JPH0790796B2 - Vehicle undercarriage frame - Google Patents
Vehicle undercarriage frameInfo
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- JPH0790796B2 JPH0790796B2 JP63314392A JP31439288A JPH0790796B2 JP H0790796 B2 JPH0790796 B2 JP H0790796B2 JP 63314392 A JP63314392 A JP 63314392A JP 31439288 A JP31439288 A JP 31439288A JP H0790796 B2 JPH0790796 B2 JP H0790796B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、トラック等車両用の車台フレームに関するも
のである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a chassis frame for a vehicle such as a truck.
（従来の技術） 通常のトラックは、車体前後方向に延在する左右一対の
夫々断面形状が溝型をなすサイドレールと、車巾方向に
配置され夫々の両端を上記サイドレールに固着された複
数個のクロスメンバとからなる車台フレームを具えてお
り、同車台フレームに夫々サスペンション装置を介して
前車軸及び後車軸が取付けられ、またキヤブ、エンジ
ン、荷台等が装架されている。(Prior Art) An ordinary truck includes a pair of left and right side rails extending in the front-rear direction of the vehicle body and having groove-shaped cross-sections, and a plurality of side rails arranged in the vehicle width direction and having both ends fixed to the side rails. A chassis frame composed of individual cross members is provided, and a front axle and a rear axle are attached to the chassis frame via suspension devices, and a cabin, an engine, a luggage carrier, etc. are mounted.
上記クロスメンバには、断面形状が溝型をなす部材及び
Ｉ型をなす部材、並びにサイドレールに結合される両端
部分にＶ字状の拡開部を具えた所謂アリゲータ型クロス
メンバ等が適宜に採用されている。The cross member may be a member having a groove-shaped cross section, a member having an I-shape, or a so-called alligator-type cross member having V-shaped expansion portions at both ends connected to the side rails. Has been adopted.
（発明が解決しようとする課題） トラック等の車両が、例えば重負荷状態で激しい凹凸を
有する悪路を高速走行する場合、車体フレームは大きな
捩り荷重が作用し、そのクロスメンバには、特にサイド
レールとの結合部付近に大きな応力が発生する。従来の
車台フレームにおけるサイドレール及びクロスメンバ結
合部分の典型的な構成を第18図について説明すると、図
中符号10は総括的に車台フレームを示し、同車台フレー
ムは車体前後方向に延在する左右一対の断面形状が溝型
をなすサイドレール12を具えている。（図では左側のサ
イドレールのみが図示されている）サイドレール12内に
断面形状が溝型をなすガセット14が装入され、同ガセッ
ト14はそのウエブ14wをサイドレールのウエブ12wに多数
のリベット20により固着されている。16は断面形状が溝
型をなすクロスメンバであって、その上下のフランジ16
fの車体前後方向（図においてｙ方向）の巾Y0は車巾方
向（図においてｘ方向）の全長に亘って実質的に同一で
あり、かつ夫々両端部を上記ガセット14の上下フランジ
14wに多数のリベット18によって固着されている。(Problems to be Solved by the Invention) When a vehicle such as a truck travels at a high speed on a rough road having severe unevenness in a heavy load state, for example, a large torsional load acts on the vehicle body frame, and the cross member, especially the side member, is affected. Large stress is generated near the joint with the rail. A typical configuration of the side rail and cross member connecting portions in the conventional chassis frame will be described with reference to FIG. 18. In the figure, reference numeral 10 generally indicates a chassis frame, and the chassis frame includes left and right extending in the front-rear direction of the vehicle body. The pair of side rails 12 has a groove-shaped cross section. (Only the left side rail is shown in the figure) A gusset 14 having a groove-shaped cross-section is inserted in the side rail 12, and the gusset 14 has its web 14w attached to the web 12w of the side rail with a large number of rivets. It is fixed by 20. 16 is a cross member having a groove-shaped cross section, and the upper and lower flanges 16
The width Y 0 of f in the vehicle front-rear direction (the y direction in the drawing) is substantially the same over the entire length in the vehicle width direction (the x direction in the drawing), and the both ends are respectively the upper and lower flanges of the gusset 14.
It is fixed to 14w by many rivets 18.
上記クロスメンバ16を具えた車台フレーム10について捩
り試験を行ないクロスメンバフランジ16fの自由端縁に
発生する応力を調べたところ、第17図に点線S1で示すよ
うな結果が得られた。第17図において、縦軸は発生応力
σkgf/mm2を示し、横軸はクロスメンバ16の車体前後方
向の中心線を通る垂直面、換言すれば車両対称面からの
距離ｘを示しており、x1は上記ガセット14との交点を、
またx2はクロスメンバ16の車巾方向外側端を夫々示して
いる。上記曲線S1で示されているように、フランジ16f
の端縁に発生する応力は、車両対称面から車巾方向外方
に遠ざかるにつれて次第に増加しガセット14との交点x1
で最大値に達し、その後車巾方向の外側端x2に向うにつ
れて急速に減少するが、ガセット14との交点x1付近に大
きな応力が発生し、この部分で亀裂等の欠陥が発生し易
いことが確認された。The chassis frame 10 including the cross member 16 was subjected to a torsion test to examine the stress generated at the free edge of the cross member flange 16f, and the result shown by the dotted line S 1 in FIG. 17 was obtained. In FIG. 17, the vertical axis represents the generated stress σkgf / mm 2 , and the horizontal axis represents the vertical plane that passes through the center line of the cross member 16 in the vehicle front-rear direction, in other words, the distance x from the vehicle symmetry plane, x 1 is the intersection with the gusset 14 above,
Further, x 2 indicates the outer ends of the cross member 16 in the vehicle width direction, respectively. Flange 16f, as shown by curve S 1 above
The stress generated at the edge of the vehicle gradually increases as it moves away from the vehicle symmetry plane outward in the vehicle width direction, and the point of intersection with the gusset 14 x 1
The maximum value is reached, and then it decreases rapidly toward the outer edge x 2 in the vehicle width direction, but large stress occurs near the intersection x 1 with the gusset 14, and defects such as cracks are likely to occur at this portion. It was confirmed.
本発明は、車台フレームのクロスメンバにおいてサイド
レールとの結合部付近に発生する応力を低減してクロス
メンバの破損を効果的に回避し、車台フレームの耐久
性、信頼性を向上することを目的とするものである。An object of the present invention is to reduce the stress generated in the vicinity of the joint with the side rail in the cross member of the chassis frame, effectively avoid the damage of the cross member, and improve the durability and reliability of the chassis frame. It is what
（定義） 本明細書において、クロスメンバの車巾方向両端部をサ
イドレールにガセットを介し又は介さずして固着する複
数個のリベットに関し「等価重心」なる用語は、次のよ
うに定義されるものである。(Definition) In the present specification, the term "equivalent center of gravity" is defined as follows with respect to a plurality of rivets that fix both ends of the cross member in the vehicle width direction to the side rails with or without gussets. It is a thing.
即ち 第６図において、任意個数（２個以上）のリベットR1,R
2…Ri…Rnの横弾性係数を夫々G1,G2…Gi…Gn,また各リ
ベットの断面積を夫々a1,a2…ai…an,各リベットのｘ座
標及びｙ座標を夫々x1,x2…xi…xn及びy1,y2…yiとした
とき、等価重心Ｇのｘ座標xg及びｙ座標ygは夫々次のよ
うに表わされる。That is, in FIG. 6, an arbitrary number (two or more) of rivets R 1 , R
2 … R i … R n is the lateral elastic modulus of G 1 , G 2 … G i … G n , and the cross-sectional area of each rivet is a 1 , a 2 … a i … a n , the x coordinate of each rivet And y coordinates are x 1 , x 2 ... xi i ... x n and y 1 , y 2 ... y i , respectively, the x-coordinate x g and the y-coordinate y g of the equivalent center of gravity G are respectively expressed as follows. .
（課題を解決するための手段） 本発明に係る車両の車台フレームは、上記目的を達成す
るために創案されたもので、車体前後方向に延在し断面
形状が溝型をなすサイドレールのウェブに、車巾方向に
延在するクロスメンバの両端部を夫々複数のリベットに
より締結してなるものにおいて、上記クロスメンバが、
車両対称面から車巾方向に距離XBを距てた上記複数のリ
ベットの等価重心近傍の位置PBにおける車体前後方向の
巾をYBとし、上記車両対称面から車巾方向に距離XA＝XB
/2を距てた位置PAにおける車体前後方向の巾をYAとし、
更に同車両対称面から上記等価重心までの距離をLGとし
たとき、（YB/YA）２＝1.5〜2.5であって、かつ上記PA
とPBとの間の自由端縁の平面形状が凹曲線状をなすと共
に、その凹曲線を曲率半径が上記LGより大きいことを特
徴とするものである。 (Means for Solving the Problems) A chassis frame of a vehicle according to the present invention was created in order to achieve the above object, and is a web of side rails extending in the vehicle front-rear direction and having a groove-shaped cross section. In a structure in which both ends of a cross member extending in the vehicle width direction are fastened with a plurality of rivets, the cross member is
The longitudinal direction of the vehicle body width at the position P B of the equivalent near the center of gravity of the plurality of rivets and the distance X B have distance from the vehicle symmetry plane Kurumahaba direction and Y B, a distance X A in the Kurumahaba direction from the vehicle plane of symmetry = X B
The width in the front-rear direction of the vehicle body at the position P A at a distance of / 2 is Y A ,
When further the distance from the vehicle plane of symmetry until the equivalent center of gravity and L G, a 2 = 1.5~2.5 (Y B / Y A), and the P A
It is characterized in that the plane shape of the free edge between P and P B is a concave curve, and the concave curve has a radius of curvature larger than the above L G.
（作用） 本発明により、クロスメンバのサイドレールとの結合端
付近の平面形状を上記特殊な形状即ち複数のリベットの
等価重心位置近傍の位置XBにおける車体前後方向の巾YB
と、車両対称面と上記位置XBとの間の２等分位置XAにお
ける車体前後方向の巾YAとの間に、（YB/YA）２＝1.5〜
2.5なる関係があり、かつ上記位置XAからXBにいたる自
由端縁の平面形状が上記LGより大きい曲率半径の浅い凹
曲線状をなしていることによって、クロスメンバのサイ
ドレールの結合部付近に発生する最大応力が大巾に低減
され、さらに上記クロスメンバの車巾方向の両端部分
を、サイドレールのウェブにリベットにより締結するこ
とにより、車台フレーム全体としての耐久性及び信頼性
を向上することができる。(Operation) According to the present invention, the plane shape near the connecting end of the cross member with the side rail is changed to the special shape described above, that is, the width Y B in the vehicle body front-rear direction at the position X B near the equivalent gravity center position of the plurality of rivets.
And the width Y A in the vehicle front-rear direction at the bisecting position X A between the vehicle symmetry plane and the position X B , (Y B / Y A ) 2 = 1.5-
2.5 and the planar shape of the free edge from the position X A to the position X B has a shallow concave curve shape with a radius of curvature larger than the above L G , so that the side rail joint of the cross member is connected. The maximum stress generated in the vicinity is greatly reduced, and the both ends of the cross member in the vehicle width direction are fastened to the side rail webs with rivets to improve the durability and reliability of the chassis frame as a whole. can do.
（実施例） 以下本発明の実施例を添付図面について具体的に説明す
る。（なお、第18図を参照して説明した従来の構成と実
質的に同一又は対応する部材又は部分には同一の符号を
付し、重複説明は省略する。）先づ、第１図，第３図及
び第４図に示されている本発明の第１実施例において、
クロスメンバ16はその上下フランジ16fを車巾方向外方
に延長し直角方向に折り曲げて形成された縦フランジ16
f′を具え、同縦フランジ16f′を複数個のリベット18に
よりサイドレール12のウエブ12wに固着されている。上
記複数個のリベット18がサイドレール12のウエブ12w上
に配置されているので、その等価重心Ｇと車両対称面yo
との間の距離LGは、実質的にクロスメンバ16の車巾方向
即ちｘ方向の全長の二分の一に等しい。EXAMPLES Examples of the present invention will be specifically described below with reference to the accompanying drawings. (Note that members or portions substantially the same as or corresponding to those of the conventional configuration described with reference to FIG. 18 are denoted by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.) First, FIG. In the first embodiment of the invention shown in FIGS. 3 and 4,
The cross member 16 has a vertical flange 16f formed by extending its upper and lower flanges 16f outward in the vehicle width direction and bending them at right angles.
The vertical flange 16f 'is fixed to the web 12w of the side rail 12 by a plurality of rivets 18. Since the plurality of rivets 18 are arranged on the web 12w of the side rail 12, the equivalent center of gravity G and the vehicle symmetry plane yo
The distance L G between and is substantially equal to one half of the total length of the cross member 16 in the vehicle width direction, that is, the x direction.
上記クロスメンバ16の平面形状即ち上下フランジ16fの
形状は、図示のように車両対称面yoから車巾方向の中間
位置PAまでは車体前後の巾が実質的に等しくYAに形成さ
れ、同位置PAから車巾方向外側端に近い位置PBまではフ
ランジ16fの自由端縁の形状が上記LGより大きい曲率半
径の浅い凹曲線をなすように形成されている。更に詳細
には、上記位置PBは、車巾方向に関して上記等価重心Ｇ
の近傍（勿論重心位置Ｇを含む）に設定され、中間位置
PAはその車両対称面yoからの距離XAが位置PBの車両対称
面yoからの距離XBの1/2、換言すれば第１図において直
線OPBの二等分点に設定されている。そして、上記位置P
A及びPBにおける巾YAとYBとの間には、（YB/YA）２＝２
なる関係が成立するように形成されている。As shown in the drawing, the plane shape of the cross member 16, that is, the shape of the upper and lower flanges 16f is such that the vehicle front-rear width is substantially equal to Y A from the vehicle symmetry plane yo to the intermediate position P A in the vehicle width direction. From the position P A to the position P B near the outer end in the vehicle width direction, the shape of the free end edge of the flange 16f is formed so as to form a shallow concave curve with a radius of curvature larger than the above L G. More specifically, the position P B is the equivalent center of gravity G in the vehicle width direction.
Is set in the vicinity of (including the center of gravity position G), and the intermediate position
P A is set so that the distance X A from the vehicle symmetry plane yo is 1/2 of the distance X B from the vehicle symmetry plane yo at the position P B , in other words, the bisector of the straight line OP B in FIG. ing. Then, the position P
Between the width Y A and Y B in A and P B, (Y B / Y A) 2 = 2
Are formed so that
上記形状を有するクロスメンバ16を具えた車台フレーム
10について、第18図に示した従前の車台フレームと同一
の条件で捩り試験を行ないクロスメンバの上下フランジ
16fの自由端縁における発生応力を測定したところ、第1
7図に実線S2で示されているように、サイドレール12と
の結合部付近に発生する最大応力が十分に低減され、従
って過負荷状態での悪路走行に対して安全性が高く、耐
久性及び信頼性を著しく向上し得ることが確認された。
また、第４図は上記クロスメンバ16をサイドレール12の
ウエブ12wにリベット18により結合する際に、クロスメ
ンバ16のウエブ16wに縦フランジ16w′を形成し、同縦フ
ランジ16w′をサイドレールのウエブ12wに結合した第１
実施例の変形例であるが、この構成でも、クロスメンバ
フランジ16fの最大応力を第３図の場合と実質的に同様
に低減することができる。Undercarriage frame including the cross member 16 having the above shape
No. 10 was subjected to a torsion test under the same conditions as the conventional chassis frame shown in Fig. 18, and the upper and lower flanges of the cross member were
When the stress generated at the free edge of 16f was measured,
As shown by the solid line S 2 in Fig. 7, the maximum stress generated near the joint with the side rail 12 is sufficiently reduced, and therefore the safety is high against running on a bad road in an overloaded state. It was confirmed that durability and reliability can be remarkably improved.
Further, FIG. 4 shows that when the cross member 16 is joined to the web 12w of the side rail 12 by the rivet 18, a vertical flange 16w 'is formed on the web 16w of the cross member 16 and the vertical flange 16w' is attached to the side rail. First bonded to web 12w
Although this is a modification of the embodiment, even with this configuration, the maximum stress of the cross member flange 16f can be reduced substantially similarly to the case of FIG.
また上記クロスメンバフランジ16fの車体前後方向の巾Y
Aに対しYBを種々変化させて試験を行ったところ、上記
（YB/YA）２＝２が最適で、この値が2.5以上になると応
力低減効果は頭打ちして徒らに重量増大を招く不具合が
あり、一方上記値が1.5以下になると応力低減効果が十
分でなく強度上の不安が増大し、更に上記凹曲線状端縁
の曲率半径がLGより小さいと重量増大の割に応力低減の
効果が劣ることが確認された。さらに、上記クロスメン
バ16の車巾方向両端部の縦フランジ16f′又は16w′を、
本質的に発生応力が大きいサイドレール12の上下フラン
ジではなく、相対的に発生応力が小さいウェブ12wにリ
ベット18により締結することにより、サイドレール12の
耐久性を向上し、上記クロスメンバ16の応力低減効果と
相俟って、車台フレーム全体の耐久性及び信頼性を大巾
に向上し得る利点がある。The width Y of the cross member flange 16f in the front-rear direction of the vehicle body
When Y B was variously changed with respect to A , the above (Y B / Y A ) 2 = 2 was optimal, and when this value was 2.5 or more, the stress reduction effect peaked and the weight increased unnecessarily. There is a problem that lead to, whereas the value increased anxiety on the strength is not sufficient stress reduction effect becomes 1.5 or less, further split the radius of curvature of the concave-curved edges is L G is less than the weight increase It was confirmed that the effect of stress reduction was inferior. Further, the vertical flanges 16f 'or 16w' at both ends of the cross member 16 in the vehicle width direction are
The durability of the side rail 12 is improved by fastening the rivets 18 to the web 12w, which has a relatively small generated stress, instead of the upper and lower flanges of the side rail 12, which has an essentially large generated stress. Combined with the reduction effect, there is an advantage that the durability and reliability of the entire chassis frame can be greatly improved.
次に、第２図及び第５図は本発明の第２実施例を示し、
この実施例では第１実施例と同様の平面形状を有する溝
型断面のクロスメンバ16の上下フランジ16fが、溝型の
断面形状を有するガセット14の対応するフランジ14fに
複数個のリベット18によって固着され、上記ガセット14
はそのウエブ14wを隣接するサイドレールのウエブ12wに
リベット20により固着されている。車両対称面yoから上
記複数のリベット18の等価重心Ｇと実質的に等距離XBの
位置PBにおけるフランジ16fの車体前後方向の巾YBと、
車両対称面yoからの距離XA＝XB/2なる二等分位置PAにお
ける車体前後方向の巾YAとの間に、（YB/YA）２＝1.5〜
2.5、好ましくは２なる関係が成立するように各部の寸
法が定められている。Next, FIGS. 2 and 5 show a second embodiment of the present invention,
In this embodiment, the upper and lower flanges 16f of the cross-member 16 having a groove-shaped cross section having the same plane shape as the first embodiment are fixed to the corresponding flanges 14f of the gusset 14 having the groove-shaped cross section by a plurality of rivets 18. The above gusset 14
The web 14w is fixed to the adjacent side rail web 12w by rivets 20. A width Y B of the flange 16f in the vehicle front-rear direction at a position P B substantially equidistant from the vehicle symmetry plane yo to the equivalent center of gravity G of the plurality of rivets 18 and X B ;
(Y B / Y A ) 2 = 1.5 ~ between the width Y A in the longitudinal direction of the vehicle body at the bisecting position P A where the distance X A = X B / 2 from the vehicle symmetry plane yo.
The dimensions of each part are determined so that the relationship of 2.5, preferably 2, is established.
上記第２実施例について捩り試験を行ないクロスメンバ
フランジ16fの自由端縁の発生応力を調べたところ、何
れも第17図の曲線S2に近似した結果が得られ、サイドレ
ール12との結合部付近においてフランジ16fに発生する
最大応力を従来より効果的に低減し得ることが確認され
た。When a stress test was conducted on the free edge of the cross member flange 16f by conducting a torsion test on the second embodiment described above, results similar to the curve S 2 in FIG. 17 were obtained, and the joint with the side rail 12 was obtained. It was confirmed that the maximum stress generated in the flange 16f in the vicinity can be effectively reduced as compared with the conventional case.
第７図は本発明の第３実施例を示し、この実施例では第
９図に示されているようなＩ型の断面形状を有するクロ
スメンバ16が用いられている。クロスメンバ16は、その
上下のフランジ16fを外方に延長し上下方向に折り曲げ
て形成した第３図と同様の縦フランジ16f′を複数個の
リベット18によりサイドレールのウエブ12wに固着され
ている。FIG. 7 shows a third embodiment of the present invention. In this embodiment, a cross member 16 having an I-shaped cross section as shown in FIG. 9 is used. The cross member 16 has vertical flanges 16f, which are formed by extending the upper and lower flanges 16f outwardly and bending them in the vertical direction, and fixed to the webs 12w of the side rails by a plurality of rivets 18 in the same manner as in FIG. .
上記クロスメンバ16は、複数のリベット18の等価重心Ｇ
より僅かに車両対称面yo側に位置し同対称面yoからの距
離がXBの位置PBにおけるフランジ16fの車体前後方向の
巾をYBとし、上記車両対称面yoから距離XA＝XB/2だけ距
たった位置PAにおけるフランジ16fの車体前後方向の巾
をYAとしたとき、YBとYAとの間に（YB/YA）２＝1.5〜2.
5、好ましくは２なる関係が成立し、かつPA及びPB間に
おいて上記フランジ16fの形状が上記LGより大きい曲率
半径の浅い凹曲線状を呈するように形成されている。The cross member 16 has an equivalent center of gravity G of the rivets 18.
The width of the flange 16f in the vehicle body front-rear direction at the position P B, which is located slightly on the vehicle symmetry plane yo side and is X B , is Y B, and the distance from the vehicle symmetry plane yo is X A = X when the longitudinal direction of the vehicle body width of the flange 16f and the Y a in the B / 2 only distance only position P a, (Y B / Y a) between the Y B and Y a 2 = 1.5 to 2.
5, preferably 2 is established, and the shape of the flange 16f is formed between P A and P B to have a shallow concave curve shape with a radius of curvature larger than the L G.
上記のようにサイドレール12との結合部付近が外方に凹
曲線状に拡開した平面形状を有するクロスメンバ16を具
えた車台フレームと、全長にわたって車体前後方向の巾
が実質的に等しい通常のＩ型断面のクロスメンバを具え
た車台フレームとについて、略同一条件で捩り試験を行
ないクロスメンバの上下フランジ16fの自由端縁におけ
る発生応力を対比したところ、前記溝型断面のクロスメ
ンバの場合と同様に、従来の同種クロスメンバを具えた
ものより最大応力が著しく低減し従って耐久性、信頼性
を効果的に改善し得ることが確認された。As described above, an undercarriage frame having a cross member 16 having a planar shape in which a portion near the joint with the side rail 12 is expanded outward in a concave curve, and a width in the vehicle body front-rear direction is substantially equal over the entire length. For a chassis frame having a cross-member of I-shaped cross-section, a torsion test was conducted under substantially the same conditions to compare the stress generated at the free edges of the upper and lower flanges 16f of the cross-member. Similarly, it was confirmed that the maximum stress is remarkably reduced as compared with the conventional one having the same kind of cross member, and thus the durability and reliability can be effectively improved.
更に第８図は本発明の第４実施例を示し、この実施例で
は、第３実施例と同様の平面形状を有するＩ型断面のク
ロスメンバ16が、その上下のフランジ16fを溝型断面を
有するガセット14の対応するフランジ14fに夫々に複数
個のリベット18によって固着され、また同ガセット14は
そのウエブ14wを隣接するサイドレールのウエブ12wにリ
ベット20により固着されている。車両の対称面yoから上
記複数のリベット18の等価重心Ｇと実質的に等距離XBの
位置PBにおけるフランジ16fの車体前後方向の巾YBと、
車両対称面yoからの距離XA＝XB/2なる二等分位置PAにお
ける車体前後方向の巾YAとの間に、（YB/YA）２＝1.5〜
2.5、好ましくは２なる関係が成立するように各部の寸
法が定められている。Further, FIG. 8 shows a fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, a cross member 16 having an I-shaped cross section having the same plane shape as that of the third embodiment has a groove-shaped cross section in which the upper and lower flanges 16f are provided. Each gusset 14 has its corresponding flange 14f fixed by a plurality of rivets 18, and the gusset 14 has its web 14w fixed to a web 12w of an adjacent side rail by a rivet 20. The width Y B of the flange 16f in the front-rear direction of the vehicle body at a position P B substantially equidistant X B from the symmetry plane yo of the vehicle and the equivalent center G of the rivets 18;
(Y B / Y A ) 2 = 1.5 ~ between the width Y A in the longitudinal direction of the vehicle body at the bisecting position P A where the distance X A = X B / 2 from the vehicle symmetry plane yo.
The dimensions of each part are determined so that the relationship of 2.5, preferably 2, is established.
上記第４実施例について捩り試験を行ないクロスメンバ
フランジ16fの自由端縁の発生応力を調べ、同フランジ1
6fの車体前後方向の巾が車巾方向の全長に亘って実質的
に等しい通常のＩ型断面のクロスメンバのフランジ自由
端縁の発生応力と比較したところ、第17図の曲線S2及び
S1に略相似した結果が得られ、第４実施例においては、
発生する最大応力が著しく低減し、従って耐久性及び信
頼性の向上が効果的に達成されることが認められた。ま
た、第９図に示されているような謂わば一体形のＩ型断
面形状を有するクロスメンバ16に代え、第10図に示され
ているような溝型断面の部材16a及び16bを背中合せにし
てリベット22により一体的に結合してＩ型断面を形成し
た組立式のクロスメンバ16においても、実質的に同様の
効果が得られることが確認された。A torsion test was conducted on the above-mentioned fourth embodiment to check the stress generated at the free edge of the cross member flange 16f.
When the width of 6f in the front-rear direction of the vehicle body is substantially equal over the entire length in the vehicle width direction, and compared with the stress generated at the flange free end edge of the cross member having a normal I-shaped cross section, the curve S 2 in FIG.
A result similar to S 1 was obtained, and in the fourth embodiment,
It has been found that the maximum stresses generated are significantly reduced, and thus improved durability and reliability are effectively achieved. Further, instead of the cross member 16 having a so-called integral I-shaped cross-section as shown in FIG. 9, members 16a and 16b having a groove-shaped cross-section as shown in FIG. 10 are placed back to back. It was confirmed that substantially the same effect can be obtained also in the assembled cross member 16 in which the I-shaped cross section is formed by integrally connecting the rivets 22 with each other.
第11図は本発明の第５実施例を示し、この実施例では第
13図に示されているように、両端部を除く全長の大部分
がハット型の断面形状を呈する上方部材16uと平らな板
からなる下方部材16lとを多数のリベット24によって一
体的に結合し、両端部を除く略全長を閉断面構造とし、
両端部分では上方部材16u及び下方部材16lをＶ字状に拡
開して夫々の先端に取付フランジ16u′及び16l′を形成
したアリゲータ型クロスメンバ16が用いられている。同
クロスメンバ16は上記取付フランジ16u′及び16l′を複
数のリベット18によりサイドレールウエブ12wに締着さ
れることによって同サイドレール12に固着されている。
（なお、クロスメンバ16の下方部材16lを、上方部材16u
と同様にハット型断面の部材とし、両者を向い合わせて
リベット24により一体的に結合してクロスメンバ16を形
成することもある。） 上記クロスメンバ16は、複数のリベット18の等価重心Ｇ
と実質的に一致し車両対称面yoから距離XBを距てた位置
PBにおける車体前後方向の巾をYBとし、上記車両対称面
yoから距離XA＝XB/2だけ距たった位置PAにおける車体前
後方向の巾をYAとしたとき、YBとYAとの間に（YB/YA）
２＝1.5〜2.5、好ましくは２なる関係が成立し、かつPA
及びPB間において上記クロスメンバの平面形状が上記LG
より大きい曲率半径の凹曲線状をなして拡開するように
形成されている。FIG. 11 shows a fifth embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 13, an upper member 16u, which has a hat-shaped cross-section for most of its entire length excluding both ends, and a lower member 16l, which is a flat plate, are integrally connected by a large number of rivets 24. , With the closed cross-section structure for almost the entire length excluding both ends,
At both end portions, an alligator type cross member 16 is used in which the upper member 16u and the lower member 16l are expanded in a V shape and mounting flanges 16u 'and 16l' are formed at the respective tips. The cross member 16 is fixed to the side rail 12 by fastening the mounting flanges 16u 'and 16l' to the side rail web 12w with a plurality of rivets 18.
(Note that the lower member 16l of the cross member 16 is replaced by the upper member 16u.
Similarly, a member having a hat-shaped cross section may be formed, and the members may be faced to each other and integrally coupled by a rivet 24 to form the cross member 16. ) The cross member 16 has an equivalent center of gravity G of the plurality of rivets 18.
Position that is substantially coincident with and is a distance X B from the vehicle symmetry plane yo
Let Y B be the width in the front-rear direction of the vehicle body at P B,
When the yo distance X A = X B / 2 the longitudinal direction of the vehicle body width in distance only position P A and a Y A, between the Y B and Y A (Y B / Y A )
2 = 1.5-2.5, preferably the relationship of 2 holds, and P A
And P B , the plane shape of the cross member is L G
It is formed to have a concave curve with a larger radius of curvature and to expand.
上記のような平面形状を有するクロスメンバ16を具えた
車台フレームと、全長に亘って車体前後方向の巾が実質
的に等しい通常のアリゲータ型クロスメンバを具えた車
台フレームとについて、略同一の条件で捩り試験を行な
いクロスメンバの前後自由端縁における発生応力を調べ
たところ、前記溝型断面のクロスメンバ及びＩ型断面の
クロスメンバの場合と略同様に、本実施例では従前のも
のより最大応力が著しく低減し、従って耐久性及び信頼
性の向上が達成されることが確認された。Under substantially the same conditions, the chassis frame including the cross member 16 having a planar shape as described above and the chassis frame including the normal alligator type cross member having substantially the same width in the front-rear direction of the vehicle body over the entire length. When a stress test was conducted on the front and rear free edges of the cross member by performing a torsion test with, the maximum stress in the present embodiment was higher than that of the conventional one, as in the case of the groove-shaped cross member and the I-shaped cross member. It has been determined that the stress is significantly reduced and thus improved durability and reliability is achieved.
また、第12図及び第14図は本発明の第６実施例を示し、
この実施例では第５実施例と同様の平面形状を有するア
リゲータ型クロスメンバ16の上方部材16u及び下方部材1
6lの車巾方向の端部が、夫々複数のリベット18によって
溝型の断面形状を有するガセット14の対応するフランジ
14fに固着され、同ガセット14はそのウエブ14wを隣接す
るサイドレールのウエブ12wにリベット20によって固着
されている。上記クロスメンバ16は、車両対称面yoから
上記複数のリベット18の等価重心Ｇと実質的に等距離XB
の位置PBにおける車体前後方向の巾をYBとし、上記車両
対称面yoから距離XA＝XB/2だけ距たった位置PAにおける
車体前後方向の巾をYAとしたとき、YBとYAとの間に（YB
/YA）２＝1.5〜2.5、好ましくは２なる関係が成立する
ように形成されている。12 and 14 show a sixth embodiment of the present invention,
In this embodiment, the upper member 16u and the lower member 1 of the alligator-type cross member 16 having the same planar shape as that of the fifth embodiment.
The end of the 6 l in the vehicle width direction has a groove-shaped cross-section formed by a plurality of rivets 18 and the corresponding flange of the gusset 14.
The gusset 14 is fixed to the web 14w of the adjacent side rails by rivets 20. The cross member 16 is substantially equidistant from the vehicle symmetry plane yo with the equivalent center of gravity G of the plurality of rivets 18, X B.
The longitudinal direction of the vehicle body width at the location P B and Y B, when the longitudinal direction of the vehicle body width at the distance X A = X B / 2 only distance only position P A from the vehicle plane of symmetry yo was Y A, Y B Between Y and A (Y B
/ Y A) 2 = 1.5~2.5, preferably formed so as 2 the relationship is established.
上記第６実施例について捩り試験を行ないクロスメンバ
の前後端縁における発生応力を調査したところ、前記第
５実施例と同様にサイドレール12との結合部付近におい
て発生する最大応力が従来より大巾に低減することが認
められた。更に、第13図及び第14図に示されているアリ
ゲータ型クロスメンバ16は、何れも上方部材16uと下方
部材16lとがクロスメンバの全長に亘って延びており車
巾方向両端のＶ字型部分を除く中間部分に閉断面部が形
成された相対的に高い捩り剛性を有するものであるが、
第15図に示されているように、下方部材16lが上方部材1
6uの端部のみに固着されてＶ字型の接手部を形成し、従
ってクロスメンバの中間部分は開断面の上方部材16uだ
けから構成されていて捩り剛性が相対的に低いアリゲー
タ型クロスメンバ16においても、実質的に同様の効果が
奏せられる。When a stress test was conducted on the front and rear end edges of the cross member by conducting a torsion test on the sixth embodiment, the maximum stress generated near the joint with the side rail 12 was larger than that of the prior art as in the fifth embodiment. It was confirmed to be reduced to. Further, in the alligator-type cross member 16 shown in FIGS. 13 and 14, the upper member 16u and the lower member 16l extend along the entire length of the cross member, and the V-shaped members at both ends in the vehicle width direction are provided. It has a relatively high torsional rigidity with a closed cross section formed in the middle part excluding the part,
As shown in FIG. 15, the lower member 16l is replaced by the upper member 1
An alligator type cross member 16 having a relatively low torsional rigidity, which is fixed only at the end of 6u to form a V-shaped joint, and thus the middle part of the cross member is composed of only the upper member 16u having an open cross section. Also in, the substantially same effect is produced.
次に、第16図に示す本発明の第７実施例は、第１及び第
２実施例と同様な溝型断面のクロスメンバ16を車体前後
方向に間隙Ｃを存して二個並設したものであって、上記
間隙Ｃは例えば30mm〜80mmである。各クロスメンバ16は
夫々の上下フランジ16fを、断面形状が溝型をなす共通
のガセット14の上下フランジ14fに複数個のリベット18
によって固着され、同ガセット14はそのウエブ14wをサ
イドレールのウエブ12wに多数のリベット20によって固
着されている。Next, in a seventh embodiment of the present invention shown in FIG. 16, two cross members 16 having the same groove type cross section as the first and second embodiments are arranged side by side with a gap C in the vehicle front-rear direction. The gap C is, for example, 30 mm to 80 mm. Each cross member 16 has its upper and lower flanges 16f, and a plurality of rivets 18 on the upper and lower flanges 14f of a common gusset 14 having a groove-shaped cross section.
The web 14w of the gusset 14 is fixed to the side rail web 12w by a large number of rivets 20.
この実施例においても、各クロスメンバ16を第２図に示
した第２実施例と同様に構成することによって、夫々の
クロスメンバフランジ16fの自由端縁に発生する最大応
力を夫々低減することができ、クロスメンバの破損を効
果的に防止しその耐久性及び信頼性を改善することがで
きる。なお、上記二個並設されたクロスメンバ16を、第
１図に示した第１実施例と同様に、サイドレール12のウ
エブ12wに複数のリベット18により締結する場合でも、
各クロスメンバ16の平面形状を夫々第１図と略同様に形
成することによって、上記第１実施例と同様の効果を得
ることができる。Also in this embodiment, by configuring each cross member 16 in the same manner as in the second embodiment shown in FIG. 2, the maximum stress generated at the free edge of each cross member flange 16f can be reduced respectively. Therefore, damage to the cross member can be effectively prevented and its durability and reliability can be improved. Even when the two cross members 16 arranged side by side are fastened to the web 12w of the side rail 12 by a plurality of rivets 18, as in the first embodiment shown in FIG.
By forming the cross-sectional shape of each cross member 16 substantially in the same manner as in FIG. 1, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
なお、上記すべての実施例において、デイファレンシャ
ルやプロペラシャフト等との干渉を回避するためクロス
メンバ16を上下方向にわん曲させても上記本発明の効果
及び利点は実質的に不変である。In all of the above-mentioned embodiments, even if the cross member 16 is bent in the vertical direction in order to avoid interference with the differential, the propeller shaft, etc., the effects and advantages of the present invention are substantially unchanged.
（発明の効果） 叙上のように、本発明に係る車両の車台フレームは、車
体前後方向に延在し断面形状が溝型をなすサイドレール
のウェブに、車巾方向に延在するクロスメンバの両端部
を夫々複数のリベットにより締結してなるものにおい
て、上記クロスメンバが、車両対称面から車巾方向に距
離XBを距てた上記複数のリベットの等価重心近傍の位置
PBにおける車体前後方向の巾をYBとし、上記車両対称面
から車巾方向に距離XA＝XB/2を距てた位置PAにおける車
体前後方向の巾をYAとし、更に同車両対称面から上記等
価重心までの距離をLGとしたとき、（YB/YA）２＝1.5〜
2.5であって、かつ上記PAとPBとの間の自由端縁の平面
形状が凹曲線状をなすと共に、その凹曲線を曲率半径が
上記LGより大きいことを特徴とし、車両の走行中、特に
重負荷状態での悪路高速走行時にクロスメンバに発生す
る応力を効果的に低減してその破損を防止することがで
きると共に、クロスメンバの車巾方向両端部を、サイド
レールのウェブに締結することによって、同サイドレー
ルの破損を防止することができるので、両者相俟って車
台フレームの耐久性及び信頼性を向上し得る利点があ
る。(Advantages of the Invention) As described above, a chassis frame of a vehicle according to the present invention has a cross member that extends in the vehicle width direction on a web of a side rail that extends in the vehicle front-rear direction and has a groove-shaped cross section. Where the both ends of the rivet are fastened together by a plurality of rivets, the cross member is located in the vicinity of the equivalent center of gravity of the plurality of rivets at a distance X B from the vehicle symmetry plane in the vehicle width direction.
The width in the front-rear direction of the vehicle at P B is Y B, and the width in the front-rear direction of the vehicle at a position P A at a distance X A = X B / 2 in the vehicle width direction from the above-mentioned vehicle symmetry plane is Y A. If the distance from the vehicle symmetry plane to the equivalent center of gravity is L G , then (Y B / Y A ) 2 = 1.5-
2.5, and characterized in that the plane shape of the free edge between P A and P B has a concave curve shape, and the concave curve has a radius of curvature larger than that of L G. The stress generated in the cross member during high speed running on bad roads, especially under heavy load conditions, can be effectively reduced and damage can be prevented. Since the side rails can be prevented from being damaged by fastening them to each other, there is an advantage that the durability and the reliability of the chassis frame can be improved together.
第１図は本発明の第１実施例を示す平面図、第２図は本
発明の第２実施例を示す平面図、第３図は第１図のIII
−III線に沿い矢印方向に視た断面図、第４図は第３図
の変形例を示した同様の断面図、第５図は第２図のＶ−
Ｖ線に沿い矢印方向に視た断面図、第６図は複数のリベ
ットの等価重心を説明する線図、第７図は本発明の第３
実施例を示す平面図、第８図は本発明の第４実施例を示
す平面図、第９図は第３及び第４実施例におけるクロス
メンバの断面図、第10図は第９図に示したクロスメンバ
の変形例を示した同様の断面図、第11図は本発明の第５
実施例を示す平面図、第12図は本発明の第６実施例を示
す平面図、第13図は第11図のVIII−VIII線に沿い矢印方
向に視た断面図、第14図は第12図のXIV−XIV線に沿い矢
印方向に視た断面図、第15図は第13図及び第14図におけ
るアリゲータ型クロスメンバ16の変形例を示す部分的側
面図、第16図は本発明の第７実施例を示す平面図、第17
図は第１実施例におけるクロスメンバ16の応力発生態様
を第18図に示した従前の装置と対比して示した線図、第
18図は従前の車台フレームの典型的構成を示した部分的
平面図である。 10……車台フレーム、12……サイドレール、16……クロ
スメンバ、18……リベット、Ｇ……リベット18群の等価
重心。FIG. 1 is a plan view showing a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view showing a second embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a III of FIG.
-A sectional view taken along the line III in the direction of the arrow, Fig. 4 is a similar sectional view showing a modification of Fig. 3, and Fig. 5 is V- in Fig. 2.
A sectional view taken along the line V in the direction of the arrow, FIG. 6 is a diagram for explaining the equivalent center of gravity of a plurality of rivets, and FIG. 7 is a third view of the present invention.
FIG. 8 is a plan view showing an embodiment, FIG. 8 is a plan view showing a fourth embodiment of the present invention, FIG. 9 is a cross-sectional view of a cross member in the third and fourth embodiments, and FIG. 10 is shown in FIG. FIG. 11 is a sectional view showing a modified example of the cross member, FIG.
FIG. 12 is a plan view showing an embodiment, FIG. 12 is a plan view showing a sixth embodiment of the present invention, FIG. 13 is a sectional view taken along the line VIII-VIII of FIG. FIG. 12 is a cross-sectional view taken along the line XIV-XIV in the direction of the arrow, FIG. 15 is a partial side view showing a modification of the alligator-type cross member 16 in FIGS. 13 and 14, and FIG. 16 is the present invention. FIG. 17 is a plan view showing the seventh embodiment of
The drawing is a diagram showing the stress generation mode of the cross member 16 in the first embodiment in comparison with the conventional device shown in FIG.
FIG. 18 is a partial plan view showing a typical configuration of a conventional chassis frame. 10 ... Chassis frame, 12 ... Side rail, 16 ... Cross member, 18 ... Rivet, G ... Rivets Equivalent center of gravity of 18 groups.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橘 義昭 東京都港区芝５丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 小林 幹和 東京都港区芝５丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 山崎 之彦 東京都港区芝５丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内 (56)参考文献 実開 昭60−124381（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−153182（ＪＰ，Ｕ) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Inventor Yoshiaki Tachibana 5-3-8 Shiba, Minato-ku, Tokyo Mitsubishi Motors Corporation (72) Inventor Mikikazu Kobayashi 5-33-8 Shiba, Minato-ku, Tokyo Mitsubishi Motors Corporation (72) Inventor Norihiko Yamazaki 5-3-8 Shiba, Minato-ku, Tokyo Mitsubishi Motors Corporation (56) References 60-124381 (JP, U) 62-153182 (JP, U)
Claims (1)
すサイドレールのウェブに、車巾方向に延在するクロス
メンバの両端部を夫々複数のリベットにより締結してな
るものにおいて、上記クロスメンバが、車両対称面から
車巾方向に距離XBを距てた上記複数のリベットの等価重
心近傍の位置PBにおける車体前後方向の巾をYBとし、上
記車両対称面から車巾方向に距離XA＝XB/2を距てた位置
PAにおける車体前後方向の巾をYAとし、更に同車両対称
面から上記等価重心までの距離をLGとしたとき、（YB/Y
A）２＝1.5〜2.5であって、かつ上記PAとPBとの間の自
由端縁の平面形状が凹曲線状をなすと共に、その凹曲線
の曲率半径が上記LGより大きいことを特徴とする車両の
車体フレーム。1. A structure in which both ends of a cross member extending in the vehicle width direction are fastened to a web of a side rail extending in the vehicle front-rear direction and having a groove-shaped cross-section by a plurality of rivets, respectively. said cross member, and the width of the vehicle body front-rear direction Y B at the position P B of the equivalent near the center of gravity of the plurality of rivets and the distance X B have distance to Kurumahaba direction from the vehicle plane of symmetry, Kurumahaba from the vehicle plane of symmetry Position at a distance of X A = X B / 2 in the direction
When the width in the vehicle front-rear direction at P A is Y A and the distance from the vehicle symmetry plane to the equivalent center of gravity is L G , (Y B / Y
A ) 2 = 1.5 to 2.5, and that the plane shape of the free edge between P A and P B has a concave curve shape, and the radius of curvature of the concave curve is larger than the above L G. Characteristic vehicle body frame.
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|---|---|---|---|
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