JP5504733B2

JP5504733B2 - 荷台防振構造

Info

Publication number: JP5504733B2
Application number: JP2009178130A
Authority: JP
Inventors: 洋赤間
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2009-07-30
Filing date: 2009-07-30
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2029-07-30
Also published as: JP2011031688A

Description

本発明は、トラックの荷台の振動を低減する荷台防振構造に関するものである。

トラックの荷台の振動による積荷の荷傷みを防止するための荷台防振構造として、特許文献１記載の構造が提案されている。

図７に示すように、この構造によれば、積荷を積載する荷台４の走行方向前側は車両のシャシフレーム６に対して車両ピッチング方向にのみ回動が可能なヒンジ９にて固定され、荷台４の後側は同様に車両のシャシフレーム６に対して空気バネ２０及びショックアブソーバ１１を介して接続される。

また、この構造では積荷の重量によって荷台４の高さが変化しないように荷台姿勢を制御する荷台姿勢制御部を必要とする。

図８に示すように、荷台姿勢制御部２１は、サージタンク２２と空気バネ２０とを接続するエア配管２３に設けられ空気バネ２０に対する空気の給排を切り替えるレベリングバルブ２４と、荷台４とシャシフレーム６の隙間高さを計測するハイトセンサ２５と、ハイトセンサ２５の計測値に応じてレベリングバルブ２４の制御を行うコントローラ２６とを備える。

コントローラ２６には、荷台４とシャシフレーム６上のストッパ１８とのクリアランスが３０〜５０ｍｍ程度となるような閾値が設定されており、コントローラ２６は、閾値以上・閾値内・閾値以下の３条件に応じてレベリングバルブ２４の開閉制御を行うようになっている。

コントローラ２６は、ハイトセンサ２５の計測値が閾値以上のとき、レベリングバルブ２４のサージタンク側バルブを閉じると共に大気側バルブを開いて空気バネ２０の内圧を下げ、計測値が閾値以下のときサージタンク側バルブを開くと共に大気側バルブを閉じて空気バネ２０に圧気を供給し、計測値が閾値内のときサージタンク側バルブを閉じると共に大気側バルブを閉じて空気バネ２０の内圧を保つようになっている。

特開２００８−１３４５号公報

ところで、このような空気バネ２０を用いた防振構造では、積荷の重さに応じた空気圧の管理が複雑になるという課題があった。また、空気圧を供給するために空圧ポンプ（コンプレッサー）やエアタンク（サージタンク）を設置する必要があり、システム全体として大幅なコスト上昇を招くという課題があった。

またさらに、空気バネ２０は車幅方向（左右方向）及び車軸方向（前後方向）の剛性が非常に低いことから、荷台４の位置決めをするのがヒンジ９のみになると共に、加減速時に荷台４に加わる前後方向の力や操舵時に荷台４に加わる横方向の力を受ける部位がヒンジ９のみとなり、発生する高い応力に応じた充分な強度をヒンジ９に持たせる必要があると共に、場合によっては荷台４の前後・左右の位置決め機構（リンクなど）を別途設置する必要があるという課題あった。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、複雑な管理を必要とせず荷台の支持剛性を低コストで確保できる荷台防振構造を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明は、キャブ後方の車両本体上に、荷台の前端部を、ヒンジを介して車幅方向に延びる軸回りに回動自在に設けると共に、荷台の後端部をバネとショックアブソーバを介して設けた荷台防振構造において、前記バネが、車幅方向に延びると共に車幅方向の中央部を下方に膨らませるように湾曲する上下２枚の板バネ材を重ねて形成された重ね板バネからなり、該重ね板バネは、車幅方向の中央部がシャシフレームのクロスメンバに取り付けられ、上段の板バネ材の両端部がリンク機構を介して前記荷台に固定され、かつ、下段の板バネ材の両端が前記上段の板バネ材から離間するように形成され、前記上段の板バネのばね定数と、前記上段の板バネ材が前記下段の板バネ材の両端に当接したときの重ね板バネのばね定数とには、積荷積載量の重量に基づく１０Ｈｚから１５Ｈｚの共振周波数に対し防振効果が得られるばね定数が選定されるものである。

前記下段の板バネ材は、前記上段の板バネ材より短く形成されてもよい。

本発明によれば、複雑な管理を必要とせず荷台の支持剛性を低コストで確保できる。

図１は本実施の形態に係る荷台防振構造を備えたトラックの側面図である。図２は図１の要部平面図である。図３は図１の背面図である。図４は図３の要部拡大図である。図５は重ね板バネのバネ定数の変化を表すグラフである。図６は図３の要部拡大図である。図７は従来の荷台防振構造を備えたトラックの側面図である。図８は荷台姿勢制御部の概略構造を示す説明図である。

図１に示すように、車両たるトラック１は、車両本体２と、車両本体２に防振装置３を介して設けられた荷台４と、車両本体２に荷台４を覆うように設けられたボデー５とを備える。

車両本体３は、シャシフレーム６と、シャシフレーム６の走行方向前端部に設けられたキャブ７と、シャシフレーム６に図示しない懸架装置を介して設けられた走行輪８とを備える。

荷台４は、アルミニウム等の軽金属にてハニカム構造とされており、平面視矩形状に形成されている。

図１及び図２に示すように、防振装置３は、キャブ７後方の車両本体２のシャシフレーム６上に設けられ荷台４の前端部を車幅方向に延びる軸回りに回動自在に設けるためのヒンジ９と、車両本体２のシャシフレーム６の後端部に設けられ車両本体２から荷台４の後端部に伝わる上下方向の振動を吸収するためのバネ１０と、車両本体２のシャシフレーム６の後端部に設けられ荷台４の振動を減衰するためのショックアブソーバ１１とを備える。

図３及び図６に示すように、バネ１０は車幅方向に延びると共に車幅方向の中央部を下方に膨らませるように湾曲する板バネ材１２、１３を２枚重ねて形成された重ね板バネ１４からなる。下段側の板バネ材１３は上段側の板バネ材１２より短くなるように形成されており、上段側の板バネ材１２と下段側の板バネ材１３は長手方向の中央が互いに重なるように配置される。また、下段側の板バネ材１３は上段側の板バネ材１２とは両端が離間するように形成されており、重ね板バネ１４が上下方向の圧縮力を受けたとき、まず上段側の板バネ材１２が圧縮力を受けて変形し、上段側の板バネ材１２の下面が下段側の板バネ材１３の両端に当接することで下段側の板バネ材１３にも力を伝えるようになっている。

重ね板バネ１４は車両本体２の後端部に車幅方向に沿って設置される。重ね板バネ１４は、車幅方向の中央部がシャシフレーム６のクロスメンバ１５に取り付けられ、両端部がリンク機構１６を介して荷台４に固定される。図４に示すように、リンク機構１６は、荷台４からの荷重により重ね板バネ１４が撓んだ際の固定点位置ずれを吸収するためのものであり、上段側の板バネ材１２の端部に前後に延びる軸回り回動自在に連結されると共に荷台４の底面に前後に延びる軸回り回動自在に連結される連結部材１７からなる。

また、重ね板バネ１４のバネ定数は荷台４に許容される重量を考慮したうえで、その共振周波数が荷台４の防振効果を得られる充分低い周波数となるように選定されており、そのバネ定数は図５に示すように積載量の少ない状態（最大積載量の１／２程度を想定）で共振周波数が適切な数値となる１段目と最大積載量に相当する積荷が積載された状態で共振周波数が適切な数値となる２段目の特性を有する。

このバネ定数はトラック１に積まれる荷物に応じて特性を選ぶ事となり、本来のトラック１が有する最大積載量と実際に積載する積荷の最大積載量が異なる場合には、それに応じたバネ定数が選定される。具体的には、トラック１の用途が軽貨物であり、荷台に軽貨物を満載した場合でもトラック１が有する最大積載量に満たない場合、荷台に軽貨物を満載したときの積載量に応じてバネ定数が選定される。

図２に示すように、シャシフレーム６には、車両に想定以上の大きな力が入った際に重ね板バネ１４が大きく撓み、荷台４とシャシフレーム６が当たってしまう事のないようにゴム製のストッパ１８が設けられている。

次に本実施の形態の作用を述べる。

トラック１が走行し、荷台４に上下方向の外力が作用すると、荷台４はヒンジ９を中心として上下に揺動を始める。荷台４の揺動は重ね板バネ１４が変形することで吸収されると共にショックアブソーバ１１により減衰される。積荷の重量が軽い場合など、重ね板バネ１４に作用する力が小さい場合、重ね板バネ１４は上段側の板バネ材１２のみで荷台４からの力を受け、荷台４からの力を吸収する。また、積荷の重量が重い場合など、重ね板バネ１４に作用する力が大きい場合、重ね板バネ１４は変形量が小さい間は上段側の板バネ材１２のみで荷台４からの力を受け、変形量が所定量を超えたとき上段側の板バネ材１２と下段側の板バネ材１３とで荷台４からの力を受け、荷台４からの力を吸収する。

また、荷台４に前後方向の外力や車幅方向の外力が作用した場合、ヒンジ９と重ね板バネ１４とで外力を受けることができ、荷台４を充分な剛性で支持できる。

このように、キャブ７後方の車両本体２上に、荷台４の前端部を、ヒンジ９を介して車幅方向に延びる軸回りに回動自在に設けると共に、荷台４の後端部をバネ１０とショックアブソーバ１１を介して設けた荷台防振構造において、バネ１０が、車幅方向に延びると共に車幅方向の中央部を下方に膨らませるように湾曲する板バネ材１２、１３を複数重ねて形成された重ね板バネ１４からなるものとしたため、低コストで防振効果が得られる荷台防振構造が実現され、荷台４の支持剛性を高められる。そしてこれにより荷台４の前後・左右位置を位置決めするためにバネ１０とは別に設置していた位置決め機構が不要になるとともにヒンジ９に発生する応力を低減可能となる。また、空気バネのように複雑な管理をする必要もない。

またさらに、特許文献１記載の空気バネによる荷台防振構造では、荷台前側の回転方向には動きやすいヒンジ９とする事により、荷台４の動きをピッチング方向に許容する構造とした上で、荷台後側に防振構造を追加してピッチング共振周波数を主な入力周波数（問題となる後輪のバネ下共振周波数は１０〜１５Ｈｚ程度）よりも１／√２以下とする事で、入力された振動を荷台４に伝達しにくくする構造となっているが、本実施の形態に係る荷台防振構造では防振のメカニズムは同じだが、主として積載される積荷の特性に応じて設定された重ね板バネ１４の特性により、多く使用される環境において荷台４のピッチング共振周波数が適切な数値となることで防振効果を得ることができる。

また、荷台４に重ね板バネ１４の両端をリンク機構１６を介して取り付け、車両本体２に重ね板バネ１４の車幅方向の中央部を取り付けるため、荷台４を重ね板バネ１４により機械的に拘束することができ、高い支持剛性が得られる。

また、板バネ材１２、１３は車幅方向の中央部を下方に膨らませるように湾曲するものとしたが、中央部を上方に膨らませるように湾曲するものであってもよい。

２車両本体
４荷台
７キャブ
９ヒンジ
１０バネ
１１ショックアブソーバ
１２上段側の板バネ材
１３下段側の板バネ材
１４重ね板バネ
１６リンク機構

Claims

キャブ後方の車両本体上に、荷台の前端部を、ヒンジを介して車幅方向に延びる軸回りに回動自在に設けると共に、荷台の後端部をバネとショックアブソーバを介して設けた荷台防振構造において、前記バネが、車幅方向に延びると共に車幅方向の中央部を下方に膨らませるように湾曲する上下２枚の板バネ材を重ねて形成された重ね板バネからなり、該重ね板バネは、車幅方向の中央部がシャシフレームのクロスメンバに取り付けられ、上段の板バネ材の両端部がリンク機構を介して前記荷台に固定され、かつ、下段の板バネ材の両端が前記上段の板バネ材から離間するように形成され、前記上段の板バネのばね定数と、前記上段の板バネ材が前記下段の板バネ材の両端に当接したときの重ね板バネのばね定数とには、積荷積載量の重量に基づく１０Ｈｚから１５Ｈｚの共振周波数に対し防振効果が得られるばね定数が選定されることを特徴とする荷台防振構造。
前記下段の板バネ材は、前記上段の板バネ材より短く形成された請求項１に記載の荷台防振構造。