JPH07507253A - 移動車両の支持部，その動作方法，及び移動車両 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称　移動車両の支持部、その動作方法、及び移動車両発明の技術分野 この発明は移動車両、あるいは歩行車両用のホイール、クローラ−・ベルトまた はスキッドなどの支持装置に関し、より詳細には、地面の踏固めと破壊を緩和す ることができる、歩行車両用の、複合リムを備えた高弾性力、特殊構造のホイー ル装置に関する。

発明の背景 この種移動車両においては、地表を移動する際に地面の破壊と踏固めが出来るた け抑えられるように設計することが重要である。

このことは、とくに重量のある大形高出力の農作業車両の場合に重要な問題であ る。このような大形の農作業車両で地面が踏固められると、あとで掘り返しが困 難であるため、地面の劣化がすすむ。

とくに亜北極地域の、沼地や軟弱な土地で車両を動がす場合には、車両の支持部 が軟弱な地面に食い込むために、植物層を破壊して深刻な環境問題をもたらし、 また砂漠などの砂地の場合にも、支持部が地中に埋没するために、駆動に大きな パワーが必要となり、これは燃費の増大と車両の摩耗とを引き起こす。

従来技術においては、こうした問題は、車両の支持部（ホイール、クローラ−・ ベルト、スキッドなど）と地面との接触面積を増し、言い換えれば単位面積あた りの接触圧力を低下させて解決しているのが通例である。

しかし接触面積を増加させるといっても、車両の構造面や、許容されるクリアラ ンス条件から、その手段にはおのずと限界がある。要するに、現杖技術において は、車両による踏固めを耕作に支障をきたさない程度に緩和することは、なかな か容易ではない。そのため、土壌の法度を回復するための手段が別途必要になっ ている。こうした背景から、踏固められた土地を軟らかく復元する手段として、 国際特許分類ＡＯＩＢ３７１００の範−１に入る各種の装置が特許出願されてい ることは、周知のとおりである。

発明の開示 本発明は、地面の踏固めと地表組織の破壊を大幅に軽減できる、移動車両用の支 持部を提供することを意図している。とりわけ本発明の１つの目的は、耕地の土 壌を踏固める強さが通常の大きさであることにより、土壌の沃度を回復する追加 作業をことさら必要としない、移動車両用の斬新な支持部を提供することにある 。本発明のもう１つの目的は、砂地または沼地での移動に適する、移動車両用の 支持部を提供することにある。

本発明の他の１つの目的は、地面に加えられる踏固めと破壊の強さが安全なレベ ルに抑えられるように、移動車両用の支持部を機能させる方法を提供することに ある。

本発明の更に別の１つの目的は、地面に加えられる踏固めと破壊の強さを大きく 弱めかつクロスカントリ−走行の能力を向上させる、ホイール、クローラ−・ベ ルト、スキッドなどの支持部を具備する移動車両を提供することにある。

上記で、本発明の移動車両を使用した場合は、踏固めの強さが「通常の大きさ」 であり、かつ「安全なレベル」に保たれると述べたが、これについて更に説明す る。踏固めの強さが「通常の大きさ」であるというのは、耕されて軟らかくなっ た土が、重力の作用だけで次第に固くなってゆく程度の、自然の固化現象を指し ている。ふつう土壌は耕してから４〜６日経つとこの状態になり、そのとき土壌 は、植物が根を張るに適した密度に達する。つぎに「安全なレベル」とは、土壌 の固さが上記の状態に近いか、あるいはこれを多少上回る程度であることを言う 。

さて本発明の前記の目的を実現するに際し、発明者は、支持部と地面の間の接触 面積を大きくすることが、果たして、踏固めの強さを低下させるための唯一の手 段であるか否かを考えてみた。力学の原理から、重量が与えられている場合には 、接触面積を増加させることが、単位面積当たりの圧力を下げる唯一の方法であ ることは自明である。しかし、移動車両が移動するプロセスを考えた場合、単位 圧力といった純力学的な量で、土、砂などの複雑な組織系に作用する踏固めの強 さを判断しようとするのは間違っているであろう。

発明者は、移動車両が支持部を介して地面に力を作用させる際、支持部と地面の 接触面の下側から土を駆動するようにすれば、踏固めの強さを大きく減少させう ることに気がついた。この理屈を物理的に理解していただくのは、いささか厄介 であるから、ここでは、われわれが地面に鍬（（わ）を打ち降ろすときの所作に なぞらえて説明してみる。すなわち、鍬の尖った刃が地面に食い込むときは、単 位面積あたりの力は大きいはずであるが、地面は固くならず、むしろ和らげられ て沃度が増すのである。

これに着想を得て、発明者は、移動車両の支持部を、地面との接触面の下側から 土を駆動する方式に設計すれば、前記した意図が達成されるであろうと考えた。

この着想は、同じ発明者による、１９９１年１１月１５日付の旧ソ連発明者証Ｓ Ｕ第１８９１１４２号に、部分的に取り入れられている。しかし、その時点では まだ現象の把握が十分でなかったため、地面との接触面の下側から土を駆動する という基本特徴は開示されなかった。

本発明における支持部は、基本的な構造は、現状技術において公知とされる駆動 （または被駆動）ホイール、クローラ−・ベルト推進装置、またはスキッドに類 似している部材であると理解されたい。

この種の支持部においては、移動車両全体は、機能面から、支持部をその他の車 両部分に結合する部材と、移動車両から地面へ荷重を伝達する支持要素と、これ ら手段を相互に結合する手段と、に分割される。また例えば、ホイールの構造方 式は多岐にわたる。支持装置には複合リムなどが使われるが、これにタイヤをは めたもの、はめないものなど各種がある。リムは、スポーク、ピボット、ディス クなど種々な部材でハブに結合することが可能である。

本発明の支持部においては、車両を駆動させて支持要素の各部分が次々に地面と 接触してゆく過程で、地面への駆動力が、地面との接触面の下側から提供される 。これを行う簡単かつ効果的な方法は、たとえば支持装置をいくつかの部分に分 割することによって支持要素と地面との全接触面積の周囲長を増加させたり、あ るいは、接触部の周囲形状を工夫することにより、接触部が複数に分割されるこ とに加えて、土壌が地面に対して直角な方向に駆動されるように支持要素を設計 することである。

以下随所に記載するとおり、地面に対して直角に土を駆動し、かつ周辺から絞る ようにその操作を行うことにより土壌の位置が横にすれないようにすることは、 本発明の必須の特徴ではあるが、本発明の上記の意図は、これのみによって達成 されるのではない。

上述したように、分割された支持要素の間に土を通過させる目的で接触面積を小 さくすれば、面積あたりの圧力は当然大きくなるのであるが、接触面の下側から 土を駆動できるため、不具合な結果にはならず、地面への踏固めの強さはこれに より和らげられる。このようにして、地面との接触面の周囲長を増大させた支持 要素は、同じクリアランスを仔する従来技術のものに比べて、地面への踏固めと 破壊の強さが緩和される。

移動車両の支持部がクローラ−・ベルト推進装置である場合には、上記の支持要 素の分割は、平行に配置された２本の無限軌条を、たとえばクローラ−・ベルト の駆動ホイールやローラーで連結した構成で実現することができる。駆動ホイー ルやローラー間の距離が十分に大きければ、土は、無限軌条間で圧力面より上方 へ駆動され、かつその両側へ押し出される。もしクリヤランス要件、すなわちク ローラ−・ベルト推進装置の間の幅員が許すなら、支持要素は、無限軌条を２本 以上使用する方式に設計することもできる。また本発明の範囲内で、それぞれの クローラ−・ベルト推進装置を、無限軌条を１本だけ有するように設計すること も可能である。

つぎに移動車両の支持部がホイールである場合も、支持要素を同じように分割す ることができ、間隔をとって配置した平行な２本のリムで当該ホイールを構成し 、そして必要ならば、両リムを例えば何本かのコネクターで相互に連結すればよ い。

場合によっては、リムにタイヤを嵌めるなどして、側方に地面との接触部位をつ くり、その間を土が通過できるように設計すれば更に好適であり、かつ一層シン プルな構成となる。要するに、トレッドを大きく設計したホイールを使用するの である。しかしながら、本発明に匹敵する効果を発揮できるようなトレッドは、 現状では存在しない。既存のトレッドは、すべて、地面に対するグリップを高め ることを主眼にしている。さらに言えば、既存のトレンドは、軟らかい土を踏む と溝に土が詰まり、その詰まった土がトレッドの凸部に支えられて固くなること により、路面との接点における単位面積当たりの圧力を減少させる設計になって いる。

ホイールはまた、スポーク、アームなどの部材によってそれぞれノ１ブに結合さ れた、２列のスキッドからなる複合リムを備えた設計にすることもできる。

移動車両の支持部が歩行部材のスキッドである場合には、当該支持部を、図面に 示すように「鳥足形」に設計してもよい。あるいは、支持要素の接触面の周囲長 を増すことにより接触面の下側から土を駆動することが可能であるような、他の いかなる手段を採用しても差し支えない。

以上に述べた各種方式の支持部構造のいずれにも適用可能であるが、本発明の別 の実施例においては、一対の支持要素を車両の進行方向に関して対称に配置する とともに、その両支持要素間の角度が動作時に１８０度未満となるようにしてい る。支持要素をこのような形態にすることにより、地面に対する押圧力の分布が 最適の状態になる。

本発明の好ましい１つの実施例においては、地面と接触する上記の一対の接触面 は、移動車両の荷重が掛かったときに、移動車両の進行方向を横断する方向に、 弾力的に位置がずれる（互いり離れる向き）ように設計される。たとえば、スポ ークでハブに接続された２列のスキッドからなる複合リムを備えたホイールの場 合であれば、それを、ハブにヒンジ接続され且つ対にしてバネで支えられたハー ド・スポークで構成し、これらのスポークが一対のスキッドを互いに近づく方向 へ押し、そして移動車両の荷重が掛かったときには両スキッドが撓みかつ互いに 離れる方向に移動し、かつスキッドの内側上部が堅さを調整した弾性結合部材に よってスポークに結合されるようにするのが好適である。

本発明のさらに別の１つの実施例は、斜面を移動する移動車両に使用した場合に 最適なものである。この形態では、スキッドは板杖に作られ、その外側の端は鋭 利な形をしている。

図面の簡単な説明 図１は、従来技術による、移動車両の支持部と地面との接触領域を示す。

図１ａは、支持部の形態がホイールである場合の、図１と同様の接触領域を示す 。

図１ｂは、支持部の形態がクローラ−・ベルトである場合の、図１と同様の接触 領域を示す。

図１ｃは、支持部の形態が歩行車両用のスキッドである場合の、図１と同様の接 触領域を示す。

図２は、図１のラインＩＢ−ＩＢおける断面図であって、従来技術による、運搬 車両の支持部が地面に力を作用させている状態を示す。

図３は、本発明による、移動車両の支持部と地面との接触領域を示す。

図３ａは、支持部の形態がホイールである場合の、図３と同様の接触領域を示す 。

図３ｂは、支持部の形態がクローラ−・ベルトである場合の、図３と同様の接触 領域を示す。

図３ｃｌは、支持部の形態が歩行車両用のスキッドである場合の、図３と同様の 接触領域を示す。

図３ｃ２は、支持部の形態が歩行車両用のスキッドである場合の、別の実施例に おける、図３と同様の接触領域を示す。

図４は、図３のライン３Ｂ−３Ｂおける断面図であって、本発明による、移動車 両の支持部が地面に力を作用させている状態を示す。

図５は、本発明による移動車両の支持部の、ホイールの形態に作られた好ましい 一実施例の斜視図である。

図６は、本発明による移動車両の支持部の、ホイールの形態に作られた別の実施 例の側面図と前面図である（前面図は一部を断面で示す）。

図７は、クローラ−・ベルトとホイールのいずれの形態の場合にも適切に使用で きる、本発明による移動車両の支持部の断面図である。

図８は、斜面を移動す移動車両に使用することを意図して設計された、とくに支 持部がホイールの形態に作られている場合に適切に実施できる、本発明による移 動車両の支持部の断面図である。

図９は、図８に示す移動車両の支持部の側面図である。

実施例 図５は、ホイールの形態に作られた、本発明による移動車両の支持部の一実施例 を示す。リムにはタイヤが嵌められており、側方に地面との接触部位がつくられ 、その間を土が通過できる仕組みになっている。前述したように、この形態は、 トレッドを有するホイールに類似のものである。しかしながら本発明によるもの は、支持部と地面との接触面の下側から、地面に対してほぼ直角方向に土を駆動 して、それを地表に移動させる必要がある。

図５に示す実施例は、この図面と上述の説明から理解が容易であり、さらに説明 を追加する必要はないであろう。

図７に示すのは、クローラ−嘩ベルトとホイールのいずれの形態の場合にも適切 に使用できる、本発明による移動車両の支持部の断面図である。符合１は移動車 両の結合部であって、ホイールの形態の場合にはハブを表わす。この図において 、移動車両から地面に荷重を伝達するための支持要素は、ゴムのタイヤ３を嵌め たリジッドな部材２（ホイールの場合には複合リムの一部品）の形態に設計され ている。この場合の結合手段は、ヒンジ５を介して結合部１（具体的にはバカに 連結されているリジッドなスポーク４である。スポーク４の他方の端は、ヒンジ ６によって支持要素２に結合されている。スポーク４は、リジッドなプレース７ と弾性エレメント８により、相互に連結され、いくつかの対をなしている。また 支持要素２の内側上部１１弾性エレメント８によってスポーク４に結合されてお り、この結合の強さはプレース１０により調整できる。支持部をこのような構成 とすることにより、支持部と地面の接触面の下側から、土を調整的に駆動するこ とが可能となる。

図８は、斜面を移動す移動車両に使用することを意図して設計された、とくに支 持部がホイールの形態に作られている場合に適切に実施できる、本発明による移 動車両の支持部の断面図である。符合１はハブを示す。符合１１で示すのは、移 動車両の荷重を地面に伝える支持要素であり、該支持要素の外側の端１２は鋭利 な形をしている。この場合の結合手段は、ハブ１にリジッドに結合されたスポー ク４である。スポーク４は、リジッドなプレース７と弾性エレメント８により、 相互に連結されている。支持要素１１の傾斜は、調整機構１３により調整する。

図９は、図８に示した支持部の詳細な側面図である。この種のホイールは、当該 移動車両の２つの運転モードで使用することができる。第１の運転モードでは、 支持要素１１は、ヒンジ６を中心に回動させて地面と平行な−に装着される。し たがってこの場合には、支持要素１１と地面との接触面積は比較的大きくなる。

ホイールに掛かる荷重が大きくなると、支持要素１１の相互の間隔は開いてくる ので、支持部と地面の接触面の下側から土を駆動することができるようになる。

ホイールを別の運転モードで使用する場合には、支持要素は、垂直面に対する角 度が狭くなるように取り付け、そしてこの角度は、車両の動きと地面の状況に応 じて調整される。この運転モードでは、支持要素が地中に差し込まれ、土に対す る駆動力がもっとも強くなる。この運転モードは、移動車両が斜面を移動すると きに最適なものであり、車両の滑りを防止する効果もある。

産業上の用途 本発明にもとづく支持部を備えた移動車両は、農作業において、車両による耕地 の踏固めを防止するのに使用できるほか、砂漠などの砂地や、亜化極地域の湿地 などの軟弱な土地で車両を動かす場合にも最適に使用できる。

国際調査報告　ＩＭｅ＋＋ｕｙＨａｐｏｘｏａ日５ａｉＢＫａ　Ｎｏ、１フロン トページの続き ＤＫ、　ＥＳ、　ＦＩ、　ＧＢ、　ＨＵ、　ＪＰ、　ＫＲ，ＬＫ、　ＬＵ、　Ｍ Ｎ、　ＮＬ、　ＰＬ、　ＲＯ，ＳＥ、　ＵＡ、　ＵＳ

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. １．移動車両の支持部であって、該支持部をその他の車両部分に結合する結合部 材と、該移動車両から地面へ荷重を伝える少なくとも１個の支持要素と、前記支 持要素を前記結合部材に結合する結合手段とからなり、支持部をその他の車両部 分に結合する結合部材と、該移動車両から地面へ荷重を伝える少なくとも１個の 支持要素と、前記支持要素を前記結合部材に結合する結合手段とからなり、そし て前記支持要素が、地面と接触する複数の接触面を有し、かつそれらの接触面の 間を土が通過することができ、それにより前記支持部と地面との接触面の下側か ら、土をほぼ地面に対して直角な方向に駆動することが可能であることを特徴と する移動車両の支持部。
2. ２．支持要素の地面との接触面が、移動車両の進行方向に関して対称に対をなし て配置され、かつそれら接触面間の角度が動作時に１８０度未満であることを特 徴とする請求項１記載の移動車両の支持部。
3. ３．対をなして設けられる接触面が、移動車両の荷重が掛かったときに、移動車 両の進行方向を横切る方向に、弾力的に位置がずれる（互いに離れる向き）こと を特徴とする請求項２記載の移動車両の支持部。
4. ４．支持部がホイールの形態を有し、支持部を移動車両の他の部分に結合する結 合部材がハブであり、かつ支持要素がタイヤを嵌めたリムであることを特徴とす る請求後１または３に記載の移動車両の支持部。
5. ５．タイヤを嵌めたリムが２列のスキッドからなり、ハブをリムに結合する結合 手段がバネで支えられた一対のスポークであることを特徴とする請求後４記載の 移動車両の支持部。
6. ６．支持部がクローラー・ベルト推進装置の形態を有し、支持要素が少なくとも ２本の平行配置されたクローラー・ベルトであり、かつ結合手段がクローラー・ ベルト推進装置の駆動ホイールとローラーであることを特徴とする請求項２記載 の移動車両の支持部。
7. ７．移動車両の荷重が掛かったときに、クローラー・ベルトのスキッドの相互の 角度が１８０度未満になることを特徴とする請求項６記載の移動車両の支持部。
8. ８．支持部をその他の車両部分に結合する結合部材と、該移動車両から地面へ荷 重を伝える少なくとも１個の支持要素と、前記支持要素を前記結合部材に結合す る結合手段とからなる移動車両の支持部を動作させる方法であって、移動車両が 移動するときに支持要素の各部を順次に地面と接触させる動作機能を有するとと もに、支持要素の次の接触部が地面と接触するまでの間に、支持部と地面との接 触面の下側から地面に対してほぼ直角方向に地表へ向けて土を駆動する動作が行 われることを特徴とする移動車両の支持部の動作方法。
9. ９．支持部と地面との接触面の下側から地面に対してほぼ直角方向に地表へ向け て土を駆動する動作が、支持要素と地面との全接触面積の周囲長を増加させるこ とにより遂行されることを特徴とする移動車両の支持部の動作方法。
10. １０．移動車両を駆動して、支持要素の対になった各部を順次に地面と接触させ る動作のあいだに、その対になった各部が、移動車両の進行方向を横切る方向で あって且つ基本的に荷重の方向に対して直角の方向に、位置がずれることを特徴 とする請求項８または９に記載の移動車両の支持部の動作方法。
11. １１．舗装されていない地表を移動するよう意図された移動車両であって、支持 部をその他の車両部分に結合する結合部材と、該移動車両から地面へ荷重を伝え る少なくとも１個の支持要素と、前記支持要素を前記結合部材に結合する結合手 段とからなる支持部を有し、そして支持要素が、地面と接触する複数の接触面を 有し、かつそれらの接触面の間を土が通過することができ、それにより前記支持 部と地面との接触面の下側から、土をほぼ地面に対して直角な方向に駆動するこ とが可能であるように設計されていることを特徴とする移動車両。
12. １２．支持要素の地面との接触面が、移動車両の進行方向に関して対称に対をな して配置され、かつそれら接触面間の角度が動作時に１８０度未満であることを 特徴とする請求項１１記載の移動車両。
13. １３．対をなして設けられる接触面が、移動車両の荷重が掛かったときに、移動 車両の進行方向を横切る方向に、弾力的に位置がずれる（互いに離れる向き）よ うに設計されていることを特徴とする請求項１２記載の移動車両。
14. １４．支持部がホイールの形態を有し、支持部を移動車両の他の部分に結合する 結合部材がハブであり、かつ支持要素がタイヤを嵌めたリムであることを特徴と する請求後１１記載の移動車両。
15. １５．タイヤを嵌めたリムが２列のスキッドからなり、ハブをリムに結合する結 合手段がバネで支えられた一対のスポークであることを特徴とする請求後１４記 載の移動車両。
16. １６．支持部がクローラー・ベルト推進装置の形態を有し、支持要素が少なくと も２本の平行配置されたクローラー・ベルトであり、かつ結合手段がクローラー ・ベルト推進装置の駆動ホイールとローラーであることを特徴とする請求項１２ 記載の移動車両。