JP2010047245A

JP2010047245A - カミヤテックトレーラー

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Publication number: JP2010047245A
Application number: JP2009093419A
Authority: JP
Inventors: Minoru Kamiya; 稔紙屋
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-03-16
Filing date: 2009-03-16
Publication date: 2010-03-04
Anticipated expiration: 2029-03-16
Also published as: JP5584426B2

Abstract

【課題】トラクターとトレーラーからなる長尺貨物輸送用車輌において、ヘアーピンスリップを防止するステアリング機構を提供する。
【解決手段】トレーラーの前端部に設置して成るブレーキチャンバー（Ｋ）の作動力を、直接、車輪部のアジャスターロットやディスクブレーキの作動力として応用する手段によりトラクター・トレーラーとのブレーキの作動時間差を解消しヘアーピンスリップを防止して、更に梃付ベルクランク型キングピンを装着したトラクター・トレーラーが右旋回走行すればトレーラー側から見た該ベルクランクは梃の働きで右回りのねじり作用が働きトルクが生じベルクランクが右回転運動作用をする効果を得る。該ベルクランクに棒鋼を連結して成る回転作動力伝達機構の設置によりトレーラー後部の車輪のステアリング機構の操作動力として応用し、該梃の働きによってヘアーピンスリップを防止する。
【選択図】図８

Description

長尺貨物の道路輸送用車輌に関する。ポールトレーラーに代わる被牽引車、トレーラーに関する。

Ｈ型鋼やシートパイル、レールなど長尺貨物の道路輸送用車輌としては一般的にトラクターとポールトレーラー等の被牽引車輌を使用して輸送している。該トラクターとポールトレーラーの連結形状と貨物の積載状態は、トラクターのカプラー上へ搭載して成る回転盤（あ）（積荷台支持点、）（あ）とポールトレーラー上へ搭載して成る回転盤（い）（積荷台支持点）（い）との２支持点で長尺貨物を積載する状態と成る為、該２支持点の中間は長い空間が生ずる積載状態と成り、走行中この中間の長い空間部分へ、人や車輌等の飛び込む事故や、右折左折時の巻き込み事故などが発生して危険である。サイドバンバーなどの防止装置の設置が不可能な構造が現状であって改善する必要がある。この為ポールトレーラーそのものの構造（形状）を廃止して新しい形状のトレーラーを考案する必要がある。

現状のポールトレーラーでは長尺積載貨物自体に車輪を装着して積載貨物を直接引っ張る、牽引すると言う荒っぽい走行形態と成っていて、該長尺積載貨物（特に、ばら積み、や結束貨物等）の輸送では走行中、積荷は、ねじれ、たわみ、上下の揺さぶりなどで不安定となって荷物の固定具が道路走行中、運転者が気付かない間に緩んだりして、落下の危険性のある積荷状態のまま運転を続けている輸送状態が現状である。

トラクターとトレーラーとの従来からの連結装置はトラクターのカプラー部分とトレーラーのキングピン部分とによって成っていて、丸棒鋼の棒状のキングピンをカプラーに挟み込み外れない様にロックされて成っている。該丸棒鋼の棒状のキングピンは牽引する為に曲げ作用だけの力が働いているキングピン構造と成っている。

牽引車（トラクター）のブレーキを作動させると被牽引車（ポールトレーラーやセミトレーラー）のブレーキの作動は時間差が生じて被牽引車（ポールトレーラー）のブレーキチャンバーがやや遅れて作動すると云う重要な構造上の欠点がある。多数連結した鉄道貨車に於いても同じ問題が昔からあった。トラクターから長いゴムホースを使用して高圧エアーを圧送し、該高圧エアーがポールトレーラーの（膨張圧縮型ブレーキチャンバーを作動させる為の）ブレーキ作動力として作用している為に、（圧縮エアーでリレーバルブを作動させる為に時間を要する）時間差が生ずる原因となっている。この為牽引車（トラクター）が下り坂カーブ等の曲線道路走行ではブレーキ作動の度に、被牽引車（ポールトレーラー）からトラクターは押される状態となりトラクターのタイヤはヘアーピンスリップ等が常に生じる危険な事態と成っている。雨や雪の路面では例えＡ・Ｂ・Ｓブレーキ装置装着車でもヘアーピンスリップは防止不可能な状態であり、また該長いゴムホースを使用して高圧エアーを圧送しブレーキ作動する手段の代わりに、例え電気式装置に換えて時間差を解消しトラクターと被牽引車が同時にブレーキ作動したとしても、ヘアーピンスリップは防止不可能である状態に変わりは無い。牽引車（トラクター）が２車軸（駆動軸１）で被牽引車（トレーラー）が３車軸（車輪のステアリング機構無し）であった場合，なお更の事、ヘアーピンスリップは起き易く防止不可能である。

既存のポールトレーラーの構造上の問題を解決してポールトレーラーに代わる、より安全な長尺貨物輸送用車輌を製作する為、次の３箇所の構造変更を課題とする。１）トレーラーの車輪にはステアリング機構を装着して該ステアリング操作をする為の動力を自動的に引き出し、同時にヘアーピンスリップを防止する為にはどこを改造するかを課題とし、２）トラクターとトレーラーとのブレーキ作動時間差を解消し、雨や雪の路面でもヘアーピンスリップ現象を防止する為にはどこを改造するかを課題とする、３）長尺貨物積載車輌の左右両側面にサイドバンバーを設置する為にどこを構造変更するかを課題とする。

従来からのセミトレーラー型のシャーシー構造を、直方体の箱型シャーシー２個を互いに差し込み或いは引き伸ばし式とした構造（レッカー車の２段ブームのシリンダー形状で、積載貨物の長さに相応して箱型シャーシーを伸ばし固定位置を設定しボルトナットで固定する）として成る伸縮式箱型シャーシーのトレーラーとする（シリンダー形状）構造によって箱型シャーシーの左右両側面へサイドバンバーが設置可能と成る手段により課題（３）は解決する

箱型シャーシートレーラーの前端部分（Ｘ）にブレーキチャンバー（Ｋ）を複数個設置して、該ブレーキチャンバーから箱型シャーシートレーラー後部（Ｚ）の車軸上付近まで、作動力伝達用の長い棒鋼（Ｍ）を（箱型シャーシーの空洞内を通って）連結してチャンバー作動力伝達機構を設置する。ブレーキチャンバー（Ｋ）の作動力（Ｍ´）は該伝達機構によって、前方方向へ引っ張り作用（Ｍ´）が働き、棒鋼（図８：Ｍ）の力（Ｍ´）の方向はトレーラー後方車軸上付近で方向転換する。該方向転換した力は車輪部のアジャスターロット等を作用する力と成り、デイスクブレーキ又はブレーキライニングの作動力として直接作用するブレーキ操作機構と成る手段により、トレーラーとトラクターとのブレーキ作動時間差は解消して課題（２）は解決する。該ブレーキチャンバー（Ｋ）はトラクター側のブレーキチャンバー（ｋ）を作動させる為のエアーリレーバルブ（ｎ）から極近い位置に設置して成る為該ブレーキチャンバー（Ｋ）を作動させる為のエアーホース（ｍ）は、短いエアーホース（ｍ）で充分足りてチャンバー（Ｋ）作動が可能と成る。トラクター側のブレーキペタル（バルブ）を踏んでブレーキを作動させると、トラクター側のブレーキチャンバー（ｋ）と箱型シャーシートレーラー側のブレーキチャンバー（Ｋ）とが瞬時に同時に連動して（ブレーキが）作動する機構によって、該作動時間差（０秒近い）は解消して課題（２）は解決する。箱型シャーシートレーラーの空洞内を通るチャンバー作動力伝達用機構の設置（ポールトレーラーでは不可能）によるチャンバーの作動力の伝達手段を特徴とする構造と成っている。

ステアリング操作機構を装着した箱型シャーシートレーラーの車軸部分の車輪部に於いて該車輪のステアリング操作動力を自動的に引き出す為には、トラクターとトレーラーとの既存の連結装置の構造に着目して、従来型キングピン（図２）の代わりに図３、図４で示す如く梃付ベルクランク型キングピンの装着によって、ヘアーピンスリップ（ジヤックナイフ現象）も防止可能と成り課題（１）は解決する。

図１は従来のカプラー装置の斜視図であり、カプラー装置の概略的緒元構成は以下の通りである。カプラー装置のベース（Ｉ）は溝付平面鋼板である、ベースの厚み（Ｆ−Ｈ）は約３０ｍｍでおよそ円形状であって後方側（ＡＢ〜ＦＧ間）は扇形状に切り取った入り口溝としてキングピンの誘導導入路となっている。円形状のベース中央部（ＢＣＤＦ）までの導入路溝の幅（ＢＦ）は約５０ｍｍあり長さ（ＢＣＤ）は約１００ｍｍである。円形状のベース中央部（ＢＣＤＥＦ）のカプラー装置内部構成は、導入されたキングピン（図２）の（５５・５６・５７・５８部分）を、部品名ジョー（図７・３２）（右１個、左１個、厚さ：３０ｍｍ、幅：３０ｍｍ）によって挟み込み、挟んだ後は外れない様にロックガードされて連結を完了する機構である。

従来型キングピンとは図２で示す通り丸棒鋼の棒状のキングピン形状で、トレーラーを牽引するだけの為の働きをして成り、又該キングピンに対して曲げ作用だけの力が働く単純な構造として成っている。既存の従来型キングピンは通常セミトレーラーシャーシーの前端部（Ｘ）に内蔵されたボスに強固に固定されて成っていてボス（トレーラー側）の内部でキングピンが自由回転不可能と成っている。該従来型キングピンの緒元構成は以下の通りである。ボスの高さ（５１・６４）は約２００〜３００ｍｍ。２個のジョー（図７：３２）で左右から挟みこむ部分（５６・５７。５８・５５）、高さ（５６・５７間）は約３８ｍｍ、はずれ止め（５９・６０・６１・６２）の高さ（６０・６１間）は約２５ｍｍあり、該のキングピンの直径（５３・５４）は約７０ｍｍある。カプラー側のジョウ（部品名）により挟み込んだジョウの内径側（図７：３２）と該キングピンの挟む部分（５５・５６）の直径（５０ｍｍ）との間の隙間は殆どなく、該キングピンのはさむ部（５５・５６．５７・５８）（摩擦による磨耗部分）が、ジョウの内径で自由回転する構造である

図４は梃つきベルクランク型キングピン構造の斜視図であり、図３は該側面図である。該梃つきベルクランク型キングピン構造の梃部分の形状は１４・１５部分へ梃（１３・１４・１５・１６・１７）を取付けた形状で、カプラーベース（Ｉ）の中央部分の導入路（ＢＣＤＥ）の形状と完全に同一で該キングピンの梃部分（１３〜１７）はカプラーベースの導入路（ＢＣＤＥ）に差し架かって進入し、はまり込んでピッタリ合致する形状として成っている。該梃つきキングピンが矢印方向に進んでカプラー装置の導入路へ進入し連結を完了した時点ではカプラーベース（Ｉ）部分の縦の面（ＦＨ）が、梃部分の（１６・１７）面に接面するため、該梃付キングピンがカプラーの中で右、左に回転不可能と成る構造である。図６で示すように梃つきキングピンの梃部分の上部（７・８・１３・１４）はボス（図６：２８ベアリング付）の内径の中で自由回転し、梃付キングピンの上端部（３・４・５・６）もボス（図６：２７ベアリング付）の内径の中で自由回転する。

梃付ベルクランク型キングピンにトルクを発生させる為には、言い換えれば従来型キングピン自体に自動的にトルクが発生する原因と成る構造とする為には、そして発生したトルクを（箱型シャーシートレーラー後部（Ｚ）の）車輪のステアリング操作の為の自動的な操作動力として利用する為には、図３、図４で示すごとく、
梃付キングピンのボス（２７）とボス（２８）の中間部分（図３、図４：５・８，６・７）に、ベルクランク（図５・図６：２９）を取付けて、５角形や、角型スプライン（図４：５〜８）（ず７：３０）等による強固な取付け方法によって取付け、固定して、該キングピンと一体構造（図７：３０）として成っている。該梃付ベルクランク型キングピンは、箱型シャーシー先端部の空洞内へ設置して成るボス（２７）、ボス（２８）の中でのみ、（トレーラー側から見て）自由回転する構造と成っている。
トラクター・トレーラーが曲折走行すれば、トレーラーが該梃付ベルクランク型キングピン（Ｐ）を中心点として円回転（円運動）する状態と成りトラクター側から該ベルクランクを見れば回転はしていないが、トレーラー側から該ベルクランクを見れば回転した状態として見える。故に該梃付ベルクランク型キングピンには、ねじれが生じトルクが自動的に発生する構造として成っている。また該ベルクランクを装着したキングピン構造により、従来型キングピンではキングピンの（図２：６３・５３・５７）に対し牽引するだけの作用が働き、横からの曲げ作用の力だけが働くが、該梃つきベルクランク装着型キングピンでは該梃部分の働きによってキングピン自体の軸（３〜１７）の部分には〔ベルクランクの装着によってトレーラー車輪のステアリング操作の為のタイヤの摩擦抵抗力（α）とステアリング機構作動力（β）等の負荷力が加わり、該力を克服する為の力（γ）と強度が必要と成る。〕ねじれ作用（トルク作用）が加わって働く。トラクター・トレーラーが旋回曲折走行すれば、該ベルクランクには強力な回転運動作用が働き強力な作動力が生ずると言う効果（結果）が得られる機構を特徴として成っている。この為、該キングピンには強化材質を用いて、梃付きキングピンの直径を太くし、カプラーベースの中心部分（Ｉ）の厚さ（ＦＨ）も厚く設定し強化して成っている。

トラクター車両の中心線をＯＰＱとし、箱型シャーシートレーラーの中心線をＲＰＳ、梃つきベルクランク型キングピンの中心点をＰとし、トラクターが箱型シャーシートレーラーを連結して、直進牽引走行する場合、トラクターと箱型シャーシートレーラーの車輌中心線ＯＰＱ、ＲＰＳは直線であるが、トラクターが直線走行から例えば右に３０度旋回走行すればトラクター車輌中心線ＯＰＱは箱型シャーシートレーラー中心線ＲＰＳに対して∠ＯＰＲは３０°と成る。（走行軌跡図とこの計算角度算出は省略する）、箱型シャーシートレーラーの前部に設置して成る、ボス（２７）、ボス（２８）を軸受けとして回転する該ＮＯ．１ベルクランクも∠３０°右に回転運動作用することとなって∠３０°の回転モーメント（トルク）が発生する効果（結果）を得る。それゆえにＮＯ．１ベルクランクは中心点（Ｐ）から半径ｂ１（の長さ）で円周移動し、作動力伝達用丸棒鋼も∠３０°円周動してＪの矢印方向に作動力が働く。（Ｊ）の力と距離の運動量は計算しステアリング機構と車輪の角度とを設定する。該運動作用と同様に図８に示すごとくＮＯ．２、ＮＯ．３、ＮＯ．４のベルクランクも∠３０°円周動する。故に該ベルクランクに於いて∠３０°回転して発生した、運動作用の力と距離はベルクランクの半径の数値により決まる。ＮＯ．１ベルクランク（左側、ａ１、ｂ１、ｃ１）、ＮＯ．３ベルクランク（ａ３，ｂ３ｃ３）、ＮＯ．４ベルクランク（右側ｄ４、ｅ４、ｆ４）・・・・等々の連結孔の位置はそれぞれ計算して決定し設定する作動力伝達機構として成る。トラクター・トレーラーが曲折旋回走行すればトレーラーの該車輪のステアリング（旋回舵取り）操作動力はベルクランクと梃との働きで、自動的に発生するトルクにより自動的にステアリング機構操作動力を得て、ヘアーピンスリップを防止する構造として成っている。よって課題１は解決する。

１）図８は３車軸トレーラーでステアリング機構の無い車輪の場合では、トラクターが右旋回走行すれば、トレーラーのタイヤの路面との摩擦抵抗によりトレーラー前端部（Ｘ）には左へ戻しの力（矢印方向Ｌの力）が働き、トラクターの前車軸には矢印方向（Ｎ）の力が働きやすく成る為、ヘアーピンスリップ現象が起きる原因が生ずる。３車軸トレーラーでステアリング機構の有る車輪の場合ではタイヤの路面との摩擦抵抗が発生しない為、車輌中心線ＯＰＱ・ＲＰＳ，∠ＯＰＳは大きく一定の角度を維持した状態で走行する。さらに、梃つきベルクランク型キングピンの梃部分の働きで自動的に、ヘアーピンスリップが生ずる原因を防止する。２）該梃付ベルクランク型キングピンに自動的にトルクが生じ、トレーラーの車輪のステアリング機構操作動力として応用する機構であり、単純構造である為、制作費は安価で堅固な構造として成る。またタイヤの磨耗が減少する。３）伸縮式箱型シャーシーの左右両側面にはサイドバンバーを設置して成り、該シャーシーの空洞内にはステアリング操作動力伝達機構の連結丸棒鋼と、ブレーキチャンバーの作動力伝達機構の連結丸棒鋼とを併設して設置して成り、トラクターとトレーラーとのブレーキ作動時間差を解消し、ヘアーピンスリップを防止する長尺貨物輸送用車輌と成る。

従来型カプラー概略全体斜視図従来型キングピン概略全体図梃付ベルクランク型キングピンの全体側面梃付ベルクランク型キングピンの全体斜視図梃付ベルクランク型キングピンの上面図箱型シャーシー前端部へ装着した梃付ベルクランク型キングピンの全体正面図箱型シャーシー前端部へ装着した梃付ベルクランク型キングピンの全体側面図梃付ベルクランク型キングピン装着したステアリング機構を有するトラクター・トレーラーの右折時の走行状況全体上面図

Ａ・Ｂ・Ｃ・Ｄ・Ｅ・Ｆ・Ｇ・Ｈ：カプラーの各部位Ｉ：ベース（平面鋼板）
Ｊ：ベルクランクの作動力伝達用丸棒鋼の矢印の進行方向を示す
Ｍ：ブレーキチャンバーの作動力伝達用丸棒鋼の矢印の進行方向を示す
ＯＱ：トラクターの車輌中心線Ｘ：箱型シャーシートレーラーの前端部
ＲＳ：トレーラーの車輌中心線Ｚ：箱型シャーシートレーラーの後端部
ａ１．ｂ１．ｃ１．ｄ１．ｅ１．ｆ１：第一ベルクランクの連結用孔
１〜２５：梃付ベルクランク型キングピンの各部位。３６：箱型シャーシー
１〜４：ボルトナットのネジ山９〜１２：角型スプライン（３０）
２７，２８：ボス２９：ベルクランク３４，３５：ベアリング
３２：ジョウ（カプラー内部品名）３８：ロット丸棒鋼

Claims

梃付ベルクランク型キングピン。該梃付ベルクランク型キングピンを装着したトラクター・トレーラーの曲折走行時では、該梃付ベルクランク型キングピンに自動的にトルク（ねじれ作用）が発生して、回転作動力が生ずる。該トルクを箱型シャーシーの空洞内のステアリング操作動力伝達機構を通じてトレーラー後部車輪のステアリング機構へ操作動力として応用し、該キングピンの梃部分の働きによってトラクターのヘアーピンスリップを防止する機構。
長尺貨物輸送用車輌で伸縮式箱型シャーシートレーラーの前端部に設置して成るブレーキチャンバーの作動力を、該箱型シャーシーの空洞内に伝達用丸棒鋼を通して成るチャンバー作動力伝達機構をステアリング操作動力伝達機構と併設して設置し、直接、車輪部のアジャスターロットやディスクブレーキ（ブレーキライニング）の作動力として応用する機構によりトラクターとトレーラーとのブレーキの作動時間差を解消し、ヘアーピンスリップを防止可能と成る機構。