JP2020192944A - シャシフレーム用スティフナ - Google Patents

Abstract

【課題】シャシフレームとラテラルロッドとの接続箇所における応力集中を効率的に緩和するシャシフレーム用スティフナを提供すること。【解決手段】車両１のシャシフレーム１０にエアサスペンション６２Ｌ、６２Ｒを介して支持されるリアアクスル４３の車幅方向Ｙの変位を規制するラテラルロッド６４と右サイドレール１１Ｒの内側面との接続箇所を補強するシャシフレーム用スティフナ６５であって、接続箇所においてラテラルロッド６４と接続される第１補強板６５ａと、右サイドレール１１Ｒの内側面に沿うように第１補強板６５ａに重ねて設けられる第２補強板６５ｂと、を備え、第２補強板６５ｂは、車両前後方向Ｘにおける前端部が第１補強板６５ａに対して所定幅よりも前方に延在し、エアサスペンション６２Ｒ側の端部に切り欠きＮを有する、シャシフレーム用スティフナ６５。【選択図】図３

Description

本発明は、シャシフレーム用スティフナに関する。

車両のアクスルをシャシフレームに懸架する構造において、エアサスペンションが広く使用されている。エアサスペンションは、アクスルとシャシフレームとの間に介在することにより、当該車両の走行時における振動を吸収することができる。この場合、アクスル及びシャシフレームは、車高方向だけでなく車幅方向の相対的な変位を許容するように設けられることになるため、車幅方向の当該変位を規制するためのラテラルロッドにより互いが連結される。

例えば、特許文献１には、車幅方向に設けられたラテラルロッドの両端部にアクスル及びシャシフレームがそれぞれ回転自在に連結されるラテラルロッド取り付け構造が開示されている。ここで、特許文献１の従来技術に係るラテラルロッドの取り付け構造は、ラテラルロッドからシャシフレームへ作用する荷重を、左右のサイドレールに分散する構成としている。

特開２００２−３０７９２３号公報

ところで、シャシフレームを保護するための上記の従来技術に代わる構成として、シャシフレームとラテラルロッドとの接続箇所にフレーム補強用の補強部材（スティフナ）を設けることが考えられる。しかしながら、当該スティフナは、形状等の構成によってはシャシフレームにおいて局所的に応力を集中させてしまう虞が生じる。また、当該スティフナは、ラテラルロッドから入力される応力の大きさに対して剛性の大きさで対応しようとすると、例えばシャシフレームの両面に設けることとなり、重量及び製造コストの面で非効率な構成となる虞が生じる。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、シャシフレームとラテラルロッドとの接続箇所における応力集中を効率的に緩和するシャシフレーム用スティフナを提供することにある。

本発明に係るシャシフレーム用スティフナは、車両のサイドレールにエアサスペンションを介して支持されるリアアクスルの車幅方向の変位を規制するラテラルロッドと前記サイドレールの内側面との接続箇所を補強するシャシフレーム用スティフナであって、前記接続箇所において前記ラテラルロッドと接続される第１補強板と、前記サイドレールの前記内側面に沿うように前記第１補強板に重ねて設けられる第２補強板と、を備え、前記第２補強板は、車両前後方向における前端部が前記第１補強板に対して所定幅よりも前方に延在し、前記エアサスペンションに対向する端部に切り欠きを有する。

シャシフレーム用スティフナは、リアアクスルの車幅方向の変位を規制するラテラルロッドと車両のサイドレールとの間の接続箇所において、ラテラルロッドから入力される応力からサイドレールを保護する。ここで、シャシフレーム用スティフナは、サイドレールの内側面において重ねて設けられる第１補強板及び第２補強板を備える。

そして、第２補強板は、車両前後方向における前端部が第１補強板に対して所定幅以上の距離を持って形成されている。これにより、シャシフレーム用スティフナは、ラテラルロッドから応力が入力される場合に、当該応力をサイドレールにおける第１補強板の前端部付近に集中することなく分散させることができる。このとき、ラテラルロッドからの応力の大きさに対応するために、例えばサイドレールの両面に補強部材を設ける必要もない。

また、第２補強板は、サイドレールとリアアクスルとの間に介在するエアサスペンションに対向する端部において切り欠きが形成されている。これにより、シャシフレーム用スティフナは、剛性バランスの変化に伴い第２補強板の後端部付近における過剰な剛性を緩和し、当該後端部付近に応力集中が生じないようにすることができる。

従って、本発明に係るシャシフレーム用スティフナによれば、シャシフレームとラテラルロッドとの接続箇所における応力集中を効率的に緩和することができる。

本発明に係るシャシフレーム用スティフナが適用された車両の構成を透過的に示す上面構成図である。 リアアクスル支持構造の構成を示す斜視図である。 シャシフレーム用スティフナの形状を示す側面図である。

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本発明は以下に説明する内容に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において任意に変更して実施することが可能である。また、実施の形態の説明に用いる図面は、いずれも構成部材を模式的に示すものであって、理解を深めるべく部分的な強調、拡大、縮小、または省略などを行っており、構成部材の縮尺や形状等を正確に表すものとはなっていない場合がある。

図１は、本発明に係るシャシフレーム用スティフナが適用された車両１の構成を透過的に示す上面構成図である。車両１は、本実施形態では所謂キャブオーバ型のエンジントラックであり、前１軸後１軸駆動車として構成されている。ただし、車両１は、例えば、ハイブリッド車両、又は電気車両や燃料電池車両であってもよく、前２軸後２軸などの他の車軸構成であってもよい。

そして、車両１は、全体構成として、シャシフレーム１０、キャブ２０、荷箱３０、前輪４０Ｌ、４０Ｒ、フロントアクスル４１、後輪４２Ｌ、４２Ｒ、リアアクスル４３、エンジン５０、トランスミッション５１、プロペラシャフト５２、及びリアアクスル支持構造６０を備える。

シャシフレーム１０は、左サイドレール１１Ｌ、右サイドレール１１Ｒ、及び複数のクロスメンバ１２を含む。左サイドレール１１Ｌ、及び右サイドレール１１Ｒは車両前後方向Ｘに延在し、互いに車幅方向Ｙに対して平行に配置される。複数のクロスメンバ１２は、左サイドレール１１Ｌと右サイドレール１１Ｒとを連結し、シャシフレーム１０を一体に構成する。そして、シャシフレーム１０は、キャブ２０、荷箱３０、エンジン５０、及び車両１に搭載されるその他の重量物を支持する。

キャブ２０は、図示しない運転席を含む構造体であり、シャシフレーム１０の前部上方に設けられている。

荷箱３０は、荷物等が積載される構造体であり、シャシフレーム１０の後部上方に設けられている。

また、車両１は、車輪機構として、左右の前輪４０Ｌ、４０Ｒを支持する車軸としてのフロントアクスル４１が車両前方に設けられると共に、後輪４２Ｌ、４２Ｒを支持する車軸としてのリアアクスル４３が車両後方に設けられている。尚、車両１の車輪は、車両１の構成に応じてその数を適宜変更してもよく、また、少なくとも１つが駆動輪として回転駆動されることにより車両１を走行させる。ここで、リアアクスル４３は、アクスルハウジングの内部にディファレンシャル及びアクスルシャフトを設けて構成されている（いずれも図示せず）。

エンジン５０は、車両１の走行用動力源であり、キャブ２０の下部で、且つ、シャシフレーム１０の上部に配置されている。エンジン５０が発生させた動力は、トランスミッション５１及びプロペラシャフト５２を介してリアアクスル４３に伝達され、後輪４２Ｌ、４２Ｒを回転駆動する。

リアアクスル支持構造６０は、車両１の走行に伴うリアアクスル４３からシャシフレーム１０への振動伝搬を緩和しつつ、シャシフレーム１０に対してリアアクスル４３を支持する支持機構である。

図２は、リアアクスル支持構造６０の構成を示す斜視図である。より詳しくは、図２は、車両１の荷箱３０を取り外した状態でリアアクスル４３の付近を見た場合の斜視図である。

リアアクスル支持構造６０は、トレーリングリーフ６１Ｌ、６１Ｒ、エアサスペンション６２Ｌ、６２Ｒ、ショックアブソーバ６３、ラテラルロッド６４、及びシャシフレーム用スティフナ６５を含む。

トレーリングリーフ６１Ｒは、右サイドレール１１Ｒの外側面に設けられたブラケットを介して前方端部が回転自在に右サイドレール１１Ｒに連結される板バネであり、車両前後方向Ｘの略中央部においてリアアクスル４３に接続されている。

また、エアサスペンション６２Ｒは、車高方向Ｚの上面がブラケットを介して右サイドレール１１Ｒの下面に接続され、車高方向Ｚの下面がトレーリングリーフＲの後方端部に接続されている。これにより、リアアクスル４３は、トレーリングリーフ６１Ｒ及びエアサスペンション６２Ｒを介して弾性的に右サイドレール１１Ｒに懸架されている。同様に、リアアクスル４３は、トレーリングリーフ６１Ｌ及びエアサスペンション６２Ｌを介して弾性的に左サイドレール１１Ｌにも懸架されている。

ショックアブソーバ６３は、上端部が右サイドレール１１Ｒの内側面に対して回転自在に連結され、下端部がリアアクスル４３の上面に接続されている緩衝装置である。ショックアブソーバ６３は、車両１の走行時においてリアアクスル４３が車高方向Ｚに振動する場合に、シャシフレーム１０への車高方向Ｚの衝撃を吸収する。

ラテラルロッド６４は、シャシフレーム１０に対するリアアクスル４３の車幅方向Ｙの変位を規制する棒状部材であり、一端部がシャシフレーム用スティフナ６５を介して右サイドレール１１Ｒの内側面に回転自在に連結され、他端部がリアアクスル４３の上面に回転自在に接続されている。これによりラテラルロッド６４は、リアアクスル４３が車幅方向Ｙに変位しようとする場合に、一端部を中心として他端部が円弧状に僅かに変位することで、シャシフレーム１０とリアアクスル４３とを完全に固定することなく、リアアクスル４３の車幅方向Ｙの変位を規制する。

シャシフレーム用スティフナ６５は、右サイドレール１１Ｒとラテラルロッド６４の一端部との間に設けられ、ラテラルロッド６４から右サイドレール１１Ｒへ応力が伝搬する場合に、当該応力から右サイドレール１１Ｒを保護するための補強部材である。

図３は、シャシフレーム用スティフナ６５の形状を示す側面図である。より詳しくは、図３は、シャシフレーム用スティフナ６５の近傍において、右サイドレール１１Ｒの内側面を見た場合の側面図である。

シャシフレーム用スティフナ６５は、ラテラルロッド６４の一端部と右サイドレール１１Ｒとの接続箇所に設けられる第１補強板６５ａ、及び右サイドレール１１Ｒの内側面に沿うように第１補強板６５ａに重ねて設けられる第２補強板６５ｂを備える。

第１補強板６５ａは、右サイドレール１１Ｒの内側面を車幅方向Ｙから見た場合に、その輪郭がラテラルロッド６４の一端部における接続箇所を囲むように設けられた板金部材である。

ここで、右サイドレール１１Ｒは、断面がコの字形状である鋼材からなり、車幅方向Ｙに垂直なウェブ面１１Ｗと、車高方向Ｚに垂直な上方フランジ１１ＵＦ及び下方フランジ１１ＬＦとを有する。

第２補強板６５ｂは、下方フランジ１１ＬＦ、ウェブ面１１Ｗ、及び上方フランジ１１ＵＦに亘り、右サイドレール１１Ｒの内側面に沿って形成された板金部材である。

そして、第１補強板６５ａ及び第２補強板６５ｂは、右サイドレール１１Ｒとラテラルロッド６４との間において、複数のボルトにより右サイドレール１１Ｒのウェブ面１１Ｗに締結されている。

このため、シャシフレーム用スティフナ６５は、リアアクスル４３が車幅方向Ｙに変位しようとする場合にラテラルロッド６４を介して右サイドレール１１Ｒに入力される応力に対し、ラテラルロッド６４との接続箇所における剛性を高めて右サイドレール１１Ｒを保護する。

また、本発明に係るシャシフレーム用スティフナ６５の第２補強板６５ｂは、車両前後方向Ｘにおける前端部が第１補強板６５ａに対して所定幅よりも前方に延在している。すなわち、第１補強板６５ａ及び第２補強板６５ｂの互いの前端部の距離ＬＴは、所定幅よりも長くなるように設定されている。

ここで、第１補強板６５ａ及び第２補強板６５ｂの前端部の距離ＬＴが極端に短い場合には、シャシフレーム用スティフナ６５の車両前後方向Ｘに垂直な断面における厚みが第１補強板６５ａの前端部の近傍において急激に変化することになる。そのため、ラテラルロッド６４から第１補強板６５ａに応力が入力される場合に、右サイドレール１１Ｒにおける第１補強板６５ａの前端部の近傍に応力集中が生じてしまう。

そこで、本発明に係る第２補強板６５ｂは、ラテラルロッド６４から第１補強板６５ａに入力される応力が分散されるように、予め任意に設定される所定幅に基づいて第１補強板６５ａに対する距離ＬＴを規定することにより、上記の応力集中を緩和している。

一方、第２補強板６５ｂは、車両前後方向Ｘの後端部付近においては剛性が比較的高いため、上記のような距離ＬＴの規定に伴い剛性バランスが変化し、エアサスペンション６２Ｒに対向する端部に応力集中が生じてしまう。

そのため、本発明に係るシャシフレーム用スティフナ６５の第２補強板６５ｂは、エアサスペンション６２Ｒに対向する端部、すなわち、本実施形態においては車両前後方向Ｘの後端部のうち下方フランジ１１ＬＦに沿う部分に切り欠きＮが形成されている。これにより、シャシフレーム用スティフナ６５は、当該応力集中の箇所における過剰なフレーム剛性を低減することで、切り欠きＮの位置よりも車両前後方向Ｘの前方に応力を分散させている。

以上のように、本発明に係るシャシフレーム用スティフナ６５は、リアアクスル４３の車幅方向Ｙの変位を規制するラテラルロッド６４と車両１の右サイドレール１１Ｒとの間の接続箇所において、ラテラルロッド６４から入力される応力から右サイドレール１１Ｒを保護する。

このとき、シャシフレーム用スティフナ６５は、右サイドレール１１Ｒの内側面において重ねて設けられる第１補強板６５ａ及び第２補強板６５ｂを備える。そして、第２補強板６５ｂは、車両前後方向Ｘにおける前端部が第１補強板６５ａに対して所定幅以上の距離ＬＴを持って形成されている。これにより、シャシフレーム用スティフナ６５は、ラテラルロッド６４から応力が入力される場合に、当該応力を右サイドレール１１Ｒにおける第１補強板６５ａの前端部付近に集中することなく分散させることができる。このため、ラテラルロッド６４からの応力の大きさに対応するために、例えば右サイドレール１１Ｒの両面に補強部材を設ける必要もない。

また、第２補強板６５ｂは、右サイドレール１１Ｒとリアアクスル４３との間に介在するエアサスペンション６２Ｒに対向する端部において切り欠きＮが形成されている。これにより、シャシフレーム用スティフナ６５は、剛性バランスの変化に伴い第２補強板６５ｂの後端部付近における過剰な剛性を緩和し、当該後端部付近に応力集中が生じないようにすることができる。

従って、本発明に係るシャシフレーム用スティフナ６５によれば、シャシフレーム１０とラテラルロッド６４との接続箇所における応力集中を効率的に緩和することができる。

１ 車両
１１Ｌ 左サイドレール
１１Ｒ 右サイドレール
４３ リアアクスル
６２Ｌ、６２Ｒ エアサスペンション
６４ ラテラルロッド
６５ シャシフレーム用スティフナ
６５ａ 第１補強板
６５ｂ 第２補強板
Ｎ 切り欠き

Claims (1)

1. 車両のサイドレールにエアサスペンションを介して支持されるリアアクスルの車幅方向の変位を規制するラテラルロッドと前記サイドレールの内側面との接続箇所を補強するシャシフレーム用スティフナであって、
   前記接続箇所において前記ラテラルロッドと接続される第１補強板と、
   前記サイドレールの前記内側面に沿うように前記第１補強板に重ねて設けられる第２補強板と、を備え、
   前記第２補強板は、車両前後方向における前端部が前記第１補強板に対して所定幅よりも前方に延在し、前記エアサスペンションに対向する端部に切り欠きを有する、シャシフレーム用スティフナ。

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