WO2024127734A1 - トラックのハイルーフ構造 - Google Patents

Abstract

キャブ本体の上方にハイルーフ型のルーフパネルが取り付けられたトラックのハイルーフ構造であって、ルーフパネルは、天井部をなす本体部と、本体部から側方下向きに湾曲形成されたコーナー部を有する側面部とを備え、ルーフフレームにより車室内側から支持され、ルーフフレームは、本体部に沿った幅方向部（３１）と、幅方向部から側方下向きにコーナー部よりも小曲率でコーナー部から離隔した湾曲部（３３）を有する上下方向部（３５）とを備え、上下方向部の下端部がキャブ本体に取り付けられるメインフレーム（３）と、メインフレーム（３）とルーフパネルとの間に配置され、本体部と側面部との連結部近傍から側方下向きに湾曲して延びるサブフレーム（４）と、を有し、サブフレーム（４）は、コーナー部の形状に沿った湾曲部（４１）を備え、一端部が連結部近傍でメインフレーム（３）と接合され、他端部がキャブ本体（５）に取り付けられる。

Description

トラックのハイルーフ構造

　本発明は、キャブ本体の上方にハイルーフ型のルーフパネルが取り付けられたトラックのハイルーフ構造に関するものである。

　大型のトラックでは、キャブ内に形成される車室を拡張するために、ルーフパネルを通常よりも高い位置に設けたハイルーフ構造が採用されることがある。このようなハイルーフ構造は、天井部が開放されたキャブ本体の上方に取り付けられる（特許文献１，２参照）。

特開２０１７－１４４８８４号公報 特開２０１７－１４４９６７号公報

　ところで、ハイルーフ構造を採用したキャブにおいては、ルーフパネルを支持するためルーフパネルの車室内側に車幅方向に延在するフレームが配置されている。このフレームは一般的に厚板で成形するため成形しにくく、特に、ルーフパネルの車幅方向左右縁部のコーナー部の形状に追従するように形成することは困難である。

　このため、ルーフパネルの左右コーナー部では、フレームの曲率はルーフパネルの曲率も小さくなり（曲率半径が大きくなり）、フレームはルーフパネルの下方に離隔してしまうことになる。この結果、ルーフパネルの上方から荷重が入力された場合、フレームで荷重を受けられるのは、フレームの車幅方向中央の直線部分のみとなり、支持構造が脆弱となってしまう。

　本件は、上記の課題に着目して創案されたもので、ハイルーフ型のルーフパネルの左右コーナー部におけるフレームのルーフパネル形状への追従部分を増大させて、フレームの支持剛性を向上させるようにしたトラックのハイルーフ構造を提供することを目的としている。

　本件は上記の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様又は適用例として実現できる。
　（１）本適用例に係るトラックのハイルーフ構造は、天井部が開放されたキャブ本体の上方にハイルーフ型のルーフパネルが取り付けられたトラックのハイルーフ構造であって、前記ルーフパネルは、前記天井部をなす本体部と、前記本体部から車両左右の側方下向きに湾曲形成されたコーナー部を有する側面部とを備え、ルーフフレームにより車室内側から支持され、前記ルーフフレームは、前記本体部に沿って車幅方向に直線状に延在する幅方向部と、前記幅方向部から車両左右の側方下向きに前記コーナー部よりも小さな曲率で湾曲形成され前記コーナー部から離隔した湾曲部を有する上下方向部とを備え、前記上下方向部の下端部が前記キャブ本体に取り付けられるメインフレームと、前記メインフレームの前記上下方向部と前記ルーフパネルの前記側面部との間に配置され、前記本体部と前記側面部との連結部近傍から前記車両左右の側方下向きに湾曲し前記キャブ側へ向かって延びるサブフレームと、を有し、前記サブフレームは、前記ルーフパネルの前記コーナー部の形状に沿って成形された湾曲部を備え、前記サブフレームは、一端部が前記連結部近傍で前記メインフレームと接合され、他端部が前記キャブ本体に取り付けられていることを特徴としている。

　本適用例によれば、ルーフパネルの本体部から側面部にわたって車幅方向に延在するメインフレームに加えて、メインフレームとルーフパネルとの間に配置され、ルーフパネルの本体部と側面部との連結部近傍から前記車両左右の側方下向きに湾曲し前記キャブ側へ向かって延びるサブフレームが追加して配置されることで、サブフレームによりルーフフレームのルーフパネル形状への追従部分を増大させることができ、サブフレームによってルーフフレームの支持剛性が向上し、ルーフパネルの上方からの入力荷重に対する耐久性が向上する。

　（２）前記メインフレームは、横断面形状がウェブ部，フランジ部及びアーム部からなるハット型に形成されるとともに、前記幅方向部の前記アーム部が、前記ルーフパネルに重合し接合されていることが好ましい。
　このようにメインフレームの横断面形状をハット型に形成することで剛性を確保でき、メインフレームのアーム部をルーフパネルと重合し接合することで閉断面形状が形成されてハイルーフ構造の剛性がさらに向上する。

　（３）前記サブフレームは、横断面形状がウェブ部，フランジ部及びアーム部からなるハット型に形成されるハット型断面部を有し、前記ハット型断面部の前記ウェブ部及び前記フランジ部からなる凹部内に前記メインフレームが内包され、前記一端部において前記メインフレームと重合し接合されていることが好ましい。
　サブフレームのハット型断面部のウェブ部及びフランジ部からなる凹部内にメインフレームが内包され、サブフレームがその一端部においてメインフレームと重合し接合されることで、メインフレームにサブフレームを追加しても、ルーフフレームが車室内空間に張り出す量を極力抑えることができ、且つサブフレームのサイズを大きくできて、ハイルーフ構造の剛性がさらに向上する。また、メインフレームとサブフレームとで二重の閉断面形状が形成されるため、ハイルーフ構造の剛性がさらに向上する。

　（４）前記サブフレームの前記フランジ部は、前記一端部に近づくに従って高さが低くなり、前記一端部では、前記サブフレームの前記ウェブ部と前記アーム部と面一になるように形成され、前記サブフレームの前記ウェブ部と前記アーム部とが面一となった部分で、前記サブフレームが前記メインフレーム及び前記ルーフパネルと重合し接合されていることが好ましい。
　このように、サブフレームの凹部内にメインフレームが内包される構成と、サブフレームの一端部でウェブ部とアーム部とが面一となった部分で、サブフレームをメインフレーム及びルーフパネルと重合させ接合させることで、ルーフパネルの支持剛性を向上させることができる。

　（５）前記サブフレームは、前記メインフレームと重合する部分よりも車両左右の側方寄りで、前記ルーフパネルを車室内側から支持していることが好ましい。
　これにより、ルーフパネルの上方からの入力荷重に対する耐久性が向上する。

　本件によれば、サブフレームによりルーフフレームのルーフパネル形状への追従部分を増大させることができ、サブフレームによってルーフフレームの支持剛性が向上し、ルーフパネルの上方からの入力荷重に対する耐久性が向上する。

一実施形態に係るハイルーフ型トラック車両のルーフフレームの要部を示す図であり、図１（ａ），図１（ｂ）はその要部を車両左側で前側上方から見た斜視図（図２のＥ部相当図）であり、図１（ａ）は隠れ形状をすべて破線で示しており、図１（ｂ）は図１（ａ）からメインフレームの隠れ形状を省いており、図１（ｃ）は図１（ａ）のＡ－Ａ矢視断面図、図１（d）は図１（ａ）のＢ－Ｂ矢視断面図、図１（ｅ）は図１（ａ）のＣ－Ｃ矢視断面図である。 一実施形態に係るハイルーフ型トラック車両のルーフフレームのメインフレームを車両左側で前側上方から見た斜視図である。 図１〔図１（ａ）～図１（ｅ）〕に示すハイルーフ型トラック車両のルーフフレームの要部の分解斜視図である。 図１〔図１（ａ）～図１（ｅ）〕に示すハイルーフ型トラック車両のルーフフレームの作用効果を説明する図であって、図４（ａ）は図１に示す要部の延在方向に沿って切った縦断面図（図１（ａ）のＤ－Ｄ矢視断面図）であり、図４（ｂ）は図４（ａ）からサブフレームを省いた場合を示す。

　図面を参照して、本件の実施形態について説明する。この実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。

［１．装置構成］
　本実施形態では、トラックのハイルーフ構造の例として、大型トラックのスーパーハイルーフ構造を説明する。
　なお、以下の説明では、車両の前進方向を前方ＦＲとし、その反対方向（車両の後退方向）を後方ＲＲとし、車両が前方ＦＲを向いた状態を基準にして左右（左方ＬＨ及び右方ＲＨ）を定める。また、前後方向を車長方向ともいい、左右方向を車幅方向ともいう。さらに、車長方向と車幅方向とのいずれにも直交する方向を上下方向（上方ＵＰ及び下方ＤＷ）という。車両は、水平な路面上にあり、上下方向が鉛直方向と一致する（下方向が重力の作用方向と一致する）姿勢であるものとする。この姿勢で、鉛直上方を高さ方向とする。

　本実施形態に係る大型トラックは、そのルーフ部が一般的なルーフ（以下、「通常ルーフ」ともいう）よりも高い所謂ハイルーフに比べてさらに高いハイルーフ車（以下、スーパハイルーフ車と言う）として形成されている。スーパーハイルーフ車は、キャブの内部に高い車室内空間を確保できるため、車室内の居住性が高まり、大型トラックなどでは長距離移動時にドライバ等が車室で仮眠など休息する場合があり、この際の快適性を向上させることができる。ただし、スーパーハイルーフもハイルーフの一種であり、スーパーハイルーフ車はハイルーフ車に含まれるものとする。

　図２はスーパーハイルーフ車（ハイルーフ車）のルーフ部に装備されたハイルーフ型のルーフパネル１を車室内側から支持するルーフフレーム２を示す斜視図である。なお、図２には、ルーフパネル１と、ルーフフレーム２及びルーフパネル１を支持するキャブ本体上部の骨格部材５の一部を二点鎖線で示している。

　図２に示すように、ハイルーフ型のルーフパネル１は、天井部が開放されたキャブ本体（図示略）の上方に取り付けられる。ルーフパネル１は、天井部をなす本体部１１と、この本体部１１から車両左右の側方下向きに湾曲形成されたコーナー部１２及びコーナー部１２の下方で上下方向に直線状（平面上）に延びた側面部本体１３を有する側面部１４とを備えている。

　また、本体部１１と側面部１４とは溶接によって結合される（この結合個所を「連結部１５」という）。このようなルーフパネル１は、ルーフフレーム２により車室内側（図２中、下方）から支持されている。なお、ルーフパネル１の本体部１１は、全体としてやや前傾斜し、前部は次第に前傾斜の角度を大きくしている。また、ルーフパネル１の側面部１４のコーナー部１２よりも下方の側面部本体１３は、下に行くにしたがって僅かに車幅方向外側に位置するように僅かだけ傾斜している。

　ルーフフレーム２は、図１〔図１（ａ）～図１（ｅ）〕，図２及び図４（ａ）に前部左側のフレーム部分について例示するように、メインフレーム３と、サブフレーム（アウタフレームとも呼ぶ）４と、を有している。なお、前部右側のフレーム部分も同様に構成される。

　メインフレーム３は、ルーフパネル１の本体部１１に沿ってほぼ水平に（ただし、全体としてやや前傾斜し、前部は急激に前傾斜する）配置されている。メインフレーム３は、互いに平行に車両の幅方向に延びる二本の幅方向部３１と、これらの幅方向部３１と交差し互いに平行に車両の前後方向に延びる三本の前後方向部３２とを有し、これらが一体となって、平面視で概略井桁状に形成されている。前後方向部３２は、ルーフパネル１の形状に沿っており、全体としてやや前傾斜し、前部は次第に前傾斜の角度を大きくしている。

　幅方向部３１の左右端部には、幅方向部３１から車両左右の側方下向きに湾曲形成された湾曲部３３及び湾曲部３３の下方で上下方向に直線状（平面上）に延びた上下方向部本体３４を有する上下方向部３５が備えられている。上下方向部３５の下端部はキャブ本体の一部であってキャブ本体の上部に位置する骨格部材５に取り付けられている。なお、本実施形態では、図２に示すように、メインフレーム３の左右において、前後に並ぶ上下方向部３５の各上下方向部本体３４にこれらを連結する補強部材１６が内側から固設されているが、これらは必須ではない。

　湾曲部３３は、ルーフパネル１のコーナー部１２よりも小さな曲率で（大きな曲率半径で）湾曲形成されている。これは、メインフレーム３は要求される剛性が高く厚板で成形されるため成形し難く、コーナー部１２の大きな曲率形状に追従するように形成することが困難なためである。

　湾曲部３３の曲率が小さいため、図４（ａ）に示すように、湾曲部３３はコーナー部１２よりも車幅方向内側（車両の車幅方向中心側）にシフトすることになり、上下方向部３５の湾曲部３３よりも下方の上下方向部本体３４は、側面部１４の側面部本体１３に比べて、傾斜が大きくなっている。したがって、湾曲部３３はコーナー部１２から車幅方向内側に離隔し、上下方向部本体３４もその大半は側面部本体１３から車幅方向内側に離隔している。

　サブフレーム４は、ルーフパネル１のコーナー部１２の形状に沿って成形された湾曲部４１と、湾曲部４１の下方で上下方向に直線状（平面上）に延びた上下方向部４２とが備えられている。サブフレーム４は、その一端部（湾曲部４１の車幅方向内側の端部）が連結部１５でメインフレーム３と接合され、他端部（上下方向部４２の下端部）がキャブ本体の上部の骨格部材５に取り付けられている。

　ところで、図１に示すように、メインフレーム３は、横断面形状がウェブ部３Ｗ，フランジ部３Ｆ及びアーム部３Ａからなるハット型に形成されるとともに、幅方向部３１及び前後方向部３２のアーム部３Ａが、ルーフパネル１に重合し接合されている。

　一方、サブフレーム４は、横断面形状がウェブ部４Ｗ，フランジ部４Ｆ及びアーム部４Ａからなるハット型に形成されるハット型断面部４３を有している。
　このサブフレーム４のハット型断面部４３のフランジ部４Ｆは、その一端部（湾曲部４１の車幅方向内側の端部）に近づくに従って高さが低くなり、一端部では、フランジ部４Ｆがなくなってハット型断面部４３は終わり、ハット型断面部４３のウェブ部４Ｗとアーム部４Ａと面一になるように形成された平面状部４４となっている。

　図１（ｃ），図１（ｄ）に示すように、サブフレーム４のハット型断面部４３のウェブ部４Ｗの幅は、メインフレーム３の全幅よりも大きく、ハット型断面部４３のウェブ部４Ｗ及びその両側のフランジ部４Ｆからなる凹部４５内に、メインフレーム３が内包されるように、メインフレーム３に対し車幅方向外側から取り付けられる。

　つまり、メインフレーム３は、ウェブ部３Ｗが車両内側に配置され、フランジ部３Ｆがウェブ部３Ｗから車両外側に突出し、フランジ部３Ｆの突出端（車両外側）にアーム部３Ａが配置される。
　これに対して、サブフレーム４のハット型断面部４３のウェブ部４Ｗが車両外側に配置され、フランジ部４Ｆがウェブ部４Ｗから車両内側に突出し、フランジ部４Ｆの突出端（車両内側）にアーム部４Ａが配置され、ハット型がメインフレーム３と逆向きになっており、図１〔図１（ａ）～図１（ｅ）〕に示すように、車両内側に開口した凹部４５内にメインフレーム３が内包されている。

　そして、サブフレーム４は、その一端部（湾曲部４１の車幅方向内側の端部）の平面状部４４において、メインフレーム３と重合し接合されると共にルーフパネル１と重合し接合されている。

　また、サブフレーム４は、メインフレーム３と同じ板厚の材料だが、成形性の良い形状で形成しており、サブフレーム４の湾曲部４１は、メインフレーム３の湾曲部３３の曲率よりも大きく、コーナー部１２の曲率に近い曲率に形成されている。これにより、サブフレーム４の湾曲部４１は、コーナー部１２に接近し、上下方向部４２も側面部本体１３に接近している。
　この結果、図４（ａ）に示すように、サブフレーム４のウェブ部４Ｗは、メインフレーム３と重合する平面状部４４よりも車両左右の側方寄り（車幅方向外側）で、ルーフパネル１を車室内側から支持する。

［２．作用及び効果］
　本実施形態に係るトラックのハイルーフ構造によれば、以下の作用及び効果を得ることができる。
　（１）ルーフパネル１の本体部１１から側面部１４にわたって車幅方向に延在するメインフレーム３に加えて、サブフレーム４が追加して配置されるので、サブフレーム４によりルーフフレーム２のルーフパネル１形状への追従部分を増大させることができ、サブフレーム４によってルーフフレーム２の支持剛性が向上し、ルーフパネル１の上方からの入力荷重に対する耐久性が向上する。

　図４（ａ），図４（ｂ）は、本実施形態に係る構造を、ルーフ圧壊試験に対応する荷重を与えた状況を示しており、図４（ａ）は本実施形態を示し、図４（ｂ）はサブフレーム４を備えない比較例を示す。

　図４（ｂ）に示すように、サブフレーム４を備えない場合、ルーフフレーム２はメインフレーム３のみとなり、ルーフ上面でルーフフレーム２が荷重を受けられるのはｃ１部までとなり、ａ部は弱部となってしまう。また、フレーム着地点のｂ１点は骨格部材５で高剛性点であり、位置が決まっている。このため、ルーフフレーム２の荷重受点ｃ１とフレーム着地点ｂ１とが車幅方向に距離ｄ１だけの大きなずれが発生し、荷重に対し大きく不利になってしまう。

　これに対して、本実施形態の場合、サブフレーム４が追加されて、サブフレーム４は、メインフレーム３と重合する部分よりも車両左右の側方寄りで、ルーフパネル１を車室内側から支持しているので、ルーフ上面でルーフフレーム２が荷重を受けられるのはｃ２部までとなる。この結果、比較例のような弱部（ａ部）は解消される。そして、ルーフフレーム２の荷重受点ｃ２とフレーム着地点ｂ２との距離が車幅方向にｄ２だけとなり、距離ｄ１に比べて小さくなり、荷重に対し十分に支持できるようになる。

　（２）メインフレーム３は、横断面形状がウェブ部３Ｗ，フランジ部３Ｆ及びアーム部３Ａからなるハット型に形成され、幅方向部のアーム部３Ａが、ルーフパネル１に重合し接合されているので、ルーフパネル１を支持する支持剛性を確保できる。また、メインフレーム３のアーム部３Ａをルーフパネル１と重合し接合することで閉断面形状が形成されてハイルーフ構造の剛性がさらに向上する。

　（３）サブフレーム４は、横断面形状がウェブ部４Ｗ，フランジ部４Ｆ及びアーム部４Ａからなるハット型に形成されるハット型断面部４３を有し、このハット型断面部４３のウェブ部４Ｗ及びフランジ部４Ｆからなる凹部４５内にメインフレーム３が内包され、サブフレーム４の一端部（平面状部４４）においてメインフレーム３と重合し接合されているので、メインフレーム３にサブフレーム４を追加しても、ルーフフレーム２が車室内空間に張り出す量を極力抑えることができる。また、サブフレーム４のサイズを大きくできて、ハイルーフ構造の剛性がさらに向上する。また、メインフレーム３とサブフレーム４とで二重の閉断面形状が形成されるため、ハイルーフ構造の剛性がさらに向上する。

　（４）サブフレーム４のフランジ部４Ｆは、一端部に近づくに従って高さが低くなり、一端部では、サブフレーム４のウェブ部４Ｗとアーム部４Ａとが面一になり平面状部４４が形成され、平面状部４４で、サブフレーム４がメインフレーム３及びルーフパネル１と重合し接合されている（図１（ｂ）の網掛け部参照）ので、ルーフパネル１に対する支持剛性を向上させることができる。

　（５）上記のように、サブフレーム４は、メインフレーム３と重合する部分よりも車両左右の側方寄りで、ルーフパネル１を車室内側から支持しているので、ルーフパネル１の上方からの入力荷重に対する耐久性が向上する。

［３．その他］
　以上、実施形態を説明したが、上記実施形態の構成は一例であって、本件発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実施することができる。
　例えば、前部左右のフレーム部分についてサブフレームを追加する例を説明したが、後部左右のフレーム部分についても適用可能である。
　また、サブフレームの形状もその目的とする機能を確保していれば適宜変形することができる。

　１　ルーフパネル
　１１　ルーフパネル１の本体部
　１２　ルーフパネル１のコーナー部
　１３　ルーフパネル１の側面部本体
　１４　ルーフパネル１の側面部
　１５　連結部
　１６　補強部材
　２　ルーフフレーム
　３　メインフレーム
　３Ａ　メインフレーム３のアーム部
　３Ｆ　メインフレーム３のフランジ部
　３Ｗ　メインフレーム３のウェブ部
　３１　メインフレーム３の幅方向部
　３２　メインフレーム３の前後方向部
　３３　メインフレーム３の湾曲部
　３４　メインフレーム３の上下方向部本体
　３５　メインフレーム３の上下方向部
　４　サブフレーム（アウタフレーム）
　４Ａ　サブフレーム４のアーム部
　４Ｆ　サブフレーム４のフランジ部
　４Ｗ　サブフレーム４のウェブ部
　４１　サブフレーム４の湾曲部
　４２　サブフレーム４の上下方向部
　４３　サブフレーム４のハット型断面部
　４４　サブフレーム４の平面状部
　４５　サブフレーム４の凹部
　５　骨格部材（キャブ本体）
 

Claims (5)

1. 　天井部が開放されたキャブ本体の上方にハイルーフ型のルーフパネルが取り付けられたトラックのハイルーフ構造であって、
   　前記ルーフパネルは、前記天井部をなす本体部と、前記本体部から車両左右の側方下向きに湾曲形成されたコーナー部を有する側面部とを備え、ルーフフレームにより車室内側から支持され、
   　前記ルーフフレームは、
   　前記本体部に沿って車幅方向に直線状に延在する幅方向部と、前記幅方向部から車両左右の側方下向きに前記コーナー部よりも小さな曲率で湾曲形成され前記コーナー部から離隔した湾曲部を有する上下方向部とを備え、前記上下方向部の下端部が前記キャブ本体に取り付けられるメインフレームと、
   　前記メインフレームの前記上下方向部と前記ルーフパネルの前記側面部との間に配置され、前記本体部と前記側面部との連結部近傍から前記車両左右の側方下向きに湾曲し前記キャブ側へ向かって延びるサブフレームと、を有し、
   　前記サブフレームは、前記ルーフパネルの前記コーナー部の形状に沿って成形された湾曲部を備え、
   　前記サブフレームは、一端部が前記連結部近傍で前記メインフレームと接合され、他端部が前記キャブ本体に取り付けられている
   ことを特徴とする、トラックのハイルーフ構造。
2. 　前記メインフレームは、横断面形状がウェブ部，フランジ部及びアーム部からなるハット型に形成されるとともに、前記幅方向部の前記アーム部が、前記ルーフパネルに重合し接合されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のトラックのハイルーフ構造。
3. 　前記サブフレームは、横断面形状がウェブ部，フランジ部及びアーム部からなるハット型に形成されるハット型断面部を有し、前記ハット型断面部の前記ウェブ部及び前記フランジ部からなる凹部内に前記メインフレームが内包され、前記一端部において前記メインフレームと重合し接合されている
   ことを特徴とする請求項２に記載のトラックのハイルーフ構造。
4. 　前記サブフレームの前記フランジ部は、前記一端部に近づくに従って高さが低くなり、前記一端部では、前記サブフレームの前記ウェブ部と前記アーム部と面一になるように形成され、
   　前記サブフレームの前記ウェブ部と前記アーム部とが面一となった部分で、前記サブフレームが前記メインフレーム及び前記ルーフパネルと重合し接合されている
   ことを特徴とする請求項３に記載のトラックのハイルーフ構造。
5. 　前記サブフレームの前記湾曲部は、前記メインフレームの前記湾曲部よりも大きな曲率に形成され、
   　前記サブフレームは、前記メインフレームと重合する部分よりも車両左右の側方寄りで、前記ルーフパネルを車室内側から支持している
   ことを特徴とする請求項１に記載のトラックのハイルーフ構造。

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