JP5367466B2 - タンクトレーラ - Google Patents

Description

本発明は、タンクトレーラに関し、特に、溶接時の入熱による溶接歪みを抑制しつつ、より少ない工数で強度を確保することができるタンクフレームを備えるタンクトレーラに関するものである。

小麦粉その他の粉粒体等を運搬する車両であるタンクトレーラは、車両重量と最大積載量とを合わせた車両総重量が基準により定められている。そこで、車両重量を軽くし、最大積載量をより確保するため、タンクトレーラ本体の軽量化が図られており、粉粒体等の積載物を貯留する円筒状のタンク及びそのタンクを進行方向左右側から支持する一対のタンクフレームには、比較的重量の軽いアルミニウム合金が用いられる。また、タンクフレームには、その重量を軽くするため、断面が略コ字状に形成されたものがある（特許文献１）。

ところで、タンクトレーラは、タンクの下方に配設される車軸と、その車軸およびタンクフレームの間に配設される板ばねと、その板ばねを支持すると共にタンクフレームに取着されるブラケットと、そのブラケット及び車軸を連結するトルクロッドとを主に備えている。

そのため、例えば、車輪が路面の凸部分を走行する際に、車輪と共に車軸の位置が上昇すると、車軸に連結されているトルクロッドの一端の位置も上昇する。タンクトレーラが受けた衝撃は、板ばねにより低減されるが、車軸の変位が大きい場合には、その変位を規制しようとするトルクロッドがブラケットを進行方向前方側へ押す。よって、ブラケットが連結されているタンクフレームの底面部分に応力が集中する。また、タンクは剛性が高いので、タンクフレームは、凹凸のある路面の走行や速度の加減、左右へのカーブなどにより捩られ、それが長距離の走行の中で繰り返されることで疲労する。

そこで、図５に示すように、タンクフレーム１０３の製造工程においては、まず、一対の平板状からなる平板部材１３１をそれぞれ曲げ加工し、その一対の平板部材１３１の各端面を互いに溶接することで、断面が略コ字状のタンクフレーム１０３を形成する。その後、一対の平板部材１３１を接合して形成された面に対して平板部材１３１よりも板厚が厚い当板１３２を当接させつつ当板１３２の長手方向の両辺に沿って溶接することでタンクフレーム１０３の底面部分の強度を確保し、最後に、タンクフレーム１０３の側面部分の上端をタンク１０２に溶接固定していた。

特開２００８−１３２９０９（段落[００１２]，図４）

しかしながら、上記従来のタンクトレーラでは、一対の平板部材１３１の各端面を互いに溶接して形成された面に対して当板１３２を当接させつつ溶接する構成であるため、当板１３２を溶接する前に、当板１３２を当接させる面をグラインダ等により平滑に仕上げる必要がある。また、タンクトレーラの走行性能を確保するため、タンクフレーム１０３の底面（ブラケットが連結される平坦面）を走行路面に対して平行に保持する必要がある。そこで、タンクフレーム１０３をタンク１０２に接合する工程おいては、タンクフレーム１０３の底面を走行路面に対して平行に保持した状態で、タンクフレーム１０３の側面部分の上端をタンク１０２の形状に合わせて切削加工しつつタンク１０２へ接合する必要がある。これらの作業は繁雑であり、作業工数も多くなるという問題点がある。

さらに、アルミニウム合金からなるタンクフレーム１０３の溶接には、鉄製などの比較的剛性が高い当板を用いることができず、アルミニウム合金製の当板を使用することになる。鉄製の当板と同様の強度を確保するためには当板を厚くする必要があるので、溶接による入熱が大きくなり、熱影響による溶接歪みが発生しやすくなるという問題点があった。

なお、当板１３２による補強をする代わりに一対の平板部材１３１の板厚をより厚くすることも考えられる。しかし、タンクフレーム１０３の幅が限られているため、平板部材１３１を曲げ加工するために必要な曲げＲの確保が困難である。一方、限られたタンクフレーム１０３の幅の中でより厚い平板部材１３１を曲げ加工した場合、底面をなす面積が小さくなるためブラケットを取着する際の障害となるという問題点がある。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、溶接時の入熱による溶接歪みを抑制しつつ、より少ない工数で強度を確保することができるタンクフレームを備えるタンクトレーラを提供することを目的としている。

この目的を達成するために、請求項１記載のタンクトレーラは、積載物を貯留する円筒状のタンクと、そのタンクを下方から支持するタンクフレームと、そのタンクフレームの下方に配設される車軸と、その車軸および前記タンクフレームの間に配設される板ばねと、その板ばねを支持すると共に前記タンクフレームに取着されるブラケットと、前記ブラケット及び前記車軸を連結するトルクロッドとを備えるタンクトレーラにおいて、前記タンクフレームは、互いに対向する平板状からなり前記タンクに取着される一対の側面部と、その一対の側面部の下方に垂設されると共に前記側面部より厚い平板状からなり前記ブラケットが取着される底面部と、その底面部および前記一対の側面部とを連結する一対の連結部とを備え、前記底面部と前記一対の連結部とが一体に成形され、前記一対の側面部が前記一対の連結部にそれぞれ溶接固定されている。

請求項２記載のタンクトレーラは、請求項１記載のタンクトレーラにおいて、前記側面部および前記連結部は、前記側面部の側面と前記連結部の側面とを重ね合わせつつ溶接固定されている。

請求項３記載のタンクフレームは、請求項２記載のタンクフレームにおいて、前記連結部は、前記側面部が側面に溶接固定されると共に前記底面部より薄く形成された接合部を備えている。

請求項４記載のタンクトレーラは、請求項１から３のいずれかに記載のタンクトレーラにおいて、前記底面部と前記一対の連結部とが押出成形により一体に成形されている。

請求項１記載のタンクトレーラによれば、タンクフレームは、底面部と連結部とが一体に成形されるので、板を曲げる作業が不要となることで作業工数を削減できると共に、曲げ加工による強度の低下を防ぐことができるという効果がある。

さらに、底面部と連結部とが一体に成形されたものに一対の側面部を溶接固定するため、底面部には厚い板を採用し、側面部には底面部よりも薄い板を採用することができる。よって、強度が要求される部分のみを厚くすることで、タンクフレームの強度確保と軽量化とを図ることができるという効果がある。また、底面部に対して溶接により当板を補強する作業を必要としないので、底面部に溶接歪みが生じず、精度を保つことができると共に、全体としての溶接数が減少するため、作業工数を削減できるという効果がある。

請求項２記載のタンクトレーラは、請求項１記載のタンクトレーラの奏する効果に加え、側面部および連結部は、側面部の側面と連結部の側面とを重ね合わせつつ溶接固定されているので、タンクとタンクフレームとを接合する際、先にタンクと側面部の上端部分とを溶接固定した後に、タンク等の製造誤差により側面部の下端部分が底面部に対して平行でない場合であっても、底面部を走行路面に対して平行に保持しつつ、側面部の高さ方向の位置を調整し、側面部を連結部に接合することができる。よって、従来のように、タンクフレームの上端部分をタンクの形状に合わせて切削加工しつつタンクフレームとタンクとを接合する場合と比べて、作業効率を向上させることができるという効果がある。

請求項３記載のタンクトレーラは、請求項２記載のタンクトレーラの奏する効果に加え、連結部には底面部より薄く形成された接合部が形成されているので、タンクフレームの軽量化を図ることができると共に、接合部の側面には側面部の側面が重ね合わされつつ溶接固定されているので、接合部の強度低下を抑制することができるという効果がある。また、連結部が底面部と共に押出成形により一帯に成形される場合、製造コストの増加を抑制することができるという効果がある。

請求項４記載のタンクトレーラは、請求項１から３のいずれかに記載のタンクトレーラの奏する効果に加えて、底面部と一対の連結部とが押出成形により一体に形成されるので、作業工数および製造コストをより削減することができるという効果がある。

本発明の一実施の形態におけるタンクトレーラの側面図である。 タンクトレーラの部分拡大側面図である。 タンク及びタンクフレームの部分拡大側面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線におけるタンク及びタンクフレームの部分拡大断面図である。 従来技術におけるタンク及びタンクフレームの部分拡大斜視図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について、添付図面を参照して説明する。まず、図１を参照して、タンクトレーラ１００の概略構成について説明する。図１は、本発明の一実施の形態におけるタンクトレーラ１００の側面図である。

図１に示すように、タンクトレーラ１００は、セメント、小麦粉その他の粉粒体等を運搬するための車両であり、粉粒体等を貯留する略円筒状のタンク２と、そのタンク２を下方から支持し、進行方向に対して左右方向にそれぞれ配設される断面が略コ字状のタンクフレーム３と、そのタンクフレーム３の下方に配設され路面を走行するための機構である走行装置４とを主に備えている。また、タンク２及びタンクフレーム３は比較的軽いアルミニウム合金により構成されている。これにより、タンクトレーラ１００全体の軽量化を図ることができ、その分、積載量をより確保することができる。

次に、図２を参照して、走行装置４の構成について説明する。図２は、タンクトレーラ１００の部分拡大側面図である。なお、図２では、説明の便宜上、車輪の図示を省略すると共にタンクトレーラ１００を模式的に図示する。

図２に示すように、走行装置４は、車輪を回転可能に軸支する車軸４１ａ，４１ｂと、それら車軸４１ａ，４１ｂの上方に配設される板ばね４２ａ，４２ｂと、板ばね４２ａの一端を支持するフロントブラケット４３と、そのフロントブラケット４３より車両後方に位置し、板ばね４２ａの他端及び板ばね４２ｂの一端を支持するイコライザブラケット４４と、そのイコライザブラケット４４より車両後方側に位置し、板ばね４２ｂの他端を支持するリヤブラケット４５と、フロントブラケット４３及び車軸４１ａを連結するトルクロッド４６ａと、イコライザブラケット４４及び車軸４１ｂを連結するトルクロッド４６ｂとを備えている。

板ばね４２ａ，４２ｂは、車軸４１ａ，４１ｂを弾性支持して路面走行時に受ける衝撃を緩衝する部材であり、フロントブラケット４３，イコライザブラケット４４又はリヤブラケット４５を介してタンクフレーム３に連結されている。タンクフレーム３と車軸４１ａ，４１ｂとの間に、板ばね４２ａ，４２ｂを介装させることにより、凹凸のある路面を走行する際や、走行速度を加減する際などにタンク２へ伝達される衝撃を低減させることができる。また、トルクロッド４６ａ，４６ｂは、路面走行時における車軸４１ａ，４１ｂの変位を規制する部材である。トルクロッド４６ａは、その他端が車軸４１ａに連結されると共に一端がフロントブラケット４３を介してタンクフレーム３に連結され、トルクロッド４６ｂは、その他端が車軸４１ｂに連結されると共に一端がイコライザブラケット４４を介してタンクフレーム３に連結されている。

次に、図３及び図４を参照して、タンクフレーム３の構成について説明する。図３は、タンク２及びタンクフレーム３の部分拡大側面図であり、図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線におけるタンクフレーム３の部分拡大断面図である。なお、図３及び図４では、走行装置４の図示を省略すると共に、タンクフレーム３を模式的に図示する。

図４に示すように、タンクフレーム３は、互いに対向する平板状からなる一対の側面部３１と、その一対の側面部３１の下方に垂設される平板状からなる底面部３２と、その底面部３２および一対の側面部３１を連結する一対の連結部３３と、一対の側面部３１の間に配設される支持部材３４とを備えている。

一対の側面部３１は、タンクフレーム３の側面部分を構成する部分であり、上端部分がタンク２に溶接固定されている。底面部３２は、タンクフレーム３の底面部分を構成する部分であり、フロントブラケット４３、イコライザブラケット４４及びリヤブラケット４５がボルトにより締結固定されている（図２参照）。連結部３３は、タンクフレーム３の屈曲部分を形成し、一端面には底面部３２が連結され、他端部には底面部３２より厚さの薄い接合部３３ａが形成されている。支持部材３４は、円筒状の部材であり、軸方向が一対の側面部３１に対して垂直に配設され、一対の側面部３１に挟持固定されている。

なお、図４に示すように、底面部３２は、一対の側面部３１よりも厚さが大きく形成されている。これにより、底面部３２の剛性を高めることができる。その一方で、一対の側面部３１は、底面部３２より厚さを小さくすることでタンクフレーム３の軽量化を図ることができる。さらに、一対の側面部３１では、支持部材３４が挟持固定されているため、側面部３１がタンク２の重量により座屈することを防止することができる。

また、底面部３２と連結部３３とは押出成形により一体に成形されている。これにより、従来のような平板部材１３１（図５参照）の曲げ加工や溶接が不要なので、作業工数を削減することができると共に、底面部３２の溶接歪みを回避し、精度を保つことができる。また、板厚が大きい場合であっても、底面部３２の底面（フロントブラケット４３（図２参照）等が取着される平坦面）をなす面積を十分に確保しつつ連結部３３の屈曲部分を形成することができる。よって、フロントブラケット４３等の取着をスムーズに行うことができる。

また、側面部３１と底面部３２及び連結部３３とは、別々に成形した後に溶接されるので、側面部３１と底面部３２及び連結部３３との厚さが異なる構成であっても、容易に成形することができる。よって、底面部３２を厚く形成することで、底面部３２の強度を確保することができる。また、側面部３１は底面部３２よりも薄い平板を採用することができるので、タンクフレーム３の軽量化を図ることができる。さらに、タンクフレーム３を形成する際の溶接数が全体として減少するため、作業工数を削減することができ、溶接時の入熱による溶接歪みを抑制することができる。

ここで、図３に示すように、タンク２は円筒状であり、かつ、中央から端へ向かうにつれて直径が異なる形状であることから、製造誤差が生じやすい。その一方で、底面部３２は上記のように走行装置４が取着される部分であるので、走行性能を保持するためには、底面部３２を走行路面に対して平行に保持しておく必要がある。そのため、従来のように、先にタンクフレーム３の形状を形成した後で、タンク２と側面部３１の上端部分とを溶接固定する場合、側面部３１の上端部分をタンク２の形状に合わせて切削加工するなどしてから溶接を行う必要がある。

しかし、本発明では、タンク２と側面部３１の上端部分とを溶接固定した後、側面部３１の側面と接合部３３ａの側面とを重ね合わせつつ溶接固定することができるので、側面部３１の高さ方向の位置を調整をしつつ、側面部３１と連結部３３とを接合することができる。よって、従来の方法と比べて、作業効率を向上させることができる。また、側面部３１の下端部分と連結部３３の端面とを溶接固定する場合と比べて接合される面積が広いので、より確実に固定することができる。

また、接合部３３ａは、底面部３２よりも厚さが薄く形成されているので、タンクフレーム３の軽量化を図ることができる。一方で、接合部３３ａは、側面部３１が重ね合わされつつ溶接固定されているので、接合部３３ａの強度低下を抑制することができる。

以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。

例えば、上記実施の形態では、接合部３３ａが底面部３２よりも厚さが薄い場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、接合部３３ａと底面部３２との厚さが同等であってもよい。また、上記実施の形態では、側面部３１の側面と接合部３３ａの側面とを接合する場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、側面部３１の下端部と連結部３３の端面とを接合してもよい。

上記実施の形態では、底面部３２と連結部３３とが押出成形により一体に成形されている場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、底面部３２と連結部３３とが削り出し、鍛造、絞り加工等により一体に成形されていてもよい。また、予め底面部３２及び連結部３３を別々に成形したものを溶接することにより、底面部３２と連結部３３とを一体に成形しておいてもよい。

上記実施の形態では、タンクトレーラ１００が２つの車軸４１ａ，４１ｂを備える場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、車軸を１つ或いは３つ以上備えているものであってもよい。

１００ タンクトレーラ
２，１０２ タンク
３，１０３ タンクフレーム
３１ 側面部
３２ 底面部
３３ 連結部
３３ａ 接合部
３４ 支持部材
４ 走行装置
４１ａ，４１ｂ 車軸
４２ａ，４２ｂ 板ばね
４３ フロントブラケット（ブラケット）
４４ イコライザブラケット（ブラケット）
４５ リヤブラケット（ブラケット）
４６ａ，４６ｂ トルクロッド
１３１ 平板部材
１３２ 当板

Claims (4)

1. 積載物を貯留する円筒状のタンクと、そのタンクを下方から支持するタンクフレームと、そのタンクフレームの下方に配設される車軸と、その車軸および前記タンクフレームの間に配設される板ばねと、その板ばねを支持すると共に前記タンクフレームに取着されるブラケットと、前記ブラケット及び前記車軸を連結するトルクロッドとを備えるタンクトレーラにおいて、
   前記タンクフレームは、互いに対向する平板状からなり前記タンクに取着される一対の側面部と、その一対の側面部の下方に垂設されると共に前記側面部より厚い平板状からなり前記ブラケットが取着される底面部と、その底面部および前記一対の側面部を連結する一対の連結部とを備え、
   前記底面部と前記一対の連結部とが一体に成形され、前記一対の側面部が前記一対の連結部にそれぞれ溶接固定されていることを特徴とするタンクトレーラ。
2. 前記側面部および前記連結部は、前記側面部の側面と前記連結部の側面とを重ね合わせつつ溶接固定されていることを特徴とする請求項１記載のタンクトレーラ。
3. 前記連結部は、前記側面部が側面に溶接固定されると共に前記底面部より薄く形成された接合部を備えていることを特徴とする請求項２記載のタンクトレーラ。
4. 前記底面部と前記一対の連結部とが押出成形により一体に成形されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のタンクトレーラ。

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