JP2005329745A

JP2005329745A - 地雷処理装置の車体構造

Info

Publication number: JP2005329745A
Application number: JP2004147649A
Authority: JP
Inventors: Hajime Aoyama; 元青山; Kazuyoshi Ishikawa; 和良石川
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2004-05-18
Filing date: 2004-05-18
Publication date: 2005-12-02

Abstract

【課題】不整地に対応すべく強度や剛性を向上させた故障し難い地雷処理装置の車体構造を提供し、さらに、作業者の安全性の観点から、多少破壊されても自力で地雷原から帰還可能な地雷処理装置の車体構造を提供する。
【解決手段】地雷処理装置１の車体構造において、前後方向に並設された角管よりなる２本のメインフレーム６と、２本のメインフレーム６を連結し台枠を格子状または梯子状に形成する角管またはチャンネル材よりなる複数本のサブフレーム７、８と、サブフレーム７、８の下面より上方に配置され車輪またはクローラ２を独立して回転駆動する駆動装置９と、メインフレーム６を貫通して設けられた車軸１９とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、地雷処理装置の車体構造に係り、特に、不整地における地雷処理に適した地雷処理装置の車体構造に関する。

国際的紛争や内戦等により、現在、世界中の国々には一億個を超える地雷が埋設されていると言われている。このような情勢を踏まえ、近年、地雷の処理（地雷の探知や除去等を含む）を行うための地雷処理装置が多数提案されている（例えば、特許文献１乃至特許文献５等参照）。

これらの地雷処理装置は、通常、金属探知機等のセンサ装置や地雷を爆破するためのエアハンマを装備したマニピュレータ等の地雷の処理を行うための種々の装置を備えている。また、これらの地雷処理装置は、走行のために、ブルドーザ型やショベルカー型のようなクローラを備えたもの（例えば、特許文献１、２参照）や、タイヤを備えたもの（例えば、特許文献３、４参照）、特殊な伸縮自在の歩行脚を有するもの（例えば、特許文献５参照）など種々の動作機構を持つ。
特開２００１−２２１５９７号公報特開２００１−２４１８９５号公報特開２００２−５５９８号公報特開２０００−２０５７９２号公報特開２００２−１３１４４４号公報

しかしながら、地雷が埋設されている場所は、かつての戦闘地域であり、荒野であったり道路や橋等のインフラが破壊されたりしている不整地であることが多く、地雷処理装置の車体には、地面の起伏や傾斜等により強い曲げ力やねじれ力が加わる。また、地雷処理装置自体が地雷を踏むなどして地雷が爆発すると、地雷処理装置の車体には非常に強い曲げやねじれの力が加わる。このような力によって車体が故障し或いは破壊されて動作不能に陥ると、動けなくなった地雷処理装置を回収するために、作業者が未処理の地雷が埋設されている可能性がある処理対象地（以下、地雷原という。）に足を踏み入れなければならず、非常に危険である。

これまでの地雷処理装置の開発においては、地雷処理を行うためのマニピュレータやセンサ等の装置の処理能力や機能、処理方法に重点が置かれる傾向があったが、前記のように、地雷処理装置が実際に使用される環境を考慮し、作業者の安全を考えるならば、地雷処理装置自体の車体構造の強度や剛性の向上に着目した開発が望まれている。

そこで、本発明の目的は、不整地に対応すべく強度や剛性を向上させた故障し難い地雷処理装置の車体構造を提供することである。また、本発明は、作業者の安全性の観点から、多少破壊されても自力で地雷原から帰還可能な地雷処理装置の車体構造を提供することも目的とする。

前記の問題を解決するために、請求項１の地雷処理装置の車体構造は、
地中に埋設された地雷を処理するための地雷処理装置の車体構造であって、
前後方向に並設された角管よりなる２本のメインフレームと、
前記２本のメインフレームを連結する角管またはチャンネル材よりなる複数本のサブフレームと、
車輪またはクローラを回転駆動させるための駆動装置と、
前記駆動装置の駆動を前記車輪またはクローラに伝達するための車軸と
を備え、
前記メインフレームと前記サブフレームとが、格子状または梯子状に連結されて構成されていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、地雷処理装置の車体構造のメインフレームやサブフレームには、曲げやねじれに強い角管やチャンネル材が用いられ、しかも、それらを格子状や梯子状に組み合わせることにより、車体構造は、曲げやねじれに対して強度が非常に強く、剛性が非常に向上されたものとなる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の地雷処理装置の車体構造において、前記駆動装置は、前記サブフレームに固定されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、駆動装置が曲げやねじれに強い前記サブフレームに固定される。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の地雷処理装置の車体構造において、前記駆動装置は、前記サブフレームの下面より上方に配置されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、駆動装置が、サブフレームの下方にはみ出さない状態に配置される。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の地雷処理装置の車体構造において、前記車軸は、前記メインフレームを貫通するように設けられていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、メインフレームに新たに取付構造を設けることなく車軸がメインフレームに固定される。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の地雷処理装置の車体構造において、前記車軸と軸受との間に無給油ブッシュが設けられていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明によれば、車軸が、メインフレームを貫通するように設けた軸受の内部に挿通され、無給油ブッシュを介して回転可能とされる。

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の地雷処理装置の車体構造において、前記駆動装置の出力軸と前記車軸との間に、前記出力軸の回転中心と前記車軸の回転中心とを前後方向または上下方向に偏心可能とするための軸継手が設けられていることを特徴とする。

請求項６に記載の発明によれば、駆動装置の出力軸の回転中心と車軸の回転中心が多少ずれても、軸継手がその偏心を吸収する。

請求項１に記載の発明によれば、地雷処理装置の車体構造のメインフレームやサブフレームには、曲げやねじれに強い角管やチャンネル材が用いられ、しかも、それらを格子状や梯子状に組み合わせることにより、車体構造は、曲げやねじれに対して強度が非常に強く、剛性が非常に向上されたものとなる。そのため、地雷処理装置の車体には、地雷の爆発による強い衝撃や、起伏の大きな不整地から絶えず強い曲げやねじれの力が加わるが、このような構造をとることにより、車体の曲がりやねじれによる装置の故障等を有効に防止することが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、駆動装置が曲げやねじれに強い前記サブフレームに固定されるため、前記請求項１に記載の発明の効果に加え、地雷処理装置が起伏が多い不整地で作業を行っても、駆動装置に曲げやねじれの負荷がかからず、駆動装置の故障の発生を低減することができる。同時に、サブフレームを駆動装置の取付部材として活用できるため、部品点数を少なくすることができる。

請求項３に記載の発明によれば、駆動装置がサブフレームの下方にはみ出さない状態に配置されるため、前記各請求項に記載の発明の効果に加え、地表から突き出した岩等が駆動装置に衝突して駆動装置が故障する等の事態を回避することができる。

請求項４に記載の発明によれば、メインフレームに新たに取付構造を設けることなく車軸がメインフレームに固定されるため、前記各請求項に記載の発明の効果に加え、地雷原のような地面の起伏が大きい場所で、クローラ等の動作機構が絶えず衝撃を受ける環境下でも、車軸が確実にメインフレームに固定され、故障が生じ難くなる。また、それと同時に、新たに取付構造を設けない点で、部品点数を少なくできるという効果がある。

請求項５に記載の発明によれば、車軸が、メインフレームを貫通するように設けた軸受の内部に挿通され、無給油ブッシュを介して回転可能とされる。そのため、前記請求項４に記載の発明の効果に加え、クローラ等の動作機構に上下方向や前後方向に強い力や衝撃が加わり、車軸を介して無給油ブッシュに強い力が加わっても、無給油ブッシュは車軸に面接触しているから、衝撃に強く簡単に破壊されることが回避できる。

請求項６に記載の発明によれば、駆動装置の出力軸の回転中心と車軸の回転中心が多少ずれても、軸継手がその偏心を吸収するため、前記各請求項に記載の発明の効果に加え、駆動装置と車軸の位置関係を比較的自在に調整することが可能となるうえ、駆動装置の出力軸と車軸との間に軸継手を介在させることにより、クローラ等の動作機構が地雷で破壊されても、その衝撃が出力軸に直接伝わることが回避され、駆動装置が破壊されることを効果的に阻止することができる。

以下、本発明に係る地雷処理装置の車体構造の実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態の地雷処理装置を示す側面図である。本実施形態の地雷処理装置１は、作業者が遠隔操作により処理動作を行わせる無人地雷処理装置であり、地雷処理装置１の車体両側面の前後には、計４本のクローラ２が動作機構として取り付けられている。また、地雷処理装置１の前方には、地雷処理を行うマニピュレータ３と地雷を探知する地雷探知センサ４とがそれぞれ動作可能に取り付けられている。

図２は、図１の地雷処理装置の内部車体構造を示す平面図である。ただし、図２では、図１に示したマニピュレータ３や地雷探知センサ４、車体カバー５等を取り外した状態を示している。本実施形態の地雷処理装置１では、車体カバー５が取り外し可能とされており、日中の気温が高温になる場合などには、車体カバー５を取り外して冷却しながら作業を行わせることができる。

地雷処理装置１の車体構造は、前後方向に並設された角管よりなる２本のメインフレーム６を備えており、２本のメインフレーム６の間には、メインフレーム６を連結する角管またはチャンネル材よりなる数本のサブフレーム７が左右方向に並列状に配置されて溶接により連結されている。さらに、本実施形態では、前後方向に延在し、複数のサブフレーム７を連結するサブフレーム８が設けられており、メインフレーム６、サブフレーム７およびサブフレーム８が梯子状に、或いは一部が格子状に連結されて、車体が構成されている。

車体の中央部分には、ディーゼルエンジン９や排気ダクト１０等よりなる油圧駆動装置１１が配置されている。油圧駆動装置１１は、ハイドロスタティックトランスミッション（ＨＳＴ）方式によりディーゼルエンジン９の駆動を左右のクローラ２をそれぞれ担当する図示しない２つの油圧ポンプに伝達し、さらに図示しない油圧回路を介して４つのクローラ２をそれぞれ独立に駆動する駆動装置としての４つの油圧モータ１２に伝達するようになっている。

油圧モータ１２は、図３に示すように、その出力軸１３がそれぞれサブフレーム７より上方になるように配置されており、少なくとも油圧モータ自体がサブフレーム７の下面より上方に配置されるように固定されている。具体的には、油圧モータ１２には、モータブラケット１４がフランジ１５を介して固定されており、モータブラケット１４の両側には、２本のＬ字状のアーム１６の垂直面側がそれぞれ取り付けられており、２本のアーム１６の水平面側は、スペーサ１７および座板１８を介してそれぞれサブフレーム７に固定されていて、油圧モータ１２がサブフレーム７の下面より上方に配置されている。

図２に示したように、本実施形態では、油圧モータ１２の出力軸１３には、油圧モータ１２の駆動をクローラ２に伝達するための車軸１９が自在継手よりなる軸継手２０を介して連結されている。図４に示すように、軸継手２０は、油圧モータ１２の出力軸１３の回転中心Ｌ１と車軸１９の回転中心Ｌ２との間に前後方向または上下方向に多少偏心がある場合でも、偏心がある状態のまま出力軸１３の駆動を車軸１９に伝達する機能を有するものである。

本実施形態では、車軸１９は、メインフレーム６を貫通するように設けられている。具体的には、図５に示すように、角管よりなるメインフレーム６には、軸受２１がメインフレーム６の両側面を貫通するように水平方向に設けられており、この軸受２１の内部に、車軸１９が挿通されている。車軸１９と軸受２１との間には、無給油ブッシュ２２が軸受２１の内外の両開口部付近にそれぞれ設けられている。

車軸１９の外方端には、ハブ２３が固定されており、このハブ２３に、地雷処理装置１の動作機構としてのクローラ２（図１および図２参照）が取り付けられている。前述したように、本実施形態の地雷処理装置１では、４つの油圧モータ１２により、車体の両側面の前後に取り付けられた４本のクローラ２がそれぞれ独立に駆動されるようになっている。

なお、本実施形態では、ハブ２３への付け替えにより、クローラ２をタイヤに交換可能とされている。また、図２に示したように、本実施形態の地雷処理装置１の内部には、燃料タンク２４やバッテリ２５、作動油タンク２６等が設けられており、前記の各部材と連結または接続されている。

次に、本実施形態の地雷処理装置の作用について説明する。

本実施形態の地雷処理装置１は、前述したように、作業者が遠隔操作して地雷処理を行わせる無人地雷処理装置である。作業者が、遠隔操作で地雷処理装置１を作動させると、車体に搭載されたディーゼルエンジン９（図２参照）が駆動し、その駆動が油圧ポンプおよび油圧回路を介して４つの油圧モータ１２に伝達され、油圧モータ１２の回転出力が出力軸１３や軸継手２０を介して車軸１９に伝わり、４本のクローラ２がそれぞれ独立に駆動回転される。このようにして、地雷処理装置１は地雷原を移動する。

なお、前述したように、地雷原は、かつての戦闘地域であったり、荒野や斜面であったり、道路や橋等のインフラが破壊されたりしている不整地であることが多いため、動作機構として、通常、前記のようにクローラ２を装着して処理を行わせる。しかし、道路わき等の比較的整地された場所に地雷が埋設されている場合もあり、そのような場合には、ソリッドタイヤやノンパンクタイヤ等のパンクしないタイヤを取り付けて処理作業を行わせることも可能である。

また、地雷処理作業においては、地雷探知センサ４（図１参照）を地表面近くまで下げた状態で作動させて、移動しながら地中に埋設された地雷を探知する。そして、地雷が探知されると、マニピュレータ３で地中から地雷の除去し、または爆破して破壊する等の処理を行う。

以上のように、本実施形態の地雷処理装置１の車体構造では、４本の動作機構（すなわち、クローラまたはタイヤ）がそれぞれ独立に駆動回転されるため、例えば、地雷を踏んで爆発させ、４本の動作機構のうち１本が故障し或いは破壊されたとしても、他の３本の動作機構を駆動回転させて地雷処理装置１を回収することができる。このように、本実施形態の地雷処理装置１は、多少破壊されても自力で地雷原から帰還できる可能性が高いものとなり、作業者が危険な地雷原に分け入る必要が低減され、作業の安全性を向上させることができる。

また、本実施形態の地雷処理装置１の車体構造のように、車体を構成するメインフレーム６やサブフレーム７、８として図６に示すような曲げやねじれに強いチャンネル材や角管を用い、しかも、それらを格子状や梯子状に組み合わせることで、車体構造を、曲げやねじれに対して強度が非常に強く、剛性が非常に向上されたものとすることができる。そのため、地雷処理装置１の車体には、地雷の爆発による強い衝撃や、起伏の大きな不整地から絶えず強い曲げやねじれの力が加わるが、前記構造をとることにより、車体の曲がりやねじれによる装置の故障等を有効に防止することができる。

本実施形態のように、軸受２１を介して車軸１９がメインフレーム６を貫通するように設けたことも、地雷処理装置１の故障の発生をより低減する効果をもたらす。この場合、例えば、メインフレーム６に新たに車軸１９の取付構造を設けて車軸１９を取り付けることも可能である。しかし、地雷原のような地面の起伏が大きい場合には、クローラ等を介して取付構造に絶えず上下或いは前後方向の強い力が加わるため、取付構造が金属疲労等により比較的容易に破壊されてしまうことが多い。そして、地雷処理装置１は、クローラや駆動装置等の他の部材が正常に作動可能であるにもかかわらず、取付構造が破壊されただけで走行不能に陥ってしまう。地雷原のような作業環境では、むしろ、車軸１９をメインフレーム６に貫通させて確実に固定した方が故障は発生し難い。新たに取付構造を設けない点で、部品点数を少なくできるという効果もある。

図５に示したように、車軸１９と軸受２１との間に、ベアリングとして無給油ブッシュ２２を用いることによっても、車体構造の曲げやねじれに対する剛性を向上させることができる。すなわち、クローラ等の動作機構に上下方向や前後方向に強い力や衝撃が加わると、ハブ２３や車軸１９を介してハブ２３に近い側のベアリングに同じ向きに強い力が加わる。その際、ベアリングが、例えば、ボールベアリングのようなものであると、必ずしも衝撃に強くないため、破壊されて故障する場合があるが、無給油ブッシュ２２を用いれば、車軸１９に面接触しているため衝撃に強く、簡単に破壊されることはない。

また、前述したように、本実施形態では、油圧モータ１２がサブフレーム７の下面より上方に配置されている。そのため、例えば、図７に示すように地雷処理装置１を後方から見た場合、油圧モータ１２がサブフレーム７の下方にはみ出さないから、地表から突き出した岩Ｒ等が油圧モータ１２に衝突して油圧モータ１２が故障する等の事態を回避することができる。

さらに、油圧モータ１２を前述したような曲げやねじれに強い角管やチャンネル材よりなるサブフレーム７に固定することで、起伏が多い不整地で作業を行っても、油圧モータ１２に曲げやねじれの負荷がかからず、油圧モータ１２の故障の発生を低減できる。サブフレーム７を油圧モータ１２の取付部材として活用できるため、部品点数を少なくすることができるという効果もある。

一方、本実施形態のように、油圧モータ１２をサブフレーム７に固定し、軸継手２０を介して出力軸１３と車軸１９とを直結させることにより、油圧モータ１２の駆動力を車軸１９に直接伝達することが可能となる。そのため、地面の起伏が大きな場所や急斜面等でも、地雷処理装置１が移動することが可能となる。

クローラ２等の動作機構の駆動方法としては、この他にも、例えば、車体に油圧モータを２個設け、１つの油圧モータでチェーンとスプロケットを介して車体側面の前後２つの動作機構を同時に駆動する方法を用いることも可能であるが、チェーンに砂塵が噛み込んで故障する等の問題が生じる可能性があり、本実施形態のように構成することが好ましい。

また、車体の設計上、クローラやタイヤ等の動作機構の取付位置とサブフレーム７の位置関係が多少ずれて、車軸１９の回転中心Ｌ２（図４参照）と油圧ポンプ１２の出力軸１３の回転中心Ｌ１が偏心してしまう場合がある。しかし、本実施形態のように、このような偏心を吸収する軸継手２０を用いることによって自在に調整することが可能となる。

さらに、油圧モータ１２の出力軸１３と車軸１９との間に軸継手２０を介在させることにより、クローラ２等の動作機構が地雷で破壊されても、その衝撃が出力軸１３に直接伝わることが回避され、油圧モータ１２まで破壊されることを阻止することができる。

なお、本実施形態では、地雷処理装置１が遠隔操作により処理作業を行う無人地雷処理装置である場合を示したが、作業者が乗り込んで直接操作する有人地雷処理装置に対しても同様に適用可能である。

本実施形態の地雷処理装置を示す側面図である。図１の地雷処理装置の内部車体構造を示す平面図である。サブフレームに固定された油圧モータを示す側面図である。軸継手の作動状態を示す模式図である。軸受を介してメインフレームに取り付けられた車軸を示す断面図である。チャンネル材や角管の曲げやねじれを説明する模式図である。本実施形態の地雷処理装置を後方から見た図である。

符号の説明

１地雷処理装置
２クローラ
６メインフレーム
７、８サブフレーム
１２油圧モータ（駆動装置）
１３出力軸
１９車軸
２０軸継手
２１軸受
２２無給油ブッシュ
Ｌ１、Ｌ２回転中心

Claims

地中に埋設された地雷を処理するための地雷処理装置の車体構造であって、
前後方向に並設された角管よりなる２本のメインフレームと、
前記２本のメインフレームを連結する角管またはチャンネル材よりなる複数本のサブフレームと、
車輪またはクローラを回転駆動させるための駆動装置と、
前記駆動装置の駆動を前記車輪またはクローラに伝達するための車軸と
を備え、
前記メインフレームと前記サブフレームとが、格子状または梯子状に連結されて構成されていることを特徴とする地雷処理装置の車体構造。
前記駆動装置は、前記サブフレームに固定されていることを特徴とする請求項１に記載の地雷処理装置の車体構造。
前記駆動装置は、前記サブフレームの下面より上方に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の地雷処理装置の車体構造。
前記車軸は、前記メインフレームを貫通するように設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の地雷処理装置の車体構造。
前記車軸と軸受との間に無給油ブッシュが設けられていることを特徴とする請求項４に記載の地雷処理装置の車体構造。
前記駆動装置の出力軸と前記車軸との間に、前記出力軸の回転中心と前記車軸の回転中心とを前後方向または上下方向に偏心可能とするための軸継手が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の地雷処理装置の車体構造。