JP2012066638A - 架装用補強部材の取付方法および架装用補強部材取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の補強部材と同等以上の強度を保ちつつも、シャシフレームに直接溶接を施すことなく補強部材を取付ける。
【解決手段】この架装用補強部材取付構造は、コ字状をなすシャシフレーム３の側面に装着されるとともに、シャシフレーム孔３ａの対向位置に形成された取付け孔を有する矩形形状の複数の補助板３１と、Ｌ字状の一対の補強部材本体２５，３５とを備え、複数の補助板３１が、シャシフレーム３の長手方向に沿って車幅方向外側側面にシャシフレーム孔３ａを用いてボルト締結により装着され、一対の補強部材２５，３５が、シャシフレーム３をその上下から挟持するように配されており、補助板３１と一対の補強部材２５，３５とが、車幅方向外側面にて補助板３１と一対の補強部材２５，３５とに限って相互に溶接されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、トラック等の車両のシャシフレームに車両搭載型クレーン等の作業機械を後付けする際に必要な補強をするための、架装用補強部材の取付方法および架装用補強部材取付構造に関する。

一般的に、トラック等の車両のシャシフレームは、横断面がコ字状をなすとともに自身の車幅方向外側面に装備品の取付け等のためのシャシフレーム孔が貫通形成されている。この種の車両に架装する車両搭載型クレーンでは、このシャシフレーム上にクレーンを搭載する（例えば特許文献１参照）。
その際、図６に類例を示すように、シャシフレーム３の強度を上げるために、横断面がＬ字状をなし車両前後方向に長尺な補強部材１２５，１３５をコ字状のシャシフレーム３の上下に配している。そして、上下の補強部材１２５，１３５をシャシフレーム３にそれぞれすみ肉溶接Ｗ１するとともに、シャシフレーム３の側面部に当接する面に大きな孔１２５ｄ、１３５ｄを設け、各孔１２５ｄ、１３５ｄに対して円形のスロット溶接Ｗ２を複数個所に行なっている。

ところで、クレーンでの荷の吊下作業時には、吊下作業によって発生する吊荷モーメントによって、シャシフレームにたわみが発生する。このとき、最も断面２次モーメントが大きいシャシフレームの上下面に溶接を施すと、ひずみによって溶接部から折損が発生しやすくなる。よって、シャシフレームの強度を保つために、シャシフレームの上下面及びその付近の一帯には溶接が行なわれない。

公開実用平４−７４１８３号公報

しかしながら、近年、装備品の取付けを容易にするために、シャシフレームの車幅方向外側面に形成されたシャシフレーム孔が従来よりも多くなっている。そのため、このようなシャシフレームに対しては、架装用補強部材の溶接脚長を充分に確保できない場合もある。換言すれば、従来の架装用補強部材の取付構造では溶接強度が保てないおそれがある。また、外国の一部のトラック車両メーカーでは、作業機械を後付けする際に必要な補強をするためであっても、シャシフレームへの溶接を全面的に禁止しているところもある。
そこで、他の取付構造として、シャシフレームと補強部材とを溶接で固着せず、多数のボルト等でシャシフレームに補強部材を取り付けることも考えられる。

しかし、補強部材の取付用の多数のボルト孔は、シャシフレーム孔が従来よりも多くなっているシャシフレームに対して、その既存のシャシフレーム孔を避けた位置に孔あけ加工を施さなければならない。そのため、車両前後方向に長尺な補強部材は、その多数のボルト孔の位置合わせが困難である。また、図６に類例を示したような、従来の上下２枚の補強部材１２５，１３５は、別個に固着されるため、必ずしも一体の剛体を構成しない。そのため、その溶接に替えてボルト締結にした場合、クレーンの吊荷の吊下作業時には、一部のボルトに無理なせん断力がかかってしまう。これによる不意の破断を防止するためには、相応のボルト径が必要となってくるという問題がある。

さらに、補強部材の取付における留意事項として、補強部材とシャシフレームの上面、または下面との間には隙間が生じてはならない。このような隙間が生じると、計算した値よりも断面係数の低下が生じて、必要な強度が保てずに補強部材が折損するおそれがあるからである。そのため、このような隙間を生じさせないために必要なボルトの本数や位置も、既存のシャシフレーム孔の制限に合わせて孔あけ加工しなければならないという問題もある。

そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、従来の補強部材と同等以上の強度を保ちつつも、シャシフレームに直接溶接を施すことなく補強部材を取付け可能な、架装用補強部材の取付方法および架装用補強部材取付構造を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明のうち第一の発明は、車両のシャシフレームに作業機械を架装する際に必要な補強をするために用いられ、横断面がコ字状をなすとともに自身の車幅方向外側面にシャシフレーム孔が貫通形成されているシャシフレームに装着される架装用補強部材の取付方法であって、前記シャシフレームの外側面に装着されるとともに、前記シャシフレーム孔の対向位置に形成されたボルト締結用の取付け孔を有する複数の補助板と、前記シャシフレームを車両上下方向から挟持するように配されて横断面がＬ字状をなす一対の補強部材本体とからなる補強部材を用い、前記複数の補助板を前記シャシフレームの長手方向に沿って車幅方向外側面に前記取付け孔とシャシフレーム孔を用いてボルト締結により装着する補助板装着工程と、該補助板装着工程の後に、前記一対の補強部材本体を前記シャシフレームを車両上下方向から挟持するように配する補強部材配置工程と、該補強部材配置工程の後に、車幅方向外側面にて前記補助板と前記一対の補強部材本体とに限って相互を溶接する溶接工程とを含むことを特徴とする。

また、本発明のうち第二の発明は、車両のシャシフレームに作業機械を架装する際に必要な補強をするために用いられ、横断面がコ字状をなすとともに自身の車幅方向外側面にシャシフレーム孔が貫通形成されているシャシフレームに装着される架装用補強部材取付構造であって、前記シャシフレームの外側面に装着されるとともに、前記シャシフレーム孔の対向位置に形成されたボルト締結用の取付け孔を有する複数の補助板と、前記シャシフレームを車両上下方向から挟持するように配されて横断面がＬ字状をなす一対の補強部材本体とからなる補強部材を備え、前記複数の補助板は、前記シャシフレームの長手方向に沿って車幅方向外側面に前記取付け孔とシャシフレーム孔を用いてボルト締結により装着され、前記一対の補強部材本体は、前記シャシフレームを車両上下方向から挟持するように配されており、前記補助板と前記一対の補強部材本体とが、車幅方向外側面にて前記補助板と前記一対の補強部材本体とに限って相互に溶接されていることを特徴とする。

本発明によれば、シャシフレーム上下の一対の補強部材本体と補助板とに限って溶接で固着させるため、シャシフレームへの溶接を行なうことなしに固着後は一体化した剛体を形成しうる。そして、本発明によれば、それによって作業機械の作業（例えばクレーンであればその吊荷の吊下作業）時に発生するシャシフレームのたわみは、補助板を固定するボルトで受けずに、シャシフレーム上下の補強部材本体とシャシフレームとの上下の接触面で支えることができる。これにより、従来の補強部材と同等以上の強度を保ちつつも、シャシフレームに直接溶接を施すことなく補強部材を取付けることができる。

本発明の架装用補強部材を採用する作業機械の一実施形態に係る車両搭載型クレーン付き車両の正面図である。 図１の要部（補強部材取付構造部）の拡大図である。 図１でのＡ−Ａ断面図である。 本発明に係る架装用補強部材を構成する、補強部材本体と補助板を説明する分解図であり、同図（ａ）はその正面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図である。 図２の要部を更に拡大して示す図である。 従来の架装用補強部材の取付構造を説明する図であって、同図（ａ）はその正面図、（ｂ）は（ａ）でのＢ−Ｂ断面図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。
図１に示すように、この車両搭載型クレーン付き車両１は、自車両の後方のシャシフレーム３上に荷台５を有している。この荷台５の前端部には、荷台５に積載した貨物等の運転室１ａ側の部材への接触を防止するための鳥居５ａが取り付けられている。そして、この鳥居５ａと運転室１ａとの間に作業機械として車両搭載型クレーン（以下、単に「クレーン」ともいう）２０が架装されている。

このクレーン２０は、車両のシャシフレーム３上に横架して取り付けられたベース４を有する。このベース４には、その左右に張り出し自在に一対のアウトリガ２が取り付けられている。また、このベース４上には、旋回用油圧モータ５の駆動により旋回自在にコラム６が立設されている。そして、このコラム６の上端部には、ブーム伸縮用油圧シリンダ８の作動による伸縮およびブーム起伏用油圧シリンダ９の作動により起伏自在に枢支されたブーム７が設けられている。

また、コラム６にはウインチ１１がウインチ用油圧モータ１０により駆動可能に設けられており、このウインチ１１からブーム７の先端部７ｓにワイヤロープ１２を導いて、ブーム７の先端部７ｓのシーブを介してフック１３にワイヤロープ１２を掛回しており、ウインチ１１により巻き上げ巻き下げがなされる。なお、この車両搭載型クレーン付き車両１は、同図に示すように、クレーン２０のブーム７が荷台５側に向けた姿勢で格納され且つフック１３が格納装置でブーム７側に格納される仕様である。

ここで、上述のように、このクレーン２０のベース４は、シャシフレーム３上に横架して取り付けられるが、図１に示すように、このベース４の取付け部となるシャシフレーム３に対し、シャシフレーム３の強度を上げるために、本発明に係る架装用補強部材３０が採用され、ベース４は、この架装用補強部材３０を介してシャシフレーム３上に横架されている。なお、この車両搭載型クレーン付き車両１のシャシフレーム３は、その横断面がコ字状をなすとともに自身の車幅方向外側面に装備品の取付け等のためのシャシフレーム孔３ａ（図３参照）が多数貫通形成されているものである。

以下、この架装用補強部材３０およびその取付方法並びに取付構造について図２〜４を参照しつつ詳しく説明する。なお、図２は、この補強部材の取付部分の拡大図、図３は図２でのＡ−Ａ断面図、また、図４は、本発明に係る補強部材と補助板を説明する分解図であり、同図（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図である。
図２に要部の拡大図を示すように、この架装用補強部材３０は、複数の補助板３１（この例では６枚）と、横断面がＬ字状（図３参照）をなす一対の補強部材本体２５，３５とから構成されており、これらがコ字状をなすシャシフレーム３に車幅方向外側面側から装着される。

詳しくは、架装用補強部材３０を構成する補助板３１は、図４に示すように、四隅に面取りが施された矩形形状の板部材である。その矩形形状の大きさ（車両上下方向の寸法）は、横断面がコ字状（図４（ｂ）参照）をなすシャシフレーム３の車幅方向外側面部分の大きさ（車両上下方向の寸法）よりも一回り程小さい。ここで、この補助板３１の車両前後方向の寸法は、図２に示すように、上下に配置される補強部材本体２５，３５のような車両前後方向に長尺とした一枚板構造とはせずに、複数枚（この例では６枚）をシャシフレーム３の長手方向に沿って車幅方向外側面に一定間隔の隙間を空けて取りつけられるような短尺の分割構造としている。補助板３１が、このような分割構造であると、隣り合う補助板３１同士間の隙間によって、クレーン２０の吊荷の吊下作業時に発生するシャシフレーム３のたわみを吸収するのに好適である。そして、この補助板３１は、シャシフレーム３の車幅方向外側面に、ボルト・ナット３２によって装着される。

さらに、この補助板３１は、シャシフレーム孔３ａの対向位置に形成された取付け孔３１ｄを有する。ここで、シャシフレーム３への補助板３１の取付けにおいては、車両メーカーから、予め、シャシフレーム３およびそのシャシフレーム孔３ａの穿孔位置を記したデータを入手しておくことにより、シャシフレーム孔３ａに合わせた取付け孔３１ｄを予め開けておくことができる。なお、この取付け孔３１ｄの形成位置は、シャシフレーム３のできるだけ上下端に開けられた既存のシャシフレーム孔３ａを使用するのがよい。このような構成とすれば、ボルト・ナット３２の中心とシャシフレーム３の上下面との取付距離をできるだけ小さく抑えることができる。そのため、クレーン作業によるたわみ発生時に、補強部材３０をシャシフレーム３からはがそうとする力を効率よく抑制可能だからである。

なお、少量の台数しか生産されない車両に対応するための補助板３１を製作する場合や、シャシフレーム３側面の表面に、配線クランプや、油圧配管取付けボルト等の干渉物が突出しており、これら干渉物が補助板３１と干渉する場合がある。このような場合には、補助板３１の取付けを行なうときには、取付け孔３１ｄや干渉物との干渉を避ける回避孔をその場で穴あけ加工を施すようにする。

また、補助板３１の矩形形状の各辺の大きさは、上記のシャシフレーム３の既存のシャシフレーム孔３ａに合わせて孔あけ加工を施す場合も考慮し、取付けボルト数が３乃至５ヶ程度を目安にして取り付け可能な大きさを選定する。これにより、取付け易さ及びボルト穴の加工精度（ボルト孔と孔間のピッチ距離など）が向上するというメリットも生じる。

次に、架装用補強部材３０を構成する補強部材本体２５，３５は、図２〜４に示すように、コ字状をなすシャシフレーム３をその上下から挟持するように配されるＬ字状の一対の補強部材である。補強部材本体２５，３５は、車両前後方向に長尺な一枚板構造であり、そのＬ字状の向きは、コ字状をなすシャシフレーム３を車幅方向外側面側から隙間無く覆うように曲げ加工されている。なお、各補強部材本体２５，３５の車幅方向外側面に当接する面の前後端の角部は、大きな傾斜面２５ｓ、３５ｓによる面取りがされている。

そして、この補強部材本体２５，３５の取付けにおいても、予めシャシフレーム孔３ａの孔位置を記したデータに基づいて、シャシフレーム孔３ａに合わせてその対向位置に、溶接取付用孔２５ｄ、３５ｄを予め開けておく。この溶接取付用孔２５ｄ、３５ｄの大きさ（内径）は、ボルト・ナット３２の締結作業に差し支えないように取付け孔３１ｄよりも大きく、円形のスロット溶接Ｗ２を行なうのに適した大きさである。

但し、この溶接取付用孔２５ｄ、３５ｄについても、上記と同様に、少量生産車や、シャシフレーム側面の表面の干渉物の有無によっては、取付時にその場でガス等によって穴あけ加工を施す必要がある。その場合でも、この溶接取付用孔２５ｄ、３５ｄは補助板３１との溶接取付用の円形のスロット溶接Ｗ２用の取付孔であるので、補助板３１の孔加工時と異なり、補強部材本体２５の溶接取付用孔２５ｄ、３５ｄの孔開け加工精度としては、ボルト取付ピッチの精密さは不要である。なお、ガス孔加工のほか、パンチャーと呼ばれる工具を使用して、取付時にその場で溶接取付用孔２５ｄ、３５ｄを加工してもよい。

次に、上述した架装用補強部材３０の取付方法、並びにこれにより形成される架装用補強部材取付構造について図２〜図５を適宜参照しつつ説明する。
まず、この架装用補強部材３０の取付に際しては、使用する複数の補助板３１の枚数、およびシャシフレーム３の側面に対する各補助板３１の配置位置を決める。補助板３１の枚数および配置位置は、上部の補強部材本体２５、下部の補強部材本体３５の固着位置、およびシャシフレーム３の長手方向での範囲に合わせて、補助板３１を車幅方向外側面に当てる位置、および枚数を決める。

このとき、矩形形状の補助板３１の上辺の面及び下辺の面が、上部の補強部材本体２５、または下部の補強部材本体３５のＲ形状をなす折曲げの肩部内側（Ｌ字状の内側角部）Ｋに干渉しないように注意する（図３参照）。肩部内側Ｋに干渉すると、上下の補強部材本体２５、３５とシャシフレーム３の上下面との間に隙間が生じ、所望の強度が得られないおそれがあるためである。

次いで、シャシフレーム３の既存孔であるシャシフレーム孔３ａに、補助板３１の取付け孔３１ｄを位置合わせする。なお、相互の孔位置が一致しない場合は、補助板側に取付け孔３１ｄを開け直す。また、シャシフレーム３側面の表面には、配線クランプや油圧配管取付ボルト等が突出していることがある。これらが補助板３１と干渉する場合は、この補助板装着準備工程時に、干渉を避けるための回避孔を補助板３１に設ける。
そして、位置合わせした補助板３１とシャシフレーム３をボルト・ナット３２を用いて締結する。つまり、補助板３１の車幅方向外側面側からボルト３２ａを挿入し、シャシフレーム３の内側からナット３２ｂで固定する（補助板装着工程）（図３、図４（ｂ）参照）。

次いで、この補助板装着工程の後に、上部の補強部材本体２５、下部の補強部材本体３５の位置合わせを行い、補助板３１との溶接箇所を決定する（補強部材配置工程）。補助板３１の取付用のボルト３２ａとの干渉や、シャシフレーム３の突出物等の干渉があれば、当該干渉物を避ける様に溶接取付用孔２５ｄ、３５ｄを適宜に開け直す。
次いで、この補強部材配置工程の後に、シャシフレーム３に対しては溶接することなく、上下の補強部材本体２５側面の溶接取付用孔２５ｄ、３５ｄについては円形のスロット溶接Ｗ２で補助板３１に固着させ、上下の補強部材本体２５，３５の端部と補助板３１とをすみ肉溶接Ｗ１で固着させる（溶接工程）（図２、図５参照）。これにより、この架装用補強部材取付構造によれば、補助板３１と上下一対の補強部材本体２５，３５が溶接で固着させるため、固着後の架装用補強部材３０は一体化した剛体を形成する。

次に、上記固着後の架装用補強部材３０を装着した車両１にクレーン２０を架装する手順を図２および図３を参照して説明する。
まず、図２ないし図３に示すように、クレーン２０を固定する位置に合わせて上部の補強部材本体２５上にべース４を戴置させ、上部の補強板本体２５とべース４とを溶接によって固着させる。次いで、クレーン固定用のボルト２２の位置に合わせてボルトブラケット２４を一対の補強部材本体２５，３５にそれぞれ溶接で固着させる。ボルトブラケット２４は、車両前後左右の計４ヶ所設ける。次いで、べース４上にクレーン２０を載せ、最後に、計４ヶ所のボルトブラケット２４とクレーン２０とを４ヶ所のボルト２２とナット２３とによって固定させる。

次に、上述の架装用補強部材３０の取付方法、および取付構造の作用・効果について説明する。
この架装用補強部材３０の取付方法および取付構造は、上述したように、シャシフレーム３の上下部の補強部材本体２５，３５と補助板３１とに限って溶接で固着させるので、シャシフレーム３への溶接を行なうことなしに固着後は、架装用補強部材３０を一体化した剛体として形成させることができる。そして、このような構成であれば、それによってクレーン２０の吊荷の吊下作業時に発生するシャシフレーム３のたわみは、補助板３１を固定するボルト３２ａで受けずに、シャシフレーム３の上下の補強部材本体２５，３５とシャシフレーム３の上下の接触面で支えることができる。これにより、従来の補強部材と同等以上の強度を保ちつつも、シャシフレーム３へ直接溶接を施すことなく補強部材を取付けることができる。換言すれば、補強部材を直接シャシフレームにボルト固定する従来の場合と比べ、ボルト３２ａに無理なせん断力がかからず、それ故、ボルト３２ａの取付数が少なくて済み、また、ボルト径を太くする必要がない。

また、この架装用補強部材３０の取付方法および取付構造によれば、補助板３１を小型の矩形形状にして分割構造としているので、補助板３１そのものに追加の穴あけ加工を施す必要が生じた場合であっても、扱いやすい大きさとすることができる。そのため、ボルト３２ａ用の取付け孔３１ｄの加工精度や、取付け孔３１ｄ間のピッチ距離などを向上させる上で好適である。

また、この架装用補強部材３０の取付方法および取付構造によれば、補助板３１を複数枚使用して隣接する補助板３１同士の間に隙間を設けているので、クレーン作業時に発生するシャシフレーム３のたわみを吸収する上で好適である。
また、この架装用補強部材３０の取付方法および取付構造によれば、補助板３１の取付けボルト３２ａは、上部側はシャシフレーム３の上方、および下部側はシャシフレーム３の下方の可及的近傍に設けているので、補助板３１をシャシフレーム３からはがす方向への力を抑制する効果を生じさせる上で好適である。

なお、本発明に係る架装用補強部材取付構造は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。
例えば、上記実施形態では、作業機械として車両搭載型クレーンを例に説明したが、これに限定されず、種々の作業機械に適用可能であり、また、車両についても、当該車両のシャシフレームに作業機械を後付けする際に必要な補強をする用途であれば、種々の車両に適用可能であることは勿論である。

１ 車両搭載型クレーン付き車両（車両）
２ アウトリガ
３ シャシフレーム
４ ベース
５ 荷台
６ コラム
７ ブーム
８ ブーム伸縮用油圧シリンダ
９ ブーム起伏用油圧シリンダ
１０ ウインチ用油圧モータ
１１ ウインチ
１２ ワイヤロープ
１３ フック
２０ 車両搭載型クレーン（作業機械）
２２ （クレーン固定用）ボルト
２３ （クレーン固定用）ナット
２４ ボルトブラケット
２５ （上部）補強部材本体
３０ 架装用補強部材
３１ 補助板
３２ （補助板固定用）ボルト・ナット
３５ （下部）補強部材本体
Ｗ１ すみ肉溶接
Ｗ２ スロット溶接

Claims (2)

1. 車両のシャシフレームに作業機械を架装する際に必要な補強をするために用いられ、横断面がコ字状をなすとともに自身の車幅方向外側面にシャシフレーム孔が貫通形成されているシャシフレームに装着される架装用補強部材の取付方法であって、
   前記シャシフレームの外側面に装着されるとともに、前記シャシフレーム孔の対向位置に形成されたボルト締結用の取付け孔を有する複数の補助板と、前記シャシフレームを車両上下方向から挟持するように配されて横断面がＬ字状をなす一対の補強部材本体とからなる補強部材を用い、
   前記複数の補助板を前記シャシフレームの長手方向に沿って車幅方向外側面に前記取付け孔とシャシフレーム孔を用いてボルト締結により装着する補助板装着工程と、該補助板装着工程の後に、前記一対の補強部材本体を前記シャシフレームを車両上下方向から挟持するように配する補強部材配置工程と、該補強部材配置工程の後に、車幅方向外側面にて前記補助板と前記一対の補強部材本体とに限って相互を溶接する溶接工程とを含むことを特徴とする架装用補強部材の取付方法。
2. 車両のシャシフレームに作業機械を架装する際に必要な補強をするために用いられ、横断面がコ字状をなすとともに自身の車幅方向外側面にシャシフレーム孔が貫通形成されているシャシフレームに装着される架装用補強部材取付構造であって、
   前記シャシフレームの外側面に装着されるとともに、前記シャシフレーム孔の対向位置に形成されたボルト締結用の取付け孔を有する複数の補助板と、前記シャシフレームを車両上下方向から挟持するように配されて横断面がＬ字状をなす一対の補強部材本体とからなる補強部材を備え、
   前記複数の補助板は、前記シャシフレームの長手方向に沿って車幅方向外側面に前記取付け孔とシャシフレーム孔を用いてボルト締結により装着され、前記一対の補強部材本体は、前記シャシフレームを車両上下方向から挟持するように配されており、前記補助板と前記一対の補強部材本体とが、車幅方向外側面にて前記補助板と前記一対の補強部材本体とに限って相互に溶接されていることを特徴とする架装用補強部材取付構造。

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