JP5382762B2 - 弾性クローラ - Google Patents

Description

本発明は、建設機械、土木機械、農業機械等のクローラ式走行装置に使用される弾性クローラに関するものである。

一般に建設機械等のクローラ式走行装置に使用される弾性クローラは、ゴム等の弾性材により構成されたクローラ本体と、クローラ本体の幅方向に長く構成され且つクローラ本体内に周方向に等間隔を置いて配置された複数個の芯金と、各芯金よりも外周側でクローラ本体内に周方向に埋入されたワイヤー等の抗張体とにより構成されている。

各芯金はクローラ本体内に埋入された芯金長手方向に一対の翼部と、この翼部間に配置された駆動輪係合用の係合部と、係合部を挟んで芯金長手方向の両側からクローラ本体の内周の反接地面側に突設された芯金長手方向に一対の案内突起とを有する。

そして、弾性クローラは駆動輪と従動輪とに跨がって巻き掛けられ、走行時には駆動輪の駆動により、案内突起を介して駆動輪、従動輪に沿って案内されながら周方向に回動する。

この種の弾性クローラでは、不整地での走行時に障害物に乗り上げたときに、クローラ本体の幅方向に大きな外力が加わって駆動輪と従動輪との間でクローラ本体が幅方向に弾性変形し、各芯金の案内突起間の中心が駆動輪、従動輪の中心から横方向に大きくずれることがある。これは隣り合う芯金相互間でクローラ本体の幅方向の剛性が不足するためであり、そのままの状態で走行すれば、駆動輪、従動輪が案内突起から外れて脱輪してしまう惧れがある。

そこで、クローラ本体の横ずれに伴う駆動輪、従動輪の脱輪を防止するための対策として、従来、図１１に示すような構造の芯金１を使用することが提案されている（特許文献１）。この芯金１は、クローラ本体内に埋入される一対の翼部２と、駆動輪係合用の係合部３と、係合部３を挟んで突設された一対の案内突起４とを備えると共に、各翼部２の芯金幅方向の一側に、先端に係合凹部５を有する第１横ずれ防止突起６を、各翼部２の芯金幅方向の他側に、先端に係合凸部７を有する第２横ずれ防止突起８を夫々形成し、クローラ本体内でその弾性材を介して一方の芯金１の係合凹部５に他方の芯金１の係合凸部７が係合するようになっている。
実開平５−９２０７７号公報（図２、図４）

このような構成の芯金１を使用すれば、芯金長手方向に一対の横ずれ防止突起６，８がクローラ本体の横ずれに対して同時に抗することになり、十分な横ずれ防止効果を得ることができる。また横ずれ防止突起６，８がクローラ本体内に埋入されるため、横ずれ防止突起６，８に対する土等の付着を防止できる利点がある。

しかし、係合凹部５と係合凸部７とが弾性材を介して係合するため、係合凹部５と係合凸部７との係合量を十分に取れば、その係合部分が隣り合う芯金１相互の屈曲方向の動きを規制することになり、駆動輪、従動輪に巻き付くときのクローラ本体の屈曲性が悪くなるという問題がある。

一方、係合凹部５と係合凸部７との係合量を少なくすれば、クローラ本体の屈曲性は向上するものの、駆動輪と従動輪との間でクローラ本体が石等の障害物に乗り上げて持ち上がり方向に屈曲したときに、係合凹部５と係合凸部７との係合が外れるという惧れがある。即ち、隣り合う２つの芯金１は、石等の障害物に乗り上げたときに抗張体の近傍を中心に案内突起４間の間隔が広がる方向に相対的に傾斜し、これによって係合凸部７が係合凹部５から外れて第１横ずれ防止突起６の先端面に当接する等の惧れがある。

本発明は、このような従来の問題点に鑑み、クローラ本体の屈曲性の向上を図りつつ、隣り合う芯金間でのクローラ本体の幅方向の剛性を十分に確保でき、クローラ本体の横ずれによる脱輪を確実に防止できる弾性クローラを提供することを目的とする。

本発明は、弾性材２９により構成されたクローラ本体１７と、該クローラ本体１７内に周方向に略等間隔をおいて埋入された複数個の芯金１８と、該芯金１８の外周側で前記クローラ本体１７内に周方向に埋入された芯金長手方向に一対の抗張体１９とを備え、前記各芯金１８は前記クローラ本体１７内に埋入された芯金長手方向に一対の翼部２０と、該翼部２０間に該翼部２０よりも接地面側に突出して形成された駆動輪１２用の係合部２１と、該係合部２１を挟んで前記クローラ本体１７の反接地面側に突設された芯金長手方向に一対の案内突起２２と、前記クローラ本体１７内で前記各翼部２０から芯金幅方向に突出する第１横ずれ防止突起２４と、前記クローラ本体１７内で前記各翼部２０から芯金幅方向に突出し且つ隣り合う他の前記芯金１８の前記第１横ずれ防止突起２４と協働して隣り合う前記芯金１８相互の横ずれを防止する第２横ずれ防止突起２５とを備え、一方の前記翼部２０の前記第１横ずれ防止突起２４及び前記第２横ずれ防止突起２５と、他方の前記翼部２０の前記第１横ずれ防止突起２４及び前記第２横ずれ防止突起２５とを逆向きに配置した弾性クローラにおいて、前記第１横ずれ防止突起２４及び前記第２横ずれ防止突起２５は前記抗張体１９よりも内側に配置された前記翼部２０の前記係合部２１側の厚み内で芯金幅方向に突出しており、前記第１横ずれ防止突起２４の突出長さは隣り合う芯金１８間の中央よりも大の略中央部までであり、前記第２横ずれ防止突起２５の突出長さは前記第１横ずれ防止突起２４の突出長さよりも大であり、前記第１横ずれ防止突起２４は前記クローラ本体１７の接地面側に開放し且つ前記第２横ずれ防止突起２５が前記弾性材２９を介して前記接地面側から嵌合する断面凹状の嵌合凹部２４ｃを備えたものである。

前記両横ずれ防止突起２４，２５の前記接地面側は基部が先端よりも前記接地面側に接近する傾斜状であってもよい。前記両横ずれ防止突起２４，２５の嵌合部分は隣り合う前記芯金１８間の中央の両側に位置してもよい。

前記案内突起２２は前記翼部２０よりも芯金幅方向に突出する突出部２２ａを備え、該突出部２２ａに対応して前記第１横ずれ防止突起２４を配置してもよい。

本発明によれば、クローラ本体１７の屈曲性の向上を図りつつ、隣り合う芯金１８間でのクローラ本体１７の幅方向の剛性を十分に確保でき、クローラ本体１７の横ずれによる脱輪を確実に防止できる利点がある。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳述する。図１〜図９は本発明の第１の実施例を例示する。建設機械等のクローラ式走行装置１０は、図９に示すように、走行枠１１の前後の駆動輪１２と従動輪１３とに跨がって弾性クローラ１４が巻き掛けられている。なお、走行枠１１の下側には駆動輪１２と従動輪１３との間に複数個の転輪１５が設けられている。駆動輪１２はスプロケット等により構成され、外周に係合突起１６を有する。

弾性クローラ１４は、図１〜図４に示すように、ゴム等の弾性材により構成されたクローラ本体１７と、クローラ本体１７の幅方向に長く構成され且つクローラ本体１７内に周方向に略等間隔をおいて埋入された複数個の芯金１８と、芯金１８の外周側でクローラ本体１７内に埋入されたワイヤー等の抗張体１９とを備えている。

各芯金１８は図１〜図５に示すように、クローラ本体１７内に埋入された芯金長手方向に一対の翼部２０と、翼部２０間に形成された駆動輪１２用の係合部２１と、係合部２１を挟んでクローラ本体１７の内周側である反接地面側（以下、単に反接地面側という）に突設された芯金長手方向（クローラ幅方向）に一対の案内突起２２と、一対の案内突起２２を挟んで各翼部２０の反接地面側に形成された転輪１５用の転動部２３と、各翼部２０から芯金幅方向に突出する第１横ずれ防止突起２４と、クローラ本体１７内で各翼部２０から芯金幅方向（クローラ長手方向）に突出し且つ隣接する芯金１８の第１横ずれ防止突起２４と協働して隣り合う芯金１８間の横ずれを防止する第２横ずれ防止突起２５とを一体に備えている。

翼部２０は平面視略矩形状であって、先端よりも係合部２１側の厚さが大になっている。案内突起２２は駆動輪１２、従動輪１３を相対的に案内するためのもので、係合部２１の両側に近接して各翼部２０に配置され、その頂部側には翼部２０よりも芯金幅方向に突出する突出部２２ａが設けられている。突出部２２ａは一対の案内突起２２で翼部２０に対して逆向きに形成されている。

転動部２３は、案内突起２２との間に芯金長手方向に所定の間隔を置いて各翼部２０の反接地面側に配置されると共に、翼部２０から反接地面側に若干突出する程度の高さを有し、近接する案内突起２２の突出部２２ａと同じ芯金幅方向に突出する突出部２３ａが設けられている。

突出部２２ａを含む案内突起２２、突出部２３ａを含む転動部２３の頂面は、隣り合う芯金１８相互間の間隔が狭くなるように芯金幅方向に長い平坦状に形成されている。なお、突出部２２ａ，２３ａは案内突起２２、転動部２３の芯金幅方向の両側に設けてもよいし、近接する案内突起２２と転動部２３とで突出部２２ａ，２３ａを反対向きに設けてもよい。

第１横ずれ防止突起２４は、芯金幅方向と略平行な平坦状の頂壁部２４ａと、この頂壁部２４ａの芯金長手方向の両側からクローラ本体１７の外周側である接地面側（以下、単に接地面側という）へと屈曲する側壁部２４ｂとを有し、これら頂壁部２４ａ及び側壁部２４ｂにより接地面側に開放する嵌合凹部２４ｃが形成されている。

第２横ずれ防止突起２５は、芯金幅方向と略平行な平坦状の頂面２５ａと、芯金長手方向の両側の側面２５ｂと、頂面２５ａと反対である接地面側の底面２５ｃとを有し、隣り合う芯金１８同士がクローラ本体１７の屈曲方向に傾斜するに必要な所定の間隔を置いて、第１横ずれ防止突起２４の嵌合凹部２４ｃに対して接地面側から嵌合されている。

各横ずれ防止突起２４，２５は各案内突起２２と芯金１８厚さ方向に対応して翼部２０の厚み部分の中間部分から芯金幅方向に突出しており、その第１横ずれ防止突起２４の側壁部２４ｂと第２横ずれ防止突起２５との接地面側は、共に翼部２０と一体の基部が先端よりも接地面側に接近する傾斜状となっている。

なお、その傾斜角度は、各芯金１８が駆動輪１２、従動輪１３を通過するときに抗張体１９の近傍を中心として角度が変化するため、その延長線がその中心又はその近傍を通るような角度であることが望ましい。

両横ずれ防止突起２４，２５の内、第１横ずれ防止突起２４は突出長さが短く、第２横ずれ防止突起２５は第１横ずれ防止突起２４よりも突出長さが長くなっている。このためクローラ幅方向（芯金長手方向）の両側で隣り合う２個の芯金１８の両横ずれ防止突起２４，２５同士が嵌合しているが、その嵌合部分は２個の芯金１８間の中央の両側に位置している。

また第１横ずれ防止突起２４は案内突起２２の突出部２２ａと対応するように、一方の翼部２０の第１横ずれ防止突起２４及び第２横ずれ防止突起２５と、他方の翼部２０の第１横ずれ防止突起２４及び第２横ずれ防止突起２５とが逆向きに配置されており、芯金１８は係合部２１を中心に略点対称に構成されている。

クローラ本体１７は無端状であって、図１、図２に示すように芯金１８の長さよりも長い幅を有し、クローラ本体１７の幅方向の中心と芯金１８の長手方向の中心が略一致している。クローラ本体１７には幅方向の略中央で各芯金１８の係合部２１間に係合孔２７が形成され、この係合孔２７から駆動輪１２の係合突起１６が係合部２１に係脱するようになっている。またクローラ本体１７の接地面側には、係合孔２７の両側にクローラ本体１７から突出するラグ２８が周方向に略等間隔を置いて形成されている。ラグ２８は隣り合う２個の芯金１８の翼部２０に跨がる大きさを有し、順次２本の芯金１８に１個のラグ２８が対応するように設けられている。なお、ラグ２８は各芯金１８に対応して設けてもよい。

各芯金１８の翼部２０、横ずれ防止突起２４，２５はクローラ本体１７の厚み内に埋入されている。このため各芯金１８の横ずれ防止突起２４，２５間には、図４、図６に示すように弾性材２９が充満された状態となっており、両横ずれ防止突起２４，２５は弾性材２９を介してクローラ幅方向に係合している。

各芯金１８の係合部２１、案内突起２２及び転動部２３は、クローラ本体１７側と一体の弾性材２９により構成された被覆層３０〜３２によりその全面が被覆されている。なお、係合部２１の反接地面側、案内突起２２及び転動部２３の頂面側は、被覆部３０〜３２から露出するようにしてもよい。クローラ本体１７の反接地面側には、係合孔２７のクローラ幅方向の両側で各芯金１８間に接地面側へと凹入する凹溝３３が形成されている。

案内突起２２の突出部２２ａは翼部２０よりも芯金幅方向に突出しているが、この突出部２２ａと第１横ずれ防止突起２４との間の凹入部２２ｃには、図４に示すように、クローラ本体１７側と一体に形成された被覆層３１の弾性材２９が充満しており、その弾性材２９の充満部３１ａにより凹入部２２ｃが塞がれている。なお、被覆層３１は側面視略台形状になっており、その充満部３１ａの基部が凹溝３３内に突出している。転動部２３の被覆層３２も略同じである。

このような構成の弾性クローラ１４はクローラ式走行装置１０の駆動輪１２と従動輪１３とに巻き掛けられており、走行時には駆動輪１２の係合突起１６が係合孔２７から芯金１８の係合部２１に係合して、その駆動力により正転又は逆転方向に回動する。

走行時中に石その他の障害物に乗り上げると、クローラ本体１７に幅方向の外力が加わるが、隣り合う両芯金１８間でその第１横ずれ防止突起２４の嵌合凹部２４ｃに第２横ずれ防止突起２５が嵌合し、両横ずれ防止突起２４，２５が弾性材２９を介して係合する関係にあるため、芯金１８間のクローラ本体１７の横方向の剛性が向上し、横ずれによる駆動輪１２、従動輪１３からの脱輪を確実に防止できる。

隣り合う２個の芯金１８の内、一方の芯金１８に横方向の外力Ｆ１が加わると、芯金長手方向の両側で弾性材２９を介して嵌合関係にある２組の横ずれ防止突起２４，２５において、例えば図６に示すようにその芯金１８の第２横ずれ防止突起２５と他方の芯金１８の第１横ずれ防止突起２４の一方の側壁部２４ｂとの間で弾性材２９を圧縮しながら、その弾性材２９を介して両横ずれ防止突起２４，２５が横方向に係合して横ずれを防止する。このため隣り合う芯金１８相互間のクローラ本体１７の横方向の剛性が向上し、クローラ本体１７の駆動輪１２等からの脱輪を防止することができる。

また第１横ずれ防止突起２４の嵌合凹部２４ｃが接地面側に開放し、第２横ずれ防止突起２５がその嵌合凹部２４ｃに接地面側から嵌合しているため、両者のクローラ幅方向の嵌合量を十分に確保しつつ、クローラ本体１７の屈曲性の向上を図ることができる。

即ち、クローラ本体１７は走行時には各芯金１８間で順次屈曲して、各芯金１８の案内突起２２の頂面側が駆動輪１２、従動輪１３の外周に接触しながら駆動輪１２、従動輪１３に沿って通過する。この駆動輪１２、従動輪１３を通過するときに隣り合う芯金１８相互は、図７に示すように接地面側の抗張体１９の近傍を中心として案内突起２２間の間隔が狭くなるように傾斜する。

しかし、第１横ずれ防止突起２４の嵌合凹部２４ｃは接地面側が開放しており、この嵌合凹部２４ｃに第２横ずれ防止突起２５が接地面側から嵌合しているため、両横ずれ防止突起２４，２５の相対角度の変化が容易であり、クローラ本体１７の巻き付き方向の屈曲性が向上する。

特に両横ずれ防止突起２４，２５の内、巻き付き方向への屈曲時に、弾性材２９を介して第２横ずれ防止突起２５を押圧することになる第１横ずれ防止突起２４の長さを短くしてその先端側の変位量を小さくし、第１横ずれ防止突起２４から接地面側へと逃げる第２横ずれ防止突起２５の長さを長くしてその変位量を大きく取っているため、隣り合う２個の芯金１８間の中央で両横ずれ防止突起２４，２５を嵌合させる場合に比較してクローラ本体１７の屈曲性を良好にできる。

このためクローラ本体１７の巻き付き方向への屈曲性の向上を図りながら、第１横ずれ防止突起２４の嵌合凹部２４ｃに対する第２横ずれ防止突起２５の芯金幅方向の係合量（嵌合量）を大にでき、クローラ本体１７の芯金１８間の幅方向の剛性を十分に確保することが可能である。

一方、障害物に乗り上げた場合には、クローラ本体１７が図８に示すように屈曲する。この場合に隣り合う２個の芯金１８の何れに押し上げ力Ｆ２が加わっても、クローラ本体１７の幅方向の両側で嵌合関係にある２組の横ずれ防止突起２４，２５において、押し上げ力Ｆ２が加わった側の芯金１８の第２横ずれ防止突起２５と反対側の第１横ずれ防止突起２４の頂壁部２４ａとの間で弾性材２９を圧縮するため、クローラ本体１７が上向きに適度に屈曲しながら、第１横ずれ防止突起２４によって第２横ずれ防止突起２５の持ち上がりを規制することができる。特に第２横ずれ防止突起２５の先端側の変位量が大きく、その第２横ずれ防止突起２５の動きを変位量の小さい第１横ずれ防止突起２４によって規制するため、その効果が大である。

更に第１横ずれ防止突起２４の側壁部２４ｂ及び第２横ずれ防止突起２５の接地面側は、先端よりも基部側が接地面側に接近する傾斜状となっているため、各横ずれ防止突起２４，２５の接地面側がクローラ本体１７の弾性材２９を圧縮するときの面圧が小さくなり、クローラ本体１７内での接地面側のクラックの発生を極力防止できる。

また第１横ずれ防止突起２４の頂壁部２４ａと案内突起２２の突出部２２ａとの間には、弾性材２９による充満部３１ａがあるため、クローラ本体１７の反接地面側の芯金１８間に凹溝３３があるが、クローラ本体１７が持ち上げ方向に屈曲するときにも、充満部３１ａの周辺部分の弾性材２９が弾性変形するだけであり、クローラ本体１７の反接地面側でのクラックの発生を極力防止できる。しかも各横ずれ防止突起２４，２５は基部側の断面積が大であるため、横ずれ防止突起２４，２５の基部側への応力集中を防止でき、芯金１８の耐久性が著しく向上する。

図１０は本発明の第２の実施例を例示する。この実施例では、第１横ずれ防止突起２４の嵌合凹部２４ｃは反接地面側に開放し、その嵌合凹部２４ｃに反接地面側から第２横ずれ防止突起２５が弾性材２９を介して嵌合している。第１横ずれ防止突起２４は底壁部２４ｄと、この底壁部２４ｄの両側の側壁部２４ｂとを有し、その底壁部２４ｄの接地面側が第１の実施例と同様に傾斜状となっている。また第２横ずれ防止突起２５は嵌合部分を除く底面が傾斜状になっている。その他の構成は、第１の実施例と同じである。

第１横ずれ防止突起２４に嵌合凹部２４ｃを設けるに当たっては、このように反接地面側を開放状にしてもよい。

以上、本発明の実施例について詳述したが、この実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、実施例では、第１横ずれ防止突起２４及び第２横ずれ防止突起２５を芯金１８に対して点対称に配置しているが、芯金長手方向に一対の第１横ずれ防止突起２４を芯金１８の芯金幅方向の一側に配置し、芯金長手方向に一対の第２横ずれ防止突起２５を芯金１８の芯金幅方向の他側に配置してもよい。

また各横ずれ防止突起２４，２５は芯金１８の案内突起２２の芯金長手方向の位置に対応させて配置するのが望ましいが、各横ずれ防止突起２４，２５と案内突起２２は芯金長手方向に位置を変えて配置してもよい。更に各横ずれ防止突起２４，２５は隣り合う芯金１８間の略中央で嵌合するようにしてもよい。第１横ずれ防止突起２４、第２横ずれ防止突起２５の突出長さは略同じでもよい。弾性クローラ１４は建設機械、土木機械、農業機械その他のクローラ式走行装置に広く採用可能である。

本発明の第１実施例を示す弾性クローラの一部破断斜視図である。 同弾性クローラの一部破断底面図である。 同弾性クローラの一部破断側面図である。 同弾性クローラの正面断面図である。 同芯金の斜視図である。 同要部の断面図である。 同作用説明図である。 同作用説明図である。 同クローラ式走行装置の正面図である。 本発明の第２実施例を示す芯金の断面図である。 従来の芯金の斜視図である。

符号の説明

１２ 駆動輪
１４ 弾性クローラ
１７ クローラ本体
１８ 芯金
２０ 翼部
２１ 係合部
２２ 案内突起
２２ａ 突出部
２４ 第１横ずれ防止突起
２４ｃ 嵌合凹部
２５ 第２横ずれ防止突起

Claims (4)

1. 弾性材（２９）により構成されたクローラ本体（１７）と、該クローラ本体（１７）内に周方向に略等間隔をおいて埋入された複数個の芯金（１８）と、該芯金（１８）の外周側で前記クローラ本体（１７）内に周方向に埋入された芯金長手方向に一対の抗張体（１９）とを備え、
   前記各芯金（１８）は前記クローラ本体（１７）内に埋入された芯金長手方向に一対の翼部（２０）と、該翼部（２０）間に該翼部（２０）よりも接地面側に突出して形成された駆動輪（１２）用の係合部（２１）と、該係合部（２１）を挟んで前記クローラ本体（１７）の反接地面側に突設された芯金長手方向に一対の案内突起（２２）と、前記クローラ本体（１７）内で前記各翼部（２０）から芯金幅方向に突出する第１横ずれ防止突起（２４）と、前記クローラ本体（１７）内で前記各翼部（２０）から芯金幅方向に突出し且つ隣り合う他の前記芯金（１８）の前記第１横ずれ防止突起（２４）と協働して隣り合う前記芯金（１８）相互の横ずれを防止する第２横ずれ防止突起（２５）とを備え、
   一方の前記翼部（２０）の前記第１横ずれ防止突起（２４）及び前記第２横ずれ防止突起（２５）と、他方の前記翼部（２０）の前記第１横ずれ防止突起（２４）及び前記第２横ずれ防止突起（２５）とを逆向きに配置した弾性クローラにおいて、
   前記第１横ずれ防止突起（２４）及び前記第２横ずれ防止突起（２５）は前記抗張体（１９）よりも内側に配置された前記翼部（２０）の前記係合部（２１）側の厚み内で芯金幅方向に突出しており、
   前記第１横ずれ防止突起（２４）の突出長さは隣り合う芯金（１８）間の中央よりも大の略中央部までであり、
   前記第２横ずれ防止突起（２５）の突出長さは前記第１横ずれ防止突起（２４）の突出長さよりも大であり、
   前記第１横ずれ防止突起（２４）は前記クローラ本体（１７）の接地面側に開放し且つ前記第２横ずれ防止突起（２５）が前記弾性材（２９）を介して前記接地面側から嵌合する断面凹状の嵌合凹部（２４ｃ）を備えた
   ことを特徴とする弾性クローラ。
2. 前記両横ずれ防止突起（２４，２５）の前記接地面側は基部が先端よりも前記接地面側に接近する傾斜状であることを特徴とする請求項１に記載の弾性クローラ。
3. 前記両横ずれ防止突起（２４，２５）の嵌合部分は隣り合う前記芯金（１８）間の中央の両側に位置することを特徴とする請求項１又は２に記載の弾性クローラ。
4. 前記案内突起（２２）は前記翼部（２０）よりも芯金幅方向に突出する突出部（２２ａ）を備え、該突出部（２２ａ）に対応して前記第１横ずれ防止突起（２４）を配置したことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の弾性クローラ。

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