(57)【要約】【課題】車体フレームの損傷を容易に低減させることができるダンプトラックの提供。【解決手段】車体フレーム２と、車体フレーム２上に起伏可能に取り付けられた荷台５と、車体フレーム２と荷台５との間に取り付けられ荷台５を起伏させるホイストシリンダ８と、を備え、車体フレーム２には、車体フレーム２に掛かる応力による疲労により損傷する補強部材２ｇおよびビード１０ｂが設けられている構成にしてある。【選択図】図６
2015155250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体フレームと、
前記車体フレーム上に起伏可能に取り付けられた荷台と、
前記車体フレームと前記荷台との間に取り付けられ前記荷台を起伏させるシリンダと、を備え、
前記車体フレームには、前記車体フレームに掛かる応力による疲労により損傷する脆弱部が設けられている
ことを特徴とするダンプトラック。
【請求項２】
請求項１のダンプトラックにおいて、
前記車体フレームは、複数の平板にて構成され、
前記脆弱部は、前記平板間に跨って取り付けられた補強部材である
ことを特徴とするダンプトラック。
【請求項３】
請求項１のダンプトラックにおいて、
前記車体フレームは、複数の平板にて構成され、
前記平板間に跨って補強部材が取り付けられ、
前記脆弱部は、前記補強部材と前記平板との間に設けられている
ことを特徴とするダンプトラック。
【請求項４】
請求項２のダンプトラックにおいて、
前記車体フレームは、前記複数の平板が接合されて構成され、
前記補強部材は、前記平板間の接合箇所から離れた位置に取り付けられている
ことを特徴とするダンプトラック。
【請求項５】
請求項１のダンプトラックにおいて、
前記車体フレームの前部の両側に取り付けられた一対の前輪と、
これら一対の前輪を支持する一対のフロントサスペンションと、
前記車体フレームの後部の両側に取り付けられた一対の後輪と、
これら一対の後輪を支持する一対のリアサスペンションと、を備え、
前記脆弱部は、前記フロントサスペンションと前記リアサスペンションとを対角上に結ぶ一対の対角線の交差位置付近に設けられている
ことを特徴とするダンプトラック。
【請求項６】
請求項１のダンプトラックにおいて、
前記車体フレームは、フレーム本体と、このフレーム本体に接合され前記シリンダの一端を支持するフレーム部とを有し、
前記脆弱部は、前記フレーム本体と前記フレーム部との間であって、前記フレーム部のうちの前記シリンダの一端を支持する位置付近に設けられている
ことを特徴とするダンプトラック。
【請求項７】
請求項１のダンプトラックにおいて、
前記脆弱部には、前記脆弱部の損傷を誘因する損傷誘因部が設けられている
ことを特徴とするダンプトラック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体フレーム上に荷台が起伏可能に取り付けられたダンプトラックに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のダンプトラックは、４輪を配置した車体フレームを備えている。車体フレームの前方上部には、運転室およびコントロールボックスが配置されている。車体フレームには、車体フレーム上の中央から後方にかけて起伏可能に荷台が取り付けられている。荷台は、車体フレームの後方に取り付けられたヒンジピンによって前後方向が起伏可能とされている。また、荷台は、車体フレームのヒンジピンより前側に設置されたホイストシリンダによって車体フレームに連結されている。
【０００３】
荷台は、ホイストシリンダを伸長させると荷台の前方が押し上げられて起状され、ホイストシリンダを収縮させると、荷台の前方が倒状される。荷台には、倒状状態において、例えば油圧ショベル等にて土砂や砕石等の運搬対象物が、この荷台の上方までに亘って多量に積載される。ダンプトラックは、倒状状態の荷台に運搬対象物を積載させた状態から、この荷台を起伏状態へ移行させることによって、荷台が傾斜していき運搬対象物を降ろす構成とされている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
一方、自動車の車体前部構造としては、前面衝突時の衝突入力によって屈曲変形する脆弱部が設けられたサブフレームに関する構成が知られている（例えば、特許文献２参照。）。この特許文献２においては、前面衝突時の衝撃を和らげることを目的としてサブフレームに脆弱部が設けられており、前面衝突時以外の衝撃については何ら考慮されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第４５３１７８１号明細書
【特許文献２】特許第３５９１４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、ダンプトラックの車体フレームは、複数の板材が溶接されて前後方向に長いボックス構造とされ、車体フレーム上には、荷台に設置された緩衝材であるゴムパッドを介して荷台が搭載されている。このため、荷台に運搬対象物が積載された状態では、機台に掛かる荷重のすべてをゴムパッドとヒンジピンとを介して車体フレームにて受け持っている。特に、荷台の前側に掛かる荷重はゴムパッドを介し、荷台の後側に掛かる荷重はヒンジピンを介して車体フレームに掛かる。
【０００７】
車体フレームは、前後方向に長い構造物であるため、比較的薄い板材が使用され、板材をボックス構造にすることで剛性を得ている。ところが、ボックス構造とした車体フレームであっても、荷台に積載した運搬対象物の荷重が車体フレームに掛かった場合や、走行負荷による車体フレームの変形によって、車体フレームを構成する各板材の溶接部分に応力集中が生じ、高応力となる。
【０００８】
溶接個所が高応力となる構造においては、その溶接個所は、掛かる応力の大きさと頻度によって、疲労が堆積していき損傷しやすくなる。この種の溶接個所の損傷を防止するためには、その溶接個所に掛かる応力を許容値以下に抑えれば良いため、車体フレームを構成する各板材の板厚を全体的に厚くすれば良いが、この場合には、ダンプトラックの車体質量が増加してしまい、許容積荷質量の減量、走行燃費の低下、前輪および後輪のタイヤ寿命の低下等の問題が生じるおそれがある。
【０００９】
車体フレームの溶接個所が損傷した場合は、それ自体が問題であり、その損傷を見落とした場合は、損傷が進展していき、重大な事故につながるおそれや、補修費が高額化するおそれがある。そのため、車体フレームの溶接個所の定期点検を実施し、損傷部位が見つかった時点で、損傷部位を再溶接等して補修すればよいが、大型のダンプトラックは、車体フレーム自体も大型であり、車体フレームの溶接個所が広範囲に亘るとともに、稼働現場に応じダンプトラックの使用状況が異なり車体フレームの損傷部位が異なることから、広範囲な溶接個所の定期点検に多大な時間を要してしまい、メンテナンスコストの増大や、稼働時間の短縮を招いてしまう。
【００１０】
さらに、車体フレームの溶接個所の周辺に、その損傷を検知するセンサを取り付けて溶接個所の損傷を診断することも考えられるが、鉱山で使用されるダンプトラックにおいては、稼働環境が苛酷であるため高い耐久性や信頼性が要求されることから、センサやその配線等についても高い信頼性が要求されるため、高額化や配線の複雑化が想定される。
【００１１】
以上により、ダンプトラックにおいては、車体フレームの溶接個所が高応力となる部位が複数個所あり、掛かる応力の大きさと頻度によって損傷する部位が変動することから、車体フレームの溶接個所の損傷部位を特定することが容易ではないため、車体フレームの損傷を低減させることが困難という問題を有している。
【００１２】
本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、車体フレームの損傷を容易に低減させることができるダンプトラックを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この目的を達成するために、本発明は、車体フレームと、前記車体フレーム上に起伏可能に取り付けられた荷台と、前記車体フレームと前記荷台との間に取り付けられ前記荷台を起伏させるシリンダと、を備え、前記車体フレームには、前記車体フレームに掛かる応力による疲労により損傷する脆弱部が設けられていることを特徴としている。
【００１４】
このように構成した本発明は、車体フレームに掛かる応力による疲労によって、車体フレームに取り付けた脆弱部が優先的かつ選択的に損傷する。したがって、損傷が生じた場合でも脆弱部は既知であることから、車体フレームの損傷箇所を容易に特定でき、また車体フレーム全体に及ぶ損傷を低減させることができる。
【００１５】
また本発明は、上記発明において、前記車体フレームは、複数の平板にて構成され、前記脆弱部は、前記平板間に跨って取り付けられた補強部材であることを特徴としている。
【００１６】
このように構成した本発明は、車体フレームを構成する複数の平板間に跨って取り付けられた補強部材によって、これら平板間の強度を補強部材にて補強できるとともに、これら平板間に掛かる応力による疲労によって脆弱部である補強部材が優先的かつ選択的に損傷するため、平板間の損傷を容易に低減させることができる。
【００１７】
また本発明は、上記発明において、前記車体フレームは、複数の平板にて構成され、前記平板間に跨って補強部材が取り付けられ、前記脆弱部は、前記補強部材と前記平板との間に設けられていることを特徴としている。
【００１８】
このように構成した本発明は、車体フレームを構成する複数の平板間に跨って取り付けられた補強部材によって、これら平板間の強度を補強部材にて補強できるとともに、これら平板間に掛かる応力疲労によって、平板と補強部材との間に設けられた脆弱部が損傷するため、平板間の損傷を容易に低減させることができる。
【００１９】
また本発明は、上記発明において、前記車体フレームは、前記複数の平板が接合されて構成され、前記補強部材は、前記平板間の接合箇所から離れた位置に取り付けられていることを特徴としている。
【００２０】
このように構成した本発明は、車体フレームを構成する複数の平板間の接合箇所から離れた位置に補強部材が取り付けられているため、脆弱部の損傷に伴う、接合箇所への損傷の進展を少なくできる。
【００２１】
また本発明は、上記発明において、前記車体フレームの前部の両側に取り付けられた一対の前輪と、これら一対の前輪を支持する一対のフロントサスペンションと、前記車体フレームの後部の両側に取り付けられた一対の後輪と、これら一対の後輪を支持する一対のリアサスペンションと、を備え、前記脆弱部は、前記フロントサスペンションと前記リアサスペンションとを対角上に結ぶ一対の対角線の交差位置付近に設けられていることを特徴としている。
【００２２】
このように構成した本発明は、フロントサスペンションとリアサスペンションとを対角上に結ぶ一対の対角線の交差位置付近に応力が集中するため、これら一対の対角線の交差位置付近に脆弱部を取り付けることにより、車体フレームの損傷の可能性の高い箇所に脆弱部を設けることができ、応力疲労による車体フレームの損傷をより効率良く低減させることができる。
【００２３】
また本発明は、上記発明において、前記車体フレームは、フレーム本体と、このフレーム本体に接合され前記シリンダの一端を支持するフレーム部とを有し、前記脆弱部は、前記フレーム本体と前記フレーム部との間であって、前記フレーム部のうちの前記シリンダの一端を支持する位置付近に設けられていることを特徴としている。
【００２４】
このように構成した本発明は、フレーム本体とフレーム部との間であって、フレーム部のうちのシリンダの一端を支持する位置付近が、応力疲労による損傷の可能性が高い箇所であるため、この位置付近に脆弱部を設けることにより、車体フレームの損傷の可能性の高い箇所に脆弱部を設けることができる。よって、応力疲労による車体フレームの損傷をより効率良く低減させることができる。
【００２５】
また本発明は、上記発明において、前記脆弱部には、前記脆弱部の損傷を誘因する損傷誘因部が設けられていることを特徴としている。
【００２６】
このように構成した本発明は、車体フレームに掛かる応力による疲労によって、脆弱部の損傷が損傷誘因部にて誘因される。したがって、この損傷誘因部を確認することにより、損傷した脆弱部を特定できるから、車体フレームの損傷の可能性のある箇所をより容易に特定することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は、車体フレームに掛かる応力疲労により損傷する脆弱部を車体フレームに設けた構成にしてある。この構成により本発明は、車体フレームに掛かる応力による疲労によって脆弱部が損傷するため、損傷した脆弱部を特定することにより、車体フレームの損傷の可能性のある箇所を容易に特定でき、車体フレームの損傷を容易に低減させることができる。そして、前述した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明より明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係るダンプトラックの第１実施形態の構成を示す左側面図である。
【図２】図１に示すダンプトラックの車体フレームの左側面図である。
【図３】図２に示すＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】図２に示す車体フレームの底面図である。
【図５】図４に示すＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図６】図５に示すａ部の部分拡大図である。
【図７】図４に示すＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図８】本発明に係るダンプトラックの第２実施形態の車体フレームの一部を示す断面図である。
【図９】本発明に係るダンプトラックの第３実施形態の車体フレームの一部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明に係るダンプトラックを実施するための形態を図に基づいて説明する。
【００３０】
［第１実施形態］
図１は、本発明に係るダンプトラックの第１実施形態の構成を示す左側面図である。図２は、図１に示すダンプトラックの車体フレームの左側面図である。図３は、図２に示すＡ−Ａ線に沿う断面図である。図４は、図２に示す車体フレームの底面図である。図５は、図４に示すＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図６は、図５に示すａ部の部分拡大図である。図７は、図４に示すＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【００３１】
本発明の第１実施形態が適用されるダンプトラック１は、鉱山等で用いられるオフハイウェイビークルであって、図１に示すように、車体フレーム２、一対の前輪３、一対の後輪４、および荷台５を備えている。一対の前輪３は、車体フレーム２の前部の左右両端に回転可能に取り付けられている。一対の後輪４は、車体フレーム２の後部の左右両端に回転可能に取り付けられている。荷台５は、土砂や砕石等の運搬対象物を積載する部分であって、荷台５上に取り付けられた複数のゴムパッド６を介して車体フレーム２上に起状可能に取り付けられている。
【００３２】
車体フレーム２は、図２に示すように、ダンプトラック１の前後方向に沿った長手方向を有し、図４に示すように、平面視細長略矩形状とされている。車体フレーム２は、図３に示すように、フレーム本体としての一対のフレーム材２ａにて構成されている。一対のフレーム材２ａは、前後方向に長手方向を沿わせた状態で取り付けられている。一対のフレーム材２ａの後側の約半分の部分は、所定の間隔を空けた状態でダンプトラック１の前後方向に沿って平行に取り付けられている。一対のフレーム材２ａの略中間部は、互いに対向する方向に屈曲されており、一対のフレーム材２ａの前側の略半分の部分は、前側に進むに連れて略ハの字状に広がる拡開形状となっている。
【００３３】
車体フレーム２の後部には、図１に示すように、荷台５を起伏又は倒状させる際の回転中心となるヒンジピン７が取り付けられている。車体フレーム２のうちのヒンジピン７より前方には、車体フレーム２と荷台５とを連結する油圧シリンダであるホイストシリンダ８が取り付けられている。ホイストシリンダ８の一端側は、車体フレーム２の前後方向の略中央部に取り付けられたフレーム部であるホイストプレート２ｂに、ホイストシャフト８ａを介して回転可能に取り付けられている。また、ホイストシリンダ８の前側の車体フレーム２の側部には、作動油タンク９が取り付けられている。
【００３４】
車体フレーム２の左側の前輪３の上方には、作業者が乗車する運転室１１が設けられている。運転室１１の右側の車体フレーム２上には、発電ブレーキ用の抵抗器等が収容された大型のコントロールボックス１２が設けられている。車体フレーム２の前部には、エンジンや油圧機器が収容されたパワーユニット１３が設けられている。
【００３５】
パワーユニット１３の油圧機器は、例えばホイストシリンダ８へ圧油を供給する油圧ポンプ（図示せず）を備えている。ダンプトラック１は、パワーユニット１３内の油圧ポンプが圧油を作動油タンク９からホイストシリンダ８へ供給して、ホイストシリンダ８を伸長させることによって、ヒンジピン７を回転中心として荷台５の前側を押し上げて、荷台５の前後方向を上下方向に起状させる。ダンプトラック１は、パワーユニット１３内の油圧ポンプがホイストシリンダ８に供給した圧油を作動油タンク９へ戻してホイストシリンダ８を収縮させることによって、荷台５を支持しながら倒状させる。
【００３６】
各前輪３は、例えば油圧緩衝器等からなるフロントサスペンション３ａを介して車体フレーム２に懸架されている。各フロントサスペンション３ａは、図１に示すように、前輪３の内側であって、これら前輪３の中心位置より後方位置で車体フレーム２の両側部に取り付けられている。各後輪４は、ダンプトラック１の駆動輪であり、走行駆動装置（図示せず）により回転駆動される。各後輪４は、例えば油圧緩衝器等からなるリアサスペンション４ａを介して車体フレーム２に懸架されている。各リアサスペンション４ａは、図１に示すように、後輪４の内側であって、これら後輪４の中心位置より後方位置で車体フレーム２の両側部に取り付けられている。
【００３７】
車体フレーム２は、比較的薄い板材にて構成された上板２ｃ、下板２ｄ、これら上板２ｃと下板２ｄとの間の外側を閉塞する外側板２ｅ、およびこれら上板２ｃと下板２ｄとの間の内側を閉塞する内側板２ｆにてボックス構造とされ剛性を得ている。各フレーム材２ａは、上板２ｃ、下板２ｄ、外側板２ｅにて構成されている。車体フレーム２の後寄りの中心位置には、上板２ｃおよび下板２ｄを貫通した略楕円形状の開口部２１が形成されている。また、車体フレーム２の開口部２１より前側には、一対のフレーム材２ａ間を開口させた空間部２２が形成されている。
【００３８】
開口部２１には、この開口部２１の開口縁より所定間隔ほど入り込んだ上板２ｃおよび下板２ｄ間に内側板２ｆが取り付けられている。内側板２ｆは、開口部２１の全周に亘り、上板２ｃおよび下板２ｄに対して垂直に取り付けられている。すなわち、内側板２ｆは、図５に示すように、幅方向の一側部を上板２ｃの下面に垂直に当接させ、かつ幅方向の他側部を下板２ｄの上面に垂直に当接させ、図６に示すように、この内側板２ｆと上板２ｃおよび下板２ｄとの接触箇所の内周側が溶接されて溶接個所である溶接継手部としてのビード１０ａが形成されて接合されている。
【００３９】
上板２ｃと内側板２ｆとの接触個所および、下板２ｄと内側板２ｆとの接触個所には、これら接触箇所に形成した溶接個所であるビード１０ａを補強するための補強部材２ｇが所定の間隔を空けて取り付けられている。各補強部材２ｇは、図６に示すように、鋼材にて略台形平板状に形成され、一方の斜辺を上板２ｃの下面または下板２ｄの上面に当接させ、かつ他方の斜辺を内側板２ｆの内側面に当接させた状態で、これら各当接箇所が両側から溶接され溶接継手部であるビード１０ｂが形成されて接合されている。
【００４０】
補強部材２ｇは、上板２ｃまたは下板２ｄと内側板２ｆとの間に跨って取り付けられ、これら上板２ｃまたは下板２ｄと内側板２ｆとを接合するビード１０ａから所定の隙間を空けて離れた位置に取り付けられている。すなわち、各補強部材２ｇは、内側板２ｆの端部に取り付けられ、上板２ｃまたは下板２ｄと内側板２ｆとを接合するビード１０ａに接触させず接続しないように設置されている。
【００４１】
各補強部材２ｇは、車体フレーム２の上板２ｃ、下板２ｄ、外側板２ｅおよび内側板２ｆの板厚以下の板厚とされ、補強部材２ｇを接合するためのビード１０ｂは、上板２ｃ、下板２ｄおよび内側板２ｆ間を接合するビード１０ａののど厚以下ののど厚とされている。したがって、ビード１０ｂは、上板２ｃまたは下板２ｄと内側板２ｆとの間のビード１０ａに応力が掛かり、この応力が繰り返し掛かることによる疲労により、このビード１０ａよりも先に、亀裂等が生じて破損するメカニカルヒューズとしての脆弱部とされている。補強部材２ｇ自体も、車体フレーム２の上板２ｃ、下板２ｄ、外側板２ｅおよび内側板２ｆの板厚以下の板厚であることから、これら上板２ｃ、下板２ｄ、外側板２ｅおよび内側板２ｆより先に損傷する脆弱部とされている。
【００４２】
一方、車体フレーム２の空間部２２には、この空間部２２の後側の部分に内側板２ｆが取り付けられている。内側板２ｆは、空間部２２の開口縁より所定間隔ほど入り込んだ上板２ｃおよび下板２ｄ間に取り付けられ、空間部２２の後側の一対のフレーム材２ａ間に亘って、略Ｕ字状に取り付けられている。内側板２ｆもまた、幅方向の一側部を上板２ｃの下面に垂直に当接させ、かつ幅方向の他側部を下板２ｄの上面に垂直に当接させ、この内側板２ｆと上板２ｃおよび下板２ｄとの接触箇所の内周側が溶接されてビード１０ａが形成されて接合されている。
【００４３】
空間部２２の上板２ｃと内側板２ｆとの溶接個所および、下板２ｄと内側板２ｆとの溶接個所にもまた、補強部材２ｇが取り付けられ、これら補強部材２ｇと上板２ｃまたは下板２ｄおよび内側板２ｆとの間にビード１０ｂが形成され脆弱部とされている。
【００４４】
補強部材２ｇは、図３および図４に示すように、前輪３の支点となるフロントサスペンション３ａの中心位置と、後輪４の支点となるリアサスペンション４ａの中心位置とを対角上に結ぶ一対の対角線Ｌの交差位置Ｐ付近に設けられている。この交差位置Ｐは、荷台５に運搬対象物が積載されていない、いわゆる空荷の状態で、走行時に生じる車体フレーム２の上下方向および幅方向のねじれ変形による応力集中箇所である。
【００４５】
一方、ホイストプレート２ｂは、図７に示すように、上端部を下板２ｄの下面に当接させた状態で、ホイストプレート２ｂと下板２ｄとの接触箇所の内側および外側のそれぞれが溶接されてビード１０ａが形成されている。下板２ｄは、幅方向の外側部を外側板２ｅの内側面に当接させた状態で、下板２ｄと外側板２ｅとの接触箇所の下側が溶接されてビード１０ｃが形成されている。そして、ホイストプレート２ｂと下板２ｄとの接触箇所の内側にもまた、所定の間隔で補強部材２ｇが溶接されて取り付けられ、この補強部材２ｇとホイストプレート２ｂおよび下板２ｄとの間にビード１０ｂが形成されて脆弱部とされている。これら補強部材２ｇもまた、ホイストプレート２ｂの端部に設けられ、下板２ｄとホイストプレート２ｂとの接触箇所の内側のビード１０ａから所定の間隔を空けて取り付けられている。これら補強部材２ｇは、いわゆる空荷の状態で、車体フレーム２のねじれ変形に基づく応力が集中するホイストシャフト８ａ近傍に取り付けられている。
【００４６】
＜作用効果＞
上記ダンプトラック１は、荷台５に運搬対象物を積載した状態において、荷台５に掛かる荷重のすべてをゴムパッド６およびヒンジピン７を介して車体フレーム２にて受ける構造となっている。特に、荷台５の前方に掛かる荷重は、ゴムパッド６を介して車体フレーム２に掛かり、荷台５の後方に掛かる荷重は、ヒンジピン７を介して車体フレーム２に掛かる。荷台５に積載した運搬対象物による荷重や、走行時に生じる負荷によって、車体フレーム２にねじれ変形が生じ、車体フレーム２を構成する上板２ｃ、下板２ｄ、外側板２ｅおよび内側板２ｆ間のビード１０ａに応力集中が生じる。この車体フレーム２のねじれ変形に伴う応力が、いずれかのビード１０ａに対し高負荷となったり、繰り返して応力が掛かる頻度が増したりすることにより、掛かる応力に基づく疲労が蓄積してビード１０ａが損傷するおそれがある。
【００４７】
車体フレーム２の損傷しやすい部位は、主に上板２ｃと内側板２ｆとの間のビード１０ａ、下板２ｄと内側板２ｆとの間のビード１０ａ、および下板２ｄとホイストプレート２ｂとの間のビード１０ａである。これらビード１０ａは、車体フレーム２において比較的広範囲に設けられており、ダンプトラック１を用いる稼働現場によって損傷部位が異なる傾向にある。
【００４８】
上記ダンプトラック１においては、車体フレーム２の上板２ｃと内側板２ｆとの接触個所および、下板２ｄと内側板２ｆとの接触個所に補強部材２ｇを取り付け、これら上板２ｃと内側板２ｆとの間のビード１０ａ、および下板２ｄと内側板２ｆとの間のビード１０ａによる接合部位を補強する構成としている。さらに、補強部材２ｇ付近に応力が集中しやすいため、これら補強部材２ｇ付近に応力が集中して疲労が蓄積等した場合に、各補強部材２ｇを接合するビード１０ｂや補強部材２ｇ自体が破損する構成とし、これらビード１０ｂおよび補強部材２ｇをメカニカルヒューズとして機能させている。
【００４９】
よって、各補強部材２ｇ付近を点検し、破損している補強部材２ｇやビード１０ｂを特定することにより、車体フレーム２の損傷の可能性のある箇所を容易に特定でき、車体フレーム２自体の損傷を低減させることができる。また、破損したビード１０ｂにて接合されている補強部材２ｇや、破損した補強部材２ｇを取り除き、これら補強部材２ｇ付近の上板２ｃ、下板２ｄまたは内側板２ｆ等を部分的に補修した後、新規な補強部材２ｇを溶接してビード１０ｂを作成して接合することによって、車体フレーム２の修理を完了することができる。
【００５０】
特に、補強部材２ｇを、上板２ｃまたは下板２ｄと内側板２ｆとを接合するビード１０ａに接触させず接続しないように、上板２ｃと内側板２ｆとの接触個所、および下板２ｄと内側板２ｆとの接触個所に接合させており、これら補強部材２ｇを接合する各ビード１０ｂをビード１０ａに接続させず連続させていない。このため、補強部材２ｇやビード１０ｂに亀裂が入る等の損傷が生じた場合であっても、これら補強部材２ｇまたはビード１０ｂに生じた亀裂がビード１０ａ等に伝わりにくく進展しにくい。
【００５１】
したがって、補強部材２ｇやビード１０ｂに生じた亀裂がビード１０ａに進展することに伴う、ビード１０ａやこのビード１０ａ付近の上板２ｃ、下板２ｄまたは内側板２ｆ自体の損傷を低減でき、これら上板２ｃ、下板２ｄまたは内側板２ｆ自体が損傷することによる、車体フレーム２の重大な損傷を低減できる。よって、これら上板２ｃ、下板２ｄまたは内側板２ｆの補修を少なくできるとともに、車体フレーム２の損傷に伴う事故等の発生を抑制できる。そして、亀裂が生じたビード１０ｂにて接合されている補強部材２ｇを取り外し、このビード１０ｂ付近の上板２ｃ、下板２ｄまたは内側板２ｆ等を部分的に補修した後、新規な補強部材２ｇを溶接して接合することによって、車体フレーム２の修理を完了することができる。
【００５２】
また、内側板２ｆの幅方向の一側部を上板２ｃの下面に垂直に当接させ、かつ内側板２ｆの幅方向の他側部を下板２ｄの上面に垂直に当接させた状態で、ビード１０ａにて接合されており、各補強部材２ｇは、これら内側板２ｆと上板２ｃまたは下板２ｄとの接合箇所を補強する位置に取り付けられている。すなわち、車体フレーム２のねじれ変形にて生じる応力は、内側板２ｆと上板２ｃおよび下板２ｄとの間の接合箇所といった、剛性が低い箇所に集中する。そして、この応力疲労にて生じる損傷は、内側板２ｆと上板２ｃおよび下板２ｄとを接合するビード１０ａに生じ得る。したがって、これら内側板２ｆと上板２ｃおよび下板２ｄとの接合箇所を補強部材２ｇにて適切に補強できるとともに、ビード１０ｂおよび補強部材２ｇの損傷を点検することにより、車体フレーム２の損傷個所を容易に特定できるため、車体フレーム２の点検および補修作業を容易にできる。
【００５３】
またさらに、空荷の状態での車体フレーム２のねじれ変形に伴う応力は、前輪３の支点となるフロントサスペンション３ａの中心位置と、後輪４の支点となるリアサスペンション４ａの中心位置とを対角上に結ぶ一対の対角線Ｌの交差位置Ｐ付近に集中する。このため、この交差位置Ｐ付近に補強部材２ｇを集中させて取り付けることにより、車体フレーム２の損傷の可能性の高い箇所に、メカニカルヒューズとなる補強部材２ｇおよびビード１０ｂを設けることができるため、応力疲労による車体フレーム２の損傷をより効率良く低減できる。
【００５４】
一方、ホイストプレート２ｂと下板２ｄとの接触箇所の内側もまた、空荷の状態での車体フレーム２のねじれ変形に伴う応力が集中する箇所であるため、これらホイストプレート２ｂと下板２ｄとの接触箇所の内に補強部材２ｇを取り付け、この補強部材２ｇとホイストプレート２ｂおよび下板２ｄとの間にビード１０ｂを形成することにより、車体フレーム２の損傷の可能性の高い箇所に補強部材２ｇおよびビード１０ｂを取り付けることができるため、応力疲労による車体フレーム２の損傷をより効率良く低減できる。
【００５５】
すなわち、車体フレーム２の応力集中が生じ得る箇所に補強部材２ｇを取り付け、これら補強部材２ｇと、これら補強部材２ｇを接合するビード１０ｂとをメカニカルヒューズとして機能させる構成としたことにより、車体フレーム２自体の板厚を厚くして車体フレーム２の剛性を確保する場合に比べ、質量を大幅に増加することなく、剛性を有する安価な構造の車体フレーム２とすることができる。
【００５６】
また、車体フレーム２に取り付けた補強部材２ｇを接合するビード１０ｂや、補強部材２ｇ自体が主な損傷部位となるため、これら補強部材２ｇやビード１０ｂを点検することにより車体フレーム２の損傷個所を特定できる。したがって、車体フレーム２の損傷個所を確認するための定期点検作業を容易にでき、メンテナンスコストを低減できる。以上により、軽量で信頼性のある安価な保守費を低減した車体フレーム２とできる。
【００５７】
［第２実施形態］
図８は、本発明に係るダンプトラックの第２実施形態の車体フレームの一部を示す断面図である。本発明の第２実施形態が前述した第１実施形態と異なるのは、第１実施形態は、略台形平板状の補強部材２ｇであるのに対し、第２実施形態は、略台形平板状の補強部材２ｇの底辺に凹状の切欠部３１が設けられた構成としている。なお、その他の構成は第１実施形態と同じであり、第２実施形態と同一又は対応する部分には同一符号を付している。
【００５８】
切欠部３１は、図８に示すように、例えば上板２ｃと内側板２ｆとの接合箇所の内側にビード１０ｂを介して補強部材２ｇが接合された状態で、この補強部材２ｇの部分のうちの応力集中が生じ得る箇所に、この補強部材２ｇの損傷を誘因させるための損傷誘因部として設けられている。また、切欠部３１は、補強部材２ｇの底辺の中央部に位置し、この底辺の縁側から凹状に切り欠かれ厚さ方向に貫通してノッチ状に形成されている。
【００５９】
すなわち、切欠部３１は、図８に示すように、例えば上板２ｃと内側板２ｆとの接合箇所の内側に補強部材２ｇを接合させた状態で、車体フレーム２にねじれ変形が生じた場合に、これら上板２ｃおよび内側板２ｆとの接合箇所に掛かる応力が伝わる箇所に設けられ、補強部材２ｇに掛かる応力による疲労によって、切欠部３１のいずれかの位置に亀裂を生じさせ、補強部材２ｇの損傷を積極的に切欠部から誘因させる。したがって、車体フレーム２の定期点検の際に、補強部材２ｇの切欠部３１の損傷を確認することにより、損傷した補強部材２ｇを容易に特定できるため、車体フレーム２の損傷の可能性のある箇所をより容易に特定でき、車体フレーム２の点検および補修作業をより容易にできる。
【００６０】
［第３実施形態］
図９は、本発明に係るダンプトラックの第３実施形態の車体フレームの一部を示す断面図である。本発明の第３実施形態が前述した第２実施形態と異なるのは、第２実施形態は、補強部材の底辺側に切欠部が設けられた構成であるのに対し、第３実施形態は、補強部材２ｇの略中心位置に切穴部３２が設けられた構成である。なお、その他の構成は第２実施形態と同じであり、第２実施形態と同一又は対応する部分には同一符号を付している。
【００６１】
切穴部３２は、上記第２実施形態の切欠部３１と同様に、補強部材２ｇの損傷を誘因させるための損傷誘因部として設けられている。具体的に、切穴部３２は、図９に示すように、補強部材２ｇの高さ方向および幅方向の中間部に位置し、補強部材２ｇの厚さ方向に貫通して平面視円形状に形成されている。すなわち、切穴部３２は、車体フレーム２にねじれ変形が生じた場合に、補強部材２ｇに掛かる応力による疲労によって、切穴部３２のいずれかの位置に亀裂を生じさせ、補強部材２ｇの損傷を積極的に切欠部から誘因させる。よって、各補強部材２ｇの切穴部３２の損傷を確認することにより、車体フレーム２の損傷の可能性のある箇所をより容易に特定でき、車体フレーム２の点検および補修作業をより容易にできる。
【００６２】
［その他］
なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形態様が含まれる。例えば、前述した実施形態は、本発明を分りやすく説明するために説明したものであり、本発明は、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
【００６３】
特に、上記実施形態においては、補強部材２ｇおよびビード１０ｂを脆弱部としメカニカルヒューズとして機能させたが、例えば補強部材２ｇの板厚を上板２ｃ、下板２ｄ、外側板２ｅおよび内側板２ｆの板厚と同程度とし、ビード１０ｂのみをメカニカルヒューズとして機能させたり、各ビード１０ｂののど厚を、上板２ｃ、下板２ｄおよび内側板２ｆ間を接合するビード１０ａののど厚程度とし、補強部材２ｇのみをメカニカルヒューズとして機能させたりする構成とすることもできる。
【００６４】
また、上記第２実施形態では切欠部３１を補強部材２ｇに設けて損傷誘因部とし、上記第３実施形態においては切穴部３２を補強部材２ｇに設けて損傷誘因部としたが、補強部材２ｇの損傷を誘因することができる構成であれば、これら切欠部３１または切穴部３２以外の構成であってもよい。また、補強部材２ｇを取り付ける箇所としては、車体フレーム２のねじれ変形等により応力が掛かる位置であれば、どのような位置に取り付けてもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１      ダンプトラック
２      車体フレーム
２ａ    フレーム材
２ｂ    ホイストプレート
２ｃ    上板
２ｄ    下板
２ｅ    外側板
２ｆ    内側板
２ｇ    補強部材（脆弱部）
３      前輪
３ａ    フロントサスペンション
４      後輪
４ａ    リアサスペンション
５      荷台
８      ホイストシリンダ（シリンダ）
１０ａ      ビード
１０ｂ      ビード（脆弱部）
３１    切欠部（損傷誘因部）
３２    切穴部（損傷誘因部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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