(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、特許文献1に記載のアイビームのように、形状によってその剛性を確保する場合、アイビームに必要とされる剛性が異なる車種ごとに、その剛性に応じた形状のアイビームを製造しなければならない。このため、例えば、他の車両用のアイビームの在庫がある場合であっても、アイビームに必要とされる剛性が異なる車種の車両に対しては、前記他の車両用のアイビームを利用することができず、必要とされる剛性に応じた形状のアイビームを製造しなければならないので、製造コストが増大する可能性がある。一方、コストを抑えるために、アイビームに必要とされる剛性が高い車種の車両のアイビームを、アイビームに必要とされる剛性が異なる車種の車両と共通化すると、アイビームに必要とされる剛性が低い車種の車両では、重量の増大を招くおそれがある。
【0005】
そこで、本発明は、アイビームの製造コストを抑えてアイビームの剛性を確保し、且つ重量の増大を抑えることが可能な車両用構造体の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するため、本発明の第1の態様の車両用構造体は、断面略I状のアイビームとカバーとを備える。アイビームは、互いに離間して対向した状態で延設方向に沿って延びる1対のフランジと、1対のフランジ間に配置されて上記延設方向に沿って延びて1対のフランジ同士を連結するウェブとを有する。カバーは、1対のフランジのうちの一方のフランジの一側の一端縁に当接した状態で上記延設方向に延びる一側延長部と、上記一方のフランジの他側の他端縁に当接した状態で上記延設方向に延びる他側延長部と、上記一方のフランジのウェブとは反対側の面に当接した状態で一側延長部と他側延長部とを連結する連結部とを有し、上記一方のフランジに対して固定されてアイビームを補強する。カバーの一側延長部は、アイビームの上記一方のフランジの一端縁から連続して一側へ延びる。カバーの他側延長部は、アイビームの上記一方のフランジの他端縁から連続して他側へ延びる。
【0007】
上記構成では、アイビームとカバーとが固定され、カバーの一側延長部が、アイビームの一方のフランジ(以下、単にフランジという)の一端縁から連続して一側へ延び、カバーの他側延長部が、アイビームのフランジの他端縁から連続して他側へ延びる。このため、アイビームの延設方向とフランジが離間する方向との双方に対して交叉する方向の力に対するアイビームの剛性を、カバーの一側延長部及び他側延長部の断面積によって向上させることができる。また、カバーの連結部が、フランジのウェブとは反対側の面に当接した状態で一側延長部と他側延長部とを連結するので、フランジが離間する方向の力に対するアイビームの剛性を、カバーの連結部の断面積によって向上させることができる。例えば、フランジが車両の上下方向に離間した姿勢でアイビームが車幅方向に延びている場合には、車両の前後方向の力に対するアイビームの剛性を、カバーの一側延長部及び他側延長部の断面積によって向上させることができ、車両の上下方向の力に対するアイビームの剛性を、カバーの連結部の断面積によって向上させることができる。
【0008】
また、アイビームに対してアイビームとは別体のカバーを固定することによって、アイビームを補強してアイビームの剛性を確保する。このため、アイビームに必要とされる剛性が低い車種の車両のアイビームを他の車種の車両と共通化して、様々な形状(例えば、一側延長部や他側延長部の大きさが異なる形状)のカバーを準備し、車両に必要とされる剛性に応じたカバーを、共通化したアイビームに対して固定することによってアイビームの剛性を調節することができる。このように、アイビームを他の車種の車両と共通化することができるので、アイビームの製造コストを抑えることができる。また、カバーによってアイビームの剛性を調節することができるので、車両に求められる必要最低限の剛性を確保できる最も軽量なカバーを固定することによって、重量の増大を抑制することができる。
【0009】
第2の態様の車両用構造体は、上記第1の態様の車両用構造体であって、アイビームの上記延設方向は、車幅方向であり、1対のフランジは、上下方向に離間して対向する。アイビームは、車両の車輪に連結されて車輪に支持される左右1対の車輪連結部と、左右の車輪連結部の車幅方向内側に配置されて車体側に連結されて車体を下方から支持する左右1対の車体連結部とを有する。カバーは、上記一方のフランジのうちアイビームの左右の車体連結部間の領域に固定される。
【0010】
上記構成では、カバーが、一方のフランジのうちアイビームの左右の車体連結部間の領域に固定されるので、カバーによってアイビームの左右の車体連結部間の剛性を確保することができる。このため、例えば、車両が急制動した際に、車輪側に連結される左右の車輪連結部に車輪側から後方への力が作用するとともに、車体側に連結される左右の車体連結部に車体側から前方への力が作用し、アイビームの車幅方向中央側が前方へ撓るようにアイビームが変形しようとしても、該変形をカバーによって防止することができる。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、アイビームの製造コストを抑えてアイビームの剛性を確保し、且つ重量の増大を抑えることができる。
【発明を実施するための形態】
【0013】
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、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。また、前後方向は車両の前後方向を意味し、上下方向は車両の上下方向を意味する。
【0014】
図1に示すように、本実施形態に係る車両用構造体は、トラック等の車両1の車体フレーム5の前部の下方で車幅方向に延びるフロントアクスル(車両用構造体)10に適用される。車体フレーム5は、車幅方向両側で前後方向に延びる左右1対のサイドメンバ3を有する。フロントアクスル10は、左右1対のリーフスプリング4を介して車体側の左右のサイドメンバ3に対して取り付けられ、フロントアクスル10の車幅方向両端部には、左右の前輪(車輪)2が取り付けられる。なお、
図1には、左側のサイドメンバ3、左側のリーフスプリング4、及び左側の前輪2が図示されている。
【0015】
図2及び
図3に示すように、フロントアクスル10は、断面略I状のアイビーム11と、アイビーム11に固定される2つの上カバー(カバー)12及び2つの下カバー(カバー)13とを備える。
【0016】
アイビーム11は、金属製の構造体であって、上下方向に離間して対向した状態で車幅方向(延設方向)に延びる略板状の上下1対のフランジ14,15と、上下のフランジ14,15間に配置されて車幅方向に沿って起立して上下のフランジ14,15を連結する略板状のウェブ16とによって断面略I状に形成されて車幅方向に延びる。アイビーム11は、車体フレーム5の下方で車幅方向に略水平に延びる水平部18と、水平部18の車幅方向両端から車幅方向外側の上方へ傾斜して延びる左右の傾斜部19とを有する。左右の傾斜部19は、左右のサイドメンバ3よりも車幅方向外側へ突出している。アイビーム11の車幅方向両端部(車輪連結部)17は、左右のサイドメンバ3よりも車幅方向外側に配置され、ナックル(図示省略)を介して左右の前輪2(
図1参照)にそれぞれ連結されて、左右の前輪2に支持される。
【0017】
アイビーム11の水平部18の上側のフランジ14(以下、単に上側のフランジ14という)は、その下面28の前後方向の中央部にウェブ16の上端縁が連続している。上側のフランジ14の上面(ウェブとは反対側の面)27は、前後方向の中央部が最も高い頂部27aとなり、頂部27aから前下方及び後下方へ向かって傾斜している。上側のフランジ14は、その車幅方向両端部に左右1対のスプリングシート部(車体連結部)20L,20Rを有する。左右のスプリングシート部20L,20Rは、上下に貫通する複数の(本実施形態では、前後2つずつの計4つ)ボルト挿通孔22を有し、左右のリーフスプリング4の下方に配置され、ボルト挿通孔22を挿通するUボルト23にナット24を締め付けることによって左右のリーフスプリング4に対して連結される(
図1参照)。左右のスプリングシート部20L,20Rが左右のリーフスプリング4に対して連結された状態で、アイビーム11は、車体フレーム5を下方から支持する。左右のスプリングシート部20L,20Rの前後方向の長さは、上側のフランジ14の左右のスプリングシート部20L,20R間のシート間領域(領域)21の前後方向の長さよりも長く形成される。シート間領域21は、その車幅方向両端部25の前後方向の長さが、車幅方向内側から車幅方向外側の左右のスプリングシート部20L,20Rに向かって徐々に拡大し、車幅方向両端部25に挟まれた中間部26の前後方向の長さが、その左右に亘って略同じ長さに形成される。
【0018】
アイビーム11の水平部18の下側のフランジ15(以下、単に下側のフランジ15という)は、その上面29の前後方向の中央部にウェブ16の下端縁が連続している。下側のフランジ15の下面(ウェブとは反対側の面)30は、前後方向の中央部が最も低い頂部30aとなり、頂部30aから前上方及び後上方へ向かって傾斜している。下側のフランジ15のうち、上側のフランジ14の左右のスプリングシート部20L,20Rの下方に位置する領域31の前後方向の長さは、左右のスプリングシート部20L,20Rの前後方向の長さよりも短く形成される(
図1参照)。下側のフランジ15のうち、上側のフランジ14のシート間領域21の下方に位置する領域32の前後方向の長さは、左右のスプリングシート部20L,20Rの下方に位置する領域31の前後方向の長さよりも長く形成される。下側のフランジ15のうち、上側のフランジ14のシート間領域21の下方に位置する領域32は、その車幅方向両端部33の前後方向の長さが、車幅方向内側から車幅方向外側の領域31に向かって徐々に縮小し、車幅方向両端部33に挟まれた中間部34の前後方向の長さが、上側のフランジ14の中間部26の前後方向の長さよりも長く、左右に亘って略同じ長さに形成される。
【0019】
図4及び
図6に示すように、上カバー12は、金属製の構造体であって、上板部(連結部)35と、上板部35の前端縁部から下方へ突出する前側延長部(一側延長部)36と、上板部35の後端縁部から下方へ突出する後側延長部(他側延長部)37とによって形成され、上側のフランジ14のシート間領域21の中間部26に接着剤6(
図3参照)によって固定される。上カバー12は、アイビーム11の上側のフランジ14に固定された状態で、上側のフランジ14を補強する。なお、2つの上カバー12は、アイビーム11の車幅方向中央で互いに左右に隣接した状態で固定され、それぞれ略同様の構成を有するため、以下では、1つの上カバー12について説明する。
【0020】
図3、
図4及び
図6に示すように、上板部35は、上下方向と交叉する板状に形成されて車幅方向に延びる。上板部35は、左右に並んで配置されて上下方向に貫通する矩形状の2つの開口部38を有し、前側延長部36と後側延長部37とを連結する。上板部35の下面39の前後方向の中央部には、上方へ谷型に凹んだ状態で車幅方向に延びる凹部40が形成される。凹部40の底40aは、上側のフランジ14のシート間領域21の上面27の頂部27aに当接する。すなわち、上板部35の下面39は、上側のフランジ14の上面27に当接する。上板部35の前後方向の長さは、上側のフランジ14の中間部26の前後方向の長さよりも長く形成される。矩形状の開口部38の開口縁は、その下方の上側のフランジ14の上面27に対して全周に亘って接着剤によって固定される。
【0021】
前側延長部36は、上板部35の前端縁部から下方へ突出した状態で車幅方向に延びる。前側延長部36の前後方向の長さ(板厚)は、上板部35の上下方向の長さ(板厚)よりも長い。前側延長部36の後面36aは、上側のフランジ14の前端縁(一側の一端縁)に当接する。前側延長部36の下面41は、上側のフランジ14の前面42の前方に配置され、上側のフランジ14の前面42に対して接着剤6によって固定される。すなわち、前側延長部36は、上側のフランジ14の前端縁から連続して前方へ延びる。
【0022】
後側延長部37は、上板部35の後端縁部から下方へ突出した状態で車幅方向に延びる。後側延長部37の前後方向の長さ(板厚)は、上板部35の上下方向の長さ(板厚)よりも長い。後側延長部37の前面37aは、上側のフランジ14の後端縁(他側の他端縁)に当接する。後側延長部37の下面43は、上側のフランジ14の後面44の後方で前側延長部36の下面41と略同じ高さ位置に配置され、上側のフランジ14の後面44に対して接着剤6によって固定される。すなわち、後側延長部37は、上側のフランジ14の後端縁から連続して後方へ延びる。
【0023】
上カバー12の前後方向の長さ(前側延長部36の前端と後側延長部37の後端との間の長さ)は、上カバー12が上側のフランジ14に固定された状態で、下側のフランジ15の前後方向の長さと略同じ長さになるように設定される。
【0024】
図4及び
図5に示すように、下カバー13は、金属製の構造体であって、下板部(連結部)45と、下板部45の前端縁部から上方へ突出する前側延長部(一側延長部)46と、下板部45の後端縁部から上方へ突出する後側延長部(他側延長部)47とによって形成され、上側のフランジ14のシート間領域21の下方に位置する下側のフランジ15の領域32(
図2参照)の中間部34に接着剤によって固定される。下カバー13は、アイビーム11の下側のフランジ15に固定された状態で、下側のフランジ15を補強する。なお、2つの下カバー13は、アイビーム11の車幅方向中央で左右に隣接した状態で固定され、それぞれ略同様の構成を有するため、以下では、1つの下カバー13について説明する。また、下カバー13は、上カバー12の下方に上カバー12と対向するように配置され、上カバー12と略同様の構成を有するため、上カバー12と同様の構成については、説明を省略する。
【0025】
図3及び
図5に示すように、下カバー13の下板部45の上面48の前後方向の中央部には、下方へ谷型に凹んだ状態で車幅方向に延びる凹部49が形成される。凹部49の底49aは、下側のフランジ15の領域32の下面30の頂部30aに当接する。前側延長部46及び後側延長部47の前後方向の長さ(板厚)は、下板部45の上下方向の長さ(板厚)と略同じである。下カバー13の前後方向の長さ(前側延長部46の前端と後側延長部47の後端との間の長さ)は、上カバー12の前後方向の長さよりも長く形成され、下カバー13が下側のフランジ15に固定された状態で、下カバー13の前側延長部46の前端が上カバー12の前側延長部36の前端よりも前方に配置され、下カバー13の後側延長部47の後端が上カバー12の後側延長部37の後端よりも後方に配置される。
【0026】
上記のように構成されたフロントアクスル10では、上カバー12の前側延長部36が、アイビーム11の上側のフランジ14の前端縁から連続して前方へ延び、後側延長部37が、上側のフランジ14の後端縁から連続して後方へ延びる。このため、アイビーム11と上カバー12とを固定した状態では、前後方向(アイビーム11の延設方向とフランジ14が離間する方向との双方に対して交叉する方向)の力に対するアイビーム11の剛性を、上カバー12の前側延長部36及び後側延長部37の断面積によって向上させることができる。また、上カバー12の上板部35が、上側のフランジ14の上面27に当接した状態で上側のフランジ14に固定されるので、上下方向(フランジ14が離間する方向)の力に対するアイビーム11の剛性を、上カバー12の上板部35の断面積によって向上させることができる。
【0027】
また、アイビーム11には、上側のフランジ14の上カバー12と同様に、下側のフランジ15に下カバー13が固定されるので、アイビーム11の剛性を、下カバー13の断面積によっても向上させることができる。
【0028】
また、アイビーム11に対してアイビーム11とは別体の上カバー12等(下カバー13を含む)を固定することによって、アイビーム11を補強してアイビーム11の剛性を確保する。このため、アイビーム11に必要とされる剛性が低い車種の車両のアイビーム11を他の車種の車両と共通化して、様々な形状(例えば、前側延長部36や後側延長部37の大きさが異なる形状)の上カバー12等を準備し、車両に必要とされる剛性に応じた上カバー12等を、共通化したアイビーム11に対して固定することによってアイビーム11の剛性を調節することができる。このように、アイビーム11を他の車種の車両と共通化することができるので、アイビーム11の製造コストを抑えることができる。また、上カバー12等によってアイビーム11の剛性を調節することができるので、車両に求められる必要最低限の剛性を確保できる最も軽量な上カバー12等を固定することによって、重量の増大を抑制することができる。
【0029】
また、上カバー12が、上側のフランジ14のシート間領域21に固定されるので、上カバー12によってアイビーム11の左右のスプリングシート部20L,20R間の剛性を確保することができる。このため、例えば、車両1が急制動した際に、アイビーム11の車幅方向両端部17に車輪2側から後方への力が作用するとともに、車体側(車体フレーム5側)に連結される左右のスプリングシート部20L,20Rに車体側から前方への力が作用し、アイビーム11の車幅方向中央側が前方へ撓るようにアイビーム11が変形しようとしても、該変形を上カバー12によって防止することができる。また、本実施形態では、上カバー12に加えて、アイビーム11の下側のフランジ15に下カバー13を固定し、下カバー13が下側のフランジ15を補強するので、車両1の急制動時等のアイビーム11の変形を確実に防止することができる。
【0030】
従って、本実施形態によれば、アイビーム11の製造コストを抑えてアイビーム11の剛性を確保し、且つ重量の増大を抑えることができる。
【0031】
また、上カバー12及び下カバー13は、簡易な構造であるので、上カバー12及び下カバー13の製造コストを抑えることができる。
【0032】
また、上カバー12及び下カバー13には、開口部38が形成されるので、その分だけ軽量化することができる。
【0033】
また、上カバー12及び下カバー13が、アイビーム11等の構造物に比べて小さく、アイビーム11に対して接着剤によって固定されるので、車両に対して既に取り付けられたアイビーム11に対して、上カバー12及び下カバー13を容易に取り付けることができる。このため、例えば、上カバー12及び下カバー13を取り付けることなくアイビーム11のみで車両に必要とされる剛性を確保できていた車両に、車両の仕様変更等によりアイビーム11の剛性を増大させる必要が生じた場合であっても、上カバー12又は下カバー13を接着剤で取り付けるという簡易な作業で、アイビーム11の剛性を増大させることができる。
【0034】
なお、本実施形態では、アイビーム11の上側のフランジ14及び下側のフランジ15に対して、上カバー12及び下カバー13を固定したが、これに限定されるものではなく、上側のフランジ14及び下側のフランジ15の少なくとも一方のフランジにカバーを固定すればよい。例えば、アイビーム11の上側のフランジ(一方のフランジ)14のみに上カバー(カバー)12を固定してもよいし、またはアイビーム11の下側のフランジ(一方のフランジ)15のみに下カバー(カバー)13を固定してもよい。
【0035】
また、本実施形態では、上カバー12及び下カバー13をアイビーム11に対して接着剤によって固定したが、これに限定されるものではなく、例えば、溶接によって固定されてもよい。
【0036】
また、上カバー12及び下カバー13は、金属製に限定されず、他の材料(例えば、炭素繊維複合材料等)によって形成されてもよい。
【0037】
また、本実施形態では、車両用構造体を、トラック等の車両1のフロントアクスル10に適用したが、これに限定されるものではなく、他の車両用構造体に適用してもよい。この場合、アイビームの延設方向は、車幅方向に限定されず、また、アイビームの1対のフランジは、上下方向以外の方向に離間して対向していてもよい。
【0038】
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。