JP2015093631A - 無限軌道車 - Google Patents

Abstract

【課題】信地旋回や超信地旋回を行うことで生ずる不都合を是正することができる無限軌道車を提供する。
【解決手段】無限軌道車１は、車体２の左右に設けられたクローラ３と、上方位置Ｕと下方位置Ｄとの間で昇降し、かつ中心軸線ＡＸの周りで回転し得るように設けられた昇降回転部４と、昇降回転部を４昇降させる昇降駆動部５と、昇降回転部４を回転させる回転駆動部６とを備える。昇降回転部４は、それが下方位置Ｄに位置するとき、左右のクローラ３の接地面３ａよりも下方に突出して走行面２９上で無限軌道車１を支持し、上方位置Ｕに位置するとき、接地面３ａよりも上方に位置する支持部１８を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、クローラにより走行する無限軌道車に関する。

従来、このような無限軌道車として、車体の左右に設けられたクローラ（履帯）と、これらのクローラを駆動するクローラ駆動部とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このような無限軌道車では、左右のクローラは、相互に独立して駆動制御される。そして、無限軌道車が進行方向を変更する場合には、左又は右のクローラのみを駆動することにより右旋回又は左旋回する信地旋回が行われる。また、左右のクローラを相互に逆回転させて向きを変える超信地旋回も行なわれる。

特許第５２７１０２４号公報

しかしながら、従来の無限軌道車によれば、信地旋回や超信地旋回を行うとき、左右のクローラの駆動速度が異なるので、走行面とクローラとの間で、直進走行時よりも大きい摩擦が生じる。この摩擦により、走行面及びクローラの双方に大きな負荷がかかる。走行面に対する負荷は、轍の形成や走行面の損傷の原因となる。クローラに対する負荷は、クローラの破損や寿命の短縮を招来する。

また、信地旋回や超信地旋回を行うとき、走行面とクローラとの間に生じる大きい摩擦力に抗してクローラを駆動するために、大きな駆動トルクでクローラを駆動する必要がある。このため、クローラ駆動部としては、かかる駆動トルクを発生し得る十分な大きさを有するものが必要とされる。この大きなクローラ駆動部は、無限軌道車が大型化する原因となっている。

本発明の目的は、かかる従来技術の問題点に鑑み、信地旋回や超信地旋回により旋回を行うことによる上述の不都合を是正することができる無限軌道車を提供することにある。

本発明は、車体と、前記車体の左右に設けられたクローラと、前記クローラを駆動するクローラ駆動部とを備えた無限軌道車であって、前記左右のクローラの間において、前記車体に対し、所定の上方位置と所定の下方位置との間で昇降可能で、かつ上下方向に延在する中心軸線の周りに回転可能に設けられた昇降回転部と、前記昇降回転部を前記上方位置と前記下方位置との間で昇降させる昇降駆動部と、前記昇降回転部を前記中心軸線の周りに回転させる回転駆動部とを備え、前記昇降回転部は、前記下方位置に位置するときには前記左右のクローラの接地面よりも下方に突出して走行面上で前記車体を支持し、前記上方位置に位置するときには該接地面よりも上方に位置する支持部を備えることを特徴とする。

本発明の無限軌道車によれば、進行方向を変更する場合には、左右のクローラの駆動を停止した状態で、昇降駆動部により、昇降回転部が上方位置から下方位置に移動される。この下方位置で、昇降回転部は、左右のクローラの接地面よりも下方に突出し、走行面上で車体を支持する。これにより、左右のクローラが走行面から離れた状態で、昇降回転部を車体に対して回転させることができる。

次に、回転駆動部によって、昇降回転部が、車体に対し、進行方向の変更量に対応する角度だけ回転される。これにより、無限軌道車の向きが、その変更量だけ変更される。この後、昇降回転部が下方位置から上方位置に移動される。これにより、昇降回転部は、左右のクローラの接地面よりも上方に位置するので、昇降回転部による車体の支持が解除される。

これにより、車体は、左右のクローラにより支持された状態となり、進行方向の変更が完了する。この後、左右のクローラを駆動することにより、無限軌道車を、変更後の進行方向に走行させることができる。

このように本発明によれば、信地旋回や超信地旋回を行うことなく、無限軌道車の進行方向を変更することができる。したがって、信地旋回や超信地旋回を行うことにより生じる走行面やクローラの損傷等の不都合を回避することができる。

また、信地旋回や超信地旋回を行わない場合には、信地旋回や超信地旋回のために必要とされるクローラの大きな駆動力が不要となるので、クローラ駆動部をコンパクトに構成することができる。また、左右のクローラを別個に制御する必要もなくなるので、クローラ駆動部の構成を単純化することができる。

本発明の実施態様では、前記昇降回転部を前記中心軸線の周りで回転自在に保持するとともに、前記車体に対して前記上方位置と前記下方位置との間で昇降し得るように取り付けられた昇降部を備え、前記昇降駆動部は、前記昇降部を前記車体に対して昇降させるために該昇降部と該車体との間に介在するボールねじと、該ボールねじを駆動するための昇降用モータと、該昇降用モータの駆動力を前記ボールねじに伝達する駆動力伝達機構とを備え、前記回転駆動部は、前記昇降回転部を回転させるための回転用モータと、該回転用モータの回転力を前記昇降回転部に伝達する回転力伝達機構とを備えてもよい。

これによれば、昇降回転部を保持する昇降部を、回転用モータでボールねじを駆動することにより昇降させ、昇降回転部を、昇降用モータで回転させることにより無限軌道車の向きが変更される。その際に、昇降部の昇降量や、昇降回転部の回転量を、回転用モータや昇降用モータを制御することにより、容易かつ正確に調節することができる。

また、無限軌道車の進行方向の変更時には、昇降回転部が昇降部上で回転され、昇降部が車体に対して昇降される。このため、昇降回転部を昇降させる部材を車体に対して回転させる構成を採用する場合に比べて、無限軌道車の進行方向の変更時に回転する部分が昇降回転部だけでよいので、該進行方向の変更の前後での無限軌道車における重量のバランスを維持し易い。

上記実施態様において、前記車体は、該車体に前記昇降部を取り付けるための左右方向に長い昇降部取付け部を備え、前記昇降部は、前記昇降部取付け部の上方に位置する上部昇降部と、該昇降部取付け部の下方に位置する下部昇降部と、該上部昇降部と該下部昇降部とを接続する２本の案内ロッドとを備え、前記ボールねじは、前記昇降部取付け部に設けられたナットと、該ナットに螺合するねじ軸とを備え、前記昇降部取付け部には、前記ナットの両側に位置し、前記２本の案内ロッドを昇降方向にそれぞれ案内する２つの案内孔が設けられ、前記ねじ軸の上端部は、前記上部昇降部により、周方向に回転自在で軸方向に固定した状態で支持され、前記昇降用モータは、前記上部昇降部に設けられ、前記回転用モータは、前記下部昇降部に設けられ、前記ボールねじの軸線は、前記昇降回転部の中心軸線の延長上に位置し、前記駆動力伝達機構は、前記上部昇降部の上側に位置し、前記回転力伝達機構は、前記下部昇降部の上側に位置し、前記昇降用モータ及び前記回転用モータの駆動軸は、前記ボールねじ及び前記昇降部取付け部の両側に、該ボールねじのねじ軸と平行に配置されてもよい。

これによれば、ボールねじの軸線が昇降回転部の中心軸線の延長上に位置し、２本の案内ロッドと、昇降用モータ及び回転用モータとがボールねじを囲うようにして配置される。したがって、無限軌道車の進行方向を変更するための機構をコンパクトに構成することができる。

本発明の一実施形態に係る無限軌道車の斜視図である。 図１の無限軌道車の昇降部取付け部、昇降部、昇降回転部、昇降駆動部及び回転駆動部を示す斜視図である。 図２の部分を他の方向から見た斜視図である。 図１の無限軌道車の昇降回転部とクローラとの位置関係を示す図である。 図１の無限軌道車のクローラ駆動部を示す斜視図である。

以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。図１に示すように、実施形態の無限軌道車１は、車体２と、車体２の左右に設けられたクローラ３と、左右のクローラ３の間に設けられた昇降回転部４と、昇降回転部４を昇降させる昇降駆動部５と、昇降回転部４を回転させる回転駆動部６とを備える。車体２の左右には、対応するクローラ３を駆動するクローラ駆動部７が設けられる。

車体２は、上下方向に開いた矩形状領域を中央に形成する矩形状のフレーム８により構成される。左右のクローラ駆動部７の前方側の内側及び後方側の内側は、左右方向に延在する２本のクローラ接続部９によってそれぞれ接続され、各クローラ接続部９を介してフレーム８に固定される。フレーム８には、その中央の矩形状領域を左右方向に横切る昇降部取付け部１０が設けられる。

また、左右のクローラ３の上方には、フレーム８の一部としての前後方向に延在する設置用バー１１が設けられる。各設置用バー１１の中央部上側には、昇降駆動部５、回転駆動部６、クローラ駆動部７等を制御する制御部１２が設置される。また、各設置用バー１１の後端部及び前端部には、図示していない各種センサ等を取り付けるための取付け部１３が設けられる。

図２に示すように、昇降部取付け部１０には、昇降回転部４を、その中心軸線ＡＸの周りで回転自在に保持する昇降部１４が取り付けられる。昇降部１４は、昇降部取付け部１０の上方に位置する上部昇降部１５と、昇降部取付け部１０の下方に位置する下部昇降部１６と、上部昇降部１５と下部昇降部１６とを接続する２本の案内ロッド１７とを備える。

昇降回転部４は、上下方向に対して垂直な円盤状の支持部１８と、支持部１８の中心から上方に伸びる回転軸１９とを備える。回転軸１９の上端部は、下部昇降部１６により、玉軸受等を介して、周方向に回転自在でかつ軸方向に固定した状態で支持される。支持部１８の下面には、滑り止め用のゴム板１８ａが設けられる。

昇降駆動部５は、昇降部１４を車体２に対して昇降させるために昇降部１４と車体２との間に介在するボールねじ２０と、ボールねじ２０を駆動するための昇降用モータ２１とを備える。ボールねじ２０は、車体２の昇降部取付け部１０に固定されたナット２０ａと、ナット２０ａに螺合するねじ軸２０ｂと備える。昇降部取付け部１０のナット２０ａの両側には、上述の２本の案内ロッド１７を昇降方向にそれぞれ案内する２つの案内孔１０ａが設けられる。

ねじ軸２０ｂの上端部は、上部昇降部１５により、玉軸受等を介して、周方向に回転自在で軸方向に固定した状態で支持される。ボールねじ２０の軸線は、昇降回転部４の中心軸線ＡＸの延長上に位置する。

昇降用モータ２１は、上部昇降部１５に設けられる。昇降用モータ２１の駆動力は、昇降用モータ２１の回転軸に固定されたプーリ２２と、ボールねじ２０の上端に固定されたプーリ２３と、プーリ２２及びプーリ２３に掛け渡されたベルト２４とを介してボールねじ２０に伝達される。プーリ２２、プーリ２３及びベルト２４は、上部昇降部１５の上側に配置される。

図３に示すように、回転駆動部６は、昇降部１４により保持された昇降回転部４を回転させる回転用モータ２５と、回転用モータ２５の回転力を昇降回転部４に伝達するプーリ２６及び２７と、ベルト２８とを備える。回転用モータ２５は、下部昇降部１６に設けられる。

プーリ２６は、回転用モータ２５の回転軸に固定される。プーリ２７は、昇降回転部４の回転軸１９の上端に固定される。ベルト２４は、プーリ２２及びプーリ２３に掛け渡される。プーリ２６、プーリ２７及びベルト２８は、下部昇降部１６の上側に配置される。

昇降回転部４は、昇降部１４とともに、図４（ａ）に２点鎖線で示される上方位置Ｕと、図４（ｂ）に２点鎖線で示される下方位置Ｄとの間で昇降される。昇降回転部４が上方位置Ｕから下方位置Ｄまで下降するとき、昇降回転部４の支持部１８が、左右のクローラ３の接地面３ａよりも下方に突出した状態となる。これにより、無限軌道車１は、支持部１８により、走行面２９上で支持された状態となる。

また、昇降回転部４が下方位置Ｄから上方位置Ｕまで上昇するとき、支持部１８は、走行面２９から離れ、接地面３ａよりも上方に位置する。したがって、車体２は、左右のクローラ３により支持された状態となる。

昇降回転部４が下方位置Ｄ又は上方位置Ｕに位置することは、リミットスイッチ３０により検出される。リミットスイッチ３０は、カム部３１とスイッチ部３２とで構成される。カム部３１は、昇降部１４の下部昇降部１６に設けられる。スイッチ部３２は、車体２の昇降部取付け部１０に設けられる。

図５に示すように、クローラ駆動部７は、クローラ３が掛け回される前側の駆動プーリ３３及び後側の従動プーリ３４と、駆動プーリ３３を回転させるための走行用モータ３５とを備える。駆動プーリ３３の両端部には、噛合い部３３ａが設けられ、従動プーリ３４の両端部には、噛合い部３３ｂが設けられる。これらに対応する噛合い部が、クローラ３の内側両端部に設けられる。

駆動プーリ３３及び従動プーリ３４は、車体２側の内側板３６ａと外側の外側板３６ｂとの間で回転自在に支持される。内側板３６ａ及び外側板３６ｂは、クローラ３の軌道の内側に沿った外形を有する。内側板３６ａ及び外側板３６ｂは、駆動プーリ３３及び従動プーリ３４を回転自在にそれぞれ支持する２本のシャフト３７ａと、板面が前後方向に対して垂直となる姿勢で配置された連結板３８とで連結される。

後側のシャフト３７ａの両端部は、内側板３６ａ及び外側板３６ｂの後端部に設けられた前後方向に長い調整穴３９内に配置される。内側板３６ａ及び外側板３６ｂの後端部には、その後端からそれぞれの調整穴３９に抜ける貫通孔を介して調整ボルト４０が各調整穴３９まで挿入される。各調整ボルト４０は、該シャフト３７ａの両端部に設けられたねじ孔に螺合している。これにより、該シャフト３７ａの前後方向の位置が、調整ボルト４０によって調整できるようになっている。

駆動プーリ３３近傍における内側板３６ａ及び外側板３６ｂの間には、回転シャフト３７ｂが回転自在に設けられる。回転シャフト３７ｂには、伝動プーリ４１及び従動かさ歯車４２が固定される。走行用モータ３５は、従動プーリ３４側における内側板３６ａ及び外側板３６ｂの間において、駆動軸が前後方向に平行となるようにして配置される。走行用モータ３５の回転軸は、連結板３８により支持されており、該回転軸における連結板３８の従動かさ歯車４２側には、これに噛み合う駆動かさ歯車４３が固定される。

伝動プーリ４１と駆動プーリ３３には、伝動ベルト４４が掛け回される。これにより、クローラ３が、走行用モータ３５により駆動されるようになっている。駆動プーリ３３の回転軸線上における内側板３６ａの車体２側には、駆動プーリ３３の角度位置を検出するロータリエンコーダ４５が設けられる。

この構成において、走行中に無限軌道車１の進行方向を変更する場合には、制御部１２は、まず、左右のクローラ駆動部７における走行用モータ３５を停止させる。このとき、図４（ａ）のように、昇降回転部４は、左右のクローラ３の接地面３ａよりも上方の上方位置Ｕに位置する。図２及び図３では、このときの状態が示されている。

次に、制御部１２は、昇降用モータ２１でボールねじ２０を回転させることにより、昇降回転部４が下方位置Ｄに到達したことをリミットスイッチ３０が検出するまで、昇降部１４を下降させる。これにより、昇降回転部４は、図４（ｂ）のように、当該接地面３ａよりも下方に突出する。これにより、車体２は、昇降回転部４により、走行面２９上で支持された状態となる。これに伴って、左右のクローラ３は、車体２により保持され、走行面２９から離れた状態となる。

次に、制御部１２は、回転用モータ２５で昇降回転部４を、所定の角度、例えば９０°回転させる。この回転は、左右のクローラ３が走行面２９から離れているので、支障なく行われる。

次に、制御部１２は、昇降用モータ２１でボールねじ２０を逆回転させることにより、昇降回転部４が上方位置Ｕに到達したことをリミットスイッチ３０が検出するまで、昇降部１４を上昇させる。これにより、昇降回転部４は、図４（ａ）のように、左右のクローラ３の接地面３ａよりも上方に位置した状態に復帰する。この結果、左右のクローラ３が、走行面に接地し、車体２を支持した状態となる。

これにより、昇降回転部４を、上述の所定の角度、例えば９０°回転させた分だけ無限軌道車１の向きが変更されたことになる。したがって、この後、制御部１２は、走行用モータ３５を駆動することにより、無限軌道車１の変更後の向きへの走行を開始することができる。

本実施形態によれば、昇降回転部４を昇降及び回転させることにより無限軌道車１の向きが変更されるので、信地旋回や超信地旋回を行うことなく、無限軌道車１の向きを変更することができる。したがって、信地旋回や超信地旋回を行うことによる走行面２９やクローラ３の損傷等の不都合を回避することができる。

また、昇降回転部４を保持する昇降部１４を、回転用モータ２５でボールねじ２０を駆動することにより昇降させ、昇降回転部４を、昇降用モータ２１で回転させることにより無限軌道車１の向きが変更される。その際に、昇降部１４の昇降量や、昇降回転部４の回転量を、回転用モータ２５や昇降用モータ２１を制御することにより、容易かつ正確に調節することができる。

また、無限軌道車１の進行方向の変更時には、昇降回転部４が昇降部１４上で回転され、昇降部１４が車体２に対して昇降される。このため、昇降回転部４を昇降させる部材を車体２に対して回転させる構成を採用する場合に比べて、無限軌道車１の進行方向の変更時に回転する部分が昇降回転部４だけで足りるので、該進行方向の変更の前後での無限軌道車１における重量のバランスを維持し易い。

また、ボールねじ２０の軸線が昇降回転部４の中心軸線ＡＸの延長上に位置し、２本の案内ロッド１７と、昇降用モータ２１及び回転用モータ２５とがボールねじ２０を囲うようにして配置される。したがって、無限軌道車１の進行方向を変更するための機構をコンパクトに構成することができる。

以上、実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、左右の走行用モータ３５で左右のクローラ３を別個に駆動することに代えて、１つの走行用モータで左右の駆動プーリ３３を駆動してもよい。これによれば、クローラ駆動部を簡単に構成することができる。なお、この場合には、信地旋回や超信地旋回はできないが、昇降回転部４の昇降及び回転により無限軌道車の向きを変更できるので、進行方向の変更に支障を来たすことはない。

また、上記実施形態では、昇降回転部４を車体２に対して昇降させかつ回転し得るように設けるために、昇降回転部４を回転自在に保持する昇降部１４を、車体２に対して昇降自在に取り付けている。しかし、これに代えて、昇降回転部４を昇降自在に保持する部材を、車体２に対して回転自在に取り付けてもよい。

また、上記実施形態では、昇降用モータ２１、ボールねじ２０等を用いて昇降駆動部５を構成しているが、これに代えて、油圧シリンダ等を用いて昇降駆動部を構成してもよい。また、昇降駆動部５における駆動力伝達機構を、プーリ２２、ベルト２４及びプーリ２３に代えて、ギヤ機構により構成してもよい。回転駆動部６においてプーリ２６、プーリ２７及びベルト２８で構成される回転力伝達機構についても同様である。

１…無限軌道車、２…車体、３…クローラ、３ａ…接地面、４…昇降回転部、５…昇降駆動部、６…回転駆動部、７…クローラ駆動部、１０…昇降部取付け部、１０ａ…案内孔、１４…昇降部、１５…上部昇降部、１６…下部昇降部、１７…案内ロッド、１８…支持部、１９…回転軸、２０…ボールねじ、２０ａ…ナット、２０ｂ…ねじ軸、２１…昇降用モータ、２２、２３…プーリ（駆動力伝達機構）、２４…ベルト（駆動力伝達機構）、２５…回転用モータ、２６、２７…プーリ（回転力伝達機構）、２８…ベルト（回転力伝達機構）、２９…走行面、ＡＸ…中心軸線、Ｕ…上方位置、Ｄ…下方位置。

Claims (3)

1. 車体と、
   前記車体の左右に設けられたクローラと、
   前記クローラを駆動するクローラ駆動部とを備えた無限軌道車であって、
   前記左右のクローラの間において、前記車体に対し、所定の上方位置と所定の下方位置との間で昇降可能で、かつ上下方向に延在する中心軸線の周りに回転可能に設けられた昇降回転部と、
   前記昇降回転部を前記上方位置と前記下方位置との間で昇降させる昇降駆動部と、
   前記昇降回転部を前記中心軸線の周りに回転させる回転駆動部とを備え、
   前記昇降回転部は、前記下方位置に位置するときには前記左右のクローラの接地面よりも下方に突出して走行面上で前記無限軌道車を支持し、前記上方位置に位置するときには該接地面よりも上方に位置する支持部を備えることを特徴とする無限軌道車。
2. 前記昇降回転部を前記中心軸線の周りで回転自在に保持するとともに、前記車体に対して前記上方位置と前記下方位置との間で昇降し得るように取り付けられた昇降部を備え、
   前記昇降駆動部は、前記昇降部を前記車体に対して昇降させるために該昇降部と該車体との間に介在するボールねじと、該ボールねじを駆動するための昇降用モータと、該昇降用モータの駆動力を前記ボールねじに伝達する駆動力伝達機構とを備え、
   前記回転駆動部は、前記昇降回転部を回転させるための回転用モータと、該回転用モータの回転力を前記昇降回転部に伝達する回転力伝達機構とを備えることを特徴とする請求項１に記載の無限軌道車。
3. 前記車体は、該車体に前記昇降部を取り付けるための左右方向に長い昇降部取付け部を備え、
   前記昇降部は、前記昇降部取付け部の上方に位置する上部昇降部と、該昇降部取付け部の下方に位置する下部昇降部と、該上部昇降部と該下部昇降部とを接続する２本の案内ロッドとを備え、
   前記ボールねじは、前記昇降部取付け部に設けられたナットと、該ナットに螺合するねじ軸とを備え、
   前記昇降部取付け部には、前記ナットの両側に位置し、前記２本の案内ロッドを昇降方向にそれぞれ案内する２つの案内孔が設けられ、
   前記ねじ軸の上端部は、前記上部昇降部により、周方向に回転自在で軸方向に固定した状態で支持され、
   前記昇降回転部は、上端部が前記下部昇降部により周方向に回転自在で軸方向に固定した状態で支持された回転軸を備え、
   前記昇降用モータは、前記上部昇降部に設けられ、
   前記回転用モータは、前記下部昇降部に設けられ、
   前記ボールねじの軸線は、前記昇降回転部の中心軸線の延長上に位置し、
   前記駆動力伝達機構は、前記上部昇降部の上側に位置し、
   前記回転力伝達機構は、前記下部昇降部の上側に位置し、
   前記昇降用モータ及び前記回転用モータの駆動軸は、前記ボールねじ及び前記昇降部取付け部の両側に、該ボールねじのねじ軸と平行に配置されることを特徴とする請求項２に記載の無限軌道車。