JP4858965B2 - サブフレーム構造 - Google Patents

Description

この発明は、サブフレーム構造に関し、特に、シャシーフレームとこのシャシーフレームの上方に位置決められるタンクとの間にサブフレームを有するバルク車への具現化に向くサブフレーム構造の改良に関する。

バルク車においては、シャシーフレームの上方に位置決められるタンクをシャシーフレームに固定状態に定着させるについて、多くの場合に、シャシーフレームに連結されたサブフレームにタンクを連設する方策が選択されている。

すなわち、バルク車におけるシャシーフレームの形状は、メーカーによって異なるのが通例であり、したがって、この形状が異なるシャシーフレームに型式化された特定形状のタンク、すなわち、言わば規格化されたタンクを定着させるのについては、中間部材としてのサブフレームを利用するのが好ましく、また、シャシーフレームに直にタンクを定着させることによる不具合の発生を回避する観点からも、中間部材としてのサブフレームが配設されるのが好ましいことになる。

そこで、シャシーフレームとタンクとの間にサブフレームを有するバルク車への具現化に向くサブフレーム構造の提案が従来から種々なされているが、その中で、たとえば、特許文献１には、サブフレーム構造を構成するサブフレームにおける重量をいたずらに大きくさせずしてサブフレームにおける脆弱性を改善し得るとする提案が開示されている。

すなわち、特許文献１に開示されているサブフレーム構造にあっては、サブフレームが補強ブラケットを有してなるとし、この補強ブラケットが一体形成された型材からなりながらバルク車における前後方向となるサブフレームにおける軸線方向に貫通された孔を多段に有し、しかも、サブフレームに複数個間欠配置されるとしている。

それゆえ、この提案によれば、サブフレームは、補強ブラケットを有することで機械的強度を大きくして脆弱性が改善されることになり、その一方で、補強ブラケットが一体成形された型材からなるとすることで、サブフレームの重量をいたずらに大きくせず、しかも、前後方向の多段となる孔を有することで、補強ブラケットを有するサブフレームにサイドバンパーやその他の付属品をボルトナット利用で連結することを可能にし得ることになる。
特開２００５‐１１９３２６（要約，図１，図２参照）

しかしながら、上記した特許文献１に開示の提案にあっては、サブフレームの脆弱性を改善し得ることやサイドバンパーやその他の付属品の連結を可能にし得る点で問題はないが、サブフレームにおける重量軽減の点からすると、些か問題があると指摘される可能性がある。

すなわち、上記した特許文献１に開示の提案にあっては、サブフレームは、補強ブラケットを有してなるとし、しかも、この補強ブラケットは、一体成形された成形品からなるとしている。

それゆえ、この補強ブラケットがサブフレームの機械的強度を大きくすることや爾後のタンクからの外力作用で容易に変形などしないように形成されることを鑑みると、少なくとも、鋼材で形成されることが必須になるであろう。

だとすると、複数個の補強ブラケットがサブフレームに間欠配置されるとしても、サブフレームにおける全体重量がかなり大きくなることが容易に予想され、結果的には、バルク車で最も重要とされるタンクが空の状態にあるときの全体重量を可能な限りに小さくすることを困難にする危惧がある。

この発明は、このような現状を鑑みて創案されたものであって、その目的とするところは、バルク車においてシャシーフレームの上方にタンクを位置決める際の利用に向くのはもちろんのこと、サブフレームにおける重量をいたずらに大きくさせずに所定の機械的強度を保障し得るようにして、その汎用性の向上を期待するのに最適となるサブフレーム構造を提供することである。

上記した目的を達成するために、この発明によるサブフレーム構造の構成を、基本的には、バルク車におけるシャシーフレームと、このシャシーフレームの上方に位置決められるタンクと、このタンクを連設させながら上記シャシーフレームに連結されるサブフレームとを有し、このサブフレームが上記シャシーフレームより剛性を低くする鋼板材で形成されながら上記バルク車の車幅方向となる横方向の断面形状を矩形の箱型にすると共に上記バルク車の前後方向となる縦方向の長さを上記シャシーフレームと同長あるいはほぼ同長にするように延在されてなるサブフレーム構造において、上記バルク車の左右側面となる上記サブフレームの外側面に連設されたブラケットと同じく上記バルク車の左右側面となる上記シャシーフレームの外側面に連設されたブラケットとがボルトナット利用で連結され、上記バルク車の車幅方向となる横方向の断面形状を矩形の箱型にする本体部が上記サブフレームにおける上記ブラケットを連設させる上記外側面を形成する外側部を有すると共にこの外側部に連続する底側部を有し、上記外側部の内側面と上記底側部の内側面とに架け渡される鋼板材からなる補強用斜板を有し、この補強用斜板の上端部が上記外側部の肉厚を挟んで上記サブフレームにおける上記ブラケットの下端部に照準されるように位置決めされてなるとする。

それゆえ、この発明にあっては、サブフレームが補強用斜板を有して補強されるから、補強用斜板を有しない場合に比較して剛性を高くし得ることになり、シャシーフレームより剛性を低くする鋼板材で形成されながら機械的強度を改善し得ることになる。

そして、この発明にあって、補強用斜板は、サブフレームの内側に配設されるから、サブフレームの外側面にブラケットを連設させることを妨げず、また、サブフレームの外側面にサイドバンパーやその他の付属品を連結することを可能にし得ることになる。

また、この発明にあって、補強用斜板が鋼板材からなるから、この補強用斜板がいわゆるブロック状に形成される場合に比較してサブフレームの重量をいたずらに大きくすることを回避し得ることになる。
そしてまた、この発明にあっては、補強用斜板がサブフレームに設けられるのにあって、補強用斜板の上端部が外側部の肉厚を挟んでサブフレームの言わば外側に設けられるブラケットの下端部に照準されるように、つまり、対向するように内側面に位置決めされるとしているから、ブラケットに作用する荷重に呼応するようにサブフレームの脆弱性が改善されることになる。

以下に、図示した実施形態に基づいて、この発明を説明するが、この発明によるサブフレーム構造は、図１に示すように、粉粒体運搬車とも称されるバルク車への具現化に向き、バルク車におけるシャシーフレーム１と、このシャシーフレーム１の上方に位置決められるタンク２と、このタンク２を連設させながらシャシーフレーム１に連結されるサブフレーム１０とを有してなるとしている。

ちなみに、前記したことであるが、バルク車においては、シャシーフレーム１の上方に位置決められるタンク２を直接シャシーフレーム１に連結することはなく、多くの場合に、中間部材たるサブフレーム１０の利用下にタンク２をシャシーフレーム１に連結させるとしている。

これは、同じく前記したことであるが、バルク車におけるシャシーフレーム１の形状は、メーカーによって異なるのが通例であり、したがって、この形状の異なるシャシーフレーム１の上方に位置決められる型式化された特定形状のタンク、すなわち、言わば規格化されたタンク２をシャシーフレーム１に連結するのについては、中間部材たるサブフレーム１０を利用するのが好ましく、また、シャシーフレーム１に直にタンク２を連結することによる不具合の発生を回避する観点からも、この中間部材たるサブフレーム１０の配設が好ましいことになる。

一方、凡そシャシーフレーム１は、バルク車の言わば骨格をなすものであり、したがって、爾後の負荷で簡単にこのシャシーフレーム１が変形しないように極めて高い剛性を有するように形成されているのが常態である。

そのため、従前では、建築物における梁材のような木材からなる桁材が利用されるとしていたが、近年では、鋼材、すなわち、高い剛性の具有を容易に期待できる型材、たとえば、図２に示すように、適宜の肉厚を有して断面を横向きの広幅角Ｕ字状にする型鋼材が利用されることが多い。

なお、この発明のサブフレーム構造を具現化するにあって、シャシーフレーム１の構造、すなわち、形状や材質について特段の限定を要する訳ではないので、シャシーフレーム１は、言わば任意に設定されて良く、上記した横向き角Ｕ字状の断面を有するとするのに代えて、図示しないが、断面がＩ型とされたり、また、同じく図示しないが、トラス構造に形成されてなるとしたり自由である。

そして、タンク２は、収容物の性状によって種々の工夫がなされていることは周知であるが、この発明のサブフレーム構造を具現化するにあっては、タンク２の構造自体に特段の限定はない。

むしろ、この発明のサブフレーム構造を具現化するにあって、タンク２は、収容物の重量やバルク車の走行時の荷重作用でいたずらに変形しない構造に形成されているとするのが肝要であり、それで足りる。

上記したところに対して、サブフレーム１０は、シャシーフレーム１より剛性を低くする鋼板材で形成されながら、図２に示すように、バルク車の車幅方向となる横方向の断面形状を矩形の箱型にすると共に、図１に示すように、バルク車の前後方向となる縦方向の長さをシャシーフレームと同長あるいはほぼ同長にするように延在されてなるとしている。

ところで、サブフレーム１０がシャシーフレーム１より剛性を低くする鋼板材で形成されることについてだが、前記したように、バルク車においてサブフレーム１０を利用することは避け得ない事情があるので、このサブフレーム１０が利用されることになるが、その場合でも、タンク２に収容物を収容した積荷状態のバルク車における総重量は、法規制の枠内にあることが必須とされるから、その枠を超えることはできない。

このとき、シャシーフレーム１は、メーカーによってその板厚や形状が決まっておりこれを簡単に変更できないため、タンク２に収容する収容物の量を可能な限り多くするためには、タンク２と共にサブフレーム１０の重量を可能な限り小さくすることが要請されることになる。

そして、サブフレーム１０における質量を可能な限り小さくするためには、サブフレーム１０を構成する鋼板材の板厚を薄くする、すなわち、サブフレーム１０は、シャシーフレーム１より薄い板厚の鋼板材で形成されることになる。

なお、サブフレーム１０をシャシーフレーム１の上に載置するについては、図３に示すように、サブフレーム１０の底面とシャシーフレーム１の上端面との間にメタルタッチを回避する緩衝部材３が配設されるのが常態であるが、このメタルタッチを回避する緩衝部材３として、多くの場合に、ゴムシートなどが選択されて、消音効果の発揮はもちろんのこと、タンク２とシャシーフレーム１との間における共振の回避などが意図されるであろう。

ここで、図示するサブフレーム１０について説明すると、図３に示すように、シャシーフレーム１に載置される言わば本体部分１０ａは、その断面形状を矩形の箱型にし、この本体部分１０ａに連設されて上端がタンク２に連設される言わば脚部分１０ｂは、その断面形状を二股状にするとしている。

より具体的には、本体部１１がサブフレーム１０における外側部１１ａ、底側部１１ｂおよび内側部１１ｃを主に形成し、このとき、外側部１１ａが脚部分１０ｂの一方を形成する脚部１１ｄを一体に有するとし、また、内側部１１ｃが蓋部１２の一部となる上端折れ曲り部１１ｅを一体に有するとしている。

そして、蓋部１２は、一端部１２ａを上記の上端折れ曲り部１１ｅに溶接するとし、他端部たる下方折り曲げ部１２ｂを上記した外側部１１ａの内側面に溶接するとしている。

ちなみに、この蓋部１２の本体部１１に対する溶接で断面形状を矩形の箱型にする本体部分１０ａが形成されるが、この発明にあっては、サブフレーム１０が後述する補強用斜板１４を有することから、この補強用斜板１４の所定位置への溶接が終了した後に蓋部１２の溶接が実践されることになる。

そして、このサブフレーム１０にあって、上記した本体部１１における内側部１１ｃの上端部には、脚部分１０ｂの他方を形成する脚部１３の下端部を溶接させてなるとし、この脚部１３の上端部は、前記した脚部分１０ｂの一方を形成する脚部１１ｄの上端部と同様にタンク２に溶接されるとしている。

一方、このサブフレーム１０における補強用斜板１４についてだが、この発明にあっては、サブフレーム１０における本体部１１を構成する材料と同一の鋼板材からなるとしている。

これによって、サブフレーム１０を形成するために鋼板材を用意するときに、併せて補強用斜板１４を形成するための鋼板材を用意できる点で有利となるのはもちろんのこと、この補強用斜板１４をサブフレーム１０に設けることで、サブフレーム１０における重量をいたずらに大きくしないようにすることを可能にし得る点で有利となる。

そして、この補強用斜板１４は、図示するところでは、図３に示すように、サブフレーム１０における本体部１１を形成する外側部１１ａの内側面とこの外側部１１ａに連続してシャシーフレーム１の上端面に対向する底面を有する底側部１１ｂの内側面とに架け渡されるように配設される、すなわち、溶接されるとしている。

そして、このとき、この補強用斜板１４が溶接される外側部１１ａの外側面にはブラケット４が連設され、図３に示すように、補強用斜板１４の上端部とブラケット４の下端部とが外側部１１ａの肉厚を挟んで対向する、つまり、照準されるとしており、このブラケット４は、前記した図１中に仮想線で示す位置に、すなわち、バルク車の前後方向となる縦方向の複数箇所に間欠配置されてなるとしている。

そしてまた、図３に示すように、上記のブラケット４に対しては、すなわち、バルク車の左右側面となるサブフレーム１０の外側面に連設されるブラケット４に対しては、同じくバルク車の左右側面となるシャシーフレーム１の外側面に連設されるブラケット５が照準されるとしている。

そしてさらに、このシャシーフレーム１の外側面に連設されるブラケット５も、上記のブラケット４と同様に、前記した図１中に仮想線で示す位置に、すなわち、バルク車の前後方向となる縦方向の複数箇所に間欠配置されてなるとし、言わばこの上下となるブラケット４，５がボルトナット６の利用で連結されるとしている。

それゆえ、以上のように形成されたサブフレーム１０を有するこの発明のサブフレーム構造にあっては、バルク車におけるシャシーフレーム１の上方に位置決められるタンク２をサブフレーム１０の利用下にシャシーフレーム１に固定的に連結することが可能になる。

そして、この発明のサブフレーム構造にあっては、サブフレーム１０に設けられる補強用斜板１４がバルク車の前後方向となる縦方向の複数箇所に間欠配置されてなるとするから、このサブフレーム１０における重量をいたずらに大きくしないことになる。

また、この発明のサブフレーム構造にあって、補強用斜板１４がサブフレーム１０に設けられるにあっては、サブフレーム１０の言わば外側にブラケット４が配設される部位に設けられるとしているから、ブラケット４に作用する荷重に呼応するようにサブフレーム１０の脆弱性が改善されることになる。

さらに、タンク２を言わば搭載したバルク車がうねり路を走行したりすることでシャシーフレーム１に対してタンク２がローリングするような事態になるときには、言わば左右のブラケット４，５において、両者間が遠近するように荷重が作用することになる。

このとき、上下のブラケット４，５間が離れるようになるときには、この上下のブラケット４，５がボルトナット６で連結されているから、仮に、図４に示すように、補強用斜板を有しないサブフレーム７にあっては、本体部分が歪むことになり、その分、上下のブラケット４，５間が狭くなり、ボルトナット６がいわゆる弛むことになって、タンク２を固定状態にシャシーフレーム１に連結できなくなるが、この発明の場合には、サブフレーム１０における本体部分１０ａが補強用斜板１４を有することから、上記したような歪みが招来されず、したがって、バルク車においてタンク２をシャシーフレーム１に固定状態に連結することを恒久的に保障し得ることになる。

前記したところでは、サブフレーム１０は、補強用斜板１４を有することが肝要とされるが、だからと言って、補強用斜板１４は、配設されていれば足りると言うものでないことはもちろんで、のみならず、前記した図４に示すところを勘案すると、すなわち、特に、ブラケット４が連設されていない部位７ａに歪みが発生していることを鑑みると、この補強用斜板１４は、図３に示すように、図中の左下角部に三角形を形成するように設けられるのが良く、同図中に仮想線で示すように、対角線状に設けられるのは意味がないとも言い得ることになる。

そして、前記したようにこの発明のサブフレーム１０にあっては、補強用斜板１４を所定位置に溶接してから蓋部１２を本体部１１に溶接するとしているから、上記したように、補強用斜板１４を対角線状に設ける設定の場合には、補強用斜板１４自体を配設できなくなる不具合を招くことになり、この発明の具現化を困難にすることになるであろう。

この発明によるサブフレーム構造を利用したバルク車を示す概略側面図である。 図１中のＹ‐Ｙ線位置で示すサブフレーム構造の概略断面図である。 図２中の左側のサブフレーム構造を拡大して示す断面図である。 補強斜板を有しないサブフレームの一変形例を示す断面図である。

符号の説明

１ シャシーフレーム
２ タンク
３ 緩衝部材
４，５ ブラケット
１０ サブフレーム
１１ 本体部
１１ａ 外側部
１１ｂ 底側部
１４ 補強用斜板

Claims (4)

1. バルク車におけるシャシーフレームと、このシャシーフレームの上方に位置決められるタンクと、このタンクを連設させながら上記シャシーフレームに連結されるサブフレームとを有し、このサブフレームが上記シャシーフレームより剛性を低くする鋼板材で形成されながら上記バルク車の車幅方向となる横方向の断面形状を矩形の箱型にすると共に上記バルク車の前後方向となる縦方向の長さを上記シャシーフレームと同長あるいはほぼ同長にするように延在されてなるサブフレーム構造において、
   上記バルク車の左右側面となる上記サブフレームの外側面に連設されたブラケットと同じく上記バルク車の左右側面となる上記シャシーフレームの外側面に連設されたブラケットとがボルトナット利用で連結され、
   上記バルク車の車幅方向となる横方向の断面形状を矩形の箱型にする本体部が上記サブフレームにおける上記ブラケットを連設させる上記外側面を形成する外側部を有すると共にこの外側部に連続する底側部を有し、
   上記外側部の内側面と上記底側部の内側面とに架け渡される鋼板材からなる補強用斜板を有し、
   この補強用斜板の上端部が上記外側部の肉厚を挟んで上記サブフレームにおける上記ブラケットの下端部に照準されるように位置決めされてなることを特徴とするサブフレーム構造。
2. 上記サブフレームの外側面に連設される上記ブラケットおよび上記シャシーフレームの外側面に連設される上記ブラケットが上記バルク車の前後方向となる縦方向の複数箇所に間欠配置されてなる請求項１に記載のサブフレーム構造。
3. 上記サブフレームの底面と上記シャシーフレームの上端面との間に緩衝部材が配設されてなる請求項１または請求項２に記載のサブフレーム構造。
4. 上記サブフレームが上記シャシーフレームより薄い板厚の鋼板材からなる請求項１，請求項２または請求項３に記載のサブフレーム構造。

Images