JP6926867B2 - 弾性クローラ - Google Patents

Description

本発明は、走行装置の弾性クローラに関する。

コンバインのような農業機械、及びバックホーのような建設機械に、クローラ式の走行装置が用いられている。この走行装置は、弾性クローラを有している。

図８に、従来の弾性クローラ２を備える走行装置４の例が示されている。この弾性クローラ２は、架橋ゴムからなるエンドレスベルト状の本体６と、本体６に埋設された多数の芯金８とを備えている。芯金８は、所定の間隔で、クローラ２の回転方向に並べられている。芯金８はクローラ２の厚み方向の内側（クローラ２の接地する面と反対側）に突出した突起１０を備えている。クローラ２が回転されることで、この走行装置４が前進又は後退する。このとき、この突起１０は、走行装置４が有する一対の転輪１２の間を通過する。クローラ２は、これらの転輪１２によって案内されている。弾性クローラについての検討が、特開２０１６−０６８６５３公報で開示されている。

特開２０１６−０６８６５３公報

従来のクローラでは、芯金が本体に所定の間隔で埋設されているため、走行装置が駆動されたとき、転輪は、弾性クローラの、本体の内部に芯金が存在する位置と芯金が存在しない本体だけの位置とを交互に踏む。これらの位置によって、このクローラの変形量に違いが生じる。クローラには、この違いによる走行時の振動を小さくすることが求められている。さらに、本体はエンドレスベルト状であるため、その一部でも損傷すると、クローラ全体の交換が必要となる。また、走行装置の種類により、クローラに求められる１周の長さが異なる場合、この長さごとに、このクローラを製造するための金型を用意する必要がある。これらによるクローラのメンテナンス及び製造のコストの抑制が課題となる。

本発明の目的は、走行時の振動が抑制され、メンテナンス及び製造のコストが抑えられた弾性クローラの提供にある。

本発明に係る弾性クローラは、複数のクローラユニットを備えている。上記クローラユニットは、回転方向にエンドレスベルト状に連結されている。それぞれのクローラユニットは、本体と、この本体に埋設された芯金とを備えている。上記芯金は、センター部と、このセンター部の幅方向外側に位置する一対の転輪通過部とを備えている。それぞれの転輪通過部は、回転方向の両端面のそれぞれに凹凸を備えている。互いに隣接する上記クローラユニットの互いに対向する上記端面において、一方の端面の凹凸と他方の端面の凹凸とが噛み合わされて連結されることで、これらのクローラユニットが連結されている。

好ましくは、上記クローラユニットは、その幅方向の中央において、その回転方向の両端のそれぞれに凹部を備えており、この凹部の幅方向外側において、隣接する上記クローラユニットは接している。

好ましくは、上記転輪通過部の両端面の凹凸のそれぞれが、一つの突部と一つの陥部とで形成されている。

好ましくは、上面視における上記クローラユニットの中心を通りこのクローラユニットの厚み方向に延びる軸のまわりに上記芯金を１８０°回転させたときのこの芯金の形状は、回転前の上記芯金の形状と一致する。

上記クローラを構成する上記クローラユニットに、第一クローラユニット及び第二クローラユニットが存在する場合において、好ましくは、上面視における上記第一クローラユニットの中心を通りこの第一クローラユニットの厚み方向に延びる軸のまわりに上記第一クローラユニットを１８０°回転したときのこの第一クローラユニットの形状は、上記第二クローラユニットの形状と一致する。

本発明に係る弾性クローラでは、複数のクローラユニットが回転方向にエンドレスベルト状に連結されている。クローラユニットの芯金の転輪通過部は、回転方向の両端面のそれぞれに凹凸を備えている。互いに隣接する上記クローラユニットにおいて、これらの凹凸が噛み合わされて連結されることで、これらのクローラユニットが連結されている。このため、転輪は、常にクローラの芯金が埋設された位置を踏む。このクローラでは、振動が抑えられている。またこのクローラでは、損傷が発生したとき、その部分のクローラユニットを交換することで、修理ができる。このクローラでは、連結するクローラユニットの数を変えることで、クローラの１周の長さの調節ができる。このクローラでは、メンテナンス及び製造のコストが抑えられている。

図１は、本発明の一実施形態に係る弾性クローラを有する走行装置が示された正面図である。 図２は、厚さ方向の外側から見た、図１の弾性クローラの一部が示された展開図である。 図３は、厚さ方向の内側から見た、図２の弾性クローラの一部が示された展開図である。 図４は図２の弾性クローラのクローラユニットが示された斜視図である。 図５（ａ）は図４のクローラユニットの正面図であり、図５（ｂ）はこのクローラユニットの側面図である。 図６（ａ）は図４のクローラユニットの芯金の平面図であり、図６（ｂ）はこの芯金の正面図であり、図６（ｃ）はこの芯金の側面図である。 図７は、図２の弾性クローラが湾曲する状態が示された側面図である。 図８は、従来の弾性クローラを有する走行装置が示された正面図である。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１に、本発明の一実施形態に係る弾性クローラ２２を有する走行装置２０が示されている。この走行装置２０は、弾性クローラ２２、スプロケット２４、アイドラ２６及び複数の転輪２８を備えている。クローラ２２は、エンドレスベルト状である。このクローラ２２は、スプロケット２４とアイドラ２６との間に架け渡されている。スプロケット２４は円盤状であり、その周縁に多数の歯３０を有している。スプロケット２４が回転することで、クローラ２２が駆動される。この駆動により、走行装置２０が前進又は後退する。転輪２８は、クローラ２２を案内する。

図１の二点鎖線の円の中に、クローラ２２の一部が拡大されて示されている。この点線内において、矢印Ｘで示されるのがこのクローラ２２の回転方向である。矢印Ｚで示されるのがこのクローラ２２の厚み方向外側（クローラ２２の接地する側）であり、この反対側が厚み方向内側である。図２は、このクローラ２２の一部が示された展開図である。これは、クローラ２２を厚み方向外側から見た図である。図３は、図２のクローラ２２を厚み方向内側から見た展開図である。図２及び３において、両矢印Ｘで示されるのが回転方向であり、両矢印Ｙで示されるのが幅方向である。これらのＸ、Ｙ及びＺは、図４−５でも同じ意味を表す。

図２及び図３で示されるように、このクローラ２２は、複数のクローラユニット３２を備える。クローラユニット３２は、幅方向に延びている。クローラユニット３２は、回転方向に並べられている。隣接するクローラユニット３２は、互いに連結されている。クローラユニット３２は、回転方向にエンドレスベルト状に連結されている。クローラユニット３２が連結されることで、エンドレスベルト状のクローラ２２が構成されている。

図４は、クローラユニット３２の斜視図である。この図では、２つのクローラユニット３２が連結された状態が示されている。図５（ａ）はクローラユニット３２を回転方向から見た正面図であり、図５（ｂ）はクローラユニット３２を幅方向から見た側面図である。図２−５に示されるように、クローラユニット３２は、本体３４及び芯金３６を有している。

本体３４は、弾性材料からなる。典型的な弾性材料は、架橋ゴムである。本体３４の基材ゴムとして、天然ゴム、ポリイソプレン、ポリブタジエン及びスチレン−ブタジエン共重合が例示される。図４に示されるように、本体３４は、基部３８、板部４０、ラグ４２及びガイド４４を備えている。この実施形態では、基部３８、板部４０、ラグ４２及びガイド４４は、一体として形成されている。基部３８、板部４０、ラグ４２及びガイド４４の一部又は全てが、異なる架橋ゴムで形成されていてもよい。

図４に示されるように、基部３８は板状を呈する。基部３８は、幅方向の中央において、回転方向の両端面のそれぞれに凹部４６を有する。基部３８は、この凹部４６の幅方向外側において、回転方向の両端面のそれぞれに一対の連結突起４８を備える。それぞれの連結突起４８は、幅方向に貫通する連結孔５０を備えている。

図４及び図５に示されるとおり、板部４０は、基部３８の厚み方向外側に積層されている。板部４０は、幅方向の中央において、回転方向の両端面のそれぞれに凹部５２を有する。図４に示されるとおり、この凹部５２の幅方向外側において、板部４０の回転方向の長さは、基部３８の回転方向の長さより大きい。この凹部５２の幅方向外側において、板部４０は基部３８よりも回転方向に突出している。

図４に示されるように、板部４０の凹部５２と基部３８の凹部４６とはほぼ重なっている。これらの凹部５２により、本体３４の回転方向の両端面のそれぞれには凹部５４が形成されている。クローラユニット３２は、その回転方向の両端面に、凹部５４を備えている。

図２−４に示されるように、クローラユニット３２が並べられたとき、隣接するクローラユニット３２の基部３８の連結突起４８は、噛み合わされる。このとき、板部４０はその凹部５２を除き、隣接する板部４０と接している。すなわち、クローラユニット３２の凹部５４の幅方向外側では、隣接するクローラユニット３２は互いに接している。隣接するクローラユニット３２の互いに対向する凹部５４により、孔が形成される。これは、駆動孔５６と称される。クローラ２２の幅方向の中央には、回転方向に並ぶ駆動孔５６が形成される。図示されないが、駆動孔５６に、スプロケット２４の歯３０が入り込む。この走行装置２０においてスプロケット２４が回転すると、駆動孔５６に入り込んだ歯３０がクローラ２２を駆動させる。

図５（ａ）及び図５（ｂ）に示されるように、ラグ４２は、板部４０から厚み方向外側に突出している。図２に示されるように、ラグ４２は、板部４０の一方の幅方向の端から幅方向に延びている。幅方向の一方の端から延びるラグ４２と、幅方向の他方の端から延びるラグ４２とが交互に並ぶように、クローラユニット３２は並べられる。すなわち、図２の右側の端から延びるラグ４２を有するクローラユニット３２が第一クローラユニット３２ａとされ、図２の左側の端から延びるラグ４２を有するクローラユニット３２が第二クローラユニット３２ｂとされたとき、このクローラ２２では、第一クローラユニット３２ａと第二クローラユニット３２ｂとが、交互に並べられている。

ラグ４２のパターンは、図２に限られない。例えば、ラグが、基部３８の幅方向の一方の端から他方の端まで延びてもよい。クローラ２２が、形状の異なる複数種のラグを備えてもよい。

図４、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示されるように、一対のガイド４４は、基部３８から厚み方向内側に突出している。ガイド４４は、本体３４の凹部５４の幅方向外側に位置している。幅方向において、一対のガイド４４は、クローラユニット３２の凹部５４を挟んでいる。

図２、３及び５に示されるように、芯金３６は、本体３４に埋設されている。芯金３６は、本体３４の基部３８及びガイド４４に埋設されている。芯金３６は、幅方向に延在している。図２及び３に示されるとおり、クローラユニット３２が回転方向に並べられているため、芯金３６も回転方向に並べられている。芯金３６は、金属材料からなる。芯金３６の材質として、普通鋼及び合金鋼が例示される。

図６（ａ）は厚み方向内側から見た芯金３６の平面図である。図６（ｂ）は回転方向から見た芯金３６の正面図である。図６（ｃ）は幅方向から見た芯金３６の側面図である。芯金３６は、センター部５８、一対の転輪通過部６０及び一対のガイド用突起６２を備えている。この実施形態では、センター部５８、転輪通過部６０及びガイド用突起６２は、一体として形成されている。これらが別々に形成されていてもよい。

センター部５８は、幅方向の中央に位置している。センター部５８は板状である。図２、図３及び図５（ａ）で示されるように、センター部５８は、本体３４の基部３８に埋設されている。

一対の転輪通過部６０のそれぞれは、センター部５８の幅方向外側に位置している。回転方向において、転輪通過部６０の長さは、センター部５８の長さより大きい。転輪通過部６０は、回転方向において、センター部５８から突出している。図６（ａ）に示されるように、転輪通過部６０は、回転方向の両端面のそれぞれに凹凸を備えている。この実施形態では、転輪通過部６０の回転方向の両端面のそれぞれは、一つの突部６４と一つの陥部６６から構成されている。図３及び図５（ａ）で示されるように、転輪通過部６０は、本体３４の基部３８に埋設されている。基部３８の連結突起４８の内側には、この転輪通過部６０の突部６４が位置している。突部６４は、幅方向に貫通する孔６８を備えている。基部３８の連結突起４８の連結孔５０は、突部６４の孔６８により形成されている。

一対のガイド用突起６２のそれぞれは、センター部５８の幅方向の外側端から厚み方向内側に突出している。これらのガイド用突起６２は、幅方向に離間している。ガイド用突起６２は、回転方向から見たとき、略台形の形状を呈する。図５（ａ）及び（ｂ）で示されるように、芯金３６のガイド用突起６２は、本体３４のガイド４４の内側に位置している。ガイド用突起６２は、ガイド４４に埋設されている。

この実施形態では、ガイド用突起６２の全体が、ガイド４４に埋設されている。ガイド用突起６２の一部が、外部に露出していてもよい。ガイド用突起６２全体が、外部に露出していてもよい。

前述のとおり、クローラユニット３２が並べられたとき、隣接する基部３８の連結突起４８は、噛み合わされる。図２及び３に示されるように、このとき、一方のクローラユニット３２の転輪通過部６０の端面の凹凸と、他方のクローラユニット３２のこれと対向する端面の凹凸とが噛み合わされている。図示されないが、このクローラ２２はピンをさらに備えている。一方の転輪通過部６０の突部６４の孔６８と、これと噛み合わされた他方の転輪通過部６０の突部６４の孔６８とに、ピンが通される。すなわち、一方の連結突起４８の連結孔５０と、これと噛み合わされた連結突起４８の連結孔５０とに、ピンが通される。これにより、これらの連結突起４８同士が連結される。これらの連結突起４８は、このピンを中心に回転可能である。すなわち、隣接するクローラユニット３２同士は、このピンを中心に回転可能に連結される。

クローラユニット３２同士が回転可能に連結されているため、クローラ２２はこの連結する部分で折れ曲がることができる。これにより、クローラ２２は、湾曲することができる。図７には、クローラ２２が湾曲する様子が示されている。このクローラ２２は、スプロケット２４及びアイドラ２６の周りで、これらの外周に沿うように湾曲することができる。

図５（ａ）には、走行装置２０が有する一対の転輪２８が二点鎖線で示されている。転輪２８は、ガイド４４を挟んで、その幅方向外側を通過する。転輪２８は、転輪通過部６０が存在する位置の、厚み方向内側を通過する。前述のとおり、隣接する転輪通過部６０の凹凸同士が噛み合わされているため、クローラ２２が回転したとき、転輪２８の厚み方向内側には、常に転輪通過部６０が位置している。クローラ２２が回転したとき、転輪２８は、常に芯金３６を踏む。

図１に示されるように、走行装置２０には、一対の転輪２８が複数設けられている。クローラユニット３２が回転方向に複数並べられるため、一対のガイド４４も、回転方向に複数並べられる。クローラ２２が回転したとき、これらのガイド４４が複数設けられた一対の転輪２８の内側を通過することで、クローラ２２は案内される。これにより、クローラ２２の脱輪が防止されている。

図２−４及び図６（ａ）において、点Ｐは、上面視におけるクローラユニット３２の中心である。これは、クローラユニット３２の幅方向の中央であり、かつ回転方向の中央である点である。図４において、一点鎖線ＰＬは、点Ｐを通り厚み方向に延びる軸である。

図６から明らかなとおり、この実施形態では、軸ＰＬのまわりに芯金３６を１８０°回転させたときのこの芯金３６の形状は、回転前の芯金３６の形状と一致している。さらに、図２−４から明らかなとおり、軸ＰＬのまわりに第一クローラユニット３２ａの本体３４を１８０°回転させたときのこの本体３４の形状は、第二クローラユニット３２ｂの本体３４の形状と一致している。すなわち、本体３４の内部の芯金３６も含めて、軸ＰＬのまわりに第一クローラユニット３２ａを１８０°回転したときのこの第一クローラユニット３２ａの形状は、第二クローラユニット３２ｂの形状と一致する。換言すれば、このクローラ２２は、図２の第一クローラユニット３２ａの方向を基準方向としたとき、基準方向の第一クローラユニット３２ａと、これを１８０°回転させた第一クローラユニット３２ａとが、並べられて構成されている。

以下では、本発明の作用効果が説明される。

本発明に係る弾性クローラ２２では、複数のクローラユニット３２が回転方向にエンドレスベルト状に連結されている。クローラユニット３２の芯金３６の転輪通過部６０は、回転方向の両端面のそれぞれに凹凸を備えている。互いに隣接する上記クローラユニット３２において、これらの凹凸が噛み合わされて連結されることで、これらのクローラユニット３２が連結されている。隣接する転輪通過部６０の凹凸同士が噛み合わされているため、クローラ２２が回転したとき、転輪２８の厚み方向外側には、常に転輪通過部６０が位置している。クローラ２２が回転したとき、転輪２８は、常に芯金３６を踏む。このクローラ２２では、転輪２８が踏むクローラ２２の位置による、クローラ２２の変形量の違いは少ない。転輪２８が踏むクローラ２２の位置による、上下方向（厚み方向）及び左右方向（幅方向）の変形量の差が、効果的に抑えられている。このクローラ２２では、走行時の振動が抑えられている。

このクローラ２２では、損傷が発生したとき、その部分のクローラユニット３２を交換することで、修理ができる。クローラ２２全体を交換する必要はない。例えば田畑等の現場においてクローラ２２に損傷が発生したときでも、その現場において容易に修理ができる。このクローラ２２では、メンテナンスが容易である。このクローラ２２では、メンテナンスのコストが抑えられている。

このクローラ２２では、連結するクローラユニット３２の数を変えることで、クローラ２２の１周の長さの調節ができる。走行装置２０の種類により、クローラ２２に求められる１周の長さが異なっても、連結するクローラユニット３２の数を変えることで対応できる。求められる長さごとに、クローラ２２を製造するための金型を用意する必要はない。このクローラ２２では、製造コストが抑えられている。

前述のとおり、このクローラ２２では、隣接するクローラユニット３２は、それらの凹部５４の幅方向外側で互いに接している。このクローラ２２では、隣接するクローラユニット３２の間から、クローラ２２の内側に泥等が入り込むことが防止されている。

前述のとおり、このクローラ２２では、隣接するクローラユニット３２の転輪通過部６０の突部６４同士が、回転可能に連結されている。これらが互いに回転することにより、クローラ２２は、湾曲する。クローラ２２が湾曲したときに、弾性材料からなるクローラユニット３２の本体３４は、湾曲しない。クローラ２２が湾曲したときにも、本体３４の内側部分に、圧縮力が負荷されることが防止されている。この本体３４の外側部分に、伸張力が負荷されることが防止されている。このクローラ２２では、本体３４が破損することが防止されている。このクローラ２２は、耐久性に優れる。

このクローラ２２では、隣接するクローラユニット３２の転輪通過部６０の突部６４同士が、直接連結されている。このクローラ２２では、クローラユニット３２を連結するのに、特別な機構を有していない。このクローラ２２では、簡易な構造でクローラユニット３２同士が連結されている。これは、クローラ２２の質量及びコストの低減に寄与する。

前述のとおり、芯金３６の転輪通過部６０の両端面の凹凸は、一つの突部６４と一つの陥部６６とで形成されているのが好ましい。このようにすることで、突部６４の幅を大きくすることができる。この突部６４は、走行時に荷重が負荷されても、破損することが防止されている。このクローラ２２は、耐久性に優れる。

前述のとおり、軸ＰＬのまわりに芯金３６を１８０°回転させたときのこの芯金３６の形状は、回転前の芯金３６の形状と一致しているのが好ましい。このようにすることで、クローラユニット３２の製造時に、芯金３６の方向を逆にすることによる、製造不良が防止されている。

クローラ２２が、第一クローラユニット３２ａ及び第二クローラユニット３２ｂを備えているとき、前述のとおり、第一クローラユニット３２ａを軸ＰＬの回りに１８０°回転させたときのこの第一クローラユニット３２ａの形状は、第二クローラユニット３２ｂの形状と一致するのが好ましい。すなわち、第二クローラユニット３２ｂは、第一クローラユニット３２ａを１８０°回転させたものであるのが好ましい。このようにすることで、一つの金型で第一クローラユニット３２ａと第二クローラユニット３２ｂが形成できる。これは、製造コストの低減に寄与する。

図２おいて、両矢印Ｗｕは、クローラユニット３２の幅方向の長さである。両矢印Ｗｍは、芯金３６の幅方向の長さである。長さＷｍは、長さＷｕの９０％以下が好ましい。このようにすることで、クローラ２２が軽量にできる。この観点から、長さＷｍは、長さＷｕの８０％以下がより好ましい。

以上、説明がされたとおり、本クローラ２２は、走行時の振動が抑制された上で、製造及びメンテナンスのコストが抑えられている。本発明の優位性は明らかである。

以上説明された弾性クローラ２２は、種々の走行装置に適している。

２、２２・・・弾性クローラ
４、２０・・・走行機
６・・・クローラの本体
８、３６・・・芯金
１２、２８・・・転輪
２４・・・スプロケット
２６・・・アイドラ
２８・・・転輪
３０・・・歯
３２・・・クローラユニット
３４・・・本体
３６・・・芯金
３８・・・基部
４０・・・板部
４２・・・ラグ
４４・・・ガイド
４６・・・基部の凹部
４８・・・連結突起
５０・・・連結孔
５２・・・板部の凹部
５４・・・クローラユニットの凹部
５６・・・駆動孔
５８・・・センター部
６０・・・転輪通過部
６２・・・ガイド用突起
６４・・・突部
６６・・・陥部
６８・・・孔

Claims (9)

1. 複数のクローラユニットを備えており、
   上記クローラユニットが回転方向にエンドレスベルト状に連結されており、
   それぞれのクローラユニットが、本体と、この本体に埋設された芯金とを備えており、
   上記芯金が、センター部と、このセンター部から厚み方向内側に突出する一対のガイド用突起と、このセンター部の幅方向外側に位置する一対の転輪通過部とを備えており、
   それぞれの転輪通過部が、対応するガイド用突起の幅方向外側に位置しており、回転方向の両端面のそれぞれに凹凸を備えており、
   互いに隣接する上記クローラユニットの転輪通過部の、互いに対向する上記端面において、一方の端面の凹凸と他方の端面の凹凸とが噛み合わされて連結されることで、これらのクローラユニットが連結されている弾性クローラ。
2. 上記クローラユニットが、その幅方向の中央において、その回転方向の両端のそれぞれに凹部を備えており、この凹部の幅方向外側において、隣接する上記クローラユニットが接している請求項１に記載の弾性クローラ。
3. 上記転輪通過部の両端面の凹凸のそれぞれが、一つの突部と一つの陥部とで形成されている請求項１又は２に記載の弾性クローラ。
4. 上面視における上記クローラユニットの中心を通りこのクローラユニットの厚み方向に延びる軸のまわりに上記芯金を１８０°回転させたときのこの芯金の形状が、回転前の上記芯金の形状と一致する請求項１から３のいずれかに記載の弾性クローラ。
5. 上記クローラを構成する上記クローラユニットに、第一クローラユニット及び第二クローラユニットが存在しており、
   上面視における上記第一クローラユニットの中心を通りこの第一クローラユニットの厚み方向に延びる軸のまわりに上記第一クローラユニットを１８０°回転したときのこの第一クローラユニットの形状が、上記第二クローラユニットの形状と一致する請求項４に記載の弾性クローラ。
6. 上記センター部及びそれぞれの輪転通過部が板状を呈している、請求項１から５のいずれかに記載の弾性クローラ。
7. いずれの輪転通過部も、回転方向において、上記センター部から突出している請求項１から６のいずれかに記載の弾性クローラ。
8. 上記センター部と上記ガイド用突起と上記転輪通過部とが一体として形成されている、請求項１から７のいずれかに記載の弾性クローラ。
9. この弾性クローラが走向装置に装着されたとき、この走行装置の転輪が、上記転輪通過部の凹凸上を通過するように、この凹凸が設けられている請求項１から８のいずれかに記載の弾性クローラ。
   

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