JP2017128331A - 牽引装置の使用方法 - Google Patents

Abstract

【課題】冬期の非常に苛酷な気象条件に完全に適し、雪や砂や泥などで覆われた険しい地域を走行できる牽引装置の使用方法を提供する。【解決手段】本発明の牽引装置の使用方法は、縦軸線に沿って延び、内部空間にモータが設けられる長い形状の防水ハウジングと、縦軸線に沿ってハウジングの周縁を回転しながら牽引装置を動かすようにする軌道とを備えた種類の電動式牽引装置の使用方法であって：前記モータから放出された熱を利用してハウジングの内部空間を最低温度に維持するステップ；前記最低温度が臨界値を越えると、内部空間から熱を放出するステップ；および内部空間を正圧状態に維持するステップ；を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、雪や砂や泥などで覆われた険しい地域を走行できる牽引装置の使用方法に関する。

険しい地域を走行するための各種装置が多年間多様に提案されている。勿論、スキーに乗った１人がモータで回転する軌道を利用して押したり引いたりする小型装置が大半である。一例として、１９８０年２月１５日公開されたＪａｕｌｍｅｓの仏国特許第２，４３１，３０４号と１９８５年５月２８日公開された米国特許第４，５１９，４７０号にこれらの例が紹介されている。これらの装置の大半は軌道を駆動するのにガソリンエンジンを利用する。この種類の装置は、大型車両の移動が困難であるか、禁止地域において軽量の運搬手段として有用である。例えば、雪で覆われた地域において、雪の粒子があまりにも小さかったり、雪の高さがあまりにも高かったりして、雪上車を使用できない場合もある。この装置の他の長所は、雪上車のように大型で重い車に比べ、他の車両にのせて運ぶのに遥かに簡単で容易であるというところにある。

残念ながら、既存のどのような装置も冬期の非常に苛酷な気象条件に完全に適しているものは全くなかった。例えば、非常に低い温度においては、バッテリーを用いて作動する電気モータを利用する装置の信頼度と自律性は急激に低下する。ガソリンエンジンの場合、寒い天気においてエンジンから熱が放出されると、氷と固くなった雪が装置の敏感な部位に積もるようになる。また、暖かい温度においては、装置内に水分が浸透して故障を引き起こし得るし、特に装置が森の奥深くに入る時や接近が困難な他の場所に入る時によりそうである。

また、既存の装置は接近し難い場所に発電機を容易に運ぶことができない。

本発明は、従来のこのような問題点を解決することを目的とする。

本発明によれば、縦軸線に沿って延び、内部空間を形成し、上壁と底壁を有する長い形状の防水ハウジング；縦軸線に沿ってハウジングの周縁に配置され、ハウジング周縁を回転しながら牽引装置を移動させる軌道；ハウジングに連結され、後方に延びるハンドルバー；ハウジングの内部空間に設けられ、出力軸が前記軌道に機械式で連結されている軌道−駆動用モータ；およびハウジング内部空間用の換気回路；を含み、前記換気回路はハウジングの外部に通じる排気口と吸気口とを有し、換気回路により、外部温度が氷点より低い時には、ハウジングの内部空間が氷点より高い温度に維持され、外部温度が上限臨界点より高い時には、ハウジングの内部空間が冷却されることを特徴とする小型牽引装置が提供される。

本発明は、縦軸線に沿って延び、内部空間を形成し、上壁と底壁を有する長い形状の防水ハウジング；縦軸線に沿ってハウジングの周縁に配置され、ハウジング周縁を回転しながら牽引装置を移動させる軌道；前記ハウジングに連結され、後方に延びるハンドルバー；ハウジングの内部空間に設けられ、外部装備を作動させられる電気を生産する発電機；および前記軌道と発電機を作動させるようにハウジングの内部空間に設けられたガソリンエンジン；を含むことを特徴とする小型牽引装置も提供する。

また、本発明は以上で説明した牽引装置の製造方法も提供する。

また、本発明は、以上で説明した牽引装置が積雪地域を走行する用途に関するものでもある。

また、本発明は、縦軸線に沿って延び、内部空間にモータが設けられる長い形状の防水ハウジングと、縦軸線に沿ってハウジングの周縁を回転しながら牽引装置を動かすようにする軌道とを備えた種類の電動式牽引装置の使用方法も提供し、この方法は、モータから放出された熱を利用してハウジングの内部空間を最低温度に維持するステップ；前記最低温度が臨界値を越えると、内部空間から熱を放出するステップ；および内部空間を正圧状態に維持するステップ；を含む。

以下、添付図面を参照し、本発明についてより詳しく説明する。

本発明の牽引装置の一例の斜視図である。 図１の牽引装置の側面図である。 図１とは類似するが、軌道とハウジング側壁を除去した状態の斜視図である。 図３の牽引装置の左側斜視図である。 図３の牽引装置の右側面図である。 図３の牽引装置の平面図である。 牽引装置に付けられたそりに操作者が立っている状態の図１の牽引装置の斜視図である。 図１と類似する、電気モータを利用する第２実施形態の牽引装置の図面である。 図２と類似する、電気モータを利用する第２実施形態の牽引装置の図面である。 図３と類似する、電気モータを利用する第２実施形態の牽引装置の図面である。 図４と類似する、電気モータを利用する第２実施形態の牽引装置の図面である。 図５と類似する、電気モータを利用する第２実施形態の牽引装置の図面である。 図６と類似する、電気モータを利用する第２実施形態の牽引装置の図面である。

図１は、本発明の牽引装置１０の斜視図であり、この牽引装置１０は、長い形状の防水ハウジング１４を囲んだ軌道１２を回転させるのにガソリンエンジンを利用する。ここで、「防水」とは、構造そのものが防水であって、ハウジング１４内部の換気回路の存在自体を排除するのではない。このような換気回路は少なくとも１つの空気入口と出口とを含む。このような換気回路は、ハウジング１４の温度が２５℃程度の上限値を越える時にハウジング内部を冷却させるためのものである。

ハウジング１４の周縁に軌道１２が回転しながら牽引装置１０が移動する。ハウジング１４は重心をできるだけ低くするために平たい構造を取る。ハウジング１４の両側に側壁１６が設けられ、このようなハウジングは金属やプラスチックまたはこれらの両方からなる。ハウジングに用いる好ましい金属としては、軽くて丈夫であるためにアルミニウムが好適である。軌道１２はゴムやその他のポリマーで作ることができるが、その他の材料も可能である。

ハウジング１４に連結されたハンドルバー２０は牽引装置１０の後方に相当に長く延び、牽引装置の後方にある操作者２２が握って操作できるようになっている（図１参照）。ハンドルバー２０は、必要により、ピボットされるか、固定されることができる。ピボットされる場合、水平線に対して最大角度と最小角度との間にピボット範囲が制限されてもよい。

操作者２２は、スキー２４に乗るか、牽引装置１０の後ろに付けられたそりに乗ることができる。図１に示すように、牽引装置１０の重心は操作者２２の膝より低い高さにある。

ハンドルバー２０の取っ手には牽引装置１０の速度とその他の機能を調節するためのコントローラがあり、このようなコントローラ（図示せず）は有線や無線でハウジング１４に連結される。モデルによっては、何よりも牽引装置１０を自体の動力でバックアップできるようにする装置を備えることができ、この場合は、ある状況では非常に有用である。ブレーキを作動させるためのレバーを配置することができる（図１３参照）。これらのレバーは自転車やモータサイクルのブレーキレバーと類似するように配置されることができる。一方、必要により、ランプやインジケータダイヤルのような他の装置をハンドルバー２０に設けることもできる。

牽引装置１０は前進しながら操作者２２を引っ張り、必要であれば、牽引装置１０に付けられたそり板に置かれた貨物を運ぶ。例えば、重量１２５ｋｇの牽引装置でテストしたところ、この装置で１つのガソリンタンクを使い、２２５ｋｇの貨物を１５０ｋｍ以上運ぶことができた。

オペレーター２２は、ハンドルバー２０を回転する方向の反対方向に回して牽引装置１０の方向を変えることができる。このような操作は既存の小型の芝刈り機の操作法と類似している。

図２は図１の牽引装置１０の側面図であり、図３は図１とは類似するが、軌道１２とハウジング１４の側壁１６が除去された牽引装置１０の斜視図であり、図４は図３とは類似するが、後方左側から見た牽引装置１０の斜視図であり、図５は図３の牽引装置１０の右側面図である。

図３〜４に示すように、ハウジング１４の内部空間３０にガソリンエンジン３２のような牽引装置１０の部品が配置される。ハウジング１４は上壁１４ａ、底壁１４ｂ、前壁１４ｃおよび後壁１４ｄを有し、内部空間３０をいくつかの内壁に分けて構造が強化され、内壁に分けられた各々の隔室は互いに連通する。

１対の上部スタビライザーバー３４をハウジング１４の上壁１４ａに長さ方向に配置し、同じく、１対の下部スタビライザーバーもハウジングの底壁１４ｂに長さ方向に配置する。このようなスタビライザーバーは摩擦係数の非常に低い材料からなり、このようなスタビライザーバーにより、軌道１２がハウジング１４の周縁を回転してもハウジング１４の外面と軌道１２の内面との間に摩擦が減る。このようなスタビライザーバーは、軌道１２が牽引装置１０の軸線に一致するようにするガイド機能もする。スタビライザーバーは上壁１４ａと底壁１４ｂの前後端より数ｃｍ突出して、牽引装置１０のほぼ全長にわたって軌道１２を支持するようにする。

ハウジング１４の前には１つ以上のローラを配置し、図示された実施形態においては、２個の前方ローラ４０を横方向の前軸４２に同心に設け、前軸は２個の板４４に回転可能に設けられ、２個の板４４は牽引装置１０の縦軸線に平行に配列される。このような板４４はハウジング１４の前方にしっかり連結される。図示したように、牽引装置１０の前にバンパー４６が設けられる。バンパー４６の両端部は２個の板４４に連結される（図３〜４参照）。バンパー４６と前方ローラ４０との間には、軌道がバンパー４６にあたることなくハウジング１４の周縁を回転できるように十分な隙間をおく。

ハウジング１４の後方にも１つ以上のローラ、図示された実施形態においては２個の後方ローラ５０を設け、これらのローラ５０も横方向の後軸５２に同軸に設けられ、後軸５２は牽引装置１０の縦軸線に平行に配置された両側の２個の板５４にベアリングで回転できるように設けられる。この板５４はハウジング１４の後方にしっかり連結される。図示された実施形態においては、ハウジング１４の中に配置されたトランスミッション６０の出力軸と後軸５２との間に機械的連結が行われる。後方ローラ５０は軌道１２を回転させて牽引装置１０を動くのに使われる。トランスミッション６０と後軸５２との間に他種類の機械的連結を行うこともできる。具体的には、駆動ベルト６２やチェーンを利用するか、トランスミッション６０の出力軸と後軸５２との間に減速を引き起こすことができる。勿論、他種類の連結や構成も可能である。モータ３２とトランスミッション６０を駆動ベルト６４で連結する。トランスミッション６０は前進や後進を引き起こす。トランスミッションの速度も１つ以上であるか可変式であってもよい。

後軸５２はブレーキディスク６６も支持する（図４参照）。このディスクは左側端部の付近に配置される。ハウジング１４に取り付けられたブレーキパッドは、操作者２２がハンドルバー２０で操作することができる（図１３参照）。

図１〜４の実施形態の軌道１２を駆動するためのモータ３２はガソリンエンジンであり、トランスミッション６０の直ぐ前に位置する。ガソリンエンジン３２とトランスミッション６０との間を補強するために横壁を設ける。ガソリンエンジン３２は、牽引装置１０の内部空間３０の前方に位置したタンク７０から燃料の供給を受ける。燃料タンクのそばに設けられたバッテリー７２は、ガソリンエンジン３２の電気スターターに電気を供給する。よって、操作者２２はガソリンエンジン３２を直接に接触しなくても該エンジンを始動／停止させることができる。

図１〜５に示された牽引装置１０の内部空間３０には電気を生産するための発電機８０を設け、６０Ｈｚや５０Ｈｚで１１０Ｖや２２０Ｖ／２４０Ｖの電圧を外部装備に供給するようにする。牽引装置１０や発電機８０に連結するための電気ソケットも設けることができる。発電機８０の内部回転子はガソリンエンジン３２によって駆動される。牽引装置１０の内部で電気を生産すれば、遠隔地から電気工具を作動させる作業者にとっても、居住地から遠く離れた山荘主にとっても非常に有利である。４０００〜６０００Ｗ程度の定格電力を生産する発電機を図示された大きさの牽引装置１０に設けることができる。勿論、これより小型や大型の発電機も設けることができる。

発電機８０の軸は牽引装置１０の縦軸線に横方向に配置されるのが一般的であるが、モデルによっては異に配置されてもよい。発電機８０は、駆動ベルト８２を介してガソリンエンジン３２の出力軸に連結される。発電機８０の軸に設けられた電気クラッチ８４を介してガソリンエンジン３２と発電機とを遠隔に連結したり分離したりすることができる。したがって、牽引装置１０が移動中であるために発電機８０が不要な時には、発電機８０の回転子を不要に回転させる必要がない。発電機８０が作動中である時にはトランスミッション６０が中立位置にある。

ハウジング１４の内部空間３０に新鮮な空気を取り入れることはハウジング１４の上壁１４ａ真下の側面部に形成された複数の孔９０を通して行われる。これらの孔９０は雪や小さい木の枝のようなものなどが入ることを防ぐためにできるだけ直径を小さくする。ハウジング１４の両側において孔９０に入った空気は吸気ボックス９２０に集まる。牽引装置１０を使用中である時、ガソリンエンジン３２から放出されて内部空間３０を循環する熱により、吸気ボックス９２が下から加熱される。このため、内部空間３０は、外部温度が−２０℃以下の非常に寒い天気においても氷点（０℃）より相当に高く温度が維持される。このような熱のため、いくら寒い天気でも吸気ボックス９２の中に入る全ての雪が溶けて外部に取り落とされる。図示された実施形態において、円形の排気管９４を通して吸気ボックス９２から空気が出て行く。排気管９４の上端部は、内部空間３０に水が浸透することを防ぐために吸気ボックス９２の底面より数ミリメートル程度上方に突出する。

図６は、図３の牽引装置１０の平面図である。吸気ボックス９２を出て行く空気は、ガソリンエンジン３２に設けられた冷却ファンシュラウドの入口３３につながった柔軟なダクト９５に入る（図４参照）。エンジン３２のファンは、孔９０を通して空気を吸入するのに必要な吸入力を引き起こす。冷却空気がガソリンエンジン３２のシリンダーを通過して内部空間３０に入る。

牽引装置１０の内部から空気を取り出すことは２つの方式で行われる。一方、ガソリンエンジン３２においてガソリンが燃焼すれば、排気ガスが発生する。この燃焼過程で用いられた空気は内部空間３０においてエンジン３２の中に入るか、場合によっては、吸気ボックス９２から直接入ったりもする。シリンダーから出る排気ガスは、図６に示された排気管９６を通して牽引装置１０の後方へ向かう。排気管９６の出口は、後軸５２と２個の後方ローラ５０が位置する空間９８に配置される。この空間９８は組み立てられた状態で軌道１２によって部分的に遮断される。このような構成を取れば、騒音が減少することは勿論、操作者２２の服や皮膚が高温の排気管９６の出口にあたることを防止する。勿論、他の構成も可能である。

空気の一部は換気路の一部分である排気口を通して内部空間３０から排出される。排気口に出て行く空気は、先ず発電機８０の冷却回路に入った後、排気ボックス１００の入口につながった柔軟なダクト１０４を流れる（図４参照）。排気ボックス１００の構造は吸気ボックス９２と類似している。空気は、ハウジング１４の側面にある孔１０２を通して排出される。

発電機８０が動作すれば、発電機に設けられたファンによって空気が動き、発電機を冷却する空気量が増加する。内部空間３０の温度が高すぎると、吸気口と排気口に連結された柔軟なダクトに直列に配置された他のファンが動作して空気量が増加する。このようなファンは、温度センサを備えた温度調節器によって自動で作動する。

牽引装置１０は内部空間３０に圧力が発生するようにする構造を有する。このような構造は、全体吸気面積が全体排気面積より大きくすればよい。例えば、孔９０の数が孔１０２の数より多い。圧力が大きくなれば、何よりもハウジング１４の防水性が改善される。牽引装置１０が作動する時、ハウジング１４の側面は図１〜２の側壁１６によって防水性を有する。このような側壁１６はハウジング１４にボルト締めや他の方式で結合される。ハウジング１４の内部は、牽引装置１０が動作する時に防水状態と乾燥状態を維持する。

図５に示すように、ハウジング１４の下面の中央は盛り上がっている。このように盛り上がった高さは軌道１２の前方と後方に比べて３ｃｍ程度である。このような中央部は牽引装置１０の長さの１／３部分に該当する。このように高さを持たせば、牽引装置が回転する時に偏揺れ運動をすることが容易であるだけでなく、アスファルトやコンクリートのように固くて荒い表面において牽引装置を手動で動かすことも容易である。その上、底壁１４ｂの前方部が水平面に対して角度をなす。このため、前軸４２が後軸５２より高く形成されて、障害物を越えることが容易である。

図７は、図１と類似するが、操作者２２が牽引装置１０の後ろに付けられたそり２００に立っている状態の斜視図である。そり２００の環２０２を横ばり形態の据え置き台２１０にかけ、このような据え置き台は直線型であるか、後方に行くほど中央が若干曲がった形態が良い。据え置き台２１０は、ハウジング１４の上方に突出した２個の板２１２に固定される。環２０２をなす２個のアームは板２０４に連結され、締結具２０６を中心に左右に回転する。締結具２０６は、締結具の両側に配置された２個のプーリーを介して据え置き台２１０に沿って左右にスライド移動できる。また、このように締結具２０６が据え置き台２１０の一側端部に向かって動くことができるため、牽引装置１０を操作しやすく、操作者２２は小さい力を入れることができる。

図８〜１３は、図１〜６と類似するが、電気モータを利用する牽引装置３００の第２モデルを示す。この牽引装置３００は、前の実施形態の牽引装置１０と類似するように軌道３０２、防水ハウジング３０４、およびハンドルバー３０６を備え、操作者３０８がハンドルバーを握ることができる。この装置３００を図７のそり２００にも利用することができる。

軌道３０２はモータ３１０によって回転する（図１０参照）。モータ３１０は、ハウジング３０４の内部空間３１４に設けられた１つまたはいくつかのバッテリー３１２の電気で作動する。このようなモータ３１０は、直流型であるか交流型であり、永久磁石があってもよく、無くてもよい。図示された実施形態においては、４個の鉛蓄電池をバッテリー３１２として用いる。バッテリー３１２の個数と種類は条件に応じて異なってもよい。これらのバッテリー３１２は電気コントローラに連結され、操作者３０８はハンドルバー３０６によってこのコントローラを調整する。図示してはいないが、様々な電気連結を利用することができる。

電気モータ３１０は使用中に熱を放出し、このような熱はバッテリー３１２から出る電気エネルギの１０％に達すると言える。したがって、このように放出された熱を牽引装置３００の内部空間３１４で活用し、外部温度が非常に低い時にもバッテリー３１２を暖かく維持するようにした方が良い。このような熱を利用し、非常に寒い天気でもバッテリーを最適な温度に維持することができる。最適温度は２０〜２５℃程度である。大半のバッテリーは寒い天気では効率が低下するため、このような熱回収は非常に有利である。特に鉛蓄電池の場合に有利である。バッテリー性能が異なるバッテリーもあるが、鉛蓄電池は購入し易く安価であるので、利用するのに魅力的である。鉛蓄電池はニッケルやリチウムバッテリーより寒い天気によりよく耐える。しかし、鉛蓄電池の効率は温度に応じてほぼ線形に低くなり、２５℃では１００％であるが、−４０℃では３０％まで効率が低下する。このような効率の低下は、牽引装置３００の運動性に直接に影響を与える。寒い天気でハウジング３０４の内部熱を維持すれば、バッテリー３１２の効率を低温にてより遥かに高く維持できるため、ハウジングの内部は保温のために断熱した方が良い。

牽引装置３００を比較的に和やかな天気のときに作動させ、モータ３１０が過熱した時には内部換気回路が過熱し得る。内部換気回路も全体換気回路の一部分である。内部換気回路の温度調節器は、外部から空気を供給するファンを作動させて、内部熱を分散させることができる。吸気口と排気口はハンドルバー３０６の上部に互いに距離をおいて位置する。空気はハンドルバー３０６の側面をなすチューブの中を循環する。ハウジング３０４やハンドルバー３０６の中にファンを設けることができる。ハンドルバー３０６とハウジング３０４との連結部は空気が通るように構成する。このようにすれば、ハンドルバー３０６の吸気口と排気口の高さまで防水構造がなされる。内部空間３１４が正圧状態を維持すれば、完全防水ではなくても水が浸透する危険が軽減される。牽引装置３００は、必要により、例えば、凍っていない小川を渡る時に水中に浸ることもできる。

バッテリー３１２が寒い天気に放電したり室外に貯蔵されていたりする時、バッテリーを暖かく維持するためにハウジング３０４の内部に熱線のような加熱要素を設けることができる。また、軌道３０２の上に固定支持台を配置することもできる。このような支持台は牽引装置１０、３００のいずれか１つに提供されてもよい。このような支持台は、例えば工具ボックスのような装備を支えるのに有用である。
上記の詳細な説明及び添付図面は一例にすぎない。当業者は、提案された概念の範囲内で変形が可能であることを認識するであろう。

Claims (4)

1. 縦軸線に沿って延び、内部空間にモータが設けられる長い形状の防水ハウジングと、縦軸線に沿ってハウジングの周縁を回転しながら牽引装置を動かすようにする軌道とを備えた種類の電動式牽引装置の使用方法であって：
   前記モータから放出された熱を利用してハウジングの内部空間を最低温度に維持するステップ；
   前記最低温度が臨界値を越えると、内部空間から熱を放出するステップ；および内部空間を正圧状態に維持するステップ；を含むことを特徴とする牽引装置の使用方法。
2. 前記牽引装置が雪で覆われた地域を移動するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の牽引装置の使用方法。
3. 前記内部空間に設けられた少なくとも１つのガソリンタンクからエンジンにガソリンを供給するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項２に記載の牽引装置の使用方法。
4. 内部空間に設けられた少なくとも１つのバッテリーからモータに電気を供給するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項２に記載の牽引装置の使用方法。