JP2003154972A - フレーム構造の貨物車体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アルミニウム系の下弦材を採用して軽量であ
り、且つ、高強度で寸法精度が良い貨物車体を提供す
る。 【解決手段】 下弦材１０の材質をアルミニウム系とす
ると共に内側角部を構成する２枚の周壁と交わるように
長手方向に沿う仕切壁１８を内側に設けて前記内側角部
を含む閉断面の三角形筒状部２０を構成し、且つ、該三
角形筒状部の外側位置で、前記周壁にクロスメンバ（枝
部材）１４、柱材（枝部材）１６を溶接した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車等の
運搬を行なうフレーム構造の貨物車体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両総重量の法規制の下で運搬可
能な貨物の量（最大積載量）の増大を図ると共に燃費効
率を高めるため、貨物車体の軽量化が求められている。
特に近年、貨物車体の大幅な軽量化を実現するために、
従来の鉄系部材に代えてアルミニウム等を主成分とする
軽金属又は軽合金系（以下、「アルミニウム系」と言
う）部材を採用する傾向がある。鉄系部材に対し、肉厚
を厚くする等若干の形状変更を行なうことにより、アル
ミニウム系部材においても鉄系材料の場合と同等の強
度、剛性を確保することができ、且つ、大幅な軽量化を
図ることが可能である。

【０００３】更にアルミニウム系部材は耐腐食性に優
れ、鉄系部材のように防錆塗装を施す必要がなく、メン
テナンスが容易であるという点からも、アルミニウム系
部材を採用した貨物車体に対するニーズが高まってい
る。

【０００４】貨物車体には、例えば車両運搬車のように
長手方向が車体前後方向に沿うように配置された角パイ
プ状の下弦材と、該下弦材の周壁に端部が溶接されて車
体幅方向内側、上方にそれぞれ延在されたクロスメン
バ、柱材等の枝部材と、を含んで構成されたフレーム構
造のものが存在する。又、外見上は箱型等の形態であっ
ても内側がフレーム構造とされている貨物車体もある。

【０００５】これら下弦材、枝部材は骨格をなす主要な
部材であって貨物車体に占める重量の割合が大きく、特
にアルミニウム系部材の採用による軽量化が求められて
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アルミ
ニウム系部材は鉄系部材に対して溶接による熱影響部の
強度低下の傾向が大きいという欠点があり、個々のアル
ミニウム系部材の強度を鉄系部材と同等に設計しても溶
接部の強度が十分でない場合がある。

【０００７】又、アルミニウム系部材は鉄系部材に対し
て溶接による歪みが大きくなりやすいという欠点があ
る。更に、下弦材は貨物車体の全長に亘って配置される
長い部材であるので、部分的な歪みであっても全体とし
て大きく変形することがある。この結果、貨物車体全体
の寸法誤差が大きくなりやすいという問題がある。

【０００８】これに対して、例えば、ガセットプレー
ト、ボルトを介してアルミニウム系部材を相互に結合す
れば上記問題は解決され得るが、結合部の構造が複雑と
なると共に重量の増加を招き、アルミニウム系部材の採
用による軽量化の効果が減殺されることとなる。

【０００９】本発明は、以上の問題点に鑑みてなされた
ものであって、下弦材等にアルミニウム系部材を採用し
て軽量であり、且つ、高強度で寸法精度が良いフレーム
構造の貨物車体を提供することをその課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、長手方向が車
体前後方向に沿うように配置された角パイプ状の下弦材
と、該下弦材の周壁に端部が溶接されて車体幅方向及び
上下方向のいずれかの方向に延在された枝部材と、を含
んでなるフレーム構造の貨物車体において、前記下弦材
の材質をアルミニウム系とすると共に、内側角部を構成
する２枚の周壁と交わるように長手方向に沿う仕切壁を
内側に設けて、前記内側角部を含む閉断面の三角形筒状
部を構成し、且つ、該三角形筒状部の外側位置で前記周
壁に前記枝部材を溶接したことにより、上記課題を解決
したものである。

【００１１】又、前記枝部材の溶接のための溶接ビード
を、前記三角形筒状部の三角形における頂点近傍での長
手方向の稜線に沿って形成してもよい。

【００１２】更に、前記下弦材を前記上下方向に長い長
方形断面とすると共に、前記仕切壁を該長方形の４箇所
の内側角部に対応して４枚設けて前記三角形筒状部を４
個形成し、これら４個の三角形筒状部の内側に、前記４
枚の仕切壁及び前記車体幅方向に臨む２枚の周壁により
閉断面の六角形筒状部を構成してもよい。

【００１３】又、前記下弦材の４箇所の内側角部に対応
して前記仕切壁を４枚設けて前記三角形筒状部を４個形
成し、これら４個の三角形筒状部の内側に、前記４枚の
仕切壁により閉断面の菱形筒状部を構成してもよい。

【００１４】又、前記下弦材を一体成形した押出成形材
としてもよい。

【００１５】更に、前記枝部材を角パイプ状のアルミニ
ウム系押出成形材として端部における対向する２辺が前
記下弦材の一の三角形筒状部の三角形における頂点近傍
での長手方向の２つの稜線にそれぞれ沿うように配置
し、且つ、これら稜線に沿って溶接ビードを形成しても
よい。

【００１６】本発明によれば、アルミニウム系の下弦材
を採用して軽量であり、且つ、寸法精度が良く、高強度
なフレーム構造の貨物車体を実現することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照して詳細に説明する。

【００１８】図１に示されるように、本実施形態に係る
フレーム構造の貨物車体は、長手方向が車体前後方向に
沿うように配置された角パイプ状の下弦材１０と、該下
弦材１０の車体幅方向に臨む周壁１２Ａに端部１４Ａが
溶接されて該車体幅方向に延在されたクロスメンバ（枝
部材）１４と、前記下弦材１０の上方に臨む周壁１２Ｂ
に端部１６Ａが溶接されて上方に延材された柱材（枝部
材）１６と、を含んで構成されている。

【００１９】前記下弦材１０は材質がアルミニウム系と
されると共に内側角部を構成する２枚の周壁と交わるよ
うに長手方向に沿う仕切壁１８が内側に設けられて前記
内側角部を含む閉断面の三角形筒状部２０が構成されて
いる。

【００２０】又、前記下弦材１０は前記上下方向に長い
長方形断面とされると共に、前記仕切壁１８は該長方形
の４箇所の内側角部に対応して４枚設けられて前記三角
形筒状部２０が４個形成され、これら４個の三角形筒状
部の内側には前記４枚の仕切壁１８及び前記車体方向に
臨む２枚の周壁により閉断面の六角形筒状部２２が構成
されている。

【００２１】該下弦材１０は押出成形材で一体成形され
ている。

【００２２】前記クロスメンバ１４は角パイプ状のアル
ミニウム系押出成形材で端部１４Ａにおける対向する２
辺が前記下弦材１０の一の三角形筒状部２０の三角形に
おける頂点近傍での長手方向の２つの稜線にそれぞれ沿
うように配置され、且つ、図２に示されるようにこれら
稜線に沿って該クロスメンバ１４の溶接のための溶接ビ
ードが形成されている。

【００２３】前記柱材１６も同様に、角パイプ状のアル
ミニウム系押出成形材とされて端部１６Ａにおける対向
する２辺が前記下弦材１０の一の三角形筒状部２０の三
角形における頂点近傍での長手方向の２つの稜線にそれ
ぞれ沿うように配置され、且つ、これら稜線に沿って該
柱材１６の溶接のための溶接ビードが形成されている。

【００２４】なお、下弦材１０における外側角部、クロ
スメンバ１４の端部１４Ａにおける外周部、前記柱材１
６の端部１６Ａにおける外周部はいずれも面取り状に成
形されてこれらの部材の突当部が開先形状とされてお
り、該開先の溝部に溶接ビードが形成されている。

【００２５】次に、本実施形態に係るフレーム構造の貨
物車体の作用について説明する。

【００２６】この貨物車体は、前記下弦材１０、前記ク
ロスメンバ１４及び前記柱材１６がいずれもアルミニウ
ム系の押出成形材であるので、それぞれの部材が軽量で
製造が容易であると共に寸法精度が良く、且つ、高強度
である。

【００２７】特に、前記下弦材１０は、内側に前記仕切
壁１８が設けられた複雑な断面形状とされているが、押
出成形により高精度で容易に一体成形することができ
る。

【００２８】更に、該下弦材１０は、三角形筒状部２０
において前記クロスメンバ１４、前記柱材１６と結合さ
れているため結合部の剛性が高く、これらクロスメンバ
１４、柱材１６を前記下弦材１０に溶接する場合、溶接
の熱による前記周壁１２Ａ、１２Ｂの歪を微小に抑える
ことができる。

【００２９】即ち、該フレーム構造の貨物車体は、構成
部材それぞれの寸法精度が良く、且つ、溶接による結合
部の変形が小さく、貨物車体全体として寸法精度が良
い。

【００３０】又、該下弦材１０は、上下方向に長い長方
形断面とされると共に、４枚の仕切壁と２枚の周壁とが
前記六角形筒状部２２を構成しているので、特に上下方
向の荷重に対する曲げ剛性が高い。

【００３１】更に、該下弦材１０は、三角形筒状部２０
において前記クロスメンバ１４、前記柱材１６と結合さ
れているため結合部の剛性が高く、これらクロスメンバ
１４、柱材１６から作用する曲げモーメントに対する曲
げ剛性も高い。

【００３２】又、前記クロスメンバ１４、前記柱材１６
の溶接のための溶接ビードが前記三角形筒状部２０の稜
線、即ち２枚の壁が交わり補強効果がある部分に沿って
形成されているため、溶接による熱影響部の強度が十分
確保されている。

【００３３】即ち、該フレーム構造の貨物車体は、各構
成部材が高剛性、且つ、高強度であると共にこれら構成
部材の結合部も高剛性、且つ、高強度であり、貨物車体
全体として高剛性、且つ、高強度である。

【００３４】又、該フレーム構造の貨物車体は、前記ク
ロスメンバ１４、前記柱材１６と前記下弦材１０との結
合部が簡単な溶接構造で、軽量、且つ、低コストである
と共に各構成部材自体も軽量であるため、貨物車体全体
としても軽量、且つ、低コストである。

【００３５】従って、該フレーム構造の貨物車体は運搬
可能な貨物の量（最大積載量）が多く、且つ、燃費効率
が良い。例えば、該フレーム構造の貨物車体を自動車運
搬車両に適用すれば運搬可能な自動車の台数を増加させ
ることも可能となり、自動車運搬車両の運搬効率及び商
品性を大幅に向上させることができる。

【００３６】又、前記下弦材１０、前記クロスメンバ１
４及び前記柱材１６がいずれもアルミニウム系であるた
め防錆塗装を施す必要がなく、この点でも該フレーム構
造の貨物車体は低コストであると共にメンテナンスが容
易である。

【００３７】尚、本実施形態において前記クロスメンバ
１４、前記柱材１６は角パイプ状とされているが、本発
明はこれに限定されるものではなく、例えばコ字断面形
状、Ｈ形断面形状のクロスメンバ、柱材としてもよい。

【００３８】この場合、コ字断面、Ｈ形断面の一辺が三
角形筒状部の稜線に沿うようにクロスメンバ、柱材を配
置して該稜線に沿って溶接ビードを形成すると良い。

【００３９】又、本実施形態において、４枚の前記仕切
壁１８及び２枚の周壁が前記六角形筒状部２２を構成す
るようにされているが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、４枚の仕切壁が閉断面の菱形筒状部を構成す
るようにしてもよい。

【００４０】この構造では、全ての周壁の中央部の１箇
所に２つの仕切壁が交わるため仕切壁が周壁を補強する
効果が一層高められる。又、この場合、正方形断面の下
弦材としてもよい。尚、閉断面の菱形筒状部、六角形筒
状部のいずれとするかは用途から下弦材自体に要求され
る剛性、結合部の強度等を考慮して適宜選択するとよ
い。

【００４１】更に、本実施形態において、前記仕切壁１
８は前記下弦材１０の内側角部４箇所に対応して４枚設
けられているが、本発明はこれに限定されるものではな
く、例えば、前記クロスメンバ１４及び前記柱材１６が
結合される２箇所に前記三角形筒状部２０が構成される
ように、該仕切壁１８を２枚のみ設けるようにしてもよ
い。

【００４２】又、本実施形態において、前記クロスメン
バ１４、前記柱材１６と前記下弦材１０とを溶接する溶
接ビードは、前記三角形筒状部２０の稜線に沿って形成
されているが、本発明はこれに限定されるものではな
く、該稜線を含む周壁上で、該稜線から離間した位置に
溶接ビードを形成してもよい。

【００４３】この場合も溶接ビードが形成される周壁が
仕切壁に支持・補強されるため、結合部を強化する一定
の効果を期待することができる。

【００４４】又、本実施形態において、前記フレーム構
造の貨物車体は前記下弦材１０に前記クロスメンバ１４
及び全柱材１６が溶接された構造とされているが、本発
明はこれに限定されるものではなく、用途に応じてクロ
スメンバ及び柱材のいずれか一方の枝部材が下弦材に結
合された貨物車体としてもよい。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
アルミニウム系の下弦材を採用して軽量であり、且つ、
高強度で寸法精度が良いフレーム構造の貨物車体を実現
することが可能となるという優れた効果がもたらされ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るフレーム構造の貨物車
体における下弦材と枝部材との結合部周辺の構造を示す
斜視断面図

【図２】同後断面図

【符号の説明】

１０…下弦材 １２Ａ、１２Ｂ…周壁 １４…クロスメンバ（枝部材） １４Ａ、１６Ａ…端部 １６…柱材（枝部材） １８…仕切壁 ２０…三角形筒状部 ２２…六角形筒状部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内山 裕二 浜北市上島1700番地−１ 株式会社浜名ワ ークス内 (72)発明者 有馬 治雄 東京都港区芝大門一丁目13番９号 昭和電 工株式会社内 Ｆターム(参考） 3D003 AA04 BB09 CA18

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】長手方向が車体前後方向に沿うように配置
   された角パイプ状の下弦材と、該下弦材の周壁に端部が
   溶接されて車体幅方向及び上下方向のいずれかの方向に
   延在された枝部材と、を含んでなるフレーム構造の貨物
   車体において、 前記下弦材は材質がアルミニウム系とされると共に、内
   側角部を構成する２枚の周壁と交わるように長手方向に
   沿う仕切壁が内側に設けられて、前記内側角部を含む閉
   断面の三角形筒状部が構成され、且つ、該三角形筒状部
   の外側位置で、前記周壁に前記枝部材が溶接されたこと
   を特徴とするフレーム構造の貨物車体。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記枝部材の溶接のための溶接ビードは、前記三角形筒
   状部の三角形における頂点近傍での長手方向の稜線に沿
   って形成されていることを特徴とするフレーム構造の貨
   物車体。
3. 【請求項３】請求項１又は２において、 前記下弦材は前記上下方向に長い長方形断面とされると
   共に、前記仕切壁は該長方形の４箇所の内側角部に対応
   して４枚設けられて前記三角形筒状部が４個形成され、
   これら４個の三角形筒状部の内側には前記４枚の仕切壁
   及び前記車体幅方向に臨む２枚の周壁により閉断面の六
   角形筒状部が構成されたことを特徴とするフレーム構造
   の貨物車体。
4. 【請求項４】請求項１又は２において、 前記下弦材の４箇所の内側角部に対応して前記仕切壁は
   ４枚設けられて前記三角形筒状部が４個形成され、これ
   ら４個の三角形筒状部の内側には前記４枚の仕切壁によ
   り閉断面の菱形筒状部が構成されたことを特徴とするフ
   レーム構造の貨物車体。
5. 【請求項５】請求項１乃至４のいずれかにおいて、 前記下弦材は一体成形された押出成形材とされたことを
   特徴とするフレーム構造の貨物車体。
6. 【請求項６】請求項１乃至５のいずれかにおいて、 前記枝部材は角パイプ状のアルミニウム系押出成形材と
   されて端部における対向する２辺が前記下弦材の一の三
   角形筒状部の三角形における頂点近傍での長手方向の２
   つの稜線にそれぞれ沿うように配置され、且つ、これら
   稜線に沿って前記枝部材の溶接のための溶接ビードが形
   成されていることを特徴とするフレーム構造の貨物車
   体。