JP2013256252A - けん引自動車の横転抑制連結装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トラクタがトレーラを連結してけん引するけん引自動車において、左方向もしくは右方向に旋回したときに生ずる遠心力を、簡単な構成で削減可能にした横転抑制連結装置を提供する。
【解決手段】トラクタ１１とトレーラ１２の結合部において、その中心をトレーラの重心線１３上においた連結部２およびキングピン１を、サドルピン５の前方に配することを特徴としたけん引自動車の横転抑制連結装置。旋回時には、サドルピン５がトレーラの重心線１３の外側を回ることで、トレーラ１２の前部の荷重をこのサドルピン５で支えることができる。その結果、遠心力の働きで生ずる横転しようとする慣性を抑制することができる。
【選択図】図３

Description

本発明はけん引自動車、特にセミトレーラ方式のけん引自動車の横転抑制装置に関するもので、被けん引車（セミトレーラ）のカーブ走行時の傾きを抑制できる連結装置に関するものである。

けん引自動車は大型の貨物や重量物、長尺物などを運搬するのに適している。図１で示すように、セミトラクタ（以下トラクタと記す）１１は運転席や駆動エンジン、また前輪、後輪を有するけん引車。セミトレーラ（以下トレーラと記す）１２は貨物を積載するトレーラシャーシ９の後部下に後輪を有し、トラクタシャーシ１０上後部に設けたカプラＨＫに、トレーラシャーシ９の前部床下面に設けたキングピン１を連結して使用するもので被けん引車となる。トラクタとトレーラが連結されてはじめてけん引自動車として機能するのである。（図１においては、符号を図２から図５で示した本発明の実施形態と同じ符号を使用して説明した。したがって後記図６から図７で示す従来のけん引自動車の説明では、同一部品名であっても別の符号を付して説明している）

これまでのけん引自動車の連結装置については、図６（カプラＪＫを示す平面図）と、図７（図６におけるＢａ−Ｂｂ線の断面とその近傍部材とを示す説明図）により説明する。

カプラＪＫは、トレーラシャーシ３９の下部とグリースのような潤滑剤を介して接するサドル３４と、このサドル３４の下部に固着してサドルピン３５に遊嵌するブラケット３６ａ、および後記キングピン３１を保持するジョー３７とから成る。

サドルピン３５は、トラクタシャーシ４０上後部に設けた台座３８に固着したブラケット３６ｂにも遊嵌していて、カプラＪＫを介してかかるトレーラ４２前部の荷重を受けその荷重をトラクタ４１に伝達する機能を有する。

またサドル３４は、キングピン３１を案内するためにその両翼を開いたＶ字状のキングピンガイド３３を設け、そのキングピンガイド３３の最奥部には、半円形状の連結部３２を設ける。カプラＪＫをトラクタ４１に取りつけるときには、連結部３２の中心およびキングピンガイド３３の中心がトラクタ４１の前後方向の結ぶ中心線と一致するように設ける。

またトラクタ４１がトレーラ４２を連結する場合には、トレーラシャーシ３９前部の底下面に突出して設けたキングピン３１を連結部３２に導入し、ジョー３７により離脱不可能で、かつ回動自在の状態にして連結部３２に収納する。

サドル３４の連結部３２の両脇には一対のサドルピン３５が、その中央軸線を連結部３２の中央を通る線と一致するように設ける。（この連結装置においては実荷重点（第５輪荷重）Ｔはサドルピン３５の軸線上に位置する）すなわちトレーラ４２はキングピン３１によりトラクタ４１のけん引を受け、トレーラ４２の前荷重はサドルピン３５により受けることになる。

ここで、サドルピン３５を中心にして、サドル３４とトラクタ４１との構成を説明する。サドルピン３５は、カプラＪＫのサドル３４に設けた連結部３２の下部左右に各１個配するが、外側に配したトラクタシャーシ４０に固着した一対のブラケット３６ｂとその内側に配したサドル３４の下部に固着する一対のブラケット３６ａとに貫通遊嵌させて設ける。

この遊嵌箇所にはグリースなどの潤滑剤を塗布する事でサドルピン３５、ブラケット３６ａ相互の回動動作を円滑にさせる。そのためサドルピン３５はトレーラ４２からの荷重を支える機能を有すると同時に、トラクタ４１とトレーラ４２との走行中に生ずるピッチング運動の吸収効果すなわち上下の首振り状態の緩和に役立つ機能を有する。

また連結部３２のキングピン３１を保持するジョー３７について説明すると、図面では簡略化して模式的に円弧状の部材として示しているが、これは、例えば特開平９−８６４５４号公報などで示されているジョーのようなもので、キングピン３１がカプラＪＫを構成するサドル３４の連結部３２で結合した時にこれらを確実に保持し、またトラクタ４１とトレーラ４２を分離する時には、これらを容易に離脱させられる構成のものである。

したがって、この従来知られているトラクタ４１とトレーラ４２の連結装置では、トレーラ４１の前部の荷重は、カプラＪＫのサドル３４の上面で受けサドルピン３５を経由してトラクタシャーシ４０、タイヤへと支えられることになる。すなわちトレーラ４１の前荷重は先ずサドルピン３５により支えられるものである。

また同時に、キングピン３１の軸中心がサドルピン３５の軸中心と同一線上にあることから、カーブに入っても重心位置に変化は生じない。そのためこの従来のけん引自動車ではカーブで生じる遠心力の作用に抗してサドルピン３５とタイヤで横転を回避させるものであるため、速度と遠心力の影響を強く受け横転の危険性を強く持つものであった。

そのためこれらのけん引自動車に関しては、多数の横転防止を目的とする技術が提案されている。例えば倒れようとしているロール角を感知して運転者に危険度を知らせたり（特許文献１参照）、危険度を感知して自動的にエンジンの回転を落とす装置（特許文献２参照）などが知られている。

特許第４１６９０８２号公報 特開２００１−１０５９２７号公報

上述したように、従来のけん引自動車ではトレーラ４２とこれをけん引するトラクタ４１との連結が、カプラＪＫに結合するキングピン３１とサドル３４の下部に設けたサドルピン３５とが同一線上に配置されたものであるため、カーブに入って旋回動作を行っても重心位置に変化はなく遠心力に十分抗し得るものではなかった。また横転防止のために考えられている前述した装置も複雑な構成で極めて高価なものであって、実用性の点から疑問のあるものであった。そのため簡易な構成で横転方向の搖動（ローリング）の発生をできるだけ生じさせないようにする構成、しかも安価に作成でき、十分な横転の抑制が可能な装置が求められていた。

本発明は上記の必要、要請を汲み上げて為された発明である。すなわち、キングピンガイドの最奥部に連結部を設けたサドルと、このサドルの下部にトレーラの実荷重点を支えるサドルピンとをトラクタの後部に設けるとともに、前記連結部にトレーラに設けたキングピンを、離脱可能にして結合させるけん引自動車において、トラクタとトレーラの結合時に、その中心をトレーラの重心線上においたキングピンとの連結部を、サドルピンよりも進行方向前方に配する事により、旋回時においてサドルピンがトレーラの重心線の外側を回ることで、トレーラの荷重をこのサドルピンで支えることにより、遠心力の働きで生ずる横転しようとする慣性を抑制させることを特徴としたけん引自動車の横転抑制連結装置。

本発明によれば、このけん引自動車が旋回運動に移った時に、サドルピンがトレーラの重心線の外側を回ることによってトレーラの荷重を重心の外側で支え、それにより遠心力に対抗する働きをすることに着目してこの種のけん引自動車の課題となっていた横転の抑制を果たしたものである。

本発明はトラクタがトレーラを連結するけん引自動車において、カプラ（サドル）に結合するキングピンの位置を、サドルピンの位置よりも前方に移すという簡単な構成で、横転事故の発生抑制という効果を達成したものである。

トラクタがトレーラを連結したけん引自動車を示す側面図 本発明の実施形態における、カプラとキングピンとの結合状態を示す平面図 図２のＡａ−Ａｂ線における断面と、その近傍部材とを示す説明図 本発明の実施形態における左旋回運動中の説明図 図４の要部拡大図 従来のけん引自動車における、カプラとキングピンとの結合状態を示す平面図 図６のＢａ−Ｂｂ線における断面と、その近傍部材とを示す説明図

本発明は、前記図６と図７で示したこれまでのトラクタとトレーラの連結装置を一部改良した連結装置を提供するものである。改良点は、カプラのサドルに設けたキングピンガイドを深く切り込んだ形状に作成させ、連結部とキングピンとの結合位置を、第５輪荷重のほとんどを支えるサドルピンの進行方向前方の位置に移動させることでけん引自動車の横転を抑制させることを目的としたものである。

また以下図１から図５に基づいて説明する本発明の実施形態の説明においては、前記図６、図７で説明した従来の連結装置と同じ構成の部分に関する説明は、一部簡略化して行う。

図１は前記したように、運転席と駆動エンジンを有するトラクタ１１に、貨物を積載するトレーラ１２をトラクタ１１に設けたカプラＨＫと、トレーラ１２に設けたキングピン１とを使用して連結したけん引自動車であり、大型貨物、多量の貨物などを運搬するのに適した自動車である。

図２および図３によりこのけん引自動車におけるトラクタ１１のカプラＨＫと、トレーラシャーシ９の前側底下部に突出して設けたキングピン１との結合状態を説明する。この結合状態は、前記図６、図７で説明した従来のけん引自動車におけるカプラＪＫ、キングピン３１の連結位置を改善したところに特徴を有するものである。以下その特徴点を中心にして説明する。

カプラＨＫは、平面が略楕円形状をしたサドル４とその底部に設けたブラケット６ａおよび後記キングピン１を保持するジョー７とから成り、サドル４には楕円中央の長軸線に沿って深い切り込み形状としたＶ字状のキングピンガイド３を設け、このキングピンガイド３の最奥部（すなわちカプラＨＫをトラクタ１１に取り付けたときにはキングピンガイド３の最前部となる）に、トレーラの重心線１３上に位置させた円柱状のキングピン１を収納する半円形状の連結部２を設ける。連結部２の中央は、サドル４の楕円中央の長軸線と一致した線上にある（カプラＨＫはトラクタ１１の長手方向の中央線上に設けるため、連結部２の中央もトラクタ１１の中央線上にある）ように設ける。

この連結部２に差し込み収納したキングピン１は、図６、図７の説明で記したものと同じジョー７（図６、図７においては符号３７で示す）により強固に保持固定されるが、結合後のキングピン１は、その中心を連結部２の中心と一致した位置（図４で示すトレーラの重心線１３上）となる様に回動自在にして設けられる。またブラケット６ａは連結部２よりも後方の位置でキングピンガイド３の下部左右両脇に一対ずつ配した構成とする。

そしてトラクタシャーシ１０上の後部には、左右に間隔をおいて各一対のブラケット６ｂを固着した台座８が固着され、この各一対のブラケット６ｂの内側に、前記サドル４に固着した同じく一対のブラケット６ａを配し、これらブラケット６ａ、６ｂに円柱状のサドルピン５を貫通させて遊嵌する。このサドルピン５はトレーラ１２の実荷重を受けるもの（実荷重点Ｗすなわち第５輪荷重はこのサドルピン５内にある）でキングピンガイド３の下部左右に設けるが、その長手方向の中心軸はブラケット６ａ、６ｂと同じく、左右同一線上にあるように設ける

またこの両ブラケット６ａ、６ｂとサドルピン５との間にはグリースの様な潤滑剤を介在させて両者の回動を自在にしておくとともに、サドルピン５がブラケット６ａを貫通した個所には、サドルピン５の抜け防止のためフランジ部を作成する。

これによりサドル４すなわちカプラＨＫは、ブラケット６ａがサドルピン５に回動自在に固定されているため、けん引自動車が走行中に前後、上下に揺すられることがあってもその揺動を吸収することができる。またサドル４の直下には、トラクタシャーシ１０上に固着した台座８に、例えばゴム製などの弾力性のあるクッションパッド１４を設けることで、その揺動が過剰になったときにも、サドル４がトラクタシャーシ１０に直接衝突することがないよう衝撃防止を図っている。

また本発明の特徴とするところは上記図２、図３の説明からも明らかなように、カプラＨＫのサドル４に設けたキングピンガイド３の奥行きを深くし、キングピン１を保持固定する連結部２がトレーラ１２の実荷重を受けるサドルピン５を配した位置よりも前方にあるように設けることである。そのためけん引自動車が旋回運動をした時に、サドルピンがトレーラの重心線１３の外側を回ることにより遠心力に抗する押し上げる力が生ずることを利用して横転を抑制、回避しようとするものである。

図４は、図２、図３で示した連結装置を有する図１で示すけん引自動車が、左カーブを旋回して曲がっている状態を示す説明図である。トラクタ１１が左に旋回すると（左カーブを切ると）、カプラＨＫのサドル４に結合しているキングピン１を通じてトラクタ１１がトレーラ１２をけん引して左カーブに入っていく。

このときトレーラ１２は大きな内輪差で進行方向に進むサドルピン５の内側方向に回り込むように進む。そのためトレーラ１２の重心が内側へと移動し、サドルピン５はその外側でトレーラ１２の前荷重を支えることになる。そこで、トレーラ１２はサドルピン５により押し上げられ内側に倒れ込む方向への力を受け、これにより左方向への旋回で生じた外側に倒れ込む力（慣性、遠心力）を打ち消す効果、すなわち横転抑制の効果が生じて安定走行が可能となる。

また、図５は図４の要部を拡大して示した図である。けん引自動車が左カーブを旋回するとき、トラクタ１１はカプラＨＫに連結したキングピン１によって、トレーラ１２はトラクタ１１にけん引され左カーブを旋回して行く。そのときけん引自動車には二つの作用が働いている。

一つ目の作用はトレーラ１２の重心が内側に移動することである。キングピン１はトラクタ１１の前輪タイヤの向きに引かれるように左内側に移動し、連結部２が従来の連結装置に比較して前方に配置していることもあり、早めに曲がって移動して行く。それに応じてトレーラ１２の後輪も内輪差があることから、より内側に回り、トレーラの重心線１３も内側に向けて移動し、サドルピン５、実荷重点Ｗより左に移動する。

二つ目の作用は、重心の外側で荷重を支えることである。これは、連結部２がサドルピン５より前方に位置しているため、一対のサドルピン５の軸芯線中間にある実荷重点Ｗが連結部２に支持されているキングピン１の軸芯を通るトレーラの重心線１３の外側を通ることから生ずる現象である。このことによりサドルピン５はトレーラの重心線１３の外側でトレーラ１２の前荷重を支えることになり、トレーラ１２を内側に押し上げる力を生じさせる。

以上の二つの作用によって、左方向の旋回においては右方向に働く慣性（遠心力）を打ち消す力を発生させ、横転しようとする働きを抑制できるものである。この横転抑制効果はけん引自動車を旋回させるときに生じる旋回方向とは逆に働く慣性（遠心力）を打ち消す力を生じさせることを特徴とするものである。そのため、けん引自動車を右方向に旋回させようとする場合にも当然同じ効果を奏することができる。

本発明を実施する場合の具体例を説明する。連結部２をサドルピン５より前方に６０ｃｍ出したカプラＨＫのサドル４を使用して３０度曲がると、実荷重点Ｗは２０ｃｍ外側を移動する。これにより重心の外側２０ｃｍのところが支点となり、荷重を支えることになる。重心が内側に移動したため内側に向けた力が生じている。次に４５度曲げた場合には実荷重点は３０ｃｍ外側に移動することになる。旋回する角度（カーブ）が大きくなるほど重心の移動が大きくなり横転の抑制効果を達することができる。

またサドルピン５よりも前方に設ける連結部２およびキングピン１までの距離について説明すると、その最大距離はトレーラ１２の車幅２５０ｃｍ（キングピン１から使用できるのは約１２０ｃｍ）として、これからサドル４で連結部２の前方に３０ｃｍ以上の乗りしろ（トレーラ１２が乗るスペース）が必要（サドルピン５の後方にも３０ｃｍ以上の乗りしろが必要）なことから、これを前記１２０ｃｍから引くと約９０ｃｍが使える最大距離となる。すなわち連結部２、キングピン１はサドルピン５を設ける位置よりも最大９０ｃｍの距離まで前方に設けることができる。この距離は大きいほど横転抑制の効果が顕著になるものである。

図１から図５の符号
１ キングピン
２ 連結部
３ キングピンガイド
４ サドル
５ サドルピン（カプラの可動軸）
６ａ ブラケットサドル用
６ｂ ブラケット台座用
７ ジョー（爪）
８ 台座
９ トレーラシャーシ
１０ トラクタシャーシ
１１ トラクタ（けん引車）
１２ トレーラ（被けん引車）
１３ トレーラの重心線
１４ クッションパッド
Ｗ 実荷重点（第５輪荷重）
ＨＫ 本発明のカプラ
図６図７の符号
３１ キングピン
３２ 連結部
３３ キングピンガイド
３４ サドル
３５ サドルピン（カプラの可動軸）
３６ａ ブラケットサドル用
３６ｂ ブラケット台座用
３７ ジョー（爪）
３８ 台座
３９ トレーラシャーシ
４０ トラクタシャーシ
４１ トラクタ（けん引車）
４２ トレーラ（被けん引車）
Ｔ 実荷重点（第５輪荷重）
ＪＫ 従来のカプラ

本発明は上記の必要、要請を汲み上げて為された発明である。すなわち、キングピンガイドの最奥部に連結部を設けたサドルと、このサドルの下部にトレーラの実荷重点支えるサドルピンとをトラクタシャーシ上に設けるとともに、前記連結部にトレーラに設けたキングピンを、離脱可能にして結合させるけん引自動車において、トラクタとトレーラ結合時に、その中心をトレーラの重心線上においたキングピンとの連結部を、サドルピンよりも進行方向前方に配することにより、旋回時においてサドルピンがトレーラの重心線の外側を回ることで、トレーラの前荷重を重心の外側でこのサドルピンで支えることにより、遠心力の働きで生ずる横転しようとする慣性を抑制させることを特徴としたけん引自動車の横転抑制連結装置。

本発明によれば、このけん引自動車が旋回運動に入った時に。サドルピンがトレーラの重心線の外側を回ることによってトレーラの前荷重を重心の外側で支え、それにより遠心力に対抗する働きをすることに着目してこの種のけん引自動車の課題となっていた横転の抑制を果たしたものである。

Claims (1)

1. キングピンガイドの最奥部にキングピンと結合させる連結部を設けたサドル、このサドルの下部にトレーラの実荷重を支えるサドルピンとを設けた連結装置を、トラクタシャーシ上に設けるとともに、前記連結部にトレーラの前部床下面に突出して設けたキングピンを、離脱可能にしてかつ回動自在の状態にして結合させるけん引自動車において、トラクタとトレーラの結合時に、その中心をトレーラの重心線上においた連結部およびキングピンを、サドルピンよりも前方に配することにより、旋回時においてサドルピンがトレーラの重心線の外側を回ることで、トレーラの荷重をこのサドルピンで重心の外側を支えることにより、遠心力の働きで生ずる横転しようとする慣性を抑制させることを特徴としたけん引自動車の横転抑制連結装置
   

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