JP5392149B2 - Vehicle frame - Google Patents
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Description
本発明は、例えばトラックや大型乗用車等の車両に用いられる車両用フレームに関する。 The present invention relates to a vehicle frame used for vehicles such as trucks and large passenger cars.
従来より、例えばトラックや大型乗用車等(以下これらを総称してトラック等という)の車両の車体基礎部分として用いられる車両用フレームとしては、車両長手方向に伸長する左右一対の略平行に設けられたサイドレールと、これら一対のサイドレールに結合され、互いのサイドレールを接続する複数のクロスメンバによって構成されたもの(平面構成が梯子状であることから梯子フレームあるいはラダーフレームと呼ばれることがある)が知られている。ここで、サイドレールとクロスメンバは溶接、ボルトあるいはリベット等によって接合される。 Conventionally, as a vehicle frame used as a vehicle body base portion of a vehicle such as a truck or a large passenger car (hereinafter collectively referred to as a truck or the like), a pair of left and right substantially extending in the longitudinal direction of the vehicle has been provided. Consists of side rails and a plurality of cross members connected to the pair of side rails and connecting the side rails to each other (sometimes called a ladder frame or a ladder frame because the planar configuration is a ladder) It has been known. Here, the side rail and the cross member are joined by welding, bolts, rivets or the like.
図1は、従来からトラック等の車両の車体基礎部分に用いられている車両用フレーム200の概略斜視図である。図1に示すように、車両用フレーム200は車両長手方向に伸長する一対の略平行に設けられたサイドレール205、206を有し、また、サイドレール205とサイドレール206に直交するように接合される複数のクロスメンバ210が設けられている。サイドレール205、206とクロスメンバ210の接合は溶接によって行われている。ここで、複数のクロスメンバ210は図1に示すように等間隔に設けられる。
FIG. 1 is a schematic perspective view of a
また、図2はクロスメンバ210の断面形状の例を示す断面図である。クロスメンバ210の断面形状は図2(a)に示すようなコの字形状や図2(b)に示すような略長方形形状が考えられる。即ち、溝形型部材210aや角型中空部材210bがクロスメンバ210としては主に用いられる。なお、図1ではクロスメンバとして角型中空部材210bを用いた場合を図示している。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of the cross-sectional shape of the
図1、図2には、従来から用いられている一般的な車両用フレームを図示したが、このような車両用フレームには大重量の車体を支持するために相当の剛性が必要とされ、その剛性の向上は常に求められている。そこで、例えば特許文献1には、アルミニウム合金材からなるサイドレールおよびクロスメンバから構成されるトラックシャーシフレームが提案されている。
FIG. 1 and FIG. 2 show a conventional vehicle frame that has been used in the past. However, such a vehicle frame requires considerable rigidity to support a heavy vehicle body, The improvement of the rigidity is always required. Thus, for example,
また、例えば特許文献2には、一枚の板材を成形して得られる捻れ剛性に優れたクロスメンバが提案され、そのクロスメンバを複数用いてサイドレールと結合し構成される車両用フレームが開示されている。 Further, for example, Patent Document 2 proposes a cross member excellent in torsional rigidity obtained by molding a single plate material, and discloses a vehicle frame constituted by using a plurality of the cross members and connecting to a side rail. Has been.
しかしながら、上記特許文献1および特許文献2に提案・開示されている車両用フレームにおいては、例えば溝型部材や角型中空部材をクロスメンバとして複数用い、サイドレールとそれぞれのクロスメンバを例えば溶接やボルト等の手段によって接合して車両用フレームを構成することから、部材同士(サイドレールとクロスメンバ)の接合箇所が多く、車両用フレーム全体としての重量が大きくなってしまうという問題点があった。さらに、接合工程が煩雑化し、車両用フレームの製造効率が低下してしまうといった問題点もあった。
However, in the vehicle frame proposed and disclosed in
そこで、上記問題点に鑑み、本発明の目的は、構成部材の数を減らすことで溶接等の接合工程を簡略化すると共に、十分な捻れ剛性が得られ、軽量化された、車両用フレームを提供することにある。 Accordingly, in view of the above problems, an object of the present invention is to simplify a joining process such as welding by reducing the number of constituent members, and to obtain a vehicle frame that has sufficient torsional rigidity and is reduced in weight. It is to provide.
前記の目的を達成するため、本発明によれば、車体を支持する車両用フレームであって、
車体長手方向に沿って伸長する略平行に配置される一対のサイドレールと、
前記一対のサイドレールに両端部がそれぞれ接合され、溝型部材または角型中空部材からなる1または2以上のクロスメンバと、
側面が前記一対のサイドレールに接合され、閉鎖断面を有する中空の金属からなる、1または2以上の接続部材とを備え、
前記接続部材は、複数の内部空間が分断された状態で内側に形成された形状である、車両用フレームが提供される。
To achieve the above object, according to the present invention, a vehicle frame for supporting a vehicle body,
A pair of side rails arranged substantially parallel to extend along the longitudinal direction of the vehicle body;
One or two or more cross members each having both ends joined to the pair of side rails and made of a groove-shaped member or a square hollow member;
1 or 2 or more connecting members made of a hollow metal having side surfaces joined to the pair of side rails and having a closed cross section ;
The connecting member is provided with a vehicle frame having a shape formed on the inner side in a state where a plurality of internal spaces are divided .
前記接続部材は略円形状の2つの金属管が固着されて構成されても良い。前記2つの金属管が互いに固着する接続部同士は、一方の金属管の接続部を他方の金属管の接続部に挿入することによって固着されても良い。The connecting member may be configured by fixing two substantially circular metal tubes. The connection portions where the two metal tubes are fixed to each other may be fixed by inserting the connection portion of one metal tube into the connection portion of the other metal tube.
また、本発明によれば、車体を支持する車両用フレームであって、車体長手方向に沿って伸長する略平行に配置される一対のサイドレールと、前記一対のサイドレールに両端部がそれぞれ接合され、溝型部材または角型中空部材からなる1または2以上のクロスメンバと、側面が前記一対のサイドレールに接合され、管の長手方向に直交する方向において閉鎖断面を有する中空の金属からなる、1または2以上の接続部材とを備え、前記接続部材は連続的または断続的な略楕円形のループ形状である、車両用フレームが提供される。前記接続部材は、略U字型形状の2つの金属管の端部同士が固着されることにより構成されても良い。前記2つの金属管の端部同士は、一方の金属管の端部を他方の金属管の端部に挿入することによって固着されても良い。前記2つの金属管は、それぞれ一体成形されていても良い。前記一体成形は、ハイドロフォームによって行われても良い。さらに、前記接続部材の断面形状は扁平形状であっても良い。 According to the present invention, there is also provided a vehicle frame that supports the vehicle body, the pair of side rails that are arranged substantially in parallel along the longitudinal direction of the vehicle body, and both ends joined to the pair of side rails. One or two or more cross members made of a groove-shaped member or a square hollow member, and a side surface joined to the pair of side rails and made of a hollow metal having a closed cross section in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the tube There is provided a vehicle frame including one or two or more connection members, wherein the connection members have a continuous or intermittent substantially elliptical loop shape. The connecting member may be configured by fixing ends of two substantially U-shaped metal tubes. The ends of the two metal tubes may be fixed by inserting the end of one metal tube into the end of the other metal tube. The two metal tubes may be integrally formed. The integral molding may be performed by hydroforming. Furthermore, the cross-sectional shape of the connecting member may be a flat shape.
本発明によれば、構成部材の数を減らすことで溶接等の接合工程を簡略化すると共に、十分な捻れ剛性が得られ、軽量化された、車両用フレームが提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while shortening joining processes, such as welding, by reducing the number of structural members, sufficient torsional rigidity is obtained and the vehicle frame reduced in weight is provided.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present specification and drawings, components having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図3は本実施の形態にかかる車両用フレーム1(以下、フレーム1と呼称する)が製造される過程の説明図であり、図3(d)が最終的にフレーム1として完成されたものである。以下、図3を参照してフレーム1の製造過程を説明する。
FIG. 3 is an explanatory view of a process of manufacturing the vehicle frame 1 (hereinafter referred to as the frame 1) according to the present embodiment. FIG. 3 (d) is finally completed as the
図3(a)に示されるように、略U字型形状に成形された閉鎖断面を有する金属管である略U字型形状の金属管9が二本用意され、これら金属管9の端部9’同士を突き合わせて、溶接によって接合される。なお、略U字型形状の金属管9は、中空の鋼管を例えばハイドロフォームによって一体成形することにより製造される。
As shown in FIG. 3A, two substantially
こうして2つの略U字型形状の金属管9の端部9’同士を接合することにより、図3(b)に示すように、略楕円形状をしたループ形状の接続部材10が形成される。そして図3(c)に示すように、接続部材10の長径に平行な両側側面(図3中における接続部材10の上側および下側)の外側にサイドレール20、21をそれぞれ配置し、サイドレール20、21と接続部材10を溶接によって接合する。サイドレール20、21はプレス成形によって製造され、その断面形状はコの字形状であり、開口側面20a、21aがフレーム1の内側になるように配置された状態で接続部材10との接合が行われる。
By joining the
また、この接続部材10とサイドレール20、21との接合と同時に、サイドレール20、21と複数のクロスメンバ30との接合が行われる。クロスメンバ30は角型中空部材であり、図3(c)に示すように、サイドレール20、21と複数のクロスメンバ30の両端部30a、30bが垂直になるように接合が行われる。サイドレール20、21におけるクロスメンバ30の接合位置は任意に設定でき、本実施の形態ではフレーム1の長手方向端部を構成するように2本のクロスメンバ30を配置(サイドレール20、21の長手方向端部と接合するように配置)し、接続部材10の近傍に1本配置している。なお、クロスメンバ30は角型中空部材であるとしたがこれに限られるものではなく、断面がコの字型である溝型部材(溝形鋼)であっても良い。
Further, at the same time when the connecting
また、ここで用いるクロスメンバ30の数はサイドレール20、21の長さや、完成後のフレーム1に求められる剛性・強度によって任意に定めることが可能であり、本実施の形態では図3に示すように3本のクロスメンバ30を用いることとする。また、本実施の形態では接続部材10を1つのみサイドレール20、21間に接合することとしているが、フレーム1に求められる剛性・強度によって複数の接続部材10を用いることも当然可能である。
The number of
図3(a)〜(c)に示す工程を経て、図3(d)に示すようにサイドレール20、21と接続部材10とクロスメンバ30が一体化された構成であるフレーム1が製造される。こうして製造されたフレーム1を例えばトラック等の車両の車体を支持するフレームとして用いることで、大重量の車体を支持することが可能な剛性の高い車両用フレームが得られることとなる。
Through the steps shown in FIGS. 3A to 3C, the
また、図4は図3(d)のX−X断面である接続部材10とサイドレール20の接合部の断面図である。図4に示すように、本実施の形態では、接続部材10(金属管9)は中空の扁平形状管であり、サイドレール20はコの字型形状の断面である溝型部材(溝形鋼)であり、サイドレール20の内側(開口側面)を接続部材10に固着させた構成である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the joint between the
ここで、図5を参照して、本実施の形態にかかるフレーム1の剛性について説明する。図5は、捻れ(a)、面内せん断(b)、面外曲げ(c)、面内曲げ(d)についての説明図である。捻れに対する剛性とは、図5(a)に示すように、フレーム1の一辺1aを固定した状態において、一辺1aと対向する辺1bに回転モーメント(偶力F)を作用させた場合のフレーム1の剛性を示す。上述したように、図1に示したフレーム1においては、接続部材10は閉鎖断面を有する金属管からなる。中空で閉鎖断面を有している金属管は、棒鋼等の鋼材と比較して、捻れに対する剛性が高い。従って、フレーム1全体としての捻れに対する剛性は、接続部材10があることによって高くなる。また、接続部材10とサイドレール20(21)とが固着されることにより、捻れに対する剛性はより高まる。
Here, the rigidity of the
また、図5(b)に示すように、面内せん断に対する剛性とは、フレーム1の一辺1aを固定した状態において、一辺1aと対向する辺1bに水平方向の力Fを辺1bと平行に作用させた場合に対する剛性である。本実施の形態にかかるフレーム1においては、サイドレール20(21)の内側に配置された接続部材10が筋交いとしての役割を果たすため、フレーム1の面内せん断に対する剛性は高くなる。
Further, as shown in FIG. 5 (b), the rigidity against in-plane shear means that in a state where one
また、図5(c)に示すように、フレーム1の面外曲げに対する剛性とは、フレーム1の任意の位置にフレーム1の表面に垂直な方向に力Fを加えた場合に対する剛性である。本実施の形態にかかるフレーム1においては、サイドレール20(21)とクロスメンバ30を四角形状になるように接合させて構成し、ループ状の接続部材10とサイドレール20(21)とが固着されることによって面外曲げに対する剛性は高いものとなる。
Further, as shown in FIG. 5C, the rigidity against out-of-plane bending of the
また、図5(d)に示すように、面内曲げに対する剛性とは、フレーム1の辺1aと辺1bが固定された状態で、フレーム1の中間部の任意の位置に、水平方向の力Fを加えた場合に対する剛性である。本実施の形態にかかるフレーム1においては、サイドレール20(21)の内側に配置された接続部材10が、1つの辺に作用する力Fを、対向する辺に効率よく伝達するように働くため、フレーム1の面内曲げ剛性は高くなる。
Further, as shown in FIG. 5D, the rigidity against in-plane bending is the horizontal force at an arbitrary position in the intermediate portion of the
以上説明したように、本実施の形態にかかるフレーム1はサイドレール20、21、クロスメンバ30および接続部材10から構成される。接続部材10として閉鎖断面を有する金属管を用いたことや、その接続部材10をループ形状としてサイドレール20、21と一体化させたことにより、フレーム1の剛性は、上記捻れ、面内せん断、面外曲げ、面内曲げに対して極めて高いものとなる。また、ハイドロフォームによって一体的に成形した金属管を用いて接続部材10を構成するため、フレーム1に用いる部材数が少なく抑えられ、その結果、接合工程等のフレーム1製造工程が簡略化される。さらには、中空金属管を用いたことでフレーム1の軽量化が図られることとなる。
As described above, the
以上、本発明の実施の形態の一例を説明したが、本発明は図示の形態に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although an example of embodiment of this invention was demonstrated, this invention is not limited to the form of illustration. It is obvious for those skilled in the art that various modifications or modifications can be conceived within the scope of the idea described in the claims, and these naturally belong to the technical scope of the present invention. It is understood.
例えば、上記実施の形態におけるフレーム1の構成は、図3に示すように接続部材10とクロスメンバ30は接合されないものとしたが、本発明はこれに限られるものではなく、接続部材10、サイドレール20、21およびクロスメンバ30を一体化させるように接合することも考えられる。
For example, in the configuration of the
図6は、接続部材10、サイドレール20、21およびクロスメンバ30を一体化させるように接合した、本発明の他の一例にかかるフレーム50の概略平面図である。図6に示すように、フレーム50においては、上記実施の形態と同様にサイドレール20、21と接続部材10の長径に平行な両側側面の外側は溶接によって接合されており、さらに、接続部材10の短径に平行な両側側面の外側がそれぞれクロスメンバ30と溶接によって接合されている。即ち、フレーム50の製造過程においてクロスメンバ30の配置場所を接続部材10の短径に平行な両側側面の外側とし、接続部材10とサイドレール20、21を接合する際に、接続部材10とクロスメンバ30の接合も行うこととなる。なお、フレーム50においても、上記実施の形態と同様クロスメンバ30の配置場所やその数については適宜変更可能であるが、少なくとも2本のクロスメンバ30が接続部材10の短径に平行な両側側面の外側に配置されることは必要である。
FIG. 6 is a schematic plan view of a frame 50 according to another example of the present invention in which the connecting
このフレーム50によれば、上記実施の形態にかかるフレーム1に比べ接合工程が多少増えるものの、サイドレール20、21と2本のクロスメンバ30によって囲まれる平面A内において、接続部材10がより強固に固着・固定され、その筋交いとしての剛性がさらに増すといった利点がある。
According to the frame 50, although the joining process is slightly increased as compared with the
また、上記実施の形態においては、フレーム1の構成要素として接続部材10を1つ用いるものとして説明したが、1つのフレーム内に複数の接続部材10を設ける構成とすることも考えられる。例えば、図7は接続部材10と接続部材10’を2つ設けた場合のフレーム60の概略平面図である。図7に示すように、フレーム60においては、サイドレール20、21に挟まれるような配置で2つの接続部材10、10’が接合され、さらに、フレーム60の長手方向端部を形成するようにクロスメンバ30が2本サイドレール20、21の端部に接合されている。
Moreover, in the said embodiment, although demonstrated as what uses the one
ここで、図7には、接続部材10、10’と2本のクロスメンバ30は接合されていない場合を図示したが、クロスメンバ30の設置本数は適宜増加可能であり、その場合、接続部材10、10’とクロスメンバ30は接合されていても良い。また、図7には、フレーム内に配置する接続部材10の数が2つの場合を図示したが、この数は適宜変更可能である。さらには、接続部材10と接続部材10’のサイズ(長径)を異なるものとすることも可能である。
Here, FIG. 7 illustrates the case where the connecting
そこで、図8には接続部材10と、接続部材10と長径の異なる(接続部材10の長径より短い長径である)接続部材10’’を2つ設け、そのそれぞれの両端部(半円形状部)にクロスメンバ30を接合したフレーム70の概略平面図を示した。接続部材10’’の長径は、求められるフレーム70のサイズに応じて適宜定めることが好ましい。
Therefore, in FIG. 8, two
以上説明したフレーム60およびフレーム70によれば、上記実施の形態にかかるフレーム1に比べ接続部材10、10’あるいは接続部材10、10’’の2つを用いているため、2つの接続部材が共にフレーム60および70の筋交いとして機能することで、その剛性が増すといった利点がある。
According to the
また、上記実施の形態にかかるフレーム1においては、接続部材10は略楕円形状のループ状であるものとしたが、本発明においては、図9に示すように接続部材10が断続部75を有する断続的なループ形状をとることとしても良い。図9に示す断続的なループ形状の接続部材10を有するフレーム80においては、接続部材10の断続部75は接続部材10における対向する直線形状部に設けられることとしているが、これに限られることはなく、半円形状部に設けられても良い。また、図9では断続部75を2箇所に設ける場合を示したが、必ずしも2箇所である必要はない。但し、断続部75を設ける場合に、接続部材10の断続部75はサイドフレーム20、21のいずれかと接合されている必要があり、互いの部材(接続部材10とサイドフレーム20、21)同士の間で、力が伝達される必要がある。
Further, in the
接続部材10に断続部75を設けることにより、フレーム80の捻れ剛性を制御し、必要十分な性能とした上で、フレーム80の重量を低減させることができる。
By providing the
また、断続部75を接続部材10の対向する直線形状部に設けた場合に、クロスメンバ30を断続部75に挿入することも考えられる。図10は接続部材10に断続部75を設け、断続部75にクロスメンバ30を挿入する構成としたフレーム90の概略平面図である。このフレーム90によれば、断続部75にクロスメンバ30が挿入され、サイドレール20、21と接続部材10とクロスメンバ30が一体化させられるため、フレーム90全体の剛性が高まる。
Moreover, when the
さらにまた、本発明においては、接続部材として複数の内部空間が分断された状態で内側に形成された形状、例えば8の字型形状の金属管を用いることが考えられる。図11は8の字型形状の金属管を用いて作製される8の字型接続部材95を用いたフレーム100の概略平面図である。8の字型接続部材95は、図12に示すように、略円形状の金属管105を2つ接続部105’において接続することで得られる。金属管105は、閉鎖断面を有する中空の直線形状の金属管をループ状に湾曲させ、両端面106が同一平面となるようにそろえた状態で、該金属管の端部外周面同士を接合させることにより形成される。この形成過程において、略円形状の金属管105の内側には内部空間107が形成される。ここで、略円形状の金属管105は、例えばハイドロフォームによって一体成形して製造することができる。但し、略円形状の金属管105の形成方法はこれに限られるものではなく、例えば、U字型鋼管の両端部を接合することで形成してもよい。
Furthermore, in the present invention, it is conceivable to use a metal tube having a shape formed inside, for example, an 8-shaped metal tube, in a state where a plurality of internal spaces are divided as the connecting member. FIG. 11 is a schematic plan view of a
上述してきた本発明の実施の形態およびその変形例において、接続部材10を構成する略U字型形状の金属管9同士を接合・固着させる場合や、接続部材10、サイドレール20、21およびクロスメンバ30の各部材間での接合は溶接を用いることを前提として説明してきたが、本発明はこれに限るものではない。例えば図13に示すように、金属管9同士の接合は、一方の金属管9の接続部である端部9’を他方の金属管9の接続部である端部9’に挿入することで、2つの金属管同士を接合して接続部材10を構成することとしても良い。かかる構成により、フレーム作製時の溶接工程を減少させ、より効率的にフレーム1を作製することが可能となる。なお、一方の金属管9の端部9’を他方の金属管9の端部9’に挿入後、ネジ等を用いて固着することにより、接合がより確実なものとなる。
In the above-described embodiment of the present invention and its modifications, the
従来から知られている梯子フレームと本願発明にかかる略楕円形のループ形状である接続部材を備えたフレームの捻れ剛性をそれぞれ測定し、その比較を行った。図14は従来より知られている梯子フレーム(比較例)である。図14に示すように、今回の比較例にかかる梯子フレームとしては、左右一対のサイドレールとその互いのサイドレールを接続するように設けられた8本のクロスメンバから構成される梯子フレームを用いた。 The torsional rigidity of a conventionally known ladder frame and a frame provided with a connection member having a substantially elliptical loop shape according to the present invention were measured and compared. FIG. 14 shows a conventionally known ladder frame (comparative example). As shown in FIG. 14, the ladder frame according to this comparative example is a ladder frame composed of a pair of left and right side rails and eight cross members provided to connect the side rails to each other. It was.
一方、図15は本願発明にかかる車両用フレーム(実施例1)である。図15に示すように、今回の実施例1にかかる車両用フレームとしては、左右一対のサイドレールとその互いのサイドレールを接続するように設けられた4本のクロスメンバと、略楕円形のループ形状である2つの接続部材をその両側側面を一対のサイドレールそれぞれに接合することで構成される車両用フレームを用いた。即ち、上記実施の形態において図3を参照して説明した(車両用)フレームにおいて接続部材を2つに増やして構成されるような車両用フレームが用いられた。なお、本実施例で用いたサイドレールおよびクロスメンバの板厚は7.0mmであり、接続部材の板厚は1.8mmであった。また、梯子フレーム(比較例)と車両用フレーム(実施例1)におけるフレーム全体の総重量は等しかった。 On the other hand, FIG. 15 shows a vehicle frame (Example 1) according to the present invention. As shown in FIG. 15, the vehicle frame according to the first embodiment includes a pair of left and right side rails, four cross members provided so as to connect the side rails, and a substantially elliptical shape. A vehicle frame constituted by joining two connecting members each having a loop shape on both side surfaces to a pair of side rails was used. In other words, a vehicle frame configured by increasing the number of connection members to two in the (vehicle) frame described with reference to FIG. 3 in the above embodiment is used. The plate thickness of the side rail and cross member used in this example was 7.0 mm, and the plate thickness of the connecting member was 1.8 mm. Further, the total weight of the entire frame in the ladder frame (comparative example) and the vehicle frame (Example 1) was equal.
ここで、図14に示す梯子フレーム(比較例)と図15に示す車両用フレーム(実施例1)において、図14中の矢印Pで示すように力を加え、各フレームの捻れ剛性を測定し、その比較を行った。その結果、図14に示す梯子フレーム(比較例)の捻れ剛性の値に比べ、図15に示す車両用フレーム(実施例1)の捻れ剛性の値は1.7倍であることが分かった。両者のフレームは総重量が等しいことから、ほぼ同量の材料を用いて製造した2種類のフレームにおいて、上述したように捻れ剛性に大きな差異が出たことから、本願発明にかかる接続部材を備えた車両用フレームは従来のフレームに比べ優れた捻れ剛性を有することが分かった。 Here, in the ladder frame (comparative example) shown in FIG. 14 and the vehicle frame (example 1) shown in FIG. 15, a force is applied as shown by an arrow P in FIG. 14, and the torsional rigidity of each frame is measured. The comparison was made. As a result, it was found that the value of the torsional rigidity of the vehicle frame (Example 1) shown in FIG. 15 was 1.7 times that of the value of the torsional rigidity of the ladder frame (Comparative Example) shown in FIG. Since both frames have the same total weight, the two types of frames manufactured using almost the same amount of material have a large difference in torsional rigidity as described above. It was also found that the vehicle frame has superior torsional rigidity compared to the conventional frame.
また、図16は本願発明にかかる車両用フレームの変形例(実施例2)である。実施例2にかかる車両用フレームとしては、左右一対のサイドレールとその互いのサイドレールを接続するように設けられた6本のクロスメンバと、略楕円形のループ形状である1つの接続部材をその両側側面を一対のサイドレールそれぞれに接合することで構成される車両用フレームを用いた。即ち、上記実施の形態において図3を参照して説明した(車両用)フレームが用いられた。なお、本実施例で用いたサイドレールおよびクロスメンバの板厚は7.0mmであり、接続部材の板厚は1.8mmであった。また、梯子フレーム(比較例)と車両用フレーム(実施例2)におけるフレーム全体の総重量は等しかった。 FIG. 16 is a modification (Example 2) of the vehicle frame according to the present invention. The vehicle frame according to the second embodiment includes a pair of left and right side rails, six cross members provided so as to connect the side rails to each other, and one connection member having a substantially elliptical loop shape. A vehicle frame constituted by joining both side surfaces to a pair of side rails was used. That is, the (vehicle) frame described with reference to FIG. 3 in the above embodiment was used. The plate thickness of the side rail and cross member used in this example was 7.0 mm, and the plate thickness of the connecting member was 1.8 mm. Further, the total weight of the entire frame in the ladder frame (comparative example) and the vehicle frame (Example 2) was equal.
図16に示す実施例2と、図14に示す比較例との捻れ剛性を、前記実施例1の場合と同様の方法で比較した結果、比較例の捻れ剛性に比べ、実施例2の捻れ剛性の値は1.25倍であることが分かった。 The torsional rigidity of Example 2 shown in FIG. 16 and the comparative example shown in FIG. 14 were compared by the same method as in Example 1. As a result, the torsional rigidity of Example 2 was compared with that of Comparative Example. The value of was found to be 1.25 times.
図17は本願発明にかかる車両用フレームの変形例(実施例3)である。実施例3にかかる車両用フレームとしては、前記実施例とほぼ同じであるが、図17に示すように略楕円形のループ形状の接続部材を中央分断部で分割し、2つのU字部材としている点に特徴がある。 FIG. 17 shows a modification (Example 3) of the vehicle frame according to the present invention. The vehicle frame according to the third embodiment is substantially the same as the above-described embodiment. However, as shown in FIG. 17, a substantially elliptical loop-shaped connection member is divided at the central dividing portion to obtain two U-shaped members. There is a feature in that.
図17に示す実施例3と、図14に示す比較例との捻れ剛性を、前記実施例1の場合と同様の方法で比較した結果、比較例の捻れ剛性に比べ、実施例3の捻れ剛性の値は1.1倍であることが分かった。 The torsional rigidity of Example 3 shown in FIG. 17 and the comparative example shown in FIG. 14 were compared by the same method as in Example 1. As a result, the torsional rigidity of Example 3 was compared with that of Comparative Example. The value of was found to be 1.1 times.
以上説明したように3つの実施例について、従来技術である比較例に対する捻れ剛性を比較した。ほぼ同量の材料を用いて製造した4種類のフレームにおいて、上述したように捻れ剛性に1.1倍−1.7倍の差異が出たことから、本願発明にかかる接続部材を備えた車両用フレームは従来のフレームに比べ優れた捻れ剛性を有することが分かった。なお、前記3つの実施例においては、フレームの重要な構造性能である捩れ剛性を公平に比較するために、サイドレールとクロスメンバの断面はコの字形(溝形)とし、また材長方向においても一様として、単純化している。また略楕円形の接続部材についても、その断面は矩形とし、材長方向(金属管の長さの方向)の断面は一様として、単純化している。しかしながら、実際には、構造性や組立・加工性などの都合により、本願発明で提示したコの字形や矩形だけでなく、プレス成形、ロール成形、ハイドロフォーム成形などによる構成された様々な断面形状を有し、また材長方向において、その断面形状は適切に変化することが一般的である。本願発明で示す内容は、それらの一般的に利用される断面形状が複雑で、材長方向には一様でないサイドレール、クロスメンバ、接続部材で構成される、車両用フレームにも適用できる。 As described above, the torsional rigidity of the three examples was compared with that of the comparative example, which is a conventional technique. In four types of frames manufactured using substantially the same amount of material, a difference of 1.1 times to 1.7 times in the torsional rigidity was produced as described above. Therefore, the vehicle provided with the connection member according to the present invention It was found that the frame for use has superior torsional rigidity compared to the conventional frame. In the three embodiments, in order to fairly compare the torsional rigidity, which is an important structural performance of the frame, the cross sections of the side rail and the cross member are U-shaped (groove shape), and in the material length direction. Is uniform and simplified. In addition, the substantially elliptical connection member is simplified by assuming that the cross section is rectangular and the cross section in the material length direction (the length direction of the metal tube) is uniform. However, in reality, due to the convenience of structure and assembly / workability, not only the U-shape and rectangle presented in the present invention, but also various cross-sectional shapes configured by press molding, roll molding, hydroform molding, etc. In general, the cross-sectional shape changes appropriately in the material length direction. The contents shown in the invention of the present application can be applied to a vehicle frame that is composed of side rails, cross members, and connecting members that have complicated sectional shapes that are generally used and are not uniform in the material length direction.
本発明は、例えばトラックや大型乗用車等の車両に用いられる車両用フレームに適用できる。 The present invention can be applied to a vehicle frame used in vehicles such as trucks and large passenger cars.
1、50、60、70、80、90、100…(車両用)フレーム
9…略U字型形状の金属管
9’…端部
10、10’、10’’…接続部材
20、21…サイドレール
30…クロスメンバ
75…断続部
95…8の字型接続部材
105…略円形状の金属管
105’…接続部
106…端面
107…内部空間
DESCRIPTION OF
Claims (9)
車体長手方向に沿って伸長する略平行に配置される一対のサイドレールと、
前記一対のサイドレールに両端部がそれぞれ接合され、溝型部材または角型中空部材からなる1または2以上のクロスメンバと、
側面が前記一対のサイドレールに接合され、閉鎖断面を有する中空の金属からなる、1または2以上の接続部材とを備え、
前記接続部材は、複数の内部空間が分断された状態で内側に形成された形状である、車両用フレーム。 A vehicle frame for supporting a vehicle body,
A pair of side rails arranged substantially parallel to extend along the longitudinal direction of the vehicle body;
One or two or more cross members each having both ends joined to the pair of side rails and made of a groove-shaped member or a square hollow member;
1 or 2 or more connecting members made of a hollow metal having side surfaces joined to the pair of side rails and having a closed cross section ;
The connection member is a vehicle frame having a shape formed inside in a state where a plurality of internal spaces are divided .
車体長手方向に沿って伸長する略平行に配置される一対のサイドレールと、A pair of side rails arranged substantially parallel to extend along the longitudinal direction of the vehicle body;
前記一対のサイドレールに両端部がそれぞれ接合され、溝型部材または角型中空部材からなる1または2以上のクロスメンバと、One or two or more cross members each having both ends joined to the pair of side rails and made of a groove-shaped member or a square hollow member;
側面が前記一対のサイドレールに接合され、管の長手方向に直交する方向において閉鎖断面を有する中空の金属からなる、1または2以上の接続部材とを備え、1 or 2 or more connecting members made of a hollow metal having side surfaces joined to the pair of side rails and having a closed cross section in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the pipe,
前記接続部材は連続的または断続的な略楕円形のループ形状である、車両用フレーム。The vehicle frame is a continuous or intermittent substantially elliptical loop shape.
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