JP7397551B1 - 無限軌道装置及び搬送台車 - Google Patents

Abstract

【課題】装置重量当たりの耐荷重を向上可能、且つ不整地での走行能力も向上可能な無限軌道装置及び当該無限軌道装置を備えた搬送台車を提供することを目的とする。【解決手段】トラックベルト３０は、変形可能だが伸縮不可能な布製の芯ベルト３１と、芯ベルト３１の全域に亘って、所定の隙間を空けて交互に取り付けられている複数のローラエレメント４０及び無ローラエレメント５０によって構成されている。ローラエレメント４０及び無ローラエレメント５０の下部には、履板７０が固定されている。なお、図示していないが、芯ベルト３１には、等間隔にローラエレメント４０及び無ローラエレメント５０を固定するための貫通孔が形成されており、この貫通孔に合わせてローラエレメント４０及び無ローラエレメント５０を取り付けることで、それぞれが、隣接する履板７０同士の間に、履板７０の厚さの１５％程度の幅の隙間が形成されるように配置される。【選択図】図３

Description

本発明は、無限軌道装置及び無限軌道装置を搭載した搬送台車に関する。

従来、手押し式の搬送台車等に取り付けて用いられる原動機を備えない走行機構には、一般的にキャスター等の車輪が用いられているが、未舗装の地面や段差が多い場所では、車輪が沈むなどして走行不可能になったり、段差を乗り越えられなかったりすることから、台車が走行可能な場所が制限されている。

このような地形であっても走行可能な走行機構として、特許文献１には、進行方向に向かって前後に大型のプーリを配置し、接地側に小型のプーリを多数配置して、大型のプーリと小型のプーリとにトラックベルトを巻き付ける構造の無限軌道装置を備えている搬送台車が開示されている。

また、特許文献２には、グラススキー用具の無限軌道装置を応用した走行装置を備えている搬送台車も開示されている。
この無限軌道装置は、細長のレールをトラックロールが覆っており、トラックロールの内周側には、レールと接触する位置にローラを備えたエレメントが複数取り付けられている。さらにエレメントは、トラックロールの外周側にプレートを備えている。そして、それぞれのエレメントは、レール上で一定間隔を保持するためのベルトに固定されている。
そのため、台車が押されると、プレートは地面との摩擦によって停止するが、レールはローラが回転することによって台車が押された方向に移動可能である。そして、すべてのプレートはベルトによって前後の間隔が維持されているため、レールが移動することで、プレートもレールに沿って循環する。

これらの無限軌道装置は、接地面積が広く車輪よりも接地圧を低くできるため地面の溝等に嵌りにくく、また、段差等を乗り越える場合に、トラックロールの前部を段差の上に接地させた後は前進力のみで段差の乗り越えが可能なため、特に屋外などで使用する場合において車輪よりも有利である。

特許第７００７６９４号公報 特許第６２４３２２４号公報

特許文献１に記載の無限軌道装置は、構造が複雑なため装置重量が増加しやすく、走行抵抗も大きくなりやすい。さらに、耐荷重を向上させるためには、荷重を支持する軸や軸受けを大型化して装置を高強度化する手法や、装置の長さ、幅を増やして負荷を分散させる手法をとる必要があり、装置全体が大型化しやすく、装置重量も増加しやすい。

対して、特許文献２に開示されているような、エレメントを一定間隔で保持する構造は、エレメントの個数を減らすことで装置重量を軽減させ、且つ走行抵抗を減少させている。装置重量を減少させることは、装置重量当たりの耐荷重を向上させることに繋がり、台車を人力で移動させることが容易になる。そのため、特許文献２に記載の無限軌道装置は、特許文献１に記載のクローラよりも、原動機を備えない走行装置にとって有利である。

しかし、このような無限軌道装置は、芯ベルト部分が段差に乗り上げた場合等には、乗り上げた部分が凹むように変形することで、芯ベルトの張力が高まる。そして、芯ベルトの張力が高まる程に、エレメントがレールに強力に押し付けられるため、ローラの回転抵抗が増加し、結果として走行抵抗が増加する。また、芯ベルトの張力が特に高まった場合には、ローラが回転不可能になり、トラックベルトの循環が停止するため、台車が移動不可能になる。これは、履板が接地可能な範囲が限られる場所に進入する場合に特に問題となる。□
例えば建築物の基礎工事現場では、搬送台車がコンクリートを打設する前の鉄筋上を走行する必要があるが、芯ベルトが露出しているために、芯ベルトだけに荷重が掛かる可能性がある。また、建材や工具などの重量物を運搬することになるため、強い荷重が掛かりやすい。

この点、特許文献１に記載のクローラ装置は、芯ベルトが露出しておらず、直上に転輪がない部分の履板が押圧された場合であっても、履板に備えられている規制凸部が隣り合う履板の規制凹部に入り込むことで履帯内周側への変形が規制されており、履帯の一部が内周側に凹まず芯ベルトの張力が上がらないため、特許文献２に記載の無限軌道装置よりも不整地走行能力が高い。
このような理由から、原動機を備えない無限軌道装置の装置重量当たりの耐荷重の向上と、不整地走行能力の向上とを、同時に達成することは困難であった。

そこで本発明は、装置重量当たりの耐荷重を向上可能、且つ不整地での走行能力も向上可能な無限軌道装置及び当該無限軌道装置を備えた搬送台車を提供することを目的とする。

第一の発明は、水平方向に長い底部、一端が該底部の一端部に接続されており湾曲しながら上方に延びている第一曲げ部、一端が前記底部の他端部に接続されており湾曲しながら上方に延びている第二曲げ部分、及び前記第一曲げ部分の他端と前記第二曲げ部分の他端とを接続する循環部分を備えている環状のレールと、 該レールの全体を、その形状に沿って外周側から覆う環状のトラックベルトと、を備え、 前記トラックベルトが、前記レールに沿って循環する無限軌道装置であって、 前記トラックベルトは、長さ方向の端部同士が接続されている環状の芯ベルトと、履板が固定されている複数のエレメントとを備え、前記エレメントは、隣接する前記履板同士の間に所定の隙間が形成される間隔で前記芯ベルトの全周に亘って取り付けられており、
前記所定の隙間は、前記履板の厚さよりも狭い幅であることを特徴とする無限軌道装置である。

第二の発明は、第一の発明に記載の前記トラックベルトには、前記エレメントとして、前記芯ベルトの内周側に前記レールの外周側と接触するメインローラを備えている第一エレメントと、前記メインローラを備えていない第二エレメントとが、交互に取り付けられていることを特徴とする無限軌道装置である。

第三の発明は、前記底部には、前記レールの内周側に、前記底部の長さ以下の長さの補強部材が固定されていることを特徴とする無限軌道装置である。

第四の発明は、第一の発明に記載の前記底部は、平らな形状であることを特徴とする無限軌道装置である。

第五の発明は、第二の発明に記載の前記履板は、循環方向の一端面と接地面との間及び
他端面と接地面との間に面取りが施されていることを特徴とする無限軌道装置である。

第六の発明は、第二の発明に記載の前記第一エレメントは、前記メインローラが前記底部に位置しているとき、前記レールの内周側に位置し、且つ前記レールの内周面との間に最大０．５ｍｍの隙間が形成されるガイドローラを備えていることを特徴とする無限軌道装置である。

第七の発明は、第二の発明に記載の前記第一エレメントは、水平且つ前記トラックベルトの循環方向に垂直な向きのメインローラ軸を、前記循環方向の中央を挟んだ両側に少なくとも１本ずつ備えており、
前記メインローラは、前記メインローラ軸の軸方向の中央を挟んだ両側に少なくとも一つずつ備えられていることを特徴とする無限軌道装置である。

第八の発明は、第一の発明から第七の発明のいずれかに記載の無限軌道装置を備えていることを特徴とする搬送台車である。

本発明によれば、装置重量当たりの耐荷重を向上可能、且つ不整地での走行能力も向上可能な無限軌道装置及び当該無限軌道装置を備えた搬送台車を提供可能である。

本発明の一実施形態に係る無限軌道装置を示す斜視図である。 図１に示す無限軌道装置のフレーム及びレールの構造を示す側面図である。 図１に示す無限軌道装置が備えているトラックベルトの構造を示す側面図である。 図３のＩ部分の拡大図である。 図３に示すトラックベルトを構成するローラ上部エレメントの構造を示す（ａ）正面図、（ｂ）底面図である。 図３に示すトラックベルトを構成する下部エレメントの構造を示す斜視図である。 図３に示すトラックベルトを構成する履板の構造を示す（ａ）斜視図、（ｂ）側面図である。 図１に示す無限軌道装置が装着された搬送台車を示す斜視図である。 図８に示す無限軌道装置が、地面の凸部に乗り上げたときのトラックベルトの状態を示す側面図である。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付し、重複する説明を省略する。また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、表示等を下記の実施形態に特定するものではない。

以後の無限軌道装置の構成又は構造に係る説明及び図面において、特に言及しない限り、斜視図においては左下側を、側面図においては左側を無限軌道装置の「前側」とし、斜視図においては右上側を、側面図においては右側を無限軌道装置の「後側」とする。そして、各図における上側が「上側」であり、下が「下側」である。なお、「右側」及び「左側」は、前後及び上下の定義に基づいて定まるため、詳細な定義は省略する。
この定義に従い、前側と後側とを水平に接続するような仮想の直線に沿う向きを「前後方向」、左側と右側とを水平に接続するような仮想の直線に沿う向きを「左右方向」、上
側と下側とを鉛直に接続するような仮想の直線に沿う向きを「上下方向」と定義する。
なお、本実施形態に係る無限軌道装置１は、装置全体の前後及び左右が対称に構成されているため、前後左右の区別は便宜上のものである。また、トラックベルトの循環方向は、前後方向とする。

＜無限軌道装置の構造＞
初めに、図１を参照して無限軌道装置の全体構造について説明する。
本発明に係る無限軌道装置は、通常の場合２機以上を組み合わせて用いられるが、同一構造の装置を左右に並べて配置可能であるため、１機分のみ説明する。

無限軌道装置１は、台車用天板などに取り付ける際の固定部分となるフレーム１０、フレーム１０に保持されているレール２０、及びレール２０を外側から覆うトラックベルト３０を備えている。
次より、各構成要素の構造について説明する。
＜フレームの構造＞

まず、図１及び図２を参照して、フレーム１０の構造について説明する。
フレーム１０は、横断面が逆Ｕ字形状の上部フレーム１１と、縦断面がＶ字形状の下部フレーム１２と、角棒形状の補強部材１３と、によって構成されている。

上部フレーム１１には、左右方向の中央における約７０％の範囲に上面及び左右の面の上部が除去された開口部１１ａが形成されており、下部フレーム１２には、左右方向の中央に逆Ｖ字状の開口部１２ａが形成されている。
開口部１１ａ及び開口部１２ａは、トラックベルト３０が巻き上げた土などの異物が、フレーム１０の内部から容易に排出されるようにするために形成されている。

フレーム１０の下部には、前後方向に等間隔な位置に３つの下部フレーム１２が固定されており、下部フレーム１２の下面には、補強部材１３が前後方向に沿う向きに固定されている。そして、補強部材１３には、次に説明するレール２０の底部２１が固定されている。
なお、補強部材１３の長さは、前側に配置されている下部フレーム１２の前端部から後側に配置されている下部フレーム１２の後端部までの長さに等しく、この長さは、底部２１よりも短い。

＜レールの構造＞
引き続き、図１及び図２を参照してレール２０の構造について説明する。
レール２０は、板状部材の端同士を接続して前後方向に長い環状に形成されており、下側における約７５％の範囲は、平らな形状の底部２１である。
底部２１の前後には、湾曲しながら上方に延びている第一曲げ部分２２Ａ及び第二曲げ部分２２Ｂが形成されており、特に、下側が大迎角部分２３Ａ、２３Ｂとして、上側よりも半径が大きな円弧状に形成されている。
そして、第一曲げ部分２２Ａと第二曲げ部分２２Ｂとの上部は、底部２１と平行な循環部分２４によって接続されている。

上述した補強部材１３は、底部２１の形状を保持するための部材であり、上述の通り底部２１以下の長さである。そのため、レール２０を補強部材１３に固定したとき、補強部材１３は、上下方向から見て大迎角部分２３Ａ、２３Ｂの範囲内には突出しない。

＜トラックベルトの構造＞
次に、図３～図５を参照してトラックベルト３０の構造について説明する。なお、各部
分の詳細な構造については後述するものとし、以後において、ローラ上部エレメント４１と下部エレメント６０とが固定された状態のものをローラエレメント４０と呼び、無ローラ上部エレメント５１と下部エレメント６０が固定された状態のものを無ローラエレメント５０と呼ぶ。

トラックベルト３０は、変形可能だが伸縮不可能な布製の芯ベルト３１、上部にレール２０と接触するメインローラ４３ａ～４３ｄ及びガイドローラ４５ａ、４５ｂを備え且つ下部に履板７０が固定されているローラエレメント４０、及びメインローラ４３ａ～４３ｄとガイドローラ４５ａ、４５ｂとを備えず下部に履板７０が固定されている無ローラエレメント５０から構成される。

芯ベルト３１には、全域に亘って後述するピン６２ａ、６２ｂを貫通させるためのピン孔３２が幅方向の中央に所定の間隔で開けられ、ボルトＢを貫通させるためのボルト孔３３が幅方向の中央から右側に寄せられた位置及び中央から左側に寄せられた位置のそれぞれに等間隔で開けられている。
ピン孔３２及びボルト孔３３の位置に合わせてローラエレメント４０及び無ローラエレメント５０を交互に取り付けることで、それぞれのエレメントは、隣接する履板７０同士の間に、履板７０の厚さの１５％程度の幅の隙間Ｇ１が形成されるように配置される。

＜エレメントの構造＞
次に、図３及び図５（ａ）（ｂ）を参照して、ローラエレメント４０及び無ローラエレメント５０の構造について説明する。なお、無ローラ上部エレメント５１は、ローラ上部エレメント４１の底部４６と略同一形状の板状部材であるため、詳細な説明は省略する。
第一エレメントであるローラエレメント４０は、前後方向から見て角形のＵ字形状であり、且つ左右方向から見て上側に凸な三角形状部分及びその下部に三角形状部分と略同じ高さの長方形部分が形成された形状のローラ上部エレメント４１と、履板７０が固定される下部エレメント６０とによって構成されている。
第二エレメントである無ローラエレメント５０は、平板形の部材である無ローラ上部エレメント５１と、履板が固定される下部エレメント６０とによって構成されている。

ローラ上部エレメント４１は、左右方向から見た三角形状部分に、軸方向が左右方向に沿う向きのメインローラ軸４２ａ、４２ｂ及びガイドローラ軸４４ａ、４４ｂを備えている。メインローラ軸４２ａ、４２ｂは三角形の底辺側に位置し、ガイドローラ軸４４ａ、４４ｂは上側に位置する。
メインローラ軸４２ａ、４２ｂには、前方右側、前方左側、後方右側及び後方左側にメインローラ４３ａ～４３ｄが支持されており、ガイドローラ軸４４ａ、４４ｂにはメインローラ４３ａ～４３ｄよりも小径のガイドローラ４５ａ、４５ｂが支持されている。

具体的には、ガイドローラ４５ａ、４５ｂは、その下部が、メインローラ４３ａ～４３ｄの上部との間が、最大でレール２０の厚さよりも０．５ｍｍ広くなる位置に配置されている。そのため、メインローラ４３ａ～４３ｄとガイドローラ４５ａ、４５ｂとの間にレール２０が挟み込まれたとき、レール２０の内周面とガイドローラ４５ａ、４５ｂとの間には、最大で０．５ｍｍ幅の隙間Ｇ２が形成される。

ローラ上部エレメント４１の底部４６及び無ローラ上部エレメント５１の幅広面には、前後方向の中央右側及び中央左側に位置し、上下方向に沿う向きに貫通しており、雌ネジが形成されているボルト孔４７ａ、４７ｂが形成されている。また、左右方向の中央前側及び中央後側には、後述する下部エレメント６０のピン６２ａ、６２ｂを嵌め込むための嵌合孔４８ａ、４８ｂが形成されている。さらに、当該面を前後方向に４分した中央側の２つの範囲内には、１つの範囲内に２本ずつ、左右方向に長い略四角形上のベルト固定孔
４９ａ～４９ｄが形成されている。

本実施形態におけるローラ上部エレメント４１は、前後の面及び上面が解放された形状であり、且つメインローラ軸４２ａ、４２ｂ、メインローラ４３ａ～４３ｄ、ガイドローラ軸４４ａ、４４ｂ及びガイドローラ４５ａ、４５ｂが開けた空間に配置されているため、トラックベルト３０が巻き上げた土などの異物が溜まりにくい。そのため、ローラ上部エレメント４１内部に異物が堆積することでメインローラ４３ａ～４３ｄ及びガイドローラ４５ａ、４５ｂの回転が阻害されることが抑止されている。

次に、図６を参照して、下部エレメント６０の構造について説明する。
下部エレメント６０の上面における、前後方向の中央左側及び中央右側には、上下方向に沿う向きに貫通している貫通孔６１ａ、６１ｂが形成されており、左右方向の中央前側及び中央後側には、上側に延びる突起であるピン６２ａ、６２ｂが形成されている。さらに、当該面を前後方向に４分した中央側の２つの範囲内には、１つの範囲内に２本ずつ、左右方向に長く上側に延びる略四角形状のベルト固定凸部６３ａ～６３ｄが形成されている。
また、左側面部及び右側面部の前側及び後側には、下に向かって延び、下端部に左右方向の中央側に向かって突出する爪が形成されたエレメント側取り付け部６４ａ～６４ｄが形成されている。

＜履板の構造＞
次に、図７を参照して、履板７０の構造について説明する。
履板７０は、前後方向及び左右方向から見た縦断面形状が凹字形であり、上下方向から見て角部が丸められた長方形状の部材であり、外面７１の底部には、接地面７６として、前後方向に長い長方形状の平面が形成されている。

内面７２には、履板７０を補強するために、内面７２から上部に突出しない高さまで、Ｔ字形の梁７３が形成されている。なお、梁７３は、履板７０の強度を向上させるために形成されているため、任意の形状を選択可能である。
また、内面７２における前方左側、前方右側、後方左側及び後方右側には、前後方向に長い長方形状であり上下方向に沿って貫通している収容孔７４ａ～７４ｄが形成されている。また、収容孔７４ａ～７４ｄの左右方向中央側の辺からは、上側に伸び左右方向の外側に延びる爪が形成された履板側取り付け部７５ａ～７５ｄが形成されている

作用については後述するが、特に、外面７１における、前面と接地面７６との間、及び後面と接地面７６との間には、履板７０の厚みに対して約３分の２の幅に、縦断面が円弧形状の曲面からなる面取り７７が形成されている。なお、面取り７７は、本実施形態に示すようなＲ面取りに限らず、Ｃ面取り又は接地面７６との角度が４５度以外の面取りであってもよい。

＜無限軌道装置の組み立て方法＞
次に、図３～図７を参照して、無限軌道装置１の組み立て方法について説明する。なお、ローラ上部エレメント４１、無ローラ上部エレメント５１、下部エレメント６０及び履板７０の芯ベルト３１への固定方法について、無ローラ上部エレメント５１を芯ベルト３１に固定する方法は、ローラ上部エレメント４１と同様であるため、説明は省略する。

まず、ローラ上部エレメント４１をレール２０に取り付ける。このとき、ガイドローラ軸４４ａ、４４ｂをローラ上部エレメント４１から取り外しておき、メインローラ４３ａ～４３ｄをレール２０の外周側に接触させてからガイドローラ軸４４ａ、４４ｂ及びガイドローラ４５ａ、４５ｂを取り付ける。

次に、ローラ上部エレメント４１の底部４６に、芯ベルト３１の幅広面を合わせる。このとき、ボルト孔４７ａ、４７ｂを芯ベルト３１のボルト孔３３に合わせ、嵌合孔４８ａ、４８ｂを芯ベルト３１のピン孔３２に合わせる。そして、芯ベルト３１を挟み込むように外周側から、下部エレメント６０を取り付ける。このとき、ローラ上部エレメント４１側の図示は省略しているが、ピン６２ａ、６２ｂを嵌合孔４８ａ、４８ｂに嵌め込み、ボルトＢを貫通孔６１ａ、６１ｂを介してボルト孔４７ａ、４７ｂにねじ込むことで、ローラ上部エレメント４１と下部エレメント６０とを固定することで、ローラエレメント４０が芯ベルト３１に取り付けられる。
その後、同様の手順を繰り返してローラエレメント４０及び無ローラエレメント５０を芯ベルト３１の全周に亘って交互に取り付ける。

芯ベルト３１の全周にローラエレメント４０及び無ローラエレメント５０が取り付けられた後、それぞれの下部エレメント６０に履板７０を固定する。
そのためには、エレメント側取り付け部６４ａ～６４ｄと、履板側取り付け部７５ａ～７５ｄとの位置を合わせ、履板７０を下部エレメント６０に押し付ける。これによって、エレメント側取り付け部６４ａ～６４ｄ及び履板側取り付け部７５ａ～７５ｄが、弾性によって互いに変形し、エレメント側取り付け部６４ａ～６４ｄが収容孔７４ａ～７４ｄに収容され、先端の爪同士が掛かり合うことで、履板７０が固定される。

ローラエレメント４０及び無ローラエレメント５０は、ピン６２ａ、６２ｂ及びボルトＢの他に、ベルト固定凸部６３ａ～６３ｄがベルト固定孔４９ａ～４９ｄに嵌まり込もうとして、芯ベルト３１を変形させながら挟み込むことによっても、芯ベルト３１に固定される。

履板７０を下部エレメント６０から取り外す場合には、履板７０の収容孔７４ａ～７４ｄにマイナスドライバー等の工具を差し込み、エレメント側取り付け部６４ａ～６４ｄを変形させて、爪部分の掛かりを解除することで履板７０の固定を解除する。
そのため、トラックベルト３０は、芯ベルト３１からローラエレメント４０及び無ローラエレメント５０を取り外すことなく、履板７０を着脱可能である。

履板７０を取り付けた後、レール２０の底部２１に補強部材１３を固定し、さらに補強部材１３の上部に下部フレーム１２を固定する。最後に、下部フレーム１２の上部に上部フレーム１１を固定することによって無限軌道装置１の組み立てが完了する。
＜動作・作用＞

次に、図８、図９を参照して、無限軌道装置１を備えている手押し式の搬送台車２を例に、無限軌道装置１の動作及び作用について説明する。なお、以後の説明において搬送台車２の取手３が備えられている側を後側とし、搬送台車２の後側に立って取手３を保持しているときの操作者を基準として前後左右及び上下を定義する。
搬送台車２は、天板の底部における右側及び左側に、トラックベルト３０が前後方向に沿って動作する向きに、無限軌道装置１を、１つずつ備えている。

搬送台車２を走行させ、地面の凸部ＯＢを乗り越えるとき、初めに前側の大迎角部分２３Ａ、又は後側の大迎角部分２３Ｂに位置している履板７０が凸部ＯＢに接触する。ここで、レール２０は、底部２１のみが補強部材１３に固定されているため、底部２１以外に衝撃が加わった場合にはレール２０全体が弾性変形する。このように、レール２０が弾性変形することによって走行時の衝撃が緩和される。また、レール２０に大迎角部分２３Ａ、２３Ｂが備えられていることで、前後が半円形状のレールと比較して、超提能力が向上している。

図９に示すように、地面の凸部ＯＢに乗り上げている履板７０が、無ローラエレメント５０に固定されている場合には、履板７０から直接レール２０に荷重を伝達することはできない。
このような場合、無ローラエレメント５０はレール２０の側に押され、芯ベルト３１がレール２０に接近するように変形する。このとき、他のエレメントは、押圧されている無ローラエレメント５０に近づくように移動し芯ベルト３１が内周側に凹むように変形しているため、芯ベルト３１の張力が上昇する。そのため、メインローラ４３ａ～４３ｄに掛かる荷重が強まる。
仮に、メインローラ４３ａ～４３ｄに掛かる荷重が上昇し続けると、メインローラ４３ａ～４３ｄが回転不可能な状態になり、トラックベルト３０が停止する。そのため、搬送台車２も停止する。

本実施形態において、上記のように無ローラエレメント５０が押圧され、芯ベルト３１が変形すると、芯ベルト３１に引っ張られて、押圧された無ローラエレメント５０の前後に配置されているローラエレメント４０がわずかに傾く。これは、レール２０と、ガイドローラ４５ａ、４５ｂとの間に隙間Ｇ２が設けられているため、無ローラエレメント５０側にメインローラ軸４２ａ又は４２ｂを軸にローラエレメント４０が回動可能なためである。

ローラエレメント４０が所定の角度まで傾くと、無ローラエレメント５０に固定されている履板７０の面取り７７と、ローラエレメント４０に固定されている履板７０の前面又は後面とが接触する。ところで、芯ベルト３１は、布製であるため変形自在であるが、伸縮はしない。そのため、無ローラエレメント５０が押圧される荷重は、ローラエレメント４０に固定されている履板７０が、無ローラエレメント５０に固定されている履板を挟み込んで前後から圧縮する力に変換される。この圧縮力には、無ローラエレメント５０に固定されている履板をレール側に押圧する成分も含まれるが、芯ベルト３１は伸縮しないため、履板７０を挟み込んだ状態で固定する力として作用する。

このとき、無ローラエレメント５０に固定されている履板を押圧する力は、芯ベルト３１を介して前後のローラエレメント４０に伝達される。また、この押圧力は、無ローラエレメント５０の履板７０を前後から圧縮する力に変化されているため、この圧縮力の反力によってもローラエレメント４０に伝達される。

なお、本実施形態において、履板７０同士の間の隙間は履板の厚さの１５％程度に設定されていたが、これは、ローラエレメント４０及び無ローラエレメント５０を、トラックベルト３０が円滑に循環するためのクリアランスを維持しつつ、無ローラエレメント５０に固定されている履板７０が、前後の履板７０によって挟み込まれ、接地荷重を伝達可能な位置に配置するためである。
そのため、隣り合う履板７０同士の間隔は、最大で履板７０の厚さ分まで設定可能である。これは、芯ベルト３１が露出する量が履板７０の厚さより多いと、無ローラエレメント５０がレール２０の内周側に変形したときに、前後の履板７０と接触しない位置まで移動することになる為である。

＜効果＞
本発明に係る無限軌道装置１は、芯ベルト３１の全周に亘って履板７０が備えられているため、従来の芯ベルト３１が露出する無限軌道装置と比較して、芯ベルト３１の保護能力が高い。さらに、無限軌道装置１における下部の全域に亘って履板が接地するため、従来の無限軌道装置よりも接地圧を低減しやすく不整地での走行性能が高い。また、全周に履板７０を備えていることで、接地箇所が限定される場所でも、履板７０によって接地可
能であり、芯ベルト３１が直接接地することを防止でき、芯ベルト３１の保護が可能である。

本発明に係る無限軌道装置１のトラックベルト３０には、ローラエレメント４０と無ローラエレメント５０とが交互に配置されているが、上述したように、無ローラエレメント５０が押圧されるように荷重が掛かった場合であっても、当該荷重を前後のローラエレメント４０に伝達可能である。そのため、トラックベルト３０の循環が停止するほどに芯ベルト３１の張力が増大することが防止され、走行中の意図しない停止を抑止可能である。

また、ローラエレメント４０と無ローラエレメント５０とが交互に配置されていることによって、ローラエレメント４０を大型化しても、ローラエレメント４０同士が干渉しにくく、メインローラ４３ａ～４３ｄを大型化することが容易であるため、容易に耐荷重を向上させることが可能である。

レール２０が走行時の衝撃によって変形するとき、補強部材１３によって補強されている底部２１以外の部分が変形する。そのため、補強部材１３が大迎角部分２３Ａ、２３Ｂに掛かっていると、レール２０が変形したときに補強部材１３との間で滑りが生じる。なお、この滑りは、補強部材１３が大迎角部分２３Ａ、２３Ｂに近づくほどに大きくなる。レール２０は、走行時に微小な変形を繰り返すため、レール２０の内周面と補強部材１３との接触部分で微小な滑りが繰り返されるフレッチングが発生する。
本発明に係る無限軌道装置では、補強部材１３を、大迎角部分２３Ａ、２３Ｂに掛からない大きさとし、底部２１から逸脱しない位置に配置することで、このようなフレッチングの発生を抑制できるため、レール２０及び補強部材１３の耐久性を向上させることが可能である。

本発明に係る無限軌道装置１は、ローラエレメント４０と、無ローラエレメント５０とが交互に配置されているため、全周に亘ってローラエレメント４０が配置される場合と比較して、装置重量を軽くすることが容易である。また、循環するトラックベルト３０の重量も軽くなるため、走行抵抗を軽減することも容易であり、ローラエレメント４０の代わりに、より構造が簡単な無ローラエレメント５０が配置されていることで、コストダウンも可能である。

本発明に係る無限軌道装置は、転輪及び誘導輪を備えている従来の履帯装置とは異なり、履帯を連結するための軸や、転輪を支持するための軸が不要であるため、軸部分での摩擦を低減することができる。また、従来の履帯装置よりも構造が簡単である為、装置重量を軽くすることができる。そのため、従来の履帯装置よりも走行抵抗を低減することが容易である。

本発明に係る無限軌道装置の履板７０には面取り７７が形成されているため、圧縮力が作用する位置に角がなく、無ローラエレメント５０に固定されている履板７０がレール２０の内周側に押圧され、隣り合う履板７０同士が干渉し合っているときの応力の集中を防止可能である。そのため、耐荷重を向上させる場合の課題のひとつである履板強度を向上させることが可能である。
また、特許文献１に開示されているクローラ装置のように、履板に規制凸部及び規制凹部を形成する必要がないため、製造コストを低減することも可能である。

また、レール２０の内周側にガイドローラ４５ａ、４５ｂが配置されているため、レール２０の内周側に摺動部材が配置されている無限軌道装置よりも、レール２０とガイドローラ４５ａ、４５ｂとの間のクリアランスを狭くすることができる。そのため、エレメントのピッチ回転及びロール回転を抑制しやすいため、接地側のメインローラ４３ａ～４３
ｄのいずれかに偏って荷重が掛かりにくい。このように、負荷が接地側のメインローラ４３ａ～４３ｄに分散することで、メインローラ４３ａ～４３ｄの耐久性も向上可能である。

ローラ上部エレメント４１は、前後方向から見てＵ字形状となるように上部が解放されているため、メインローラ軸４２ａ、４２ｂに、トラックベルト３０の外周に向けて荷重が掛かった場合、解放部が開くように変形しやすい。そのため、メインローラ軸４２ａ、４２ｂをエレメントに固定することで、ローラ上部エレメント４１を実質的に箱型とし、メインローラ４３ａ～４３ｄにＵ字形状の解放部側から掛かる荷重によって、上部エレメントが変形することを抑制している。

本発明に係る無限軌道装置１における、ローラエレメント４０には、レール２０の内周側にガイドローラ４５ａ、４５ｂが備えられている。そのため、特許文献２に記載されているような、レール内周側のガイド部材に摺動板が備えられている場合と比較して、ガイド部材とレール２０との間のクリアランスを狭くしても走行抵抗を増加させにくい。
このような構造であるため、ガイドローラ４５ａ、４５ｂと、レール２０とのクリアランスを狭くすることができ、左右で大きな差が生じにくく、ローラエレメント４０のロール方向の傾きを抑制する能力が高い。
そのため、メインローラ４３ａ～４３ｄに掛かる荷重を分散しやすく、メインローラ４３ａ～４３ｄのうち一つが集中的に消耗することを抑制可能である。

また、本発明に係る無限軌道装置１は、トラックベルト３０がエレメントによって構成されているため、一か所のエレメントが破損した場合であっても、容易に破損したエレメントを交換することができ、整備性が高い。特に、接地部であり、衝撃や摩耗によって消耗しやすい履板７０は、下部エレメント６０と別部材になっているため、損傷などによって交換が必要になった場合であっても、履板７０のみを取り外すことで交換が可能である。また、各エレメントを芯ベルト３１に固定するためのボルトＢは、履板によって保護されているため、摩耗などが生じにくい。

履帯装置のなかには、旋回性能を向上させるために装置下側の中央部分が凸となる、いわゆる舟形形状のものもあるが、その場合、接地面積が減少するため耐荷重を向上させることが困難になる。
対して、本発明に係る無限軌道装置１は、底部２１が平らな形状であるため、装置下側に位置している履板７０全体で接地することになり、接地負荷を底部２１の全域に分散可能であるため、耐荷重を向上させることが容易である。

＜変形例＞
上記実施形態において、ローラエレメント４０に備えられているメインローラ４３ａ～４３ｄは、独立したメインローラ軸４２ａ、４２ｂに支持されていたが、本発明の実施においては、ローラ上部エレメント４１の形状に合わせて、メインローラ４３ａ～４３ｄを支持する軸の配置を選択可能である。

上記実施形態において、ローラエレメント４０には、レール２０内周側のガイドとして、ガイドローラ４５ａ、４５ｂが備えらえられていたが、本発明の実施においては、必ずしもガイドローラ４５ａ、４５ｂを備えている必要はない。例えば、ガイドローラ４５ａ、４５ｂを摺動版とした場合には、ガイドローラ４５ａ、４５ｂよりもコストダウンを図ることが可能である。

上記実施形態において、履板７０には面取り７７が形成されていたが、本発明の実施において、履板７０の形状はこれに限定されない。例えば、面取り７７が形成されていない
場合であっても、ローラエレメント４０に固定されている履板７０が無ローラエレメント５０に固定されている履板７０を挟み込むことができるため、耐荷重や不整地での走行性能は低下しない。

上記実施形態において、レール２０の底部２１は平らな形状であったが、本発明の実施において、底部２１は必ずしも平らな形状でなくてもよく、旋回性能を重視する場合などには、底部２１を変形させてもよい。

上記実施形態において、補強部材１３は底部２１の範囲から突出しない長さであったが、本発明の実施において、補強部材１３の長さは底部の範囲に限定されない。仮に、底部２１から突出するような長さとした場合には、レール２０の剛性を向上させることができるため、無限軌道装置１を搭載する製品の用途に応じて補強部材１３の長さを選択してもよい。

上記実施形態におけるトラックベルト３０には、ローラエレメント４０と、無ローラエレメント５０とが交互に配置されていたが、本発明の実施においては、必ずしも１：１の比率で配置する必要はなく、必要とされる耐荷重に応じてローラエレメント４０の数を増やしてもよい。

上記実施形態においては、台車用天板に無限軌道装置１を装着した台車を例に説明したが、本発明は台車の走行装置以外にも使用可能である。例えば、農業用ロボット等の走行装置に用いてもよい。

１…無限軌道装置、２…搬送台車、１０…フレーム、１３…補強部材、２０…レール、２１…底部、３０…トラックベルト、３１…芯ベルト、４０…ローラエレメント、４１…ローラ上部エレメント、４２ａ、４２ｂ…メインローラ軸、４３ａ～４３ｄ…メインローラ、４４ａ、４４ｂ…ガイドローラ軸、４５ａ、４５ｂ…ガイドローラ、５０…無ローラエレメント、５１…無ローラ上部エレメント、６０…下部エレメント、７０…履板、７６…接地面、７７…面取り

Claims (7)

1. 水平方向に長い底部、一端が該底部の一端部に接続されており湾曲しながら上方に延びている第一曲げ部、一端が前記底部の他端部に接続されており湾曲しながら上方に延びている第二曲げ部分、及び前記第一曲げ部分の他端と前記第二曲げ部分の他端とを接続する循環部分を備えている環状のレールと、
   該レールの全体を、その形状に沿って外周側から覆う環状のトラックベルトと、を備え、
   前記トラックベルトが、前記レールに沿って循環する無限軌道装置であって、
   前記トラックベルトは、長さ方向の端部同士が接続されている環状の芯ベルトと、履板が固定されている複数のエレメントとして、前記芯ベルトの内周側に前記レールの外周側と接触するメインローラを備えている第一エレメントと、前記メインローラを備えていない第二エレメントとが、交互に取り付けられており、
   前記第一エレメントと前記第二エレメントとは、隣接する前記履板同士の間に所定の隙間が形成される間隔で前記芯ベルトの全周に亘って取り付けられており、
   前記所定の隙間は、前記履板の厚さよりも狭い幅であることを特徴とする無限軌道装置。
2. 水平方向に長い底部、一端が該底部の一端部に接続されており湾曲しながら上方に延びている第一曲げ部、一端が前記底部の他端部に接続されており湾曲しながら上方に延びている第二曲げ部分、及び前記第一曲げ部分の他端と前記第二曲げ部分の他端とを接続する循環部分を備えている環状のレールと、
   該レールの全体を、その形状に沿って外周側から覆う環状のトラックベルトと、を備え、
   前記トラックベルトが、前記レールに沿って循環する無限軌道装置であって、
   前記トラックベルトは、長さ方向の端部同士が接続されている環状の芯ベルトと、履板が固定されている複数のエレメントとして、前記芯ベルトの内周側に前記レールの外周側と接触するメインローラを備えている第一エレメントと、前記メインローラを備えていない第二エレメントとが、交互に取り付けられており、
   前記第一エレメントと前記第二エレメントとは、隣接する前記履板同士の間に所定の隙間が形成される間隔で前記芯ベルトの全周に亘って取り付けられており、
   前記所定の隙間は、前記履板の厚さよりも狭い幅であり、
   前記底部には、前記レールの内周側に、前記底部の長さ以下の長さの補強部材が固定されていることを特徴とする無限軌道装置。
3. 水平方向に長い底部、一端が該底部の一端部に接続されており湾曲しながら上方に延びている第一曲げ部、一端が前記底部の他端部に接続されており湾曲しながら上方に延びている第二曲げ部分、及び前記第一曲げ部分の他端と前記第二曲げ部分の他端とを接続する循環部分を備えている環状のレールと、
   該レールの全体を、その形状に沿って外周側から覆う環状のトラックベルトと、を備え、
   前記トラックベルトが、前記レールに沿って循環する無限軌道装置であって、
   前記トラックベルトは、長さ方向の端部同士が接続されている環状の芯ベルトと、履板が固定されている複数のエレメントとして、前記芯ベルトの内周側に前記レールの外周側と接触するメインローラを備えている第一エレメントと、前記メインローラを備えていない第二エレメントとが、交互に取り付けられており、
   前記第一エレメントと前記第二エレメントとは、隣接する前記履板同士の間に所定の隙間が形成される間隔で前記芯ベルトの全周に亘って取り付けられており、
   前記所定の隙間は、前記履板の厚さよりも狭い幅であり、
   前記底部は、平らな形状であることを特徴とする無限軌道装置。
4. 前記履板は、循環方向の一端面と接地面との間及び他端面と接地面との間に、面取りが施されていることを特徴とする請求項１に記載の無限軌道装置。
5. 前記第一エレメントは、前記メインローラが前記底部に位置しているとき、前記レールの内周側に位置し、且つ前記レールの内周面との間に最大０．５ｍｍの隙間が形成されるガイドローラを備えていることを特徴とする請求項１に記載の無限軌道装置。
6. 前記第一エレメントは、水平且つ前記トラックベルトの循環方向に垂直な向きのメインローラ軸を、前記循環方向の中央を挟んだ両側に少なくとも１本ずつ備えており、
   前記メインローラは、前記メインローラ軸の軸方向の中央を挟んだ両側に少なくとも一つずつ備えられていることを特徴とする請求項１に記載の無限軌道装置。
7. 請求項１から請求項６のいずれかに記載の無限軌道装置を備えていることを特徴とする搬送台車。

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