JP5700064B2 - クローラ式走行装置 - Google Patents

Description

本発明はクローラ式走行装置に関し、特に、クローラ幅を拡縮可能なクローラ式走行装置に関する。

建物解体機やクローラクレーン等のクローラは、作業時は安定性（転倒支点）を稼ぐ目的で幅がより広い方が有利となる一方、搬送時には搬送台車の幅内に納まるように小さくする必要がある。また、最近のコンプライアンス意識の高まりから、このような機械にはより厳密な遵法搬送性が求められるようになっている。

一定以上の大型機ではクローラを取り外して搬送幅を低減しているが、クローラを取り外すには、時間や手間、コストが多くかかり、機械の機動性も損なわれることから、従来よりクローラの拡縮機構が提案されている。例えば、カーボディをＨ型のアクスル構造とし、クローラフレーム（トラックフレーム）の前後２箇所をボックス構造にしてここにアクスルを嵌合させ、油圧シリンダによってクローラの幅を拡縮できる構成が提案されている（特許文献１参照。）。

また、クローラの拡縮ストロークをより大きくするためにカーボディのアクスル先端部に別体のブロックを着脱させ、クローラの収縮時にはブロックをシュー外縁端より内側に収納する構成が提案されている（特許文献２参照。）。

実用新案出願公告平１−２５７５３号公報 実用新案出願公告昭６２−５４２９号公報

しかし、特許文献１では、クサビ及び締結用シリンダを用いてカーボディとクローラフレームとを締結する構造であるため、構造が複雑となり、コストや信頼性等の面で不利である。

一般的に、クローラを付けた状態での搬送を想定している比較的小型の機種では、搬送幅を小さくするためにシューの幅は左右の各クローラフレームの幅と略等しいものが多い。従って、現実には特許文献２に開示されているようにアクスル先端部に別体のブロックを着脱させてクローラ収縮時にブロックをシュー幅内に収めることは困難である。また、建物解体機のように足回りに大きな負荷がかかる機械では、クローラフレームをシュー幅一杯まで大きく構成することによって断面強度を稼ぎたいという要請がある。

クローラ式走行装置の例について、図７及び図８を参照しながら説明する。下部走行体３０２は、カーボディ３１０と、左右のクローラフレーム３２０とを備える。カーボディ３１０には、カーボディ本体３１１の前後両側において左右方向に突出するアクスル３１３が設けられている。左右のクローラフレーム３２０には、前後両側に中空のアクスルボックス３２２が設けられ、前後のアクスル３１３がこのアクスルボックス３２２に車幅方向にスライド自在に嵌合することにより、各クローラフレーム３２０がカーボディ３１０に対して車幅方向に移動可能に連結されている。

この例において、特許文献２の構成を採用せずにクローラフレーム３２０の拡縮幅を従来より拡大するためには、アクスル３１３を先端側（端部３１５側）に伸ばすのではなく、根本側（旋回中心側）に伸ばす必要がある。しかし、アクスル３１３を根本側に伸ばすには、上部旋回体を支持しているカーボディ本体３１１を切り込んでいく必要があり、フレーム全体の強度や剛性を考えると現状以上にアクスル３１３を伸ばすことは困難である。また、車幅拡大時におけるアクスルボックス３２２に対するアクスル３１３の差込み代（図８のＬ１２）を短くすることにより拡縮ストローク（図８のＬ１１）を増やすこともできるが、この場合、クローラフレーム３２０のガタが大きくなって嵌合部（差込み部）の面圧が増加し、耐久性に問題が生じる。古くなった機械は、この部分がへたってしまい、前から見てクローラがハの字状になっているものがある。

そこで本発明は、カーボディのフレーム剛性を維持するとともに、カーボディとクローラフレームとの嵌合部の耐久性も維持しつつ、クローラの拡縮ストロークを増やすことが可能なクローラ式走行装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、カーボディの左右両側にクローラフレームを連結したクローラ式走行装置であって、カーボディは、上部旋回体が搭載される旋回台が設けられたカーボディ本体と、カーボディ本体の前後両側において左右に突出する張出し部とを有し、左右のクローラフレームは、それぞれ前後の張出し部と車幅方向にスライド可能に嵌合する前後の嵌合部を有し、もって、各クローラフレームがカーボディに対して車幅方向に移動可能に連結されており、カーボディ本体に対する張出し部の付け根部は、平面視で、前後方向に関して旋回台の旋回中心から遠い側がカーボディ本体の車幅方向中心軸に近くなるように傾斜するとともに、張出し部の車幅方向外側の端部は、前後方向に平行であり、クローラフレームの嵌合部の開口端部は、平面視で、対応する張出し部の付け根部と同じ方向に全体として傾斜するように構成されているクローラ式走行装置を提供している。

ここで、クローラフレームの嵌合部の開口端部は、前後方向に関して旋回中心から遠い側において、前後方向と平行に延びる平行部を有するのが好ましい。

請求項１記載のクローラ式走行装置によれば、カーボディ本体に対する張出し部の付け根部は、平面視で、前後方向に関して旋回台の旋回中心から遠い側がカーボディ本体の車幅方向中心軸に近くなるように傾斜するとともに、張出し部の車幅方向外側の端部は、前後方向に平行であり、クローラフレームの嵌合部の開口は、対応する張出し部の付け根部と同じ方向に全体として傾斜するように構成されている。かかる構成によれば、カーボディの旋回台付近の断面大きさを維持することによりフレームの剛性を維持するとともに、車体前後側（前後方向に関して旋回台の旋回中心から遠い側）の嵌合長さを確保することで耐久性も維持しつつ、クローラの拡縮ストロークを増やすことが可能となる。

請求項２記載のクローラ式走行装置によれば、クローラフレームの嵌合部の開口は、前後方向に関して旋回中心から遠い側において、前後方向と平行に延びる平行部を有する。嵌合部のうち車体前後側（旋回中心から遠い側）は荷重を受ける分担が大きいが、この部分に平行部を設けたため、応力集中を避けることができ、剛性の高い部分で荷重を受けることができる。

本発明の実施形態による作業機械を示す概略側面図。 本実施形態によるクローラ式走行装置を示す平面図。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図。 図２の下部走行体において、アクスルを通る水平な断面で切った部分断面図。 図２の下部走行体において、アクスルとクローラフレームとの嵌合部近傍を示す部分平面図。 別の例によるアクスルとクローラフレームとの嵌合部を示す部分平面図。 比較例によるクローラ式走行装置を示す平面図。 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図。

本発明の実施形態によるクローラ式走行装置について図１乃至図５に基づき説明する。なお、図１では、作業機械の一例として油圧ショベルを図示している。

油圧ショベル１は、図１に示すようにクローラ式の下部走行体２（クローラ式走行装置）と、下部走行体２上に鉛直軸まわりに旋回自在に搭載された上部旋回体３と、上部旋回体３の前部に装着された作業アタッチメント４とによって構成される。

下部走行体２は、図２及び図３に示すようにカーボディ１０と、左右のクローラフレーム２０とを備える。なお、説明の便宜上、前後左右方向を図２のように定義する。

カーボディ１０の構成について説明する。カーボディ本体（本体フレーム）１１に対して円筒状の旋回軸受サポート１７（図４）が取り付けられており、この旋回軸受サポート１７の内側に旋回台１２を支承する旋回軸受が収容されている。旋回台１２上には、上部旋回体３が旋回自在に搭載される。

また、カーボディ本体１１には、その前後両側において左右方向に突出するアクスル（張出し部）１３が溶接等により接合されている。この接続部分をアクスル１３の付け根部１４と称する。また、図４に示すように、前後左右の各アクスル１３は、旋回軸受サポート１７の外周面に対しても接合されている。

アクスル１３は断面「口」の字状の部材である。また、図２及び図３に示すように、アクスル１３の車幅方向外側の端部１５は、前後方向に平行である。

一方、アクスル１３の各付け根部１４は、平面視で「ハ」の字をなすように、即ち、前後方向に関して旋回台１２の旋回中心Ｃから遠い側がカーボディ本体１１の車幅方向（左右方向）中心軸ＣＬに近づくように傾斜するように構成されている。即ち、旋回中心Ｃから遠い側ではカーボディ本体１１の断面が小さくなるが、旋回軸受サポート１７付近では断面（例えば図２の断面Ｄ−Ｄ）の大きさが維持されるため、カーボディ本体１１のフレームの剛性を大きく下げることを回避している。

また、図３に示すように、カーボディ本体１１の断面高さＨ１は、アクスル１３の断面高さＨ２よりも大きくなるように構成されている。このことによっても、カーボディ本体１１のフレームの剛性を高めている。なお、本実施形態では、アクスル１３の付け根部１４は、アクスル１３の高さがＨ２からＨ１に移行する部分に相当する。

次に、クローラフレーム２０について説明する。左右のクローラフレーム２０の後端部に駆動輪２８が設けられるとともに、同前端部には遊動輪２９が設けられており、クローラフレーム２０の外周にシュー２１（図２では図示省略）が架け回されている。

各クローラフレーム２０には、前後両側に中空のアクスルボックス２２が設けられている。前後のアクスル１３がこのアクスルボックス２２に車幅方向にスライド自在に嵌合することにより、各クローラフレーム２０がカーボディ１０に対して車幅方向に移動可能に連結されている。

また、カーボディ１０の前後方向中央位置において、カーボディ１０と両クローラフレーム２０との間に拡縮シリンダ３０が水平姿勢で設けられている。油圧制御による拡縮シリンダ３０の伸縮動作によって左右のクローラフレーム２０が車幅方向に移動して車幅が拡縮変更される。なお、図２及び図３では、左側のクローラフレーム２０が車幅を拡大した状態、右側のクローラフレーム２０が車幅を縮小した状態を示す。

図５は、アクスル１３とクローラフレーム２０との嵌合部（アクスルボックス２２）近傍を拡大して示したものである。図５に示すように、アクスルボックス２２の開口端部２３は、第一平行部２３Ａと傾斜部２３Ｂと第二平行部２３Ｃとを有する。

図５のアクスルボックス２２において、第一平行部２３Ａは、傾斜部２３Ｂの前側即ち前後方向に関して旋回中心Ｃから遠い側において前後方向と平行に延びている。傾斜部２３Ｂは、対応するアクスル１３の付け根部１４と同じ方向に即ち略平行に傾斜している。第二平行部２３Ｃは、傾斜部２３Ｂの後側即ち前後方向に関して旋回中心Ｃに近い側において前後方向と平行に延びている。

以上により、開口端部２３は、全体として、対応するアクスル１３の付け根部１４と同じ方向に即ち略平行に傾斜するように構成されている。これにより、図２の右側のクローラフレーム２０を見ると分かるように、車幅縮小状態において、クローラフレーム２０をカーボディ１０側へより近づけることができる。つまり、作業機械搬送時の車幅をより小さくすることができる。図７の右側のクローラフレーム３２０の位置と比較すると、図２のクローラフレーム２０の方が、より旋回台１２に近いことが分かる。

車幅拡大状態におけるアクスルボックス２２に対するアクスル１３の嵌合部について説明する。図５に示すように、アクスルボックス２２の車体前後側（前後方向に関して旋回中心Ｃから遠い側）の嵌合長さＬ２は、車体中心側（前後方向に関して旋回中心Ｃに近い側）の嵌合長さＬ３よりも大きい。

ところで、作業機械の作業中には、上部旋回体３に対してピッチング（図１の矢印Ａ）やローリングを生じさせる荷重がはたらく。これにより上部旋回体３に連結された下部走行体２にもこの荷重が伝達され、従って、カーボディ１０側のアクスル１３とクローラフレーム２０側のアクスルボックス２２との接触部（嵌合部）にもこの荷重がはたらく。特に、図１の矢印Ａで示すピッチングを考慮すると、この荷重は、車体前後側（旋回中心Ｃから遠い側）で大きくなる。

従って、嵌合部の耐久性の観点から、旋回中心Ｃに近い側の嵌合長さＬ３よりも旋回中心Ｃから遠い側の嵌合長さＬ２の方が重要である。本実施形態では、旋回中心Ｃから遠い側の嵌合長さＬ２を十分確保することにより耐久性を維持している。

実際の例では、本実施形態における旋回中心Ｃから遠い側の嵌合長さＬ２（図３、図５）は比較例（図８）による嵌合長さＬ１２よりも大きく、旋回中心Ｃに近い側の嵌合長さＬ３（図５）は比較例（図８）による嵌合長さＬ１２よりも小さい。上述したように耐久性の点でより重要なのは旋回中心Ｃから遠い側の嵌合長さＬ２であるため、全体として耐久性を維持することが可能となっている。

また、本実施形態では、アクスルボックス２２の開口端部２３は、前後方向と平行に延びる第一平行部２３Ａを有する。ここで、前述したようにアクスル１３とアクスルボックス２２との接触部（嵌合部）のうち、荷重を受ける分担が大きいのは旋回中心Ｃから遠い側である。

このため、例えば図６に示すように、アクスルボックス２２の開口端部１２３を直線的に斜めに構成すると、アクスル１３とアクスルボックス２２との接触部のうち前側（旋回中心Ｃから遠い側）の端（Ｂ点）に応力が集中する。本実施形態ではこの部分に第一平行部２３Ａを設けたため、応力集中を避けることができ、アクスル１３及びアクスルボックス２２共に剛性の高い部分で確実に荷重を受けることができる。

以上説明した実施形態によれば、カーボディ１０のフレーム剛性を維持するとともに、アクスルボックス２２に対するアクスル１３の嵌合長さを確保することで耐久性も維持しつつ、クローラの拡縮ストロークを増やすことが可能となる。実際に、本実施形態による下部走行体の拡縮ストロークＬ１（図３）は、比較例（図８）における拡縮ストロークＬ１１よりも大きくなっている。

＜変形例＞
本発明によるクローラ式走行装置は上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。

上記実施形態では、前後左右４本のアクスル１３をカーボディ本体１１に接合することによってカーボディ１０を構成していた。本発明は、このような構成に限定されない。例えば、前後一対のアクスルをカーボディ本体に接合することによってカーボディを構成してもよい。

また、アクスルボックス２２の開口端部２３において、第二平行部２３Ｃは必ずしも設けられていなくてもよい。

また、上記実施形態では、アクスル１３の付け根部１４は、平面視で、直線的に傾斜するように構成されていたが、一部又は全部が曲線的に構成されていてもよい。同様に、アクスルボックス２２の開口端部２３も、一部又は全部が曲線的に構成されていてもよい。

以上のように本発明にかかるクローラ式走行装置は、建物解体機やクローラクレーン、油圧ショベル等の作業機械その他各種の走行車両に用いるクローラ式走行装置として有用である。

１ 油圧ショベル、 ２ 下部走行体、 ３ 上部旋回体、
４ 作業アタッチメント、 １０ カーボディ、 １１ カーボディ本体、
１２ 旋回台、 １３ アクスル、 １４ 付け根部、１５ アクスル端部、
１７ 旋回軸受サポート、 ２０ クローラフレーム、 ２１ シュー、
２２ アクスルボックス、 ２３ 開口端部、 ２３Ａ 第一平行部、
２３Ｂ 傾斜部、 ２３Ｃ 第二平行部、 ２８ 駆動輪、 ２９ 遊動輪、
３０ 拡縮シリンダ。

Claims (2)

1. カーボディの左右両側にクローラフレームを連結したクローラ式走行装置であって、
   前記カーボディは、上部旋回体が搭載される旋回台が設けられたカーボディ本体と、前記カーボディ本体の前後両側において左右に突出する張出し部とを有し、
   左右のクローラフレームは、それぞれ前後の張出し部と車幅方向にスライド可能に嵌合する前後の嵌合部を有し、もって、各クローラフレームが前記カーボディに対して車幅方向に移動可能に連結されており、
   前記カーボディ本体に対する前記張出し部の付け根部は、平面視で、前後方向に関して前記旋回台の旋回中心から遠い側が前記カーボディ本体の車幅方向中心軸に近くなるように傾斜するとともに、前記張出し部の車幅方向外側の端部は、前後方向に平行であり、
   前記クローラフレームの嵌合部の開口端部は、平面視で、対応する張出し部の付け根部と同じ方向に全体として傾斜するように構成されていることを特徴とするクローラ式走行装置。
2. 前記クローラフレームの嵌合部の開口端部は、前後方向に関して前記旋回中心から遠い側において、前後方向と平行に延びる平行部を有することを特徴とする請求項１記載のクローラ式走行装置。
   

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