JP3199643B2 - 重心移動可能な車両 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水陸両用排水ポンプ車
に好適な、登坂能力を向上させるよう重心移動が可能な
車両に関する。

【０００２】

【従来の技術】水災害時の緊急排水、土木工事に伴う排
水および農業用の排水などに使用される排水ポンプは、
クレーン付きトラックなどで現場まで運ばれて降ろされ
排水作業を行う。しかし、排水ポンプを積んだトラック
の進入が難しい湿地帯や冠水域では排水作業の初動遅れ
が生じやすい。

【０００３】このような問題を解決するため、本願出願
人は排水ポンプを油圧機構で上下動可能に搭載した水陸
両用のクローラ式排水ポンプ車を既に提案している（特
願平６−１２７２０１号）。この排水ポンプ車は、水上
に浮揚できる舟型車体に排水ポンプを搭載して、地上や
水上をクローラ駆動にて自走して排水ないし取水地点ま
で進行し、排水ないし取水地点で排水ポンプを駆動させ
て排水ないし取水作業を迅速に行うことができるもので
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のクローラ式水陸
両用排水ポンプ車においては、水上に浮揚した状態での
走行、湿地帯での走行、土手等の勾配の急な斜面での登
坂と降坂の安定走行が要求されることから、少なくとも
次の〜の条件を満たす車両構造のものが要望され
る。

【０００５】浮力を持ち、水密構造であること。

【０００６】充分な強度を保持した軽量構造であるこ
と。

【０００７】重心位置が低いこと。

【０００８】上記の条件を満たすため、クローラ式の
水陸両用排水ポンプ車においては、水上走行時のフロー
トを兼ねる舟型の車体にエンジンや排水ポンプを搭載
し、車体の左右下方に一対のクローラを設置している。
また、充分な浮力を得るため、一対のクローラの間の空
間に車体下部を張り出させて舟型の下部フロート部を構
成している。

【０００９】また、上記との条件は、軟弱地盤の急
斜面（３０゜以上の勾配）を排水ポンプ車が安定して登
坂および降坂するために重要である。例えば図７（Ａ）
の登坂時のクローラ式の水陸両用排水ポンプ車１で説明
すると、この排水ポンプ車１の登坂必要牽引力Ｆは、排
水ポンプ車１が登坂する傾斜面３の傾斜角をα、車両重
量をＷ、排水ポンプ車１のクローラ２と傾斜面３の滑り
摩擦係数をμとすると、次式で表される。

【００１０】 Ｆ＝Ｗ（ｓｉｎα＋μ×ｃｏｓα） 上式で明らかなように、車両重量Ｗが大きくなると傾斜
面３での登坂必要牽引力Ｆが増大する。車両重量Ｗのう
ちエンジンの占める割合は決して小さくはないが、エン
ジンを小型化して車両重量Ｗを減少させようとしても、
却って必要牽引力Ｆが得られず登坂能力の向上には結び
付かない。このように、上記の条件を満たすことは容
易ではない。また、傾斜面３を登坂する場合、登坂必要
牽引力Ｆを大きくすることと、上記の条件のように排
水ポンプ車１の登坂時の重心位置を極力低く設定してお
くことも重要な要素である。この重心位置に基づく登坂
時の力関係を図７（Ｂ）を参照して説明する。

【００１１】クローラ式排水ポンプ車１の重心位置をＧ
とし、重心位置Ｇを通る鉛直線と傾斜面３の交点をＢ、
クローラ２の最後尾と傾斜面３の接地点をＡ、点ＡＢ間
の距離をＬとすると、クローラ２の対地表面グリップ力
Ｆ’は、次式で表される。

【００１２】 Ｆ’＝Ｗｃｏｓα（Ｌ×クローラ幅×μ） 滑り摩擦係数μは、軟弱地盤や湿ったコンクリート表面
などではかなり小さくなる。従って、排水ポンプ車１が
軟弱地盤や湿ったコンクリート表面などの登坂し難い傾
斜面３を登る時の登坂能力を高めるためには、滑り摩擦
係数μとクローラ幅を大きくする他に、距離Ｌをできる
だけ大きくすることが有効である。この距離Ｌは、重心
位置Ｇが低いほど長いことが分かる。

【００１３】即ち、図７（Ｂ）でＧ点の傾斜面３からの
高さをｈ、Ｇ点から傾斜面３への垂直線の傾斜面３との
交点をＣとすると、 Ｌ＝ＡＢ＝ＡＣ−ＢＣ＝ＡＣ−ｈ×ｔａｎα ここで、傾斜角αを最大登坂傾斜角＝３５゜で一定にす
るとｔａｎαは一定となるから、登坂に有効なクローラ
接地長さである距離Ｌは、重心位置Ｇの高さｈを小さく
すればよい。

【００１４】以上のように排水ポンプ車や他の車両にお
いては、登坂能力を高めるために重心位置ができるだけ
低くなるように設計されているが、重心位置を低くする
にも限界があるから、登坂能力の尚一層の改善は非常な
困難を伴う。特に、水陸両用排水ポンプ車においては、
必然的に車体下部が舟型のフロート部となって、その上
にエンジン等の重量物を搭載する構造となるので、重心
位置が他の車両に比べて比較的高くなる傾向にあって、
その登坂能力の改善が難しいとされてきた。

【００１５】本発明の目的とするところは、登坂能力を
改善した車両、特にクローラ式水陸両用排水ポンプ車を
提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
本発明は、水陸走行用の左右一対のクローラと、一対の
クローラ間に設置された舟型の下部フロート部と、この
下部フロート部上に設置され、かつ、クローラを駆動さ
せるエンジンを底部中央部に搭載した上部フロート部と
を有する車体と、この車体に設置され前記エンジンで駆
動される排水ポンプとを有する水陸両用排水ポンプ車に
おいて、前記下部フロート部の内部中央に車両燃料貯溜
用主タンクを設置すると共にこの主タンクより車両前方
側に燃料貯溜用副タンクを設置し、前記主タンクと副タ
ンクとを連通管で連通し、車両の登坂時傾斜角に対応し
て前記主タンクから前記連通管を通じて副タンクへと燃
料を移送する移送手段を配設する。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、クローラ式の水陸両用排水
ポンプ車に適用した本発明の一実施形態について、図１
〜図５を参照して説明する。

【００１８】図１〜図３に示されるクローラ式水陸両用
排水ポンプ車１０は、舟型の車体１１と、車体１１の左
右下方に設置された一対のクローラ１２を備える。車体
１１は、舟型の下部フロート部１１ａと上部フロート部
１１ｂで構成され、下部フロート部１１ａが一対のクロ
ーラ１２の間に張出して配設され、この下部フロート部
１１ａ上に上部フロート部１１ｂが固定される。上部フ
ロート部１１ｂの後端には排水ポンプ１４が上下動可能
に設置される。

【００１９】クローラ１２はゴム製の無端ベルト状をな
し、内周の前後端部にスプロケットホイール１５とアイ
ドラホイール１６が配設され、内周の下部に複数個の一
連に並ぶトラックローラ１７が配設される。左右一対の
クローラ１２は、上部フロート部１１ｂ内の略中央部に
搭載されたディーゼルエンジン１８で駆動され、排水ポ
ンプ車１０を車両前後方向（図１左右方向）に走行させ
る。クローラ１２の外表面は、横方向に水掻き機能を持
つ滑り止め兼用の襞状突起を等間隔で多数一体に有し、
排水ポンプ車１０が水上に浮かんだ状態でクローラ１２
が水中で回転駆動すると排水ポンプ車１０を車体前後方
向に水上走行させるようになっている。この排水ポンプ
車１０は、排水ポンプ１４の在る側が後方で反対側が前
方である。

【００２０】尚、クローラ１２を駆動させるスプロケッ
トホイール１５とアイドラホイール１６には鉄製のホイ
ールを使用し、複数のトラックローラ１７には油浸漬さ
れたエンジニアリングプラスチックの樹脂ローラを使用
する。この樹脂製トラックローラ１７は、鉄製ローラに
比べて比重が小さく軽量であり、排水ポンプ車１０の走
行性と水中での浮上性を良好なものにする。また、トラ
ックローラ１７が単なる樹脂ローラであると、水中走行
時に水で膨潤して走行性能低下や短寿命となることがあ
るので、潤滑油に浸漬してローラ自体に油を含浸させて
防水型ローラにするとよい。

【００２１】車体１１の下部フロート部１１ａは箱構造
をなし、排水ポンプ車１０が水上を走行するときにクロ
ーラ１２と共に水中に在って車体１１を浮揚させる。こ
の下部フロート部１１ａの内部中央に燃料貯溜用主タン
ク２１が設置され、内部前方位置に作動油タンク２６が
設置される。主タンク２１と作動油タンク２６の各々の
壁面は、下部フロート部１１ａの両側壁と床板とを共用
しており、下部フロート部１１ａと一体構造をなす。こ
のように下部フロート部１１ａに燃料タンクとしての主
タンク２１と作動油タンク２６を設置することで、排水
ポンプ車１０の重心位置を低くすることができる。

【００２２】車体１１の上部フロート部１１ｂは上端開
放の箱型をなし、その底部中央にディーゼルエンジン１
８が設置される。ディーゼルエンジン１８はクローラ１
２を駆動するほか、ディーゼルエンジン１８により油圧
ポンプを駆動して発生させた油圧を通じて排水ポンプ１
４も駆動させるもので、ディーゼルエンジン１８の燃料
である軽油２３が主タンク２１に貯溜される。また、上
部フロート部１１ｂの底の前部の左右両側に一対の燃料
貯溜用副タンク２２が設置される。一対の副タンク２２
の各々と主タンク２１は、図４に示すように連通管２４
で連通される。この連通管２４の一端は主タンク２１の
底部近傍に位置し、他端は副タンク２の底部に開口して
いる。連通管２４の途中にはポンプＰが配設され、この
ポンプＰは、排水ポンプ車１０の登坂時傾斜角を検出す
る傾斜センサ４０からの信号に基づき、ポンプ制御手段
４２によって駆動されるようになっている。また、副タ
ンク２２と主タンク２１の天井には共通の通気管２５が
連結され、この通気管２５の上端は副タンク２２の上方
で大気に開放されている。

【００２３】ディーゼルエンジン１８は、その後方の端
部が主タンク２１の天井板に近接して架装され、前方の
端部が車台１３の前部横桁（図示せず）に近接して架装
される。このようなエンジン取付構造にすることで、排
水ポンプ車１０を低重心にすることができる。

【００２４】上部フロート部１１ｂの内部にはディーゼ
ルエンジン１８を冷却するラジエータ２７やオイルクー
ラ２８が設置され、更に、図示しないが受信機、有線制
御盤、無線制御盤、バッテリ等が設置される。受信機と
無線制御盤は、排水ポンプ車１０を無線で遠隔操作する
ためのものであり、有線制御盤は有線で遠隔操作するた
めのものである。

【００２５】車体１１の後部の排水ポンプ１４は、その
上部にディーゼルエンジン１８から供給される油圧で駆
動する油圧モータ２９を内蔵し、同じ上部に後方向きの
水吐出口３０を有し、下部に下向きの水吸込口３１を有
する。排水ポンプ１４は、図３の実線で示す上限位置
と、鎖線で示す下限位置との間で上下動する。排水ポン
プ１４が上限位置に在るときに、排水ポンプ車１０の走
行が行われ、下限位置に在るときに排水ポンプ１４が駆
動されて排水作業が行われる。この排水作業は、通常に
おいて水吐出口３０に図示しない排水ホースを接続して
行われる。

【００２６】次に排水ポンプ車１０の登坂時の力関係
を、図７と対比させて図５に基づき説明する。

【００２７】図５（Ａ）は、主タンク２１と副タンク２
２との間での燃料移動を仮に阻止した状態、すなわち重
心Ｇを位置不変にした状態で排水ポンプ車１０をその前
部を前にして傾斜面３を登坂させたときの力関係を示し
ている。この場合の排水ポンプ車１０の重心位置を図７
と同様にＧ点とし、Ｇ点を通る鉛直線と傾斜面３の交点
をＢ、クローラ１２の最後尾と傾斜面３の接地点をＡ、
点ＡＢ間の距離をＬとすると、距離Ｌは傾斜面３の傾斜
角αを一定とした場合、登坂時の排水ポンプ車１０の重
心位置が変わらない限り変化しない。

【００２８】図５（Ｂ）は、主タンク２１から副タンク
２２へ一部の燃料を移動させた場合を示す。この場合、
傾斜面３の傾斜角αが傾斜センサ４０によって検出さ
れ、その検出値に基づきポンプ制御手段４２が傾斜角α
に対応した量の燃料２３を副タンク２２に移動させるべ
くポンプＰを駆動する。この結果、副タンク２２側の重
量が増して、車体１１の重心位置が車両前方へと移動す
る。この移動重心位置をＧ’点とすると、Ｇ’点を通る
鉛直線と傾斜面３の交点Ｂ’が図５（Ａ）の交点Ｂより
も傾斜面３の傾斜上位側へ移動した形となり、登坂に有
効なクローラ接地長さである距離Ｌ’が長くなる。この
距離Ｌ’の増大によって排水ポンプ車１０の重心位置が
下がった場合と同じ効果が得られて、排水ポンプ車１０
の登坂能力が向上する。

【００２９】排水ポンプ車１０が水平走行に戻った時、
傾斜センサ４０によって水平状態が検出され、ポンプ制
御手段４２によってポンプＰが逆転されるか、またはポ
ンプＰと並列に配管した図示しないバスパス管の弁が開
かれて、副タンク２２内の燃料２３が主タンク２１に戻
される。

【００３０】また、液体の移動は他の移動手段でも行な
うことができ、そのような実施形態を図６（Ａ）（Ｂ）
に示す。同図で４４は逆止弁４６付きの通気管、４８は
主タンク２１の上部開口、５０は上部開口４８にヒンジ
５２で開閉自在に取付けられた揺動板、５４は揺動板５
０の周縁と上部開口４８の内縁との間に気密的に配設さ
れた蛇腹シート、５６はヒンジ５２と同じ位置で揺動板
５０に固定されたアーム、５８はこのアーム５６の下端
部に固定された十分に重い錘である。

【００３１】図６に示す移動手段は、排水ポンプ車１０
が平地を走行している時、図６（Ａ）のようにアーム５
６と錘５８がヒンジ５２の垂直方向下方にあるため揺動
板５０に回転モーメントが作用しない。しかし排水ポン
プ車１０が傾斜面３を登坂すると、図６（Ｂ）のように
錘５８が最下部に移動しようとするから、揺動板５０が
蛇腹シート５４を縮ませつつ図中時計方向に回転し、主
タンク２１内の空間部６０の容積を減少させる。この
時、逆止弁４６は空間部６０の圧力上昇により通気管４
４を閉塞する。空間部６０の圧力が上昇すると、燃料２
３の液面が押し下げられ、燃料２３の一部が副タンク２
２に移動される。こうして排水ポンプ車１０の重心位置
Ｇが車両前方側へ移動し、車両の登坂能力を向上させ
る。排水ポンプ車１０が水平走行に戻ると、錘５８が図
６（Ａ）の位置に戻り、空間部６０の圧力が大気圧に戻
る。従って副タンク２２内の燃料２３が主タンク２１に
戻される。なお、燃料消費に伴い燃料２３の液面が下降
すると、空間部６０の圧力が低下して逆止弁４６が開
き、大気が空間部６０に導入される。

【００３２】

【発明の効果】本発明は前述の如く、車両の登坂時傾斜
角に対応して主タンクから車両前方側の副タンクへと液
体を移送するようにしたので、登坂時の車両重心位置が
前方側へ移動し登坂能力が向上する。

【００３３】また本発明の排水ポンプ車によれば、舟型
車体の底中央の主タンク上に重量物のエンジンを搭載し
たので、車両の重心位置を低い位置に安定させて設定す
ることができ、より走行性能、登坂性能に優れたクロー
ラ式の水陸両用排水ポンプ車が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明車両の一実施例であるクローラ式水陸両
用排水ポンプ車の側面図。

【図２】図１車両の平面図。

【図３】図１車両の後方正面図。

【図４】図１車両に装備された主タンクと副タンクの配
管関係を示す断面図。

【図５】図１車両の登坂時の重心位置の力学を説明する
ためのもので、図５（Ａ）は重心位置移動無しの場合、
図５（Ｂ）は重心位置移動有りの場合の側面図。

【図６】（Ａ）（Ｂ）は、本発明の車両の他の実施形態
の要部の断面図。

【図７】クローラ式水陸両用排水ポンプ車の登坂時の力
学を説明するためのもので、（Ａ）は登坂必要牽引力Ｆ
を説明するための側面図、（Ｂ）は重心位置による登坂
能力を説明するための側面図。

【符号の説明】

１０ 車両、水陸両用排水ポンプ車 １１ 車体 １１ａ 下部フロート部 １１ｂ 上部フロート部 １２ クローラ １４ 排水ポンプ １８ ディーゼルエンジン ２１ 主タンク ２２ 副タンク ２３ 燃料 ２４ タンク連通管 ４４ 通気管 ４６ 逆止弁 ４８ 上部開口 ５０ 揺動板 ５２ ヒンジ ５４ 蛇腹シート ５６ アーム ５８ 錘

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−207526（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−12372（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−194624（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−89032（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−2715（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−167780（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60F 3/00 B62D 55/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水陸走行用の左右一対のクローラと、 一対のクローラ間に設置された舟型の下部フロート部
   と、この下部フロート部上に設置され、かつ、クローラ
   を駆動させるエンジンを底部中央に搭載した上部フロー
   ト部とを有する車体と、 この車体に設置され前記エンジンで駆動される排水ポン
   プとを有する水陸両用排水ポンプ車において、 前記下部フロート部の内部中央に車両燃料貯溜用主タン
   クを設置すると共にこの主タンクより車両前方側に燃料
   貯溜用副タンクを設置し、 前記主タンクと副タンクとを連通管で連通し、 車両の登坂時傾斜角に対応して前記主タンクから前記連
   通管を通じて副タンクへと燃料を移送する移送手段を配
   設したことを特徴とする重心移動可能な車両。