JP2005132248A - 車枠用クロスメンバとその製造法 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数を増やさず材料歩留りの向上、材料費節減が可能な車枠用クロスメンバとその製造法を得ること。
【解決手段】
本クロスメンバの発明は、溝形又はＺ形断面で両端に向かい幅が広がるフランジをもち、ウエブ面の両端付近に、フランジの幅の増加始点と一致する始点のあるスリットを有し、フランジ両端の幅の増加を、成形時のスリットの幅の増加で得る。その製造法の発明は、板材の両端にスリットを入れるカット工程と、ウエブ面とこれに続くフランジ面で溝形又はＺ形断面を形成する際、両端付近のウエブ面の幅（又は深さ、高さ、幅と深さ、幅と高さ）を中央付近より小さく且つ両端付近のフランジの曲げ角を鈍角に成形する第１フォーム工程と、両端付近のウエブ面をスリットを広げつつ中央付近と同じ幅（又は深さ、高さ、幅と深さ、幅と曲げ角、幅と曲げ角と高さ）にする第２フォーム工程とで成る。材料節減が部品加工費等の増加なしに可能。
【選択図】図１

Description

本発明は、殊にトラック等に使用される車枠（シャシフレーム）のクロスメンバとその製造法に関する。

ここで述べるクロスメンバは、殊にトラック等で多用されているはしご形シャシフレーム（以下車枠という）において、強度結構部材として車枠の両側の２本のサイドフレームを複数箇所で連結している部材を指す。

前記クロスメンバは、前記サイドフレームとほぼ同一板厚の所定長さの鋼板を、断面溝形（コ字形又はＵ字形）或いはＺ形に成形して、両端を前記サイドフレームにリベット等で固着するが、その製造に際しては次の問題点がある。

即ち前記クロスメンバは、図９に１で示すように、サイドフレームとの結合に際してガセット（補強部材）を使用せぬ場合は、サイドフレームとの締結部の応力を緩和し、必要強度を確保する目的から、ウエブ面１ａの両側に立てたフランジ面１ｂの幅を長手方向中央部付近で両端のフランジ面１ｂの幅より小さくしている。なお、前記ウエブ面１ａには両端付近にスリット１ｃが、又中央部分に軽量化のための穴１ｄが形成されている。

このため、クロスメンバ１の製作に際して板取りする場合、図８に示すように矩形の板Ｐから２つの船形の部分Ｓをカット工程で除去しなければならず、この部分Ｓはスクラップとしての処理を必要とする。従って、省エネルギの観点から材料の歩留まり向上が強く望まれていた。

クロスメンバの歩留まり向上の方策の一つとして、図１０に示し特開平１０−２１８０１１号公報に示す如き技術があり、これは図１０に示すように、クロスメンバの長さに略等しい幅を有する板状の長尺材Ｌを、その幅方向両端部では長尺材の幅方向に延びる第１の切断線２になると共に、長尺材の幅方向中央部では第１の切断線２に連続する弓なり又は山形の第２の切断線３となるように切断することにより、長尺材の幅方向両端部では四角い形状を有するとともに、長尺材の幅方向中央部では湾曲した形状を有する複数の平板を形成する切断工程と（図１０ａ）、切断した平板の長手方向に延びる線４を境にして、平板のうち湾曲した形状部分５ａ、６ａを折り曲げることにより、断面がＬ字状の部分クロスメンバ５、６を形成する折り曲げ工程と（図１０ｂ）、２つの部分クロスメンバ５、６それぞれの湾曲した形状の部分５ａ、６ａの先端部同士をリベット７で固定する固定工程（図１０ｃ）とを含むクロスメンバ８の製造方法とそれによるクロスメンバ８である。

前記技術に依れば、材料歩留まりをほぼ１００％改善することができるが、部品点数が増加し、従ってそれによる部品加工時間の増加や組立て時間の追加が必要となり、クロスメンバの材料節減によるコスト低減効果を十分に引き出すことができないおそれがある。
特開平１０−２１８０１１号公報

本発明が解決しようとする問題点は、部品点数を増加することなしに、一体成形のままで材料の歩留まりを大幅に向上し、材料費を節減することが可能なクロスメンバとその製造法を得ることにある。

本発明の第１は車枠用クロスメンバに係り、断面が溝形又はＺ形をなすクロスメンバで、そのフランジが長手方向中央付近の所定長さ部分の両端からそれぞれクロスメンバの左端又は右端に向かい幅を増加する車枠用クロスメンバであって、該クロスメンバはウエブ面の両端付近に、前記フランジの幅の増加する始点とほぼ一致する始点をもち、左右両端が切り開かれたスリットを有し、かかるクロスメンバの両端における前記幅の増加したフランジは、成形時のスリット幅の増加により得ることを特徴とする。

本発明の第２は、第１の車枠用クロスメンバの製造法に係り、ほぼ矩形に切断した板材の長手方向両端にスリットを入れるカット工程と、前記２つのスリットを結ぶ線を中心とした所要幅のウエブ面と該ウエブ面に連続したフランジ面とにより溝形断面を形成し、その際前記断面部材の両端付近のウエブ面の幅を中央付近より小さく且つ両端付近の断面形状をフランジの曲げ角が鈍角となるように形成する第１のフォーム工程と、前記両端付近のウエブ面の幅を、前記スリットを広げつつ中央付近のウエブ面の幅に広げる第２のフォーム工程とから成ることを特徴とする。

本発明の第３は、第２の車枠用クロスメンバの製造法に係り、ほぼ矩形に切断した板材の長手方向両端にスリットを入れるカット工程と、前記２つのスリットを結ぶ線を中心とした所要幅のウエブ面と該ウエブ面に連続したフランジ面とにより溝形断面を形成し、その際前記断面部材の両端付近のウエブ面の深さを中央付近より浅く形成する第１Ａのフォーム工程と、前記両端付近のウエブ面の深さを、前記スリットを広げつつ中央付近のウエブ面の深さと同じくする第２Ａのフォーム工程とから成ることを特徴とする。

本発明の第４は、第３の車枠用クロスメンバの製造法に係り、ほぼ矩形に切断した板材の長手方向両端にスリットを入れるカット工程と、前記２つのスリットを結ぶ線を中心とした所要幅のウエブ面と該ウエブ面に連続したフランジ面とにより溝形断面を形成し、その際前記断面部材の両端付近のウエブ面の幅を中央付近より小さく且つ前記断面部材の両端付近のウエブ面の深さを中央付近より浅く形成する第１Ｂのフォーム工程と、各々前記スリットを広げつつ前記両端付近のウエブ面の幅を中央付近のウエブ面の幅と同一とし且つ両端部のウエブ面の深さを、中央付近のウエブ面の深さと同一とする第２Ｂのフォーム工程とから成ることを特徴とする。

本発明の第５は、第４の車枠用クロスメンバの製造法に係り、ほぼ矩形に切断した板材の長手方向両端にスリットを入れるカット工程と、前記２つのスリットを結ぶ線を中心とした所要幅のウエブ面と該ウエブ面に連続したフランジ面とによりＺ形断面を形成し、その際前記断面部材の両端付近のウエブ面の幅を中央付近より小さく且つ両端付近の断面形状をフランジの曲げ角が鈍角となるように成形する第１Ｃのフォーム工程と、前記スリットを広げつつ両端付近のウエブ面幅を中央付近と同一で且つフランジの曲げ角を中央付近と同じ直角となるようにする第２Ｃのフォーム工程とからなることを特徴とする。

本発明の第６は、第５の車枠用クロスメンバの製造法に係り、ほぼ矩形に切断した板材の長手方向両端にスリットを入れるカット工程と、前記２つのスリットを結ぶ線を中心とした所要幅のウエブ面と該ウエブ面に連続したフランジ面とによりＺ形断面を形成し、その際前記断面部材の両端付近のウエブ面高さが前記スリットを挟み互いに異なる方向に形成されるフランジの方向に変化して段違いとなるＺ形に成形する第１Ｄのフォーム工程と、前記スリットの幅を広げつつ両端付近のウエブ面の高さを中央付近と同一とする第２Ｄのフォーム工程とからなることを特徴とする。

本発明の第７は、第６の車枠用クロスメンバの製造法に係り、ほぼ矩形に切断した板材の長手方向両端にスリットを入れるカット工程と、前記２つのスリットを結ぶ線を中心とした所要幅のウエブ面と該ウエブ面に連続したフランジ面とによりＺ形断面を形成し、その際前記断面部材の両端付近のウエブ面の幅を中央付近より小さく且つ両端付近の断面形状をフランジの曲げ角が鈍角となるよう成形し且つ前記断面部材の両端付近のウエブ面高さが前記スリットを挟み互いに異なる方向に形成されるフランジの方向に変化して段違いとなるＺ形に成形する第１Ｅのフォーム工程と、前記スリットの幅を広げつつ両端付近のウエブ面の幅が中央付近と同一で且つ直角となるＺ形断面に修正し、尚且つ両端付近のウエブ面高さを中央付近と同一とする第２Ｅのフォーム工程とからなることを特徴とする。

本発明の車枠用クロスメンバとその製造法によれば、板取りに際して最も展開幅の小さいクロスメンバ中央付近の幅を有する矩形板材があれば、両端のフランジ面の広い部分はウエブ面のスリットを広げることにより充当して形成することができるので、従来のように最も展開幅の大きいクロスメンバ両端の幅を有する矩形板材を使用するものに比較して大幅な材料の節減が可能となる。

又本発明によれば、クロスメンバの部品点数が増加しないので、単に歩留まりの向上を狙った前記図１０及び特開平公報に示す技術に比して部品加工費、組立て加工時間、コストの増加なしに材料費の節減が可能となる。

更に本発明によれば、図８、図９に示す従来工法による一体型クロスメンバに比して、フォーム工程は１工程追加されるものの、トランスフアプレス機を使用すればこれは通常の機械のステージ数の範囲であり、プレス工数の増加はなく、また、タンデムのプレス機を使用する場合でもクロスメンバのフォーム型は幅方向に比べ長手方向が大きく、ほぼ正方形のベッドを有する中型プレス機にあっては２工程分の金型をセットすることは可能で、こうすることにより、プレス工数の増加は回避できる。

第１の発明は車枠用クロスメンバに係り、それぞれ図１ｃ、図２ｃに示すごとく、断面が溝形（図１ｃ）又はＺ形（図２ｃ）をなすクロスメンバ１１、２１で、ウエブ面１２、２２から立ち上がるフランジ１３、２３が長手方向中央付近の所定長さ部分Ｓ１の両端ａからそれぞれクロスメンバ１１、２１の左端又は右端に向かい幅を増加する車枠用クロスメンバであって、該クロスメンバ１１、２１はウエブ面１２、２２の両端付近に、前記フランジ１３、２３の幅の増加する始点ａとほぼ一致する始点ｂをもち、左右両端が切り開かれたスリット１４、２４を有し、かかるクロスメンバの両端における前記幅の増加したフランジ１３’、２３’は、成形時のスリット１４’、２４’の幅の増加により得ることを特徴とする。

第２の発明は、第１の車枠用クロスメンバのうち溝形のものの製造法に係り、図１ａ〜に示すごとく、板材Ｐの長手方向両端にスリット１４’を入れるカット工程と、前記両側２つのスリット１４’１４’を結ぶ線を中心とした所要幅のウエブ面１２と該ウエブ面に連続したフランジ面１３とにより溝形断面を形成し、その際前記断面部材の両端付近のウエブ面１２’の幅を中央付近より小さく且つ両端付近の断面形状をフランジの曲げ角が鈍角となるように形成する第１のフォーム工程と、前記両端付近のウエブ面１２’の幅を、前記スリット１４’を広げつつ中央付近のウエブ面１２の幅に広げる第２のフォーム工程とから成ることを特徴とする。

このように構成したことによって、板取りに際し最も展開幅の小さいクロスメンバ中央付近の幅を有する矩形板材があれば、両端のフランジ面の広い部分はウエブ面のスリットを広げることにより充当して形成することができるので、従来のものに比較して大幅に材料が節減できる。

又、クロスメンバの部品点数が増加しないので、部品加工費、組立て加工時間、コストの増加なしに材料費の節減が可能となる。

第３の発明も、車枠用クロスメンバのうち溝形のものの製造法に係り、図１ａ、図４及び図１ｃに示すように、ほぼ矩形に切断した板材Ｐの長手方向両端にスリット１４’を入れるカット工程と、前記２つのスリット１４’、１４’を結ぶ線を中心とした所要幅のウエブ面１２と該ウエブ面に連続したフランジ面１３とにより溝形断面を形成し、その際前記断面部材の両端付近を上方に傾斜させてウエブ面１２の深さＨを中央付近より浅く形成する第１Ａのフォーム工程と、前記両端付近のウエブ面１２の深さＨを、前記スリット１４’を広げつつ中央付近のウエブ面１２の深さＨ’と同じくする第２Ａのフォーム工程とから成ることを特徴とする。

第３の発明に係る製造法を採用することにより、クロスメンバの材質、板厚、寸法等により前記製造法では成形し難い場合でも容易に成形し得る場合がある。

第４の発明も、車枠用クロスメンバのうち溝形のものの製造法に係り、図１ａ、図５及び図１ｃに示すように、ほぼ矩形に切断した板材Ｐの長手方向両端にスリット１４’を入れるカット工程と、前記２つのスリット１４’、１４’を結ぶ線を中心とした所要幅のウエブ面１２と該ウエブ面に連続したフランジ面１３とにより溝形断面を形成し、その際前記断面部材の両端付近のウエブ面１２’の幅を中央付近より小さく且つ前記断面部材の両端付近を上方に傾斜させてそのウエブ面１２’の深さＨを中央付近より浅く形成する第１Ｂのフォーム工程と、各々前記スリット１４’を広げつつ前記両端付近のウエブ面１２’の幅を中央付近のウエブ面の幅と同一とし且つ両端部のウエブ面の深さＨを、中央付近のウエブ面の深さＨ’と同一とする第２Ｂのフォーム工程とから成ることを特徴とする。

第４の発明に係る製造法を採用することにより、クロスメンバの材質、板厚、寸法等により前記製造法では成形し難い場合でも更に容易に成形し得る場合がある。

第５の発明は、車枠用クロスメンバのうちＺ形のものの製造法に係り、図２ａ〜に示すように、ほぼ矩形に切断した板材Ｐの長手方向両端にスリット２４’を入れるカット工程と、前記２つのスリット２４’、２４’を結ぶ線を中心とした所要幅のウエブ面２２と該ウエブ面に連続したフランジ面２３とによりＺ形断面を形成し、その際前記断面部材の両端付近のウエブ面２２’の幅を中央付近より小さく且つ両端付近の断面形状をフランジの曲げ角が鈍角となるように成形する第１Ｃのフォーム工程と、前記スリット２４’を広げつつ両端付近のウエブ面２２’幅を中央付近と同一で且つフランジの曲げ角を中央付近と同じ直角となるようにする第２Ｃのフォーム工程とからなることを特徴とする。

このように構成したことによって、溝形断面のクロスメンバと同様、板取りに際し最も展開幅の小さいクロスメンバ中央付近の幅を有する矩形板材があれば、両端のフランジ面の広い部分はウエブ面のスリットを広げることにより充当して形成することができるので、従来のものに比較して大幅に材料が節減できる。

又、クロスメンバの部品点数が増加しないので、部品加工費、組立て加工時間、コストの増加なしに材料費の節減が可能となる。

第６の発明は、車枠用クロスメンバのうちＺ形のものの製造法に係り、図２ａ、図６及び図２ｃに示すように、ほぼ矩形に切断した板材Ｐの長手方向両端にスリット２４’を入れるカット工程と、前記２つのスリット２４’、２４’を結ぶ線を中心とした所要幅のウエブ面２２と該ウエブ面に連続したフランジ面２３とによりＺ形断面を形成し、その際前記断面部材の両端付近のウエブ面２２’高さｈが前記スリット２４’を挟み互いに異なる方向に形成されるフランジ２３の方向に変化して段違いとなるＺ形に成形する第１Ｄのフォーム工程と、前記スリット２４’の幅を広げつつ両端付近のウエブ面２２’の高さｈを中央付近と同一とする第２Ｄのフォーム工程とからなることを特徴とする。

第６の発明に係る製造法を採用することにより、Ｚ形クロスメンバの材質、板厚、寸法等により前記製造法では成形し難い場合でも容易に成形し得る場合がある。

第７の発明も、車枠用クロスメンバのうちＺ形のものの製造法に係り、図２ａ、図７及び図２ｃに示すように、ほぼ矩形に切断した板材Ｐの長手方向両端にスリット２４’を入れるカット工程と、前記２つのスリット２４’、２４’を結ぶ線を中心とした所要幅のウエブ面２２と該ウエブ面に連続したフランジ面２３とによりＺ形断面を形成し、その際前記断面部材の両端付近のウエブ面２２’の幅を中央付近より小さく且つ両端付近の断面形状をフランジの曲げ角が鈍角となるよう成形し且つ前記断面部材の両端付近のウエブ面高さｈが前記スリットを挟み互いに異なる方向に形成されるフランジの方向に変化して段違いとなるＺ形に成形する第１Ｅのフォーム工程と、前記スリット２４’の幅を広げつつ両端付近のウエブ面２２’の幅が中央付近と同一で且つ直角となるＺ形断面に修正し、尚且つ両端付近のウエブ面高さｈを中央付近と同一とする第２Ｅのフォーム工程とからなることを特徴とする。

第７の発明に係る製造法を採用することにより、Ｚ形クロスメンバの材質、板厚、寸法等により前記製造法では成形し難い場合でも更に容易に成形し得る場合がある。

上記に説明した各発明における板材Ｐには前記スリット１４’、２４’のほか、各ウエブ面の中央付近には通常軽量化のための穴Ｄが適宜数あけられている。又、前記スリット１４’、２４’は全体を幅狭く形成するが、その奥はクロスメンバが製品となったときの幅とほぼ同一の径の膨らみ１４’ａ、２４’ａを形成しており、ウエブ面を広げる際に発生する応力集中やひずみの発生を緩和でき、成形時の板厚減少や割れの発生を防止する。

図３に示すものは、図１に示すものの応用例で、クロスメンバの長手方向両端に前記サイドフレーム（図示せず）のウエブ面に締結するための小フランジ１５を形成したものであり、第２乃至第４の製造法のいずれも採用できる。

第１及び第２の発明に係る車枠用クロスメンバとその製法の概略斜視図である。 第１及び第５の発明に係る車枠用クロスメンバとその製法の概略斜視図である。 第１の発明の応用例に係る車枠用クロスメンバとその製法の概略斜視図である。 第３の発明に係る車枠用クロスメンバの概略斜視図である。 第４の発明に係る車枠用クロスメンバの概略斜視図である。 第６の発明に係る車枠用クロスメンバの概略斜視図である。 第７の発明に係る車枠用クロスメンバの概略斜視図である。 従来のクロスメンバにおける板取りを示す概略斜視図である。 従来のクロスメンバの一例を示す概略斜視図である。 特許文献１に示された技術を説明する概略斜視図である。

符号の説明

１、８、１１、２１ クロスメンバ
１ａ、１２、２２ ウエブ面
１ｂ、１３、２３ フランジ（面）
１ｃ、１４、２４ スリット
１ｄ 軽量化のための穴
２ 第１の切断線
３ 第２の切断線
４ 長手方向線
５、６ 部分クロスメンバ
５ａ、６ａ 湾曲形状部分
７ リベット
Ｓ１ 所定長さ部分
Ｈ ウエブ面の深さ
ｈ ウエブ面高さ
Ｐ 板材。

Claims (7)

1. 断面が溝形又はＺ形をなすクロスメンバで、そのフランジが長手方向中央付近の所定長さ部分の両端からそれぞれクロスメンバの左端又は右端に向かい幅を増加する車枠用クロスメンバであって、該クロスメンバはウエブ面の両端付近に、前記フランジの幅の増加する始点とほぼ一致する始点をもち、左右両端が切り開かれたスリットを有し、かかるクロスメンバの両端における前記幅の増加したフランジは、成形時のスリット幅の増加により得ることを特徴とする車枠用クロスメンバ。
2. ほぼ矩形に切断した板材料の長手方向両端にスリットを入れるカット工程と、前記２つのスリットを結ぶ線を中心とした所要幅のウエブ面と該ウエブ面に連続したフランジ面とにより溝形断面を形成し、その際前記断面部材の両端付近のウエブ面の幅を中央付近より小さく且つ両端付近の断面形状をフランジの曲げ角度が鈍角となるように形成する第１のフォーム工程と、前記両端付近のウエブ面の幅を、前記スリットを広げつつ中央付近のウエブ面の幅に広げる第２のフォーム工程とから成ることを特徴とする車枠用クロスメンバの製造法。
3. ほぼ矩形に切断した板材料の長手方向両端にスリットを入れるカット工程と、前記２つのスリットを結ぶ線を中心とした所要幅のウエブ面と該ウエブ面に連続したフランジ面とにより溝形断面を形成し、その際前記断面部材の両端付近のウエブ面の深さを中央付近より浅く形成する第１Ａのフォーム工程と、前記両端付近のウエブ面の深さを、前記スリットを広げつつ中央付近のウエブ面の深さと同じくする第２Ａのフォーム工程とから成ることを特徴とする車枠用クロスメンバの製造法。
4. ほぼ矩形に切断した板材の長手方向両端にスリットを入れるカット工程と、前記２つのスリットを結ぶ線を中心とした所要幅のウエブ面と該ウエブ面に連続したフランジ面とにより溝形断面を形成し、その際前記断面部材の両端付近のウエブ面の幅を中央付近より小さく且つ前記断面部材の両端付近のウエブ面の深さを中央付近より浅く形成する第１Ｂのフォーム工程と、各々前記スリットを広げつつ前記両端付近のウエブ面の幅を中央付近のウエブ面の幅と同一とし且つ両端部のウエブ面の深さを、中央付近のウエブ面の深さと同一とする第２Ｂのフォーム工程とから成ることを特徴とする車枠用クロスメンバの製造法。
5. ほぼ矩形に切断した板材の長手方向両端にスリットを入れるカット工程と、前記２つのスリットを結ぶ線を中心とした所要幅のウエブ面と該ウエブ面に連続したフランジ面とによりＺ形断面を形成し、その際前記断面部材の両端付近のウエブ面の幅を中央付近より小さく且つ両端付近の断面形状をフランジの曲げ角が鈍角となるように成形する第１Ｃのフ
   ォーム工程と、前記スリットを広げつつ両端付近のウエブ面幅を中央付近と同一で且つフランジの曲げ角を中央付近と同じ直角となるようにする第２Ｃのフォーム工程とからなることを特徴とする車枠用クロスメンバの製造法。
6. ほぼ矩形に切断した板材の長手方向両端にスリットを入れるカット工程と、前記２つのスリットを結ぶ線を中心とした所要幅のウエブ面と該ウエブ面に連続したフランジ面とによりＺ形断面を形成し、その際前記断面部材の両端付近のウエブ面高さが前記スリットを挟み互いに異なる方向に形成されるフランジの方向に変化して段違いとなるＺ形に成形する第１Ｄのフォーム工程と、前記スリットの幅を広げつつ両端付近のウエブ面の高さを中央付近と同一とする第２Ｄのフォーム工程とからなることを特徴とする車枠用クロスメンバの製造法。
7. ほぼ矩形に切断した板材の長手方向両端にスリットを入れるカット工程と、前記２つのスリットを結ぶ線を中心とした所要幅のウエブ面と該ウエブ面に連続したフランジ面とによりＺ形断面を形成し、その際前記断面部材の両端付近のウエブ面の幅を中央付近より小さく且つ両端付近の断面形状をフランジの曲げ角が鈍角となるように成形し且つ前記断面部材の両端付近のウエブ面高さが前記スリットを挟み互いに異なる方向に形成されるフランジの方向に変化して段違いとなるＺ形に成形する第１Ｅのフォーム工程と、前記スリットの幅を広げつつ両端付近のウエブ面の幅が中央付近と同一で且つ直角となるＺ形断面に修正し、尚且つ両端付近のウエブ面高さを中央付近と同一とする第２Ｅのフォーム工程とからなることを特徴とする車枠用クロスメンバの製造法。

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