JP5896528B2 - ダンプトラック - Google Patents

Description

本発明は、土砂等の運搬対象物を運搬するダンプトラックに関する。

一般に、ダンプトラックは、４輪を配置した車体フレームを備えている。この車体フレームの前方上部には、運転室およびコントロールボックスが配置されている。また、車体フレームには、この車体フレーム上の中央から後方にかけて荷台が取り付けられている。

この荷台は、車体フレームの後方に取り付けられたヒンジピンと、このヒンジピンより車体フレームの前方に取り付けられたホイストシリンダとによって、車体フレームに連結されている。そして、この荷台は、ホイストシリンダの伸縮動作に伴って、ヒンジピンを中心に上下方向に回動する（起伏動作する）。

ダンプトラックの荷台には、例えば油圧ショベル等にて土砂や砕石等の運搬対象物が山積みされる。そして、ダンプトラックは、荷台を倒伏状態から起立状態に移行させることによって、荷台に積載された運搬対象物を降ろすことができる構成とされている（例えば、特許文献１，２参照）。

荷台は、底部を形成する底板と、この底板の前側に位置し前面を形成する前板と、底板の両側に位置する一対の側板と、によって積載部が構成されている。荷台の前板は、その上部に、運転室およびコントロールボックスを覆うように、前方に突出させた天板部が連結されている。

また、荷台の底板の下面には、一対のレールが、前後方向（長手方向）に亘って取り付けられている。図１８は、従来のレールを、車体フレームの前後方向と直交する方向に沿って切断した縦断面である。図１８に示すように、従来のレールは、荷台の底板から下方に延びる２つのレール側板と、２つのレール側板のそれぞれの下端面に当接するレール底板とを有して成る中空のボックス構造体である。一方、車体フレームは、フレーム天板と、このフレーム天板から下方に延びる２つのフレーム側板とを有して構成されている。そして、一般的には、荷台が車体フレームに着座した状態において、レールは、車体フレームのフレーム天板にゴムパッドを介して載置される。なお、このゴムパッドは、走行中に荷台が振動するのを防止したり、荷台に土砂を積み込む際の車体フレームに対する衝撃を吸収したりするためのものである。

さらに、荷台の底板の下面には、左右方向に延びる複数のスティフナ（補強用部材）が、一対のレールと交差するようにして、前後方向に間隔を空けて取り付けられている。なお、各スティフナは、溝形鋼（チャンネル）から成る構造体である。荷台の底板、前板、一対の側板、天板部、一対のレールおよび各スティフナは、溶接により接合されており、荷台の底板の剛性は、一対のレールおよび複数のスティフナにて確保されている。

荷台の積載部に運搬対象物が山積みされた場合、荷台には、この運搬対象物から高い負荷が掛かる。この荷台に掛かる負荷は、荷台の底板を介して、レールおよびヒンジピンに連結された部分、すなわちヒンジピンブラケットにて受けられる。そして、レールに掛かる負荷は、レールを支持する車体フレームに分担される。また、荷台のヒンジピンブラケットに掛かる負荷は、ヒンジピンを介して、車体フレームに分担される。

ここで、ヒンジピンブラケットは、荷台を起立させて運搬対象物を降ろすときに高い負荷が掛かるため、比較的厚い板材が使用されており、高い剛性が確保されている。一方、レールは、荷台の底板の下面の前後方向に亘る広い範囲に配置されているため、比較的薄い板材をボックス構造とすることで剛性が確保されている。

特開２００７−１７６２６９号公報 米国特許第５５５５６９９号明細書

ところが、荷台が車体フレームに着座した状態（倒伏姿勢の状態）では、レールは車体フレームから（ゴムパッドを介して）反力を受けるので、レールには、上下方向に押し潰されるような力が掛かっている。そのため、図１９に示すように、レール底板は、レール側板との接合部を支点として中央が頂部となるように変形する。よって、レール底板の中央（凸型頂点）には、大きな曲げモーメントが作用する。それによって、大きな曲げ応力が発生するため、レール底板の中央部はき裂が発生する虞がある。また、レール底板とレール側板との接合部には大きなたわみ角が発生するため、この接合部にも大きな応力が発生する。そのため、レール底板とレール側板との接合部は、破損しやすい箇所となっている。

特に、従来のレール構造は、２つのレール側板の厚さ方向のそれぞれの中心線間（Ｃ．Ｌ−Ｃ．Ｌ間）の距離Ｌが、ゴムパッドの幅と同等かそれより若干大きい構成となっていたため（図１８参照）、レール底板は、２つのレール側板のそれぞれとの接合部より内側の部分が車体フレームからの反力を受けるが、接合部より外側の部分はゴムパッドと接触していないため、車体フレームからの反力を受けない。そのため、従来のレール構造は、レール底板は中央が頂部となる方向に曲げ変形し易く、レール底板とレール側板との接合部に発生するたわみ角が大きくなる傾向にあったと言える。そして、レール底板とレール側板との接合部が破損することがないようにすることが、緊急の課題となっている。

ここで、レール底板とレール側板との接合部が損傷しないようにするためには、接合部の板厚を厚くして、応力を下げるようにすれば良い。しかし、この場合、荷台の質量が増加してしまい、許容積荷質量の減量、走行燃費の悪化、タイヤ寿命の低下等の問題が生じるため、得策ではない。

本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、ダンプトラックの荷台に設けられたレールの剛性を高めることにある。特に、本発明は、レールの板厚を従来のものから変更することなく、レールの剛性を高めたダンプトラックを提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明に係るダンプトラックは、車体フレームと、この車体フレームの後部に配置されたヒンジピンと、このヒンジピンを介して前記車体フレームに対して上下方向に回動自在に取り付けられた荷台と、を備えたダンプトラックであって、前記荷台の底面には、前記車体フレームの前後方向に沿ってレールが設けられ、前記レールは、前記荷台の底面から下方に延びると共に、前記車体フレームの左右方向に間隔を空けて対峙する第１レール側板および第２レール側板と、前記第１レール側板および前記第２レール側板のそれぞれの下端面と当接するレール底板と、を有して成る中空構造体であり、前記レール底板には、前記荷台が前記車体フレームに着座した状態において前記車体フレームから反力を受ける反力受部が形成され、前記レールは、前記反力受部が形成されている位置で前記車体フレームの前後方向と直交する方向に沿って切断した縦断面において、前記第１レール側板の外側面および前記第２レール側板の外側面の少なくとも一方が、前記反力受部の端部と同一またはその端部より内側に位置する形状であることを特徴としている。

本発明によれば、第１レール側板の外側面が反力受部の一端と同一またはその一端より内側に位置する形状の場合には、レール底板の反力受部は、第１レール側板の厚さ方向の中心線を基準として左右の部分に同時に車体フレームからの反力を受け、第２レール側板の外側面が反力受部の他端と同一またはその他端より内側に位置する形状の場合には、第２レール側板の厚さ方向の中心線を基準として左右の部分に同時に車体フレームからの反力を受ける。

これにより、レール底板には、中央部が頂部となるように曲げ変形させる力とその変形を妨げる方向に作用する力とが同時に発生する。よって、従来と比べて、レール底板の曲がりを小さくすることができる。さらに言えば、従来使われていたレール底板とレール側板と同じ板厚のものを用いても、ダンプトラックの荷台に設けられたレールの剛性を、従来のレール構造と比べて高くすることができる。

なお、本発明において、レール底板に形成された「反力受部」とは、車体フレームからの反力を、ゴムパッドを介して受ける場合には、少なくともレール底板のゴムパッドと接触する領域が「反力受部」となる。これに対して、レール底板と車体フレームとが直接接触する場合には、レール底板の車体フレームと接触する領域が「反力受部」となる。

また、より望ましくは、前記レールは、前記縦断面において、前記第１レール側板の外側面が前記反力受部の一端と同一またはその一端より内側に位置し、かつ、前記第２レール側板の外側面が前記反力受部の他端と同一またはその他端より内側に位置する形状である。こうすることで、より一層、レール底板の曲げ変形を抑えて、レールの剛性を高めることができる。

これについて、図５および図６に示す本発明の第１実施形態の構成を例に挙げて説明すると、第１レール側板１２ａの外側面１２ａ−１が車体フレーム２から反力を受ける領域（反力受部）２０の左端２０ａと一致し、第２レール側板１２ｂの外側面１２ｂ−１が前記領域２０の右端２０ｂと一致する構成である。よって、レール底板１２ｃは、第１レール側板１２ａの中心線Ｃ．Ｌとの交点Ｐ１と第２レール側板１２ｂの中心線Ｃ．Ｌとの交点Ｐ２との間の部分は、反力によって中央が頂部となるように曲げ変形するが、レール底板１２ｃの交点Ｐ１の左側の部分は、反力によって図６の矢印Ｄ１の方向に折れ曲がろうとし、交点Ｐ２の右側の部分は、図６の矢印Ｄ２の方向に折れ曲がろうとする。そのため、レール底板１２ｃは、従来に比べて曲がりが小さくなる。故に、従来使われていたレール底板とレール側板と同じ板厚のものを用いても、ダンプトラックの荷台に設けられたレールの剛性を、従来のレール構造と比べて高くすることができる。

すなわち、本発明は、レールの形状を、（１）第１レール側板の外側面が反力受部の一端と同一、かつ、第２レール側板の外側面が反力受部の他端と同一となる形状、（２）第１レール側板の外側面が反力受部の一端と同一、かつ、第２レール側板の外側面が反力受部の他端より内側となる形状、（３）第１レール側板の外側面が反力受部の一端より内側、かつ、第２レール側板の外側面が反力受部の他端と同一となる形状、（４）第１レール側板の外側面が反力受部の一端より内側、かつ、第２レール側板の外側面が反力受部の他端より内側となる形状、の何れかにすることにより、レールの剛性を高めることができるのである。

ここで、上記構成において、前記第１レール側板は、その厚さ方向の中心が、前記反力受部の一端と前記反力受部の幅方向の中心との中間点に引かれた鉛直線上か、それより前記反力受部の一端側に位置するように配置され、前記第２レール側板は、その厚さ方向の中心が、前記反力受部の他端と前記反力受部の幅方向の中心との中間点に引かれた鉛直線上か、それより前記反力受部の他端側に位置するように配置される構成とするのが好ましい。

その理由について、図７および図８に示す本発明の第１実施形態の変形例に係る構成を例に挙げて説明する。図７に示すように、第１レール側板１２ａの中心線Ｃ．Ｌは、車体フレーム２からゴムパッド１３を介して反力を受ける領域（反力受部）２０の一端（左端）２０ａと、レール底板１２ｃの中心線Ｃ．Ｌとの中間に位置しているから、図８に示すように交点Ｐ１の左右で反力Ｒａと反力Ｒｂとのバランスが取れている。同様に交点Ｐ２の左右でも反力Ｒｃと反力Ｒｄとのバランスが取れている。そのため、レール底板１２ｃの曲げ変形は殆ど生じない。

しかし、第１レール側板１２ａと第２レール側板１２ｂとの間隔を、図７に示す間隔よりさらに狭めると、レール底板１２ｃは、第１レール側板１２ａとの接合部および第２レール側板１２ｂとの接合部を支点として、中央が底部（凹部）となるように変形する。すなわち、従来のレール底板とは逆の方向に曲がることになる。そうすると、これら接合部には、高い応力が発生してしまうことになるため、第１レール側板１２ａと第２レール側板１２ｂとの間隔を図８に示す位置からさらに狭める構成とするのは好ましくない。

したがって、本発明において、第１レール側板の好ましい位置とは、図５および図７を参照すると、第１レール側板１２ａの外側面１２ａ−１が車体フレーム２からゴムパッド１３を介して反力を受ける領域２０（幅Ｗ）の左端２０ａと一致する位置から、第１レール側板１２ａの厚さ方向の中心線Ｃ．Ｌが、当該領域２０の左端２０ａから距離Ｗ／４だけ内側に位置するところまでの範囲である。この範囲であれば、接合部の応力が低減され、レールの高寿命化が図れる。同様に、第２レール側板の好ましい位置とは、第２レール側板１２ｂの外側面１２ｂ−１が前記領域２０（幅Ｗ）の右端２０ｂと一致する位置から、第２レール側板１２ｂの厚さ方向の中心線Ｃ．Ｌが、前記領域２０の右端２０ｂから距離Ｗ／４だけ内側に位置するところまでの範囲である。この範囲であれば、接合部の応力が低減され、レールの高寿命化が図れる。

ところで、レール底板と車体フレームとの間にゴムパッドを介在させる場合、そのゴムパッドは、レール底板に設けられる場合と、車体フレームに設けられる場合とがある。前者の場合には、上記構成において、前記レール底板にゴムパッドを設けて、前記レール底板が前記車体フレームからの反力を、前記ゴムパッドを介して受けるように構成し、前記ゴムパッドが前記レール底板に取り付けられている領域が前記反力受部の領域に含まれるようにするのが好ましい。

また、後者の場合には、前記車体フレームにゴムパッドを設けて、前記レール底板が前記車体フレームからの反力を、前記ゴムパッドを介して受けるように構成し、前記ゴムパッドが前記レール底板と接触する領域が前記反力受部の領域に含まれるようにするのが好ましい。

また、上記構成において、前記荷台は、その底面が前方に下り傾斜するようにして、前記車体フレームに着座しており、前記レール底面には、前記ヒンジピンを挿入するためのヒンジピンブラケットが設けられ、前記第１レール側板と前記第２レール側板との間隔は、前記ヒンジピンより前方の方が後方より狭い構成にするのが好ましい。

荷台の底面が前方に下り傾斜した状態で車体フレームに着座しているダンプトラックでは、荷台の前方の方が後方に比べて大きな荷重が掛かるが、本発明によれば、第１レール側板と第２レール側板との間隔についてヒンジピンより前方の方を後方より狭くしたので、レールの高応力が発生する箇所に対して効果的に剛性を高めることができる。また、仮に、既存の荷台を改良するよう場合には、レールのヒンジピンより前方の部分だけ第１レール側板と第２レール側板との間隔を狭めるように改良すれば良いので、荷台の改良が簡単であり、その改良に必要なコストも低減させることができるといった利点もある。

このように、本発明に係るダンプトラックは、上記構成を備えることにより、レールの板厚を従来のものから変更することなく、レールの剛性を高めることができる。

本発明の第１実施形態に係るダンプトラックの側面図である。 図１に示すダンプトラックの荷台を起立させた状態の要部の概略を示す斜視図である。 図１に示すダンプトラックの荷台の側面図である。 図３に示す荷台の底面図である。 図１のＢ−Ｂ線に沿って要部を切断した断面図である。 図５に示すレールが車体フレームからゴムパッドを介して反力を受けた状態を、従来と比較して示した図である。 図１に示すダンプトラックにおいて変形例１に係るレールの構造を適用し、図１のＢ−Ｂ線に沿って要部を切断した断面図である。 図７に示す変形例１に係るレールが車体フレームからゴムパッドを介して反力を受けた状態を、従来と比較して示した図である。 図１に示すダンプトラックにおいて変形例２に係るレールの構造を適用し、図１のＢ−Ｂ線に沿って要部を切断した断面図である。 図１に示すダンプトラックにおいて変形例３に係るレールの構造を適用し、図１のＢ−Ｂ線に沿って要部を切断した断面図である。 本発明の第２実施形態に係るダンプトラックの荷台を起立させた状態の要部の概略を示す斜視図である。 図１１に示すダンプトラックの荷台の側面図である。 図１２に示す荷台の底面図である。 本発明の第３実施形態に係るダンプトラックの荷台を起立させた状態の要部の概略を示す斜視図である。 本発明の第３実施形態に係るダンプトラックの要部を図１のＢ−Ｂ線と同じ位置で切断した断面図である。 図１４に示すダンプトラックにおいて変形例４に係るレールの構造を適応し、図１のＢ−Ｂ線と同じ位置で要部を切断した断面図である。 図１４に示すダンプトラックにおいて変形例５に係るレールの構造を適応し、図１のＢ−Ｂ線と同じ位置で要部を切断した断面図である。 従来のダンプトラックに適用されている荷台のレール構造を説明するための図である。 図１８に示す従来のレールが車体フレームからゴムパッドを介して反力を受けた状態を示す図である。

以下、本発明に係るダンプトラックを実施するための形態を図に基づいて説明する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係るダンプトラックの側面図である。また、図２は、図１に示すダンプトラックの荷台を起立させた状態の要部の概略を示す斜視図である。

図１に示すように、第１実施形態に係るダンプトラック１は、車体フレーム２、一対の前輪３、一対の後輪４、および荷台５を備えている。一対の前輪３は、車体フレーム２の前部の左右両端に回転可能に取り付けられている。また、一対の後輪４は、車体フレーム２の後部の左右両端に回転可能に取り付けられている。さらに、荷台５は、土砂や砕石等の運搬対象物Ａを積載する部分であって、車体フレーム２上に起伏可能に取り付けられている。

車体フレーム２は、いわゆる車体であって、図２に示すように、一対のフレーム材２ａにて構成されている。これら一対のフレーム材２ａは、前後方向に細長く延びたフレーム形状を成しており、荷台５が車体フレーム２に着座した状態では、荷台５の一対のレール１２がちょうど一対のフレーム材２ａに載置されるように構成されている。即ち、一対のフレーム材２ａは、図４に示す一対のレール１２（後述）と同じような形状から成る。

また、車体フレーム２の後部には、荷台５を起立又は倒伏させる（上下方向に回動させる）際の回転中心となるヒンジピン６が取り付けられている。この車体フレーム２のうちのヒンジピン６より前方には、この車体フレーム２と荷台５とを連結する油圧シリンダとしての一対のホイストシリンダ７が取り付けられている。これら一対のホイストシリンダ７は、車体フレーム２の前後方向の略中央部に取り付けられている。また、車体フレーム２の左側の前輪の上方には、オペレータが乗車する運転室であるキャブ８が設けられ、車体フレーム２の前部には、エンジンや油圧機器などが収容されたパワーユニット１０が設けられている。

よって、オペレータがキャブ８からホイストシリンダ７を駆動すると、荷台５は、ホイストシリンダ７の収縮動作に伴ってヒンジピン６を中心に下方に回動し、車体フレーム２に着座する倒伏姿勢となる。また、荷台５は、ホイストシリンダ７の伸長動作に伴ってヒンジピン６を中心に上方に回動し、運搬対象物Ａを放出する起立姿勢（図２参照）となる。

なお、図１の符号９は、荷台５が左右方向に移動することを防止するために車体フレーム２の側部と当接するガイドである。

次に、荷台５の構造について詳しく説明する。図３は、第１実施形態に係るダンプトラックの荷台の側面図である。また、図４は、図３に示す荷台の底面図である。図３および図４に示すように、荷台５は、底板（フロア）１１ａ、前板（フロント）１１ｂ、および２つの側板（サイド）１１ｃにより上方および後方が開放された略箱型の形状を成しており、その内部に運搬対象物Ａを積載するための積載部１１が形成されている。なお、底板１１ａ、前板１１ｂ、および側板１１ｃはそれぞれ溶接により接合されている。そして、荷台５は、その底板１１ａが前方にやや下り傾斜した状態で、車体フレーム２に着座している（図１参照）。

また、前板１１ｂの上部には、略板状の天板（キャノピ）１１ｄが取り付けられている。この天板１１ｄは、前板１１ｂの上部からダンプトラック１の前方上部を覆うように前方に突出させて取り付けられている。すなわち、この天板１１ｄは、車体フレーム２上に荷台５が着座する倒伏状態で、この荷台５からの搬送対象物Ａの落下によるキャブ８、コントロールボックス９、パワーユニット１０等の損傷を防止するために設けられている。

さらに、図４に示すように、底板１１ａの下面には、車体フレーム２の前後方向に亘って、中空のボックス形状から成る一対のレール１２が取り付けられている。これら一対のレール１２は、荷台５が車体フレーム２に着座した状態において、ちょうど車体フレーム２の各フレーム材２ａの上面に載置されるように、各フレーム材２ａと同じような形状となっている。その形状を具体的に説明すると、一対のレール１２は、荷台５の後方から中間部にかけて互いに略平行に延び、中間部から荷台５の前方にかけて互いに離隔するように外方にやや折れ曲がった形状となっている。

次に、これら一対のレール１２の構造の詳細について、図５を参照しながら説明する。図５は、車体フレーム２上に荷台５を着座させた倒伏状態におけるレール１２、ゴムパッド１３、および車体フレーム２の要部を示す断面図（図１のＢ−Ｂ断面図）である。図５に示すように、レール１２は、荷台５の底板１１ａから下方に延びる第１レール側板１２ａおよび第２レール側板１２ｂと、第１レール側板１２ａの平らな下端面１２ａ−３および第２レール側板１２ｂの平らな下端面１２ｂ−３と当接するレール底板１２ｃとを有し、荷台５の底板１１ａと第１レール側板１２ａと第２レール側板１２ｂとレール底板１２ｃとによって内部に空間が形成された中空のボックス構造となっている。

第１レール側板１２ａおよび第２レール側板１２ｂは、何れも、例えば、板厚Ｔｓ＝１２ｍｍの板状体であって、車体フレーム２の左右方向（図５の左右方向）に間隔を空けて対峙される。一方、レール底板１２ｃは、板厚Ｔｂ＝１２ｍｍの板状体であって、第１レール側板１２ａおよび第２レール側板１２ｂと溶接により接合される。このように形成されたレール１２は、２つのレール側板１２ａ，１２ｂとレール底板１２ｃとが溶接により一体化されるので、中空であっても高い剛性が確保されている。なお、板厚Ｔｓおよび板厚Ｔｂは従来のものと同じである。

レール底板１２ｃの下面には、断面が矩形状で幅Ｗから成るゴムパッド１３が取り付けられている。その数は、１つのレール１２に対して５個である（図２〜４参照）。これにより、荷台５は、車体フレーム２に着座したときの衝撃が緩和されると共に、ゴムパッド１３と車体フレーム２との間の摩擦力により安定した姿勢で着座することができる。ただし、レール底板１２ｃは、ゴムパッド１３を介して車体フレーム２からの反力を受けることになる。

すなわち、第１実施形態では、レール底板１２ｃのうちゴムパッド１３が取り付けられている領域が、車体フレーム２からの反力を受ける領域（以下、単に「領域」と言う場合がある）２０であって、本発明の「反力受部」に相当するものである。図５は、本発明の「反力受部」が形成されている位置で切断した縦断面図を示しており、同図の斜線を引いた部分が、本発明の「反力受部」に相当する領域である。勿論、この領域２０の幅はゴムパッド１３の幅Ｗと同じである。

ここで、２つのレール側板１２ａ，１２ｂとレール底板１２ｃとの位置関係について説明を加えると、第１レール側板１２ａの外側面１２ａ−１と、レール底板１２ｃに形成された領域２０の一端２０ａとが、図５の左右方向において同じ位置に取り付けられている。すなわち、第１レール側板１２ａの内側面１２ａ−２は、領域２０の一端２０ａより内側に位置している。同様に、第２レール側板１２ｂも、その外側面１２ｂ−１と、レール底板１２ｃに形成された領域２０の他端２０ｂとが、同図の左右方向において同じ位置に取り付けられている。すなわち、第２レール側板１２ｂの内側面１２ｂ−２は、領域２０の他端２０ｂより内側に位置している。

このように、第１実施形態に係るレール１２は、第１レール側板１２ａの厚さ方向の中心線Ｃ．Ｌが、領域２０の一端２０ａより内側（右側）に位置し、第２レール側板１２ｂの厚さ方向の中心線Ｃ．Ｌが、領域２０の他端２０ｂより内側（左側）に位置する構成となっている。

また、レール１２の長手方向の中間部よりやや後ろ側の位置には、ヒンジブラケット１５がそれぞれ取り付けられている。これらヒンジブラケット１５には、ヒンジピン６が回転可能に挿通されている。すなわち、ヒンジピンブラケット１５は、ヒンジピン６を回転可能に支持する。

なお、第１実施形態では、第１レール側板１２ａと第２レール側板１２ｂとの間隔は、図４に示すように、ヒンジピンブラケット１５より前方と後方とで異なっている。具体的には、ヒンジピンブラケット１５より前方の第１レール側板１２ａと第２レール側板１２ｂとの間隔Ｃ１は、ヒンジピンブラケット１５より後方の第１レール側板１２ａと第２レール側板１２ｂとの間隔Ｃ２より若干狭い構成（すなわち、Ｃ１＜Ｃ２）である。これは、荷台５が車体フレーム２に着座した状態において、荷台５は、その前側が後ろ側よりやや下がった位置にあり、荷台５の前側が後ろ側より大きな荷重が掛かるため、レール１２の前側部分の剛性を高める必要があるからである。

また、第１実施形態では、ヒンジピンブラケット１５より後ろ側のレール１２の構成は、従来と同じである。すなわち、第１実施形態では、前後に延びるレール１２のうちヒンジピンブラケット１５より前側の部分についてのみ、図５に示すようなレール構造に改良しているのである。これにより、改良の手間を省くことができ、改良にかかる費用も抑えることができる。勿論、レール全体に亘って、図５に示す構造を採用することもできる。

さらに、荷台５の底板１１ａの下面には、各レール１２に交差させて複数、例えば７本のスティフナ１４が溶接により接合されている。これらスティフナ１４は、前後方向に間隔を空けて底板１１ａの下面に水平に取り付けられている。なお、スティフナ１４は、断面略凹型のチャンネル形状（中空構造）に形成され、その長さは、底板１１ａの左右方向の長さ（幅）と略等しくなっている。よって、スティフナ１４は、底板１１ａの左右方向に全体的に亘って設けられることになる。

一方、車体フレーム２のフレーム材２ａは、車体フレーム２の左右方向に間隔を空けて配置される２つのフレーム側板２ａ−１と、これら２つのフレーム側板２ａ−１の上端面に溶接により接合された、板状体のフレーム天板２ａ−２（例えば、板厚Ｔｆ＝３０ｍｍ）とを有して構成されている。なお、第１実施形態では、フレーム天板２ａ−２の板厚Ｔｆも従来と同じものを用いている。

以上から、第１実施形態では、従来と同じ板厚でレール１２および車体フレーム２を構成しており、従来と相違する点は、レール１２の前側における第１レール側板１２ａと第２レール側板１２ｂとの間の間隔だけである。ところが、この相違によって、従来と比べてレール１２の剛性を高くすることができるのである。以下、その理由について、図６を用いて説明する。

図６は、レール１２が車体フレーム２からゴムパッド１３を介して反力を受けた状態を、従来と比較して示した図である。図６に示すように、第１実施形態では、両レール側板１２ａ，１２ｂの中心線が従来のものより内側に位置しているので、レール底板１２ｃは、両レール側板１２ａ，１２ｂの中心線より外側の部分まで車体フレーム２から反力を受ける。そのため、レール底板１２ｃと第１レール側板１２ａの中心線Ｃ．Ｌとの交点をＰ１、レール底板１２ｃと第２レール側板１２ｂの中心線Ｃ．Ｌとの交点をＰ２としたときに、レール底板１２ｃのＰ１−Ｐ２間は中央が頂部となるように曲げ変形するが、レール底板１２ｃの交点Ｐ１より左側の部分は、反力によって、図６の矢印Ｄ１の方向に若干曲げられる。同様に、レール底板１２ｃの交点Ｐ２より右側の部分は、反力によって、同図の矢印Ｄ２の方向に若干曲げられる。

よって、レール底板１２ｃの交点Ｐ１より左側に掛かる反力と、交点Ｐ２の右側に掛かる反力とにより、レール底板１２ｃは、その中央が頂部となる方向に曲がり難くなる。すなわち、第１実施形態では、両レール側板１２ａ，１２ｂの位置を従来の位置からやや内側に狭めることにより、車体フレーム２から受ける反力を利用して、レール底板１２ｃの曲げ変形を抑えるようにしているのである。なお、図６において、従来のレール底板の曲げ変形後の状態は、二点鎖線で示されている。

このように、第１実施形態によれば、レール底板１２ｃの曲げ変形を従来と比べて小さくできるから、レール側板１２ａ，１２ｂとレール底板１２ｃとの接合部や、レール底板１２ｃの中央部など、従来は高応力箇所であった部分の応力を低減することができる。つまり、第１レール側板１２ａの外側面１２ａ−１がレール底板１２ｃの領域２０の一端２０ａと同じ位置にあり、かつ、第２レール側板１２ｂの外側面１２ｂ−１がレール底板１２ｃの領域２０の他端２０ｂと同じ位置にある構成を採用することによって、従来のレールと同じ板厚の部材を用いても、従来と比べてレール１２の剛性を高めることができるのである。

ところで、両レール側板１２ａ，１２ｂの間隔は、領域２０の幅Ｗが同じ条件下において種々の変形が可能である。そこで、以下、第１実施形態で適応可能なレール１２の代表的な変形例１〜２について説明する。なお、以下の変形例１〜２は、第１レール側板１２ａと第２レール側板１２ｂの間隔が上記した第１実施形態と異なっているが、それ以外の構成は同じである。そこで、以下の説明は、主にこの相違点について行うこととし、それ以外の説明については省略する。

図７は、車体フレーム２上に荷台５を着座させた倒伏状態において、変形例１に係るレール１２’、ゴムパッド１３、および車体フレーム２の部分を示す要部断面図である。図７に示すように、変形例１に係るレール１２’は、第１レール側板１２ａと第２レール側板１２ｂとの間隔が、図５に示すレール１２の第１レール側板１２ａと第２レール側板１２ｂとの間隔よりも狭くなっている。

具体的には、第１レール側板１２ａの中心線Ｃ．Ｌは、車体フレーム２からゴムパッド１３を介して反力を受ける領域２０の左端２０ａと、レール底板１２ｃの中心線Ｃ．Ｌとの中間に位置している。別言すれば、第１レール側板１２ａは、領域２０の左端２０ａから距離Ｗ／４だけ内側（右側）に位置している。同様に、第２レール側板１２ｂは、領域２０の右端２０ｂから距離Ｗ／４だけ内側（左側）に位置している。

この変形例１によれば、第１実施形態よりさらに剛性を高めることができる。このことについて、図８を用いて説明する。図８は、レール１２’が車体フレーム２からゴムパッド１３を介して反力を受けた状態を、従来と比較して示した図である。図８に示すように、変形例１では、両レール側板１２ａ，１２ｂが、レール底板１２ｃの中心線Ｃ．Ｌを挟んでそれぞれ距離Ｗ／４だけ左右に離れた位置に設けられているから、レール底板１２ｃは、第１レール側板１２ａの中心線Ｃ．Ｌとの交点Ｐ１の左右で反力のバランスが取れている。同様に、レール底板１２ｃは、第２レール側板１２ｂの中心線Ｃ．Ｌとの交点Ｐ２の左右で反力のバランスが取れている。

このことは、変形例１に係るレール１２’の力学モデルで考えてみると明らかである。すなわち、交点Ｐ１から距離Ｗ／８だけ左側の位置には反力Ｒａが上向きに掛かり、交点Ｐ１から距離Ｗ／８だけ右側の位置には反力Ｒｂが上向きに掛かる。ここで、反力Ｒａと反力Ｒｂは等しいので、レール底板１２ｃに形成された領域２０の左半分は交点Ｐ１を中心として反力のバランスが取れ、レール底板１２ｃの左側は殆ど曲がらないということになる。レール底板１２ｃに形成された領域２０の右半分についても、交点Ｐ２を中心に反力Ｒｃと反力Ｒｄが等しく掛かるため、反力のバランスが取れている。すなわち、レール底板１２ｃの右側も殆ど曲がらない。よって、変形例１では、レール底板１２ｃは殆ど曲げ変形が生じないから、第１レール側板１２ａとレール底板１２ｃとの接合部、および第２レール側板１２ｂとレール底板１２ｃとの接合部に掛かる応力を大幅に低減することができる。

次に、変形例２に係るレール１２’’の構造について説明する。図９は、車体フレーム２上に荷台５を着座させた倒伏状態において、変形例２に係るレール１２’’、ゴムパッド１３、および車体フレーム２の部分を示す要部断面図である。図９に示すように、変形例２に係るレール１２’’における第１レール側板１２ａは、その中心線Ｃ．Ｌが、車体フレーム２からゴムパッド１３を介して反力を受ける領域２０の左端２０ａから距離Ｗ／８だけ内側（右側）に位置するようにレール底板１２ｃに取り付けられている。一方、第２レール側板１２ｂは、その外側面１２ｂ−１が領域２０の右端２０ｂと一致するようにレール底板１２ｃに取り付けられている。

変形例２に係るレール１２’’の構造であっても、従来に比べるとレール底板１２ｃの曲げ変形を小さくすることができるから、第１レール側板１２ａとレール底板１２ｃとの接合部、および第２レール側板１２ｂとレール底板１２ｃとの接合部に掛かる応力を低減することができる。なお、変形例２の構造を採用する場合、第１レール側板１２ａと第２レール側板１２ｂのうち荷重がより大きく掛かる方を領域２０の内側に配置すると良い。効果的に剛性を高めることができるからである。

次に、変形例３に係るレール１２’’’の構造について説明する。図１０は、車体フレーム２上に荷台５を着座させた倒伏状態において、変形例３に係るレール１２’’’、ゴムパッド１３、および車体フレーム２の部分を示す要部断面図である。図１０に示すように、変形例３に係るレール１２’’’における第１レール側板１２ａは、その中心線Ｃ．Ｌが、車体フレーム２からゴムパッド１３を介して反力を受ける領域２０の左端２０ａから距離Ｗ／４だけ内側（右側）に位置するようにレール底板１２ｃに取り付けられている。一方、第２レール側板１２ｂは、その外側面１２ｂ−１が領域２０の右端２０ｂより外側（右側）に位置するようにレール底板１２ｃに取り付けられている。

変形例３に係るレール１２’’’の構造であっても、従来に比べるとレール底板１２ｃの曲げ変形を小さくすることができるから、第１レール側板１２ａとレール底板１２ｃとの接合部、および第２レール側板１２ｂとレール底板１２ｃとの接合部に掛かる応力を低減することができる。なお、変形例３の構造を採用する場合、第１レール側板１２ａと第２レール側板１２ｂのうち荷重がより大きく掛かる方を領域２０の内側に配置すると良い。効果的に剛性を高めることができるからである。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について図を用いて説明する。図１１は本発明の第２実施形態に係るダンプトラックの荷台を起立させた状態の要部の概略を示す斜視図、図１２は第２実施形態に係るダンプトラックの荷台の側面図、図１３は第２実施形態に係るダンプトラックの荷台の底面図である。

図１１〜図１３に示すように、第２実施形態は、ゴムパッド１３を車体フレーム２に取り付ける構成とした点が第１実施形態と相違するが、それ以外の構成は同じである。そのため、荷台１０５のレール１１２は、図５、図７、図９、および図１０に示すレール構造の何れかによって構成されることができる。

そして、第２実施形態によれば、ゴムパッド１３が取り付けられる部材が車体フレーム２のフレーム天板２ａ−２であっても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、第２実施形態によれば、従来と同じレール側板およびレール底板の板厚のものを用いても、レール１１２の剛性を高めることができる。より詳細に言えば、第２実施形態によっても、レール底板１２ｃの曲げ変形を従来に比べて小さくすることができるから、レール側板１２ａとレール底板１２ｃとの接合部や、レール底板１２ｃの中央部など、従来は高応力箇所であった部分の応力を低減することができる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について図を用いて説明する。図１４は本発明の第２実施形態に係るダンプトラックの荷台を起立させた状態の要部の概略を示す斜視図、図１５は、車体フレーム２上に荷台２０５を着座させた倒伏状態におけるレール２１２および車体フレーム２の要部を示す断面図である。第３実施形態は、ゴムパッド１３が設けられていない点が第１実施形態および第２実施形態と相違するが、それ以外の構成は同じである。そこで、以下では、この相違点について主に説明を行うこととし、それ以外の構成についての説明は省略する。

図１５に示すように、レール２１２のレール底板１２ｃは、車体フレーム２のフレーム天板２ａ−２と直接接触（メタルタッチ）している。そのため、レール底板１２ｃ全体で、車体フレーム２からの反力を受けることになる。すなわち、レール底板１２ｃ全体に、フレーム天板２ａ−２から反力を受ける領域２２０が形成されている。なお、領域２２０の幅Ｗａは、レール底板１２ｃの幅と同じである。

そして、第３実施形態に係るレール２１２の第１レール側板１２ａは、その外側面１２ａ−１が、領域２２０の左端、すなわち、レール底板１２ｃの幅方向の左端と略同じ位置（若干内側）になるようにレール底板１２ｃに取り付けられている。第２レール側板１２ｂも同様に、その外側面１２ｂ−１がレール底板１２ｃの幅方向の右端と略同じ位置（若干内側）になるようにレール底板１２ｃに取り付けられている。

このように構成されたレール２１２によれば、第１実施形態において説明したように、レール底板１２ｃの曲げ変形を従来のものより小さくすることができるから、第１実施形態および第２実施形態と同様にレール２１２の剛性を高めることができる。

また、レール２１２を、図１６に示す構造に変形することもできる。すなわち、変形例４に係るレール２１２’は、第１レール側板１２ａがレール底板１２ｃの左端から距離Ｗａ／４だけ内側に入り、第２レール側板１２ｂがレール底板１２ｃの右端から距離Ｗａ／４だけ内側に入った構成である。この構成によれば、第１実施形態において説明したように、レール底板１２ｃの曲げ変形は殆ど生じないから、より一層レール２１２’の剛性を高めることができる。

また、レール２１２を、図１７に示す構造に変形することもできる。すなわち、変形例５に係るレール２１２’’は、第１レール側板１２ａがレール底板１２ｃの左端から距離Ｗａ／４だけ内側に入り、第２レール側板１２ｂがレール底板１２ｃの右端から少し内側に入った構成である。より具体的には、第２レール側板１２ｂの中心線Ｃ．Ｌは、レール底板１２ｃの右端より内側、かつ、フレーム側板２ａ−１の中心線Ｃ．Ｌより外側である。この構成によれば、第１実施形態において説明したように、レール底板１２ｃの曲げ変形は殆ど生じないから、より一層レール２１２’’の剛性を高めることができる。

なお、上記した第１実施形態において、ゴムパッド１３とレール底板１２ｃとの間に隙間調整用のシムを設ける構成、第２実施形態において、ゴムパッド１３とフレーム天板２ａ−２との間に隙間調整用のシムを設ける構成を採用することもできる。この場合、荷台と車体フレームとの間の隙間をシムで調節できるから、レールの局部に応力が集中することを防止することができる。また、荷台が車体フレームに安定した姿勢で載置することができるといった利点もある。

また、上記した第１、第２実施形態は、本発明に係るレールの構成を、ヒンジピンブラケット１５より前方のみに適用した場合を例示したが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明に係るレールの構成を、レールの長手方向の全体に亘って適用しても良い。また、第１レール側板１２ａと第２レール側板１２ｂの間隔は、本発明の範囲内において適宜決定することができることは言うまでもない。

１ ダンプトラック
２ 車体フレーム
５，１０５，２０５ 荷台
６ ヒンジピン
１１ａ 荷台の底板
１２，１２’，１２’’，１１２，２１２，２１２’ レール
１２ａ 第１レール側板
１２ａ−１ 第１レール側板の外側面
１２ａ−３ 第１レール側板の下端面
１２ｂ 第２レール側板
１２ｂ−１ 第２レール側板の外側面
１２ｂ−３ 第２レール側板の下端面
１２ｃ レール底板
１３ ゴムパッド
２０，２２０ 車体フレームから反力を受ける領域（反力受部）
２０ａ 車体フレームから反力を受ける領域の左端（反力受部の一端）
２０ｂ 車体フレームから反力を受ける領域の右端（反力受部の他端）

Claims (3)

1. 車体フレームと、この車体フレームの後部に配置されたヒンジピンと、このヒンジピンを介して前記車体フレームに対して上下方向に回動自在に取り付けられた荷台と、を備えたダンプトラックであって、
   前記荷台の底面には、前記車体フレームの前後方向に沿ってレールが設けられ、
   前記レールは、前記荷台の底面から下方に延びると共に、前記車体フレームの左右方向に間隔を空けて対峙する第１レール側板および第２レール側板と、前記第１レール側板および前記第２レール側板のそれぞれの下端面と当接したレール底板と、を有して成る中空構造体であり、
   前記レール底板には、前記荷台が前記車体フレームに着座した状態において前記車体フレームからの反力を受けるためのゴムパッドが設けられ、
   前記レール底板における前記ゴムパッドが設けられた領域が前記反力を受ける反力受部であり、
   前記レールは、前記反力受部が形成されている位置で前記車体フレームの前後方向と直交する方向に沿って切断した縦断面において、前記第１レール側板の外側面が前記反力受部の一端と同一またはその一端より内側に位置し、かつ、前記第２レール側板の外側面が前記反力受部の他端と同一またはその他端より内側に位置する形状であり、
   前記レール底板の左右方向の両端部に前記反力を受けない領域が形成される
   ことを特徴とするダンプトラック。
2. 請求項１の記載において、
   前記第１レール側板は、その厚さ方向の中心が、前記反力受部の一端と前記反力受部の幅方向の中心との中間点に引かれた鉛直線上か、それより前記反力受部の一端側に位置するように配置され、
   前記第２レール側板は、その厚さ方向の中心が、前記反力受部の他端と前記反力受部の幅方向の中心との中間点に引かれた鉛直線上か、それより前記反力受部の他端側に位置するように配置される
   ことを特徴とするダンプトラック。
3. 請求項１または２の記載において、
   前記荷台は、その底面が前方に下り傾斜するようにして、前記車体フレームに着座しており、前記レール底面には、前記ヒンジピンを挿入するためのヒンジピンブラケットが設けられ、
   前記第１レール側板と前記第２レール側板との間隔は、前記ヒンジピンより前方の方が後方より狭い
   ことを特徴とするダンプトラック。