特開 2023-107005 クローラ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023107005

(43)【公開日】2023-08-02

(54)【発明の名称】クローラ装置

(51)【国際特許分類】

   B62D 55/30 20060101AFI20230726BHJP

【ＦＩ】

B62D55/30 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022008080

(22)【出願日】2022-01-21

(71)【出願人】

【識別番号】000132161

【氏名又は名称】株式会社スギノマシン

(74)【代理人】

【識別番号】110000165

【氏名又は名称】弁理士法人グローバル・アイピー東京

(72)【発明者】

【氏名】柳村 公平

(57)【要約】

【課題】メンテナンス性が容易で、ベルトの張りを簡易に調整できる小型のクローラ装置を提供する。
【解決手段】クローラ装置１は、切欠部２ａを有する本体２と、駆動源Ｍと、駆動源Ｍの駆動に伴い回転する主回転部４と、従回転軸５ａを有し、主回転部４の回転に追従して従回転軸５ａの周りに回転する従回転部５と、本体２の外周に配置され、主回転部４と従回転部５に巻かれるベルト３と、切欠部２ａにおいて、従回転軸５ａと連結し、ベルト３の張りを調整する張り調整部７と、を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

切欠部を有する本体と、
駆動源と、
前記駆動源の駆動に伴い回転する主回転部と、
従回転軸を有し、前記主回転部の回転に追従して前記従回転軸の周りに回転する従回転部と、
前記本体の外周に配置され、前記主回転部と前記従回転部に巻かれるベルトと、
前記切欠部において、前記従回転軸と連結し、前記ベルトの張りを調整する張り調整部と、
を有する、クローラ装置。

【請求項2】

前記張り調整部は、
前記ベルトの張り量を調整する固定端と、
前記固定端に固定される調整棒と、
を有する、請求項１に記載のクローラ装置。

【請求項3】

前記ベルトは、
外面に形成されるベルト外面突起部と、
内面に形成されるベルト内面突起部と、
を有する、請求項１または２に記載のクローラ装置。

【請求項4】

前記ベルトは、前記ベルト内面突起部の外縁にベルト内面縁部を有する、
請求項３に記載のクローラ装置。

【請求項5】

前記主回転部は、表面に第１溝部を有し、
前記従回転部は、表面に第２溝部を有する、
請求項１～４のいずれかに記載のクローラ装置。

【請求項6】

前記主回転部は、前記第１溝部の外側の表面に第１縁部を有し、
前記従回転部は、前記第２溝部の外側の表面に第２縁部を有する、
請求項５に記載のクローラ装置。

【請求項7】

前記主回転部に伝達する前記駆動源の回転数を調整する歯車調整部を更に有する、
請求項１～６のいずれかに記載のクローラ装置。

【請求項8】

前記歯車調整部は、
前記駆動源と連結する第１の歯車と、
前記主回転部に連結する第２の歯車と、
を有する、請求項７に記載のクローラ装置。

【請求項9】

前記クローラ装置の走行時に、前記従回転部が前記本体の外側に配置される、
請求項１～８のいずれかに記載のクローラ装置。

【請求項10】

前記本体は、前記ベルトの幅内に収容される、
請求項１～９のいずれかに記載のクローラ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、クローラ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、平地、段差、傾斜等の地表面を走行車や台車で移動させる場合、走行輪の外周にゴム等のベルトを装着させる構造が用いられていた。これにより、走行車や台車が滑らかに走行し、走行輪が地表面から受けるダメージが低減する。

【0003】

米国特許第５７９９７４３号公報（以下、「特許文献１」）に記載の駆動輪を駆動するための密閉駆動システムは、第１のサイドプレートにそれぞれ形成された第１の内ポケットと、外ポケットと、第２の内ポケットとを有する。また、密閉駆動システムは、第１の内ポケットに取り付けられた駆動歯車と、外ポケットに取り付けられた移送歯車と、第２の内ポケットに取り付けられた被駆動歯車を有する。また、密閉駆動システムは、潤滑剤の漏れを防止するためのシール構造を有する。

【0004】

特許第６８２７４３６号公報（以下、「特許文献２」）に記載のクローラ走行装置には、無端帯状のクローラベルトの内側において、駆動ユニットと従動輪とそれらの間に配置されたバッテリ設置部とを支持する支持フレームが、側面視におけるクローラベルトの帯域内である内側に設けられる。更に、バッテリをバッテリ設置部に着脱自在である。

【0005】

クローラ装置の駆動に関する改良も開示されている。例えば、実開平７‐２３９７号公報（以下「特許文献３」）に記載のクローラ式作業者の走行規制装置は、クローラベルトが掛け回されたスプロケットが、スプロケット付勢手段の付勢力に抗して車体の内側方向に予め定められた移動量以上移動したことを、スプロケット移動検出手段が検出する。このとき、あるいは、傾斜角検出手段により予め定められた傾斜角以上の車体の傾斜が検出されたとき、駆動停止手段がクローラ装置による走行を停止する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

従来、走行車（ショベルカー）等の大型の装置のベルト機構の技術改良に関するクローラ装置が多い。そのため、クローラ装置の小型化には、改良の余地がある。
具体的には、ベルト、歯車、筐体等の内部構造を分解しやすい構造により小型化を実現すること、各構成の軽量化を図ること、ベルトの張り（テンション）を調整すること等が求められる。

【0007】

特許文献１は、密閉性を実現する構造を開示するものの、ベルトの張り方の工夫等は記載されていない。

【0008】

特許文献２は、バッテリ箇所に関するものであり、解放防止機構部が部分的に例示されている。

【0009】

特許文献３は、停止機構に関するもので、リミットスイッチやセンサに関する技術を応用している。しかし、実際の凹凸や傾斜している箇所を走行させる場合には、凹凸や傾斜への乗り越え性能や停止時のグリップ力を向上させる必要がある。

【0010】

本発明は、メンテナンスが容易で、ベルトの張りを簡易に調整できる小型のクローラ装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の第１の観点は、
切欠部を有する本体と、
駆動源と、
前記駆動源の駆動に伴い回転する主回転部と、
従回転軸を有し、前記主回転部の回転に追従して前記従回転軸の周りに回転する従回転部と、
前記本体の外周に配置され、前記主回転部と前記従回転部に巻かれるベルトと、
前記切欠部において、前記従回転軸と連結し、前記ベルトの張りを調整する張り調整部と、
を有する、クローラ装置である。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、メンテナンスが容易で、ベルトの張りを簡易に調整できるクローラ装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】（ａ）平常時のクローラ装置の斜視図、（ｂ）走行時のクローラ装置の斜視図

【図2】（ａ）クローラ装置のベルトの断面図、（ｂ）クローラ装置のベルト外面の上面図、（ｃ）クローラ装置のベルト内面の上面図、（ｄ）主回転部、従回転部、副回転部の断面図

【図3】平常時におけるクローラ装置の内部構造を示す斜視図

【図4】走行時におけるクローラ装置の内部構造を示す斜視図

【図5】（ａ）初期位置の従回転部を示す側面図、（ｂ）中間突出位置の従回転部を示す側面図、（ｃ）最大突出位置の従回転部を示す側面図

【図6】クローラ装置の断面図

【図7】（ａ）変形例１のクローラ装置を取り付けた走行部の斜視図、（ｂ）変形例２のクローラ装置を取り付けた走行部の斜視図

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、実施形態について、適宜図面を参照しながら説明する。

【0015】

（クローラ装置の構成）
本実施形態のクローラ装置１は、平地、段差、傾斜等の面を走行する。図１（ａ）、（ｂ）に示すように、クローラ装置１は、本体２と、駆動源Ｍと、ベルト３と、主回転部４と、従回転部５と、副回転部６と、を有する。駆動源Ｍは、回転力を発生させる。ベルト３は、本体２の外周に配置される。主回転部４は、駆動源Ｍの駆動に伴い回転する。従回転部５および副回転部６は、主回転部４の回転に追従して回転する。

【0016】

本体２は、第１のプレート２Ａと第２のプレート２Ｂを有する。本体２は、駆動源Ｍ、主回転部４、従回転部５、副回転部６を収納する。なお、本体２は、第１のプレート２Ａと第２のプレート２Ｂの２枚のプレートに限られない。本体２は、一体物のケーシングでもよい。また、本体２は、切欠部２ａを有する。

【0017】

切欠部２ａは、第１のプレート２Ａと第２のプレート２Ｂの一部を切り欠いて形成される。従回転部５は、従回転軸５ａを有する。従回転部５の従回転軸５ａは、切欠部２ａ内をスライド可能である。これにより、従回転部５の位置を調整できる。従回転軸５ａの先端形状は、例えば、円形や多角形である。このとき、切欠部２ａは、従回転軸５ａの先端の直径と同等の幅を有する。また、従回転軸５ａが第１のプレート２Ａと第２のプレート２Ｂに隠れる位置まで移動できるように、切欠部２ａの長さが設定される。

【0018】

図６に示すように、駆動源Ｍは、筐体Ｍ２と、駆動連結部Ｍ３と、駆動固定部Ｍ４と、を有する。駆動連結部Ｍ３は、駆動源Ｍの先端の突起である。駆動源Ｍは、駆動連結部Ｍ３を介して、主回転部４に回転力を発生させる。駆動源Ｍは、例えば、外部の電源から供給される電力やエア等を用いて駆動する電動モータやエアモータである。また、駆動源Ｍは、外部の電源が不要なバッテリ式のモータでもよい。

【0019】

筐体Ｍ２は、駆動源Ｍを収納する。筐体Ｍ２により、駆動源Ｍを本体２に固定しやすくなる。また、筐体Ｍ２は、駆動源Ｍを外部環境から保護する。
駆動連結部Ｍ３は、駆動源Ｍの回転を主回転部４に伝達する突起部である。駆動連結部Ｍ３は、例えば、金属製のピンである。

【0020】

駆動固定部Ｍ４は、本体２と筐体Ｍ２を固定する。駆動固定部Ｍ４は、ボルトとナット、雄雌のネジ、ピン等の各種固定具である。

【0021】

ベルト３は、本体２の外周に配置される。ベルト３は、ゴム等の弾性部材であればよい。図２（ａ）～（ｄ）に示すように、ベルト３は、外面と内面に、異なる数や形状の突起部を有する。
ベルト３は、外面に複数のベルト外面突起部３ａを有する。また、ベルト３は、内面に複数のベルト内面突起部３ｂを有する。また、ベルト３は、内面の縁側に、平坦面のベルト内面縁部３ｃを有する。ベルト外面突起部３ａが走行する面と接触することで、クローラ装置１が走行する。ベルト内面突起部３ｂとベルト内面縁部３ｃは、主回転部４、従回転部５、副回転部６と接触することで、駆動源Ｍの駆動力を確実にベルトに伝達させる。

【0022】

ベルト３は、ベルト外面突起部３ａよりも多いベルト内面突起部３ｂを有する。これにより、ベルト内面突起部３ｂが主回転部４、従回転部５、副回転部６とより多く接触する。そのため、ベルト３を安定して配置するとともに、走行時のグリップ力が高まる。

【0023】

図２（ｃ）に示すように、ベルト内面突起部３ｂは、ベルト３の全幅よりも小さい幅を有する。また、ベルト内面突起部３ｂは、ベルト３の縁側に配置されない。また、ベルト３の内面の縁側には、平坦面のベルト内面縁部３ｃが形成される。

【0024】

主回転部４は、表面に溝部４ｂと縁部４ｃとを有する。従回転部５は、表面に溝部５ｂと縁部５ｃとを有する。副回転部６は、表面に溝部６ｂと縁部６ｃとを有する。ベルト内面突起部３ｂが溝部４ｂ、５ｂ、６ｂと接触することで、駆動源Ｍの駆動力を効率的に伝達できる。また、ベルト内面縁部３ｃが縁部４ｃ、５ｃ、６ｃと接触することで、さらに、駆動源Ｍの駆動力を効率的に伝達できる。

【0025】

ベルト内面縁部３ｃに縁部４ｃ、５ｃ、６ｃを接触させることにより、ベルト３と、主回転部４、従回転部５、副回転部６の幅を小さくできる。また、ベルト内面縁部３ｃと縁部４ｃ、５ｃ、６ｃがベルト３の幅の範囲内で形成されるため、ベルト３の全幅を使って走行することで、クローラ装置１の牽引力を発揮できる。

【0026】

図３～図６に示すように、主回転部４は、駆動源Ｍの駆動に伴い、主回転軸４ａの周りに回転する回転体である。主回転部４は、本体２内に収納される大きさの円形の断面を有する。クローラ装置１の走行時に、溝部４ｂがベルト内面突起部３ｂと接触する。また、縁部４ｃがベルト内面縁部３ｃと接触する。

【0027】

主回転軸４ａは、主回転部４の中心孔を貫通する。また、主回転軸４ａは、本体２の貫通孔に連結する。主回転部４は、本体２に固定される。
主回転軸４ａは、ピン状の軸である。

【0028】

主回転軸４ａには、歯車調整部８が連結される。駆動源Ｍの駆動に伴い、駆動連結部Ｍ３を介して、主回転軸４ａが回転する。これによって、主回転軸４ａと連結する主回転部４が回転する。
なお、駆動源Ｍの駆動力（回転力）を上昇（加速）または下降（減速）させることも可能であるが、歯車調整部８で回転数を調整することで、クローラ装置１の走行速度を調整できる。

【0029】

図６に示すように、歯車調整部８は、駆動源Ｍの駆動力を主回転部４に伝達する。歯車の溝のピッチ数を変更することで、駆動源Ｍの駆動力を調整する。歯車調整部８は、第１の歯車８ａと、第２の歯車８ｂと、キー８ｃと、を有する。

【0030】

第１の歯車８ａは、駆動連結部Ｍ３と連結し、駆動源Ｍの駆動力（回転）を伝達する。第２の歯車８ｂは、キー８ｃを介して主回転部４に連結される。第２の歯車８ｂに形成される溝（ギア）と、第１の歯車８ａに形成される溝（ギア）がかみ合うことによって、主回転部４が回転する。第２の歯車８ｂは、第１の歯車８ａと別部材であり、ギア比等も適宜設定できる。

【0031】

図３～図６に示すように、従回転部５は、主回転部４の回転に追従して、従回転軸５ａの周りに回転する回転体である。駆動源Ｍの駆動に伴い、主回転部４が回転し、その回転力により、従回転部５も回転する。

【0032】

従回転部５は、本体２内に収納される大きさの円形の断面を有する。また、従回転部５は、主回転部４よりも小さい直径を有する。クローラ装置１の走行時に、溝部５ｂがベルト内面突起部３ｂと接触する。また、縁部５ｃがベルト内面縁部３ｃと接触する。

【0033】

従回転軸５ａは、従回転部５の中心孔を貫通する。また、従回転軸５ａは、本体２の貫通孔に連結する。従回転軸５ａを切欠部２ａの幅の範囲でスライドさせることによって、従回転部５の位置を調整できる。
従回転軸５ａは、ピン状の軸である。

【0034】

図３に示すように、平常時において、従回転軸５ａを切欠部２ａの内側に移動させ、従回転部５を本体２の内部に収納する。このとき、ベルト３の交換等の分解作業ができる。

【0035】

図４および図５（ａ）～（ｃ）に示すように、従回転軸５ａを切欠部２ａの外側に移動させると、従回転部５が本体２の外部に飛び出す。これにより、クローラ装置１の走行方向前方（図４における左側）がテーパ形状になる。これによって、クローラ装置１の形状が外側に広がり、ベルト３の張りが強い状態となる。

【0036】

図５（ａ）に示す初期位置の従回転部５の場合、従回転部５は本体２の内部に配置される。図５（ｂ）に示す中間突出位置の従回転部５の場合、従回転部５の一部が本体２から突出する。図５（ｃ）に示す最大突出位置の従回転部５の場合、従回転部５が本体２から更に突出する。
図５（ｂ）および図５（ｃ）の場合、従回転部５とベルト３の配置によって、ベルト３がテーパ形状となる。ベルト３のテーパ形状を調整することにより、ベルト３の張り量を調整できる。また、走行する面の障害物の形状に応じて、ベルト３のテーパ形状を調整できる。

【0037】

図３～図６に示すように、副回転部６は、主回転部４の回転に追従して、副回転軸６ａの周りに回転する回転体である。駆動源Ｍの駆動に伴い、主回転部４が回転し、その回転力により、副回転部６も回転する。

【0038】

副回転部６は、本体２内に収納される大きさの円形の断面を有する。また、副回転部６は、主回転部４および従回転部５よりも小さい直径を有する。クローラ装置１の走行時に、溝部６ｂがベルト内面突起部３ｂと接触する。また、縁部６ｃがベルト内面縁部３ｃと接触する。

【0039】

副回転軸６ａは、副回転部６の中心孔を貫通する。また、副回転軸６ａは、本体２の貫通孔に連結する。副回転部６は、本体２に固定される。
副回転軸６ａは、ピン状の軸である。

【0040】

従回転部５は、切欠部２ａにおいて従回転軸５ａと連結する張り調整部７の固定または脱着を切り替えることができる。

【0041】

図３および図４に示すように、張り調整部７は、従回転軸５ａの位置を固定する。従回転軸５ａの位置を内側または外側に変更することで、従回転部５の位置を調整する。張り調整部７は、固定端７ａと、調整棒７ｂと、を有する。固定端７ａと調整棒７ｂは、例えば、ナットとネジである。調整棒７ｂに形成される溝の位置を固定端７ａで合わせることで、従回転軸５ａの位置を内側または外側に変更する。

【0042】

なお、クローラ装置１の走行中は、従回転軸５ａの位置を変更できない。クローラ装置１の走行中に、従回転部５に過度の押圧が加わるような場合は、従回転部５または張り調整部７にロック機構を追加してもよい。

【0043】

張り調整部７の変形例として、切欠部２ａの周りの本体２の側部に目盛りを印字し、従回転軸５ａの位置を段階的に調整してもよい。これにより、従回転部５の外側への押出量を段階的に変更できるため、ベルト３の張り量を目視で判断できる。

【0044】

また、張り調整部７の変形例として、圧力シリンダ等によって、従回転軸５ａの位置を段階的に調整してもよい。

【0045】

また、本実施形態の切欠部２ａは、本体２に平行に溝が形成されるが、走行箇所（平地、段差、傾斜等の面等）の角度に最適な走行ができるように、従回転軸５ａを斜め上方または斜め下方にスライドさせてもよい。

【0046】

（変形例１）
走行機構は、複数のクローラ装置１を有してもよい。これにより、狭隘な箇所でも自由に走行できるロボット等にクローラ装置１を適用できる。例えば、図７（ａ）に示すように、走行部１００の側部には、左右に一対の前方クローラ装置１Ａと後方クローラ装置１Ｂが取り付けられる。

【0047】

（変形例２）
図７（ｂ）に示すように、前方クローラ装置１Ａと後方クローラ装置１Ｂの長さを変えてもよい。全長が短いクローラ装置は、段差面等を駆け上がる際に有効に利用できる。また、全長が長いクローラ装置は、平面等における走行性能を向上させることができる。それぞれの特性を考慮して、クローラ装置の配置を変更できる。

【0048】

図７（ａ）、（ｂ）に示すように、制御部２０１、２０２を外部に配置し、クローラ装置１を制御してもよい。制御部２０１、２０２は、駆動源Ｍを駆動させるための電力やエア等の量を管理することで、遠隔で駆動源Ｍの回転数を制御する。また、張り調整部７を遠隔で制御することによって、従回転部５の位置を調整する。これによって、走行する面（特に、障害物の形状）が変化する場合においても、クローラ装置１が安定して走行できる。

【0049】

以下、本実施形態のクローラ装置１の動作手順を説明する。
まず、クローラ装置１の走行する面、特に、障害物の形状に合わせて、従回転部５の位置を調整する。障害物の形状が走行に影響を与える可能性が低い、比較的平坦な面を走行させる場合は、従回転部５が本体２の内側に隠れる位置に調整する。また、障害物の形状が走行に影響を与える可能性が高い、比較的段差や傾斜のある面を走行させる場合は、従回転部５を本体２の外側の位置に調整する。具体的には、張り調整部７を操作し、従回転軸５ａを切欠部２ａの外側に移動させることで、従回転部５の位置を調整する。これにより、ベルト３の張りが調整される。

【0050】

次に、駆動源Ｍを駆動する。これにより、駆動連結部Ｍ３から歯車調整部８および主回転軸４ａを介して、主回転部４が回転する。主回転部４の回転に伴い、従回転部５および副回転部６を追従させながら、ベルト３が回転し、クローラ装置１が走行する。

【0051】

従回転部５が本体２の外側に位置することによって、ベルト３がテーパ状になる。これにより、段差等を乗り越える際に、段差面で走行停止になりにくく、段差等を駆け上がることができる。

【0052】

また、制御部２０１、２０２等を用いて、駆動源Ｍの回転数や従回転部５の位置を遠隔で制御することによって、走行する面の障害物の形状の度合いが変化する場合においても、クローラ装置１が走行し続けることができる。
例えば、障害物の形状が走行に影響を与える可能性が高い場合は、従回転部５の位置を外部に押し出し、クローラ装置１の走行方向前方のテーパ形状の勾配を大きく設定することで、クローラ装置１が走行しやすくする。また、障害物の形状が走行に影響を与える可能性が低い場合は、従回転部５の位置を外部に押し出すものの、クローラ装置１の走行方向前方のテーパ形状の勾配を小さく設定することで、クローラ装置１が走行しやすくする。

【0053】

以上、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることは言うまでもない。

【符号の説明】

【0054】

１ クローラ装置
２ 本体
２Ａ 第１のプレート
２Ｂ 第２のプレート
２ａ 切欠部
３ ベルト
３ａ ベルト外面突起部
３ｂ ベルト内面突起部
３ｃ ベルト内面縁部
４ 主回転部
４ａ 主回転軸
４ｂ 溝部（第１溝部）
４ｃ 縁部（第１縁部）
５ 従回転部
５ａ 従回転軸
５ｂ 溝部（第２溝部）
５ｃ 縁部（第２縁部）
６ 副回転部
６ａ 副回転軸
６ｂ 溝部
６ｃ 縁部
７ 張り調整部
７ａ 固定端
７ｂ 調整棒
８ 歯車調整部
８ａ 第１の歯車
８ｂ 第２の歯車
８ｃ キー
Ｍ 駆動源
Ｍ２ 筐体
Ｍ３ 駆動連結部
Ｍ４ 駆動固定部
１００、１０１ 走行部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】