特許 7394698 ゴムクローラの起動輪、駆動機構、及び車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-30

(45)【発行日】2023-12-08

(54)【発明の名称】ゴムクローラの起動輪、駆動機構、及び車両

(51)【国際特許分類】

   B62D 55/12 20060101AFI20231201BHJP

【ＦＩ】

B62D55/12 A

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020080733

(22)【出願日】2020-04-30

(65)【公開番号】P2021172320

(43)【公開日】2021-11-01

【審査請求日】2022-07-20

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000239127

【氏名又は名称】福山ゴム工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100162868

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 英輔

(74)【代理人】

【識別番号】100161702

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 宏之

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(72)【発明者】

【氏名】岩▲崎▼ 宏司

(72)【発明者】

【氏名】木曽 毅彦

【審査官】長谷井 雅昭

(56)【参考文献】

【文献】特開平０７－２０５８５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１７８９６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－２０５８５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１４５２３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６３－０６３２７９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０４－２７１９７７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６２Ｄ ５５／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸線を中心とした環状をなして、周方向に配置された複数の歯部を有するスプロケット部と、
前記スプロケット部と同軸かつ一体に設けられているとともに、外周面が前記軸線を中心として前記スプロケット部の最大外径よりも大きい外径を有する円筒面とされたリング部と、
を有し、
前記スプロケット部の歯部の表面の摩擦係数よりも、前記リング部の前記円筒面の摩擦係数が大きい、ゴムクローラの起動輪。

【請求項2】

前記スプロケット部と前記リング部はそれぞれ表面の摩擦係数が異なる材料で形成されている請求項１に記載のゴムクローラの起動輪。

【請求項3】

前記軸線を中心とした筒状のホイール本体と、
該ホイール本体に着脱可能に取り付けられた前記スプロケット部、及び前記リング部と、
を有する請求項１又は２に記載のゴムクローラの起動輪。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか一項に記載の起動輪と、
該起動輪に巻回された状態で駆動されるゴムクローラと、
を備える駆動機構。

【請求項5】

請求項４に記載の駆動機構と、
該駆動機構によって駆動される車体と、
を備える車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、起動輪、駆動機構、及び車両に関する。

【背景技術】

【0002】

主として不整地での車両の移動を円滑に行うための装置として、無限軌道が広く実用化されている。無限軌道は、車両の幅方向両側に設けられた起動輪、誘導輪、転輪に巻回されるベルト状をなしており、起動輪によって駆動されることで巻回方向に転動する。従来、無限軌道は金属によって構成されていた一方、近年では、軽量化や低コスト化を目的として、これをゴムによって構成する例が増えている。この種の無限軌道は、クローラ（又はゴムクローラ）と呼ばれる。

【0003】

ゴムクローラを駆動する方式には、起動輪の円筒面とゴムクローラとの間の摩擦力を用いる方式と、起動輪の歯部をゴムクローラに係合させて駆動する方式と、これらの組み合わせがこれまでに実用化されている。いずれの方式でも、起動輪自体は樹脂で形成されることが一般的である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平７－２０５８５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、起動輪が樹脂で形成されている場合、円筒面とゴムクローラとの間の摩擦力が得られにくく、しかも円筒面と歯部に摩耗が進行しやすいという課題があった。

【0006】

本開示は上記課題を解決するためになされたものであって、伝達トルクが高く、より摩耗の生じにくい起動輪、駆動機構、及び車両を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本開示に係るゴムクローラの起動輪は、軸線を中心とした環状をなして、周方向に配置された複数の歯部を有するスプロケット部と、前記スプロケット部と同軸かつ一体に設けられているとともに、外周面が前記軸線を中心として前記スプロケット部の最大外径よりも大きい外径を有する円筒面とされたリング部と、を有し、前記スプロケット部の歯部の表面の摩擦係数よりも、前記リング部の前記円筒面の摩擦係数が大きい。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、伝達トルクが高く、より摩耗の生じにくいゴムクローラの起動輪、駆動機構、及び車両を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示の実施形態に係る車両の側面図である。

【図2】本開示の実施形態に係る起動輪の正面図である。

【図3】本開示の実施形態に係る起動輪の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

（車両の構成）
以下、本開示の実施形態に係る起動輪１１を備える車両１００について、図１から図３を参照して説明する。車両１００は、主として不整地を移動することを目的として用いられる輸送機械である。図１に示すように、車両１００は、車体１と、駆動機構２と、を備えている。

【0011】

車体１は、乗員や荷物等を収容する車体上部１Ａと、エンジンや変速機等が収容される車体下部１Ｂと、車体下部１Ｂの幅方向両側に設けられた複数の車輪と、を有している。より具体的には、それぞれ１つの起動輪１１と、１つの誘導輪１２と、複数（一例として５つ）の下部転輪１３Ａと、複数（一例として５つ）の上部転輪１３Ｂと、が設けられている。起動輪１１は、車体下部１Ｂの前方側の端部に取り付けられている。起動輪１１は、後述するクローラ３（ゴムクローラ）に係合する複数の歯部２１（後述）を有している。起動輪１１とクローラ３とは駆動機構２を構成している。起動輪１１は、エンジンから伝達された動力によって車両１００の幅方向に延びる回転軸回りに回転駆動される。なお、以降の説明では、車両１００の幅方向を単に「幅方向」と呼ぶ。

【0012】

誘導輪１２は、車体下部１Ｂにおける起動輪１１とは反対側の端部に設けられている。誘導輪１２は、幅方向に延びる回転軸回りに回転自在とされている。言い換えると、誘導輪１２には動力は与えられない。下部転輪１３Ａは、車体下部１Ｂの下部に設けられ、車体１の荷重を支持しつつ、幅方向に延びる回転軸回りに回転自在とされている。上部転輪１３Ｂは、クローラ３の垂れ下がりを防止するため、下部転輪１３Ａの上方であって、起動輪１１と誘導輪１２との間に設けられている。

【0013】

（クローラの構成）
これら起動輪１１、誘導輪１２、下部転輪１３Ａ、及び上部転輪１３Ｂには、無限軌道としてのクローラ３が外側から囲むようにして巻回されている。より具体的には、クローラ３は、起動輪１１から上部転輪１３Ｂを経て誘導輪１２に向かって延びるとともに、誘導輪１２から下部転輪１３Ａを経て起動輪１１まで延びている。以降の説明では、このクローラ３の延びる方向を「巻回方向」と呼ぶ。

【0014】

クローラ３は、主としてゴムによって形成された複数の履板３Ｂを有している。クローラ３は、幅方向に直交する面内で自在に湾曲することが可能とされている。起動輪１１の爪がクローラ３に係合した状態で当該起動輪１１を回転させることによって当該クローラ３に駆動力を与えられる。つまり、クローラ３は、巻回方向におけるいずれか一方側に向かって転動する。なお、クローラ３の駆動方式は上記に限定されず、例えば下部転輪１３Ａ又は上部転輪１３Ｂによって駆動される方式を採ることも可能である。また、誘導輪１２を備えない構成を採ることも可能である。

【0015】

クローラ３は、一例として巻回方向における中途位置で複数に分割されている。つまり、一定の単位長さを有する複数のユニットを連結することで、環状のクローラ３が形成されている。なお、連続する１つのユニットの両端部同士を接続することで環状のクローラ３を構成してもよい。

【0016】

（起動輪の構成）
次いで、図２と図３を参照して、起動輪１１の構成について説明する。起動輪１１は、ホイール本体１０と、スプロケット部２０と、リング部３０と、押さえ板４０と、ボルト４１と、を有している。

【0017】

ホイール本体１０は、幅方向に延びる軸線Ａｃを中心とする筒状をなしている。図３に示すように、ホイール本体１０は、一対の筒部１０Ａと、一対の縮径部１０Ｂと、一対の底部１０Ｃと、一対のつば部１０Ｄと、を有している。一対の筒部１０Ａは軸線Ａｃを中心とする円筒状をなし、幅方向に間隔をあけて配置されている。縮径部１０Ｂは、一対の筒部１０Ａにおける互いに対向する端縁から幅方向の中央部に向かうに従って次第に縮径する円錐面状をなしている。底部１０Ｃは、軸線Ａｃを中心とする円盤状をなし、一対の縮径部１０Ｂ同士を互いに結合している。筒部１０Ａの外周面であって縮径部１０Ｂ側に偏った位置には、当該外周面から径方向外側に張り出すつば部１０Ｄが設けられている。つば部１０Ｄは、軸線Ａｃを中心とする円環状をなしている。

【0018】

それぞれの筒部１０Ａの外周面には、１つずつのスプロケット部２０が設けられている。図２に示すように、スプロケット部２０は、軸線Ａｃを中心とする環状をなすとともに、周方向に配列された複数の歯部２１を有している。これら歯部２１は、クローラ３の端縁に形成された凹部に係合する。それぞれの歯部２１は、径方向外側に向かって突出している。これら歯部２１を、軸線Ａｃを中心とする環状に一体に接続することでスプロケット部２０が形成されている。スプロケット部２０は、筒部１０Ａに圧入されている。なお、詳しくは図示しないが、歯部２１の内周側には筒部１０Ａに形成されたキー溝と係合するキーが設けられている。また、スプロケット部２０は、樹脂材料で形成されている。なお、スプロケット部２０を、クローラ３とは異なる摩擦係数を有する金属材料で形成することも可能である。

【0019】

リング部３０は、筒部１０Ａの外周面上でスプロケット部２０と隣接した状態で同軸上に取り付けられている。より具体的には、リング部３０は、一対のスプロケット部２０の内側に１つずつ配置されている。リング部３０は、軸線Ａｃを中心とする筒状の円筒部３１と、円筒部３１の端縁から内周側に張り出す円環状の支持部３２と、を有している。円筒部３１の外周面は、軸線Ａｃを中心とする円筒面３１Ｓとされている。この円筒面３１Ｓは、クローラ３の内面に対して摩擦力を伴って当接する。つまり、この駆動機構２では、上述のスプロケット部２０による係合と、リング部３０による摩擦力とによってクローラ３を転動させる。リング部３０は、スプロケット部２０を形成する樹脂材料よりも摩擦係数が大きな金属材料、又は樹脂材料で形成されている。つまり、歯部２１の表面よりも円筒面３１Ｓの摩擦係数は大きく設定されている。なお、このような摩擦係数の差異を実現するには、上記のように材料を違える構成のほか、同一の材料で表面粗さを違える構成とすることも可能である。また、異なる材料で表面粗さをさらに違える構成を採ることも可能である。言い換えれば、スプロケット部２０とリング部３０とは、それぞれ表面の摩擦係数が異なる材料で形成されていればよい。

【0020】

リング部３０、及びスプロケット部２０は、ホイール本体１０の筒部１０Ａに対して、幅方向の外側からこの順ではめ込まれている。この状態で、スプロケット部２０の外面には押さえ板４０が取り付けられている。押さえ板４０は、軸線Ａｃを中心とする円環状をなしている。押さえ板４０は、筒部１０Ａの端部１０Ｅに対してボルト４１によって結合されている。なお、端部１０Ｅとは、筒部１０Ａにおける軸線Ａｃ方向を向く円環状の端面である。押さえ板４０とつば部１０Ｄとの間に、スプロケット部２０、及びリング部３０が挟持されている。言い換えると、ボルト４１を取り外すことで、スプロケット部２０、及びリング部３０をそれぞれ取り外すことができる。

【0021】

（作用効果）
次いで、車両１００、及びクローラ３の動作について説明する。車両１００を移動させるためには、まずエンジンによって起動輪１１を回転駆動する。起動輪１１の歯部２１がクローラ３に係合し、リング部３０が摩擦力をもって当接した状態で当該起動輪１１を回転させることによって当該クローラ３に駆動力を与えられる。これにより、クローラ３は、巻回方向におけるいずれか一方側に向かって転動する。その結果、車両１００には推進力が与えられる。

【0022】

ここで、起動輪１１が樹脂のみで一体に形成されている場合、円筒面３１Ｓとクローラ３との間の摩擦力が得られにくく、しかも円筒面３１Ｓと歯部２１に摩耗が進行しやすくなる虞がある。しかしながら、上記構成によれば、円筒面３１Ｓの摩擦係数が、スプロケット部２０の歯部２１の表面の摩擦係数よりも大きい。これにより、円筒面３１Ｓとクローラ３との間で生じる摩擦力を大きく確保できるとともに、歯部２１とクローラ３との間で生じる摩擦力を小さく抑えることができる。これにより、スプロケット部２０とリング部３０とによるトルク伝達のうち、リング部３０によるトルク伝達の比率を大きくすることができるため、歯部２１の摩耗を抑制することができる。その結果、起動輪１１全体としての損耗を低減し、より長期にわたって安定的に車両１００を運用することができる。

【0023】

上記構成によれば、スプロケット部２０が樹脂材料で形成されていることから、起動輪１１全体の重量を小さく抑えることができる。さらに、リング部３０は金属材料で形成されていることから、高いトルク伝達比率のもとで大きな負荷がかかる状態でも、当該リング部３０の摩耗を小さく抑えることができる。

【0024】

上記構成によれば、スプロケット部２０、及びリング部３０がホイール本体１０に対して着脱可能であることから、これらスプロケット部２０、及びリング部３０に摩耗が生じた場合にそれぞれ容易に交換することができる。これにより、より車両１００のメンテナンス性を向上させることができる。

【0025】

（その他の実施形態）
以上、本開示の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、上記実施形態では、スプロケット部２０がリング部３０の外側に設けられている例について説明した。しかしながら、スプロケット部２０がリング部３０の内側に設けられている構成を採ることも可能である。

【0026】

＜付記＞
各実施形態に記載の起動輪１１、駆動機構２、及び車両１００は、例えば以下のように把握される。

【0027】

（１）第１の態様に係る起動輪１１は、軸線Ａｃを中心とした環状をなして、周方向に配置された複数の歯部２１を有するスプロケット部２０と、前記スプロケット部２０と同軸かつ一体に設けられているとともに、外周面が前記軸線Ａｃを中心とする円筒面３１Ｓとされたリング部３０と、を有し、前記スプロケット部２０の歯部２１の表面の摩擦係数よりも、前記リング部３０の前記円筒面３１Ｓの摩擦係数が大きい。

【0028】

上記構成によれば、リング部３０の円筒面３１Ｓの摩擦係数が、スプロケット部２０の歯部２１の表面の摩擦係数よりも大きい。これにより、円筒面３１Ｓとクローラ３との間で生じる摩擦力を大きく確保できるとともに、歯部２１とクローラ３との間で生じる摩擦力を小さく抑えることができる。これにより、スプロケット部２０とリング部３０とによるトルク伝達のうち、リング部３０によるトルク伝達の比率を大きくすることができるため、歯部２１の摩耗を抑制することができる。

【0029】

（２）第２の態様に係る起動輪１１では、前記スプロケット部２０と前記リング部３０はそれぞれ表面の摩擦係数が異なる材料で形成されている

【0030】

上記構成によれば、スプロケット部２０とリング部３０とが、表面の摩擦係数が異なる材料で形成されていることから、高いトルク伝達比率のもとで大きな負荷がかかる状態でも、摩耗を小さく抑えることができる。

【0031】

（３）第３の態様に係る起動輪１１は、前記軸線Ａｃを中心とした筒状のホイール本体１０と、該ホイール本体１０に着脱可能に取り付けられた前記スプロケット部２０、及び前記リング部３０と、を有する。

【0032】

上記構成によれば、スプロケット部２０、及びリング部３０がホイール本体１０に対して着脱可能であることから、これらスプロケット部２０、及びリング部３０に摩耗が生じた場合にそれぞれ容易に交換することができる。

【0033】

（４）第４の態様に係る駆動機構２は、起動輪１１と、該起動輪１１に巻回された状態で駆動されるゴムクローラ（クローラ３）と、を備える。

【0034】

上記構成によれば、摩耗が生じにくい起動輪１１を備えることで、長期にわたって安定的に駆動機構２を動作させることができる。

【0035】

（５）第５の態様に係る車両１００は、駆動機構２と、該駆動機構２によって駆動される車体１と、を備える。

【0036】

上記構成によれば、長期にわたってより安定的に運用することが可能な車両１００を提供することができる。

【符号の説明】

【0037】

１００ 車両
１ 車体
１Ａ 車体上部
１Ｂ 車体下部
２ 駆動機構
３ クローラ
１０ ホイール本体
１０Ａ 筒部
１０Ｂ 縮径部
１０Ｃ 底部
１０Ｄ つば部
１０Ｅ 端部
１１ 起動輪
１２ 誘導輪
１３Ａ 下部転輪
１３Ｂ 上部転輪
２０ スプロケット部
２１ 歯部
３０ リング部
３１ 円筒部
３１Ｓ 円筒面
３２ 支持部
４０ 押さえ板
４１ ボルト
Ａｃ 軸線

【図1】

【図2】

【図3】