JP6223278B2 - クローラ走行装置 - Google Patents

Description

本発明は、作業車などの車両を走行させるためにクローラを用いるクローラ走行装置に関する。クローラ走行装置は、一般的に、トラックフレームと、前記トラックフレームの前部に支持された前従動輪と、前記トラックフレームの後部に支持された後従動輪と、前記前従動輪と前記後従動輪との間で前記トラックフレームに、互いに前後方向に間隔をあけて支持された複数の転輪と、クローラベルトとを備えている。

上述した構成のクローラ走行装置は、特許文献１から知られている。このクローラ走行装置では、走行機体に支持されたトラックフレームの前後端部に前後従動輪が配置されるとともにその中間領域に前は後方向に間隔をあけて複数の転輪が配置され、後車軸から動力が伝達される駆動輪によって駆動するクローラベルトが前後従動輪と転輪とにわたって巻き掛けられている。また、このクローラ走行装置では、前記複数の転輪はトラックフレームに支持された横向きの枢支軸周りに揺動自在な揺動フレームの前部に前転輪として、後部に後転輪として設けられており、クローラベルトが石等の障害物を乗り越える場合には、前転輪及び後転輪が枢支軸周りに揺動する。クローラベルトはゴム製であり、その接地面側に所定ピッチで突出しているラグが形成されている。

このようなクローラ走行装置では、走行時にはクローラベルトが転輪に案内されて周回移動し、その際、クローラベルトのラグが周期的に地面を踏みつける。トラックフレームに支持された横向きの枢支軸周りに前転輪と後転輪が揺動するボギー転輪構造を採用している場合、地面に存在する凸部を乗り越えるときに、例えば前転輪が持ち上がるとともに後転輪が下がるように枢支軸周りに揺動する。走行地面に、突発的な凸部が存在しても、前転輪と後転輪との上下方向の相反する揺動変位を通じて、枢支軸が上下動するのが抑制され、結果的に転輪からトラックフレームへ伝達される振動が低減される。しかしながら、走行地面が平坦であってもクローラベルトから転輪を介してトラックフレームに、結果的には走行機体に振動が生じるという問題が確認されている。ラグが所定ピッチで形成されているクローラベルトの場合、ラグとラグとの間のクローラベルト部分は撓み易く、クローラベルトの弾性変形が大きいといえる。逆に、ラグが形成されているクローラベルト部分は撓み難く、クローラベルトの弾性変形が小さいといえる。この意味において、本発明で採用されているクローラベルトは、長手方向において所定ピッチで高弾性変形領域から低弾性変形領域を経て再び高弾性変形領域に移行する弾性周期性を示す周期弾性変化構造を備えている。このような周期弾性変化構造が平坦な地面での走行においても走行機体が振動する要因であると考えられるが、このことを考慮した解決策は今なお講じられていない。

特開２０１３−１４３２９号公報

上記実情に鑑み、本発明の目的は、所定ピッチでラグを形成したクローラベルトを備えたクローラ走行装置における平坦地面での振動を抑制することである。

本発明によるクローラ走行装置は、駆動輪と、トラックフレームと、前記トラックフレームの前部に支持された前従動輪と、前記トラックフレームの後部に支持された後従動輪と、前記前従動輪と前記後従動輪との間で前記トラックフレームに、互いに前後方向に間隔をあけて支持されるとともに、前記トラックフレームに対し上下方向に相対変位可能な前転輪と後転輪とからなる、前側の第１転輪ユニット及び後側の第２転輪ユニットと、前記駆動輪、前記前従動輪、前記第１転輪ユニット、前記第２転輪ユニット、前記後従動輪に亘ってクローラベルトが巻き掛けられている。さらに、前記クローラベルトは、長手方向において所定ピッチで高弾性変形領域と低弾性変形領域とが周期的に繰り返す周期弾性変化構造を有し、前記第１転輪ユニットの前記後転輪と前記第２転輪ユニットの前記前転輪との中心間距離は、前記弾性周期性の波長の２．５倍を超える長さに設定されている。

本発明で使用されるクローラベルトは、所定ピッチで高弾性変形領域と低弾性変形領域とが周期的に繰り返す弾性周期性を示すが、例えば、接地面側にラグが一定ピッチで形成されているようなラグ付きクローラベルトではラグピッチがその周期に相当する。つまり、そのようなラグ付きクローラベルトでは、その長手方向において、弾性変形がし易い高弾性変形箇所（高い弾性変形度を示す箇所：隣接ラグ間の中心位置）から弾性変形がし難い低弾性変形箇所（低い弾性変形度を示す箇所：ラグの中心位置）を経て再び高弾性変形箇所に周期的に移行する周期弾性変化構造を有する。

本発明による上記構成によれば、複数の転輪は、転輪ユニットに含まれるトラックフレームに対し上下方向に相対変位可能な前転輪または後転輪として配置される。また、転輪ユニットが２つの場合、転輪ユニットは前後方向で前側の第１転輪ユニットと後側の第２転輪ユニットとして配置される。このように構成された第１転輪ユニットと第２転輪ユニットは、それぞれが、接地面及びクローラベルトから受ける上下振動を吸収することができる。しかしながら、第１転輪ユニットと第２転輪ユニットとは互いに独立しているので、例えば、第１転輪ユニットの後転輪によって抑え付けられて下向きに撓んだクローラベルト部位が再び水平に復帰するまでの過程で第２転輪ユニットの前転輪に接当する可能性がある。このような事態が発生すれば、第２転輪ユニットの前転輪が、斜めになって弾んでくるクローラベルトと接当することになり、振動の発生要因となることが本願発明者によって見出された。さらに、実験と考察とを通じて得られた本願発明者の知見によれば、このような振動は、第１転輪ユニットの後転輪と第２転輪ユニットの前転輪との間隔を十分にあけることによって抑制することができる。そして、本願発明者が最終的に導き出した結論は、前記第１転輪ユニットの前記後転輪と前記第２転輪ユニットの前記前転輪との中心間距離を、前記弾性周期性の波長の２．５倍を超える長さに設定することである。このことは、通常、クローラベルトのためのガイド等の設置が困難なために、第１転輪ユニットの後転輪と第２転輪ユニットの前転輪との中心間距離はできるだけ短くするとの従来の常識を覆すものであった。

さらに、前記第１転輪ユニットの前記後転輪と前記第２転輪ユニットの前記前転輪との中心間距離が、前記弾性周期性の波長の整数倍からはずれると、当該後転輪と当該前転輪とが、同時に、クローラベルトの最も硬い（弾性変形しにくい）箇所、あるいはクローラベルトの最も軟らかい（弾性変形しやすい）箇所に接当しなくなる。このように、第１転輪ユニットの後転輪と第２転輪ユニットの前転輪とが同時にクローラベルトの最も硬い（箇所、あるいはクローラベルトの最も軟らかい箇所に同時に接当しない配置では、振動が抑制されるということが解明された。これに対して、第１転輪ユニットの後転輪と第２転輪ユニットの前転輪との中心間距離が前記弾性周期性の波長の整数倍となれば、トラックフレームに対してそれぞれ独立して変位できる第１転輪ユニットの後転輪と第２転輪ユニットの前転輪の両者が周期的にクローラベルトの最も硬い箇所に接当することになる。この場合、両箇所でのクローラベルトの弾性変形が最小となり、振動をより大きくする原因の１つとなる。また、第１転輪ユニットの後転輪と第２転輪ユニットの前転輪の両者が周期的にクローラベルトの最も軟らかい箇所に接当した場合には、クローラベルトの弾性変形が最大となり、これも振動をより大きくする原因の１つとなる。したがって、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記第１転輪ユニットの前記後転輪と前記第２転輪ユニットの前記前転輪との中心間距離は、前記弾性周期性の波長の整数倍となる長さを避けるように設定されている。

前記第１転輪ユニットの前記後転輪と前記第２転輪ユニットの前記前転輪との中心間距離は、前記弾性周期性の波長の２．５倍を超える長さに設定することが、振動を抑制するために有効であることは確認されているが、第１転輪ユニットと第２転輪ユニットとの距離が長すぎると、その間でのクローラベルトの走行安定性が悪化する。このことから、本発明の好適な実施形態では、前記第１転輪ユニットの後転輪と前記第２転輪ユニットの前転輪の中心間距離は、前記第１転輪ユニット及び前記第２転輪ユニットにおける前記前転輪と前記後転輪の中心間距離より短くなるように設定されている。

第１転輪ユニットをボギー転輪構造として構成してトラックフレームに取り付ける実施形態、つまり、前記第１転輪ユニット及び前記第２転輪ユニットは、前記トラックフレームに横向き枢支軸周りで揺動可能に支持された揺動フレームの前部及び後部に前記前転輪及び前記後転輪が設けられたボギー転輪ユニットとして構成する実施形態も、好適である。この構成を採用することで、平たんでない地面の走行、例えば、石等の障害物を乗り越える場合には、前転輪及び後転輪が枢支軸周りに揺動するので、前転輪と後転輪とが同時に障害物と地面の両者にクローラベルトを介して接当して荷重を分担支持できるだけでなく、その前転輪及び後転輪の揺動によって枢支軸が上下動するのが抑制されるので、転輪からトラックフレームへ伝達される振動が抑制される。

さらに、転輪ユニットをボギー転輪ユニットとした場合、前記ボギー転輪ユニットにおける前記前転輪と前記後転輪の中心間距離は、前記弾性周期性の１／２波長の奇数倍に設定することも好適である。このように構成すれば、クローラベルトの周期弾性変化構造に基づいて前転輪が上下方向のうちの一方側へ揺動する際に、後転輪が他方側へ揺動することになる。枢支軸の上下方向の変位は、前転輪の上下方向の変位と後転輪の上下方向の変位の和で表わされるが、この構成では、前転輪が上下方向のうち一方側へ揺動する際に、後転輪が他方側へ揺動するので、前転輪の上下方向の変位と後転輪の上下方向の変位とが打ち消し合って枢支軸の上下方向の変位が小さくなる。その結果、枢支軸の上下方向での振動を低減でき、枢支軸からトラックフレームへ伝達される振動が抑制される。

中心間距離に関する、本発明による第２の解決策としてのクローラ走行装置は、駆動輪と、トラックフレームと、前記トラックフレームの前部に支持された前従動輪と、前記トラックフレームの後部に支持された後従動輪と、前記前従動輪と前記後従動輪との間で前記トラックフレームに、互いに前後方向に間隔をあけて支持された前転輪と後転輪とからなる、前側の第１転輪ユニット及び後側の第２転輪ユニットと、前記駆動輪、前記前従動輪、前記第１転輪ユニット、前記第２転輪ユニット、前記後従動輪に亘って巻き掛けられたクローラベルトとが備えられており、さらに、前記第１転輪ユニット及び前記第２転輪ユニットは、前記前転輪が前記トラックフレームに横向き枢支軸周りで揺動可能に支持された揺動フレームの前部に設けられるとともに、前記後転輪が前記揺動フレームの後部に設けられたボギー転輪ユニットとして構成され、前記クローラベルトが、長手方向において所定ピッチで高弾性変形領域と低弾性変形領域とが周期的に繰り返す周期弾性変化構造を有し、前記第１転輪ユニットの前記後転輪と前記第２転輪ユニットの前記前転輪との中心間距離をＬuとし、転輪直径をＲrとし、左右一対の転輪接地幅の１つをＷrとした場合、（Ｌu×Ｗr）／Ｒr ＞ ９０が成立するように中心間距離：Ｌuが設定される。このような条件式は、振動を増加させる要因の１つが、転輪２のクローラベルト２６に対する単位押し付け圧であり、この単位押し付け圧は転輪２のクローラベルト２６に対する接当幅及び転輪直径に左右されることから導出されている。実験的ではあるが、振動の抑制に成功したクローラ走行装置は、この条件式を満足させていることがわかっている。

上述した（Ｌu×Ｗr）／Ｒr ＞ ９０という条件に代えて、前側の前記ボギー転輪ユニットの後転輪と後側の前記ボギー転輪ユニットの前転輪との中心間距離を、転輪直径の１．５倍以上で、かつ前記ボギー転輪ユニットの前転輪と後転輪との中心間距離よりは短くするという条件を導入した、クローラ走行装置においても、振動の抑制に効果的である。

本発明の基本原理を説明する模式図である。 本発明の基本原理をさらに説明する模式図である。 本発明によるクローラ走行装置を搭載したトラクタの全体側面図である。 クローラ走行装置の全体側面図である。 前転輪及び後転輪の付近を示す側面図である。 図４におけるＶＩ−ＶＩ断面図である。 前転輪の変位、後転輪の変位、及び、枢支軸の変位の相関関係を示す説明図である。 各転輪の間隔及びクローラベルトの弾性周期性と、振動抑制との関係を説明する模式図である。

本発明によるクローラ走行装置の具体的な実施形態を説明する前に、図１を用いて本発明の基本原理を説明する。図１には、周期弾性変化構造を有するクローラベルト２６を用いたクローラ走行装置の模式図が示されている。このクローラ走行装置１１では、駆動輪２５と、トラックフレーム２０と、トラックフレーム２０の前部及び後部に支持された前従動輪２１及び後従動輪２２、トラックフレーム２０に対し上下方向に相対変位可能な前転輪３７と後転輪３８とからなる、前側の第１転輪ユニット２３及び後側の第２転輪ユニット２４と、トラックフレーム２０とを備えている。ここでは、転輪ユニットは２つであるが、３つ以上でもよいし、各転輪ユニットに３つ以上の転輪が含まれていてもよい。以下の説明では、それぞれ２つの転輪を有する２つの転輪ユニットが設けられているものを取り上げるので、以下、第１転輪ユニット２３を前側転輪ユニット２３と称し、第２転輪ユニット２４を単に後側転輪ユニット２４と称する。各転輪ユニット２３，２４における前転輪３７と後転輪３８との中心間距離（回転軸心間距離）はＬrで表され、前側転輪ユニット２３の後転輪３８と後側転輪ユニット２４の前転輪３７との中心間距離はＬbで表されている。

クローラベルト２６は、その一部の拡大表示から明らかなように、外側面（接地面）にラグ４６が所定のラグピッチＰrで形成されており、さらにラグ４６とラグ４６との中間位置の内側面に内方突起４４が形成されている。ラグ４６は、実質的にクローラベルト幅にわたって延びており、クローラベルト本体と同じかそれ以上の高さを有している。したがって、クローラベルト２６を地面に向かって押し付ける転輪２からみて、ラグ４６が存在する箇所は弾性変形しにくい硬い箇所であり、ラグ４６から遠ざかるほど、弾性変形しやすい（撓みやすい）軟らかい箇所となる。転輪２は、相対的にクローラベルト２６の内側面を転動するが、転輪２がラグ４６の真上に位置する時にはクローラベルト２６の該当部分はそれほど弾性変形しないが、転輪２がラグ４６とラグ４６との間に位置する時には、転輪２がラグ４６の真上に位置する場合と比較して、クローラベルト２６の弾性変形はかなり大きくなる。このことから、クローラベルト２６は、長手方向においてラグピッチＰrで高弾性変形領域から低弾性変形領域を経て再び高弾性変形領域に移行する弾性周期性を示す周期弾性変化構造を有しているといえる。このことは、図１では、硬（低弾性変形）と軟（高弾性変形）との間を繰り返す周期波形の形態で表されている。ここでは、このクローラベルト２６の弾性周期性の波長はＷＬで示され、その１／２波長（０.５波長）は、ＷＬhで示されている。

本発明によるクローラ走行装置１１の基本的な特徴の１つは、前側転輪ユニット２３の後転輪３８と後側転輪ユニット２４の前転輪３７との中心間距離：Ｌbを、上述したクローラベルト２６が有する弾性周期性の波長の２.５倍を超える長さに設定することである。これにより、前側転輪ユニット２３の後転輪３８によって押え付けられて下向きに撓んだクローラベルト２６が再び水平に復帰するまでの過程で後側転輪ユニット２４の前転輪３７に接当することで生じる振動が抑制される。

図１では、前側転輪ユニット２３及び後側転輪ユニット２４は、それぞれに属する前転輪３７と後転輪３８とがトラックフレーム２０に対して上下方向に変位する構造であるとしており、前転輪３７と後転輪３８とが互いに独立して変位する形態や、互いに関係付けて変位する形態が含まれている。

農作業車や土木作業車などに用いられているクローラ走行装置における転輪ユニットでは、ボギー転輪構造がよく用いられる。ボギー転輪ユニットでは、図２で示されているように、中央部においてトラックフレーム２０に揺動可能に枢支されているリンクの前部と後部に、前転輪３７と後転輪３８とが固定されている。つまり前転輪３７が上方に揺動すると後転輪３８が下方に揺動し、前転輪３７が下方に揺動すると後転輪３８が上方に揺動する。このようなボギー転輪ユニットがトラックフレーム２０の前後に設けられているクローラ走行装置１１の場合、図２で模式的に示されているように、クローラベルト２６の弾性周期性による上下方向の変位を前転輪３７と後転輪３８との相反する方向への揺動によって吸収すると好都合である。このため、中心間距離：Ｌrは、弾性周期性の１／２波長の奇数倍となるように設定される。これにより、一方の転輪（前転輪３７）がクローラベルト２６の硬い（低弾性変形）箇所に接当しているときは、他方の転輪（後転輪３８）がクローラベルト２６の軟らかい（高弾性変形）箇所に接当することになる。また、一方の転輪（前転輪３７）がクローラベルト２６の硬軟中間（中弾性変形）の位置に接当している時は、他方の転輪（後転輪３８）もクローラベルト２６の硬軟中間（中弾性変形）の位置に接当することになる。このことからから、ボギー転輪ユニットの揺動中心の上限変動範囲が他の配置パターンに比べて小さくなり、トラックフレーム２０の振動が抑制される。さらに、その際、転輪に要求される最低限の転輪径や揺動構造の制約から、中心間距離：Ｌrは、弾性周期性の３.５波長とすることが好適である。そして、前側転輪ユニット２３の後転輪３８と後側転輪ユニット２４の前転輪３７との中心間距離：Ｌbは、ここでも、クローラベルト２６が有する弾性周期性の波長の２.５倍を超える長さに設定される。この中心間距離：Ｌbも、クローラベルト２６の走行安定性を考慮すると、中心間距離：Ｌrより短いことが好適である。

上述したように、周期弾性変化構造を有するクローラベルト２６を使用し、さらに、図２で示すように、複数のボギー転輪ユニットを備えたクローラ走行装置１１では、前側のボギー転輪ユニットと後側のボギー転輪ユニットとの距離が振動を抑制するために重要である。さらに本願発明者の知見によれば、この振動を増加させる要因の１つは転輪２がクローラベルト２６に対して作用する押し付け圧である。したがって、転輪２のクローラベルト２６に対する接当幅が振動の増減に影響することになる。このことを考慮して、振動抑制のために提案されるクローラ走行装置１１では、前側転輪ユニット２３の後転輪３８と後側転輪ユニット２４の前転輪３７との中心間距離をＬbとし、転輪直径をＲrとし、左右一対の転輪接地幅の１つをＷrとした場合、（Ｌb×Ｗr）／Ｒr ＞ ９０が成立するように、前側転輪ユニット２３と後側転輪ユニット２４とが配置される。

さらには、周期弾性変化構造を有するクローラベルト２６を使用したクローラ走行装置では、前側転輪ユニット２３の後転輪３８と後側転輪ユニット２４の前転輪３７との中心間距離：Ｌbを、転輪直径の１．５倍以上で、かつ前記ボギー転輪ユニットの前転輪３７と後転輪３７との中心間距離：Ｌrよりは短くするという条件を導入することで振動の抑制が得られることがわかっている。

次に、本発明によるクローラ走行装置の具体的な実施形態の１つを、図面を用いて説明する。図３は、クローラ走行装置を採用したトラクタの側面図であり、図４は側面図である。
図３に示すように、この実施形態では、クローラ走行装置１１は、セミクローラ型のトラクタ１２の後輪として機能する。このトラクタ１２は、４輪駆動型のトラクタをセミクローラ型に仕様変更したものである。トラクタ１２には、キャビン１３付きの走行機体１４の前部に操向可能な左右一対の前輪１５が備えられている。走行機体１４の後部には、後部ミッションケース１６が備えられている。トラクタ１２は、走行機体１４の後部に不図示の油圧装置及び不図示の３点リンク機構を介して不図示のロータリ耕耘機等の作業装置を牽引装着できるように構成されている。

図３、図４に示すように、クローラ走行装置１１には、トラックフレーム２０と、前従動輪２１と、後従動輪２２と、前側ボギー転輪ユニット２３と、後側ボギー転輪ユニット２４と、駆動輪２５と、クローラベルト２６とが備えられている。

トラックフレーム２０は、前後方向に長く形成されて、角材、板材、パイプ材等で構成されている。そして、トラックフレーム２０は、走行機体１４側から横向き水平に突出された不図示の揺動軸を中心に前後に揺動可能に走行機体１４側に支持されている。

前従動輪２１は、トラックフレーム２０の前部側に備えられている。前従動輪２１は、トラックフレーム２０の前端部の上面に下向き傾斜状に配置されて支持されたテンション調整機構３０の自由端に配置された前軸受体３１に支持され、横向き水平な前支軸２１Ａの周りに回動自在とされている。

後従動輪２２は、トラックフレーム２０の後部側に備えられている。後従動輪２２は、トラックフレーム２０の後端部に設けられた後軸受体３２に支持され、横向き水平な後支軸２２Ａの周りに回動自在に構成されている。

前従動輪２１と後従動輪２２との間に配置された転輪群は、前側ボギー転輪ユニット２３と後側ボギー転輪ユニット２４とから構成されている。前従動輪２１と後従動輪２２との間には、トラックフレーム２０の前側と後側において支持された２つの枢支軸３４Ａが配置され、これら枢支軸３４Ａの周りにシーソー揺動自在な天秤状の揺動フレーム３４がそれぞれ備えられている。図４、図５に示すように、揺動フレーム３４の下端側には、ガイド部材３５が備えられている。

図３、図４に示すように、前側ボギー転輪ユニット２３は、トラックフレーム２０の前部側寄りの箇所に配置されており、前側の揺動フレーム３４と、前転輪３７と、後転輪３８とを一つの組として構成されている。前転輪３７は、揺動フレーム３４の前部に配置された横向き水平な前軸心３７Ａの周りに回動自在に取り付けられている。後転輪３８は、揺動フレーム３４の後部に配置された横向き水平な後軸心３８Ａの周りに回動自在に取り付けられている。前転輪３７及び後転輪３８は、前従動輪２１及び後従動輪２２よりも小径とされている。

図４、図５に示すように、枢支軸３４Ａは、前転輪３７と後転輪３８との間の前後中途部に備えられている。具体的には、枢支軸３４Ａから前軸心３７Ａまでの距離と、枢支軸３４Ａから後軸心３８Ａまでの距離とが略同一に設定されている。また、前軸心３７Ａ及び後軸心３８Ａは、枢支軸３４Ａよりも低い位置に設定されている。このため、枢支軸３４Ａ、前軸心３７Ａ、後軸心３８Ａは、枢支軸３４Ａを上頂点、前軸心３７Ａを前方の下頂点、後軸心３８Ａを後方の下頂点として三角形状に配置されている。

図３、図４に示すように、前側ボギー転輪ユニット２３は、トラックフレーム２０の下部に固定された第１ブラケット４０に枢支軸３４Ａが枢支されることにより、トラックフレーム２０に取り付けられている。後側ボギー転輪ユニット２４は、トラックフレーム２０の下部に固定され、第１ブラケット４０よりも後方に位置する第２ブラケット４１に枢支軸３４Ａが枢支されることにより、トラックフレーム２０に取り付けられている。後側ボギー転輪ユニット２４は、前側ボギー転輪ユニット２３よりも後方に配置されているだけであり、実質的に前側ボギー転輪ユニット２３と同じ構造である。

前側ボギー転輪ユニット２３及び後側ボギー転輪ユニット２４の接地面は、前従動輪２１及び後従動輪２２の接地面よりも低い位置になるように設定されている。さらに、テンション調整機構３０によるテンション調整により前従動輪２１の位置が前方下向きに移動されても、前側ボギー転輪ユニット２３及び後側ボギー転輪ユニット２４の接地面が、前従動輪２１よりも低い位置となるように設定されている。

駆動輪２５は、後部ミッションケース１６の側面から側方へ突出された後車軸４２の外端面に装着された大径の円板状のスプロケットにより構成されており、スプロケットの外周縁から等間隔で周方向に並ぶように駆動用爪体４３が形成されている。駆動輪２５は、トラックフレーム２０の上方に配置されている。また、駆動輪２５は、前転輪３７、後転輪３８の上方に配置されている。駆動輪２５、前従動輪２１、後従動輪２２は、駆動輪２５を上頂点、前従動輪２１を前方の下頂点、後従動輪２２を後方の下頂点として三角形状に配置されている。

クローラベルト２６は、主としてゴム等の弾性体で構成され、前従動輪２１、後従動輪２２、前側ボギー転輪ユニット２３の前転輪３７及び後転輪３８、後側ボギー転輪ユニット２４の前転輪３７及び後転輪３８、駆動輪２５に亘って巻き掛けられ、三角形状の経路を周方向として回動（周回移動）するように構成されている。クローラベルト２６には、駆動輪２５の周方向での駆動用爪体４３の配設間隔に対応して、クローラベルト２６の内周面の径方向内方側に突出する内方突起４４が形成されており、図示は省略するが、周方向で内方突起４４の間に駆動用爪体４３が嵌合する凹部が形成されている。駆動輪２５の駆動用爪体４３は、周方向でクローラベルト２６の内方突起４４と内方突起４４との間に形成された凹部に嵌合することで、駆動輪２５からクローラベルト２６へ駆動力が伝達される。

図３から図６に示すように、前側ボギー転輪ユニット２３の前転輪３７及び後転輪３８、後側ボギー転輪ユニット２４の前転輪３７及び後転輪３８は、それぞれ、枢支軸３４Ａの外端と内端にそれぞれ設けられた左右の転動体により、クローラベルト２６の内方突起４４を挟むマタギ転輪として構成されている。左右の転動体がクローラベルト２６の内周面における車輪転動面を転動し、クローラベルト２６の内方突起４４が左右の転動体により挟まれて案内されるように構成されている。また、ガイド部材３５が内方突起４４に沿って案内され、脱輪の防止が図られている。

図５に示すように、クローラベルト２６には、径方向外方側に向けて凸設されたラグ４６が形成されており、そのラグ４６は、クローラベルト２６の周方向に一定ピッチ（ラグピッチ）Ｐrで備えられている。また、クローラベルト２６には、内方突起４４の形成箇所に対応する部分に、周方向に沿ってラグピッチと同じ一定ピッチＰrで芯金４５が埋設されている。なお、内方突起４４もラグピッチと同じ一定ピッチＰrで形成されている。この実施形態は、図５から明らかなように、内方突起４４と芯金４５は、隣接するラグ４６の丁度中間位置に配置されている。このような構造は、図１を用いて説明したような周期弾性変化構造の一例であり、従って、クローラベルト２６は、ラグピッチＰrで高弾性変形領域から低弾性変形領域を経て再び高弾性変形領域に移行する弾性周期性を示す。低弾性変形領域はラグ４６が形成されている箇所であり、高弾性変形領域は、隣接するラグ４６の中間となる箇所である。ラグ４６が形成されている箇所は、接地面に対する鉛直方向でのクローラベルト２６の弾性変形は小さく（硬い）、ラグ形成箇所から離れるほどクローラベルト２６の弾性変形は大きくなる（軟らかい）。言い換えると、クローラベルト２６は、ラグ４６が形成されている箇所において高剛性となっており、隣接するラグ４６の中間となる箇所において低剛性となっている。この弾性周期性の波長ＷＬはラグピッチＰrに相当する（図５参照）。

この転輪配置パターンにより、クローラベルト２６の硬い部位と軟らかい部位とに応じて、前転輪３７が上下方向のうち一方側へ揺動する際に、後転輪３８が上下方向のうち他方側へ揺動する。その結果、クローラベルト２６の周期的な弾性変化（硬−軟変化）に対応して、前転輪３７と後転輪３８とは上下方向で反対側に揺動されることになり、この反対側の揺動によって枢支軸３４Ａの上下動が抑制される。

つまり、図５から理解できるように、前転輪３７が低弾性の硬い領域（高剛性領域）であるラグ４６の形成箇所に位置するときに、後転輪３８が高弾性の軟らかい領域（低剛性領域）である芯金４５の形成箇所に位置することになる。逆に、前転輪３７が高弾性の軟らかい領域である芯金４５の形成箇所に位置するときに、後転輪３８が低弾性の硬い領域であるラグ４６の形成箇所に位置することになる。

また、前転輪３７の前軸心３７Ａと後転輪３８の後軸心３８Ａとの間の中心間距離は、クローラベルト２６のラグピッチＰrの３．５倍の距離であるので、前転輪３７及び後転輪３８の揺動半径は大きくなり、有利である。しかしながら、前転輪３７の前軸心３７Ａと後転輪３８の後軸心３８Ａとの間の中心間距離については、ラグピッチＰrの１．５倍の距離、２．５倍の距離、４．５倍の距離等でもよい。

このように設定された転輪配置パターンを導入した際に、前転輪３７及び後転輪３８がどのように揺動し、枢支軸３４Ａが上下方向でどのように変位するかを実験により確認したので、図７の模式的なグラフに基づいて説明する。前転輪３７が最初の基準位置よりも上側へ変位する際には、後転輪３８が最初の基準位置よりも下側へ変位する。逆に、前転輪３７が最初の基準位置よりも下側へ変位する際には、後転輪３８が最初の基準位置よりも上側へ変位する。言い換えれば、図７に示すように、前転輪３７の上下方向の変位の時間変化を示す波と、後転輪３８の上下方向の変位の時間変化を示す波とは、互いに約１８０度ずれた逆位相の関係となる。したがって、前転輪３７の上下方向の変位と後転輪３８の上下方向の変位とは打ち消し合うことになるので、図７に示すように、枢支軸３４Ａにおける上下方向の変位はほとんど無くなる。その結果、枢支軸３４Ａからトラックフレーム２０に伝達される振動は抑制される。

次に、図８を用いて、各転輪２の間隔及びクローラベルト２６の弾性周期性と、振動抑制との関係をまとめて説明する。
図８にも、周期弾性変化構造を有するクローラベルト２６を用いたクローラ走行装置の模式図が示されている。一般的なクローラ走行装置１１では転輪２の数：ｎは１０個以下である。隣接する各転輪の中心間距離（回転軸心間距離）は、Ｌ1、Ｌ2、・・・Ｌn-1で表されている。周期弾性変化構造を有するクローラベルト２６の硬（低弾性変形）と軟（高弾性変形）との間に、全ての転輪２を出来るだけ均等に割り当てることが振動抑制に有効である。この転輪２の割り当ての例が模式的であるが図８に示されている。図から理解できるように、ｎ個の転輪２が配置される場合、弾性周期性の硬から軟の振幅範囲を（ｎ−１）等分して、各弾性値（周期振幅値）に対応する位置に各転輪２を配置するとよい。近似的に言えば、ＷＬh／(n-1)の位相差を付けて、転輪２の中心間距離を設定すれば、ほぼ均等な割り当てとなる。つまり、第１転輪の位置を基準とすれば、第２転輪は第１転輪から中心間距離でＤ＝ＷＬh／(n-1)だけ離し、第３転輪は第１転輪から２Ｄだけ離すことになる。あとは順次、Ｄを増し分として離せばよい。その際、クローラベルト２６の弾性周期性を考慮すれば、各転輪の位置は、以降の周期における同じ弾性値（周期振幅値）に対応する位置を選択してもよい。図８に例示しているように、第３転輪は、第１転輪から（ＷＬ（波長）−２Ｄ）だけ離れた位置、あるいは第１転輪から（ＷＬ（波長）＋２Ｄ）だけ離れた位置に配置することも可能である。

本発明によるクローラ走行装置１１をトラクタ１２に装備することにより、トラックフレーム２０から走行機体１４側へ伝達される振動を低減でき、特にトラクタ１２が平地を走行する際の振動低減効果が大きくなり、トラクタ１２の乗車感を良好にできる。

〔別実施形態〕
（１）上述した実施形態では、クローラベルト２６の弾性周期性は正弦波に類似したものを想定していたが、のこぎり波に類似するような立ち上がりと立下りの長さが異なるような周期性であってもよい。硬い箇所（低弾性箇所あるいは高剛性箇所）と軟らかい箇所（高弾性箇所あるいは低剛性箇所）が繰り返すような周期性を示すクローラベルト２６であれば、本発明を好適に適用することができる。

（２）上記実施形態では、前従動輪２１と後従動輪２２との間に配置された転輪群が、前側ボギー転輪ユニット２３、後側ボギー転輪ユニット２４のみから構成されている例を示したがこれに限られない。ボギー転輪ユニットが１つだけのものや、３つ以上のもの、やボギー転輪ユニットと非ボギー転輪ユニットや固定転輪との組み合わせたものでもよい。

（３）上記実施形態では、クローラベルト２６が、主としてゴム等の弾性体で構成されている例を挙げたがこれに限られず、クローラベルト２６が、主として鉄等の金属体で構成されていてもよい。

（４）上記実施形態では、クローラ走行装置１１が、トラクタ１２に装備されたものを一例として示したが、これに限られず、クローラ走行装置１１が、コンバイン、建設機械等の他の作業車に装備されていてもよい。

２ ：転輪
１１ ：クローラ走行装置
１４ ：走行機体
２０ ：トラックフレーム
２１ ：前従動輪
２２ ：後従動輪
２３ ：前側ボギー転輪ユニット
２４ ：後側ボギー転輪ユニット
２５ ：駆動輪
２６ ：クローラベルト
３４ ：揺動フレーム
３４Ａ ：枢支軸
３７ ：前転輪
３８ ：後転輪
４５ ：芯金
４６ ：ラグ

Claims (6)

1. 駆動輪と、
   トラックフレームと、
   前記トラックフレームの前部に支持された前従動輪と、
   前記トラックフレームの後部に支持された後従動輪と、
   前記前従動輪と前記後従動輪との間で前記トラックフレームに、互いに前後方向に間隔をあけて支持されるとともに、前記トラックフレームに対し上下方向に相対変位可能な前転輪と後転輪とからなる、前側の第１転輪ユニット及び後側の第２転輪ユニットと、
   前記駆動輪、前記前従動輪、前記第１転輪ユニット、前記第２転輪ユニット、前記後従動輪に亘って巻き掛けられたクローラベルトと、が備えられ、
   前記クローラベルトが、長手方向において所定ピッチで高弾性変形領域と低弾性変形領域とが周期的に繰り返す周期弾性変化構造を有し、
   前記第１転輪ユニットの前記後転輪と前記第２転輪ユニットの前記前転輪との中心間距離は、弾性周期性の波長の２．５倍を超える長さに設定されているクローラ走行装置。
2. 前記第１転輪ユニットの前記後転輪と前記第２転輪ユニットの前記前転輪との中心間距離は、前記弾性周期性の波長の整数倍となる長さを避ける請求項１に記載のクローラ走行装置。
3. 前記第１転輪ユニットの後転輪と前記第２転輪ユニットの前転輪の中心間距離は、前記第１転輪ユニット及び前記第２転輪ユニットにおける前記前転輪と前記後転輪の中心間距離より短くなるように設定されている請求項１または２に記載のクローラ走行装置。
4. 前記第１転輪ユニット及び前記第２転輪ユニットは、前記トラックフレームに横向き枢支軸周りで揺動可能に支持された揺動フレームの前部及び後部に前記前転輪及び前記後転輪が設けられたボギー転輪ユニットとして構成されている請求項１から３のいずれか一項に記載のクローラ走行装置。
5. 前記ボギー転輪ユニットにおける前記前転輪と前記後転輪の中心間距離は、前記弾性周期性の１／２波長の奇数倍である請求項４に記載のクローラ走行装置。
6. 駆動輪と、
   トラックフレームと、
   前記トラックフレームの前部に支持された前従動輪と、
   前記トラックフレームの後部に支持された後従動輪と、
   前記前従動輪と前記後従動輪との間で前記トラックフレームに、互いに前後方向に間隔をあけて支持された前転輪と後転輪とからなる、前側の第１転輪ユニット及び後側の第２転輪ユニットと、
   前記駆動輪、前記前従動輪、前記第１転輪ユニット、前記第２転輪ユニット、前記後従動輪に亘って巻き掛けられたクローラベルトと、が備えられ、
   前記第１転輪ユニット及び前記第２転輪ユニットは、前記トラックフレームに横向き枢支軸周りで揺動可能に支持された揺動フレームの前部及び後部に前記前転輪及び前記後転輪が設けられたボギー転輪ユニットとして構成され、
   前記クローラベルトが、長手方向において所定ピッチで高弾性変形領域と低弾性変形領域とが周期的に繰り返す周期弾性変化構造を有し、
   前記第１転輪ユニットの前記後転輪と前記第２転輪ユニットの前記前転輪との中心間距離をＬuとし、転輪直径をＲrとし、左右一対の転輪接地幅の１つをＷrとした場合、（Ｌu×Ｗr）／Ｒr ＞ ９０が成立するクローラ走行装置。

Images