JP5227813B2 - 弾性クローラ - Google Patents

Description

本発明は、土木用作業機、建設用作業機または農業用作業機等の走行車両およびこれらに装着される弾性クローラに関する。

宅地造成、道路建設、河川整備等で使用される土木用作業機、建設用作業機、または農作業で使用される農業用作業機等のクローラ式走行車両には、無端帯状に形成された弾性クローラが装着される。
このような弾性クローラは、周方向（循環方向）に等間隔に芯金が埋め込まれており、芯金からは、転輪等を案内する１対の突起部が幅方向に間隔をおいて内周側に突出している。また、弾性クローラの内周面における幅方向に並ぶ突起部のそれぞれの幅方向の外側には、転輪を走行させるための転輪走行面が、一定の幅で周方向に連続して伸びている。

図３に示されるような従来の弾性クローラ４１では、幅方向に間隔をおいて周方向に伸びたそれぞれの転輪走行面４２，４２は、平坦であって接地時に水平となる同一の仮想平面Ｉ−Ｓに含まれるように形成されていた（特許文献１）。
このように、幅方向両側の転輪走行面４２，４２が同一の仮想平面Ｉ−Ｓに含まれる弾性クローラ４１は、転輪７の接地面７１から転輪走行面４２が受ける押圧力の分布が幅方向において均一となる。そのため、弾性クローラ４１を装着するクローラ式走行車両が泥濘地または砂地のような小石等を含む路面を走行する場合、転輪７の接地面７１と転輪走行面４２との間に小石等が挟まると排除され難くなり、早期に転輪走行面４２に虫食い現象が発生し易い。虫食いが発生すると転輪走行面４２の損傷が進行し、弾性クローラ４１の寿命が低下する。

このような、転輪７の接地面７１と転輪走行面４２との間に小石等が挟まると排除され難いという問題を解決するために、図４に示されるように、弾性クローラ５１の転輪走行面５２を、幅方向断面において内周側に凸となった（山型）形状とすることが提案されている（特許文献２）。

特開平１１−２２２１６８号公報 特開２００６−１１１１１３号公報

特許文献２で提案された弾性クローラ５１では、転輪７が走行していない（転輪の下方から外れた位置にある）転輪走行面５２の上に載った小石等は、山型形状の傾斜に沿って転輪走行面５２の外側に逃がされる。したがって、特許文献２で提案された弾性クローラ５１は、転輪走行面５２の上に小石等を載せたままその表面に転輪７が当たることが少なく、これを原因とする虫食い現象が生じにくい。
また、転輪走行面５２は、その一部分に注目すると、転輪７の下方に至る直前から転輪７がその上を走行するまでのあいだ、山型形状の頂部５３が転輪７に押圧されて徐々に沈み込む。そのため、転輪走行面５２の上に小石等が残っていた場合にも、小石等は、頂部５３の沈み込みと同時に転輪走行面５２の外側に押しやられる。

さらに、転輪走行面５２における山型形状の頂部５３が、走行する転輪７に押しつぶされた状態では、転輪走行面５２は、山型形状であるために転輪７から加えられる圧力の分布が幅方向で均一にならず、この圧力は、頂部５３からその幅方向両側に遠ざかるにつれて小さくなる。これにより、転輪７の接地面７１と転輪走行面５２との間に挟まれた小石等を走行中にその外側に押しやる効果が生じる。
特許文献２で提案された弾性クローラ５１は、上記のようにして転輪７の接地面７１と転輪走行面５２との間に小石等が挟まるという問題を解決する。

しかし、弾性クローラ５１においても、頂部５３と突出する案内突起５４との間に入り込んだ小石等は完全には外側に排除されず、小石等が転輪７の接地面７１と転輪走行面５２面との間に挟み込まれるおそれがある。
また、クローラ式走行車両の駆動スプロケットの歯を嵌め入れるために弾性クローラ５１に設けられる係合孔５６が、小石等の通り抜けを防止するために弾性クローラ５１の内周側と外周側とを貫通させず、底５７を有する窪みとして形成される場合がある。このような弾性クローラ５１では、転輪走行面５２から幅方向の内方に向けて排除された小石等は、係合孔５６に溜まる。そうすると、回転する駆動スプロケットの歯は、係合孔５６に嵌り込んで小石等を比較的薄い係合孔５６の底５７に押しつけることになり、係合孔５６の底５７に亀裂等を生じさせる。係合孔５６が貫通せずに底５７を有する弾性クローラ５１は、この亀裂等が係合孔５６の周囲に拡がり、その寿命が短くなるおそれがある。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、転輪走行面の虫食い現象の発生が抑制された寿命の長い弾性クローラを提供することを課題とする。

本発明に係る弾性クローラは、外周側に複数のラグが突出し、転輪を案内するための１対の案内突起を有する芯金が周方向に間隔を有して複数埋設された弾性クローラであって、転輪を走行させるために内周側の表面における前記１対の案内突起のよりもいずれも幅方向の外側に所定の幅を有して前記周方向に一回りする転輪走行面を備えており、前記ラグの接地側端面を水平な地面に静置させたときに、前記転輪走行面は、その全部が前記地面に対して前記幅方向に傾斜する傾斜面で形成され、またはその前記幅方向の外方側における前記地面に対して前記幅方向に傾斜する傾斜面とこれに内方側で連続する水平な水平面とで形成され、かつ前記転輪走行面よりも前記幅方向の外方の前記内周側の表面との間に段を有して当該内周側の表面よりも前記地面からの高さが高くなっており、前記傾斜面は、前記幅方向の外方側端よりも内方側端の方が前記地面からの高さが高く前記地面に対して角度３度以上１０度以下で傾斜し、前記段による前記地面からの高さの差が１ｍｍ以上１５ｍｍ以下であり、前記傾斜面における前記幅方向の両端の高さの差が２ｍｍ以上である。

本発明は、弾性クローラにおいて、転輪走行面の虫食いの発生が抑制され、寿命が長くなるという効果を奏する。

図１は弾性クローラの幅方向における断面図である。 図２は他の弾性クローラの幅方向における断面図である。 図３は従来の弾性クローラの幅方向における断面図である。 図４は公知の弾性クローラの幅方向における断面図である。 図５は転輪走行面の一形態の幅方向断面図である。 図６は他の形態の転輪走行面の幅方向断面図である。 図７は公知の転輪走行面の幅方向断面図である。

図１は弾性クローラ１の幅方向における断面図である。
弾性クローラ１における「内周側」とは、クローラ式走行車両に装着されたときに内周側になる側であり、走行時に接地する側（外周側）とは反対の側である。また、弾性クローラ１が循環する方向を「周方向」、このときの周方向に直交しかつクローラ式走行車両の転輪７等の回転軸に平行な方向を「幅方向」という
弾性クローラ１は、クローラ本体２、芯金３、ラグ４および１対の抗張体５，５等からなる。

クローラ本体２は、肉厚帯状のゴムの両端が接合されて無端帯状に形成されたものである。
芯金３は、全体として略矩形の板状であり、その長手方向の両端から内方に向けて続く翼部１１，１１、およびそれぞれの翼部１１，１１の内方に位置し互いに間隔をあけて板状の一方の面から突出する１対の案内突起１２，１２を有する。
案内突起１２，１２は、走行するクローラ式走行車両から弾性クローラ１が外れないように転輪７等を案内するためのものである。

芯金３は、案内突起１２，１２を内周側に突出させ、その長手方向がクローラ本体２の幅方向となるようにして、周方向に等間隔にクローラ本体２内に埋め込まれている。
弾性クローラ１では、周方向に隣り合う芯金３の間に、クローラ式走行車両の駆動スプロケットの歯を嵌め入れるための係合孔１４が設けられている。
クローラ本体２の外周側には、クローラ式走行車両の走行時に走行する地面をグリップするためのラグ４が突出している。
抗張体５は、複数のスチールコード等の抗張力コードが幅方向に１列に並べられて形成されている。各抗張体５，５は、芯金３の翼部１１，１１の外周側を周方向全体にわたり巻回された状態で、クローラ本体２内に埋め込まれている。

さて、クローラ本体２は、内周側表面における両案内突起１２，１２の外側に、所定の幅を有し周方向に一回りする転輪走行面６，６を備えている。転輪走行面６は、転輪７の接地面７１が走行する面である。
幅方向両側の転輪走行面６，６はいずれも、図１に示される幅方向における断面では傾斜する直線となり、案内突起１２，１２側の端が他方の端よりも内周側に位置している。つまり、転輪走行面６は、幅方向内側から外側に向かうに伴いクローラ本体の外周側表面１３に近づくように傾斜している。この転輪走行面６の傾斜する角度θ（「傾斜角θ」という。）は、３度以上１０度以下が好ましい。

転輪走行面６は、弾性クローラ１が帯状に真っ直ぐに伸ばされたと仮定すると、その全長に渡り平らな面である。そして、転輪走行面６は、弾性クローラ１の外周側が接地するときには、地面からの高さが案内突起１２，１２側の端で最も高くなり、他方の端で最も低くなる。
また、転輪走行面６は、それよりも幅方向端側の表面と段を介して連続し、段の高さＨは１ｍｍ以上１５ｍｍ以下に設計される。
弾性クローラ１において、係合孔１４を、弾性クローラ１の内周側と外周側とを貫通するものとして形成し、または内周側に開口して外周側が底１５により閉じられたものとして形成することができる。図１に示される弾性クローラ１は、外周側が底１５により閉じられた係合孔１４を有する。以下、係合孔１４の底１５を駆動膜１５という。

図２は他の弾性クローラ１Ｂの幅方向における断面図である。
弾性クローラ１Ｂは、クローラ本体２Ｂ、芯金３、ラグ４および１対の抗張体５，５等からなる。弾性クローラ１Ｂは、クローラ本体２Ｂにおける転輪走行面６Ｂの形状を除き、他の部分が弾性クローラ１におけるものと同一である。図２において、弾性クローラ１におけるものと同一の部分については弾性クローラ１におけるものと同一の符合を付し、説明を省略する。
転輪走行面６Ｂは、案内突起１２側の端からその他方の端に向けた所定の幅ｗが、弾性クローラ１Ｂが接地したときに水平となるように形成されている。そして、幅方向両側の転輪走行面６Ｂ，６Ｂにおける所定の幅ｗの部分２１Ｂ，２１Ｂ（以下「平坦部２１Ｂ」という。）は、図２に示される幅方向における断面において１つの仮想線Ｌ−Ｎに含まれる。つまり、両側の平坦部２１Ｂ，２１Ｂは、クローラ本体の外周側表面１３からの距離が等しく、弾性クローラ１の外周側が地面に接するときには、地面からの高さが等しい。

転輪走行面６Ｂは、平坦部２１Ｂよりも幅方向外方の部分が、外側に向かうに伴いクローラ本体２Ｂの外周側表面１３に近づくように傾斜している。この傾斜する部分を「傾斜部２２Ｂ」という。幅方向両側の傾斜部２２Ｂ，２２Ｂは、地面からの高さが平坦部２１Ｂ側の端で最も高くなり、他方の端で最も低くなっている。
表１は転輪走行面６，６Ｂ，４２，５２の形状の相違と虫食い発生の程度および走行時の振動との関係を調べた結果である。

表１における傾斜角θは、弾性クローラ１（図１）においては、ラグ４の接地側端面１６が水平面に接地されたときに転輪走行面６が水平面に対して傾斜する角度である（図５参照）。弾性クローラ１Ｂ（図２）における傾斜角θは、同様に傾斜部２２Ｂが水平面に対して傾斜する角度である（図６参照）。比較例２（図４）の弾性クローラで５１では、傾斜角θは、頂部５３よりも幅方向外側の傾斜面５５が水平面に対して傾斜する角度を採用した（図７参照）。
また、高低差ｈは、ラグ４の接地側端面１６が水平面に接地されたときに転輪走行面６，６Ｂ，５２の最も低くなる部分と最も高くなる部分との高さの差である。

表１における全ての弾性クローラ１，１Ｂ，４１，５１は、転輪走行面６，６Ｂ，４２，５２の水平方向における幅（幅方向における寸法）Ｗｄが３０ｍｍである。また、いずれの弾性クローラ１，１Ｂ，４１，５１も、転輪走行面６，６Ｂ，４２，５２とその幅方向端側の表面との間で高さＨが１ｍｍの段が形成され、接地面からの転輪走行面６，６Ｂ，４２，５２の高さが高くなっている。
表１における損傷度指数は、各弾性クローラ１，１Ｂ，４１，５１について、それぞれ貫通する係合孔１４を有するもの、および駆動膜１５を備えた係合孔１４を有するものについて求めた。

損傷度指数のための試験は、装着されたクローラ式走行車両を走行させ、転輪走行面６，６Ｂ，４１，５１、貫通する係合孔１４の廻り、および駆動膜１５を備えた係合孔１４の廻りの周囲に損傷が生じるまでのそれぞれの積算の走行時間（耐久時間）を測定した。
損傷度指数の各数値は、図３に示される弾性クローラ４１（比較例１）におけるそれぞれの箇所に損傷（虫食い）が認められるまでの計測された各走行時間をそれぞれ基準時間とし、他の実施例および比較例における各箇所の損傷が認められるまでの走行時間でそれぞれの基準時間を除した数値に１００を掛けることにより算出した。例えば、実施例２の転輪走行面６Ｂにおける損傷度指数０．８とは、その転輪走行面６Ｂに損傷が認められるまでの走行時間が、比較例１における転輪走行面４２に損傷が認められるまでの走行時間の１．２５倍であったことを示す。損傷度指数は、その値が小さければ小さいほど、損傷（虫食い）が生じるまでの積算の走行時間が長く、耐久性が高い。

また、表１における走行振動指数は、貫通する係合孔１４を有する弾性クローラ１，１Ｂ，４１，５１を対象とした。走行振動指数は、各弾性クローラ１，１Ｂ，４１，５１が装着されたクローラ式走行車両を一定条件下で走行させ、クローラ式走行車両に設置した加速度センサの測定値と運転者の体感とにより決定した数値を、弾性クローラ４１（比較例１）における数値を１００としたときの相対値として求めた。走行振動指数は、振動の程度と反比例し、数値が小さいほど走行時の振動が大きい。
表１に示される結果から、弾性クローラ１，１Ｂは、弾性クローラ４１，５１に比べて損傷（虫食い）が生じるまでの時間が長く、耐久性が高いことが判る。一方、弾性クローラ１，１Ｂは、弾性クローラ４１，５１に比べて走行時の振動が大きくなるという傾向がある。

弾性クローラ１，１Ｂにおいては、耐久性が高まることを重要視して走行時の振動の若干の増加についてはこれを問題とせず、走行振動指数の低下が従来の弾性クローラ４１に比べて１０以下の場合に許容されるものとした。そうすると、表１から、傾斜角θを３度以上１０度以下とした場合、弾性クローラ１，１Ｂにおいて、損傷度指数を低くすることができかつ走行時の振動の増加が抑えられることが判る。
上記したような傾斜角θの転輪走行面６，６Ｂを有する弾性クローラ１，１Ｂでは、転輪走行面６，６Ｂに乗り上げた小石等は、その傾斜によって幅方向の外方に排除され、転輪走行面６，６Ｂへの小石等の付着が防止される。

転輪走行面６，６Ｂにおける高低差ｈは、表１から１．５ｍｍ以上で損傷度指数の低下が見られる。高低差ｈは、２ｍｍ以上とするのが好ましい。
また、弾性クローラ１，１Ｂは、転輪走行面６，６Ｂが、これよりも幅方向端側の表面との間で高さＨが１ｍｍの段が形成されて高くなっていることにより、転輪走行面６，６Ｂからその外方への小石等の排除が促進され、小石等が転輪７と転輪走行面６，６Ｂとの間に挟まれることによる転輪走行面６，６Ｂの損傷が防止される。
上述の実施形態において、弾性クローラ１，１Ｂ、および弾性クローラ１，１Ｂの各構成または全体の構造、形状、寸法、個数、材質などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。

本発明は、土木用作業機、建設用作業機または農業用作業機等の走行車両およびこれらに装着される弾性クローラに利用することができる。

１，１Ｂ 弾性クローラ
３ 芯金
４ ラグ
６，６Ｂ 転輪走行面
７ 転輪
１２ 案内突起
１６ （ラグの）接地側端面
２１Ｂ 水平面（平坦部）
２２Ｂ 傾斜面（傾斜部）
θ 角度（傾斜角）

Claims (1)

1. 外周側に複数のラグが突出し、転輪を案内するための１対の案内突起を有する芯金が周方向に間隔を有して複数埋設された弾性クローラであって、
   転輪を走行させるために内周側の表面における前記１対の案内突起のよりもいずれも幅方向の外側に所定の幅を有して前記周方向に一回りする転輪走行面を備えており、
   前記ラグの接地側端面を水平な地面に静置させたときに、
   前記転輪走行面は、
   その全部が前記地面に対して前記幅方向に傾斜する傾斜面で形成され、またはその前記幅方向の外方側における前記地面に対して前記幅方向に傾斜する傾斜面とこれに内方側で連続する水平な水平面とで形成され、かつ前記転輪走行面よりも前記幅方向の外方の前記内周側の表面との間に段を有して当該内周側の表面よりも前記地面からの高さが高くなっており、
   前記傾斜面は、前記幅方向の外方側端よりも内方側端の方が前記地面からの高さが高く前記地面に対して角度３度以上１０度以下で傾斜し、
   前記段による前記地面からの高さの差が１ｍｍ以上１５ｍｍ以下であり、
   前記傾斜面における前記幅方向の両端の高さの差が２ｍｍ以上である
   ことを特徴とする弾性クローラ。

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