JP5315143B2 - 履帯式走行体 - Google Patents

Description

本発明は、履帯式走行体の履帯の張りを調整する技術に関する。

履帯式走行体を備えた車両では、履帯の張りが緩い場合には、走行時に履帯がばたつき、駆動輪や従動輪などが履帯で叩かれてしまうため、騒音が発生するなどの不具合が生じる。この不具合を防止するために、たとえば弾性体の付勢力によって履帯を緊張させる履帯緊張装置が知られている（特許文献１参照）。

実開平５−９４０７９号公報

しかし、上述した文献に記載の履帯緊張装置では、弾性体の付勢力によって常に履帯に張力を生じさせているため、履帯の寿命が短くなる恐れがある。

本発明による履帯式走行体は、ラックフレームのサイドフレームに回転可能に設けられた駆動輪および従動輪、または２つの駆動輪と、駆動輪と従動輪との間、または２つの駆動輪の間で掛け回された履帯とを備える履帯式走行体であって、駆動輪と従動輪との間、または２つの駆動輪の間に設けられ、掛け回された履帯が下垂するのを防止するための上側ローラを兼ねた調整ローラと、調整ローラを押し出す押し出し手段とを有し、掛け回された履帯の内側から外側に向かって調整ローラを押し出し手段が押し出すことで履帯の張り具合を調整する調整手段と、押し出し手段で押し出された調整ローラを任意の押し出し位置で固定する固定手段とを備え、押し出し手段は、調整シリンダと、調整シリンダ伸縮調整弁とを備え、固定手段は、調整シリンダと調整シリンダ伸縮調整弁とを結ぶ油路に設けられたセルフシールカップリングを備え、履帯張り具合を調整した後、セルフシールカップリングによる油路の接続を解除して、調整シリンダ内の圧油を封じ込め、調整ローラの押し出し位置が固定されることを特徴とする。
請求項１に記載の履帯式走行体において、調整手段は、調整ローラと、駆動輪および従動輪の少なくともいずれか一方との間、または２つの駆動輪の少なくともいずれか一方との間で、押し出し手段が調整ローラを掛け回された履帯の内側から外側に向かって押し出すことが好ましい。
請求項２に記載の履帯式走行体において、押し出し手段は、さらに、調整ローラと調整シリンダとを連結し、サイドフレームに回動可能に固定された調整アームを備え、調整シリンダの伸縮に伴い調整アームが回動し、調整ローラが履帯の内側を回動することが好ましい。
請求項１に記載の履帯式走行体において、調整手段は、さらに、調整シリンダのロッド側油室側に設けられた異常圧力補償弁を備えることが好ましい。

本発明によれば、履帯の寿命を延命化できる。

本発明による履帯張り調整装置および履帯式走行体を搭載したクレーンを右側から見たときの外観側面図である。 走行体１００の平面図である。 （ａ）は履帯張り調整装置１３０と、その近傍を示す側面図であり、（ｂ）は図３（ａ）のＡ矢視図であり、（ｃ）は図３（ａ）のＢ矢視図である。 調整シリンダ１３１のシリンダロッドを縮退させたときの履帯張り調整装置１３０を示す図である。 （ａ）は調整ローラ１３３に作用する力について説明する図であり、（ｂ）は従来技術における履帯１２３の張り具合を調整する機構に作用する力について説明する図である。 変形例を示す図である。 変形例を示す図である。 調整シリンダ１３１を駆動する油圧回路を示す図である。

図１〜５を参照して、本発明による履帯張り調整装置および履帯式走行体の一実施の形態を説明する。図１は、本発明による履帯張り調整装置および履帯式走行体を搭載したクレーンを右側から見たときの外観側面図であり、作業姿勢を示している。このクレーン１は、履帯式走行体（走行体）１００と、旋回輪２を介して走行体上に旋回可能に搭載された旋回体３と、旋回体３のフレーム（旋回フレーム）３０に前後方向に起伏可能に軸支されたブーム４とを有する。旋回フレーム３０には主巻ロープ５ａが巻回された主巻ドラム５、補巻ロープが巻回された補巻ドラム６、および起伏ロープ７ａが巻回された起伏ドラム７が配設され、旋回フレーム３０の後端部にはカウンタウエイト８が支持されている。ブーム４の後方にはＡフレーム２０（ガントリとも呼ぶ）が立設されている。Ａフレーム２０は起伏シリンダ２１の伸縮により後方に倒回可能である。

主巻ロープ５ａはブーム先端部を経由してフック９に接続され、主巻ドラム５の駆動によりフック９が昇降する。ブーム先端部にはペンダントロープ１１の一端が接続され、ペンダントロープ１１の他端はブライドル１２に接続されている。Ａフレーム２０の頂部には回動可能にハンガ１３が取り付けられ、起伏ロープ７ａはＡフレーム頂部のシーブ２２を経由してブライドル１２とハンガ１３の間に複数回掛け回されている。この状態で起伏ドラム７を駆動するとハンガ１３とブライドル１２の間隔が変化し、ペンダントロープ１１を介してブーム４が起伏する。

走行体１００は、図２の平面図で示すような略Ｈ形状のトラックフレーム１１０と、トラックフレーム１１０に連結される左右一対のサイドフレーム１２０とを備えている。サイドフレーム１２０には、両端に設けられた駆動輪１２１および従動輪１２２が設けられている。また、サイドフレーム１２０には、これら駆動輪１２１および従動輪１２２に掛け回された履帯（無限軌道履帯）１２３と、駆動輪１２１に直結した駆動装置（走行モータ）１２４と、履帯張り調整装置１３０とが設けられている。履帯１２３は不図示のピンによって連結された複数のシュー１２３ａからなる（図３）。旋回体３側から供給される圧油によって走行モータ１２４が回動されると、駆動輪１２１が掛け回された履帯１２３を駆動する。これにより、クレーン１が前後方向に移動する。

図３（ａ）は、履帯張り調整装置１３０と、その近傍を示す側面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ矢視図であり、図３（ｃ）は図３（ａ）のＢ矢視図である。履帯張り調整装置１３０は、左右の各サイドフレーム１２０に対して、駆動輪１２１および従動輪１２２の近傍にそれぞれ設けられているが、いずれもその構成は同じである。以下の説明では、図１で手前側に図示された右側サイドフレーム１２０の従動輪１２２の近傍に設けられている履帯張り調整装置１３０について説明する。

履帯張り調整装置１３０は、調整シリンダ１３１と、調整アーム１３２と、調整ローラ１３３とを備えている。調整シリンダ１３１は、旋回体３に搭載された油圧ポンプから供給される圧油によって伸縮する油圧シリンダであり、次に述べる調整アーム１３２を回動させる。調整シリンダ１３１のボトム室側の端部は、たとえばクレビス形状を呈しており、サイドフレーム１２０に設けられた支持部１２０ａに接続ピン１４１を介して回転可能に軸支される。

調整アーム１３２は、一端がサイドフレーム１２０に設けられた支持部１２０ｂに接続ピン１４３を介して回転可能に軸支されアームであり、次に述べる調整ローラ１３３を他端で回転可能に軸支している。調整アーム１３２の一端と他端との間には、調整シリンダ１３１のシリンダロッドの先端が接続ピン１４２を介して接続されている。調整ローラ１３３は、上述したように調整アーム１３２の他端に回転可能に軸支されたローラであり、後述するように履帯１２３の内側に当接して履帯１２３に従動して回動する。なお、調整ローラ１３３は、掛け回された履帯１２３が下垂するのを防止するための上側ローラの機能も兼ね備えている。

このように構成される履帯張り調整装置１３０では、図４に示すように、調整シリンダ１３１のシリンダロッドが縮退されると、調整アーム１３２の他端が図示左方に回動されて、調整ローラ１３３が履帯１２３を内側から外側に向かって押し出す押し出し量（以下の説明では単に、調整ローラ１３３の外側押し出し量と呼ぶ）が減少する。また、図３（ａ）に示すように、調整シリンダ１３１のシリンダロッドが伸長されると、調整アーム１３２の他端が図示右方に回動されて、調整ローラ１３３の外側押し出し量が増加する。調整シリンダ１３１のシリンダロッドの伸縮量、すなわち調整ローラ１３３の外側押し出し量が、ユーザの操作によって任意の量に設定して固定できるように、調整シリンダ１３１を駆動する油圧回路が構成されている（図８）。

図８は、調整シリンダ１３１を駆動する油圧回路２００を示す図である。この油圧回路２００には、油圧ポンプ２０１と、緊張力制御弁２０２と、調整シリンダ伸縮調整弁２０３と、異常圧力補償弁２０４とが設けられている。油圧ポンプ２０１は、調整シリンダ１３１のシリンダロッドを縮退させるための圧油を供給する油圧ポンプである。緊張力制御弁２０２は、後述するように、履帯１２３を緊張させる際に調整シリンダ１３１に供給される圧油の圧力を規定するためのものである。

調整シリンダ伸縮調整弁２０３は、ユーザの操作レバー２０３ａの操作によって調整シリンダ１３１のシリンダロッドを縮退させるために調整シリンダ１３１への圧油の流れを制御する制御弁である。異常圧力補償弁２０４は、後述するように、調整シリンダ１３１のロッド側油室の圧力が過度に上昇した場合に圧力を逃がすためのものである。調整シリンダ伸縮調整弁２０３と調整シリンダ１３１とは、履帯１２３を緊張させる際にはセルフシールカップリング２０５を介して接続される。履帯１２３を緊張させた後には、接続したセルフシールカップリング２０５を切り離して、調整シリンダ伸縮調整弁２０３と調整シリンダ１３１とを離間させる。

このように構成される油圧回路２００では、ユーザが操作レバー２０３ａを操作して調整シリンダ１３１のシリンダロッドの伸縮量（調整ローラ１３３の外側押し出し量）を適宜調整する。履帯張り調整装置１３０による調整ローラ１３３の外側押し出し量を適宜調整することにより、掛け回された履帯１２３が駆動輪１２１と従動輪１２２との間で履帯１２３を外側、主に上方に向かって押し出す量が変化する。履帯張り調整装置１３０では、この変化を利用して、駆動輪１２１と従動輪１２２との間に掛け回された履帯１２３の張り具合を調整できる。

具体的には、ユーザがセルフシールカップリング２０５を接続して調整シリンダ伸縮調整弁２０３と調整シリンダ１３１とを結ぶ油路とを接続する。そして、ユーザが操作レバー２０３ａを操作して、調整シリンダ１３１のシリンダロッドを伸長させて、調整ローラ１３３を外側へ押し出して履帯１２３を緊張させる。この履帯１２３の緊張時には、緊張力制御弁２０２で圧油がリリーフされるまで調整シリンダ１３１のシリンダロッドを伸長させる。このようにすることで、履帯１２３の張力を一定にして、履帯１２３の張り過ぎを防止する。履帯１２３の過度の緊張は、シュー１２３ａを連結するピンの摩耗を招くとともに、走行時の抵抗増大による機械効率の低下を招く。その後、ユーザが操作レバー２０３ａを操作して、調整シリンダ１３１のシリンダロッドを少し縮退させることで、履帯１２３を僅かにたるませて、履帯１２３の全体が常に緊張したままとならないように履帯１２３の張り具合を調整する。

そして、履帯張り調整装置１３０によって履帯１２３の張り具合を調整した後、ユーザがセルフシールカップリング２０５による油路の接続を解除して、調整シリンダ伸縮調整弁２０３と調整シリンダ１３１とを結ぶ油路を遮断する。これにより、調整シリンダ１３１のボトム側油室およびロッド側油室の圧油がセルフシールカップリング２０５によって封じ込められる。したがって、調整シリンダ１３１のシリンダロッドの位置、すなわち調整ローラ１３３の位置が固定されるので、走行によって調整ローラ１３３の近傍で履帯１２３が緊張しても、調整ローラ１３３の位置は動かない。このとき、履帯１２３は、調整ローラ１３３によって外側に向かって押圧されることになる。

なお、調整シリンダ１３１の周囲の温度の変化によってボトム側油室およびロッド側油室の圧油の圧力が変動する。そのため、異常圧力補償弁２０４によって、調整シリンダ１３１のロッド側油室の圧力が過度に上昇した場合に圧力を逃がすようにしている。ここで、異常圧力補償弁２０４を調整シリンダ１３１のボトム側油室側に設けると、圧油の膨張が収まったときにシリンダロッドが縮退して履帯１２３の緊張力が弱まってしまう。このような不具合を防止するために、本実施の形態では、異常圧力補償弁２０４を調整シリンダ１３１のロッド側油室側に設けている。

弾性部材の付勢力によって調整ローラ１３３を常に外側に向かって付勢する従来技術の場合には、履帯１２３が常に調整ローラ１３３で緊張され続けることになるので、履帯１２３の不図示の結合ピンなどの摩耗が進み、履帯１２３の寿命が短くなる恐れがある。しかし、本実施の形態の履帯張り調整装置１３０では、履帯１２３の張り具合を調整した後には、調整ローラ１３３の位置を固定するので、履帯１２３が常に調整ローラ１３３で緊張され続けることにはならない。そのため、調整ローラ１３３の近傍で履帯１２３の張り具合が緩んでも、これに追従して調整ローラ１３３が履帯１２３をさらに外側に向かって押し出すことはなく、履帯１２３は適度に弛緩したままとなり履帯１２３の寿命を延命化できる。

さらに、弾性部材の付勢力によって調整ローラ１３３を常に外側に向かって付勢する従来技術の場合には、駆動輪１２１の駆動力に起因して履帯１２３が緊張すると、弾性部材の付勢力に抗して調整ローラ１３３が履帯１２３を緊張させる方向とは逆の方向に移動する。そのため、掛け回された履帯１２３が接地面側の部分でたるんでしまい、駆動輪１２１の不図示のスプロケット部分と履帯１２３との噛み合わせ不良が生じる恐れがある。これに対して、本実施の形態の履帯張り調整装置１３０では、履帯１２３の張り具合を調整した後には、調整ローラ１３３の位置を固定するので、上述した従来技術のように掛け回された履帯１２３が接地面側の部分でたるむことがなく、駆動輪１２１の不図示のスプロケット部分と履帯１２３との噛み合わせ不良を防止できる。

調整ローラ１３３の近傍で履帯１２３が緊張すると、調整ローラ１３３には、図５（ａ）で示すように、履帯１２３の緊張による張力Ｆｔの分力であるＦａが作用する。しかし、掛け回された履帯１２３が駆動輪１２１と従動輪１２２との間で主に上方に向かって押し出されるため、調整ローラ１３３を中心として履帯１２３が屈曲する角度が小さなり、履帯１２３の張力Ｆｔの作用方向と調整ローラ１３３への分力Ｆａの作用方向とが大きく異なる。そのため、履帯１２３の緊張による張力Ｆｔに比べて張力Ｆｔの分力であるＦａはとても小さくなる。

たとえば、図５（ｂ）に示すように、駆動輪１２１による駆動力に起因する履帯１２３の張力Ｆｔが駆動輪１２１または従動輪１２２に作用する力を考えると、張力Ｆｔの作用方向と駆動輪１２１または従動輪１２２への力の作用方向とが略平行となる。そのため、駆動輪１２１による駆動力に起因する履帯１２３の張力Ｆｔの略２倍の力が駆動輪１２１または従動輪１２２へ作用する。駆動輪１２１と従動輪１２２との間の距離を変化させることによって履帯１２３の張り具合を調整するような従来技術では、この張力Ｆｔの略２倍の力が履帯１２３の張り具合を調整する機構に作用することとなる。駆動輪１２１がサイドフレーム１２０の前後端にそれぞれ設けられている場合には、駆動輪１２１がサイドフレーム１２０の前後にいずれか１つ設けられている場合と比べて駆動輪１２１による駆動力が２倍となるので、履帯１２３の張り具合を調整する機構に作用する力もさらに２倍になる。そのため、履帯１２３の張り具合を調整する機構の構造を強固にする必要があり、輸送重量や製造コストが増加する。

これに対して、本実施の形態の履帯張り調整装置１３０では、上述したように履帯１２３の緊張による張力Ｆｔに比べて張力Ｆｔの分力であるＦａが小さくなるので、換言すれば、履帯１２３を緊張させるのに必要な力が小さな力で済むため、履帯張り調整装置１３０の強度を必要以上に上げなくてもよく、履帯張り調整装置１３０の設置に伴う輸送重量や製造コストを抑制できる。また、駆動輪１２１および従動輪１２２を固定化できるので、走行体１００の構造を簡素化でき、輸送重量や製造コストを低減できる。

なお、上述したように、履帯１２３は不図示のピンによって連結された複数のシュー１２３ａからなる。そのため、履帯１２３の長さの調整単位は、シュー１２３ａの１枚分である。履帯張り調整装置１３０が駆動輪１２１および従動輪１２２の近傍にそれぞれ設けられているので、１つの履帯張り調整装置１３０による履帯１２３の張り具合の調整代は、シュー１２３ａの１枚の長さ分の半分で足りる。

−−−変形例−−−
（１） 上述の説明では、調整アーム１３２の回動によって調整ローラ１３３の外側押し出し量を変更するように構成しているが、本発明はこれに限定されない。調整ローラ１３３の外側押し出し量を変更することで履帯１２３の張り具合の調整する構造であればよく、たとえば、図６に示すように、調整ローラ１３３を図示左下から右斜め上方に向かって移動でき、かつ、調整ローラ１３３を任意の位置で固定できるように構成してもよい。図６は調整ローラ１３３を直線的に移動させるように構成した場合の一例を示す図である。図６（ａ）は、この場合の履帯張り調整装置１５０と、その近傍を示す側面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＣ矢視図であり、図６（ｃ）は図６（ａ）のＤ矢視図であり、図６（ｄ）は、調整シリンダ１３１のシリンダロッドを縮退させた状態を示す図である。なお、図６では、上述した履帯張り調整装置１３０の各部と同じ機能を有する部品には同じ符号を付している。

この履帯張り調整装置１５０では、サイドフレーム１２０にガイドレール１５１を設け、調整シリンダ１３１のシリンダロッド先端に取り付けられた調整ローラ１３３がガイドレール１５１に沿って摺動するガイド１５２で直線的に案内されるように構成されている。

（２） 上述の説明では、履帯張り調整装置１３０が駆動輪１２１および従動輪１２２の近傍にそれぞれ設けられているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、履帯張り調整装置１３０が駆動輪１２１および従動輪１２２のいずれか一方の近傍にのみ設けられていてもよく、上述した作用効果と同様の作用効果を奏する。この場合、履帯張り調整装置１３０が設けられていない駆動輪１２１および従動輪１２２のいずれか他方の近傍に上側ローラを設ける必要がある。このように、上側ローラを設けた場合、この上側ローラと、駆動輪１２１および従動輪１２２のいずれか一方との間で調整ローラ１３３が履帯１２３を外側に向かって押し出すことになる。また、この場合には、１つの履帯張り調整装置１３０による履帯１２３の張り具合の調整代がシュー１２３ａの１枚の長さ分確保されていればよい。

（３） 上述の説明では、サイドフレーム１２０の一方端に駆動輪１２１が、他方端に従動輪１２２が設けられているが、本発明はこれに限定されない。駆動輪１２１がサイドフレーム１２０の前後端にそれぞれ設けられている場合であっても本発明を適用でき、上述した作用効果と同様の作用効果を奏する。

（４） 上述の説明では、履帯張り調整装置１３０の調整ローラ１３３が、掛け回された履帯１２３が下垂するのを防止するための上側ローラの機能も兼ね備えているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、調整ローラ１３３とは別に上側ローラが設けられていてもよい。また、少なくとも２つの上側ローラが設けられている場合には、図７に示すように、この２つの上側ローラの間に履帯張り調整装置１３０の調整ローラ１３３が配設され、調整ローラ１３３の上下方向への移動と、任意位置での固定が可能であるように構成されていてもよい。

（５） 上述の説明では、油圧回路２００に油圧ポンプ２０１を設けているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、油圧ポンプ２０１を特に設けず、クレーン１の各部を制御するためのパイロットポンプや、クレーン１の各部を駆動するためのメインポンプから圧油の供給を受けるように構成してもよい。

（６） 上述の説明では、セルフシールカップリング２０５による油路の接続を解除して、調整シリンダ伸縮調整弁２０３と調整シリンダ１３１とを結ぶ油路を遮断することで調整ローラ１３３の外側押し出し量（調整ローラ１３３の位置）が変化しないように構成しているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、調整アーム１３２の回動位置を物理的に任意の位置で固定するために油圧回路２００とは別の機構を用いることで調整ローラ１３３の位置が変化しないように構成してもよい。
（７） 上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。

なお、本発明は、上述した実施の形態のものに何ら限定されず、トラックフレームのサイドフレームに回転可能に設けられた駆動輪および従動輪、または２つの駆動輪と、駆動輪と従動輪との間、または２つの駆動輪の間で掛け回された履帯とが設けられた履帯式走行体の履帯張り調整装置において、駆動輪と従動輪との間、または２つの駆動輪の間に設けられた調整ローラと、調整ローラを押し出す押し出し手段とを有し、掛け回された履帯の内側から外側に向かって調整ローラを押し出し手段が押し出すことで履帯の張り具合を調整する調整手段と、押し出し手段で押し出された調整ローラを任意の押し出し位置で固定する固定手段とを備えることを特徴とする各種構造の履帯張り調整装置、およびこの履帯張り調整装置を備える各種構造の履帯式走行体を含むものである。

１ クレーン ３ 旋回体
４ ブーム ９ フック
１００ 履帯式走行体（走行体） １１０ トラックフレーム
１２０ サイドフレーム １２１ 駆動輪
１２２ 従動輪 １２３ 履帯（無限軌道履帯）
１２４ 駆動装置（走行モータ） １３０ 履帯張り調整装置
１３１ 調整シリンダ １３２ 調整アーム
１３３ 調整ローラ ２００ 油圧回路

Claims (4)

1. トラックフレームのサイドフレームに回転可能に設けられた駆動輪および従動輪、または２つの駆動輪と、前記駆動輪と従動輪との間、または前記２つの駆動輪の間で掛け回された履帯とを備える履帯式走行体であって、
   前記駆動輪と従動輪との間、または前記２つの駆動輪の間に設けられ、前記掛け回された履帯が下垂するのを防止するための上側ローラを兼ねた調整ローラと、前記調整ローラを押し出す押し出し手段とを有し、前記掛け回された履帯の内側から外側に向かって前記調整ローラを前記押し出し手段が押し出すことで前記履帯の張り具合を調整する調整手段と、
   前記押し出し手段で押し出された前記調整ローラを任意の押し出し位置で固定する固定手段とを備え、
   前記押し出し手段は、調整シリンダと、調整シリンダ伸縮調整弁とを備え、
   前記固定手段は、前記調整シリンダと前記調整シリンダ伸縮調整弁とを結ぶ油路に設けられたセルフシールカップリングを備え、
   履帯張り具合を調整した後、前記セルフシールカップリングによる油路の接続を解除して、前記調整シリンダ内の圧油を封じ込め、前記調整ローラの押し出し位置が固定されることを特徴とする履帯式走行体。
2. 請求項１に記載の履帯式走行体において、
   前記調整手段は、前記調整ローラと、前記駆動輪および従動輪の少なくともいずれか一方との間、または前記２つの駆動輪の少なくともいずれか一方との間で、前記押し出し手段が前記調整ローラを前記掛け回された履帯の内側から外側に向かって押し出すことを特徴とする履帯式走行体。
3. 請求項２に記載の履帯式走行体において、
   前記押し出し手段は、さらに、前記調整ローラと前記調整シリンダとを連結し、前記サイドフレームに回動可能に固定された調整アームを備え、前記調整シリンダの伸縮に伴い前記調整アームが回動し、前記調整ローラが前記履帯の内側を回動することを特徴とする履帯式走行体。
4. 請求項１に記載の履帯式走行体において、
   前記調整手段は、さらに、前記調整シリンダのロッド側油室側に設けられた異常圧力補償弁を備えることを特徴とする履帯式走行体。

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