JP6344942B2 - キャブチルト装置 - Google Patents

Description

本発明は、キャブオーバエンジン形自動車に搭載されるキャブチルト装置に関する。

中型や大型のキャブオーバ形トラックにはキャブチルト装置が使用されている。
キャブチルト装置はキャブとフレームとの間にチルト用シリンダ装置を介設し、このチルト用シリンダ装置の伸縮作動によりキャブを持ち上げたり降ろしたりして、エンジンおよびエンジン周辺の保守点検作業を容易に行うことができるようにしたものである。

従来のこの種のキャブチルト装置としては、走行中のフレームの振動や動揺をキャブに伝達させないようにする手段として、キャブとフレームとの間に空気ばねやコイルばね等を介装するとともに、チルト用シリンダ装置のピストンロッドとキャブとの間にロストモーションレバー装置を設けたものがある。例えば、特許文献１および特許文献２参照。

実公昭６１−３９６６２号公報 特公昭６２−１６８６７号公報

エンジンおよびモータを動力源としたハイブリッド車両は、車両に搭載された蓄電池に蓄えた電力を用いて走行が行われる。このようなハイブリッド車両においては、蓄電池の容量に限りがあるため、走行距離が稼げない等の問題点がある。

本発明の目的は、ロストモーションレバー装置のロストモーションにおける機械的エネルギ（振動エネルギ）を電気的エネルギに変換して利用することができるキャブチルト装置を提供することにある。

前記した課題を解決するための手段のうち代表的なものは、次の通りである。
（１）キャブとフレームとの間に介設されたチルト用シリンダ装置と、前記チルト用シリンダ装置と前記キャブとの間に介設されたロストモーションレバー装置と、前記ロストモーションレバー装置に設けられてロストモーションによって発電する発電器と、を備えているキャブチルト装置であって、
前記ロストモーションレバー装置は、前記チルト用シリンダ装置を前記キャブに取り付けるブラケットと、一端が前記ブラケットに軸支され、他端が前記チルト用シリンダ装置に軸支されたリンクレバーとを備えており、
前記発電器は、コイルと永久磁石とを備えており、該コイルまたは該永久磁石のどちらか一方が前記ブラケットに固定されており、他方が前記リンクレバーに固定されている、
ことを特徴とするキャブチルト装置。
（２）キャブとフレームとの間に介設されたチルト用シリンダ装置と、前記チルト用シリンダ装置と前記キャブとの間に介設されたロストモーションレバー装置と、前記ロストモーションレバー装置に設けられてロストモーションによって発電する発電器と、を備えているキャブチルト装置であって、
前記発電器は、前記キャブ側に固定されるコイルと、前記ロストモーションレバー装置のリンクレバーに固定される永久磁石とを備えており、
前記永久磁石は前記リンクレバーに固定されたヨークに保持されており、前記コイルにはコアが挿入されており、前記ヨークと前記コアとは一端部において回動自在に突合されているとともに、他端部において対向されている、
ことを特徴とするキャブチルト装置。

前記手段によれば、ロストモーションレバー装置のロストモーションにおける機械的エネルギ（振動エネルギ）を電気的エネルギに変換して利用することができる。

本発明の第一実施形態であるキャブチルト装置が搭載されたキャブを示す側面図である。 本発明の第一実施形態であるキャブチルト装置に設備されたロストモーションリンクレバー装置および発電器を示しており、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は底面図である。 キャブの上下動を示す模式図である。 発電作用を説明するための主要部を示す模式図であり、（ａ）はキャブの最上時を示し、（ｂ）はキャブの標準時を示し、（ｃ）はキャブの最下時を示している。 本発明の第二実施形態であるロストモーションリンクレバー装置および発電器の主要部を示し、発電作用を説明するための模式図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に即して説明する。

図１〜図４は本発明の第一実施形態を示している。
本実施形態において、本発明に係るキャブチルト装置は、図１に示されているように、トラックのキャブ１とシャーシーフレーム２との間に介設されている。
キャブ１はシャーシーフレーム２上に前端部に配されて設備されており、前側下隅部をヒンジ部３により回動自在に軸支されて前後方向にチルトされるように構成されている。キャブ１の後端部にはキャブ懸架スプリング４がシャーシーフレーム２との間に介設されており、走行中、キャブ１はこのキャブ懸架スプリング４によりシャーシーフレーム２に対して弾性的にフローティング支持されるようになっている。

キャブ１とシャーシーフレーム２との間にはチルト用シリンダ装置６が介設されており、チルト用シリンダ装置６は伸縮作動によりキャブ１のチルト操作を実行する。チルト用シリンダ装置６はシリンダ７と、一端部がそのシリンダ７に進退するように挿入されているピストンロッド８とを備えている。シリンダ７の一端部（以下、下端部とする）はシャーシーフレーム２に回動自在に枢支されており、ピストンロッド８の突出端部（以下、上端部とする）はロストモーションリンクレバー装置１０を介してキャブ１に回動自在に枢支されている。

図１および図２に示されているように、ロストモーションリンクレバー装置１０は、ブラケットとリンクレバーとピストンロッドのエンドジョイントとを備えている。

ブラケット１１は略長方形の板形状に形成されたベース１２を備えており、ベース１２の一主面（以下、下面とする）には支持板１３が一対、下面と直角に突設されている。両支持板１３、１３は互いに対称形状に形成されて、ベース１２の下面にトラックの左右（運転席側と助手席側）を基準として（以下、左右方向について同じ）左右対称形状にそれぞれ配設されている。
各支持板１３の一端部には側壁部１４が長方形形状に形成されており、他端部には軸受部１５が山形形状に形成されている。各支持板１３は側壁部１４がトラックの前側に、軸受部１５がトラックの後側にそれぞれ位置するように、ベース１２の下面に配設されている。支持板１３の軸受部１５には軸孔１６が開設されている。また、側壁部１４にはリブ１７が直角に突設されている。
ベース１２の下面に突設された両支持板１３、１３における側壁部１４、１４間には、ストッパ１８が固定されている。ストッパ１８はキャブチルト時にエンドジョイント１９の突合部２０に係合することにより、キャブ１が所定以上に前傾するのを防止するようになっている。

ピストンロッドのエンドジョイント１９はチルト用シリンダ装置６のピストンロッド８における上端部に一体的に形成されている。エンドジョイント１９は略太鼓形状に形成されて、ピストンロッド８の上端部に直交するように配設されており、その中心線上には軸孔がピストンロッド８の軸心線と直交するように開設されている。
エンドジョイント１９の外周部には突合部２０がピストンロッド８の軸心延長線上に突設されている。突合部２０はキャブチルト時にストッパ１８のＵ字溝内に片側から進入して係合するようになっている。

リンクレバー２１は細長い略長円形の板材が用いられて、平面視がＵ字形状に半折りされて左右対称形状に一体成形されている。リンクレバー２１の屈曲部２２の両脇には枢軸２３、２３が直角かつ外向きにそれぞれ突設されており、左右の枢軸２３、２３は左右の支持板１３、１３の軸孔１６、１６にそれぞれ回動自在に挿入されている。リンクレバー２１の屈曲部２２と反対側端部には、一対の軸孔２４、２４が互いに対向するように配されてそれぞれ開設されている。
図１に示されているように、リンクレバー２１の屈曲部２２と反対側端部間には、エンドジョイント１９の略太鼓形状の両端面が挿入されて配置されているとともに、リンクレバー２１の両軸孔２４、２４とエンドジョイント１９の軸孔（図示せず）にピン２５が挿通されて抜け止めされている。これにより、リンクレバー２１は屈曲部２２と反対側端部がピストンロッド８のエンドジョイント１９にピン２５によって回動自在に軸支された状態になっている。

本実施形態において、ブラケット１１とリンクレバー２１との間には、ロストモーションによって発電する発電器３０が設備されている。
発電器３０は永久磁石（以下、磁石という）３１を備えており、磁石３１はリンクレバー２１に固定され、磁性体３２ａと非磁性体３２ｂとによって構成されたヨーク３２に保持されている。ヨーク３２はリンクレバー２１の中心線に沿うように配置されており、リンクレバー２１の枢軸２３側端部が一対の枢軸２３、２３の内側面にそれぞれ固定されている。ヨーク３２の枢軸２３側端部のベース１２側端面には半円形状の雌ヒンジ３３が形成されている。
ヨーク３２の雌ヒンジ３３と反対側端部には磁石側磁極３４がベース１２の方向に突設されている。

発電器３０はコイル線材（図示せず）がコイルボビン３６に巻回されたコイル３５を備えている。コイルボビン３６はブラケット１１のベース１２に固定されており、コイルボビン３６にはコア（鉄心）３７が挿入されている。コア３７の軸受部１５側端部には半円形状の雄ヒンジ３８が形成されており、雄ヒンジ３８はヨーク３２の雌ヒンジ３３に回動自在に突合されている。雌ヒンジ３３と雄ヒンジ３８との回動中心は枢軸２３、２３の回動中心と一致されている。
コア３７の雄ヒンジ３８と反対側端部にはコイル側磁極３９が形成されており、コイル側磁極３９はヨーク３２の磁石側磁極３４に対向されている。
ヨーク３２の磁性体３２ａおよびコア３７には高透磁率であり、珪素鋼板やフェライト等の高透磁率で高抵抗で渦電流損失およびヒステリシス損失の少ない材料が使用されている。
コイル３５のコイル線材は狭い空間に設けられるものでないので、太い銅線を使用することにより、電気抵抗を減少させることができる。

図２（ａ）に示されているように、コイル３５のコイル線材は整流部４０に電気的に接続されている。整流部４０は四つのダイオード４１〜４４とコンデンサ４５との組み合わせで構成される全波整流回路が使用され、コイル３５で発生した交流電力を直流電力に整流する。整流部４０が蓄電池５０に接続され、整流された直流電力が蓄電池５０に貯蔵される。
なお、コイル３５の出力を整流部４０に直接導くに限らず、コイル３５と整流部４０との間に変圧器を介設して、コイル３５の電圧を昇圧させて整流部４０に印加させるように構成してもよい。

ここで、ロストモーションリンクレバー装置１０の作用を簡単に説明する。
キャブ１の通常状態において、チルト用シリンダ装置６は短縮されており、図１に示されているように、ピストンロッド８はその上端部が短く突出された状態になるようにシリンダ７に引き込まれている。
キャブオーバ自動車の走行中、シャーシーフレーム２の振動はキャブ懸架スプリング４により緩和されてキャブ１に伝達されるが、キャブ１はシャーシーフレーム２に対して細く接近離反運動してしまう。
このとき、ロストモーションリンクレバー装置１０が介設されていないと、チルト用シリンダ装置６において、ピストンロッド８がキャブ１側に、シリンダ７がシャーシーフレーム２側にそれぞれ連結されているため、ピストンロッド８はシリンダ７に対して細く進退運動することになる。そして、ピストンロッド８が細く進退運動すると、故障が発生し易くなる。
本実施形態においては、キャブ１のシャーシーフレーム２に対する接近離反運動は、ロストモーションリンクレバー装置１０におけるリンクレバー２１がブラケット１１およびエンドジョイント３０に対して回動（ロストモーション）することにより、吸収されることになる。
したがって、ピストンロッド８がシリンダ７に対して細く進退運動することはなく、シリンダ装置６の故障は減少させることができる。

次に、本実施形態に係る蓄電作用を図３および図４を参照して説明する。

図３に示されているように、トラックが道路を走行している時には、ロストモーションレバー装置１０がキャブ１の標準位置Ｈｓを基準として最上位置と最下位置との間を、いずれの方向にも不規則に揺動（ロストモーション）することにより、チルト用シリンダ装置６が走行中のキャブ１の自由な動きの抵抗にならないようにして乗心地の悪化を防止する。

図４（ａ）はキャブの最下位置におけるロストモーションレバー装置１０および発電器３０の状態を示している。この状態において、ヨーク３２の磁石側磁極３４とコア３７のコイル側磁極３９との空隙（エアギャップ）は最少になるので、ヨーク３２とコア３７とを通る磁石３１の磁束Φの量は最大になる。
図４（ｂ）はキャブの標準位置におけるロストモーションレバー装置１０および発電器３０の状態を示している。この状態において、ヨーク３２の磁石側磁極３４とコア３７のコイル側磁極３９との空隙は増えるので、ヨーク３２とコア３７とを通る磁石３１の磁束Φの量は減少する。
図４（ｃ）はキャブの最上位置におけるロストモーションレバー装置１０および発電器３０の状態を示している。この状態において、ヨーク３２の磁石側磁極３４とコア３７のコイル側磁極３９との空隙は最大になるので、ヨーク３２とコア３７とを通る磁石３１の磁束Φの量は最少になる。

トラック走行中のロストモーションレバー装置１０のロストモーションに追従して、発電器３０が図４（ａ）→（ｂ）→（ｃ）の方向に変位した場合には、磁束Φの量が減少して行くので、減少を妨害する正方向の起電力がコイル３５に発生する。
逆に、発電器３０が図４（ｃ）→（ｂ）→（ａ）に変位した場合には、磁束Φの量が増大して行くので、増大を妨害する逆方向の起電力がコイル３５に発生する。
したがって、トラック走行中のロストモーションレバー装置１０のロストモーションに追従して、発電器３０のコイル３５は交流電力を発生する。
コイル３５の交流電流は整流部４０によって直流電力に整流されて、整流された蓄電池５０に貯蔵される。

本実施形態によれば、次の効果が得られる。

（１）ロストモーションレバー装置のロストモーションにおける機械的エネルギ（振動エネルギ）を電気的エネルギに変換して蓄電池に貯蔵することができるので、廃エネルギを回収して活用することができる。例えば、蓄電池に貯蔵した電気エネルギにより、ハイブリッド車両の走行距離を延長することができる。

（２）ロストモーションによって発電する発電器をロストモーションレバー装置のブラケットとリンクレバーとの間に設備することにより、ロストモーションレバー装置のロストモーションを妨害しないので、キャブの乗り心地を低下させないで済む。

（３）発電器の磁石を保持したヨークをロストモーションレバー装置のリンクレバーと同心回動するように配置し、発電器のコイルをロストモーションレバー装置のブラケットに固定するとともに、コイルに設けたコアをヨークと同心回動するように配置することにより、コアを通る磁束の変化を利用してロストモーションレバー装置のロストモーションの振動エネルギを電気エネルギに変換することができるので、発電器の発電効率を向上させることができる。

（４）発電器の磁石を保持したヨークの一端部にロストモーションレバー装置のリンクレバーと同心回動するヒンジを設けるとともに、他端部に磁石側磁極を設け、また、発電器のコイルに設けたコアの一端部にヨークと同心回動するヒンジを設けるとともに、他端部にコイル側磁極を設けることにより、磁石側磁極とコイル側磁極との相対変位量を大きく設定することができるので、発電器の発電効率を向上させることができる。

（５）発電器のコイルをロストモーションレバー装置の固定側であるブラケットに配置することにより、発電器の電気回路を配線し易くすることができる。

図５は本発明の第二実施形態であるロストモーションリンクレバー装置および発電器の主要部を示し、発電作用を説明するための模式図である。

本実施形態が第一実施形態と異なる点は、発電器３０Ａの構造である。
本実施形態に係る発電器３０Ａは永久磁石（以下、磁石という）３１Ａを備えており、磁石３１Ａはリンクレバー２１に非磁性のホルダ３２Ａに保持されている。磁石３１Ａは円弧形状に形成されて、リンクレバー２１の枢軸２３の同心円上に配置されており、ホルダ３２Ａはリンクレバー２１の自由端部に固定されている。
発電器３０Ａはコイル線材（図示せず）がコイルボビン３６Ａに巻回されたコイル３５Ａを備えている。コイルボビン３６Ａはリンクレバー２１の同心円上に配置されて、ブラケット１１のベース１２に固定されており、コイルボビン３６Ａには磁石３１Ａが進退自在に挿入されている。

本実施形態においても、トラック走行中のロストモーションレバー装置１０のロストモーションに追従して、コイル３５Ａに鎖交する磁束Φが増減するので、発電器３０Ａのコイル３５Ａは交流電力を発生する。
コイル３５Ａの交流電流は整流部４０（図２参照）によって直流電力に整流されて、整流された蓄電池５０（図２参照）に貯蔵される。

本実施形態によれば、ヨーク、コアおよびヒンジを省略することができるので、発電器の構造を第一実施形態に比べて簡単化することができる。

なお、本発明は以上の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもない。

例えば、コイルをキャブ側に固定し、磁石をリンクレバー側に固定するに限らず、コイルをリンクレバー側に固定し、磁石をキャブ側に固定してもよい。

前記実施形態ではハイブリッド車両のキャブチルト装置に適用した場合について説明したが、本発明は通常の車両に搭載されるキャブチルト装置全般に適用することができる。

１…キャブ、２…シャーシーフレーム、３…ヒンジ部、４…キャブ懸架スプリング、５…キャブチルト装置、６…チルト用シリンダ装置、７…シリンダ、８…ピストンロッド、 １０…ロストモーションリンクレバー装置、１１…ブラケット、１２…ベース、１３…支持板、１４…側壁部、１５…軸受部、１６…軸孔、１７…リブ、１８…ストッパ、２１…リンクレバー、２２…屈曲部、２３…枢軸、２４…軸孔、２５…ピン、
３０…発電器、３１…永久磁石（磁石）、３２…ヨーク、３３…雌ヒンジ、３４…磁石側磁極、３５…コイル、３６…コイルボビン、３７…コア（鉄心）、３８…雄ヒンジ、３９…コイル側磁極、
４０…整流部、４１〜４４…ダイオード、４５…コンデンサ、５０…蓄電池、
３０Ａ…発電器、３１Ａ…永久磁石（磁石）、３２Ａ…ホルダ、３５Ａ…コイル、３６Ａ…コイルボビン。

Claims (3)

1. キャブとフレームとの間に介設されたチルト用シリンダ装置と、前記チルト用シリンダ装置と前記キャブとの間に介設されたロストモーションレバー装置と、前記ロストモーションレバー装置に設けられてロストモーションによって発電する発電器と、を備えているキャブチルト装置であって、
   前記ロストモーションレバー装置は、前記チルト用シリンダ装置を前記キャブに取り付けるブラケットと、一端が前記ブラケットに軸支され、他端が前記チルト用シリンダ装置に軸支されたリンクレバーとを備えており、
   前記発電器は、コイルと永久磁石とを備えており、該コイルまたは該永久磁石のどちらか一方が前記ブラケットに固定されており、他方が前記リンクレバーに固定されている、
   ことを特徴とするキャブチルト装置。
2. 前記永久磁石が前記リンクレバーの枢軸の同心円上に配置されて前記リンクレバーに固定されており、前記コイルが前記リンクレバーの枢軸の同心円上に配置されて前記ブラケットに固定されて前記永久磁石に進退自在に挿入されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のキャブチルト装置。
3. キャブとフレームとの間に介設されたチルト用シリンダ装置と、前記チルト用シリンダ装置と前記キャブとの間に介設されたロストモーションレバー装置と、前記ロストモーションレバー装置に設けられてロストモーションによって発電する発電器と、を備えているキャブチルト装置であって、
   前記発電器は、前記キャブ側に固定されるコイルと、前記ロストモーションレバー装置のリンクレバーに固定される永久磁石とを備えており、
   前記永久磁石は前記リンクレバーに固定されたヨークに保持されており、前記コイルにはコアが挿入されており、前記ヨークと前記コアとは一端部において回動自在に突合されているとともに、他端部において対向されている、
   ことを特徴とするキャブチルト装置。
   
   

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