JPH11512683A - 車両用車軸構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、車軸（２）と車両のフレーム（１）の間に設置された支持手段（３）、支持手段の端部に設置されたサスペンション手段（７，８）であって、一端で支持手段に固定され、他端で、直接的或いは間接的に車両のフレームに固定されたサスペンション手段、さらに、ジョイントにより１点で車軸に接続され、その反対側で車両のフレームに、２点で、ジャーナル軸受けで保持される三角形のサポート（５）を備えた車両用の車軸或いはボギー台車構造に関する。車軸が転回した時の車両フレームの垂直方向の運動を減少させるために、少なくとも一本の車軸（２）の片側にあるサスペンション手段（８）は、車軸を長さ方向に見た場合に、支持手段（３）或いはスプリングから本質的に上方に延長し、車軸のもう一方側にあるサスペンション手段（７）は本質的に下方に延長する。

Description

【発明の詳細な説明】 車両用車軸構造 本発明は、商用車両、特に、ローリ（大型トラック、貨物自動車）、トレーラ 、鉱山用車両のための特許請求の範囲第１項および第４項の趣旨に従った車軸構 造に関する。この種類の車軸構造は、例えば、フィンランド特許第８４，８９５ 号、および、同第８９，５７０号によって知られている。 剛体性の操向（ステアリング）可能な車軸は、特に、重量物運搬の際に使用さ れ、重量物運搬用には、普通、車軸が三本以上あり、さらに、車両の転回半径が ステアリング無しには不適切なため、一本、あるいは、数本の車軸がステアリン グ可能である必要がある。剛体性の車軸は、重量積載物および、簡単な構造故に 使用される。さらに、平坦ではない地面を走行する場合には、積載負荷をすべて の車軸に均等に分散させることが重要である。 普通、独立したサスペンション（車体懸架装置）を有するツインホィール（１ 組の車輪）が使用され、その場合、その構造により、転回と搭載物負荷の分布の 必要性が満足される。 前記フィンランド特許による転回軸が、支持手段、あるいは車軸のスプリング が車両のフレームに、あるいは支持手段から下方に伸びたサスペンション手段に よってフレームに固定されたイコライザレバーによって支持されている時には、 そのサスペンション手段は傾斜位置を取らねばならず、その結果、特に車両のフ レームが大きな転回角度で上昇するようになる。 転回車軸、支持手段、あるいは、スプリングが道路表面と平行に移動すると、 その端部に固定されたサスペンション手段の上端部も同時に道路表面に平行にの み移動せざるを得ないため、こうしたことが起こるのである。従ってサスペンシ ョン手段が傾斜位置に移動した場合には、その下端は、上向きに上昇できないと いけない。サスペンション手段の下端は、フレーム、あるいは、フレームに設置 されたイコライザレバーにより固定されているので、フレームも上昇しなければ ならない。 サスペンション手段は、垂直力の成分がサスペンションロッド上で車両の質量 の一部を支える方向において、接触（tactile）力と、転回に抵抗する水平分力 とを有する。この性質は、時々、ステアリングを復元するトルクとして使用する ことができる。しかし、車軸の負荷および車軸の転回角が大きい場合には、転回 に過大な力が必要となり、その力は、支持手段、あるいはスプリングに対して水 平方向に向けられ、その結果、過剰のストレス（応力）を発生する。 本発明の目的は、前記の欠点を解消するものである。この目的は、請求項第１ 項および第４項の特徴部分において開示された車軸構造により達成される。 本発明によれば、単車軸の場合にはサスペンション手段を、車軸の片側には上 向きに、他方の側には下向きに固定することにより、すなわち、非対称に設置す ることにより、また複数本の車軸の場合には、少なくとも一本の車軸でサスペン ション手段を固定することによって、下方に延長するサスペンション手段の上昇 作用を、上部に延長するサスペンション手段の降下作用によって補償し、上方に 延長するサスペンション手段の部分および数を希望通りに変化させることができ る。 サスペンション手段が非対称に配置されている車軸を転回する場合には、 支持手段、あるいは車軸のスプリングは垂直平面内にある車軸に逆らって回転す るが、これは、上方に延長するサスペンション手段の上端が斜めになり、支持手 段あるいはスプリングの端部を上昇させようとし、かつ下方に延長するサスペン ション手段の下端が、支持手段あるいはスプリングの他端部を低くしようとする からである。 上方に伸延するサスペンション手段が斜めになると支持手段あるいはスプリン グに水平な力成分が生じ、それが下方に延長したサスペンション手段により発生 した水平分力と反対の方向に作用するため、車軸を転回するのに必要な力はかな り減少する。 フィンランド特許第８９，５７０号の解決手段に見られるように、支持手段或 いはスプリングに関しては車軸を車軸に対しては、支持手段或いはスプリングを 本来、水平面で、転回させるジョイントによって、支持手段或いはスプリングが 車軸に固定されている場合には、サスペンション手段を非対称に配置してある支 持手段、或いは、スプリングのサスペンション手段から、上方、或いは、下方に 延長しているサスペンション手段は、その度毎に、例えば、車両のフレームに、 支持手段に、或いは、スプリングに、或いはフレームに関して、本質的に、車両 のフレームの長さ方向の平面にのみ、および、本質的に、フレームに対して垂直 の平面に、サスペンション手段を転回させるベアリングによって、イコライザレ バーに、固定されねばならない。 この場合、サスペンション手段に働く力は、最早、車両のフレームと同調して 、支持手段或いはスプリングに、必ずしも自動的に集中されるとは限らず、その 状況は変化の多いものとなっている。サスペンション手段の反対の端部は、この 場合、ベアリング内に搭載されより自由に動くので、実際の操作では、ボールジ ョイントによってより容易に操作を行うことが出来る。 この軸支承方法は、構造に対しても重要な利点を与える。すなわち、一つの締 結装置が一つの平面上でのみ転回することができるサスペンション手段は、支持 手段或いはスプリングを、車両のフレームに関して側面方向に移動させ、それに よって支持手段或いはスプリングは、車両のフレーム、タイヤなどに衝突する可 能性がなくなる。支持手段或いはスプリングを移動させるのに必要なスペースは 、正確に計算することが可能となり、それによって例えば、スペースの必要性は 減少し、車軸の転回角度がより大きくなる。 一つのボギー台車は、三本以上の車軸を備えても良く、通常その様に構成され ているが、その車軸のうち何本かはデッド、すなわち、ステアリングされないこ とがある。少なくとも以下の代替案が明白となる。 −ステアリング可能な２本の車軸により形成されるボギー台車。 −ステアリング可能な１本の車軸、および、１本のデッド車軸により形成され るボギー台車。イコライザレバーが使用され、および、デッド車軸の支持手段が 、１つのサスペンション手段により、そのイコライザレバーにその一端で支持さ れる。そして、その他端は、同様の或いは他の方法でフレームに支持される。 −ステアリング可能な２本の車軸、および、１本のデッド車軸により形成され るボギー台車。この場合には、デッド車軸は、ボギー台車のいずれの端に位置し ていてもよく、それによって、前記の状態と同じになる。但し、イコライザレバ ーがステアリング車軸間に使用されるか、ボギー台車の中間車軸として使用され ることによって、デッド車軸は、イコライザレバーによって、両方のステアリン グ車軸に対してばねで連結されることを除く。 −ステアリング可能な３本の車軸、および、１本のデッド車軸により形成され るボギー台車。 −ステアリング可能な１本の車軸、および、２本のデッド車軸により形成され るボギー台車。 −ステアリング可能な２本の車軸、および、２本のデッド車軸により形成され るボギー台車。 −ステアリング可能な３本の車軸、および、２本のデッド車軸により形成され るボギー台車。 −単一のステアリング車軸、その際には、イコライザレバーは省略され、サス ペンション手段はフレームの取付点に固定される。この代替案は、たとえ本発明 による車軸の支持および制御が、利用されている場合でも、ボギー台車構造では ない。 本発明のボギー台車配列により他の代替案も同様に実現されうることは言うま でもない。 以下に、添付図面を参照しながら、本発明の特定の２つの具体例に従ってより 詳細に説明する。 図１は、２本のステアリング可能な車軸によって形成された２つのボギー台車を 備えた車両のフレーム構造、或いは車両のフレーム構造の一部の透視図を示す。 図２は、本発明による単一の車軸構造の透視図を示す。 図３は、図１および図２に従った構造における、サスペンション手段の配置の操 作構造図を示す。 図４は、従来の技術によるサスペンション手段の配置の構造図を示す。 図１による構造は、フレーム１の両端、或いは、その車両の一部に２本のステア リング可能な車軸２を備え付けたボギー台車２を有する。その理由は、後方ボギ ー台車の尾部は先方ボギー台車とミラー構造（鏡像対称）になっているため、こ こでは前方ボギー台車についてのみ詳細に描いてある。車軸２は牽引されるか、 或いは、単に負荷が積載されるのみである。しかし、車軸２の可能な制御ユニッ トは、本発明にとって本質的ではないので、この図では示されていない。 車軸２の端部には、車輪１５がある。ここでは単一の車輪しか示していないが、 重量積載車軸では、通常、ツインホイールである。 ボールジョイント１０により、車軸２に１点で取り付けられ、１個のベアリング 、すなわち１個のジョイント１１でフレーム１の反対側の２カ所でジャーナル軸 受けにより支えられた三角形の、或いはＶ字型サポート５により、各車軸２がフ レーム１に支持されている。この支持方法により、車軸２は垂直方向に柔軟に移 動が可能となり、或いは垂直平面に旋回可能となり、さらにステアリングが水平 面内で旋回することが可能となり、この方法により、一定の条件下で車両の車軸 ２が横方向に移動することが防がれている。 車軸ビーム２およびフレーム１の間にあり、剛性のあるレバー、或いは、板バネ （板状のスプリング）或いはパラボラスプリング（椀状のスプリング）のような スプリングであってよい支持手段３が、ジョイント４により車軸に対して、同心 的に或いは偏心的に取り付けられている。ジョイント４は、車軸２を支持手段３ に対して水平面内で転回させ、支持手段３を車軸２に対して揺動させる。 サスペンション手段７および８は、車軸２の支持手段３の両端に配置され、支持 手段３はそのサスペンション手段により、直接的或いは間接的に、車両のフレー ム１に支持されている。この例では、車軸２の間にあるサスペンション手段７は 、その上端を支持手段３に固定され、その下端をフレーム１の反対側にあるイコ ライザレバー９に固定されている。そのレバーにより、ボギー台車の両車軸２の 支持手段３は相互に連結されている。 ボギー台車の後方車軸２の後方サスペンション手段７はその上端部で支持手段 ３に固定されているが、その下端部はフレーム１に固定されている。前方車軸２ の前方サスペンション手段８は、支持手段３とフレーム１の間は、支持手段から 下方に延びたサスペンション手段７とは異なり、サスペンション手段８が支持手 段３から本質的に上方に延長するように固定されている。車軸２のサスペンショ ン手段７および８のこの非対称が配列によって、前述の、かつ、図３、および図 ４に関連して以下に説明する利点が生じる。 車軸２を支持するためにここで使用されたジョイント４は、本質的に、支持手 段３に関して車軸を水平面中で転回させるので、前記非対称のサスペンション手 段の配置では、サスペンション手段７、８の一端は、フレーム１、支持３、或い は、イコライザレバー９に、ベアリング１４により固定されていなければならず 、サスペンション手段７、８上に働く力は、非対称サスペンション手段配置にお いてはフレームと整列して常にサスペンション手段３に集中されるとは限らない ので、そのベアリング１４はサスペンション手段７、８を本質的に車両のフレー ム１の長手方向にのみ、および、本質的にフレーム１に関して垂直面中でのみ転 回させる。 この場合、ベアリング１４は、上方に延長するサスペンション手段８の上端部 と車両のフレーム１との間の接合点に設置される。非対称のサスペンション手段 配置において、サスペンション手段７、８の他端の取付点では、ボールジョイン ト１３が使用される。しかし、ボールジョイント１３は、サスペンション手段に かかる負荷が常に牽引力であるならば、対称のサスペンション手段配置において は、サスペンション７のすべての端部の取付点で使用できる。と言うのは、車軸 ２による支持手段３の転回が、サスペンション手段７の位置に依存し、支持手段 ３の端部で作動し、フレーム１の方向に垂直である分力によって制約されるから である。 分力に関して対称な力の影響により、支持手段３は殆どフレーム１に平行のま まである。支持手段３に固定された２つのサスペンション手段７のうちの１つが 、フレーム１に関して横方向で、支持手段３の位置が希望通りになるように、サ スペンション手段７を１つの平面上にのみ転回させる１つのジョイントにより、 その端部にあるベアリング中に搭載されるならば、対称サスペンション手段にお いてもそれは有利である。このように、サスペンション手段７中の負荷の方向が 変化しても、その支持手段３を誤った位置に転回させることはない。 ここで述べた車軸の構造は、本質的な部分において、少なくとも１本の車軸２ に対して実現された前記非対称のサスペンション手段を除き、フィンランド特許 第８９，５７０号で述べられた車軸構造に対応する。従って、不必要な繰り返し を避けるために、前記特許を参照されたい。 車軸２を転回させる手段は、その転回が多くの方法で実現でき、かつ転回方法 は本発明にとって本質的に重要なものではないので、ここでは述べられていない 。フィンランド特許第８４，８９５号では例えば１つの利点のある車軸転回シス テムについて述べられている。 １本の（ステアリング可能な）車軸２’のある図２の構造では、イコライザレバ ーは不必要なので省略されており、この場合、支持手段３’から下方に延長して いる後方支持手段７’は、図１の第２の車軸２の後方サスペンション手段７と同 様に、そして、支持手段から上方に延長している前方サスペンション手段８’は 、図１の第１の車軸２の前方サスペンション手段と同様に、フレーム１’に固定 されている。 図３および図４は、サスペンション手段配列に関して、本発明と従来技術の主 な操作上の差異を説明している。従来技術の解決法（図４）では、サスペンショ ン手段７”は、その垂直位置から回転する時に、自体を中心に回転し（鎖線で示 す）、その際、サスペンション手段７”が斜めになるので、フレーム１”が上昇 する。この現象は、サスペンション手段７”がフレーム１”に対称に取り付けら れていることによって引き起こされ、その時支持手段３”はストレートのままで 、サスペンション手段７”の上端および下端の取付点間の距離は、フレーム１” に関して垂直方向に短くなる。 本発明による解決方法では（図３）、回転可能な車軸２、２’の片方側にある サスペンション手段８、８’は、−車軸２、２’を長手方向に見た場合に−支持 手段３、３’から本質的に上方に延長し、車軸の反対側にあるサスペンション手 段７、７’は、本質的に下方に延長する。すなわち、車軸２、２’に関して非対 称に、車軸２、２’と整列して、その車軸に対して支持手段３、３’は回転する 。この際、フレーム１、１’の垂直方向の動きはより少なくなる。同じ車軸２、 ２’のサスペンション手段７、７’および８、８’を、例えば、適正な方法で異 なる長さの寸法にすると、フレーム１、１’の動きは希望通りになる。 本発明による配置を、前記のように、２つの好適な特殊な具体例でのみ説明し たが、付帯請求事項で定められた制限から季離すること無しに、本発明を変えう ることが可能であることを理解されるべきである。さらに、前記では、可能な数 例しか説明していないが、数多くの車軸構造に適用が可能であることが理解され るべきである。

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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．強固な車軸（２’）、 車軸（２’）の端部に固定された車輪（１５’）、 車軸（２’）と車両のフレーム（１’）との間で、車軸の両端部に設置された 支持手段（３’）或いはスプリング、 支持手段（３’）或いは車軸（２’）のスプリングの両端に設置されたサスペ ンション手段（７’、８’）であって一端を支持手段（３’）、或いはスプリン グに他端を車両のフレーム（１’）に固定されているサスペンション手段（７、 ８）を有し、 更に、三角形状のサポート（５’）およびサスペンション手段（７，８）が、 車軸の回転を可能ならしめるために、前記三角形状のサポートが、ジョイントを 介して、車軸（２’）の中心部に１点で取り付けられ、その反対側で車両のフレ ーム（１’）に２点でジャーナル軸支承された車両用の車軸構造において、 車軸（２’）の片側にあるサスペンション手段（８’）が、車軸々線に沿って 見た場合、支持手段（３’）から本質的に上方に延長し、車軸の反対側にあるサ スペンション手段（７’）が、本質的に下方に延長することを特徴とする車軸構 造。 ２．支持手段（３’）或いはスプリングが、支持手段或いはスプリングに対し て車軸（２’）を本質的に水平面で回転させ、かつ車軸に対して支持手段或いは スプリングを揺動させるようなジョイント（４’）によって車軸（２’）に固定 され、本質的に上方、および、下方に延長するサスペンション手段（７’、８’ ）の１つが、車両のフレーム（１’）或いは支持手段（３’）、或いはスプリン グに、それぞれベアリング（１４）によって確保され、そのベアリングは、これ らのサスペンション手段を、本質的に、車両のフレームの長さ方向の平面内にの み、および、本質的に、フレームに関して垂直の面内で転回させることを特徴と する請求項１記載の車軸構造。 ３．本質的に上方或いは下方に延長したサスペンション手段（７’、８’）が 、車軸（２’）とフレーム（１’）との間で所望の動きが取れるように異なる長 さを有していることを特徴とする請求項１或いは２記載の車軸構造。 ４．少なくとも２本の強固な車軸（２）、 各車軸（２）の端部に固定された車輪（１５）、 車軸（２）と車両の１つのフレーム（１）の間で各車軸の端部に設置されたサ ポート手段（３）或いはスプリングであって、その回転性を確保するための、少 なくとも１本の強固な車軸を有する支持手段（３）或いはスプリング、 車軸（２）の支持手段（３）或いはスプリングの両端部に設置されたサスペン ション手段（７，８）であって、一端で支持手段（３）或いはスプリングに固定 され、他端で車両のフレーム（１）に固定されるか、隣接した回転可能な、或い は、回転不可能な車軸により車両のフレームの各サイド上に設置されたイコライ ザレバー（９）に固定され、そのイコライザレバーによって車軸支持手段或いは のスプリングが相互連結されているサスペンション手段、 ジョイントにより１点で車軸（２）に中心的に取り付けられ、反対側で車両の フレーム（１）に、２点で、ジャーナル軸受けにより支えられている三角形状の サポート（５）、 を備えた車両用のボギー台車構造において、 少なくとも１つの転回可能な車軸（２）の片側にあるサスペンション手段（８ ）が、車軸々線に沿って見た場合、支持手段（３）から本質的に上方に延長し、 車軸の反対側にあるサスペンション手段（７’）が本質的に下方に延長すること を特徴とするボギー台車構造。 ５．転回可能な車軸（２）の支持手段（３）或いはスプリングが支持手段或い はスプリングに関して車軸を本質的に水平面内で転回させ、かつ支持手段或いは スプリングを車軸に関して、揺動させるようなジョイント（４）によって車軸に 固定されており本質的に上方、および、下方に延長するサスペンション手段（７ 、８）を有する支持手段（３）およびスプリングから上方或いは下方に延長する サスペンション手段が、車両のフレーム（１）に、或いは、支持手段（３）に、 或いは、スプリングに、或いは、イコライザライザレバー（９）に、サスペンシ ョン手段を本質的に車両のフレームの長さ方向の面内においてのみ回転させ、フ レームに関して本質的に垂直面内においてのみ転回させるベアリング（１４）に よって固定されることを特徴とする請求項４記載のボギー台車構造。 ６．同じ車軸（２）の本質的に上方或いは下方に延長するサスペンション手段 （７，８）が、車軸とフレーム（１）との間で所望の動きが可能なように異なる 長さを有していることを特徴とする請求項４或いは請求項５記載のボギー台車構 造。