JP4175454B2 - クローラー車両 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特にブルドーザのような土木機械として通常使用される、揺動キャタピラキャリッジ(carriage)を備えたクローラー車両もしくは無限軌道車両に関するものである。より具体的には、本発明は、長手方向軸と、支持フレームと、該支持フレームの両側に配置された２つの長手方向キャリッジとを有する車両に関するものである。これらのキャリッジは、車両を駆動するためのキャタピラをそれぞれ支持すると共に、各後部の旋回軸によりフレームに接続されていて、車両が走行する地面の起伏にあわせて、実質的に垂直の揺動面において後部横断軸回りに回転する。
【０００２】
【従来の技術】
上述した形式の車両において、各キャリッジの前端部は、通常、揺動面におけるキャリッジの動きを案内するための垂直ガイドによりフレームに接続されている。
【０００３】
上述した形式の既知クローラー車両が特に風塵や泥濘の荒れ地条件で運転されると、キャリッジの前端部同士を接続するガイドは、厳しい摩耗及び損傷を受け、従って、継続的な保守と、頻繁な交換とを必要とするようになる。
【０００４】
取り得る解決策としては、これらのキャリッジの前端部が前部横断部材により互いに接続されており、前部横断部材の中央部分は車両のフレームに枢着されていて、長手方向軸に平行な軸回りに回転する。具体的には、横断部材の各端部は、後部横断軸に対して垂直な円柱形のヒンジピンにより各キャリッジに枢着されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この解決策では、それぞれの揺動面において一方のキャリッジを上方に回らせ他方のキャリッジを下方に回らせるような荒れ地で運転する場合に、キャリッジ、後部ヒンジ及び前部ヒンジピンが受ける厳しくかつ危険であると思われる曲げ、捩り、および曲げと捩り両方の応力が作用するために十分ではない。
【０００６】
実際に、左右のキャリッジが後部横断軸を中心として反対方向に次第に回るときに、これらのキャリッジの前端部間の距離が増すのに対して、前端部は横断部材により実質的に剛に互いに結合されたままであり、そのため、キャリッジに対して、そして間接的であるが後部ヒンジに対して、応力が発生し、その結果、歪みが発生する。
【０００７】
従って、本発明の目的は、上述の欠点に対して簡単かつ低コストな解決策となるように設計された揺動キャタピラキャリッジを備えたクローラー車両を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、長手方向軸と、該長手方向軸に沿って延びるフレームと、該フレームの両側にある２つのキャタピラキャリッジと、前記各キャタピラキャリッジ及び前記フレームの間に介在して、前記各キャタピラキャリッジが、前記フレームに関し、前記長手方向軸に対して垂直の少なくとも第１ヒンジ軸の回りに揺動することを可能とするための第１接続手段と、前記第１ヒンジ軸に対して実質的に平行の接続横断部材と、前記接続横断部材及び前記各キャタピラキャリッジの間に介在して、前記接続横断部材及び前記各キャタピラキャリッジが、前記第１ヒンジ軸に対して垂直の第２ヒンジ軸の回りに相対的に揺動することを可能とするための第２接続手段とを有するクローラー車両が提供されている。
【０００９】
このクローラー車両は、前記キャタピラキャリッジが前記第１ヒンジ軸の回りに揺動するときに、前記接続横断部材の長さを２つの所定値間で変えるための補償手段を更に備えていることを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を参照して、一つの実施例について説明する。なお、本実施の形態は本発明を限定するものではない。
【００１１】
図１における符号１は、特にブルドーザのような土木機械として通常用いられるクローラー車両もしくは無限軌道車両を表わしている。このクローラー車両１は、長手方向軸３を有すると共に、この軸３の方向に延びる支持フレーム２を備えている。車両１は更に、支持フレーム２の両側に配置された２つのキャタピラキャリッジ４を備えており、該キャタピラキャリッジ４は長手方向軸３に対して実質的に平行に延びている。
【００１２】
図１及び図２を参照するに、各キャタピラキャリッジ４は、支持構造体６とキャタピラ７とを備え、キャタピラ７は、支持構造体６により支持されると共にその周囲に沿って走行する。各キャタピラ７は、既知の方法（図示せず）で駆動され車両１を推進する。これらの支持構造体６は、それぞれの接続アセンブリ９（詳細には図示されていないが、その内の１つのみが図１に示されている）により支持フレーム２に接続された後部部分８をそれぞれ備えており、該接続アセンブリ９によって、キャタピラキャリッジ４は、双方のキャタピラキャリッジ４が互いに平行である中間規準位置の両側で、軸３に対して垂直な水平ヒンジ運動軸１０を中心として、支持フレーム２に関し揺動もしくは首振りが可能である。接続アセンブリ９は、支持フレーム２と後方部分８の接続部に、ある程度の半径方向及び軸方向への隙間を持たせている。
【００１３】
図１〜図５を参照するに、支持構造体６はまた、前部接続フォークもしくは分岐構造部１２をそれぞれ備えており、各前部接続フォーク１２は、支持フレーム２に対峙すると共に、水平ヒンジ運動軸１０に垂直な規準軸１７に沿って形成された円筒形の座部１５，１６の形状を定める２本のアーム部１３，１４を備えている。
【００１４】
各支持構造体６は、横断部材１８により特定されるフロントサスペンションによって互いに結合され支持されている。該横断部材１８は、水平ヒンジ運動軸１０に対して実質的に平行であると共に、既知のヒンジ装置２０（図１）により支持フレーム２に結合される中央部分１９を設けていて、横断部材１８が、軸３に平行な中央軸２１と垂直であると共に、図２の面に一致する垂直面Ｐ（図３）において、中央軸２１を中心として揺動することができる。
【００１５】
横断部材１８は、反対方向に延びる２つのアーム部２２を備え、各アーム部２２は、それぞれの前部接続フォーク１２のアーム部１３，１４の間に間挿されると共に、接続アセンブリ２５によりフォーク１２に接続される部分２３で終端している。この接続アセンブリ２５は、座部１５，１６と、部分２３に貫通形成された長手方向座部２６（図４及び図５）と、座部１５，２６及び１６に係合するヒンジピン（補償手段）３０とから構成されている。
【００１６】
特に図３〜図５を参照すると、ヒンジピン３０は、その両端に、同軸状の円柱端部分３６，３７を備えており、該端部分３６，３７が、横断部材１８及び各キャタピラキャリッジ４の相対揺動(oscillation)を可能にするような軸方向に固定された回転方式で規準軸１７に沿って各座部１５，１６に係合する。ヒンジピン３０は更に、規準軸１７に関して平行ではあるが中心がずれている軸４０に沿って端部分３６，３７間に延在する円柱形の中間部分３８を備えている。この中間部分３８は、端部分３６，３７の直径と直径との間の直径（各直径の平均値）を有すると共に、図４に関し、端部分３６の上側母線(generating line)と端部分３７の下側母線の延長部を規定する２つの直径方向に対峙した母線を有している。
【００１７】
端部分３７は座部２６に係合すると共に、接続アセンブリ２５の一部を形成する関節式継手もしくは球面継手４４の介在により、部分２３に接続されている。この球面継手４４は、部分２３に一体的に接続されると共に、球面座部４６の形状を定める外側リング４５と、中間部分３８に接続されると共に、軸方向の反対方向に滑動可能であって（図３）球面座部４６に係合する球形ヘッド４８を備える内側リング４７とから構成されている。
【００１８】
図１〜図５を参照すると、実際に使用する場合、支持フレーム２に関するキャタピラキャリッジ４の位置は、地形もしくは地面の起伏に応じて自動的に適応する。無限軌道車両１が平らな土地を走行するときには、これらのキャタピラキャリッジ４は中間規準位置（図５参照。諸部材は図２において実線で示されている。）に留まっており、各ヒンジピン３０は、それぞれの軸１７及び４０が、軸２１に平行であり、しかも、軸１０に対して垂直でかつキャタピラキャリッジ４の揺動もしくは首振り面に対して平行な面Ｑにある、第１作動位置に設定されている。逆に、無限軌道車両１が下り坂或いは隆起上を走行するときには、これらのキャタピラキャリッジ４が軸１０を中心として反対方向に回転するので、横断部材１８は、平面Ｐにおいて軸２１回りにロックする。キャタピラキャリッジ４及び横断部材１８が揺動するときに、軸１７は支持構造体６により保持されてそれぞれの面Ｑにおいて軸１０回りに回転するが、軸４０は横断部材１８及び関節式継手４４により保持されて軸２１回りに回転する。面Ｐにおける軸１７及び４０の経路間の相違の結果、各ヒンジピン３０は、接続横断部材１８の軸２１から偏心部分３８の軸４０までの距離が変わるように、座部１５，１６において各軸１７回りに自動的に回転する。
【００１９】
各ヒンジピン３０は、接続横断部材１８の軸２１から偏心部分３８の軸４０までの距離の値がＬ１（図２）である第１作動位置（図２及び図５）から、軸１７，４０が軸２１に関して半径方向の同じラインＲと交差する第２限界作動位置（図２及び図４）に自由に回転し、そして、接続横断部材１８の軸２１から偏心部分３８の軸４０までの距離の値はＬ１より大きいＬ２になる。具体的には、値Ｌ１及びＬ２間の差は中間部分３８の偏心量の２倍に等しい。
【００２０】
同時に、各関節式継手４４は、それぞれのヒンジピン３０の傾きを横断部材１８の傾きに適応させ、一方、中間部分３８への内側リング４７の滑り結合は、ヒンジピン３０を軸方向に案内すると共に、キャタピラキャリッジ４が揺動するときの軸１７（図３）に沿ったフォーク１２及び部分２３が移動する経路間の差Ｄを補えるようになっている。
【００２１】
図６は、接続アセンブリ２５の変形例を概略的に示しており、この変形例において、内側リング４７は案内ピン３０の中間部分３８に一体的に接続されているが、アーム部１３，１４は軸１７に沿ってそれぞれ案内座部１５，１６の形状を定め、そして端部分３６，３７が軸方向に滑動する態様でアーム部１３，１４に接続された滑動体の形状を定めている。図６から分かるように、横断部材１８に一体的に接続された外側リング４５は、座部１５，１６内での案内ピン３０の滑り運動のため、軸１０回りにキャタピラキャリッジ４が揺動もしくは首振り運動する間、面Ｐに留まっていることができる。
【００２２】
同時に、案内ピン３０だけでなく後部接続アセンブリ９により許容される支持構造体６及び支持フレーム２間の隙間のため、各キャタピラキャリッジ４は、軸１０に対して交差する任意の軸回りに揺動もしくは首振りすることが可能である。また、無限軌道車両１が走行している地面の起伏に適応するキャタピラキャリッジ４の能力を更に改善するのに十分ではあるが、各キャタピラキャリッジ４の横方向位置を比較的に少量の運動により軸１０に平行に適応させることが可能である。
【００２３】
従って、支持フレーム２に関するキャタピラキャリッジ４の位置は、支持構造体６又は接続アセンブリ９，２５に対して過酷な応力もしくは歪みを発生することなく地面の起伏に従うように適応させることができる。実際上、接続アセンブリ２５は、キャタピラキャリッジ４が横断部材１８を空間のどの方向に向かせることを可能にしている。このような適応性は、無計画ではなく、管理された仕方で関節式継手４４により、特に、中間部分３８の偏心度により決まる２つの限界作動位置間で位置が変わる案内ピン３０により生ずる。
【００２４】
また、フォーク１２及び案内ピン３０間の接続部が比較的に直接に塵芥のような外部原因物質から保護されているので、接続アセンブリ２５は、構造的に信頼性がある。
【００２５】
更に、案内ピン３０は、その形状のため、座部１５内に軸方向に挿入し、内側リング４７に通し、そして座部１６に挿入することにより、比較的に容易に一操作で組み立てることができる。
【００２６】
明らかに、本発明の範囲から逸脱することなく、この明細書に記載し図示したようにクローラー車両に変更を加えることができる。
【００２７】
特に、案内ピン３０以外の補償装置を設けて接続横断部材１８の軸２１から偏心部分３８の軸４０までの距離を変えてもよいし、関節式継手以外の接続アセンブリを中間部分３８と部分２３との間に介在させてもよく、両方とも備えていても良い。
【００２８】
更に、関節式継手４４は、横断部材１８とは異なって支持構造体６により支持することができ、また、案内ピン３０は、横断部材１８と一体のフォークにより支持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による揺動もしくは首降り式キャタピラキャリッジを備えたクローラー車両の平面図であり、明瞭にするため種々の部分は除去してある。
【図２】異なる作動位置にある図１のクローラー車両の詳細を示す概略拡大正面図である。
【図３】図２におけるIII−III線に沿った断面図である。
【図４】図２のIV−IV線に沿った、１つの作動位置にある図２の詳細の拡大断面図である。
【図５】図２のＶ−Ｖ線に沿った、別の作動位置にある図２の詳細の拡大断面図である。
【図６】上述した図におけるクローラー車両の変形例を示す部分側面図であり、キャタピラ可動台車は２つの異なる作動位置にある。
【符号の説明】
１ クローラー車両（無限軌道車両）
２ フレーム
３ 長手方向軸
４ キャタピラキャリッジ
９ 接続アセンブリ（第１接続手段）
１０ 水平ヒンジ運動軸（第１ヒンジ軸）
１５ 座部（案内手段）
１６ 座部（案内手段）
１７ 規準軸（第２ヒンジ軸）
１８ 接続横断部材
２５ 接続アセンブリ（第２接続手段）
３０ ヒンジピンもしくは案内ピン（補償手段，円柱体）
３６ 同軸円柱端部分（滑り手段）
３７ 同軸円柱端部分（滑り手段）
３８ 中間部分（偏心部分）
４４ 球面継手（接続手段，関節式継手）
４６ 球面座部
４８ 球形ヘッド
Ｌ１，Ｌ２ 接続横断部材の軸から偏心部分の軸までの距離の所定値

Claims (6)

1. 長手方向軸（３）と、該長手方向軸（３）に沿って延びるフレーム（２）と、該フレーム（２）の両側にある２つのキャタピラキャリッジ（４）と、該各キャタピラキャリッジ（４）及び前記フレーム（２）の間に介在して前記各キャタピラキャリッジ（４）が前記フレーム（２）に関して前記長手方向軸（３）に対して垂直の少なくとも第１ヒンジ軸（１０）の回りに揺動することを可能とするための第１接続手段（９）と、該第１ヒンジ軸（１０）に対して実質的に平行の接続横断部材（１８）と、前記接続横断部材（１８）及び前記各キャタピラキャリッジ（４）の間に介在して前記接続横断部材（１８）及び前記各キャタピラキャリッジ（４）が前記第１ヒンジ軸（１０）に対して垂直の第２ヒンジ軸（１７）の回りに相対的に揺動することを可能とするための第２接続手段（２５）を有するクローラー車両（１）において、
   前記第２接続手段（２５）の一部が、補償手段（３０）として形成され、前記補償手段（３０）は、前記キャタピラキャリッジ（４）の各々について、対応する前記第２ヒンジ軸（１７）の回りに回転するように前記キャタピラキャリッジ（４）に接続されており、前記補償手段（３０）は、長手方向の両端に前記第２ヒンジ軸（１７）に沿った円中心の軸を有する円柱形の２つの同軸円柱端部分（３６，３７）と、該２つの同軸円柱端部分（３６，３７）の間に前記第２ヒンジ軸（１７）に対して平行で、かつずれて配置されている軸（４０）を通るような円中心を有する円柱形の偏心部分（３８）とを備えており、前記補償手段（３０）は、前記偏心部分（３８）と前記接続横断部材（１８）とを可動可能に接続するための接続手段（４４）を備えており、前記２つの同軸円柱端部分（３６，３７）が、前記キャタピラキャリッジ（４）により支持された案内手段（１５，１６）に対して、前記第２ヒンジ軸（１７）に沿って相対的に並進するのを許容する滑り手段として構成されており、
   前記補償手段（３０）は段付形状に形成されており、一方の同軸円柱端部分（３６）は、他方の同軸円柱端部分（３７）の直径よりも大きく形成されており、前記偏心部分（３８）は、前記一方の同軸円柱端部分（３６）と前記他方の同軸円柱端部分（３７）の直径との間にある大きさの直径を有する円柱形状に形成されており、前記偏芯部分（３８）の全体は、前記一方の同軸円柱端部分の半径方向内側に配置されており、前記補償手段（３０）を前記他方の同軸円柱端部分（３７）から前記案内手段（１５，１６）内に挿入することによって、前記案内手段（１５，１６）内への前記補償手段（３０）の装着を容易にするように構成されており、前記キャタピラキャリッジ（４）が前記第１ヒンジ軸（１０）の回りに揺動するときに、補償手段（３０）は、接続横断部材（１８）の軸（２１）から偏心部分（３８）の軸（４０）までの距離を２つの所定値（Ｌ１，Ｌ２）間で変化させるように構成されていることを特徴とするクローラー車両。
2. 前記接続手段は球面継手（４４）であることを特徴とする請求項１に記載のクローラー車両。
3. 前記各球面継手（４４）は、前記偏心部分（３８）により支持される球形ヘッド（４８）と、該球形ヘッド（４８）に係合すると共に、前記接続横断部材（１８）により支持される球面座部（４６）とを備えていることを特徴とする請求項２に記載のクローラー車両。
4. 前記第１接続手段（９）は、前記各キャタピラキャリッジ（４）が前記第１ヒンジ軸（１０）に対して交差する少なくとも１つの軸回りに前記フレーム（２）に関して揺動可能に構成されてていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のクローラー車両。
5. 前記２つの所定値（Ｌ１，Ｌ２）の差は前記偏心部分（３８）の偏心度の２倍に等しいことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のクローラー車両。
6. 前記補償手段（３０）は、前記キャタピラキャリッジ（４）が前記第１ヒンジ軸（１０）回りに揺動する際に、前記長手方向軸（３）と、前記第１ヒンジ軸（１０）と、前記長手軸方向および前記第１ヒンジ軸に直交する高さ方向の軸とからなる３つの直交軸における前記キャタピラキャリッジ（４）及び前記接続横断部材（１８）間の径路 の差を補償するように作動可能に構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のクローラー車両。

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