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技術 弾性クローラおよび弾性クローラ駆動機構

出願人 株式会社ブリヂストン
発明者 水澤崇
出願日 2015年2月13日 (4年5ヶ月経過) 出願番号 2015-026511
公開日 2016年8月18日 (2年11ヶ月経過) 公開番号 2016-147621
状態 特許登録済
技術分野 自動車の製造ライン・無限軌道車両・トレーラ 巻き掛け伝動装置
主要キーワード 曲げ中心線 円周ピッチ 断面輪郭形状 歯元面 無端帯状体 曲げ中心 基準円 各時系列
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年8月18日)のものです。
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図面 (9)

課題

弾性クローラおよびスプロケット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。

解決手段

本発明は、無端帯状体11に複数の係合部12が配設され、当該係合部12がスプロケット20の歯22と係合可能な弾性クローラ10および弾性クローラ駆動機構100である。係合部12がスプロケット20の歯溝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。

概要

背景

弾性クローラ芯金に、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既知である(例えば、特許文献1参照)。

概要

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。本発明は、無端帯状体11に複数の係合部12が配設され、当該係合部12がスプロケット20の歯22と係合可能な弾性クローラ10および弾性クローラ駆動機構100である。係合部12がスプロケット20の歯溝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。

目的

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

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項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ことを特徴とする、弾性クローラ。

請求項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。

請求項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。

請求項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、ことを特徴とする、弾性クローラ駆動機構

請求項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。

技術分野

0001

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。

背景技術

0002

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)。

先行技術

0003

特開2010−47173号公報

発明が解決しようとする課題

0004

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。

0005

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。

0006

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。

課題を解決するための手段

0007

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ことを特徴とする。
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。

0008

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。

0009

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。

0010

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ことを特徴とする。
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。

0011

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。

発明の効果

0012

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。

図面の簡単な説明

0013

(a)は、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り、(b)は、図1(a)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。
(a)は、本発明の一実施形態に係る芯金を示す模式側面図であり、(b)は、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。
(a)は、本発明の一実施形態に係る突起を示す模式側面図であり、(b)は、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。
(a)は、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り、(b)は、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。

実施例

0014

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。

0015

図1(a)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。

0016

ここで、図2(a)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2(a)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1(a)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。

0017

図2(a)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2(a)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。

0018

図1(a),(b)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1(b)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。

0019

さらに、本実施形態では、図1(b)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。

0020

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1(a)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。

0021

なお、本実施形態では、図1(a)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1(b)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。

0022

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。

0023

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。

0024

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。

0025

すなわち、本実施形態では、図1(b)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。

0026

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。

0027

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。

0028

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。

0029

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。

0030

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。

0031

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。

0032

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。

0033

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。

0034

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。

0035

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。

0036

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2(a)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。

0037

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。

0038

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2(a)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。

0039

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。

0040

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2(a)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。

0041

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。

0042

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。

0043

具体例としては、図2(a)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。

0044

図2(a)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2(a)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。

0045

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。

0046

ここで、図1(a)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。

0047

図1(a)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。

0048

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。

0049

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。

0050

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。

0051

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。

0052

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。

0053

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。

0054

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。

0055

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。

0056

また、芯金12の係合面12bの断面円弧形状は、図2(a)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。

0057

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。

0058

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。

0059

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。

0060

図2(b)は、芯金12の他の実施形態である。図2(b)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。

0061

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。

0062

図5(a)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5(a)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。

0063

図5(b)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5(b)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。

0064

図6(a),(b)は、それぞれ、図2(a),(b)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6(a)では、A=70°、図6(b)では、A=60°が挙げられる。

0065

また、本発明によれば、図2(b)の芯金12は勿論、図5(a),(b)のような、ゴム等の弾性材料からなる突起15や、図2(a),(b)の変形例である、図6(a),(b)の芯金12も、図2(a)の芯金12と同様の機能を奏する。

0066

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。

0067

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。

0068

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

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