JP4423110B2 - 弾性クローラ - Google Patents

Description

本発明は、建設機械、農業機械、雪上車などの無限走行装置に用いられる無端帯状の弾性クローラに関する。

弾性クローラは、ゴム、合成樹脂などの弾性材料を用いて形成された無端帯状のクローラ本体を備えたものであり、鉄クローラと比較して、低騒音、乗り心地の良さ、路面保護性の高さ、軽量化、安価化などの利点を有することから、広く用いられている。
かかる弾性クローラとしては、例えば図６〜図８に示すように、無端帯状に形成された弾性材料製のクローラ本体１と、その内周面（非接地面）に一体的に突設された複数のガイド突起２と、クローラ本体１の外周面（接地面）に一体的に突設された複数のラグ３とを備え、クローラ本体１の内部に、複数の幅方向補強体（芯金）４が帯長手方向に所定間隔おきに埋設され、さらに、その幅方向補強体４よりもクローラ内周面側に帯長手方向に延びた無端状の内周側抗張体５が、複数本、帯幅方向に並列して埋設されているとともに、前記幅方向補強体４よりもクローラ外周面側に帯長手方向に延びた無端状の外周側抗張体６とが、複数本、帯幅方向に並列して埋設されているものが知られている。この弾性クローラは、各種の無限走行装置の駆動輪、従動輪等の転輪Ｔに巻き掛けられて用いられ、当該転輪Ｔがガイド突起２より脱輪しないように構成されている。

また、他の弾性クローラとしては、図９に示すように、クローラ本体１の内部に、転輪Ｔが転動するクローラ本体１内周面の下方では帯幅方向に一直線に延びた部分７ａとその片端側のクローラ本体１内周面側に折れ曲がった部分７ｂとを有する幅方向補強体（芯金）７と、一直線に延びた部分７ａよりもクローラ本体１内周面側に位置する複数の抗張体８と、折れ曲がった部分７ｂよりも接地面側に位置する複数の抗張体９とが、埋設されたものも知られている。
さらに他の弾性クローラとしては、クローラ本体の内部に、幅方向補強体（芯金）の帯長手方向の前後に別体の幅方向補強体をさらに埋設させるとともに、それら幅方向補強体の内周面側及び外周面側のうちの少なくとも一方に位置するよう抗張体を埋設させたものも知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−２４６９６２号公報（図１、図３、図５、図６、図７、図８）

しかしながら、従来の各弾性クローラは、全帯幅方向範囲において、クローラ本体内周面から略一定距離離れたクローラ本体の内部の位置に抗張体を同一ラインとなるように配置させているため（図７、図８、図９参照）、突発的に、転輪Ｔがガイド突起に乗り上げたとき、脱輪しやすいという問題がある。詳細には、従来の各弾性クローラにおいては、転輪Ｔが転動する部分の下方にある帯幅方向中央の抗張体５ｂ、８ｂには、転輪Ｔの転動により大きなテンション（張力）が作用することとなる。一方、ガイド突起２の下方にある帯幅方向両側の抗張体５ａ、８ａには、その上方で転輪Ｔが転動していないため、大きなテンションが作用していない。特に、隣接する幅方向補強体４間の領域に存在する帯幅方向両側の抗張体５ａには、殆どテンションが作用していないか、非常に小さなテンションが作用しているに過ぎない。このため、ガイド突起２の根元部分は、ゆるんだ状態となっており、ガイド突起２がぐらつきやすくなっている。よって、弾性クローラを装着した無限走行装置が例えば不整地（石等が散乱した凹凸のある土地）を走行していて、突発的に、転輪Ｔが幅方向にずれてガイド突起２に乗り上げると、その初期段階では、ガイド突起２の下方に存在する抗張体５ａ、８ａに大きなテンションが作用していないため、ガイド突起２が容易に倒れ込み、その結果、転輪Ｔが脱輪してしまう。この問題は、転輪Ｔが高速で転動する場合、ガイド突起２の下方にある抗張体５ａ、８ａに所定値以上のテンションが作用するまでの動作遅れとして顕著に見られ、その改善が求められていた。

本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、ガイド突起の倒れ込みを有効に抑制して、脱輪を効果的に防止することができる弾性クローラの提供をその目的とする。

本発明者は、ガイド突起が倒れ込んで転輪が脱輪してしまうのを効果的に防止すべく鋭意研究を重ねていた。その過程で、ガイド突起の形成部分に対応した帯幅方向範囲に存在する抗張体に大きなテンションが作用していると、ガイド突起の根元部分がしっかりとした状態となり、そのためガイド突起の倒れ込みを有効に抑制することができるとの知見を得た。そこで、いかにしてガイド突起の形成部分に対応した帯幅方向範囲に存在する抗張体に大きなテンションを作用させるかについて種々検討を重ねた結果、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の弾性クローラは、無端帯状に形成された弾性材料製のクローラ本体と、前記クローラ本体内に帯長手方向に所定間隔おきに埋設された幅方向補強体と、前記クローラ本体内に帯長手方向に延びて埋設された抗張体と、前記クローラ本体の内周面に突設されたガイド突起と、前記クローラ本体の外周面に突設されたラグと、を備えた弾性クローラであって、前記抗張体は、前記幅方向補強体よりもクローラ内周面側に位置する内周側抗張体と、前記幅方向補強体よりもクローラ外周面側に位置する外周側抗張体とを有しており、かつ、隣接する幅方向補強体間の全帯幅方向範囲において、前記ガイド突起の形成部分に対応した帯幅方向範囲に存在する抗張体のクローラ厚み方向中心位置が、前記ガイド突起の形成部分以外の部分に対応した帯幅方向範囲に存在する抗張体のクローラ厚み方向中心位置よりも、クローラ外周面側に位置していることを特徴としている。

上記の構成によれば、幅方向補強体が埋設された領域においては、当該幅方向補強体が内周側抗張体と外周側抗張体とにより挟まれた状態で存在しているので、幅方向補強体自体の剛性を利用して、ガイド突起の形成部分に対応した帯幅方向範囲に存在する抗張体をを含め、幅方向補強体が存在する全幅方向範囲における抗張体にテンションを作用させることができる。また、隣接する幅方向補強体間の領域においては、前記ガイド突起の形成部分に対応した帯幅方向範囲に存在する抗張体のクローラ厚み方向中心位置が、前記ガイド突起の形成部分以外の部分に対応した帯幅方向範囲に存在する抗張体のクローラ厚み方向中心位置よりもクローラ外周面側に位置するようにしていることから、ガイド突起の形成部分に対応した帯幅方向範囲に存在する抗張体がクローラ内周面側に引っ張られるとともに、ガイド突起の形成部分以外の部分に対応した帯幅方向範囲に存在する抗張体からテンションが伝達されて、ガイド突起の形成部分に対応した帯幅方向範囲に存在する抗張体にもテンションが作用することとなる。このようなことから、突発的に転輪がガイド突起に乗り上げたとしても、その初期段階において、ガイド突起の形成部分に対応した帯幅方向範囲に存在する抗張体に従来よりも大きなテンションが幅方向補強体を介して作用していることから、ガイド突起の根元部分がしっかりとした土台となりやすく、ガイド突起の倒れ込みを有効に抑制することができる。特に、転輪が高速で転動する場合、初期段階においてもテンションが作用していることから、動作遅れに起因するガイド突起の倒れ込みを有効に抑制することができる。

上記弾性クローラにおいて、前記ガイド突起の形成部分に対応した帯幅方向範囲に存在する内周側抗張体は、帯長手方向断面視において、略直線状に延びて埋設されており、かつ、前記ガイド突起の形成部分に対応した帯幅方向範囲に存在する外周側抗張体は、帯長手方向断面視において、幅方向補強体に沿うように延びて埋設されている構成とすることができる。また、上記弾性クローラにおいて、前記ガイド突起の形成部分以外の部分に対応した帯幅方向範囲に存在する内周側抗張体は、帯長手方向断面視において、略直線状に延びて埋設されており、かつ、前記ガイド突起の形成部分以外の部分に対応した帯幅方向範囲に存在する外周側抗張体は、帯長手方向断面視において、幅方向補強体に沿うように延びて埋設されている構成とすることができる。

また、上記弾性クローラにおいて、前記ガイド突起の表面に、低摩擦係数部材が配置されている構成とすることができる。この場合、ガイド突起表面の摩耗を有効に抑制することができるため、長期にわたり安定して用いることができる。また、上記弾性クローラにおいて、摩擦駆動式又は噛合駆動式とする構成を採用することができる。

本発明によれば、突発的に転輪がガイド突起に乗り上げたとしても、当該ガイド突起の形成部分に対応した帯幅方向範囲に存在する抗張体に従来よりも大きなテンションが作用していることから、ガイド突起が倒れ込んでしまうのを有効に抑制することができる。よって、転輪が脱輪してしまうのを効果的に防止することができる。特に、転輪が高速で転動する場合に脱輪防止の改善効果が高い。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の一実施形態に係る弾性クローラを模式的に示す内周側平面図であり、図２はそのＸ１−Ｘ１断面図であり、図３は図１のＸ２−Ｘ２断面図であり、図４は図１のＹ１−Ｙ１断面図であり、図５は図１のＹ２−Ｙ２断面図である。
本実施形態に係る弾性クローラＫは、各種の無限走行装置の駆動輪、従動輪等の転輪Ｔに巻きかけられて用いられる摩擦駆動式のクローラであり、ゴム、合成樹脂等の弾性材料を用いて無端帯状に形成されたクローラ本体１０と、このクローラ本体１０の内周面（非接地面側）に一体的に突設された複数の脱輪防止用のガイド突起１１と、クローラ本体１０の外周面（接地面側）に一体的に突設された複数の牽引力発生用のラグ１３とを有している。

ガイド突起１１は、クローラ本体１１と同じ弾性材料により形成されてクローラ本体１１の内周面側に突出した形状をしており、帯幅方向（弾性クローラＫの幅方向）両側に、それぞれ帯長手方向（弾性クローラＫの周方向）に沿って所定間隔おきに略一定のピッチ（例えば等間隔ピッチ）で、帯幅方向に対して互いに対向した状態でクローラ本体１１内周面に一体的に突設されて形成されている。かかるガイド突起１１は、転輪Ｔとの摩擦により駆動力を伝達する際にも利用されることから、ガイド突起１１の表面には、金属キャップ、高分子量ポリエチレン等の低摩擦係数材が配置されていることが好ましい。
一方、ラグ１３は、クローラ本体１１と同じ弾性材料により形成されて帯幅方向に一直線に延びた形状をしており、帯長手方向に所定間隔おきに略一定のピッチ（例えば等間隔ピッチ）で、かつ、ガイド突起１１と略同一のピッチで、クローラ本体１１外周面に一体的に突設されて形成されている。

そして、本実施形態に係る弾性クローラＫは、そのクローラ本体１０の内部に、幅方向補強体（芯金）１２が複数個埋設されている。詳細には、各幅方向補強体１２は、金属、強化合成樹脂等の剛性材料により断面半円形状で一直線状に延びた形状に形成されており、帯長手方向に所定間隔おきに略一定のピッチ（例えば等間隔ピッチ）で、かつ、ガイド突起１１およびラグ１３と略同一のピッチで埋設されている。
さらに、図２〜図５を参照して、クローラ本体１０の内部には、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエステル、ケブラー等の有機繊維、スチールコードなどからなる抗張体２１、３１が複数本埋設されている。かかる抗張体のうち複数の内周側抗張体２１はクローラ内周面側に埋設されており、複数の外周側抗張体３１はクローラ外周面側に埋設されている。

より詳しく説明すると、図２に示すように、各内周側抗張体２１ａは、幅方向補強体１２よりもクローラ内周面側において、帯長手方向に沿って略直線状（一直線状または幅方向補強体１２の上面にやや沿う状態）に延びて埋設されており、ガイド突起１１の形成部分（帯幅方向両側）に対応した帯幅方向範囲Ｓ（図４、図５参照）に存在している。また、各外周側抗張体３１ａは、幅方向補強体１２よりもクローラ外周面側において、幅方向補強体１２の下面に沿うように外周面側に膨出した部分を有して帯長手方向に延びて埋設されており、ガイド突起１１の形成部分（帯幅方向両側）に対応した帯幅方向範囲Ｓ（図４、図５参照）に存在している。
さらに、図３に示すように、各内周側抗張体２１ｂは、幅方向補強体１２よりもクローラ内周面側において、帯長手方向に沿って一直線状に延びて埋設されており、ガイド突起１１の形成部分以外の部分（帯幅方向中央）に対応した帯幅方向範囲Ｗ（図４、図５参照）に存在している。また、各外周側抗張体３１ｂは、幅方向補強体１２よりもクローラ外周面側において、幅方向補強体の下面に沿うように外周面側に膨出した部分を有して帯長手方向に延びて埋設されており、ガイド突起１１の形成部分以外の部分（帯幅方向中央）に対応した帯幅方向範囲Ｗ（図４、図５参照）に存在している。

そして、図４に示すように、幅方向補強体１２が埋設された全帯幅方向範囲においては、内周側抗張体２１（２１ａ、２１ｂ）と外周側抗張体３１（３１ａ、３１ｂ）が幅方向補強体１２を挟み込むようにして埋設されている。このため、クローラ内周面における転輪Ｔとの接触範囲Ｕで転輪Ｔが転動すると、その転動によって与えられた内周側抗張体２１ｂのテンションが、比較的剛性を有する幅方向補強体１２を介して外周側抗張体３１ｂ、外周側抗張体３１ａおよび内周側抗張体２１ａに伝達されることとなる。

一方、図５に示すように、隣接する幅方向補強体１２間の全帯幅方向範囲において、ガイド突起１１の形成部分に対応した帯幅方向範囲Ｓに存在する内周側抗張体２１ａと外周側抗張体３１ａは、その帯幅方向範囲Ｓにおける抗張体２１ａ、３１ａのクローラ厚み方向中心位置Ａが、ガイド突起１１の形成部分以外の部分に対応した帯幅方向範囲Ｗにおける抗張体２１ｂ、３１ｂのクローラ厚み方向中心位置Ｂよりもクローラ外周面側に位置するように埋設されている。このため、クローラ内周面における転輪Ｔとの接触範囲Ｕで転輪Ｔが転動すると、帯幅方向範囲Ｓに存在する内周側抗張体２１ａ、３１ａがクローラ内周面側に引っ張られるようになるとともに、転輪Ｔの転動によって与えられた内周側抗張体２１ｂのテンションが帯幅方向中央の外周側抗張体３１ｂだけでなく、ガイド突起１１下方（帯幅方向両側）の内周側抗張体２１ａと外周側抗張体３１ａにも伝達されることとなる。

上記のように構成された本実施形態に係る弾性クローラＫは、幅方向補強体１２が埋設された全帯幅方向範囲（Ｓ＋Ｗ）及び隣接する幅方向補強体１２間の全帯幅方向範囲（Ｓ＋Ｗ）における抗張体にテンションが作用するように構成されていることから、突発的に転輪がガイド突起に乗り上げたとしても、ガイド突起１１が容易に倒れ込んでしまうのを有効に抑制することができる。よって、転輪Ｔが脱輪してしまうのを効果的に防止することができる。詳細に説明すると、幅方向補強体１２が埋設された全帯幅方向範囲（Ｓ＋Ｗ）では、その上方のクローラ内周面（図４、５では接触範囲Ｕ）で転輪Ｔが転動すると、まず帯幅方向中央の内周側抗張体２１ｂにテンションが与えられたのち、そのテンションが比較的大きな剛性を有する幅方向補強体１２に伝達され、さらにその幅方向補強体１２を介して外周側抗張体３１ｂ、外周側抗張体３１ａおよび内周側抗張体２１ａに伝達される。このため、幅方向補強体１２が埋設された全帯幅方向範囲（Ｓ＋Ｗ）においては、帯幅方向全体にテンションが作用することになるとともに、比較的剛性を有する幅方向補強体１２により、ガイド突起１１の根元部分がしっかりとした土台となる。一方、隣接する幅方向補強体１２間の全帯幅方向範囲（Ｓ＋Ｗ）では、その上方のクローラ内周面（図４、５では接触範囲Ｕ）で転輪Ｔが転動すると、帯幅方向中央の内周側抗張体２１ｂにテンションが与えられるとともに、帯幅方向両端の内周側抗張体２１ａおよび外周側抗張体３１ａがクローラ内周面側に引っ張り上げられた状態となり、帯幅方向中央の内周側抗張体２１ｂに作用するテンションが外周側抗張体３１ｂ、内周側抗張体２１ａ及び外周側抗張体３１ｂに伝達されることとなる。このため、隣接する幅方向補強体１２間の全幅方向範囲（Ｓ＋Ｗ）においても、帯幅方向全体にテンションが作用することになる。このようなことから、本実施形態に係る弾性クローラＫの抗張体２１、３１には、常にテンションが作用していることとなることから、ガイド突起１１の根元部分がしっかりとした土台となりやすく、従来の弾性クローラに比べて、ガイド突起１１の倒れ込みを有効に抑制することができる。また、ガイド突起１１の倒れ込みを防止できる所定値のテンションに達するまでの時間を短縮することができることから、動作遅れに起因するガイド突起１１の倒れ込みを有効に抑制することができる。よって、転輪Ｔが高速で転動する場合を含め、突発的に転輪Ｔがガイド突起１１に乗り上げたとしても、その乗り上げによってガイド突起１１が倒れ込んで当該転輪Ｔが脱輪してしまうのを効果的に防止することが可能となる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、ガイド突起１１は、クローラ本体１０の帯幅方向両側に形成された態様に限らず、帯幅方向中央に形成されてあってもよい。また、複数の内周側抗張体２１ａ、２１ｂおよび複数の外周側抗張体３１ａ、３１ｂは、それぞれ一直線状に並列された態様に限らないし、また各内周側抗張体２１ａ、２１ｂ、各外周側抗張体３１ａ、３１ｂは、クローラ厚み方向に複数列配置されてあってもよい。この場合、ガイド突起１１の形成部分に対応した帯幅方向範囲に存在する抗張体にガイド突起１１の倒れ込みを抑制するためのテンションがかかるように、クローラ厚み方向の中心位置を上述したように変更するのは勿論である。
また、ラグ１３のパターンは、直線状に限らず、千鳥状などの適宜のパターンを採用することができる。さらに、幅方向補強体１２の形状は、上記形状に限らず、平板状などの適宜の形状に形成されてあってもよい。また、クローラ本体１０の形状など、適宜に変更することができるのは勿論である。
さらに、本発明は、摩擦駆動式の弾性クローラに限らず、スプロケット駆動などの強制的に駆動させる噛合駆動式の弾性クローラにも適用することができる。

本発明の一実施形態に係る弾性クローラの内周側平面図である。 図１に示す弾性クローラのＸ１−Ｘ１断面図である。 図１に示す弾性クローラのＸ２−Ｘ２断面図である。 図１に示す弾性クローラのＹ１−Ｙ１断面図である。 図１に示す弾性クローラのＹ２−Ｙ２断面図である。 従来の弾性クローラの一例を示す帯長手方向断面図である。 図６に示す弾性クローラのＰ−Ｐ断面図である。 図６に示す弾性クローラのＱ−Ｑ断面図である。 従来の弾性クローラの他の例を示す帯幅方向断面図である。

符号の説明

１０ クローラ本体
１１ ガイド突起
１２ 幅方向補強体
１３ ラグ
２１ａ、２１ｂ 内周側抗張体
３１ａ、３１ｂ 外周側抗張体
Ａ ガイド突起の形成部分に対応した帯幅方向範囲に存在する抗張体のクローラ厚み方向中心位置
Ｂ ガイド突起の形成部分以外の部分に対応した帯幅方向範囲に存在する抗張体のクローラ厚み方向中心位置
Ｋ 弾性クローラ
Ｓ ガイド突起の形成部分に対応した帯幅方向範囲
Ｗ ガイド突起の形成部分以外の部分に対応した帯幅方向範囲

Claims (5)

1. 無端帯状に形成された弾性材料製のクローラ本体と、前記クローラ本体内に帯長手方向に所定間隔おきに埋設された幅方向補強体と、前記クローラ本体内に帯長手方向に延びて埋設された抗張体と、前記クローラ本体の内周面に突設されたガイド突起と、前記クローラ本体の外周面に突設されたラグと、を備えた弾性クローラであって、
   前記抗張体は、前記幅方向補強体よりもクローラ内周面側に位置する内周側抗張体と、前記幅方向補強体よりもクローラ外周面側に位置する外周側抗張体とを有しており、
   かつ、隣接する幅方向補強体間の全帯幅方向範囲において、前記ガイド突起の形成部分に対応した帯幅方向範囲に存在する抗張体のクローラ厚み方向中心位置が、前記ガイド突起の形成部分以外の部分に対応した帯幅方向範囲に存在する抗張体のクローラ厚み方向中心位置よりも、クローラ外周面側に位置していることを特徴とする弾性クローラ。
2. 前記ガイド突起の形成部分に対応した帯幅方向範囲に存在する内周側抗張体は、帯長手方向断面視において、略直線状に延びて埋設されており、
   かつ、前記ガイド突起の形成部分に対応した帯幅方向範囲に存在する外周側抗張体は、帯長手方向断面視において、幅方向補強体に沿うように延びて埋設されている請求項１記載の弾性クローラ。
3. 前記ガイド突起の形成部分以外の部分に対応した帯幅方向範囲に存在する内周側抗張体は、帯長手方向断面視において、略直線状に延びて埋設されており、
   かつ、前記ガイド突起の形成部分以外の部分に対応した帯幅方向範囲に存在する外周側抗張体は、帯長手方向断面視において、幅方向補強体に沿うように延びて埋設されている請求項１または２記載の弾性クローラ。
4. 前記ガイド突起の表面に、低摩擦係数部材が配置されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の弾性クローラ。
5. 摩擦駆動式又は噛合駆動式である請求項１〜４のいずれか一項に記載の弾性クローラ。

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