JP2020003349A - 弾性クローラの走行試験装置 - Google Patents

Abstract

【課題】弾性クローラのスリップを抑制し、弾性クローラの試験を適切に行うことができる走行試験装置を提供する。【解決手段】弾性クローラの走行試験装置１０は、弾性クローラＣが装着されるクローラ装着部２２、及びクローラ装着部２２に装着した弾性クローラＣを回送駆動する駆動部２３を有する台車１１と、台車１１に装着された弾性クローラＣを走行させる仮想路面５０が外周に設けられた路面コンベア２７を有する台車支持装置１２と、を備え、路面コンベア２７の仮想路面５０には複数の突部５４が周方向に間隔をあけて突設されている。【選択図】図１

Description

本発明は、弾性クローラの走行試験装置に関する。

コンバイン等の農用機械やバックホー等の建設機械には、軟弱地や凹凸の激しい場所でも好適に走行可能な弾性クローラを備えた走行装置が適用されている。この弾性クローラは、ゴム等の弾性材料により無端帯状に形成されたクローラ本体と、このクローラ本体の周方向に間隔をあけて埋設された芯金等を備えており、走行装置における駆動輪、従動輪、転動輪等に巻き掛けられて使用される。

このような弾性クローラにおいては、長期使用による損傷及び摩耗の有無や芯金と弾性材料との剥離の有無等を評価するために、当該弾性クローラを実際の車両に装着した状態で耐久試験が行われることがある。しかし、このような実車による耐久試験は、広い試験場が必要である。また、この耐久試験は、路面に存在する砕石等の影響を受けたり試験中の旋回動作の頻度や旋回時の左右弾性クローラの周速差の影響を受けたりするので、再現性に乏しいという実状がある。

一方、下記特許文献１には、試験対象となる弾性クローラを台車に装着してコンベア状の仮想路面上で走行させる台上走行試験装置が開示されている。この台上走行試験装置を用いれば、広い試験場が不要となり、再現性もある程度は改善される。

特開昭５３−２８０１号公報

しかしながら、特許文献１記載の台上走行試験装置では、仮想路面上で弾性クローラがスリップすることがあり、そのスリップの頻度によって牽引状態が変化するので耐久性等の評価を適切に行えない恐れがある。特に、高牽引負荷をかけた試験を行う場合には、弾性クローラのスリップが顕著になる。

本発明は、弾性クローラのスリップを抑制し、弾性クローラの試験を適切に行うことができる走行試験装置を提供することを主な目的とする。

（１） 本発明における弾性クローラの走行試験装置は、
弾性クローラが装着されるクローラ装着部、及び前記クローラ装着部に装着した弾性クローラを回送駆動する駆動部を有する台車と、
前記台車に装着された弾性クローラを走行させる仮想路面が外周に設けられた路面コンベアを有する台車支持装置と、を備え、
前記路面コンベアの仮想路面には、複数の突部が周方向に間隔をあけて突設されている。

上記構成を有する走行試験装置によれば、台車に装着された弾性クローラを回送駆動することによって、路面コンベアの仮想路面上で弾性クローラを走行させることができる。仮想路面には複数の突部が周方向に間隔をあけて設けられているので、弾性クローラの外周面が突部に引っ掛かり、仮想路面上で弾性クローラがスリップするのを抑制することができる。したがって、一定の牽引力を発揮させた状態で安定して弾性クローラを走行させることができ、耐久性等の評価を適切に行うことができる。

（２）好ましくは、前記突部の頂部に、前記路面コンベアの周方向に直交する左右方向に沿った角部が設けられている。
このような構成によって、弾性クローラの外周面がより突部に引っ掛かりやすくなり、スリップの発生をより抑制することができる。

（３）好ましくは、前記路面コンベアは、前後のスプロケットに巻き掛けられた左右一対の回送チェーンと、一対の回送チェーンの間に架け渡され、当該回送チェーンの周方向に沿って並べられた複数の路面板とを有しており、
前記突部が、前記路面板における前記回送方向の幅よりも小さい幅を有する板材よりなり、前記路面板の表面に取り付けられている。
この構成によれば、突部を構成する板材を路面板に取り付けるだけで、容易に仮想路面に突部を形成することができる。

（４）好ましくは、前記突部の高さが、３ｍｍ以上１５ｍｍ以下である。
このような構成によって、弾性クローラに無用な損傷を与えることなくスリップを抑制することができる。

（５）好ましくは、前記クローラ装着部は、前記弾性クローラに噛み合う駆動輪及び従動輪を前後方向の一端部と他端部とに備えており、前記駆動輪及び前記従動輪の前後方向の間隔が調整可能である。
このような構成によって、周方向の長さが異なる弾性クローラを装着部に装着することができ、台車の汎用性を高めることができる。

（６）好ましくは、前記クローラ装着部は、前記駆動輪と前記従動輪との前後方向の間に弾性クローラの内周面を転動する転動輪を備えており、前記転動輪の前後方向の位置及び数量の少なくとも一方が調整可能である。
このような構成によって、弾性クローラの周方向の長さに応じて転動輪の位置や数量を適切に調整することができる。

（７）好ましくは、前記駆動部が出力可変型の電動モータを含む。
このような構成によって、弾性クローラの回送速度を変更することができるので、例えば、弾性クローラを高速で回送させる促進テストを行うことが可能となる。また、駆動部として電動モータを用いることによって、排気ガスによる試験環境の悪化が生じることもない。

（８）好ましくは、前記台車が、ウエイトを取り外し可能に装着するウエイト装着部を備えている。
このような構成によって、高荷重をかけた促進テストを行うことが可能となる。

本発明の走行試験装置によれば、弾性クローラのスリップを抑制し、弾性クローラの試験を適切に行うことができる。

本発明の一実施形態に係る弾性クローラの走行試験装置を示す概略的な側面図である。 走行試験装置の台車を示す概略的な平面図である。 走行試験装置の台車支持装置を示す概略的な平面図である。 図３のＡ−Ａ矢視断面図である。 図３のＢ部を拡大して示す平面図である。 図５のＣ−Ｃ矢視断面図である。 路面コンベアの路面板に設けられた突部の変形例を示す断面図である。

図１は、本発明の一実施形態に係る弾性クローラの走行試験装置を示す概略的な側面図である。
この走行試験装置１０は、無端帯状に形成された弾性クローラＣを装着し、この弾性クローラＣを走行させることによって、耐久試験等を行うために用いられる。一般に、弾性クローラＣは、ゴム等の弾性材料によって形成されたクローラ本体の内部に周方向に等間隔で多数の芯金が埋設されており、この芯金に走行装置の駆動輪を噛み合わせることによって動力が伝達され、回送駆動されるようになっている。

なお、本明細書においては、弾性クローラＣを走行させる方向を前後方向とし、この前後方向に直交する水平方向を左右方向とする。

走行試験装置１０は、台車１１と、台車支持装置１２とに大別される。
（台車の構造）
図２は、走行試験装置１０の台車１１を示す概略的な平面図である。
図１及び図２に示すように、台車１１は、車体フレーム２１と、この車体フレーム２１に設けられたクローラ装着部２２、駆動部２３、及びウエイト装着部２４とを有する。
クローラ装着部２２は、車体フレーム２１の左右両側に設けられている。クローラ装着部２２は、車体フレーム２１の側面の前部側に設けられた駆動輪３１と、後部側に設けられた従動輪３２と、駆動輪３１と従動輪３２との前後方向の間に配置された複数の転動輪３３とを有している。駆動輪３１は、車体フレーム２１の前部に回転自在に支持された駆動シャフト３４の両端部に設けられている。

従動輪３２は、車体フレーム２１に位置調整機構３５を介して取り付けられている。この位置調整機構３５は、車体フレーム２１の側部に回転自在に設けられた送りネジ３５ａと、この送りネジ３５ａに螺合された支持体３５ｂとを備えており、支持体３５ｂに従動輪３２が回転自在に支持されている。位置調整機構３５は、送りネジ３５ａを回転させて支持体３５ｂを前後に移動させることによって、従動輪３２の前後方向の位置を調整することができる。図１及び図２は、従動輪３２が最も後方に位置付けられた状態を示している。また、図１には、従動輪３２の位置調整範囲を符号Ｒで示している。

転動輪３３は、支持体３３ａに回転自在に支持されており、この支持体３３ａが車体フレーム２１の側面に固定ボルト等の取付具３３ｂによって取り外し可能に取り付けられている。車体フレーム２１の側面には、取付具３３ｂを取り付けることができる取付孔２１ａが前後方向に多数形成されている。そして、この取付孔２１ａのいずれかを選択して支持体３３ａを取り付けることで、転動輪３３の前後方向の位置を調整可能であり、また、車体フレーム２１に取り付ける転動輪３３の数量も調整可能である。

駆動部２３は、車体フレーム２１の前部側の上面に配置されている。駆動部２３は、電動モータ３６と、減速機３７とを有する。電動モータ３６は、インバータ制御等によって出力（運転回転数）を調整可能な出力可変型のモータである。
減速機３７は、電動モータ３６の駆動軸３６ａの回転を減速する。電動モータ３６の駆動軸３６ａと減速機３７の入力軸３７ａとは、ベルト伝動機構３８によって動力伝達可能に接続されている。減速機３７の出力軸３７ｂと、駆動シャフト３４とは、チェーン伝動機構３９によって動力伝達可能に接続されている。

以上より、駆動部２３は、電動モータ３６を作動することによって、減速機３７を介して駆動シャフト３４及び駆動輪３１を回転させることができる。そして、駆動輪３１を回転させることによって、クローラ装着部２２に装着した弾性クローラＣを回送させることができる。

ウエイト装着部２４は、車体フレーム２１の後部側の上面に配置されている。具体的には、ウエイト装着部２４は、駆動部２３を構成する電動モータ３６の後方に配置されている。ウエイト装着部２４は、上方が開口した箱体２４ａを備え、前後方向に並べて複数（図示例では３箇所）設けられている。各ウエイト装着部２４の箱体２４ａ内には、板状のウエイト２４ｂを積層して収容することができる。

車体フレーム２１の前後左右の４隅には、アイボルト等からなるワイヤ取付具２１ｂが設けられており、このワイヤ取付具２１ｂには、台車１１を前後から引っ張るワイヤが取り付けられている。これにより台車１１の前後方向の位置が固定され、台車支持装置１２上における前後方向の移動が阻止されている。

（台車支持装置の構成）
図３は、走行試験装置１０の台車支持装置１２を示す概略的な平面図である。
図１及び図３に示すように、台車支持装置１２は、装置フレーム２６と、装置フレーム２６に支持された左右一対の路面コンベア２７を備えている。
図３に示すように、各路面コンベア２７は、左右一対の回送チェーン４１と、左右一対の回送チェーン４１の間に架け渡された複数の路面板４２とを有している。回送チェーン４１は、装置フレーム２６に回転自在に支持された前後のシャフト４３，４４に取り付けられた前側スプロケット４５と後側スプロケット４６とに巻き掛けられている。一方のシャフト４３には制動装置４９が設けられ、路面コンベア２７の回送を制動することができる。

図４は、図３のＡ−Ａ矢視断面図である。
図１及び図４に示すように、左右一対の路面コンベア２７上には、台車１１に装着された左右の弾性クローラＣがそれぞれ載置される。各路面コンベア２７の左右の回送チェーン４１の上部側は、上側支持レール４７によって下方から支持されている。この上側支持レール４７は、台車１１の荷重を弾性クローラＣを介して受け、台車１１を支持している。また、各路面コンベア２７の左右の回送チェーン４１の下部側は、下側支持レール４８によって下方から支持されている。上側支持レール４７及び下側支持レール４８は、装置フレーム２６に固定されている。

図５は、図３のＢ部を拡大して示す平面図である。図６は、図５のＣ−Ｃ矢視断面図である。
各路面コンベア２７の左右の回送チェーン４１は、それぞれ左右一対のリンク部材５１をリンクピン５２で周方向に多数連結することによって構成されている。リンクピン５２には、ローラ５３が回転自在に装着されている。このローラ５３は、図４に示す上側支持レール４７及び下側支持レール４８上を走行する。

左右一対のリンク部材５１のうち路面コンベア２７の左右方向の内側に配置されたリンク部材５１には、左右方向の内側へ向けて突出する支持片５１ａが設けられている。そして、この支持片５１ａには、路面板４２の左右方向の両端部が固定されている。路面板４２は、前後方向（路面コンベア２７の回送方向）の幅が、左右方向の長さよりも小さい平面視長方形状の板材であり、複数の路面板４２の表面は、台車１１に装着された弾性クローラＣが走行する仮想路面５０を形成している。図６に示すように、路面板４２の前後方向の端部には、内周側に折り曲げられた補強リブ４２ａが設けられており、台車１１の荷重を受けることができるように路面板４２の曲げ剛性が高められている。

各路面板４２の表面には突部５４が突設されている。突部５４は、図５に示すように、路面板４２の左右方向の長さと同一の長さを有し、路面板４２の前後方向の幅よりも小さい幅を有する平面視長方形状の板材により構成されている。また、図６に示すように、突部５４を構成する板材は、断面形状が長方形状に形成されている。突部５４は、路面板４２の前後方向の略中央部に取り付けられている。

図６に示すように、路面板４２の前後方向の幅をＬ１、突部５４の前後方向の幅をＬ２としたとき、Ｌ２／Ｌ１が２５％以上５０％以下に設定されている。突部５４の高さｈは、３ｍｍ以上１５ｍｍ以下に設定されている。
突部５４は、回送チェーン４１の周方向に並べられた複数の路面板４２のそれぞれに設けられているので、路面コンベア２７の仮想路面５０には、複数の突部５４が周方向（回送方向）に間隔をあけて配置されることになる。

以上の構成を有する走行試験装置１０は、台車１１のクローラ装着部２２に弾性クローラＣを装着し、当該台車１１を台車支持装置１２上に搭載した状態で使用される。そして、台車１１の駆動部２３を作動することによって弾性クローラＣを回送させると、弾性クローラＣと路面コンベア２７との接触面に発生する摩擦力（弾性クローラＣの牽引力）によって路面コンベア２７も回送する。したがって、弾性クローラＣが実際の路面を走行する場合と略同様の環境で弾性クローラＣの試験を行うことができる。

また、弾性クローラＣを路面コンベア２７上で走行させるので、広い試験場を必要とせず、走行試験装置１０を設置することができる一定の広さの領域があれば試験を行うことができる。
そして、弾性クローラＣを路面コンベア２７上で走行させるので、実際の路面に存在する砕石等の影響を受けることがなく、弾性クローラＣの純粋な屈曲や牽引力等についての評価が可能となる。また、試験中は一定の場所で弾性クローラＣを直進させるだけであるので弾性クローラＣを旋回させる必要がなくなり、旋回頻度や左右弾性クローラＣの周速差の影響で試験結果が変動することもなく、再現性の高い試験を行うことができる。したがって、同種又は異種の弾性クローラＣの比較評価が可能となる。なお、弾性クローラＣの評価としては、弾性クローラＣのクラック評価、駆動輪に対する噛み合い評価、摩耗の評価、弾性クローラＣを構成する部品（芯金、スチールコード、ゴム等）の接着性評価等を挙げることができる。

路面コンベア２７の仮想路面５０には、複数の突部５４が周方向に間隔をあけて設けられているので、弾性クローラＣの外周面（特に、外周面に設けられたラグ）が突部５４に引っ掛かり、仮想路面５０上における弾性クローラＣのスリップが抑制される。そのため、一定の牽引力を発揮させた状態で弾性クローラＣを安定して走行させることができ、耐久性等の評価を一定の条件で適切に行うことができる。

なお、前述したように、突部５４の高さｈが３ｍｍ以上１５ｍｍ以下に設定されているのは、３ｍｍ未満であると、弾性クローラＣのスリップを確実に抑制することが困難となり、１５ｍｍを超えると、突部５４自体が障害物となって、実際の使用形態では生じえない損傷を弾性クローラＣに与える可能性があるからである。

図６に示すように、仮想路面５０に設けられた突部５４は、その断面が長方形状であるため、その頂部の２箇所には左右方向に沿った角部５４ａが設けられる（図６参照）。そのため、弾性クローラＣの外周面が、突部５４の角部５４ａに引っ掛かりやすくなり、よりスリップを抑制することができる。

台車１１のクローラ装着部２２は、従動輪３２が前後方向に位置調整自在に設けられ、駆動輪３１と従動輪３２との前後方向の間隔が調整可能である。そのため、長さが異なる弾性クローラＣをクローラ装着部２２に装着することができ、台車１１の汎用性を高めることができる。

また、クローラ装着部２２の転動輪３３は、前後方向の位置及び数量を調整可能である。そのため、前述したように、長さの異なる弾性クローラＣを装着するときに、その弾性クローラＣの長さに応じて転動輪３３の位置及び数量を適切に設定することができる。

台車１１の駆動部２３を構成する電動モータ３６は出力可変型であるため、その出力を高めることによって弾性クローラＣを高速で回送させることができる。そのため、試験を短時間で行う促進テストを行うことが可能となる。また、駆動部２３として電動モータ３６が用いられているので、エンジンを用いた駆動部のように排気ガスによる試験環境の悪化が生じることもない。

台車１１には、ウエイト２４ｂを装着するウエイト装着部２４が設けられているので、台車１１に高荷重をかけた促進テストを行うことが可能となる。また、ウエイト装着部２４は、複数のウエイト２４ｂを取り外し可能に装着することができるので、台車１１に付与する荷重を調整することができる。

なお、ウエイト装着部２４は、前後方向に複数設けられているので、いずれかのウエイト装着部２４を選択してウエイト２４ｂを装着することができる。本実施形態では、ウエイト装着部２４が、従動輪３２の位置調整範囲（図１にＲで示す）に対応して複数設けられており、従動輪３２の位置に応じてウエイト２４ｂを装着するウエイト装着部２４を選択することができる。例えば、図１に示すように従動輪３２が最も後方に位置付けられた場合は、３つのウエイト装着部２４に均等にウエイト２４ｂを装着することができる。また、従動輪３２が最も前方に位置付けられた場合は、最も前側のウエイト装着部２４のみにウエイト２４ｂを装着することができる。

台車支持装置１２には、路面コンベア２７を制動する制動装置４９が設けられているので、路面コンベア２７の回送を止めた状態で弾性クローラＣを回送させるという高牽引負荷をかけた促進テストを行うことが可能となる。

（変形例）
図７は、路面コンベアの路面板に設けられた突部の変形例を示す断面図である。路面板４２の突部５４は、図７に示すように変形することができる。
具体的には、図７（ａ）に示す路面板４２は、突部５４の断面形状が台形状に形成されている。図７（ｂ）に示す路面板４２は、突部５４の断面形状が三角形状に形成されている。図７（ｃ）に示す路面板４２は、突部５４の頂部が曲面状に形成されている。

断面形状が台形状の突部５４の頂部には２箇所の角部５４ａが形成され、断面三角形状の突部５４の頂部には１個所の角部５４ａが形成されている。したがって、弾性クローラＣの外周面が突部５４の角部５４ａに引っ掛かることによってよりスリップを抑制することができる。また、図７（ｃ）に示す突部５４は角部を備えないので、図７（ａ）及び（ｂ）に示す突部５４と比べて弾性クローラＣが引っ掛かりにくくなるものの、スリップを抑制する効果は十分に有している。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において、適宜変更できるものである。
例えば、上記実施形態では、路面板と別体に形成された板材を路面板に取り付けることによって突部が構成されていたが、路面板の表面を機械加工（削り出し等）することによって路面板と一体に突部が形成されていてもよい。ただし、上記実施形態の方が路面板上に安価に突部を設けることができる。

上記実施形態では、路面板上の突部が、路面板の左右方向の長さ全体にわたって連続的に設けられているが、路面板の長さ方向に断続的に設けられていてもよい。
上記実施形態では、クローラ装着部における従動輪の前後方向の位置が調整可能に構成されていたが、これに代えて又は加えて、駆動輪の前後方向の位置が調整可能に構成されていてもよい。また、転動輪は、従動輪と同じような位置調整機構によって前後方向の位置が調整可能に構成されていてもよい。

転動輪の位置調整機構は、上記実施形態のような送りネジ式のものに代えて、流体圧シリンダや電動シリンダを用いたものであってもよい。
転動輪は、前後方向の位置及び数量のいずれか一方のみが調整可能に構成されていてもよい。

上記実施形態における走行試験装置は、芯金を備えた弾性クローラに限らず、芯金レスの弾性クローラにも適用することができる。

１０ ：走行試験装置
１１ ：台車
１２ ：台車支持装置
２２ ：クローラ装着部
２３ ：駆動部
２４ ：ウエイト装着部
２４ｂ ：ウエイト
２７ ：路面コンベア
３１ ：駆動輪
３２ ：従動輪
３３ ：転動輪
３６ ：電動モータ
４１ ：回送チェーン
４２ ：路面板
５０ ：仮想路面
５４ ：突部
５４ａ ：角部
Ｃ ：弾性クローラ

Claims (8)

1. 弾性クローラが装着されるクローラ装着部、及び前記クローラ装着部に装着した弾性クローラを回送駆動する駆動部を有する台車と、
   前記台車に装着された弾性クローラを走行させる仮想路面が外周に設けられた路面コンベアを有する台車支持装置と、を備え、
   前記路面コンベアの仮想路面には、複数の突部が周方向に間隔をあけて突設されている、弾性クローラの走行試験装置。
2. 前記突部の頂部に、前記路面コンベアの周方向に直交する左右方向に沿った角部が設けられている、請求項１に記載の弾性クローラの走行試験装置。
3. 前記路面コンベアは、前後のスプロケットに巻き掛けられた左右一対の回送チェーンと、一対の回送チェーンの間に架け渡され、当該回送チェーンの周方向に沿って並べられた複数の路面板とを有しており、
   前記突部が、前記路面板における前記回送方向の幅よりも小さい幅を有する板材よりなり、前記路面板の表面に取り付けられている、請求項１又は２に記載の弾性クローラの走行試験装置。
4. 前記突部の高さが、３ｍｍ以上１５ｍｍ以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性クローラの走行試験装置。
5. 前記クローラ装着部は、前記弾性クローラに噛み合う駆動輪及び従動輪を前後方向の一端部と他端部とに備えており、前記駆動輪及び前記従動輪の前後方向の間隔が調整可能である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性クローラの走行試験装置。
6. 前記クローラ装着部は、前記駆動輪と前記従動輪との前後方向の間に弾性クローラの内周面を転動する転動輪を備えており、前記転動輪の前後方向の位置及び数量の少なくとも一方が調整可能である、請求項５に記載の弾性クローラの走行試験装置。
7. 前記駆動部が出力可変型の電動モータを含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の弾性クローラの走行試験装置。
8. 前記台車が、ウエイトを取り外し可能に装着するウエイト装着部を備えている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の弾性クローラの走行試験装置。
   

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