JP4728574B2 - クロスメンバの高さ調整板 - Google Patents

Description

本発明は、主としてトラック用シャシフレームにおけるクロスメンバを、サイドメンバの断面高さに応じて装着可能としたクロスメンバの高さ調整板に関するものである。

トラック等では、一般に図４に示す如き、２本の並行したコ字断面のサイドメンバ２、２’を複数本のクロスメンバ３により連結したはしご形シャシフレーム１が使用されており、前記サイドメンバ２、２’は、同一系列の車種であっても積載量、ホイールベース、用途、仕向地等によって前記サイドメンバ２、２’に要求される強度、剛性を異にするので、その断面高さ、換言すれば図５に示す内面高さＨも種々のものが必要とされる。

更に図６（ｂ）のように、基本的なサイドメンバ３の内面に補強材４を使用して前記強度、剛性の要求に対応することも屡々行われることであり、その場合の内面高さＨ’はさまざまである。

これらの場合、前記クロスメンバ３も、図５のようにその上下のフランジ３ａ、３ｂをサイドメンバ２、２’の上、下フランジ２ａ、２ｂ又は２’ａ、２’ｂと接続するものでは、サイドメンバ２、２’の断面高さを前記内面高さＨまたはＨ’に合致させる必要がある。なお、図５において５は、上記のようにクロスメンバ３をサイドメンバ２、２’に締結するためのリベットである。

しかしながら、生産量の多い基本的な車型はともかく、図６（ｂ）のように補強材４を使用して対応せんとするような少量生産のものでは、種々の内面高さＨ’のサイドメンバ３に対して同一断面高さＨ’をもつそれぞれのクロスメンバを用意することは、これを製作するための金型代、加工費が膨大なものとなり、対応が困難である。

ところで、近年の研究によれば、車両用フレームの２本のサイドメンバ２、２’を所定間隔で連結する５、６本のクロスメンバ３の合計捩り剛性は、荷台架装時のフレーム全体の捩り剛性を１００とすると１０程度であるとされており、クロスメンバ３自体の剛性寄与度は比較的低いことが確かめられている。

そこで、このような研究結果に基づき、前記サイドメンバ２、２’の内面高さＨ、Ｈ’に合わせることのできるクロスメンバの取付け構造が考えられ、実用化されている。即ち、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すものがそれで、いずれもサイドメンバ２、２’の上下フランジに連結するクロスメンバ３０の両端に、リベット６等で固着される連結金具である。

これらの内、図７（ａ）に示す連結金具７は、通常より短めに形成したクロスメンバ３０の端部をコ字状に包む基端７ａと、該基端７ａと一体的で、連結すべきサイドメンバ２、２’の内面高さに合致する高さｈ1 とした同じくコ字状の連結部７ｂとからなり、該連結部７ｂのフランジ部７ｃにより、サイドメンバ２、２’のフランジ部２ａ、２ｂ、２’ａ、２’ｂにリベット５により連結されるものである。そしてこの連結金具７は、クロスメンバ３０と同形のコ字断面を有するので、サイドメンバ２、２’からクロスメンバ３０への捩り応力の伝達が確実に行われ、捩り剛性も高い。

図７（ｂ）に示す連結金具８、８’は、これも通常より短めに形成したクロスメンバ３０の端部の上下フランジ部３０ａ、３０ｂに取り付けられる基端８ａ、８’ａと、該基端８ａ、８’ａと一体的で、この両者間を連結すべきサイドメンバ２、２’の内面高さに合致する高さｈ2 となるよう屈曲した連結部８ｂ、８’ｂとからなり、該連結部８ｂ、８’ｂにより、サイドメンバ２、２’のフランジ部２ａ、２ｂ、２’ａ、２’ｂにリベット５により連結されるものである。この連結金具８、８’は、前記連結金具７に比して捩り応力の伝達においてやや確実性に欠け、捩り剛性も低いが、加工性に優れ、組付けも容易であるから、中、小型トラック等には十分使用できる。

図７（ｃ）に示す連結金具９、９’は、通常の長さのクロスメンバ３０’の端部の上下フランジ部３０’ａ、３０’ｂに固着するごとき必要厚さをもつ鋼板であって、上下の鋼板（連結金具）９、９’間を、サイドメンバ２、２’の内面高さに合致する高さｈ3 となるようにしたものである。この連結金具９、９’は、前記連結金具７、８に比して内面高さの調節範囲は小さいが通常の長さのクロスメンバ３０’の端部の上下フランジ部３０’ａ、３０’ｂに固着されているので、捩り応力の伝達及び捩り剛性はクロスメンバ３０’のみによるものとほぼ同等である。

しかし、前記連結金具７、８、８’、９、９’による場合も、それらの金具は全てサイドメンバの一定の内面高さに対応するのみであって汎用性に乏しく、また、連結金具７では製作に金型を必要とし、連結金具８、８’では捩り応力の伝達においてやや確実性に欠け、捩り剛性も低い。更に、連結金具９、９’では内面高さの調節範囲は小さい。

なお、後記特許文献１に示すように、クロスメンバをサイドメンバのウエブに連結すれば前記サイドメンバの内面高さの高低に対応できるが、サイドメンバからクロスメンバへの捩り応力の伝達及びサイドメンバへの装置、部品の取付けに制限を受ける等の問題がある。
特開平１１−０７８９６２号公報

よって、本発明が解決しようとする課題は、前記クロスメンバを車両用フレームにおけるサイドメンバの断面高さに応じて装着できるようにして、汎用性のある且つ捩り剛性の高いクロスメンバ構造が得られるクロスメンバの高さ調節板を提供することにある。

本発明は、車両用フレームの平行する２本のサイドメンバを、一定間隔に保ちつつ複数箇所でサイドメンバの上下フランジに連結するクロスメンバにおける、その両端付近のウェブに上下動可能に装着されるフランジ部を有するＬ型スライドプレートであって、クロスメンバのウエブにあけた固定穴と結合する長穴と、上記フランジ部にあけたサイドメンバの上、又は下フランジに固定のためのリベット穴を有することを特徴とするクロスメンバの高さ調整板に係る。

本発明のクロスメンバの高さ調整板は、車両用フレームの平行する２本のサイドメンバを、一定間隔に保ちつつ複数箇所でサイドメンバの上下フランジに連結するクロスメンバにおける、その両端付近のウェブに上下動可能に装着されるフランジ部を有するＬ型スライドプレートであって、クロスメンバのウエブにあけた固定穴と結合する長穴と、上記フランジ部にあけたサイドメンバの上、又は下フランジに固定のためのリベット穴を有することを特徴とするので、該プレートをクロスメンバの端部に必要長さ(高さ)に合わせて取り付けることによって、クロスメンバにおける少なくとも上下の一方は、前記プレートを介してサイドメンバの上、又は下フランジと接続するので、断面高さの小さなクロスメンバをサイドメンバの断面高さに応じて容易且つ確実に装着することができ、クロスメンバ等の金型代、加工費を大幅に節減し得る。

本発明の好ましい実施の形態を図１〜図３により説明すると、
本発明のクロスメンバの高さ調整板は、車両用フレーム１の平行する２本のサイドメンバ２，２’を、一定間隔に保ちつつ複数箇所でサイドメンバ２，２’の上下フランジ２ａ、２’ａ、２ｂ、２’ｂに連結するクロスメンバ３５における、その両端付近のウェブ３５cに上下動可能に装着されるフランジ部４０ｂを有するＬ型スライドプレート４０であって、クロスメンバ３５のウエブ３５ｃにあけた固定穴３６と結合する長穴４１と、上記フランジ部４０ｂにあけたサイドメンバ２，２’の上、又は下フランジ２ａ、２’ａ、２ｂ、２’ｂに固定のためのリベット穴３６，４０ｃを有することを特徴とするが、本発明のクロスメンバの高さ調整板すなわちＬ型スライドプレート４０は、クロスメンバ３５の両端付近のウェブ３５ｃに、上下動可能に装着し、クロスメンバ３５における少なくとも上下の一方に、前記プレートを介してサイドメンバ２、２’の上フランジ２ａ、２’ａ、又は下フランジ２ｂ、２’ｂと接続するのである。

図１は、前記高さ調整板を介してクロスメンバをサイドメンバへ組付けた状態を示し、図２は、本発明におけるＬ型スライドプレート４０とそのクロスメンバへの取付け状態を示し、図３は、前記内面高さの確定後更に前記プレート４０をクロスメンバ３５に栓溶接した状態を示すが、これにより本発明を詳細に説明する。

本発明の高さ調整板である前記Ｌ型スライドプレート４０は、クロスメンバ２、２’とほぼ同一厚さの鋼板をＬ字形に折り曲げたもので、立上り部４０ａに続くフランジ部４０ｂはクロスメンバ２、２’のフランジ３５ｂと同一幅とし、図１〜３の例では、立上り部４０ａには前記長穴４１のほか、長穴４１の中間に縦に２個並べて栓溶接用の穴４２を開けている。

上記Ｌ型スライドプレート４０のフランジ部４０ｂには、該プレートを固定するクロスメンバ３５の上フランジ３５ａに開けたリベット穴３５ｄに対応してリベット穴４０ｃを開けるが、この穴４０ｃを介してリベット１０でサイドメンバ２、２’に固定する際邪魔にならぬよう、クロスメンバ３５の下フランジ３５ｂは、Ｌ型スライドプレート４０の幅のほぼ１／２の重なり部分Ｗ（図３（ａ））を除いて端部を切除している。

前記のようにＬ型スライドプレート４０を内面高さを設定しつつボルト・ナット３７、３８によりクロスメンバ３５に装着した後、必要有れば前記栓溶接用の穴４２により図３のように栓溶接４３を行う。これによってＬ型スライドプレート４０とクロスメンバ３５との結合は一層強固になる。

図１〜図３に示す本発明の前記高さ調整板が固定されるクロスメンバは、車両用フレーム１の平行する２本のサイドメンバ２、２’を、一定間隔に保ちつつ複数箇所でサイドメンバ２、２’の上下フランジ２ａ、２’ａ、２ｂ、２’ｂに連結するクロスメンバ３５において、まず該クロスメンバ３５の両端付近のウェブ３５ｃに四角状に４個の固定穴３６を開け、次にＬ字形に成形したＬ型スライドプレート４０を用意し、これに、水平方向は前記穴３６と同一位置で、また垂直方向は前記穴３６の対応位置を中心に上下に延びる長穴４１をあけ、このようなＬ型スライドプレート４０の前記長穴４１とクロスメンバ３５の穴３６にボルト３７を挿通して、Ｌ型スライドプレート４０を上下動可能に装着し、図１〜３の場合クロスメンバ３５における下側は、前記プレート４０を介してサイドメンバ２、２’の下フランジ２ｂ、２’ｂと連結するよう、クロスメンバ４０上面からＬ型スライドプレート４０下面までの距離を内面高さＨに設定した上、前記ボルト３７にナット３８をねじ結合して緊締する。

以上のように構成した前記クロスメンバをリベット１０によりサイドメンバ２、２’に連結したときは、サイドメンバ２、２’からの捩り応力は直接及びＬ型スライドプレート４０を介してクロスメンバ３５に確実に伝えられるので、その吸収が確実になされる。

車両用フレームの２本のサイドメンバ２、２’を所定間隔で連結する５、６本のクロスメンバ３の合計捩り剛性が、荷台架装時のフレーム全体の捩り剛性を１００としたとき１０程度であるとすれば、理論的には断面高さの非常に小さいクロスメンバも使用できるはずであり、この場合はＬ型スライドプレートを上下に対称的に２個使用して各々をサイドメンバ２、２’の上、下フランジに連結するものも考えられる。

本発明に係る高さ調整板を取り付けた車両用フレームのクロスメンバをサイドメンバへ組付けた状態を示す正面図である。 本発明におけるＬ型スライドプレートとそのクロスメンバへの取付け状態を示す斜視図である。 （ａ）内面高さの確定後更に前記Ｌ型スライドプレートをクロスメンバに栓溶接したものをサイドメンバに装着した状態を示す正面図である。（ｂ）（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。 本発明を適用すべき自動車用フレームの全体斜視図である。 従来のクロスメンバとサイメンバの連結状態を示す正面図である。 （ａ）、（ｂ）ともサイドメンバの断面図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）とも、従来のクロスメンバのサイドメンバとの連結手段を示す部分的斜視図である。

１ はしご形シャシフレーム（フレーム）
２、２’、 サイドメンバ
３、３０、３０’、３５ クロスメンバ
４ 補強材
５、６、１０ リベット
７、８、８’、９、９’ 連結金具
３６ 固定穴
３７ ボルト
３８ ナット
４０ Ｌ型スライドプレート(クロスメンバ高さ調整板)
４１ 長穴
４２ 栓溶接用穴
４３ 栓溶接
Ｈ、Ｈ’ サイドメンバの内面高さ
Ｗ Ｌ型スライドプレートとサイドメンバのフランジとの重なり部分。

Claims (2)

1. 車両用フレームの平行する２本のサイドメンバを、一定間隔に保ちつつ複数箇所でサイドメンバの上下フランジに連結するクロスメンバにおける、その両端付近のウェブに上下動可能に装着されるフランジ部を有するＬ型スライドプレートであって、クロスメンバのウエブにあけた固定穴と結合する長穴と、上記フランジ部にあけたサイドメンバの上、又は下フランジに固定のためのリベット穴を有することを特徴とするクロスメンバの高さ調整板。
2. 前記長穴に加え栓溶接用穴を併設したことを特徴とする請求項１記載のクロスメンバの高さ調整板。

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