JP3820850B2 - Chassis frame reinforcement structure - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車体の前後方向にわたりその剛性を強化しているシャシフレームの補強構造に関し、特に、左右一対の略コ字状断面のサイドレールと複数のクロスメンバとを組み合わせて略梯子型に形成されたシャシフレームの補強構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
トラックやマイクロバス等の車両はその車体基部に略梯子型に形成されたシャシフレームを配備し、同部の剛性を強化しており、その下部にサスペンションを介し車軸側を取付け、その上部側にキャブ、キャビン、荷箱等を取付け支持している。ところで、車両の衝突時にシャシフレームの先端部は衝撃荷重を受けやすい。そこで、シャシフレームの先端部近傍により衝撃荷重を吸収するとの観点から、その部位が座屈変形を発生しやすい断面構造を採ることが望ましい。一方、キャブ等の直下に配備されるシャシフレームにより生存空間を確保するとの観点から、その部位の剛性強化を図り、例えば前端側のみ閉断面構造を採ることも行われている。
【0003】
なお、実開平2−44572号公報には略コ字状断面形状のシャシフレームの剛性強化例が開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図7に示すシャシフレーム100では、衝突時において、略コ字状断面のサイドレール110が衝撃荷重Fを先端より受けると、前端側で最も剛性の低い部位nで一部座屈変形が生じ、次いで,その近傍で屈曲変形が重ねて生じ、十分な座屈変形による衝撃エネルギの吸収をすることなく、前端側が大きく屈曲して後側mに移動してしまう。
このため、サイドレール110の前端側の変形抵抗量を十分に確保することが望まれ、座屈変形による衝撃エネルギの吸収のみならず、屈曲変形時における衝撃エネルギの吸収量をも十分に確保することが望まれている。
【0005】
本発明は、上述の課題に基づき、衝撃エネルギの吸収を十分に図ることのできるシャシフレームの補強構造を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項1の発明は、車体の前後方向に延在しウエブ部とその上下端より延出するフランジ部とから成る略コ字状断面のシャシフレームの補強構造において、車両先端側から所定長さ後方の区間を閉断面形状に形成した閉断面域と、同閉断面域より後方に連続して形成される開断面域と、同開断面域の上フランジ部より下向きに突設され下向き縁が車両後方に向かい上り傾斜で形成された突片と、上記開断面域の下フランジ部とウエブ部とにわたり連結されることで下側部分閉断面を形成すると共に上記下向き縁と対向する上向き面が形成された上向き台部と、を有し、上記車体に前後方向の外力が加わったときに、上記上向き台部の上向き面に上記突片が乗り上げて衝撃エネルギーを吸収することを特徴とする。
従って、上記車体に加わる前後方向の外力が上記閉断面域を介して上記開断面域に加わった時に、開断面域が屈曲変形抵抗を生じ、同時に、上記上向き面に上記突片が乗り上げて上記開断面域での曲げ剛性を強化し、この際上下フランジ間が拡大する方向に変形することで屈曲変形抵抗をより増加させることができ、衝撃吸収量を十分増加させる。このため、衝突時に上記閉断面域が衝撃吸収することができる。
望ましくは上記閉断面域の閉断面構成部材と上記開断面域の突片を一部品化しても良く、この場合、構造及び組立ての簡素化を図れる。
【0007】
請求項2記載の発明は、請求項1記載のシャシフレームの補強構造において、上記開断面域の上フランジ部が上記閉断面域より後方に向かい上り傾斜壁を成すように形成されたことを特徴とする。
この場合、閉断面域に続いて上り傾斜壁の上フランジ部を形成するので曲げ応力が確実にこの部位に集中し、より確実に開断面域で衝撃吸収のための変形を行わせることができ、衝撃吸収のための変形が安定化する。
【0008】
請求項3記載の発明は、請求項1または請求項2に記載のシャシフレームの補強構造において、上記上向き台の車幅方向内側縁部に対し上記下向き縁が車幅方向外側にオフセットして形成されたことを特徴とする。
この場合、上記突片を上向き台部の車幅方向内側縁より外側に位置させるので、開断面域に衝撃荷重が加わった際に、確実に上向き台部に上記突片が乗り上げることができ、開断面域の屈曲変形抵抗を確実に増加させることができる。
好ましくは、上記上向き台部は上記下側部分閉断面を閉鎖するバルクヘッドを取り付けてもよい。この場合、上記上向き台の剛性強化が図られるので、上記開断面域に衝撃荷重が加わり、上向き台部に上記突片が乗り上げた際に、開断面域の屈曲変形抵抗を十分に増加させることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
図1、図2には本発明の一実施形態としてのシャシフレームの補強構造を適用したシャシフレーム1を示した。このシャシフレーム1は図3に示すトラックTの車体基部を構成し、前後方向Xに延びる左右一対の略コ字状断面形状のサイドレール2と車幅方向Yに延びる複数のクロスメンバ3(図3(a)には複数3a〜3c示した)とを組み合わせて略梯子型に形成される。ここで、左右一対のサイドレール2は略コ字状断面の開口部を車幅方向Yの内側に向けて配設され、両サイドレール2は左右対称の形状を成すことより、以下、右側のサイドレール2を主に説明する。
【0010】
サイドレール2は、図3(a)に示すように、バンパー10をブラケット101を介し取付け、それに続く前側部の上にキャブ4を載置し、その後方に、荷箱Dを載置する。図1に示すように、サイドレール2は先端域E0と、先端側の比較的縦幅h1の小さな閉断面域E1と、それに続く傾斜域E2と、それに続く比較的縦幅h2の大きな開断面域E3とを備える。なお、キャブ4の図示しないフロアは、その前部が閉断面域E1に、中間部が傾斜域E2に、後部が開断面域E3の前側部分に対向して形成され、相互に図示しない締結手段でサイドレール2に結合されている。
【0011】
図2に示すように、サイドレール2は基本的には全域にわたり、縦板を成すウエブ部5とその上下端より車幅方向Y内側に延出する上下フランジ部6,7とで略コ字状断面形状を成している。更に、左右の各サイドレール2の各上下フランジ部6,7間にはクロスメンバ3の左右端の上下フランジ301、301が重ねられ、相互に溶着される。なお、サイドレール2の下フランジ部7のみは前後方向Xの全域にわたり変化なく連続形成される。
サイドレール2の前端側の閉断面域E1は比較的縦幅h1の小さいウエブ部501とその上下のフランジ601、7と、両フランジの内側面に上下のフランジ部g1、g2が重ねられて溶着され、閉断面を形成する閉断面構成部材としての第1スティフナー8とを備える。
閉断面域E1に続く傾斜域E2は、同域のウエブ部501の後端側に連続して形成され、縦幅h1が後ほど大きくなるよう形成されるウエブ部502と、上フランジ部601の後端側に連続して形成され、車両後方に向かい上り傾斜の傾斜壁を成す上フランジ部602とを備える。しかも、第1スティフナ8に前端が連続形成され、上フランジ部602の後部側にまで延びる突片9を備え、その上端部は上フランジ部602に溶接される。突片9は車両後方に向かい上り傾斜で下向き縁cを形成される。
【0012】
傾斜域E2とこれに続く開断面域E3の前端部とにわたり上向き台部としての第2スティフナー11が接合される。この第2スティフナー11は鍵形断面で所定長さL1のブラケットであり、その上端縁はウエブ部502に下端縁は下フランジ部7に溶接され、主要部が開断面を成した傾斜域E2の下部に下側部分閉断面Bを形成する。しかも第2スティフナー11はその上部に上向き面fを形成され、同上向き面fの前端側は下向き縁cと対向する位置に接近して配備される。図4に示すように、第2スティフナー11の前端近傍位置には下側部分閉断面Bを閉鎖するバルクヘッド12を溶着している。バルクヘッド12は第2スティフナー11の前部の剛性強化を図ることができ、上向き面fに突片9が乗り上げた際に、傾斜域E2及び開断面域E3の曲げ剛性を強化でき、屈曲変形抵抗を十分に増加させることができる。
【0013】
図1(a),(b)に示すように、突片9の下向き縁cは、第2スティフナー11の車幅方向Yでの内側縁部111に対して車幅方向Y外側(図1(b)で上側)にオフセット量αだけずれて配備される。これにより、傾斜域E2及び開断面域E3に衝撃荷重が加わった際に、傾斜域E2及び開断面域E3で屈曲変形が生じるが、その際、突片9側が上向き台部としての第2スティフナー11側に対して、当初の予想より車幅方向Yに比較的大きくずれていたとしても、突片9側を第2スティフナー11の上向き面fに確実に当接させることができ、傾斜域E2及び開断面域E3の屈曲変形抵抗を確実に増加させることができる。
なお、これに関連し、第2スティフナー11の内側縁部111は車幅方向Y内側に突出し、下フランジ部7よりはずれるため、ここでは、第2スティフナー11の下端縁は屈曲して下フランジ部7に重合するように形成され、同屈曲端部j(図4参照)が下フランジ部7に溶着されている。
【0014】
傾斜域E2に続く開断面域E3は、傾斜域E2後端に連続する縦幅h2のウエブ部503とその上下のフランジ603、7をそのまま後方に連続形成する。第2スティフナー11の後端側は開断面域E3に所定量だけ延出形成されている。ここでも第2スティフナー11の各対向縁部がウエブ部503と下フランジ部7に溶着され、開断面域E3の前端下部に下側部分閉断面Bを形成し、開断面域E3の曲げ剛性強化を図れ、屈曲変形抵抗を増加させることができる。なお、図6(a)に示すように、開断面域E3の上半部の開放空間aにはワイヤハーネスや各種パイプ類を容易に収容でき、収容域確保と剛性強化を共に図れる。
【0015】
このようなシャシフレーム1を装備したトラックTが衝突し、フロント側のバンパー10やクロスメンバ3を介し左右一対のサイドレール2に衝撃荷重Fが加わるとする。この衝撃荷重Fにより、まず先端域E0が座屈変形し、第1スティフナー8で剛性強化されている両サイドレール2の閉断面域E1は変形を抑えられ、傾斜域E2及び開断面域E3に,符号D2の方向の変位に伴う座屈変形が生じ、変形抵抗を示すこととなる。この場合、上り傾斜壁の上フランジ部602には閉断面域E1の屈曲変位に伴う曲げ応力が確実にこの部位に集中し、衝撃吸収のための変形を確実に行わせる行わせることができ、衝撃吸収のための変形が安定化する。
【0016】
更に、突片9が第2スティフナー11の上向き面fに向けて変位D1(図4、図5参照)し、突片9が上向き面fの前部に当接したままで屈曲変形が進行するとすると、図6(b)に2点鎖線で示すように、突片9が上向き面fより反力Pを受け、突片9側の上フランジ602と第2スティフナー11側の下フランジ7が相対的に間隔hを拡大させる方向に変形し、この部位で大きな変形抵抗を生じさせ、過度な屈曲変位を確実に抑えることができる。
このような各変形抵抗が順次生じることで、衝撃エネルギを順次確実に吸収でき、衝撃を緩和することができる。しかも、閉断面域E1の上方変位Rを小さく抑えられるので、閉断面域E1の上部に位置するキャブ4の前部の変形を最小限に抑えられ、乗員の安全保護を図れる。
【0017】
上述のところにおいて、閉断面域E1の閉断面構成部材としての第1スティフナー8は突片9と前後一体成形され、1部品化されている。このため、部品数を低減できる上に、サイドレール2側への溶接ポイントを比較的低減でき、組立て工数を低減でき、低コスト化に寄与できる。なお場合により、第1スティフナー8と突片9とを別部品化してもよい。
上述のところにおいて、車両はトラックTとして説明したが、シャシフレームを有する乗用車,トレーラ、バス等にも、本発明を同様に適用でき同様の作用効果を得られる。
【0018】
【発明の効果】
以上のように、請求項1の発明は、車体に前後方向の外力が加わった時に、上向き面に突片が乗り上げて開断面域での曲げ剛性を強化し、この際上下フランジ間が拡大する方向に変形することで屈曲変形抵抗をより増加させることができ、衝撃吸収量を十分増加させることができるので、衝突時に閉断面域が衝撃吸収変形することができる。
【0019】
請求項2の発明は閉断面域に続いて上り傾斜壁の上フランジ部を形成するので、曲げ応力が確実にこの部位に集中し、より確実に開断面域で衝撃吸収のための変形を行わせることができ、衝撃吸収のための変形が安定化する。
【0020】
請求項3記載の発明は、上向き台の車幅方向内側縁部に対し下向き縁が車幅方向外側にオフセットして形成されたので、突片を上向き台部の車幅方向内側縁より外側に位置させるので、開断面域に衝撃荷重が加わった際に、確実に上向き台部に突片が乗り上げることができ、開断面域の屈曲変形抵抗を確実に増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態としてのシャシフレームの補強構造を適用したトラックのシャシフレームを示し、(a)はシャシフレーム内のサイドレールの要部側断面図、(b)はサイドレールの要部切欠平面図である。
【図2】図1のシャシフレームの要部切欠斜視図である。
【図3】図1のトラックの部分切欠図で、(a)は概略平面図、(b)は概略側面図である。
【図4】図1のシャシフレーム内のサイドレールの要部切欠斜視図である。
【図5】図1のシャシフレーム内のサイドレールの衝突変形後の要部側断面図である。
【図6】図1中のサイドレールの断面を示し、(a)は開断面域での断面図、(b)は傾斜域E2での断面図である。
【図7】従来のサイドレールの変形を説明する概略部分図である。
【符号の説明】
1 シャシフレーム
2 サイドレール(シャシフレーム)
5 ウエブ部
6 上フランジ部
7 下フランジ部
9 突片
11 第2スティフナー(上向き台部)
c 下向き縁
f 上向き面
B 下側部分閉断面
E1 閉断面域
E3 開断面域
T トラック(車体)
X 前後方向[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a reinforcing structure for a chassis frame that strengthens its rigidity in the front-rear direction of a vehicle body, and in particular, is formed into a substantially ladder shape by combining a pair of left and right side rails having a substantially U-shaped cross section and a plurality of cross members. The present invention relates to a reinforcing structure for a chassis frame.
[0002]
[Prior art]
Vehicles such as trucks and microbuses have a chassis frame formed in a substantially ladder shape at the base of the vehicle body, strengthening the rigidity of the same part, attaching the axle side via suspension to the lower part, and cab on the upper part side Mounting and supporting cabins, cargo boxes, etc. By the way, the front end portion of the chassis frame is easily subjected to an impact load when the vehicle collides. Therefore, from the viewpoint of absorbing the impact load in the vicinity of the front end of the chassis frame, it is desirable to adopt a cross-sectional structure in which the portion is likely to be buckled. On the other hand, from the viewpoint of securing a living space with a chassis frame disposed directly under a cab or the like, the rigidity of the part is enhanced, and for example, a closed cross-sectional structure is adopted only on the front end side.
[0003]
Japanese Utility Model Laid-Open No. 2-44572 discloses an example of rigidity enhancement of a chassis frame having a substantially U-shaped cross section.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the
For this reason, it is desirable to secure a sufficient amount of deformation resistance on the front end side of the
[0005]
An object of the present invention is to provide a chassis frame reinforcing structure capable of sufficiently absorbing impact energy based on the above-described problems.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 1 is a reinforcing structure for a chassis frame having a substantially U-shaped cross section, comprising a web portion extending in the front-rear direction of the vehicle body and a flange portion extending from the upper and lower ends thereof. A closed cross-sectional area in which a section that is a predetermined length behind the vehicle front end side is formed in a closed cross-sectional shape, an open cross-sectional area that is continuously formed behind the closed cross-sectional area, and an upper flange portion in the open cross-sectional area A lower part closed cross section is formed by connecting a projecting piece projecting downward and having a downward edge rising upward toward the rear of the vehicle and a lower flange portion and a web portion of the open cross section area. An upward base portion formed with an upward surface opposite to the downward edge, and when an external force in the front-rear direction is applied to the vehicle body, the projecting piece rides on the upward surface of the upward base portion and impact energy characterized in that it absorbs
Therefore, when an external force in the front-rear direction applied to the vehicle body is applied to the open cross-sectional area via the closed cross-sectional area, the open cross-sectional area generates bending deformation resistance, and at the same time, the projecting piece rides on the upward surface. The bending rigidity in the open cross-sectional area is strengthened, and at this time, the deformation between the upper and lower flanges is expanded, whereby the bending deformation resistance can be further increased, and the shock absorption amount is sufficiently increased. For this reason, the closed cross-sectional area can absorb the shock at the time of collision.
Desirably, the closed cross-section component member in the closed cross-sectional area and the projecting piece in the open cross-sectional area may be formed as one part, and in this case, the structure and assembly can be simplified.
[0007]
According to a second aspect of the present invention, in the chassis frame reinforcing structure according to the first aspect, the upper flange portion of the open cross-sectional area is formed so as to form an inclined wall toward the rear from the closed cross-sectional area. And
In this case, since the upper flange portion of the upward inclined wall is formed following the closed cross-sectional area, the bending stress is surely concentrated on this part, and the deformation for absorbing the shock can be performed more reliably in the open cross-sectional area. , Deformation for shock absorption is stabilized.
[0008]
According to a third aspect of the present invention, in the chassis frame reinforcing structure according to the first or second aspect, the downward edge is offset from the vehicle width direction inner edge portion of the upward base in the vehicle width direction outer side. It is characterized by that.
In this case, since the protruding piece is positioned outside the inner edge in the vehicle width direction of the upward base portion, when an impact load is applied to the open cross-sectional area, the protruding piece can surely run on the upward base portion, The bending deformation resistance in the open cross-sectional area can be reliably increased.
Preferably, the upward base may be attached with a bulkhead that closes the lower partial closed section. In this case, since the rigidity of the upward base is enhanced, an impact load is applied to the open cross-sectional area, and the bending deformation resistance in the open cross-sectional area is sufficiently increased when the protruding piece rides on the upward base. Can do.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 and 2 show a chassis frame 1 to which a chassis frame reinforcing structure according to an embodiment of the present invention is applied. The chassis frame 1 constitutes a vehicle body base portion of the truck T shown in FIG. 3, and includes a pair of left and
[0010]
As shown in FIG. 3A, the
[0011]
As shown in FIG. 2, the
The closed cross-sectional area E1 on the front end side of the
An inclined area E2 following the closed cross-sectional area E1 is continuously formed on the rear end side of the
[0012]
[0013]
As shown in FIGS. 1A and 1B, the downward edge c of the projecting
In relation to this, the inner edge 111 of the
[0014]
In the open cross-sectional area E3 following the inclined area E2, a
[0015]
It is assumed that a truck T equipped with such a chassis frame 1 collides and an impact load F is applied to the pair of left and right side rails 2 via the
[0016]
Furthermore, when the projecting
By sequentially generating each of such deformation resistances, the impact energy can be reliably and sequentially absorbed, and the impact can be mitigated. Moreover, since the upward displacement R of the closed cross-sectional area E1 can be kept small, deformation of the front part of the cab 4 located at the upper part of the closed cross-sectional area E1 can be suppressed to the minimum, and passenger safety can be protected.
[0017]
In the above description, the
In the above description, the vehicle has been described as the truck T. However, the present invention can be similarly applied to a passenger car having a chassis frame, a trailer, a bus, and the like, and similar operational effects can be obtained.
[0018]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, when an external force in the front-rear direction is applied to the vehicle body, the projecting piece rides on the upward surface and reinforces the bending rigidity in the open cross-sectional area. By deforming in the direction, the bending deformation resistance can be further increased and the amount of shock absorption can be increased sufficiently, so that the closed cross-sectional area can undergo shock absorption deformation at the time of collision.
[0019]
Since the invention according to
[0020]
In the invention according to
[Brief description of the drawings]
1A and 1B show a chassis frame of a truck to which a chassis frame reinforcement structure according to an embodiment of the present invention is applied; FIG. 1A is a side sectional view of a main part of a side rail in the chassis frame, and FIG. FIG.
FIG. 2 is a cutaway perspective view of a main part of the chassis frame of FIG. 1;
3 is a partially cutaway view of the track of FIG. 1, wherein (a) is a schematic plan view and (b) is a schematic side view.
4 is a cutaway perspective view of a main part of a side rail in the chassis frame of FIG. 1. FIG.
5 is a cross-sectional side view of a main part after a collision deformation of a side rail in the chassis frame of FIG. 1. FIG.
6 shows a cross-section of the side rail in FIG. 1, where (a) is a cross-sectional view in an open cross-sectional area, and (b) is a cross-sectional view in an inclined area E2.
FIG. 7 is a schematic partial view illustrating a modification of a conventional side rail.
[Explanation of symbols]
1
5 Web part 6
c Downward edge f Upward surface B Lower partial closed section E1 Closed section area E3 Open section area T Track (vehicle body)
X longitudinal direction
Claims (3)
車両先端側から所定長さ後方の区間を閉断面形状に形成した閉断面域と、同閉断面域より後方に連続して形成される開断面域と、同開断面域の上フランジ部より下向きに突設され下向き縁が車両後方に向かい上り傾斜で形成された突片と、上記開断面域の下フランジ部とウエブ部とにわたり連結されることで下側部分閉断面を形成すると共に上記下向き縁と対向する上向き面が形成された上向き台部と、を有し、上記車体に前後方向の外力が加わったときに、上記上向き台部の上向き面に上記突片が乗り上げて衝撃エネルギーを吸収することを特徴とするシャシフレームの補強構造。In the reinforcing structure of the chassis frame having a substantially U-shaped cross section comprising a web portion extending in the front-rear direction of the vehicle body and a flange portion extending from the upper and lower ends thereof,
A closed cross-sectional area in which a section that is a predetermined length behind the vehicle front end side is formed in a closed cross-sectional shape, an open cross-sectional area that is continuously formed behind the closed cross-sectional area, and downward from the upper flange portion of the open cross-sectional area And a projecting piece formed with a downward edge protruding upward toward the rear of the vehicle and a lower flange portion and a web portion of the open cross-sectional area to be connected to form a lower partial closed cross section and the downward direction An upward base portion formed with an upward surface facing the edge, and when the external force in the front-rear direction is applied to the vehicle body, the protruding piece rides on the upward surface of the upward base portion to absorb impact energy. A chassis frame reinforcement structure characterized by
上記開断面域の上フランジ部が上記閉断面域より後方に向かい上り傾斜壁を成すように形成されたことを特徴とするシャシフレームの補強構造。The chassis frame reinforcing structure according to claim 1,
A reinforcing structure for a chassis frame, wherein the upper flange portion of the open cross-sectional area is formed so as to form an inclined wall that extends rearward from the closed cross-sectional area.
上記上向き台の車幅方向内側縁部に対し上記下向き縁が車幅方向外側にオフセットして形成されたことを特徴とするシャシフレームの補強構造。In the reinforcing structure of the chassis frame according to claim 1 or 2 ,
A reinforcing structure for a chassis frame, wherein the downward edge is formed to be offset outward in the vehicle width direction with respect to the vehicle width direction inner edge of the upward base.
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