JP6781093B2 - タンク支持フレーム及びこれを備えたタンクローリ - Google Patents

Description

本発明は、タンクローリのタンクを支持するタンク支持フレーム及びこれを備えたタンクローリに関する。

タンクローリは液体（例えばガソリンや灯油、軽油等の燃料油）をタンクに積込み、目的地に運搬して荷卸しをする車両である。液体を貯留するタンクはタンク支持フレームを介して車体の上部に搭載される（特許文献１等参照）。

実公昭６２−０２６２７４号公報

タンク支持フレームはフレーム本体と受板を備える。フレーム本体は車体のシャシフレームの上に連結されるフレームであってサブフレームと呼ばれる場合もあり、タンクに沿って前後に延びている。受板はタンクを直接支持する部材であり、前後方向に適当な間隔で間欠的に設けられる。各受板は対応するガゼットを介してフレーム本体に固定される。ガゼットは上下に延びる部材であり、通常は強度確保のために水平断面がＬ字型をしている。ガセットの上下に延びる側部はフレーム本体の内壁面に溶接され、下部もフレーム本体に溶接される。このようにガゼットの側部及び下部をフレーム本体に強固に溶接することによって、タンク支持フレームの構造強度の確保が図られてきた。

しかし上記のようにフレーム本体に対して側部及び下部を溶接してガセットを過度に拘束すると、溶接部の多さから部材の歪が大きくなりタンク支持フレームの残留応力が増加し得る。また本願発明者等の鋭意解析により、例えば走行中にタンク支持フレームに荷重が掛かった場合等に、ガゼットが過度に拘束された状態では力が分散せず溶接部に高い応力が集中し得ることが知見された。

本発明の目的は、応力集中を抑制することができるタンク支持フレーム及びこれを備えたタンクローリを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、タンクローリの車体とタンクとの間に介在し、前記車体に対して前記タンクを支持するタンク支持フレームにおいて、前記車体の上部に固定された左右のフレーム本体と、前後方向に間隔をあけて配置されて前記フレーム本体に固定された複数のガセットと、前後方向に間隔をあけて配置され対応するガセットに固定された複数のタンク受板を備え、前記左右のフレーム本体が、上下に延びる側壁部と、この側壁部の下端から車幅方向の内側に延びる下壁部を有しており、前記ガセットが、起立して車幅方向に延びた姿勢で前記フレーム本体の側壁部に固定された第１プレートと、起立して前後に延びた姿勢で前記第１プレートに固定された第２プレートを有していて、前記第２プレートが前記フレーム本体から離れていることを特徴とする。

本発明によれば、タンク支持フレームの応力集中を抑制することができる。

本発明の第１実施形態に係るタンク支持フレームを備えたタンクローリの側面図である。 本発明の第１実施形態に係るタンク支持フレームを備えたタンクローリの平面図である。 本発明の第１実施形態に係るタンク支持フレームを備えたタンクローリの背面図である。 本発明の第１実施形態に係るタンク支持フレームとこれに支持されるタンクを抜き出して表した側面図である。 本発明の第１実施形態に係るタンク支持フレームの平面図である。 図５中のVI−VI線による矢視断面図である。 図５中のVII−VII線による矢視断面図である。 図７のVIII部の拡大図である。 本発明の第２実施形態に係るタンク支持フレームとこれに支持されるタンクの側面図であって第１実施形態の図４に対応する図である。 本発明の第２実施形態に係るタンク支持フレームの断面図であって第１実施形態の図６に対応する図である。 本発明の第２実施形態に係るタンク支持フレームの断面図であって第１実施形態の図７に対応する図である。 本発明の第３実施形態に係るタンク支持フレームの要部の断面図であって第１実施形態の図８に対応する図である。 参考例１に係るタンク支持フレームの要部の断面図であって第１実施形態の図８に対応する図である。 参考例２に係るタンク支持フレームの要部の断面図であって第１実施形態の図８に対応する図である。

以下に図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。

（第１実施形態）
１．タンクローリ
図１は本発明の第１実施形態に係るタンク支持フレームを備えたタンクローリの側面図、図２は平面図、図３は背面図である。本願明細書においては、図２中のタンクローリ１に対して左側、右側、下側、上側をそれぞれタンクローリ１の前側、後側、左側、右側とする。図１−図３に示したタンクローリ１は、自力走行可能な車体２及び車体２に載置されたタンク３を備えている。タンク３の内部は複数（例えば３つ）のタンク室に仕切られている。車体２上のタンク３とキャブ４との間のスペースにはホース巻取装置６が搭載されている。このホース巻取装置６によってタンク３に接続した給油ホース５が巻き取られている。給油ホース５はタンク３の液体を荷卸し先に供給するためのホースである。この給油ホース５の先端には、目的の荷卸し先にタンク３内の液体を荷卸し（供給）する給油ノズル（不図示）が設けられている。タンク３に貯留される積荷となる液体の代表例は、ガソリンや灯油、軽油等の燃料油である。

２．タンク支持フレーム
タンクローリ１の車体２のシャシフレーム７とタンク３との間にはタンク支持フレーム１０（図４等）が介在している。シャシフレーム７の上部にタンク支持フレーム１０が固定され、タンク支持フレーム１０の上部にタンク３が固定されることで、タンク３がタンク支持フレーム１０を介してシャシフレーム７に対して支持されている。

図４は図１等に示したタンクローリのタンク支持フレームとこれに支持されるタンクを抜き出して表した側面図、図５はタンク支持フレームの平面図である。また図６は図５中のVI−VI線による矢視断面図、図７は図５中のVII−VII線による矢視断面図、図８は図７のVIII部の拡大図である。図６及び図７ではタンク支持フレーム１０の断面と併せてタンク３の外形線を図示してある。これらの図に示したように、タンク支持フレーム１０は、フレーム本体１１、ガセット１２及びタンク受板１３を備えている。

フレーム本体１１はシャシフレーム７に沿って前後に延在し、タンク３のほぼ全長（少なくともタンク３の前後長の過半部）をカバーしている。フレーム本体１１はサブフレームと呼ばれることもある。このフレーム本体１１は左右一対が設けられており、それぞれシャシフレーム７の左右の縦根太（前後に延びるフレーム）の上部に重ねられ、シャシフレーム７に対して図示しない締結金具等によって固定されている。左右のフレーム本体１１はそれぞれ上下方向に延びる鉛直に起立した側壁部１７と車幅方向（左右）に延びる水平な下壁部１８を有し、左右に延びる鉛直面で切断した断面で見ると側壁部１７と下壁部１８とでＬ字型をしている。側壁部１７は上部がタンク３の外壁面に沿って車幅方向の外側（もう一方のフレーム本体１１から離れる方向）に折れ曲がっている。また本実施形態の場合、左右の側壁部１７とタンク３との間にそれぞれ当て板１９が介在させてある。これら当て板１９はフレーム本体１１の側壁部１７の全長に亘って前後に延び、タンク３及び側壁部１７に対して溶接等によって固定されている。フレーム本体１１の下壁部１８は側壁部１７の下端から車幅方向の内側に向かって（つまりもう一方のフレーム本体１１に向かって）延びている。下壁部１８の車幅方向の幅はシャシフレーム７の縦根太の対向面の車幅方向の幅と同程度である。

ガセット１２は前後方向に間隔をあけて複数配置されており、それぞれフレーム本体１１に固定されている。各ガセット１２は第１プレート１５及び第２プレート１６を備えている。第１プレート１５は広い面を前後に向け、鉛直に起立した姿勢で車幅方向に直線状に延びる平面状の部材である。図８のように前後方向から見ると、第１プレート１５の車幅方向の外側の端面１５ａ（フレーム本体１１の側壁部１７に対向する端面）は側壁部１７に沿って側壁部１７の上端近くから側壁部１７の下端まで一直線に延びている。端面１５ａは全面的に側壁部１７に接触し溶接等で固定されている。また第１プレート１５の車幅方向の内側の端面１５ｂ（第２プレート１６に対向する端面）は上方に向かって車幅方向の内側に傾斜して延びている。端面１５ｂは直線的に形成しても良いが、本実施形態では前後から見て下に凸の曲線形状としてある。

第１プレート１５の下部の下向きの端面１５ｃ（フレーム本体１１の下壁部１８に対向する端面）は、前後から見て傾斜部Ａと水平部Ｂを持った折れ線形状をしている。傾斜部Ａは端面１５ｂの下端から下方に向かって車幅方向の外側に傾斜して延びる部位であり、曲面でも良いが本実施形態では平面としてある。水平部Ｂは傾斜部Ａの下端から側壁部１７に向かって水平に延びる部位であり、フレーム本体１１の下壁部１８の上面に接触している。端面１５ｃのうち水平部Ｂのみがフレーム本体１１の下壁部１８に溶接等で固定されている。すなわちガセット１２は端面１５ｃの水平部Ｂのみでフレーム本体１１の下壁部１８に拘束されている。水平部Ｂの車幅方向の寸法Ｌ１（図８）は、第２プレート１６の前後方向の寸法Ｌ２（図３、図４）よりも短く、この例では第１プレート１５又は第２プレート１６（例えば薄い方）の板厚以下としてある。Ｌ１は側壁部１７の内壁から水平部Ｂの車幅方向の内側の端部までの車幅方向に採った水平距離と同義である。Ｌ２が一様でない場合は第２プレート１６の前後方向（水平方向）の寸法の代表値（例えば最大値）をＬ２とする。

端面１５ｃの傾斜部Ａはフレーム本体１１の下壁部１８から離れていて、傾斜部Ａと下壁部１８との間には隙間が確保されている。傾斜部Ａと下壁部１８の間つまり傾斜部Ａの下方には、平面をなす下壁部１８の上面上に障害物が存在しない。また第１プレート１５の上側の端面１５ｄはタンク受板１３に沿って曲面で形成してある。

第２プレート１６は第１プレート１５の車幅方向の内側の端部に沿って湾曲した板状部材であり、第１プレート１５の車幅方向の内側の端部（この例では端面１５ｂ）に接触し溶接等で固定されている。第２プレート１６は斜めに起立した姿勢で前後に延びており、水平断面で見ると第１プレート１５の端面１５ｂから前後方向の一方側（本例では後側）に直線状に延びている。つまり本実施形態のガセット１２の水平断面はＬ字型である。但し、第１プレート１５の端面１５ｂから前後両側に第２プレート１６を延ばし、ガセット１２の水平断面がＴ字型となるようにしても良い。また前後から見ると第２プレート１６の上部はタンク受板１３の下面に沿って車幅方向の内側に折れ曲がっている。

タンク受板１３はタンク３を受ける（下面を支える）受板であり、前後方向に間隔をあけて複数配置されて対応するガセット１２の上部に溶接等で固定されている。本実施形態ではフレーム本体１１とタンク受板１３とでタンク３の荷重を分散させて支持している。タンク受板１３とフレーム本体１１は離れている。

なお、タンク受板１３には、左右のガセット１２の間を跨いで左右一対のガセット１２で支持されているものの他、左右のガセット１２の間を渡らず単一のガセット１２で支持されているものが混在し得る。前者はタンク受板１３ｂ、後者はタンク受板１３ａとして図４−図７等に例示した。例えばタンク３の最下部（下半側外周面の左右方向の中央部）には、タンク室に液体を出し入れするためのバルブ（底弁）がタンク室の数に応じて設けられる。タンク受板１３ｂのように左右に渡した一体型のタンク受板ではそれらバルブに干渉する場合、タンク受板１３ａのようなセパレートタイプのタンク受板が用いられる。タンク３の下部にこのようなバルブがない場合又はあっても干渉しない場合、タンク受板１３ｂのような一体型のタンク受板に統一することもできる。また強度が十分に確保できればタンク受板１３ａのようなセパレートタイプのタンク受板で統一しても良い。

３．効果
（１）本実施形態のタンク支持フレーム１０において、ガセット１２は主に第１プレート１５の端面１５ａでフレーム本体１１の側壁部１７に固定されており、下壁部１８に対しては第１プレート１５の下側の端面１５ｃにおける水平部Ｂのみで固定されている。第２プレート１６は完全にフレーム本体１１から離れている。特に本実施形態の場合、水平部Ｂの車幅方向の寸法Ｌ１は短く（第２プレート１６の前後方向の寸法Ｌ２よりは少なくとも短く）、第１プレート１５の下面（端面１５ｃ）の大部分（例えば過半部分）を占める傾斜部Ａはフレーム本体１１から離れている。つまりガセット１２は主にフレーム本体１１の側壁部１７と固定関係にあり、フレーム本体１１の下壁部１８とは互いに殆ど拘束し合わない。これによりフレーム本体１１の下壁部１８とガセット１２との溶接部が少なく抑えられ、タンク支持フレーム１０の歪を抑えると共にタンク支持フレーム１０の残留応力も抑制することができる。更には、フレーム本体１１の下壁部１８とガゼット１２とが殆ど拘束し合わないので、例えばタンクローリの走行中にタンク支持フレーム１０に横方向や捩れ方向の荷重が掛かった場合に荷重を逃がすことによる応力集中の抑制の効果が期待される。

（２）仮にガセット１２が従来通り第１プレート及び第２プレートの双方をフレーム本体１１の下壁部１８に溶接した構成とすると、フレーム本体１１の下壁部１８上に側壁部１７とガセット１２で囲われたコの字型のスペースが形成される。このスペースは淀みとなって水分や埃が溜まり易く、この部位が錆び易くなる。例えば雪国では塩化カルシウムが撒かれるので、走行中に巻き上げられる水分には塩分が含まれていることもある。それに対し本実施形態では第２プレート１６がフレーム本体１１の下壁部１８から離れていて、フレーム本体１１上のコの字型の上記スペースが形成されないため、水分の滞留によってタンク支持フレームの錆の発生を抑制することができる。

（３）前後方向に長さを持った第２プレートが上記の通りフレーム本体１１から離れているので、フレーム本体１１とガセット１２の溶接部の前後方向の寸法が抑えられる。この点もタンク支持フレーム１０の構造の柔軟性の向上に寄与し得る。

（４）また第１プレート１５の下側の端面１５ｃはフレーム本体１１の下壁部１８から完全には離れておらず、水平部Ｂで下壁部１８に接触している。これによりフレーム本体１１の側壁部１７とガセット１２との溶接部に掛かる荷重を下壁部１８に分散させて支持することができ、荷重の集中の更なる抑制が期待できる。

（第２実施形態）
図９は本発明の第２実施形態に係るタンク支持フレームとこれに支持されるタンクを抜き出して表した側面図、図１０及び図１１は本実施形態に係るタンク支持フレームの断面図である。図９−図１１はそれぞれ第１実施形態の図４、図６及び図７に対応する図である。第１実施形態で説明済みの要素と同様のものについては既出図面と同符号を付して説明を省略する。

本実施形態のタンク支持フレーム１０Ａが第１実施形態のタンク支持フレーム１０と相違する点は、当て板１９を省略しフレーム本体１１の側壁部１７の上端部を直接タンク３に固定した点である。タンクローリ１やタンク支持フレーム１０Ａの他の構成については第１実施形態と同様である。本実施形態のように当て板のない構造を対象としても、第１実施形態と同様の構成のガセット１２を用いることによって第１実施形態と同様の効果が問題なく得られる。

（第３実施形態）
図１２は本発明の第３実施形態に係るタンク支持フレームの要部の断面図であって第１実施形態の図８に対応する図である。ここまでで説明済みの要素と同様のものについては既出図面と同符号を付して説明を省略する。

本実施形態のタンク支持フレーム１０Ｂが第１実施形態のタンク支持フレーム１０と相違する点は、ガセット１２Ｂの第１プレート１５Ｂがフレーム本体１１の下壁部１８に接触していない点である。本実施形態ではガセット１２Ｂの第１プレート１５Ｂの下部（端面１５ｃＢ）に第１実施形態の水平部Ｂに相当する部位がなく、端面１５ｃＢの下縁ひいてはガセット１２Ｂそのものがフレーム本体１１の下壁部１８から離れている。つまりガセット１２Ｂがフレーム本体１１の下壁部１８と全く拘束し合わず、下壁部１８に対しては完全に解放されている。タンクローリ１やタンク支持フレーム１０Ｂの他の構成については第１実施形態と同様である。本実施形態によっても本質的な上記効果（１）の他、上記効果（２）及び（３）が得られる。

（変形例）
フレーム本体１１の下壁部１８に対してガセットが拘束される部位を小さくするためには、ガセットを構成する第１プレートの少なくとも一部が下壁部１８から離れた構造が有利である。しかしフレーム本体１１の下壁部１８に対してガセットが拘束される部位の周囲長（更に言えば側壁部１７から計った当該部位の車幅方向内側端部までの距離）が小さければ上記効果（１）等を奏することができる。従って第１プレート１６がフレーム本体１１の下壁部１８から離れた構造である限りにおいては、第１プレート１５の下側の端面１５ｃの大部分又は全部が下壁部１８に接触する構造は必ずしも排除されない。

またフレーム本体１１の下壁部１８にガセットの下部を一部固定する場合、ガセットを下壁部１８に直接接触させるのではなく、ガセットと下壁部１８の間に当て板を介在させ、下壁部１８に溶接した当て板にガセットの下部を一部溶接するようにしても良い。

（参考例１）
図１３は参考例１に係るタンク支持フレームの要部の断面図であって第１実施形態の図８に対応する図である。ここまでで説明済みの要素と同様のものについては既出図面と同符号を付して説明を省略する。

本例のタンク支持フレーム１０Ｃが第１実施形態のタンク支持フレーム１０と相違する点は、ガセット１２Ｃの第２プレート１６Ｃがフレーム本体１１の側壁部１７に沿って下壁部１８に接触している点である。この例では第２プレート１６Ｃの下端部が下壁部１８に溶接等によって固定されている。本例におけるガセット１２Ｃの第１プレート１５Ｃには、下側の端面（第１実施形態の端面１５ｃに当たる端面）がない。第２プレート１６Ｃが固定された車幅方向の内側の端面１５ｂＣが、前後から見て全長に亘って上に凸の曲線を描いて外側の端面１５ａに接続している。第２プレート１６Ｃは端面１５ｂＣに沿って湾曲し、その下端部が実質的に側壁部１７に接触し（製作誤差による非接触を許容する意味）側壁部１７に沿って前後に延びる形で下壁部１８に接触している。従ってガセット１２Ｃにおけるフレーム本体１１の下壁部１８に拘束された部位の車幅方向の寸法は、第２プレート１６Ｃの板厚そのものである。タンクローリ１やタンク支持フレーム１０Ｃの他の構成については第１実施形態と同様である。

本例によっても本質的な上記効果（１）の他、上記効果（２）や（４）が得られる。更に車幅方向から見て第２プレート１６Ｃが下方に窄まる形状とすればガセット１２Ｃと下壁部１８との溶接部位が小さくなって更なる柔軟性向上の効果が期待できる。

（参考例２）
図１４は参考例２に係るタンク支持フレームの要部の断面図であって第１実施形態の図８に対応する図である。ここまでで説明済みの要素と同様のものについては既出図面と同符号を付して説明を省略する。

本例のタンク支持フレーム１０Ｄが第１実施形態のタンク支持フレーム１０と相違する点は、参考例１と同様である。つまりガセット１２Ｄの第２プレート１６Ｄがフレーム本体１１の側壁部１７に沿って下壁部１８に接触し、第２プレート１６Ｄの下端部が下壁部１８に溶接等によって固定されている。参考例１との相違点は、第１プレート１５Ｄと第２プレート１６Ｄの形状である。本例におけるガセット１２Ｄの第１プレート１５Ｄには、下側の端面１５ｃＤが存在するが、端面１５ｃＤひいては第１プレート１５Ｄそのものがフレーム本体１１の下壁部１８から離れている。それに対し、ガセット１２Ｄの車幅方向内側の端面１５ｂＤは、第１実施形態と同じように曲線を描いて下方に延び、曲線部の下端で屈曲して下方に向かって車幅方向の外側に傾斜して延び、点Ｐで端面１５ｃＤに接続している。第２プレート１６Ｄは端面１５ｂＤに合わせて形成され、湾曲面部と湾曲面部の下端から延びる平面部を持っている。そして平面部が上記点Ｐを超えて延び、第２プレートＤの下端部が下壁部１８に接触している。第２プレート１６Ｄの下端部は実質的に側壁部１７に接触し（製作誤差による非接触を許容する意味）、側壁部１７に沿って前後に延びている。参考例１と同様、ガセット１２Ｄにおける下壁部１８に拘束された部位の車幅方向の寸法は、第２プレート１６Ｄの板厚に等しい。タンクローリ１やタンク支持フレーム１０Ｄの他の構成については第１実施形態と同様である。本例によっても参考例１と同様の効果が期待できる。

１…タンクローリ、２…車体、３…タンク、１０，１０Ａ−１０Ｄ…タンク支持フレーム、１１…フレーム本体、１２，１２Ａ−１２Ｄ…ガセット、１３，１３ａ，１３ｂ…タンク受板、１５，１５Ｂ−１５Ｄ…第１プレート、１６，１６Ｃ，１６Ｄ…第２プレート、１７…側壁部、１８…下壁部、１９…当て板、Ａ…傾斜部、Ｂ…水平部、Ｌ１…ガセットの下壁部に拘束される部位の車幅方向の寸法、Ｌ２…第２プレートの前後方向の寸法

Claims (6)

1. タンクローリの車体とタンクとの間に介在し、前記車体に対して前記タンクを支持するタンク支持フレームにおいて、
   前記車体の上部に固定された左右のフレーム本体と、
   前後方向に間隔をあけて配置されて前記フレーム本体に固定された複数のガセットと、
   前後方向に間隔をあけて配置され対応するガセットに固定された複数のタンク受板を備え、
   前記左右のフレーム本体が、上下に延びる側壁部と、この側壁部の下端から車幅方向の内側に延びる下壁部を有しており、
   前記ガセットは、起立して車幅方向に延びた姿勢で前記フレーム本体の側壁部に固定された第１プレートと、起立して前後に延びた姿勢で前記第１プレートに固定された第２プレートを有していて、前記第２プレートが前記フレーム本体の下壁部から離れていることを特徴とするタンク支持フレーム。
2. 請求項１のタンク支持フレームにおいて、前記ガセットの第１プレートの下部が、車幅方向の外側に向かって下方に傾斜して延びる傾斜部と、前記傾斜部の下端から前記側壁部に向かって延びる水平部を有しており、前記水平部のみが前記フレーム本体の下壁部に拘束されていることを特徴とするタンク支持プレート。
3. 請求項１のタンク支持フレームにおいて、前記ガセットが前記フレーム本体の下壁部から離れていることを特徴とするタンク支持プレート。
4. 請求項１のタンク支持フレームにおいて、前記ガセットにおける前記フレーム本体の下壁部に拘束された部位の車幅方向の寸法が、前記第１プレート又は第２プレートの板厚以下であることを特徴とするタンク支持フレーム。
5. 請求項１−４のいずれか１つのタンク支持フレームにおいて、前記フレーム本体と前記タンクとの間に前記フレーム本体の全長に亘って前後に延びる当て板が介在していることを特徴とするタンクローリのタンク支持フレーム。
6. 車体と、タンクと、前記車体と前記タンクとの間に介在し前記車体に対して前記タンクを支持する請求項１のタンク支持フレームを備えたことを特徴とするタンクローリ。

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