JP6656676B2 - 弾性クローラとクローラ式走行装置 - Google Patents

Description

本発明は、弾性クローラとクローラ式走行装置に関する。

クローラ式走行装置の側方安定性を確保するためには、ゲージ幅を大きく取ることが重要である。ゲージ幅は、重機に装着された左右の弾性クローラの端から端までの長さであり、このゲージ幅の長いクローラ式走行装置ほど、側方安定性が増す。特許文献１に示される公知の弾性クローラにおいては、図７に示すように、ゴムクローラ内へ芯金が一定間隔で埋設され、芯金の接地側にスチールコードがクローラ内を周回するように、かつ幅方向に振り分けられて埋め込まれている。接地側には左右にラグが千鳥状に配置されており、左右のラグが共に水平な接地面を提供している。

尚、踏面投影部側における接地面が無負荷時に浮き上がった形状に形成されており、転輪による押付力により押しつけられ水平面に接地した際に接地圧分布を均一化する弾性履帯が、特許文献２により知られている。

特開平１１−２２２１６７号公報 特開２００３−４０１５５号公報

円筒状構造物内、若しくは大きく湾曲した構造物の上での作業は、作業者の足場が悪く、労働災害が起こりかねない状況にある。発明者らは、作業者の安全を図るため、クローラ式走行装置を用いて、このような構造物内において作業が行えないか検討している。

図５は、具体的な対象として検討している混銑車ＴＰ（製鉄所で用いられている。トピードカーとも呼ばれる。）を示している。混銑車ＴＰは、銑鉄（溶銑）を運ぶための特殊な貨車である。炉体中央部に受銑、出銑用の炉口ＥＮがあり、内部は耐火煉瓦ＢＬが内張りされている。レール軌道を走行するため、大きさが制限された円筒状の構造物となっている。混銑車ＴＰ内で内装の煉瓦ＢＬを解体、運搬する作業は人手に頼っていたのが現状であった。
このような作業現場には、クローラ式走行装置ＣＭが有効に活用できるのではないかと検討したところ、現状のクローラ式走行装置では適用に問題があることが判明した。

図６は、図５Ｂの底部付近を模式化した図であるが、特許文献１に示されるところの図７のような、ラグがクローラ幅方向で左右対称のクローラ１００を用いて湾曲した底面上で作業を行う場合、クローラ式走行装置ＣＭの車体外側部分が円筒状壁面との接触により、常に上向きの応力を受けている状態であるため、図８に示されるようにクローラ幅方向端部（図中、Ｐで示す位置）に応力が作用して耳切れが発生し、又弾性クローラ自体の脱輪も起こり易くなる。

上述の事情に鑑みて、本発明は、大きな円筒状構造物内、若しくは大きく湾曲した地面上で作業を行っても脱輪や耳切れが発生し難い弾性クローラ、及びクローラ式走行装置を提供することを目的とする。

本発明の第一実施形態に係わる弾性クローラは、左右の踏面を持つ転輪により踏み込まれる無端状弾性体からなるクローラ本体と、前記クローラ本体の接地面に複数のラグが配置された弾性クローラであり、前記クローラ本体の接地面側クローラ幅方向中心位置より一方側部分には、前記クローラ幅方向において前記転輪の内側となる踏面よりも外側で、外側となる踏面よりも内側の範囲内の位置からクローラ幅方向一方側端縁付近に向かって、外側となる踏面との高さ方向の距離を漸次縮めることによりクローラ厚さを漸次小さくする傾斜面が形成され、平坦面走行時には前記傾斜面は接地しないことを特徴とする弾性クローラである。

上記弾性クローラによれば、走行装置の車体外側のクローラ本体が過度に円筒状壁面からの応力を受けることが少ないので、脱輪や耳切れを低減することができる。

また、本発明の第二実施形態に係わる弾性クローラは、前記クローラ本体のクローラ幅方向中心位置より一方側に形成された傾斜面が、曲面を成していることを特徴とする弾性クローラである。

上記弾性クローラによれば、走行装置の車体外側のクローラ本体が受ける円筒状壁面からの応力を更に効率良く回避でき、脱輪や耳切れを低減できて、クローラ本体の強度を上げることができる。

また、本発明の幾つかの実施形態に係わるクローラ式走行装置は、前記クローラ本体のクローラ幅方向中心位置より一方側に形成された傾斜面が機体外側になるように装着された、クローラ式走行装置である。

上記クローラ式走行装置によれば、円筒状構造物の内部でクローラの脱輪や耳切れが発生することなく、効率良く作業することが出来る。

本発明の少なくとも幾つかの実施形態によれば、大きな円筒状構造物内、若しくは大きく湾曲した地面上で作業を行っても脱輪や耳切れが発生し難い弾性クローラ、及びクローラ式走行装置を提供することができる。

図１Ａは本発明の第一実施形態に係る弾性クローラの幅方向断面図、図１Ｂは接地面の部分平面図、図１Ｃは内周面の部分平面図である。 図２Ａは本発明の第二実施形態に係る弾性クローラの幅方向断面図であり、図２Ｂと図２Ｃは他の形態に係る弾性クローラの幅方向断面図、図２Ｄは当該他の形態に係る弾性クローラの接地面の部分平面図である。 図３Ａは本発明の第三実施形態に係る弾性クローラの幅方向断面図、図３Ｂは接地面の部分平面図である。 本発明のいくつかの実施形態に係る弾性クローラが装着される、クローラ式走行装置の一例である。 図５Ａは混銑車内で作業中のクローラ式走行装置を側方から示す縦断面図、図５Ｂは横断面図、図５Ｃは混銑車が回転した状態を示す図、図５Ｄは混銑車内への進入・退出時の様子を示す図である。 図５Ｂの模式図である。 従来形態の弾性クローラの一例である。 従来形態の弾性クローラを用いて混銑車内で作業した場合の弾性クローラの損傷の仕方の一例である。 本発明の第一実施形態に係る弾性クローラを用いて混銑車内で作業した場合の、弾性クローラの状態である。 本発明の第一実施形態に係る弾性クローラが平坦面を走行する場合の、弾性クローラの状態である。 傾斜面の開始位置の設定可能な範囲を示す図である。

以下、本発明の弾性クローラの実施形態について、図面を参照しながら説明する。図５Ａは、混銑車ＴＰ内で作業中のクローラ式走行装置ＣＭの縦断面図の一例である。混銑車ＴＰとは、製鉄所で溶融した銑鉄の貯蔵、運搬に用いられ、縦断面が魚雷形、横断面が円形で内径３ｍ前後の鉄製構造物で、内壁面一面に耐熱煉瓦ＢＬが張り巡らされている。耐熱煉瓦ＢＬが劣化すると、内壁面を解体して煉瓦を車外に搬出する必要があるが、本作業を車高１．５ｍ前後のクローラ式走行装置ＣＭを用いて行うと、作業効率と安全性が高いことが判明した。

しかし、図５Ｂのように混銑車ＴＰの横断面は円筒状であるため、弾性クローラが接触する部分の底面は湾曲しており、図６のように、弾性クローラの車体外側部分が円筒状壁面と接触することによって常に上向きの応力を受け、図７のような従来形態の芯金を埋設した弾性クローラでは図８のように耳切れが発生し、また脱輪が起きるという問題が生じた。

また、芯金を有さない弾性クローラ（芯金レスクローラ）においても、転輪の外側端の角部と円筒状壁面との間に弾性クローラが挟み込まれることにより剪断力を受けて、同様な問題が生じた。

図１Ａは本発明の第一実施形態のクローラの幅方向断面図であり、図１Ｂは接地面側平面図、図１Ｃは内周面側平面図である。第一実施形態の弾性クローラ１は、ゴム弾性体等によって形成された無端状のベルト帯体であるクローラ本体２内に、クローラ周方向に一定間隔置きに埋設された芯金３と、弾性クローラ１の接地面側に突設させた複数のラグ４と、芯金３の外周側に、走行装置の駆動輪と係合する係合孔５の左右に振り分けてクローラ周方向にスチールコード列６が埋設されている。２ａ、２ｂ、２ｃは、クローラ式走行装置の転輪の踏面によって踏み込まれる面であって、転輪の形状によっては、面２ａ、２ｃが踏面に踏み込まれたり、面２ｂが踏面に踏み込まれたりする。いずれの面２ａ、２ｂ、２ｃにおいても水平な面になっている。また、転輪によっては、ガイド突起８の頂上８ａ、８ｂが踏面に踏み込まれることがある。クローラ式走行装置に装着されたとき、面２ａ、頂上８ａが外側、面２ｃ、８ｂが内側に位置する。クローラ本体２の幅方向中心位置Ｌより一方側部分に、クローラ幅方向中心位置付近からクローラ幅方向一方側端縁付近に向かって傾斜面７ａが形成されている。傾斜面７ａは面２ａ、頂上８ａとの高さ方向の距離ｄｐを漸次縮めることによりクローラ厚さを漸次小さくしている。傾斜面７ａの傾斜角θは仮想水平面Ｈに対し２０°であるが、混銑車の大きさによって１５°以上、２５°以下の範囲内、好ましくは１７°以上、２１°以下の範囲内で適宜変更が可能である。

尚、面２ａ、２ｃよりも外側の範囲（図中、一点鎖線Ｔより外側）は、クローラ式走行装置の旋回性能を確保するため、傾斜面７ａ若しくは接地面７に連続させ又は連続すること無く、傾斜面７ａ若しくは接地面７も上側に後退させて端縁に到らせる。

本実施形態の弾性クローラをクローラ本体の幅方向中心位置より一方側に形成された傾斜面が機体外側になるようにクローラ式走行装置に２本装着して混銑車内で使用された場合、図９のようにクローラが円筒状壁面に沿う状態となるため、壁面から受ける応力が小さくなり、クローラの耳切れや脱輪を有効に防止することができる。

また、本実施形態の弾性クローラは、通常の平坦面を移動する場合、さらに、図５Ｃのように作業中に混銑車が回転軸を中心に回転する場合や、図５Ｄのように混銑車内への進入・退出する場合には、図１０のように傾斜面が形成されていないクローラ幅方向中心位置より他方側部分が平坦面に接して、平坦面でも安定した走行を行う事ができる。この時、傾斜面が接地することは無い。

図２は本発明の第二実施形態の弾性クローラの幅方向断面図で、クローラ本体の幅方向中心位置Ｌより一方側部分の傾斜面７ｂが曲面を成している一例である。
本実施形態によると、弾性クローラが受ける円筒状壁面からの応力を更に効率良く回避でき、脱輪や耳切れを低減でき、クローラ本体の強度を上げることができる。
また、第一実施形態においては、傾斜面７ａにおいては、ラグを有さない構成であったが、ラグを設けても良い。図２Ｂ〜図２Ｄは、傾斜面７ａにラグを有する他の形態の弾性クローラを示している。図２ＢはＺ−Ｚ断面、図２ＣはＹ−Ｙ断面であり、図２Ｄは接地面の部分平面図である。ここにおいて、ラグ４ａの間に挟まれた陥没平面２ｄ、２ｅは、クローラ本体の幅方向中心位置Ｌに対して左右とも、踏面２ａ及び２ｃと平行であり、同一平面内に存在する水平面としておくのが良い。尚、ラグ４ａの傾斜面７ａとして、曲面を成した傾斜面７ｂとしても良い。

図３は、本発明の第三実施形態のクローラの幅方向断面図で、クローラ本体の幅方向中心位置Ｌより一方側部分の傾斜面７ｃが芯金レスクローラに形成されている一例である。図３Ｂは接地面の部分平面図であり、本実施形態はラグ４ｂを設けて傾斜面７ｃが形成されているが、ラグを有さない構成であっても良い。尚、図２、３において、図１の構成と同じもので、説明を要しないものは単に同一符号を付して説明を省略することにする。

傾斜面７ａ、７ｂ、７ｃの開始位置は、クローラ式走行装置の転輪の踏面の位置によって設定可能な範囲が決まる。踏面は、転輪の円筒面であって、弾性クローラを踏み付ける面である。図１１はこの関係を示すものであるが、図１１において右側は、クローラ式走行装置の内側、左側は外側である。図１１Ａ、図１１Ｂは、第一実施形態で示した同一の弾性クローラに対して、異なる形状の転輪を載せている。図１１Ａにおいては、転輪１１は、中央の径が大きな踏面１１ａと、その左右の径の小さな踏面１１ｂ、１１ｃとからなっている。踏面１１ｂ、１１ｃは、それぞれ、左右のガイド突起８の頂上８ａ、８ｂの上に乗り上げており、踏面１１ａは面２ｂに乗り上げている。
一方、図１１Ｂにおいては、転輪１２は、踏面１２ａと踏面１２ｂとが左右に離間しており、それぞれ面２ａと面２ｃに乗り上げている。また、図１１Ｃにおいては、図３に示した第三実施形態の芯金レスクローラにおいて、転輪１３は、踏面１３ａと踏面１３ｂとが左右に離間しており、それぞれ面２ａと面２ｃに乗り上げている。図１１Ａ、図１１Ｂ及び図１１Ｃにおける傾斜面７ａ、７ｃの開始位置を設定する範囲Ｅは、転輪１１、１２、１３の内側の踏面よりも外側で、外側の踏面よりも内側の範囲である。

図１１Ａと図１１Ｂとでは、転輪の形状の差によって範囲Ｅが異なっているが、転輪１１及び１２に共通に使用可能なように、図１１Ａに示した範囲Ｅの範囲内において、傾斜面７ａを開始すれば良い。尚、傾斜面７ｂの開始位置は傾斜面７ａに準じる。

傾斜面７ａ、７ｂ、７ｃは面２ａ、頂上８ａとの高さ方向の距離ｄｐを漸次縮めるものであるが、「距離ｄｐを漸次縮めること」は「転輪の外側に位置する踏面１１ａ、１２ａ、１３ａとの高さ方向の距離ＤＰを漸次縮めること」と等価である。外側に位置する踏面１１ａ、１２ａ、１３ａは、面２ａ、頂上８ａに乗り上げているからである。

図４は、本発明の各実施の形態に係る弾性クローラＣを適用した走行装置Ｍを示す側面図である。この走行装置Ｍは、油圧モータ等によって駆動される駆動輪Ｓと、従動輪Ａとを前後に離間して配置し、この駆動輪Ｓ及び従動輪Ａの間に複数の転動輪を配置し、これら駆動輪Ｓ、従動輪Ａ、及び転動輪に弾性クローラＣを巻き掛けることによって構成されている。

１ 弾性クローラ
２ クローラ本体
３ 芯金
４ ラグ
５ 係合孔
６ スチールコード列
７ａ、７ｂ、７ｃ 傾斜面
８ ガイド突起
１１、１２、１３ 転輪
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ 踏面
Ｌ クローラ幅方向中心位置
Ｈ 仮想水平面
Ｍ 走行装置
ＣＭ クローラ式走行装置
Ｓ 駆動輪
Ａ 従動輪
Ｃ 弾性クローラ

Claims (3)

1. 左右の踏面を持つ転輪により踏み込まれる無端状弾性体からなるクローラ本体と、前記クローラ本体の接地面に複数のラグが配置された弾性クローラであり、前記クローラ本体の接地面側クローラ幅方向中心位置より一方側部分には、前記クローラ幅方向において前記転輪の内側となる踏面よりも外側で、外側となる踏面よりも内側の範囲内の位置からクローラ幅方向一方側端縁付近に向かって、外側となる踏面との高さ方向の距離を漸次縮めることによりクローラ厚さを漸次小さくする傾斜面が形成され、平坦面走行時に前記傾斜面が接地せず、かつ、クローラ本体の一方側部分の全周で接地しないことを特徴とする弾性クローラ。
2. 前記クローラ本体のクローラ幅方向中心位置より一方側に形成された傾斜面が、曲面を成していることを特徴とする請求項１の弾性クローラ。
3. 請求項１、または請求項２の弾性クローラが、前記クローラ本体のクローラ幅方向中心位置より一方側に形成された傾斜面が機体外側になるように装着された、クローラ式走行装置。

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