JP2013028185A - スプロケット、弾性クローラ組込体 - Google Patents

スプロケット、弾性クローラ組込体 Download PDF

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    • B62D55/244Moulded in one piece, with either smooth surfaces or surfaces having projections, e.g. incorporating reinforcing elements

Abstract

【課題】当接歯と噛合部とが局部的に強く当るのを抑制することができるスプロケット及び弾性クローラ組込体を得る。
【解決手段】矢印A方向に進行するクローラ車を下り坂で制動させる制動時には、通常の制動時の制動力に比して、大きい制動力がゴムクローラ50に作用する。このため、当接歯18が突起部70を押す押力が、通常の制動時の押力に比して大きくなる。これにより、抜け側では、突起部70を構成するゴムが変形して当接歯18の傾斜面18Bと突起部70の側面70Aとが面当たりする。つまり、当接歯18と突起部70とが局部的に強く当るのを抑制することができる。
【選択図】図1

Description

本発明は、スプロケット、及びこのスプロケットを備えた弾性クローラ組込体に関する。
特許文献1に記載のスプロケットには、クローラ本体(弾性クローラクローラ)の内周面に形成された駆動突部(噛合部)と噛み合ってスプロケットの回転力をクローラ本体に伝達する係合歯(当接歯)が設けられている。
そして、この係合歯は、スプロケットの回転軸方向から見て、スプロケットの径方向外側が先細りとなる三角形状とされている。
特開2003−226271号公報
しかし、例えば、下り坂でクローラ車を制動させる制動時には、当接歯と噛合部との噛合い状態が通常駆動時とは異なる場合がある。従来の構成では、この噛合い状態が変化することで、回転する当接歯が噛合部の間から抜ける抜け側では、当接歯の基端側(スプロケットの径方向の内側)の角部と弾性クローラの噛合部とが局部的に強く当たり高い応力が生じる。このため、高い応力に対応する材料を選択する必要があり設計自由度が低下する原因となっている。
本発明の課題は、当接歯と噛合部とが局部的に強く当るのを抑制することが課題である。
本発明の請求項1に係るスプロケットは、無端状の弾性クローラの内周側に配置され、駆動力が伝達されて回転軸を中心に回転する円状の本体部と、前記本体部に固定されて前記回転軸の回転軸方向に沿って延び、前記弾性クローラの内周面に形成された噛合部と当接して前記本体部の回転力を前記弾性クローラに伝達すると共に、前記回転軸方向に沿った方向から見て、前記本体部の径方向に沿った高さの中央よりも基端側における前記本体部の周方向の厚さが、先端側の最大厚さより薄い当接歯と、を備えることを特徴とする。
上記構成によれば、当接歯は、本体部の径方向に沿った高さの中央よりも基端側の厚さが、先端側の最大厚さより薄い。このため、下り坂でクローラ車を制動させる制動時において、当接歯と噛合部との噛合い状態が通常駆動時とは異なる場合でも、回転する当接歯が噛合部の間から抜ける(離れる)抜け側では、先端側の最大厚さより薄い基端側が噛合部と当る。これにより、当接歯の基端側と噛合部とが局部的に強く当るのを抑制することができる。
本発明の請求項2に係るスプロケットは、無端状の弾性クローラの内周側に配置され、駆動力が伝達されて回転軸を中心に回転する円状の本体部と、前記本体部に固定されて前記回転軸の回転軸方向に沿って延び、前記弾性クローラの内周面に形成された噛合部と当接して前記本体部の回転力を前記弾性クローラに伝達すると共に、前記回転軸方向に沿った方向から見て、前記本体部の径方向に沿った噛合い高さの中央よりも基端側における前記本体部の周方向の厚さが、先端側の最大厚さより薄い当接歯と、を備えることを特徴とする。
上記構成によれば、当接歯は、本体部の径方向に沿った噛合い高さの中央よりも基端側の厚さが、先端側の最大厚さより薄い。このため、下り坂でクローラ車を制動させる制動時において、当接歯と噛合部との噛合い状態が通常駆動時とは異なる場合でも、回転する当接歯が噛合部の間から抜ける(離れる)抜け側では、先端側の最大厚さより薄い基端側が噛合部と当る。これにより、当接歯の基端側と噛合部とが局部的に強く当るのを抑制することができる。
本発明の請求項3に係るスプロケットは、請求項1又は2に記載において、前記当接歯には、前記回転軸方向から見て、前記当接歯の前記中央より基端側に向けて先細りとなるように一対の傾斜面が設けられることを特徴とする。
上記構成によれば、下り坂でクローラ車を制動させる制動時において、当接歯と噛合部との噛合い状態が通常駆動時とは異なる場合でも、回転する当接歯が噛合部の間から抜ける抜け側では、噛合部の側面と当接歯の傾斜面とが面当たりする。このため、噛合部と当接歯との間で生じる押圧力(応力)が大きくなるのを抑制することができる。
本発明の請求項4に係る弾性クローラ組込体は、請求項1〜3の何れか1項に記載のスプロケットと、前記スプロケットに備えられた当接歯と当たり、前記スプロケットから回転力が伝達される無端状の弾性クローラと、を備えることを特徴とする。
上記構成によれば、請求項1〜3の何れか1項に記載のスプロケットを備えているため、スプロケット及び弾性クローラの耐久性を向上させることができる。
本発明によれば、当接歯と噛合部とが局部的に強く当るのを抑制することができる。
本発明の第1実施形態に係るスプロケットとゴムクローラとの噛合い状態を示した側面図である(但し、凹部を除去して、当接歯及び突起部を実線で記載する。以下図7〜9については同じ)。 本発明の第1実施形態に係るスプロケットに採用された当接歯の形状を示した拡大側面図である。 本発明の第1実施形態に係るゴムクローラ組込体を示し、図6に示すM−M線断面図である。 本発明の第1実施形態に係るゴムクローラ組込体を示し、図6に示すN−N線断面図である。 本発明の第1実施形態に係るゴムクローラ組込体を示し、図6に示すP−P線断面図である。 本発明の第1実施形態に係るゴムクローラ組込体を示した平面図である。 本発明の第1実施形態に係るスプロケットとゴムクローラとの無負荷時の噛合い状態を示した側面図である。 本発明の第1実施形態に係るスプロケットとゴムクローラとの駆動時の噛合い状態を示した側面図である。 本発明の第1実施形態に係るスプロケットとゴムクローラとの制動時の噛合い状態を示した側面図である。 本発明の第1実施形態に係るゴムクローラ組込体を示した斜視図である。 本発明の第1実施形態に係るゴムクローラ組込体を示した側面図である。 本発明の第2実施形態に係るスプロケットに採用された当接歯の形状を示した拡大側面図である。 本発明の第3実施形態に係るスプロケットに採用された当接歯の形状を示した拡大側面図である。 本発明の第4実施形態に係るスプロケットに採用された当接歯の形状を示した拡大側面図である。
本発明の第1実施形態に係るスプロケット10及びこれを備えた弾性クローラ組込体の一例について図1〜図11に従って説明する。
(全体構成)
図11に示されるように、弾性クローラ組込体の一例としてのゴムクローラ組込体22が、コンバイン、トラクター等のクローラ車(図示省略)に搭載されている。
このゴムクローラ組込体22は、クローラ車の駆動輪の一例としてのスプロケット10と、遊動輪の一例としての一対のアイドラー102と、スプロケット10及び一対のアイドラー102に巻き掛けられる弾性クローラの一例としての無端状のゴムクローラ50とを備えている。
具体的には、スプロケット10は、図示せぬ駆動源から回転力が伝達されて回転軸12回りに回転するようになっており、一対のアイドラー102は、回転可能にクローラ車に支持されている。
また、アイドラー102は、クローラ車の進行方向(図11に示す矢印A方向)に離れて2個設けられている。そして、スプロケット10は、一対のアイドラー102とでスプロケット10の回転軸12方向から見て三角形状を成すようにこの三角形状の頂点に配置されている。
このスプロケット10は、図10にも示されるように、クローラ車の駆動軸に取り付けられる円状の本体部16と、本体部16に固定されて回転軸12の回転軸方向(以下単に回転軸方向という)に沿って長手方向が配置される(回転軸方向に沿って延びる)棒状金属部材である複数個の当接歯18とを含んで構成されている。さらに、図3にも示されるように、本体部16は、外周側の両側面から突出する環状の規制突起20を備えている。なお、スプロケット10の当接歯18等については詳細を後述する。
また、本実施形態では、無端状のゴムクローラ50の周方向(図中矢印S)を「クローラ周方向」と称し、ゴムクローラ50の幅方向(図中矢印W、図6、図10参照)を「クローラ幅方向」と称して記載する。また、ゴムクローラ50の板厚方向(図中矢印T)を「クローラ板厚方向」と称して記載する。さらに、クローラ板厚方向においてゴムクローラ50の内周側(図中矢印IN)を「クローラ内周側」と称し、ゴムクローラ50の外周側(図中矢印OUT)を「クローラ外周側」と称して記載する。
図10、図11に示されるように、ゴムクローラ50は、弾性材料(例えば、SBR(スチレン・ブタジエンゴム))を無端帯状に形成した弾性体の一例としてのゴム体52を備えている。このゴム体52は、外周面からクローラ外周側に突出する複数個のラグ56を備えており、これらのラグ56はクローラ周方向に間隔をあけて配置されている。
さらに、図3、図6に示されるように、ゴム体52の内部には、クローラ周方向に間隔(本実施形態では一定間隔)をあけて配置されるクローラ用芯金58(以下、単に「芯金58」と記載する)が複数個埋め込まれている。
芯金58は、金属材料で成形され、クローラ幅方向に延びる板状の芯金基体60と、この芯金基体60からクローラ内周側に突出すると共にクローラ幅方向に間隔を空けて配置される一対の突出部62とを含んで構成されている。
これらの一対の突出部62の外周にゴム材が被覆されることで、ゴムクローラ50の内周面から突出する一対の噛合部の一例としての突起部70が形成されている。図3、図4に示されるように、一対の突起部70の間は、前述したスプロケット10及びアイドラー102(図11参照)が通過する通過スペースとされている。図3に示されるように、一対の突起部70と、スプロケット10に設けられた環状の規制突起20とが当ることで、スプロケット10に対するゴムクローラ50のクローラ幅方向の動きが規制されるようになっている。
図4、図5、図6に示されるように、クローラ周方向に配置された一の芯金58と他の芯金58との間には、スプロケット10の当接歯18が挿入されてスプロケット10の駆動力をゴムクローラ50に伝達する凹状の凹部66が設けられている。
具体的には、図4に示されるように、凹部66は、クローラ周方向から見て一対の突出部70を跨いで形成され、幅方向において突出部70と同じ幅(長さ)とされている。これにより、凹部66に挿入された当接歯18は、凹部66の周壁を介して突起部70を押圧してスプロケット10の回転力又は制動力をゴムクローラ50に伝達するようになっている。
さらに、芯金58(図3参照)に対してクローラ外周側のゴム体52の内部には、クローラ周方向に延びる複数本のスチールコード(図示省略)が設けられている。そして、このスチールコードにより、ゴムクローラ50のクローラ周方向における引張強度が向上されるようになっている。つまり、スチールコードは、ゴムクローラ50に埋設される抗張部材で、ゴムクローラ50のクローラ周方向への伸びを規制しつつ、スプロケット10から受ける回転力に基づいてゴムクローラ50がスムーズに回転するように補助する部材となっている。
(要部構成)
次に、スプロケット10の当接歯18等について説明する。
図7、図10に示されるように、スプロケット10には、スプロケット10の本体部16を構成する規制突起20に溶接等で固定されて規制突起20の両側面から回転軸方向に沿って延出される当接歯18が設けられている。さらに、回転軸方向から見て、当接歯18の一部は、本体部16から本体部16の径方向(以下単に径方向という)の外側に突出して設けられ、この突出した部分が、ゴムクローラ50に形成された凹部66(図4参照)に挿入されるようになっている。
なお、図7及び、後述する図1、図8、図9については、当接歯18とゴムクローラ50の内周面に形成された突起部70との関係を分かり易くするために、当接歯18及び突起部70を実線で記載する。
図2に示されるように、当接歯18は、回転軸方向に沿った方向から見て、本体部16の径方向に沿った高さ(図中に示すH)の中央(図中J)よりも基端側(本体部16側)における本体部16の周方向の厚さが、先端側(本体部16とは反対側)の最大厚さより薄くされている。具体的には、基端側の厚さ(図中に示す寸法K)は、先端側の最大厚さ(図中に示す寸法L)より薄くされている。つまり、当接歯18において最も厚くなる部分は、中央(図中J)より先端側に設けられている。
ここで、本体部16の高さとは、当接歯18において最も本体部16の中心に近い部分(図中R)から最も本体部16の中心に遠い部分(図中U)までの距離である。
さらに、当接歯18には、回転軸方向に沿った方向から見て、当接歯18の中央(図中J)より基端側に向けて先細りとなるように一対の傾斜面18Bが設けられている。
(作用・効果)
次に、スプロケット10、及びこのスプロケット10とゴムクローラ50とを備えたゴムクローラ組込体22の作用及び効果について説明する。
図7に示されるように、中立噛み合い時(無負荷時)には、隣り合う突起部70の間に配置される当接歯18は、隣り合う突起部70に接していない。この状態では、スプロケット10の回転力又は制動力は、当接歯18を介してゴムクローラ50に伝達されない。
一方、図8に示されるように、クローラ車を矢印A方向に進行させる駆動時には、スプロケット10は、図示せぬ駆動源から回転力が伝達されて回転軸12回りに矢印G方向に回転する。これにより、隣り合う突起部70の間に配置される当接歯18は、スプロケット10の回転方向の下流側(矢印G方向側)に配置された突起部70に当って突起部70を押圧する。スプロケット10の回転力は、当接歯18及び突起部70を介してゴムクローラ50に伝達させ、クローラ車が矢印A方向に進行する。
詳細には、当接歯18が隣り合う突起部70の間に入り込む入り側(図中回転軸12に対して右側)から、当接歯18は、当接歯18の先端側で突起部70を押圧しながら隣り合う突起部70の間に入り込む。一方、当接歯18が隣り合う突起部70の間から抜ける抜け側(図中回転軸12に対して左側)では、突起部70との噛合いを終えた当接歯18は、突起部70と離れた状態で突起部70の間から抜けていく(離れていく)。
これに対して、図9に示されるように、矢印A方向に進行するクローラ車を制動させる制動時には、スプロケット10は、図示せぬ制動源から制動力が伝達されて制動する。一方、クローラ車は慣性力により矢印A方向に進む。このため、隣り合う突起部70の間に配置される当接歯18は、スプロケット10の回転方向の上流側に配置された突起部70に当って突起部70を押圧する。これにより、スプロケット10の制動力は、当接歯18及び突起部70を介してゴムクローラ50に伝達させ、矢印A方向に進行するクローラ車が制動する。
詳細には、入り側から、当接歯18は隣り合う突起部70の間に入り込む。当接歯18は、スプロケット10の回転方向の上流側に配置された突起部70に当接歯18の先端側で当って突起部70を押圧する。一方、抜け側では、当接歯18は、当接歯18の先端側で突起部70を押圧しながら突起部70の間から抜けていく(離れていく)。
また、図1に示されるように、矢印A方向に進行するクローラ車を下り坂で制動させる制動時には、通常の制動時の制動力に比して、大きい制動力がゴムクローラ50に作用する。このため、当接歯18が突起部70を押す押力が、通常の制動時の押力に比して大きくなる。これにより、抜け側では、突起部70を構成するゴムが変形して当接歯18の傾斜面18Bと突起部70の側面70Aとが面当たりする。
詳細には、抜け側では、当接歯18が凹部66と離れるため、当接歯18と凹部66とが接触している通常噛合い状態(図中回転軸12の上側)と比して、当接歯18と突起部70の噛合い状態が変化する。さらに、前述したように、当接歯18が突起部70を押す押力が、通常の制動時の押力に比して大きくなる。これらの要因により、抜け側では、突起部70を構成するゴムが変形して当接歯18の傾斜面18Bと突起部70の側面70Aとが面当たりする。このため、当接歯18が突起部70を押す押力は、通常の制動時の押力に比して大きく、突起部70の側面70Aと当接歯18の傾斜面18Bとが面当たりするため、押圧力(単位面積当たり押力)の上昇は抑制される。
このように、抜け側では、当接歯18の傾斜面18Bと突起部70の側面70Aとが面当たりしながら、当接歯18が突起部70の間から抜けていく(離れていく)。
なお、上記に記載したゴムクローラ50の挙動については、クローラ車に外部からクローラ車を進行させるような力が作用している状態で、このクローラ車を制動させた場合にも同様に生じる。例えば、クローラ車によって牽引される車両が、クローラ車を後方から進行方向に向って押している状態で、このクローラ車を制動させる場合が考えられる。
ここで、径方向外側が先細りとなる三角形状とされた比較形態(従来)の当接歯を備えたスプロケットを用いて、クローラ車を下り坂で制動させる制動時について記載する。
抜け側では、当接歯が凹部と離れるため、当接歯と凹部とが接触している通常噛合い状態と比して、当接歯と突起部の噛合い状態が変化する。さらに、当接歯が突起部を押す押力が、通常の制動時の押力に比して大きくなる。これらの要因により、抜け側では、突起部を構成するゴムが変形して当接歯の基端側の角部と突起部とが局部的に強く当たり押圧力が上昇する。
以上説明したように、クローラ車を下り坂で制動させる制動時には、従来の当接歯を用いると、突起部と当接歯の基端側の角部とが局部的に当る。これに対して、本実施形態の当接歯18を用いると、突起部70の側面70Aと当接歯18の傾斜面18Bとが面当たりするため、突起部70と当接歯18の基端側が局部的に強く当るのを抑制することができる。
また、突起部70の側面70Aと当接歯18の傾斜面18Bとが面当たりするため、当接歯18と噛合部との間で生じる押圧力(応力)の上昇を抑制することができる。
また、押圧力の上昇を抑制することができるため、高い応力に対応する材料を選択する必要がなくなり、設計自由度を向上させることができる。
また、押圧力の上昇が抑制されるため、当接歯18と突起部70との噛合い不良の発生を抑制することができる。
また、押圧力の上昇が抑制されるため、抜け側で、突起部70の間から当接歯18をスムーズに抜くことができる(スムーズに離間する)。
また、押圧力の上昇が抑制されるため、芯金58の突出部62に変形等の損傷が生じるのを抑制することができる(耐久性を向上させることができる)。
次に、本発明の第2実施形態に係るスプロケット150及びこれを備えた弾性クローラ組込体の一例について図12に従って説明する。なお、第1実施形態と同一部材については、同一符号を付してその説明を省略する。
図12に示されるように、回転軸方向から見て、第2実施形態に係るスプロケット150の当接歯152に備えられた一対の傾斜面152Aで挟まれる径方向の内側の曲面152Bは、一定の曲率で形成されている。
このように、一対の傾斜面152Aで挟まれる部位が一定の曲率で形成されているため、この部位を成形する金型の形状を単純化することができる。
次に、本発明の第3実施形態に係るスプロケット160及びこれを備えた弾性クローラ組込体の一例について図13に従って説明する。なお、第1実施形態と同一部材については、同一符号を付してその説明を省略する。
図13に示されるように、第3実施形態に係るスプロケット160の当接歯162は、板材を折り曲げて成形されており、回転軸方向から見て、内部に空洞部162Aが設けられている。このように、空洞部162Aを設けることで、当接歯162を軽量化することができる。
次に、本発明の第4実施形態に係るスプロケット170及びこれを備えた弾性クローラ組込体の一例について図14に従って説明する。なお、第1実施形態と同一部材については、同一符号を付してその説明を省略する。
図14に示されるように、回転軸方向から見て、第4実施形態に係るスプロケット170の当接歯172は、中央から基端側に向けて先細りとなる一対の湾曲面172Bが設けられている。具体的には、この湾曲面172Bは、外側に凸となるように湾曲している。
なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、スプロケット10の回転軸12方向から見て三角形状を成すように一対のアイドラー102とスプロケット10とを配置したが、三角形状に限定されず、台形形状や楕円形状等を成すようにスプロケット及びアイドラーを配置してもよい。
また、上記実施形態では、当接歯18をスプロケット10の回転軸12方向に沿って直線上に一体的に設けたが、当接歯を長手方向で分割(例えば、二股形状に分割)してもよい。
また、上記実施形態では、特に言及しなかったが、突起部70のピッチと同一ピッチのピンやギア等の当接歯(スプロケット歯)を備えるスプロケットを用いてもよい。
また、上記実施形態では、本体部16の高さの中央(図中J)よりも基端側における本体部16の周方向の厚さが、先端側の最大厚さより薄くされたが、本体部の径方向に沿った噛合い高さの中央よりも基端側における本体部の周方向の厚さが、先端側の最大厚さより薄くされてもよい。ここで、噛合い高さとは、当接歯において、駆動時又は制動時に突起部と噛み合っている範囲での高さである。つまり、突起部と噛み合っていない部位を除外した状態の高さである。
なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、特に言及しなかったが、スプロケットとアイドラー102との間に、ゴムクローラをガイドする転輪を設けてもよい。
また、上記実施形態では、クローラ幅方向に一対の突起部70が設けられる構成を例にとって説明したが、突起部は1個でもよく、3個以上であってもよい。
また、上記実施形態では、回転軸方向から見て、当接歯18は、本体部16に対して径方向の外側に突出して配置されたが、特に当接歯は、突出していなくてもよい。
また、上記実施形態では、当接歯18を本体部16の規制突起20に溶接等で固定したが、当接歯を本体部と一体的に形成してもよい。
また、上記第4実施形態では、外側に凸となるように湾曲面172Bを設けたが、内側に凸となるように(外側に凹となるように)湾曲面を設けてもよい。
10 スプロケット
12 回転軸
16 本体部
18 当接歯
18B 傾斜面
22 ゴムクローラ組込体(弾性クローラ組込体の一例)
50 ゴムクローラ(弾性クローラの一例)
70 突起部(噛合部の一例)
150 スプロケット
150B 傾斜面
152 当接歯
160 スプロケット
162 当接歯
170 スプロケット
172 当接歯

Claims (4)

  1. 無端状の弾性クローラの内周側に配置され、駆動力が伝達されて回転軸を中心に回転する円状の本体部と、
    前記本体部に固定されて前記回転軸の回転軸方向に沿って延び、前記弾性クローラの内周面に形成された噛合部と当接して前記本体部の回転力を前記弾性クローラに伝達すると共に、前記回転軸方向に沿った方向から見て、前記本体部の径方向に沿った高さの中央よりも基端側における前記本体部の周方向の厚さが、先端側の最大厚さより薄い当接歯と、
    を備えるスプロケット。
  2. 無端状の弾性クローラの内周側に配置され、駆動力が伝達されて回転軸を中心に回転する円状の本体部と、
    前記本体部に固定されて前記回転軸の回転軸方向に沿って延び、前記弾性クローラの内周面に形成された噛合部と当接して前記本体部の回転力を前記弾性クローラに伝達すると共に、前記回転軸方向に沿った方向から見て、前記本体部の径方向に沿った噛合い高さの中央よりも基端側における前記本体部の周方向の厚さが、先端側の最大厚さより薄い当接歯と、
    を備えるスプロケット。
  3. 前記当接歯には、前記回転軸方向から見て、前記当接歯の前記中央より基端側に向けて先細りとなるように一対の傾斜面が設けられる請求項1又は2に記載のスプロケット。
  4. 請求項1〜3の何れか1項に記載のスプロケットと、
    前記スプロケットに備えられた当接歯と当たり、前記スプロケットから回転力が伝達される無端状の弾性クローラと、
    を備えた弾性クローラ組込体。
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