JPS5878866A - 車両車軸用の所定通路における直進走行安定化および姿勢変化のための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の要約 車両単軸用の所定通路における龜進走行安定化および姿
勢変化の大めの１Ｉｉｔ置蝶、車軸に作用する外力よ〕
大龜い強さ０阜軸安定化カを発揮する永久弾性エネルギ
ー負１ｉｌｒ：Ｌニットと、運転する一安定化力の強さ
より大きい車軸力を発揮して操縦を可能にするシフト作
動機と、車両の主操縦系の走行姿勢に変化が生じた際作
動するシフト作動機制御部材とから構成される。この装
置位、これを装着し九車軸を固定車−の伏線に保ちうる
と共に、車両の主操縦系を操縦する時のみこれを操縦さ
せることができる。

本発明は、特に工業用車両のための車両車軸の所定通路
上における直進走行安定化および姿勢変化の丸めの装置
に関するものである。

工業用車両の分野における操縦の間−を、３つのセクタ
ーなどを備えた前輪軸の存在を選定して、−縦ハンドル
によＪ）ｌ制御される駆動車軸によって対処する公知の
解決策は、主；として駆動車軸を備えた操縦系を九拡自
動−縦車軸を備えた自動操縦系からなっている。

制御車軸を備えた操縦系紘、２つ以上の可操縦前輪軸と
＠／ｑ）軸の操縦にょ９制御される中心阜−とを備え九
車両の場合にのみ使用され、馬ノの車軸から着しく一関
した単軸に対して鉱明白な技術的層内から通常は使用す
ることができない。

幾つかの制御車軸により、所定通路上での正確な操縦に
対する解決策は、特に保守１ａｌｔにおいて常に聞倒で
あハ特定の場合および特殊車両についてしか行なえない
ような種々の欠点を有する。少数の稀な例外を除き、こ
れは大量生産に祉使用されない。

この方式の主たる欠点は、特定の場合しがその採用が含
塩化されないような高製造；スト。

内−かつ高価につく保守、トランスミッションの低機械
効率、角度値の調整および永久的保持の一難性、危険な
低信頼度（何故なら、７つの車軸の部材の破損もしくは
機能不調が全操縦に対し悪影養を及はし、その結果車両
の走行に悪影養するからである）、およびサーボ機＃／
Ｉの破損の場合過度の抵抗が運転者の手動操作に対し不
利になるという事実である。

自動操縦車軸を備えた自動操縦方式は、現在。

トレー゛ツーやセミトレーラ−の製作の一１λ阜軸から
Ｊ阜軸に車両を変える際、ならびに高速使用のための３
つ以上の車軸を備えた車両の場合に使用されている。一
つの駆動用単一を鳴する車両の場合は、！１！縦問題を
犠牲にして後輪軸に対する重単引を得ると共に部分的に
のみ決められた走路の走行を行なう仁とになる。

自動操縦車軸は３つのセクションで構成され九車軸に対
する外部阜擦力の作用の原理に従って作動しかつ前記摩
擦力はタイロッドによ〕接続されたピボットホイールに
伝達されるので、運転紘必然的に初期抵抗過程と最終抵
抗過１とを含み、後者の持続時間は系の慣性に依存する
。

さらに、単一の車輪に作用する外力の機方向面における
差が存在する場合（一方の車輪と他方の車輪との間にお
ける走行路の不均一性、穴。

道路レベルの差、着しい横方向勾配などの場合）、初期
および最終過程におりて抵抗（ドラッギング）の強さが
増大し、これは中心の操縦過程においてさえ完全には消
滅しなくなる。

いずれにせよ、ｌ！動操縦車軸の場合は、たとえば摩擦
係数、荷重分布、サスペンションの揺れおよび横方向勾
配のような外部因子に依存するような！Ｉ縦角度が存在
する。

さらに、自動操縦車軸を備えた自１ｋＨ＆縦糸は横方向
に作用する緩ｌＩｒ装置の挿入を必要とし。

摩耗もしくは外力の作用によるその不安定性は操縦路を
不確定にする。

この系のさらに重大な欠点は逆行に対する錠！ｌ装置を
必要とすることである。何故なら、自動操縦車軸の車輪
は駆動車軸の方向と社友対方向に進行する傾向があるか
らである。したがって逆行に対゛しては一つの操作が必
要とされ、７つは前進運動の際単軸を車両の長手軸線に
対し平行にさせるためのものであハもうｌりは前掛装置
に対するものである。

上記の親羽から明白なように、多重軸車両の操縦開動は
ま−に完全には解決されておらず近似の段階に留まって
おシ、運転の安全性に対し直接には影響しない欠点は結
着性にとって不利とな夕完全には除去されていない抵抗
力のためタイヤを摩耗させる。

本発明の目的はサーボ操縦装置を提供することでＴｏり
、この装置扛単画単軸に応用した一合操縦用車軸の従来
の概念を逆転させうるものであって、これは前記車軸を
「常時操縦」でなく制御操縦の可能性を有する固定車軸
として初めて設計することにより可能になった。このよ
うにして、公知の操縦系よシも明らかに利点が得られる
。何故なら、操縦車軸は、未知であって正確には予期し
得ない外力の作用から解放され、予め決定される外力を
受けるからである。

さらに詳細には１本発明の目的祉操縦車軸が次のことを
可能にするサーボ操縦鉄量を提供することである：すな
わぢ摩擦係数とは無関係でありｉ常に決定された通路を
与えると共に抵抗（ドラッギング）を除去し；破損し九
場合にも主要操縦系に形勢を与えず、この場合固定車軸
として挙動し；心合せを確実にし暮かつ正確な方向転換
により必要とされる角度に従って通路を規定しうるもの
である。

本発明のこれらおよびその他の目的ならびに利点は、以
下の説明から明瞭となるであろうが。

本発明によれば、永久弾性エネルギー負荷ユニットと車
軸に作用するシフト作動機と仁のシフト作動機に接続さ
れた制御部材とからなり、この制御部材は車両の主操縦
系の走行姿勢における変化によ夕作動されることを特徴
とする車両単軸に対する所定過路上の直進走行安定化お
よび姿勢変化のための装置によシ達成される。

本発明による装置は７個の車軸もしく紘数個の車軸（こ
の装置は数個の車軸に対しても作用しうる）を設け、車
軸線正確な操縦を確保するように設計されるが、その部
材は永久弾性エネルギー負荷二二、７ト；に固定され続
け、？−の二ニット紘外力よシも大きい値の車軸安定化
力を可動部品に及はす、したがって、車軸線外力によ〕
影響されないので直−走行姿勢を維持し、すなわちこれ
Ｆｉ固定車軸のように挙動する。

しかしながら、制御部材とシフト作動機とにより本発明
の装置は安定化力の強さより大暑い強さの力を導入する
ことが可能でＴｏ夕、この方線所定の制御可能な作用を
有する安定化力を凌駕する。かくして、この阜ｓｅａ操
縦車軸となることもでき、車両の主操縦系によシ決定さ
れる通路の姿勢を取ることができる。何故なら、１１一
部材が主操縦系に生ずる姿勢変化に呼応して、これら変
化により作動されるからである。

操縦制御力の作用が止まると、永久弾性エネルギー負荷
ユニットによル阜軸上にかけられた安定化力が再び優勢
となり、アセンブリを固定車軸の状態で直進走行姿勢に
復帰させる。

永久弾性エネルギー負荷ユニットは、車軸に洪定安定化
力を作用させてこれに直進走行姿勢を維持させると共に
、これを外力とは無関係にするようなものでなければな
らない。有Ｎ４には。

仁の永久弾性エネルギー負荷ユニットは、長手方向に滑
動自在な部材に対して反応する弾性手段を含みかつ弾性
手段の反応力を車軸の可動部品にＷｌ（支）に接続され
したがってそれにより支持された車輪に接続された貫通
ロンドの突出部に伝達するようにしたケーシングを備え
る。

弾性手段社有利に鉱、たとえばはね、ガスまたはその両
者の組合せのよう表弾性変形を受けうる物質もしくは物
体、またはその他幾つかの９＃性手段によ多形成するこ
とができる。永久弾性エネルギー負荷ユニット社、車軸
に作用する外力の程−に従って設定される。すなわち車
軸により支持されるｉ量の関数として定義される上限値
を確定しかつ最大の摩擦値を計算することによシ下限域
値が決定され、それを越えれば安定化力が決定安全係数
をもって活動する。

シフト作動機も同様に車輪に対して作用しかつ永久弾性
エネルギー負荷ユニットの作用を中和して、車軸の操縦
を中庸かつ可逆的にする。

仁れは、所定の制御信号に呼応して車軸の可動部分を移
動させ、直進走行姿勢を曲折路姿勢に変化させる部材で
ある。

好ましくは、シフト作動機は液圧作動機であるが、空気
圧もしくは油圧作動機として製作することもできる。

使用する作動機の層成は本発明の目的に対し臨界的でな
く、たとえば機械約４しくは電気機械的作動機も使用す
ることができ、ただし仁の場合も特定の制御信号に呼応
して直進走行姿勢を曲折路姿勢に転換させるものとする
。

シフト制御部材拡、車両の主操縦系に変化が生じた１１
．たとえばモータ車両の場合主操縦車軸が！ＩＩＩされ
つつある際に作動される。その作動の結果、シフト制御
部材はシフト作動機によプ車軸の直進走行姿勢を変化さ
せるようにする。

好ましくは、シフト制御部制御部材式複動シリンダであ
るが、主操縦系における姿勢Ｏ変化に呼応して作動し、
制御信号をシフト作動機部材に伝達しうるような他の親
電とすることもできる。

以下、図面によｐ本発明の詳細な説明する。

第１１ｇ１線本発明による装置を図示し、この装置ｌは
車輪または車両の車軸におけゐ可動部分に作用し、＠旋
はね／ｌ管内蔵する円筒体／ＪＫよシ形成され九永久弾
性エネルキー負荷ユニット１０を備え、このはね／／は
それぞれｌ端部に環状突出部１７および１７’を有する
λつの中空円筒部材ノコおよび／Ｊ’の外方表面に位置
し。

これら突出部にばねを作用させる。他端部には中央穴部
を有する１ＩＩ１１部／Ｉおよびｉｔｒ’が存在する。

一つの円筒部材ノコおよび／　Ｊ’［円筒体内部におい
てその長手軸麹に沿って鏡像状に互いに対面し、すなわ
ちこれらＦｉＩＩ部対贋部の関係で配置されて滑動自在
である。

ロッド／＄ｑ円筒部材ｌコおよびｌコ′内部に配置され
１円筒部材ｌコおよび／−２′の頭壁部／Ｉおよび／Ｉ
’に押圧させるようにした突出部／Ｊおよび／ｊ’を備
える。ロンド／ｌは円筒体１３かも両１１１において外
方に央出し、関節ジ冒□１１１１ イントノｔおよび７４′を介し車輪または車軸の外部セ
クターに作用してその姿勢を決定させる。

操縦系からの制御力が存在しないと、永久弾性エネルギ
ー負衡ユニット１０ｆＣよ夕発揮される安定化力は車輪
に作用する外力よｐ大きくなり、すなわちはねｌｌは部
材ノコおよびｌ−２′を円筒体／Ｊの中心に対し等距離
かつ対称位置に保ち、壁部１１およびｉｔ’は突出部ｉ
ｓおよびｉｓ’に尚接すると共に、１ａ状央出ｓ１７お
よび／７′は円筒体ＩＪ（Ｄ＠壁部に癲接する。その結
果、円筒状ロッド／参は１Ｉｉ１図に示し九位置で安定
化され、突出ｓｌ！およびｌ！′は円筒体の中心に対し
等間隔となシ、その状態は直進走行姿勢に対応する。

シフト作動横線振動式液圧シリンダー〇であって、ピス
トンλｌを備えかつ貫通ロンドＪＪを備え、これは同様
に関節ジ曹インドにより車輪を丸線車軸の可動部分に接
続され、したがって永久弾性エネルギー負荷ユニットに
４接続される。

加圧流体がシリンダー２０のチャンバー３もしくは２憂
に流入すると、永久弾性エネルギー負荷ユニット１０に
より発揮される安定化力よ夕も大きな力がピストンに及
はされ、その結果直進走行姿勢が変化される。シフト作
動機、２０は。

導管λｊおよびλ７中への流体の流通に基づき制御部材
ＳＯＫよって操作される。制御部材ＪＯも同様に複動式
液圧シリンダであって、ピストン３２のピストンロッド
Ｊ／ｄ車両の主操縦系に接続され、かくして主操縦系の
変化はピストンノコを直進走行状態に対応するその中心
位置から移動させる。

第２図は操縦姿勢における本発明の装置を図示している
。車両の主操縦系の変化によシ、制御部材３０のピスト
ン３コは右方に移動して流体を導管コアによシフト作動
機−２０のチャンバコグ中に押入させる。かくして、作
動機部材のピストノコ／は左方に移動し、永久弾性エネ
ルギー負荷ユニット１０によりもたらされる抵抗を克服
して車輪の直進走行姿勢を変化させる。

このように、間隔とする車軸の操縦が行なわれる。

本発明の装置によれば、車軸紘主操縦系の直進走行姿勢
の変化が生じた時のみ操縦されることに注目すべきであ
る。事実、前記したようＫ。

シフト作動機により及ぼされる操縦制御力が存在しない
場合、車軸およびその結果車輪紘氷久弾性エネルギー負
荷ユニットの安定化力による優勢作用を受け、したがっ
て直進走行姿勢の安定化か生ずる。実用土、このことは
、シフト作動機のチャンバλ弘中への加圧流体の流れが
止まると、ｄね／／がその受けたエネルギーを弾性的に
戻して部材ｌコとロッド／４Ｉ−とを空出郁／ｊを介し
て胞ノ図の直線走行姿勢に復帰させる。

明らかに、この鋏甑は轟業界で知られているように皺轟
車軸の操縦角度間に正確な比を殉保するよう適轟に設計
せねばならない。事実、操縦に関し車輪付き車両と）は
′［決定通路を有する車両」と定義することができ、ζ
ζで個々の車輪の回転における車軸の相対的位置が通路
を決定する。しかしながら、違＠Ｏ＠に抵抗のない回転
を得るには、それらの回転車軸のａ要部を車両の揺動軸
線上に合歓させねはならず、移動の平面に対するその空
出部が揺動中心とな９゜これは直進走行の場合不定にな
る。

したがって、複数の車輪と車軸とを備えた車両について
は伽々の車輪の回歓角直を互に異ならせて、上記配置状
−を満たさねばならない。

これらの配慮は実際上点接触でなく面接触があるため、
決定通路上の回転を理論上正確に解決するが、本発明に
よる装置を用いれは上記理論的状態に十分近似させるこ
とができる。

ｊｌ！３図社駆動車輪を支持する操縦前輪戦を備えたモ
ータ車両に適用される本発明の装置を示している。操縦
ハンドル？−０は可操縦車軸参ｌの操縦を公知方法でＩ
ＩＪ御し、これを第３図に簡単な°′ド結合に±９．図
示する・かくし１制御部材Ｊ０は操縦力を受妙て、第１
図およびｊＩ−図に前記したようにシフト作動機−２０
ｔ−作動させる。前車軸および車軸４４／が直進走行姿
勢にある時も後阜翰およびそれに関連する車軸は永久弾
性エネルギー負荷ユニットの効果によｐ直進走行姿勢に
安定化される。

主操縦系は、歯業界で知られているようなサーボ機構か
らなることを理解すべきである。上記したように、駆動
車軸を備える公知操縦系においては、車軸間のｉｌ固な
機械的結合によりサーボ機構の破壊もしくは破損が着し
いトラブルを引き起ζす。実際、極めて重量の重い工業
用車両においては通常運転者の単なる筋肉力で紘両結合
軍軸の操縦を行なうのに十分でなく、その結果車両に対
する制御力を失なう。

他方１本発明Ｏ！Ｉ装置を備えた車両においては。

仁の重大な欠点性、サーボ機構の破損４しく紘破壊の場
合に操作される導管コ！およびＪＶＤ間の迂回回路を設
けるととによシ容ＴｏＫＢ避され得ゐ、この場合、加圧
流体線も鉱やシフト作動機中に流入せず、他の迂ｉ回路
に流れて後輪軸は直ちに直進走行姿勢に安定化される。

し九がって、運転者は、単に主操縦系を制御するのに必
要とされる筋肉力をかけるだ社で操縦を行うことができ
る。

さらに導管２ｊと２７との間の迂回回路を。

運転の際、サーボ機構と共に使用して後輪軸を直進姿勢
に固定することができ、九とえば地面もしくは路上の特
定状態を克服する仁とができる。仁のこと扛違転席に遍
轟な制御装置を用いて運転者が車両を庚望のままに固定
され穴後輪軸状１１ｔｃＬうることを意味する。

第参図社、第ｊ車輪操縦を備えたセ建トレーｊ−に適用
される本発明の装置を示している。

仁の場合、制御部材ＪＯは、第ｊ車輪４ｔｊｆＣｇ固に
接続されたアーム≠３を介して、主操縦系に生ずる変化
を吸収する。運転の原理はこむでも上記したと同様でＴ
ｏり、車軸はたとえばトラクターの主操縦系が操縦され
ている時のみ操縦され条。それ以外は、トレー２−は直
進走行姿勢に安定化される。

第３図および第４図は、本発明による装置の一部の特定
具体例を示している。この部分はシフト作動機と永久弾
性エネルギー負荷ユニットとから成９．これは単一部材
で作製するのに有利であることが判明した。亀ｊ図を参
照して、円筒ケーシングｊＯ内には螺旋ばれｊｌが収容
され、このばね蝶ケーシング１０と同軸的に砥在する一
対の円筒中空部材ｊ−および！−′の環状突出部１１お
よび！３′と反応する。部材ココおよびｊ−２′は鏡曽
状に互に対面配置され、ケーシングｊ０と一体的に形成
され九一対の円筒状座部！参およびｊ４！′上を滑動で
きる。貫通ロッドＪ！はケーシングｊＯ中を買過嬌在し
、これＫＦｉ、ｌ＄＃！コおよびｊλ′の対向内壁部に
作用する突出部ｊ４および！６′を設ける。さらに、ロ
ッドｊｊはピストンｊ７および１７’のピストン棒を形
成し、車輪の姿勢を決定する車軸の可動部分に旋回自在
に接続される。かくして、２つのチャンバｊＩおよびｊ
ｔ′をＭＬ、開孔部！デおよびＡ／を介して流体がその
チャンバに出入することができる。紬孔部６０を介し圧
縮ガスを導入することができ、このガス紘ばねと共同し
て弾性手段を構成し、弾性エネルギー負荷をもたらす。

通常、好適弾性手段は空気である。何故なら、空気鉱一
般に工業用重両のブレーキ回路に得られるからである。

８８４図を参照すれに、制御部材（図示せず）が流体を
開口部６／に供給すると、ピストン１７’の壁部に及は
される圧力はロッドの移動をもたらし、かくして弾性手
段（Ｆｉねおよび圧縮ガス）における変形に基づき直進
走行姿勢から操縦姿勢への変化をもたらす。

操縦制御力が存在しない場合、弾性手段はばねの伸長と
圧縮ガスの膨張とによりロッド！ｊの突出部３６′に対
し作用する部材！λを介して直進走行姿勢に復帰させる
０部材！−およびｊコ′の環状突出部ｊ３およびＪＪ’
がケーシング、ｔＯの底壁部に接触した時、直進走行姿
勢に達する。

以上１本発明の好適具体例につき詳細に記載しかつ添付
図面に図示したが１本発明の範囲を逸脱することなく種
々の変更および改変をなしうることが幽粂声に鉱明瞭で
あろう。

【図面の簡単な説明】

纂７図は直線駆動姿勢における車軸に適用され九本発明
によるｉ！置の略図、纂λ図扛操縦喪勢における車軸を
示す纂／ｖＡに対応する略図。 第ＪＥは可操縦前輪軸を備えるモー−車両に適用された
本発明による鋏置Ｏ略図、ＪＩＩＩ亭図は第Ｊ車輪操縦
を備え九セミトレー？−に適用された本発明による装置
の略図、纂Ｊ図は直進走行姿勢に対応する状態の特定具
体例における本発明の装置の１部を示す略図、纂４閣は
操縦姿勢に対応する状態における第ＪｗＪと同じ具体例
を示す略図である。 ムト・・中空円筒部材　　／Ｊ・・・円筒体ｌｌ・・・
ロッド　　　　　／Ｊ−・・突出部／４・・・関節ジ曹
イン）　　　／７・・・環状突出部／１・・・頭壁部　
　　　　−〇・・・複動式諌圧シリンダ ーｌ−・ピストン　　　　　ココ・・・ロツ）１コＪ、
Ｊ参・・・チャンバ　　−もＪ７°４１ＪＯ・・・制御
部材　　　　Ｊ／・・・ピストンレッドＪＪ・・・ピス
トン　　　　　参〇・・・操縦ホイール釘・・・可操縦
車軸　　　４ｃＪ・・・アームダ！・・・ｌ１１ｇ！阜
輪　　　　ｊＯ・・・円筒ケーシングｊ／・・・螺旋は
ね　　　　ココ・・・中空円筒部材１３６９．ｌｌ、状
空出１！　　　　＃・・・円筒座部ｊＪ・・・貫通ロッ
ド　　　ｊ４・・：突出部Ｉ７・・・ピストン　　　　
　ｊｌ・・・チャンバｌり、４０．ぶｌ…開孔部 特許出願人　　　ロベルト　ベルリー二０ Ｊ ＦＩＱ、４

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　永久弾性エネルギー負荷：Ｌニットと、車両
   車軸に作用するシフト作動機と、仁のシフト作動機に対
   する制御ｉｐ＃とからなｐ、ζＯ制御部材は車両の主操
   縦系の走行姿勢における変化によｐ作動されることを特
   徴とする単画車軸用の所定通路に対する直進走行安定化
   および姿勢変化のためＯＳ置。
2. （２）　　永久弾性エネルギー負荷エニットがケーシン
   グを備え、このケーシングがその内部で長手方向に滑動
   し得る部材に対し反応する弾性手段を内蔵し、前記滑動
   し得る部材は前記弾性手段の弾性反応力を前記車軸の可
   動部分に１１ａｌＫ談絖された貫通ロッドの空出１ＢＫ
   またはそれにより支持された車輪に伝達するようにして
   なる特許請求の範囲第１項に記＊０＠置。
3. （３）　　弾性反応力が車軸に作用する外力より大きい
   強さを有し、この車軸を直進走行姿勢に安定化させる特
   許請求の範ａｍλ項記執の装置。
4. （４）弾性手段をばね、ガスおよびその組合せよルなる
   評から選択する特許請求の範！！１ｊｌＪ項記載の＠置
   。
5. （５）　　シフト作動機を永久弾性エネルギー負荷ユニ
   ットにより加えられる安定化力よルも大きい強度の車軸
   力をかけて仁の車軸を直進走行安定化う所定操縦路の姿
   勢まで移動させる特１１ＦＦ請求の範囲側／項記載の装
   置。
6. （６）　シフト作動機が液圧作動機である４Ｉｉ請求の
   範踊慕１項記龜の装置。
7. （７）　　シフト作動機の制御部材がシフト作動機に奈
   続された液圧シリンダである特許請求の範Ｓ帛１項記載
   の装置。