JP5415894B2 - 弾性履帯車両 - 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における弾性履帯が装着された弾性履帯車両に関する。

宅地造成、道路建設、河川整備等の土木工事、建設作業、または農作業等には、無端帯状に形成された弾性履帯が装着された土木用作業機、建設用作業機、または農業用作業機等の弾性履帯車両が使用される。
弾性履帯車両は、その前後に設けられたそれぞれ左右１対の駆動輪、従動輪および左右の接地側に配された転輪に弾性履帯が巻き掛けられ、例えば、走行時の右折または左折を、左右両側の弾性履帯の循環速度を異ならせまたは一方を停止する等により行う。そのため、右折時または左折時等には、弾性履帯車両の方向転換に弾性履帯の方向転換が追随できずに転輪と弾性履帯との間に幅方向のずれが生じやすい。そして、弾性履帯車両の方向転換が急激な場合、または走行面に対して弾性履帯の滑りが良好でない場合等には、弾性履帯車両から弾性履帯が脱落するおそれがある。

幅方向に並び内周面から突出する１対の案内突起を有する弾性履帯が装着される弾性履帯車両においては、１対となって揺動する転輪間に、これらと一体に揺動して幅方向に並ぶ案内突起間に入り込むガイドを配し、弾性履帯の幅方向のずれによる脱落を防止する技術が開示されている（特許文献１）。

特開２００１−２６０９５６号公報

弾性履帯車両は、建設工事現場、農地等の平坦ではない場所での使用が予定される。特に、例えば建設物の解体作業現場において、弾性履帯車両の駆動輪が、積み上げられたがれき等の角のある段差を乗り越えるとき、その直近の転輪との間が内周側に大きくたわみ、段差の乗り越えに大きな動力を要するだけでなく、弾性履帯の内周面等に外傷を生じさせ、または抗張体の切断等を生じさせるおそれがある。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、段差等の乗り越えの際に弾性履帯のた
わみが防止され内周面等に外傷が生じにくい弾性履帯車両を提供することを目的とする。

本発明に係る弾性履帯車両は、前後方向の一方の端に配された駆動輪、前後方向の他方の端に配された従動輪、および前記駆動輪と前記従動輪との間における接地側に配された転輪を有し幅方向に離されて内方に突出する１対の突起が周方向に等間隔に配された弾性履帯を装着可能な弾性履帯車両であって、前記駆動輪とこれに隣り合う前記転輪との間および前記従動輪とこれに隣り合う前記転輪との間のいずれかまたはいずれにも脱輪防止装置が設けられ、前記脱輪防止装置は、前記前後方向に伸びたガイド本体と、前記ガイド本体における前記転輪とは反対の側の端近傍に前記転輪の回転軸に平行な軸廻りに回転可能に一体化された円盤状の回転体と、を有し、前記弾性履帯が装着されたときに、前記ガイド本体が前記弾性履帯の内周面に接することなく前記ガイド本体および前記回転体が前記１対の突起の間に収容されるように配されている。

好ましくは、前記ガイド本体における前記回転体が一体化された側の端近傍が上方に曲げられており、前記弾性履帯が装着されたときに、前記回転体と前記弾性履帯の内周面との距離が前記ガイド本体と前記弾性履帯の内周面との距離よりも大きい。
好ましくは、前記弾性履帯が装着されたときに、前記回転体と前記弾性履帯の内周面との距離が１０ｍｍ以上である。

本発明に係る他の弾性履帯車両は、芯金を有しない前記弾性履帯が装着されている。
前記弾性履帯が装着された本発明に係る他の弾性履帯車両は、前記回転体の直径が前記弾性履帯における前記突起の高さよりも大きい。
上記において「前後方向」とは、弾性履帯車両が通常走行するときの前進および後進の方向をいう。「弾性履帯の内周面」とは、ループ状（無端帯状）に形成された弾性履帯において内側を向く面である。また、弾性履帯における「突起の高さ」とは、幅方向に離されて並ぶ１対の突起の間における内周面からの突起の突出端までの、弾性履帯の内周面に直交する方向における距離をいう。ここで「１対の突起の間における内周面」とは、突起が突出する根元、排土性を改善するための溝、および駆動輪がチェーンスプロケット状である場合の係合孔等を除いて平面に近似された内周面である。「突起の突出端」とは、突起における最も突出した部分である。

本発明によると、段差等の乗り越えの際に弾性履帯のたわみが防止され内周面等に外傷が生じにくい弾性履帯車両を提供することができる。

図１は弾性履帯車両における走行装置２の側面図である。 図２は駆動輪による弾性履帯の駆動の様子を示す図である。 図３は駆動輪側の脱輪防止装置周りの側面図である。 図４は図３におけるＡ−Ａ線断面図である。 図５は脱輪防止装置を有しない弾性履帯車両が段差を乗り越えるときの様子を示す図である。 図６は脱輪防止装置を有する弾性履帯車両が段差を乗り越えるときの様子を示す図である。

図１は弾性履帯車両１における走行装置２の側面図、図２は駆動輪４による弾性履帯５１の駆動の様子を示す図、図３は駆動輪４側の脱輪防止装置３周りの側面図、図４は図３におけるＡ−Ａ線断面図である。
弾性履帯車両１は、土木作業、建設作業または農作業等に使用される自走式の車両であり、その走行装置２には、弾性履帯５１が装着される。

図１において、走行装置２は、前後方向（図１における横方向）の一方の端に配された駆動輪４、前後方向の他方の端に配された従動輪５、複数個の転輪６，…，６および脱輪防止装置３，３等を有する。
駆動輪４は、円盤状の本体１１および本体１１の両側の円形表面１２から外方に突出す
る複数の係合ピン１３，…，１３からなる。

本体１１は、弾性履帯車両１内の動力装置によって正逆回転する。
係合ピン１３，…，１３は円柱の形状を有する。本体１１の両側における係合ピン１３，…，１３は、本体を挟んで軸心を一致させかつ周方向に等間隔に配されている。駆動輪４は、ピンタイプスプロケットである。
ここで、弾性履帯車両１（走行装置２）に装着される弾性履帯５１について説明する。

以下、弾性履帯５１における帯長手方向を「周方向」といい、周方向および厚み方向のいずれにも直交する方向を「幅方向」というものとする。
弾性履帯５１は、図１ないし図４に示されるように、弾性体（ゴム）により無端帯状に形成された履帯本体５２、いずれも履帯本体５２に一体化された突起５３，…，５３、ラグ５４，…，５４、および履帯本体５２内に埋め込まれた抗張体５５からなる。

突起５３，…，５３は、履帯本体５２における幅方向に並び履帯本体５２の内側表面から外方に突出する２つを１対として、履帯本体５２の周方向全体に等間隔に並ぶ。突起５３，…，５３の周方向におけるピッチ（履帯本体５２の周長さ÷突起５３，５３の対数）は、駆動輪４の係合ピン１３，…，１３における中心軸（円柱軸）の周方向のピッチ（円周上に並ぶ係合ピン１３，…，１３の隣り合う２つの中心軸間の円弧長さ）に等しくされる。

１対の突起５３，５３のそれぞれの幅方向外側は、弾性履帯車両１が走行するときに転輪６が転動する、周方向に帯状の伸びた転動面５７，５７となっている。
ラグ５４は、履帯本体５２における幅方向に伸びて履帯本体５２の外側表面から外方に突出する。複数のラグ５４，…，５４は、履帯本体５２の周方向全体に等間隔に配される。

抗張体５５は、複数のスチールコード等の抗張力コード９，…，９が１列に並べられて形成されたものである。抗張力コード９，…，９は、ナイロンもしくはポリエステル等の合成繊維、またはスチールコードが使用される。
駆動輪４は、上記のように形成された幅方向に並ぶ１対の突起５３，５３に本体１１の両側の１対の係合ピン１３，１３が係合して弾性履帯５１を周方向に循環移動させることにより、弾性履帯車両１を前進または後進させる。

従動輪（アイドラ）５は、弾性履帯車両１の動力装置に連結されずに自由回転し、装着された弾性履帯５１を折り返させて周方向における循環を可能とする。
転輪６，…，６は、従動輪５と駆動輪４との間の下方に、前後方向に複数が並べて配されている。転輪６は、図４を参照して、回転軸の両端に円盤状の輪本体１６，１６を有する。転輪６における輪本体１６，１６間は、輪本体１６よりも外径が小さい略円柱状の輪中間部１７となっている。

輪本体１６，１６は、走行装置２に装着された弾性履帯５１における転動面５７，５７を転動し、弾性履帯車両１を走行させる。このとき、転輪６は、輪本体１６，１６間に、１対の突起５３，５３を次々に通過させることにより、弾性履帯５１の走行装置２からの脱落を防止する。
脱輪防止装置３は、駆動輪４とこれに最も近い転輪６との間、および従動輪５とこれに最も近い転輪６との間に配されて、これらの部分における弾性履帯５１の過大なたわみを防止する装置である。

図３および図４を参照して、脱輪防止装置３は、ガイド部２１および支持部２２からなる。
ガイド部２１は、ガイド本体２３および２つの回転体２４，２４等で形成される。ガイド本体２３は、両端近傍２５，２５を除く大部分が棒状であってその断面形状が略矩形であり、四隅が面取りされている。ガイド本体２３の両端近傍２５，２５は同じ側に向けて曲げられている（「同じ側」とは図３においては上側である）。ガイド本体２３の両端近傍２５，２５は、中央に隙間が設けられて二股となっている。

二股となったガイド本体２３の両端近傍２５，２５は、その横幅（図４における横方向の幅）がガイド本体２３の他の部分に比べて小さい。
回転体２４，２４は、金属で形成された円盤（円柱）状の輪（りん）である。２つの回転体２４，２４は、それぞれがガイド本体２３の両端近傍２５，２５における互いに異なる側の二股の間に、回転自在に支持される。ガイド本体２３の両端近傍２５，２５の横幅が狭いことにより、回転体２４，２４の回転軸３１を含むガイド本体の両端近傍２５，２５の横幅は、ガイド本体２３の他の部分の横幅よりも小さい。回転体２４，２４の回転軸３１は、転輪６の回転軸に平行である。

回転体２４，２４は、走行装置２に装着が予定される弾性履帯５１を形成する弾性体よりも硬度の大きな弾性体で形成してもよい。
ガイド部２１は、その全体の横幅（ガイド部２１においてはガイド本体２３の横幅で代表される）が、走行装置２に装着が予定される弾性履帯５１における幅方向に１対の突起５３，５３の間隙よりも小さく設計される（言い換えると、走行装置２に装着される弾性履帯５１はその１対の突起の間隙がガイド部２１の横幅よりも大きく設計される）。

回転体２４の直径Ｈ２は、装着を予定する弾性履帯５１のおける突起５３の高さＨ１（１対の突起５３間の内周面から突起５３先端までの垂直距離（内周面に直交する方向における距離））よりも大きい。ここで「１対の突起５３間の内周面」とは、突起５３が突出する根元、排土性を改善するための溝、および駆動輪がチェーンスプロケット状である場合の係合孔等を除き平面に近似された内周面である。「突起５３先端」とは、突起５３における最も突出した部分である。

また、ガイド部２１において、回転体２４，２４は、ガイド本体２３に対して両端近傍２５，２５が曲げられた側とは反対の側に張り出すことがないように、ガイド本体２３に取り付けられる。
支持部２２は、支持アーム２６、延伸アーム２７および２つのダンパー２８，２８等からなる。

支持アーム２６は、棒状であって、一端がガイド本体２３の長手方向の略中央に固着され、ガイド本体２３の両端近傍２５，２５が曲がる側と同一方向に伸びる。
延伸アーム２７は形状が円柱であって、その一端にその円柱軸を揺動軸３２として、支持アーム２６の他端が揺動可能に一体化されている。一体化された延伸アーム２７と支持アーム２６とは、それぞれの長手方向が直交する。延伸アーム２７は、その他端が走行装置２におけるトラックフレーム７に固定されている。

ダンパー２８は、長手方向に力が加えられたときに力の大きさに応じて収縮するとともに伸張する力を生じさせる、圧縮空気が封入されまたはコイルバネが内蔵された、いわゆるダンパーである。２つのダンパー２８，２８は、それぞれの一端が、支持アーム２６を挟んでガイド本体２３の互いに異なる側に揺動可能に取り付けられている。２つのダンパー２８，２８におけるそれぞれの他端は、延伸アーム２７から円柱軸に直交して１８０度逆方向に突出する鉤形のダンパー支持棒２９，２９に取り付けられている。ダンパー支持棒２９，２９は、延伸アーム２７から一方が駆動輪４側に、他方がその反対側に向けて突出したのち、いずれも側方外方に向けて曲がっている。

脱輪防止装置３は、走行装置２に弾性履帯５１が装着されたとき、ガイド本体２３が弾性履帯５１における幅方向１対の突起５３，５３の間に入り込むように走行装置２に取り付けられる。このとき、脱輪防止装置３は、ガイド本体２３の下面３３が弾性履帯５１の内周面に接しない適度な距離ｈ１となるように配される。
なお、走行装置２に組み込まれた脱輪防止装置３における回転体２４と装着された弾性履帯５１の内周面との距離ｈ２は、ガイド本体２３の下面３３と弾性履帯５１の内周面との距離ｈ１よりも大とするのが好ましい。距離ｈ２は、１０ｍｍ以上とするのが好ましい。

距離ｈ２は、駆動輪４における本体１１の周面および転輪６の輪本体１６，１６の周面に同時に接する仮想平面ＳＰと回転体２４との距離に略等しい。また、距離ｈ１は、この仮想平面ＳＰとガイド本体２３の下面３３との距離に略等しい。
次に、脱輪防止装置３の効果について説明する。
図５は脱輪防止装置３を有しない弾性履帯車両６１が段差７１を乗り越えるときの様子
を示す図、図６は弾性履帯車両１が段差７１を乗り越えるときの様子を示す図である。

図５を参照して、従来の弾性履帯車両６１では、矢印Ｆ方向に走行して大きな段差７１を乗り越えるときに、例えば駆動輪４と転輪６との間で、装着された弾性履帯５１が内周側に大きくたわむ。
弾性履帯５１は、弾性体で形成されていることにより、通常たわみは段差等を通過した後に解消する。しかし、大きなたわみの発生により弾性履帯５１の内周側に大きな引張力が加わる。弾性体が経時により劣化し、または寒冷地等で弾性が低下する等の条件下では、大きな段差７１の通過により加わる引張力が弾性履帯５１の内周面に外傷を生じさせ、さらに抗張体５５の切断等を生じさせるおそれがある。

また、大きなたわみの発生は、弾性履帯５１の円滑な循環を妨げ、一時的に弾性履帯５１がロックされた状態となる。そのため、運転者の意に反して弾性履帯車両１が蛇行する。
これに対して、図６を参照して、脱輪防止装置３を有する弾性履帯車両１では、矢印Ｆ方向に走行して大きな段差７１を乗り越えるときの駆動輪４と転輪６との間の弾性履帯５１のたわみが、脱輪防止装置３のガイド部２１により制限される。

すなわち、弾性履帯車両１が段差７１を乗り越えるとき、はじめに弾性履帯５１における駆動輪４通過直後の部分が内周側へたわむ。たわんだ弾性履帯５１は、その内周面が脱輪防止装置３における駆動輪４に近い側の回転体２４ａに当接する。ガイド部２１は、駆動輪４に近い回転体２４ａが上方に押されることにより、図６において揺動軸３２を中心として半時計回りに揺動する。ダンパー２８，２８は、その一方２８ａが圧縮され、揺動（収縮）の程度に応じた復元力によりガイド部２１を元の状態（位置）に戻そうとする。そのため、弾性履帯５１のたわみの増大は、ガイド部２１（回転体２４）により防止される。

脱輪防止装置３を有する弾性履帯車両１は、弾性履帯５１の過大なたわみが防止され、弾性体が経時により劣化し、または寒冷地等で弾性が低下する等の条件下においても弾性履帯５１の内周面に外傷が生じにくく、抗張体５５の切断等の発生を防止することができる。
弾性履帯車両１が矢印Ｆ方向に進むと、弾性履帯５１のたわみ部分が当接するガイド部２１における位置は、回転体２４ａを経て、ガイド本体２３の下面３３から転輪６側の回転体２４ｂに移動する。この過程においても、ガイド部２１は、弾性履帯５１の内周面が当接する位置およびそのたわみの程度に応じて揺動方向を変化させながら揺動する。ダンパー２８，２８は、ガイド部２１の揺動に応じてこれを元に戻す復元力をガイド部２１に加える。脱輪防止装置３は、このようなガイド部２１の動作により、弾性履帯５１のたわみを制限し、弾性履帯５１の損傷を防止する。

ガイド部２１による過大なたわみの防止機能は、駆動輪４と転輪６との間における弾性履帯５１のロックの発生をも防止し、脱輪防止装置３を有する弾性履帯車両１は、直進性に優れる。
また、脱輪防止装置３におけるガイド部２１は、弾性履帯５１におけるいずれかの幅方向１対の突起５３，５３の間にあって、突起５３の幅方向内側に当接することにより弾性履帯５１がその幅方向にずれるのを防止する。脱輪防止装置３は、弾性履帯車両１の急激な転回（右折または左折）時に、弾性履帯５１の脱落を防止する効果を奏する。

上述の実施形態において、弾性履帯車両１における駆動輪４の型式を、図２に示されるようなピンタイプスプロケットでなく、他の型式とすることができる。例えば、駆動輪として、周面に周方向等間隔に複数の外方に突出する歯が設けられたスプロケットを用い、スプロケットの歯を収容する係合孔が周方向に等間隔に設けられた弾性履帯を装着するようにしてもよい。

脱輪防止装置３におけるガイド部２１，２１を、それぞれ駆動輪４側、従動輪５側の一方にのみ回転体２４を設けたものとしてもよい。その場合にも、駆動輪４から転輪６に向かう弾性履帯５１のたわみ、および従動輪５から転輪６に向かう弾性履帯５１のたわみの増大を防止することができる。この場合の回転体を有しない側の端面は、外方に凸状の球
面または装着された弾性履帯の幅方向に平行な母線を有する外方に凸状の湾曲面とするのが好ましい。

脱輪防止装置３におけるダンパー２８，２８に換えて、揺動に応じた復元力を生じさせる他の手段を採用しても良い。脱輪防止装置３を、ダンパー２８，２８の一方を有しないものまたはダンパー２８，２８を有しないものとしてもよい。ガイド部２１は、有る程度の長さを有することにより、一端側に弾性履帯５１のたわみが生じて揺動しても、他端の回転体２４ｂ（または回転体を有しない他端）がたわんでいない弾性履帯５１の内周面に当接することによりその揺動が制限される。そのため、ダンパー２８，２８を有しない脱輪防止装置であっても、一端側に生ずる弾性履帯５１のたわみの増大が防止される。

また、ガイド部が揺動不能であってトラックフレーム７に固定的に一体化された脱輪防止装置であっても、回転体２４およびガイド本体２３が弾性履帯５１の内面に当接し、駆動輪４または従動輪５を通過直後の弾性履帯５１のたわみの増大に対する抑制効果を有する。
弾性履帯車両１に装着される弾性履帯は、上に説明した芯金を有しない弾性履帯５１のほかに、芯金を有する弾性履帯であってもよい。

その他、弾性履帯車両１、および弾性履帯車両１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における弾性履帯が装着された弾性履帯車両に利用することができる。

１ 弾性履帯車両
３ 脱輪防止装置
４ 駆動輪
５ 従動輪
６ 転輪
２３ ガイド本体
２４ 回転体
２５ （ガイド本体の）端近傍
５１ 弾性履帯
５３ 突起

Claims (5)

1. 前後方向の一方の端に配された駆動輪、前後方向の他方の端に配された従動輪、および前記駆動輪と前記従動輪との間における接地側に配された転輪を有し幅方向に離されて内方に突出する１対の突起が周方向に等間隔に配された弾性履帯を装着可能な弾性履帯車両であって、
   前記駆動輪とこれに隣り合う前記転輪との間および前記従動輪とこれに隣り合う前記転輪との間のいずれかまたはいずれにも脱輪防止装置が設けられ、
   前記脱輪防止装置は、
   前記前後方向に伸びたガイド本体と、
   前記ガイド本体における前記転輪とは反対の側の端近傍に前記転輪の回転軸に平行な軸廻りに回転可能に一体化された円盤状の回転体と、を有し、
   前記弾性履帯が装着されたときに、
   前記ガイド本体が前記弾性履帯の内周面に接することなく前記ガイド本体および前記回転体が前記１対の突起の間に収容されるように配された
   ことを特徴とする弾性履帯車両。
2. 前記ガイド本体における前記回転体が一体化された側の端近傍が上方に曲げられており、
   前記弾性履帯が装着されたときに、
   前記回転体と前記弾性履帯の内周面との距離が前記ガイド本体と前記弾性履帯の内周面との距離よりも大きい
   請求項１に記載の弾性履帯車両。
3. 前記弾性履帯が装着されたときに、
   前記回転体と前記弾性履帯の内周面との距離が１０ｍｍ以上である
   請求項１または請求項２に記載の弾性履帯車両。
4. 前記弾性履帯が芯金を有しない弾性履帯であり、
   当該弾性履帯が装着された
   請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の弾性履帯車両。
5. 前記弾性履帯が装着されており、
   前記回転体の直径が前記弾性履帯における前記突起の高さよりも大きい
   請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の弾性履帯車両。

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