JP5474474B2 - トレーラ - Google Patents

Description

本発明は、トラクタに牽引されるトレーラに関し、特に補助ブレーキを備えるものに関する。

重量物や大形物を輸送するための車両として、トラクタ（牽引車）に牽引されるトレーラ（被牽引車）が用いられている。走行用の原動機を備えるトラクタは、主ブレーキである摩擦ブレーキに加えて、排気ブレーキやリターダなどを補助ブレーキとして備えている。摩擦ブレーキは、大きな制動力を発生することができ、車両を確実に停止させるために不可欠であるが、連続的に使用されると制動力が低下しやすい。一方、排気ブレーキやリターダは、摩擦ブレーキに較べて制動力を緩やかに発生するが、連続的に使用されても制動力が低下しにくい。このため、補助ブレーキを備えるトラクタ自体は、長い急坂路を下るような場合にも、摩擦ブレーキを常用することなく速度を一定に維持することができる。

ところが、自走機能を有していないトレーラは、補助ブレーキを備えておらず、トラクタ側における制動操作に応じて作動する摩擦ブレーキを備えるのみである。このため、トラクタに牽引されて長い急坂路を下るような場合に、トレーラ側では、摩擦ブレーキが連続的に使用されることになり、制動力が不足することがある。このようにトレーラ側の制動力がトラクタ側の制動力に較べて低下すると、制動距離が増大するだけでなく、いわゆるジャックナイフ現象などが誘発されやすくなる。

そこで、このような状況を生じにくくするために、トレーラ側にもリターダを装備することが提案されている（例えば、特許文献１および特許文献２）。リターダは、車両の動力伝達系において駆動軸の回転を規制する手段であり、前述したようにトラクタなどの補助ブレーキとして用いられているものである。すなわち、この提案によれば、自走機能を有しないトレーラに、差動（ディファレンシャルギア）装置や、この差動装置とリターダとを結ぶシャフト（以下では、便宜上プロペラシャフトと称する。）を装着する必要が生じる。

ところで、トレーラにリターダを装着して補助ブレーキとして利用しようとする上記提案は、トレーラの安全な運行に資すると認めることができるものである。しかし、本願発明者が実際に検討した結果、上記提案に係るトレーラの構成によると、小さい半径で旋回する際に、滑らかに走行できず、左右輪の回転差が大きくなり過ぎて差動装置などを損傷する場合がある、という問題が見いだされた。

実開平６−２１３０３号公報 特開平１０−２１７９２５号公報

本発明は、このような事情をふまえて行われたものであり、リターダを補助ブレーキとして備え、小半径でも何ら支障なくスムーズに旋回できるトレーラを提供すること、を課題とする。

上記の課題を解決するために、本発明のトレーラは、少なくとも一対の左右輪をアクスルシャフトを介して互いに接続する差動装置と、プロペラシャフトを介して前記差動装置と結合されたリターダと、前記一対の左右輪の少なくとも一方側のハブに設けられたフリーホイールハブ機構と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、少なくとも一対の左右輪をアクスルシャフトを介して互いに接続する差動装置と、プロペラシャフトを介して前記差動装置と結合されたリターダと、前記一対の左右輪の少なくとも一方側のハブに設けられたフリーホイールハブ機構と、を備えることにより、小半径でもスムーズに旋回することが可能であり、しかも差動装置などを損傷することがないトレーラを提供することができる。

本発明の一実施形態としてのトレーラのシャーシの構成を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。 トレーラにリターダおよび差動装置が架装された状態を示す平面図である。 フリーホイールハブの外観を示す図であり、（Ａ）は側方から見た図、（Ｂ）は軸方向から見た図である。 軸方向から見たフリーホイールハブ機構の概略図である。 ロック状態にあるフリーホイールハブの軸方向における断面図である。 フリー状態にあるフリーホイールハブの軸方向における断面図である。 通常のハブの軸方向における断面図である。 本発明の別の実施形態としてのトレーラのシャーシの構成を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の一実施形態としてのトレーラのシャーシの構成を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。なお、図１における下方がトレーラの前側（トラクタ側）である。このトレーラ１００は、２軸のセミトレーラであり、はしご形のフレーム１５０の前端側に設けられたキングピン１７０が図示されていないトラクタのカプラベースに結合されることによって、トラクタに牽引される。

トレーラ１００の前軸の左右一対の車輪（ホイール）間には、差動装置１１０が配置されている。差動装置１１０は、図示されていないアクスルシャフトによって、前軸の左右一対の車輪を互いに接続している。また、差動装置１１０は、プロペラシャフト１１１を介して、リターダ１１２と結合されている。同様に、トレーラ１００の後軸の左右一対の車輪間には、差動装置１２０が配置され、図示されていないアクスルシャフトによって、後軸の左右一対の車輪を互いに接続している。差動装置１２０は、プロペラシャフト１２１を介して、リターダ１２２と結合されている。

リターダ１１２およびリターダ１２２は、いずれも、トレーラ１００がトラクタ側から牽引力を受けて走行している時には動作せず、トラクタ側において減速操作が行われた時だけ作動する。具体的には、リターダ１１２は、トラクタの運転者がアクセルペダルを戻した際に、プロペラシャフト１１１の回転を妨げる制動トルクを発生することによって、差動装置１１０を介して前軸の左右輪の回転を規制し、トレーラ１００を減速する。同様に、リターダ１２２は、プロペラシャフト１２１の回転を妨げる制動トルクを発生ことによって、差動装置１２０を介して後軸の左右輪の回転を規制し、トレーラ１００を減速する。

ここで、リターダ１１２およびリターダ１２２は、電磁式、流体式、永久磁石式など、どのような形式のものでも差し支えない。リターダの形式は、それぞれの特性や、架装上の条件、トレーラの運行態様、などを総合的に考慮して選択される。

図２は、トレーラ１００のシャーシにリターダおよび差動装置が架装された状態を示す平面図であり、図１（Ａ）の一部を拡大したものに相当する。図２においても下方がトレーラの前側（トラクタ側）である。なお、図２では、前軸および後軸ともに、左右輪の図示が省略されている。

前軸用のリターダ１１２および後軸用のリターダ１２２は、それぞれ、フレーム１５０に取り付けられ、ジョイント部を介してプロペラシャフト１１１およびプロペラシャフト１２１の前端側と結合されている。ここで、リターダ１１２およびリターダ１２２の装着位置は、プロペラシャフト１１１およびプロペラシャフト１２１と結合できる位置であればどこでも構わないが、走行風を利用して放熱を効率よく行うことができることや、石跳ね等によって損傷しにくいこと、などを考慮して決定されることが望ましい。

差動装置１１０および差動装置１２０は、図示されていない懸架（緩衝）装置を介して、フレーム１５０に取り付けられている。差動装置１１０および差動装置１２０は、それぞれ、ディファレンシャルギアと、このディファレンシャルギアによって互いに接続される左右一対のアクスルシャフトを、ケース内に収容している。また、差動装置１１０および差動装置１２０は、それぞれ、ジョイント部を介してプロペラシャフト１１１およびプロペラシャフト１２１の後端側と結合されている。

前軸の差動装置１１０の両側には、ハブ１１３およびハブ１１４が取り付けられている。トレーラ１００の右側（図２では左側）のハブ１１３は、操作部１１３ａが操作されることによってアクスルシャフトと車輪とを結合（ロック）状態または分離（フリー）状態のいずれかに切り換える、フリーホイールハブ機構を備えている（以下では、フリーホイールハブ機構を備えているハブをフリーホイールハブと称する）。一方、トレーラ１００の左側（図２では右側）のハブ１１４は、アクスルシャフトとホイールとを結合ボルトによって常時結合している、通常のハブである。

同様に、後軸の差動装置１２０の右側にはフリーホイールハブ１２３が取り付けられている。フリーホイールハブ１２３は、フリーホイールハブ１１３と共通の構造を有し、操作部１２３ａが操作されることによって、アクスルシャフトと車輪との間をロック状態またはフリー状態に切り換える。また、差動装置１２０の左側には、通常のハブ１２４が取り付けられている。なお、フリーホールハブ１１３およびフリーホールハブ１２３については、後に詳述する。

さらに、前軸の差動装置１１０の両側には摩擦ブレーキ１１８が設けられ、同様に、後軸の差動装置１２０の両側にも摩擦ブレーキ１２８が設けられている。摩擦ブレーキ１１８および摩擦ブレーキ１２８は、いずれも、トラクタ側における制動操作に応じて動作する。具体的には、摩擦ブレーキ１１８および摩擦ブレーキ１２８は、トラクタの運転者がブレーキペダルを踏んだ際に、車体側に支持されている摩擦材（シュー）が車輪と共に回転するドラムの内部に押しつけられることによって、左右輪の回転を規制し、トレーラ１００を減速または停止させる。

次に、トレーラ１００が備えるフリーホイールハブ１１３およびフリーホイールハブ１２３について説明する。なお、後軸のフリーホイールハブ１２３については、前軸のフリーホイールハブ１１３と構成が共通しているので説明を省略し、以下ではフリーホイールハブ１１３のみについて説明する。

図３はフリーホイールハブ１１３の外観を示す図であり、（Ａ）は側方から見た図、（Ｂ）はアクスルシャフトの軸方向から見た図である。ハブ１１３のフリーホイールハブ機構は、その基部が車輪側に結合された円筒状のケーシング１１３ｂの内部に収納されている。ケーシング１１３ｂの頂部には、後述する結合部材１１５ｃをアクスルシャフトの軸方向に沿ってスライドさせるためのねじ部材の一端側が突出して、操作部１１３ａをなしている。

図４は、ハウジング１１３ｂに収容されているフリーホイールハブ１１３の機構をアクスルシャフトの軸方向から見た概略図である。すなわち、ハブ１１３のフリーホイールハブ機構は、アウターシャフト１１５ａと、インナーシャフト１１５ｂと、結合部材１１５ｃとに、３分割されたアクスルシャフト１１５によって構成されている。車輪側に結合されているアウターシャフト１１５ａにはその内周にセレーションが形成され、差動装置１１０に結合されているインナーシャフトにはその外周にセレーションが形成されている。

結合部材１１５ｃは、リング状の部材であり、アウターアクスルシャフト１１５ａのセレーションおよびインナーアクスルシャフト１１５ｂのセレーションと同時に噛み合うことができるセレーションがその内周および外周に形成されている。そして、結合部材１１５ｃは、一端側が操作部１１３ａとされたねじ部材の回転によって、アウターアクスルシャフト１１５ａおよびインナーアクスルシャフト１１５ｂの間を軸方向にスライドするように配置されている。つまり、アクスルシャフト１１５は、軸方向にスライドする結合部材１１５ｃによってアウターアクスルシャフト１１５ａとインナーアクスルシャフト１１５ｂとを結合または分離する、一種のスプライン軸として機能するように構成されている。

図５は、ロック状態にあるハブ１１３の軸方向における断面図である。すなわち、ロック状態は、操作部１１３ａが所定の向きに回転操作されて、結合部材１１５ｃがハウジング１１３ｂの内部に配されたばね１１３ｃの弾性力に抗しつつアウターアクスルシャフト１１５ａとインナーアクスルシャフト１１５ｂとの間に挿入されている状態である。このように、結合部材１１５ｃがアウターアクスルシャフト１１５ａのセレーションとインナーアクスルシャフト１１５ｂの両方と噛み合っているので、アウターアクスルシャフト１１５ａおよびインナーアクスルシャフト１１５ｂは、結合部材１１５ｃを介して一体に回転する。したがって、ロック状態では、トレーラ１００の前軸の右側車輪が、アクスルシャフトを介して差動装置１１０に結合される。

図６は、フリー状態にあるハブ１１３の軸方向における断面図である。すなわち、フリー状態は、操作部１１３ａがロック状態とは反対の向きに回転操作されて、結合部材１１５ｃがハウジング１１３ｂの内部に配されたばね１１３ｃの弾性力によってアウターアクスルシャフト１１５ａとインナーアクスルシャフト１１５ｂとの間から抜去されている状態である。このように、結合部材１１５ｃがアウターアクスルシャフト１１５ａおよびインナーアクスルシャフト１１５ｂのいずれとも噛み合っていないので、アウターアクスルシャフト１１５ａは、インナーアクスルシャフト１１５ｂとは独立に回転することができる。したがって、フリー状態では、トレーラ１００の前軸の右側車輪が、差動装置１１０から切り離されて独立に回転できる。

なお、フリーホイールハブ１１３は、通常の走行状態ではリターダ１１２が発生する制動トルクが車輪に伝達されるようにロック状態にされ、トラックターミナルや狭隘な倉庫内を走行する場合に限って手動でフリー状態に切り換えられる。このため、フリーホイールハブ１１３は、トラクタの運転者などが、スパナなどの簡単な工具を用いて操作部１１３ａを操作することができ、ロック状態とフリー状態とを相互に切り換えることができるように構成されている。フリーホイールハブ１１３がフリー状態にされていれば、トレーラ１００を最小半径で旋回させる場合でも、差動装置１１０は実質的に動作していないために、滑らかに走行することができ、差動装置１１０が損傷することもない。

図７は、トレーラ１００の左側の車輪に備える、フリーホイールハブ機構を備えていない通常のハブ１１４およびハブ１２４のアクスルシャフトの軸方向における断面図である。なお、後軸のハブ１２４については、前軸のハブ１１４と構成が共通しているので説明を省略し、ここではハブ１１４のみについて説明する。通常のハブ１１４は、車輪側に結合されているアウターシャフト１１６ａの端部と、差動装置１１０に結合されているインナーシャフト１１６ｂの端部とを、結合ボルト１６０で結合している。つまり、アウターアクスルシャフト１１６ａおよびインナーアクスルシャフト１１６ｂは、ハブ１１４によって一体にされているため、トレーラ１００の前軸の左側の車輪は、アクスルシャフトを介して差動装置１１０と常に一体に回転する。

次に、本発明の別の実施の形態について、図面を参照しながら更に説明する。なお、以下の説明において、前述した実施の形態における各部と共通の構成を有する部分については、従前と同一の指示符号を付し、その説明を省略する。

図８は本発明の別の実施形態としてのトレーラのシャーシの構成を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。なお、図８における下方がトレーラの前側（トラクタ側）である。このトレーラ２００は、３軸のセミトレーラであり、はしご形のフレーム２５０の前端側に設けられたキングピン１７０が図示されていないトラクタのカプラベースに結合されることによって、トラクタに牽引される。

トレーラ２００は、基本的な構成において前述した２軸のトレーラ１００と同様であるが、後端側に第３軸（後後軸）を備え、この第３軸の一対の車輪間にも、差動装置１３０、差動装置１３０とリターダ１３２とを結合するためのプロペラシャフト１３１が配されている。差動装置１３０、プロペラシャフト１３１、およびリターダ１３２は、それぞれ、差動装置１１０、プロペラシャフト１１１、およびリターダ１１２と同様のものである。このように、本発明の実施の形態としてのトレーラは、軸数が増減しても、基本的な構成を変更することなく同様に構成される。

なお、これまでに説明した本発明の実施形態としてのトレーラは、いずれも、全ての軸にリターダを備えている。しかし、トレーラの全ての軸にリターダを備えることを必要とするものではない。リターダを備える軸とリターダを備えない軸とが混在するトレーラにあっては、後方側の軸から順次リターダを備えるようにすることが望ましい。また、トレーラのリターダを備える軸に配される差動装置は、差動制限機構を備えていないものでも差し支えないが、差動制限機構を備えていてもよい。

さらに、本発明の実施形態においては、フリーホイールハブ機構が、トレーラの右側の車輪に配されているものとして説明したが、トレーラの左側の車輪に配されていても構わないことは言うまでもない。また、フリーホイールハブ機構は、差動装置が配された軸の一対の車輪の少なくとも一方側に配されていれば足り、トレーラの一方側のみに揃えて配されなければならないものでもない。ただし、フリーホイールハブはトラクタの運転者によって操作されることが多いと考えられるので、一般にはトラクタの運転席と同じ側に揃えて配することが便宜である。なお、フリーホイールハブ機構は、上述した形式のものに限定されるものではなく、他の形式のものであっても差し支えない。

最後に、本発明の実施の形態としてのトレーラ１００およびトレーラ２００が備えている、油圧動力装置１４０について説明する。図１、図２および図８に示すように、油圧動力装置１４０は、フレーム１５０に取り付けられており、その出力軸がリターダ１１２を介してプロペラシャフト１１１と結合されている。そのため、トレーラ１００およびトレーラ２００は、トラクタの牽引力が全く得られない場合や十分でない場合に、油圧動力装置１４０を作動させて自ら駆動力を発生することもできる。なお、油圧動力装置１４０を作動させる際は、油圧動力装置１４０が発生する駆動力を車輪に伝達するために、フリーホイールハブ１１３がロック状態にされている必要がある。

具体的には、油圧動力装置１４０は、電気モータによって駆動されて高い油圧を発生する高圧油ポンプと、この高圧油ポンプが発生する油圧によって駆動される油圧モータと、を含んでいる。油ポンプを駆動するための電力は、図示されていないトラクタやその他の電源から電線１４２を介して供給される。このように、トレーラ１００およびトレーラ２００が備える油圧動力装置１４０は、電気モータによって駆動されるものであるため、他の車両などから電源の供給を受けることも容易であり、実用性が高い。

従来のトレーラは走行用の原動機を備えていないため、路面の状況によってはトラクタがトレーラを牽引し切れずに立ち往生するという事態が生じ得る。このような事態は、積雪した坂路や凍結路、未舗装路といった悪状況で発生し易く、ひとたび発生すると復旧作業が極めて困難である。しかし、本発明の実施形態としてのトレーラ１００やトレーラ２００のように、電気モータによって駆動される油圧動力装置１４０を備える構成によれば、トレーラ側においても駆動力を発生できるようになる。したがって、このような構成のトレーラを用いれば、トラクタから牽引力が十分に得られなくなった場合においても、トレーラが微速ながらも自ら移動することができるので、復旧作業を安全かつ確実に行うことができるようになる。

なお、本発明の実施の形態として例示したトレーラは、いずれもセミトレーラであった。しかし、本発明はセミトレーラに限って適用できるものではなく、フルトレーラであっても同様に適用できるものである。また、本発明の実施の形態において、油圧動力装置を最前軸のみに備える場合を例示した。しかし、トレーラの具体的な構成態様に応じて、油圧動力装置を他の軸に備えても良く、複数の軸に油圧動力装置を備えても構わない。

１００，２００ トレーラ
１１０，１２０，１３０ 差動装置
１１１，１２１，１３１ プロペラシャフト
１１２，１２２，１３２ リターダ
１１３，１２３ ハブ（フリーホイールハブ）
１１３ａ，１２３ａ 操作部
１１３ｂ，１２３ｂ ハウジング
１１３ｃ ばね
１１４，１２４ ハブ（通常のハブ）
１１５ アクスルシャフト
１１５ａ アウターシャフト
１１５ｂ インナーシャフト
１１５ｃ 結合部材
１１６ アクスルシャフト
１１６ａ アウターシャフト
１１６ｂ インナーシャフト
１１８，１２８ 摩擦ブレーキ
１４０ 油圧動力装置
１５０，２５０ フレーム
１６０ 結合ボルト
１７０ キングピン

Claims (6)

1. 少なくとも一対の左右輪をアクスルシャフトを介して互いに接続する差動装置と、
   プロペラシャフトを介して前記差動装置と結合されたリターダと、
   前記一対の左右輪の少なくとも一方側のハブに設けられ、前記少なくとも一対の左右輪が前記差動装置から切り離されて独立に回転できるフリー状態に手動で切り換えることのできるフリーホイールハブ機構とを備える
   ことを特徴とするトレーラ。
2. 前記リターダを複数軸のうちの最後軸のみに備える
   ことを特徴とする請求項１記載のトレーラ。
3. 前記リターダを複数軸のうちの最後軸およびその直前の軸に備える
   ことを特徴とする請求項１記載のトレーラ。
4. 前記フリーホイールハブ機構がトラクタの運転席側と同じ側に配されている
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のトレーラ。
5. その出力軸が前記リターダを介して前記プロペラシャフトと結合された油圧動力装置をさらに備える
   ことを特徴とする請求項１記載のトレーラ。
6. 前記油圧動力装置に含まれる油圧ポンプが電気モータによって駆動される
   ことを特徴とする請求項５記載のトレーラ。