JP2007076533A - 履帯駆動機構の駆動輪 - Google Patents

Abstract

【課題】 駆動輪の摩擦駆動と強制駆動の切換えを確実に行うことにより履帯の係止爪の損傷を防止し、通常の路面を走行する際は履帯に対する負荷を最小限に抑えると共に、軟弱な泥濘地を走行する際は確実な牽引力を発揮することができる履帯駆動機構の駆動輪を提供する。
【解決手段】 駆動輪本体１５の両側面に幅方向を横切るように形成された３個の貫通孔２２ａ，２２ｂと、環状凹溝１２内部に回転自在に支持された環状歯車１６両側面に貫通孔２２ａ，２２ｂに対応する３個の係合孔２４ａ，２４ｂと、環状凹溝１２の片側側面の各係合孔２４ａ，２４ｂ近傍の各係止部材３０に引張りバネを介して係脱可能に係止される連結軸と、３個の貫通孔２２ａ，２２ｂと係合孔２４ａ，２４ｂに引張りバネＳＰの付勢力により連結軸を挿通係合させることで駆動輪本体１５と環状歯車１６を一体化した。
【選択図】 図２

Description

本発明は、履帯駆動機構の駆動輪に係り、更に詳しくは、田園などの軟弱な泥濘地や舗装道路等の路面走行に適した履帯駆動機構の駆動輪に関する。

周知の通り、履帯式車両が多々提案されている通り、この履帯式車両は、車両本体の駆動軸に取り付けられる駆動輪の種類によって３つの方式に区分されている。

すなわち、１）スプロケット方式、２）ホイール方式、３）スプロケットとホイールを併用した方式である。ここで、ホイール方式について着目すると、履帯式車両の車両本体を駆動する駆動機構は、駆動輪と、従動輪と、履帯と、トラックフレームと、トラックローラとを備えている。

そして、上記駆動輪は、車両本体後部の駆動軸に取り付けられていて、上記車両本体の駆動により駆動軸が回転し、この駆動軸の回転により上記駆動輪が回転するものである。

上記従動輪は、トラックフレームの前部に取り付けられていて、車両本体の駆動軸の回転により上記駆動輪が回転し、上記履帯が回転したとき、この履帯を案内するものである。

そこで、車両本体の駆動軸が回転すると駆動輪が回転し、これによって駆動輪外周の圧接面と上記履帯の内周面の摩擦力により上記履帯が駆動するようになっている。

ところで、このホイール方式（摩擦駆動方式）の駆動輪では、田園などの軟弱な泥濘地を走行する際や段差や突部を乗り越えて通過する際に次の問題が生ずる。

すなわち、泥濘地を走行する際では、駆動輪外周の圧接面と上記履帯の内周面の間に泥水が入り泥濘潤滑状態となって摩擦力が低減して上記駆動輪が滑る恐れがある。

また、段差や突部を乗り越える際は、転輪部が後輪側の荷重を支える状態になると上記駆動輪が宙に浮いてこの駆動輪の負荷が低減することで駆動力が上記履帯に伝わり難くなり、履帯の張力を増加すると履帯を支える各部材の摩擦損失、磨耗が増して耐久性が乏しくなるなどの問題を有している。

このような課題を解決したものとして、走行する路面の状態に応じてスプロケット方式とホイール方式とを選択的に使い分けすることができる履帯駆動機構の駆動輪が提案されている（特許文献１参照）。

この種の駆動輪は、所定幅の外周面中央に形成された環状凹溝の両側に履帯の内周面を圧接する圧接面が形成され、上記駆動輪の一側面には外周近傍の同一円周上に等配される３本の係止軸が、軸方向内方に弾力的に押圧付勢されて上記環状凹溝を横切るように軸方向進退移動可能に設けられており、上記履帯の中央内周面に長手方向に等間隔に突設した係止爪に係合するように構成されている。

これら係止軸は、断面円形の棒状部材で構成されており、上記駆動輪の環状凹溝を挟んだ両側には内部が中空となる環状枠が形成され、この外周近傍の側面には同一円周上に上記係止軸を挿通保持するための３箇所の挿通穴が等配され、一方の環状枠側面には、３箇所の挿通穴に対応する近傍位置に上記係止軸を挿通穴に向けて押圧付勢するための弾性帯を係脱可能に係止する係止部材が設けられている。

そこで、車両本体が舗装道路等の路面を走行する際は、上記係止軸に連結した弾性帯を上記係止部材から取外し、上記履帯を駆動輪外周の圧接面との摩擦力によって駆動することで燃料消費量を低減することができ、車両本体が軟弱な泥濘地を走行する際は、上記弾性帯を係止部材に係止させて上記係止軸を上記弾性帯の付勢力で駆動輪の挿通穴に挿通することで、上記履帯の係止爪に係止軸を係合するとともに、上記圧接面と履帯内周面の圧接による摩擦力の併用によって履帯を強制駆動することで確実な牽引力が得られるようになっている。

特開２００１−３２２５７３号公報

ところで、上記の駆動輪では軟弱な泥濘地を走行するに際し、上記係止部材から係止軸と共に取外された弾性帯を再びこの係止部材に係止させて上記係止軸を上記弾性帯の付勢力で駆動輪の挿通穴に嵌入係合させる際に、摩擦走行時における履帯の初期張力不足や泥水の侵入などで上記駆動輪外周の圧接面と履帯内周面との間に相対移動（スリップ）が生じて上記係止軸と履帯の係止爪との位相関係が崩れると、上記係止軸が、弾性帯の等間隔に配置された係止爪間の正規噛合位置に挿入されずに上記係止爪の正規噛合位置をずれた状態で駆動走行すると、これが大きな面圧として作用するためガウジングが発生して上記履帯の係止爪側面が損傷する問題を有している。

従って、本発明の目的とする所は、駆動輪の摩擦駆動と強制駆動の切換えを確実に行うことにより履帯の係止爪の損傷を防止し、通常の路面を走行する際は履帯に対する負荷を最小限に抑えると共に、軟弱な泥濘地を走行する際は確実な牽引力を発揮することができる履帯駆動機構の駆動輪を提供することを目的としている。

上記目的を解決するために、本発明の請求項１に記載の履帯駆動機構の駆動輪は、車両本体１の駆動軸に設けられた駆動輪ＤＷと、該駆動輪ＤＷによって駆動せしめられる履帯６と、を備えた履帯駆動機構の駆動輪ＤＷに於いて、上記履帯６は、内周面中央の長手方向に複数の係止爪１０が等間隔に突設されるとともに、上記駆動輪ＤＷは、上記履帯６と略同一幅の外周面中央に上記係止爪１０が収容可能な環状凹溝１２が形成され、該環状凹溝１２両側の外周面には上記履帯６両側の内周面６ａ，６ａを圧接する圧接面９ａ，９ｂが形成されて成る駆動輪本体１５と、上記環状凹溝１２内の底部側同一円周上に等配された複数の軸受ＢＲに回転自在に支持されて上記圧接面９ａ，９ｂより僅か小径に形成された外周面に上記履帯６の係止爪１０と係合可能な複数の係止歯１８を等間隔に備えた環状歯車１６と、上記環状凹溝１２の片側外側面にあって上記駆動輪本体１５と上記環状歯車１６とを係合離脱可能に構成された連結手段とから成り、上記連結手段により上記駆動輪本体１５と連結した上記環状歯車１６の係止歯１８と上記係止爪１０との係合により上記履帯６を強制駆動すると共に、上記駆動輪本体１５と環状歯車１６の連結解除により上記圧接面９ａ、９ｂと上記内周面６ａ，６ａとの摩擦力で上記履帯６を駆動するようにしたことを特徴とする履帯駆動機構の駆動輪である。
上記の履帯駆動機構の駆動輪ＤＷによれば、駆動軸の回転により駆動輪ＤＷが回転し、駆動輪ＤＷの回転によって履帯６が駆動されて車両本体１の走行が開始される。通常の路面を走行する際は、駆動輪本体１５と環状歯車１６との連結を解除して駆動輪本体１５の環状凹溝１２両側の圧接面９ａ，９ｂと履帯６両側の内周面６ａ，６ａとの摩擦力によって上記履帯６を駆動し、軟弱な泥濘地を走行する際は、駆動輪本体１５と環状歯車１６とを連結して該環状歯車１６の係止歯１８と上記履帯６の係止爪１０との係合により上記履帯６を強制駆動する。

請求項２に記載の履帯駆動機構の駆動輪ＤＷは、上記連結手段が、上記環状凹溝１２の両側面に幅方向を横切るように同一円周上に形成された複数の貫通孔２２ａ，２２ｂと、上記環状凹溝１２の内部に回転自在に収容支持された上記環状歯車１６の両側面に上記貫通孔２２ａ，２２ｂに対応して同一円周上に形成された複数の係合孔２４ａ，２４ｂと、上記環状凹溝１２の片側側面における上記各係合孔２４ａ，２４ｂ近傍に設けた各係止部材３０に弾性帯ＳＰを介して係脱可能に係止される手動操作可能な連結軸２６とから成り、上記複数の貫通孔２２ａ，２２ｂ並びに係合孔２４ａ，２４ｂに上記弾性帯ＳＰの付勢力により上記連結軸２６を嵌入係合させることで上記駆動輪本体１５と上記環状歯車１６が一体化されることを特徴とする履帯駆動機構の駆動輪である。
上記の履帯駆動機構の駆動輪ＤＷによれば、上記駆動輪ＤＷの回転駆動により軟弱な泥濘地を走行する際は、各係合孔２４ａ，２４ｂ近傍に設けた各係止部材３０に弾性帯ＳＰを介して連結軸２６を係止して、上記弾性帯ＳＰの付勢力により上記連結軸２６を駆動輪本体１５の貫通孔２２ａ，２２ｂと環状歯車１６の係合孔２４ａ，２４ｂに挿通係合させることで、上記駆動輪本体１５と上記環状歯車１６を一体化して上記履帯６を強制駆動する。

本発明は以下の効果を奏する。

請求項１に記載の発明によれば、通常の路面を走行する際は、駆動輪本体と環状歯車との連結を解除して駆動輪本体の環状凹溝両側の圧接面と履帯両側の内周面との摩擦力によって履帯を駆動することで、履帯に対する負荷を最小限に抑えることができ、軟弱な泥濘地を走行する際は、駆動輪本体と環状歯車とを連結して該環状歯車の係止歯と上記履帯６の係止爪１０との係合により上記履帯を強制駆動することで、確実な牽引力を発揮することができる。

請求項２に記載の発明によれば、駆動輪の回転駆動により軟弱な泥濘地を走行する際は、各係合孔近傍に設けた各係止部材に弾性帯を介して連結軸を係止して、上記連結軸を駆動輪本体の貫通孔と環状歯車の係合孔に嵌入係合させる際に、上記駆動輪本体片側の貫通孔に挿入された連結軸と環状歯車の係合孔に位相のズレが生じても上記駆動輪本体と環状歯車の相対回転を生じせしめることで、上記履帯の係止爪に損傷を与えることなく上記連結軸を係合孔に確実に自動係合することができる。

本発明の実施例を以下に説明する。

以下、本発明の一実施例を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の実施例に係る履帯駆動機構の駆動輪が採用された車両本体の側面図、図２は駆動輪を示し（ａ）は図２（ｂ）のＢ−Ｂ断面図、（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ断面図、図３（ａ）は連結軸と環状歯車の係合孔に位相のズレが生じた状態を示す説明図、（ｂ）は連結軸と環状歯車の係合孔が合致した状態を示す説明図であり、図４（ａ）は連結軸と環状歯車の係合孔に位相のズレが生じて上記連結軸が環状歯車の側面を押圧している状態を示す説明図、（ｂ）は連結軸と環状歯車の係合孔が合致して上記連結軸が貫通孔及び係合孔に嵌入した状態を示す説明図である。

図１において、本発明の符号１で示される車両本体は、履帯駆動機構を備えている。上記履帯駆動機構は、図１及び図２に示されるように、駆動輪ＤＷと、従動輪ＦＷと、履帯６と、トラックフレーム７と、トラックローラ８と、を備えている。

駆動輪ＤＷは、車両本体１の後部の駆動軸（不図示）に取り付けられていて、車両本体１の駆動により上記駆動軸が回転し、この駆動軸の回転により上記駆動輪ＤＷが回転するものである。

上記従動輪ＦＷは、車両本体１の駆動軸の回転により駆動輪ＤＷが回転し、上記履帯６が回転したとき、この履帯６を案内するものである。上記履帯６は、上記駆動輪ＤＷ及び従動輪ＦＷ間に亘って装着されており、上記駆動輪ＤＷの駆動によって駆動輪ＤＷ及び従動輪ＦＷ間を回転するものである。

上記トラックフレーム７は、上記駆動輪ＤＷ及び従動輪ＦＷ間で前後方向Ｘに延設されている。また、上記トラックフレーム７には、トラックローラ８が取り付けられ、トラックフレーム７の上部にも案内ローラ１１が取り付けられている。さらに上記トラックローラ８は、上記トラックフレーム７に複数取付けられ、上記履帯６を押圧しながら案内している。

本実施例で使用される履帯６は、その中央内周面に長手方向に沿って等間隔に突設された係止爪１０全体がゴム製であり、芯金レスのゴム履帯が採用されている。上記駆動輪ＤＷは、駆動輪本体１５の中央に車両本体１の後部の駆動軸を装着するための挿通孔２５が形成されており、上記履帯６幅と略同一幅で構成される外周面中央には環状凹溝１２が形成されるとともに、この環状凹溝１２の両側には履帯６の内周面両側６ａ，６ａを圧接する圧接面９ａ，９ｂが形成されている。

上記駆動輪本体１５の環状凹溝１２は、上記履帯６の係止爪１０が挿入可能な幅の環状溝で構成されており、環状凹溝１２内の底部側同一円周上に後述する環状歯車１６を上記駆動輪本体１５と同心上で回転自在に支持する３箇の軸受ＢＲが等配されている。

上記環状歯車１６は、環状凹溝１２の内幅より若干狭い横幅で断面コ字形に形成された内周が３箇の軸受ＢＲに回転自在に支持されており、上記駆動輪本体１５外周の圧接面９ａ、９ｂより僅か小径に形成された外周面の近傍に上記履帯６の係止爪１０と係合可能な複数の係止歯を構成する係止軸１８を等間隔に配列されている。

上記駆動輪本体１５の環状凹溝１２両側面には、幅方向に横切るように同一円周上に３個の貫通孔２２ａ，２２ｂが形成されるとともに、上記環状凹溝内に回転自在に支持される上記環状歯車１６の両側面には上記３個の貫通孔２２ａ，２２ｂに対応するように同一円周上に３個の係合孔２４ａ，２４ｂが形成され、上記環状凹溝１２の片側側面における３個の係合孔２４ｂ外周縁には所定長さの円筒状ボス３２が接合されており、上記各係合孔２４ｂの近傍にはそれぞれ係止部材３０（図２（ａ）参照）が取着されている。

上記環状凹溝１２の両側面に形成された３個の貫通孔２２ａ，２２ｂと上記環状歯車１６の両側面に形成された３個の係合孔２４ａ，２４ｂには、これらが合致した状態で後述する３本の連結軸２６が嵌入可能に構成されている。

これら３本の連結軸２６は、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、後端頭部にフック２８が形成されており、このフック２８には弾性帯としての引張りバネＳＰが取り付けられており、この引張りバネＳＰが上記各係合孔２４ｂ近傍に設けた係止部材３０に手動操作により係脱可能となっており、上記ボス３２内に予め３本の連結軸２６を収容保持した状態で上記各引張りバネＳＰを上記係止部材３０に係止すると上記３本の連結軸２６は、各引張りバネＳＰの付勢力により軸方向に押圧され、相互に合致した３個の貫通孔２２ａ，２２ｂ及び係合孔２４ａ，２４ｂに嵌入した状態が保持されるようになっている。

次に、上記のように構成された駆動輪の動作につき説明する。

先ず、上記車両本体１の駆動軸の回転によって駆動輪ＤＷが回転し、駆動輪ＤＷの回転によって履帯６が回転駆動されて車両本体１が走行を開始する。

車両本体１が通常の路面（舗装道路など）を走行する際は、上記係止部材３０から引張りバネＳＰを取外して上記３個の連結軸２６を各ボス３２から完全に離脱させて駆動輪ＤＷの圧接面９ａ、９ｂと履帯６両側の内周面６ａ，６ａとの摩擦駆動によって履帯６を回転駆動する。この場合、３個の連結軸２６は、駆動輪ＤＷ側面のフック３０から引張りバネＳＰを外して保管される。

これにより、舗装道路などを走行する際は充分な駆動力が得られるため、燃料消費量を軽減することができる。

また、車両本体１が軟弱な泥濘地を走行する際は、３個のボス３２内に３本の連結軸２６を収容保持した状態で各引張りバネＳＰを係止部材３０に係止して上記３本の連結軸２６を、各引張りバネＳＰの付勢力により軸方向に押圧付勢した状態とする。

ここで、図３（ａ）、図４（ａ）に示すように、駆動輪ＤＷ側面に形成された３個の貫通孔２２ａ，２２ｂと環状歯車１６の係合孔２４ａ，２４ｂとの間に位相差（θ）が生じている場合は、３個の連結軸２６の先端が引張りバネＳＰの付勢力により環状歯車１６の片側側面を押圧した状態となり、環状歯車１６は駆動輪ＤＷにより摩擦駆動される履帯６の内側の係止爪１０と噛合う係止軸１８によって回転されている。

この状態における環状歯車１６は、履帯の係止爪１０と係止軸１８の噛合により保持されているが、図３（ｂ）に示すように、車両本体１の駆動輪ＤＷを回転駆動させて軟弱な泥濘地を走行する際に、駆動輪ＤＷの圧接面９ａ、９ｂとの摩擦力で回転駆動される履帯６両側の内周面６ａ，６ａとの間に泥水などが侵入して環状歯車１６と駆動輪ＤＷの間にスリップが生じ、摩擦力で移動する履帯６の係止爪１０に噛合した係止軸１８により、環状歯車１６を位相差に対応した角度（θ）まで相対回転せしめると、３個の連結軸２６は、図４（ｂ）に示すように環状歯車１６の係合孔２４ａ，２４ｂを幅方向に貫通して連結軸２６後端頭部のフック２８がボス３２の先端に当接するまで進行し、環状凹溝１２反対側の貫通孔２２ａに嵌入する。

このように、車両本体１が通常の路面を走行する際は、駆動輪本体１５と環状歯車１６の連結軸２６による連結を解除して駆動輪本体１５の環状凹溝１２両側外周の圧接面９ａ，９ｂと履帯両側の内周面６ａ，６ｂとの摩擦力のみによって履帯６を駆動することで、履帯６に対する負荷を最小限に抑えることができ、軟弱な泥濘地を走行する際は、駆動輪本体１５と環状歯車１６とを連結軸２６により連結してこの環状歯車１６の係止軸１８と上記履帯６の係止爪１０との係合により履帯６を強制駆動することで、確実な牽引力を発揮することができる。

また、車両本体１が、軟弱な泥濘地を走行し始める際に、上記連結軸２６と環状歯車１６の係合孔２４ａ，２４ｂに位相差（θ）が生じても上記駆動輪本体１５と環状歯車１６に相対回転を生じせしめることで上記履帯６の係止爪１０に損傷を与えることなく上記連結軸２６を上記係合孔２４ａ，２４ｂに確実に係合することができる。

なお、上記の実施例で説明した連結手段は、駆動輪本体１５と環状歯車１６を引張りバネＳＰの付勢力を利用した連結軸２６の進退移動により係合離脱する構成としたが、これに限らず駆動輪本体１５と環状歯車１６を、電気制御される駆動源を使用した機械クラッチ、空圧クラッチ、電磁クラッチなどを用いることで運転席からの操作を可能にとすることができる。また、環状歯車１６の外周に設けた係止歯は、上記実施例では断面円形の係止軸１８として構成したが、円形断面に限らず履帯６の係止爪１０の間に形成される三角形状の断面に形成することも可能である。

本発明の実施例に係る履帯駆動機構の駆動輪が採用された車両本体の側面図である。 駆動輪を示し（ａ）は図２（ｂ）のＢ−Ｂ断面図、（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 （ａ）は連結軸と環状歯車の係合孔に位相のズレが生じた状態を示す説明図、（ｂ）は連結軸と環状歯車の係合孔が合致した状態を示す説明図である。 （ａ）は連結軸と環状歯車の係合孔に位相のズレが生じて上記連結軸が環状歯車の側面を押圧している状態を示す説明図、（ｂ）は連結軸と環状歯車の係合孔が合致して上記連結軸が貫通孔及び係合孔に嵌入した状態を示す説明図である。

符号の説明

１ 車両本体
６ 履帯
６ａ 内周面
７ トラックフレーム
８ トラックローラ
９ａ，９ｂ 圧接面
１０ 係止爪
１１ 案内ローラ
１２ 環状凹溝
１５ 駆動輪本体
１６ 環状歯車
１８ 係止軸（係止歯）
２２ａ，２２ｂ 貫通孔
２４ａ，２４ｂ 係合孔
２５ 挿通孔
２６ 連結軸
２８ フック
３０ 係止部材
３２ ボス
ＢＲ 軸受
ＤＷ 駆動輪
ＦＷ 従動輪
ＳＰ 引張りバネ（弾性帯）

Claims (2)

1. 車両本体１の駆動軸に設けられた駆動輪ＤＷと、該駆動輪ＤＷによって駆動せしめられる履帯６と、を備えた履帯駆動機構の駆動輪ＤＷに於いて、
   上記履帯６は、内周面中央の長手方向に複数の係止爪１０が等間隔に突設されるとともに、上記駆動輪ＤＷは、上記履帯６と略同一幅の外周面中央に上記係止爪１０が収容可能な環状凹溝１２が形成され、該環状凹溝１２両側の外周面には上記履帯６両側の内周面６ａ，６ａを圧接する圧接面９ａ，９ｂが形成されて成る駆動輪本体１５と、上記環状凹溝１２内の底部側同一円周上に等配された複数の軸受ＢＲに回転自在に支持されて上記圧接面９ａ，９ｂより僅か小径に形成された外周面に上記履帯６の係止爪１０と係合可能な複数の係止歯１８を等間隔に備えた環状歯車１６と、上記環状凹溝１２の片側外側面にあって上記駆動輪本体１５と上記環状歯車１６とを係合離脱可能に構成された連結手段とから成り、上記連結手段により上記駆動輪本体１５と連結した上記環状歯車１６の係止歯１８と上記係止爪１０との係合により上記履帯６を強制駆動すると共に、上記駆動輪本体１５と環状歯車１６の連結解除により上記圧接面９ａ、９ｂと上記内周面６ａ，６ａとの摩擦力で上記履帯６を駆動するようにしたことを特徴とする履帯駆動機構の駆動輪。
2. 上記連結手段は、上記環状凹溝１２の両側面に幅方向を横切るように同一円周上に形成された複数の貫通孔２２ａ，２２ｂと、上記環状凹溝１２の内部に回転自在に収容支持された上記環状歯車１６の両側面に上記貫通孔２２ａ，２２ｂに対応して同一円周上に形成された複数の係合孔２４ａ，２４ｂと、上記環状凹溝１２の片側側面における上記各係合孔２４ａ，２４ｂ近傍に設けた各係止部材３０に弾性帯ＳＰを介して係脱可能に係止される手動操作可能な連結軸２６とから成り、上記複数の貫通孔２２ａ，２２ｂ並びに係合孔２４ａ，２４ｂに上記弾性帯ＳＰの付勢力により上記連結軸２６を嵌入係合させることで上記駆動輪本体１５と上記環状歯車１６が一体化されることを特徴とする請求項１に記載の履帯駆動機構の駆動輪。
   

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