【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、車両用カプラ装置および角度検出装置に関し、特には、カプラベースの中心軸線を中心としてカプラベースに対して回転するトレーラの回転角度を簡単な構成によって得ることができる角度検出装置、およびその一部を構成する車両用カプラ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１３は従来のセミトレーラの構成図である。図１３において、１０１はトラクタ、１０２はトレーラ、１０３はトラクタ１０１とトレーラ１０２とを連結するためのカプラである。図１４は図１３に示したカプラをトラクタ側から見た斜視図、図１５は図１３に示したカプラをトレーラ側から見た斜視図、図１６は図１３に示したカプラの平面図である。図１４〜図１６において、１０４はカプラベース、ＣＬはカプラベース１０４の中心軸線である。また、図１７は図１３に示したトレーラに設けられたキングピンの拡大斜視図である。図１７において、１０５はトレーラ１０２の下面に設けられたキングピン、ＣＬ’はキングピン１０５の中心軸線である。図１３に示すように、カプラ１０３はトラクタ１０１の上面に取付けられ、カプラベース１０４の中心軸線ＣＬとキングピン１０５の中心軸線ＣＬ’とが一致するようにトレーラ１０２がカプラ１０３上に配置される。トレーラ１０２のキングピン１０５がカプラ１０３のジョー（図示せず）によって把持されることにより、トレーラ１０２がトラクタ１０１に対して連結される。
【０００３】
図１８はトラクタに対してトレーラがローリングしている状態を示した図、図１９はトラクタに対してトレーラがピッチングしている状態を示した図、図２０はトラクタに対してトレーラがヨーイングしている状態を示した図である。図１３に示したカプラ１０３は所謂２軸式として構成されている。そのため、トレーラ１０２は、図１８に示すようにトラクタ１０１に対してローリングすることができると共に、図１９に示すようにトラクタ１０１に対してピッチングすることができる。また、図２０に示すように、カプラ１０３に把持されたキングピン１０５が中心軸線ＣＬ（ＣＬ’）を中心としてカプラ１０３に対して回転することにより、トレーラ１０２はトラクタ１０１に対してヨーイングすることができる。図２０において、θはトラクタ１０１とトレーラ１０２との相対的なヨー角（以下、「相対ヨー角」と称する。）、つまり、カプラベース１０４の中心軸線ＣＬを中心としてカプラベース１０４に対して回転したトレーラ１０２の回転角度を示している。
【０００４】
トレーラ１０２の車両運動を把握するためには、相対ヨー角を把握することが非常に重要である。ところが、図１３に示した２軸式のカプラ１０３によってトラクタ１０１とトレーラ１０２とが連結されている場合には、トラクタ１０１に対してトレーラ１０２がヨーイングすると同時に、トラクタ１０１に対してトレーラ１０２がローリングおよびピッチングする可能性がある。そのような時にも相対ヨー角を正確に把握できるようにするためには、ローリングによるロール角およびピッチングによるピッチ角の影響を排除して相対ヨー角を検出することが必要になる。
【０００５】
従来、ローリングによるロール角およびピッチングによるピッチ角の影響を排除して相対ヨー角を検出するための角度検出装置が知られている。この種の角度検出装置の例としては、例えば特開平１１−２７８３１９号公報に記載されたものがある。特開平１１−２７８３１９号公報に記載された角度検出装置では、トラクタに取付けられた直動型変位センサの先端がトレーラの前端面に当接せしめられ、直動型変位センサの出力値に基づいて、相対ヨー角が検出されている。詳細には、特開平１１−２７８３１９号公報に記載された角度検出装置では、２つの直動型変位センサが設けられ、それらの出力値に基づいてローリングによるロール角およびピッチングによるピッチ角の影響が排除されている。ところが、特開平１１−２７８３１９号公報に記載された角度検出装置では、上述したように２つの直動型変位センサが設けられているため、角度検出装置全体の構成が複雑になってしまう。詳細には、ローリングによるロール角およびピッチングによるピッチ角の影響を排除するための演算が複雑になってしまう。
【０００６】
また従来、ローリングによるロール角およびピッチングによるピッチ角の影響を排除して相対ヨー角を検出するための角度検出装置が知られている。この種の角度検出装置の例としては、例えば特開平１１−２７８３２０号公報に記載されたものがある。特開平１１−２７８３２０号公報に記載された角度検出装置では、トラクタに対してトレーラがヨーイングするのに伴って回転せしめられる回転センサがキングピンの延長上に配置されている。詳細には、特開平１１−２７８３２０号公報に記載された角度検出装置では、トラクタ、トレーラおよび回転センサのすべてに対して回転および摺動可能なアームが設けられ、アームが回転および摺動することにより、ローリングによるロール角およびピッチングによるピッチ角の影響が排除されている。ところが、特開平１１−２７８３２０号公報に記載された角度検出装置では、上述したようにアームがトラクタ、トレーラおよび回転センサのすべてに対して回転および摺動可能に構成されているため、角度検出装置全体の構成が複雑になってしまう。
【０００７】
また従来、ローリングによるロール角およびピッチングによるピッチ角の影響を排除して相対ヨー角を検出するための角度検出装置が知られている。この種の角度検出装置の例としては、例えば特開平６−２５５５２９号公報に記載されたものがある。特開平６−２５５５２９号公報に記載された角度検出装置では、トラクタに対してトレーラがヨーイングする時に、キングピンが、トラクタに対して回転するのではなく、トレーラに対して回転するように構成されている。このキングピンには、傘歯車が固定されており、トラクタに対してトレーラがヨーイングする時にキングピンと共に回転する傘歯車の歯数がカウントされる。それにより、ローリングによるロール角およびピッチングによるピッチ角の影響を排除して相対ヨー角が検出されている。ところが、特開平６−２５５５２９号公報に記載された角度検出装置では、上述したようにキングピンがトレーラに対して回転できるように構成されると共に、傘歯車の歯数をカウントする装置が設けられているため、角度検出装置全体の構成が複雑になってしまう。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前記問題点に鑑み、本発明は、相対ヨー角、すなわち、カプラベースの中心軸線を中心としてカプラベースに対して回転するトレーラの回転角度を簡単な構成によって得ることができる角度検出装置、およびその一部を構成する車両用カプラ装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、トラクタとトレーラとを連結するための車両用カプラ装置において、カプラベースの外周をインボリュート曲線形状としたことを特徴とする車両用カプラ装置が提供される。
【００１０】
請求項１に記載の車両用カプラ装置では、カプラベースの外周がインボリュート曲線形状とされている。そのため、カプラベースに対してトレーラが回転し、カプラベースの外周上の点の位置が移動するのに伴って、カプラベースの外周上の点とカプラベースの中心軸線との距離は増加または減少し、カプラベースの外周上の点とトレーラに対して不動の点との間の距離は減少または増加する。
【００１１】
従って、請求項１に記載の車両用カプラ装置を具備する車両においては、例えばカプラベースの外周上の点とトレーラに対して不動の点との間の距離と、カプラベースに対するトレーラの回転角度との関係を予め記憶しておくことにより、カプラベースの外周上の点とトレーラに対して不動の点との間の距離に基づいて、カプラベースに対するトレーラの回転角度を算出することができる。
【００１２】
あるいは、例えばカプラベースの外周上の点とカプラベースの中心軸線との距離と、カプラベースに対するトレーラの回転角度との関係を予め記憶しておくことにより、カプラベースの外周上の点とカプラベースの中心軸線との距離に基づいて、カプラベースに対するトレーラの回転角度を算出することができる。
【００１３】
つまり、請求項１に記載の車両用カプラ装置によれば、特開平１１−２７８３１９号公報などに記載された構成よりも簡単な構成によって、相対ヨー角、すなわち、カプラベースの中心軸線を中心としてカプラベースに対して回転するトレーラの回転角度を検出可能にすることができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、カプラベースの中心軸線を中心としてカプラベースに対して回転するトレーラの回転角度を検出するための角度検出装置において、カプラベースの外周をインボリュート曲線形状とし、カプラベースの外周上の点の位置に基づいて前記回転角度を検出することを特徴とする角度検出装置が提供される。
【００１５】
請求項２に記載の角度検出装置では、カプラベースの外周がインボリュート曲線形状とされ、カプラベースの外周上の点の位置に基づいて、カプラベースの中心軸線を中心としてカプラベースに対して回転するトレーラの回転角度が検出される。
【００１６】
具体的には、例えばトレーラに対して不動の点からカプラベースの中心軸線まで延びている直線上に位置するカプラベースの外周上の点とその不動の点との間の距離に基づいて、カプラベースの中心軸線を中心としてカプラベースに対して回転するトレーラの回転角度が算出される。つまり、請求項２に記載の角度検出装置では、カプラベースの外周がインボリュート曲線形状とされているため、カプラベースに対してトレーラが回転し、カプラベースの外周上の点の位置が移動するのに伴って、カプラベースの外周上の点とカプラベースの中心軸線との距離は増加または減少し、カプラベースの外周上の点とトレーラに対して不動の点との間の距離は減少または増加する。従って、カプラベースの外周上の点とトレーラに対して不動の点との間の距離と、カプラベースに対するトレーラの回転角度との関係を予め記憶しておくことにより、カプラベースの外周上の点とトレーラに対して不動の点との間の距離に基づいて、カプラベースに対するトレーラの回転角度を算出することができる。すなわち、請求項２に記載の角度検出装置では、例えばカプラベースの外周上の点とトレーラに対して不動の点との間の距離を検出することのみによって、カプラベースに対するトレーラの回転角度を得ることができる。
【００１７】
あるいは、例えばトレーラに対して不動の点からカプラベースの中心軸線まで延びている直線上に位置するカプラベースの外周上の点とカプラベースの中心軸線との距離に基づいて、カプラベースの中心軸線を中心としてカプラベースに対して回転するトレーラの回転角度が算出される。つまり、請求項２に記載の角度検出装置では、カプラベースの外周がインボリュート曲線形状とされているため、カプラベースの外周上の点とカプラベースの中心軸線との距離は、カプラベースに対してトレーラが回転し、カプラベースの外周上の点の位置が移動するのに伴って増加または減少する。従って、カプラベースの外周上の点とカプラベースの中心軸線との距離と、カプラベースに対するトレーラの回転角度との関係を予め記憶しておくことにより、カプラベースの外周上の点とカプラベースの中心軸線との距離に基づいて、カプラベースに対するトレーラの回転角度を算出することができる。すなわち、請求項２に記載の角度検出装置では、例えばカプラベースの外周上の点とカプラベースの中心軸線との距離を検出することのみによって、カプラベースに対するトレーラの回転角度を得ることができる。
【００１８】
つまり、請求項２に記載の角度検出装置によれば、特開平１１−２７８３１９号公報などに記載された角度検出装置よりも簡単な構成によって、相対ヨー角、すなわち、カプラベースの中心軸線を中心としてカプラベースに対して回転するトレーラの回転角度を得ることができる。
【００１９】
請求項３に記載の発明によれば、トラクタとトレーラとを連結するための車両用カプラ装置において、カプラベースの中心軸線とカプラベースの外周上の点との距離がカプラベースの外周上のすべての点で異なるように、カプラベースを形成したことを特徴とする車両用カプラ装置が提供される。
【００２０】
請求項３に記載の車両用カプラ装置では、カプラベースの中心軸線とカプラベースの外周上の点との距離がカプラベースの外周上のすべての点で異なるようにカプラベースが形成されている。そのため、カプラベースに対してトレーラが回転し、カプラベースの外周上の点の位置が移動するのに伴って、カプラベースの外周上の点とカプラベースの中心軸線との距離は増加または減少し、カプラベースの外周上の点とトレーラに対して不動の点との間の距離は減少または増加する。
【００２１】
従って、請求項３に記載の車両用カプラ装置を具備する車両においては、例えばカプラベースの外周上の点とトレーラに対して不動の点との間の距離と、カプラベースに対するトレーラの回転角度との関係を予め記憶しておくことにより、カプラベースの外周上の点とトレーラに対して不動の点との間の距離に基づいて、カプラベースに対するトレーラの回転角度を算出することができる。
【００２２】
あるいは、例えばカプラベースの外周上の点とカプラベースの中心軸線との距離と、カプラベースに対するトレーラの回転角度との関係を予め記憶しておくことにより、カプラベースの外周上の点とカプラベースの中心軸線との距離に基づいて、カプラベースに対するトレーラの回転角度を算出することができる。
【００２３】
つまり、請求項３に記載の車両用カプラ装置によれば、特開平１１−２７８３１９号公報などに記載された構成よりも簡単な構成によって、相対ヨー角、すなわち、カプラベースの中心軸線を中心としてカプラベースに対して回転するトレーラの回転角度を検出可能にすることができる。
【００２４】
請求項４に記載の発明によれば、カプラベースの中心軸線を中心としてカプラベースに対して回転するトレーラの回転角度を検出するための角度検出装置において、カプラベースの中心軸線とカプラベースの外周上の点との距離がカプラベースの外周上のすべての点で異なるようにカプラベースを形成し、カプラベースの外周上の点の位置に基づいて前記回転角度を検出することを特徴とする角度検出装置が提供される。
【００２５】
請求項４に記載の角度検出装置では、カプラベースの中心軸線とカプラベースの外周上の点との距離がカプラベースの外周上のすべての点で異なるようにカプラベースが形成され、カプラベースの外周上の点の位置に基づいて、カプラベースの中心軸線を中心としてカプラベースに対して回転するトレーラの回転角度が検出される。
【００２６】
具体的には、例えばトレーラに対して不動の点からカプラベースの中心軸線まで延びている直線上に位置するカプラベースの外周上の点とその不動の点との間の距離に基づいて、カプラベースの中心軸線を中心としてカプラベースに対して回転するトレーラの回転角度が算出される。つまり、請求項４に記載の角度検出装置では、カプラベースの中心軸線とカプラベースの外周上の点との距離がカプラベースの外周上のすべての点で異なるようにカプラベースが形成されているため、カプラベースに対してトレーラが回転し、カプラベースの外周上の点の位置が移動するのに伴って、カプラベースの外周上の点とカプラベースの中心軸線との距離は増加または減少し、カプラベースの外周上の点とトレーラに対して不動の点との間の距離は減少または増加する。従って、カプラベースの外周上の点とトレーラに対して不動の点との間の距離と、カプラベースに対するトレーラの回転角度との関係を予め記憶しておくことにより、カプラベースの外周上の点とトレーラに対して不動の点との間の距離に基づいて、カプラベースに対するトレーラの回転角度を算出することができる。すなわち、請求項４に記載の角度検出装置では、例えばカプラベースの外周上の点とトレーラに対して不動の点との間の距離を検出することのみによって、カプラベースに対するトレーラの回転角度を得ることができる。
【００２７】
あるいは、例えばトレーラに対して不動の点からカプラベースの中心軸線まで延びている直線上に位置するカプラベースの外周上の点とカプラベースの中心軸線との距離に基づいて、カプラベースの中心軸線を中心としてカプラベースに対して回転するトレーラの回転角度が算出される。つまり、請求項４に記載の角度検出装置では、カプラベースの中心軸線とカプラベースの外周上の点との距離がカプラベースの外周上のすべての点で異なるようにカプラベースが形成されているため、カプラベースの外周上の点とカプラベースの中心軸線との距離は、カプラベースに対してトレーラが回転し、カプラベースの外周上の点の位置が移動するのに伴って増加または減少する。従って、カプラベースの外周上の点とカプラベースの中心軸線との距離と、カプラベースに対するトレーラの回転角度との関係を予め記憶しておくことにより、カプラベースの外周上の点とカプラベースの中心軸線との距離に基づいて、カプラベースに対するトレーラの回転角度を算出することができる。すなわち、請求項４に記載の角度検出装置では、例えばカプラベースの外周上の点とカプラベースの中心軸線との距離を検出することのみによって、カプラベースに対するトレーラの回転角度を得ることができる。
【００２８】
つまり、請求項４に記載の角度検出装置によれば、特開平１１−２７８３１９号公報などに記載された角度検出装置よりも簡単な構成によって、相対ヨー角、すなわち、カプラベースの中心軸線を中心としてカプラベースに対して回転するトレーラの回転角度を得ることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を用いて本発明の実施形態について説明する。
【００３０】
図１及び図２は本発明の角度検出装置の第一の実施形態の分解斜視図である。図１及び図２において、１はトラクタとトレーラとを連結するためのカプラ、２はトラクタの上面に取付けられる台座、３はカプラベース、４はカプラベース３の外周に形成された溝である。ＣＬ１はカプラベース３の中心軸線、ＣＬ２はローリングの中心軸線、ＣＬ３はピッチングの中心軸線である。５はトレーラに対して不動のある点とカプラベース３の外周上の点との間の距離を測定するためにトレーラに取付けられるセンサユニットである。６は直動型変位センサ、７は直動型変位センサ６を把持するベースブラケット、８は直動型変位センサ６を把持するためのスラストサイドブラケットである。９はカプラベース３の溝４に当接せしめられるボールユニット、１０はインナーシャフト、１１はプッシュスプリング、１２はＥリング、１３はボルトである。
【００３１】
図３は図２に示したカプラベースの平面図、図４は図２に示したカプラの斜視図、図５は図１及び図２に示したカプラおよびセンサユニットの斜視図である。図６は第一の実施形態の角度検出装置が適用されたセミトレーラの構成図、図７は図６のＡ部拡大図である。図６及び図７において、２１はトラクタ、２２はトレーラである。図示しないが、トレーラ２２の下面にはキングピンが設けられている。カプラベース３の中心軸線とキングピンの中心軸線とが一致するようにトレーラ２２がカプラ３上に配置され、トレーラ２２のキングピンがカプラ３のジョーによって把持されることにより、トレーラ２２がトラクタ２１に対して連結されている。
【００３２】
図示しないが、第一の実施形態の角度検出装置が適用されたセミトレーラにおいても、図１８〜図２０に示した従来のセミトレーラと同様に、トレーラ２２は、トラクタ２１に対してローリングすることができると共に、トラクタ２１に対してピッチングすることができる。また、カプラ１に把持されたキングピンがカプラベース３の中心軸線を中心としてカプラベース３に対して回転することにより、トレーラ２２はトラクタ２１に対してヨーイングすることができる。
【００３３】
上述したように、トレーラ２２の車両運動を把握するためには、相対ヨー角を把握することが非常に重要である。ところが、図２に詳細に示したような２軸式のカプラ１によってトラクタ２１とトレーラ２２とが連結されている場合には、トラクタ２１に対してトレーラ２２がヨーイングすると同時に、トラクタ２１に対してトレーラ２２がローリングおよびピッチングする可能性がある。そのような時にも相対ヨー角を正確に把握できるようにするためには、ローリングによるロール角およびピッチングによるピッチ角の影響を排除して相対ヨー角を検出することが必要になる。
【００３４】
そこで、第一の実施形態の角度検出装置では、図３に詳細に示したようにカプラベース３の外周がインボリュート曲線形状とされ、カプラベース３の外周上の点の位置に基づいて、カプラベース３の中心軸線ＣＬ１を中心としてカプラベース３に対して回転するトレーラ２２の回転角度、すなわち、相対ヨー角が検出される。
【００３５】
具体的には、図７に詳細に示すように、トレーラ２２に対して不動の点Ｐ１からカプラベース３の中心軸線ＣＬ１まで延びている直線Ｌ上に位置するカプラベースの外周上の点Ｐ２とその不動の点Ｐ１との間の距離Ｄ１に基づいて、カプラベース３の中心軸線ＣＬ１を中心としてカプラベース３に対して回転するトレーラ２２の回転角度、すなわち、相対ヨー角が算出される。つまり、第一の実施形態の角度検出装置では、カプラベース３の外周がインボリュート曲線形状とされているため、カプラベース３に対してトレーラ２２が回転し、カプラベースの外周上の点Ｐ２の位置が移動するのに伴って、カプラベースの外周上の点Ｐ２とカプラベースの中心軸線ＣＬ１との距離Ｄ２は増加または減少し、カプラベース３の外周上の点Ｐ２とトレーラ２２に対して不動の点Ｐ１との間の距離Ｄ１は減少または増加する。従って、カプラベース３の外周上の点Ｐ２とトレーラ２２に対して不動の点Ｐ１との間の距離Ｄ１と、相対ヨー角との関係を予め記憶しておくことにより、センサユニット５によって検出されたカプラベース３の外周上の点Ｐ２とトレーラ２２に対して不動の点Ｐ１との間の距離Ｄ１に基づいて、相対ヨー角を算出することができる。
【００３６】
詳細には、図７に示すように、センサユニット５はカプラベース３と平行な面内にレイアウトされている。また、上述したようにカプラベース３の外周がインボリュート曲線形状とされているため、カプラベース３の外周上の点Ｐ２とトレーラ２２に対して不動の点Ｐ１との間の距離Ｄ１と、相対ヨー角との関係は比例関係になる。第一の実施形態では、センサユニット５は、トレーラ２２がカプラ１に連結された後に、トレーラ２２に対して取付けられる。
【００３７】
図８は図１に示したセンサユニットの作動を説明するための図、図９は相対ヨー角と図１に示した直動型変位センサの出力電圧との関係を示した図である。図１０は相対ヨー角が−９０°の状況を示した図、図１１は相対ヨー角が±０°の状況を示した図、図１２は相対ヨー角が＋９０°の状況を示した図である。図８に示すように、相対ヨー角が±０°の時に、ボールユニット９が可動範囲のほぼ中央に位置するように、センサユニット５はトレーラ２２に対して取付けられている。図１０に示すように、トレーラ２２がトラクタ２１に対して−９０°回転している時、つまり、相対ヨー角が−９０°の時には、カプラベース３の外周上の点Ｐ２とトレーラ２２に対して不動の点Ｐ１との間の距離Ｄ１が比較的長くなる。一方、図１２に示すように、トレーラ２２がトラクタ２１に対して＋９０°回転している時、つまり、相対ヨー角が＋９０°の時には、カプラベース３の外周上の点Ｐ２とトレーラ２２に対して不動の点Ｐ１との間の距離Ｄ１が比較的短くなる。図１１に示すように、トレーラ２２がトラクタ２１に対して回転していない時、つまり、相対ヨー角が±０°の時には、カプラベース３の外周上の点Ｐ２とトレーラ２２に対して不動の点Ｐ１との間の距離Ｄ１がそれらの中間の長さになる。
【００３８】
上述したように、第一の実施形態では、接触式のセンサユニット５によって、カプラベース３の外周上の点Ｐ２とトレーラ２２に対して不動の点Ｐ１との間の距離Ｄ１が検出されるが、他の実施形態では、代わりに非接触式のセンサユニットによって、カプラベース３の外周上の点Ｐ２とトレーラ２２に対して不動の点Ｐ１との間の距離Ｄ１を検出することも可能である。
【００３９】
また第一の実施形態では、上述したように、トレーラ２２に対して不動の点Ｐ１からカプラベース３の中心軸線ＣＬ１まで延びている直線Ｌ上に位置するカプラベース３の外周上の点Ｐ２とその不動の点Ｐ１との間の距離Ｄ１に基づいて、相対ヨー角が算出されるが、第二の実施形態では、代わりにトレーラ２２に対して不動の点Ｐ１からカプラベース３の中心軸線ＣＬ１まで延びている直線Ｌ上に位置するカプラベース３の外周上の点Ｐ２とカプラベース３の中心軸線ＣＬ１との距離Ｄ２に基づいて、相対ヨー角を算出することも可能である（図７参照）。
【００４０】
また、第一および第二の実施形態では、上述したように、カプラベース３の外周がインボリュート曲線形状とされているが、第三の実施形態では、代わりにカプラベースの外周をインボリュート曲線以外の形状にすることも可能である。つまり、カプラベースの中心軸線とカプラベースの外周上の点との距離がカプラベースの外周上のすべての点で異なるようにカプラベースが形成されていれば、カプラベースの外周がインボリュート曲線形状でなくても、カプラベースの中心軸線とカプラベースの外周上の点との距離に基づいて相対ヨー角を算出することができる。
【００４１】
【発明の効果】
請求項１及び３に記載の発明によれば、特開平１１−２７８３１９号公報などに記載された構成よりも簡単な構成によって、相対ヨー角、すなわち、カプラベースの中心軸線を中心としてカプラベースに対して回転するトレーラの回転角度を検出可能にすることができる。
【００４２】
請求項２及び４に記載の発明によれば、特開平１１−２７８３１９号公報などに記載された角度検出装置よりも簡単な構成によって、相対ヨー角、すなわち、カプラベースの中心軸線を中心としてカプラベースに対して回転するトレーラの回転角度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の角度検出装置の第一の実施形態の分解斜視図である。
【図２】本発明の角度検出装置の第一の実施形態の分解斜視図である。
【図３】図２に示したカプラベースの平面図である。
【図４】図２に示したカプラの斜視図である。
【図５】図１及び図２に示したカプラおよびセンサユニットの斜視図である。
【図６】第一の実施形態の角度検出装置が適用されたセミトレーラの構成図である。
【図７】図６のＡ部拡大図である。
【図８】図１に示したセンサユニットの作動を説明するための図である。
【図９】相対ヨー角と図１に示した直動型変位センサの出力電圧との関係を示した図である。
【図１０】相対ヨー角が−９０°の状況を示した図である。
【図１１】相対ヨー角が±０°の状況を示した図である。
【図１２】相対ヨー角が＋９０°の状況を示した図である。
【図１３】従来のセミトレーラの構成図である。
【図１４】図１３に示したカプラをトラクタ側から見た斜視図である。
【図１５】図１３に示したカプラをトレーラ側から見た斜視図である。
【図１６】図１３に示したカプラの平面図である。
【図１７】図１３に示したトレーラに設けられたキングピンの拡大斜視図である。
【図１８】トラクタに対してトレーラがローリングしている状態を示した図である。
【図１９】トラクタに対してトレーラがピッチングしている状態を示した図である。
【図２０】トラクタに対してトレーラがヨーイングしている状態を示した図である。
【符号の説明】
１ カプラ
２ 台座
３ カプラベース
４ 溝
５ センサユニット
６ 直動型変位センサ
９ ボールユニット
１０ インナーシャフト[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle coupler device and an angle detection device, and in particular, an angle detection device that can obtain a rotation angle of a trailer that rotates with respect to a coupler base around a center axis of the coupler base with a simple configuration, and The present invention relates to a vehicle coupler device that constitutes a part thereof.
[0002]
[Prior art]
FIG. 13 is a configuration diagram of a conventional semi-trailer. In FIG. 13, reference numeral 101 denotes a tractor, 102 denotes a trailer, and 103 denotes a coupler for connecting the tractor 101 and the trailer 102. 14 is a perspective view of the coupler shown in FIG. 13 as viewed from the tractor side, FIG. 15 is a perspective view of the coupler shown in FIG. 13 as viewed from the trailer side, and FIG. 16 is a plan view of the coupler shown in FIG. . 14 to 16, reference numeral 104 denotes a coupler base, and CL denotes a central axis of the coupler base 104. FIG. 17 is an enlarged perspective view of a kingpin provided on the trailer shown in FIG. In FIG. 17, reference numeral 105 denotes a kingpin provided on the lower surface of the trailer 102, and CL ′ denotes a central axis of the kingpin 105. As shown in FIG. 13, the coupler 103 is mounted on the upper surface of the tractor 101, and the trailer 102 is arranged on the coupler 103 such that the center axis CL of the coupler base 104 and the center axis CL ′ of the king pin 105 match. When the king pin 105 of the trailer 102 is gripped by the jaws (not shown) of the coupler 103, the trailer 102 is connected to the tractor 101.
[0003]
18 is a diagram showing a state where the trailer is rolling with respect to the tractor, FIG. 19 is a diagram showing a state where the trailer is pitching with respect to the tractor, and FIG. 20 is a diagram where the trailer is yawing with respect to the tractor. FIG. The coupler 103 shown in FIG. 13 is configured as a so-called two-axis type. Therefore, the trailer 102 can roll with respect to the tractor 101 as shown in FIG. 18 and can pitch with respect to the tractor 101 as shown in FIG. Also, as shown in FIG. 20, when the king pin 105 gripped by the coupler 103 rotates about the center axis CL (CL ′) with respect to the coupler 103, the trailer 102 can yaw with respect to the tractor 101. it can. In FIG. 20, θ is the relative yaw angle between the tractor 101 and the trailer 102 (hereinafter, referred to as “relative yaw angle”), that is, the rotation about the center axis CL of the coupler base 104 with respect to the coupler base 104. The rotation angle of the trailer 102 is shown.
[0004]
To grasp the vehicle motion of the trailer 102, it is very important to grasp the relative yaw angle. However, when the tractor 101 and the trailer 102 are connected by the two-axis type coupler 103 shown in FIG. 13, the trailer 102 yaws with respect to the tractor 101 and at the same time, the trailer 102 rolls with respect to the tractor 101. And may pitch. In such a case, in order to accurately grasp the relative yaw angle, it is necessary to detect the relative yaw angle while eliminating the effects of the roll angle due to rolling and the pitch angle due to pitching.
[0005]
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an angle detection device for detecting a relative yaw angle while eliminating the influence of a roll angle due to rolling and a pitch angle due to pitching. An example of this type of angle detection device is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-278319. In the angle detection device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-278319, the tip of a direct-acting displacement sensor attached to a tractor is brought into contact with the front end surface of a trailer, and based on the output value of the direct-acting displacement sensor. , The relative yaw angle is detected. In detail, in the angle detecting device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-278319, two direct-acting displacement sensors are provided, and the effects of the roll angle by rolling and the pitch angle by pitching are determined based on the output values thereof. Has been eliminated. However, in the angle detection device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-278319, since the two linear motion displacement sensors are provided as described above, the configuration of the entire angle detection device becomes complicated. Specifically, the calculation for eliminating the effects of the roll angle due to rolling and the pitch angle due to pitching becomes complicated.
[0006]
Conventionally, there has been known an angle detecting device for detecting a relative yaw angle by eliminating the influence of a roll angle caused by rolling and a pitch angle caused by pitching. An example of this type of angle detection device is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-278320. In the angle detection device described in JP-A-11-278320, a rotation sensor that is rotated as the trailer yaws with respect to the tractor is arranged on an extension of the kingpin. Specifically, in the angle detecting device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-278320, an arm that can rotate and slide is provided for all of the tractor, trailer, and rotation sensor, and the arm rotates and slides. Thus, the effects of the roll angle due to rolling and the pitch angle due to pitching are eliminated. However, in the angle detecting device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-278320, the arm is configured to be rotatable and slidable with respect to all of the tractor, trailer, and rotation sensor as described above. The whole configuration becomes complicated.
[0007]
Conventionally, there has been known an angle detecting device for detecting a relative yaw angle by eliminating the influence of a roll angle caused by rolling and a pitch angle caused by pitching. An example of this type of angle detection device is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-255529. In the angle detecting device described in JP-A-6-255529, when the trailer yaws with respect to the tractor, the kingpin is not rotated with respect to the tractor, but is rotated with respect to the trailer. I have. A bevel gear is fixed to this kingpin, and the number of teeth of the bevel gear that rotates together with the kingpin when the trailer yaws with respect to the tractor is counted. Thus, the relative yaw angle is detected by excluding the effects of the roll angle due to rolling and the pitch angle due to pitching. However, in the angle detecting device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-255529, the kingpin is configured to be rotatable with respect to the trailer as described above, and the device for counting the number of teeth of the bevel gear is provided. Therefore, the configuration of the entire angle detection device becomes complicated.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above problems, the present invention provides a relative yaw angle, that is, an angle detection device that can obtain a rotation angle of a trailer that rotates with respect to a coupler base around a center axis of the coupler base with a simple configuration, and an angle detection device therefor. It is an object of the present invention to provide a coupler device for a vehicle that forms a part.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, there is provided a vehicle coupler device for connecting a tractor and a trailer, wherein an outer periphery of a coupler base has an involute curve shape.
[0010]
In the vehicle coupler device according to the first aspect, the outer periphery of the coupler base has an involute curve shape. Therefore, as the trailer rotates with respect to the coupler base and the position of the point on the outer periphery of the coupler base moves, the distance between the point on the outer periphery of the coupler base and the center axis of the coupler base increases or decreases. The distance between a point on the outer circumference of the coupler base and a point fixed with respect to the trailer is reduced or increased.
[0011]
Therefore, in a vehicle equipped with the vehicle coupler device according to claim 1, for example, the distance between a point on the outer periphery of the coupler base and a point immovable with respect to the trailer, and the rotation angle of the trailer with respect to the coupler base. Is stored in advance, the rotation angle of the trailer with respect to the coupler base can be calculated based on the distance between a point on the outer periphery of the coupler base and a point immovable with respect to the trailer.
[0012]
Alternatively, for example, the relationship between the distance between the point on the outer periphery of the coupler base and the center axis of the coupler base and the rotation angle of the trailer with respect to the coupler base is stored in advance, so that the point on the outer periphery of the coupler base and the coupler base are stored. Of the trailer with respect to the coupler base can be calculated based on the distance from the center axis of the trailer.
[0013]
In other words, according to the vehicle coupler apparatus of the first aspect, the relative yaw angle, that is, the center of the coupler base is centered, with a simpler configuration than that described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-278319. The rotation angle of the trailer that rotates with respect to the coupler base can be detected.
[0014]
According to the invention as set forth in claim 2, in the angle detection device for detecting the rotation angle of the trailer that rotates with respect to the coupler base about the center axis of the coupler base, the outer periphery of the coupler base has an involute curve shape, An angle detection device is provided, wherein the rotation angle is detected based on a position of a point on an outer periphery of the coupler base.
[0015]
In the angle detecting device according to the second aspect, the outer periphery of the coupler base has an involute curve shape, and rotates about the center axis of the coupler base with respect to the coupler base based on the position of a point on the outer periphery of the coupler base. The rotation angle of the trailer is detected.
[0016]
Specifically, for example, based on the distance between a point on the outer periphery of the coupler base located on a straight line extending from a point fixed to the trailer to the center axis of the coupler base and the fixed point thereof, The rotation angle of the trailer that rotates with respect to the coupler base about the center axis of the base is calculated. That is, in the angle detecting device according to the second aspect, since the outer periphery of the coupler base has an involute curve shape, the trailer rotates with respect to the coupler base, and the position of a point on the outer periphery of the coupler base moves. Accordingly, the distance between a point on the outer periphery of the coupler base and the center axis of the coupler base increases or decreases, and the distance between a point on the outer periphery of the coupler base and a point immovable with respect to the trailer decreases or increases. I do. Therefore, by storing in advance the relationship between the distance between the point on the outer circumference of the coupler base and the point fixed to the trailer and the rotation angle of the trailer with respect to the coupler base, the point on the outer circumference of the coupler base is stored. A rotation angle of the trailer with respect to the coupler base can be calculated based on a distance between the trailer and a point fixed with respect to the trailer. That is, in the angle detecting device according to the second aspect, for example, the rotation angle of the trailer with respect to the coupler base is obtained only by detecting the distance between a point on the outer periphery of the coupler base and a point fixed to the trailer. be able to.
[0017]
Alternatively, for example, based on the distance between a point on the outer periphery of the coupler base located on a straight line extending from a fixed point with respect to the trailer to the central axis of the coupler base and the central axis of the coupler base, , The rotation angle of the trailer that rotates with respect to the coupler base is calculated. That is, in the angle detecting device according to the second aspect, since the outer periphery of the coupler base has an involute curve shape, the distance between a point on the outer periphery of the coupler base and the center axis of the coupler base is different from the coupler base. As the trailer rotates, the position of the point on the outer circumference of the coupler base increases or decreases as it moves. Therefore, by storing in advance the relationship between the distance between the point on the outer periphery of the coupler base and the central axis of the coupler base and the rotation angle of the trailer with respect to the coupler base, the point on the outer periphery of the coupler base and the coupler base are stored. The rotation angle of the trailer with respect to the coupler base can be calculated based on the distance from the center axis. That is, in the angle detection device according to the second aspect, the rotation angle of the trailer with respect to the coupler base can be obtained only by detecting the distance between a point on the outer periphery of the coupler base and the center axis of the coupler base.
[0018]
In other words, according to the angle detecting device of the second aspect, the relative yaw angle, that is, the center axis of the coupler base is centered with a simpler configuration than the angle detecting device described in JP-A-11-278319. As a result, the rotation angle of the trailer that rotates with respect to the coupler base can be obtained.
[0019]
According to the third aspect of the present invention, in the vehicle coupler device for connecting the tractor and the trailer, the distance between the center axis of the coupler base and the point on the outer periphery of the coupler base is all on the outer periphery of the coupler base. The present invention provides a vehicle coupler apparatus characterized in that a coupler base is formed in a different manner.
[0020]
In the vehicle coupler device according to the third aspect, the coupler base is formed such that the distance between the center axis of the coupler base and a point on the outer periphery of the coupler base is different at all points on the outer periphery of the coupler base. Therefore, as the trailer rotates with respect to the coupler base and the position of the point on the outer periphery of the coupler base moves, the distance between the point on the outer periphery of the coupler base and the center axis of the coupler base increases or decreases. The distance between a point on the outer circumference of the coupler base and a point fixed with respect to the trailer is reduced or increased.
[0021]
Therefore, in a vehicle provided with the vehicle coupler device according to claim 3, for example, the distance between a point on the outer periphery of the coupler base and a point immovable with respect to the trailer, and the rotation angle of the trailer with respect to the coupler base. Is stored in advance, the rotation angle of the trailer with respect to the coupler base can be calculated based on the distance between a point on the outer periphery of the coupler base and a point immovable with respect to the trailer.
[0022]
Alternatively, for example, the relationship between the distance between the point on the outer periphery of the coupler base and the center axis of the coupler base and the rotation angle of the trailer with respect to the coupler base is stored in advance, so that the point on the outer periphery of the coupler base and the coupler base are stored. Of the trailer with respect to the coupler base can be calculated based on the distance from the center axis of the trailer.
[0023]
In other words, according to the vehicle coupler device of the third aspect, the relative yaw angle, that is, the center axis of the coupler base is centered by a configuration simpler than the configuration described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-278319. The rotation angle of the trailer that rotates with respect to the coupler base can be detected.
[0024]
According to the fourth aspect of the present invention, there is provided an angle detecting device for detecting a rotation angle of a trailer which rotates with respect to the coupler base around the center axis of the coupler base. An angle characterized by forming the coupler base so that the distance from the upper point is different at all points on the outer circumference of the coupler base, and detecting the rotation angle based on the position of a point on the outer circumference of the coupler base. A detection device is provided.
[0025]
In the angle detecting device according to the fourth aspect, the coupler base is formed such that the distance between the center axis of the coupler base and a point on the outer periphery of the coupler base is different at all points on the outer periphery of the coupler base. The rotation angle of the trailer that rotates with respect to the coupler base about the center axis of the coupler base is detected based on the position of the point on the outer circumference.
[0026]
Specifically, for example, based on the distance between a point on the outer periphery of the coupler base located on a straight line extending from a point fixed to the trailer to the center axis of the coupler base and the fixed point thereof, The rotation angle of the trailer that rotates with respect to the coupler base about the center axis of the base is calculated. That is, in the angle detection device according to the fourth aspect, the coupler base is formed such that the distance between the center axis of the coupler base and a point on the outer periphery of the coupler base is different at all points on the outer periphery of the coupler base. Therefore, as the trailer rotates with respect to the coupler base and the position of the point on the outer periphery of the coupler base moves, the distance between the point on the outer periphery of the coupler base and the center axis of the coupler base increases or decreases. The distance between a point on the outer circumference of the coupler base and a point fixed with respect to the trailer is reduced or increased. Therefore, by storing in advance the relationship between the distance between the point on the outer circumference of the coupler base and the point fixed to the trailer and the rotation angle of the trailer with respect to the coupler base, the point on the outer circumference of the coupler base is stored. A rotation angle of the trailer with respect to the coupler base can be calculated based on a distance between the trailer and a point fixed with respect to the trailer. That is, in the angle detecting device according to the fourth aspect, for example, the rotation angle of the trailer with respect to the coupler base is obtained only by detecting the distance between a point on the outer periphery of the coupler base and a point immovable with respect to the trailer. be able to.
[0027]
Alternatively, for example, based on the distance between a point on the outer periphery of the coupler base located on a straight line extending from a fixed point with respect to the trailer to the central axis of the coupler base and the central axis of the coupler base, , The rotation angle of the trailer that rotates with respect to the coupler base is calculated. That is, in the angle detection device according to the fourth aspect, the coupler base is formed such that the distance between the center axis of the coupler base and a point on the outer periphery of the coupler base is different at all points on the outer periphery of the coupler base. Therefore, the distance between the point on the outer periphery of the coupler base and the center axis of the coupler base increases or decreases as the trailer rotates with respect to the coupler base and the position of the point on the outer periphery of the coupler base moves. . Therefore, by storing in advance the relationship between the distance between the point on the outer periphery of the coupler base and the central axis of the coupler base and the rotation angle of the trailer with respect to the coupler base, the point on the outer periphery of the coupler base and the coupler base are stored. The rotation angle of the trailer with respect to the coupler base can be calculated based on the distance from the center axis. That is, in the angle detection device according to the fourth aspect, for example, the rotation angle of the trailer with respect to the coupler base can be obtained only by detecting the distance between a point on the outer periphery of the coupler base and the center axis of the coupler base.
[0028]
That is, according to the angle detection device of the fourth aspect, the relative yaw angle, that is, the center axis of the coupler base is centered with a simpler configuration than the angle detection device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-278319. As a result, the rotation angle of the trailer that rotates with respect to the coupler base can be obtained.
[0029]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0030]
1 and 2 are exploded perspective views of a first embodiment of the angle detection device according to the present invention. 1 and 2, reference numeral 1 denotes a coupler for connecting a tractor and a trailer, 2 denotes a pedestal mounted on the upper surface of the tractor, 3 denotes a coupler base, and 4 denotes a groove formed on the outer periphery of the coupler base 3. CL1 is the center axis of the coupler base 3, CL2 is the center axis of the rolling, and CL3 is the center axis of the pitching. Reference numeral 5 denotes a sensor unit attached to the trailer for measuring a distance between a point fixed to the trailer and a point on the outer periphery of the coupler base 3. Reference numeral 6 denotes a linear displacement sensor, 7 a base bracket for gripping the linear displacement sensor 6, and 8 a thrust side bracket for gripping the linear displacement sensor 6. Reference numeral 9 denotes a ball unit which is brought into contact with the groove 4 of the coupler base 3, 10 denotes an inner shaft, 11 denotes a push spring, 12 denotes an E-ring, and 13 denotes a bolt.
[0031]
3 is a plan view of the coupler base shown in FIG. 2, FIG. 4 is a perspective view of the coupler shown in FIG. 2, and FIG. 5 is a perspective view of the coupler and the sensor unit shown in FIGS. FIG. 6 is a configuration diagram of a semi-trailer to which the angle detection device of the first embodiment is applied, and FIG. 7 is an enlarged view of a portion A in FIG. 6 and 7, reference numeral 21 denotes a tractor, and reference numeral 22 denotes a trailer. Although not shown, a kingpin is provided on the lower surface of the trailer 22. The trailer 22 is arranged on the coupler 3 so that the center axis of the coupler base 3 and the center axis of the kingpin coincide with each other, and the kingpin of the trailer 22 is gripped by the jaws of the coupler 3, so that the trailer 22 moves relative to the tractor 21. Connected.
[0032]
Although not shown, in the semitrailer to which the angle detection device of the first embodiment is applied, similarly to the conventional semitrailer shown in FIGS. 18 to 20, the trailer 22 can roll with respect to the tractor 21. At the same time, pitching can be performed on the tractor 21. The trailer 22 can yaw with respect to the tractor 21 by rotating the king pin held by the coupler 1 with respect to the coupler base 3 about the center axis of the coupler base 3.
[0033]
As described above, in order to grasp the vehicle motion of the trailer 22, it is very important to grasp the relative yaw angle. However, when the tractor 21 and the trailer 22 are connected by the biaxial coupler 1 as shown in detail in FIG. Trailer 22 may roll and pitch. In such a case, in order to accurately grasp the relative yaw angle, it is necessary to detect the relative yaw angle while eliminating the effects of the roll angle due to rolling and the pitch angle due to pitching.
[0034]
Therefore, in the angle detection device of the first embodiment, the outer periphery of the coupler base 3 is formed into an involute curve shape as shown in detail in FIG. The rotation angle of the trailer 22, which rotates with respect to the coupler base 3 about the central axis CL1 of the third, ie, the relative yaw angle is detected.
[0035]
Specifically, as shown in detail in FIG. 7, a point P2 on the outer periphery of the coupler base, which is located on a straight line L extending from a point P1 fixed to the trailer 22 to the center axis CL1 of the coupler base 3, Based on the distance D1 from the fixed point P1, the rotation angle of the trailer 22, which rotates with respect to the coupler base 3 about the center axis CL1 of the coupler base 3, that is, the relative yaw angle is calculated. That is, in the angle detection device of the first embodiment, since the outer periphery of the coupler base 3 has an involute curve shape, the trailer 22 rotates with respect to the coupler base 3 and the position of the point P2 on the outer periphery of the coupler base 3 Moves, the distance D2 between the point P2 on the outer periphery of the coupler base and the central axis CL1 of the coupler base increases or decreases, and the distance D2 between the point P2 on the outer periphery of the coupler base 3 and the trailer 22 is fixed. The distance D1 from the point P1 decreases or increases. Therefore, by storing in advance the relationship between the distance D1 between the point P2 on the outer periphery of the coupler base 3 and the point P1 immovable with respect to the trailer 22, and the relative yaw angle, the relationship is detected by the sensor unit 5. The relative yaw angle can be calculated based on the distance D1 between the point P2 on the outer periphery of the coupler base 3 and the point P1 immovable with respect to the trailer 22.
[0036]
More specifically, as shown in FIG. 7, the sensor unit 5 is laid out in a plane parallel to the coupler base 3. Further, since the outer periphery of the coupler base 3 has an involute curve shape as described above, the distance D1 between the point P2 on the outer periphery of the coupler base 3 and the point P1 immovable with respect to the trailer 22, and the relative yaw The relationship with the angle is proportional. In the first embodiment, the sensor unit 5 is attached to the trailer 22 after the trailer 22 is connected to the coupler 1.
[0037]
FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of the sensor unit shown in FIG. 1, and FIG. 9 is a diagram showing a relationship between the relative yaw angle and the output voltage of the linear motion displacement sensor shown in FIG. 10 is a diagram illustrating a situation where the relative yaw angle is −90 °, FIG. 11 is a diagram illustrating a situation where the relative yaw angle is ± 0 °, and FIG. 12 is a diagram illustrating a situation where the relative yaw angle is + 90 °. is there. As shown in FIG. 8, when the relative yaw angle is ± 0 °, the sensor unit 5 is attached to the trailer 22 such that the ball unit 9 is located substantially at the center of the movable range. As shown in FIG. 10, when the trailer 22 is rotating by −90 ° with respect to the tractor 21, that is, when the relative yaw angle is −90 °, the point P2 on the outer circumference of the coupler base 3 and the trailer 22 Therefore, the distance D1 from the immovable point P1 becomes relatively long. On the other hand, as shown in FIG. 12, when the trailer 22 is rotating + 90 ° with respect to the tractor 21, that is, when the relative yaw angle is + 90 °, the point P2 on the outer periphery of the coupler base 3 and the trailer 22 As a result, the distance D1 from the fixed point P1 becomes relatively short. As shown in FIG. 11, when the trailer 22 is not rotating with respect to the tractor 21, that is, when the relative yaw angle is ± 0 °, the point P2 on the outer periphery of the coupler base 3 and the trailer 22 are immovable. The distance D1 from the point P1 is the intermediate length between them.
[0038]
As described above, in the first embodiment, the distance D1 between the point P2 on the outer periphery of the coupler base 3 and the point P1 immovable with respect to the trailer 22 is detected by the contact-type sensor unit 5. In another embodiment, a distance D1 between a point P2 on the outer periphery of the coupler base 3 and a point P1 immovable with respect to the trailer 22 can be detected by a non-contact sensor unit instead. .
[0039]
In the first embodiment, as described above, the point P2 on the outer periphery of the coupler base 3 located on the straight line L extending from the point P1 fixed to the trailer 22 to the center axis line CL1 of the coupler base 3 The relative yaw angle is calculated based on the distance D1 from the fixed point P1. In the second embodiment, instead, the center axis CL1 of the coupler base 3 is set from the fixed point P1 with respect to the trailer 22. It is also possible to calculate the relative yaw angle based on a distance D2 between a point P2 on the outer periphery of the coupler base 3 located on the straight line L extending up to the center axis CL1 of the coupler base 3 (see FIG. 7). ).
[0040]
Further, in the first and second embodiments, as described above, the outer periphery of the coupler base 3 has an involute curve shape. However, in the third embodiment, the outer periphery of the coupler base is replaced with an involute curve other than the involute curve. Shapes are also possible. In other words, if the coupler base is formed such that the distance between the center axis of the coupler base and the point on the outer periphery of the coupler base is different at all points on the outer periphery of the coupler base, the outer periphery of the coupler base has an involute curve shape. Even if not, the relative yaw angle can be calculated based on the distance between the center axis of the coupler base and a point on the outer periphery of the coupler base.
[0041]
【The invention's effect】
According to the first and third aspects of the present invention, the relative yaw angle, that is, the center of the coupler base is centered on the coupler base with a simpler configuration than that described in JP-A-11-278319. In contrast, the rotation angle of the trailer that rotates can be detected.
[0042]
According to the second and fourth aspects of the present invention, the relative yaw angle, that is, the coupler based on the center axis of the coupler base, is simpler than the angle detecting device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-278319. The rotation angle of the trailer that rotates with respect to the base can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view of a first embodiment of an angle detection device according to the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view of the first embodiment of the angle detection device of the present invention.
FIG. 3 is a plan view of the coupler base shown in FIG. 2;
FIG. 4 is a perspective view of the coupler shown in FIG. 2;
FIG. 5 is a perspective view of the coupler and the sensor unit shown in FIGS. 1 and 2;
FIG. 6 is a configuration diagram of a semi-trailer to which the angle detection device according to the first embodiment is applied.
FIG. 7 is an enlarged view of a portion A in FIG. 6;
FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of the sensor unit shown in FIG.
FIG. 9 is a diagram showing a relationship between a relative yaw angle and an output voltage of the linear displacement sensor shown in FIG.
FIG. 10 is a diagram showing a situation where the relative yaw angle is −90 °.
FIG. 11 is a diagram showing a situation where the relative yaw angle is ± 0 °.
FIG. 12 is a diagram showing a situation where the relative yaw angle is + 90 °.
FIG. 13 is a configuration diagram of a conventional semi-trailer.
FIG. 14 is a perspective view of the coupler shown in FIG. 13 viewed from a tractor side.
FIG. 15 is a perspective view of the coupler shown in FIG. 13 viewed from a trailer side.
FIG. 16 is a plan view of the coupler shown in FIG.
17 is an enlarged perspective view of a king pin provided on the trailer shown in FIG.
FIG. 18 is a diagram showing a state where the trailer is rolling with respect to the tractor.
FIG. 19 is a diagram showing a state where the trailer is pitching with respect to the tractor.
FIG. 20 is a diagram showing a state where the trailer is yawing with respect to the tractor.
[Explanation of symbols]
1 Coupler
2 pedestals
3 Coupler base
4 grooves
5 Sensor unit
6 Linear displacement sensor
9 ball unit
10 Inner shaft
