(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
車両が車両よりも前方側の車両または障害物と衝突し、キャブに車両の前方側からの衝撃力が加えられた場合、キャブマウントブラケットがキャブフレームまたはシャシから外れて、キャブとシャシとが連結された状態が維持されないおそれがある。
【0005】
本発明の目的は、キャブに車両の前方側からの衝撃力が加えられた場合であっても、キャブとシャシとが連結された状態が維持されやすいキャブ用連結構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するキャブ用連結構造は、キャブとシャシとを連結するキャブ用連結構造であって、前記シャシに連結される第1の連結部材と、前記第1の連結部材および前記キャブに連結される第2の連結部材とを含み、前記第1の連結部材は、前記第2の連結部材よりも高い剛性を有するように構成された部材であり、前記シャシおよび前記第2の連結部材に連結される基礎部と、前記車両の前方側から前記キャブに入力された衝撃力により破断または変形するように前記基礎部に設けられた衝撃吸収部とを含む。
【0007】
車両が車両よりも前方側の車両または障害物と衝突し、キャブに車両の前方側からの衝撃力が加えられた場合、衝撃力がキャブを介して第1の連結部材の衝撃吸収部に伝達される。そして、衝撃吸収部が該衝撃力により破断または変形することにより、キャブに加えられた衝撃力が吸収される。これにより、シャシと第1の連結部材との連結部分に伝達される衝撃力が低減されることから、シャシと第1の連結部材との連結が維持されやすくなる。また、キャブを介して第2の連結部材に伝達される衝撃力が低減されることから、第1の連結部材と第2の連結部材との連結、および、第2の連結部材とキャブとの連結が維持されやすくなる。このため、上記キャブ用連結構造によれば、キャブとシャシとが連結された状態がさらに維持されやすくなる。
【0008】
上記キャブ用連結構造において、前記衝撃吸収部は、前記基礎部から前記キャブに向けて延びる片であることが好ましい。上記キャブ用連結構造によれば、衝撃吸収部は、伝達された衝撃力により根元が破断する。このため、キャブに加えられた衝撃力が吸収され、キャブから第2の連結部材に伝達される衝撃力が低減される。
【0009】
上記キャブ用連結構造において、前記シャシと前記第1の連結部材とを連結するシャシ連結部と、前記キャブと前記第2の連結部材とを連結するキャブ連結部と、前記第1の連結部材と前記第2の連結部材とを連結する部材連結部とを含み、前記車両の前後方向において前記キャブ連結部の後方に前記部材連結部が位置する。
【0010】
キャブに加えられた衝撃力は、キャブ連結部を介して第2の連結部材に伝達される。上記構成によれば、車両の前後方向においてキャブ連結部の後方に部材連結部が位置していることから、シャシに対してキャブが車両の後方側へ移動する際に第2の連結部材を変形させることができる。この第2の連結部材の変形により衝撃力が吸収されることで、部材連結部に作用する衝撃力を低減することができる。その結果、第1の連結部材と第2の連結部材とが連結された状態が維持されやすくなる。
【0011】
上記キャブ用連結構造において、前記キャブ連結部は、前記キャブと前記第2の連結部材とを連結するボルトを含み、前記ボルトは、前記ボルトの中心軸が前記車両の前後方向に沿うように設けられていることが好ましい。
【0012】
上記キャブ用連結構造によれば、車両の前方側からキャブに入力された衝撃力がボルトに伝達された場合、ボルトには主に中心軸に沿う方向の力が作用する。このため、ボルトが破断しにくく、キャブと第2の連結部材とが連結された状態が維持されやすい。
【0013】
上記キャブ用連結構造において、前記第2の連結部材は、前記車両の前後方向における前記キャブ連結部と前記部材連結部との間に切込み部を有することが好ましい。
上記構成によれば、第2の連結部材に衝撃力が作用したときに切込み部付近に応力集中が生じることから、該切込み部を起点として第2の連結部材を変形させることができる。これにより、部材連結部に対する衝撃力の作用よりも第2の連結部材の変形を優先させることができる。その結果、第1の連結部材と第2の連結部材とが連結された状態が維持されやすくなる。
【発明を実施するための形態】
【0015】
図1を参照して、キャブ用連結構造1の構成について説明する。
図1は、車両100の左側のキャブ用連結構造1を示す側面図である。車両100は、右側にもキャブ用連結構造1と同様の構成のキャブ用連結構造を備える。車両100の右側のキャブ用連結構造と、車両100の左側のキャブ用連結構造1とは、車両100に対する位置が相互に異なるものの、構成部材、および、構成部材間での接続の状態が相互に同じである。そのため、以下では、車両100の左側におけるキャブ用連結構造1を説明し、車両100の右側のキャブ用連結構造の説明を省略する。
【0016】
キャブ用連結構造1は、キャブオーバー型の車両100に用いられ、キャブ110とシャシ130とを連結する。シャシ130は、左右一対のサイドフレーム131と、各サイドフレーム131に取り付けられたリンク機構10とを備えている。キャブ用連結構造1は、上記リンク機構10と連結機構20とを備えており、連結機構20は、リンク機構10に連結される第1の連結部材30と、第1の連結部材30およびキャブ110のそれぞれに連結される第2の連結部材40を含む。連結機構20は、さらに、第1の連結部51〜第7の連結部57を含む。
【0017】
リンク機構10は、第1の連結部材30と連結されるヒンジブラケット11、および、サイドフレーム131に取り付けられるサブマウントブラケット12を備える。リンク機構10は、さらに、車両100の前後方向ZAに延びるリンク部材13と、車両100の高さ方向ZBに延びるロアブラケット14と、リンク部材13とロアブラケット14とを回転可能に連結するアッパーブラケット15と、ロアブラケット14とサイドフレーム131とを連結するメインマウントブラケット16とを有する。
【0018】
ヒンジブラケット11は、回転軸11Aに回転可能に連結されている。ヒンジブラケット11は、車両100の前後方向ZAにおいてリンク機構10よりも車両100の後方に配置されているキャブチルト装置300によりキャブフレーム120が押し上げられたときに、回転軸11A回りに回転する。車両100の高さ方向ZBにおいて、ヒンジブラケット11とサブマウントブラケット12との間には、緩衝装置200が配置されている。
【0019】
サブマウントブラケット12は、車両100の高さ方向ZBに延び、サイドフレーム131と緩衝装置200とを連結している。サブマウントブラケット12は、複数のボルト17によりサイドフレーム131に連結されている。
【0020】
リンク部材13は、長手方向の一方の端部がトーションバー13Aを介して、車両100の右側のキャブ用連結構造が有するリンク部材(図示略)と連結されている。
ロアブラケット14は、長手方向の一方の端部が複数のボルト18により、メインマウントブラケット16に連結されている。
【0021】
アッパーブラケット15はリンク部材13の長手方向の他方の端部とロアブラケット14の長手方向の他方の端部とを連結している。
メインマウントブラケット16は、複数のボルト19によりサイドフレーム131に取り付けられている。
【0022】
図2に示されるように、第1の連結部材30は、第2の連結部材40よりも高い剛性を有するように構成された部材であり、例えば、鋳物である。鋳物の材料の一例は、ダクタイル鋳鉄である。第1の連結部材30は、ヒンジブラケット11および第2の連結部材40のそれぞれに取り付けられる基礎部31と、車両100の前方側からキャブ110に入力された衝撃力により破断または変形するように基礎部31に設けられた、一対の衝撃吸収部32A,32B(
図3参照)とを有する。
【0023】
基礎部31は、車両100の前後方向ZAに延びる。基礎部31は、第3の連結部53により、長手方向の前端部31Aがリンク機構10のヒンジブラケット11と連結されている。基礎部31は、第7の連結部57により、一対の衝撃吸収部32A,32Bよりも車両100の高さ方向ZBの下側の部分がヒンジブラケット11と連結されている。
【0024】
第3の連結部53は、ボルト53Aと、ヒンジブラケット11および基礎部31のうちのボルト53Aが挿通される穴が形成された部分とを含む。ボルト53Aは、中心軸が車両100の高さ方向ZBに沿うように設けられている。
【0025】
第7の連結部57は、ボルト57Aと、基礎部31のうちのボルト57Aが挿通される穴が形成された部分と、ヒンジブラケット11においてボルト57Aがねじ込まれる穴が形成された部分とを含む。ボルト57Aは、中心軸が車両100の前後方向ZAに沿うように設けられている。
【0026】
図3および
図4に示されるように、一対の衝撃吸収部32A,32Bは、基礎部31のうちの第3の連結部53よりも車両100の後方側の部分から車両100の上方に向かってキャブ110のフロント部110Aに延びる一対の片である。一対の衝撃吸収部32A,32Bは、長手方向における基礎部31と反対側の端部が、第1の連結部51によりキャブ110のフロント部110Aと連結されている。
【0027】
一方の衝撃吸収部32Aは、車両100の幅方向ZCにおいて他方の衝撃吸収部32Bよりも外側に位置し、車両100の高さ方向ZBに沿って延びる。
他方の衝撃吸収部32Bは、車両100の幅方向ZCにおいて一方の衝撃吸収部32Aよりも内側に位置し、車両100の高さ方向ZBの上側に向かうにつれて車両100の幅方向ZCの内側に傾斜している。
【0028】
第1の連結部51は、ボルト51Aと、一対の衝撃吸収部32A,32Bのうちのボルト51Aが挿通される穴が形成された部分と、キャブ110のフロント部110Aのうちのボルト51Aがねじ込まれる穴が形成された部分とを含む。ボルト51Aは、中心軸が車両100の前後方向ZAに沿うように設けられている。第1の連結部51は、車両100の高さ方向ZBにおいて、第3の連結部53および第7の連結部57よりも上側に設けられている。
【0029】
第2の連結部材40は、車両100の前後方向ZAに沿って延びる第1の板部41、および、第1の板部41の前端から車両100の幅方向ZCの外側に折れ曲がる第2の板部42を含む。また、第2の連結部材40は、第1の板部41の下端と繋がり、車両100の幅方向ZCの内側に折れ曲がる第3の板部43(
図2参照)、および、第1の板部41の後端と繋がり、第1の連結部材30と連結される第4の板部44を含む。さらに、第2の連結部材40は、第1の板部41と第4の板部44との境界部分に設けられた切込み部である応力集中部45を備える。第2の連結部材40は、第1の連結部材30よりも高い弾性を有する部材であり、例えば、板金である。板金の一例は、熱間圧延鋼板である。
【0030】
第1の板部41は、第4の連結部54により、キャブフレーム120と連結されている。第4の連結部54は、ボルト54Aと、第1の板部41及びキャブフレーム120のうちのボルト54Aが挿通される穴が形成された部分とを含む。ボルト54Aは、頭部が車両100の外側に位置するように中心軸が車両100の幅方向ZCに沿うように設けられている。第4の連結部54は、車両100の高さ方向ZBにおいて、第3の連結部53よりも上側に設けられている。
【0031】
第2の板部42は、第2の連結部52により、キャブ110のフロント部110Aと連結されている。第2の連結部52は、ボルト52Aと、第2の板部42のうちのボルト52Aが挿通される穴が形成された部分と、フロント部110Aのうちのボルト52Aがねじ込まれる穴が形成された部分とを含む。ボルト52Aは、頭部が車両100の後方側に位置するように中心軸が車両100の前後方向ZAに沿うように設けられている。第2の連結部52は、車両100の高さ方向ZBにおいて、第3の連結部53よりも上側に設けられている。
【0032】
図2に示されるように、第3の板部43は、第5の連結部55により、第1の連結部材30の基礎部31と連結されている。第5の連結部55は、ボルト55Aと、第3の板部43、基礎部31、および、キャブフレーム120のうちのボルト55Aが挿通される穴が形成された部分とを含む。ボルト55Aは、頭部が車両100の下方側に位置するように中心軸が車両100の高さ方向ZBに沿うように設けられている。
【0033】
図3に示されるように、第4の板部44は、第6の連結部56により、基礎部31の後端部31Bと連結されている。第6の連結部56は、ボルト56Aと、第4の板部44および基礎部31のうちのボルト56Aが挿通される穴が形成された部分とを含む。ボルト56Aは、車両100の高さ方向ZBにおいて一対の衝撃吸収部32A,32Bよりも下側に位置しており、頭部が車両100の外側に位置するように中心軸が車両100の幅方向ZCに沿うように設けられている。
【0034】
第3の連結部53は、シャシ130と第1の連結部材30とを連結するシャシ連結部である。第2の連結部52は、キャブ110と第2の連結部材40とを連結するキャブ連結部であり、キャブ110と第2の連結部材40とを連結する連結部のうちで最も車両100の前方側に位置している。第6の連結部56は、第1の連結部材30と第2の連結部材40とを連結する部材連結部であり、車両100の前後方向ZAにおいてキャブ連結部である第2の連結部52の後方に位置している。第6の連結部56は、第1の連結部材30と第2の連結部材40とを連結する連結部のうちで最も車両100の後方側に位置している。第4の連結部54および第5の連結部55は、車両100の前後方向ZAにおいて、キャブ連結部と部材連結部との間に位置する中間連結部である。
【0035】
応力集中部45は、第2の連結部材40における車両100の前後方向ZAの後方寄りに位置しており、第1の板部41と第4の板部44との境界部分における下端縁の一部を開放させるように窪んだ切込み部である。応力集中部45は、キャブ110に車両100の前方側から加えられた衝撃力が第2の連結部材40に伝達されたときに、応力集中部45付近に応力集中を生じさせることで第2の連結部材40が変形するときの起点となる部分である。
【0036】
図2および
図5を参照して、キャブ用連結構造1の作用および効果について説明する。なお、
図5は、ボルト54A,55Aが破断した状態を例示している。
図2に示されるように、車両100の前方側の物体400に対して車両100のキャブ110が衝突すると、キャブ110のフロント部110Aには、車両100の前方側から衝撃力が加えられる。こうした場合、衝撃力がキャブ110及び第1の連結部51を介して第1の連結部材30の衝撃吸収部32A,32Bに伝達される。なお、物体400は、例えば、車両100の前方に存在するトラックの荷台である。
【0037】
図5に示されるように、片状をなす衝撃吸収部32A,32Bは、伝達された衝撃力により剪断方向の力が生じるため、該衝撃力が中心軸方向に沿う引張方向の力として作用するボルト51Aよりも先に破断する。衝撃吸収部32A,32Bが破断することにより、キャブ110に加えられた衝撃力が吸収される。これにより、キャブ110から第2の連結部材40に伝達される衝撃力が低減されることから、第1の連結部材30と第2の連結部材40との連結(第6の連結部56)、および、第2の連結部材40とキャブ110との連結(第2の連結部52)が維持されやすくなる。このため、キャブ110とシャシ130とが連結された状態が維持されやすくなる。
【0038】
また、キャブ110に加えられた衝撃力は、第2の連結部52を介して第2の連結部材40に伝達される。第2の連結部52を構成するボルト52Aは、ボルト52Aの中心軸が車両100の前後方向ZAに沿うようにキャブ110のフロント部110Aと第2の連結部材40の第2の板部42とを締結している。このため、ボルト52Aは、キャブ110に衝撃力が加えられると、主にボルト52Aの中心軸に沿う引張方向の応力が生じることとなり破断しにくい。このため、キャブ110と第2の連結部材40とが連結された状態が維持されやすい。
【0039】
さらに、中間連結部である第4の連結部54を構成するボルト54Aは、ボルト54Aの中心軸が車両100の幅方向ZCに沿うように第2の連結部材40の第1の板部41、および、キャブフレーム120を締結している。このため、ボルト54Aは、キャブ110に衝撃力が加えられると主に剪断方向の応力が生じることとなり、ボルト52Aよりも破断しやすい。ボルト54Aが破断することにより、キャブ110から第2の連結部材40に伝達された衝撃力の一部が吸収される。
【0040】
さらに、中間連結部である第5の連結部55を構成するボルト55Aは、ボルト55Aの中心軸が車両100の高さ方向ZBに沿うように基礎部31および第2の連結部材40の第3の板部43を締結している。このため、ボルト55Aは、キャブ110に衝撃力が加えられると主に剪断方向の応力が生じることとなり、ボルト52Aよりも破断しやすい。ボルト55Aが破断することにより、キャブ110から第2の連結部材40に伝達された衝撃力の一部が吸収される。
【0041】
ボルト54A,55Aが破断すると、キャブ110に加えられた衝撃力は、第2の連結部材40を介して第6の連結部56を構成するボルト56Aに作用しようとする。しかしながら、第2の連結部材40には、ボルト56Aの前方に位置する第1の板部41と第4の板部44との境界部分に応力集中部45が形成されている。そのため、第2の連結部材40は、衝撃力にともなう応力集中が応力集中部45付近に生じることで該応力集中部45を起点として変形する。このとき、第2の連結部材40は、主に、第1の板部41および第3の板部43といった応力集中部45よりも車両100の前後方向ZAにおける前方側の前方部分に変形が生じる。こうした変形により、キャブ110から第2の連結部材40に伝達された衝撃力の一部が吸収される。なお、第1の板部41に対して屈曲している第3の板部43が設けられることにより、第2の連結部材40の変形による衝撃力の吸収量を高めることができる。
【0042】
こうした第2の連結部材40の変形によって衝撃力が吸収されることにより、ボルト56Aに作用する衝撃力が低減される。その結果、ボルト56Aが破断しにくくなることから、第1の連結部材30と第2の連結部材40との連結が維持されやすくなる。
【0043】
また、ボルト56Aは、ボルト56Aの中心軸が車両100の幅方向ZCに沿うように設けられている。すなわち、第2の連結部材40は、ボルト56Aで第1の連結部材30に締結されているとはいえ、ボルト56A回りで回転可能に支持されている。そのため、第2の連結部材40は、ボルト56A回りで回転しながら変形することが可能である。これにより、第2の連結部材40の変形態様についての自由度が高まることから、衝撃力がボルト56Aに作用することよりも、その衝撃力による第2の連結部材40の変形を優先させることができる。これにより、ボルト56Aに作用する衝撃力がさらに低減されることから、第1の連結部材30と第2の連結部材40との連結がさらに維持されやすくなる。しかも、ボルト56Aが一対の衝撃吸収部32A,32Bよりも下方に位置することで、衝撃力がボルト56A回りのモーメントとして第2の連結部材40に作用しやすくなり、第2の連結部材40がボルト56A回りで回転しやすくもなる。
【0044】
衝撃吸収部32A,32B、および、ボルト54A,55Aが破断した状態では、ボルト53Aを含む第3の連結部53、および、ボルト57Aを含む第7の連結部57には、第6の連結部56を介して衝撃力が作用することとなる。この際、これらの連結部53,57に作用する衝撃力は、衝撃吸収部32A,32Bの破断やボルト54A,55Aの破断、第2の連結部材40の変形により低減されている。そのため、ボルト53A,57Aが破断しにくくなることから、シャシ130と第1の連結部材30とが連結された状態が維持されやすくなる。
【0045】
以上のように、キャブ110に衝撃力が加えられた場合、典型的には衝撃吸収部32A,32B、ボルト54A、および、ボルト55Aが破断し、第2の連結部材40の前方部分が変形することにより、連結機構20が衝撃力を吸収する。すなわち、連結機構20は、その時々において衝撃力が優先的に作用する部位が破断・変形することにより衝撃力を吸収する。そして、このように衝撃力が吸収されることにより、キャブ110と第2の連結部材40とを連結する第2の連結部52、第2の連結部材40と第1の連結部材30とを連結する第6の連結部56、および、第1の連結部材30とシャシ130とを連結する第3の連結部53が、それぞれの機能を維持した状態に保たれやすくなる。このため、キャブ110とシャシ130とが連結された状態が維持されやすくなる。
【0046】
キャブ用連結構造1によれば、さらに以下の効果が得られる。
(1)第1の連結部材30が、第2の連結部材40よりも剛性が高く、また、脆性破壊の生じやすい鋳物であるため、第1の連結部材30に衝撃力が伝達されたときに、衝撃吸収部32A,32Bが適切に破断しやすくなる。これにより、衝撃吸収部32A,32Bの破断による衝撃力の吸収をより確実なものとすることができる。
【0047】
(2)第2の連結部材40が第1の連結部材30よりも剛性の低くかつ弾性の高い板金であるため、衝撃力が伝達された第2の連結部材40は、破断ではなく変形によって衝撃力を吸収しやすくなる。これにより、シャシ130とキャブ110とが連結された状態が維持されやすくなる。
【0048】
(3)衝撃吸収部32A,32Bは、基礎部31からキャブ110に向けて延びる片であるため、伝達された衝撃力により根元が適切に破断してキャブ110に加えられた衝撃力を吸収しやすい。
【0049】
なお、上記実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・衝撃吸収部32A,32Bをキャブ110に入力された衝撃力により変形するように基礎部31に設けることもできる。この変形例においては、第1の連結部材30のうちの少なくとも衝撃吸収部32A,32Bは、靱性が高い金属材料であることが好ましい。
【0050】
・第2の連結部52は、ボルト52Aに代えて、または、加えて、別のボルトを含んでもよい。別のボルトは、例えば、中心軸が車両100の高さ方向ZB、または、車両100の幅方向ZCに沿うように設けられる。
【0051】
・第4,5の連結部54,55は、ボルト54A,55Aに代えて、または、加えて、別のボルトを含んでもよい。別のボルトは、例えば、中心軸が車両100の前後方向ZA、高さ方向ZB、幅方向ZCのいずれかに沿うように設けられる。
【0052】
・第6の連結部56は、ボルト56Aに代えて、または、加えて、別のボルトを含んでもよい。別のボルトは、例えば、中心軸が車両100の前後方向ZAに沿うように設けられる。前後方向ZAに沿うように設けられることによりボルトが破断しにくくなる。
【0053】
・衝撃吸収部32Aまたは衝撃吸収部32Bを省略することもできる。また、切込み部である応力集中部45を省略することもできる。
・第1の連結部材30は、衝撃吸収部32A,32Bに加えて、基礎部31からキャブ110に延びる1つまたは複数の片を有していてもよい。
【0054】
・第1の連結部材30を鋳物以外で構成してもよい。
・第2の連結部材40は、第1の連結部材30よりも高い弾性を有していればよく、板金以外で構成してもよい。