JP5584426B2

JP5584426B2 - カミヤテックトレーラー

Info

Publication number: JP5584426B2
Application number: JP2009093419A
Authority: JP
Inventors: 稔紙屋
Original assignee: 稔紙屋
Priority date: 2009-03-16
Filing date: 2009-03-16
Publication date: 2014-09-03
Anticipated expiration: 2029-03-16
Also published as: JP2010047245A

Description

ポールトレーラーに代わる長尺貨物輸送用車輌を牽引するトラクター・トレーラーに係るステアリング機構に関する。

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（積荷台支持点）とポールトレーラー上へ搭載して成る回転盤（積荷台支持点）との２支持点で支持する為、該２支持点の中間は長い空間が生じ、走行中この中間の長い空間へ、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。また、サイドバンバーなどの防止装置の設置が現状では困難な構造である。この為、ポールトレーラーの構造（形状）自体を改良して新しい構造（形状）のトレーラーを考案する要請があった。

現状のポールトレーラーでは長尺積載貨物自体に車輌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状態と成っていて、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載状態のまま運転を続けているのが現状である。

従来のトラクターとトレーラーと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から成っていて、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ようにロックされるようになっている。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く構造と成っている。

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、トレーラーの車輪に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て、ヘアーピンスリップを防止することを課題とする。

前記の課題を解決するために、本発明は、長尺貨物輸送用車輌を牽引するトラクター・トレーラーに係るステアリング機構であって、円柱状のキングピンの下方に直角方向に突出する梃部を設けた梃付キングピンの中間部分にベルクランクを固定した梃付ベルクランク型キングピンを構成し、該梃付ベルクランク型キングピンが箱形シャーシー前端部の空洞内に相対回転自在に支持されると共に前記キングピンの梃部がカプラーベース中央部の導入路に嵌合して前記トラクターに設けたカプラー装置に対して相対回転不能に固定され、前記ベルクランクとトレーラー操向車輪のステアリング機構をそれぞれ作動力伝達用棒で自在に連結し、曲折走行時には該梃付ベルクランク型キングピンに自動的にトルクが発生し、該トルクを前記作動力伝達用棒を介してトレーラー操向車輪のステアリング機構へ伝達してステアリング操作動力として応用するステアリング機構において、
前記キングピンに固定されたベルクランクとトレーラー操向車輪のステアリング機構に設けた複数のベルクランクは何れも中心から左右に伸びる翼状からなり、中心から左右方向にそれぞれ間隔をおいて複数の連結用孔が穿設されており、前記キングピンに固定されたベルクランクとトレーラー操向車輪のステアリング機構に設けた複数のベルクランクの対応する連結用孔同士をそれぞれ作動力伝達用棒で自在に連結してなることを特徴とするステアリング機構とする。

ステアリング操作機構を装着した箱形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に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（ジャックナイフ現象）も防止可能と成り課題は解決する。

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り、ベースの厚み（Ｆ〜Ｈ）は約３０ｍｍで略円形状であって、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（ＢＣＤＥＦ）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）の部分（５５・５６・５７・５８）をジョー（部品名）（図７の３２）（右１個、左１個、厚さ３０ｍｍ、幅３０ｍｍ）によって左右から挟み込み込んで外れないようにロックガードする機構である。

従来型キングピンは図２に示す通り丸棒鋼からなる棒状で、トレーラーを牽引するだけの働きをして成り、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いてトレーラー側のボス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は梃付ベルクランク型キングピンの斜視図であり、図３は側面図である。梃付ベルクランク型キングピンの構造はキングピンの（１４・１５）部分へ梃（１３〜１７）を取付けた形状で、カプラーベース（Ｉ）の中央部の導入路（ＢＣＥＦ）の形状と同一で、キングピンの梃部（１６・１７）はカプラーベース（Ｉ）の導入路（ＢＣＥＦ）にピッタリ嵌合するように構成されている。該梃付キングピンがカプラー装置の導入路へ進入し連結が完了した時点ではカプラーベース（Ｉ）部分の縦の面（ＨＦ）が梃部（１６・１７）に接面するため、該梃付キングピンはカプラー装置の中で左右に回転不可能と成るように構成される。図６で示すように箱形シャーシー前端部の空洞内に梃付ベルクランク型キングピンの梃部の上部（７・８・１３・１４）と該キングピンの上端部（３・４・５・６）は両方のボス（図６：２７と２８ベアリング付）に回転自在に支持される。

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（箱形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、梃付ベルクランク型キングピンのボス（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）（図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、箱形シャーシー前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）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効果（結果）が得られる。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）も厚く設定し強化することが好ましい。

トラクター車輌の中心線を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成っている。

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ＯＰＯ・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。またタイヤの摩耗が減少する。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。

従来型カプラーの概略全体斜視図である。従来型キングピン概略全体図である。梃付ベルクランク型キングピンの全体側面図である。梃付ベルクランク型キングピンの全体斜視図である。梃付ベルクランク型キングピンの上面図である。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である。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である。梃付ベルクランク型キングピンを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である。

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：ボルトのネジ山９〜１２：角形スプライン（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：丸棒鋼

Claims

長尺貨物輸送用車輌を牽引するトラクター・トレーラーに係るステアリング機構であって、円柱状のキングピンの下方に直角方向に突出する梃部を設けた梃付キングピンの中間部分にベルクランクを固定した梃付ベルクランク型キングピンを構成し、該梃付ベルクランク型キングピンが箱形シャーシー前端部の空洞内に相対回転自在に支持されると共に前記キングピンの梃部がカプラーベース中央部の導入路に嵌合して前記トラクターに設けたカプラー装置に対して相対回転不能に固定され、前記ベルクランクとトレーラー操向車輪のステアリング機構をそれぞれ作動力伝達用棒で自在に連結し、曲折走行時には該梃付ベルクランク型キングピンに自動的にトルクが発生し、該トルクを前記作動力伝達用棒を介してトレーラー操向車輪のステアリング機構へ伝達してステアリング操作動力として応用するステアリング機構において、
前記キングピンに固定されたベルクランクとトレーラー操向車輪のステアリング機構に設けた複数のベルクランクは何れも中心から左右に伸びる翼状からなり、中心から左右方向にそれぞれ間隔をおいて複数の連結用孔が穿設されており、前記キングピンに固定されたベルクランクとトレーラー操向車輪のステアリング機構に設けた複数のベルクランクの対応する連結用孔同士をそれぞれ作動力伝達用棒で自在に連結してなることを特徴とするステアリング機構。