(57)【要約】トレーラー・ヒッチ・アセンブリー（２０）はヒッチ・プレート（２６）及びロック機構（２８）を含む。ヒッチ・プレート（２６）はトレーラーのキングピン（７０）が嵌入するノド（６０）を含む。ロック機構（２８）はキングピン（７０）をノド（６０）内にロックする機能を有し、１対のロック・ジョー（２０１ａ、２０１ｂ）を含み、キングピン（７０）と接触するロック・ジョーの接触面は、ロック・ジョー対（２０１ａ、２０１ｂ）の耐磨耗性を維持しながら、潤滑油需要を軽減する合金で処理されている。
2005516849.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレーラーのキングピンが嵌入するノドを有するヒッチ・プレートと、ノド内にキングピンをロックするためのロック機構とから成り、ロック機構が１対のロック・ジョーを含み、キングピンと接触するロック・ジョーの接触面が、ロック・ジョー対の耐摩耗性を維持しながら潤滑油需要を軽減する合金で処理されていることを特徴とするトレーラー・ヒッチ・アセンブリー。
【請求項２】
ロック機構がヒッチ・プレートに連結された前方ロック・インサートを含み、キングピンと接触するインサートの接触面が、インサートの耐摩耗性を維持しながら潤滑油需要を軽減する合金で処理されていることを特徴とする請求項１に記載のアセンブリー。
【請求項３】
合金が、モリブデンを含むホウ化チタン、ホウ化クロム及びクロムとホウ素の混合物のいずれか１つであることを特徴とする請求項２に記載のアセンブリー。
【請求項４】
合金をロック・ジョーの接触面及びインサートの接触面に、レーザー誘起表面改善（ＬＩＳＩ）方法によって接合したことを特徴とする請求項２に記載のアセンブリー。
【請求項５】
レーザー・ラインが最も磨耗し易い方向と平行するように、ロック・ジョーの接触面及びインサートの接触面に対してＬＩＳＩ方法を実施したことを特徴とする請求項４に記載のアセンブリー。
【請求項６】
ロック機構によってキングピンがヒッチ・プレートにロックされると、ヒッチ・プレートの前方ロックのノドの前方ロック部がキングピンと接触し、キングピンと接触するヒッチ・プレートのノドの前方ロック部が、ヒッチ・プレートのノドの前方ロック部の耐磨耗性を維持しながら、潤滑油需要を軽減する合金で処理されていることを特徴とする請求項１に記載のアセンブリー。
【請求項７】
合金がモリブデンを含むホウ化チタン、ホウ化クロム及びクロムとホウ素の混合物のいずれか１つであることを特徴とする請求項６に記載のアセンブリー。
【請求項８】
トレーラーのキングピンをノド内にロックするためのロック機構と、トレーラーのキングピンが嵌入するノドが形成されているヒッチ・プレートとから成り、ヒッチ・プレートがこれに連結された前方ロック・インサートを含み、キングピンと接触するインサートの接触面が、インサートの耐磨耗性を維持しながら、潤滑油需要を軽減する合金で処理されていることを特徴とするトレーラー・ヒッチ・アセンブリー。
【請求項９】
ロック機構が１対のロック・ジョーを含み、キングピンと接触するロック・ジョーの接触面が、ロック対の耐磨耗性を維持しながら、潤滑油需要を軽減する合金で処理されていることを特徴とする請求項８に記載のアセンブリー。
【請求項１０】
合金がモリブデンを含むホウ化チタン、ホウ化クロム及びクロムとホウ素の混合物のいずれか１つであることを特徴とする請求項９に記載のアセンブリー。
【請求項１１】
合金をロック・ジョーの接触面及びインサートの接触面に、レーザー誘起表面改善（ＬＩＳＩ）方法によって接合したことを特徴とする請求項９に記載のアセンブリー。
【請求項１２】
レーザー・ラインが最も磨耗し易い方向と平行するように、ロック・ジョーの接触面及びインサートの接触面に対してＬＩＳＩ方法を実施したことを特徴とする請求項１１に記載のアセンブリー。
【請求項１３】
合金がモリブデンを含むホウ化チタン、ホウ化クロム及びクロムとホウ素の混合物のいずれか１つであることを特徴とする請求項１２に記載のアセンブリー。
【請求項１４】
トレーラーのキングピンをノド内にロックするためのロック機構と、トレーラーのキングピンが嵌入するノドが形成されているヒッチ・プレートとから成り、ロック機構によってキングピンがヒッチ・プレートにロックされると、ヒッチ・プレートの前方ロックのノドの前方ロック部がキングピンと接触し、キングピンと接触するヒッチ・プレートのノドの前方ロック部が、ヒッチ・プレートのノドの前方ロック部の耐磨耗性を維持しながら、潤滑油需要を軽減する合金で処理されていることを特徴とするトレーラー・ヒッチ・アセンブリー。
【請求項１５】
ロック機構が１対のロック・ジョーを含み、キングピンと接触するロック・ジョーの接触面が、ロック対の耐磨耗性を維持しながら、潤滑油需要を軽減する合金で処理されていることを特徴とする請求項１４に記載のアセンブリー。
【請求項１６】
合金がモリブデンを含むホウ化チタン、ホウ化クロム及びクロムとホウ素の混合物のいずれか１つであることを特徴とする請求項１５に記載のアセンブリー。
【請求項１７】
合金をロック・ジョーの接触面及びインサートの接触面に、レーザー誘起表面改善（ＬＩＳＩ）方法によって接合したことを特徴とする請求項１５に記載のアセンブリー。
【請求項１８】
レーザー・ラインが最も磨耗し易い方向と平行するように、ロック・ジョーの接触面及びヒッチ・プレートの前方ロック部に対してＬＩＳＩ方法を実施したことを特徴とする請求項１７に記載のアセンブリー。
【請求項１９】
合金がモリブデンを含むホウ化チタン及びホウ化クロムのいずれかであることを特徴とする請求項１８に記載のアセンブリー。
【請求項２０】
合金がホウ化クロムであることを特徴とする請求項１８に記載のアセンブリー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は第５車輪ヒッチ、特に潤滑油を少量だけ必要とする、または全く必要としない第５車輪ヒッチに係わる。
【背景技術】
【０００２】
運送業界で広く利用される第５車輪は過度の磨耗を防止する（例えば、グリースのような）潤滑油を必要とする多数の可動部品を含む。従来は一般に、保守技術員は過度の磨耗を防止するため、第５車輪ヒッチの種々の部品に潤滑油をたっぷり塗布する。しかし、第５車輪にグリースを塗布するには、周期的な保守が必要であり、第５車輪にグリースを塗りすぎると、トラクター・トレーラー・ユニットの運転中、余剰のグリースが環境中に分散する可能性があるから、（例えば、火災、河川及び／または地下水汚染のような）環境汚染の原因となる恐れがある。潤滑油の利用を減らす試みとして、多くのメーカーがグリースレスの第５車輪頂板パッド、グリースを必要としないプラスチックや特殊金属製のフロント・ロック及び軸受ポケット・インサートを開発した。多くの連結器メーカーは腐食防止のため、第５車輪部品に塗布または電気鍍金される保護層を利用している。しかし、一般に、これらの保護層は部品の耐磨耗性を高めることも潤滑性を付与してもいない。
【０００３】
また、一般に、種々の環境条件に曝される金属物体は酸化、腐食、錆びを免れない。そこで、金属表面に保護層を塗装、クラッディング、コーティングまたは電気鍍金することによって金属物体の表面を保護するのが典型的な解決策であった。しかし、最初の保護層が金属物体の表面から剥離する度に、このような保護層を頻繁に部分除去し、改めて金属物体の表面に保護層を塗布する必要があるから、上記の技術は必ずしも望ましいものではなかった。そこで、研究者たちは金属物体の表面を他の材料と合金化するという新しい方法を開発した。例えば、レーザー誘起表面改善（ＬＩＳＩ）方法の名称で知られる方法は、レーザーを利用して金属物体の表面に所要の金属で合金処理する方法である。ＬＩＳＩ方法を実施するための装置と技術は米国特許第５，９６１，８６１号；第５，９８５，０５６号；第６，０１６，２２７号；及び第６，２２９，１１８号に開示されており、これらの開示内容はいずれも参考のため本願明細書中に引用されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
必要なのは、潤滑油の塗布量が極めて少量でありながら、高い耐磨耗性と耐腐食性を発揮する構成部分から成る第５車輪ヒッチである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の１実施態様はヒッチ・プレート及びロック機構を含むトレーラー・ヒッチ・アセンブリーに係わる。ヒッチ・プレートはトレーラーのキングピン５を受容するノドを含む。ロック機構はキングピンをノド内にロックする機構であり、１対のロック・ジョーを含む。ロック・ジョーの、キングピンと接触する接触面は、ロック・ジョー対の耐磨耗性を維持しながら、潤滑油の必要量を軽減する合金で処理されている。
【０００６】
本発明の他の実施態様として、ヒッチ・プレートとロック機構を含むトレーラー・ヒッチ・アセンブリーを提供する。ヒッチ・プレートはトレーラーのキングピンを受容するノドを含み、ロック機構はキングピンをノド内にロックし、ヒッチ・プレートに連結された前方ロック・インサートを含む。キングピンと接触するインサートの接触面を、インサートの耐磨耗性を維持しながら、潤滑油の必要量を軽減する合金で処理する。
【０００７】
本発明の上記及びその他の特徴、長所及び目的は以下の説明、特許特許請求の範囲及び添付図面を参考に、当業者が詳細を理解するであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、高い磨耗抵抗、腐食抵抗及び潤滑性を付与するように、第５車輪ヒッチの特定の機械的構成部分に斬新なコーティング及び表面処理を選択的に採用する一方、このように処理された構成部分に必要な（例えば、グリースのような）潤滑油塗布量を軽減できるトレーラー・ヒッチ・アセンブリー（第５車輪ヒッチ）に係わる。本発明の種々の実施例においては、トレーラー・ヒッチ・アセンブリーのロック・ジョー及び前方ロック・インサートを、レーザー誘起表面改善（ＬＩＳＩ）方法を利用して処理する。トラクター・トレーラーに使用されるトレーラー・ヒッチ・アセンブリーは多数の可動部品を含み、従来、これらの可動部品には充分な潤滑油を注油する必要があった。本発明の一実施態様では、連結機構と関連する種々の部品（即ち、ヒッチ・プレートの前方ロック・インサートまたは前方ロック部及びロック・ジョー）を表面処理することによって連結機構への潤滑油の注油を不要にする。
【０００９】
本発明では、ラスターの方向（即ち、垂直または水平レーザー・ライン）及びラスターの間隔を、最適な性能が得られるように設定する。１例として、金属化スラリーを製造し、これを処理すべき部品の被磨耗面に塗布する。次に、レーザーを利用することによって部品表面にスラリーをミクロ溶接（即ち、合金）する。スラリーとしては、モリブデンを含むホウ化チタン、ホウ化クロム、またはホウ素を含むクロムなど種々の材料が挙げられる。一般に、最も磨耗し易い方向と平行するように、部品の金属面上に材料をラスター配向することが望ましい。このようにすれば、２つの面が互に相対移動する時、両者は平行に、即ち、水平ラスターの方向に移動する。尚、合金に適応し、適正な公差を維持するには部品寸法を縮小させればよい（例えば、０．００４インチだけ切削すればよい）。
【００１０】
原則としては、トラクター・トレーラー機構全体のうち、互に相対運動する部品の金属表面はすべて耐磨耗処理することが好ましい。例えば、ピントル・フックにおけるホーン、トレーラーのサスペンション・スライド・フレーム間を移動するブッシング・コンタクト及び／またはスライダー・エッジ等、磨耗し易い面には本発明が開示するような処理を施すことが好ましい。
【００１１】
図１Ａはシャーシ８０に固定された支持体２４、支持体２４に、横軸を中心に枢動するように取付けられたトレーラー・ヒッチ・プレート２６、及び公知のトレーラー・キングピンをロックするためのロック機構２８を含むトラック・トラクター１０を例示する。図示のように、トラック・トラクター１０はヒッチ・アセンブリー２０に取付けた３個の近接センサーと、トラクター１０の運転台に設けた出力デバイス５０から成る電子システム含む。但し、電子システムは本発明の一部ではない。傾斜センサー３２、キングピン・センサー３４及びロック・センサー３６などのセンサー群は多心ケーブル４５を介して出力デバイス５０に接続され、トレーラー・ヒッチ・アセンブリー２０の適当な箇所に取付けられる。
【００１２】
図１Ｂ−１Ｄは図１のトレーラー・ヒッチ・アセンブリ２０の詳細図である。傾斜センサー３２は、感知端がピボット・ピン２１と直交する方向に外方へ向くように、ヒッチ・プレート２６のフランジ２３に取付ければよい。図１Ｃはヒッチ・プレート２６を支持体２４との組合せにおいて、水平な連結位置２５と連結を解かれた休止位置２７（破線）とで示す側面図である。トレーラー・ヒッチ・プレート２６が休止位置にある時に傾斜センサー３２の感知端が位置する付近に金属プレート８５を設けることによって、傾斜センサー３２はヒッチ・プレート２６が傾斜している、即ち、休止位置にあることを感知し、これに基づいてプレート８５の存在を検知することができる。トラクター１０がトレーラーの下へ後退すると、傾斜しているヒッチ・プレート２６とトレーラーの一部とが接触する。この接触に伴い、ヒッチ・プレート２６が連結（水平）位置へ回転する。次いで、傾斜センサー３２がプレート８５の不在を感知すると、ヒッチ・プレート２６がその休止位置から移動し、トレーラーがヒッチ・アセンブリー２０に近接していると判断することができる。ヒッチ・プレート２６が水平な連結位置に来ると金属を検知するようにセンサー３２を取付けてもよい。
【００１３】
図１Ｂはトレーラー・キングピン７０が嵌入してロックされるようにヒッチ・プレート２６に形成されたノド６０の近傍に感知端が来るように、ヒッチ・プレート２６に取付けられたキングピン・センサー３４を示す。図１Ｄはノド６０に正しく嵌入した時のトレーラー・キングピン７０の位置を一部断面で示す倒立側面図である。金属トレーラー・キングピン７０がノド６０に嵌入してロック平面より下方に来ると、キングピン・センサー３４が検知信号を出力する。即ち、キングピン・センサー３４はロック機構２８よりも下方の平面内に位置し、キングピン７０のリブ６２がロック平面６１より下方に来た時に初めてキングピン７０を検知する。キングピン・センサー３４をこのように配置したから、ロック機構２８がキングピン７０（即ち、トレーラー）をヒッチ・アセンブリー２０に固定するのを妨げるいわゆる「ハイ・カップリング」が起こった場合、キングピン・センサー３４によるキングピン７０の存在指示が避けられる。ヒッチ・アセンブリー２０のロック機構２８は圧縮ばねによって偏倚されて、ヒッチのノド６０に嵌入するや否や自動的に施錠状態となり、トレーラー・キングピン７０を固定する。
【００１４】
図１Ｂはまた、ロック位置に来た時、感知端が（ロック機構２８の）金属カム・プレート２９の近傍に来るようにヒッチ・プレート２６に取付けられたロック・センサー３６をも示す。従って、ロック・センサー３６は、ロック機構２８が施錠・固定位置に位置することを感知すると、これに基づいてカム・プレート２９の存在を検知する。当業者には明らかなように、本発明は如何なるタイプのロック機構とも併用できる。また、他の構成のトレーラー・ヒッチ・アセンブリーにも応用でき、センサー３２、３４及び３６の取付け場所も特に規定されない。さらに、アセンブリーの状態をモニターするのに利用される電子システムを含まないトレーラー・ヒッチ・アセンブリーにも応用できる。
【００１５】
図２は図１Ａのトレーラー・ヒッチ・アッセンブリーにおける典型的な部品を示し、具体的には、ＬＩＳＩ方法を利用して合金処理された１対のロック・ジョー２０１ａ及び２０１ｂを取付けられたヒッチ・プレート２６ａの部分図である。図２に示すように、ロック・ジョー２０１ａ及び２０１ｂのラスター・ラインは水平方向に延びている。用途にもよるが、既に述べたように、ラスター・ラインの方向は最も磨耗し易い方向と平行であることが好ましい。尚、潤滑性を付与する対磨耗材（即ち、金属）を合金する他の方法を利用してもよく、ＬＩＳＩ方法だけがトレーラー・ヒッチ・アセンブリーにおける鋼製の部品に適当な金属を合金するのに利用可能な唯一の方法ではない。磨耗の可能性が比較的低い（例えば、ヨーク、カム・プレート、ロック・ピン、ヨーク・シャフトなどのような）他の部品を、市販の焼付けコーティング、例えば、二硫化モリブデンを含有するドライ・フィルム潤滑材で処理することも好ましい。カム・ローラーのような部品は無心焼入れされたものでもよく、カム・ウォッシャーはＮｙｌａｔｒｏｎ（商標）またはステンレス・スチール製でもよい。
【００１６】
図３は本発明の一実施態様によるトレーラー・ヒッチ・アセンブリーの前方ロック部３０３におけるヒッチ・プレート２６ｂの一部を示す。図３に示すように、前方ロック・インサート３０１は前方ロック部３０３におけるヒッチ・プレート２６ｂに嵌入するように形成されている。尚、インサートを利用しないようにヒッチ・プレートを構成してもよく、この場合、前方ロック部におけるヒッチ・プレートを、磨耗に抵抗し、潤滑性を付与する合金で処理することが望ましい。
【００１７】
図４は本発明の他の実施態様による、トレーラー・ヒッチ・アッセンブリーの前方ロック部４０３におけるヒッチ・プレート２６ｃの部分斜視図である。図４に示すように、前方ロック・インサート４０１は前方ロック部４０３におけるヒッチ・プレート２６ｃに嵌入するように形成され、１対のファスナ（例えば、止めねじ）４０５を介してヒッチ・プレート２６ｃに固定される。
【００１８】
以上の記述から明らかなように、ここでは高い磨耗抵抗、腐食抵抗及び潤滑性を付与するように、第５車輪ヒッチの特定の機械的構成部分に斬新なコーティング及び表面処理を選択的に採用する一方、このように処理された構成部分に必要な潤滑油塗布量を軽減するトレーラー・ヒッチ・アセンブリーを説明した。
【００１９】
以上の説明はあくまでも好ましい実施例の説明であり、当業者や本発明を実施または利用する者なら上記の実施例に変更を加えるであろう。従って、図面に沿って説明した実施例は説明を目的とするものであって本発明の範囲を制限するものではなく、本発明の範囲は均等理論を含む特許法の原理に従って解釈される後記の特許特許請求の範囲によって限定される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１Ａ】トレーラー・ヒッチ・アセンブリーを含むトラック・トラクターを例示する側面図である。
【図１Ｂ】図１Ａのトレーラー・ヒッチ・アセンブリーの底面図である。
【図１Ｃ】図１Ａのトレーラー・ヒッチ・アセンブリーの側面図である。
【図１Ｄ】図１Ｂに示したトレーラー・ヒッチ・アセンブリーの一部断面で示す側面図である。
【図２】本発明の一実施態様に従って処理されたロック・ジョーを含むヒッチ・プレートの部分斜視図である。
【図３】本発明の他の実施態様に従って処理されたインサートを含むトレーラー・ヒッチ・アセンブリーを含むトレーラー・ヒッチ・アセンブリーの前方ロック部におけるヒッチ・プレートの部分斜視図である。
【図４】本発明のさらに他の実施態様に従って処理された他のインサートを含むトレーラー・ヒッチ・アセンブリーの前方ロック部におけるヒッチ・プレートの部分斜視図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０      トラック・トラクター
２０      ヒッチ・アセンブリー
２１      ピボット・ピン
２３      フランジ
２４      支持体
２５      連結位置
２６      トレーラ・ヒッチプレート
２７      休止位置
２８      ロック機構
２９      カム・プレート
３２      傾斜センサー
３４      キングピン・センサー
３６      ロック・センサー
４５      多心ケーブル
５０      出力デバイス
６０      ノド
６１      ロック平面
６２      リブ
７０      トレーラー・キングピン
８０      シャーシ
８５      金属プレート
２０１ａ，２０１ｂ  ロックジョー  
３０１    前方ロック・インサート
３０３    前方ロック部
４０１    前方ロック・インサート
４０３    前方ロック部
４０５    ファスナ
【図１Ａ】
2005516849.tif 000003
【図１Ｂ】
2005516849.tif 000004
【図１Ｃ】
2005516849.tif 000005
【図１Ｄ】
2005516849.tif 000006
【図２】
2005516849.tif 000007
【図３】
2005516849.tif 000008
【図４】
2005516849.tif 000009
【国際調査報告】
2005516849.tif 000010
2005516849.tif 000011