JP4578550B2 - 弾性履帯 - Google Patents

Description

本発明は、土木用作業機、建設用作業機または農業用作業機等の走行車両に装着される弾性履帯に関する。

宅地造成、道路建設、河川整備等で使用される土木用作業機、建設用作業機、または農作業で使用される農業用作業機等は、無端帯状に形成され周方向（循環方向）に等間隔に埋め込まれた芯金を有する弾性履帯が装着される。
図５は従来の芯金を有する弾性履帯５１を内周側から見た図である（特許文献１）。
図５に示されるように、弾性履帯５１は、土木用作業機等の走行車両の駆動輪における歯が嵌め入れられて駆動輪の回転を自らの循環運動とするための係合孔５２，５２，５２を、周方向に配された芯金５３，５３の間に備えている。芯金５３には、走行時に循環する弾性履帯５１の係合孔５２に駆動輪の歯を確実に嵌め入れるために、適度な間隔を有して内周側に突出する１対の案内突起５４ａ，５４ｂが設けられている。

芯金５３の案内突起５４，５４における突出側端面は、また、走行車両の転輪および従動輪（アイドラ）が転動（走行）する転動面５５ａ，５５ｂでもある。
ところで、弾性履帯５１における隣り合う芯金５３，５３の転動面５５ａ，５５ｂ間を走行車両の転輪が移動するとき、転輪の落ち込みが生じ、この繰り返しにより走行車両が激しく振動する。そこで、この振動を軽減するために、一般に、１つの芯金５３における１対の転動面５５ａ，５５ｂが周方向（転輪の転動方向）に対してずらされて配置され、一方の側および他方の側でそれぞれ周方向に隣り合う転動面間（転動面５５ａ，５５ａ間および転動面５５ｂ，５５ｂ間）の転輪の通過時期（タイミング）を異ならせて、走行時における転動面５５ａ，５５ａ（または５５ｂ，５５ｂ）間への転輪の落ち込みを軽減することが行われている（特許文献１）。
特開２００１−４８０６８号公報

しかし、特許文献１に記載されたような、埋め込まれた芯金５３の１対の転動面５５ａ，５５ｂが周方向（転輪の転動方向）に対してずらして配置された弾性履帯５１が装着された走行車両では、直進走行時に直進せず、徐々に一方の側に片寄るという問題が生じている。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、走行時の振動が軽減されかつ直進性に優れた弾性履帯を提供することを目的とする。

本発明に係る弾性履帯は、クローラ式走行車両に装着されるときにその循環方向が指定される弾性履帯であって、ゴムにより無端帯状に形成された履帯本体と、前記履帯本体から外周側に突出する複数のラグと、前記履帯本体の周方向に間隔をおいて前記履帯本体内に埋め込まれた複数の芯金と、前記芯金よりも前記履帯本体の外周側に配され前記履帯本体の幅方向の両側に埋め込まれた１対の抗張体と、を有し、前記芯金は、前記幅方向を長手方向とする芯金本体と、前記幅方向の両側において前記芯金本体から前記履帯本体の内周側に突出しいずれも従動輪が転動するための転動面を有する１対の案内突起と、を備え、一方の前記案内突起における前記転動面は前記芯金本体よりも前記循環方向側に伸びており、他方の前記案内突起における前記転動面は前記芯金本体よりも前記循環方向の反対側に伸びており、前記循環方向側に伸びた前記転動面が配された前記幅方向の一方の側における前記芯金から前記抗張体までの距離が、前記幅方向の他方の側における前記芯金から前記抗張体までの距離よりも小さく構成される。

好ましくは、前記幅方向の一方の側における前記芯金から前記抗張体までの距離と、前記幅方向の他方の側における前記芯金から前記抗張体までの距離との差が、０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である。
好ましくは、複数の前記ラグは、前記幅方向の両側にそれぞれ別個にかつ前記周方向に千鳥状に前記周方向に並んで配され、個々の前記ラグは、前記周方向に並ぶ複数の前記芯金と前記周方向において重なるように形成される。

本発明によると、走行時の振動が軽減されかつ直進性に優れた弾性履帯を提供することができる。

図１は弾性履帯１を接地側から見た図、図２は弾性履帯１を図１とは反対側から見た図、図３は図２におけるＡ−Ａ矢視断面図、図４は芯金２を図２におけるＢ−Ｂ矢視方向に見た図である。
以下の説明において、クローラ式走行車両に装着されたときにおける弾性履帯１の接地側を「外周側」といい、接地側の反対側を「内周側」という。また、クローラ式走行車両が走行するときに弾性履帯１が循環する方向を「周方向」、このときの周方向に直交し、かつクローラ式走行車両の転輪等の回転軸に平行な方向を「幅方向」というものとする。

図１ないし図３を参照して、弾性履帯１は、芯金２，…，２、履帯本体３、ラグ４，…，４および１対の抗張体５ａ，５ｂ等からなる。
芯金２は、金属等の硬質材料によって形成される。芯金２は、全体として略長い芯金本体１１および１対の案内突起１２ａ，１２ｂからなる。
芯金本体１１は、その長手方向の両端から中央に一定の長さの板状部分を有する翼部１３，１３を備える。
案内突起１２ａ，１２ｂは、芯金２の長手方向に適度な間隔を有して芯金本体１１から突出している。案内突起１２ａ，１２ｂは、一方の案内突起１２ａの突出端近傍が芯金２の長手方向に直交する方向の一方に伸びている。また、他方の案内突起１２ｂの突出端近傍は、芯金２の長手方向に直交する方向の他方に伸びている。そして、案内突起１２ａ，１２ｂにおける突出端には、案内突起１２ａ，１２ｂが突出する方向に略直交する面である転動面１４ａ，１４ｂが設けられている。つまり、弾性履帯１においては、一方の案内突起１２ａの転動面１４ａは、芯金本体１１に対して周方向の一方の側に長く伸びており、他方の案内突起１２ｂの転動面１４ｂは、芯金本体１１に対して周方向の他方の側に長く伸びている（図２参照）。

それぞれの転動面１４ａ，１４ｂは、芯金本体１１に対してそれぞれが周方向に長く伸びた側の翼部１３の端１５ａ，１５ｂと周方向において重なる位置１６ａ，１６ｂから、周方向に長く伸びた側と反対側の端１７ａ，１７ｂまでの面が傾斜するテーパー部１８ａ，１８ｂとなっている。テーパー部１８ａ，１８ｂの傾斜は、周方向に長く伸びた側と反対側の端１７ａ，１７ｂが、前記した位置１６ａ，１６ｂよりも芯金本体１１に近くなるように形成された傾斜である。
それぞれの転動面１４ａ，１４ｂにおけるテーパー部１８ａ，１８ｂ以外の面とテーパー部１８ａ，１８ｂとは、交線を形成して接続されるのではなく、湾曲した面で接続されている。それぞれの転動面１４ａ，１４ｂにおけるテーパー部１８ａ，１８ｂ以外の面は、一方および他方が同一（仮想）平面に存在する。

一方の転動面１４ａにおけるテーパー部１８ａと、他方の転動面１４ｂにおけるテーパー部１８ｂとは、その傾斜する方向が正反対である。
ここで、例えば転動面１４ａにおける「翼部１３の端１５ａと周方向において重なる位置」とは、弾性履帯１を内周側から外周側に透かして見たときに翼部１３の端１５ａと重なる転動面１４ａにおける位置の意であり、「弾性履帯１を内周側から見たとき」とは、図２における弾性履帯１を上から透かして見たときでもある。このような、翼部１３の端１５ａと転動面１４ａとの位置関係は、弾性履帯１を外周側から内周側に透かして見たときも同じである。

テーパー部１８ａ，１８ｂは、上記のような翼部１３の端１５ａ，１５ｂと対応させた位置１６ａ，１６ｂを起点とした傾斜ではなく、転動面１４ａ，１４ｂ全体を芯金本体１１に対して傾斜させてもよい。
なお、案内突起１２ａ，１２ｂにおける転動面１４ａ，１４ｂは、クローラ式走行車両が弾性履帯１を循環させながら走行するときに、その転輪および従動輪が転動する面である。
芯金２は、案内突起１２ａ，１２ｂを（弾性履帯１の）内周側に突出させ、芯金本体１１の長手方向が履帯本体３の幅方向となるようにして、履帯本体３に周方向に等間隔に埋め込まれている。

弾性履帯１は、転動面１４ａ，１４ｂに上記したようなテーパー部１８ａ，１８ｂが形成されていることにより、装着されたクローラ式走行車両が走行するときに従動輪の前後で生ずる幅方向の片寄り（ずれ）が是正され、直進走行性を高めることができる。
履帯本体３は、肉厚帯状のゴムの両端が接合されて無端帯状に形成されたものである。履帯本体３は、埋め込まれた隣り合う芯金２，２の間における幅方向の中央に、内周側と外周側とを貫通する係合孔１９，…，１９を備えている。係合孔１９は、弾性履帯１が装着されるクローラ式走行車両の駆動輪の爪に係合されて、駆動輪の回転により弾性履帯１を循環運動させるためのものである。

履帯本体３の外周側には、幅方向における係合孔１９の端縁近傍から幅方向の端まで弾性履帯１の循環方向Ｃｄと反対側に傾斜して伸びるラグ４が、突出している。ラグ４は、１つの係合孔１９について幅方向のいずれかの側に設けられ、周方向に並ぶ隣り合う係合孔１９，１９について幅方向一方の側と他方の側で交互に、つまりラグ４，…，４は、周方向に千鳥状に設けられている。
ここで「循環方向Ｃｄ」とは、クローラ式走行車両がその目的のために走行するときに弾性クローラ１が循環する方向であり、周方向のうちの一方の方向であって、通常はクローラ式走行車両が前進するときの弾性クローラ１が循環する方向である。

ラグ４は、幅方向内方の端の根元（ねもと）が、周方向において１つの係合孔１９を中心としてこの係合孔１９に隣り合う２つの係合孔１９，１９の略端まで至っている。ラグ４は、この幅方向内方の端からその根元および接地面２０のいずれの輪郭形状も全体として循環方向Ｃｄ側が凸となる緩やかに湾曲する形状である。また、ラグ４の根元および接地面２０の輪郭形状のいずれも、全体として幅方向中央側から端側に向かうにつれて、周方向の両端間の距離が狭くなっている。
ラグ４は、その一部が、周方向に並ぶ３つの芯金２，２，２における翼部１３，１３，１３と周方向において重なっている。また、ラグ４の幅方向中央側の端部における周方向の隅（すみ）（かど）は、芯金２のいずれかの転動面１４ａ，１４ｂと周方向において重なっている（図２参照）。

ラグ４が周方向において重なる翼部１３の数を２つに抑えることができる。
抗張体５ａ，５ｂは、複数のスチールコード等の抗張力コードが幅方向に１列に並べられて形成されている。各抗張体５ａ，５ｂは、幅方向における係合孔１９の両側にそれぞれ芯金２の翼部１３，１３の外周側を周方向全体にわたり巻回された状態で、履帯本体３に１対が埋め込まれている。
抗張体５ａ，５ｂは、案内突起１２ａ，１２ｂの転動面１４ａ，１４ｂが長く伸びる（周方向の）方向と弾性履帯１の循環方向Ｃｄとに応じて、個別に翼部１３，１３からの距離が設定される。

図２は、クローラ式走行車両に装着された弾性履帯１における走行面に接地している部分を内周側から見た図である。図２において、この弾性履帯１が装着されたクローラ式走行車両は、弾性履帯１の循環方向Ｃｄの矢印方向と反対側が、通常の走行方向（前進方向）である。このような弾性履帯１、つまり、図２に示されるような、内周側から見たときに右側の転動面１４ａが循環方向Ｃｄ側に長く伸び、左側の転動面１４ｂが循環方向Ｃｄとは反対側に長く伸びる芯金２を有する弾性履帯１では、右側の抗張体５ａと翼部１３との距離Ｄａは、左側の抗張体５ｂと翼部１３との距離Ｄｂよりも小さくされている。距離Ｄａと距離Ｄｂとの差は、０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下が好ましい。

これとは逆に、内周側から見たときに左側の転動面が循環方向Ｃｄ側に突出し、右側の転動面が循環方向Ｃｄとは反対側に突出する芯金を有する弾性履帯では、図３の抗張体５ａ，５ｂと翼部１３，１３との距離の大小関係が左右で逆になる。すなわち、図３に相当する断面において、右側の抗張体と翼部１３との距離は、左側の抗張体と翼部１３との距離よりも大きく設定される。
以下の説明において、弾性履帯を内周側から見たときに、循環方向Ｃｄ側に突出する転動面の側における抗張体と翼部との距離を「循環側距離Ｄａ」といい、これとは反対側における抗張体と翼部との距離を「対比距離Ｄｂ」というものとする。

弾性履帯１は、循環側距離Ｄａを対比距離Ｄｂより小さくして、つまり抗張体５ａの曲げの曲率を小さくして曲がりにくくすることにより、転動面１４ａ，１４ｂのうち先に従動輪（アイドラ）等を通過する転動面１４ａ，１４ａの間における過度の曲げ（従動輪等の過度の落ち込み）が防止されて、走行時の良好な直進性が得られる。
表１は、上記した弾性履帯１と他の弾性履帯とをクローラ式走行車両に装着してクローラ式走行車両を直進走行させたときの、直進走行性を調べた結果である。

表１に示される直進走行試験は、それぞれの弾性履帯を、循環方向Ｃｄが下（クローラ式走行車両の進行方向が上）になるようにして走行面に接地している部分を内周側から見たときに、下方に突出する案内突起が右側になるようにクローラ式走行車両に装着して行った。
表１における「進行方向からのずれ距離」は、弾性履帯が装着されたクローラ式走行車両（２ｔクラスのミニショベル）を速度時速４．３ｋｍ／ｈｒで直進距離で１０ｍ離れた場所まで走行させたときの、直進したときの到達予定場所と実際に到達した場所との距離である。なお、実際に到達した場所は、実走行距離１０ｍの場所ではなく、到達予定場所を通り到達予定場所と発進場所とを結ぶ線に直交する線上の場所を採用した。

なお、上記直進走行試験では、クローラ式走行車両は進行方向に対して右に斜行しようとする傾向がある。表１のいずれの比較例においても、進行方向からのずれの距離は、右に斜行した結果生じたものである。
表１から、循環側距離Ｄａを対比距離Ｄｂより小さくし、案内突起１２ａ，１２ｂの転動面１４ａ，１４ｂにテーパー部１８ａ，１８ｂが設けられた弾性履帯１の直進性が優れることが判る。
弾性履帯１において幅方向いずれの側の案内突起１２ａ，１２ｂにおける転動面１４ａ，１４ｂを循環方向Ｃｄ側に長く伸ばすかによって、走行方向に対して左右いずれに斜行するかが異なる。弾性履帯１は、その通常予定された循環方向Ｃｄに対していずれの転動面１４ａ，１４ｂを長く伸ばしても、循環側距離Ｄａ＜対比距離Ｄｂとなるように形成することにより、直進性を向上させることができる。

弾性履帯１は、実用上問題のない範囲で、幅方向両側の抗張体５ａ，５ｂの曲げ応力が相違し、振動軽減のため周方向に千鳥状に配された転動面１４ａ，１４ｂを従動輪等が通過するときの片寄りを防止して、タイヤにおけるトーイン、トーアウトの関係を作り出すことができる。
上述の実施形態において、ラグ４の形状を任意のものとすることができる。
その他、弾性履帯１、および弾性履帯１を構成する芯金２、履帯本体３等の各構成または全体の構造、形状、寸法、個数、材質などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。

本発明は、土木用作業機、建設用作業機または農業用作業機等の走行車両に装着される弾性履帯に利用することができる。

図１は弾性履帯を接地側から見た図である。 図２は弾性履帯を図１とは反対側から見た図である。 図３は図２におけるＡ−Ａ矢視断面図である。 図４は芯金２を図２におけるＢ−Ｂ矢視方向に見た図である。 図５は従来の芯金を有する弾性履帯を内周側から見た図である。

符号の説明

１ 弾性履帯
２ 芯金
３ 履帯本体
４ ラグ
５ａ，５ｂ 抗張体
１１ 芯金本体
１２ａ，１２ｂ 案内突起
１４ａ，１４ｂ 転動面

Claims (3)

1. クローラ式走行車両に装着されるときにその循環方向が指定される弾性履帯であって、
   ゴムにより無端帯状に形成された履帯本体と、
   前記履帯本体から外周側に突出する複数のラグと、
   前記履帯本体の周方向に間隔をおいて前記履帯本体内に埋め込まれた複数の芯金と、
   前記芯金よりも前記履帯本体の外周側に配され前記履帯本体の幅方向の両側に埋め込まれた１対の抗張体と、を有し、
   前記芯金は、
   前記幅方向を長手方向とする芯金本体と、
   前記幅方向の両側において前記芯金本体から前記履帯本体の内周側に突出しいずれも従動輪が転動するための転動面を有する１対の案内突起と、を備え、
   一方の前記案内突起における前記転動面は前記芯金本体よりも前記循環方向側に伸びており、
   他方の前記案内突起における前記転動面は前記芯金本体よりも前記循環方向の反対側に伸びており、
   前記循環方向側に伸びた前記転動面が配された前記幅方向の一方の側における前記芯金から前記抗張体までの距離が、前記幅方向の他方の側における前記芯金から前記抗張体までの距離よりも小さく構成された
   ことを特徴とする弾性履帯。
2. 前記幅方向の一方の側における前記芯金から前記抗張体までの距離と、前記幅方向の他方の側における前記芯金から前記抗張体までの距離との差が、０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である
   請求項１に記載の弾性履帯。
3. 複数の前記ラグは、
   前記幅方向の両側にそれぞれ別個にかつ前記周方向に千鳥状に前記周方向に並んで配され、
   個々の前記ラグは、前記周方向に並ぶ複数の前記芯金と前記周方向において重なるように形成された
   請求項１または請求項２に記載の弾性履帯。

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