JPH02208171A - トラックの車台フレーム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、トラックの車台フレームに関するものである
。

（用語） 本明細書において、クロスメンバの車巾方向両端部をガ
セットに締結する複数個のリベット又はボルトによつて
サイドレールに関し「等価重心」なる用語は、次の意義
を有するものである。即ち添付−面第９図において、任
意個数ｎ（但しｎ≧２）のリベ、トスは一ルトＲ１ｅ　
Ｒ２”’　”１　””Ｒｎ−１＊　Ｒｎの横弾性係数を
夫々Ｇ１　＊　’２　””　ＧＫ””０ｎ−１ｅＧｎ＊
各リペ・、ト又はボルトの断面積を夫夫ａｔ　ｔ　＆２
・・・ａｉ・・”　’１ｍ−１＃　”１１　＃各すベッ
ト又はボルトの座標ベクトルをｒｉ　ａ　ｒ２　”’　
ｒｉ　”’　ｒｎ−１ｔｒＢとしたとき、等価重心ｇの
座標ベクトルｒｇは次式によシ表わされる。即ち （従来の技術） 通常のトラ、りは、断面形状が溝型をなし車体前後一方
向に延在する左右一対のサイドレールと、車巾方向に配
置され夫々の両端部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
シ、同車台フレームに夫々サスベンジ、ン装置を介して
前車軸及び後車軸が取付けられ、またキャラ、エンジン
、荷台等が装架されている。

上記クロスメンバには、断面形状が溝型をなす部材及び
ｌ１ｉｌをなす部材、並びにサイドレールに結合される
両端部分に７字状の拡開部を形成した所謂アリゲータ型
クロスメンバ等が適宜採用され、またこれらクロスメン
バは、屡々ガセ、トを介して夫々の両端部分を上記サイ
ドレールに連結されている。

（発明が解決しようとする課題） トラ、り等の車両が、例えば激しい凹凸を有する悪路を
高速走行する場合等の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シ荷重が作用し、クロスメン
／″４の両端部分を上記ガセットに締結するリベット又
はボルトによつてサイドレールに大きな剪断応力が発生
する。

従来の車台フレームにおけるクロスメンバとガセットと
の結合部分の典型的な構成を第１０図を参照して説明す
ると、図中符号ｌＯは総括的に車台フレームを示し、同
車台７レームは、車体前後方向に馬在し断面形状が溝型
をなす左右一対のサイドレール１２と、車巾方向に蔦在
し断面形状が溝型をなすクロスメンバ１４とを具えてい
る。上記クロスメンバ１４は、その上方フランジ及び下
方７ランジ１４ｆの車巾方向の端部を、断面形状が溝型
をなすガセット１６の対応する上方７ランジ及び下方７
ランジ１６ｆに、複数個（図示の場合は４個）のリベッ
ト１８又は実質的に同効の一ルトによって締結され、ま
た上記ガセット１６は上記サイドレール１２内に装入さ
れ、そのウェブ１６ｖを多数のリベット２０又はＩルト
によりてサイドレール１２のウェブ１２ｖに締結されて
いる。

通常の車台フレームｌＯでは、上記リベット１８又は実
質的に同効のゲルト群の等偏重心ｇから各リベット１８
又はボルトによつてサイドレールの中心ＩＩｔでの距離
を月で表わし、ｒｉの最小値をｒｍｉｎ　ｍ最大値をｒ
、。とじたとき、ｒｍｉｎ／　ｒｍａ工の値が略０．３
〜０．４５の範囲で、かつ多くの場合同一の直径及び材
質のリベット又はｌルトが配置されている。図示の場合
、４個のリベッ）１８又はボルトがＬ字状に配置され、
等偏重心ｇからの距離ｒ１のばらつきが大きく、ｒｍｌ
ｎ／　ｒｍａｘは約０．３の低値であってｒｉの平均値
も小さい。

一例として、厚さ６ｆｉの鋼板で作られたクロスメンバ
１４と、厚さ８絽の鋼板で作られたガ七。

ト１６とを直径１０ｍの４個のリベット１８によりて締
結すると共に、上記ガセット１６のウェブ１６ｖを厚さ
８關の鋼板で作られたサイドレール１２のウェブ１２ｗ
に直径１０ｓｏ＋のリベット２０によりて結合し、更に
上記リペッ）１６を図示のようにＬ字状に配置してｒｍ
ｉｎ／ｒｍ□＝０．３となるように配置した車台フレー
ムについて捩シ試験を行なり九結果が、第１１図に示さ
れている。上記捩ル試験は、車台フレームの左右サイド
レール１２の後方部分即ちリヤサスベンジ、ンスグリン
グの後方シャツクルビンツラケ、ト部を固定してフロン
トサスベンジ、ンスプリングの後方シャックルピンブラ
ケット取付部分に、左右同一の大きさで方向が反対（一
方は上向きで他方は下向き）の力を加え、車台フレーム
に捩）角４°の捩シ変位を繰シ返し発生させて、上記リ
ベット群の最大剪断応力δ（＃／ｊ）、並びにリベット
の破損繰返し回数（図中０印）及びクロスメンバの破損
繰返し回数（図中Δ印）を調べたものである。

同図中に点線で示した最大剪断応力を示す曲線Ｓから明
らかなように０、Ｔｍｋｎ／ｒｍ＠ｚヨ０．３の第１１
図に示した従前のリベット配置では、最大応力δが約１
８３１７−に達して可成大きく、特にリベットの破損繰
返し回数Ｎが著しく低く、前述したような極めて苛酷な
走行条件下での長時間稼働によって、早期にリベット又
はボルトによつてサイドレールが破断し、或いはリベッ
ト又はボルトと隣接するクロスメンバ１４又はガセット
１６の板材に亀裂等の欠陥が発生し易いことが確認され
た。（なお上記試験例ではガセット１６の板厚がクロス
メンバ１４の板厚よ）大きいので、クロスメンバ１４が
破損しているが、もし同じ板厚であれば、当然ガセット
１６の破損が起ル得る）そして、上記リベットもしくは
ボルトによつてサイドレール群の破損、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によつてサ
イドレール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、クロスメンバの両端部をガセットを介してサ
イドレールに結合するようにした車台フレームにおいて
、クロスメンバをガセットに締結するリベット又はボル
トに生起する剪断応力を低減することによシ車台フレー
ムの耐久性及び信頼性を改善し、同時に軽量化を達成す
ることを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明に係るトラックの車台フレームは、上記目的を達
成するために創案されたもので、断面形状が＊ｍをなし
車体前後方向に延在する左右一対のサイドレールと、同
サイドレールの内側に装入され複数のリベット又はボル
トによりてサイドレールに固着されたガセットと、車巾
方向に罵在して配設されその両端部を複数のリベット又
はＩルトによりて上記ガセットに固着されたクロスメン
バとを具えてなるものにおいて、同クロスメンバを上記
ガセットに締結するリベット又はボルトによつてサイド
レール群の等偏重心から各リベット又はボルトによつて
サイドレールの中心線までの距離をｒｉとし、同ｒ１の
最小値をｒｍｌｎ　ｊ最大値をｒｉｔｌｌＬＸとしたと
き、０．５≦ｒｍｉ　ｎ　／’ｒｍａｘ≦１を満足する
ように上記リベット又はボルトによつてサイドレールが
配置されていることを特徴とするものである。

（作用） 本発明によれば、クロスメンバの両端部をガセ、トに締
結する複数のリベット又はボルトを、上記のように等偏
重心からの距離差が少ない配置とすることによって、車
台フレームの捩ルに基づく荷重が各リベット又はボルト
に従来の配置よル均等化されて担持されるので、相応し
て最大剪断応力が低減する。

（実施例） 以下本発明の実施例を第１図乃至第８図について具体的
に説明する。（なお、第１θ図を参照して説明した従来
の構成と、実質的に同−又は対応する部材及び部分に紘
同−の符号を付し、重複説明は省略する。）先づ、第１
図及び第２図に示されている本発明の第１実施例におい
て、断面形状が溝型をなすクロスメンバ１４は、その上
方７ランジ及び下方７ランジ１４ｆの両端部分を夫々４
個のリベット１Ｂ（又は同効のボルトによつてサイドレ
ール）によって溝型のガセット１６の対応する上方７ラ
ンジ及び下方７ランジ１６ｆに夫々締結され、またガセ
ット１６はそのウェブ１６ｖを多数のリベット２０（又
は同効のボルト）によりてサイドレール１２のウェブ１
２ｗに締結されている。

図示の場合、リベット１８群の等偏重心ｇから各リベッ
トの中心線までの距離ｒｉはすべて等しく、従ってｒｉ
の最小値ｒｍｌユと最大値ｒｎｌａＸとの比、即チｒｍ
ｌ　ｎ／　ｒｍａｘ　＝　１になるように各リベットが
配置されている。また、第１０図の従来の構成と較べて
、ガセット１６の上方７ランジ及び下方７ランジ１６ｆ
の車巾方向即ち図においてＸ方向の寸度が可成大きく形
成され、リベット１８群のＸ方向における最大離隔距離
（図中ｘ１で示す）が十分に大きく、従って等偏重心か
ら各リベットの中心線までの平均距離ｒｉｍ　（この場
合は等距離〕が十分大きくなるように配置されている。

そして、上記リベット１８群のＸ方向における最大離隔
距離Ｘ□は、車台フレーム１００車体前後方向の中心面
即ち車両対称面ｙｏから上記等価重心ｇｔでの距離をｔ
ｇ／２としたとき、０．１５１Ｍ以上即ちＸ、≧０．１
５２ｇとなるように設定され、従って上記平均距離ｒｉ
ｍが従来よシ十分大きくなるように配置されている。

上記構成の車台フレームｌＯにつき、第１Ｏ図に示した
従来の車台フレームと実質的に同一の条件で捩ル試験を
行ない、リベット１８群の最大剪断応力、並びにクロス
メンバ１４及びガセットｌ６の耐久回数を調べたところ
、前記第１１図の点線曲線Ｓで示されているように、最
大剪断応力δが約１２　ｋｌ／ｄに低減し、またリベッ
ト１８及びクロスメンバ１４の破損繰返し回数Ｎが従来
のものよ）著しく増大し、従って苛酷な走行条件下にお
ける安全性が著しく高く、耐久性及び信頼性が効果的に
改善され、同時に軽食化を達成し得ることが確認された
。また、上記構成において、リペ、ト１８の配置を変更
し、’ｍｌ　ｎ／　ｒｍ＠ｚ　＝　０．５から０．９ま
で順次変化させて同様の試験を行なったところ、最大剪
断応力δとリベット１８及びクロスメンバ１４の破損繰
返し回数Ｎについて夫々第１１図中に示すような結果が
得られ、何れも上記従来の車台フレームよシ優れている
ことが認められた。

次に、第３図に示した本発明の第２実施例は、溝型のク
ロスメンバ１４の上方７ランジ及び下方フランジ１４ｆ
の車巾方向両端部を複数（図示の場合４個）のリペ、）
１８（又は同効のゲルト）によシガセット１６の上下７
ランジ１６ｆに締結し、同ガセット１６のウェブ１６ｗ
をサイドレール１２のウェブ１２ｗに多数のリベ、）２
０（又は同効のゲルト）によって締結した基本構造に関
しては第１実施例と本質的に同等である。第１実施例と
の差異は、クロスメンバの上方７ランジ及び下方７ラン
ジ１４ｆの両端結合部分が、車体前後方向即ち図におい
てｙ方向に拡大され、つれてガセット１６の上方７ラン
ジ及び下方７ランジ１６ｆがｙ方向において拡大されて
いる点にある。

上記フランジ１４ｆ及び１６ｆを締結する４本のリベッ
ト１８はｙ方向に広がって配置され、その最大離隔距離
はｙ８であシ、またリベット１８群の等偏重心ｇから各
リベットの中心線までの距離ｒｉの最小値ｒｍｌ　ｎと
最大値−１Ｘとの比ｒｍｉｎ／ｒｍａｘは、図示の場合
的０．８である。第１実施例と同様に、上記離隔距離ｙ
１は、車台フレーム１００車体前後方向の中心面即ち車
両対称面ｙｏから上記等価重心ｇまでの距離をＬｇ／２
としたとき、　０．１５ｔｇ以上即ちｙ１≧０．１５　
ｔｇとなるように設定され、各リベット１８は等偏重心
ｇからの平均距離ｒ１ｍが、第１０図に示した従来の構
成よ）十分に大きくなるように配置されている。

上記構成の車台フレームｌＯにつき、第１実施例と全く
同様の捩り試験を行なったところ、第１１図中のｒｍｉ
ｎ／　ｒｍａｘ　＝０．８に対応する最大剪断応力δ及
びリベット１８．クロスメンバ１４の破損繰返し回数Ｎ
が得られ、またｒｍｉｎ／　ｒｍａｘを０．５から１．
０の範囲で種々変化させて同じ捩シ試験を行なった結果
、全般に亘りて第１１図に示されている第１実施例の最
大剪断応力及び耐久回数と路間等の成績が得られた。従
って、この第２実施例におけるリベット配置によって車
台フレームの耐久性及び信頼性が効果的に改善され、ま
た従来のものよシ軽量化し得ることが確認された。

また、第４図及び第５図に示した本発明の第３実施例に
おいては、２個の溝型断面の部材をウエオ部分において
背中合せに当接させリベット２２等によ〕一体重に結合
して構成されたｌ型断面のクロスメンバ１４が用いられ
、同クロスメンバは、その上方フランジ及び下方７ラン
ジ１４ｆの車巾方向両端部分を、第１実施例と全く同様
に車巾方向に長く延びたガセットの上方フランジ１６ｆ
に複数（図示の場合は４個）のリベット１８（又は同効
のゲルト）によって締結され、同ガセット１６はそのウ
ェブ１６ｖをサイドレール１２のウェブ１２ｗに多数の
リベット２０によって締結されている。上記リベット１
８群の等偏重心ｇから各リベットの中心線までの距離ｒ
ｉはすべて等しく、従ってｒｉの最小値Ｔｗｉｎと最大
値ｒｍａｘとの比ｒｍｉｎ／　ｒｍａｘ　は１であシ、
同すペ、ト群のＸ方向における最大離隔距離Ｘ％ｌは、
第１実施例と全く同様にｘ１≧０．１５　ｔｇに設定さ
れる。

上記構成の車台フレーム１０と、同様の構成を有するが
リベット１８がｒｍｌ　ｎ　／　ｒｍａｘ　＝　０−３
〜０．４５の範囲に配置されている従来の車台フレーム
とについて、前述した要領で捩シ試験を行ないリベ。

ト１８群の最大剪断応力δと、リベット及びクロスメン
バ１４の破損繰返し回数を調べたところ、第１１図に示
した最大剪断応力及び耐久回数Ｎに略近似した結果が得
られ、更に第４図におけるすペット１８の配置をｒｍｌ
ｎ／　ｒｍａｘ　＝　０−５　　から０．９の範囲で変
化させた場合も略同様であった。

まえ、図示していないが、上記工型クロスメンバ１４の
車巾方向両端部分における上方フランジ及び下方フラン
ジ１６ｆを、第２実施例と全く同様に車体前後方向即ち
Ｘ方向に拡大して、リベ。

）１８群を同実施例と同様にＸ方向に広く分布して配置
した場合について、上記同様の捩シ試験を行なりた結果
、第２実施例に略近似する成績が得られた。

なお、上記第５図に示されている工型断面のクロスメン
バ１４に代え、第６図に示されているような上下の２ラ
ンジ１４ｆとウェノ１４Ｗとを溶接によ多結合して形成
された！型断面のクロスメンバ″４１４を用いた場合に
も、上記同様の効果が奏せられることが認められた。

更に、第７図及び第８図に示した本発明の第４実施例に
おいては、車巾方向の両端部を除く全長の大部分がハツ
ト型の断面形状を呈する上方部材１４ｕと平らな板材か
らなる下方部材１４１とを多数のリベット２４によって
一体的に結合し、両端部を除く略全長を閉断面構造とし
、両端部分では上方部材１４ｕ及び下方部分１４ｔを７
字状に拡開して夫々の先端に取付フランジ１４ｕ′及び
ｉ　４　ｔ”を形成し九アリゲータ型クロスメンバ１４
が用いられている。同クロスメンバ１４は、上記取付７
ランジ１４　ｕ’及び１４Ｌ＃をガセット１６の対応す
る上方フランジ及び下方７ランジ１６ｆに夫々複数（図
示の場合は４個）のリベット１８（又は同効のボルトに
よつてサイドレール）によシ締結され、またガセ、ト１
６はそのウニｆ１６　ｗをサイドレール１２のウニｆ　
１２　ｖに多数のリベット２０（又は同効の？ルト）に
よって固着されている。

上記取付フランジ１４１ｍ”及び１４　ｔ’、並びにガ
セットの上方フランジ及び下方７ランジ１６ｆは、従前
のアリゲータ型クロスメンバを具備した車台フレームの
場合よシも、車巾方向及び車体前後方向、即ちＸ方向及
びＸ方向の双方又は少くとも倒れか一方に拡大される。

４個のリペッ）１８の等価重心ｇから各リベットの中心
線までの距離ｒｉの最小値ｒｍｌｎと最大値ｒｍａＸと
の比は、前記各実施例と同様に０．５以上１以下の範囲
に設定されている（図示の場合はｔｍｌｎ／ｒｍ。＝０
．９５である）。

また、上記リペッ）１８群のＸ方向の離隔距離Ｘ、及び
Ｘ方向の離隔距離”Ｉｍの少くとも一方又は双方が、車
体前後方向の中心面ｙｏから上記等価重心ｇまでの距離
をｊｇ／２としたとき、０．１５ｔｇ以上即ちｘ　１　
頴、　１５　ｔｇ又は（及び）ｙｔ≧０．１５ｔｇにな
るように配置され、各リベット１８は等価重心ｇからの
平均距離ｒｉｍが従前の構成よシ十分に大きくなるよう
に配置されている。

上記構成の車台フレーム１０と、アリゲータ型のクロス
メンバを具え同クロスメンバをガセットに対し締結する
リベット群がｒｍｉｎ／　ｒｍａｘ　＝０．３〜０．４
５の範囲に配置されている従来の車台フレームとについ
て、前記同様の捩シ試験を行ないリベ、ト群における最
大剪断応力、並びにリベット及びクロスメンバの破損繰
返し回数を調べたところ、第１１図に略近似した結果が
得られ、この実施例のリベット配置によりて最大剪断応
力が効果的に低減し、車台フレームの耐久性及び信頼性
が従来よシ著しく改善され、また重量を軽減し得ること
が確認された。なお、上記クロスメンバにおける下方部
材１４１が上方部材１４ｕの車巾方向両端部分にのみ固
着されて７字型の接手部を形成し、従ってクロスメンバ
ー４の中間部分は開断面の上方部材１６ｕだけから構成
されていて捩シ剛性が相対的に低いクロスメンバにおい
ても、上記同様にリベット１８群′を配設することによ
りて、同様の効果が奏せられることが確認された。

なお、上記各実施例においては、クロスメンバダ １４の上方及び下方７ランジ１”Ｓｆをガセット１６の
対応する上方及び下方７ランジ１６ｆに締結するリベッ
トｉｓ（又は実質的に同効の？ルト）が夫々４個配置さ
れているが、勿論５個もしくはそれ以上のリベット又は
ボルトによつてサイドレールを用いることかできる。

（発明の効果） 斜上のように、本発明に係るトラックの車台フレームは
、断面形状が溝型をなし車体前後方向に蔦在する左右一
対のサイドレールと、同サイドレールの内側に装入され
複数のリベット又はボルトによつてサイドレールにより
てサイドレールに固着されたガセットと、車巾方向に蔦
在して配設されその両端部を複数のリベット又はボルト
によつてサイドレールによりて上記ガセットに固着され
たクロスメンバとを具えてなるものにおいて、同クロス
メンバを上記ガセットに締結するリベット又はボルト群
の等価重心から各リベット又はボルトによつてサイドレ
ールの中心線までの距離をｒｉとし、同ｒｉの最小値を
ｒｍｌｎ　＃最大値をｒ１□としたとき、０．５≦ｒｍ
ｌｎ／　ｒｍａｘ≦１を満足するように上記リベット又
はボルトが配置されていることを特徴とし、トラ、りの
走行中に発生する車台フレームの捩〕によりてクロスメ
ンバの両端部をガセットに締結するリベット又はボルト
に生起する最大剪断応力を効果に低減し、車台フレーム
の耐久性及び信頼性を向上し得ると共に軽量化を達成す
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、第２図は第
１図の■−■線に沿い矢印方向に視た部分的断面図、第
３図は本発明の第２実施例を示す平面図、第４図は本発
明の第３実施例を示す平面図、第５図は第４図における
クロスメンバ１４の断面図、第６図は上記第３実施例に
おけるクロスメンバの変形例を示す断面図、第７図は本
発明の第４実施例を示す平面図、第８図は第７図の■−
■線に沿い矢印方向に視た部分的断面図、第９図は複数
のリベット・の等価重心を説明する線図、第１０図は従
来の車台フレームの一例を示した第１図同様の平面図・
、第１１図は第１実施例におけるリベット群に生起する
最大剪断応力及び同すペ。 ト、クロスメンバの破損繰返し回数を第９図に示した従
来の車台フレームにおけるリベット群の最大剪断応力及
び破損繰返し回数と対比して示した線図である。 １０・・・車台フレーム、１２・・・サイドレール、１
４−・・クロスメンバ、１６・・・ガセット、１８−・
・す矛４図 牙５ 図 牙６ 図 オ８ 図 牙９ 図 、　−１２ｗ 牙１０図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 断面形状が溝型をなし車体前後方向に延在する左右一対
   のサイドレールと、同サイドレールの内側に装入され複
   数のリベット又はボルトによってサイドレールに固着さ
   れたガセットと、車巾方向に延在して配設されその両端
   部を複数のリベット又はボルトによって上記ガセットに
   固着されたクロスメンバとを具えてなるものにおいて、
   同クロスメンバを上記ガセットに締結するリベット又は
   ボルト群の等価重心から各リベット又はボルトの中心線
   までの距離をｒ＿ｉとし、同ｒ＿ｉの最小値をｒ＿ｍ＿
   ｉ＿ｎ、最大値をｒ＿ｍ＿ａ＿ｘとしたとき、０．５≦
   ｒ＿ｍ＿ｉ＿ｎ／ｒ＿ｍ＿ａ＿ｘ≦１を満足するように
   上記リベット又はボルトが配置されていることを特徴と
   するトラックの車台フレーム