JP6660006B2 - スネーキング現象抑制装置 - Google Patents

Description

本発明は、トラクタの牽引走行時におけるトレーラのスネーキング現象を抑えるスネーキング現象抑制装置に関する。

トレーラを牽引したトラクタの高速走行では、トラクタとトレーラとを連結するピン部（連結部）を中心にトレーラがトラクタに対して左右（車幅方向）に振れるというスネーキング現象が生じることがある。スネーキング現象は、トレーラが走行中、自励振動を起こし、あたかも蛇のように蛇行運転状態になることをいい、高速走行といったある車速以上（所定車速以上）のとき、制動時や外乱などをきっかけに生じやすい。このスネーキング現象は、トラクタの安定した走行を損なう一つの要因となっている。

そこで、特許文献１，２に開示されているようなスネーキング現象抑制装置が提案されている。これら装置は、いずれもトラクタやトレーラに各種センサを搭載してトレーラの挙動からスネーキング現象の発生を検出する技術と、トラクタの左右（車幅方向）のブレーキ装置に電磁ブレーキを用いる技術を組み合わせて、スネーキング現象の発生に伴い、トレーラの電磁ブレーキを制御して、トレーラの振れを抑える。

特開２００７−１６１１４８号公報 特開２００９− ８３６１９号公報

ところが、引用文献１，２のような電気制御の構造で、トレーラのスネーキング現象を抑える装置は、多くのセンサ類や、別途電磁ブレーキや、さらに複雑な回路が求められるため、コスト的に高価となりやすい。しかも、複雑な制御が求められる。
そこで、本発明の目的は、トレーラの既ブレーキ装置を活用して、簡易な機械的構造で、トレーラに生じるスネーキング現象が抑えられるスネーキング現象抑制装置を提供する。

本発明の態様は、トラクタと、トラクタの後部に回動自在に連結されて牽引された、車幅方向両側に一対のブレーキ装置を有するトレーラとを備え、トラクタの後部の車幅方向両側とトレーラの一対のブレーキ装置における制動操作入力部との間を、それぞれ対角方向で伸縮可能に連結する一対の索状部材と、所定車速以上でトラクタが走行時、トラクタとトレーラとの連結部を支点にトレーラが振れたとき、伸び側となる索状部材の伸び方向の変位を規制する規制機構とを有するものとした。

本発明によれば、トレーラを牽引したトラクタが、スネーキング現象の生じやすい所定車速以上で走行中、トレーラが左側へ振れた（蛇行）場合、規制機構によって、それまで伸び方向の変位を許していた、伸び側の索状部材（トラクタとトレーラ間の間隔が広くなる側）の変位は規制される。すると、それ以降の変位は、トレーラ左側のブレーキ装置を操作する操作量となって同ブレーキ装置の操作入力部に入力される。つまり、トレーラ左側のブレーキ装置が作動される。これにより、左側へ振れ（蛇行）ていたトレーラは、生ずる左側の制動を受けて右側へ戻る。つまり、トレーラをトラクタと真っ直ぐに並ぶ状態に戻らせる。またトレーラが右側へ振れ（蛇行）た場合は、トレーラ右側のブレーキ装置が作動して、同様にトレーラを元の位置へ戻らせる。

それ故、トラクタの後部両側（車幅方向）とトレーラの左右両側（車幅方向）のブレーキ装置間に対角に配置した一対の伸縮可能な索状部材、トレーラが振れ（蛇行）たとき伸び側となる索状部材の伸び方向の変位を規制する規制機構を設けるという、トレーラの既ブレーキ装置を活用した簡易な機械的な構造で、トラクタに生じるスネーキング現象を抑えることができる。

本発明の一実施形態に係る態様となるスネーキング現象抑制装置の各部を示す構成図。 左側へ振れたトレーラを戻らせる作用を説明する平面図。 右側へ振れたトレーラを戻らせる作用を説明する平面図。

以下、本発明を図１から図３に示す一実施形態にもとづいて説明する。
図１はスネーキング現象抑制装置の構成を示し、図２および図３は同装置でスネーキング現象を抑える作用をそれぞれ示している。
図１（ａ）中１はトラクタ（牽引車）、３はトレーラ（被牽引車）を示す。トラクタ１の後部中央からは、例えばＩ形の牽引アーム５が突き出ている。この牽引アーム５の、トラクタ１の後部バンパ１ａから後方へ突き出た先端部に、牽引支持部となるピンマウント７が設けられている。

トレーラ３は、例えば、図１（ｃ）に示されるように車体３の車幅方向両側に一対の車輪１１ａ，１１ｂと、同左右の車輪１１ａ、１１ｂに制動を加える一対のブレーキ装置であるドラム式のブレーキ装置１３ａ，１３ｂとを有するトレーラから構成される。このトレーラ３の前部からは、例えばＶ形の被牽引アーム１５が突き出ている。この被牽引アーム１５の前方に突き出た先端部に被牽引支持部となるピボットピン１７が設けられている。

そして、トレーラ３のピボットピン１７とトラクタ１のピンマウント７とが回動自在（車幅方向）に連結され、トラクタ１でトレーラ３を牽引する連結車両を構成している（図１（ａ））。トレーラ３のブレーキ装置１３ａ，１３ｂには、例えばトラクタ１が制動したときの挙動で制動が行われる慣性ブレーキシステムや、油圧や空気などを用いてトラクタ１のブレーキ装置（図示しない）と共に作動させるブレーキシステムが用いられる。

一方、図１〜図３に示されるようにこの連結車両に搭載されるスネーキング現象抑制装置は、トラクタ１の後部の車幅方向両側とトレーラ３の左右のブレーキ装置１３ａ，１３ｂとの間を対角で伸縮可能に連結する一対の索状部材、例えば一対のワイヤー部材２３ａ，２３ｂと、トレーラ３がピンマウント７を支点に振れたときの伸び側となるワイヤー部材２３ａあるいは２３ｂの伸び方向の変位を規制する一対の規制装置３５ａ，３５ｂ（本願の規制機構に相当）とを有して構成されている。

一対のワイヤー部材２３ａ，２３ｂは、例えば図１〜図３に示されるようにトラクタ１の後部バンパ１ａの車幅方向両側にそれぞれ収めた一対のワイヤー巻取り装置２５ａ，２５ｂ（本願の巻取り装置に相当）が用いられている。図１（ｂ）には、右側のワイヤー巻取り装置２５ａしか図示していない。
具体的には右側のワイヤー巻取り装置２５ａは、それぞれスプール２６に巻回されたワイヤー部材２３ａと、スプリング部材（図示しない）の付勢によりワイヤー部材２３ａをスプール２６から引出しおよび巻戻し可能とする付勢構造（図示しない）とを有している。左側のワイヤー巻取り装置２５ｂも同じ構成である（図２，図３）。そして、図１〜図３に示されるように各ワイヤー巻取り装置２５ａ、２５ｂからワイヤー部材２３ａ，２３ｂが引き出されて、トラクタ１とトレーラ３間でＸ形に配置され、トラクタ１とは対角となる向きで、トレーラ３の左右の各ドラム式のブレーキ装置１３ａ，１３ｂへ延びている。

一方、ドラム式ブレーキ装置１３ａ，１３ｂは、いずれも図１（ｃ）のように車輪１１ａ，１１ｂと共に回転するブレーキドラム２７と、同ブレーキドラム２７の内側に収められたブレーキシュー２９とを有している。周知のようにブレーキシュー２９は、ブレーキシュー２９の自由端側が制動操作入力部２９ａとして操作される構成となっている。つまり、ブレーキシュー２９は、例えばトレーラ３の慣性（慣性ブレーキ）や、トラクタ１のブレーキ操作（ブレーキシステム）により操作されると、ブレーキシュー２９がブレーキドラム２７の内面に押し付けられ、車輪１１ａ，１１ｂに制動が加わる構成となっている。

そして、図１（ａ）に示されるように各ブレーキ装置１３ａ，１３ｂの制動操作入力部２９ａに対して、各ワイヤー巻取り装置２５ａ，２５ｂからのワイヤー部材２３ａ，２３ｂ端がそれぞれ対角方向から連結され、トラクタ１の後部両側（車幅方向両側）とトレーラ３の左右両側（車幅方向両側）のブレーキ装置１３ａ，１３ｂとの間を、伸縮可能となったワイヤー部材２３ａ，２３ｂで対角に連結している。図１〜図３中３１は、対角に配置された各ワイヤー部材２３ａ，２３ｂをガイドするガイド部を示している。これにより、ワイヤー部材２３ａ，２３ｂは、右左折や蛇行などでトラクタ１とトレーラ３との間の間隔が変化すると、同変化に追従して、一方のワイヤー部材２３ａ（あるいは２３ｂ）は、トラクタ１から引出されて伸びる方向に変位し、他方のワイヤー部材２３ｂ（あるいは２３ａ）は、トラクタ１へ巻き戻されて縮む方向に変位するようになっている。

一対の規制装置３５ａ，３５ｂは、いずれも図１〜図３に示されるように各ワイヤー巻取り装置２５ａ，２５ｂと共に、後部バンパ１ａ内の両側部分、具体的にはワイヤー巻取り装置２５ａ，２５ｂのワイヤー出入り側に設けられている。規制装置３５ａ，３５ｂは、いずれもトラクタ１が所定車速以上で走行中に作動し、トレーラ３がピンマウント７を支点に左右方向へ振れ（蛇行）たとき、伸び側となるワイヤー部材が一定以上、引出されないように、ワイヤー部材の伸び方向（引き出し方向）変位を規制する機構で構成されている。各規制装置３５ａ，３５ｂは、例えば図１〜図３に示されるように各ワイヤー部材２３ａ，２３ｂの一部、例えばワイヤー巻取り装置２５ａ，２５ｂから引き出されたワイヤー部分の所定位置に設けたストッパ３７ａ，３７ｂと、ストッパ３７ａ，３７ｂと係止可能なストッパ規制具３９ａ、３９ｂ（本願のストッパ規制部材に相当）と、同ストッパ規制具３９ａ，３９ｂを駆動する駆動部４１ａ，４１ｂ（図１）とを有している。

具体的にはストッパ３７ａ，３７ｂは、所定の外径寸法を有した例えば短柱部材から構成される。いずれもストッパ３７ａ，３７ｂは、トラクタ１とトレーラ３とが真っ直ぐとなる走行状態を基準に所定位置に設けられている。これにより、各ストッパ３７ａ，３７ｂは、図１（ｂ）に示されるようにワイヤー部材２３ａ，２３ｂの最大伸び量、最小縮み量で定まる移動範囲内を変位する。

ストッパ規制具３９ａ、３９ｂは、例えば図１〜図３に示されるようにストッパ３７ａ，３７ｂを基準としてストッパ３７ａ，３７ｂからトレーラ３側に所定量、離れたワイヤー部分の位置に配置される。具体的には各ストッパ規制具３９ａ、３９ｂは、トラクタ１とトレーラ３とが真っ直ぐに並んだときのストッパ３７ａ，３７ｂを基準に、例えばトレーラ３が所定量、屈曲（蛇行）したときのストッパ３７ａ，３７ｂ位置に合わせて配置される。各ストッパ規制具３９ａ、３９ｂは、いずれもワイヤー部材２３ａ，２３ｂの周囲で開閉する一対の係止部材４０から構成される。具体的には一対の係止部材４０は、いずれもストッパ３７ａ，３７ｂの外径を超えるまで開いた状態を「開」とし、ワイヤー部材２３ａ，２３ｂが挿通でき、ストッパ３７ａ，３７ｂが挿通できない間隔を残して閉じた状態を「閉」として開閉する。つまり、一対の係止部材４０は、「開」となる位置を待機位置とし、「閉」となる位置をストッパ３７ａ，３７ｂと係止する係止位置として、開閉、すなわちワイヤー部材２３ａ，２３ｂの周囲の待機位置からストッパ３７ａ，３７ｂと係止可能な係止位置へ変位可能となっている。これにより、係止部材４０の「開」のときは、ストッパ３７ａ，３７ｂを含めワイヤー部材２３ａ，２３ｂの伸び方向および縮む方向の両方の変位を許す。また係止部材４０の「閉」のときは、ストッパ３７ａ，３７ｂと係止するまでは、ワイヤー部材２３ａ，２３ｂの伸び方向や縮む方向の両方の変位を許し、ストッパ３７ａ，３７ｂと係止すると、ワイヤー部材２３ａ、２３ｂの縮む方向の変位を許し、ワイヤー部材２３ａ，２３ｂの伸びる方向の変位だけを規制する。

そして、各ストッパ規制具３９ａ、３９ｂは、各係止部材４０を開閉駆動する各駆動部４１ａ，４１ｂを介して、制御部、例えばＥＣＵ４３に接続されている（図１に図示）。ＥＣＵ４３には、例えばトラクタ１の車速を検知する車速センサ４５から入力される車速情報から、トラクタ１が所定車速以上の走行となる、トレーラ３のスネーキング現象が生じやすい車速域のとき、駆動部４１ａ，４１ｂを作動させて、各ストッパ規制具３９ａ、３９ｂの係止部材４０を「開」（待機位置）から「閉」（係止位置）へ変位させる制御が設定されている。すなわち規制装置３５ａ，３５ｂは、スネーキング現象の発生のおそれのない車速未満のときは作動せず、スネーキング現象の生じるおそれのある所定車速以上のとき作動されるようにしている。そして、規制装置３５ａ，３５ｂの作動によって、スネーキング現象が生じやすい状況のとき、事前にスネーキング現象を抑える準備を整えておき、随時、発生するトラクタ１のスネーキング現象が抑えられるようにしている。

つぎに、このように構成されたスネーキング現象抑制装置の作用について説明する。
トラクタ１がトレーラ３を牽引しながら市街地を走行しているとする。市街地走行は、トレーラ３のスネーキング現象が生じにくい低車速での走行である。このためＥＣＵ４３では、所定車速以下と判定される。これにより、各規制装置３５ａ，３５ｂの係止部材４０は、ワイヤー部材２３ａ，２３ｂの周囲で、「開」状態のまま待機し続ける。このときは、ワイヤー部材２３ａ，２３ｂやストッパ３７ａ，３７ｂは、自由に係止部材４０間を挿通できる。このため、市街地走行でトラクタ１が右左折しても、それに応じて車幅方向一側のワイヤー巻取り装置２５ａあるいは２５ｂからワイヤー部材２３ａあるいは２３ｂが引き出されて伸びたり、車幅方向他側のワイヤー巻取り装置２５ｂあるいは２５ａからワイヤー部材２３ｂあるいは２３ａが巻き戻されて縮んだりするだけなので、ワイヤー部材２３ａ，２３ｂはトラクタ１の牽引走行に影響を与えない。

一方、トレーラ３を牽引したトラクタ１が高速道路を走行するとする。この場合、市街地走行とは異なりトラクタ１の車速は、所定車速以上の車速、すなわちトレーラ３のスネーキング現象が生じやすい高車速域になるので、ＥＣＵ４３の指令により各規制装置３５ａ，３５ｂの駆動部４１ａ，４１ｂは作動される。これにより、一対の係止部材４０は、いずれも図１（ｂ）に示される待機位置から図２、図３に示される係止位置に変位、すなわちワイヤー部材２３ａ，２３ｂやストッパ３７ａ，３７ｂの変位が許される「開」から、ストッパ３７ａ，３７ｂと係止可能な「閉」へと駆動される。係止部材４０の「閉」は、ストッパ３７ａ、３７ｂが係止部材４０より内側（巻取り装置２５側）にあるときに行われる。各規制装置３５ａ，３５ｂの作動により、スネーキング現象抑制装置は、スネーキング現象が生じやすい状況に対応できる体制、すなわちスネーキング現象の発生を考慮して事前にトレーラ３のスネーキング現象を抑える体制に入る。

このトラクタ１の高速牽引走行の際、図２（ａ）に示されるようにスネーキング現象が生じ、トレーラ３がピンマウント７を支点に左側へ振れ（蛇行）たとする。これにより、伸び側となる右側のワイヤー部材２３ａは、右側のワイヤー巻取り装置２５ａから引き出されて伸び、縮む側となる左側のワイヤー部材２３ｂは、左側のワイヤー巻取り装置２５ａへ巻き戻されて縮む。つまりトレーラ３の屈曲具合（蛇行具合）に合わせて、各ワイヤー部材２３ａ，２３ｂは伸縮する。

このとき左側への振れ量（蛇行）が所定量を越えると、図２（ｂ）に示されるように係止部材４０にストッパ３７ａが係止され、それまで許していた右側のワイヤー部材２３ａ（トラクタ１とトレーラ３間の間隔が広くなる側）の変位（伸び）が規制される。すると、それ以降のワイヤー部材２３ａの伸び方向の変位は、トレーラ左側のブレーキ装置１３ｂを操作する操作量となってブレーキシュー２９の制動操作入力部２９ａに入力される。これにより、トレーラ左側のブレーキ装置１３ｂは作動され、トレーラ左側に制動力が生じ、トレーラ３に右側へ向かわせる挙動を与える。

このとき図２（ｂ）に示されるように右側のワイヤー部材２３ａは、巻戻し方向（縮む）への変位は許されている。また左側のワイヤー部材２３ｂは、ストッパ３７ｂが係止部材４０に当接するまでは引出し方向の変位は許されているから、左側へ屈曲（蛇行）したトレーラ３は、トレーラ左側で生ずる制動を受けて、図２（ａ）中の矢印ａのようにピンマウント７を支点に右側へ曲がり、元の位置へ戻る。すなわち、トレーラ３は、図１（ａ）のようにトラクタ１と真っ直ぐに並ぶ状態（姿勢）に戻る。

また反対に、図３（ａ）のようにスネーキング現象によりトレーラ３が右側へ振れ（蛇行）た場合、図３（ｃ）のようにトレーラ右側のブレーキ装置１３ａを作動させ、トレーラ右側で生ずる制動によって、上記同様、図３（ａ）中の矢印ｂのようにトレーラ３を左側へ曲がらせ、元の位置に戻らせる。
以上、説明したようにトラクタ１の後部両側とトレーラ３の左右両側のブレーキ装置１３ａ，１３ｂ間に対角に配置した一対のワイヤー部材２３ａ，２３ｂ、トレーラ３が振れ（蛇行）たとき伸びる伸び側のワイヤー部材２３ａ，２３ｂの変位を規制する規制装置３５ａ，３５ｂ（規制機構）を設けるという、トレーラ３の既ブレーキ装置１３ａ，１３ｂを活用した簡易な機械的な構造で、トラクタ１に生じるスネーキング現象を抑えることができる。しかも、スネーキング現象が生じない走行域では、規制装置３５ａ、３５ｂは作動しないため、市街地での右左折など低速走行には影響を与えずにすむ。

特に規制装置３５ａ、３５ｂは、ストッパ３７ａ，３７ｂと、ストッパ規制部材３９ａ，３９ｂと、駆動部４１ａ，４１ｂを組み合わせて、スネーキング現象が生じやすい走行状況になるとストッパ規制具３９ａ，３９ｂをストッパ３７ａ、３７ｂと係止可能な位置へ変位させるという、スネーキング現象に即、対応できる体制を敷く構成を用いた
ので、確実にトレーラ３のスネーキング現象を抑えることができる。

そのうえ、規制装置３５ａ，３５ｂは、ワイヤー巻取り装置２５ａ，２５ｂと共にトラクタ後部（後部バンパ）に収める構成としたので、ワイヤー巻取り装置２５ａ，２５ｂおよび規制装置３５ａ、３５ｂをトラクタ１にコンパクトに組み付けることができる。
なお、本発明は、一実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々可変して実施しても構わない。例えば一実施形態では、索状部材にワイヤー巻取り装置のワイヤー部材を用いたり、ストッパを一対の開閉可能な係止部材で係止する構造を用いたが、これに限らず、他の手段でも構わない。

１ トラクタ
3 トレーラ
１３ａ，１３ｂ 一対のブレーキ装置
２３ａ，２３ｂ 一対のワイヤー部材（一対の索状部材）
７，１７ ピンマウント、ピボットピン（連結部）
３５ａ，３５ｂ 規制装置（規制機構）
３７ａ，３７ｂ ストッパ
３９ａ，３９ｂ ストッパ規制具（ストッパ規制部材）
４１ａ，４１ｂ 駆動部
２５ａ，２５ｂ 一対のワイヤー巻取り装置（一対の巻取り装置）

Claims (4)

1. トラクタと、
   前記トラクタの後部に回動自在に連結されて牽引された、車幅方向両側に一対のブレーキ装置を有するトレーラと、を備え、
   前記トラクタの後部の車幅方向両側と前記トレーラの前記一対のブレーキ装置における制動操作入力部との間を、それぞれ対角方向で伸縮可能に連結する一対の索状部材と、
   所定車速以上で前記トラクタが走行時、前記トラクタと前記トレーラとの連結部を支点に前記トレーラが振れたとき、伸び側となる前記索状部材の伸び方向の変位を規制する規制機構と、
   を有することを特徴とするスネーキング現象抑制装置。
2. 前記規制機構は、
   前記一対の索状部材のそれぞれに設けられたストッパと、
   前記ストッパを基準として当該ストッパからトレーラ側に所定量、離れた前記索状部材の位置に配置され、前記索状部材の周囲で待機する待機位置と、前記ストッパと係止可能な係止位置との間を変位するストッパ規制部材と、
   前記トラクタが所定車速以上の走行時、前記ストッパ規制部材を前記待機位置から前記係止位置へ変位させる駆動部と
   を有することを特徴とする請求項１に記載のスネーキング現象抑制装置。
3. 前記一対の索状部材は、前記トラクタの後部の車幅方向両側に設けられた一対の巻取り装置によって引出しおよび巻戻し可能に収められた索状部材から構成される、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスネーキング現象抑制装置。
4. 前記規制機構は、前記巻取り装置と共に前記トラクタ後部の車幅方向両側に設けられる
   ことを特徴とする請求項３に記載のスネーキング現象抑制装置。

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