公差が直角を基準として−１．５゜〜−０．５゜の範囲で設定されているが、この範囲で角度公差を設定すれば、連結片部６とサイドレール１のウェブ２との締結に支障をきたすことなく両振りの応力の発生を回避することが可能となる。

即ち、サイドレール１のウェブ２に対し連結片部６を必要以上に車幅方向内側へ傾倒させてしまうと、サイドレール１のウェブ２のボルト孔に対し連結片部６のボルト孔が傾き過ぎて両ボルト孔にボルト７を通すことが難しくなってしまうが、角度公差が直角を基準として−１．５゜〜−０．５゜の範囲で設定されていれば、締結に支障をきたすような事態を招かなくて済み、しかも、この程度の僅かな傾倒を付すだけでも十分な効果が得られることが確認されている。

従って、上記形態例によれば、ウェブ２に対するクロスメンバ３の連結部分を成すクロスガセット５の板厚を上げたり、該クロスガセット５の材質をより強度の高いものに変更したりする対策を講じなくても、サイドレール１のウェブ２に対しクロスメンバ３が近接離反するような相対入力が作用した際に、連結片部６の締結箇所を片振りの応力傾向にすることができるので、車両重量の増加やコストアップを招くことなく、連結片部６の締結箇所にかかる強度的な負担を軽減することができる。

尚、本発明のクロスメンバの連結構造は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、図示ではチャンネル材の本体部分とクロスガセットとによりクロスメンバを構成した例を示しているが、その両端部にＬ字状に曲折してサイドレールのウェブに重なる連結片部を備えたものであれば、クロスメンバ自体はどのように構成しても良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明を実施する形態の一例を示す概略図である。 図１の連結片部のウェブへの連結状態を示す断面図である。 連結片部の締結箇所に発生する片振りの応力の振幅を示すグラフである。 従来のクロスメンバの連結構造の一例を示す斜視図である。 図４のクロスメンバの詳細を示す斜視図である。 図５の連結片部のウェブへの連結状態を示す断面図である。 連結片部の締結箇所に発生する両振りの応力の振幅を示すグラフである。

符号の説明

１ サイドレール
２ ウェブ
３ クロスメンバ
６ 連結片部
θ 曲折角度

Claims (2)

1. 車両の梯子型フレームにおける左右のサイドレール間を連結するクロスメンバの連結構造であって、クロスメンバの両端部にＬ字状に曲折して前記サイドレールのウェブに重なる連結片部を設けると共に、該連結片部が前記サイドレールのウェブよりも車幅方向内側に僅かに傾倒するよう前記連結片部の曲折角度を鋭角に設定し、該連結片部を前記サイドレールのウェブに密着するよう弾性変形させて締結したことを特徴とするクロスメンバの連結構造。
2. 連結片部の曲折角度の角度公差が直角を基準として−１．５゜〜−０．５゜の範囲で設定されていることを特徴とする請求項１に記載のクロスメンバの連結構造。

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