JP4502663B2 - 弾性クローラおよびそれを用いたクローラ走行装置 - Google Patents

Description

本発明は、階段を昇降するのに適した弾性クローラおよびそれを用いたクローラ式走行装置に関する。

従来より階段を介して重い荷を運ぶことは重労働であり、そのため階段が昇降可能な荷物運搬装置が多数提案されている。その中で、階段を昇降するための装置としてクロ−ラ走行装置が多く使用されている。
この階段が昇降可能なクロ−ラ走行装置に用いられるクローラは、ゴム等の弾性体によって無端帯状に形成されており、その接地面側にはラグが帯長手方向に一定のピッチで形成されている。そして階段の段差にラグをかみ合わせてトラクションを得ることで、階段を昇降することができる。

しかし、このラグピッチと階段の段差のピッチが一致しない場合、ラグと階段とがうまくかみ合わずスリップしたり、階段の段差からラグがはずれて急激な上下動を伴って装置がずり落ちることがあった。このため、このようなクローラにはその帯長手方向に配設されるラグとラグとの間にそのラグより高さの低い複数のラグを帯長手方向に一定ピッチで配設し、実質的なラグピッチを狭めることで階段の段差にかみ合う機会を増やして大きくスリップすることを防ぐ試みがなされていた（例えば、特許文献１参照）。

特公昭６３−２４８６３号公報（第２頁）

しかしながら、上記従来例のような弾性クローラでは依然としてラグが階段にかみ合うことによって階段昇降時のトラクションを得ているので、スリップしたり、階段の段差からラグがはずれる場合があった。また、ラグピッチを狭めると、例えば石階段のように段差の角が丸い場合には、段差にラグがうまくかみ合わず、十分なトラクションが得られない場合もあった。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、階段の昇降時において、十分なトラクションが得られる弾性クローラおよびそれを用いたクローラ走行装置の提供を目的とする。

本発明の弾性クローラは、無端状に形成されたゴム様弾性体よりなるクローラ本体と、このクローラ本体の内部に周方向に沿って埋設された抗張体とを備えている弾性クローラにおいて、前記クローラ本体の外周面が、ラグの無い平らな面に形成され、前記クローラ本体の内部であって前記抗張体とクローラ本体の外周面との間に、中心軸が幅方向に略平行な筒状に形成されかつ前記弾性体よりも柔軟に変形する複数の柔軟部が周方向に沿って並設されており、前記柔軟部は、前記クローラ本体の外周面と階段の段差とが接触すると、当該階段に対する前記クローラ本体のスリップを抑制するべく当該外周面が前記階段の段差を成している垂直面と水平面に密接変形するように、変形しうることを特徴としている。
また、本発明の弾性クローラは、無端状に形成されたゴム様弾性体よりなるクローラ本体と、このクローラ本体の内部に周方向に沿って埋設された抗張体とを備えている弾性クローラにおいて、前記クローラの外周面には、複数のラグが周方向に一定間隔をおいて形成され、前記クローラ本体の内部であって前記抗張体とクローラ本体の外周面との間に、中心軸が幅方向に略平行な筒状に形成されかつ前記弾性体よりも柔軟に変形する複数の柔軟部が周方向に沿って並設されており、前記ラグは、前記柔軟部の周方向の幅及び周方向に隣接する前記柔軟部間の間隔よりも小さい周方向の幅を有し、前記柔軟部は、前記クローラ本体の外周面と階段の段差とが接触すると、当該階段に対する前記クローラ本体のスリップを抑制するべく当該外周面が前記階段の段差を成している垂直面と水平面に密接変形するように、変形しうることを特徴としている。
さらに、本発明の弾性クローラは、無端状に形成されたゴム様弾性体よりなるクローラ本体と、このクローラ本体の内部に周方向に沿って埋設された抗張体とを備えている弾性クローラにおいて、前記クローラ本体の内部であって前記抗張体とクローラ本体の外周面との間に、中心軸が幅方向に略平行な筒状に形成されかつ前記弾性体よりも柔軟に変形する複数の柔軟部が周方向に沿って並設されており、前記柔軟部は、周方向の幅よりも同方向に直交する方向の長さが大きい長円形又は方形の断面形状に形成され、かつ前記クローラ本体の外周面と階段の段差とが接触すると、当該階段に対する前記クローラ本体のスリップを抑制するべく当該外周面が前記階段の段差を成している垂直面と水平面に密接変形するように、変形しうることを特徴としている。

上記のように構成された弾性クローラは、凹凸路面に対して、前記クローラ本体の外周面が凸部分に接触すると、クローラ本体の内部に形成された柔軟部がその凸部分に押されて潰れる。これによって、クローラ本体の外周面は凸部分に密接するように柔軟に変形し、クローラ本体の外周面と凸部分との接触面積を大きく得ることができる。従って、弾性クローラと凹凸路面との摩擦抵抗を増大させることができる。

また、上記弾性クローラにおいて、前記柔軟部は前記クローラ本体の両側面を連通するように形成された空洞であることが好ましい。この場合、柔軟部は凸部分に対してより変形し易くなり、クローラ本体外周面の凹凸路面に対する追従性が向上する。さらに前記柔軟部には、前記弾性体よりも低い弾性率を有し、かつクローラ本体の外周面の変形特性を使用環境に応じて調整するための弾性体を並設してもよい。この場合、並設する弾性体の弾性率や硬度を適宜設定することによって、外周面の変形特性を当該弾性クローラの使用環境に適したものに調整することができる。

また、上記弾性クローラにおいて、前記クローラ本体の外周面には、複数のラグを周方向に一定間隔をおいて形成してもよい。このようにすることで、上述したクローラ本体外周面の変形による摩擦抵抗の増大化に加えて、ラグが凹凸路面にかみ合うことによって弾性クローラのトラクションを向上させることができる。

また、本発明のクローラ走行装置は、前記弾性クローラを用いているので、階段等の段差が連続する傾斜面を昇降する際、前記弾性クローラは階段の段差に密接するように変形し、段差の水平面における接触面積を大きく得ることができる。よって、弾性クローラがスリップして機体がずり落ちることを抑制できる。また、階段のピッチに前記柔軟部のピッチが一致せず、十分な接地面積が得られなかったとしても、弾性クローラの外周面はある程度階段の段差に合わせて変形し常に密接しようとするので、急激に機体がずり落ちたり、それに伴う機体の急激な上下動の発生などを防止できる。

以上のように、本発明に係る弾性クローラによれば、その内部に複数の柔軟部を設けることによって前記弾性クローラと階段等の走行路面との接触面積を大きくすることができ、高いトラクションを得ることができる。
また、本発明に係るクローラ走行装置によれば、上記の弾性クローラを用いているので、階段等を昇降する際にもスリップして機体がずり落ちることを抑制することができる。

次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、本発明に係る弾性クローラを例えば階段昇降用のクローラ走行装置に適用した場合を例示して説明する。
図１は本発明の第一の実施形態に係るクローラ走行装置を示しており、図２はこのクローラ走行装置に用いられる本実施形態に係る弾性クローラの内部構造を示している。
図中、本実施形態のクローラ走行装置１は、主に階段の昇降のために用いられるものであり、例えば荷台を取付けて荷物運搬用階段昇降台車として用いられるものである。このクローラ走行装置１は、駆動輪としてのスプロケット２と従動輪としてのアイドラ３と、これらの間に列設された複数のガイド４とを備えており、これらの外周に前記弾性クローラ５が巻き掛けられることによって構成されている。

前記弾性クローラ５は、図２に示すように、周方向に一定間隔おきに並ぶ複数の駆動突起６ａが内周面６ｃから一体に形成されたクローラ本体６と、このクローラ本体６の内部に周方向に沿って埋設された抗張体７と、を備えている。
抗張体７は、例えばスチールコードからなる複数の抗張力コードを周方向に沿って並設することによって構成されており、弾性クローラ５の周方向に対する抗張力を補償している。

クローラ本体６は、弾性ゴム等によって略一定厚さの無端状に形成されており、このクローラ本体６の内周面６ｃにおける幅方向中央部に当該クローラ本体６と同じ材質の弾性ゴムからなる前記駆動突起６ａが形成されている。この駆動突起６ａは周方向に一定間隔をおいてクローラ本体６の全周に渡って形成されており、この各駆動突起６ａに前記スプロケット２を係合させることにより、弾性クローラ５を周方向に沿って駆動できるようになっている。尚、駆動突起６ａの内部に、硬質樹脂製または金属製の補強部材を埋設してもよい。また、このクローラ本体６の内部にはクローラ本体６の幅方向を補強するための補強材としての芯金等を埋設してもよい。さらにこの場合、芯金に突起部を設け、この突起部をクローラ本体６の内周面から突出させることで駆動突起６ａを構成してもよい。

クローラ本体６には、その内部であって抗張体７とクローラ本体６の外周面６ｂとの間に、筒状に形成された複数の空洞部８が並設されている。この空洞部８は、中心軸が幅方向に略平行な円筒状に形成されかつクローラ本体６の両側面を連通する空洞状に形成されている。そしてこのような空洞部８は、クローラ本体６の周方向に等間隔をおいて全周に渡って並設されている。また、クローラ本体６の外周面６ｂは、凹凸が無い平らな面とされており、クローラ走行装置１が走行する際に走行路面と接触する。

クローラ走行装置１のスプロケット２は、図示しないモーター等により駆動回転されることによって弾性クローラ５を駆動し、クローラ走行装置１が走行できるようにされている。また、クローラ走行装置１のガイド４は、クローラ本体６の内周面６ｃに当接するように設置された転輪であり、周方向に沿って駆動される弾性クローラ５を内周側から支持するように構成されている。

上記のように構成された本実施形態に係る弾性クローラ５は、凹凸を有する路面に対して、クローラ本体６の外周面６ｂが凸部分に接触すると、クローラ本体６の内部に形成された空洞部８がその凸部分に押されて潰れる。これによって、外周面６ｂは凸部分に密接するように柔軟に変形し、外周面６ｂと凸部分との接触面積を大きく得ることができる。すなわち図３に示すように、クローラ走行装置１が階段１０を昇降する際に、外周面６ｂと階段１０の段差とが接触した場合、外周面６ｂは階段１０の段差を成している垂直面１１と水平面１２に密接するように変形し、水平面１２における接触面積を大きく得ることができる。従って、弾性クローラ５と階段１０との摩擦抵抗を従来例よりも増大させることができ、階段１０と弾性クローラ５との間のトラクションを高めることができる。

また本実施形態のクローラ走行装置１は、上記弾性クローラ５を用いているので上述のように階段１０の水平面１２における接触面積を大きくでき、階段の斜面を昇降する際にスリップして機体がずり落ちることを抑制することができる。また、階段のピッチに空洞部８のピッチが一致せず、十分な接地面積が得られなかったとしても、弾性クローラ５の外周面６ｂは、階段の段差に合わせて変形し常に密接しようとするので、従来例にあるようなラグ等の突起が外れた時に発生する機体の急激なずり落ちや、急激な上下動の発生を防止できる。

一方、水平かつ平坦な走行路面に対しては、クローラ本体６の外周面６ｂの接地面全体に荷重が掛かるので、弾性クローラ５は、空洞部が部分的に大きく潰れることはなく、その形状を維持できる。従って、このクローラ走行装置１は平坦な走行路面においてもスムーズに走行できる。
さらに、この弾性クローラ５はその外周面６ｂを階段の段差形状と密接することでトラクションを得ているので、例えば、石段のように段差の角が丸い場合にもその石段の水平面における接触面を確保することができ、高いトラクションを得ることができる。また、この弾性クローラ５は階段等の昇降の使用に限られず、不整地等の凹凸路面に使用しても高いトラクションを得ることができる。

図４は、本発明の第二の実施形態に係る弾性クローラ５の内部構造を示している周方向断面図である。本実施形態と第一の実施形態との主な相違点は、空洞部８に代えて弾性クローラ５を形成している弾性ゴムより低い弾性率を有する低硬度ゴムや発砲ゴム等からなる柱状の低弾性部材９を並設した点と、クローラ本体６の外周面６ｂの全周にその中心軸が幅方向に略平行なラグ６ｄが、周方向に一定間隔をおいてクローラ本体６と一体に形成されている点である。

上記のように低弾性部材９をクローラ内部に並設した場合、低弾性部材９の弾性率や硬度を適宜設定することによって、外周面６ｂの変形特性を当該クローラ走行装置１の使用環境に適したものに調整することができる。
また、本実施形態のようにクローラ本体６の外周面６ｂにラグ６ｄを設けることで、上述した外周面６ｂの変形に伴う接触面積の増加によるトラクションの向上に加えて、ラグ６ｄが路面の凹凸とかみ合うことによって当該弾性クローラ５のトラクションを向上することができる。この場合、クローラ走行装置１が階段等を昇降する際には、従来例のようにラグ６ｄが段差からはずれることがあるが、そのような時にも本実施形態では、上述したようにクローラ本体６の内部に低弾性部材９が並設されているので、機体の急激なずり落ちや、上下動の発生は防止される。

上記の実施形態では、クローラ本体６の内部に設けた空洞部８もしくは低弾性部材９の周方向断面は略円形状の断面としたが、これらは例示であって制限的なものではなく、図５に示すように、例えば空洞部８の断面形状は、周方向に対して直交する方向が長手方向となる長円形状であっても良いし、方形状としても良い。このようにすることで、空洞部８の断面形状における周方向の幅が小さくなり、空洞部８のピッチ間隔を狭めることができる。従って、昇降しようとする階段の段差に対して空洞部８と一致する確率を高めることができ、種々の段差ピッチの階段に対して安定したトラクションを得ることができる。
そしてさらに、空洞部８あるいは低弾性部材９の形状、材質、またこれらを配列する際のピッチ間隔を適宜設定することによって、弾性クローラ５の外周面６ｂの凹凸に対する変形特性を調整し、クローラ走行装置１の使用される環境に適合させることもできる。

尚、本発明の弾性クローラおよびクローラ走行装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、弾性クローラの構成や柔軟部の形状、材質、配列、クローラ走行装置の構成等は、本発明の趣旨に基づいて適宜変更することができる。

本発明の第一の実施形態に係るクローラ走行装置の側面図である。 本発明の第一の実施形態に係る弾性クローラの内部構造を示す周方向断面図である。 クローラ走行装置が階段を昇降する際の弾性クローラの状態を示す模式図である。 本発明の第二の実施形態に係る弾性クローラの内部構造を示す周方向断面図である。 本発明の弾性クローラの空洞部の構造を例示的に示した周方向断面図である

符号の説明

１ クローラ走行装置
２ スプロケット（駆動スプロケット）
３ アイドラ
４ ガイド
５ 弾性クローラ
６ クローラ本体
６ｂ 外周面
６ｄ ラグ
７ 抗張体
８ 空洞部（柔軟部）
９ 低弾性部材（柔軟部）

Claims (7)

1. 無端状に形成されたゴム様弾性体よりなるクローラ本体と、このクローラ本体の内部に周方向に沿って埋設された抗張体とを備えている弾性クローラにおいて、
   前記クローラ本体の外周面が、ラグの無い平らな面に形成され、
   前記クローラ本体の内部であって前記抗張体とクローラ本体の外周面との間に、中心軸が幅方向に略平行な筒状に形成されかつ前記弾性体よりも柔軟に変形する複数の柔軟部が周方向に沿って並設されており、
   前記柔軟部は、前記クローラ本体の外周面と階段の段差とが接触すると、当該階段に対する前記クローラ本体のスリップを抑制するべく当該外周面が前記階段の段差を成している垂直面と水平面に密接変形するように、変形しうることを特徴とする弾性クローラ。
2. 無端状に形成されたゴム様弾性体よりなるクローラ本体と、このクローラ本体の内部に周方向に沿って埋設された抗張体とを備えている弾性クローラにおいて、
   前記クローラの外周面には、複数のラグが周方向に一定間隔をおいて形成され、
   前記クローラ本体の内部であって前記抗張体とクローラ本体の外周面との間に、中心軸が幅方向に略平行な筒状に形成されかつ前記弾性体よりも柔軟に変形する複数の柔軟部が周方向に沿って並設されており、
   前記ラグは、前記柔軟部の周方向の幅及び周方向に隣接する前記柔軟部間の間隔よりも小さい周方向の幅を有し、
   前記柔軟部は、前記クローラ本体の外周面と階段の段差とが接触すると、当該階段に対する前記クローラ本体のスリップを抑制するべく当該外周面が前記階段の段差を成している垂直面と水平面に密接変形するように、変形しうることを特徴とする弾性クローラ。
3. 無端状に形成されたゴム様弾性体よりなるクローラ本体と、このクローラ本体の内部に周方向に沿って埋設された抗張体とを備えている弾性クローラにおいて、
   前記クローラ本体の内部であって前記抗張体とクローラ本体の外周面との間に、中心軸が幅方向に略平行な筒状に形成されかつ前記弾性体よりも柔軟に変形する複数の柔軟部が周方向に沿って並設されており、
   前記柔軟部は、周方向の幅よりも同方向に直交する方向の長さが大きい長円形又は方形の断面形状に形成され、かつ前記クローラ本体の外周面と階段の段差とが接触すると、当該階段に対する前記クローラ本体のスリップを抑制するべく当該外周面が前記階段の段差を成している垂直面と水平面に密接変形するように、変形しうることを特徴とする弾性クローラ。
4. 前記クローラ本体の外周面には、複数のラグが周方向に一定間隔をおいて形成されている請求項３に記載の弾性クローラ。
5. 前記柔軟部は、前記クローラ本体の両側面を連通するように形成された空洞である請求項１〜３のいずれかに記載の弾性クローラ。
6. 前記柔軟部は、前記弾性体よりも低い弾性率を有し、かつクローラ本体の外周面の変形特性を使用環境に応じて調整するための弾性体からなる請求項１〜４のいずれかに記載の弾性クローラ。
7. 駆動スプロケットと、アイドラと、これらの間に設けられたガイドと、これらの外周に巻き掛けられた弾性クローラと、を備えているクローラ走行装置において、
   前記弾性クローラは請求項１〜６のいずれかに記載の弾性クローラであることを特徴とするクローラ走行装置。

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