JPH07505955A - 第５輪連結器 - 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】 第５輪連結器 本発明は、特に第５輪ヒツチで使用するための垂直方向及び長手方向の力のセン サに関するが、第５輪ヒツチての使用に限られるものではない。

連接車輛の牽引ユニットとして使用される牽引自動車には、牽引自動車をこの牽 引自動車が引っ張るトレーラ−に連結するための第５輪として周知のヒツチが装 着されている。このような車輌用のトレーラ−は、アクスルシステムが後側に一 つたけ位置決めされているだけであるため、セミトレーラ−として知られている 。セミトレーラ−の前部分に作用する荷重は、第５輪ヒツチによって支持され、 第５輪ヒツチから牽引自動車の構造に伝えられ、その後、牽引自動車のアクスル に伝えられる。

単一の車輌で一つ以上のトレーラ−及び／又はセミトレーラ−を牽引できるよう にトレーラ−及び／又はセミトレーラ−を互いに連結することが知られている。

このような場合には、トレーラ−は、第５輪ヒツチで連結されるか或いは、変形 例では、第５輪ヒツチが取り付けられたドーリ−バーで連結される。

第５輪ヒツチを作動させるため、第５輪ヒツチは、垂直方向荷重、カーブを曲が ること、及び長手方向での牽引及び制動による力の成分からなるトレーラ−／セ ミトレーラ一連結力の三つの成分を全て伝達するように設計されているが、対応 するモーメントの組のうちのロールモーメントだけしか伝達しないように設計さ れている。

ピッチモーメント及び（−揺れモーメントはヒツチを通して伝達されず、そのた め、連接車輛の二つの部分は、横方向に起伏のある地形及びうまく通り抜けるの が困難なカーブの夫々を通過するために必要とされる場合に、異なるピッチ角及 び偏揺れ角をとることができる。

第５輪ヒツチて作動するセンサは、連接車輛の牽引自動車ユニットとセミトレー ラ−との間の垂直方向力及び長手方向力を計７１ＦＩできなければならない。こ れは、存在する他の力及びモーメントから不当な影響を受けることなく、及びヒ ツチ及びその取り（＝Ｉけ部の基本的な過荷重性能及び長期に亘る耐久性を妥協 させることなく行われなければならない。

第５輪ヒツチが作動する物理的環境は極めて過酷であるか、「安全に対して重大 な」要素であり、過酷な状態で使用される状態及び突然の欠陥のない状態で作動 する必要かある。

センサを主プレート組立体の一部として設計することは不可能である。これは、 この場合における荷重態様が複雑であり且つ種々に変化し、とりわけ、潤滑、プ レートの平坦さ、及びトレーラ−の許容差に応して変化するためであり、更に、 種々のヒツチ設計には種々の設計のセンサが必要とされるためである。

同様に、センサを主プレートの枢軸の領域でプレート又は支持体のいずれかに取 り付ける場合には、センサを種々のヒツチ設計についての種々の形体で開発する ことが必要とされる。更に、枢軸ビンには、通常は、応力が加わらないため、セ ンサを枢軸ビン自体に装着することは不可能であるということを理解すべきであ る。プレートと支持体との間の力は、通常は、支持体のノーズがプレートの下側 に機械加工した潤滑されたソケットと直接接触することによって伝達される。

センサかプレート又は枢軸に取り付けられた設計の別の欠点は、車輛の中心線の 各側に一つづつ装着された二つのセンサが通常必要とされ、これらのセンサの出 力が加算されるということである。これは、これらのセンサによって計測された 垂直方向荷重には、牽引自動車とセミトレーラ−との間に存在する瞬間的なロー ルモーメントに作用する力が含まれるため、必要である。これらの力は大きさが 同しであるが方向が逆てあり、個々のセンサの信号上に望ましからぬそして受入 れることのできないノイズとして現れる。同様に、ｎ１測された長手方向力には 主プレートの面での摩擦により生じる偏揺れモーメントに反作用するのに必要な 力が含まれる。

従って、原理的には、これらのモーメントの各々により生じる望ましからぬ力を 、センサにょる３１測前になくすのが有利であると考えられる。このようにして 、レベルの高い機械的ノイスか加わっていない６力について単一のセンサを採用 するのかよい。

本発明の第１の特徴によれば、センサは、ビームと、ビームの中央での垂直方向 撓み及び水平方向撓みを旧Ｍｊするための手段とからなる。

このような手段は、変位トランスジューサ又はカドランスジューサであるのか適 当である。可変容量トランスジューサが適している。

ビームは、安全装置によって、センサの作用範囲を越えて撓まないようになって いる。

本発明の第２の特徴によれば、第５輪ヒツチ組立体は、本発明の第１の特徴によ るセンサが少なくとも一方に装着された横方向ビームによって支持されている。

第５輪組立体を牽引自動車のシャシ−に取り付けるのに使用される通常の種類の 構造体、即ち、プレート、アングル、又はチャンネルのような汎用鋼製構造体は 、溶接及び機械式の固定により、このような検出装置を装着するように変更する のに適している。

第５輪組立体と牽引自動車との間の荷重は、四つの箇所で伝達される。同し長手 方向位置に一対の伝達箇所があり、これらの対をなした箇所が車輌の両側にあり 、組み合わさってセンサ構造についての荷重環境を構成する。

二つの箇所を連結する各ビームには、ビームの長さに沿って互いに食い違って加 えられる荷重とこれに反作用する荷重の作用で曲げか加えられる。更に、関連す るビームを加えることによって又は加えることなく、別の荷重箇所を使用しても よいが、追加の箇所は、装置の荷重容量を単に追加するだけである。

ヒツチと牽引自動車とは、それを「短絡」させるセンサの範囲内では、更なる接 触をすべきてない。

本発明を添付図面を参照して以下に単なる例として説明する。

第１図は、周知の第５輪ヒツチ組立体の側面図であり、第２図は、第１図に示す 組立体が装着された牽引自動車のシャシ−を後方から見た立面図であり、第３図 は、第１図に示す組立体の平面図であり、第４図は、本発明によるセンサが装着 された第５輪組立体の側面図であり、 第５図は、センサに作用するロールモーメントの作用を示す、第４図の組立体を 後方から見た立面図であり、第６図は、センサに作用する、牽引自動車のシャシ −と組立体との間の長手方向変位の作用を示す、第４図の組立体の平面図であり 、 第７図は、センサに作用する、組立体と牽引自動車のシャシ−との間の垂直方向 変位の作用を示す、第４図の組立体を後方から見た立面図であり、 第８図は、本発明によるセンサを横方向支持ビームに装着した第５輪ヒツチ組立 体を示す図であり、第９図は、第８図の組立体を後方から見た立面図であり、 第１０図は、第９図のＡ−Ａ線に沿った、断面図であり、 第１１図は、第９図の組立体の詳細図であり、第１２図は、第１１図の拡大図で ある。

添付図面を参照すると、第１図、第２図、及び第３図には、枢動ビン３を中心と して枢動自在であり且つトレーラ−４と係合するようになった主プレート組立体 ２を持つ代表的な第５輪車輛ヒツチ組立体１が示しである。

第４図乃至第８図は、本発明によるセンサがどのように作動するのかを示す。第 ５輪車輌ピッチ組立体は、一対のビーム５．６上に支持されている。

ビームの中央での垂直方向線形撓み及び水平方向線形撓みは、適当な変位トラン スジューサ１８．１９によって計測され、ヒツチに作用する垂直方向荷重及び水 平方向荷重と関連した信号を提供する。変形例では、カドランスジューサを同し 箇所で使用する。いずれの場合でも、二つのトランスジューサの各々の作動か互 いに干渉しないようにするのか重要である。

ロールモーメントにより生じる力及び偏揺れモーメントにより生しる力の作用は 、ビームの中央ての撓みか（第５図に示すように）これらの人力に対してゼロで あるようにバーが円形形状てなく「Ｓ」字形状に撓むため、この種の構成によっ て自動的に解消される。

図示の構造は、通常の作動中に遭遇する荷重範囲に亘って弾性的に撓み、線形の 出力を提供するように設計されている。これは、同じ所期の用途の任意のセンサ について適当である。しかしながら、構造上の安全性は、更に広い荷重範囲に亘 って保証されていなければならない。

例えば、最大３０ｔの総重量のセミトレーラ−を引っ張ることのてきるヒツチ川 のセンサの設８１ては、通常の作動中、四つの荷重伝達点の各々には約５ｔの力 が加わることが予想される。作動中に最大値が加わる場合の安全性を確保するた め、確立された標弗によれば、各荷重伝達点は最大的３０ｔまての荷重では破損 してはならないということが示唆されている。センサの作動範囲を越えた、作動 上の安全性か要求する最大限度までの全ての荷重を伝達するように設計された安 全装置が組み込んである。

内側にある鋼製アングル賦形材８．９てヒ・ソチ組立体が取り付けられた横方向 ビーム５．６の各々は、それ自体は、外側にある鋼製アングル賦形４．ｔ　１． ０１１１によって支持されている。内側及び外側のアングル形状賦形材の各々は 、はんの僅かの距離たけ間隔を隔てられている。

両駅形祠８．１０；９．１］の垂直方向脚部に同じ穴１２が共通の中心上にトリ ル又はリーマて所定の大きさに合わせて穿孔されており、浅い座くり穴１３がこ れらの穴を中心として両駅形（４の外面に機械加工されている。

各センサビーム５．６は、三つの主要構成要素からなる組立体であり、外側の二 つの構成要素は、商業的な円形断面のバーを機械加工したものであり且つ同しで あり、内側部分は、二つの外側部分を連結し、トランスジューサ１８．１９を作 動させるのに役立つ。センサビームの全体が曲げモードで変形する必要はなく、 図示の実施例では、バー（＆成要素だけか成る程度顕著に曲がる。

商業的なディスクばね１４は、通常の作動範囲内の力を第５輪組立体１からセン サビーム５．６を介して牽引自動車のシャシ−７に伝達するのに役立つ。これを 効果的に行うためには、ばねを座くり穴１３にぴったりと嵌める必要かあり、予 じめ６；１重を加えて固定ナツト１５で図示のようにしっかりとクランプするの か適当である。

計／ｌ）Ｉされるべき力は、鋼製賦形材８．１０；９．１１の二つの垂直脚部間 の垂直方向剪断力及び長手方向剪断力として現れる。賦形材は、これらの力の作 用で互いに対して移動し、ディスクばね１４を円錐形をなして撓ませ、センサビ ーム５を曲げ、賦形材の穴１２を食い違わせる。こうした撓みはディスクばね及 びセンサバーによって抵抗を受ける。ディスクばね及びセンサバーの両方は、セ ンサバー組立体の中央か、通常の作動中の最大力の作用で、ディスクばね及びセ ンサバーのいずれにも過剰の応力を加えることなく、適当に「全範囲に亘って撓 む」ように注意深く選択される。

バー組立体の中央の」二及び／又は下、及び前及び／又は後ろに配置されたトラ ンスジューサは、垂直方向撓み及び長手方向撓みの夫々をＭｌ　ａＩＩＩする。

図示のトランスジューサは可変容量装置であるか、他の種類の装置を使用しても よい。第１１図では、図示のアングル賦形材は、撓みの計δｐ＋についての基準 を構成し、一方のヒツチ横部材にしっかりと固定されている。主文中で特定した トランスジューサは、機械的な又は電気的な問題点を引き起こすことなく、計Ｉ ＩＩＰｊ軸線に対して垂直な付随的な撓みを許容できる種類のトランスジューサ である。

主第５輪プレートの枢軸か、二つのセンサビーム組立体を含む平面の近くにない 場合、又はこの枢軸における摩擦か高い場合には、両センサビームについてトラ ンスジューサか必要とされる。これは、長平方向ヒツチ力又は摩擦ピッチモーメ ントの垂直方向ツノπＩａＰ］に対する作用による。

通常の作動状態でのセンサビームの端部の撓みは、代表的には、１°てあり、こ れ以上の撓みは安全装置により阻止される。これは、センサバーの最大直径部分 に１°の浅いダブルテーバ１６を機械加工することによって行われる。センサバ ーの最大直径部分は、こうした機械加工が施されていない場合には、センサバー が通される穴と同し直径を有する。バーが円錐形をなして１″撓んでいる場合に は、これ以上撓むことはできない。カがこれ以上加わると、ダブルテーパの根元 でセンサバーに剪断力が直接加わることとなる。第１１図及び第１２図は、テー パを誇張して示す。

バーの剪断区分並びに剪断を加える鋼製賦形材は、破損することなく過ｉ−：ｆ 重状態を支持てきるように設計されている。必要であれば、同様のダブルテーパ 設旧であるかディスクばねやセンサビームを備えていない緩く嵌まったボビンの 形体の追加の安全装置を使用するのがよい。

ダブルテーパ及び穴が大きな荷重を支持するのは加荷重状態にあるときたけであ る。センサ構造全体は、ディスクばね１４が力を伝える時点までは弾性的に支持 された状態にある。このように１９．動設旧にすることにより、付随的な予想不 能な摩擦、磨耗、及び腐蝕によりセンサの性能を劣化させる摺動接触をなくす。

車輌かカーブを曲かることにより生じる横方向力は、鋼製賦形材の垂直脚部の平 面に対して垂直であり、所定の最大値までは、ディスクばね１４が車輌の一方の 側部で平らになるまで軸線方向に更に変形することによって伝達される。これら のばねかこれ以上撓まなくなると、過剰の力はナツト１５の下の衝合ワッシャ１ ７、ナツト自体、及び張力が加わった状態のダブルテーパ区分を介して伝達され る。

変形例では、これらの大きなカは、車輌の両側の鋼製賦形材の互いに隣接した面 間ての接触により伝達される。

これは、互いに協働する表面に適当な低磨耗で低摩擦の層が介在している場合、 及びこうした接触がたまにしが起こらない場合に可能である。

国際調査報告　ＭＴ／ｎｏ　ｅ１ｍ／ｎｌ、７ｃ。

ＰＣＴ／ＧＢ　９３１００７５９

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. １．　ビーム（５、６）及びビームの中央での水平方向撓み及び垂直方向撓みを 計測するためのトランスジューサ（１８、１９）を有するセンサにおいて、前記 ビームは、二つの外部分及び前記トランスジューサを作動させるのに役立っ内部 分の三つの構成要素からなることを特徴とする、センサ。
2. ２．　前記トランスジューサ（１８、１９）は、変位トランスジューサ又は力ト ランスジューサからなることを特徴とする、請求項１に記載のセンサ。
3. ３．　前記トランスジューサ（１８、１９）は、再変容量トランスジューサから なることを特徴とする、請求項２に記載のセンサ。
4. ４．　前記内部分は、バー組立体からなることを特徴とする、請求項１に記載の センサ。
5. ５．　前記トランスジューサ（１８、１９）は、垂直方向撓み及び水平方向撓み の夫々を計測するため、前記バー組立体の中央の上及び／又は下、及び前及び／ 又は後ろに配置されていることを特徴とする、請求項４に記載のセンサ。
6. ６．　前記ビームが前記トランスジューサの作動範囲を越えて撓まないようにす る安全装置が設けられていることを特徴とする、請求項１乃至５のうちのいずれ か一項に記載のセンサ。
7. ７．　前記安全装置は、前記外部分の一方又は両方の外端に設けられた浅いダブ ルテーパ（１６）からなることを特徴とする、請求項６に記載のセンサ。
8. ８．　ビーム及び該ビームの水平方向撓み及び垂直方向撓みを計測するためのト ランスジューサ（１８、１９）を有するセンサにおいて、該センサに剛性を追加 するため及び安全装置とした役立つため、ビームの少なくとも一端にディスクば ね１４が設けられていることを特徴とするセンサ。
9. ９．　横方向ビーム（５、６）によって支持された第５輪ヒッチ組立体において 、前記横方向ビームの少なくとも一方に請求項１乃至８のうちのいずれか一項に 記載のセンサが装着してある第５輪ヒッチ組立体。
10. １０．　前記ビームの外端は、内側のアングル賦形材（８、９）によって支持さ れていることを特徴とする、請求項９に記載の組立体。
11. １１．　前記内側のアングル賦形材（８、９）それ自体は、外側の賦形材（１０ 、１１）によってシャシーで支持されていることを特徴とする、請求項１０に記 載の組立体。
12. １２．　前記ビームの端は、賦形材を通る共通の中心上に設けられた同じ穴（１ ２）を貫通していることを特徴とする、請求項１１に記載の組立体。
13. １３．　賦形材の外面上に座ぐり穴（１３）が設けられていることを特徴とする 、請求項１２に記載の組立体。
14. １４．　前記座ぐり穴（１３）の各々には、ディスクばね（１４）が装着されて いることを特徴とする、請求項１３に記載の組立体。
15. １５．　前記ディスクばね（１４）及び前記バーの剛性が前記センサの剛性に寄 与することを特徴とする、請求項１４に記載の組立体。