JPH0790799B2 - 荷箱付車台フレーム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、トラック等荷箱を具えた車両の車台フレーム
に関するものである。

（従来の技術） 通常のトラックは、車体前後方向に延在し断面形状が溝
型をなす左右一対のサイドレールと、車巾方向に配置さ
れ夫々の両端を上記サイドレールに固着された複数個の
クロスメンバとからなる車台フレームを具えており、同
車台フレーム上に、縦根太、サブフレーム等の中間部材
を介して荷箱が装架されＵボルト等の固着手段によって
上記サイドレールに緊締されている。

上記クロスメンバには、断面形状が溝型又はＩ型をなす
部材が広く利用されているが、何れの場合も、クロスメ
ンバの上方フランジ及び下方フランジは、板厚及び車体
前後方向の巾（以下場合によりフランジ巾という）が実
質的に等しく形成され、従ってこれらフランジをサイド
レールに直接に又はガセットを介し間接に締結する複数
のリベット又はボルトも実質的に同一の態様で配置され
ている。

（発明が解決しようとする課題） トラック等の車両が、激しい凹凸を有する悪路を高速度
で走行する場合等苛酷な条件下で使用される場合、車台
フレームには大きな捩り荷重が作用し、そのクロスメン
バには、特にサイドレールとの結合部付近に大きな応力
が発生する場合がある。

第10図の概念的側面図に示されているような断面形状が
溝型をなす左右一対のサイドレール10に、断面形状が溝
型をなすクロスメンバ12の両端をリベット又はボルトに
よって締結した車台フレーム14について捩り試験を行な
ったところ、車台フレーム14単体の場合、クロスメンバ
12の上方フランジ12u及び下方フランジ12lに夫々図中矢
印S_u及びS_lで示したような略等しい大きさの車体前後方
向の剪断力が作用するが、第11図の概念的側面図に示さ
れているように、上記車台フレーム14上に縦根太又はサ
ブフレーム16を介して荷箱18を装架し、Ｕボルト等の固
着手段20によってサイドレール10に緊締固着した場合、
図中に矢印Ｓ′_ｕ及びＳ′_ｌで示したように、上方フラ
ンジ12uのそれより遥かに大きい車体前後方向の剪断力
が下方フランジ12lに作用することが判明した。この試
験結果は、車台フレーム14上に荷箱18を装架した通常の
トラック用車台フレームにおいて、クロスメンバ12の上
方フランジ12u及び下方フランジ12lを、実質的に同一の
態様で配置された複数のリベット又はボルトによってサ
イドレール10に締結するようにした従来の構成は、構造
的に合理性を欠き、上述したような苛酷な走行を繰り返
し行なった場合、下方フランジ12lをサイドレールに締
結するリベット又はボルト群に強度上の欠陥が発生し易
いという問題があった。そして、上記リベットもしくは
ボルト群の破損、又はこれらと協働するサイドレール又
はクロスメンバの板材の破損を防止しようとする場合、
従来は強度上不安がある部分に必要に応じ幾重にも補強
板を介装しリベット又はボルトの使用個数も増加させる
等の対策が慣用的に施されているが、これでは徒らに車
両重量の増大を招き、有効積載量の減少，燃費の悪化等
の不利益を招く欠点があった。

本発明は、上記事情に鑑み、クロスメンバの上方フラン
ジ及び下方フランジをサイドレールに締結する部分の強
度を均等にして耐久性の向上を達成し、かつ重量を軽減
し得るようにした荷箱付車台フレームを提供することを
目的とするものである。

（用語） 本明細書において、クロスメンバの上方フランジ及び下
方フランジの車巾方向両端部分を、サイドレールに締結
する複数のリベット又はボルトに関し「等価重心」なる
用語は、次の意義を有するものである。即ち 第９図において、任意個数（２個以上）のリベット又は
ボルトR₁,R₂…R_i…R_n-1,R_nの横弾性係数を夫々G₁,G₂…G
_i…G_n-1,G_n,各リベット又はボルトの座標ベクトルを
₁,_２…_ｉ…_n-1,_ｎとしたとき、等価重心ｇの
座標ベクトルｇは、式 で表わされる。

（課題を解決するための手段） 本発明に係る荷箱付車台フレームは、上記目的を達成す
るために創案されたもので、車体前後方向に延在し断面
形状が溝型をなす左右一対のサイドレールと車巾方向に
配設され断面形状が溝型又はＩ型をなすクロスメンバと
を具え、同クロスメンバの上方フランジ及び下方フラン
ジの両端部分が夫々複数のリベット又はボルトによって
上記サイドレールに直接に又はガセットを介して間接に
締結された車台フレーム、及び上記車台フレーム上に装
架されＵボルト等の固着手段によって上記サイドレール
に緊締された荷箱を具備してなるものにおいて、上記ク
ロスメンバの上方フランジをサイドレールに締結する上
記リベット又はボルトの個数をn_u、各リベット又はボル
トの断面積をA_ui、上記リベット又はボルト群の等価重
心g_uから各リベット又はボルトの中心線までの距離をr
_uiとし、また同クロスメンバの下方フランジをサイドレ
ールに締結する上記リベット又はボルトの個数をn_l、各
リベット又はボルトの断面積をA_li、上記リベット又は
ボルト群の等価重心glから各リベット又はボルトの中心
線までの距離をr_liとしたとき、上記上方フランジ及び
下方フランジのリベット又はボルト群が、 を満足するように配設されたことを特徴とするものであ
る。

（作用） 本発明によれば、クロスメンバの上方フランジ及び下方
フランジをサイドレールに締結するリベット又はボルト
が上記式を満足するように配設されることによって、締
結部の強度が均等化されると共に強化され、従って耐久
性が改善される。

（実施例） 以下本考案の実施例を第１図乃至第８図について具体的
に説明する。先づ、第１図乃至第３図に示した本発明の
第１実施例において、車台フレーム14は、車体前後方向
に延在し断面形状が溝型をなす左右一対のサイドレール
10と、同サイドレールのウエブ10wに多数のリベット22
又は実質的に同効のボルトによって固着された溝型のガ
セット24と、同ガセットの上方フランジ24u及び下方フ
ランジ24lに、各々対応する上方フランジ12u及び下方フ
ランジ12lの車巾方向の端部を夫々複数個のリベット26u
及び26l又は実質的に同効のボルトによって締結された
溝型断面のクロスメンバ12とから構成されている。

第２図の斜視図に示されているように、クロスメンバ12
の上方フランジ12uのフランジ巾bu及び下方フランジ12l
のフランジ巾blは、第11図の荷箱付車台フレームに関し
既に説明したように、同車台フレームが捩られたときに
夫々上方フランジ及び下方フランジに作用する剪断力
S_u′及びS_l′に適応するように形成されている。図示の
例では、上方フランジ12u及び下方フランジ12lは同じ板
厚を有するが、上記フランジ巾bl及びbuと共に板厚を変
化させて上記剪断力S_u′及びS_l′に適応させることも勿
論可能である。

上方フランジ12uは、図示の場合n_u＝４個のリベット26u
によってガセット24の上方フランジ24uに締結され、こ
れらリベット26u群の等価重心はguである。一方下方フ
ランジ12lは、図示の場合n_l＝８個のリベット26lによっ
てガセット24の下方フランジ24lに締結され、リベット2
6l群の等価重心はglである。各リベットに発生する剪断
力の抑制度合を表わす係数をM_u（上方フランジ）及びM_l
（下方フランジ）とすると、 で表わされ、上記リベット群26uは上方フランジ12uに作
用する剪断力S_u′に対して必要にして十分な強度を保持
するように上記M_uに基づいて配設され、同様に で表わされ、上記リベット群26lは下方フランジ12lに作
用する剪断力S_l′に対して必要にして十分な強度を保持
するように上記M_lに基づいて配設される。そして、上記
上方フランジ12u及び下方フランジ12lに作用する車体前
後方向の剪断力は、車台フレーム14それ自体の捩り剛
性、荷箱18の捩り剛性、及び車台フレーム14と荷箱18相
互間の拘束条件によって種々異り、上記M_lとM_uとの比
は、1.2≦M_l/M_u≦５の範囲内で個々の車両の特性に応じ
適宜に定められる。なお、上記M_l/M_uが５より大きくな
るとクロスメンバに上下方向の曲げ荷重が作用したと
き、上下両フランジの曲げ座屈強度が大きくなり過ぎ、
クロスメンバの上方フランジに必要な強度を得ようとす
ると、下方フランジが大きくなるので重量が増加する不
具合を生じ、実用性に乏しくなる。

上記M_l/M_uを1.2以上,5以下の適宜の値に選択することに
よって、上方フランジ12uのリベット群及び下方フラン
ジ12lのリベット群の強度を夫々実質的に等しくかつ過
不足がない適正なものとすることができ、この結果、ク
ロスメンバ12とサイドレール10との結合部の耐久性及び
信頼性を効果的に向上することができ、更にリベットに
代えボルトを用いた場合も同様の効果を収めることがで
きる。また、図示のようにクロスメンバ12の上方フラン
ジ12u及び下方フランジ12lのフランジ巾bu及びblを、夫
々のフランジに作用する剪断力に応じた適切な大きさと
することにより、併せてクロスメンバ自体の重量を軽減
し得る利益がある。

次に、第４図及び第５図に示した本発明の第２実施例に
ついて説明する。この実施例では、第１実施例と同様の
クロスメンバ12の上方フランジ12uが、サイドレール10
の上方フランジ10uにn_u個（図示の場合４個）のリベッ
ト26u又は実質的に同効のボルトによって直接に締結さ
れ、また同クロスメンバ12の下方フランジ12lがサイド
レール10の下方フランジ10lにn_l個（図示の場合８個）
のリベット26l又は実質的に同効のボルトによって直接
に締結されている。

第１実施例と同様に、上方フランジ12uのリベット又は
ボルト群の剪断モーメントM_uと、下方フランジ12lのリ
ベット又はボルト群の剪断モーメントM_lとの比を、1.2
≦M_l/M_u≦５の範囲内で車台フレーム14及び荷箱18の捩
り剛性等に応じ適宜に選択して、前述した上方フランジ
及び下方フランジに作用する車体前後方向の剪断力S_u′
及びS_l′に適応させることによって、各リベット又はボ
ルト群の強度を夫々過不足がない適正なものとすること
ができ、この結果、クロスメンバ12とサイドレール10と
の結合部の耐久性及び信頼性を改善することができる。
またクロスメンバ12の上方フランジ12uのフランジ巾b_u,
及び下方フランジ12lのフランジ巾blを、夫々図示のよ
うに前記剪断力S_u′及びS_l′に適応した寸度とすること
によって、第１実施例と同様に、クロスメンバ12自体の
軽量化を同時に達成することができる。

更に、第６図及び第７図は本発明の第３実施例を示し、
この実施例では、２個の溝型部材のウエブを背中合せに
当接させ多数のリベット28により一体的に結合して断面
形状がＩ型をなすクロスメンバ12が形成され、同クロス
メンバの上方フランジ12uはサイドレール10の上方フラ
ンジ10uにn_u個（図示の場合４個）のリベット26u又は実
質的に同効のボルトによって直接に締結され、また同ク
ロスメンバ12の下方フランジ12lはサイドレール10の下
方フランジ10lにn_l個（図示の場合８個）のリベット26l
又は実質的に同効のボルトによって直接に締結されてい
る。

上記第１及び第２実施例と同様に、上方フランジのリベ
ット又はボルト群の剪断モーメントM_uと、下方フランジ
12lのリベット又はボルト群の剪断モーメントM_lとの比
を、1.2≦M_l/M_u≦５の範囲内で車台フレーム14及び荷箱
18の捩り剛性等に応じ適宜に選択して、上方フランジ及
び下方フランジに作用する前記剪断力S_u′及びS_l′に適
応させることによって、各リベット又はボルト群の強度
を夫々適切なものとすることができ、従ってクロスンメ
ンバ12とサイドレール10との耐久性を向上することがで
きる。また、クロスメンバ12の上方フランジ及び下方フ
ランジのフランジ巾bu及びblを夫々上記剪断力S_u′及び
S_l′に適応した寸度とすることによって、同時にクロス
メンバの軽量化を図ることができる。また、第７図に示
したクロスメンバに代え、第８図に示すように、上方フ
ランジ12uを形成する板材と、下方フランジ12lを形成す
る板材と、ウエブ12wを形成する板材とを溶接により結
合して形成したＩ型断面のクロスメンバ12を使用するこ
とができ、この場合にも実質的に同等の効果を奏するこ
とができる。

更に、第７図及び第８図に示したクロスメンバ12の両端
部をサイドレール10に固着するに際して、第１実施例と
同様にガセットを用いて間接的に締結することができ
る。

（発明の効果） 叙上のように本発明に係る荷箱付車台フレームは、車体
前後方向に延在し断面形状が溝型をなす左右一対のサイ
ドレールと車巾方向に配設され断面形状が溝型又はＩ型
をなすクロスメンバとを具え、同クロスメンバの上方フ
ランジ及び下方フランジの両端部分が夫々複数のリベッ
ト又はボルトによって上記サイドレールに直接に又はガ
セットを介して間接に締結された車台フレーム、及び上
記車台フレーム上に装架されＵボルト等の固着手段によ
って上記サイドレールに緊締された荷箱を具備してなる
ものにおいて、上記クロスメンバの上方フランジをサイ
ドレールに締結する上記リベット又はボルトの個数を
n_u、各リベット又はボルトの断面積をA_ui、上記リベッ
ト又はボルト群の等価重心guから各リベット又はボルト
の中心線までの距離をr_uiとし、また同クロスメンバの
下方フランジをサイドレールに締結する上記リベット又
はボルトの個数をn_l、各リベット又はボルトの断面積を
A_li、上記リベット又はボルト群の等価重心glから各リ
ベット又はボルトの中心線までの距離をr_liとしたと
き、上記上方フランジ及び下方フランジのリベット又は
ボルト群が、 を満足するように配設されたことを特徴とし、荷箱付車
台フレームにおけるサイドレールとクロスメンバとの結
合部の耐久性及び信頼性を効果的に向上し、同時に軽量
化を達成することができるので、産業上有益である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す平面図（中心面Ｏ−
Ｏの左側）及び底面図（中心面Ｏ−Ｏの右側）、第２図
は第１図におけるクロスメンバ12を抽出して示した斜視
図、第３図は第１図のIII−III線に沿い矢印方向に視た
部分的断面図、第４図は本発明の第２実施例を示す平面
図（中心面Ｏ−Ｏの左側）及び底面図（中心面Ｏ−Ｏの
右側）、第５図は第４図のＶ−Ｖ線に沿い矢印方向に視
た部分的断面図、第６図は本発明の第３実施例を示す平
面図（中心面Ｏ−Ｏの左側）及び底面図（中心面Ｏ−Ｏ
の右側）、第７図は第６図におけるクロスメンバ12の断
面図、第８図は第６図におけるクロスメンバ12の変形例
を示す第７図同様の断面図、第９図はリベット又はボル
ト群の等価重心ｇを説明する線図、第10図は車台フレー
ム単体を捩った場合にクロスメンバの上方フランジ及び
下方フランジに作用する剪断力の態様を示した概念的側
面図、第11図は荷箱付車台フレームを捩った場合の第10
図同様の概念的側面図である。 10……サイドレール、12……クロスメンバ、14……車台
フレーム、18……荷箱。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車体前後方向に延在して断面形状が溝型を
   なす左右一対のサイドレールと車巾方向に配設され断面
   形状が溝型又はＩ型をなすクロスメンバとを具え、同ク
   ロスメンバの上方フランジ及び下方フランジの両端部分
   が夫々複数のリベット又はボルトによって上記サイドレ
   ールに直接に又はガセットを介して間接に締結された車
   台フレーム、及び上記車台フレーム上に装架されＵボル
   ト等の固着手段によって上記サイドレールに緊締された
   荷箱を具備してなるものにおいて、上記クロスメンバの
   上方フランジをサイドレールに締結する上記リベット又
   はボルトの個数をn_u、各リベット又はボルトの断面積を
   A_ui、上記リベット又はボルト群の等価重心guから各リ
   ベット又はボルトの中心線までの距離をr_uiとし、また
   同クロスメンバの下方フランジをサイドレールに締結す
   る上記リベット又はボルトの個数をn_l、各リベット又は
   ボルトの断面積をA_li、上記リベット又はボルト群の等
   価重心g_lから各リベット又はボルトの中心線までの距離
   をr_liとしたとき、上記上方フランジ及び下方フランジ
   のリベット又はボルト群が、 を満足するように配設されたことを特徴とする荷箱付車
   台フレーム