JPH10250647A

JPH10250647A - クローラ式車両の走行駆動装置

Info

Publication number: JPH10250647A
Application number: JP7922397A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Okane; 宏明大鐘; Masaru Ito; 勝伊藤; Takashi Yagyu; 隆柳生
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1997-03-14
Filing date: 1997-03-14
Publication date: 1998-09-22

Abstract

(57)【要約】【目的】シューにおける従動爪とドライブタンブラに
おける駆動爪との係合状態を安定させて、その間の面圧
を低減させると共に、摩耗の低減を図る。【構成】シュー２０の従動爪２１と、ドライブタンブ
ラ２２の駆動爪２３とは共に円弧面形状となっており、
従動爪２１の円弧面形状は、その幅方向に向けて湾曲す
る凸円弧面２１ａで、駆動爪２３の円弧面は幅方向に向
けて湾曲する凹円弧面２３ａとなし、従動爪２１側の凸
円弧面２１ａの曲率半径Ｒ₁ と、駆動爪２３側の凹円弧
面２３ａにおける曲率半径Ｒ₂ とでは、曲率半径Ｒ₂ の
方が曲率半径Ｒ₁ より大となっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば油圧ショベ
ル等のクローラ式車両の走行駆動装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】クローラ式車両の一例として、例えば、
図５に示した油圧ショベルがある。図中において、１は
下部走行体、２は上部旋回体を示し、上部旋回体２は旋
回装置３を介して下部走行体１上に旋回可能に設置され
ている。上部旋回体２には、オペレータが搭乗する運転
室４が設けられると共に、土砂の掘削等の作業を行うフ
ロント作業機構５が装着される。さらに、上部旋回体２
には機械室６が設けられており、この機械室６内にはエ
ンジンや油圧ポンプ等の機器が設置される。下部走行体
１はクローラ式走行体であって、センタフレーム（図示
せず）の左右に一対のサイドフレーム７を連結して設
け、これら左右のサイドフレーム７の両端にドライブタ
ンブラ８及びアイドラ９を装着して、ドライブタンブラ
８とアイドラ９との間には履帯１０が巻回して設けられ
ている。そして、ドライブタンブラ８には走行用油圧モ
ータが接続されており、この走行用油圧モータによりド
ライブタンブラ８が回転駆動される。

【０００３】履帯１０は、図６に示したように、多数の
シュー１１を連結ピン１２を用いて順次連結することに
より無端状としたものであって、前後に位置するシュー
１１，１１は相互に枢動可能となっている。シュー１１
は所定の幅の接地面を有し、その接地側とは反対側の面
において、その中央位置に略台形形状の従動爪１３が突
設されている。また、図７及び図８に示したように、ド
ライブタンブラ８は回転軸の挿通部８ａに左右の円環状
の側壁８ｂ，８ｂを延設してなるものであり、両側壁８
ｂ，８ｂ間の間隔は従動爪１３の幅より広くなってお
り、この側壁８ｂ，８ｂ間を掛け渡すようにして駆動爪
１４が円周方向に所定のピッチ間隔で所要数だけ形成さ
れている。

【０００４】履帯１０をドライブタンブラ８とアイドラ
９とに巻回した時には、図７のように、シュー１１の従
動爪１３は、ドライブタンブラ８の側壁８ｂ，８ｂ間で
あって、前後の駆動爪１４，１４間に入り込む。そし
て、ドライブタンブラ８を走行用油圧モータにより図７
の矢印Ｒ方向に回転駆動すると、同図にＥで示した部位
において、従動爪１３と駆動爪１４とが係合して、ドラ
イブタンブラ８の回転駆動力が履帯１０に伝達されて、
履帯１０がドライブタンブラ８に巻き込まれる結果、車
両は矢印Ｆ方向に走行することになる。なお、従動爪１
３及び駆動爪１４は両側が係合面となっており、車両の
後進時では、前進時とは反対側の面が係合する。

【０００５】ここで、従動爪１３と駆動爪１４との間の
係合面は、幅方向においては平坦面で、高さ方向乃至半
径方向には同じ角度傾斜した面となっている。しかも、
走行時には、ドライブタンブラ８の左右の側壁８ｂの端
面が転動面となって、シュー１１の従動爪１３を突設し
た部位の左右における踏み面１１ａと接触することにな
る。従って、走行駆動時には従動爪１３と駆動爪１４と
は面接触して、駆動爪１４側から従動爪１３側に駆動力
が伝達されて、履帯１０はドライブタンブラ８に巻き込
まれることになる。このように、従動爪１３と駆動爪１
４とが面接触すると、下部走行体１の走行駆動時におけ
る従動爪１３と駆動爪１４との間における接触面積が大
きくなって、面圧が低減するから、これら従動爪１３及
び駆動爪１４の係合面における摩耗の低減が図られる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、油圧ショベ
ルが作動する作業現場は、舗装されていない場所である
ことはもとより、整地もされておらず、地面に凹凸があ
り、また岩石，瓦礫等の障害物が散在する極めて足場の
悪い場所や傾斜地等が多い。しかも、このような悪路を
確実に、しかも安定した状態で走行させ、また土砂の掘
削等の作業を行う際に、車両全体の安定化を図る等の点
から、シュー１１には所定の幅を持たせるようにしてお
り、シュー１１は地面の凹凸に倣う状態となる。以上の
ことから、シュー１１が水平状態となっていることは稀
であり、走行時にはシュー１１はいずれかの方向にずれ
た状態になる。しかも、このずれの方向や角度等は一定
ではなく、しかも絶えず左右等に振動しながら走行する
こともある。

【０００７】従って、シュー１１における従動爪１３と
ドライブタンブラ８における駆動爪１４との係合状態
は、図８の面接触状態になることは殆どなく、実際に
は、図９に示したように、従動爪１３のコーナ部分が駆
動爪１４の面に当接する。即ち、ドライブタンブラ８の
側壁８ａ，８ａの内面間の間隔は従動爪１３の幅より広
くなっており、このために従動爪１３はドライブタンブ
ラ８における左右の側壁８ａ，８ａと前後に位置する駆
動爪１４，１４に囲まれた空間内で任意の方向に動き得
る状態となっている。そして、走行中には地面の状態等
によってシュー１１には様々な方向に力が加わる。ドラ
イブタンブラ８の回転中心線Ｘ₁ に対して、シュー１１
の軸線Ｙ₁ が直交する方向から僅かにずれただけでも、
図９のように、従動爪１３のコーナ部が駆動爪１４に片
当りする。この結果、従動爪１３と駆動爪１４との当接
部の面圧が著しく大きくなる。

【０００８】しかも、従動爪１３の片当り状態でシュー
１１が横すべりすることがある。図９の係合状態で、シ
ュー１１が横すべりすると、従動爪１３は、同図に仮想
線で示したように、ドライブタンブラ８の両側壁８ａに
より規制される範囲で横ずれすることになり、最大限図
９にＳで示した量だけ横ずれするおそれがある。しか
も、シュー１１は単純に横すべりするのではなく、横す
べりと水平方向に置ける回動との複合動作となること等
から、従動爪１３のコーナ部が駆動爪１４に沿って極端
に面圧が高く圧接された状態で複雑な動きで摺動するこ
とから、駆動爪１４側の摩耗度合いが極端に高くなって
しまう。しかも、摩耗は回転中心線Ｘ₁ 近傍ではなく、
両側壁８ａに近い部位に集中的に発生し、中央部分はあ
まり摩耗しない等というように、局部的摩耗状態となっ
てしまうおそれがあり、さらに駆動爪１４と従動爪１３
との係合状態が悪くなる等の問題点がある。

【０００９】要するに、従来技術においては、走行条件
が良好な場所を走行する場合には、従動爪１３と駆動爪
１４と面接触状態になり、駆動力の伝達が円滑に行わ
れ、かつこれら従動爪１３及び駆動爪１４の摩耗の低減
が図られるが、油圧ショベル等のように、凹凸や障害物
が散在する走行条件の悪い場所で作業を行うものにあっ
ては、従動爪１３と駆動爪１４とを平坦面として面接触
させようとするのは、摩耗の低減や駆動力の伝達等の観
点からはかえって合理的なものではない。

【００１０】本発明は以上の点に鑑みてなされたもので
あって、その目的とするところは、シューにおける従動
爪とドライブタンブラにおける駆動爪との係合状態を安
定させて、その間の面圧を低減させると共に、摩耗の低
減を図ることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明は、多数のシューを無端状に連結してな
る履帯をドライブタンブラとアイドラとの間に巻回して
設け、この履帯を構成する各シューに従動爪を突設する
と共に、ドライブタンブラに従動爪と係合する駆動爪を
所定のピッチ間隔をもって円周方向に複数箇所設けて、
これら両爪の係合により履帯を駆動するものであって、
少なくとも前記従動爪の駆動爪に対する係合面を、その
幅方向に向けて凸円弧面形状としたことをその特徴とす
るものである。

【００１２】また、従動爪だけでなく、駆動爪における
従動爪との係合面を凹円弧面形状とするのが好ましい。
ここで、駆動爪は従動爪が凸円弧面形状となっているの
に対して凹円弧面形状となし、しかも両側の爪の曲率半
径を比較すると、駆動爪の方を大きくする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態につ
いて、図面を参照して説明する。而して、図１にドライ
ブタンブラと履帯を構成するシューとの係合部分の断面
を示し、また図２に図１の矢印方向から見た面を示す。
なお、下部走行体の基本的な構成については、前述した
従来技術のものと格別の差はないので、以下の説明にお
いては、従来技術の構成と同一または均等な部材につい
ては、同一の符号を付してその説明を省略する。

【００１４】図１において、履帯１０の構成単位である
シュー２０は、連結ピン１２を用いて前後に多数連結さ
れて無端状としたものである。そして、各シュー２０に
は、接地面とは反対側の面の中央部分に従動爪２１が突
設されている。また、この履帯１０が巻回して設けら
れ、駆動側となるドライブタンブラ２２は、走行用油圧
モータの回転軸が連結される挿通部に、所定の間隔を置
いて左右一対の側壁２２ｂ，２２ｂを連設してなるもの
である。この側壁２２ｂ，２２ｂ間の間隔は、従動爪２
１の幅より広くなっており、側壁２２ｂ，２２ｂ間に円
周方向に向けて所定のピッチ間隔をもって複数の駆動爪
２３が形成されている。以上の点については、従来技術
の構成と実質的な差異はない。

【００１５】然るに、図２から明らかなように、シュー
２０に設けられている従動爪２１及びドライブタンブラ
２２に形成されている駆動爪２３は、それらの係合面は
平坦面とはなっておらず、それぞれ幅の中心線上に中心
線を持つ円弧面形状となっている。従動爪２１における
円弧面形状は、その幅方向に向けて湾曲する凸円弧面２
１ａとなっており、また駆動爪２３における円弧面は幅
方向に向けて湾曲する凹円弧面２３ａとなっている。そ
して、従動爪２１側の凸円弧面２１ａの曲率半径Ｒ₁
と、駆動爪２３側の凹円弧面２３ａにおける曲率半径Ｒ
₂ とでは、曲率半径Ｒ₂ の方が曲率半径Ｒ₁ より大とな
っている。

【００１６】以上のように構成することによって、走行
時においては、従動爪２１と駆動爪２３との間は円弧面
同士の接触となり、かつ実質的にその中央部分が接触す
る。従って、この係合状態は面接触ではないが、その間
に圧接力が働くと、面接触に近い係合状態となるから、
面圧があまり高くなるようなことはない。勿論、車両は
凹凸や障害物等が散在する走行条件の悪い場所を走行す
ることから、実際の従動爪２１と駆動爪２３との係合状
態は、図２に示したようなものではなく、シュー２０の
軸線Ｙ₂ はドライブタンブラ２２の回転中心線Ｘ₂ に対
して様々な方向に変位する。

【００１７】例えば、シュー２０の軸線Ｙ₂ がドライブ
タンブラ２２の回転中心線Ｘ₂ に対して水平方向に傾い
たとすると、図３に示した状態になる。しかしながら、
従動爪２１と駆動爪２３とは円弧面で係合しており、し
かも従動爪２１は駆動爪２３に強力に圧接されているい
るから、従動爪２１の凸円弧面２１ａの中心線Ｃが駆動
爪２３の凹円弧面２３ａの中心線（この中心線はドライ
ブタンブラ２２の回転中心線Ｘ₂ と一致する）への当接
部を中心として左右いずれかの方向に振れることになる
が、従動爪２１と駆動爪２３との当接位置そのものがず
れることはない。この結果、シュー２０の軸線Ｙ₂ が左
右いずれの方向に傾いたとしても、凸円弧面２１ａと凹
円弧面２３ａとの間が実質的にずれることがなく、従っ
て従動爪２１は駆動爪２３に対して殆ど摺動しない。

【００１８】また、走行状態によっては、例えば傾斜地
においては、シュー２０が横ずれする方向に力を受ける
ことがある。この場合には、従動爪２１は駆動爪２３に
対して、図４に示したように、横ずれする方向の力が作
用する。しかしながら、ドライブタンブラ２２の回転に
より駆動爪２３からは従動爪２１に対して図４の矢印方
向Ｐに向けて駆動力が伝達されることになる。この結
果、従動爪２１の凸円弧面２１ａが駆動爪２３の凹円弧
面２３ａに対して調芯する方向にある程度強い圧接力を
受けることから、この圧接力に基づく従動爪２１の調芯
作用、即ち凸円弧面２１ａの中心線Ｃを凹円弧面２３ａ
の中心線Ｘ₂ と一致させようとする力を発揮する。従っ
て、シュー２０の側面に極めて大きな外力が作用したよ
うな場合を除いて、実質的に従動爪２１が図４に示した
ような横ずれが起きるようなことはない。即ち、シュー
２０に横荷重が作用しても、それが極端な荷重でない限
り、実際上では従動爪２１が駆動爪２３に対して横ずれ
する方向の摺動が生じることは殆どない。

【００１９】以上のように、地面に凹凸や大小の障害物
が散在している場所や傾斜地等を走行する時において、
シュー２０が種々の方向に変位しようとしても、従動爪
２１と駆動爪２３との間における摺動は最小限に抑制で
きる。しかも、それらの接触部は凸円弧面２１ａと凹円
弧面２３ａとによるもので、ある程度の面圧低減が期待
できる。従って、従動爪２１及び駆動爪２３の摩耗の進
行度合いを著しく抑制できることから、それらの長寿命
化が図られるようになる。しかも、ドライブタンブラ２
２から履帯１０への駆動力の伝達を最も効率的に行える
のは、履帯１０を構成するシュー２０の従動爪２１の中
心線Ｃが駆動爪２３の中心線Ｘ₂ と一致している状態で
あり、従って凸円弧面２１ａと凹円弧面２３ａとの係合
により調芯作用が発揮することは、駆動力を効率的に伝
達できることになる。

【００２０】ここで、従動爪２１側の凸円弧面２１ａの
曲率半径Ｒ₁ と、駆動爪２３側の凹円弧面２３ａにおけ
る曲率半径Ｒ₂ とでは、曲率半径Ｒ₁ の方を曲率半径Ｒ
₂ より小さくする。両曲率半径Ｒ₁ ，Ｒ₂ が同じかまた
はその差が極めて小さい場合には、従動爪２１と駆動爪
２３との係合状態で、シュー２０に外力が作用して、様
々な方向に変位すると、その間の摺動量が大きくなり、
摩耗が進むことになる。また、曲率半径Ｒ₁ ，Ｒ₂ の差
があまり大き過ぎると、従動爪２１の駆動爪２３に対す
る調芯作用が低下する。従って、従動爪２１が駆動爪２
３に対して実質的に広い面で接触しない程度において、
曲率半径Ｒ₁ ，Ｒ₂ の差をできるだけ小さくするのが好
ましい。

【００２１】なお、前述した実施の形態においては、従
動爪側に凸円弧面を形成し、駆動爪側は凹円弧面形状と
したが、少なくとも従動爪側に凸円弧面を形成しておけ
ば、駆動爪側が平坦面となっていても、この凸円弧面の
曲率半径をある程度大きくすることによって、面圧の低
減が図られると共に、シューの左右に傾いた時における
従動爪の駆動爪に対する摺動量を抑制できて、摩耗低減
効果を発揮する。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、少なく
とも従動爪の駆動爪に対する係合面を、その幅方向に向
けて凸円弧面形状しているので、シューにおける従動爪
とドライブタンブラにおける駆動爪との係合状態を安定
させて、その間の面圧を低減させると共に、摩耗の低減
を図ることができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態を示す履帯のドライブタ
ンブラへの巻回部において従動爪と駆動爪との係合部分
の構成説明図である。

【図２】図１の矢印方向から見た構成説明図である。

【図３】シューに左右に傾く方向から外力が受けた状態
を示す作用説明図である。

【図４】シューが横ずれを起こした状態を示す作用説明
図である。

【図５】クローラ式車両の一例である油圧ショベルの外
観図である。

【図６】履帯の要部平面図である。

【図７】従来技術による履帯のドライブタンブラへの巻
回部の構成説明図である。

【図８】図７の矢印方向から見た構成説明図である。

【図９】図７の履帯におけるシューに左右に傾く方向か
ら外力が受けた状態を示す作用説明図である。

【符号の説明】

１下部走行体２上部旋回体１０履帯２０シュー２１従動爪２１ａ凸円弧面２２ドライブタンブラ２３駆動爪２３ａ凹円弧面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多数のシューを無端状に連結してなる履
帯をドライブタンブラとアイドラとの間に巻回して設
け、この履帯を構成する各シューに従動爪を突設すると
共に、ドライブタンブラに従動爪と係合する駆動爪を所
定のピッチ間隔をもって円周方向に複数箇所設けて、こ
れら両爪の係合により履帯を駆動するものにおいて、少
なくとも前記従動爪の駆動爪に対する係合面を、その幅
方向に向けて凸円弧面形状としたことを特徴とするクロ
ーラ式車両の走行駆動装置。
【請求項２】前記駆動爪の従動爪への係合面を幅方向
に向けて凹円弧面形状となし、この従動爪の円弧面の曲
率半径を前記駆動爪の円弧面の曲率半径より大きくした
ことを特徴とする請求項１記載のクローラ式車両の走行
駆動装置。