JP2001138967A - ゴムクローラ - Google Patents

ゴムクローラ

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JP2001138967A
JP2001138967A JP32190799A JP32190799A JP2001138967A JP 2001138967 A JP2001138967 A JP 2001138967A JP 32190799 A JP32190799 A JP 32190799A JP 32190799 A JP32190799 A JP 32190799A JP 2001138967 A JP2001138967 A JP 2001138967A
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JP
Japan
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lug
crawler
point
locus
rubber
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JP32190799A
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Eiji Tsuru
栄次 鶴
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Bridgestone Corp
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Bridgestone Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、ゴムクローラのラグ形状にかかるも
のである。 【解決手段】接地面に形成される回転方向が指定された
ラグを備えたゴムクローラであって、クローラの帯長手
方向と平行な断面上でのラグ断面形状について、クロー
ラの転動に伴うラグ蹴り出し側側面先端Aのトロコイド
軌跡が、XA=rA{(1−S)t−sin・t}、Y
A=rA(1−cos・t)で表されるとき、該ラグ断
面の蹴り出し側側面上の任意の点Bの軌跡(XB、Y
B)が側面先端Aの軌跡に対して、YB=YAのとき、
XA≧XB、かつ、点A、Bを結んだ線分ABとクロー
ラ巻きかけ中心方向とのなす角αがα>0であることを
特徴とするゴムクローラ。L‥ラグ、T‥ゴムクローラ
の外周面、Sf‥ラグ踏み込み側側面、Sk‥ラグ蹴り
出し側側面、Ss‥ラグ蹴り出し側付け根部、α‥Y軸
と線分ABのなす角。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ゴムクローラに関
するものであり、更に詳しくは外周面に形成されるラグ
形状にかかるものである。
【0002】
【従来の技術】特に農業用に使用されるゴムクローラ
は、水田等の泥濘地のトラクション性能の確保のために
ラグの高さの高いいわゆるハイラグパターンが主流であ
った。かかるハイラグパターンのゴムクローラはラグ投
影面積を拡大することによりトラクションを向上させて
いるが、ラグをゴムクローラの幅以上に広げるには制限
があり、ラグ投影面積を拡大してトラクションを向上さ
せるにも限界がある。また、このハイラグパターンのゴ
ムクローラを畑作業へ用いた場合、ゴムクローラがスプ
ロケットやアイドラーに巻き付く時にラグ側面により土
を持ち上げてしまい、圃場を荒らす原因となっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
みてなされたもので、従来のハイラグパターンの優れた
長所ある泥濘地でのトラクションをより一層向上できる
とともに、畑作業にも適したラグを有するゴムクローラ
を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のゴムクローラは以下の構造としたものであ
る。即ち、接地面に形成される回転方向が指定されたラ
グを備えたゴムクローラであって、当該ゴムクローラの
帯長手方向と平行な断面上でのラグ断面形状について、
ゴムクローラの転動に伴うラグ蹴り出し側側面先端Aの
トロコイド軌跡が、XA=rA{(1−S)t−sin
・t}、YA=rA(1−cos・t)で表されると
き、該ラグ断面の蹴り出し側側面上の任意の点Bの軌跡
(XB、YB)が側面先端Aの軌跡に対して、YB=Y
Aのとき、XA≧XB、かつ、点A、Bを結んだ線分A
Bとゴムクローラ巻きかけ中心方向とのなす角αがα>
0であることを特徴とするゴムクローラ(ここで、X、
Yの座標はA点に向かう荷重直下方向線をY軸とし、そ
の軸と直交するゴムクローラの最大沈下位置における線
をX軸とし、その交点を原点とする。またSはスリップ
率、tはゴムクローラ巻き掛け時の回転角度(ラジア
ン)、rAは先端点Aのゴムクローラ巻き掛け中心軸か
らの距離)にかかるもので、好ましくは、蹴り出し側側
面の任意の点Bの軌跡と、点Aの軌跡は接点を持つゴム
クローラである。
【0005】
【発明の実施の形態】前記したように、ゴムクローラの
トラクション性能は帯長手方向断面でのラグ投影面積に
よって大きな影響を受ける。即ち、ラグの投影面積が大
きいほどトラクションが向上し、かつ軟弱地における走
行性も向上する。しかしながら、そのゴムクローラの幅
により大きく制約され、ラグ投影面積には限界がある。
しかるに、ゴムクローラにおけるラグの土壌内での走行
軌跡を検討したところラグが土に対してトラクションと
して作用する部分と走行抵抗として作用する部分がある
ことが見い出し本発明に到達したものである。
【0006】さて、ゴムクローラの土への作用について
考察するに、ゴムクローラの土への入力(G・T〜グロ
ストラクション)、土壌から受ける走行抵抗(R)、車
両が得る推進力(N・T〜ネットトラクション)とする
と、N・T≒G・T−Rであり、ゴムクローラのトラク
ションの向上のためにはG・Tの向上とRの低減とを合
わせて行うことが必要である。
【0007】この点を更に言及すると、図1は従来例の
ラグを備えたゴムクローラのラグの走行軌跡を表したも
ので、図2はゴムクローラの外周面の展開図である。外
周面TにおいてラグLを踏面Sp、その踏み込み側ラグ
側面Sf、蹴り出し側ラグ側面Sk、とに分けて考えた
場合、例えば蹴り出し側ラグ側面Skをゴムクローラの
内外方向に対する平均角度を30度としたとき、蹴り出
し側及び踏面は走行抵抗に作用し(車両進行に対し負に
力が作用し)、踏み込み側側面は上から離れようとする
ときに土を持ち上げようとする抵抗も働く。
【0008】即ち、図1において断面a1の部分が車輪
の回転に伴い、a1、a2、‥anと移動していくとS
k部分が蹴り出し側ラグ側面抵抗R1として、またSp
部分が踏面走行抵抗R2として働く部分であり、Sf部
分が踏み込み側ラグ側面土壌持ち上げ抵抗R3として働
く部分であり、それらが全体の抵抗となる部分であるか
ら、これらの各部分が少なくなるようにすればよいので
ある。別の面から言えば、ラグ蹴り出し面の内外方向と
なす角度αが0であると、ラグLの剛性が不足し、ラグ
付け根部に歪集中が生じてクラックの核となったり、或
いはG・Tの低下を招くこととなる。
【0009】そこで、走行抵抗の低減と合わせ、ラグの
剛性の確保について両立させることが実用のために必要
となるという知見に基づき本発明に到達したものであ
る。分説すれば次の通りである。 XA≧XB‥ラグパターンによる走行抵抗を低減するた
めに必要であり、ラグ先端Aの土壌内の軌跡よりラグ中
心側を蹴り出し面が追従すれば、ラグ蹴り出し面の走行
抵抗を0とすることができる。 α>0‥ラグ剛性を確保するために必要であり、α=0
では歪集中によるクラックが発生し、実用に耐えられな
い。また蹴り出し側側面の任意の点Bの軌跡と、点Aの
軌跡は接点を持つようにすることによって走行抵抗の低
減を図るとともに、ラグ蹴り出し面の形状を、ラグ剛性
をより一層向上させることのできる形状とすることがで
きる。
【0010】
【実施例】以下、実施例について図面をもって更に説明
する。図3は本発明のゴムクローラの外周面の展開図で
あり、図4はその側面図である。ゴムクローラの外周面
Tにはゴムクローラの両側幅縁に向かってラグLが一定
ピッチにて配列されている。そして、ゴムクローラが矢
印方向に転動するとき、ラグLのSfが踏み込み側側面
であり、Skが蹴り出し側側面である。そして、蹴り出
し側で、先端A点より外周面Tに近づくにつれて拡がる
ように傾斜したラグ蹴り出し側側面Skであり、それに
続いて中途より内包へ湾曲してラグ付け根部Ssを形成
している。一方、踏み込み側についてはこの例では蹴り
出し側より大角度で外周面Tに向かうに従って傾斜して
おり、中途より、内側へ向かって弧状をなした形状であ
る。
【0011】かかる形状のゴムクローラが図示しないア
イドラー及びスプロケットに巻き掛けされて転動する時
のラグLの軌跡は図5に示す通りであり、ラグ付け根部
Ssの任意の点は先端Aの軌跡の内側に存在している。
【0012】かかるゴムクローラが走行するとラグLの
部分が土壌内に沈下するが、その場合にあるラグLの下
面が真下を向いて沈下しているとき、ゴムクローラの長
手方向と平行な断面上でのラグ断面形状について蹴り出
し側側面先端A点を通る垂線をY軸とし、それに直角な
ラグの下面を通る線をX軸とする座標面におけるゴムク
ローラの回転角度t=0のときのゴムクローラの位置を
始点として、これが転動するときのラグLの蹴り出し側
側面先端Aのトロコイド軌跡は、XA=rA{(1−
S)t−sin・t}、YA=rA(1−cos・t)
となる。(Sはスリップ率である)。
【0013】一方、蹴り出し側側面先端A点とそのラグ
断面の蹴り出し側側面上の任意の点Bを結ぶ直線のY軸
となす角をαとすると、ラグ断面の蹴り出し側側面上の
任意の点Bの軌跡(XB、YB)は、XB=rA{(1
−S)(t−tan-1・l×sinα/(rA−l×c
osα))−rB/rA×sin(t−tan-1・l×
sinα/(rA−l×cosα))}、YB=rA
{1−rB/rA・cos(t−tan-1・l×sin
α/(rA−l×cosα)}で表される。
【0014】すると、そのラグ断面の蹴り出し側側面上
の任意の点Bの軌跡(XB、YB)が側面先端A(X
A、YA)の軌跡に対してYB=YAのとき、XA≧X
Bであることが走行抵抗を低減させるための条件であ
り、a>0であることがラグの剛性を確保し得るために
必要であることが夫々の軌跡から分かる。
【0015】しかるに、ゴムクローラが転動するとA、
B点がトロコイド運動を開始することとなるが、上記の
条件を満たすラグ断面形状の設計方法を説明すると、先
ず、aとlを設定する。30°>α>0、l>0、aと
lが決まるとB点初期位相角γとB点回転半径r(B)
が決まり、γ=tan(l×sinα/(r(A)−l
×cosα)、r(B)=(r(A)−l×cosα)
/cosγ(ここでlはラグ蹴り出し側側面上のA−B
間の長さ)となる。
【0016】圃場深さ100mmとし、10mm刻みに
A点−B点の同一深さでの水平方向相対距離を求める。
本実施例では、圃場の最も深い点がY=0で、圃場表面
がY=100としている。
【0017】そこで、各深さでのA点とB点の回転角度
tを求める。A点の軌跡はα、lに関係せず一定で、図
6のように圃場進入時から荷重直下の位置に至るまで土
を削るので、その間の回転角度だけを取り扱えば良く、
一方、B点の軌跡はα、lによって変化するので、圃場
進入時から出ていく時までの間の回転角度を取り扱うこ
ととなる。t{A}=cos{1−y/r(A)}、t
{B}=cos|{1−y/r(A)}・r(A)/
(r(B)|+γ、A点の軌跡のX座標:X(A)とB
点の軌跡のX座標:X(B)の差がA点−B点の圃場内
同一深さでの水平方向相対距離:dとなる。しかるに、
d=X(B)−X(A)>0のとき、B点は土を削り、
d<0のときは削らない。このようにして、土を削らな
いαとlの値が求められる。図7はα=10°、l=4
0mmの時の計算結果を示す表である。
【0018】以上、ゴムクローラのラグ断面形状の挙動
より、B点の軌跡がA点の軌跡の内側にあるように設計
すれば、ラグL上の任意の点Bは図6にて示すように土
を削らないこととなる。
【0019】このようにして設計されたゴムクローラの
ラグLの実施例としては上記した以外にも例えば図7
(a)〜(f)に示されるものがある。
【0020】試験条件及び結果 スリップ率15%及び20%の下で、N・T(ネットト
ラクション)、G・T(グロストラクション)、歪(最
大圧縮量)を測定し、R(走行抵抗)を計算した。そし
て、その条件下における結果を従来例の評価指数を10
0とし、実施例を評価指数で表した。試験の結果を図9
に示す。この結果、湿田における走行抵抗は従来例のも
のに比べて実施例において1割程度減少し、畑作業性も
良好であることが判明した。
【0021】
【発明の効果】以上の通り、本発明の構造とすることに
よりハイラグパターンを備えたゴムクローラを有する泥
濘地や圃場でのトラクションを向上させることができ、
畑作業及び水田作業に好適なゴムクローラを提供できた
ものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は従来のゴムクローラのラグ断面転動軌跡
図である。
【図2】図2は従来例のゴムクローラのラグパターンを
示した図である。
【図3】図3は本発明のゴムクローラのラグパターンを
示した図である。
【図4】図4本発明のゴムクローラのラグ形状を示した
縦断面図である。
【図5】図5は本発明のゴムクローラのラグ形状の位置
を説明した説明図である。
【図6】図6は本発明のゴムクローラのラグ断面転動軌
跡図である。
【図7】図7はα=10°、l=40mmの時の計算結
果を示す表である。
【図8】図8は本発明の別のゴムクローラのラグ断面形
状を示した図である。
【図9】図9は本発明のゴムクローラの試験結果を示す
表である。
【符号の説明】
L‥ラグ、 T‥ゴムクローラの外周面、 Sf‥ラグ踏み込み側側面、 Sk‥ラグ蹴り出し側側面、 Ss‥ラグ蹴り出し側付け根部、 rA‥アイドラーの中心からラグLの蹴り出し側側面先
端Aまでの距離、 α‥Y軸と線分ABのなす角。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 接地面に形成される回転方向が指定され
    たラグを備えたゴムクローラであって、クローラの帯長
    手方向と平行な断面上でのラグ断面形状について、クロ
    ーラの転動に伴うラグ蹴り出し側側面先端Aのトロコイ
    ド軌跡が、XA=rA{(1−S)t−sin・t}、
    YA=rA(1−cos・t)で表されるとき、該ラグ
    断面の蹴り出し側側面上の任意の点Bの軌跡(XB、Y
    B)が側面先端Aの軌跡に対して、YB=YAのとき、
    XA≧XB、かつ、点A、Bを結んだ線分ABとクロー
    ラ巻きかけ中心方向とのなす角αがα>0であることを
    特徴とするゴムクローラ。(ここで、X、Yの座標はA
    点に向かう荷重直下方向線をY軸とし、その軸と直交す
    るゴムクローラの最大沈下位置における線をX軸とし、
    その交点を原点とする。またSはスリップ率、tはクロ
    ーラ巻き掛け時の回転角度(ラジアン)、rAは先端点
    Aのクローラ巻き掛け中心軸からの距離である。)
  2. 【請求項2】 蹴り出し側側面の任意の点Bの軌跡と、
    点Aの軌跡は接点を持つ請求項1に記載のゴムクロー
    ラ。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011513111A (ja) * 2008-02-27 2011-04-28 ソリディール・ホールディング・ソシエテ・アノニム ラバークローラ、ラバークローラを製造する方法、ラバークローラのための突起、ラバークローラを備えた車両
JP2013086727A (ja) * 2011-10-20 2013-05-13 Sumitomo Rubber Ind Ltd 弾性クローラ
CN110225860A (zh) * 2017-01-20 2019-09-10 株式会社普利司通 弹性履带

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