(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャシフレーム(11)に支軸(22)を介して枢支されかつボルト(24)又はかしめピンにより前記シャシフレーム(11)に所定の角度で固定されたキャブマウントブラケット(17)を備えたトラックにおいて、
前記シャシフレーム(11)は、前記キャブマウントブラケット(17)が固定される断面チャンネル状のサイドメンバ(12)と、前記サイドメンバ(12)と閉断面を構成するように前記サイドメンバ(12)に固着された断面チャンネル状の補助部材(26)とを備え、
前記支軸(22)の一端が前記キャブマウントブラケット(17)に固定され、
前記支軸(22)の他端が前記補助部材(26)に固定され、
前記キャブマウントブラケット(17)が衝撃荷重を受けたときに前記ボルト(24)又は前記かしめピンが剪断して前記キャブマウントブラケット(17)が前記シャシフレーム(11)に対して前記支軸(22)を中心に前記支軸(22)の一端とともに回転したとき前記支軸(22)の捩り弾性力が前記キャブマウントブラケット(17)の回転の抵抗となるように構成された
ことを特徴とするトラックの衝撃吸収装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トラックの衝突等による衝撃エネルギを吸収する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の衝撃吸収装置として、車台フレーム上に配設されたキャブと車台フレームとの間にエネルギ吸収部材が設けられたトラックが開示されている（特開平８−２３０７２４）。このトラックでは、エネルギ吸収部材の前端部がチルトヒンジ部材の後方に所定の間隔をあけて対向配置され、エネルギ吸収部材の後端部が車台フレームに固着されたストッパブラケットに固定される。上記チルトヒンジ部材によりキャブが車台フレームにチルト可能に支持される。このトラックでは、トラックの衝突時にキャブ全体が車台フレームに対して相対的に後方に移動する。この移動に伴ってチルトヒンジ部材にエネルギ吸収部材を衝突させることにより、キャブに作用する衝撃エネルギを効果的に吸収できるので、衝突におけるキャブの潰れ量を低減できるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開平８−２３０７２４号公報に示されたトラックでは、キャブが衝撃荷重を受けて直線運動するときにエネルギ吸収部材がその衝撃エネルギを吸収する、即ちエネルギ吸収部材が直線的に変形して衝撃エネルギを吸収するため、エネルギ吸収部材が大型化し、エネルギ吸収部材やストッパブラケットの取付スペースを広く確保しなければならず、かつその構造が比較的複雑になる不具合があった。
本発明の目的は、比較的小型かつ簡単な構造で衝撃エネルギを効果的に吸収しうるトラックの衝撃吸収装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、図１に示すように、シャシフレーム１１に支軸２２を介して枢支されかつボルト２４又はかしめピンによりシャシフレーム１１に所定の角度で固定されたキャブマウントブラケット１７を備えたトラックの改良である。
その特徴ある構成は、シャシフレーム１１は、キャブマウントブラケット１７が固定される断面チャンネル状のサイドメンバ１２と、サイドメンバ１２と閉断面を構成するようにサイドメンバ１２に固着された断面チャンネル状の補助部材２６とを備え、支軸２２の一端がキャブマウントブラケット１７に固定され、支軸２２の他端が補助部材２６に固定され、キャブマウントブラケット１７が衝撃荷重を受けたときにボルト２４又はかしめピンが剪断してキャブマウントブラケット１７がシャシフレーム１１に対して支軸２２を中心に支軸２２の一端とともに回転したとき支軸２２の捩り弾性力がキャブマウントブラケット１７の回転の抵抗となるように構成されたところにある。
【０００５】
この請求項１に記載された衝撃吸収装置では、キャブ１３が衝撃荷重を受けると、キャブ１３がシャシフレーム１１に対して相対的に移動しようとするので、キャブマウントブラケット１７をシャシフレーム１１に取付けているボルト２４又はかしめピンが剪断して、キャブマウントブラケット１７が支軸２２を中心に回転し始める。このとき支軸２２の捩り弾性力がキャブマウントブラケット１７の回転の抵抗となるので、上記衝撃荷重により発生した衝撃エネルギを上記ボルト２４等の剪断及び支軸２２の捩り弾性力により効率良く吸収できる。また上記衝撃エネルギの全てをボルト２４の剪断及び支軸２２の捩り弾性力により吸収できれば、シャシフレーム１１が変形したり或いは破損したりすることがない。
【０００６】
また、この衝撃吸収装置では、従来トラックに存在するサイドメンバ１２に補助部材２６を設けるだけの簡単な構造で衝撃エネルギを吸収する衝撃吸収装置を得ることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図３に示すように、キャブオーバ型トラック１０のシャシフレーム１１はトラック１０の進行方向に延びて設けられた断面チャンネル状の一対のサイドメンバ１２を備え、これらのサイドメンバ１２の前部上方にはキャブ１３が設けられる。キャブ１３はキャブ本体１５と、このキャブ本体１５のフロアパネル１４の下面にトラック１０の進行方向に延びかつ一対のサイドメンバ１２に対向してそれぞれ設けられた一対のフロアメンバ１６とを有する。一対のサイドメンバ１２及び一対のフロアメンバ１６は左右対称であるため、以下左側のサイドメンバ１２等について説明し、右側のサイドメンバ等についての説明を省略する。
フロアメンバ１６の前端近傍の下面には受け具１９が固着され、この受け具１９には連結ピン２１を介してキャブマウントブラケット１７の上端が連結され、更にブラケット１７の下端はサイドメンバ１２の前端近傍の側面に取付けられる。受け具１９、連結ピン２１及びブラケット１７はキャブ１３の構成部品である。上記連結ピン２１によりキャブ本体１５の前端が回動可能に保持される、即ちキャブ本体１５は連結ピン２１を中心にチルトアップ可能に構成される。
【０００８】
図１及び図２に示すように、ブラケット１７の下端は支軸２２を介してサイドメンバ１２に枢支される。ブラケット１７の下端には支軸２２を挿通可能な第１通孔１７ａ（図１）が形成され、サイドメンバ１２の側面には支軸２２を遊挿可能な第２通孔１２ａ（図１）が形成される。またブラケット１７の下端の一方の面には第１ボス２３が固着され、この第１ボス２３には支軸２２を挿通可能な第３通孔２３ａ（図１）が形成される。第１及び第３通孔１７ａ，２３ａの内周面には細かい山形の多数の内歯が等間隔に形成され、支軸２２の外周面には上記第１及び第３通孔１７ａ，２３ａの多数の内歯に噛合可能な多数の外歯が形成される。支軸２２はサイドメンバ１２に対して回転可能に構成され、ブラケット１７は第１ボス２３とともに支軸２２の一端にセレーション結合される、即ちブラケット１７は支軸２２の一端に回転不能に固定される。またブラケット１７の下端はブラケット１７が所定の角度、この実施の形態ではブラケット１７が鉛直上方に向いた状態で、サイドメンバ１２の外側面に４本のボルト２４及び４つのナット２５により固定される（図１）。
【０００９】
一方、ブラケット１７が固定されたサイドメンバ１２には、そのサイドメンバ１２と閉断面を構成する断面チャンネル状の補助部材２６が、ブラケット１７と対向するようにそのサイドメンバ１２に固着される。補助部材２６のブラケット１７と対向する部分には支軸２２を挿通可能な第４通孔２６ａ（図１）が形成され、この第４通孔２６ａの内周面には支軸２２の多数の外歯に歯合可能な多数の内歯が形成される。また第４通孔２６ａが形成された補助部材２６の一方の面には第２ボス２７が固着され、この第２ボス２７には支軸２２を挿通可能な第５通孔２７ａ（図１）が形成される。この第５通孔２７ａの内周面にも細かい山形の多数の内歯が等間隔に形成され、第２ボス２７及び補助部材２６は支軸２２の他端にセレーション結合され、支軸２２の他端は補助部材２６を含むシャシフレーム１１に回転不能に固定される。
【００１０】
図１に示すように、支軸２２は第１ないし第５通孔２３ａ，２７ａ，１２ａ，２６ａ，２７ａに貫通され、その状態で抜け防止用のＣ型軸用止め輪３４及び３５が支軸２２の両端に嵌着される。そして、その止め輪３４及び３５が嵌着された状態で支軸２２の一端がキャブマウントブラケット１７に固定され、支軸２２の他端がシャシフレーム１１に固定される。従って、補助部材２６がサイドメンバ１２とともに形成する閉断面の図１における幅寸法は、支軸２２の固定された一端と固定された他端の間の捩り可能な長さＬとなる。ここで、支軸２２が捩りによりエネルギを吸収蓄積可能なバネ鋼から作られた場合の、捩り可能な部分における直径をＤとすると、ＤとＬの関係は、以下の要件を満足させることにより決定される。
【００１１】
即ち、支軸２２は捩れることにより衝撃エネルギを吸収できることが要求される。ここで、支軸２２の横弾性係数をＧとし、剪断応力をτとし、支軸に係るトルクをＴとし、支軸２２の捩り角をσとし、その支軸２２が吸収するエネルギをＥとすると、中実の支軸２２におけるＴとσの関係は
Ｔ＝（πＧＤ4／３２Ｌ）×σ……（式１−１）    で表される。
式１−１からトルクＴと捩れ角σの関係は図７に示すような線形関係にあり、傾き（πＧＤ4／３２Ｌ）と、横軸（捩れ角σ）とで囲まれる面積がエネルギ吸収量Ｅを表すことになる。よって、このエネルギ吸収量Ｅと捩れ角σとの関係は
Ｅ＝（１／２）×（πＧＤ4／３２Ｌ）×σ2
＝（πＧＤ4／６４Ｌ）×σ2            ……（式１−２）
となる。
上記式１−２から、支軸２２が捩れることにより衝撃エネルギを吸収するための支軸２２におけるＤとＬの関係は、
Ｄ4／Ｌ≧（６４Ｅ／πＧσ2）……（式１−３）    となる。
【００１２】
一方、支軸２２は衝撃エネルギを吸収するととももに所定の捩り角で剪断破壊しないことが要求される。ここで、支軸２２における捩れ角σと剪断応力τとの関係は      τ＝（ＧＤ／２Ｌ）σ  ……（式２−１）  と表される。
式２−１から、支軸２２が所定の捩り角で剪断破壊しないためには、許容最大剪断応力をτmaxとした場合  τmax≧（ＧＤ／２Ｌ）σ  ……（式２−２）
でなければならない。
よって、支軸２２が所定の捩り角で剪断破壊しないＤとＬの関係は、
（２τmax／Ｇσ）≧（Ｄ／Ｌ）  ……（式２−３）  となる。
即ち、支軸２２の捩り可能な長さＬとその部分における直径Ｄとの関係は、上述した式１−３及び式２−３の要件を満足させることにより決定される。
【００１３】
図３に戻って、一対のサイドメンバ１２のうちキャブ本体１５の後端に対向する部位にはリヤアーチ３６が架設され、このリヤアーチ３６上にゴム等により形成されたクッション部材３７を介して一対のフロアメンバ１６が載るように構成される（図３）。またリヤアーチ３６とキャブ本体１５背面との間にはキャブロック装置３８が設けられる。このロック装置３８をロックするとキャブ本体１５がチルトアップ不能になり、ロック装置３８を解除するとキャブ本体１５がチルトアップ可能になるように構成される。
【００１４】
このように構成された衝撃吸収装置では、トラック１０が図示しない他のトラックの荷台の後端に追突等して、トラック１０のキャブ本体１５前面が衝撃荷重Ｆ（図２及び図３）を受けると、受け具１９がキャブ本体１５及びフロアメンバ１６とともにシャシフレーム１１のサイドメンバ１２に対して相対的に後方に移動しようとする。このため、ブラケット１７の下端をサイドメンバ１２に取付けている４本のボルト２４はその衝撃荷重により剪断して、ブラケット１７が支軸２２を中心に後方（図２の一点鎖線矢印で示す方向）に回転し始める。ブラケット１７が回転するとこのブラケット１７に固定されている支軸２２の一端もそのブラケット１７とともに回転する。一方、支軸２２の他端はシャシフレーム１１である補助部材２６に固定されているので、ブラケット１７に固定された一端と補助部材２６に固定された他端の間の捩り可能な範囲Ｌでその支軸２２は捩られ、エネルギを吸収蓄積する。即ち、キャブ１３前面が衝撃荷重Ｆを受けることにより発生した衝撃エネルギを上記ボルト２４の剪断及び支軸２２の捩り変形に基づく弾性力により効率良く吸収できる。
【００１５】
また、上記衝撃エネルギの全てをボルト２４の剪断及び支軸２２の捩り弾性力により吸収できれば、サイドメンバ１２が変形したり或いは破損したりすることがない。従って、トラック１０の全長にわたって設けられ多くの修理時間を要するたシャシフレーム１１を交換せずに済むので、修理時間及び修理費用を低減できる。
【００１６】
なお、上記実施の形態では、補助部材２６に支軸２２の他端を直接セレーション結合して、補助部材２６がサイドメンバ１２とともに形成する閉断面における幅寸法が直接支軸２２の捩り可能な長さＬとなるように構成したが、支軸の直径との関係において比較的長い閉断面空間が必要となる場合には、図４に示すように第２ボス２７に支軸２２の中間部分を包囲する胴部２７ｂを形成してその胴部２７ｂ野基端に連続して形成されたフランジ部２７ｃを補助部材２６に固定し、胴部２７ｃの先端に支軸２２の他端が固定される第５通孔２７ａを形成しても良い。この胴部２７ｂを有する第２ボス２７では、補助部材２６がサイドメンバ１２とともに形成する閉断面の幅寸法を小さくすることができ、第２ボス２７自体をバネ鋼により構成すれば第２ボス２７における胴部２７ｂも捩られることによりエネルギを吸収蓄積することができる。
【００１７】
また、上記実施の形態では、真直ぐな支軸２２を用いて第１ないし第５通孔２３ａ，１７ａ，１２ａ，２６ａ，２７ａに貫通させ、その状態で抜け防止用のＣ型軸用止め輪３４及び３５を両端に嵌着したが、図５に示すように、支軸２２は捩られることによりエネルギを吸収蓄積することができるものであれば、支軸２２の一方の端部に取付け用のフランジ２２ｂが形成されたものであっても良い。このような支軸２２を用いても、キャブ１３前面が衝撃荷重Ｆを受けることにより発生した衝撃エネルギを支軸の捩り変形に基づく弾性力により効率よく吸収することができる。
また、上記実施の形態では、真直ぐな支軸２２を用いたが、支軸２２の捩り可能な長さＬとの関係において、支軸２２の直径を比較的小さくできる場合には、図６に示すように、支軸２２の中間部分における直径を小さくして、その長さを支軸２２の捩り可能な長さＬとしても良い。
【００１８】
また、上記実施の形態では、ブラケット１７の下端をボルト２４によりサイドメンバ１２の側面に固定したが、ブラケット１７の下端をかしめピンによりサイドメンバ１２の側面に固定してもよい。
また、上記実施の形態では、ブラケットの上端と受け具とを連結ピンにより連結したが、ブラケットの上端と受け具とをキャブフローティング機構、即ちリンクレバー等のリンク機構と空気ばね又はコイルばねとを有する機構により連結してもよい。
更に、上記実施の形態では、支軸２２の一端とブラケット１７をセレーション結合し、支軸２２の他端と補助部材２６をセレーション結合したが、支軸２２の一端とブラケット１７をスプライン結合し、支軸２２の他端と補助部材２６をスプライン結合してもよい。
【００１９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、キャブマウントブラケットをシャシフレームに支軸を介して枢支し、そのキャブマウントブラケットをボルト又はかしめピンによりシャシフレームに固定し、支軸の一端をキャブマウントブラケットに固定し、支軸の他端をシャシフレームに固定したので、キャブが衝撃荷重を受けると、キャブがシャシフレームに対して相対的に移動しようとするので、キャブマウントブラケットをシャシフレームに取付けているボルト又はかしめピンが剪断して、キャブマウントブラケットが支軸を中心に回転し始める。この時支軸の捩り弾性力がキャブマウントブラケットの回転の抵抗となるので、上記衝撃荷重により発生した衝撃エネルギを上記ボルト等の剪断及び支軸の捩り弾性力により効率良く吸収できる。
また、上記衝撃エネルギの全てをボルトの剪断及び支軸の捩り弾性力により吸収できれば、シャシフレームが変形したり或いは破損したりすることがないので、トラックの全長にわたって設けられ多くの修理時間を要するシャシフレームを交換せずにすみ、修理時間及び修理費用を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施形態の衝撃吸収装置を示す図２のＢ−Ｂ線断面図。
【図２】図３のＡ部拡大断面図。
【図３】その衝撃吸収装置が搭載されたトラックのキャブの縦断面図。
【図４】第２ボスに胴部を形成した衝撃吸収装置を示す図１に対応する断面図。
【図５】支軸にフランジを形成した衝撃吸収装置を示す図１に対応する断面図。
【図６】支軸に小径部を形成した衝撃吸収装置を示す図１に対応する断面図。
【図７】支軸におけるトルクＴと捩れ角σの線形関係を示す図。
【符号の説明】
１０  トラック
１１  シャシフレーム
１２  サイドメンバ
１７  キャブマウントブラケット
２２  支軸
２４  ボルト
２６  補助部材
Ｌ  支軸の捩り可能な長さ
Ｄ  捩り可能な部分における直径
【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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