JP4701002B2 - 弾性クローラとクローラ走行装置 - Google Patents

Description

本発明は、弾性クローラとこれを用いたクローラ走行装置に関する。

クローラ式走行装置は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、駆動力を伝達する駆動スプロケット、アイドラ、複数の転輪よりなる車輪群、及びこの車輪群に巻き掛けられた弾性クローラが備えられている。この種の弾性クローラにおいて、駆動スプロケットへ掛けられた部分の曲がりによるクローラ本体の亀裂等の防止を目的として、左右へ振り分けて配置したラグを斜め形状かつ千鳥状にすることが提案されている（例えば特許文献１参照）。
特開２０００−７２０５６号公報

上記従来の弾性クローラは、駆動スプロケットの歯底径が例えば３００ｍｍという大型の走行装置に装着されて用いられているが、この弾性クローラを駆動スプロケットの歯底径がこれよりも小さい小型の走行装置に装着した場合、同スプロケットに掛けられたクローラ本体の屈曲径が小さくなり、弾性クローラと駆動スプロケットとの噛み合いがスムーズにいかなくなることがあり、歯とび等も発生する。そのため、芯金の偏摩耗、芯金間にあるゴム部分の割れ等により弾性クローラの耐久性が低下するという問題が生じる。
そこで、本発明はこのような従来技術の問題点に鑑み、耐久性を低下させずに小径の駆動スプロケットに使用することができる弾性クローラ及びこれを用いたクローラ走行装置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、無端帯状のゴム製の弾性体よりなり、内周側に転輪通過面を有するクローラ本体と、クローラ周方向に所定の間隔をおいて前記クローラ本体の内部に埋設された芯金とを備え、前記クローラ本体の内周側が巻き掛けられる駆動スプロケットによって回転駆動される弾性クローラであって、前記芯金は、前記クローラ本体の内周面からクローラ内周側へ突出した左右一対のガイド突起と、このガイド突起からクローラ幅方向両側に延びる左右の翼部とを一体に有しており、この翼部における前記ガイド突起へ偏った部分に、前記クローラ本体の内周側に露出された状態又は薄く被覆された状態で前記転輪通過面の一部を構成する転動部が形成され、この転動部が、当該転動部よりクローラ幅方向外側に位置する前記翼部のクローラ周方向の端縁よりもクローラ周方向に突出している弾性クローラにおいて、前記クローラ本体の内周側の転輪通過面が、前記クローラ本体に対する前記芯金の前記転動部の埋設部分に対応する投影通過面と、クローラ周方向に隣接する前記投影通過面の端縁間に位置する非投影通過面とからなり、前記非投影通過面におけるクローラ周方向長さが、クローラ周方向で隣接する当該芯金の中心間距離の４５％〜６７％に設定されていることを特徴とする。

上記本発明の弾性クローラでは、クローラ本体に対する芯金の転動部の埋設部分に対応する投影通過面の端縁間に位置する非投影通過面のクローラ周方向長さ、換言するとクローラ周方向における対向する芯金の転動部の端縁間のゴム部の長さが、クローラ周方向で隣接する当該芯金の中心間距離（１ピッチ）の４５％〜６７％となっており、従来の同比率である２０％〜３０％よりも大きくなっている。
つまり、上記弾性クローラの芯金の転動部のクローラ周方向における幅は従来よりも小さくなっており、同弾性クローラは従来のものよりも湾曲し易くなっている。従って、本発明の弾性クローラを小型の走行装置に巻き掛けて駆動スプロケット上の屈曲径が通常よりも小さくなった場合であっても、弾性クローラと駆動スプロケットとの噛み合いがスムーズにいくようになる。

また、上記の本発明において、非投影通過面のクローラ周方向長さが、クローラ周方向で隣接する当該芯金の中心間距離の４５％〜６７％に設定されているので、弾性クローラの内周面を通過する転輪の落ち込みを抑えつつ、弾性クローラと駆動スプロケットとの良好な噛み合いを保つことができる。

また、上記の本発明において、前記クローラ本体の内周側の転輪通過面のうち、前記芯金の埋設部分に対応する投影通過面から外れた非投影通過面が、その投影通過面に対して面一又はこれよりもクローラ内周側に位置していることが好ましい。
この場合、転輪通過面が連続面に近いように形成されることで、弾性クローラの内周面を通過する転輪の落ち込みが減少する。これにより、転輪の乗り移り振動を抑えることができる。

さらに、上記クローラ本体の非投影通過面をクローラ内周側に向かって隆起するように形成することにより、芯金間における転輪の落ち込みをより小さくすることもできる。

また、本発明のクローラ走行装置は、周面の直径が２２０ｍｍ以下とされた駆動スプロケットと、アイドラと、複数の転輪と、これらの外周に巻き掛けられた上記発明にかかる弾性クローラとを備えたことを特徴とするものである。
当該クローラ走行装置は、小径の駆動スプロケットが設けられた小型のものであることから、狭い場所で使用される農業機械や建設作業機械にこれを用いることができ、同駆動スプロケットとの噛み合いがスムーズにいく上記弾性クローラが巻き掛けられているので、従来のクローラ走行装置と同じ程度の耐久性を維持することができる。

上記の通り、本発明によれば、弾性クローラを湾曲し易くして小径の駆動スプロケットとの噛み合いを良好にしたので、同駆動スプロケットに使用した場合でもその耐久性が低下することがない。また、このような弾性クローラを備えた小型のクローラ走行装置としたので、狭い場所で使用される農業機械や建設作業機械への用途が広がり、従来のクローラ走行装置と同じ程度の耐久性を維持することができる。

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は本発明の一実施形態に係る弾性クローラ１を示し、図２はこの弾性クローラ１を用いたクローラ式走行装置２を示している。この弾性クローラは、農業機械や建設作業機械等の走行部として採用されるクローラ式走行装置２に装着されるもので、このクローラ走行装置２は、走行機体の前後に設けられた駆動スプロケット３、アイドラ４、及びこれらスプロケット３とアイドラ４との間に列設された複数の転輪５で構成される車輪群と、これら車輪群に巻き掛けられた弾性クローラ１とで構成されている。また、上記クローラ走行装置２は小型のものであり同走行装置２に設けられた駆動スプロケット３の歯底径はφ２００ｍｍとなっている。

弾性クローラ１は、無端帯状の弾性体よりなるクローラ本体２と、このクローラ本体２の内部にクローラ周方向に間隔をおいて埋設された芯金７と、複数のラグ１２よりなるラグ群と、クローラ周方向に沿って埋設された抗張体（図示せず）とを備えている。このうちクローラ本体６は、ゴム製の弾性材料を無端帯状にして形成されており、その外周面にはクローラ周方向に所定間隔をおいて複数のラグが一体に突設されている。また、上記芯金７間でかつクローラ本体６のクローラ幅方向中央部には、駆動スプロケットの係合歯３ａを挿通可能とすべく、その表裏を貫通する係合孔６ａが形成されており、駆動スプロケットの係合歯３ａがこの係合孔６ａに係合することで弾性クローラ１が回転駆動する。

また、芯金７は、クローラ幅方向に長く形成されたもので、その中央部に位置するベース部７１と、このベース部７１からクローラ幅方向両側に延びた翼部７２と、ベース部７１の内周側の面から突設された左右一対のガイド突起７３とから構成されている。また、
翼部７２におけるガイド突起７３へ偏った部分に転動部が肉盛り状に設けられており、この転動部には、クローラ本体２の内周側に露出して転輪通過面を構成する投影通過面８が形成されている。なお、以下の説明において、投影通過面８から外れた当該投影通過面８間の部分を非投影通過面という。転輪５は、ガイド突起７３の両側を跨ぐように構成されたマタギ転輪とされており、走行機枠等からの荷重を主に受け持つようにされている。各転輪５はクローラ本体２の内周面を通過し、弾性クローラ１はガイド突起７３により当該転輪５に対する左右方向の位置規制がされようになっている。

本実施形態の弾性クローラ１の特徴は、クローラ本体２を構成するゴム部分のうち、芯金７の埋設部分に対応する投影ゴム部から外れた非投影ゴム部１０のクローラ周方向長さｋが、クローラ周方向で隣接する当該芯金７の中心間距離（１ピッチｐ）の４５％〜８０％（好ましくは４５％〜６０％）に設定されている点である。ここで、芯金７の埋設部分に対応する投影ゴム部とは、弾性クローラ１の影を平面上に映した場合において、そこに映ったゴム部分のうち芯金７と重なっている領域のことであり、非投影ゴム部１０とは、当該ゴム部分のうち芯金７と重なっていない領域、すなわち隣接する芯金７間のゴム部のみからなる部分のことである。

図１において、クローラ本体６に埋設された芯金７Ａのクローラ周方向における端縁ａ１（以下、これを単に端縁という）からこれに隣接する他の芯金７Ｂの端縁ａ１までの端縁間距離ｋ（隣接する芯金７の対向する端縁間距離）が、１ピッチｐの４５％〜６０％に設定されている。以下、端縁間距離ｋを１ピッチｐで除した当該値を芯金間比率とよぶ。なお、芯金の端縁ａ１とは、芯金７のクローラ周方向における最端縁のことであり、この最端縁は投影通過面８における最端縁の場合もあるし翼部の場合もある。例えば、特開２０００−７２０５６号公報、図２のクローラ周方向に並ぶ長、短のレール面を有する弾性クローラでは、長いレール面の最端縁から短いレール面の最端縁までが端縁間距離となる。他の例を挙げると、実公平６−３７０３０号公報の図９では、隣接するレール面間のクローラ周方向距離のことをいい、実公平７−１７６５８号公報の図８では、芯金のレール面のクローラ周方向における最端縁から、これに隣接する他の芯金の芯金翼部の側壁までの距離のことをいう。

本実施形態における芯金７の端縁とは、図１に示す投影通過面８の端縁ａ１をいい、従って上記端縁間距離ｋは、芯金７Ａの投影通過面８の端縁ａ１から隣接する他の芯金７Ｂの投影通過面８の端縁ａ１までをいう。従来の弾性クローラの端縁間距離は、１ピッチの２０％〜３０％くらいであった。従って、端縁間距離ｋが従来よりも大きくなっており、すなわち隣接する芯金７の端縁ａ１間である非投影ゴム部分１０の長さがより大きくなっている。なお、本実施形態の弾性クローラ１の各部の寸法は、クローラ幅方向寸法；４５０ｍｍ、芯金周方向ピッチ；９０ｍｍ、芯金の最大周方向幅４２ｍｍ、芯金間比率；５３％となっている。

また、図５（ａ）の側面図に示すように上記非投影ゴム部分１０は、非投影通過面１０ａが投影通過面８に対して面一となるように形成されている。このようにすれば、弾性クローラ１の内周面を通過する転輪５が、投影通過面８だけでなく非投影通過面１０ａにも接触するようになるため、転輪通過面が連続面に近いように形成され芯金７間における転輪５の落ち込みが減少する。従って、転輪５の乗り移り振動を抑えることができる。さらに、図５（ｂ）に示すように、非投影ゴム部分１０をクローラ内周側に向かって隆起させてもよく、この場合には芯金７間における転輪５の落ち込みをより小さくすることができる。なお、当該クローラ本体６からの隆起高さは２ｍｍとなっているが、この高さは適宜変更することができる。

上記弾性クローラ１が装着されたクローラ走行装置２は小型のものであり、上記芯金間比率が４５％〜６０％に設定されているため、同走行装置２に設けられた駆動スプロケット３の歯底径はφ２００ｍｍ、歯数は８枚となっているにもかかわらず、当該弾性クローラ１は駆動スプロケット３にスムーズに噛み合うことができるようになっている。芯金間比率を上記値に設定した理由を次に説明する。
表１は、各種駆動スプロケットに対して使用される従来の弾性クローラの各部の寸法を示している。表１の見方は、各駆動スプロケットＡ〜Ｆにそれぞれ、同じ列の弾性クローラＡ〜Ｆが対応する。表１から解るように、従来の弾性クローラの芯金間比率は２０％〜３０％となっている。この芯金間比率の算出方法は、例えば弾性クローラＡの場合、１ピッチに対する芯金のクローラ周方向における最大幅の割合を算出し、これを１００から差し引けばよい。なお、表１に記載された駆動スプロケットは、いずれも通常型から大型のクローラ走行装置用であり、駆動スプロケットの歯底径は、最小でφ２２５ｍｍ、最大でφ５００ｍｍとなっている。

ここで、本実施形態の小型のクローラ走行装置２に、表１の中で最も歯底径の小さい駆動スプロケットＣに適用される弾性クローラＣを装着することを想定する。当該走行装置の駆動スプロケット３の歯底径はφ２００ｍｍ、歯数は８枚である。これに対し、駆動スプロケットＣの歯底径はφ２２５ｍｍ、歯数は１２枚である。従って、駆動スプロケット３の１ピッチｐの角度は３６０／８＝４５°であり、駆動スプロケットＣの１ピッチの角度は３６０／１２＝３０°である。
図４（ａ）は従来の弾性クローラＣを駆動スプロケットＣ（１ピッチ３０°）に掛けた場合の模式図であり、図４（ｂ）は同弾性クローラＣを駆動スプロケット３（１ピッチ４５°）に掛けた場合の模式図である。なお、これらの図中、駆動スプロケットＣ、３に接している弾性クローラＣの鎖線間はいずれも、１ピッチｐ分の領域をあらわしている。当該弾性クローラＣの内周側を構成している内周ゴム１５は、駆動スプロケットＣの状態のときよりも駆動スプロケット３の状態のときの方が圧縮されることになり、その圧縮比率は４５°／３０°＝１．５となる。

駆動スプロケット３に掛けられることで圧縮された上記内周ゴム１５を、駆動スプロケットＣに掛けられた際の圧縮量とするためには、芯金の幅ｓを小さくして芯金間比率を大きくすればよい。この芯金間比率の算出は、弾性クローラＣの元の芯金間比率に当該圧縮比率を乗ずればよい。従って、元の芯金間比率；３０％に、圧縮比率；１．５を乗じて、３０％×１．５＝４５％（芯金間比率）となる。
表１に記載された弾性クローラＡ〜Ｆをそれぞれ駆動スプロケット３に適用するために、上述のようにして芯金間比率を算出すると、それぞれ表２に示す値となる。この表２に示す値をもとに、他の歯底径を有する駆動スプロケットへの展開、弾性クローラの屈曲半径、農業機械用途を考慮して、弾性クローラの芯金間比率は４５％以上、かつ８０％以下（好ましくは６０％以下）が妥当であることが判明した。

上記本実施形態の弾性クローラでは、クローラ本体６を構成するゴム部分のうち、芯金７の埋設部分に対応する投影ゴム部から外れた非投影ゴム部１０のクローラ周方向長さｋが、クローラ周方向で隣接する当該芯金７の中心間距離（１ピッチ）の４５％〜６０％となっており、従来の同比率である２０％〜３０％よりも大きくなっている。つまり、本実施形態の弾性クローラ１の芯金７は従来よりも１ピッチｐに対する幅が小さく、芯金７間の非投影ゴム部１０の長さがより広げられていることになり、同弾性クローラ１は従来のものよりも湾曲し易くなっている。従って、本実施形態の弾性クローラ１を小型の走行装置２に巻き掛けて駆動スプロケット３上の屈曲径が通常よりも小さくなった場合であっても、弾性クローラ１と駆動スプロケット３との噛み合いがスムーズにいくようになる。さらに、上述したように弾性クローラ１の内周面を通過する転輪５が、投影通過面８だけでなく非投影通過面１０ａにも接触するようになるため、転輪接触面が連続面に近いように形成され、芯金７間における当該転輪５の落ち込みが減少し、転輪５の乗り移り振動を抑えることができる。

参考例にかかる他の弾性クローラとして、例えば図５に示すように芯金翼部７２の幅ｓを投影通過面８と同じ程度にまで大きくしたものが挙げられる。本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、クローラ本体の内周側に二種の投影通過面を設けて、一方のものはクローラ周後方向に長く、同他方のものはこれより短く形成してもよい。この場合、投影通過面として長大なものと短小なものとが混在していることになり、これら長い投影通過面と短い投影通過面とが、クローラ本体の周方向及び幅方向の双方において、交互に隣接するように配置されることで、転輪の乗り移り距離が可及的に短くなされ、その分、乗り移り振動の低減が図られることになる。その他、芯金の形状や配置、ラグ形状や配置等、弾性クローラの構成、あるいは駆動スプロケットの弾性クローラへの駆動力伝達方式、クローラ走行措置の仕様は適宜変更することができる。

弾性クローラの内周側の平面図である。 クローラ式走行装置の側面図である。 （ａ）は同弾性クローラの内周側の側面図であり、（ｂ）は他の弾性クローラの内周側の側面図である。 （ａ）は従来の弾性クローラを大型の駆動スプロケットに掛けた場合の模式図であり、（ｂ）は同弾性クローラを本実施形態の駆動スプロケットに掛けた場合の模式図である。 他の弾性クローラの内周側の平面図である。

符号の説明

１ 弾性クローラ
２ クローラ走行装置
３ 駆動スプロケット
５ 転輪
６ クローラ本体
７ 芯金
８ 投影通過面
１０ 非投影ゴム部
１５ 内周ゴム

Claims (4)

1. 無端帯状のゴム製の弾性体よりなり、内周側に転輪通過面を有するクローラ本体と、クローラ周方向に所定の間隔をおいて前記クローラ本体の内部に埋設された芯金とを備え、前記クローラ本体の内周側が巻き掛けられる駆動スプロケットによって回転駆動される弾性クローラであって、前記芯金は、前記クローラ本体の内周面からクローラ内周側へ突出した左右一対のガイド突起と、このガイド突起からクローラ幅方向両側に延びる左右の翼部とを一体に有しており、この翼部における前記ガイド突起へ偏った部分に、前記クローラ本体の内周側に露出された状態又は薄く被覆された状態で前記転輪通過面の一部を構成する転動部が形成され、この転動部が、当該転動部よりクローラ幅方向外側に位置する前記翼部のクローラ周方向の端縁よりもクローラ周方向に突出している弾性クローラにおいて、
   前記クローラ本体の内周側の転輪通過面が、前記クローラ本体に対する前記芯金の前記転動部の埋設部分に対応する投影通過面と、クローラ周方向に隣接する前記投影通過面の端縁間に位置する非投影通過面とからなり、
   前記非投影通過面におけるクローラ周方向長さが、クローラ周方向で隣接する当該芯金の中心間距離の４５％〜６７％に設定されていることを特徴とする弾性クローラ。
2. 前記非投影通過面が、前記投影通過面に対して面一又はこれよりもクローラ内周側に位置している請求項１に記載の弾性クローラ。
3. 前記クローラ本体の非投影通過面がクローラ内周側に向かって隆起するように形成されている請求項２に記載の弾性クローラ。
4. 駆動スプロケットと、アイドラと、複数の転輪と、これらの外周に巻き掛けられた弾性クローラとを備えているクローラ走行装置において、前記駆動スプロケットの周面の直径が２２０ｍｍ以下とされ、前記弾性クローラは、請求項１〜３のいずれか一項に記載の弾性クローラよりなることを特徴とするクローラ走行装置。

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