JP4695926B2 - 弾性クローラ - Google Patents

Description

本発明は、各種のクローラ式走行装置に用いられる弾性クローラに関する。

クローラ式走行装置は現在コンバイン等の農業機械、バックホー等の建設作業機械に幅広く用いられており、これらのクローラ式走行装置には各種の弾性クローラが装着されている。例えば、特許文献１に記載された芯金レスの弾性クローラでは、クローラ本体の内周面に突設された左右一対の突起部間を通過する駆動スプロケットを、同突起部で挟持することによって当該弾性クローラをクローラ周方向に駆動させている。
特開平６−１０７２５１号公報（図４）

上記特許文献１の弾性クローラにおいて、駆動スプロケットに巻き掛けられている部位に強い抗張力がかかるが、駆動スプロケットはクローラ本体の内周面の突起部間に接触するため、この突起部間の範囲に埋設された中央部の抗張体に抗張力が集中する。しかしながら、上記弾性クローラの周方向の抗張力は、中央部の抗張体と左右に振り分けられた他の抗張体とを合わせることで確保されているため、中央部の抗張体に過大な抗張力がかかることで、同抗張体が強度不足により切断に至ってしまう。すると、今度は左右に振り分けられた抗張体が抗張力に耐えきれなくなって切断され、最終的にはクローラ本体が変形し易くなって車輪群が突起部間から外れて脱輪するという問題がある。このような問題は、突起部間を通過するアイドラに対するクローラ幅方向の位置ずれが規制されながらクローラ周方向に駆動される芯金レスの弾性クローラにおいても、当該アイドラがクローラ本体の内周面へ接触し、抗張体の中央部に過大な抗張力がかかることで同様に起こりうる。

そこで、本発明はこのような従来技術の問題点に鑑み、脱輪が防止された弾性クローラを得ることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は次の技術的手段を講じた。すなわち、本発明は、クローラ周方向において一定間隔おきに並ぶ左右一対の突起部が内周面から一体に突設された無端帯状のゴム様弾性体よりなるクローラ本体と、前記クローラ本体の外周面に所定のラグパターンで形成されたラグ群と、前記クローラ本体の内部でクローラ周方向に沿って埋設された抗張体とを備えており、前記突起部間を通過するアイドラに対するクローラ幅方向の位置ずれが規制されながらクローラ周方向に駆動される芯金レスの弾性クローラにおいて、前記抗張体は、前記アイドラが通過するクローラ幅方向範囲に埋設されたメイン抗張体と、このメイン抗張体のクローラ幅方向左右両側に埋設されたサブ抗張体とからなり、前記メイン抗張体は、多数の抗張力コードよりなるとともに、当該弾性クローラの周方向の抗張力が確保されるような強度を有し、前記サブ抗張体は、クローラ厚み方向において前記メイン抗張体よりも接地側に埋設されているとともに、前記メイン抗張体の抗張力コードの直径と異なる直径の多数の抗張力コードによって構成されることでメイン抗張体と強度が異なることを特徴とする。

本発明によれば、第一に、アイドラに巻き掛けられてメイン抗張体に抗張力が集中しても、アイドラが通過するクローラ幅方向範囲に埋設された同メイン抗張体が弾性クローラの周方向の抗張力が確保されるような強度を有していることから、メイン抗張体が切断されることがない。それに伴いメイン抗張体のクローラ幅方向左右両側に埋設されたサブ抗張体も切断されることがない。従って、これら抗張体の切断に起因するクローラ本体の変形を防ぐことができる。
第二に、サブ抗張体がクローラ厚み方向においてメイン抗張体よりも接地側に埋設されており、弾性クローラのアイドラに巻きかけられた部分では、サブ抗張体とメイン抗張体の屈曲中心がずれることになる。そのため、クローラ厚み方向においてサブ抗張体はその内周側にあるメイン抗張体の方へ近づこうとする。従って、その作用によりサブ抗張体のある両側の翼部がクローラ内周側へ撓もうとし、両側の翼部の内周側には当該翼部を押さえるものがないことから、両側の翼部がクローラ内周側へ向かうようにしてクローラ本体が湾曲する。それに伴い、二つの突起部が内側へ倒れてアイドラの側面へ接触し、アイドラが左右両側から押さえられる。これにより、アイドラが突起部へ乗り上げ難くなる。
第三に、上述のように両側の翼部がクローラ内周側へ向かうようにしてクローラ本体が湾曲すると、これに反してクローラ本体の弾性力により翼部がもとの位置に復元しようとする力が働く。この作用により、サブ抗張体に強い抗張力が働くようになり、その分翼部の剛性が向上する。翼部の剛性が向上すると翼部の変形に伴う突起部の外側への倒れ込みが減少する。
以上の第一、第二、第三の要因により、アイドラの脱輪を効果的に防止することができる。

前記サブ抗張体は、前記メイン抗張体の抗張力コードの直径よりも小さい直径の抗張力コードによって構成されていることが好ましい。
また、上記メイン抗張体とサブ抗張体の埋設位置に関して、メイン抗張体の直径をａとし、メイン抗張体とサブ抗張体のクローラ厚み方向における中心間距離をｂとしたとき、メイン抗張体及びサブ抗張体はａ＜ｂ＜４ａの関係を満たすように埋設されていることが好ましい。メイン抗張体とサブ抗張体のクローラ厚み方向における中心間距離ｂがメイン抗張体の直径ａより小さくなると、クローラ本体の湾曲度合いが足りず、当該中心間距離ｂがメイン抗張体の直径をａの四倍を越えると、メイン抗張体とサブ抗張体との屈曲差が大きくなり過ぎ、いずれかの抗張体で屈曲疲労が生じるためである。

また、上記本発明において突起部をクローラ本体の縁部まで延設すれば、翼部の剛性が向上し、クローラ本体に対する突起部自体の外側への倒れ込みもなくなることから、アイドラがさらに脱輪し難くなる。

上記の通り、本発明によれば、抗張体の切断に起因するクローラ本体の変形を防ぎ、アイドラが左右両側の突起部で押さえられるようにし、突起部の外側への倒れ込みを減少させたことにより、アイドラの脱輪を防止することができる。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の第一実施形態に係る弾性クローラ１を示し、図２は弾性クローラ１が装着されたクローラ式走行装置２０を示している。このクローラ式走行装置２０は、農業機械や建設作業機械等に使用されるもので、走行機体の前後に設けられた駆動スプロケット２１、アイドラ２２、及びこれら駆動スプロケット２１とアイドラ２２との間に列設された複数の転輪２３で構成される車輪群と、これら車輪に巻き掛けられた上記弾性クローラ１とで構成されている。

弾性クローラ１は芯金レスとして構成されたものであり、クローラ周方向に間隔をおいて左右一対の突起部２が内周面に形成されたクローラ本体３と、このクローラ本体３の外周面に所定のラグパターンで形成されたラグ群４と、クローラ本体３の伸長を規制すべく埋設されたメイン抗張体５及びサブ抗張体６とを備えている。クローラ式走行装置２０に備えられた転輪２３は円形車輪部からなり、当該転輪２３が二つの突起部間を通過するようになっている。

クローラ本体３は、ゴムからなる弾性体によってほぼ一定厚さの無端帯状に形成されており、左右一対の突起部２は、クローラ本体３と同じ材質の弾性体からなると伴に、クローラ本体３の内周面においてクローラ幅方向中央部から縁部に渡る長さで形成されている。これにより、クローラ本体の翼部３Ａの剛性が向上し、それと伴にクローラ本体３に対する突起部２の外側への倒れ込みが抑えられている。クローラ本体３の外周面にクローラ周方向に所定間隔をおいて形成された複数のラグ４は、クローラ幅方向に延びる一文字状に形成されている。一方、クローラ式走行装置２０の駆動スプロケット２１には、回転駆動される一対の円板が左右方向対向状に配置されると共に、この円板間の外周側に左右方向の駆動ピンが周方向に間隔をおいて設けられており（図示せず）、突起部２に当該駆動ピンを係合させることにより、弾性クローラ１がクローラ周方向に沿って駆動される。また、アイドラ２２は突起部２間に位置されて、弾性クローラ１のクローラ幅方向の位置ずれを規制している。

メイン抗張体５は、クローラ本体３の中央部でアイドラ２２が通過するクローラ幅方向範囲（突起部２間のクローラ幅方向範囲）に埋設されており、サブ抗張体６は、メイン抗張体５とクローラ幅方向に所要間隔をあけた状態で当該メイン抗張体５の左右両側、即ちクローラ本体の翼部３Ａに埋設されており、これらメイン抗張体５及びサブ抗張体６はクローラ周方向全周に沿って無端状に周回している。メイン抗張体５及びサブ抗張体６は、いずれもクローラ周方向に沿って延びるスチールコード等からなる抗張力コードを多数配列し、これらの周りを未加硫ゴムで固めることによって構成されたものである。

１本の抗張力コードは、その両端部がクローラ本体３の内部で重ね合わされることで環状とされていることから、弾性クローラ１が駆動スプロケット２１及びアイドラ２２に巻き掛けられると、メイン抗張体５及びサブ抗張体６にクローラ周方向の抗張力が作用する。なお、上記抗張力コードとしては、例えば、鋼製フィラメントを数本よったものを、さらに数束よりあわせたスチールコードや、ナイロン、テトロン等のフィラメントから構成されるナイロンコード、テトロンコード、その他アラミド繊維コード、ガラス繊維コード等が採用される。

また、メイン抗張体５が弾性クローラ１の周方向の抗張力が確保されるような強度を有するように、メイン抗張体５に使用されている抗張力コードには、通常よりも直径の大きいものが使用されている。従って、メイン抗張体５のみで弾性クローラ１の周方向の抗張力に耐えることができるようになっている。一方、二つのサブ抗張体６はメイン抗張体５のような強度を不要としているため、サブ抗張体６に使用されている抗張力コードには、メイン抗張体５よりも直径の小さいものが採用されている。なお、本実施形態のメイン抗張体５及びサブ抗張体６として、有端の１本の抗張力コードをクローラ周方向に１周巻回したものを、クローラ幅方向に並列状として多数本配置することにより構成されたコードラップ方式の構造のものを採用しているが、１本の抗張力コードを螺旋状に巻回することにより構成された継ぎ目のないスパイラル構造のものを採用してもよい。

駆動スプロケット２１、アイドラ２２に弾性クローラ１が巻き掛けられると、アイドラ２２がクローラ本体３の内周面の突起部２間に接触し、同アイドラ２２が通過するクローラ幅方向範囲に抗張力が集中するが、メイン抗張体５はこの抗張力に耐える強度を有していることから、メイン抗張体５の切断を防止することができる。従って、サブ抗張体６に過大な抗張力が掛かることがなく、当該サブ抗張体６の切断も防止される。これにより、メイン抗張体５及びサブ抗張体６の切断に起因するクローラ本体３の変形を防ぐことができる。

図１に示すように、サブ抗張体６はクローラ厚み方向においてメイン抗張体５よりも接地側に埋設されている。アイドラ２２の周りではサブ抗張体６は、メイン抗張体５の接地側に位置することになり、これによりアイドラ２２の脱輪が防止されている。
以下にその理由を説明する。アイドラ２２に巻きかけられている部位では、サブ抗張体６がメイン抗張体５よりも接地側に位置するため、サブ抗張体６とメイン抗張体５の屈曲中心がずれることになる。

そして、アイドラ２２の中心を中点とする周上においてサブ抗張体６はメイン抗張体５と同じ周長をとろうとするため、当該サブ抗張体６はクローラ厚み方向（アイドラ２２の径方向）においてその内周側にあるメイン抗張体５の方へ近づこうとする。その作用により、サブ抗張体６のある両側の翼部３Ａがクローラ内周側へ撓もうとする。メイン抗張体５があるクローラ本体の中央部分３Ｂの内周面にはアイドラ２２が当たっているのに対して、サブ抗張体６のある両側の翼部３Ａの内周側には当該翼部３Ａを押さえるものがないことから、両側の翼部３Ａがクローラ内周側へ向かうようにしてクローラ本体３が湾曲する。それに伴い、二つの突起部２が内側（アイドラ側）へ倒れてアイドラ２２の側面へ接触し、アイドラ２２が左右両側から押さえられる。これにより、アイドラ２２が突起部２へ乗り上げ難くなる。

また、上述のようにしてクローラ本体３が湾曲すると、これに反してクローラ本体３の弾性力により翼部３Ａがもとの位置に復元しようとする力が働く。この作用により、翼部３Ａにあるサブ抗張体６に強い抗張力が働くようになり、その分翼部３Ａの剛性が向上する。翼部３Ａの剛性が向上すると翼部３Ａの変形に伴う突起部２の外側への倒れ込みが減少する。

ここで、メイン抗張体５の直径をａとし、メイン抗張体５とサブ抗張体６のクローラ厚み方向における中心間距離をｂとすると、本実施形態のメイン抗張体５及びサブ抗張体６はａ＜ｂ＜４ａの関係を満たすように埋設されている。メイン抗張体５とサブ抗張体６をこのような位置関係で埋設した理由は、メイン抗張体５とサブ抗張体６のクローラ厚み方向における中心間距離ｂがメイン抗張体５の直径ａより小さくなるとクローラ本体３の湾曲度合いが足りず、当該中心間距離ｂがメイン抗張体５の直径をａの四倍を越えると、メイン抗張体５とサブ抗張体６との屈曲差が大きくなり過ぎ、いずれかの抗張体で屈曲疲労が生じるためである。
以上説明したとおり、抗張体５，６の切断に起因するクローラ本体３の変形を防止すると伴に、アイドラ２２が左右両側の突起部２で押さえられるようにし、かつ、突起部２の外側への倒れ込みを減少させたので、アイドラ２２の脱輪を効果的に防止することができる。

図３は、本発明に係る弾性クローラ７の第二実施形態を示している。本実施形態が、上記第一実施形態と異なる点は、サブ抗張体８のクローラ幅方向寸法が広げられると伴に、左右一対の突起部１２がクローラ本体３の内周面におけるクローラ幅方向中央部に突設されている点である。なお、上記実施形態と共通する点は同符号を付してその説明を省略する。メイン抗張体５の左右両側に埋設されたサブ抗張体８は、いずれもその一端部の位置が当該メイン抗張体５の端部にクローラ幅方向で一致するところまで広げられており、クローラ本体の翼部３Ａの剛性を向上させている。また、弾性クローラ７が装着されるクローラ式走行装置に関して、転輪が同軸心状に一体化された左右一対の円形車輪部からなり、この両車輪部がその間で二つの突起部１２を跨ぐマタギ転輪（図示せず）とされている場合に当該弾性クローラ７を用いることができる。

図４は、弾性クローラの参考例を示している。本例が、上記第一実施形態と異なる点は、サブ抗張体１０を構成する抗張力コードの直径がメイン抗張体５を構成する抗張力コードの直径と同じとなっている点である。この場合においても、メイン抗張体５は弾性クローラ９の周方向の抗張力が確保されるような強度を有しており、従ってサブ抗張体１０は上記第一実施形態の場合よりも大きい抗張力に耐えることができる。これにより、弾性クローラ９の耐久性が向上する。また、抗張体は一種のみで足り、弾性クローラ９の製造コストを抑えることができる。

図５は、本発明に係る弾性クローラの第三実施形態を示している。本実施形態が、上記第一実施形態と異なる点は、サブ抗張体１２を構成する抗張力コードの直径がメイン抗張体５を構成する抗張力コードの直径よりも大きくなっている点である。この場合においても、メイン抗張体５は弾性クローラの周方向の抗張力が確保されるような強度を有しており、従ってサブ抗張体１２はさらに大きい抗張力に耐えることができる。これにより、サブ抗張体１２の伸長が低減され、アイドラ２２に巻きかけられた際のクローラ本体の翼部３Ａの動きが機敏となり、アイドラ２２の脱輪の防止効果が高まることになる。本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、ラグや突起部の形状を変更してもよく、メイン抗張体及びサブ抗張体の位置や大きさを変更してもよい。

第一実施形態に係る弾性クローラの幅方向断面図である。 弾性クローラがクローラ式走行装置のアイドラに巻きかけられた状態を示す側面図である。 第二実施形態に係る弾性クローラの幅方向断面図である。 参考例に係る弾性クローラの幅方向断面図である。 第三実施形態に係る弾性クローラの幅方向断面図である。

符号の説明

１ 弾性クローラ
２ 突起部
３ クローラ本体
４ ラグ
５ メイン抗張体
６、８，１０ サブ抗張体

Claims (4)

1. クローラ周方向において一定間隔おきに並ぶ左右一対の突起部が内周面から一体に突設された無端帯状のゴム様弾性体よりなるクローラ本体と、前記クローラ本体の外周面に所定のラグパターンで形成されたラグ群と、前記クローラ本体の内部でクローラ周方向に沿って埋設された抗張体とを備えており、前記突起部間を通過するアイドラに対するクローラ幅方向の位置ずれが規制されながらクローラ周方向に駆動される芯金レスの弾性クローラにおいて、
   前記抗張体は、前記アイドラが通過するクローラ幅方向範囲に埋設されたメイン抗張体と、このメイン抗張体のクローラ幅方向左右両側に埋設されたサブ抗張体とからなり、
   前記メイン抗張体は、多数の抗張力コードよりなるとともに、当該弾性クローラの周方向の抗張力が確保されるような強度を有し、前記サブ抗張体は、クローラ厚み方向において前記メイン抗張体よりも接地側に埋設されているとともに、前記メイン抗張体の抗張力コードの直径と異なる直径の多数の抗張力コードによって構成されることでメイン抗張体と強度が異なることを特徴とする弾性クローラ。
2. 前記サブ抗張体は、前記メイン抗張体の抗張力コードの直径よりも小さい直径の抗張力コードによって構成されている請求項１に記載の弾性クローラ。
3. 前記メイン抗張体の直径をａとし、前記メイン抗張体と前記サブ抗張体のクローラ厚み方向における中心間距離をｂとしたとき、前記メイン抗張体及び前記サブ抗張体がａ＜ｂ＜４ａの関係を満たすように埋設されている請求項１又は２に記載の弾性クローラ。
4. 前記突起部が、前記クローラ本体の縁部まで延設されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の弾性クローラ。

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