(57)【要約】【課題】内部への異物の混入を防止するクローラユニット及びクローラ型走行ロボットを提供する。【解決手段】複数のホイールと、複数のホイールに巻かれ且つ複数のホイールが回転するとその外周を周回するクローラベルト５とを備えたクローラユニット２が、クローラユニット２の少なくとも一方の側面を覆う側面カバー４を具備し、側面カバー４の周縁と対応するクローラベルト５の側周縁とが全周に亘って結合し、側面カバー４がクローラベルト５の周回と共に回転する。【選択図】図１
2012011829.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のホイールと、該複数のホイールに巻かれ且つ該複数のホイールが回転するとその外周を周回するクローラベルトとを備えたクローラユニットであって、該クローラユニットの少なくとも一方の側面を覆う側面カバーを具備し、該側面カバーの周縁と対応する前記クローラベルトの側周縁とが全周に亘って結合し、前記側面カバーが前記クローラベルトの周回と共に回転することを特徴とするクローラユニット。
【請求項２】
前記側面カバーが、円形の伸縮部材であることを特徴とする請求項１に記載のクローラユニット。
【請求項３】
前記側面カバーが、同心円状に山部及び谷部を有する蛇腹構造であることを特徴とする請求項２に記載のクローラユニット。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１つに記載のクローラユニットを少なくとも１つ具備することを特徴とするクローラ型走行ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クローラユニット及びクローラ型ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
左右にクローラユニット（クローラ）を配置したクローラ型走行ロボットが公知である（特許文献１参照）。一般に、クローラユニットは、複数のホイールと、複数のホイールに巻かれ且つ複数のホイールが回転するとその外周を周回するクローラベルトとを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１１１５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のクローラ型走行ロボットに用いられるような従来のクローラユニットは、側面が覆われておらず、又は、覆われていたとしても一部しか覆われていない。そのため、ホイールとクローラベルトとの間に石等の異物が入り、それによってクローラベルトの滑らかな回転を阻害し、さらには回転が停止してしまう場合がある。これは、戦車のような大きなクローラユニットの場合は異物を破壊しながら回転するため問題とならないが、装置全体が小型になればなるほど、相対的にその影響が大きくなる。また、水たまりを走行する際など、クローラユニット内部へ汚泥が混入し、クローラベルトの回転を阻害したり錆を発生させたりする場合もある。
【０００５】
本発明は、一態様において、内部への異物の混入を防止するクローラユニット及びクローラ型走行ロボットを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明によれば、複数のホイールと、該複数のホイールに巻かれ且つ該複数のホイールが回転するとその外周を周回するクローラベルトとを備えたクローラユニットであって、該クローラユニットの少なくとも一方の側面を覆う側面カバーを具備し、該側面カバーの周縁と対応する前記クローラベルトの側周縁とが全周に亘って結合し、前記側面カバーが前記クローラベルトの周回と共に回転することを特徴とするクローラユニットが提供される。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明によれば請求項１に記載の発明において、前記側面カバーが、円形の伸縮部材であることを特徴とするクローラユニットが提供される。
【０００８】
また、請求項３に記載の発明によれば請求項２に記載の発明において、前記側面カバーが、同心円状に山部及び谷部を有する蛇腹構造であることを特徴とするクローラユニットが提供される。
【０００９】
また、請求項４に記載の発明によれば、請求項１から３のいずれか１つに記載の発明によるクローラユニットを少なくとも１つ具備することを特徴とするクローラ型走行ロボットが提供される。
【発明の効果】
【００１０】
各請求項に記載の発明によれば、内部への異物の混入を防止するという共通の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一態様によるクローラユニット及びクローラ型走行ロボットの斜視図である。
【図２】図１に示されたクローラユニットに用いられる側面カバーの斜視図である。
【図３】図２に示された側面カバーの正面図である。
【図４】図２に示された側面カバーの線Ａ−Ａにおける断面図である。
【図５】図２に示された側面カバーがクローラユニットに取り付けられ、変形する様子を示す側面図である。
【図６】本発明の別の態様によるクローラユニット及びクローラ型走行ロボットの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の一態様によるクローラユニット２及びクローラ型走行ロボット１の斜視図である。クローラ型走行ロボット１は、ベース部３の両側に一対のクローラユニット２を有している。ベース部３は、図示しない制御装置及び駆動装置を有しており、駆動軸３ａを介して各クローラユニット２内の駆動ホイールを同一方向又は異なる方向に回転させている。なお、ベース部３はロボットハンドを搭載してもよい。
【００１３】
クローラユニット２は、駆動軸３ａと平行な軸線を有する円筒状の駆動ホイールと、この軸線に平行な軸線を有して進行方向の前方及び後方にそれぞれ配置された円筒状の２つの遊転ホイールとを有する。しかしながら、クローラユニット２の側面は、後述する側面カバー４によって覆われているため、これらホイールは図示されていない。
【００１４】
クローラベルト５は、端部を連結させた環状の帯であり、駆動ホイール及び前後２つの遊転ホイールを包囲しつつこれらホイールに巻かれ、駆動ホイール又は遊転ホイールに対して係合するように当接している。従って、駆動軸３ａによって駆動ホイールが回転すると、それによってクローラベルト５が回転し、遊転ホイールを回転させる。その結果、クローラベルト５は、これらホイールの外周を周回し、その外面に形成された突起によって走行面と係合し、進行することが可能となる。
【００１５】
図２は、図１に示されたクローラユニット２に用いられる側面カバー４の斜視図であり、図３は、図２に示された側面カバー４の正面図であり、図４は、図２に示された側面カバー４の線Ａ−Ａにおける断面図である。図４の断面図において、図中右側がクローラユニット２のベース部３側、すなわち内側であり、図中左側が外側である。
【００１６】
図２乃至図４を参照すると、側面カバー４は略円形の平板状であり、伸縮性のある弾性材料で形成されていることから、平面の任意の方向に伸縮自在となっている。さらに、側面カバー４は、複数の山部７と谷部８とが同心円状に交互に形成されており、径方向、すなわち、放射状に広がる蛇腹構造を構成している。なお、側面カバー４の周縁には、内側に開いた環状の凹部９が設けられている。
【００１７】
次に、蛇腹構造について説明する。図３において、左右をＸ軸方向及び上下をＹ軸方向とする。側面カバー４に対して、例えば、円形の側面カバー４の中心を通って対向するＹ軸方向の圧縮力を加えると、Ｙ軸方向に隣接する山部７と山部７とがより近接すると共に谷部８と谷部８とがより近接するよう変形する。その結果、側面カバー４は、全体としてＹ軸方向に収縮する。一方、この反動で、Ｙ軸方向に対して垂直なＸ軸方向においては、山部７と山部７とがより離間すると共に谷部８と谷部８とがより離間し、側面カバー４は、全体としてＸ軸方向に膨張する。当然のことながら、加えた力を除去すると、側面カバー４は元の円形に戻る。
【００１８】
また、側面カバー４に対して、例えば、円形の側面カバー４の中心を通って互いに離間するＸ軸方向の引っ張り力を加えると、側面カバー４は、全体としてＸ軸方向に膨張すると共に、その反動で全体としてＹ軸方向に収縮する。山部７及び谷部８のこうした伸縮動作はアコーディオンのそれと類似しており、すなわち、側面カバー４は、同心円状に山部及び谷部を有する蛇腹構造であると言える。
【００１９】
図５は、図２に示された側面カバー４がクローラユニット２に取り付けられ、変形する様子を示す側面図である。この取り付けられたクローラユニット２の状態は、図１に示された状態と同様である。詳細には、側面カバー４の中心を原点とし、図５において上方をＹ軸、左方向をＸ軸とすると、側面カバー４をＹ軸方向には圧縮させ、Ｘ軸方向には引っ張られた状態でクローラユニット２の側面に配置させる。この状態で、側面カバー４は、その周縁の環状の凹部９がクローラベルト５の側周縁の全周に亘って嵌合することによってクローラユニット２に取り付けられている。さらに、その嵌合部では、接着剤によって側面カバー４の周縁及びクローラベルト５の側周縁が液密にシールされて結合しているため、嵌合部を通って水や粉塵等の異物がクローラユニット２内部に混入することはない。なお、図５では、説明の便宜上、クローラベルト５は省略して描かれている。
【００２０】
図５においてＲ０で示された５つの一連のプロット点は、その挙動に着目するために選択された停止状態の側面カバー４の中心を通るＹ軸上の点である。クローラベルト５が、矢印Ｍの方向、すなわち反時計回りに回転すると、側面カバー４の周縁及びクローラベルト５の側周縁が全周に亘って接着され結合しているため、クローラベルト５の回転に合わせて側面カバー４もその中心周りに回転する。その結果、Ｒ０にあった一連のプロット点は、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４と順に遷移する。
【００２１】
図５から明らかなように、各位置における一連のプロット点を結んだ線は、Ｒ０の位置にある場合と同様に常に側面カバー４の中心を通過しており、側面カバー４の中心から放射状に延びる方向を径方向と称すると、径方向におけるプロット点の間隔が変化している。すなわち、Ｒ０にあった一連のプロット点は、Ｒ４へ向かって遷移するにつれて、その間隔が徐々に広がっている。Ｒ４の位置にある一連のプロット点は、側面カバー４の中心を通るＸ軸上の点であり、この状態でプロット点の間隔は最大となっている。一連のプロット点のＲ４以降の遷移については図示していないが、Ｒ０からＲ４の位置までの遷移についてのＸ軸及びＹ軸に対する鏡像となることは明らかである。
【００２２】
側面カバー４の径方向の上述した変化は、蛇腹構造の伸張によって行われるため、径方向について側面カバー４を破断又は破壊させるような負荷がかかることはない。また、例えば、同一の同心円上の山部７又は谷部８にかかる周方向の引っ張り又は圧縮の負荷についても、側面カバー４の伸縮性を有する材質によって吸収可能な範囲である。従って、側面カバー４の周縁と対応するクローラベルト５の側周縁との全周に亘る液密にシールされた結合は、クローラベルト５の周回中も常に維持されることから、内部への異物の混入を防止するクローラユニット及びクローラ型走行ロボットが実現される。
【００２３】
図６は、本発明の別の態様によるクローラユニット１２及びクローラ型走行ロボット１１の斜視図である。クローラ型走行ロボット１１は、ロボットハンドを備えたベース部１３の両側に一対のクローラユニット１２を有している。ベース部１３は、図示しない制御装置及び駆動装置を有しており、駆動軸１３ａを介して各クローラユニット１２内の駆動ホイールを同一方向又は異なる方向に回転させている。
【００２４】
クローラユニット１２は、駆動軸１３ａと平行な軸線を有する円筒状の駆動ホイールと、この軸線に平行な軸線を有して進行方向の前方及び後方並びに駆動ホイールの上方にそれぞれ配置された円筒状の３つの遊転ホイールとを有する。クローラユニット１２の側面は、後述する側面カバー１４によって覆われているため、これらホイールは図示されていない。
【００２５】
クローラベルト１５は、端部を連結させた環状の帯であり、駆動ホイール及び３つの遊転ホイールを包囲しつつこれらホイールに巻かれ、駆動ホイール又は遊転ホイールに対して係合するように当接している。従って、駆動軸１３ａによって駆動ホイールが回転すると、それによってクローラベルト１５が回転し、遊転ホイールを回転させる。その結果、クローラベルト１５は、これらホイールの外周を周回し、その外面に形成された突起によって走行面と係合し、進行することが可能となる。
【００２６】
側面カバー１４は、図２乃至図４に示された略円形の側面カバー４と同一であり、クローラユニット１２の三角形状に近い側面形状と適合するように、伸縮されつつ取り付けられている。また、その取り付け方法は、上述した側面カバー４と同様に、周縁の凹部がクローラベルト１５の側周縁の全周に亘って嵌合することによってクローラユニット１２に取り付けられている。さらに、その嵌合部では、接着剤によって側面カバー１４の周縁及びクローラベルト１５の側周縁が液密にシールされて結合しているため、嵌合部を通って水や粉塵等の異物がクローラユニット１２内部に混入することはない。
【００２７】
さらなるバリエーションとして、クローラユニットの側面形状が、四角形や五角形といった４つ以上の遊転ホールを有するクローラユニットが考えられる。しかしながら、いずれの場合であっても、円形の側面カバーを用いて側面を覆うことによって、クローラベルトとの嵌合部を通って水や粉塵等の異物が内部に混入することを防止することができる。
【００２８】
上述の側面カバーは、中央に開口部が設けられており、そこを駆動軸が貫通していたが、駆動軸はＯリングやＶリングによって液密に封止されている。しかしながら、駆動軸がなく、開口部を有さない側面カバーであってもよい。さらに、上述の側面カバーは、蛇腹構造を有していたが、こうした蛇腹構造と同様の伸縮特性を有する材料、例えば生ゴムであれば、蛇腹構造を有してなくてもよい。また、側面カバーの周縁及びクローラベルトの側周縁の結合のために接着剤を使用したが、同様の液密性を確保できるのであれば、側面カバーが着脱できるような防水性のあるファスナー等その他の接着・結合手段であってもよい。また、側面カバーは、クローラユニットの片方又は両方の側面を覆うようにしてもよい。
【符号の説明】
【００２９】
１    クローラ型走行ロボット１
２    クローラユニット
３    ベース部
４    側面カバー
５    クローラベルト
【図１】
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【図２】
2012011829.tif 000004
【図３】
2012011829.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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