説明

自動車用クローラの車輪構造

【課題】 無端ベルトを厚肉にしなくても損傷を防止できる自動車用クローラの車輪構造。
【解決手段】 ホイール30のリム36に、ゴム製で内部に空気が封入されて袋状とされ、かつ全体として環状に形成されたタイヤ42が取り付けられて、クローラの転輪を構成する。支軸26には、無端ベルト44の内面から所定の間隔hが構成されるように所定の径とされたガイド盤38が装着されている。クローラが路面の突起に乗り上げると、タイヤ42が径方向内側に弾性的に凹んで突き上げ荷重を吸収し、無端ベルト44の損傷を防止する。ガイド盤38はホイール30及びタイヤ42と別体なので、軸方向の位置の変更や取り付け、取り外しを容易に行うことができる。

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、駆動輪を駆動回転させることによって、駆動輪及び転輪(弾性転輪)に巻き掛けられた無端ベルトを巻掛方向へ循環させて自動車を走行させる自動車用クローラの車輪構造に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車には、エンジン等の駆動手段の駆動力を受けて駆動輪を回転させ、この駆動輪及び転輪に巻き掛けた無端ベルトを循環させる、いわゆるクローラによって走行するものがある。このようなクローラの構造の一例が、特開平6−305456号公報に示されている。
【0003】図9に示されるように、このクローラ100では、駆動輪102と同軸的にかつ揺動可能に転輪板104が軸支されている。転輪板104には、駆動輪102の下方位置に前側転輪106、後側転輪108及び中間転輪114が取り付けられており、駆動輪102、前側転輪106及び後側転輪108のまわりに装着された無端ベルト110が、駆動輪102の駆動力を受けて循環する。
【0004】上記したクローラ100を含め、一般的なクローラでは、前側転輪106、後側転輪108及び中間転輪114が硬質の金属によって形成されている。これによって、無端ベルト110の位置及び方向が確実に決まり、例えば、車両が左右に旋回した場合等でも、無端ベルト110が幅方向にずれない。
【0005】しかし、このように前側転輪106、後側転輪108及び中間転輪114が硬質の金属で形成されていると、クローラ100が路面の凹凸や突起等を通過する際の突き上げ荷重により、凹凸や突起と転輪106との間で無端ベルト110が強く挟まれる。このため、無端ベルト110は損傷を防止すべく厚肉に形成する必要があり、重量増となる。また、無端ベルト110を厚肉にすると、屈曲抵抗が大きくなり、自動車の走行抵抗が増え、特に高速走行時には多くの走行エネルギーが必要となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事実を考慮し、無端ベルトを厚肉にしなくても損傷を防止できる自動車用クローラの車輪構造を得ることを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明では、駆動力を受けて回転する駆動輪と、前記駆動輪の下方に配置され、少なくとも1つが半径方向に弾性変形可能な環状の弾性転輪とされた複数の転輪と、前記駆動輪及び前記転輪に巻き掛けられ駆動輪の回転により巻掛方向へ循環する無端ベルトと、前記弾性転輪と別体に設けられ、前記無端ベルトの内面に形成された突部に当接して無端ベルトの幅方向移動を制限する制限手段と、を有することを特徴とする。
【0008】駆動輪が回転すると、この回転力を受けて無端ベルトが循環し、自動車が走行する。
【0009】駆動輪の下方に配置された複数の転輪のうちの少なくとも1つは、半径方向に弾性変形可能な環状の弾性転輪なので、クローラが路面の突起や段差に衝突し、これら突起や段差と弾性転輪との間で無端ベルトが挟まれた場合には、弾性転輪が半径方向に弾性変形して、衝突のエネルギーを吸収する。このため、無端ベルトを厚肉にしなくても損傷を防止でき、衝撃音も発生しない。
【0010】なお、一般的には、駆動輪の下方には複数の転輪(前側転輪、後側転輪、中間転輪等)が配置されるが、これらすべての転輪を弾性転輪とする場合に限らず、任意の転輪のみを弾性転輪としても、この弾性転輪と突起や段差との間に無端ベルトが挟まれた場合に、無端ベルトの損傷を防止できる。
【0011】無端ベルトが幅方向に移動すると、無端ベルトの内面に形成された突部が制限手段に当接し、無端ベルトの幅方向の移動が制限される。このため、無端ベルトの外れが防止される。
【0012】制限手段は、弾性転輪と別体に設けられているので、制限手段を交換する場合には、交換が容易になる。すなわち、例えば制限手段を弾性転輪に一体的に取り付けた場合には、一旦弾性転輪を取り外し、さらに弾性転輪から制限手段を取り外す必要があるが、本発明の自動車用クローラの車輪構造では、その必要がない。また、制限手段を弾性転輪と別体で設けたことで、制限手段の位置を弾性転輪の位置に関係なく設定することができる。
【0013】制限手段の形状は特に限定されないが、例えば、弾性転輪の転輪軸と同軸の円盤状に形成することができる。このような形状とすることにより、弾性転輪の回転角度に関わらず、制限手段は常に突部と当接可能な状態を維持することができる。
【0014】請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の発明において、前記制限手段が、前記弾性転輪と同軸の円盤状に形成されたガイド盤であり、前記ガイド盤に、このガイド盤が部分的に厚肉とされた厚肉部が設けられていることを特徴とする。
【0015】このように厚肉部が設けられたことにより、ガイド盤の固有振動数が低くなる。このため、例えば、クローラが路面の突起や段差に衝突し、無端ベルトを介して作用した衝撃力によってガイド盤が振動して、いわゆる打音が発生した場合でも、ガイド盤の振動が、厚肉部が設けられていないものと比較して、短時間で減衰する。この結果、打音が小さくなる。
【0016】なお、厚肉部が設けられたガイド盤の製造方法は特に限定されないが、例えば、軽合金等を用いて一体的に鋳造することができる。これにより、ガイド盤の製造工程で溶接等を行う必要がなくなるので、ガイド盤の製造が容易になる。
【0017】請求項3に記載の発明では、請求項2に記載の発明において、前記厚肉部が、前記ガイド盤の外周に設けられていることを特徴とする。
【0018】このように、厚肉部をガイド盤の外周に設けたことにより、ガイド盤の外周の強度が高められている。このため、例えば、路面から無端ベルトを介してガイド盤に衝撃力が作用した場合には、衝撃力の入力側に強度の高い部位が存在するとになり、ガイド盤の損傷を効果的に防止することができる。
【0019】請求項4に記載の発明では、請求項2又は請求項3に記載の発明において、前記ガイド盤に、このガイド盤を板厚方向に貫通する貫通孔が形成されていることを特徴とする。
【0020】このような貫通孔が設けられていないガイド盤では、ガイド盤の面全体が打音の放射面として作用するが、貫通孔を設けたことによってガイド盤の放射面が小さくなるので、ガイド盤の振動によって生じる打音も小さくなる。
【0021】貫通孔の位置は特に限定されないが、例えば、弾性転輪と対向する位置に設けることができる。この場合には、ガイド盤と弾性転輪との間に異物が入り込んでも、異物は貫通孔から排出されるので、ガイド盤と弾性転輪との間に挟まれない。また、異物が貫通孔から排出されずにガイド盤と弾性転輪との間に挟まれてしまったときでも、貫通孔から手等を差し入れて異物を容易に取り除くことができる。
【0022】請求項5に記載の発明では、請求項1〜請求項4のいずれかに記載の発明において、前記制限手段に、この制限手段に作用した所定値以上の外力によって制限手段を破損させる脆弱部が設けられていることを特徴とする。
【0023】このため、例えば、クローラが路面の突起や段差に衝突し、無端ベルトを介してガイド盤に所定値以上の外力が作用すると、脆弱部によって制限手段が破損される。このため、ガイド盤が変形して弾性転輪に接触することがなく、車両の走行に影響を与えない。
【0024】また、ガイド盤に作用した外力のエネルギーが制限手段の破損によって吸収されるので、このエネルギーが自動車の車体や、クローラを構成する他の構成要素等に作用しない。
【0025】
【発明の実施の形態】図1には、本発明の第1の実施の形態に係る自動車用クローラの車輪構造を採用したクローラ10が示されている。
【0026】このクローラ10は、車体12(図7参照)に支持された駆動軸14を有している。駆動軸14は、車体12に搭載されたエンジン(図示省略)の駆動力を受けて回転する。駆動軸14には、径方向外側に向かう歯が周方向に所定間隔で形成されたスプロケット状の駆動輪16が同軸的に固定されている(図1ではこの歯の図示を省略)。従って、この駆動輪16が駆動軸14と共に、エンジンの駆動力によって回転する。
【0027】駆動軸14には、フレーム20が軸支されている。このフレーム20は側面視にて、下方に向かうに従って幅広の三角形状とされ、さらにこの三角形状の下端部で車両前方側及び後方側にアーム状に延出されて、全体として略逆T字状に形成されている。三角形状の頂角の近傍に形成された軸支孔22には駆動軸14が挿通されており、これによって、フレーム20が駆動軸14回りに揺動可能となっている。
【0028】フレーム20の底部には、複数(本実施の形態では4個)の軸支孔24が、図1左右対称の位置に形成されている。図2にも示すように、これらの軸支孔24には、ベアリング18を介して、支軸26が回転可能に、かつ軸方向に移動不能に挿通されている。
【0029】支軸26の両端近傍は径方向に拡径された円板状の取付板部28とされている。この取付板部28に、金属製のホイール30が複数のボルト32によって取り付けられている。
【0030】ホイール30は、外側ホイール部材60と、内側ホイール部材70と、で構成されている。外側ホイール部材60は略有底円筒状に形成されており、円板状のディスク部62と、ディスク部62の外周から延設された円筒状のリム部64及び、リム部64の延出端から径方向外側に延出され、さらに幅方向外側に延出されたフランジ66と、を有している。また、内側ホイール部材70も略有底円筒状に形成されており、ディスク部62と同径の円板状のディスク部72と、リム部64と同径で、ディスク部72の外周から延設された円筒状のリム部74、リム部74の延出端から延出されたフランジ76を有している。
【0031】そして、ディスク部62及びディスク部72にそれぞれ形成された取付孔(図示省略)を一致させてディスク部62とディスク部72とを面接触させ、取付孔にボルト32を挿通して、ホイール30(外側ホイール部材60及び内側ホイール部材70)が取付板部28に取り付けられている。この状態で、リム部64とリム部74とが一体となって、ホイール30のリム36を構成する。
【0032】リム36には、タイヤ42がホイール30と同軸的に取り付けられており、ホイール30とタイヤ42とが一体で回転する。タイヤ42はゴム製(チューブ入り)で、内部に空気が封入されて袋状とされ、かつ全体として環状に形成されている。
【0033】そして、それぞれのタイヤ42とホイール30とによって、図1に示すように、本発明の弾性転輪である前側転輪52、後側転輪54及び、前側転輪52と後側転輪54との間の中間転輪56が構成される(以下、本実施の形態において単に「弾性転輪」というときは、タイヤ42とホイール30とによって構成された前側転輪52、後側転輪54及び中間転輪56を指すものとする)。
【0034】駆動輪16、前側転輪52及び後側転輪54には、無端ベルト44が側面視にて略二等辺三角形状に巻きかけられている。この状態で、それぞれのタイヤ42は半径方向内側に弾性変形し、無端ベルト44に適正な張力を付与している。また、中間転輪56は、車両の荷重を支持している。
【0035】図2に示すように、無端ベルト44の幅方向中央には、無端ベルト44の長手方向に沿って突条46が形成されている。さらに、図1に示すように、突条46には、無端ベルト44の長手方向に沿って所定間隔で断続的に、複数の凹部48が形成されている(従って、各々の凹部48の間に突起50が形成されていることになる)。凹部48には、駆動輪16の図示しない歯が係合しており、駆動輪16の回転力が、この係合により無端ベルト44に伝えられて、無端ベルト44が循環する。
【0036】図2に示すように、タイヤ42とフレーム20との間には、弾性転輪とは別体で、ガイド盤38が配置されている。ガイド盤38は、図3にも詳細に示すように、円筒状に形成された挿通円筒部80と、この挿通円筒部80の軸方向一端の位置から、径方向外側に向かって形成された略円板状のガイド円板部82と、で構成されている。
【0037】挿通円筒部80の内径は、支軸26の外径と等しくなっており、挿通円筒部80の内側に支軸26が挿通される。挿通状態で、図示しないピン等の固定手段によってガイド盤38が支軸26に固定されて、ガイド盤38が支軸26と一体で回転するようになっている。
【0038】また、支軸26には、挿通円筒部80と取付板部28との間、及び挿通円筒部80とフレーム20との間に円筒状のスペーサ86、88が隙間無く装着されている。このスペーサ86、88によって、ガイド盤38が支軸26の軸方向に位置決めされている。スペーサ86、88の軸方向長さを変えることにより、ガイド盤38の位置を変更することができる。
【0039】ガイド円板部82は、挿通円筒部80が支軸26に装着されると共に、チューブ入りのタイヤ42に空気が封入され、かつ無端ベルト44が巻きかけられた状態で、その外周と無端ベルト44の内面との間に所定の間隔hが構成されるように、所定の径とされている。ガイド円板部82と突条46との間にも、無端ベルト44の幅方向に所定の隙間があくように、ガイド盤38の形状及びスペーサ88の長さが決められている。従って、2枚のガイド盤38が、突条46と所定の間隔をあけて対向して配置され、突条46の両側に位置していることになる。このように2枚のガイド盤38を突条46の両側に配置したことにより、車両走行中に無端ベルト44が幅方向に移動すると、突条46がガイド円板部82に当たって、無端ベルト44の移動が制限される。
【0040】また、ガイド円板部82の外縁部分には、ガイド円板部82の他の部分よりも厚肉とされた厚肉部84が、ガイド円板部82の全周にわたって形成されている。この厚肉部84によって、ガイド円板部82の強度が高められている。また、ガイド円板部82は、厚肉部84が形成されていないガイド円板部と比較して、固有振動数が低くなっている。
【0041】ガイド円板部82には、板厚方向にガイド円板部82を貫通する略扇形の貫通孔90が、周方向に所定間隔で複数形成されており、軽量化が図られている。また、貫通孔90が形成されていることにより、図3R>3からも分かるように、ガイド円板部82を軸方向に視たときの面積が、貫通孔90が形成されていないガイド円板部と比較して小さくなっている。このため、ガイド円板部82は、それ自体の振動によって空間に音の振動を放射する面(放射面)の面積が少なくなっており、ガイド円板部82から発生する放射音が小さくなる。
【0042】さらに、図2からも分かるように、フレーム20を挟んで対向する2枚のガイド円板部82の間に構成される空間が、貫通孔90によって、支軸26の軸方向に開放されていることになる。このため、この空間内で、ガイド円板部82からの放射音の反響が防止され、放射音が短時間で減衰する。
【0043】それぞれの貫通孔90の外周側には、周方向両端の位置に略楔状の切欠90Aが形成されている。この切欠90Aによって、ガイド円板部82には、部分的に径方向に薄肉とされた脆弱部92が形成されている(なお、図3では脆弱部92を一部のみ図示し、他は図示を省略しているが、切欠90Aのそれぞれに対応してガイド円板部82に脆弱部92が形成されている)。そして、ガイド円板部82に対して外部から系方向内側に向かって所定値以上の荷重が作用すると、図3に一点鎖線で示すように、脆弱部92に応力が集中してガイド円板部82が破断され、荷重のエネルギーが吸収されるようになっている。
【0044】ガイド盤38の材質としては、無端ベルト44が幅方向に移動して突条46が当たっても不用意に変形することなく、無端ベルト44の移動を制限できる強度を有するものであれば、限定されない。特に、本実施の形態のガイド盤38はそれ自体で独立しており、他の部材(例えば、ホイール30や支軸26)と一体化されていないので、独自の材質で形成することができる。例えば、軽合金を使用して一体的に鋳造してもよい。鋳造によって形成した場合には溶接等をする必要がないので、製造が容易になり、製造コストを低下させることが可能となる。
【0045】次に、本実施の形態に係る自動車用クローラの車輪構造の作用を説明する。
【0046】通常走行時には、駆動輪16の回転が、駆動輪16の図示しない歯から突起50に伝達されて無端ベルト44が循環し、車両が走行する。
【0047】無端ベルト44が前側転輪52、後側転輪54又は中間転輪56に対して幅方向に移動すると、この移動により突条46がガイド盤38に当たり、無端ベルト44の幅方向への移動が所定範囲に制限される。特に、クローラ10が装着された車両12(図7参照)が急旋回した場合には、前側転輪52、後側転輪54又は中間転輪56に対して無端ベルト44が幅方向へ大きく移動しようとするが、この移動が制限されるため、無端ベルト44の外れが防止されると共に、車両12は確実に旋回できる。
【0048】クローラ10が、例えば目地段差等の凹凸上を走行する際には、凹凸からの荷重により、衝撃音を伴う振動(いわゆるハーシュネス)が発生しようとするが、本実施の形態に係るクローラ10では、タイヤ42で構成された前側転輪52、後側転輪54及び中間転輪56(いずれも図1参照)が弾性変形して径方向内側に凹み、路面の凹凸からの衝撃を吸収するので、ハーシュネスが小さくなる。
【0049】中間転輪56が弾性的な凹みとこの凹みの復元を繰り返すと、無端ベルト44と中間転輪56との接触点が上下振動しようとしたり、クローラ10全体が駆動軸14を中心として回転振動しようとしたりする。そして、これらの振動が、無端ベルト44の接地面を車両前後方向に振動させ、車両全体を前後方向に揺する、いわゆるサージ現象が発生する原因となる。しかし、本実施の形態に係るクローラ10では、前側転輪52及び後側転輪54がタイヤ42で構成されているので、前側転輪52及び後側転輪54の弾性変形によって無端ベルト44の車両前後方向の振動が吸収され、サージ現象が緩和される。
【0050】同様に、駆動輪16の駆動と制動とを短時間で繰り返し行った場合にも、サージ現象の発生の原因となるが、この場合でも、前側転輪52及び後側転輪54の弾性変形によって無端ベルト44の車両前後方向の振動が吸収され、サージ現象が緩和される。
【0051】また、悪路走行によってクローラ10に車両先後方向の荷重が作用した場合でも、前側転輪52及び後側転輪54が弾性的に凹むことで、この荷重が吸収される。
【0052】図5に示すように、クローラ10(図1参照)が路面の段差Tに当たった場合には、この段差Tからクローラ10が車両後方側に押し戻し荷重を受ける。しかし、タイヤ42で構成された前側転輪52が径方向内側に弾性的に凹むことで、この衝撃のエネルギーがタイヤ42の弾性エネルギーとして一時的に蓄積されるので、車体12(図7参照)に大きな荷重が作用しない。このため、クローラ10が路面の段差Tに当たった場合を考慮して、車体12の強度をあらかじめ高めておく必要がなくなる。
【0053】また、このとき、段差Tと前側転輪52との間で無端ベルト44を挟むことになるが、前側転輪52が弾性的に凹むことで、無端ベルト44を挟む力が小さくなる。このため、段差Tと前側転輪52との間で無端ベルト44が強く挟まれた場合の損傷を防止すべく、無端ベルト44を厚肉に形成する必要がなくなり、クローラ10の軽量化を図ることができる。さらに、無端ベルト44を厚肉に形成しないので、高速での走行が可能となる。無端ベルト44のころがり抵抗も低くなるので、高速走行に必要な走行エネルギーも少なくてすむ。
【0054】前側転輪52が凹むことで、段差Tへの乗り上げ能力も向上する。すなわち、図9に示すように、金属製の前側転輪106が採用された従来のクローラ100の場合には、段差Tをクローラ100が乗り越えるためには、駆動輪102の回転軸回りに図7時計周り方向の力のモーメントMが発生する必要があるが、このモーメントMは、図6に示すように、クローラ100の押し込み力(車両進行方向に沿ってクローラ100が段差Tを押す力)をF、この押し込み力Fの反力をF’、押し込み力Fの作用点Pにおける無端ベルト44の接線方向成分をFT 、押し込み力Fの作用点Pにおける無端ベルト44の法線方向成分をFV 、クローラ10の駆動力の乗り越え方向(駆動輪16の周方向)成分をFTT、駆動輪16の回転軸の軸心と反力F’との距離をH、駆動輪16の回転軸の軸心とFTTとの距離をLとすると、
【0055】
【数1】


で表される。従って、段差Tの高さが高くなるとFT が小さくなり、モーメントMも小さくなって、段差Tに対する乗り越え能力が低くなる。また、駆動輪16に駆動力が作用しない場合(例えば、後輪駆動の自動車の前輪)には、上式においてFTT=0となるため、さらに乗り越え能力が低下する。
【0056】これに対し、本実施の形態に係るクローラ10では、図5に示すように、タイヤ42で構成された前側転輪52が段差Tに押されて径方向内側に弾性的に凹むため、駆動軸14が実質的に車両進行方向に移動すると共に、図9に示すクローラ100の場合と比較して、段差Tとの接触面が車両前方側に傾き、押し込み力の接線方向成分FT が大きくなる。このため、段差Tに対する乗り越え能力が高くなっている。
【0057】また、図1に示すように、このクローラ10では、駆動軸14回りに揺動可能なフレーム20に、前側転輪52、後側転輪54及び中間転輪56が支持されている。このため、図7に示すように、段差T乗り上げ時には、駆動軸14を中心として図7時計周り方向に、前側転輪52、後側転輪54及び中間転輪56が一体となって揺動し、段差Tに乗り上げる。これにより、前側転輪52が段差Tに乗り上げる時の駆動軸14の上昇量は段差Tの高さと比較して僅かとなり、車両全体も僅かに上昇するのみである。これに対し、図8に示すように、通常のタイヤ112で車輪が構成されている場合には、段差Tへの乗り上げ時に、車体12の上昇量が段差Tの高さと等しくなる。
【0058】車両の走行に伴って、路面からクローラ10に作用する振動により、駆動輪16と前側転輪52との間の無端ベルト44が、その両端(すなわち、駆動輪16との接触端及び前側転輪52との接触端)を節として弦振動しようとする。しかし、本実施の形態に係るクローラ10では、前側転輪52を弾性変形可能なタイヤ42で構成したので、前側転輪52の節が固定されず、弦振動が緩和される。また、弦振動に伴ううなり音も減少する。
【0059】同様に、駆動輪16と後側転輪54との間の無端ベルト44に関しても、後側転輪54を弾性変形可能なタイヤ42で構成したので、この後側転輪54の節が固定されず、弦振動が緩和され、うなり音が減少する。
【0060】図4に示すように、クローラ10が路面の突起Sに乗り上げた場合においても、段差Tに当たった場合と同様、この突起Sからの突き上げ荷重を直接受けた転輪(図3では、一例として中間転輪56としている)を構成するタイヤ42が、径方向内側に弾性的に凹む。この弾性的な凹みにより、突き上げ荷重が吸収され、車体12に大きな突き上げ荷重が作用しないので、このような大きな突き上げ荷重を考慮して車体12を強固に形成する必要がなくなる。また、無端ベルト44が傷つくこともない。
【0061】クローラ10が段差Tや突起S等に当たってタイヤ42が径方向内側に凹むと、この凹んだ部分の近傍の無端ベルト44がクローラ10の内側(無端ベルト44によって構成される三角形の内側)に移動するため、無端ベルト44の他の部分に弛みが生じることがある。特に、前側転輪52又は後側転輪54を構成するタイヤ42が凹んだ場合には、中間転輪56を構成するタイヤ42が凹んだ場合よりも無端ベルト44の弛みが多くなる。しかし、本実施の形態のクローラ10では、無端ベルト44の内面がガイド盤38のガイド円板部82の外周に当たることで、クローラ10内側への無端ベルト44の部分的な移動が一定範囲(図2に示す間隔hに等しい)に制限されるため、結果的に、無端ベルト44の弛みも一定範囲に制限される。このため、無端ベルト44が弾性転輪から外れたり、無端ベルト44の凹部48が駆動輪の歯(図示省略)から外れたりすることがない。
【0062】なお、上記したように、前側転輪52又は後側転輪54を構成するタイヤ42が凹んだ場合の方が、中間転輪56を構成するタイヤ42が凹んだ場合よりも無端ベルト44の弛みが多くなる。従って、無端ベルト44の弛みを効果的に一定範囲に制限するためには、前側転輪52及び後側転輪54における間隔hを、中間転輪56における間隔hよりも小さく設定しておくことが好ましい。
【0063】タイヤ42は突起Sを通過すると弾性復元し、突起S通過前の形状(図2参照)に戻る。
【0064】タイヤ42の凹み量(変形前のタイヤ42の半径と、タイヤ42が最も変形したときの最小の半径との差)が、無端ベルト44の内面とガイド盤38の外周との間隔h(図2参照)を越えた場合には、無端ベルト44の内面がガイド盤38の外周に当るので、ガイド盤38のガイド円板部82が振動し、いわゆる打音が発生する。しかし、本実施の形態のクローラ10では、ガイド円板部82の外縁部分に形成された厚肉部84によって、厚肉部84が形成されていないガイド円板部と比較して固有振動数が低くなっている。このため、ガイド円板部82の振動が短時間で減衰し、打音が低減する。また、ガイド円板部82に形成された貫通孔90によってガイド円板部82自体の放射面が狭くなっており、ガイド円板部82から放射される打音が小さくなる。さらに、対向する2枚のガイド円板部82の間に構成される空間が、貫通孔90によって、支軸26の軸方向に開放されているので、この空間内で、ガイド円板部82からの放射音の反響せず、放射音が短時間で減衰する。
【0065】無端ベルト44がガイド盤38のガイド円板部82の外縁に衝撃的に当たって、ガイド円板部82に、径方向内側へ所定値以上の荷重が作用した場合には、脆弱部92に応力が集中して破断される。これにより、荷重のエネルギーが吸収されるので、このエネルギーを考慮して、車体12やフレーム20、支軸26等を強固に成形する必要がない。また、車体12やフレーム20、支軸26等の損傷も防止される。
【0066】また、このようにガイド円板部82は径方向内側への荷重によって部分的に破断され、タイヤ42側やフレーム20側に折れ曲がることがない。この結果、折れ曲がったガイド盤38がタイヤ42に食い込んでタイヤ42をパンクさせたり、変形したガイド盤38がフレーム20に当たって異音を発生させたりすることもない。
【0067】さらに、ガイド盤38がこのように破損されることで、無端ベルト44はガイド盤38に当たっても傷つかないので、無端ベルト44の損傷を防止すべく、間隔h(図2参照)を大きくとる必要がない。このように、間隔hを小さく設定することにより、無端ベルト44が幅方向に移動した場合の突条46とガイド盤38との接触面積が広くなるので、無端ベルト44の幅方向への移動を制限する効果が大きくなる。
【0068】ガイド盤38は支軸26と共に回転するので、無端ベルト44の内面とガイド盤38の外周とが接した状態で、無端ベルト44が循環しても、ガイド盤38の外周と無端ベルト44の内面とが擦れてしまわない。このため、いわゆる擦れ音が発生せず、また、無端ベルト44の損傷も防止される。
【0069】ガイド盤38が破損した場合には、新たなガイド盤38に交換する必要が生じるが、本実施の形態のクローラ10では、ガイド盤38を弾性転輪とは別体に形成しているので、交換を容易に行うことができる。すなわち、ガイド盤38を弾性転輪のホイール30と一体で形成した場合には、弾性転輪を支軸26の取付板部28から取り外した後、さらに、弾性転輪を構成するタイヤ42をホイール30から取り外すことによって初めて、破損したガイド盤を交換することができる。これに対し、本実施の形態のクローラ10では、弾性転輪を取付板部28から取り外すのみで、スペーサ86、88を支軸26から抜き出し、ガイド盤38を交換することができる。
【0070】また、弾性転輪を取付板部28から取り外し、長さの異なるスペーサ86、88に交換することで、ホイール30及びタイヤ42の位置を変更することなく、ガイド盤38の軸方向の位置を変更することもできる。タイヤ42が軸方向に移動しないので、無端ベルト44の内面の、タイヤ42と当接している部位が移動せず、タイヤ42から無端ベルト44に作用する張力や、無端ベルト44の接地面圧が変化しない。これに対し、ガイド盤38を弾性転輪のホイール30と一体で形成した場合には、ガイド盤38の軸方向位置を変更するために、ホイール30及びタイヤ42を全体的に軸方向に移動させる必要があり、無端ベルト44の内面の、タイヤ42と当接している部位が移動する。このため、タイヤ42から無端ベルト44に作用する張力や、無端ベルト44の接地面圧が変化してしまうおそれがある。
【0071】なお、ガイド盤38の位置によっては、スペーサ86、88のいずれか一方を省略してもよい。
【0072】車両の走行により、路面の石等の異物がタイヤ42とガイド盤36のガイド円板部82との間に入ることがあるが、ガイド円板部82に形成された貫通孔90によってこれらの異物が排出されるので、異物はタイヤ42とガイド円板部82とに挟み込まれない。また、ガイド円板部82のうち貫通孔90が形成されていない部分とタイヤ42との間に異物が挟み込まれても、貫通孔90から手等を差し入れることにより、この異物を容易に取り除くことができる。
【0073】なお、上記説明においては、前側転輪52、後側転輪54及び中間転輪56の全てが、タイヤ42及びホイール30で構成された弾性転輪とされているものを例として説明したが、これらすべての転輪を弾性転輪とする必要はなく、これらのうちの任意の転輪を弾性転輪としてもよい(前側転輪52、後側転輪54又は中間転輪56のうちのいずれか一つであってもよい)。この場合でも、弾性転輪を構成するタイヤ42が弾性的に半径方向内側に凹むことで、路面の凹凸等からの突き上げ荷重を吸収できる。また、弾性転輪対応してガイド盤38(図2参照)を設ければ、無端ベルト44の外れを防止できる。
【0074】弾性転輪は、必ずしも上記した空気入りのタイヤ42で構成されている必要はなく、要するに、半径方向内側に弾性変形可能な環状に形成されていればよい。例えば、袋状とされず内部までゴムで形成された総ゴムタイヤであってもよいし、ゴムに限らず、弾性変形する合成樹脂等の弾性体で形成されていてもよい。
【0075】また、ガイド盤38としても、上記したものに限られず、無端ベルト44が幅方向に移動してときに、突条46が当接して無端ベルト44の移動を制限するものであればよい。例えば、円筒ゴム部84から径方向外側に向かって放射状に複数のスポークが突設されたものや、これらスポークの先端を結ぶリング状のガイドリングが形成されたものであってもよい。さらに、これらのスポークを幅広に形成して、ガイドリングを省略してもよい。
【0076】貫通孔90の数及び形状としても、上記したものに限られず、ガイド円板部82を板厚方向に貫通する貫通孔が、少なくとも1つ形成されていればよい。同様に、切欠90Aの形状、位置及び数としても、上記したものに限られず、要するに、ガイド円板部82に径方向内側へ所定値以上の荷重が作用したときに、ガイド円板部82を破損させるように、ガイド円板部82の一部に脆弱部を構成するものであればよい。
【0077】ガイド盤38の取付け位置も上記したものに限られず、無端ベルト44の幅方向への移動によって、突条46が当接して、無端ベルト44の移動が制限される位置であればよい。特に、本実施の形態のクローラ10では、ガイド盤38を弾性転輪とは別体に形成しているので、ホイール30や支軸26とは無関係に、任意の位置に設けることができる。例えば、ガイド盤38をフレーム20や車体12に、回転可能又は回転不能に取り付けてもよい。
【0078】厚肉部84の位置は、ガイド円板部82の振動による打音を低減する目的のためには、特にガイド円板部82の外縁部分に限定されず、ガイド円板部82のどの位置に形成されていてもよい。すなわち、厚肉部84が形成されている部分は厚肉部84が形成されていない部分よりも低い固有振動数を有するので、打音が低減する。
【0079】本発明の自動車用クローラの車輪構造が適用されるクローラとしても、上記した構造のクローラ10に限定されない。例えば、図9に示すクローラ120(以下、このクローラ120に関し、クローラ10と同一の構成要素については同一符号を付して説明を省略する)では、駆動軸14に固定フレーム122が、駆動軸14回りに回転不能に組付けられ、固定フレーム122の下部に、揺動フレーム124がベアリングを介して揺動可能に軸支されている。揺動フレーム124に、前側転輪52、後側転輪54及び中間転輪56が回転可能に取り付けられており、揺動フレーム124の揺動中心が、前側転輪52と後側転輪54とを結ぶ線分Qよりも所定距離だけ下方へオフセットされている。これにより、クローラ120が路面の突起等に乗り上げたときの乗り上げ能力を高く維持しつつ、狭い設置スペース126であっても揺動フレーム124を揺動可能としている。また、固定フレーム122には、支持板128が一体的に形成され、さらに支持板128の底面には、車両前方側及び車両後方側にゴム体130が固着されている。揺動フレーム124の揺動は、揺動フレーム124がゴム体130に当たって一定範囲に制限される。
【0080】このような構造のクローラ120においても、前側転輪52、後側転輪54及び中間転輪56を構成するタイヤ42及びフレーム20(共に図2参照)と別体で、ガイド盤38(図2及び図3参照)を配置することにより、本発明の自動車用クローラの車輪構造を適用することができる。
【0081】
【発明の効果】請求項1に記載の発明では、駆動力を受けて回転する駆動輪と、前記駆動輪の下方に配置され、少なくとも1つが半径方向に弾性変形可能な環状の弾性転輪とされた複数の転輪と、前記駆動輪及び前記転輪に巻き掛けられ駆動輪の回転により巻掛方向へ循環する無端ベルトと、前記弾性転輪と別体に設けられ、前記無端ベルトの内面に形成された突部に当接して無端ベルトの幅方向移動を制限する制限手段と、を有するので、無端ベルトを厚肉にしなくても損傷を防止でき、衝撃音も発生しない。また、無端ベルトの外れが防止される。さらに、制限手段を交換する場合には、交換が容易になると共に、制限手段の位置を弾性転輪の位置に関係なく設定することができる。
【0082】請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の発明において、前記制限手段が、前記弾性転輪と同軸の円盤状に形成されたガイド盤であり、前記ガイド盤に、このガイド盤が部分的に厚肉とされた厚肉部が設けられているので、ガイド盤の固有振動数が低くなり、ガイド盤の振動によって生じる打音が小さくなる。
【0083】請求項3に記載の発明では、請求項2に記載の発明において、前記厚肉部が、前記ガイド盤の外周に設けられているので、ガイド盤の外周の強度が高められ、ガイド盤の損傷を効果的に防止することができる。
【0084】請求項4に記載の発明では、請求項2又は請求項3に記載の発明において、前記ガイド盤に、このガイド盤を板厚方向に貫通する貫通孔が形成されているので、ガイド盤の放射面が小さくなり、ガイド盤の振動によって生じる打音が小さくなる。また、ガイド盤と弾性転輪との間に異物が挟まれない。
【0085】請求項5に記載の発明では、請求項1〜請求項4のいずれかに記載の発明において、前記制限手段に、この制限手段に作用した所定値以上の外力によって制限手段を破損させる脆弱部が設けられているので、無端ベルトを介してガイド盤に所定値以上の外力が作用すると、脆弱部によって制限手段が破損される。このため、ガイド盤が変形して弾性転輪に接触することがなく、車両の走行に影響を与えない。
【0086】また、ガイド盤に作用した外力のエネルギーが制限手段の破損によって吸収されるので、このエネルギーが自動車の車体や、クローラを構成する他の構成要素等に作用しない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る自動車用クローラの車輪構造が採用されたクローラを示す側面図である。
【図2】図1に示すクローラのII−II線断面図である。
【図3】本発明の一実施の形態に係る自動車用クローラの車輪構造に使用されるガイド盤を示す側面図である。
【図4】本発明の第1の実施の形態に係る自動車用クローラの車輪構造が採用されたクローラが突起に乗り上げた状態を示す側面図である。
【図5】図1に示すクローラが段差に乗り上げる状態を示す前側転輪付近の側面図である。
【図6】従来のクローラが段差に乗り上げる状態を示す側面図である。
【図7】図1に示すクローラが段差に乗り上げる状態を示す車両の側面図である。
【図8】前輪としてタイヤが採用された車両が段差に乗り上げる状態を示す側面図である。
【図9】本発明の自動車用クローラの車輪構造が適用可能なクローラの図1と異なるタイプを示す側面図である。
【図10】従来のクローラを示す側面図である。
【符号の説明】
10 クローラ
16 駆動輪
30 ホイール(弾性転輪)
38 ガイド盤(制限手段)
42 タイヤ((弾性転輪)前側転輪、後側転輪、中間転輪)
44 無端ベルト
50 突条(突部)
52 前側転輪(弾性転輪、転輪)
54 後側転輪(弾性転輪、転輪)
56 中間転輪(弾性転輪、転輪)
84 厚肉部
90 貫通孔
92 脆弱部
120 クローラ

【特許請求の範囲】
【請求項1】 駆動力を受けて回転する駆動輪と、前記駆動輪の下方に配置され、少なくとも1つが半径方向に弾性変形可能な環状の弾性転輪とされた複数の転輪と、前記駆動輪及び前記転輪に巻き掛けられ駆動輪の回転により巻掛方向へ循環する無端ベルトと、前記弾性転輪と別体に設けられ、前記無端ベルトの内面に形成された突部に当接して無端ベルトの幅方向移動を制限する制限手段と、を有することを特徴とする自動車用クローラの車輪構造。
【請求項2】 前記制限手段が、前記弾性転輪と同軸の円盤状に形成されたガイド盤であり、前記ガイド盤に、このガイド盤が部分的に厚肉とされた厚肉部が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の自動車用クローラの車輪構造。
【請求項3】 前記厚肉部が、前記ガイド盤の外周に設けられていることを特徴とする請求項2に記載の自動車用クローラの車輪構造。
【請求項4】 前記ガイド盤に、このガイド盤を板厚方向に貫通する貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の自動車用クローラの車輪構造。
【請求項5】 前記制限手段に、この制限手段に作用した所定値以上の外力によって制限手段を破損させる脆弱部が設けられていることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の自動車用クローラの車輪構造。

【図1】
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【図3】
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【図4】
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【図2】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2000−16358(P2000−16358A)
【公開日】平成12年1月18日(2000.1.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願平10−180834
【出願日】平成10年6月26日(1998.6.26)
【出願人】(000003207)トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】(000110251)トピー工業株式会社 (255)