JP2001334972A - ゴムクローラ - Google Patents

ゴムクローラ

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JP2001334972A JP2000154676A JP2000154676A JP2001334972A JP 2001334972 A JP2001334972 A JP 2001334972A JP 2000154676 A JP2000154676 A JP 2000154676A JP 2000154676 A JP2000154676 A JP 2000154676A JP 2001334972 A JP2001334972 A JP 2001334972A
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祐作 加藤
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剛 内山
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    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D55/00Endless track vehicles
    • B62D55/08Endless track units; Parts thereof
    • B62D55/18Tracks
    • B62D55/24Tracks of continuously flexible type, e.g. rubber belts
    • B62D55/253Tracks of continuously flexible type, e.g. rubber belts having elements interconnected by one or more cables or like elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D55/00Endless track vehicles
    • B62D55/08Endless track units; Parts thereof
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    • B62D55/24Tracks of continuously flexible type, e.g. rubber belts
    • B62D55/244Moulded in one piece, with either smooth surfaces or surfaces having projections, e.g. incorporating reinforcing elements

Abstract

(57)【要約】 【課題】 農業用作業車、土木作業機械、建設機械、運
搬車などの無限軌道走行装置に装着されて用いられるゴ
ムクローラ内部に埋設される抗張体の連結部の耐久性の
向上を図る。 【解決手段】 ゴムクローラの周方向に沿って複数本の
抗張体をゴムクローラの幅方向に引き揃えて並べ列状に
配列した抗張体列を、ゴムクローラの中央から左右に振
り分け、二列条の抗張体列をゴムクローラ内に埋設する
さい、各々の抗張体両端部先端を突き合わせて連結する
ことにより無端状とし、左右二列条の抗張体列の内、各
々の一列条の抗張体列の連結部における80%以上の抗
張体を、一本の抗張体の突き合わせ部の位置に対し、隣
り合う抗張体の突き合わせ部の位置をゴムクローラ周方
向前後にシフトさせるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、農業用作業車、土
木作業機械、建設機械、運搬車等の無限軌道走行装置に
装着され用いられるゴムクローラに関するものであり、
特にゴムクローラ内部に埋設される抗張体の連結部の改
良に係るものである。
【0002】
【従来の技術】これまでゴムクローラは、農業用作業
車、土木作業機械、建設機械、運搬車等の多種にわたる
自走式移動機械の走行装置に使用されてきている。従来
のゴムクローラは、図28、図29に示すように、ゴム
クローラ17のゴム弾性体18の内部に、金属製の芯金
19を周方向に一定間隔に横並べして埋設し、芯金19
の接地面側(外周側)に複数の抗張体(通常スチールコ
ード21が使用される。)を周方向に引き揃えて埋設し
てゴムクローラを構成している。なお図28は従来のゴ
ムクローラの一例を示す斜視図、図29は従来のゴムク
ローラの一例を示す要部断面透視斜視図であり、22は
外れ防止ガイド、20はラグである。
【0003】通常、農作業車(コンバインやトラクター
等)や、農業用運搬車、そして雪上車が走行する走行地
盤は、粘土状の土や雪であり、かつ比較的平坦地を走行
している。このため、これら作業車等に使用されている
ゴムクローラにおいては、ゴムクローラ内に埋設されて
いる抗張体の連結部が破損することはまれであった。ま
た、ミニショベルやパワーショベル等の土木作業機械や
建設機械は、不整地を走行するため、土砂や砂利等を走
行装置に噛み込み、このことに起因するゴムクローラへ
の異常テンション及び大きな駆動力が頻繁に発生し、時
にゴムクローラの抗張体の連結部が破損することがあっ
た。しかし、ミニショベルやパワーショベル等は掘削が
主作業の機械であり、従来このことが特に大きく問題に
されることは少なかった。更に、キャリヤダンプ等の運
搬車は、不整地等の悪路を走行することが主目的ではあ
るが、専ら移動のみであり、土砂や砂利が走行装置に噛
み込むことがなく、従来使用されているゴムクローラの
抗張体の連結部に特に問題が発生することは少ないので
ある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、スキッドス
テアやブルドーザーはキャリヤダンプ等の運搬車と似た
場所で作業する機械であるが、土砂や砂利等を押した
り、すくい上げたりする作業を行うため、大きな駆動力
を必要とし、更には、土砂や砂利の中をジグザグに走行
することも多く、ミニショベルやパワーショベル等と同
様に走行装置に土砂や砂利を噛み込み易く、これが主作
業の機械であるため、使用されているゴムクローラの抗
張体連結部が破損することが多く、問題となっており、
特に巻き付き径の小さいスプロケット、アイドラ、転輪
が装着されている走行装置で問題となり易く、又、ミニ
ショベルでもアイドラスプリングのない走行装置では問
題となる場合がある。
【0005】従来ゴムクローラの抗張体としては通常ス
チールコードが最も一般的に使用されている。そして、
スチールコードの連結方法として従来最も一般的に行わ
れているのは、スチールコードの端部オーバーラッピン
グ方式(重ね合わせ方式)によるものである。図30〜
図32は従来の端部オーバーラッピング方式によるゴム
クローラの連結部を説明する図である。図30は要部透
視斜視図、図31は図30のX−X線断面図、図32は
図53のY−Y線断面図であり、帯状に複数本引揃えた
スチールコード21は、その末端部を重ね合わせ、接着
ゴム層23を介して連結されている。図33にゴムクロ
ーラを接続する成形工程の略図を、図34に接続成形金
型内部の状態を示す断面図を示す。通常エンドレスのゴ
ムクローラを製造するには、まず長尺のベルト状本体部
分を、両端部からスチールコードが延出するような構成
となるよう未加硫ゴムと芯金そしてスチールコードとを
プレス金型により加硫成型し、次いでベルト状本体部分
の両端部から延出した帯状に複数本引揃えたスチールコ
ード層を重ね合わせて芯金及び未加硫ゴムとを連結用プ
レス金型内に型込めし、加硫成型を行い、ゴムクローラ
とするのである。
【0006】スチールコードのオーバーラッピング(ゴ
ムクローラ厚さ方向の重ね合わせ)長さLは、通常は
次の計算により適宜必要性能を選び決定されている。ス
チールコードオーバーラッピング部のせん断破壊荷重
(F)は、スチールコードのオーバーラッピング長さ
をL[mm]、スチールコード列幅をh[mm]、単
位面積当たりのせん断破壊荷重をf[N/mm]、
そして、連結部のせん断破壊荷重をF[N]とすると数
式1で表される。
【0007】
【数式1】F=L×h×f
【0008】しかし、通常は安全率を考慮するため、従
来のゴムクローラのスチールコードオーバーラッピング
長さは、安全率をS、スチールコードの破断強度をF
とした場合、数式2に示される数式により求められる。
【0009】
【数式2】L>F×S/(h×f
【0010】しかし、端部オーバーラッピング方式によ
るスチールコードの連結は、製造時の作業性が非常に簡
便で効率がよい反面、スチールコードのオーバーラッピ
ング長さを伸ばしてもスチールコード連結部の耐久性向
上による走行可能時間の向上には限界があり、また用途
も限られている。これは、図30〜図32に示した通
り、ゴムクローラのスチールコードオーバーラッピング
部(スチールコードの両端部を重ね合わせた部分)は二
層のスチールコードの間に接着ゴム層を挟んだ構成とし
てあるため、スチールコードのオーバーラッピング部が
走行装置のアイドラ、スプロッケットに巻き付いた際
に、二層のスチールコードの外周側(接地面側)のスチ
ールコードは、内周側(転輪側)のスチールコードより
長くならないと円滑に巻き付くことができないものであ
るが、スチールコードは伸縮も圧縮も殆ど無いため、ス
チールコードオーバーラッピング部のスチールコード間
接着ゴム層が変形して巻き付いている。このためスチー
ルコードオーバーラッピング部の外周側、内周側の両端
部の接着ゴムにせん断変形が発生するのである。
【0011】従って、ゴムクローラ連結部のスチールコ
ードオーバーラッピング部には、元々スチールコードに
掛かる張力に加えて、異物のかみ込みや土砂の蓄積によ
る異常テンションが加わりオーバーラッピングしたスチ
ールコード間の接着ゴム層にせん断変形が起こり、更に
は、オーバーラッピング部がアイドラ、スプロケットに
巻き付いた際にオーバーラッピング部端部の接着ゴム層
に繰り返しせん断変形力が加わりせん断変形し、連結部
の接着ゴム層がスチールコード端部から次第に破壊さ
れ、ゴムクローラの耐久性が著しく低下しているのであ
る。この問題点については、特開平9−109948号
公報においても取り上げられ対策案が提案され、かなり
の改善効果を上げているが、かならずしも万能ではな
い。
【0012】また、別の方法として、エンドレス巻きす
る方法が、特開平11−179731号公報に提案され
ている。しかし、この方法だと連結部の破損は無くなる
が、特製のエンドレス巻き装置が必要であり、ゴムクロ
ーラの周長の異なる製品毎に装置を設けねばならず、ま
た加硫行程においては、ゴムクローラの製造法として従
来一般的に行われている長尺プレスで大部分を成形加硫
し、この両端をオーバーラッピング法により連結すると
いう製造法がとれず、少なくとも5〜6回の成形加硫が
必要となり、生産効率が非常に悪くなる。またこれを1
回で成形加硫するためには非常に高価な特製の成形加硫
装置が必要となる。
【0013】更に、別の方法として、スチールコード列
を複数に区分けし、この区分けされたスチールコード群
がジグザグに突き合わされるように両端からのびるスチ
ールコード列を芯金上でつき合わせて連結する方法があ
るが、この方法による連結ではスチールコードの相互の
長さが長く取れない場合、充分な引き抜き強さが得られ
ず、スチールコードが引き抜かれてしまう問題点があ
り、この問題点を解決するため、突き合わせ連結部に第
2のスチールコード列を埋設し、引抜強度不足を向上さ
せる提案が特開平3−295776号公報に、また、こ
のつき合わせ部に芯金に合わせて短柵状の添板をゴム弾
性体中に埋設し連結し、引抜強度不足を向上させる提案
が、特開平4−283180号公報に提案されている。
しかし、この提案では、連結部の耐久性については、か
ならずしも万全の対策とはなっていない。
【0014】その他の連結方式として、相互差し込み方
式によるものがある。この差し込み方式は、片側の抗張
体を一本づつ他側の抗張体と抗張体との間に入り込ませ
て連結し、無端状としている。しかし、製造時の作業性
が悪く、また作業時間が長くかかるため製造コストがか
かるという問題があり、更にゴムクローラ幅方向におい
て、連結部の抗張体列幅が他の部位に比べて幅広くなる
という配列形状の問題もあり、現在ではこの方法による
連結はほとんど使用されていない。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたものであり、次のような構成を用い
ることとした。ゴムクローラを構成するゴム弾性体内
に、ゴムクローラの周方向に沿って複数本の抗張体をゴ
ムクローラの幅方向に引き揃えて並べ列状に配列し、抗
張体列として埋設し、抗張体の両端部先端を突き合わせ
て連結することにより無端状とし、一本の抗張体の突き
合わせ部の位置に対し、隣り合う抗張体の突き合わせ部
の位置をゴムクローラ周方向にシフトする(ずらす)よ
うに配列し抗張体を埋設した。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明のゴムクローラの構成は、
ゴム弾性体内に、ゴムクローラの周方向に沿って、複数
本の抗張体をゴムクローラの幅方向に引き揃えて並べ列
状に配列し、各々の抗張体両端部先端を突き合わせて連
結することにより無端状とし、一本の抗張体の突き合わ
せ部の位置に対し、隣り合う抗張体の突き合わせ部の位
置をゴムクローラ周方向前後にシフトさせ(ずらして)
隣り合う抗張体の対向するそれぞれの抗張体先端が重複
する構成として埋設し、装着される走行装置の駆動力や
ある程度の異常な負荷に耐えうる引抜強度となるように
した。
【0017】上記の隣り合うそれぞれの抗張体の両端部
先端の突き合わせ部の位置は、好ましくは抗張体の引抜
強度を、抗張体の引張強度に見合う大きさとなるように
シフトさせるのがよく、抗張体の引抜強度と抗張体の引
張強度が、共に装着される走行装置の駆動力やある程度
の異常な負荷に耐えうる強度となるようにすればよい。
そして、一本の抗張体の両端部先端の突き合わせ部の位
置と、これと隣り合う抗張体の両端部先端の突き合わせ
部の位置を、ゴムクローラの周方向にシフトさせ、隣り
合う抗張体においてゴムクローラ周方向の一方側からの
びた抗張体と、ゴムクローラ周方向の他方側からのびた
抗張体とが重複するシフトラッピング長さ(重複する長
さ)は、抗張体の引抜強度が抗張体の引張強度に見合う
大きさとなる関係を満足する長さ以上とするのが好まし
いのであるが、ゴムクローラの幅方向に引き揃えて並べ
列状に配列され隣り合う抗張体の対向するそれぞれの抗
張体の先端が重合する抗張体の引抜強度の総和PSが、
列状に配列された抗張体の全ての抗張体本数TNから、
それぞれの突き合わせ部が存在する各同一芯金ピッチ範
囲のうち、最も突き合わせ部が多い同一芯金ピッチ範囲
内の突き合わせ数CNを引いた残りの抗張体の引張強度
の総和の80%以上となる数式3に示す関係式を満足す
る総引抜強度が得られるシフトラッピング総長さとすれ
ばよいのであり、一部の抗張体において引張強度と引抜
強度の値が前後しても問題はない。なお、Tbは一本の
抗張体の引張強度である。
【0018】
【数式3】PS≧(TN−CN)Tb×0.8
【0019】本発明は、上述の通りの形態であり、抗張
体両端部の先端を突き合わせにしたので、スプロケット
(駆動輪)、アイドラ(誘導輪)巻き付き部において、
抗張体間に、従来の端部オーバーラッピング方式の連結
部で発生していたような大きなせん断変形が発生する箇
所が無くなり、また、隣り合う抗張体の突き合わせ部の
位置を周方向にシフトさせ、シフトラッピング長さを、
装着される走行装置の駆動力やある程度の異常な負荷に
耐えうる引抜強度が得られる長さとすることが可能とな
り、スプロケットやアイドラ巻き付き部等において起こ
る繰り返し屈曲に対する耐久性(耐疲労性)が向上し、
異常テンションが加わったとしても抗張体の連結部が容
易に破壊されることは無く、連結部の耐久性が向上し信
頼性の高いゴムクローラとなる。
【0020】また、全ての抗張体において一本の抗張体
の突き合わせ部の位置に対し、隣り合う抗張体の突き合
わせ部の位置がゴムクローラ周方向前後にシフトした配
置で埋設されるのが望ましいが、全抗張体の内80%の
本数の抗張体において一本の抗張体の突き合わせ部の位
置に対し、隣り合う抗張体の突き合わせ部の位置がゴム
クローラ周方向前後にシフトした配置としても、装着さ
れる走行装置の駆動力やある程度の異常な負荷に耐えう
る引抜強度となるシフトラッピング長さを得ることは可
能である。更に望ましいのは、各々の抗張体の突き合わ
せ部の位置は、他の抗張体の突き合わせ部の位置と一致
しないようにゴムクローラ周方向にシフトさせ、全ての
突き合わせ部の位置がゴムクローラ幅方向視にて同一位
置とならないようにすることがよい。これは、抗張体の
突き合わせ部が一番耐久性が劣るため、この耐久性の劣
る部位を一箇所に集中させないことにより、連結部の耐
久性を向上させるものとなるのである。
【0021】通常、ゴムクローラは、図33に示したプ
レス成型装置、プレス金型を使用してエンドレス状に成
形される。図1はゴムクローラ連結工程における、ゴム
クローラの周長と連結部の長さの関係を示す説明図であ
る。lは連結部の可能最大長さ、lはピッチずれ防
止のため連結用金型に型込めされるゴムクローラ長尺本
体端部の長さ、lは連結加硫成型時にゴムクローラ長
尺本体が曲げられる部分の長さ、そして、lは連結金
型の長さである。なお、1はゴムクローラ、15は連結
金型の上金型、16は下金型である。ゴムクローラは装
着される機械の大きさ(重さ)と周長及び幅、厚さ、ピ
ッチにおいて相関するものであり、従ってl,l
共に、特殊な例を除きゴムクローラの周長Lに略比例す
る変数である。図2に実際のゴムクローラのゴムクロー
ラ周長Lと連結部の最大長さlの関係を示す。この関
係は数式4で表される。
【0022】
【数式4】l=19L/64−470
【0023】従って各種ゴムクローラの連結部の最大長
さlは図2と数式3から判るようにゴムクローラの周
長Lに制限されるのであり、本発明はこの制限された長
さの中で耐久性のある連結方法を提供するのである。
【0024】本発明の連結方法の基本パターンの代表例
を図3〜図6に示す。この例では抗張体はスチールコー
ドであり、図3は1シフトラッピングの基本パターン、
図4は2シフトラッピングの基本パターン、図5は3シ
フトラッピングの基本パターン、図6は4シフトラッピ
ングの基本パターンである。図中5〜5はスチール
コード、81−2〜84−5はスチールコードとスチー
ルコードのシフトラッピング部、6はスチールコード端
末の突き合わせ部、そしてLはシフトラッピング長さ
である。各基本パターン共にシフトラッピング部8で連
結部の荷重を負担する。従って、図3では2本のスチー
ルコード5,5で1箇所のシフトラッピング部8
−2を構成しており、連結効率は1/2となる。同様に
図4のパターンでは3本のスチールコード5,5
で2箇所のシフトラッピング部81−2,8 2−3
を構成しており、連結効率は2/3となり、図5は3/
4、図6は4/5となる。なお、実用に供するゴムクロ
ーラにおいては、この基本パターンに限らず変形パター
ンや、組み合わせパターン等を用いて配設してもよいこ
とはむろんであり、各シフトラッピング方式の連結効率
を上げることは可能である。
【0025】理想的な抗張体(スチールコード)連結部
のシフトラッピング長さ(L)は、通常下記の通り設
計される。これについて以下説明する。図7A〜Cはス
チールコードの引抜強度を試験する試験片11である。
引抜強度は、a方向の2本のスチールコード5aを固定
し、b方向の1本のスチールコード5bを矢印方向に引
っ張り、スチールコード間の接着ゴム7が破壊し、スチ
ールコードが抜ける際の強度である。特定のスチールコ
ードの単位長さ当たりの引抜強度をf[N/mm]、
スチールコードのシフトラッピング長さをL[mm]
とし、スチールコードの引張(破断)強度をTb[N]
とすると、数式5の関係にあればスチールコードが破断
してもゴム部は破損しないことになる。
【0026】
【数式5】L×f>Tb
【0027】ゴムクローラに埋設したスチールコード
は、走行装置のスプロケットから芯金に受けた駆動力を
ゴムクローラ全体に伝達し、機体本体を移動させるので
あり、またスチールコードは芯金と接着ゴムを介して接
着されており、芯金からスチールコードへの駆動力の伝
達は接着ゴムを介して行われる。ゴムクローラは通常、
装着される機械の重量、走行装置の駆動力等の条件を考
慮し設計されており、芯金の形状や大きさも同様に設計
されている。そして、スチールコードは、芯金からの駆
動力をゴムクローラ全体へ伝達させると同時に、走行装
置とゴムクローラとの間に異物がかみ込むことにより起
こる駆動力の何倍もの異常テンションを受けるために、
芯金の限られた範囲に配列する必要があり、スチールコ
ードの配列が密にならざるを得ない。スチールコードの
配列が密になるとスチールコードとスチールコードの間
隔が狭くなり、連結部のスチールコードに引抜力が加わ
った際にスチールコードとスチールコードの間の接着ゴ
ムにせん断力が集中して加わることとなる。
【0028】図8はゴムクローラ内のスチールコードの
配列を説明するゴムクローラの一部断面図である。スチ
ールコードの外径をd、スチールコードの配列ピッチを
Pとすると、P/dはほぼ1.1〜1.5の範囲にあり
スチールコード5とスチールコード5を図面の手前
に引っ張り、スチールコード5を図面奥側へ引っ張る
とき、スチールコード5,5とスチールコード5
の間の接着ゴム7に応力集中がおこり、この部分からゴ
ム破壊がはじまるので、スチールコードの配列が疎の場
合に比べて引抜強度が低くなるため、シフトラッピング
長さを、スチールコードの配列が疎のものに比べ密のも
のは長くする必要がある。図9にΦ2.3のスチールコ
ードのP/dに対するスチールコードの引抜強度とそれ
に対するスチールコードが切断するシフトラッピング長
さの関係を示す。一般的なゴムクローラのスチールコー
ドの配列のP/dは1.22〜1.44であり、P/d
が1.3のときのスチールコードが切断するシフトラッ
ピング長さは22cmであるのに対し、P/dが2.2
以上の配列では12.5cmであり、同じ引抜強度を得
るためには約1.8倍のシフトラッピング長さが必要と
なる。
【0029】図10に実際のゴムクローラにおけるスチ
ールコード径に対応した引抜強度が引張強度と同等とな
るシフトラッピング長さを示す。2.3Φのスチールコ
ードを使用したときシフトラッピング長さを22cm以
上とすれば引抜強度は引張強度以上となる。しかし、連
結部の長さは先に示した製造上の制限があり、引抜強度
が引張強度に見合う強度、即ち、引張強度の80%以上
とするのが実用的であり、効率の良い連結が確保でき
る。スチールコード径に対応した各シフトラッピング数
とゴムクローラ連結部の長さの関係を図11に示す。こ
れからも判るとおり連結部の制限された長さの中で可能
なシフト数は通常1〜8となる。
【0030】そして、ゴムクローラ連結部における芯金
から、隣接する芯金までの間の同一芯金ピッチの範囲内
にある突き合わせ部を形成する抗張体のうち、左右に隣
合う抗張体のゴムクローラ周方向の逆方向から延びる抗
張体と全く重ならない抗張体が、全ての抗張体の25%
を越えて集中させて配置しないようにするのが好ましい
のである。この際、強度不足がある場合(例えば芯金−
芯金間に25%の突き合わせ部がある場合)には、通常
より抗張体の本数を増やすか、抗張体の破断強度を上げ
ればよい(25%の強度不足を補うだけの抗張体本数を
増やすか、破断強度の大きい抗張体を利用する。)ので
あるが、むやみに抗張体の本数を増やしたり、抗張体の
破断(引張)強度の大きな抗張体を使用すると、製造コ
ストが上がり余り好ましくない。
【0031】このゴムクローラ連結部における芯金か
ら、隣接する芯金までの間の同一芯金ピッチの範囲内に
ある突き合わせ部を形成する抗張体のうち、左右に隣合
う抗張体のゴムクローラ周方向の逆方向から延びる抗張
体と全く重ならない抗張体を、全ての抗張体の25%以
下とするのは、ゴムクローラの抗張体の切断が通常、隣
り合う芯金−芯金間の範囲内で切断されることが多く、
また、隣り合う反対方向からの抗張体と重なり合う部分
が無い抗張体の突き合わせ部を、この1ピッチの範囲内
に25%以下にすれば連結部の耐久性が向上することに
なるからである。また、この25%以内の強度不足は、
配列する抗張体の本数を増やすか、抗張体の破断(引
張)強度が高い抗張体を使用すれば強度不足を補うこと
も可能となるのである。
【0032】この際、抗張体の突き合わせ部を形成する
抗張体のうち、左右に隣合う抗張体のゴムクローラ周方
向の逆方向から伸びる抗張体と全く重ならない抗張体
が、全ての抗張体の25%以下となるように配置する範
囲を、隣接する2つの芯金の全投影面の範囲内とするの
であり、隣接する2つの芯金の間の範囲内で達成される
のが更に望ましいのである。
【0033】更にまた、ゴムクローラ連結部における芯
金から隣接する芯金までの間の同一芯金ピッチ範囲内に
ある抗張体の突き合わせ部を40%以下にするのであ
り、34%以下にするのが望ましい。また、隣接する2
つの芯金間の芯金が埋設されていない範囲内には25%
以下とするのが好ましい。これは先にも述べたとおり、
ゴムクローラの抗張体が、通常最も多く切断されている
部位が隣接する芯金−芯金間の間であるため、この間に
ある抗張体の突き合わせ部の数を制限することにより耐
久性が向上することとなる。
【0034】また、各々の抗張体の突き合わせ部の位置
をラグの投影面内、あるいは芯金の投影面内に配置する
のが好ましいのであり、これにより、ゴムクローラの屈
曲部又は接地側のゴム厚の薄い部分に抗張体の突き合わ
せ部がなく、ゴムクローラの使用中に抗張体の端部が接
地側のゴム弾性体を突き破り露出することを防止するこ
ととなり、ゴムクローラの耐久性が向上する。
【0035】抗張体としては、一般的にスチールコード
が使用されているが、この他、ビニロン、ナイロン、テ
トロン(登録商標)、ベクトラン(登録商標)、ケブラ
ー(登録商標)等も利用可能であり、これらに限定され
るものではない。
【0036】ゴム弾性体は、天然ゴム、合成ゴム(SB
R、BR、IR、ウレタン等)の単独、あるいはこれら
を複数組み合わせてブレンドしたもの、もしくはこれら
とハイスチレン樹脂等の高分子樹脂等を適宜選択しブレ
ンドしたものへ、カーボンブラック等の補強剤、充填
剤、酸化防止剤、加硫促進剤、加硫剤等を、ゴムクロー
ラの使用条件や必要とする耐久性、そしてコスト等を考
慮して適宜選択し、配合設計を行い使用するものであ
る。なお、本発明のゴムクローラに使用されるゴム弾性
体は、これらに限定されるものではない。
【0037】本発明の抗張体の連結法を利用したゴムク
ローラとしては、従来のゴムクローラのようなゴム弾性
体の内部に、金属製の芯金を周方向に一定間隔に横並べ
して埋設し、芯金の接地面側(外周側)に複数本の抗張
体をゴムクローラの幅方向に引き揃えて並べ列状に配列
し埋設したもののほか、主に高速走行用ゴムクローラに
多く用いられている金属製の芯金が埋設されていない、
いわゆる芯金レスゴムクローラにも利用可能である。
【0038】
【実施例】以下図面を用いて本発明の実施例を詳細に説
明する。図12は、本発明の第1実施例の一部透視斜視
図であり、図13は連結部の配列を示す一部透視平面
図、図14は側面断面図、図15は図13の要部拡大
図、図16はゴムクローラ内にどのように抗張体が配列
されているかを示す斜視図である。第1実施例のゴムク
ローラ1は、ゴム弾性体2と、ゴム弾性体2内にゴムク
ローラ周方向に一定間隔で埋設された金属製の芯金3
と、ゴムクローラ1の接地面側に突設させたラグ4と、
そして、芯金3の外周側(接地面側)に複数本のスチー
ルコード5を、ゴムクローラ1の中央にある係合孔9の
左右に振り分けてゴムクローラ1の幅方向に引き揃えて
並べた左右2列条のスチールコード列より構成されてい
る。そして、スチールコード5の連結部はスチールコー
ド5の両端部5a、5bを突き合わせて突き合わせ部6
を形成し、且つ、隣り合うスチールコード5の突き合わ
せ部6の位置はゴムクローラ1の周方向にシフトさせて
いる。
【0039】図15において、隣り合うスチールコード
、5の突き合わせ部6、6 の位置は周方向に
シフトしており、隣り合うスチールコード5の端部5
bとスチールコード5の端部5aは周方向で重合
し、スチールコード5の端部5bと、スチールコー
ド5の端部5aはその間の接着ゴム7を介して接合
される。この際、スチールコード5の突き合わせ部6
の位置からスチールコード5の突き合わせ部6
位置までの長さがシフトラッピング長さLであり、こ
のシフトラッピング長さLは、ゴムクローラ1の使用
条件や必要とする耐久性等の設計条件により、数式3に
従い引抜強度をスチールコード5の破断強度と見合う強
度又はそれ以上となるように設計する。なお本実施例
は、シフトラッピング数2の組み合わせ配置例である。
【0040】図17は本発明の第2実施例のスチールコ
ード5の連結部の突き合わせ部6の配置を示す一部透視
平面図であって、各々のスチールコード5の突き合わせ
部6の位置に対し、その他のスチールコード5の突き合
わせ部6の位置をゴムクローラ1の周方向前後にシフト
させ、各々のスチールコード5の突き合わせ部6の位置
が一致しないように配置している。なお、シフトラッピ
ング数3の組み合わせ配置例である。本実施例のゴムク
ローラ1の周長Lは5112mmであり、連結部の長さ
は994mmである。使用したスチールコード5の
外径dは2.3mmであり、引張強度Tbは5256N
である。そして単位引抜強度は27N/mmであり、シ
フトラッピング長さLが225mmであるので、引抜
強度fは6075Nとなっており、引抜強度が引張強
度を上まわった設計となっている。そして係合孔9をは
さんだ片側のスチールコード列の10本のスチールコー
ド5において、左右に隣り合うスチールコード5のゴム
クローラ1の周方向の逆方向から伸びるスチールコード
5と重なる重複箇所が7箇所あるので(1本のスチール
コード5が隣り合う左右のスチールコード5と同時に重
なる場合は、連結効率は1となるので1箇所の重複箇所
と計算する。)引抜強度の総和は、7×6075=42
525Nであり、また突き合わせ部6が存在する各同一
芯金ピッチ範囲のうち最も突き合わせ部6が多い同一芯
金ピッチ範囲内の突き合わせ部6の数は2であるので、
引張強度の総和は、(10−2)×5256=4204
8Nとなり、引抜強度の総和が引張強度の総和をも上回
った設計となっている。
【0041】図18は本発明の第3実施例のスチールコ
ード5の連結部の突き合わせ部6の配置を示す一部透視
平面図であって、各々のスチールコード5の突き合わせ
部6の位置を、全てラグ4投影面内で、且つ芯金3投影
面内に配置している。また本実施例は、シフトラッピン
グ数4の組み合わせ配置例である。
【0042】図19は本発明の第4実施例のスチールコ
ード5の連結部の突き合わせ部6の配置を示す一部透視
平面図であって、図20は図19のスチールコード5の
配置を説明するための説明図である。本実施例は、第3
実施例同様シフトラッピング数4の組み合わせ配置例で
あるが、スチールコード5の突き合わせ部6の位置をゴ
ムクローラ1の幅方向で同一線上に無い配置としてい
る。そして、連結部の係合孔9をはさんだ片側のスチー
ルコード列の10本のスチールコード5のうち、芯金3
(ゴムクローラ周方向の幅)の中心から、隣接する芯金
3(ゴムクローラ周方向の幅)の中心までの間(K)の
同一範囲内(芯金1ピッチ内)にある突き合わせ部6を
形成するスチールコードのうち、左右に隣合うスチール
コード5のゴムクローラ1の周方向の逆方向から伸びる
スチールコード5と全く重ならないスチールコード5
が、全てのスチールコード5の25%以下となるように
配置している。
【0043】即ち、芯金3(ゴムクローラ周方向の
幅)の中心から、隣接する芯金3(ゴムクローラ1の
周方向の幅)の中心までの間(K1−2)の範囲内に突
き合わせ部6があるのは、スチールコード5の突き合
わせ部6と、スチールコード5の突き合わせ部6
の2箇所である。この2本のスチールコード5a,5
aは、それぞれ左右に隣合うスチールコードのゴムク
ローラ1の周方向の逆方向から延びるスチールコード5
b,5b,5bとは全く重なっていない。しか
し、これは全体のスチールコード(10本)に対する比
率が20%(2本)であるので特に問題とはならない。
また、芯金3の中心から、隣接する芯金3の中心ま
での間(K2−3)の範囲内に突き合わせ部6はなく、
これは全体のスチールコード(10本)に対し比率が0
%(0本)である。そして、K3−4間は20%、K
4−5間は0%、K5−6間は20%、K −7間は0
%、K7−8間は20%、K8−9間は0%、そしてK
9−10間は20%であり、全ての範囲内で25%以下
となっている。この際、突き合わせ部6を形成するスチ
ールコード5のうち、左右に隣合うスチールコード5の
ゴムクローラ1の周方向の逆方向から延びるスチールコ
ード5と全く重ならないスチールコード5が、全てのス
チールコード5の25%以下となるように配置する範囲
を、隣接する2つの芯金3の全投影面と隣接する2つの
芯金3の間の範囲(例えばK'1−2間、K'2−3間)
で達成されるのが望ましいのであり、本実施例はこの条
件をも満足する突き合わせ部6の配置になっている。
【0044】図21は本発明の第5実施例のスチールコ
ード5の連結部の突き合わせ部6の配置を示す一部透視
平面図であって、5シフトラッピングの突き合わせ部6
の配置を組み合わせた配置を示す一実施例である。
【0045】図22は本発明の第6実施例の抗張体連結
部の突き合わせ部6の配置を示す一部透視平面図であっ
て、図23は図22の抗張体配置を説明するための説明
図であり、1シフトラッピングの突き合わせ部6の配置
を組み合わせた配置の一実施例である。図において隣り
合うスチールコード5、5の突き合わせ部6、6
の位置は周方向にシフトしており、隣り合うスチール
コード5の端部5bとスチールコード5の端部5
aは周方向で重合し、スチールコード5の端部5
bとスチールード5の端部5aは、接着ゴム7
1−2を介して接合される。更に、スチールコード5
の端部5aとスチールコード5の端部5bは周方
向で重合し、その間の接着ゴム72−3で接合される。
ところで、スチールコード5の端部5aは隣り合う
逆方向から延びるスチールコード5の端部5b及び
スチールコード5の端部5bとも重合していない。
しかし、スチールコード5の端部5aはスチールコ
ード5の端部5aと接着ゴム7'2−3で接合され
ており、スチールコード5の端部5aとスチールコ
ード5の端部5aが接着している。従って、スチー
ルコード5の端部5aとスチールコード5の端部
bの周方向長さL’がスチールコード5の引張強
さと見合う引抜強さが得られる長さとすると十分な連結
効果が得られるのであり、図22の1シフトラッピング
方式の連結効率は83%であり、特に問題はなく、実用
的な連結方法である。
【0046】図24は本発明の第7実施例を示す図であ
り、スチールコード5の連結部の突き合わせ部6の配置
を示す一部透視平面図である。第7実施例のゴムクロー
ラ1は、複数本のスチールコード5をゴムクローラ1の
幅方向に三列条の抗張体列として配置し、各々のスチー
ルコード5の突き合わせ部6の位置に対し、隣り合うス
チールコード5の突き合わせ部6の位置をゴムクローラ
周方向前後にシフトさせて配置している。
【0047】図25は本発明の第8実施例を示す図であ
り、スチールコード5の連結部の突き合わせ部6の配置
を使用したゴムクローラ1の斜視図である。図26Aは
本発明の第8実施例のスチールコード5の連結部の突き
合わせ部6の配置を示す一部透視平面図であって複数本
のスチールコード5をゴムクローラ1の幅方向に一列条
の抗張体列として配置している。また、第8実施例のゴ
ムクローラ1は、ゴムクローラ1の本体内に芯金3が埋
設されていない、芯金レスゴムクローラである。図26
Bは、図26Aに示す第8実施例の別例を示す一部透視
平面図であり、第8実施例のゴムクローラ1内に芯金3
が埋設されている例である。
【0048】本発明のスチールコード連結方式に基づき
スチールコードを連結したゴムクローラと、従来のスチ
ールコードをゴムクローラの厚さ方向に重複させて連結
するオーバーラッピング方式でスチールコードを連結し
たゴムクローラを、それぞれ図27の屈曲試験機に装着
し屈曲疲労試験を行った。表1に屈曲疲労試験に用いた
ゴムクローラの仕様と試験結果を示す。屈曲試験は、図
27に示す屈曲試験機の偏芯スプロケットと駆動スプロ
ケットにゴムクローラを装着し、ゴムクローラに14.
7kNの張力が加わるようにスプリングをセットして試
験を行った。なおこの際の偏芯スプロケットと駆動スプ
ロケットの歯底径は共に224mmを使用した。
【0049】表1に示す通り、従来のオーバーラッピン
グ方式でスチールコードを連結したゴムクローラでは、
56万回の屈曲(97万回のテンション負荷)で帯状に
オーバーラップした外周側(接地側)のスチールコード
の先端から165mm剥離したが、本発明の連結方式で
連結したゴムクローラでは572万回の屈曲(988万
回のテンション負荷)を行ったが何ら異常はなく、従来
の10倍以上の耐久性があるものとなったのである。
【0050】
【表1】
【0051】その他、本発明は次の通り実施することが
できる。 (1)ゴムクローラ中央の係合部の左右に抗張体を振り
分け、2列の抗張体列をゴムクローラ内に埋設させる実
施例では、左右の抗張体列の連結部における抗張体突き
合わせ部の配置を、上述の第1実施例に示す左右対称配
置や、第2実施例に示す左右で同一配置以外に、左右で
突き合わせ部の配置が異なるように配置することも可能
である。 (2)上述の実施例では一本の抗張体の両端部先端を突
き合わせて連結し、無端状としているが、2本以上の抗
張体を本発明に基づき連結し、連結部を2箇所以上とし
てもよい。 (3)ゴムクローラに埋設している芯金は、金属製のも
ののほか、高分子樹脂製のものでもよく。芯金の素材は
必要な耐久性と経済性を考慮して適宜選択して用いるも
のであり、芯金の埋設されていない芯金レスのゴムクロ
ーラとしてもよいのである。 (4)上述の実施例に示すゴムクローラの中央係合部左
右に抗張体を振り分け、2列の抗張体列をゴムクローラ
内に埋設させたゴムクローラや、ゴムクローラの内周側
に設けた駆動突起により駆動する係合孔のないゴムクロ
ーラに多く用いられているゴムクローラの幅中央に1列
の抗張体列をゴムクローラ内に埋設させたゴムクローラ
のほか、抗張体列を3列以上に振り分けてゴムクローラ
内に埋設するゴムクローラにも実施可能である。
【0052】
【発明の効果】本発明は以上の構成としたので、抗張体
の連結部が、スプロケット、アイドラ巻き付き部におい
ても、抗張体間に従来のオーバーラッピング法による連
結部において発生していたような大きなせん断変形が発
生する箇所が無くなり、異常テンションが加わったとし
ても容易に抗張体の連結部が破壊されることは無く、連
結部の耐久性が向上し信頼性の高いゴムクローラとな
る。
【0053】また、連結部の長さに制限がある中で抗張
体のシフトラッピング長さを、全抗張体の引抜強度の総
和が、全ての抗張体本数から、それぞれの突き合わせ部
が存在する各同一芯金ピッチ範囲のうち、最も突き合わ
せ部が多い同一芯金ピッチ範囲内の突き合わせ部の数を
引いた残りの抗張体の引張強度の総和の80%以上とな
るように設計した長さとするのであり、実用的で効率の
よい連結ができ耐久性の良いゴムクローラが得られる。
【0054】更に、各々の抗張体の突き合わせ部の位置
を、他の抗張体の突き合わせ部の位置と一致しないよう
にゴムクローラ周方向にシフトさせた構成においては、
耐久性が劣る突き合わせ部の位置を一箇所に集中させな
いことになり、連結部の耐久性を向上させるものとな
る。
【0055】そして、ゴムクローラの連結部における芯
金から隣接する芯金までの間の同一芯金ピッチの範囲内
にある突き合わせ部を形成する抗張体のうち、左右に隣
合う抗張体のゴムクローラ周方向の逆方向から伸びる抗
張体と全く重ならない抗張体が、全ての抗張体の25%
を越えて集中させて配置しない構成においては、強度不
足を配列する抗張体の本数を増やすか、抗張体の破断強
度が高い抗張体を使用して補う必要がなく、コストを抑
えることになり、更には、連結部の耐久性が向上するこ
とになる。
【0056】更にまた、各々の抗張体の突き合わせ部の
位置をラグの投影面内、あるいは芯金の投影面内に配置
する構成においては、ゴムクローラの使用中に抗張体の
端部が接地側のゴム弾性体を突き破り露出することを防
止することとなり、ゴムクローラの耐久性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】ゴムクローラの周長と連結部の長さの関係を示
す説明図である。
【図2】ゴムクローラの周長と連結部の最大長さの関係
を示すグラフである。
【図3】本発明のゴムクローラの1シフトラッピングの
基本パターンを示す説明図である。
【図4】本発明のゴムクローラの2シフトラッピングの
基本パターンを示す説明図である。
【図5】本発明のゴムクローラの3シフトラッピングの
基本パターンを示す説明図である。
【図6】本発明のゴムクローラの4シフトラッピングの
基本パターンを示す説明図である。
【図7】Aはスチールコードの引抜強度を試験する試験
片を示す斜視図、Bは平面図、Cは側面図である。
【図8】スチールコードの配列を説明するゴムクローラ
の一部断面図である。
【図9】Φ2.3のスチールコードのP/dとスチール
コードの引抜強度及びスチールコードが切断するシフト
ラッピング長さの関係を示すグラフである。
【図10】スチールコード径に対応した引抜強度が引張
強度と同等となるシフトラッピング長さを示すグラフで
ある。
【図11】スチールコード径に対応した各シフトラッピ
ング数とゴムクローラ連結部の長さの関係を示すグラフ
である。
【図12】本発明の第1実施例を示す一部透視斜視図で
ある。
【図13】本発明の第1実施例の連結部のスチールコー
ド配列を示す一部透視斜視図である。
【図14】図13の側面断面図である。
【図15】図13の要部拡大図である。
【図16】ゴムクローラ内にどのように抗張体が配列さ
れているかを示す斜視図である。
【図17】本発明の第2実施例を示す一部透視平面図で
ある。
【図18】本発明の第3実施例を示す一部透視平面図で
ある。
【図19】本発明の第4実施例を示す一部透視平面図で
ある。
【図20】図19に示す第4実施例のスチールコード突
き合わせ部の配置を説明するたの説明図である。
【図21】本発明の第5実施例を示す一部透視平面図で
ある。
【図22】本発明の第6実施例を示す一部透視平面図で
ある。
【図23】図22に示す第6実施例のスチールコード突
き合わせ部の配置を説明するための説明図である。
【図24】本発明の第7実施例を示す一部透視平面図で
ある。
【図25】本発明の第8実施例を示す斜視図である。
【図26】Aは図25を示す第8実施例の一部透視平面
図であり、Bは本発明の第8実施例の別例を示す一部透
視平面図である。
【図27】屈曲試験機を示す側面図である。
【図28】従来のゴムクローラの一例を示す斜視図であ
る。
【図29】従来のゴムクローラの一例を示す要部断面透
視斜視図である。
【図30】従来のゴムクローラの端部オーバーラッピン
グ方式の連結部を示す要部透視斜視図である。
【図31】図30のX−X線断面図である。
【図32】図30のY−Y線断面図である。
【図33】ゴムクローラを無端状に接続する成形工程を
示す略図である。
【図34】接続成型金型内部の状態を示す側面断面図で
ある。
【符号の説明】
1、17 ゴムクローラ 2、18 ゴム弾性体 3、19 芯金 4、20 ラグ 5、21 スチールコード 5a、5b スチールコード端部 6 スチールコードの突き合わせ部 7 接着ゴム 8 シフトラッピング部 9 係合孔 10 駆動用ガイド突起 11 試験片 12 スプロケット 13 アイドラー 14 スプリング 15 連結金型(上金型) 16 連結金型(下金型) 22 外れ防止ガイド 23 接着ゴム層

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ゴム弾性体内に、ゴムクローラの周方向
    に沿って複数本の抗張体をゴムクローラの幅方向に引き
    揃えて並べ列状に配列した抗張体列を、ゴムクローラの
    中央から左右に振り分け、二列条の抗張体列をゴムクロ
    ーラ内に埋設したゴムクローラにおいて、各々の抗張体
    両端部先端を突き合わせて連結することにより無端状と
    し、左右二列条の抗張体列の内、各々の一列条の抗張体
    列の連結部における80%以上の抗張体を、一本の抗張
    体の突き合わせ部の位置に対し、隣り合う抗張体の突き
    合わせ部の位置をゴムクローラ周方向前後にシフトさせ
    たことを特徴とするゴムクローラ。
  2. 【請求項2】 ゴム弾性体内に、ゴムクローラの周方向
    に沿って複数本の抗張体をゴムクローラの幅方向に引き
    揃えて並べ列状に配列した抗張体列を、ゴムクローラの
    中央から左右に振り分け、二列条の抗張体列をゴムクロ
    ーラ内に埋設したゴムクローラにおいて、各々の抗張体
    両端部先端を突き合わせて連結することにより無端状と
    し、左右二列条の抗張体列の内、各々の一列条の抗張体
    列の連結部における一本の抗張体の突き合わせ部の位置
    に対し、隣り合う抗張体の突き合わせ部の位置をゴムク
    ローラ周方向前後にシフトさせたことを特徴とするゴム
    クローラ。
  3. 【請求項3】 各々の一列条の抗張体列の連結部におけ
    る抗張体の突き合わせ部の位置を、ゴムクローラ周方向
    の同一芯金ピッチ範囲内へは、全抗張体本数の40%以
    下となるように配置したことを特徴とする請求項1〜2
    項記載のゴムクローラ。
  4. 【請求項4】 各々の一列条の抗張体列の連結部におい
    て、芯金のゴムクローラ周方向側端縁部から、隣接する
    芯金のゴムクローラ周方向側端縁部までの間の芯金が埋
    設されていない範囲内にある抗張体の突き合わせ部が、
    全抗張体本数の25%以下となるように配置したことを
    特徴とする請求項1〜3項記載のゴムクローラ。
  5. 【請求項5】 各々の一列条の抗張体列の連結部におい
    て、隣り合う抗張体におけるゴムクローラ周方向の一方
    側からのびた抗張体と、ゴムクローラ周方向の他方側か
    らのびた抗張体とが重複するシフトラッピング長さを、
    抗張体列における全ての抗張体の引抜強度の総和PS
    が、列条に配列された抗張体の全ての抗張体本数TNか
    ら、それぞれの突き合わせ部が存在する各同一芯金ピッ
    チ範囲のうち最も突き合わせ部が多い同一芯金ピッチ範
    囲内の突き合わせ数CNを引いた残りの抗張体の引張強
    度の総和の80%以上となる長さにしたことを特徴とす
    る請求項1〜4項記載のゴムクローラ。
  6. 【請求項6】 各々の一列条の抗張体列の連結部におい
    て、芯金から隣接する芯金までの間の同一芯金ピッチの
    範囲内にある抗張体の突き合わせ部を形成する抗張体の
    うち、ゴムクローラ周方向の逆方向から延びる抗張体と
    は全く重ならない抗張体が全ての抗張体の25%以下と
    なるようにしたことを特徴とする請求項1〜5項記載の
    ゴムクローラ。
  7. 【請求項7】 各々の一列条の抗張体列の連結部におい
    て、一本の抗張体の突き合わせ位置に対し隣り合う抗張
    体の突き合わせ部の位置をゴムクローラ周方向の一方向
    にシフトさせ、次の隣り合う抗張体の突き合わせ部の位
    置を同一方向にシフトさせ、更に順次隣り合う抗張体の
    それぞれの突き合わせ部の位置を同一方向にシフトさせ
    る構成とし、連結部の一方側から反対側までの間に順次
    連続して同一方向にシフトさせた突き合わせ部の位置が
    一本の抗張体の突き合わせ部の位置に対し、1〜8箇所
    であることを特徴とする請求項1〜6項記載のゴムクロ
    ーラ。
  8. 【請求項8】 請求項7記載のゴムクローラ連結部にお
    いて、一方側から反対側までの間に順次連続して同一方
    向にシフトさせた突き合わせ部の位置が一本の抗張体の
    突き合わせ部の位置に対し、1〜8箇所である一群が他
    の正方向又は逆の方向の複数の群と組み合わされて配置
    されていることを特徴とするゴムクローラ。
  9. 【請求項9】 各々の抗張体の突き合わせ部の位置をラ
    グ投影面内、又は芯金投影面内に配置したことを特徴と
    する請求項1〜8項記載のゴムクローラ。
  10. 【請求項10】 請求項1〜9項記載のゴムクローラに
    おいて、ゴム弾性体内に、ゴムクローラの周方向に沿っ
    て、複数本の抗張体をゴムクローラの幅方向に引き揃え
    て並べ列状に配列した抗張体列を、ゴムクローラの中央
    から左右に振り分けず一列条の抗張体列としたことを特
    徴とするゴムクローラ。
  11. 【請求項11】 請求項1〜9項記載のゴムクローラに
    おいて、ゴム弾性体内に、ゴムクローラの周方向に沿っ
    て、複数本の抗張体をゴムクローラの幅方向に引き揃え
    て並べ列状に配列した抗張体列を、三列条以上の複数の
    抗張体列としたことを特徴とするゴムクローラ。
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