WO2016129292A1 - 弾性クローラおよび弾性クローラ駆動機構 - Google Patents

弾性クローラおよび弾性クローラ駆動機構 Download PDF

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WO2016129292A1
WO2016129292A1 PCT/JP2016/000747 JP2016000747W WO2016129292A1 WO 2016129292 A1 WO2016129292 A1 WO 2016129292A1 JP 2016000747 W JP2016000747 W JP 2016000747W WO 2016129292 A1 WO2016129292 A1 WO 2016129292A1
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WO
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elastic crawler
sprocket
tooth
engagement
outer edge
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PCT/JP2016/000747
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English (en)
French (fr)
Inventor
崇 水澤
Original Assignee
株式会社ブリヂストン
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B62D55/18—Tracks
    • B62D55/24—Tracks of continuously flexible type, e.g. rubber belts
    • B62D55/253—Tracks of continuously flexible type, e.g. rubber belts having elements interconnected by one or more cables or like elements

Definitions

  • the present invention relates to an elastic crawler and an elastic crawler driving mechanism.
  • a drive mechanism that drives the elastic crawler by engaging the sprocket teeth with the core of the elastic crawler is known (for example, see Patent Document 1).
  • An object of the present invention is to provide an elastic crawler and an elastic crawler driving mechanism in which durability of the elastic crawler and the sprocket is improved.
  • An elastic crawler is an elastic crawler in which a plurality of engaging portions are disposed in an endless belt having elasticity, and the engaging portions can engage with teeth of a sprocket, The locus drawn by the outer edge of the engaging portion from the start of entering the sprocket tooth groove until the engagement between the engaging portion and the tooth is completed, and the engaging portion engages with the tooth. The trajectory drawn by the outer edge of the engagement portion from the start of the release until the release is completed does not protrude outward from the outer edge of the engagement portion when the engagement is completed. At least a part of the outer edge of the engaging portion has a circular arc shape in cross section. According to the elastic crawler according to the present invention, durability of the elastic crawler and the sprocket can be improved.
  • the circular arc shape of the cross section is defined by a PCD as a pitch circle diameter of the elastic crawler when the elastic crawler is wound on the sprocket, and a bending center line when the elastic crawler is wound. It can be approximated by an arc shape having a center point at a point on the sprocket side by a distance of PCD ⁇ m (0.25% ⁇ m ⁇ 3%). In this case, the elastic crawler can be easily manufactured by easily calculating a point that approximates the center point of the cross-sectional arc shape.
  • the point that approximates the center point approximates two points that are spaced apart by PCD ⁇ n (2.5% ⁇ n ⁇ 5%) in the circumferential direction of the endless strip. can do.
  • the arc shape applied to the forward and backward movement can be easily defined, and the production of the elastic crawler becomes easy.
  • An elastic crawler driving mechanism includes any of the elastic crawlers described above and the sprocket. According to the elastic crawler driving mechanism according to the present invention, durability of the elastic crawler and the sprocket can be improved.
  • the outer edge shape of the teeth is a shape corresponding to the outer edge shape of the engaging portion. In this case, the durability of the elastic crawler and sprocket is further improved.
  • an elastic crawler and an elastic crawler driving mechanism in which durability of the elastic crawler and the sprocket is improved.
  • the width direction of the elastic crawler is synonymous with the width direction of the endless strip
  • the term circumferential direction of the elastic crawler is also synonymous with the circumferential direction of the endless strip.
  • reference numeral 10 denotes an elastic crawler with a cored bar according to an embodiment of the present invention.
  • the elastic crawler 10 a plurality of cored bars (engaging portions) 12 are disposed on an endless strip 11 having elasticity.
  • the endless belt-like body 11 is an annular member having no end.
  • the endless belt-like body 11 is vulcanized and molded from a rubber material, for example.
  • the cored bar 12 is disposed on the inner peripheral side of the endless strip 11 with an interval in the circumferential direction.
  • the endless belt-like body 11 is formed with a plurality of accommodating portions 13 at intervals in the circumferential direction. As shown in the figure, the accommodating portion 13 can be a through hole or a recess.
  • the main cord layer 14 is disposed inside the endless strip 11.
  • the main cord layer 14 is formed, for example, by arranging a plurality of steel cords that circulate around the endless belt 11 at intervals in the width direction.
  • the elastic crawler 10 is provided with a plurality of lugs on the outer peripheral surface of the endless belt 11 at intervals in the circumferential direction, but is omitted in this embodiment.
  • the cored bar 12 of the elastic crawler 10 has a front end surface 12a, an engagement surface 12b, and a bottom surface 12c, respectively, and extends in the width direction of the elastic crawler 10 (the front and back of the drawing).
  • the cored bar 12 is made of a metal material such as iron formed by casting or forging, and is fixed to the inner peripheral side of the endless strip 11 using vulcanization adhesion or the like.
  • FIG. 2A the cored bar 12 of the elastic crawler 10 has a front end surface 12a, an engagement surface 12b, and a bottom surface 12c, respectively, and extends in the width direction of the elastic crawler 10 (the front and back of the drawing).
  • the cored bar 12 is made of a metal material such as iron formed by casting or forging, and is fixed to the inner peripheral side of the endless strip 11 using vulcanization adhesion or the like.
  • the cored bar 12 has a cross-sectional contour shape when viewed from the side surface, and the central axis of the cored bar 12 (the tip surface 12 a of the cored bar 12 extends in the circumferential direction of the elastic crawler ( A line that bisects in the advancing / retreating direction) and a symmetrical shape across O 1 . Further, as shown in FIG. 1A, the bottom surface 12c of the cored bar 12 is disposed so as to be buried on the outer peripheral side of the endless belt-like body 11, and the tip surface 12a is disposed on the inner peripheral side of the endless belt-like body 11.
  • the cored bar 12 has a cross-sectional contour shape that tapers from the bottom surface 12c toward the tip surface 12a when viewed from the side surface.
  • the engaging surface 12b respectively, on the outside (in this embodiment the cross-sectional profile shape of the metal core 12 when viewed from the side, the side opposite to the center axis O 1 of the core metal 12 ) That protrudes in the width direction of the elastic crawler 10.
  • the two engagement surfaces 12b are shaped by the curved surface of curvature radius r b.
  • the front end surface 12 a is a flat surface orthogonal to the central axis O 1 of the core metal 12.
  • reference numeral 20 denotes a sprocket with which the core metal 12 of the elastic crawler 10 is engaged.
  • the sprocket 20 has a disk 21 as a rotating member and a plurality of teeth 22 arranged at intervals in the circumferential direction of the disk 21 (only one tooth 22 is shown in FIG. 1B).
  • the outer peripheral surface 21a of the disk 21 forms a tooth bottom surface (hereinafter also referred to as “tooth bottom surface 21a”).
  • the tooth 22 has a cross-sectional contour shape when the sprocket 20 is viewed from the side, and a symmetrical shape with a line O 2 extending radially from the center of the disk 21 interposed therebetween.
  • the two tooth surfaces F 2 are connected to each other via a tooth crest surface 22c.
  • the two tooth surfaces F 2 each have a tooth root surface 22a connected to the tooth bottom surface 21a.
  • Each tooth base surface 22a has a shape corresponding to the engagement surface 12b of the cored bar 12, as shown in FIG. 1A.
  • the tooth base surface 22a has a concave shape when viewed from the side surface from the tooth bottom surface 21a toward the inside of the tooth 22 (in the present embodiment, the central axis O 2 side of the tooth 22). It is a curved surface.
  • the tooth flank 22a respectively, are shaped by the curved surface of curvature radius R a.
  • the curvature radius Ra is set so as to coincide with the arc shape of the engaging surface 12b of the cored bar 12.
  • the two tooth surfaces F 2 each have a tooth tip surface 22b connected to the tooth base surface 22a.
  • the tooth tip surface 22 b is a preliminary engaging tooth surface that basically does not engage with the cored bar 12. 1B, the tooth top surface 22b, respectively, the outer teeth 22 from the tooth flank 22a (in this embodiment, the opposite side of the central axis O 2 of the tooth 22) by the curved surface of the convex toward the is there.
  • the tooth tip surfaces 22b are each formed by a curved surface having a curvature radius Rb .
  • tooth tip surface 22b can be defined by the following relational expressions (1) and (2).
  • the center O r of the radius of curvature R b that forms the shape of the tooth tip surface 22b exists on a virtual circle having a diameter D.
  • the diameter (hereinafter also referred to as “virtual circle diameter”) D of the virtual circle can be defined by the following relational expression (1).
  • D a ⁇ PCD
  • a is an arbitrary first coefficient.
  • PCD is a pitch circle diameter (hereinafter also referred to as “pitch circle diameter PCD”) (mm).
  • the pitch circle diameter PCD can be defined by the following relational expression.
  • PCD number of teeth ⁇ core metal pitch / P1 (2)
  • the curvature radius R b can be defined by the following relational expression (3).
  • R b PCD ⁇ b (3)
  • b is an arbitrary second coefficient.
  • the crest surface 22 c is a curved surface convex toward the outside of the tooth 22.
  • Haitadakimen 22c may connect two tooth tips and surface 22b, it is shaped by the curved surface of curvature radius R c.
  • the radius of curvature R c can take any value, but is preferably in the range of 5 mm to 15 mm (5 mm ⁇ R c ⁇ 15 mm), for example.
  • FIG. 7 is an analysis diagram schematically showing a trajectory drawn by the outer edge of the engaging surface 32b of the cored bar 32 having a trapezoidal cross section when viewed from the side surface when the elastic crawler is wound.
  • a thick line indicates the outer edge of the core metal 32 in a state where the engagement between the core metal 32 of the elastic crawler and the teeth 52 of the sprocket 50 is completed, and a thin line indicates each time series before and after the engagement.
  • the outer edge of each cored bar 32 is shown.
  • the alternate long and short dash line indicates the outer edge shape of the sprocket 50.
  • the engagement between the core 32 of the elastic crawler and the teeth 52 of the sprocket 50 is formed between the teeth 52 of the sprocket 50 when the core 32 is wound around the elastic crawler.
  • the tip end surface 32a of the cored bar 32 comes into contact with the tooth bottom surface 51a of the sprocket 50 perpendicularly and is hooked and engaged with the tooth surface F of the tooth 52 of the sprocket 50.
  • the undercut phenomenon is completed after the cored bar 32 starts to enter the tooth gap formed between the teeth 52 of the sprocket 50 and the engagement between the cored bar 32 and the teeth 52 is completed.
  • the root surface 52 a is recessed to the inside of the teeth 52 as shown in FIG. 7 in order to eliminate problems such as wear of the root surfaces 52 a of the teeth 52 of the sprocket 50 when the devaluation phenomenon occurs.
  • a clearance (gap) C is formed between the core bar 32 and the engagement surface 32b to prevent the occurrence of the devaluation phenomenon.
  • the engagement surface 32b of the core metal 32 comes into contact with the tooth surface F of the tooth 52 of the sprocket 50 is reduced, the engagement surface 32b of the core metal 32 and the tooth surface F of the tooth 52 are generated. There is a problem that the stress increases, and the burden between the engaging surface 32b of the core metal 32 and the teeth 52 of the sprocket 50 increases.
  • FIG. 8 shows that the elastic crawler 40 having an engagement surface 42b of the core metal 42 having an arc cross section is wound around the sprocket 50 (only the disk 51 is shown in the figure) and the teeth of the sprocket 50 and the core metal. It is a schematic analysis figure which shows the locus
  • the sprocket 50 rotates in the direction indicated by the white arrow, so that the core metal 42 and the steel cord 14 when the elastic crawler 40 is wound around the sprocket 50 from the left to the right in the drawing are shown in time series. ing.
  • the engaging surface 42b of the core metal 42 is a cross-sectional circular arc shape at a region indicated by X 1, the trajectory drawn by the outer edges of the engaging surface 42b of the core 42, the core at the completion of engagement When deviated outside the circumferential direction of the outer edge of the engagement surface 42b of the gold 42, there arises a devaluation phenomenon region X 1.
  • the engaging surface 42b of the cored bar 42 has an arcuate cross section, the engaging surface 42b of the cored bar 42 is in sliding contact with the tooth base portion of the tooth 52 of the sprocket 50, thereby There is concern about the wear of the engagement surface 42b of 42 and the root portion of the sprocket 50 teeth.
  • the cored bar 12 is from when the cored bar 12 starts to enter the tooth gap formed between the teeth 22 of the sprocket 20 until the engagement between the cored bar 12 and the teeth 22 is completed.
  • At least a part of the outer edge of the engagement surface 12b of the cored bar 12 is viewed from the side so that the trajectory does not protrude outward in the circumferential direction from the outer edge 12b of the cored bar 12 when the engagement is completed.
  • the cross section at the time is made to have an arc shape.
  • the entire engaging surface 12b of the cored bar 12 has a circular arc shape in cross section.
  • the locus drawn by the outer edge of the engagement surface 32b of the cored bar 32 until the engagement surface 32b indicated by a bold line and the tooth surface F indicated by a one-dot chain line in FIG. It does not protrude outward in the circumferential direction from the outer edge of the engaging surface 32b of the cored bar 32 when completed. For this reason, as shown in FIG. 7, it is not necessary to form the clearance C between the engagement surface 12b of the metal core 12 by making the root surface 52a of the tooth 52 of the sprocket 50 into a depression.
  • the circular circle of the main cord layer 14 is used as a reference circle, and the elastic crawler 40 is sprocketed to a position (1) before the main cord layer 14 is virtually unwound from the reference circle.
  • the position is completely wound around 50. That is, at the position (1), the tip end surface 42a of the core metal 42 having an arbitrary cross-section arc shape contacts the tooth bottom surface 51a of the sprocket 50 perpendicularly and is caught by the tooth surface F of the tooth 52 of the sprocket 50. In addition, the engagement between the cored bar 42 and the teeth 52 is completed.
  • the center axis O 1 of the core metal 42 in the state where the engagement between the core metal 42 and the teeth 52 is completed is separated by a distance x 1 in the tangential direction of the tooth bottom surface 51a of the sprocket 50.
  • the point P 1 is plotted at the desired position.
  • the point P 1 is an outer edge located in one direction in the circumferential direction (advancing and retracting direction) of the distal end surface 12a of the cored bar 12 according to the present embodiment, that is, two circumferential outer edges 12e of the distal end surface 12a of the cored bar 12.
  • the point P 1 is a point for determining the circumferential length of the distal end surface 12a of the core metal 12, the circumferential length of the distal end surface 12a of twice the length of the distance x 1 is the core metal 12 It becomes.
  • the direction of the arrow d o from the position (1), when loosened virtually solve the main cord layer 14, will appropriately plotted points P 1 in chronological order.
  • the locus of this point P 1 is shown as a plot set surrounded by a broken line frame. This is because before and after the metal core 42 of the elastic crawler 40 and the teeth 52 of the sprocket 50 are engaged (after the metal core 42 starts entering the tooth groove of the sprocket 50, the metal core 42 and the teeth 52 of the sprocket 50 Is the locus drawn by the circumferential outer edge 42e of the distal end surface 42a of the cored bar 42 from when the cored bar 42 starts to be disengaged from the teeth 52 until the release is completed.
  • the tip end surface 12a of the cored bar 12 according to this embodiment and the root surface 22a of the tooth 22 of the sprocket 20 are caught. It will be. That is, the set of plots surrounded by the broken line frame is a limit area where no devaluation phenomenon occurs.
  • an arbitrary point away from the point P 1 in the plot set surrounded by the broken line frame is set as the point P 2 .
  • the point P 1 and point P 2 the difference between the center axis O 1 direction, the distance from the distal end surface 12a of the metal core 12 of the present embodiment of FIG. 2A, i.e., the thickness of the core metal 12
  • twice the length from the central axis O 1 to the point P 2 is the circumferential length of the cored bar 12 at that position.
  • the point P 2 is forming a part of the circumferential outer edge of the engagement surface 12b of the core 12 of the present embodiment.
  • the plot set surrounded by a broken line are the regions of the limit which does not generate an undercut phenomenon in the position of the point P 2, it does not cause devaluation phenomenon.
  • an arbitrary point away from the point P 2 from the plot set surrounded by the one-dot chain line frame is set as a point P 3 .
  • the difference between the center axis O 1 direction, the distance from the distal end surface 12a of the metal core 12 of the present embodiment of FIG. 2A, i.e., the thickness of the core metal 12 twice the length from the central axis O 1 to the point P 3 is the circumferential length of the cored bar 12 at that position. That is, in this embodiment, the point P 3 is form a part of the circumferential outer edge of the engagement surface 12b of the core 12 of the present embodiment.
  • the plot set surrounded by the alternate long and short dash line is a limit region that does not cause the round-down phenomenon, and therefore, the round-down phenomenon does not occur at the position of the point P 3 .
  • the locus of the point P 3 is shown as a plot set surrounded by a two-dot chain line frame.
  • the set of plots surrounded by a two-dot chain line frame is a limit region where no devaluation phenomenon occurs.
  • an arbitrary point away from the point P 3 is selected as a new point from the plot set surrounded by the two-dot chain line frame.
  • the point P 1 , the point P 2 , the point P 3 ... are calculated, and by connecting these points, the cored bar 12 according to the present embodiment as shown in FIG.
  • the outer edge shape of the engaging surface 12b can be plotted.
  • the cored bar 12 formed using the above drawing method has been engaged with the teeth 22 of the sprocket 20 and then the cored bar 12 when the engagement is released is time-series. Shown in Thus, even before and after the engagement between the core metal 12 and the teeth 22 of the sprocket 20 is completed, as shown by the locus drawn by the outer edge of the engagement surface 12b of the core metal 12, before and after the engagement indicated by the alternate long and short dash line. There is almost no change between the outer edge of the engaging surface 12b of the cored bar 12 and the outer edge of the engaging surface 12b of the cored bar 12 when the engagement is completed, which is indicated by a thick line.
  • the shape of the tooth base surface 22a of the sprocket 20 can be set to the same size as the outer edge shape of the engaging surface 12b of the cored bar 12.
  • the shape of the tooth surface F 2 of the tooth 22 of the sprocket 20 for example, the shape of the root surface 22 a of the tooth 22 of the sprocket 20 matches the outer edge shape of the engaging surface 12 b of the core metal 12 as in this embodiment. Can be made. That is, the tooth shape of the teeth 22 of the sprocket 20 can be a shape corresponding to the outer edge shape of the engagement surface 12b of the core metal 12 of the elastic crawler 10.
  • the circular arc shape of the engagement surface 12b of the cored bar 12 has the following two conditions (i), where the pitch circle diameter of the elastic crawler 10 when the elastic crawler 10 is wound around the sprocket 20 is PCD. It is also possible to approximate by obtaining two points C 1 and C 2 that satisfy (ii).
  • the arc shape of the cross section is expressed as follows: (i) PCD ⁇ a (0.25% ⁇ a ⁇ 3%) from the bending center line O 3 when the elastic crawler 10 is wound. ) At a position on the sprocket 20 side, (Ii) PCD ⁇ b (2.5% ⁇ b ⁇ 3%) is spaced apart in the advance / retreat direction of the core 12; Of the two points C 1 and C 2 , the arc shape has one point C 1 (C 2 ) on the opposite side across the center line O 1 of the core metal 12.
  • the engagement surface 12b of the metal core 12 has a corner surface 12b 1 extending in the widthwise direction.
  • the corner surface 12b 1 is formed with a curved surface that is convex toward the outside of the cored bar 12 (in this embodiment, the side opposite to the central axis O 1 of the cored bar 12) when viewed from the side. It is.
  • the two corner surfaces 12b 1 are respectively shaped in a curved surface of curvature radius r d.
  • the curvature radius r d can be in the range of 3 mm to 10 mm (3 mm ⁇ r d ⁇ 10 mm) with respect to the center line O 1 of the cored bar 12.
  • the rotation direction when the sprocket 20 rotates counterclockwise is defined as a forward rotation direction D.
  • the tooth 22 arranged on the left of the drawing is the left tooth (tooth in the forward rotation direction)
  • the tooth 22 arranged on the right of the drawing is the right tooth (reverse) Tooth of rotation direction).
  • the engagement surface 12b disposed on the left side of the drawing is the left engagement surface 12b
  • the engagement surface 12b disposed on the right side of the drawing is the right engagement surface 12b.
  • FIG. 1A for example, as shown in FIG. 1, when the elastic crawler 10 is wound around the sprocket 20, the teeth 22 of the sprocket 20 are in the accommodating portion 13 formed in the endless belt 11 of the elastic crawler 10. On the other hand, the metal core 12 of the elastic crawler 10 is accommodated in the tooth gap formed between the two teeth 22.
  • the sprocket 20 when the sprocket 20 is rotated in the forward rotation direction D and the elastic crawler 10 is driven, the sprocket 20 has the engagement tooth surface F 2 of the right tooth 22 in the forward rotation direction mainly on the right side of the core metal 12. The engagement surface 12b is engaged.
  • the elastic crawler 10 When the sprocket 20 rotates in the forward rotation direction D, the elastic crawler 10 is wound around the sprocket 20, so that the cored bar 12 draws an involute curve from the left side of the drawing and draws two sprockets 20 along the arrow d 1 . It enters perpendicularly to the tooth gap formed between the teeth 22.
  • the core metal 12 of the elastic crawler 10 starts entering the tooth groove of the sprocket 20 and the core metal 12 and the teeth 22 of the sprocket 20 are completely engaged.
  • the outer edge of the engaging surface 12b of the cored bar 12 is such that the locus drawn by the outer edge of the engaging surface 12b of the metal 12 does not protrude outside the outer edge of the engaging surface 12b of the cored bar 12 when the engagement is completed.
  • At least a part of the cross section has an arcuate cross section.
  • the core metal 12 when the left engagement surface 12b of the core metal 12 comes into contact with the tooth surface F 2 in the reverse rotation direction of the left tooth 22 of the sprocket 20 (in this embodiment, the tooth base surface 22a), the core metal 12 is in the direction indicated by the arrow d 2, it moves to roll the tooth surface 22a of the left sprocket 20 teeth 22. Thereby, the front end surface 12a of the cored bar 12 contacts the tooth bottom surface 21a of the sprocket 20 so as to be parallel to the tooth bottom surface 21a of the sprocket 20.
  • the elastic crawler 10 is wound around the sprocket 20 by the tip surface 12 a of the core metal 12 coming into contact with the tooth bottom surface 21 a of the sprocket 20.
  • the sprocket 20 further rotates in the forward rotation direction D, the tooth root surface 22a in the forward rotation direction of the right tooth 22 of the sprocket 20 is caught by the right engagement surface 12b of the core metal 12, thereby The core metal 12 engages with the tooth base surface 22 a of the tooth 22 of the sprocket 20.
  • the rotation of the sprocket 20 can be transmitted to the elastic crawler 10. That is, the sprocket 20 can transmit a driving force to the elastic crawler 10.
  • the outer edge shape of the engaging surface 12b of the cored bar 12 is a cross-sectional arc shape in which the devaluation phenomenon does not occur. Therefore, the engaging surface 12b of the core 12, as indicated by an arrow d 1 in FIG. 4, the metal core 12 and the sprocket core metal 12 of the elastic crawler 10 from the start of the entering tooth of the sprocket 20 By completing the engagement with the tooth base surface 22a of the sprocket 20 until the engagement with the tooth 20 of the sprocket 20 is completed, or by mating with rolling contact, the surface pressure is distributed without causing a devaluation phenomenon. In addition, a wide area for transmitting the driving force can be secured.
  • the engagement surface 12b of the core 12, from the core metal 12 begins to release the engagement between the teeth 22 of the sprocket 20 to the release is complete, the arrow d 3 in FIG. 4
  • the arrow d 3 in FIG. 4 As shown, in order to follow a line-symmetric trajectory between the arrow d 1 and the center line O 1 of the cored bar, by moving away from the tooth root surface 22a of the sprocket 20 directly, or the tooth root surface 22a of the sprocket 20 On the other hand, it is possible to release the engagement between the cored bar 12 and the teeth 22 of the sprocket 20 without causing a drop-down phenomenon by moving away in rolling contact in the direction indicated by the arrow d 4 .
  • the sprocket 20 is rotated in the reverse direction to the arrow D.
  • the elastic crawler 10 is driven backward, the same effects as when the elastic crawler 10 is driven forward in the direction of the arrow D are obtained.
  • the outer edge of the engagement surface 12b of the core metal 12 has a circular arc shape that does not cause a down-cut phenomenon. It is possible to prevent the wear-down phenomenon that occurs before and after the engagement between the teeth 12b of the sprocket 20 and the sprocket 20 and to eliminate the fear of wear.
  • the engagement surface 12b of the core metal 12 can be substantially in surface contact with the tooth base surface 22a of the sprocket 20 without forming the clearance C, so that a large area for transmitting the driving force can be secured. It is possible to reduce the surface pressure. Therefore, according to the elastic crawler 10 according to the present embodiment, durability of the elastic crawler 10 and the sprocket 20 can be improved.
  • the pitch circle diameter of the elastic crawler 10 when the elastic crawler 10 is wound around the sprocket 20 is defined as PCD.
  • a point C 1 or a point C 2 is located at the position on the sprocket 20 side by a distance of PCD ⁇ m (0.25% ⁇ m ⁇ 3%) from the bending center line O 3 when the elastic crawler 10 is wound. It can be approximated by a circular arc shape as a center point. In this case, it is possible to easily calculate a point that approximates the center point of the circular arc shape that does not cause a cut-down phenomenon, thereby facilitating the manufacture of the cored bar 12 and thus the elastic crawler 10.
  • the points that approximate the center point are two points C 1 and C 1 that are spaced apart by PCD ⁇ n (2.5% ⁇ n ⁇ 5%) in the circumferential direction of the endless strip 11. 2 can be approximated.
  • PCD ⁇ n (2.5% ⁇ n ⁇ 5%) in the circumferential direction of the endless strip 11. 2
  • the elastic crawler driving mechanism 100 includes the elastic crawler 10 having the cored bar 12 and the sprocket 20. Therefore, according to the elastic crawler driving mechanism 100, durability of the elastic crawler 10 and the sprocket 20 can be improved.
  • the shape of the root teeth 22a of the teeth 22 of the sprocket 20 is set to a shape corresponding to the outer edge shape of the engaging surface 12b of the core metal 12.
  • the contact area when the metal core 12 of the elastic crawler 10 and the teeth 22 of the sprocket 20 are engaged increases, the engagement surfaces of the teeth 22 of the sprocket 20 and the metal core 12 with a decrease in stress.
  • the load on 12b can be reduced. Thereby, the durability of the elastic crawler 10 and the sprocket 20 is further improved.
  • FIG. 2B is another embodiment of the cored bar 12.
  • the present invention can also be applied to an elastic crawler that does not use a cored bar, that is, a so-called elastic crawler without a cored bar.
  • FIG. 5A shows a structure in which a plurality of protrusions (another embodiment of the engaging portion) 15 are provided on the endless belt-like body 11 of the elastic crawler 10 instead of the cored bar 12.
  • Each of the protrusions 15 is an elastic (rubber) protrusion formed integrally with the endless belt 11.
  • a cross-sectional arc shape having a radius of curvature r b 30 mm having one side point C 1 (C 2 ) as the center point.
  • FIG. 5B is also a modified example of the protrusion 15 disposed on the endless belt-like body 11 of the elastic crawler 10 instead of the cored bar 12.
  • FIG. 6A and 6B are modifications of FIG. 2A and FIG. 2B, respectively, in which a part of the arc on the side of the bending center axis O 3 of the engagement surface 12b of the cored bar 12 is a flat surface having a linear cross section. 12f.
  • This flat surface 12f can also function as an engagement surface of the cored bar 12.
  • the flat surface 12f (hereinafter also referred to as “second engagement surface 12f”) is such that the cored bar 12 approaches the center line O 1 of the cored bar 12 toward the distal end surface 12a. a flat surface inclined with respect to the center line O 1 of the.
  • the cored bar 12 of FIG. 2B is of course a projection 15 made of an elastic material such as rubber as shown in FIGS. 5A and 5B, or a modification of FIGS. 2A and 2B.
  • the cored bar 12 of FIG. 6B also has the same function as the cored bar 12 of FIG. 2A.
  • the shape of the tooth surface F 2 of the sprocket 20 may be any one of the two tooth surfaces F 2 forming one tooth 22 when the rotation direction of the sprocket 20 is only a fixed direction. it can.
  • the main cord layer 14 is incorporated in the endless belt 11 of the elastic crawler 10, but the main cord layer 14 can be omitted.
  • various configurations, arrangements, and the like adopted in each embodiment can be used by appropriately combining and replacing each other.
  • the present invention can be applied to an elastic crawler and an elastic crawler driving mechanism in which a plurality of engaging portions are disposed on an endless belt having elasticity, and the engaging portions can engage with teeth of a sprocket.

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Abstract

　弾性クローラ(10)および弾性クローラ駆動機構(100)において、係合部(12)がスプロケット(20)の歯溝に進入を開始してから係合部(12)と歯(22)との係合が完了するまでに係合部(14)の外縁が描く軌跡と、係合部(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係合部(12)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係合部(12)の外縁よりも外側にはみ出さないように、係合部(12)の外縁の少なくとも一部を断面円弧形とした。

Description

弾性クローラおよび弾性クローラ駆動機構
　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）。
日本国特開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ものである。
　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。
　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。
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る。 図１Ａ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。 本発明の一実施形態に係る芯金を示す模式側面図である。 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。 本発明の一実施形態に係る突起を示す模式側面図である。 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。 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る。 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１Ａ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２Ａ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２Ａ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１Ａ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２Ａ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２Ａ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ｒb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１Ａ及び図１Ｂ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１Ｂ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１Ｂ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１Ａ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Ｒa の湾曲面で形作られている。曲率半径Ｒa 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１Ａ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１Ｂ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Ｒb の湾曲面で形作られている。曲率半径Ｒb は、４０mm以上１５０mm以下の範囲（４０mm≦Ｒb ≦１５０mm）をとることができる。具体例な曲率半径Ｒb としては、例えば、Ｒb ＝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Ｒb の中心Ｏr （以下、「歯形状中心ＯR 」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Ｒb は、以下の関係式（３）で規定することができる。
　Ｒb ＝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Ｒb は、Ｒb ＝４５．８６mmとなる。
　すなわち、本実施形態では、図１Ｂ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ＯR を有する曲率半径Ｒb （＝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Ｒcの湾曲面で形作られている。曲率半径Ｒc 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≦Ｒc ≦１５mm）が好ましい。具体例な曲率半径Ｒcとしては、例えば、Ｒc ＝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ｄo 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２Ａ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ｄo 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２Ａ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ｄo 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２Ａ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２Ａ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２Ａ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２Ａ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ｒb ＝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ｒd の湾曲面で形作られている。曲率半径ｒd は、芯金１２の中心線Ｏ1に対して３mm以上１０mm以下の範囲（３mm≦ｒd ≦１０mm）をとることができる。曲率半径ｒd の具体例としては、例えば、ｒd ＝５mmが挙げられる。
　ここで、図１Ａ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１Ａ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ｄ１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２Ａ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２Ｂは、芯金１２の他の実施形態である。図２Ｂ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ｒb ＝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５Ａ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５Ａ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ｒb ＝３０mmの断面円弧形状となる。
　図５Ｂ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５Ｂ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ｒb ＝３５mmの断面円弧形状となる。
　図６Ａ及び図６Ｂは、それぞれ、図２Ａ及び図２Ｂ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６Ａでは、Ａ＝７０°、図６Ｂでは、Ａ＝６０°が挙げられる。
　また、本発明によれば、図２Ｂの芯金１２は勿論、図５Ａ及び図５Ｂのような、ゴム等の弾性材料からなる突起１５や、図２Ａ及び図２Ｂの変形例である、図６Ａ及び図６Ｂの芯金１２も、図２Ａ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，　Ｒa ：歯元面の曲率半径，　Ｒb ：歯先面の曲率半径，　Ｒc ：歯頂面の曲率半径，　ｒb ：係合面の曲率半径，　ｒd ：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た、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、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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