JP6473341B2 - 弾性クローラおよび弾性クローラ駆動機構 - Google Patents

Description

本発明は、弾性クローラおよび弾性クローラ駆動機構に関する。

弾性クローラの芯金に、スプロケットの歯を係合させて弾性クローラを駆動させる駆動機構は既知である（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−４７１７３号公報

しかしながら、従来の駆動機構は、スプロケットと芯金との係合が完了する直前や当該係合の解除が開始される直後において、芯金がスプロケットの歯元部分で滑り接触（互いに引き摺り合いながらの接触）をし、芯金の係合面やスプロケットの歯元部分に摩耗が生じる懸念がある。これは、芯金とスプロケットの歯との係合の前後に芯金の外縁が描く軌跡が、係合を完了した芯金の外縁から外れる、切り下げ現象と呼ばれる現象に起因する。

また、この対策として、芯金の係合面とスプロケットの歯元部分との間にクリアランスを形成すると、芯金の係合面およびスプロケットの歯元部分以外の歯面に生じる応力が高まって芯金およびスプロケットの歯が受ける負担が増加するという問題があった。

本発明の目的は、弾性クローラおよびスプロケットの耐久性を向上させた、弾性クローラおよび弾性クローラ駆動機構を提供することにある。

本発明に係る弾性クローラは、弾性を有する無端帯状体に複数の係合部が配設され、当該係合部がスプロケットの歯と係合可能な弾性クローラであって、前記係合部が前記スプロケットの歯溝に進入を開始してから当該係合部と前記歯との係合が完了するまでに前記係合部の外縁が描く軌跡と、前記係合部が前記歯との係合を解除し始めてから当該解除が完了するまでに前記係合部の外縁が描く軌跡とが、それぞれ、前記係合の完了時における前記係合部の前記外縁よりも外側にはみ出さないように、前記係合部の前記外縁の少なくとも一部を断面円弧形状としたことを特徴とする。
本発明に係る弾性クローラによれば、弾性クローラおよびスプロケットの耐久性を向上させることができる。

本発明に係る弾性クローラでは、前記断面円弧形状は、前記弾性クローラが前記スプロケットに巻き掛ったときの、当該弾性クローラのピッチ円直径をＰＣＤとして、前記弾性クローラの巻き掛け時の曲げ中心線からＰＣＤ×ｍ（０．２５％≦ｍ≦３％）の距離だけ前記スプロケットの側の位置にある点を中心点とする円弧形状で近似することができる。
この場合、前記断面円弧形状の中心点を近似する点を容易に算出できることで、弾性クローラの製造が容易となる。

本発明に係る弾性クローラでは、前記中心点を近似する点は、前記無端帯状体の周方向にＰＣＤ×ｎ（２．５％≦ｎ≦５％）だけ間隔を置いた、２つの点に近似することができる。
この場合、前後進に適用した前記円弧形状を容易に規定でき、弾性クローラの製造が容易となる。

本発明に係る弾性クローラ駆動機構は、上記のいずれかに記載の弾性クローラと、前記スプロケットとを有することを特徴とする。
本発明に係る弾性クローラ駆動機構によれば、弾性クローラおよびスプロケットの耐久性を向上させることができる。

また、本発明に係る弾性クローラ駆動機構は、前記歯の外縁形状を前記係合部の外縁形状に対応する形状とすることが好ましい。
この場合、弾性クローラおよびスプロケットの耐久性が更に向上する。

本発明によれば、弾性クローラおよびスプロケットの耐久性を向上させた、弾性クローラおよび弾性クローラ駆動機構を提供することができる。

（ａ）は、本発明の一実施形態に係る弾性クローラの駆動機構であって、同駆動機構に係る弾性クローラを断面で示す模式側面図であり、（ｂ）は、図１（ａ）のスプロケットの、１つの歯を拡大して示す模式側面図である。 （ａ）は、本発明の一実施形態に係る芯金を示す模式側面図であり、（ｂ）は、本発明の他の実施形態に係る芯金を示す模式側面図である。 弾性クローラの芯金の係合面の外縁が切り下げ現象を生じさせない限界形状の作図法を説明するための模式解析図である。 図３にて説明の作図法を用いて形成された、芯金の係合面の外縁の巻き掛け時の挙動の軌跡を示す模式解析図である。 （ａ）は、本発明の一実施形態に係る突起を示す模式側面図であり、（ｂ）は、本発明の他の実施形態に係る突起を示す模式側面図である。 （ａ）は、本発明のその他の実施形態に係る芯金を示す模式側面図であり、（ｂ）は、本発明の更に他の実施形態に係る芯金を示す模式側面図である。 従来の弾性クローラの芯金がスプロケットの歯と係合する前後の状態を示す模式解析図である。 断面円弧形状の芯金を有する弾性クローラがスプロケットに巻き掛って当該スプロケットの歯と芯金とが係合する前後の、芯金が描く軌跡を示す模式解析図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係る弾性クローラおよび弾性クローラ駆動機構を説明する。なお、以下の説明において、弾性クローラの幅方向とは、無端帯状体の幅方向と同義のものとし、弾性クローラの周方向という用語も、無端帯状体の周方向と同義のものとする。

図１（ａ）中、符号１０は、本発明の一実施形態に係る、芯金入りの弾性クローラである。弾性クローラ１０は、弾性を有する無端帯状体１１に複数の芯金（係合部）１２が配設されている。無端帯状体１１は、端部を持たない環状の部材である。本実施形態では、無端帯状体１１は、例えば、ゴム材料で加硫成形されている。芯金１２は、無端帯状体１１の内周側に、周方向に間隔を置いて配設されている。本実施形態では、無端帯状体１１には、周方向に間隔を空けて複数の収容部１３が形成されている。収容部１３は、図示のように、貫通穴とする他、窪みとすることもできる。また、本実施形態に係る弾性クローラ１０は、無端帯状体１１の内部に、メインコード層１４が配置されている。メインコード層１４は、例えば、無端帯状体１１を周回する複数のスチールコードを幅方向に間隔を置いて配置してなる。なお、弾性クローラ１０は、無端帯状体１１の外周面に、周方向に間隔を置いて複数のラグを設けているが、本実施形態では省略する。

ここで、図２（ａ）に示すように、弾性クローラ１０の芯金１２は、それぞれ、先端面１２ａ、係合面１２ｂおよび底面１２ｃを有し、弾性クローラ１０の幅方向（図面表裏方向）に延在する。芯金１２は、鋳造や鍛造によって形成される鉄などの金属材料からなり、無端帯状体１１の内周の側に加硫接着などを用いて固定されている。本実施形態では、図２（ａ）に示すように、芯金１２は、側面から見たときの断面輪郭形状が当該芯金１２の中心軸（芯金１２の先端面１２ａを弾性クローラ１０の周方向（進退方向）に二等分する線）Ｏ₁を挟んで対称な形状である。また、図１（ａ）に示すように、芯金１２の底面１２ｃは、無端帯状体１１の外周側に埋没するように配置され、また、先端面１２ａは、無端帯状体１１の内周側に配置される。

図２（ａ）に示すように、本実施形態では、芯金１２は、側面から見たときの断面輪郭形状が底面１２ｃから先端面１２ａに向かって先細りする形状である。さらに、図２（ａ）に示すように、係合面１２ｂは、それぞれ、側面から見たときの断面輪郭形状が芯金１２の外側（本実施形態では、芯金１２の中心軸Ｏ₁と反対の側）に向かって凸の円弧形状の湾曲面であり、弾性クローラ１０の幅方向に延在している。本実施形態では、２つの係合面１２ｂは、それぞれ、曲率半径ｒ_bの湾曲面で形作られている。さらに本実施形態では、先端面１２ａは、芯金１２の中心軸Ｏ₁と直交する平坦な面である。

図１（ａ），（ｂ）中、符号２０は、弾性クローラ１０の芯金１２が係合するスプロケットである。スプロケット２０は、回転部材としての円盤２１と、当該円盤２１の周方向に間隔を置いて配置される複数の歯２２を有する（図１（ｂ）中では、１つの歯２２のみ表示）。本実施形態では、円盤２１の外周面２１ａが歯底面（以下、「歯底面２１ａ」ともいう）を形作っている。

さらに、本実施形態では、図１（ｂ）に示すように、歯２２は、スプロケット２０を側面から見たときの断面輪郭形状が、円盤２１の中心から放射状に伸びる線Ｏ₂ を挟んで対称な形状であり、当該軸（以下、「中心軸」という）Ｏ₂ を挟んで歯底面２１ａから歯頂面２２ｃに向かって先細りする２つの歯面Ｆ₂ を有する。２つの歯面Ｆ₂ は互いに、歯頂面２２ｃを介して連結されている。

本実施形態では、２つの歯面Ｆ₂ は、それぞれ、歯底面２１ａに繋がる歯元面２２ａを有する。歯元面２２ａは、それぞれ、図１（ａ）に示すように、芯金１２の係合面１２ｂに対応する形状をしている。本実施形態では、歯元面２２ａは、それぞれ、側面から見たときの輪郭形状が歯底面２１ａから歯２２の内側（本実施形態では、歯２２の中心軸Ｏ₂の側）に向かって凹の湾曲面である。本実施形態では、歯元面２２ａは、それぞれ、曲率半径Ｒ_a の湾曲面で形作られている。曲率半径Ｒ_a は、芯金１２の係合面１２ｂの円弧形状と一致するように設定されている。これにより、芯金１２の係合面１２ｂは、スプロケット２０の歯２２との係合を完了したとき、歯２２の歯元面２２ａとほぼ隙間なく接触して、芯金１２とスプロケット２０の歯２２との広い接触面積での係合を可能にする。

なお、本実施形態では、図１（ａ）に示すように、２つの歯面Ｆ₂ は、それぞれ、歯元面２２ａに繋がる歯先面２２ｂを有している。歯先面２２ｂは、基本的に芯金１２と係合しない予備的な係合歯面である。図１（ｂ）に示すように、歯先面２２ｂは、それぞれ、歯元面２２ａから歯２２の外側（本実施形態では、歯２２の中心軸Ｏ₂と反対の側）に向かって凸の湾曲面である。本実施形態では、歯先面２２ｂは、それぞれ、曲率半径Ｒ_b の湾曲面で形作られている。曲率半径Ｒ_b は、４０mm以上１５０mm以下の範囲（４０mm≦Ｒ_b ≦１５０mm）をとることができる。具体例な曲率半径Ｒ_b としては、例えば、Ｒ_b ＝４５．８６mmが挙げられる。

さらに詳細には、歯先面２２ｂは、以下の関係式（１）、（２）で規定することができる。

歯先面２２ｂの形状を形作る曲率半径Ｒ_b の中心Ｏ_r （以下、「歯形状中心Ｏ_R 」ともいう）は、直径Ｄの仮想円上に存在する。この仮想円の直径（以下、「仮想円直径」ともいう）Ｄは、以下の関係式（１）で規定することができる。
Ｄ＝ａ×ＰＣＤ ・・・（１）
ここで、ａは、任意の第１係数である。また、ＰＣＤは、ピッチ円直径（以下、「ピッチ円直径ＰＣＤ」ともいう）(mm)である。本実施形態では、ピッチ円直径ＰＣＤは、以下の関係式で規定することができる。
ＰＣＤ＝歯数×芯金ピッチ／Ｐ１ ・・・（２）
具体例としては、例えば、歯数＝９０、円周ピッチ＝８mm、Ｐ１＝πとした、ＰＣＤ＝２２９．３mmが挙げられる。この場合、ａ＝０．８２とすると、式（１）により、仮想円直径Ｄは、Ｄ＝１８８．２６mmとなる。

さらに、曲率半径Ｒ_b は、以下の関係式（３）で規定することができる。
Ｒ_b ＝ＰＣＤ×ｂ ・・・（３）
ここで、ｂは、任意の第２係数である。
この場合、関係式（２）よりＰＣＤ＝２２９．３mmであるため、ｂ＝０．２とすると、式（１）および（３）により、曲率半径Ｒ_b は、Ｒ_b ＝４５．８６mmとなる。

すなわち、本実施形態では、図１（ｂ）に示すように、歯先面２２ｂの歯形は、仮想円直径Ｄ（＝１８８．２６mm）上に歯形状中心Ｏ_R を有する曲率半径Ｒ_b （＝４５．８６mm）で形作られた円弧形となる。

また、本実施形態では、歯頂面２２ｃが歯２２の外側に向かって凸の湾曲面である。本実施形態では、歯頂面２２ｃは、２つの歯先面２２ｂを繋ぎ、曲率半径Ｒ_cの湾曲面で形作られている。曲率半径Ｒ_c は、任意の値をとることができるが、例えば、 ５mm以上１５mm以下の範囲（５mm≦Ｒ_c ≦１５mm）が好ましい。具体例な曲率半径Ｒ_cとしては、例えば、Ｒ_c ＝１０mmが挙げられる。

ここで、芯金が描く軌跡に起因して生じる切り下げ現象の発生メカニズムを説明する。図７は、弾性クローラの巻き掛りの際に、側面からみたときの断面が台形状の芯金３２の係合面３２ｂの外縁が描く軌跡を概略的に示した解析図である。図７において、太線は、弾性クローラの芯金３２とスプロケット５０の歯５２との係合が完了した状態での芯金３２の外縁を示し、また、細線は、係合前後における、各時系列ごとの芯金３２の外縁を示す。さらに、一点鎖線は、スプロケット５０の外縁形状を示す。

図７の太線で示すように、弾性クローラの芯金３２とスプロケット５０の歯５２との係合は、芯金３２が弾性クローラの巻き掛る際に、スプロケット５０の歯５２の間に形成された歯溝に進入したのち、芯金３２の先端面３２ａがスプロケット５０の歯底面５１ａに対して垂直に接触するとともにスプロケット５０の歯５２の歯面Ｆに引っ掛かって係合することで完了する。切り下げ現象は、図７の細線で示すように、芯金３２がスプロケット５０の歯５２の間に形成された歯溝に進入を開始してから芯金３２と歯５２との係合が完了するまでに芯金３２の係合面３２ｂ及び３２aの外縁が描く軌跡と、芯金３２が歯５２との係合を解除し始めてから当該解除が完了するまでに芯金３２の係合面３２ｂの外縁が描く軌跡との、少なくともいずれか一方の軌跡が、太線で示す係合の完了時における芯金３２の係合面３２ｂの外縁よりも外側にはみ出すことで発生する。また、切り下げ現象が起こるかどうかは、芯金３２の形状に依存しているため、スプロケット５０の歯５２の形状を変えたとしても、切り下げ現象は依然発生する可能性がある。

図７では、切り下げ現象が発生した場合におけるスプロケット５０の歯５２の歯元面５２ａの摩耗等の問題を解消するため、図７に示すように、歯元面５２ａを歯５２の内側に窪ませて、芯金３２の係合面３２ｂとの間にクリアランス（隙間）Ｃを形成して切り下げ現象の発生を防止している。しかしながら、この場合、芯金３２の係合面３２ｂがスプロケット５０の歯５２の歯面Ｆと接触する面積が小さくなるため、芯金３２の係合面３２ｂと歯５２の歯面Ｆとに生じる応力が高くなり、芯金３２の係合面３２ｂとスプロケット５０の歯５２との負担が増加してしまう問題がある。

これに対し、クリアランスＣの形成に際し、芯金の係合面を、当該芯金の側面からみた断面が円弧形状となるようにすることが考えられる。図８は、芯金４２の係合面４２ｂを断面円弧形とした弾性クローラ４０がスプロケット５０（図中は、円盤５１のみを示している）に巻き掛って当該スプロケット５０の歯と芯金４２とが係合する際の、芯金４２が描く軌跡を示す模式解析図である。ここでは、スプロケット５０が白抜き矢印に示す方向に回転することで、弾性クローラ４０が図面左から図面右に向かってスプロケット５０に巻き掛る際の芯金４２及びスチールコード１４を時系列的に示している。この場合、芯金４２の係合面４２ｂが断面円弧形状であっても、Ｘ₁で示す領域にて、芯金４２の係合面４２ｂの外縁が描く軌跡が、係合の完了時における芯金４２の係合面４２ｂの外縁よりも周方向の外側に外れてしまうと、領域Ｘ₁ で切り下げ現象が生じてしまう。この場合、芯金４２の係合面４２ｂが断面円弧形であっても、芯金４２の係合面４２ｂがスプロケット５０の歯５２の歯元部分に対して滑り接触することで、芯金４２の係合面４２ｂとスプロケット５０の歯の歯元部分との摩耗が懸念される。

そこで、本実施形態に係る芯金１２は、芯金１２がスプロケット２０の歯２２の間に形成された歯溝に進入を開始してから芯金１２と歯２２との係合が完了するまでに芯金１２の係合面１２ｂの外縁が描く軌跡と、芯金１２が歯２２との係合を解除し始めてから当該解除が完了するまでに芯金１２の係合面１２ｂの外縁が描く軌跡とが、それぞれ、前記係合の完了時における芯金１２の外縁１２ｂよりも周方向外側にはみ出さないように、芯金１２の係合面１２ｂの外縁の少なくとも一部を、側面からみたときの断面が円弧形状となるようにしている。本実施形態では、芯金１２の係合面１２ｂ全体を断面円弧形状としている。

すなわち、図７のように、芯金３２が係合を完了するまでに芯金３２の係合面３２ｂの外縁が描く軌跡と、その後に当該係合の解除が開始されて当該解除が完了するまでに芯金３２の係合面３２ｂの外縁が描く軌跡とが、それぞれ、図７の太線で示す係合面３２ｂと一点鎖線で示す歯面Ｆとの間の状態のように、係合の完了時における芯金３２の係合面３２ｂの外縁よりも周方向外側にはみ出さない。このため、図７に示すように、スプロケット５０の歯５２の歯元面５２ａを窪みとすることにより、芯金１２の係合面１２ｂとの間にクリアランスＣを形成する必要がない。

本実施形態に係る芯金１２を規定する具体例としては、図３を用いて説明するような、形状の作図法がある。

上記限界形状の作図法では先ず、メインコード層１４の周回円を基準円とし、この基準円から仮想的にメインコード層１４が解き解される前の位置（１）を、弾性クローラ４０がスプロケット５０に完全に巻き掛った状態の位置とする。すなわち、位置（１）では、任意の断面円弧形状の芯金４２の先端面４２ａがスプロケット５０の歯底面５１ａに対して垂直に接触するとともにスプロケット５０の歯５２の歯面Ｆに引っ掛って係合して、芯金４２と歯５２との係合が完了した状態にある。そこで、位置（１）を基準に、芯金４２と歯５２との係合が完了した状態における芯金４２の中心軸Ｏ₁から、スプロケット５０の歯底面５１ａの接線方向に距離ｘ₁だけ離れた所望の位置に点Ｐ₁ をプロットする。点Ｐ₁ は、本実施形態に係る芯金１２の先端面１２ａの周方向（進退方向）の一方の方向に位置する外縁、すなわち、芯金１２の先端面１２ａの２つの周方向外縁１２ｅの一方となる。言い換えれば、点Ｐ₁ は、芯金１２の先端面１２ａの周方向長さを決定するための点であり、距離ｘ₁の２倍の長さが芯金１２の先端面１２ａの周方向長さとなる。

次いで、位置（１）から矢印ｄ_o の方向に、仮想的にメインコード層１４を解き解したときの、点Ｐ₁ を時系列的に適宜プロットしていく。図３において、この点Ｐ₁ の軌跡は、破線枠で囲まれたプロット集合として示す。これは、弾性クローラ４０の芯金４２とスプロケット５０の歯５２とが係合する前後（芯金４２がスプロケット５０の歯溝に進入を開始してから当該芯金４２とスプロケット５０の歯５２との係合が完了するまでと、芯金４２が歯５２との係合を解除し始めてから当該解除が完了するまで）の芯金４２の先端面４２ａの周方向外縁４２ｅが描く軌跡である。この軌跡よりも、本実施形態に係る芯金１２の周方向長さを長くしないと、本実施形態に係る芯金１２の先端面１２ａと、スプロケット２０の歯２２の歯元面２２ａとが引っ掛かることになる。すなわち、破線枠で囲まれたプロット集合が、切り下げ現象の発生しない限界の領域となる。

次に、破線枠で囲まれたプロット集合のうちから、点Ｐ₁ から離れた任意の点を点Ｐ₂ とする。本実施形態では、点Ｐ₁ と点Ｐ₂ との、中心軸Ｏ₁ 方向の差分が、図２（ａ）の本実施形態に係る芯金１２の先端面１２ａからの距離、すなわち、芯金１２の厚さになり、中心軸Ｏ₁ から点Ｐ₂ までの長さの２倍が、その位置での芯金１２の周方向長さとなる。本実施形態では、点Ｐ₂ は、本実施形態に係る芯金１２の係合面１２ｂの周方向外縁の一部を形作る。また、破線で囲まれたプロット集合は、切り下げ現象を発生しない限界の領域であるため、点Ｐ₂ の位置では、切り下げ現象を生じない。

次いで、先ほどと同様、位置（１）から矢印ｄ_o の方向に、仮想的にメインコード層１４を解き解したときの、点Ｐ₂ を時系列的に適宜プロットしていく。図３において、この点Ｐ₂ の軌跡は、一点鎖線枠で囲まれたプロット集合として示す。ここでは、一点鎖線枠で囲まれたプロット集合が、切下げ現象の発生しない限界の領域となる。

次に、一点鎖線枠で囲まれたプロット集合のうちから、点Ｐ₂ から離れた任意の点を点Ｐ₃ とする。本実施形態では、点Ｐ₁ と点Ｐ₃ との、中心軸Ｏ₁ 方向の差分が、図２（ａ）の本実施形態に係る芯金１２の先端面１２ａからの距離、すなわち、芯金１２の厚さになり、中心軸Ｏ₁から点Ｐ₃までの長さの２倍が、その位置での芯金１２の周方向長さとなる。即ち、本実施形態では、点Ｐ₃は、本実施形態に係る芯金１２の係合面１２ｂの周方向外縁の一部を形作る。また、一点鎖線で囲まれたプロット集合は、切り下げ現象を発生しない限界の領域であるため、点Ｐ₃ の位置では、切り下げ現象を生じない。

次いで、先ほどと同様、位置（１）から矢印ｄ_o の方向に、仮想的にメインコード層１４を解き解したときの、点Ｐ₃ を時系列的に適宜プロットしていく。図３において、この点Ｐ₃ の軌跡は、二点鎖線枠で囲まれたプロット集合として示す。ここでは、二点鎖線枠で囲まれたプロット集合が、切り下げ現象の発生しない限界の領域となる。

そして、二点鎖線枠で囲まれたプロット集合のうちから、点Ｐ₃ から離れた任意の点を新たな点とする。以下、上記工程を繰り返すことで、点Ｐ₁ 、点Ｐ₂ 、点Ｐ₃ ・・・を算出し、これらの点を結ぶことにより、図２（ａ）に示すような、本実施形態に係る芯金１２の係合面１２ｂの外縁形状を作図にすることができる。

図４には、上記作図法を用いて形成された、芯金１２がスプロケット２０の歯２２との係合を完了し、その後、当該係合が解除されるときの芯金１２を時系列的に示す。このように、芯金１２とスプロケット２０の歯２２との係合が完了する前後でも、芯金１２の係合面１２ｂの外縁の描く軌跡から明らかなように、一点鎖線で示す、係合前後における芯金１２の係合面１２ｂの外縁と、太線で示す、係合の完了時における芯金１２の係合面１２ｂの外縁には、ほとんど変化がない。すなわち、本実施形態に係る芯金１２を採用した場合、切り下げ現象が生じない。このため、スプロケット２０の歯元面２２ａの形状も芯金１２の係合面１２ｂの外縁形状と同寸法にとることができる。また、スプロケット２０の歯２２の歯面Ｆ₂ の形状、例えば、本実施形態のように、スプロケット２０の歯２２の歯元面２２ａの形状を芯金１２の係合面１２ｂの外縁形状と一致させることができる。すなわち、スプロケット２０の歯２２の歯形状を、弾性クローラ１０の芯金１２の係合面１２ｂの外縁形状に対応する形状とすることができる。

また、芯金１２の係合面１２ｂの断面円弧形状は、弾性クローラ１０がスプロケット２０に巻き掛ったときの、当該弾性クローラ１０のピッチ円直径をＰＣＤとして、以下の２つの条件（ｉ），（ｉｉ）を満たす２つの点Ｃ₁，Ｃ₂を求めることにより、近似することもできる。

具体例としては、図２（ａ）を参照して説明すると、前記断面円弧形状は、
（ｉ）弾性クローラ１０の巻き掛け時の曲げ中心線Ｏ₃ からＰＣＤ×ａ（０．２５％≦ａ≦３％）の距離だけスプロケット２０の側の位置にあって、
（ｉｉ）芯金１２の進退方向にＰＣＤ×ｂ（２．５％≦ｂ≦３％）だけ間隔を置いた、
２つの点Ｃ₁ ，Ｃ₂ のうち、芯金１２の中心線Ｏ₁ を挟んで反対の側の１点Ｃ₁ （Ｃ₂ ）を中心点に持つ円弧形状である。

図２（ａ）の芯金１２では、（ｉ）に関して、ｙ＝ＰＣＤ×ｍは、ｍの値が０．２５％≦ｍ≦３％の範囲を許容し、また、（ｉｉ）に関して、Δｘ＝ＰＣＤ×ｎは、ｎの値が２．５％≦ｎ≦３％の範囲を許容する。図２（ａ）の芯金１２では、弾性クローラ１０の巻き掛け時の曲げ中心線Ｏ₃ をピッチ円直径ＰＣＤ上、すなわち、本実施形態では、メインコード層１４の位置に配置し、ＰＣＤ＝２００mm、ｍ＝０．２５％、ｎ＝２．５％とすることで、当該芯金１２の係合面１２ｂは、（ｉ）ｙ＝０．５mmかつ（ｉｉ）Δｘ＝５mmを満たす２点Ｃ₁ ，Ｃ₂ から、それぞれ、芯金１２の中心線Ｏ₁ を挟んで反対の側の１点Ｃ₁ （Ｃ₂ ）を中心点に持つ、曲率半径ｒ_b ＝２０mmの断面円弧形状となる。

なお、本実施形態では、芯金１２の係合面１２ｂは、幅方向に延在する隅角面１２ｂ₁ を有している。隅角面１２ｂ₁ は、側面から見たときの断面輪郭形状が芯金１２の外側（本実施形態では、芯金１２の中心軸Ｏ₁と反対の側）に向かって凸の湾曲面で形作られている。本実施形態では、２つの隅角面１２ｂ₁ は、それぞれ、曲率半径ｒ_d の湾曲面で形作られている。曲率半径ｒ_d は、芯金１２の中心線Ｏ₁に対して３mm以上１０mm以下の範囲（３mm≦ｒ_d ≦１０mm）をとることができる。曲率半径ｒ_d の具体例としては、例えば、ｒ_d ＝５mmが挙げられる。

ここで、図１（ａ）および図４では、スプロケット２０が反時計回りに回転するときの回転方向を前進回転方向Ｄとする。また、図面上、スプロケット２０の２つの歯２２のうち、図面左に配置された歯２２を左の歯（前進回転方向の歯）とし、図面右に配置された歯２２を右の歯（後進回転方向の歯）とする。さらに、それぞれの歯２２の歯面Ｆ₂ のうち、図面左に配置された歯面Ｆ₂ を前進回転方向の歯面Ｆ₂ とし、図面右に配置された歯面Ｆ₂ を後進回転方向の歯面Ｆ₂ とする。次いで、芯金１２の係合面１２ｂのうち、図面左に配置された係合面１２ｂを左の係合面１２ｂとし、図面右に配置された係合面１２ｂを右の係合面１２ｂとする。

図１（ａ）の実施形態では、例えば、同図に示すように、弾性クローラ１０がスプロケット２０に巻き掛かったとき、スプロケット２０の歯２２が弾性クローラ１０の無端帯状体１１に形成された収容部１３に収容される一方、２つの歯２２の間に形成された歯溝には、弾性クローラ１０の芯金１２が収容される。本実施形態では、スプロケット２０を前進回転方向Ｄに回転させ、弾性クローラ１０を駆動する際、スプロケット２０は、右の歯２２の前進回転方向の係合歯面Ｆ₂ が主として芯金１２の右の係合面１２ｂに係合する。

ここで、図４を参照して、さらに詳細に、本実施形態に係る弾性クローラ駆動機構１００の作用を説明する。

スプロケット２０が前進回転方向Ｄの方向に回転すると、弾性クローラ１０がスプロケット２０に巻き掛かることにより、芯金１２は、図面左からインボリュート曲線を描きながら、矢印ｄ₁に沿ってスプロケット２０の２つの歯２２の間に形成された歯溝に対して垂直に進入する。

本実施形態では、上述したように、弾性クローラ１０の芯金１２がスプロケット２０の歯溝に進入を開始してから当該芯金１２とスプロケット２０の歯２２との係合が完了するまでに芯金１２の係合面１２ｂの外縁が描く軌跡が前記係合の完了時における芯金１２の係合面１２ｂの外縁よりも外側にはみ出さないように、芯金１２の係合面１２ｂの外縁の少なくとも一部を断面円弧形としている。このため、芯金１２の左の係合面１２ｂがスプロケット２０の左の歯２２の後進回転方向の歯面Ｆ₂ （本実施形態では、歯元面２２ａ）に接触すると、芯金１２は、矢印ｄ₂ に示す方向に、スプロケット２０の左の歯２２の歯元面２２ａを転がるように移動する。これにより、芯金１２の先端面１２ａは、スプロケット２０の歯底面２１ａに対して平行になるように、スプロケット２０の歯底面２１ａに接触する。

こうして、芯金１２の先端面１２ａがスプロケット２０の歯底面２１ａに接触することにより、弾性クローラ１０は、スプロケット２０に対して巻き掛けられる。そして、スプロケット２０がさらに前進回転方向Ｄに回転すると、スプロケット２０の右の歯２２の前進回転方向の歯元面２２ａが芯金１２の右の係合面１２ｂに引っ掛かることにより、弾性クローラ１０の芯金１２がスプロケット２０の歯２２の歯元面２２ａと係合する。これにより、スプロケット２０の回転を弾性クローラ１０に伝達することができる。すなわち、スプロケット２０は、弾性クローラ１０に駆動力を伝達することができる。

このとき、本実施形態では、芯金１２の係合面１２ｂの外縁形状は、切り下げ現象の発生しない断面円弧形状である。このため、芯金１２の係合面１２ｂは、図４の矢印ｄ₁ に示すように、弾性クローラ１０の芯金１２がスプロケット２０の歯溝に進入を開始してから当該芯金１２とスプロケット２０の歯２２との係合が完了するまでに、スプロケット２０の歯元面２２ａに対して直接合わって、または、転がり接触しながら合わさることで、切り下げ現象を生じることなく、面圧を分散させつつ、駆動力を伝達する面積を広く確保することができる。

また、本実施形態では、芯金１２の係合面１２ｂは、芯金１２がスプロケット２０の歯２２との係合を解除し始めてから当該解除が完了するまでに、図４の矢印ｄ₃ に示すように、矢印ｄ_１ のときと芯金の中心線Ｏ₁ を挟んで線対称な軌跡を辿るため、スプロケット２０の歯元面２２ａから直接離れることで、または、スプロケット２０の歯元面２２ａに対して矢印ｄ₄ に示す方向に、転がり接触しながら離れることで、切り下げ現象を生じることなく、芯金１２とスプロケット２０の歯２２との係合を解除することができる。

また、本実施形態では、芯金１２およびスプロケット２０の歯２２の形状は、それぞれ、中心線Ｏ₁ ，Ｏ₂ に対して対称な形状であるため、矢印Ｄと逆方向にスプロケット２０を逆回転させることにより、弾性クローラ１０を後進駆動させたときも、弾性クローラ１０を矢印Ｄの方向に前進駆動させた場合と同様の作用効果を奏する。

このように、本実施形態に係る弾性クローラ１０によれば、芯金１２の係合面１２ｂの外縁が切り下げ現象を生じない断面円弧形状となるため、弾性クローラ１０の芯金１２の係合面１２ｂとスプロケット２０の歯２２との係合の前後で生じる、切り下げ現象を防止して、摩耗の懸念を払拭することができる。また、芯金１２の係合面１２ｂが、クリアランスＣを形成することなく、スプロケット２０の歯元面２２ａとほぼ面接触することによって、駆動力を伝達する面積を広く確保することができ、また面圧を下げることが可能となる。したがって、本実施形態に係る弾性クローラ１０によれば、弾性クローラ１０およびスプロケット２０の耐久性を向上させることができる。

また、芯金１２の係合面１２ｂの断面円弧形状は、図２（ａ）等で説明したように、弾性クローラ１０がスプロケット２０に巻き掛ったときの、当該弾性クローラ１０のピッチ円直径をＰＣＤとして、弾性クローラ１０の巻き掛け時の曲げ中心線Ｏ₃ からＰＣＤ×ｍ（０．２５％≦ｍ≦３％）の距離だけスプロケット２０の側の位置にある、例えば、点Ｃ₁ や点Ｃ₂ を中心点とする円弧形状で近似することができる。
この場合、切り下げ現象を生じない断面円弧形状の中心点を近似する点を容易に算出できることで、芯金１２の製造、ひいては弾性クローラ１０の製造が容易となる。

また、上述したように、中心点を近似する点は、無端帯状体１１の周方向にＰＣＤ×ｎ（２．５％≦ｎ≦５％）だけ間隔を置いた、２つの点Ｃ₁ ，Ｃ₂ に近似することができる。
この場合、前後進に適用した、切り下げ現象を生じない円弧形状を容易に規定でき、芯金１２の製造、ひいては弾性クローラ１０の製造が容易となる。

また、本実施形態に係る弾性クローラ駆動機構１００は、芯金１２を有する弾性クローラ１０と、スプロケット２０とを有する。従って、弾性クローラ駆動機構１００によれば、弾性クローラ１０およびスプロケット２０の耐久性を向上させることができる。

また、本実施形態に係る弾性クローラ駆動機構１００は、スプロケット２０の歯２２の歯元歯２２ａの形状を芯金１２の係合面１２ｂの外縁形状に対応する形状としている。
この場合、弾性クローラ１０の芯金１２とスプロケット２０の歯２２とを係合させたときの接触面積が大きくなるため、応力の減少に伴ってスプロケット２０の歯２２および芯金１２の係合面１２ｂに対する、負荷の軽減を図ることができる。これにより、弾性クローラ１０およびスプロケット２０の耐久性が更に向上する。

図２（ｂ）は、芯金１２の他の実施形態である。図２（ｂ）では、芯金１２の係合面１２ｂは、弾性クローラ１０の巻き掛け時の曲げ中心線Ｏ₃ をピッチ円直径ＰＣＤ上の位置に配置し、ＰＣＤ＝６００mm、ｍ＝３％、ｎ＝５％とすることで、（ｉ）ｙ＝１８mmかつ（ｉｉ）Δｘ＝３０mmを満たす２点Ｃ₁ ，Ｃ₂ から、それぞれ、芯金１２の中心線Ｏ₁を挟んで反対の側の１点Ｃ₁ （Ｃ₂ ）を中心点に持つ、曲率半径ｒ_b ＝３５mmの断面円弧形状となる。

また、本発明は、芯金を用いない弾性クローラ、いわゆる、芯金レスの弾性クローラにも適用することができる。

図５（ａ）は、芯金１２に代えて、弾性クローラ１０の無端帯状体１１に複数の突起（係合部の他の実施形態）１５を配設したものである。突起１５は、それぞれ、無端帯状体１１と一体に形成された弾性（ゴム）突起である。図５（ａ）では、弾性クローラ１０の巻き掛け時の曲げ中心線Ｏ₃ をピッチ円直径ＰＣＤ上の位置に配置し、突起１５の係合面１５ｂは、ＰＣＤ＝２００mm、ｍ＝０．２５％、ｎ＝２．５％とすることで、（ｉ）ｙ＝０．５mmかつ（ｉｉ）Δｘ＝５mmを満たす２点Ｃ₁ ，Ｃ₂ から、それぞれ、突起１５の中心線Ｏ₁を挟んで反対の側の１点Ｃ₁（Ｃ₂）を中心点に持つ、曲率半径ｒ_b ＝３０mmの断面円弧形状となる。

図５（ｂ）も、芯金１２に代えて、弾性クローラ１０の無端帯状体１１に配設した突起１５の変形例である。図５（ｂ）では、突起１５の係合面１５ｂは、弾性クローラ１０の巻き掛け時の曲げ中心線Ｏ₃ をピッチ円直径ＰＣＤ上の位置に配置し、ＰＣＤ＝６００mm、ｍ＝３％、ｎ＝５％とすることで、（ｉ）ｙ＝１８mmかつ（ｉｉ）Δｘ＝３０mmを満たす２点Ｃ₁ ，Ｃ₂ から、それぞれ、突起１５の中心線Ｏ₁ を挟んで反対の側の１点Ｃ₁ （Ｃ₂ ）を中心点に持つ、曲率半径ｒ_b ＝３５mmの断面円弧形状となる。

図６（ａ），（ｂ）は、それぞれ、図２（ａ），（ｂ）の変形例であって、芯金１２の係合面１２ｂの曲げ中心軸Ｏ₃ の側の円弧の一部が断面直線形の平坦な面１２ｆとなっている。この平坦な面１２ｆも、芯金１２の係合面として機能させることができる。本実施形態では、平坦な面１２ｆ（以下、「第２係合面１２ｆ」ともいう）は、それぞれ、先端面１２ａに向かうに従って芯金１２の中心線Ｏ₁ に接近するように、芯金１２の中心線Ｏ₁ に対して傾斜する平坦な面である。２つの係合面１２ｂがなす角度（以下、「芯金対面角度」ともいう）Ａとしては、例えば、図６（ａ）では、Ａ＝７０°、図６（ｂ）では、Ａ＝６０°が挙げられる。

また、本発明によれば、図２（ｂ）の芯金１２は勿論、図５（ａ），（ｂ）のような、ゴム等の弾性材料からなる突起１５や、図２（ａ），（ｂ）の変形例である、図６（ａ），（ｂ）の芯金１２も、図２（ａ）の芯金１２と同様の機能を奏する。

上述したところは、本発明の一実施形態にすぎず、特許請求の範囲に従えば、様々な変更が可能となる。例えば、スプロケット２０の歯面Ｆ₂ の形状は、スプロケット２０の回転方向が一定方向だけである場合には、１つの歯２２を形作る２つの歯面Ｆ₂ のうち、いずれか一方とすることができる。また、本実施形態は、弾性クローラ１０の無端帯状体１１にメインコード層１４を内蔵させているが、メインコード層１４は省略することができる。また、各実施形態に採用された様々な構成や配置等は、互いに適宜、組み合わせ、置き換えて利用することができる。

本発明は、弾性を有する無端帯状体に複数の係合部が配設され、当該係合部がスプロケットの歯と係合可能な弾性クローラおよび弾性クローラ駆動機構に適用することができる。

１０：弾性クローラ， １１：無端帯状体， １２：芯金（係合部）， １２ｃ：先端面，１２ｂ：係合面， １２ｄ：隅角面， １３：収容部， １４：メインコード層， １５：突起（係合部）， ２０：スプロケット， ２１：円盤， ２１ａ：歯底面， ２２：歯， ２２ａ；歯元面， ２２ｂ：歯先面， ２２ｃ：歯頂面， １００：弾性クローラ駆動機構， Ｃ₁ ：中心点， Ｃ₂ ：中心点， Ｒ_a ：歯元面の曲率半径， Ｒ_b ：歯先面の曲率半径， Ｒ_c ：歯頂面の曲率半径， ｒ_b ：係合面の曲率半径， ｒ_d ：隅角面の曲率半径， Ａ：芯金対面角度， Ｆ：歯面， Ｆ₂ ；係合歯面， Ｏ₁：芯金（突起）の中心線， Ｏ₂ ：歯の中心線

Claims (5)

1. 弾性を有する無端帯状体に複数の係合部が配設され、当該係合部がスプロケットの歯と係合可能な弾性クローラであって、
   前記係合部が前記スプロケットの歯溝に進入を開始してから当該係合部と前記歯との係合が完了するまでに前記係合部の外縁が描く軌跡と、前記係合部が前記歯との係合を解除し始めてから当該解除が完了するまでに前記係合部の外縁が描く軌跡とが、それぞれ、前記係合の完了時における前記係合部の前記外縁よりも外側にはみ出さないように、前記係合部の前記外縁の少なくとも一部を断面円弧形状とし、
   前記断面円弧形状の中心点が前記係合部の中心線を挟んで当該円弧の反対の側に位置することを特徴とする、弾性クローラ。
2. 請求項１において、前記断面円弧形状は、前記弾性クローラが前記スプロケットに巻き掛ったときの、当該弾性クローラのピッチ円直径をＰＣＤとして、
   前記弾性クローラの巻き掛け時の曲げ中心線からＰＣＤ×ｍ（０．２５％≦ｍ≦３％）
   の距離だけ前記スプロケットの側の位置にある点を中心点とする円弧形状である、弾性クローラ。
3. 請求項１または２において、前記中心点は、前記無端帯状体の周方向にＰＣＤ×ｎ（２．５％≦ｎ≦５％）だけ間隔を置いた、２つの点である、弾性クローラ。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の弾性クローラと、前記スプロケットとを有する、ことを特徴とする、弾性クローラ駆動機構。
5. 請求項４において、前記歯の外縁形状を前記係合部の外縁形状に対応する形状とした、弾性クローラ駆動機構。

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