JP7162920B2

JP7162920B2 - 車輛フレーム

Info

Publication number: JP7162920B2
Application number: JP2021007916A
Authority: JP
Inventors: 勝実小田切; 大師安本
Original assignee: 有限会社小田切車体
Priority date: 2021-01-21
Filing date: 2021-01-21
Publication date: 2022-10-31
Anticipated expiration: 2041-01-21
Also published as: JP2022112202A

Description

本発明は、トラック等の車輛フレームに関する。

シャシーＣはトラックを走らせるために必要な構造部品の集まりで、そのうち、ボディＡをはじめとするトラックのすべての部品を取り付けるシャシーフレーム１が最も中心的な構造となっていて、トラックは図４、図５に示すように、シャシーＣを中心にボディＡや運転室（キャブ）Ｂが取付けられる。

このシャシーフレーム１に運転室（キャブＢやエンジン、トランスミッションやサスペンション、車輪２が取り付けられシャシー全体が完成する。

シャシーフレーム１にバン（箱型荷台）やダンプ、ミキサーや平ボディなど、用途に合わせた装備（架装）を装着することでさまざまな車輛となる。

シャシーフレーム１は周知のように、コの字型に開いた断面形状をしたサイドレール４に数本のクロスメンバ５を結合したもので、図示は省略するが周辺部品を取付けるためのブラケット、補強のためのガセットやスティフナ等で構成されている。

サイドレール４は主に曲げモーメント（物体を曲げようとする力）に対する強度・剛性を確保している。

クロスメンバ５は左右のサイドレール４を結合する部材で、エンジン、ラジエータ等の装置を支える働きがある。

ところで、図６に示すようにトラックの荷台は、前後に延びる二本のフレーム（シャシー）の上にフレームに沿う縦根太６を載せ、縦根太６の上にこれとクロスする横根太７を載せてその上に床板を敷いている。

従来のこれら根太は、木製、鉄製、アルミ製であったが、木製は腐蝕し、鉄製は錆が出る等の欠点があり、アルミは錆はしないものの、腐食の問題があるのを解消するものとして下記特許文献は提案されたもので、縦根太６と横根太７の双方又は一方をＦＲＰで構成したことを特徴とする。
実用新案登録第３０７９１１２号公報

前記特許文献１によれば、ＦＲＰは化学物質や海水等にも安定しているから、いつまでも腐食しない。尚、縦根太、横根太共に強度を要求されるが、最近のＦＲＰは非常に強度が高いから、補強材等を必要としなくても使用できる。

近年、各大型トラックメーカーは軽量化を進めるためにシャシーフレーム材を薄くし、補強箇所を縮小することで軽量化を計っている。

これにより、シャシーフレーム１の強度は大幅に低下しており、後方に集中荷重が発生するクレーン等を取付けるとシャシーフレーム１が尻下がりになり、荷台のアオリが開閉出来なくなったり、荷物を積載することでもシャシーフレーム１及び荷台に歪が発生するなどのトラブルが発生している。

シャシーフレーム１の強度不足を補う為、荷台を強化して製作すると、架装重量が増え、その分最大積載量は減少してしまう。

前記特許文献１は根太の腐食を防止するためのものであり、強度不足を補うものではない。

なお、カーボンシートを荷台製作補強部材として使用することで、軽量で強度がある架装ができることが想定されるが、カーボンシートを荷台製作部材として実装するには、下記の問題がある。
１荷台製作部材にはフック、ブラケットなど付属品が多く取付けられており、カーボンシートを平面に連続して取り付けるスペースが少ない。このため分断された形で配置され、強度を有効に活かすことが出来ない。
２カーボンシートをボルトで固定すると、荷重がかかることで、ボルト締め付け部シートに集中荷重が発生し、ボルト締め付け部からシートが裂けてしまう。
３カーボンシートを荷台製作部材に接着等で取付けるには、形状が複雑で接着強度を確保することが難しくこれを克服するには、高額な設備投資が必要となる。

本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、シャシーフレーム材を薄くし、補強箇所を縮小することで軽量化を計っている車輛フレームにおいて、カーボンシートを簡易かつ容易に荷台製作補強部材として使用することで、軽量で強度がある架装ができる車輛フレームを提供することにある。

前記目的を達成するため請求項１記載の本発明は、シャシーフレームの上に角パイプの縦根太を沿って載せ、縦根太の上にこれとクロスする角パイプの横根太を載せる車輛フレームにおいて、カーボンシートを合成樹脂または木材を介在させて積層した成形体で、断面形状、寸法が任意に設定できる成型ブロックを角パイプの内部に挿入することで荷台補強を行うことを要旨とするものである。

請求項１記載の本発明によれば、角パイプ式縦根太に挿入されたカーボンシートを組み込んだ成型ブロックは角パイプの強度を向上させる補強材をとして作用し、ホイールベース間での凹み、オーバーハング部での尻下がりに対しこれに対抗する強度部材になる。

また、角パイプ式横根太に挿入されたカーボンシートを組み込んだ成型ブロックは荷台に重機等を積載したときなど荷台端集中荷重による左右の下がりに対しこれに対抗する強度部材になる。

このように、ほとんどのトラック荷台には角パイプが使用されており、カーボンシートを組み込んだ成型ブロックの容易に取付け、補強ができる。

特にこれらの角パイプの内部は、障害物がない、角パイプ式縦根太にはシャシーフレームの長手方向に連続したスペースがある、角パイプ式横根太には左右方向に連続したスペースがある、角パイプ内部は４方を囲まれており、カーボンシートを組み込んだ成型ブロックが保持されるため、固定する必要がなく角パイプ内にカーボンシートを組み込んだ成型ブロックを挿入するだけで取付けることができ、これまでデットスペースだった角パイプ内部を有効活用できる。

また、成型ブロックはカーボンシートを積層した成形体で薄いカーボンシートを合成樹脂または木材を介在させて積層させることにより、ブロックとすることができ、カーボンシートが有する強度を十分発揮することができ、断面形状、寸法が任意に設定できるものとなる。

以上述べたように本発明の車輛フレームは、シャシーフレーム材を薄くし、補強箇所を縮小することで軽量化を計っている車輛フレームにおいて、カーボンシートを簡易かつ容易に荷台製作補強部材として使用することで、軽量で強度がある架装ができるものである。

本発明の車輛フレームの１実施形態を示す説明図である。本発明の車輛フレームでの角パイプの断面図である。本発明の車輛フレームでの角パイプの端面斜視図である。トラックの斜視図である。トラックの平面図である。トラックの側面図である。

以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の車輛フレームの１実施形態を示す説明図で、図中１はシャシーフレームで、トラックはシャシーフレーム１によるシャシーＣを中心にボディＡや運転室（キャブ）Ｂが取付けられる。

シャシーフレーム１は図示の例では前後に延びる二本のフレームで、上にフレームに沿う縦根太６を載せ、縦根太６の上にこれとクロスする横根太７を載せてその上に床板を敷いている。

前記縦根太６および横根太７はアルミニウム合金の角パイプ９によるものであり（図２、図３参照）、本発明は角パイプ９の内部にカーボンシートを組み込んだ成型ブロック８を挿入した。

カーボンシートについて説明すると、カーボン繊維を布状に織り込んだ製品で、一般的にカーボン（炭素繊維）製といわれる製品を大きく分類する「ドライカーボン」と「ウエットカーボン」という成形工法があり、ドライカーボンとウエットカーボンの違いは、使われている樹脂とカーボンシートの種類が異なる事と、その成形工法に違いがある。（ドライ：エポキシ樹脂、ウエット：ポリエステル樹脂）

ドライカーボンは、ＦＲＰやウエットカーボンより機械的強度が数十倍高く、性能に大きな違いがあり、予め製作した「型」にカーボンクロスを何層にも貼り、高温・高圧で仕上げるという手作業無しでは不可能な製造工程となる。

一方、ウエットカーボンはＦＲＰ製品と同じようにカーボン繊維に樹脂を染みこませて自然乾燥させたものである。

本発明に使用するカーボンシートはドライカーボンシートでも、ウエットカーボンでもよいが、通常、自動車に多く使用されるウエットカーボンシートが好適である。

図３に示すように、前記カーボンシートを組み込んだ成型ブロック８は、カーボンシート１０を合成樹脂または木材による成形媒体物１１を介在させて複数段に積層した成形体で、断面形状、寸法が任意に設定できる。

前記合成樹脂には、ハイプラ（廃プラスチック再生材）、ウレタンフォームのような発泡材、フェノール樹脂による不燃材などが採用でき、また、木材には木材チップ、コルク、合板等が採用できる。

一例として、カーボン（厚さ約１ｍｍ）を樹脂でコーティングした板状の製品（厚さ約３ｍｍ）を５０ｍｍ＊８０００ｍｍに切断し、発泡材パネル（厚さ約２０ｍｍ＊長さ８０００ｍｍに切断したもの）、交互に接着して（３ｍｍ＋２０ｍｍ＋３ｍｍ＋２０ｍｍ＋３ｍｍ＋２０ｍｍ＋３ｍｍ）＊５０ｍｍＨ＊８０００ｍｍＬの角型に成型したものや、その他、これらの寸法、張り合わせ材を変えて接着したものである。

他の例として、コーティングされた板状のカーボンシートを型に入れ、これにハイプラ、または発泡材等の成形媒体物１１を流し込み角型に一体成型したものでもよい。

補強材としてのカーボンシートを組み込んだ成型ブロック８の使用方法は角型に成型された成型ブロック８を角パイプ９の内空に差し入れて使用する。

１…シャシーフレーム２…車輪
４…サイドレール５…クロスメンバ
６…縦根太７…横根太
８…カーボンシートを組み込んだ成型ブロック
９…角パイプ１０…カーボンシート
１１…成形媒体物

Claims

シャシーフレームの上に角パイプの縦根太を沿って載せ、縦根太の上にこれとクロスする角パイプの横根太を載せる車輛フレームにおいて、カーボンシートを合成樹脂または木材を介在させて積層した成形体で、断面形状、寸法が任意に設定できる成型ブロックを角パイプの内部に挿入することで荷台補強を行うことを特徴とした車輛フレーム。