(57)【要約】【課題】  ゴムクローラ式役務車両の方向転換操作に際してゴムクローラおよびその支持機構、ゴムクローラの駆動系に加わる負担を軽減し、方向転換操作を容易化する方向転換補助装置を提供する。【解決手段】  キャスタ２Ｃ…付きの台車２にリフタ機構３を搭載し、リフタ機構３の昇降部材３Ｅに上向きに突当て部材４を取り付けてなり、ゴムクローラ式役務車両の車体の前方側または後方側を突当て部材４を介してリフタ機構３によって下から突き上げ、ゴムクローラと路面との接地状態を平行２線接地状態から２点接地状態に変化させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
裏面に複数のキャスタを有し加えられる外力に応じて任意の方向に走行する台車と、該台車に搭載する手動または電動のリフタ機構と、該リフタ機構の昇降部材に取り付ける突当て部材とを備え、
ゴムクローラ式役務車両の車体の前方側または後方側の任意部分を前記突当て部材を介して前記リフタ機構によって下から突き上げることによって、ゴムクローラと路面との接地状態を平行２線接地状態から２点接地状態に変化させることを特徴とするゴムクローラ式役務車両の方向転換補助装置。
【請求項２】
前記突当て部材は、前記リフタ機構の昇降部材に対して交換可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のゴムクローラ式役務車両の方向転換補助装置。
【請求項３】
前記突当て部材が、首振り関節を備え、前記突当て部材によって突き上げるゴムクローラ式役務車両の車体の姿勢変化に追従可能であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のゴムクローラ式役務車両の方向転換補助装置。
【請求項４】
前記リフタ機構の昇降部材と前記突当て部材との間に高さ調節可能なアジャスタ部材が介装されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のゴムクローラ式役務車両の方向転換補助装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴムクローラ式役務車両の方向転換動作を容易化するために、既存のゴムクローラ式役務車両の方向転換操作に際して補助的に用いるゴムクローラ式役務車両の方向転換補助装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ゴムクローラと称する履帯を利用した無限軌道走行方式の役務車両が普及している。ゴムクローラは、鋼鉄製のキャタピラから発展したものであり、低騒音、低振動、低コスト、道路に優しい等の特徴によって小型の役務車両を中心に急速に需要を拡大した。ゴムクローラは、自ら走行する軌道を自ら敷設しながら走行するという基本的機能においては鋼鉄製のキャタピラと機能を同じくするが、農道に至るまで道路の舗装化が進展した今日においては、舗装道路との関係で次のような問題点が指摘されるに至っている。
【０００３】
指摘される問題は、ゴムクローラ式役務車両に特有の方向転換方式と、ゴムと舗装道路との間に生じる摩擦力が鉄と舗装道路との間に生じる摩擦力に較べて格段に大きいことによって発生している。すなわち、４輪車両のような操舵輪を有しないゴムクローラ式役務車両における方向転換は、左右１対のゴムクローラのうちのいずれか一方のゴムクローラにブレーキをかけながら他方のゴムクローラを前進または後退駆動するという強引な方向転換操作によって行われる。
【０００４】
ここで強引な方向転換操作というのは、ゴムクローラと路面との間に相対的な引きずりが発生する方向転換操作であるという意味である。ゴムクローラ式役務車両が平行２線接地状態で路面に接地する左右１対のゴムクローラのみを介して走行する方式の車両である以上、上記のような方向転換操作において引きずりが発生することは避けられない現象である。また、このような強引な方向転換操作であっても、路面が非舗装面である場合には、ゴムクローラの引きずり運動に対して路面の表面が部分的に崩壊したりしながら逃げてくれるので、ゴムクローラの支持機構や駆動機構に大きな負担が加わることはない。しかし、路面が舗装面である場合には、ゴムクローラの支持機構や駆動機構に大きな負担が加わることになる。このことは、方向転換操作に際してエンジン出力を上げなければならないことや、舗装路面に４輪車両の急ブレーキ痕のような旋回痕が残ることからも確認することができ、ゴムクローラのトレッドパターンの剥離やひび割れ、異常磨耗等からも確認することができる。この結果、舗装路面上における方向転換操作の反復によって、ゴムクローラおよびその支持機構の耐用期間が極端に短縮されてしまうとともに、燃費の悪化も避けられない。この問題に対しては、従来、次のような提案例が見られる。
【特許文献１】特開２００４−２６８６１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の先行技術は、運転者が歩行しながら車両に付き添う方式の、いわゆる歩行型農作業機に関するものであるが、言うまでもなく、ゴムクローラ式役務車両の範疇に属するものである。
【０００６】
この農作業機においては、側面視において、三角形の頂点位置に後端ガイド輪体と２個の従動輪体とを配置し、これらの輪体間にゴムクローラを三角形型に巻き掛けた構成を採用している。そして、作業場所である水田等までの移動運行時には、後端ガイド輪体を通過するゴムクローラのコーナ部のみを接地させて走行するとともに、作業運行時には、後端ガイド輪体と一方の従動輪体との間を通過するゴムクローラの直線部分を接地させて走行するようにされている。換言すれば、ゴムクローラの接地状態を２点接地状態と平行２線接地状態とに切り替えて使用することができる。つまり、ゴムクローラが２点接地状態の場合は、一方のゴムクローラにブレーキを掛けた状態で他方のゴムクローラを駆動しても、路面とゴムクローラとの間に引きずりが発生しないので、極めて容易な方向転換操作が可能になることに着目した、優れた提案であるといえる。
【０００７】
ところで、車両が路面上に一定の姿勢を維持するためには、少なくとも３点で支持されている必要がある。この点に関し、上記提案は、左右のゴムクローラによる２点支持の他の３点目の支持を運転者が担当することを前提としている。したがって、運転者が車両に随行する歩行型農作業機に固有の提案であって、乗車型の車両に適用することは困難である。また、ゴムクローラを２点接地状態と平行２線接地状態とに切り替えるには、後端ガイド輪体と２個の従動輪体の取付け部材全体を姿勢変化させる専用の構成が必要であり、既存の車両に適用することも不可能である。なお、既存のゴムクローラ式役務車両の方向転換操作を容易化する技術は、従来存在しないようである。
【０００８】
そこで本発明の目的は、主に、乗車型のゴムクローラ式役務車両を対象とし、その方向転換操作に際して補助的に利用することによって、乗車型としての安全性を害することなく、ゴムクローラおよびその支持機構、ゴムクローラの駆動系に対する負担を大幅に軽減することができ、なおかつ、燃費悪化の原因となるエンジン出力の増大を伴うことなく軽快で円滑な方向転換操作を実現することができる方向転換補助装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１に記載のゴムクローラ式役務車両の方向転換補助装置は、裏面に複数のキャスタを有し加えられる外力に応じて任意の方向に走行する台車と、台車に搭載する手動または電動のリフタ機構と、リフタ機構の昇降部材に取り付ける突当て部材とを備え、ゴムクローラ式役務車両の車体の前方側または後方側の任意部分を突当て部材を介してリフタ機構によって下から突き上げることによって、ゴムクローラと路面との接地状態を平行２線接地状態から２点接地状態に変化させることを特徴とする。
【００１０】
上記発明において、ゴムクローラ式役務車両の前方側に方向転換補助装置を配置して車体を突き上げる場合は、左右１対のゴムクローラの後方側の２点を支点として車体の前方側が浮き上がることにより、また、車体の後方側を突き上げる場合は、ゴムクローラの前方側の２点を支点として車体の後方側が浮き上がり、いずれの場合もゴムクローラの接地状態は、平行２線接地状態から２点接地状態に変化する。この結果、ゴムクローラ式役務車両全体としては、方向転換補助装置による第３の支持点を加えて、３点で接地している状態が実現される。この状態で一方のゴムクローラにブレーキを掛けて他方のゴムクローラを駆動すると、ブレーキを掛けられたゴムクローラの接地点を中心として他の接地点が円弧運動をする。この際、積極駆動されているゴムクローラは、路面と点接触の状態であるため、理論上引きずりが発生することはない。ただし、事実上は、完全な点接触ではなく、ゴムクローラの幅寸法を限度とする線接触であるため、僅かの引きずりが生じるのであるが無視し得る範囲である。また、第３の接地点となっている方向転換補助装置は、ゴムクローラ式役務車両の車体に付随して従動的に駆動されることとなるが、方向転換補助装置がキャスタを介して任意方向に走行する台車を備えていることにより、第３の接地点における摩擦も無視し得る範囲である。したがって、ゴムクローラ式役務車両は、路面との間に殆ど摩擦を発生させることなく方向転換することができる。
【００１１】
本発明の請求項２に記載のゴムクローラ式役務車両の方向転換補助装置は、突当て部材が、リフタ機構の昇降部材に対して交換可能に取り付けられていることを特徴とする。
【００１２】
上記発明においては、突当て部材が交換可能であることにより、方向転換補助装置を用いる対象であるゴムクローラ式役務車両の種類やメーカごとの車体構成によって選択される突き上げ部分の形状等の違いに応じて、最適の突当て部材を使用することができる。
【００１３】
本発明の請求項３に記載のゴムクローラ式役務車両の方向転換補助装置は、突当て部材が、首振り関節を備え、突当て部材によって突き上げるゴムクローラ式役務車両の車体の姿勢変化に追従可能であることを特徴とする。
【００１４】
上記発明における突当て部材は、首振り関節を備えることによって、突き上げ開始時点から突き上げ終了時点に至るまでのゴムクローラ式役務車両の車体の姿勢変化にかかわらず、車体と安定な当接状態を維持することができるとともに、方向転換操作に際して、車体に付随して安定に移動することができる。
【００１５】
本発明の請求項４に記載のゴムクローラ式役務車両の方向転換補助装置は、リフタ機構の昇降部材と突当て部材との間に高さ調節可能なアジャスタ部材が介装されていることを特徴とする。
【００１６】
上記発明では、高さ調節可能なアジャスタ部材を備えることにより、ゴムクローラ式役務車両の種類やメーカごとの車体構成によって異なる最適突き上げ部分の高さ位置の相違に広範に適応することが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のゴムクローラ式役務車両の方向転換補助装置は、ゴムクローラ式役務車両の車体の前方側または後方側をリフタ機構によって下から突き上げて傾斜させることによって、ゴムクローラと路面との接地状態を平行２線接地状態から２点接地状態に変化させ、方向転換補助装置による支持点との３点接地状態を簡単に実現することができる。ゴムクローラが２点接地の状態であり、かつ、方向転換補助装置は、車体を支持した状態を維持しながらキャスタを有する台車を介してゴムクローラ式役務車両の車体に付随して走行することができるので、ゴムクローラ式役務車両は、一方のゴムクローラにブレーキを掛けて他方のゴムクローラを駆動する方式の方向転換動作を舗装路面との間に大きな摩擦を発生させることなく円滑に実施することができる。したがって、方向転換操作時のゴムクローラやその支持機構、ゴムクローラの駆動機構に対する負担が大幅に軽減され、ゴムクローラの耐用期間を延長することができるほか、内燃機関の燃料消費も削減することができる。また、３点接地状態での方向転換動作であるため、乗車型のゴムクローラ式役務車両に利用する場合にも動作上の安全性を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を引用しながら本発明のゴムクローラ式役務車両の方向転換補助装置の実施の形態を説明する。
【００１９】
方向転換補助装置１０は、台車２と、台車２に搭載するリフタ機構３と、リフタ機構３に取り付ける突当て部材４とからなる（図１）。
【００２０】
台車１０は、角板状のシャーシ２Ａと、シャーシ２Ａ上に設けるサブシャーシ２Ｂと、シャーシ２Ａの裏面に配設する４個のキャスタ２Ｃ…とからなる。シャーシ２Ａは、例えば、アングルで組んだ枠体を外装板で被覆して形成することができる。
【００２１】
サブシャーシ２Ｂは、リフタ機構３に取り付ける突当て部材４をできるだけ台車２の中央部に位置決めすることができるように、台車２に対してリフタ機構３を偏らせて搭載する目的で使用するシャーシ２Ａの延長部材である。したがって、使用するリフタ機構３の形態によっては省略される。
【００２２】
４個のキャスタ２Ｃ…は、シャーシ２Ａ裏面の４隅に配設されている。各キャスタ２Ｃは、いずれも無方向性の自在キャスタである。なお、各キャスタ２Ｃとしては、１個当たりの耐荷重が１ｔクラスの重量級であって大径の車輪を備えるものを用いることが好ましい。
【００２３】
リフタ機構３は、水平姿勢でサブシャーシ２Ｂ上に固定する水平ベース３Ａに対し、ピン軸Ｐ５を中心に操作棒３Ｇによって手動でポンピング操作する図示しない油圧シリンダと、ピン軸Ｐ１〜Ｐ４を中心に揺動する４節平行リンクを組み付け、４節平行リンクに昇降部材３Ｅを取り付けた構造である。なお、図示しない油圧シリンダは、水平ベース３Ａの内部に水平姿勢で内蔵され、４節平行リンク全体を駆動する機能を担当する。
【００２４】
リフタ機構３における４節平行リンクは、ピン軸Ｐ１，Ｐ２間の揺動アーム３Ｂと、ピン軸Ｐ２，Ｐ３間の揺動アーム３Ｄと、ピン軸Ｐ３，Ｐ４間の揺動アーム３Ｃと、ピン軸Ｐ４，Ｐ１間の水平ベース３Ａの一部を借用して形成する仮想の揺動アームとから構成され、揺動アーム３Ｂと揺動アーム３Ｃとが互いに平行、揺動アーム３Ｄと仮想の揺動アームとが互いに平行の関係である。この平行関係は、４節平行リンクが作動した場合においても維持される。これは、４節平行リンクの基本動作である。
【００２５】
昇降部材３Ｅは、下向きのコ字形に形成したブラケットであり、揺動アーム３Ｂの先端部に上から跨る態様でピン軸Ｐ２の両端に直立姿勢で固定されている。この結果、昇降部材３Ｅは、操作棒３Ｇを介して油圧シリンダを作動させることによって、４節平行リンク全体が揺動アーム３Ｂの先端部を上下に振るように揺動した場合においても、常に、ピン軸Ｐ２に取り付けられた際の直立姿勢維持しながら上下動することができる。
【００２６】
突当て部材４は、方向転換補助装置１０を利用する対象であるゴムクローラ式役務車両２０（図２，図３）の突き当て部分２２に昇降部材３Ｅを安定に押し付けることを目的とし、ゴムクローラ式役務車両２０ごとに異なる突当て部分２２に応じて最適に形成される任意形状の部材であり、通常、昇降部材３Ｅに溶接付けで一体化される。したがって、昇降部材３Ｅと突当て部材４を合わせて、全体を一個の突当て部材４であると認識することもできる。本実施の形態における突当て部材４は、アーチ形の基板４Ａにストッパリブ４Ｂと突当て面４Ｃを取り付けた構成である。ストッパリブ４Ｂは、突き当て面４Ｃに対して低く設定され、方向転換補助装置１０に一定限度以上の無理な外力が加わった場合にゴムクローラ式役務車両２０から離脱するように配慮されている。なお、図２，図３に示すゴムクローラ式役務車両２０は、コンバインであり、その突当て部分２２は、車体の後方側Ｂ１に位置するフレーム２１の一部分である。
【００２７】
上記のように構成される方向転換補助装置１０は、通常、ゴムクローラ式役務車両２０の後方側Ｂ１のフレーム２１の下方に方向転換補助装置１０を位置決めし、車体の後方側Ｂ１をリフトアップすることによって車体全体を前方側Ｆ１に傾斜させるようにして利用する（図２，図３，図４）。
【００２８】
なお、以下の説明において、右ゴムクローラＲとは、車体の前方側Ｆ１方向に向いて乗車している運転者の右手に位置するゴムクローラを、また、左ゴムクローラＬとは、同じく運転者の左手に位置するゴムクローラを示す。左ゴムクローラＬおよび右ゴムクローラＲは、それぞれ、ゴムクローラ式役務車両２０の後方側Ｂ１に配設される後端ガイド輪Ｔ６、前方側Ｆ１に配設される駆動輪Ｔ１、駆動輪Ｔ１の斜め下方に配設される前端接地輪Ｔ２、前端接地輪Ｔ２と後端ガイド輪Ｔ６との間に配設される複数の中間接地輪Ｔ３，Ｔ４…のこれらを取り巻くように巻装されている。
【００２９】
ゴムクローラ式役務車両２０のフレーム２１の下に方向転換補助装置１０を位置決めした後、リフタ機構３を作動させて車体の後方側Ｂ１をリフトする。車体の後方側Ｂ１が浮き上がると、後端ガイド輪Ｔ６も同時に浮き上がり、左ゴムクローラＬおよび右ゴムクローラＲともに、前端接地輪Ｔ２に対応する部分のみが路面Ｇに接地する２点接地の状態となる（図４，図５）。
【００３０】
すなわち、ここで、左ゴムクローラＬの接地点をＧ１とし、右ゴムクローラＲの接地点をＧ２とし、方向転換補助装置１０全体の接地点をＧ３とすると、方向転換操作１０作動後のゴムクローラ式役務車両２０は、接地点Ｇ１〜Ｇ３の３点で路面Ｇに接地していることとなる（図５）。
【００３１】
この状態において、左方向に９０度方向転換する場合、左ゴムクローラＬが部Ｒがブレーキ力によってロックされ、右ゴムクローラＲが前方側Ｆ１に駆動される。すると、右ゴムクローラＲは、左ゴムクローラの接地点Ｇ１を中心に円弧を描くように旋回するのであるが、右ゴムクローラＲは、積極駆動されているので接地点Ｇ２での引きずり、すなわち引きずり摩擦は発生しない。また、方向転換補助装置１０も、接地点Ｇ１を中心に旋回運動をするのであるが、台車２のキャスタ２Ｃ…を介して走行するので、接地点Ｇ３においても引きずり摩擦は発生しない。したがって、ゴムクローラ式役務車両２０は、きわめて無理なく方向転換することができるのである。
【００３２】
以下、本発明の他の実施の形態を説明する。
【００３３】
リフタ機構３に取り付ける突当て部材４，５は、交換可能とすることができる（図６）。この場合、リフタ機構３の昇降部材３Ｅには、嵌め合い連結用のプラグ３Ｆを立設しておき、昇降部材３Ｅに取り付ける突当て部材４，５の裏面側には、プラグ３Ｆに嵌合可能なソケット４Ｄ，５Ｄを設ける。突当て部材４，５には、方向転換補助装置１０の使用上、引っ張り力が作用しないので、嵌め込んでおくだけで足りるからである。なお、プラグ３Ｆの外径部およびソケット４Ａ，５Ａの内径部にテーパを採用し、テーパ嵌合させることによって、または、両者間にロックピンを挿入する構成として両者間の相対回転を防止するようにしてもよい。
【００３４】
なお、突当て部材５は、表面にクッションゴム５Ｐ…を取り付けた単板状に形成され、例えば、パワーショベルのカウンターウェイトの裏面部分のような平面的な突当て部分を突き上げる場合に使用することができる。また、突当て部材５の裏面側には、首振り関節５Ｂが介装され、突当て部分の傾斜や、突き上げ操作中の傾斜変化に追随することができる。
【００３５】
リフタ機構３の昇降部材３Ｅと突当て部材４，５との間には、高さ調節可能なアジャスタ部材６を介装することもできる。アジャスタ部材６は、昇降部材３Ｅのプラグ３Ｆに対応するソケット筒６Ａと、ソケット筒６Ａの外筒６Ｂとからなり、外筒６Ｂの上端には、さらに、昇降部材３Ｅのプラグ３Ｆと同径のプラグ６Ｆが形成されている。アジャスタ部材６の長さは、ソケット筒６Ａの複数個設けるねじ孔６Ｊ…のいずれかを選択して、外筒６Ｂ上から固定ねじ６Ｎを螺入することによって調節することができる。アジャスタ部材６は、昇降部材３Ｅのプラグ３Ｆに先に取り付け、ついで、外筒６Ｂのプラグ６Ｆに任意の突当て部材４，５を取り付けて使用する。アジャスタ部材６を利用することによって、リフタ機構３の作動範囲を超える高い位置の突当て部分にも方向転換補助装置１０を利用することが可能になる。
【００３６】
なお、上記実施の形態に示す方向転換補助装置１０では、手動のリフタ機構３を用いるものについて説明しているが、台車２にバッテリを搭載し、電動式のリフタ機構３を搭載した構成とすることもできる。また、リフタ機構３には、リフトアップした際の揺動アーム３Ｂ，３Ｃの傾斜姿勢を固定するための、例えばラチェット機構等の任意のロック機構を付属させ、または、４輪車両用の車止めに類似するロック部材を併用することができるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の形態を示す斜視図である。
【図２】上記実施の形態の使用状態を示す側面図ある。
【図３】上記実施の形態の使用状態を示す背面図である。
【図４】上記実施の形態の動作説明図である。
【図５】上記実施の形態の動作を模式的に示す平面図である。
【図６】本発明の他の実施の形態を示す要部の斜視図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０      方向転換補助装置、
２        台車、
２Ｃ      キャスタ、
３        リフタ機構、  
３Ｅ      昇降部材、
４        突当て部材、
５        突当て部材、
５Ｂ      首振り関節、
６        アジャスタ部材、
２０      ゴムクローラ式役務車両、
Ｌ        左ゴムクローラ、
Ｒ        右ゴムクローラ、
Ｆ１      前方側、
Ｂ１      後方側、
Ｇ        路面、
Ｇ１      接地点、
Ｇ２      接地点
Ｇ３      接地点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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