JPS641353B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は山地、丘陵等の急斜面、不斉な波状
地、不斉地表の斜面などにおける自在かつ安全な
走行を可能にした装軌車輛に関する。

通常、山地、丘陵等の不斉な地表面を持つ急斜
面を走行する車輛は、斜面横行（斜面と直交する
方向の走行）の際、車体本体が谷側方向に横滑り
したり、接地面の崩壊等により牽引力が低下しや
すく、そのため走行不能に陥ることがある。そこ
で、このような問題を解決する手段として従来か
ら種々の対策がなされている。すなわち、その一
つの手段として装輪（車輪）式車輛にあつては、
全輪駆動方式を採用して牽引力を増大させたり、
車輪数や車軸数を増すか逆にタイヤの空気圧を低
圧にして接地面積の増大化を図つたり、あるいは
また各車輪の懸架機構をそれぞれ独立させたり、
その懸架ばねの特性や支持機構に工夫を凝らして
有効牽引力を増し、急斜面での通過能力を向上さ
せるようにしている。

しかしながら、装輪車輛にあつては接地部材は
あくまでも車輪（タイヤ）であり、したがつてそ
の基本が地表面との点接触であることによる接地
面積の増大化に自ずと限界が在り、急斜面を自在
に走行することは困難であつた。

次に、装軌（履帯）車輛にあつては、前述の装
輪式車輛と異なり面接地を基本としているため、
横滑り等をある程度防ぐことができるが、対象地
形の如何によりその通過能力にも自ずと限界を生
ずるので、この能力向上には履帯の巾を拡げた
り、履帯の長さをより長くするなどして単位接地
面積当りの荷重をより少なくする必要がある。し
かし、履帯巾の増大は必然的に車輛巾の増大を伴
い、大平原、湿地走行用等の特殊車輛を除き、通
常地形、特に山地、丘陵等狭隘な地形では走行に
支障をきたす場合が多く、実用上制約を受ける。

また、従来形式の車輛が急斜面を横行する場合
は、車輛の重量は山側履帯が浮いて一方的に谷側
履帯に多くかかり、地面の支持力を超え、これを
崩壊させて走行力を損じたり、或いは車体が斜面
に平行に横に傾くので搭乗している運転手や作業
員を不安定にし、正常な車内での操作を妨げ、且
つ安全性に問題があつた。そのため、懸架脚を昇
降可能に取付け、斜面横行する場合、山側脚を縮
めて谷側脚を伸ばすことにより、車体を水平に保
持し、左右の懸架脚の荷重分担の偏りを防止する
等の方法も試みられているが、この場合も左右各
履帯の山側端部の局部接地となるため、事実上か
えつて接地圧の増大を招いて地面を崩壊させ、牽
引力を失うので、もつぱら畠地等で土質が柔かい
地面を走行し、且つ履帯巾の狭い小型の車輛に利
用されている外、実用的に充分に効果のある方法
は見出せないでいた。

本発明は上述したような点に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、左右の履帯式走
行装置を車体本体に対して昇降自在に設けて該車
体本体を水平に保持して左右の荷重の偏りを防ぐ
と共に走行装置を左右方向に傾動自在とし履帯の
接地面を斜面に沿つて全巾接地させることによ
り、山地、丘陵等の急斜面、不斉な波状地、不斉
地表の斜面などの走行時における走行地面の崩壊
を防ぎ、走行能力および安全性を向上させるよう
にした可変懸架装置付装軌車輛を提供することに
ある。

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳
細に説明する。

第１図は本発明に係る装軌車輛の一実施例を示
す側面図、第２図は同車輛の履帯式走行装置を断
面して示す要部の拡大平面図、第３図は第２図
−線断面図、第４図は第２図−線断面図で
ある。第１図において、全体を符号１で示す装軌
車輛は、車体本体２を備え、この車体本体２には
エンジン３、同エンジン３によつて駆動されて油
圧を発生させる油圧動力装置４、同油圧動力装置
４よりの油圧を制御して後述する各種油圧装置を
作動させる油圧制御装置５をはじめ、各種装置が
搭載されている。また、車体本体２の両側には前
後一対ずつ合計４個の懸架脚８が、それぞれ独立
に昇降自在に配設されて可変懸架装置を構成して
おり、後述する履帯式走行装置９をそれぞれ保持
している。

前記懸架脚８は全て同一に構成されているた
め、その一つ、例えば車体前方から見て左側前方
の懸架脚を第２図および第３図において詳細に説
明すると、上下方向に長く延在し断面形状が略Ｃ
字型をなすスライド脚１０を有している。このス
ライド脚１０は車体側板１１に固定されたガイド
ブロツク１２に上下方向に摺動自在に嵌合され、
前記ガイドブロツク１２には該スライド脚１０を
昇降駆動させるための脚上下用油圧モータ１４が
固定されている。また、前記ガイドブロツク１２
の内部には前記油圧モータ１４の軸端に固定され
た傘歯車１５と、この傘歯車１５とそれぞれ直角
に噛合しかつねじ棒１６に螺合された受動傘歯車
１７が配設され、この歯車１７のスラストを前記
ガイドブロツク１２の内側上面で受けている。前
記ねじ棒１６はガイドブロツク１２を貫通し、そ
の上下端が前記スライド脚１０の上端と該脚１０
の下端に一体的に設けられた軸受け１９に固定さ
れている。したがつて、油圧モータ１４の駆動に
よつて傘歯車１５が回転し、これに伴つて受動傘
歯車１７を回転させると、該歯車１７はそのスラ
ストをガイドブロツク１２によつて受けられてい
るので、これと咬み合うねじ棒１６およびスライ
ド脚１０が前記ガイドブロツク１２に沿つて昇降
し、履帯式走行装置９の高さを任意に変化させ
る。この昇降制御は駆動モータ１４の回転方向、
速度を制御することにより行われ、走行地形に応
じて各懸架脚８が個々独立に或いは左右または前
後を同時に作動させることにより車体本体２をほ
ぼ水平に保持する。

前記履帯式走行装置９は、前記軸受け１９によ
つて回転自在に軸支された左右方向に延在する水
平な軸２１を有し、この軸２１の外端には前後軸
２３を回転自在に軸支するＴ型軸受け２２が固定
されている。前記前後軸２３は車体本体２と平行
に設けられて一対のフランジ２４ａ，２４ｂによ
つて軸方向の移動を規制防止され、前端には前記
フランジ２４ａを介してブラケツト２６が固定さ
れている。このブラケツト２６の前端部は軸受け
構造をなして車軸３０を回転自在に軸支してい
る。前記車軸３０は前記前後軸２３と直交し、そ
の両端には一対の誘導車輪３１Ａ，３１Ｂが嵌合
固定されている。そして各誘導車輪３１Ａ，３１
Ｂの外周面の前半部は履帯３２の前端側屈曲部内
側面に接触し、車体荷重を該履帯３２に伝えてい
る。なお、履帯３２の外側面には全周に亘つてグ
ローサ３４が一体的に設けられている。

一方、前記前後軸２３の後端には前記フランジ
２４ｂを介して駆動輪ブラケツト３５が固定され
ており、このブラケツト３５には一対のハウジン
グ３７Ａ，３７Ｂが一体的に設けられている。内
側のハウジング３７Ａには油圧モータ３８が内蔵
され、このモータ３８の駆動軸３９は外側のハウ
ジング３７Ｂ内に挿入位置され、その軸端には遊
星歯車減速機構４０を構成する太陽歯車４１が嵌
合固定されている。前記減速機構４０は前記太陽
歯車４１と、前記外側のハウジング３７Ｂの内周
壁に一体的に設けられた内歯歯車４２と、これら
両歯車４１，４２にそれぞれ噛合する、例えば３
個の遊星歯車４３，４４，４５（４５は図示せ
ず）とを備え、これら遊星歯車４３，４４，４５
が前記外側ハウジング３７Ｂ内にベアリング４６
を介して回転自在に配設されたキヤリヤ４７の一
端面にピン４８を介して回転自在に配設されてい
る。また、前記キヤリヤ４７の他端面には前記一
対のハウジング３７Ａと３７Ｂ間に位置された駆
動スプロケツト４９が一体的に設けられている。
この駆動スプロケツト４９の歯５０は前記履帯３
２の内側面でかつ幅方向中央部に全周に亘つて設
けられた駆動チエン５１に常時噛合されている。

前記一対のハウジング３７Ａ，３７Ｂの外側面
にはそれぞれガイドホイール５３Ａ，５３Ｂがベ
アリング５４Ａ，５４Ｂを介して回転自在に配設
され、これら両ホイール５３Ａ，５３Ｂの後半部
が前記履帯３２の後端側屈曲部内側面に接触して
いる。なお、前記ガイドホイール５３Ａ，５３Ｂ
は前記スプロケツト４９と駆動チエン５１の咬合
いを正しく保持すべく左右方向の移動、傾き等を
防止されている。

したがつて、油圧モータ３８を駆動すると、駆
動軸３９の回転が遊星歯車減速機構４０によつて
減速され、キヤリヤ４９に伝達され、さらにこの
キヤリヤ４９の回転が駆動チエン５１を介して履
帯３２に伝達され、これを回転走行させる。この
結果、車体本体２は駆動モータ３８の回転方向に
より前進もしくは後退し、左右への旋回は左右の
駆動モータ３８の回転速度を変えたりカーブ内側
の履帯を制動することにより行われる。すなわ
ち、各履帯式走行装置９は個々独立に駆動される
駆動モータ３８を備え、独立に或いは連動して走
行制御されることにより、車体本体２の前後進お
よび左右への旋回を可能にしている。

さらに、各履帯式走行装置９は第２図および第
４図に示す傾斜機構６０によつて左右方向に回動
されるように構成されている。すなわち、この傾
斜機構６０は、油圧シリンダ６１を有し、このシ
リンダ６１の一端はＴ型軸受け２２の外周面にブ
ラケツト６２を介して回動自在に連結保持され、
他端はブラケツト２６のフランジ２６ａにブラケ
ツト６３を介して回動自在に連結保持されてい
る。したがつて、斜面横行の際、油圧シリンダ６
１を駆動してブラケツト６２、換言すれば前後軸
２３を回動させると、履帯式走行装置９自在が左
もしくは右に傾斜（第５図参照）し、履帯３２の
下面を全巾に亘つて斜面に接地させることができ
る。この場合、車体本体２は懸架脚８の伸縮によ
つてほぼ水平に保持されているため、急斜面での
安定かつ確実な横行を可能にする。前記油圧シリ
ンダ６１は前後軸２３が第５図に示すようにその
中心S₁，S₂を中心として傾いた場合、各走行装置
９が支持する車体荷重Ｂに等しく方向が反対に作
用する履帯接地中心Ｐからの反力Ｒと、この反力
Ｒの作用線と前記Ｐ点の水平距離γによつて生ず
る走行装置９の回転モーメント（Ｒ×γ）を相殺
する如く作動し、履帯３２をその傾斜角度θに応
じて所定の傾斜位置に設定保持する。そして、こ
の油圧シリンダ６１は左右の懸架脚８の昇降量等
より走行斜面の傾斜角θを電算機等によつて自動
演算するか或いは手動等により前記油圧制御装置
５（第１図参照）を通じて制御される。

第６図は傾斜機構６０の他の実施例を示す正面
図である。この傾斜機構６０は前述した油圧シリ
ンダ６１の代りに左右対称に配設された一対のス
プリング７１Ａ，７１Ｂを使用したもので、各ス
プリング７１Ａ，７１Ｂの一端部は筒形のスプリ
ング受け箱７２Ａ，７２Ｂにそれぞれ収納され
て、該受け箱の内底面に圧接され、他端部はこれ
ら受け箱７２Ａ，７２Ｂより外部に突出してフラ
ンジ付ボルト７４Ａ，７４Ｂのフランジ７３ａ，
７３ｂにそれぞれ圧接されている。前記フランジ
付ボルト７４Ａ，７４Ｂは前記受け箱７２Ａ，７
２Ｂの底部を貫通し、その突出端にはストツパ７
５がナツト７６によつて取付けられ、前記受け箱
７２Ａ，７２Ｂからの抜けを防止されると共に前
記スプリング７１Ａ，７１Ｂに所要の初期設定圧
を付与している。この場合、各ボルト７４Ａ，７
４Ｂはスプリング７１Ａ，７１Ｂの圧縮方向に対
して移動可能で、伸長方向に対しては前記ストツ
パ７５によつて移動を規制防止されている。ま
た、これらボルト７４Ａ，７４Ｂの間には該ボル
ト７４Ａ，７４Ｂのフランジ７３ａ，７３ｂが圧
接することによりボルト７４Ａ，７４Ｂを通常中
立位置に保持する球頭付ブラケツト７９が前記ブ
ラケツト２６に配設されて位置している。そし
て、前記スプリング受け箱７２Ａ，７２Ｂはそれ
ぞれブラケツト８０，８１を介して前述したＴ型
軸受け２２の外周面に固定保持されている。

したがつて、履帯３２が接地面よりの反力によ
る回転モーメントにより、例えば第６図反時計方
向に回動すると、球頭付ブラケツト７９が前後軸
２３の回動に伴いブラケツト２６と一体に左方に
傾き、フランジ付ボルト７４Ａを介して左側のス
プリング７１Ａを圧縮させる。このスプリング７
１Ａはスプリング受け箱７２Ａによつてブラケツ
ト８０を介して車体側に固定されているので、該
スプリング７１Ａの反力と履帯３２の回転モーメ
ントとが釣合状態を保つ位置に前記履帯３２、換
言すれば履帯式走行装置９を保持する。

この場合、回転モーメントは傾斜面の角度がθ
度の場合、sinθに略比例して大きくなるので、前
記スプリング７１Ａ，７１Ｂのばね特性もこれに
見合つた非線型ばね特性を持たせれば、更に有効
である。

なお、地面が水平の場合は、一対のスプリング
７１Ａ，７１Ｂの初期設定圧により、球頭付ブラ
ケツト７９を介して履帯３２は略々水平に保持さ
れる。換言すれば、この第６図に示した傾斜機構
６０は自己平衡が可能で、また第４図に示したも
のに比べて油圧制御を必要とせず、構造上簡略化
し得る利点を有する。

ところで、本発明の如く可変懸架装置を介して
履帯式走行装置９を車体本体２に配置した車輛１
においては、一般に車体側から機械的に駆動する
場合、構造が複雑化するため、前記実施例のよう
に走行装置９自体に油圧モータ３８等を内蔵する
方法が有効とされるが、スプロケツト４９や誘導
車輪３１Ａ，３１Ｂ（第２図参照）等の大きさに
制約を受ける場合には、第７図〜第９図に示す外
部駆動方式を採用することも可能である。

すなわち、これらの図において、フレーム９０
は略コ字形に形成されてその前後端下部に前後一
対の車軸３０Ａ，３０Ｂの内外端が回転自在に軸
支されている。また、このフレーム９０の上面に
は油圧モータ９２が載置固定され、このモータ９
２の出力軸９３にはスプロケツト９４が固定され
ている。一方、後方側の車軸３０Ｂの外端にもス
プロケツト９６が固定されており、これと前記ス
プロケツト９４との間にチエン９５が張設されて
いる。なお、第２図および第３図に示した構成部
材と同一のものは同一符号を以つて示し、その説
明を省略する。

以上の構成により油圧モータ９２が駆動する
と、出力軸９３の回転はスプロケツト９４−チエ
ン９５−スプロケツト９６−車軸３０Ｂ−駆動ス
プロケツト４９を経て駆動チエン５１に伝達され
るため、履帯３２は走行駆動される。この履帯３
２の前後進、速度等は、前記油圧モータ９２を制
御することにより行われるが、更に必要な場合は
適宜な減速機構を組込んでもよいことは勿論であ
る。かくして、このような外部駆動方式において
は、フレーム９０上に充分広い設置スペースを確
保し得ることから、前述した内部駆動方式に比べ
制約を受けることが少ないという利点を有してい
る。

次に、本発明の他の実施例を第１０図〜第１２
図に基づいて説明する。

この実施例は第１図〜第３図に示した夫々独立
した前後２連の履帯式走行装置９に代えて前後一
連となし、左右一対の走行装置１０３をそれぞれ
懸架装置１００によつて保持し、これらをそれぞ
れ独立して動作させるようにしたものである。こ
の場合、左右の懸架装置１００は同一構造をなし
て対象に取付けられているので、その一方のみに
ついて説明すると、前後一対の懸架脚１０１Ａ，
１０１Ｂによつて履帯式走行装置１０３を昇降自
在に保持している。

前記一対の懸架脚１０１Ａ，１０１Ｂは第１図
〜第３図に示した懸架脚８と同様に構成されて車
体本体２に取付けられ、油圧モータ１４によつて
昇降されるようになつている。各懸架脚１０１
Ａ，１０１Ｂの下端には軸受１０５，１０６がそ
れぞれ設けられ、これら軸受１０５，１０６によ
つてピン１０７，１０８を回転自在に軸支してい
る。前記各ピン１０７，１０８にはそれぞれアー
ム１１０，１１１の一端がそれぞれ固定保持され
ており、これらアーム１１０，１１１の他端は前
記履帯式走行装置１０３のフレーム１１２の前後
部の内側にそれぞれ連結固定されている。前記フ
レーム１１２の前端部には油圧モータ（図示せ
ず）を内蔵した駆動装置１１３が固定されてお
り、この駆動装置１１３の出力軸１１４の各軸端
には履帯３２の内側面に設けられた一対の駆動ピ
ン１１５，１１６にそれぞれ咬合する一対の駆動
スプロケツト１１７，１１８が固定されている。

一方、前記フレーム１１２の前端部にはブラケ
ツト１２０が固定され、このブラケツト１２０に
は左右一対の誘導車輪１２１ａ，１２１ｂ（１２
１ｂは図示せず）が固定された車軸１２２が回転
自在に配設されている。

さらに、前記各懸架脚１０１Ａ〜１０１Ｂとア
ーム１１０，１１１の間には履帯式走行装置１０
３の傾斜機構を構成する一対の油圧シリンダ１２
５，１２６がそれぞれ配設されている。したがつ
て、これら一対の油圧シリンダ１２５，１２６を
同時に同量作動させると、走行装置１０３は地面
に対して任意に傾けられる。なお、前記油圧シリ
ンダ１２５，１２６の制御も第４図に示した油圧
シリンダ６１と同様、地面の傾斜角を検出する等
によつて行われる。また、油圧シリンダ１２５，
１２６によらず、第６図に示した一対のスプリン
グ７１Ａ，７１Ｂ等を用いた自己平衡型の傾斜機
構を組込むことも可能である。

次に、本発明による装軌車輛の走行動作を従来
装置と比較しながら説明する。

第１３図は平地走行の場合の正面図で、この時
左右の懸架脚８は何れも同量だけ伸縮して車体本
体２の水平および所要の地上高ｈを保持してい
る。また、傾斜機構６０（第４図参照）は何ら作
動せず、履帯３２を地面に面接触させている。

この時、車体本体２の中心から各履帯３２の接
地中心までの距離ｍ、ｌは通常等しく、また車体
重心Ｇが車体本体２の略中心にあり、車輛重量を
Ｗとすると、点P₁，P₂における荷重W₁，W₂はそ
れぞれＷ／２となる。

次に、第１４図は斜面横行時における従来装置
１３０の走行状態を示すもので、左右の懸架脚１
３４，１３５の伸縮量を変えない場合、車体本体
１３１と走行装置１３２が地面の傾斜に対して一
体的に傾むいている。したがつて、その重心G₁
は平地走行の場合第１３図に示す如く車体中心に
あつたものが、谷側にｎだけ変位する。この時、
点P₁，P₂における荷重W₃，W₄は、重心Ｇの変位
に伴い、車体１３１の傾きに比例してW³／W₄＝l₁／m₁ で表わされ、谷側履帯１３２の荷重W₄が大きく
なる。したがつて、この荷重W₄が地面の耐荷支
持力を上まると、地面を崩壊させ、牽引力を減少
させ、或いは横滑りを誘起し、走行方向を狂わせ
る（通常谷側に車体が首を振る）。また、搭乗の
運転手１４０は横に傾き、不安感を増す上、操縦
が妨げられる。

そこで、第１５図に示す如く、谷側の懸架脚１
３５を伸ばし、山側の懸架脚１３４を縮めて車体
本体１３１をほぼ水平に保持すると、重心Ｇが山
側に変位し、車体本体１３１の中心から各履帯１
３２までの距離m₂、l₂は概ね第１３図水平状態に
おけるｍ、ｌの比に復元する。したがつて、点
P₄，P₅における荷重W₅，W₆も略々同様に改善さ
れほぼ等しくなる。

しかしながら、この場合各履帯１３２の地面に
実際に接触する部分は、山側端に局限され、その
接地幅Ｓは履帯式にしたにも拘らず、タイヤ式等
に比べて小さなものとなり、接地圧力を著しく増
大させる。そのため、地面の崩壊、車体の横滑り
等が起り易く、安定かつ確実な斜面横行を困難に
する。

これに対して、本発明の傾斜機構６０を備えた
装軌車輛１においては上述の不都合を防止でき、
急斜面での安定かつ確実な走行を可能にする。

すなわち、第５図において説明した通り各履帯
式走行装置９を傾斜機構６０（第４図参照）によ
つて斜面に沿う如く傾斜させると、各履帯３２の
下面全体が全巾に亘つて接地されるので、斜面横
行時においても単位面積当りの接地圧力は平地走
行時の場合と略々等しくなる。この結果、装軌車
輛１は走行能力を低下させることなく、自在に急
斜面を横行することができる。

また、不斉な波状地走行においても、履帯３２
の局部接地による荷重集中を防ぐことができるの
で、地面を崩壊することがなく、安定した走行を
可能にする。すなわち、左右の履帯式走行装置９
はそれぞれ独立に傾動されるため、地面の変化に
追従して箇々独立に傾斜すれば、常時履帯３２の
下面が全巾に亘つて接地するため、荷重集中を防
止し、不斉波状地等における走行を容易にする。

加えて、本実施例中第１図〜第４図に示す車輛
１にあつては、軸２１（第３図参照）を中心とし
て履帯式走行装置９が垂直方向に回動し得るよう
に構成されているので、前述の不斉波状地等にお
いては、より一層履帯３２の接地性を良くし、走
行性能を向上させる。

以上説明したように本発明に係る装軌車輛は、
左右の履帯式走行装置を懸架脚によつて昇降自在
に保持すると共に傾斜機構によつて左右に傾動さ
せるように構成したので、急斜面、不斉波状地等
においても履帯下面を全巾に亘つて確実に接地す
ることができる。そのため、地面の崩壊、横滑り
等を防止でき、安定かつ自在な走行を可能にし、
また、不斉波状地または斜面横行時の路面が雪
面、軟弱土質の場合には、一層効果的で、その実
質接地圧を低下させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る装軌車輛の一実施例を示
す側面図、第２図は同車輛の履帯式走行装置を断
面して示す要部の拡大平面図、第３図は第２図
−線断面図、第４図は第２図−線断面図、
第５図は斜面走行時の状態を示す正面図、第６図
は傾斜機構の他の実施例を示す正面図、第７図は
履帯式走行装置の他の実施例を示す側面図、第８
図は第７図−線断面図、第９図は第７図−
線断面図、第１０図は本発明のさらに他の実施
例を示す側面図、第１１図は同装置の一部破断平
面図、第１２図は第１１図XII−XII線断面図、第１
３図〜第１５図は本発明に関係する従来装置の走
行動作を説明するための図である。 １……装軌車輛、２……車体本体、８……懸架
脚、９……履帯式走行装置、６０……傾斜機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 車体本体の両側にそれぞれ懸架脚を介して独
   立に昇降自在に配設された左右の履帯式走行装置
   と、これらの履帯式走行装置を車体本体に対して
   それぞれ左右方向に独立に傾動させる傾斜機構と
   を備え、前記懸架脚は、車体本体の側面に設けら
   れたガイドブロツクと、このガイドブロツクに上
   下方向に摺動自在に配設されたスライド脚と、こ
   のスライド脚を前記ガイドブロツクに沿つて昇降
   させるスライド脚用駆動装置とで構成され、前記
   履帯式走行装置は、履帯と、この履帯を走行させ
   る履帯用駆動装置を備えて前記スライド脚の下端
   に左右方向に傾動自在に配設されていることを特
   徴とする装軌車輛。