JP2021187376A - 車両のサイドメンバ補強構造 - Google Patents

Abstract

【課題】限られたスペースでサイドメンバの剛性を確保する。【解決手段】サイドメンバ５のウェブ外側面１０ａは、上側のフランジ１１ａの切欠部１２ａよりも前方の切欠部前方領域１３と、切欠部１２ａと同じ前後位置に位置する切欠部対応領域１４と、切欠部１２ａよりも後方の切欠部後方領域１５とを有する。キャブマウントブラケット８のブラケット下部１８は、切欠部前方領域１３に固定される前側固定部２０から、切欠部対応領域１４に固定される後側固定部２１まで連続して延びる。補強リブ９は、ブラケット下部１８の後方に配置されて前後方向に延び、ウェブ外側面１０ａに固定される。補強リブ９の前端９ａ側は、ブラケット下部１８の後側固定部２１よりも前方に配置され、ウェブ外側面１０ａの切欠部対応領域１４に固定される。補強リブ９の後端９ｂ側は、ウェブ外側面１０ａの切欠部後方領域１５に固定される。【選択図】図４

Description

本開示は、車両のサイドメンバ補強構造に関する。

特許文献１には、車両のラジエータ支持構造が記載されている。左右のサイドフレームは、車幅方向内側に開口するＵ状断面であり、上板部と側板部と下板部とを一体的に有する。サイドフレームの前端部の上板部の車幅方向内側には、上板部の板幅を狭める切欠きが形成され、サイドフレームの前端部の下板部の車幅方向内側には、下板部の板幅を狭める切欠きが形成される。サイドフレームの前端部のＵ状断面の内側には、サイドフレームのＵ形状に沿って曲折するＵ状断面を有し、サイドフレームのＵ状断面の内側に面接触して前端部を補強する補強部材が固着される。補強部材は、切欠きによるサイドフレームの前端部の剛性の低下を補完する。左右のブラケットは、左右のサイドフレームの前端部にそれぞれ固定される。各ブラケットには、キャブ支持部とラジエータ支持部とが鋳造によって一体形成される。キャブ支持部は、サイドフレームの側板部の外面に複数のボルトで固定されて上方へ延びる。ラジエータの両端部が切欠き内へ侵入した状態でラジエータの車幅方向の両側が左右のブラケットによって支持される。

特開２０１６−１６８９３４号公報

特許文献１に記載の車両では、左右のサイドフレーム（サイドメンバ）の上板部（上フランジ）及び下板部（下フランジ）に切欠きを設け、係る切欠き内にラジエータの両端部が配置されている。そして、切欠きによるサイドメンバの前端部の剛性の低下を、サイドメンバの内側に配置されるＵ状断面の補強部材によって補完している。しかし、車両によっては、サイドメンバの内側に補強部材を設けることができない場合があり、或いはサイドメンバの内側に補強部材を設けたとしてもサイドメンバの剛性を十分に確保できない場合がある。また、サイドメンバの前端部には、ブラケット（キャブマウントブラケット）が固定されているので、サイドメンバの前端部の周辺のスペースが限られている。

そこで、本開示は、限られたスペースでサイドメンバの剛性を確保することが可能な車両のサイドメンバ補強構造の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の第１の態様は、キャブを有する車両のサイドメンバ補強構造であって、サイドメンバとキャブマウントブラケットと補強リブとを備える。サイドメンバは、車幅方向と交叉した状態で前後方向に延びるウェブと、ウェブの上下の端縁から車幅方向内側へ延びる上下一対のフランジとを有し、キャブの下方の車幅方向の一方側で前後方向に延びる。キャブマウントブラケットは、サイドメンバのウェブの車幅方向外側のウェブ外側面に固定されるブラケット下部を有し、キャブを下方から支持する。補強リブは、キャブマウントブラケットのブラケット下部の前後方向の一側に配置されてサイドメンバのウェブ外側面に一体的に設けられ、ウェブ外側面から車幅方向外側へ突出した状態でウェブ外側面に沿って前後方向に延びる。サイドメンバの上下のフランジのうちの一方のフランジには、車幅方向内側から外側へ切欠状に形成された切欠部が設けられる。サイドメンバのウェブ外側面は、上記一方のフランジの切欠部よりも前後方向の他側の第１領域と、切欠部と同じ前後位置の第２領域と、切欠部よりも前後方向の上記一側の第３領域とを有する。キャブマウントブラケットのブラケット下部は、サイドメンバのウェブ外側面の第１領域に対して固定される第１固定部と、第１固定部よりも前後方向の上記一側に配置されて第２領域に固定される第２固定部とを有し、第１固定部から第２固定部まで前後方向に連続して延びる。補強リブは、ウェブ外側面の第３領域から少なくともブラケット下部の第２固定部の前後位置まで連続して延びる。

上記構成では、キャブマウントブラケットのブラケット下部は、サイドメンバのウェブ外側面の第１領域（切欠部よりも前後方向の他側の領域）に対して固定される第１固定部と、第２領域（切欠部と同じ前後位置の領域）に固定される第２固定部とを有し、第１固定部から第２固定部まで前後方向に連続して延びる。また、補強リブは、ウェブ外側面の第３領域（切欠部よりも前後方向の一側の領域）から少なくともブラケット下部の第２固定部の前後位置まで連続して延びる。すなわち、サイドメンバのウェブ外側面には、切欠部よりも前後方向の上記他側の第１領域の第１固定部から第２領域の第２固定部まで連続して延びるキャブマウントブラケットのブラケット下部と、第２領域のブラケット下部の第２固定部の前後位置から切欠部よりも前後方向の上記一側の第３領域まで連続して延びる補強リブとが固定される。このため、サイドメンバのウェブ外側面のうち切欠部と同じ前後位置に位置する第２領域の前後方向の上記他側をブラケット下部によって補強し、第２領域の前後方向の上記一側を補強リブによって補強することによって、第２領域を前後に亘って補強することができる。従って、サイドメンバの上下のフランジのうちの一方のフランジに切欠部を設けることによってサイドメンバの前後方向の所定の領域（切欠部が設けられた領域）の断面積が小さくなり、サイドメンバの剛性が低下するとしても、サイドメンバの上記所定の領域の断面積をキャブマウントブラケットのブラケット下部及び補強リブによって増大させて、サイドメンバの剛性を確保することができる。

また、キャブマウントブラケットのブラケット下部、及びブラケット下部の前後方向の上記一側に配置される補強リブによってサイドメンバの剛性を確保する。このように、サイドメンバの前端部に固定されるキャブマウントブラケットのブラケット下部を利用し、且つブラケット下部の前後方向の上記一側に補強リブを設けることによってサイドメンバの剛性を確保するので、サイドメンバの前端部の周辺の限られたスペースでサイドメンバの剛性を確保することができる。

また、キャブマウントブラケットのブラケット下部の前後方向の上記一側に補強リブを設けることによってサイドメンバの剛性を確保するので、例えば、キャブマウントブラケットのブラケット下部を、ウェブ外側面の第１領域から第３領域まで連続して延ばす場合（ブラケット下部を前後方向の上記一側へ延長する場合）とは異なり、重量及び材料コストを抑えることができる。

本開示によれば、限られたスペースでサイドメンバの剛性を確保することができる。

本発明の一実施形態に係るサイドメンバ補強構造を適用した車両の前部の側面図である。 サイドメンバの前端部の斜視図である。 図２のサイドメンバの要部の車幅方向外側からの側面図である。 図３を上方から視た平面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において、ＦＲは車両の前方を、ＵＰは上方を、ＩＮは車幅方向内側をそれぞれ示す。また、以下の説明において、前後方向は車両の前後方向を意味し、左右方向は車両前方を向いた状態での左右方向を意味する。

図１に示すように、本実施形態に係るサイドメンバ補強構造は、キャブ２が概ねエンジン３の上方に配置されるキャブオーバー型の車両１に適用される。キャブ２は、車体フレーム４に支持される。

図１及び図２に示すように、車体フレーム４は、車幅方向両側で前後方向に延びる左右一対のサイドメンバ５と、車幅方向に延びて左右のサイドメンバ５を連結する複数のクロスメンバ６とを有する梯子状に形成される。キャブ２は、車体フレーム４の前部の上方に搭載される。エンジン３は、キャブ２の下方の左右のサイドメンバ５間に配置され、車体フレーム４に支持される。エンジン３の前方の左右のサイドメンバ５間には、熱交換器であるラジエータ７が配置される。なお、図２には、左右のサイドメンバ５の前端部同士を連結するファーストクロスメンバ６のみが図示されている。

本実施形態に係るサイドメンバ補強構造は、左右のサイドメンバ５と、サイドメンバ５に固定されてキャブ２の前端下部を支持する左右のキャブマウントブラケット８と、左右のサイドメンバ５に固定される左右の補強リブ９とを備える。なお、左右のサイドメンバ５、左右のキャブマウントブラケット８、及び左右の補強リブ９は、左右で略同様の構成を有するため、以下では左右の一方（右側）について説明し、他方（左側）の説明を省略する。

図２〜図４に示すように、サイドメンバ５は、車幅方向内側に開口するＵ状断面であり、ウェブ１０と上下一対のフランジ１１ａ，１１ｂとを一体的に有する。ウェブ１０は、車幅方向と交叉する板部であって、起立した状態で前後方向に延びる。上下のフランジ１１ａ，１１ｂは、上下方向と交叉する板部であって、ウェブ１０の上下の端縁から車幅方向内側へ延びるとともに、ウェブ１０の上下の端縁に沿って前後方向に延びる。上下のフランジ１１ａ，１１ｂは、互いに上下に離間して相対向する。

サイドメンバ５の上下のフランジ１１ａ，１１ｂのうち、ラジエータ７が配置される前後位置には、車幅方向内側から切り欠かれた切欠部１２ａ，１２ｂが設けられる。切欠部１２ａ，１２ｂは、車幅方向の長さを長く確保したラジエータ７を左右のサイドメンバ５間に配置するために上下のフランジ１１ａ，１１ｂを切り欠いた切欠部１２ａ，１２ｂであって、上下のフランジ１１ａ，１１ｂを車幅方向の内端縁側から車幅方向外側へ切り欠いて、上下のフランジ１１ａ，１１ｂの板幅を狭める。本実施形態では、上側のフランジ１１ａの切欠部（一方のフランジの切欠部）１２ａの前後方向の長さは、下側のフランジ１１ｂの切欠部１２ｂの前後方向の長さよりも長く、上側のフランジ１１ａの切欠部１２ａは、下側のフランジ１１ｂの切欠部１２ｂよりも前方から後方まで延びる（図４参照）。左右のサイドメンバ５の切欠部１２ａ，１２ｂ内には、ラジエータ７の左右の両端部が侵入する。すなわち、ラジエータ７の車幅方向の長さは、切欠部１２ａ，１２ｂよりも前方（または後方）の左右のサイドメンバ５の上下のフランジ１１ａ，１１ｂの車幅方向内端縁同士の距離よりも長い。

サイドメンバ５のウェブ１０の車幅方向外側面１０ａ（以下、「ウェブ外側面１０ａ」という。）は、上側のフランジ１１ａの切欠部１２ａよりも前方（前後方向の他側）の切欠部前方領域（第１領域）１３と、上側のフランジ１１ａの切欠部１２ａと同じ前後位置に位置する切欠部対応領域（第２領域）１４と、上側のフランジ１１ａの切欠部１２ａよりも後方（前後方向の一側）の切欠部後方領域（第３領域）１５とを有する。ウェブ外側面１０ａの切欠部前方領域１３は、上側のフランジ１１ａの切欠部１２ａの前端の前後位置（図２〜図４に一点鎖線１６で示す位置）よりも前方の領域である。ウェブ外側面１０ａの切欠部後方領域１５は、上側のフランジ１１ａの切欠部１２ａの後端の前後位置（図２〜図４に一点鎖線１７で示す位置）よりも後方の領域である。ウェブ外側面１０ａの切欠部対応領域１４は、切欠部前方領域１３と切欠部後方領域１５とに挟まれている領域（上側のフランジ１１ａの切欠部１２ａの前端の前後位置から後端の前後位置までの領域）である。

キャブマウントブラケット８は、キャブ２の前端下部を下方から支持するブラケットであって、サイドメンバ５の前端部に固定される。キャブマウントブラケット８は、サイドメンバ５のウェブ外側面１０ａに固定されるブラケット下部１８と、ブラケット下部１８から上方へ延びてサイドメンバ５よりも上方へ突出するキャブ支持部１９と、ラジエータ７を支持するラジエータ支持部２６とを有し、鋳造によって一体形成される。ラジエータ支持部２６は、サイドメンバ５よりも上方に位置し、ラジエータ７の車幅方向外端部に固定されることによって、ラジエータ７を支持する。

ブラケット下部１８は、サイドメンバ５のウェブ外側面１０ａに固定される前側固定部（第１固定部）２０と、後側固定部（第２固定部）２１とを有し、ウェブ外側面１０ａに沿って前後方向に延びた状態でウェブ外側面１０ａに対して固定される。前側固定部２０は、ブラケット下部１８の前端部の上下２箇所に設けられ、ウェブ外側面１０ａの切欠部前方領域１３に締結固定される。後側固定部２１は、ブラケット下部１８の後端部の上下２箇所に設けられ、ウェブ外側面１０ａの切欠部対応領域１４に固定される。すなわち、ブラケット下部１８は、前側固定部２０と後側固定部２１との間で前後方向に連続して延びる。ブラケット下部１８は、ウェブ１０の下縁側（下側のフランジ１１ｂ側）よりも上縁側（上側のフランジ１１ａ側）に近い位置に配置されて、ウェブ外側面１０ａに対して固定される。ブラケット下部１８の後端側には、上下の後側固定部２１間に前方へ凹む凹部２２が形成される。凹部２２は、後方へ向かって開放されている。なお、本実施形態では、ブラケット下部１８は、前側固定部２０と後側固定部２１との間の中間部分にも、ウェブ外側面１０ａ（切欠部対応領域１４の前端部）に対して固定される上下２箇所の固定部２３が設けられている。

補強リブ９は、上下方向と交叉した状態で前後方向に直線状に延びる板状の部材であって、キャブマウントブラケット８のブラケット下部１８の後方に配置され、ウェブ外側面１０ａから車幅方向外側へ突出する状態でウェブ外側面１０ａに固定される。補強リブ９は、前後方向に直線状に延びる車幅方向の内端縁２４を有する。補強リブ９の車幅方向の外端縁２５は、前後方向の中央側が車幅方向外側へ突出する略山型に形成される。補強リブ９の車幅方向の内端縁２４は、サイドメンバ５のウェブ外側面１０ａに沿った状態でウェブ外側面１０ａに溶着によって固定される。補強リブ９の前端９ａ側は、ブラケット下部１８の後端側の凹部２２に後方から侵入しており、補強リブ９の前端９ａの車幅方向の内端（内端縁２４の前端）は、ブラケット下部１８の後側固定部２１よりも前方に配置され、ウェブ外側面１０ａの切欠部対応領域１４に固定される。補強リブ９の後端９ｂの車幅方向の内端（内端縁２４の後端）は、ウェブ外側面１０ａの切欠部後方領域１５に固定される。すなわち、補強リブ９は、ウェブ外側面１０ａの切欠部後方領域１５から少なくともブラケット下部１８の後側固定部２１の前後位置（本実施形態では、後側固定部２１よりも前方）まで連続して延びる。補強リブ９の略山型の外端縁２５の頂部２５ａは、ウェブ外側面１０ａの切欠部対応領域１４の後端部と略同じ前後位置に配置される。補強リブ９の幅は、外端縁２５の頂部２５ａから前方へ向かうほど短くなり、また、外端縁２５の頂部２５ａから後方へ向かうほど短くなる。

上記構成では、キャブマウントブラケット８のブラケット下部１８は、サイドメンバ５のウェブ外側面１０ａの切欠部前方領域１３（切欠部１２ａよりも前側の領域）に対して固定される前側固定部２０と、切欠部対応領域１４（切欠部１２ａと同じ前後位置の領域）に固定される後側固定部２１とを有し、前側固定部２０から後側固定部２１まで前後方向に連続して延びる。また、補強リブ９は、ウェブ外側面１０ａの切欠部後方領域１５（切欠部１２ａよりも後側の領域）からブラケット下部１８の後側固定部２１よりも前方まで連続して延びる。すなわち、サイドメンバ５のウェブ外側面１０ａには、切欠部１２ａよりも前側の切欠部前方領域１３の前側固定部２０から切欠部対応領域１４の後側固定部２１まで連続して延びるキャブマウントブラケット８のブラケット下部１８と、切欠部対応領域１４のブラケット下部１８の後側固定部２１よりも前方の前後位置から切欠部１２ａよりも後側の切欠部後方領域１５まで連続して延びる補強リブ９とが固定される。このため、サイドメンバ５のウェブ外側面１０ａのうち切欠部１２ａと同じ前後位置に位置する切欠部対応領域１４の前側をブラケット下部１８によって補強し、切欠部対応領域１４の後側を補強リブ９によって補強することによって、切欠部対応領域１４を前後に亘って補強することができる。従って、サイドメンバ５の上側のフランジ１１ａに切欠部１２ａを設けることによってサイドメンバ５の前後方向の所定の領域（切欠部１２ａが設けられた領域）の断面積が小さくなり、サイドメンバ５の剛性が低下するとしても、サイドメンバ５の上記所定の領域の断面積をキャブマウントブラケット８のブラケット下部１８及び補強リブ９によって増大させているので、サイドメンバ５の剛性を確保することができる。

このように、本実施形態によれば、サイドメンバ５の前端部に固定されるキャブマウントブラケット８のブラケット下部１８を利用し、且つブラケット下部１８の後側に補強リブ９を設けることによってサイドメンバ５の剛性を確保するので、サイドメンバ５の前端部の周辺の限られたスペースでサイドメンバ５の剛性を確保することができる。

また、キャブマウントブラケット８のブラケット下部１８の後側に補強リブ９を設けることによってサイドメンバ５の剛性を確保するので、例えば、キャブマウントブラケット８のブラケット下部１８を、ウェブ外側面１０ａの切欠部前方領域１３から切欠部後方領域１５まで連続して延ばす場合（ブラケット下部１８を後側へ延長する場合）とは異なり、重量及び材料コストを抑えることができる。

また、補強リブ９の外端縁２５の頂部２５ａは、ウェブ外側面１０ａの切欠部対応領域１４の後端部と略同じ前後位置に配置され、補強リブ９の幅は、外端縁２５の頂部２５ａから後方へ向かうほど短くなる。すなわち、補強リブ９の幅は、ウェブ外側面１０ａの切欠部対応領域１４から切欠部後方領域１５へ向かうほど短くなるので、サイドメンバ５のうち切欠部１２ａが設けられた領域（切欠部対応領域１４を含む）の剛性と、切欠部１２ａが設けられない領域（切欠部後方領域１５を含む）の剛性とに、極端に差がついてしまうことを抑えることができる。

なお、本実施形態では、キャブマウントブラケット８にラジエータ支持部２６を設けたが、ラジエータ支持部２６を設けなくてもよい。

また、本実施形態では、補強リブ９の車幅方向の外端縁２５を略山型に形成したが、これに限定されるものではなく、所望の形状（例えば、前後方向に直線状）に形成することができる。

また、本実施形態では、補強リブ９をウェブ外側面１０ａの切欠部後方領域１５からブラケット下部１８の後側固定部２１よりも前方まで延ばしたが、これに限定されるものではなく、補強リブ９は、ウェブ外側面１０ａの切欠部後方領域１５から少なくともブラケット下部１８の後側固定部２１の前後位置まで延びていればよい。

また、本実施形態では、補強リブ９をキャブマウントブラケット８のブラケット下部１８の後方に配置したが、ブラケット下部１８の前方に配置してもよい。この場合、サイドメンバ５のウェブ外側面１０ａの切欠部前方領域１３が第３領域となり、切欠部後方領域１５が第１領域となる。そして、ブラケット下部１８の前側固定部２０が第２固定部となって、ウェブ外側面１０ａの切欠部対応領域（第２領域）１４に固定され、後側固定部２１が第１固定部となって、ウェブ外側面１０ａの切欠部後方領域１５に固定される。また、補強リブ９が、ウェブ外側面１０ａの切欠部前方領域１３から少なくともブラケット下部１８の前側固定部２０まで連続して前後方向に延びる。

また、本実施形態では、サイドメンバ５の下側のフランジ１１ｂに切欠部１２ｂを設けたが、下側のフランジ１１ｂに切欠部１２ｂを設けなくてもよい。

また、本実施形態では、キャブマウントブラケット８のブラケット下部１８及び補強リブ９を、サイドメンバ５の上側のフランジ１１ａの切欠部１２ａに対応させた位置に配置したが、これに限定されるものではなく、下側のフランジ１１ｂに切欠部１２ｂに対応させてもよい。

また、本実施形態では、本開示に係る車両のサイドメンバ補強構造を、左右のサイドメンバ５の双方に適用したが、左右のサイドメンバ５のいずれか一方のみに適用してもよい。

以上、本発明について、上記実施形態に基づいて説明を行ったが、本発明は上記実施形態の内容に限定されるものではなく、当然に本発明を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例および運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論である。

本開示に係る車両のサイドメンバ補強構造は、キャブを有する様々な車両に広く適用することができる。

１：車両
２：キャブ
５：サイドメンバ
８：キャブマウントブラケット
９：補強リブ
１０：ウェブ
１０ａ：ウェブ外側面
１１ａ，１１ｂ：上下一対のフランジ
１２ａ：上側のフランジの切欠部（一方のフランジの切欠部）
１３：切欠部前方領域（第１領域）
１４：切欠部対応領域（第２領域）
１５：切欠部後方領域（第３領域）
１８：ブラケット下部
２０：前側固定部（第１固定部）
２１：後側固定部（第２固定部）

Claims (1)

1. キャブを有する車両のサイドメンバ補強構造であって、
   車幅方向と交叉した状態で前後方向に延びるウェブと、前記ウェブの上下の端縁から車幅方向内側へ延びる上下一対のフランジとを有し、前記キャブの下方の車幅方向の一方側で前後方向に延びるサイドメンバと、
   前記サイドメンバの前記ウェブの車幅方向外側のウェブ外側面に固定されるブラケット下部を有し、前記キャブを下方から支持するキャブマウントブラケットと、
   前記キャブマウントブラケットの前記ブラケット下部の前後方向の一側に配置されて前記サイドメンバの前記ウェブ外側面に一体的に設けられ、前記ウェブ外側面から車幅方向外側へ突出した状態で前記ウェブ外側面に沿って前後方向に延びる補強リブと、を備え、
   前記サイドメンバの前記上下のフランジのうちの一方のフランジには、車幅方向内側から外側へ切欠状に形成された切欠部が設けられ、
   前記サイドメンバの前記ウェブ外側面は、前記一方のフランジの前記切欠部よりも前後方向の他側の第１領域と、前記切欠部と同じ前後位置の第２領域と、前記切欠部よりも前後方向の前記一側の第３領域とを有し、
   前記キャブマウントブラケットの前記ブラケット下部は、前記サイドメンバの前記ウェブ外側面の前記第１領域に対して固定される第１固定部と、前記第１固定部よりも前後方向の前記一側に配置されて前記第２領域に固定される第２固定部とを有し、前記第１固定部から前記第２固定部まで前後方向に連続して延び、
   前記補強リブは、前記ウェブ外側面の前記第３領域から少なくとも前記ブラケット下部の前記第２固定部の前後位置まで連続して延びる
   ことを特徴とする車両のサイドメンバ補強構造。

Images