JP7240934B2 - 無端条体組立体およびクローラ装置 - Google Patents

Description

本発明は、二方向に走行可能なクローラ装置、このクローラ装置に用いられる無端条体組立体に関する。

特許文献１は、二方向に走行可能なロボット（走行体）を開示している。このロボットは、ボデイと、このボデイに設けられ第１方向に延びるとともに第１方向と直交する第２方向に離間した一対のクローラ装置を備えている。
各クローラ装置は、第１方向に延びるクローラユニットと、上記クローラユニットを第１方向に延びる第１回転軸線を中心に回転可能に支持するサポートと、を備えている。

上記クローラユニットは、第１回転軸線に沿って延びるフレームと、フレームに設けられるとともに第１回転軸線を挟んで対向するように配置された一対のクローラ部とを備えている。
各クローラ部は、上記第１方向に離れて配置された一対のホイールと、これら一対のホイールに架け渡された無端条体組立体により構成されている。無端条体組立体は、無端条体と、無端条体の外周に間隔をおいて取り付けられた多数の接地ラグとを有している。

特許文献１のクローラユニットは、クローラ部の回転により第１方向に走行することができる。以下、この走行モードを「クローラ走行」と言う。
さらに、クローラユニットは第１回転軸線を中心に回転し、第２方向に転がる（ローリングする）ことにより、第２方向に走行することができる。以下、この走行モードを「ローリング走行」と言う。
特許文献１のロボットは、クローラ走行とローリング走行を選択することにより、第１方向から第２方向へ、第２方向から第１方向へと進行方向を直角に転換することができる。

特許文献１のクローラ装置では、クローラユニットのローリングを可能にするため、一対のクローラ部により、クローラユニットに円筒形状を付与している。具体的には、一対のクローラ部の接地ラグの外面が、無端条体への固定箇所から広い角度範囲（９０度近い角度範囲）にわたって周方向に延び、これら接地ラグの外面だけで、クローラユニットの外周に円筒形状を付与している。

特許文献１のクローラ装置では、接地ラグが無端条体に片持ち状態で固定されて周方向に延びているため、ローリング走行において、接地ラグが無端条体への固定箇所から離れた部位で接地する度に、接地ラグに繰り返し曲げや捩りの力が加わる。その結果、接地ラグと無端条体が短期間で損傷または劣化してしまう。

そこで本出願人は、特許文献２のクローラ装置を開発した。このクローラ装置では、上記クローラユニットのフレームに一対の接地構造が設けられている。これら一対の接地構造は、上記一対のクローラ部の対向方向において上記一対のクローラ部の外側に配置されており、円弧形状の外周を有している。上記一対のクローラ部の接地ラグと上記一対の接地構造が協働して、上記クローラユニットに、上記第１回転軸線を中心とする円筒形状を付与している。

特許文献２のクローラ装置では、一対のクローラ部と一対の接地構造が協働して、クローラユニットの外周に円筒形状を付与するので、クローラユニットの外周における一対のクローラ部が占める角度範囲を減じることができる。そのため、接地ラグに無理な力が加わらず、クローラ部の耐久性を向上させることができる。

特開２００９－２４１９１６号公報 ＷＯ２０１７／６９０９号公報

特許文献２のクローラ装置では、各クローラ部の接地ラグが無端条体から幅方向に張り出しているため、大きな荷重を負担した場合には、接地ラグの張り出し部が接地した時に、大きな曲げや捩りの力が付与されることになり、接地ラグおよび無端条体の損傷や劣化を招く可能性が残る。

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、第１方向に延びる第１回転軸線を中心に回転することにより上記第１方向と直交する第２方向にローリング走行可能なクローラユニットに組み込まれ、上記クローラユニットに上記第１方向へのクローラ走行機能を付与するための無端条体組立体において、
無端条体と、この無端条体の外周に間隔をおいて設けられた多数の接地ラグとを備え、上記接地ラグの外面は、上記第１回転軸線を中心とする同一円筒面上に配置されており、上記接地ラグは、上記無端条体の幅内に収まるように配置されていることを特徴とする。
上記構成によれば、上記接地ラグが接地された時でも、接地ラグおよび無端条体に付与される曲げや捩りの力を最小限に抑えることができる。その結果、大きな荷重を負担することができ、しかも接地ラグや無端条体の損傷や劣化を防止することができる。

好ましくは、上記無端条体が、多数のリンクと、隣接する上記リンクを連結する連結軸とを有するチェーンからなり、上記接地ラグは上記リンクに設けられ、上記リンクの幅内に収まっている。
上記構成によれば、チェーンを用いたことにより、耐久性をさらに向上させることができる。

具体的には、上記リンクは、一対の連結板部と、これら一対の連結板部間に配置された支持板部と、を有し、隣接するリンクの上記一対の連結板部同士が上記連結軸により連結され、上記接地ラグは、上記リンクの上記支持板部に固定されるとともに上記支持板部の幅内に収まるように配置されている。

好ましくは、上記リンクは一対のリンク片を含み、上記一対のリンク片がそれぞれ上記連結板部を有する。
上記構成によれば、一対のリンク片を用いるため、リンクの製作が容易となる。

一具体例において、上記一対のリンク片は、上記連結板部と直角をなし互いに向き合うように折り曲げられたフランジ部を有しており、上記一対のリンク片のフランジ部により上記支持板部が構成され、上記接地ラグは上記一対のリンク片のフランジ部に固定されている。
上記構成によれば、リンク片は、例えば板材をプレス加工して折り曲げることにより得られるのでチェーンの製造コストを低減できる。また、接地ラグが一対のリンク片のフランジ部に跨って固定されているので、安定して支持することができる。

別の具体例において、上記一対のリンク片の一方は、他方のリンク片に向かって折り曲げられたフランジ部を有し、上記一方のリンク片の上記フランジ部により上記支持板部が構成される。
上記構成によれば、一方のリンク片は、折り曲げ加工が実質的に不要なのでチェーンの製造コストを低減できる。

好ましくは、上記一方のリンク片において、上記フランジ部が上記連結板部と直角をなし、上記フランジ部の先端縁が、上記他方のリンク片のチェーン径方向外側の端面に当たる。
上記構成によれば、一方のリンク片のフランジ部を介して他方のリンク片でも垂直荷重を負担することができる。

好ましくは、さらに装着板を備え、上記装着板は、上記接地ラグが取り付けられるとともに接地ラグとともに上記フランジ部に固定される固定板部と、この固定板部のチェーン幅方向の一側縁から直角に折れ曲がり上記他方のリンク片の上記連結板部の外面に沿う側板部と、この側板部の先端縁から突出する挿入部とを有し、上記装着板の上記挿入部が、上記他方のリンク片の上記連結板部に形成された支持穴に挿入される。
上記構成によれば、接地ラグを固定した装着板の挿入部を、他方のリンク片の支持穴に引っ掛けるので、接地ラグのフランジ部への固定を簡略化することができる。

好ましくは、上記一方のリンク片の上記フランジ部の先端に挿入部が突出して形成され、上記他方のリンク片には、上記挿入部が挿入される支持穴が形成されている。
上記構成によれば、クローラ走行時に接地ラグと路面の摩擦により、チェーンの延び方向の荷重が加わっても、挿入部と支持穴の係合によりこの荷重を受け止めることができ、フランジ部の捩れを防ぐことができる。また、ローリング走行の際に、接地ラグと路面の摩擦によりフランジ部が他方のリンク片から離れる方向の荷重を受けても、挿入部と支持穴の係合によりこの荷重を受け止めることができる。その結果、安定した走行を行なうことができる。

好ましくは、上記一方のリンク片において、上記フランジ部が上記連結板部から上記他方のリンク片に向かうにしたがってチェーン径方向外側に進むように傾斜している。
上記構成によれば、接地ラグの厚さを抑制でき、大きな荷重が作用しても接地ラグの変形量を抑制して、安定した走行を行なうことができる。

好ましくは、上記リンクが上記一対のリンク片と別体をなす支持板を有し、上記一対のリンク片のうち一方のリンク片には第１支持穴が形成され、他方のリンク片には第２支持穴が形成されており、上記支持板は、上記接地ラグが固定される上記支持板部と、上記支持板部の一側縁から折れ曲がり上記一方のリンク片の外面に沿う側板部と、この側板部の先端から折れ曲がり上記第１支持穴に挿入される第１挿入部と、上記支持板部の他側縁から突出して上記第２支持穴に挿入される第２挿入部とを有する。
上記構成によれば、支持板によりリンクが一体化されるので荷重負担能力を高めることができる。
また、リンク片の曲げ加工が実質的に不要となるので、チェーンの製造コストを低減できる。接地ラグが固定される支持板が一対のリンク片と別体をなしているので、接地ラグが消耗した場合に、リンク片をチェーンから外さずに、接地ラグを簡単に取り換えることができる。

好ましくは、上記他方のリンク片には上記連結板部からチェーン径方向外側に突出する支持凸部が形成されており、この支持凸部に上記接地ラグの側面が当たっている。
上記構成によれば、接地ラグをより強固に支持することができ、大きな荷重を担うことができる。

好ましくは、上記支持板部が上記一対のリンク片の上記連結板部と直角をなし、上記接地ラグは、上記フランジ部に取り付けられる取付面と、上記第１回転軸線を中心とする上記円筒面に沿う円弧面と、背の高さが異なる一対の側面とを有し、背が高い方の側面が上記他方のリンク片の上記支持凸部に当たる。
上記構成によれば、接地ラグの厚肉側の部位を支持凸部で支持することができ、大きな荷重を担うことができる。

変形例では、上記リンクは一対のリンク片により構成され、上記一対のリンク片がそれぞれ連結板部を有し、隣接するリンクの上記一対のリンク片の連結板部同士が上記連結軸により連結され、上記一対のリンク片の一方は、他方のリンク片に向かって折り曲げられた板部を有し、この板部が円弧形状をなして上記接地ラグとして提供され、上記他方のリンク片はチェーン径方向外側に向かって突出する支持凸部を有し、この支持凸部のチェーン径方向外側の端面に上記板部の先端縁が当たる。
上記構成によれば、接地ラグが一方のリンク片と一体をなしているので、製作が容易であり接地ラグの取付作業を省略できる。

好ましくは、上記リンクが、交互に配置された外側リンクと内側リンクとを含み、上記外側リンクは上記一対の連結板部として一対の平板形状の外側連結板部を有し、上記内側リンクは上記連結板部として一対の平板形状の内側連結板部を有し、上記一対の内側連結板部が上記一対の外側連結板部の内側にそれぞれ配置された状態で上記連結軸が上記一対の内側連結板部と上記一対の外側連結板部を貫通することにより、上記外側リンクと上記内側リンクが連結されており、上記接地ラグは、上記外側リンクに設けられた第１接地ラグと、上記内側リンクに設けられた第２接地ラグとを含む。

本発明の他の態様は、クローラ装置において、上記クローラユニットを備え、上記クローラユニットは、上記第１回転軸線に沿って延びるフレームと、上記第１回転軸線に沿って延びて上記フレームに設けられるとともに上記第１回転軸線を挟んで対向するように配置された一対のクローラ部と、上記フレームに設けられるとともに、上記一対のクローラ部の対向方向において上記一対のクローラ部の外側に配置された一対の接地構造と、を有し、上記一対のクローラ部の各々は、上記第１方向に離れて配置された一対のホイールと、これら一対のホイールに架け渡された上記無端条体組立体とを有し、上記一対のホイールは、上記一対のクローラ部の対向方向に延びる互いに平行な一対の第２回転軸線を中心として、それぞれ上記フレームに回転可能に支持されており、上記一対のクローラ部の接地ラグと上記一対の接地構造が協働して、上記クローラユニットに、上記第１回転軸線を中心とする円筒形状を付与することを特徴とする。

好ましくは、さらにクローラ駆動機構とローリング駆動機構とを備え、上記クローラ駆動機構は、上記クローラユニットの上記一対のクローラ部を同方向に同速度で駆動することにより、上記第１方向への上記クローラ走行を実行し、上記ローリング駆動機構は、上記クローラユニットを上記第１回転軸線を中心に回転駆動することにより、上記第２方向への上記ローリング走行を実行する。

本発明の無端条体組立体を二方向に走行可能なクローラユニットに用いると、大きな荷重を負担することができ、しかも接地ラグと無端条体の損傷や劣化を防止することができる。

本発明の第１実施形態に係るクローラ装置を一対装備したロボットの概略平面図である。 上記ロボットを図１においてII方向から見た側面図である。 上記ロボットを図１においてIII方向から見た正面図である。 上記クローラ装置のクローラユニットの平断面図である。 図４のＶ－Ｖ線に沿うクローラユニットの横断面図である。 上記クローラユニットのクローラ部に用いられるチェーン組立体の要部拡大側面図である。 上記チェーン組立体の要部拡大平面図である。 （Ａ）は図６のＡ－Ａ線に沿う断面図であり、チェーン組立体の外側リンクと第１接地ラグを示し、（Ｂ）は図６のＢ－Ｂ線に沿う断面図であり、チェーン組立体の内側リンクと第２接地ラグを示す。 本発明の第２実施形態をなすチェーン組立体を示す図８（Ｂ）相当図である。 本発明の第３実施形態をなすチェーン組立体を示す図８（Ａ）相当図である。 本発明の第４実施形態をなすチェーン組立体の外側リンクと第１接地ラグを示す正面図である。 本発明の第５実施形態をなすチェーン組立体を示し、（Ａ）は外側リンクと第１接地ラグの正面図、（Ｂ）は外側リンクの側面図、（Ｃ）は外側リンクの平面図である。 本発明の第６実施形態をなすチェーン組立体の外側リンクと第１接地ラグを示す正面図である。 本発明の第７実施形態をなすチェーン組立体の外側リンクと第１接地ラグを示す正面図である。 本発明の第８実施形態をなすチェーン組立体を示す図８（Ａ）相当図である。

以下、本発明の第１実施形態について図１～図８を参照しながら説明する。図１～図４において互いに直交するＸ方向（第１方向）とＹ方向（第２方向）を定める。
図１に示すロボットＲ（走行体）は、走行体ボデイ１（以下、単にボデイと言う。）と、このボデイ１に設けられてＸ方向に延び互いにＹ方向に離間した一対のクローラ装置５，５とを備えている。

ボデイ１には、クローラ装置５，５等を制御するマイクロコンピュータおよびインターフェイスを含むコントローラ、送受信器、バッテリ等（いずれも図示せず）が設置されるとともに、必要に応じて各種作業機構や各種センサが設置されている。

ボデイ１は、水平台２と、この水平台２から下方に突出する突出部３とを有している。突出部３はクローラ装置５のサポートとして提供され、図２に示すように、垂直をなす一対の内側支持板３ａと、これら内側支持板３ａの外側に配置された垂直をなす一対の外側支持板３ｂとを有している。これら支持板３ａ，３ｂは、互いに平行をなしてＹ方向に延び、その上縁が上記水平台２に固定されている。図３にのみ示すが、水平台２のＸ方向両端にはカバー４が取り付けられている。

各クローラ装置５は、Ｘ方向に延びて同軸をなす一対のクローラユニット６を備えている。図２において、一対のクローラユニット６の対向する端部に符号６ａを付す。
各クローラユニット６は細長い円筒形状をなし、Ｘ方向に延びる第１回転軸線Ｌ１を中心として回転可能に突出部３に支持されている。

図４に示すように、各クローラユニット６は、第１回転軸線Ｌ１に沿って延びるフレーム１０と、第１回転軸線Ｌ１に沿って延びフレーム１０に設けられた一対のクローラ部２０Ａ，２０Ｂと、フレーム１０に設けられた一対の接地構造３０Ａ，３０Ｂと、を有している。

上記フレーム１０は、互いに平行をなしてＸ方向（第１回転軸線Ｌ１方向）に延びるとともに第１回転軸線Ｌ１を挟んで互いに平行に離間対向する一対の細長い側板１１と、これら一対の側板１１の上記対向端部６ａ側の端に固定された端板１２と、これら一対の側板１１の中間部に固定された中間板１３と、側板１１と平行をなし端板１２と中間板１３を連結する連結板１４と、一対の側板１１の対向端部６ａ寄りの部位および連結板１４に回転可能に支持された原動側シャフト１５と、一対の側板１１における対向端部６ａと反対側の端部に支持された従動側シャフト１６とを有している。

原動側シャフト１５と従動側シャフト１６の中心軸線Ｌ２，Ｌ２’は、上記第１回転軸線Ｌ１と直交し互いに平行をなして延びており、それぞれ後述するスプロケットホイール２１，２２の回転軸線（第２回転軸線）として提供される。

上記一対のクローラ部２０Ａ，２０Ｂは、一対の側板１１間において第１回転軸線Ｌ１を挟んで離間対向して配置されている。これらクローラ部２０Ａ，２０Ｂの各々は、第１回転軸線Ｌ１方向に離れたスプロケットホイール２１，２２（ホイール）と、これらスプロケットホイール２１，２２に掛け渡されたチェーン２３（無端条体）と、このチェーン２３の外周に間隔をおいて取り付けられた多数の接地ラグ２８，２９とを有している。チェーン２３と接地ラグ２８，２９により、チェーン組立体Ｍ（無端条体組立体；図２参照）が構成されている。

一対のクローラ部２０Ａ、２０Ｂのホイール２１，２１は原動側シャフト１５に固定されている。一対のクローラ部２０Ａ，２０Ｂのホイール２２，２２は、従動側シャフト１６に回転可能に支持されている。

上記一対の接地構造３０Ａ，３０Ｂの各々は、第１回転軸線Ｌ１方向に間隔をおいて配置された複数の接地部材３１を有している。これら接地部材３１は側板１１の外面に固定され、側板１１と直角をなして第２回転軸線Ｌ２，Ｌ２’方向に突出している。

図５に示すように、上記一対のクローラ部２０Ａ，２０Ｂの接地ラグ２８，２９の外面および上記一対の接地構造３０Ａ，３０Ｂの接地部材３１の外面は円弧面をなしており、これら外面が協働して、クローラユニット６の外周に上記第１回転軸線Ｌ１を中心とする円筒形状を付与している。換言すれば、接地ラグ２８，２９の外面および接地部材３１の外面は、第１回転軸線Ｌ１を中心とする同一円筒面上に位置するように円弧面をなしている。

図１に示すように、各クローラ装置５は、クローラ駆動機構４０とローリング駆動機構５０とを備えている。
クローラ駆動機構４０は、一対のクローラユニット６に共通のクローラモータ４１と、このクローラモータ４１の回転トルクを一対のクローラユニット６のクローラ部２０Ａ，２０Ｂに伝達するクローラ用トルク伝達機構を有している。
ローリング駆動機構５０は、一対のクローラユニット６に共通のローリングモータ５１と、このローリングモータ５１の回転トルクを一対のクローラユニット６のフレーム１０に伝達するローリング用トルク伝達機構を有している。

ローリングモータ５１とクローラモータ４１は、一対のクローラユニット６の外において、一対のクローラユニット６からＹ方向に外れた位置に配置されている。より具体的には、ローリングモータ５１とクローラモータ４１は、第１回転軸線Ｌ１と平行をなして一対の外側支持板３ｂにそれぞれ固定されている。

図４に示すように、クローラ用トルク伝達機構は、内側支持板３ａに回転可能に支持された歯車４２と、この歯車４２に固定されて第１回転軸線Ｌ１上に配置された回転シャフト４３を含む。これら歯車４２と回転シャフト４３は、一対のクローラユニット６に共通の構成要素である。回転シャフト４３は、一対のクローラユニット６のフレーム１０の端板１２を相対回転可能に貫通し、その両端が一対のクローラユニット６内部に位置している。回転シャフト４３の両端のそれぞれには傘歯車４４が固定されており、この傘歯車４４は原動側シャフト１５に固定された傘歯車４５と噛み合うようになっている。

上記クローラモータ４１が駆動すると、そのトルクがクローラ用トルク伝達機構の図示しない伝達部（図示しない）を介して歯車４２および回転シャフト４３に伝達され、さらに一対のクローラユニット６内において、傘歯車４４，４５を介して、クローラ部２０Ａ，２０Ｂの原動側シャフト１５に伝達される。これにより、一対のクローラユニット６のクローラ部２０Ａ，２０Ｂが同方向に同速度で駆動される。

２つのクローラモータ４１の回転速度が等しい場合にはＸ方向に直進することができる。また、２つのクローラモータ４１の回転速度を違えることにより、ロボットＲはカーブを描いて走行することもできる。また、２つのクローラモータ４１を逆方向に同一速度で回転させることにより、ロボットＲはその場旋回（超信地旋回）することもできる。

図４に示すように、ローリング用トルク伝達機構は、一対の歯車５２を有している。これら歯車５２は、一対のクローラユニット６のフレーム１０の端板１２にそれぞれ固定されて上記回転シャフト４３に相対回転可能に支持されている。

ローリングモータ５１が駆動すると、そのトルクがローリング用トルク伝達機構の第１伝達部（図示しない）を介して２つの第２伝達部（図示しない）に分岐して伝達され、これら第２伝達部から一対の歯車５２にそれぞれ伝達される。これにより、一対のクローラユニット６全体が第１回転軸線Ｌ１を中心に同一方向、同一速度で回転する（ローリングする）。
２つのローリングモータ５１を同時に駆動して一対のクローラ装置５をローリングさせることにより、ロボットＲはＹ方向に直進することができる。

次に、本発明の特徴部をなすクローラ部２０Ａ，２０Ｂのチェーン組立体Ｍ（チェーン２３と接地ラグ２８，２９）について、特に図６～図８を参照しながら詳述する。
チェーン２３は、周方向に交互に配置された外側リンク２４（リンク）および内側リンク２５（リンク）と、隣接する外側リンク２４と内側リンク２５を連結する連結軸２６とを有している。

外側リンク２４は、一対の同形状をなす外側リンク片２４ｘ，２４ｘ（リンク片）により構成されている。各外側リンク２４ｘは平板材をプレス加工により折り曲げることによりＬ字形をなしており、チェーン２３の周方向に細長い平板形状の外側連結板部２４ａ（連結板部）と、この外側連結板部２４ａの中央部の外縁（チェーン径方向外側の縁）に連なり外側連結板部２４ａと直角をなす平板形状のフランジ部２４ｂとを有している。外側連結板部２４ａの両端部には軸穴２４ｈが形成されている。

一対の外側リンク片２４ｘ、２４ｘの外側連結板部２４ａ、２４ａは互いに対向して配され、フランジ部２４ｂ、２４ｂは、同一平面上に配置されるとともにその先端が僅かな隙間を介して対向している。これらフランジ部２４ｂ、２４ｂにより、外側リンク２４の第１支持板部２４ｃ（支持板部）が構成されている。第１支持板部２４ｃは一対の外側連結板部２４ａ，２４ａ間に配置され、これら一対の外側連結板部２４ａ，２４ａから連結軸２６の軸線方向外側（チェーン幅方向外側）に突出しない。

内側リンク２５も外側リンク２４と同様に、一対の同形状をなす内側リンク片２５ｘ，２５ｘ（リンク片）により構成されている。各内側リンク２５ｘは平板材をプレス加工して折り曲げることによりＬ字形をなしており、チェーン２３の周方向に細長い平板形状の内側連結板部２５ａ（連結板部）と、この内側連結板部２５ａの中央部の外縁（チェーン径方向外側の縁）に連なり内側連結板部２５ａと直角をなす平板形状のフランジ部２５ｂとを有している。内側リンク片２５ｘの内側連結板部２５ａは、外側リンク片２４ｘの外側連結板部２４ａと同形状をなし、フランジ部２５ｂは外側リンク片２４ｘのフランジ部２４ｂより短い（チェーン２３の幅方向の寸法が小さい）。内側連結板部２５ａの両端部には軸穴２５ｈが形成されている。この軸穴２５ｈの径は、外側リンク片２４ｘの軸穴２４ｈより大きい。

一対の内側リンク片２５ｘ、２５ｘの内側連結板部２５ａ、２５ａは互いに対向して配置され、フランジ部２５ｂ、２５ｂは、同一平面上に配置されるとともにその先端が僅かな隙間を介して対向している。これらフランジ部２５ｂ、２５ｂにより、内側リンク２５の第２支持板部２５ｃ（支持板部）が構成されている。第２支持板部２５ｃは一対の内側連結板部２５ａ，２５ａ間に配置され、これら一対の内側連結板部２５ａ，２５ａから連結軸２６方向外側に突出しない。

一対の外側リンク片２４ｘ、２４ｘの外側連結板部２４ａ，２４ａの端部の内側に、一対の内側リンク片２５ｘ、２５ｘの内側連結板部２５ａ、２５ａの端部を配置し、これら連結板部２４ａ，２４ａ，２５ａ，２５ａに連結軸２６を通すことにより、４枚のリンク片２４ｘ、２４ｘ，２５ｘ，２５ｘが連結され、ひいては隣接する外側リンク２４と内側リンク２５が相対回転可能に連結されている。

連結軸２６は、ピン２６ａと、このピン２６ａに外装された中間ブッシュ２６ｂと、この中間ブッシュ２６ｂに外装された回転カラー２６ｃとを有している。ピン２６ａの両端部が、外側連結板部２４ａ、２４ａの軸穴２４ｈ、２４ｈに挿入され、中間ブッシュ２６ｂの両端部が内側連結板部２５ａ，２５ａの軸穴２５ｈ、２５ｈに挿通されており、回転カラー２６ｃが内側連結板部２５ａ，２５ａ間に配置されている。

上記連結軸２６の回転カラー２６ｃと、スプロケットホイール２１，２２の外周縁に等間隔をおいて形成された係合凹部との係合を介して、スプロケットホイール２１，２２とチェーン２３との間のトルク伝達が行われる。

外側リンク２４の第１支持板部２４ｃには、２つの第１接地ラグ２８が間隔を置いて取り付けられており、内側リンク２５の第２支持板部２５ｃにも、２つの第２接地ラグ２９が間隔をおいて取り付けられている。
これら接地ラグ２８，２９は、例えば硬質ゴム製からなり、それぞれ平坦な取付面２８ａ，２９ａと、この取付面２８ａ，２９ａの反対側の円弧面２８ｂ、２９ｂと、取付面２８ａ，２９ａと円弧面２８ｂ、２９ｂを連ねる両側面とを有している。両側面は垂直をなし、取付面２８ａ，２８ｂと直角に交わっている。

第１接地ラグ２８の取付面２８ａを外側リンク２４の第１支持板部２４ｃの平坦面の全域に当接させた状態で、円弧面２８ｂの座グリ穴に挿入されたビス２７を一対の外側リンク片２４ｘ、２４ｘのフランジ部２４ｂ、２４ｂのネジ穴にねじ込むことにより、第１接地ラグ２８が外側リンク２４に固定されている。
図８（Ａ）に示すように、第１接地ラグ２８の幅Ｗ１は、外側リンク２４の幅すなわちチェーン２３の幅Ｗ０より狭い。

第２接地ラグ２９の取付面２９ａを内側リンク２５の第２支持板部２５ｃの平坦面の全域に当接させた状態で、円弧面２９ｂの座グリ穴に挿入されたビス２７を一対の内側リンク片２５ｘ、２５ｘのフランジ部２５ｂ、２５ｂのネジ穴にねじ込むことにより、第２接地ラグ２９が内側リンク２５に固定されている。
図８（Ｂ）に示すように、第２接地ラグ２９の幅Ｗ２は、内側リンク２５の幅およびチェーン２３の幅Ｗ０より狭く、第１接地ラグ２８の幅Ｗ１より狭い。
接地ラグ２８，２９の円弧面２８ｂ、２９ｂは、接地構造３０Ａ，３０Ｂの外周面とともに、第1回転軸線Ｌ１を中心とする共通の円筒面上に配置されている。

各クローラ装置５において、一対のクローラ部２０Ａ，２０Ｂの接地ラグ２８，２９が接地された状態で、前述したクローラ走行が実行される。この際、接地ラグ２８，２９はチェーン２３の幅内に収まっているので、接地ラグ２８，２９に加わる垂直荷重は、チェーン２３のリンク２４，２５の支持板部２４ｃ、２５ｃによって直接受け止めることができ、接地ラグ２８，２９に付与される曲げや捩れの力を最小限に抑制することができる。

ローリング走行時には、各クローラユニット６において、クローラ部２０Ａ，２０Ｂの接地ラグ２８，２９と接地構造３０Ａ，３０Ｂの接地板３１が交互に地面に接する。このローリング走行時でも、接地ラグ２８，２９の幅をチェーン２３の幅内に収めたことにより、接地ラグ２８，２９に付与される曲げや捩れの力を最小限に抑制することができ、さらに支持板部２４ｃ、２５ｃに付与される曲げや捩れの力を最小限に抑制することができる。

上記のように接地ラグ２８，２９および支持板部２４ｃ、２５ｃに発生する曲げ応力等を最小限に抑制できるので、ロボットＲに大きな荷重が掛けることができる。例えば水平台２に大重量の荷を直接載せたり、水平台２に大重量の装置を接地したり、水平台２に装備したリフト機構（図示しない）により重量の大きな荷を収容したカーゴを持ち上げたりすることができ、接地ラグ２８，２９やチェーン２３の損傷、劣化を回避できる。

本実施形態ではチェーン２３を用いることにより、さらに耐久性を高めることができる。また、接地ラグ２８，２９をチェーン２３と別体としたことにより、用途に適した材料を選択することができる。さらに、使用により摩耗した接地ラグ２８，２９のみを取り替えることでチェーン２３を取り替えることなく所定の走行性能を維持できる。
また、本実施形態では、外側リンク片２４ｘ、内側リンク片２５ｘは、板材をプレス加工して折り曲げることにより得られるのでチェーン２３の製造コストを低減できる。また、第１接地ラグ２８が一対の外側リンク片２４ｘのフランジ部２４ｂに跨って固定され、第２接地ラグ２９が一対の内側リンク片２５ｘのフランジ部２５ｂに跨って固定されているので、安定して接地ラグ２８，２９を支持することができる。

本実施形態では、接地ラグ２８，２９の幅を狭くし、これに応じて高さを減じたので、スプロケットホイール２１，２２の径を大きくすることができ、より安定したクローラ走行を行うことができる。

次に、本発明の他の実施形態について図面を参照しながら説明する。これら実施形態において、第１実施形態に対応する構成部には図において同符号または類似符号を付してその詳細な説明を省略する。
図９に示す第２実施形態では、第２接地ラグ２９の取付面２９ａは、一対の内側リンク片２５ｘにおける内側連結板部２５ａとフランジ部２５ｂの交差部２５ｅの湾曲面まで延びて、この湾曲面に接している。その結果、第２接地ラグ２９の幅Ｗ２’が広がって第１接地ラグ２８の幅Ｗ１と略等しくなり、走行をより安定して行うことができる。

図１０に示す第３実施形態では、外側リンク２４の一方の外側リンク片２４ｙは、外側連結板部２４ａと、外側連結板部２４ａと直角なすフランジ部２４ｄを有し、Ｌ字形をなしている。他方の外側リンク片２４ｚは、フランジ部を有さず外側連結板部２４ａのみからなる。このフランジ部２４ｄは、他方の外側リンク片２４ｚの外側連結板部２４ａまで延びており、外側リンク２４の第１支持板部を提供している。
内側リンク２５も外側リンク２４と同様の構成をなしている。すなわち、一方の内側リンク片は、内側連結板部とフランジ部を有し、Ｌ字形をなしており、他方の内側リンク片は、内側連結板部のみからなる。このフランジ部は、上記他方の内側リンク片の外側連結板部まで延びており、内側リンクの第２支持板部を提供している。
この第３実施形態では、他方の外側リンク片２４ｚと他方の内側リンク片は、折り曲げ加工が不要で平板のまま用いることができ、しかも同形状にすることができるので、チェーンの製造コストを低減できる。

以下に説明する実施形態では外側リンク２４および第１接地ラグ２８について説明するが、内側リンク２５及び第２接地ラグ２９についても同様の構成を有するので説明を省略する。

図１１に示す第４実施形態でも、第３実施形態と同様に、外側リンク２４の一方の外側リンク片２４ｙは、外側連結板部２４ａとフランジ部２４ｄを有し、Ｌ字形をなしており、他方の外側リンク片２４ｚは外側連結板部２４ａのみからなる。このフランジ部２４ｄは、他方の外側リンク片２４ｚの外側連結板部２４ａまで延びており、外側リンク２４の第１支持板部を提供している。

第４実施形態では、外側リンク片２４ｚのチェーン径方向外側の縁に凸部２４ｅが形成されており、この凸部２４ｅの端面にフランジ部２４ｄの先端縁が当たっている。外側リンク片２４ｚの連結板部２４ａには凸部２４ｅの近傍に支持穴２４ｆが形成されている。

第４実施形態の外側リンク２４は、外側リンク片２４ｙ、２４ｚの他にＪ字形をなす装着板６０を備えている。この装着板６０は、接地ラグ２８が加硫接着された固定板部６１と、この固定板部６１のチェーン幅方向一側縁から直角に折れ曲がった側板部６２と、この側板部６２の先端縁から直角に折れ曲がった挿入部６３とを有している。

装着板６０をチェーン幅方向から外側リンク片２４ｚに近づけることにより、装着板６０の挿入部６３を外側リンク片２４ｚの支持穴２４ｆに挿入するとともに、側板部６２を外側リンク片２４ｚの連結板部２４ａの外面に沿わせるとともに、固定板部６１をフランジ部２４ｄの外面に沿わせる。次に、固定板部６１と第１接地ラグ２８を貫通するビス２７を、フランジ部２４ｄのねじ穴にねじ込むことにより、接地ラグ２８と装着板６０をフランジ部２４ｄに固定する。

外側リンク片２４ｙのフランジ部２４ｄの先端縁が外側リンク片２４ｚの凸部２４ｅの端面に当たっているので、接地時の垂直荷重を受け止めることができる。
また、接地ラグ２８を固定した装着板６０の挿入部６３を、外側リンク片２４ｚの支持穴２４ｆに引っ掛けるので、接地ラグ２８のフランジ部２４ｄへの固定を簡略化する（具体的にはビス２７の本数を減らす）ことができる。

図１２に示す第５実施形態では、一方の外側リンク片２４ｙが、直角をなす外側連結板部２４ａとフランジ部２４ｄを有している。フランジ部２４ｄの先端縁には挿入部２４ｇが突出して形成されている。
他方の外側リンク片２４ｚは、外側連結板部２４ａと、この外側連結板部２４ａの中央部からチェーン径方向外側に突出し外側連結板部２４ａと面一をなす支持凸部２４ｊを有している。支持凸部２４ｊには支持穴２４ｋが形成されており、この支持穴２４ｋに外側リンク片２４ｙの挿入部２４ｇが挿入されている。

第５実施形態では、第１接地ラグ２８がビス２７によりフランジ部２４ｄに固定されている。第１接地ラグ２８の背の高い方の側面２８ｃは、外側リンク片２４ｚの支持凸部２４ｊに接している。

第５実施形態では、外側リンク片２４ｙの挿入部２４ｇが外側リンク片２４ｚの支持穴２４ｋに挿入されているので、一対の外側リンク片２４ｙ、２４ｚを一体化することができ、走行時の荷重負担能力を高めることができる。具体的には、クローラ走行時に接地ラグ２８と路面の摩擦により、チェーン２３の延び方向の荷重が加わっても、挿入部２４ｇと支持穴２４ｋの係合によりこの荷重を受け止めることができ、フランジ部２４ｄの捩れを防ぐことができる。また、ローリング走行の際に、接地ラグ２８と路面の摩擦によりフランジ部２４ｄが他方のリンク片２４ｚから離れる方向の荷重を受けても、挿入部２４ｇと支持穴２４ｋの係合によりこの荷重を受け止めることができる。その結果、安定した走行を行なうことができる。
また、第１接地ラグ２８の背の高い方の側面２８ｃが外側リンク片２４ｚの支持凸部２４ｊに接しているため、特にローリング走行時に横荷重が付与された時に支持凸部２４ｊで受け止めることができる。

図１３に示す第６実施形態では、外側リンク片２４ｙのフランジ部２４ｄ’が外側連結板部２４ａと直角ではなく、外側リンク片２４ｚに向かうにしたがってチェーン径方向外側に進むように傾斜している。第１接地ラグ２８は硬質ゴムからなり、フランジ部２４ｄ’に加硫接着されている。その他の構成は、図１２に示す第５実施形態と同様である。
第６実施形態では、第１接地ラグ２８の厚さを第５実施形態に比べて抑制することができるので、硬質ゴムからなる第１接地ラグ２８の圧縮変形量を抑制して、走行安定性を高めることができる。

図１４に示す第７実施形態の外側リンク２４は、外側リンク片２４ｙ、２４ｚに加えて、外側リンク片２４ｙ、２４ｚと同程度の厚さの支持板７０を備えている。外側リンク片２４ｙは連結板部２４ａのみを有し、この連結板部２４ａには第１支持穴２４ｍが形成されている。図１３の第６実施形態と同様に、外側リンク片２４ｚには連結板部２４ａからチェーン径方向外側に突出する支持凸部２４ｊが形成され、この支持凸部２４ｊには第２支持穴２４ｎが形成されている。

上記支持板７０は、第１接地ラグ２８が加硫接着等により固定される支持板部７１と、支持板部７１の一側縁から折れ曲がり外側リンク片２４ｙの外面に沿う側板部７２と、この側板部７２の先端から折れ曲がる第１挿入部７３と、支持板部７１の他側縁から突出する第２挿入部７４とを有している。
支持板７０をチェーン幅方向から外側リンク片２４ｙに近づけて、その第１挿入部７３を外側リンク片２４ｙの第１支持穴２４ｍに挿入するとともに、第２挿入部７４を外側リンク２４ｚの第２支持穴２４ｎに挿入することにより、支持板７０を外側リンク片２４ｙ、２４ｚに組み付け、ひいては第１接地ラグ２８を外側リンク２４に組み付ける。挿入部７３，７４は楔形状を有して挿入穴２４ｍ、２４ｎに圧入するのが好ましい。楔形状を用いず他の手段で挿入部７３，７４を支持穴２４ｍ、２４ｎに着脱可能に固定してもよい。

上記第７実施形態では、支持板７０により外側リンク片２４ｙ、２４ｚが一体化されているので、荷重負担能力を高めることができる。また、接地ラグ２８の背の高い側面２８ｃが外側リンク片２４ｙの支持凸部２４ｊに当たるので、特にローリング走行時に生じる横荷重を支持凸部２４ｊで受け止めることができる。
外側リンク片２４ｙ、２４ｚは曲げ加工が不要である。支持板７０を外すことにより消耗した接地ラグ２８を交換することができる。

図１５に示す第８実施形態では、外側リンク２４ｙは、外側連結板部２４ａと、この外側連結板部２４ａから延びる円弧形状の板部２４ｐを有している。外側リンク片２４ｚは、外側連結板部２４ａと、この外側連結板部２４ａの中央部からチェーン径方向外側に突出する支持凸部２４ｊを有している。板部２４ｐは外側リンク２４ｚの支持凸部２４ｊまで延び、その先端縁が支持凸部２４ｊの端面に接している。板部２４ｐは、第１接地ラグとして提供される。この実施形態では、板部２４ｐ（第１接地ラグ）の幅は、チェーン２３の幅と略等しい。この実施形態では、外側接地ラグ２４ｐが外側リンク片２４と一体をなすので、チェーンの製造コストを低減できる。

本発明は上記実施形態に拘わらず、種々の形態を採用可能である。例えば、クローラ部の無端条体はベルトであってもよい。
チェーンの外側リンクと内側リンクは、それぞれ単一のＵ字形をなすリンク片で構成してもよい。
接地ラグは外側リンクのみ、又は内側リンクのみに取り付けてもよい。
チェーンのリンクは全て同一形状にしてもよい。この場合、リンクの一対の連結板部の一方の端部の間隔を他方の端部の間隔より狭くする。
接地ラグは全てのリンクに取り付けなくてもよい。例えば1つとばし、２つとばしに取
り付けてもよい。
上記実施形態では、各クローラ装置は同軸上に配置された一対のクローラユニットを有しているが、各クローラ装置が１つのクローラユニットを有していてもよい。
上記実施形態では、クローラモータはクローラユニットの外に配置されているが、クローラユニットの内部に配置してもよい。
上記実施形態では、クローラユニットを一端のみで支持しているが、両端で回転可能に支持してもよい。
クローラモータ、ローリングモータを省いてもよい。この場合、人力で走行体を２方向に移動させることになる。

本発明は、二方向に走行可能なロボット等に適用することができる。

１ 走行体ボデイ
３ 突出部（サポート）
５ クローラ装置
６ クローラユニット
１０ フレーム
２０Ａ，２０Ｂ クローラ部
２１、２２ スプロケットホイール（ホイール）
２３ チェーン（無端条体）
２４ 外側リンク（リンク）
２４ａ 外側連結板部（連結板部）
２４ｂ フランジ部
２４ｃ 第１支持板部（支持板部）
２４ｄ、２４ｄ’ フランジ部（第１支持板部；支持板部）
２４ｆ 支持穴
２４ｇ 挿入部
２４ｊ 支持凸部
２４ｋ 支持穴
２４ｍ 第１支持穴
２４ｎ 第２支持穴
２４ｐ 板部（第１接地ラグ；接地ラグ）
２４ｘ、２４ｙ、２４ｚ 外側リンク片（リンク片）
２５ 内側リンク（リンク）
２５ａ 内側連結板部（連結板部）
２５ｂ フランジ部
２５ｃ 第２支持板部（支持板部）
２５ｘ 内側リンク片（リンク片）
２６ 連結軸
２８ 第１接地ラグ
２８ｃ 側面
２９ 第２接地ラグ
３０Ａ，３０Ｂ 接地構造
４０ クローラ駆動機構
５０ ローリング駆動機構
６０ 装着板
６１ 固定板部
６２ 側板部
６３ 挿入部
７０ 支持板
７１ 支持板部
７２ 側板部
７３ 第１挿入部
７４ 第２挿入部
Ｒ ロボット（走行体）
Ｌ１ 第１回転軸線
Ｌ２，Ｌ２’ 第２回転軸線
Ｍ チェーン組立体（無端条体組立体）

Claims (17)

1. 第１方向に延びる第１回転軸線を中心に回転することにより上記第１方向と直交する第２方向にローリング走行可能なクローラユニットに組み込まれ、上記クローラユニットに上記第１方向へのクローラ走行機能を付与するための無端条体組立体において、
   無端条体と、この無端条体の外周に間隔をおいて設けられた多数の接地ラグとを備え、
   上記接地ラグの外面は、上記第１回転軸線を中心とする同一円筒面上に配置されており、
   上記接地ラグは、上記無端条体の幅内に収まるように配置されていることを特徴とする無端条体組立体。
2. 上記無端条体が、多数のリンクと、隣接する上記リンクを連結する連結軸とを有するチェーンからなり、
   上記接地ラグは上記リンクに設けられ、上記リンクの幅内に収まっていることを特徴とする請求項１に記載の無端条体組立体。
3. 上記リンクは、一対の連結板部と、これら一対の連結板部間に配置された支持板部と、を有し、
   隣接するリンクの上記一対の連結板部同士が上記連結軸により連結され、
   上記接地ラグは、上記リンクの上記支持板部に固定されるとともに上記支持板部の幅内に収まるように配置されていることを特徴とする請求項２に記載の無端条体組立体。
4. 上記リンクは一対のリンク片を含み、上記一対のリンク片がそれぞれ上記連結板部を有することを特徴とする請求項３に記載の無端条体組立体。
5. 上記一対のリンク片は、上記連結板部と直角をなし互いに向き合うように折り曲げられたフランジ部を有しており、上記一対のリンク片のフランジ部により上記支持板部が構成され、上記接地ラグは上記一対のリンク片のフランジ部に固定されていることを特徴とする請求項４に記載の無端条体組立体。
6. 上記一対のリンク片の一方は、他方のリンク片に向かって折り曲げられたフランジ部を有し、上記一方のリンク片の上記フランジ部により上記支持板部が構成されることを特徴とする請求項４に記載の無端条体組立体。
7. 上記一方のリンク片において、上記フランジ部が上記連結板部と直角をなし、上記フランジ部の先端縁が、上記他方のリンク片のチェーン径方向外側の端面に当たることを特徴とする請求項６に記載の無端条体組立体。
8. さらに装着板を備え、
   上記装着板は、上記接地ラグが取り付けられるとともに接地ラグとともに上記フランジ部に固定される固定板部と、この固定板部のチェーン幅方向の一側縁から直角に折れ曲がり上記他方のリンク片の上記連結板部の外面に沿う側板部と、この側板部の先端縁から突出する挿入部とを有し、
   上記装着板の上記挿入部が、上記他方のリンク片の上記連結板部に形成された支持穴に挿入されることを特徴とする請求項６または７に記載の無端条体組立体。
9. 上記一方のリンク片の上記フランジ部の先端に挿入部が突出して形成され、上記他方のリンク片には、上記挿入部が挿入される支持穴が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の無端条体組立体。
10. 上記一方のリンク片において、上記フランジ部が上記連結板部から上記他方のリンク片に向かうにしたがってチェーン径方向外側に進むように傾斜していることを特徴とする請求項９に記載の無端条体組立体。
11. 上記リンクが上記一対のリンク片と別体をなす支持板を有し、
    上記一対のリンク片のうち一方のリンク片には第１支持穴が形成され、他方のリンク片には第２支持穴が形成されており、
    上記支持板は、上記接地ラグが固定される上記支持板部と、上記支持板部の一側縁から折れ曲がり上記一方のリンク片の外面に沿う側板部と、この側板部の先端から折れ曲がり上記第１支持穴に挿入される第１挿入部と、上記支持板部の他側縁から突出して上記第２支持穴に挿入される第２挿入部とを有することを特徴とする請求項４に記載の無端条体組立体。
12. 上記他方のリンク片には上記連結板部からチェーン径方向外側に突出する支持凸部が形成されており、この支持凸部に上記接地ラグの側面が当たっていることを特徴とする請求項９または１１に記載の無端条体組立体。
13. 上記支持板部が上記一対のリンク片の上記連結板部と直角をなし、
    上記接地ラグは、上記支持板部に取り付けられる取付面と、上記第１回転軸線を中心とする上記円筒面に沿う円弧面と、背の高さが異なる一対の側面とを有し、背が高い方の側面が上記他方のリンク片の上記支持凸部に当たることを特徴とする請求項１２に記載の無端条体組立体。
14. 上記リンクは一対のリンク片により構成され、上記一対のリンク片がそれぞれ連結板部を有し、
    隣接するリンクの上記一対のリンク片の連結板部同士が上記連結軸により連結され、
    上記一対のリンク片の一方は、他方のリンク片に向かって折り曲げられた板部を有し、この板部が円弧形状をなして上記接地ラグとして提供され、上記他方のリンク片はチェーン径方向外側に向かって突出する支持凸部を有し、この支持凸部のチェーン径方向外側の端面に上記板部の先端縁が当たることを特徴とする請求項２に記載の無端条体組立体。
15. 上記リンクが、交互に配置された外側リンクと内側リンクとを含み、
    上記外側リンクは上記一対の連結板部として一対の平板形状の外側連結板部を有し、上記内側リンクは上記連結板部として一対の平板形状の内側連結板部を有し、
    上記一対の内側連結板部が上記一対の外側連結板部の内側にそれぞれ配置された状態で上記連結軸が上記一対の内側連結板部と上記一対の外側連結板部を貫通することにより、上記外側リンクと上記内側リンクが連結されており、
    上記接地ラグは、上記外側リンクに設けられた第１接地ラグと、上記内側リンクに設けられた第２接地ラグとを含むことを特徴とする請求項３～１４のいずれかに記載の無端条体組立体。
16. 上記クローラユニットを備え、
    上記クローラユニットは、上記第１回転軸線に沿って延びるフレームと、上記第１回転軸線に沿って延びて上記フレームに設けられるとともに上記第１回転軸線を挟んで対向するように配置された一対のクローラ部と、上記フレームに設けられるとともに、上記一対のクローラ部の対向方向において上記一対のクローラ部の外側に配置された一対の接地構造と、を有し、
    上記一対のクローラ部の各々は、上記第１方向に離れて配置された一対のホイールと、これら一対のホイールに架け渡された請求項１～１５のいずれかに記載の無端条体組立体とを有し、
    上記一対のホイールは、上記一対のクローラ部の対向方向に延びる互いに平行な一対の第２回転軸線を中心として、それぞれ上記フレームに回転可能に支持されており、
    上記一対のクローラ部の接地ラグと上記一対の接地構造が協働して、上記クローラユニットに、上記第１回転軸線を中心とする円筒形状を付与することを特徴とするクローラ装置。
17. さらにクローラ駆動機構とローリング駆動機構とを備え、上記クローラ駆動機構は、上記クローラユニットの上記一対のクローラ部を同方向に同速度で駆動することにより、上記第１方向への上記クローラ走行を実行し、上記ローリング駆動機構は、上記クローラユニットを上記第１回転軸線を中心に回転駆動することにより、上記第２方向への上記ローリング走行を実行することを特徴とする請求項１６に記載のクローラ装置。

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