JP2002145137A - ガイド突起及びガイド突起支持層を有する無限ゴムキャタピラー、及びそのようなキャタピラーを有する乗物／輸送手段 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 屈曲疲れに対して適切な抵抗、引き裂きに対
して適切な抵抗及び亀裂成長に対して適切な抵抗を有す
る、乗物/輸送手段用無限ゴムキャタピラーを提供す
る。 【解決手段】 本発明は特に、硬質ゴムガイド突起及び
それより柔軟なガイド支持層を有するキャタピラーに関
する。そのようなガイド突起は積極的に駆動ラグを駆動
し得る。本発明はさらにそのようなキャタピラーを有す
る乗物/輸送手段に関する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、乗物/輸送手段用
無限ゴムキャタピラーに関する。本発明は特に、硬質の
ゴムガイド突起及びそれより柔軟なガイド支持層を有す
るそのようなキャタピラーに関する。そのようなガイド
突起はまた積極的に駆動される駆動突起であり得ること
が認識されるべきである。本発明はさらに、そのような
キャタピラーを有する乗物/輸送手段に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】無限ゴムキャタピラー
は地面上の種々の乗物/輸送手段、例えば種々のトラク
ター及び他の農業用乗物/輸送手段（コンバイン及び散
布機を含む）、並びに種々の地ならし機を推進するため
にますます使用されてきている。

【０００３】この乗物/輸送手段のために、ゴムキャタ
ピラーは通常、少なくとも２つの乗物または輸送手段の
ホイール（通常は、ゴムの内表面に掛かってキャタピラ
ーを駆動する駆動ホイール、並びに少なくとも１つの被
動ホイール）上に位置する。この被動ホイールは、地面
上をこのホイールと連結された乗物/輸送手段を推進す
るためにこのホイールの周りにキャタピラーが動くとき
にゴムキャタピラーの巻き込まれた通路を導くのを助け
る。

【０００４】ゴムキャタピラーの外表面、すなわちトレ
ッドは接地するように設計されており、そして地面と接
する、すなわち地面をとらえる/かみ合うように設計さ
れた典型的に複数の盛り上がったゴム突起を含む。

【０００５】キャタピラーの内表面は典型的に複数の間
隔の空いた比較的硬質なゴム突起を含み、これは通常は
ガイド突起としての役目をもち、そして乗物または輸送
手段の駆動ホイール形態によっては乗物または輸送手段
の駆動ホイールによって駆動されるべき駆動突起として
役立ち得る。これはまた乗物または輸送手段の駆動ホイ
ールによって駆動されるべき被動突起としても役立ち
得、そしてそのような突起はここでは概して、たとえそ
れらが積極的に駆動される駆動突起として利用されると
しても、ガイド突起とよぶ。

【０００６】硬質のゴムガイド突起は前述の乗物または
輸送手段の駆動ホイール及びガイドホイールを取り巻く
ゴム突起をガイドするために役立つ。そのような場合、
乗物または輸送手段の駆動ホイールは典型的には、キャ
タピラーの内表面に対する摩擦によってキャタピラーを
駆動する。それはときには摩擦駆動または摩擦被動ホイ
ールと呼ばれるかもしれない。キャタピラーの内表面上
に位置するそのような硬質ゴム突起をここではガイド突
起と呼ぶ。

【０００７】上述のように、乗物または輸送手段の駆動
ホイールは硬質のゴム突起にキャタピラーを駆動させる
ことに実際に従事させ、それによって地面上のそれと連
結された乗物または輸送手段のを推進するように設計さ
れる。そのような硬質のゴム突起はときには被動突起と
しても使用できるが、それらはガイド突起としても役立
ち、従って、ここでは便宜上ガイド突起と呼ぶ。

【０００８】キャタピラーのためのガイド突起が比較的
硬質のゴムのものであり、そしてそれらが位置するキャ
タピラーの表面がどちらといえばそれより柔軟なゴムで
ある場合には、硬質のゴム突起間のキャタピラーのゴム
表面の亀裂の発生及び成長が起こり得る。特に、ゴムキ
ャタピラーが前述の乗物または輸送手段のホイールの周
りに駆動されるときは、それは大きなゆがめられた屈曲
にさらされ、それによってその硬質のゴムガイド突起
は、そのような突起がゴムキャタピラーと接合するキャ
タピラーゴム表面上の接合領域において亀裂の開始及び
成長を被り得る。

【０００９】従って、硬質のゴムガイド突起に結合する
キャタピラーの内表面の領域はいくらか突起より柔軟
で、屈曲疲れに対して適切な抵抗、引き裂きに対して適
切な抵抗及び亀裂成長に対して適切な抵抗を有すること
が望ましい。

【００１０】本発明の説明において、用語「ｐｈｒ」
は、ゴム組成物中に含まれるゴム１００重量部について
の、特定の成分の重量部数に関する。用語「ゴム」及び
「エラストマー」は、他に示さない限り交換可能に使用
される。そして用語「硬化」及び「加硫」は他に示さな
い限り交換可能に使用し得る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に従い、少なくと
も１つの乗物または輸送手段の駆動ホイールと少なくと
も１つの乗物または輸送手段のガイドホイールとの組合
せを取り巻くように設計された無限ゴムキャタピラーで
あって、該ゴムキャタピーが、地面に掛かるように設計
された複数の盛り上がったゴム突起を含む外側トレッド
及び該乗物または輸送手段の駆動ホイールによって導か
れそして／またはそれに掛かる、またはかみ合うように
設計された離れて位置する複数のゴムガイド突起を含む
内表面、及びゴムガイド突起支持層を有し、該ガイド突
起が該ガイド突起のゴム支持層上に位置し、かつ該層と
同時加硫されており、かつ該層と一体となっており;そ
して該ガイド突起支持層は該ゴムキャタピラーの内面上
に位置し、かつ一体となっており;そして該ガイド突起
支持層が、エラストマー１００重量％を基準として(ph
r)、(A)(1)約30〜約70phrのシス1,4-ポリイソプレン天
然ゴム及びこれに応じて、(2)少なくとも1種の追加のエ
ラストマー約70〜約30phrを含むエラストマー、ここで
追加のエラストマーは(i)約30〜約70、または約40〜約6
0phrのシス1,4-ポリブタジエンゴム、及びこれに応じて
(ii)約0〜約20、または約5〜約15phrの、10〜40重量％
の結合スチレンを含むスチレン/ブタジエンコポリマー
ゴムから選択され、ここで該追加のエラストマーは好ま
しくは有機溶液重合で調製されたエラストマーのみであ
り、(B)強化カーボンブラック及び合成非晶質シリカよ
り選択される強化充填剤約30〜約70phr、ここで約40〜
約70または約40〜約60phrの該カーボンブラック、及び
約0〜約50または約10〜約40phrの該シリカを含み、並び
に(C)該シリカの表面上に含まれるヒドロキシル基(シラ
ノール基)と反応性の部分及び該ジエン系エラストマー
と相互作用性の他の部分を有する、該シリカのためのカ
ップリング剤を含むゴム組成物のものである、前記の無
限ゴムキャタピラーが提供される。

【００１２】実際には、該ガイド突起は典型的には約60
〜約90の範囲のショアA硬度を有するジエン系ゴム組成
物の硫黄硬化物のものであり、該硫黄硬化ガイド突起の
支持ゴム層は典型的に約60〜約90、または約55〜約85の
範囲のショアA硬度を有し、該ガイド支持ゴム層は、ゴ
ムガイド突起の硬度よりも少なくとも約5小さいショアA
硬度の硬度を有する。

【００１３】実際に、ガイド突起支持層のためのゴム組
成物は以下の物性、すなわち約15〜約19MPaの範囲の極
限引張強度、約500〜約750％の範囲の極限伸び、約5〜
約14MPaの範囲の300％モジュラス、約35〜約55の範囲の
熱弾性反発、及びASTM D4393試験に従って40ニュートン
よりも大きい(それ自体への)剥離接着を有することが好
ましい。

【００１４】実際に、該追加のエラストマーが、ガイド
突起支持ゴム層の屈曲疲れ及び磨耗抵抗を促進または高
めるために、シス1,4-ポリブタジエンゴムであるこごあ
好ましい。

【００１５】好ましくは、上記ゴム組成物への限定とし
て、該ガイド突起支持ゴム層のためのそのようなゴム組
成物は、ASTM D4482に従い、65％の歪みにおいて、約60
キロサイクルの最小屈曲疲れ抵抗を有することを特徴と
する。

【００１６】ガイド突起支持層のための望まれる屈曲疲
れはここで、ゴムキャタピラーの耐久性すなわち耐用期
間に対して重要であるかまたは有意である。本発明の目
的のために、該ガイド突起支持層は、それが結合してい
る駆動突起よりも少なくとも約0.25cm広い幅を有し、こ
こでゴムストリップは通常約15〜約25cmの範囲の幅を有
し、これは連結している駆動突起の幅及びキャタピラー
の幅に一般に依存する。実際に、ガイド突起支持層は約
0.1〜約1.0cm、好ましくは約0.1〜約0.4cmの範囲の厚さ
を有する。

【００１７】本発明にさらに従い、少なくとも２つの無
限ゴムキャタピラー系、すなわち地面上の該乗物/輸送
手段を駆動するための乗物/輸送手段の各側にあるキャ
タピラー系を有する乗物/輸送手段であって、該キャタ
ピラー系が個々に、本発明のキャタピラー、乗物/輸送
手段にとりつけられかつ該キャタピラーによって包まれ
る複数のホイールから成り、そのホイールの少なくとも
１つが駆動ホイールである、前記の乗物/輸送手段が提
供される。

【００１８】本発明の一面において、該駆動ホイールは
該キャタピラーのガイド突起とかみ合いうる。従って、
該キャタピラーは、地面上のそれと連結された乗物/輸
送手段を推進するための駆動ホイールによって駆動され
る。

【００１９】代りに、該駆動ホイールは、キャタピラー
の内表面（これはガイド突起支持層であり得る）と接触
する駆動ホイールの外周面の摩擦によって該駆動ホイー
ルの周りのキャタピラーを駆動でき、そしてそれによっ
て地面上の連結された乗物/輸送手段を推進し得、これ
によって、該キャタピラーのガイド突起は該駆動ホイー
ル内またはその間の適切なくぼみまたは溝を通ることに
よってキャタピラーを導くために働く。

【００２０】本発明の実施の好ましい面は、 (1)引裂強度及び屈曲疲れ抵抗を促進するように設計さ
れた、天然ゴム及びシス1,4-ポリブタジエンゴムの組合
せの使用 (2)ゴム組成物のより低いモジュラス及びより高い伸び
を助長するように設計された、比較的低〜中程度の含量
の硫黄硬化剤 (3)比較的低い熱発生、及び引裂け開始及び成長及び屈
曲疲れに対する抵抗を助長または高めるための非晶質シ
リカ (4)適切な期間のオゾン/老化抵抗及び屈曲疲れに対する
抵抗を達成するための、比較的高い抗酸化剤含量、通常
は抗酸化剤とオゾン亀裂防止剤との組合せ (5)ゴム組成物の比較的高い引張り強度、引裂き抵抗及
び磨耗抵抗を助長するために、比較的低い量のゴム加工
油(存在する場合) 個々の成分は既知であるが、本発明の無限キャタピラー
のガイド突起支持層のための成分の上述の組合せは新規
であると考えられる。

【００２１】ガイド突起及びそれと結合されたガイド突
起支持層を含むキャタピラーは、次に、適切な金型内で
高温（例えば約１３５℃〜約１７０℃）で硫黄硬化（加
硫）される。

【００２２】従って、本発明は硫黄加硫された無限キャ
タピラーをも含む。さらに、本発明は、地面上の乗物/
輸送手段を駆動するための少なくとも２つの無限キャタ
ピラー系（乗物/輸送手段の反対側の各々）を有する乗
物/輸送手段を企図し、該キャタピラー系は個々に、該
キャタピラー、乗物/輸送手段と連結されかつ該キャタ
ピラーによって包まれる複数のホイールを含む。

【００２３】本発明をさらに理解するために、添付図面
が与えられる。図１は、分かれた駆動ホイール及び分か
れたアイドラーホイールを取り巻く、一列の間隔の空い
たガイド突起を有する無限ゴムキャタピラーの透視図で
あり、図２は、台形の断面を有する、個々の未加硫の予
備付形されたガイド突起を描き、図３は図１のキャタピ
ラーの内表面の一区画を示し、これは間隔を空けた複数
のガイド突起が位置する一体の突起ガイド支持層を含
み、図４は図１のキャタピラーの縦方向の断面を示し、
図５は、図１に類似する無限ゴムキャタピラーの透視図
を示すが、分かれた駆動ホイール及び分かれたアイドラ
ーホイールを包む、二列の間隔の空いたガイド突起を有
する点が異なり、そして図６は、図５のキャタピラーの
内表面の一区画を示し、これは複数の間隔の空いたガイ
ド突起がその上に位置する一体のガイド突起支持層を含
む。

【００２４】図面中、盛り上がった突起(3)及び溝(4)の
形状のゴムトレッドを有するゴムキャタピラー(1)が示
され、トレッド領域の突起(3)は、接地するように設計
されている。

【００２５】キャタピラー(1)の内表面(2)上に、複数の
間隔の空いたゴムガイド突起(5)が示され、ここでガイ
ド突起(5)は、より柔軟なガイド突起支持層(5A)の一体
の同時加硫された部分であるものとして定位置に保持さ
れる。

【００２６】キャタピラー(1)の内表面(2)はゴムガイド
突起支持層(5A)を含み、これはガイド突起5の硬質ゴム
よりも柔軟なゴムのものであり、これはキャタピラー
(1)及びガイド突起(5)の内側表面(2)と同時硫黄硬化さ
れ、よって一体である。

【００２７】特に複数のガイド突起(5)は、台形に予備
付形された断面及びガイド突起支持層(5A)上に位置する
その台形の基部を有するように、予備付形される。ガイ
ド突起支持層(5A)及び位置決めされたガイド突起(5)を
含むキャタピラー(1)のアセンブリーは次に、適切な金
型内で高温で硫黄同時加硫され、それによってガイド突
起支持層(5A)はキャタピラー(1)のゴム内表面(2)と一体
になり、またゴムガイド突起(5)はゴムガイド支持層(5
A)と一体となる。

【００２８】ゴムガイド突起支持層(5A)がキャタピラー
(1)の内表面(2)の中心に位置し、そしてそれよりも小さ
い幅をもつものとして示されていることが容易にわか
る。従って、駆動突起(5)は、下にあるガイド支持層(5
A)によって完全に支持されかつ取り巻かれいるものとし
て示され、駆動突起(5)の間のガイド支持層(5A)の外表
面は視覚的に曝露されている。

【００２９】キャタピラー(1)自体は、前述の外側トレ
ッド、駆動突起(5)及びカーカス(6)上の駆動突起支持層
(5A)を含み、ガーカスは寸法安定性のための織物(例え
ば鋼またはガラス繊維強化プラスチック)ベルト強化材
(7)を含むものとしてしめされる。

【００３０】駆動ホイール(8)及びアイドラーホイール
(9)は、区分されたホイールとして示されこれは多分、
刻み目または溝を有し、ボルトで固定またはそれとも連
結された少なくとも2つのホイールであり得、それを通
してガイド突起は駆動ホイール(8)の周りを通り、駆動
ホイール(8)はホイール(8)の外周面とキャタピラー内面
(2)(これはガイド突起支持層(5A)であり得る)との間の
摩擦によってキャタピラー(1)を駆動する。駆動ホイー
ル(8)は、もし望まれるのであれば、キャタピラー(1)を
駆動し、それによって地面上の関連した乗物/輸送手段
を推進するのを助けるためにガイド突起(5)と実際にか
み合うように設計し得ることが認識される。

【００３１】ガイド突起とキャタピラーの内表面の硬度
の実質的な差は、ガイド突起とキャタピラーの内表面と
の結合領域で、歪み及び屈曲応力から生じる重大な問題
を提示することが認識されるべきである。従って、本発
明の特定のガイド突起支持層を組み込むことは、キャタ
ピラー内部表面、またはそのような結合領域またはその
近傍での亀裂成長を実質的に減じるように設計されてい
る。

【００３２】本発明によって、そのような努力が、キャ
タピラー自体の内表面上の特定のガイド突起支持層を与
えることによってとられる。そのような目的のために、
キャタピラーはこれと連結された乗物/輸送手段の種々
の駆動及び被動（アイドラー）ホイールの周りでゆがむ
ので、下にあるガイド支持層が亀裂の成長に抵抗するた
めに十分な疲れ抵抗性を有することが重要である。

【００３３】ここで、無限キャタピラーのためのそのよ
うな特定のガイド突起支持層用のゴム組成物の使用は新
規で、進歩性がある、そして過去の技術から逸脱してい
ると考えられる。

【００３４】本発明において、比較的高いレベル、すな
わち量の、すなわち、ガイド突起支持層のゴム組成物の
ための長時間にわたる屈曲疲れに対する抵抗及びオゾン
抵抗を高めるために、約3〜約8phrの範囲の抗分解剤が
好ましくは使用される。そのような抗分解剤は、動的用
途における大気条件にさらされることが意図される硬化
ゴム組成物のための通常使用される、ゴム組成物のため
のオゾン亀裂防止剤及び抗酸化剤の組合せであるべきで
ある。

【００３５】そのような抗分解剤の代表例は、例えば、
重合2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリン(Flexsys
America L.A. companyからのFlectol TMQとして得るこ
とができる)、N-1,3-ジメチルブチル-N'-フェニルパラ-
フェニレンジアミン(FlesysCompanyの商標Santoflex13
として得られる)、及び混合アリール-p-フェニレンジア
ミン(例えばThe Goodyear Tire & Rubber Company の商
標Wingstay^(R)100)である。そのような抗分解剤はその
ような技術における当業者に周知である。

【００３６】例えば限定されずに芳香族、ナフテン系及
びパラフィン系のような炭化水素ゴム加工油の、0〜約1
0、好ましくは約2〜8phrの使用は、ガイド突起支持ゴム
層のための未加硫ゴム組成物の加工性を高めるため、及
び硫黄加硫ゴム組成物の引張強度、引裂抵抗性及び磨耗
抵抗の組合せのバランスを向上するために、本発明のた
めに望ましい。そのような芳香族ゴム加工油並びにアル
キル化ナフテン及び芳香族炭化水素ゴム加工油の混合
物、並びにそれらの加工助剤としての使用は、ゴム組成
物の製造における当業者に周知である。

【００３７】本発明において、シリカ、特に沈降シリカ
が、キャタピラーのトレッドゴム組成物の引裂抵抗を高
めるためにまたは減じるために主として使用される。種
々のシリカ、好ましくは沈降シリカが使用できる。タイ
ヤトレッド用を含む、ゴム組成物における使用のための
沈降シリカは、そのような技術における当業者に周知で
ある。そのようなシリカの代表例は、例えばPPG Indust
riesからのHiSil 210である。本発明において、好まし
くはシリカカップリング剤が使用される。種々のカップ
リング剤が使用し得るが、代表的なカップリング剤は例
えば、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)ポリスルフ
ィドであって、そのポリスルフィド橋内に2〜8個、平均
で2〜約2.6または3.5〜4個の結合硫黄原子を有するもの
である。

【００３８】本技術の当業者によって、他に示さない限
り、例えば硫黄加硫性の成分ジエン系エラストマーを、
硬化助剤、例えば硫黄、活性剤、遅延剤及び促進剤、前
述の芳香族ゴム加工油のような加工添加剤、粘着付与樹
脂を含む樹脂（使用する場合）、可塑剤（使用する場
合）、ステアリン酸を含む脂肪酸、酸化亜鉛、ワック
ス、ここで議論した抗酸化剤及びオゾン亀裂防止剤、し
ゃく解剤（使用する場合）、及びここで議論したカーボ
ンブラック及び沈降シリカのような強化充填材のような
種々の通常使用される添加物材料と混合するようなゴム
配合技術において一般に知られている方法によって、ガ
イド支持相のゴム組成物が配合され得ることは容易に理
解される。本技術における当業者に既知のように、硫黄
加硫性ゴム組成物及び硫黄加硫されたコンパウンドまた
はトレッドコンパウンドの意図される用途に依存して、
他に注記しない限り、本発明のキャタピラー突起支持層
のために上述の添加剤が選択され、そして通常の量で普
通に使用される。

【００３９】粘着付与樹脂の典型的な量は、使用する場
合には、約１〜約５ｐｈｒ、通常約１〜約３ｐｈｒであ
り得る。加工助剤の典型的な量は、約１〜約１０ｐｈｒ
であり得る。そのような加工助剤は例えば、前述の芳香
族ゴム加工油を含み、これはゴム加工油の組合せを含
む。ステアリン酸を含む脂肪酸の典型的な量は使用する
場合には約０．５〜約４ｐｈｒであり得る。酸化亜鉛の
典型的な量は約２〜約７ｐｈｒであり得る。ミクロクリ
スタリンワックスのようなワックスの典型的な量は使用
する場合には約１〜約５ｐｈｒであり得る。しゃく解剤
の典型的な量は使用する場合には例えば約０．１〜約１
ｐｈｒであり得る。典型的なしゃく解剤は使用する場合
には例えばペンタクロロチオフェノール及びジベンザミ
ドジフェニルジスルフィドであり得る。

【００４０】加硫は硫黄、例えば遊離硫黄、促進剤及び
所望により二次促進剤及び／または遅延剤の存在下で本
発明において実施され、ここで準−ＥＶ加硫系が使用し
得る。

【００４１】もし二次促進剤が使用される場合には、二
次促進剤は、例えばグアニジン、ジチオカルバメートま
たはチウラム化合物であり得る。種々の配合成分の選択
及び量は以前に述べたように重要である。望まれるキャ
タピラー駆動突起支持層のゴム性のために適切であると
みなされるように、選択及び量は当業者によって調節ま
たは修正され得る。

【００４２】キャタピラーは、そのような技術分野にお
ける当業者に既知または明らかな種々の方法によって構
築され、付形され、成形され及び硬化される。ゴムキャ
タピラーのための駆動突起支持層のためのゴム組成物、
またはコンパウンドは、いくつかの連続の非プロダクテ
ィブ行程（硫黄及び関連する促進剤硬化剤無し）におい
て密閉式ゴムミキサー内で約１６５℃の温度に混合し、
混合行程の間に４０℃未満に組成物の温度を冷やし、そ
の後の密閉式ゴムミキサー内で約１０５℃の温度への最
終のプロダクティブ混合行程（硫黄硬化剤が加えられ
る）によって調製し得る。

【００４３】得られた未硬化のゴムコンパウンドは次に
押出またはカレンダー処理されて、ガイド突起のための
支持層となるべきゴムストリップを形成する。ゴムスト
リップは構築(building)ドラムに施され、ここでゴムキ
ャタピラーが構築される。その後、個々の、予備付形さ
れた未硬化のゴムガイド突起がゴムストリップ上に間隔
を空けた形態で置かれ、そのアセンブリーを形成する
(例えば、ガイド突起の間隔を空けたむらの無い形態を
確実にするために適切な型板を使用)。キャタピラーア
センブリーを次に加硫して、キャタピラーを形成し、そ
してそれによってゴムキャタピラーの内表面と一体とな
ったガイド突起支持層をつくり、そしてゴム駆動突起支
持層と一体の個々のゴム駆動突起をつくる。キャタピラ
ーの1以上の区画が順番に適切な金型内に挿入され、そ
して例えば約150℃のような温度で硬化されて連続キャ
タピラーを形成する。

【００４４】

【実施例】実施例１ ゴム組成物を調製し、試料W、X、Y及びZとよび、試料W
及びXを対照試料として使用する。

【００４５】特に対照試料W及びXは、シス1,4-ポリイソ
プレン天然ゴム及びスチレン/ブタジエンコポリマーゴ
ムのエラストマー組成物を基本とし、これはカーボンブ
ラックとシリカ強化剤との組合せを含む。

【００４６】対照試料Wは約91の硬化ショアA硬度を有す
る硬質ゴム組成物の代表例である。対照試料Xは、約65
の硬化ショアA硬度を有する、いくぶん柔軟なゴム組成
物の代表例である。

【００４７】試料Y及びZはそれぞれ硬化ショアA硬度73
及び65を有するゴム組成物の代表例であり、よって硬質
対照ゴム組成物Wよりも柔軟であり、そして対照ゴム組
成物Xと硬度において類似している。

【００４８】特に試料Y及びZのゴム組成物は本発明のガ
イド突起支持層のためのゴム組成物を代表し、そしてシ
ス1,4-ポリイソプレン天然ゴム及びスチレン/ブタジエ
ンゴム及びカーボンブラック強化剤のエラストマー組成
物（試料Y）、並びにシス1,4-ポリイソプレン天然ゴム
及びシス1,4-ポリブタジエンゴム及びカーボンブラック
＋シリカ強化剤の組合せのエラストマー組成物（試料
Z）を基本としている。

【００４９】試料のための組成物は下の表１に示す。ゴ
ム組成物について、成分が最初に、少なくとも１つのノ
ンプロダクティブ混合行程において約5分間、約155℃〜
約165℃の温度に混合される。ノンプロダクティブ混合
行程は、成分を硫黄及び加硫促進剤のような硬化剤無し
で混合することをいう。用語「ノンプロダクティブ」混
合はそのような技術における当業者に周知である。次に
硫黄硬化剤及び促進剤が最終の混合行程において、約2
分間、約110℃〜約120℃の温度に混合される。

【００５０】

【表１】

【００５１】1 天然シス1,4-ポリイソプレンゴム 2 The Goodyear Tire & Rubber Company からのPLF1502
としての乳化重合製造のスチレン/ブタジエンゴムで、
約23.5％のスチレン含量及び約-55℃のガラス転移温度
(Tg)を有する 3 The Goodyear Tire & Rubber Company からのBudene
^(R)1208としてのシス1,4-ポリブタジエンゴム 4 N330カーボンブラック(ASTM呼称) 5 N220カーボンブラック(ASTM呼称) 6 N205カーボンブラック(ASTM呼称) 7 Degussa companyからのX50-Sとしての、ビス(3-エト
キシシリルプロピル)テトラスルフィドとN330カーボン
ブラックとの50/50複合材料 8 PPG IndustriesからのHiSil^(R)210 9 Schumann CompanyからのM4067 10 Schumann CompanyからのR4042 11 Schenectady InternationalからのSP1068-Special 12 Lyondell CompanyからのStan-Plas 150 13 AkroChem Companyからのフェノールホルムアルデヒ
ド型のもの 14 ヒドロキノン(TMQ)及びパラ-フェニレンジアミン(6P
PD)型の抗分解剤 15 ゴム用硫黄 16 スルフェンアミド型のもの。

【００５２】実施例２ 実施例1のゴム組成物を約100分、約150℃の温度で硬化
した。このゴム組成物の種々の物性を測定し、次の表2
において報告する。用語「MDR」は、移動ダイ・レオメ
ーターを意味する。

【００５３】

【表２】

【００５４】・1 引張強度、破断点伸び及び300％モジ
ュラスは、ASTM試験D412(リング試料を選択)に従って測
定し、ここでそれぞれのゴム組成物の強度の尺度である
とみなされる。値が高いほど、通常大きな耐用性を示
す。例えば、16MPaより大きい引張強度が、本発明のキ
ャタピラーのゴムガイド突起支持層用の組成物のために
望ましい。 ・2 弾性反発試験(ASTM D1054)はゴム組成物のヒステリ
シス性の尺度を提供する。値が高いほど、低いヒステリ
シスで走行するゴム組成物の指標であり、好ましい。よ
り高い弾性反発値を有するガイド突起支持層のゴム組成
物は、役務において使用したときにり低い操作温度を示
すことが期待される。 ・3 それぞれの試料のショアA硬度(ASTM D2240)。 ・4 磨耗試験(ASTM D5963)はいくぶんDIN磨耗試験に類
似するが、摩擦にる磨り減りの指標であり、ゴム組成物
の損失によって測定され、そして値が低いほど良好であ
り、ガイド突起支持層についての磨耗にたいするより大
きな抵抗を示す。 ・5 疲れ屈曲破損(ASTM D4482)へのキロサイクル数は、
ゴム組成物についての疲れ亀裂に対する抵抗の指標であ
り、そして値が高い程ガイド突起支持層のゴム組成物の
ために好ましい。この場合の試験は65％の歪み量を使用
した。 ・6 剥離接着の比較は、試料W、X、Y及びZについての引
裂強度値の測定値である。試験は、それぞれの試料のそ
れら自体に対する剥離接着について実施された。試験は
また、対照試料X及び試料Y及びZの対照試料Wに対する剥
離接着についても行った。値が高いほど好ましい。試料
Zのそれ自体に対する引裂強度の改善は、対照試料Xのも
のに比較して400％のオーダーであり、これは亀裂の成
長に対するゴム支持層の抵抗を示すと考えられる。試料
X及びYの対照試料Wに対する剥離接着値は、対照試料Wの
それ自体に対する接着値よりも有意に高いことが示され
た。剥離接着試験の説明は米国特許第5,310,921号及びA
STM D4349に見いだせる(ただし、1.3cmの試料幅が使用
され、そして5mmの幅の透明Mylarプラスチック窓が使用
した試験試料に挿入されたことを除く)。 ・7 加硫ゴムのメジアン成形溝引裂強度はASTM D624に
よって測定し、そこでは長方形に付形された硬化ゴム試
料が得られる。この試料はその縦方向中心軸にそって溝
を有し、これは基本的には試料を2つの半分づつ、すな
わち溝の中心の各側上の1/2、に分割する。試験試料の
寸法は2.54cm幅、12.7cm長さ、そして0.64cm厚である。
成形した溝は、0.086cmの深さ及び0.084cmの上部溝幅を
有する14°の弧形態を有する。試験は、溝に沿って引裂
が開始及び成長するためのニュートンでの力を測定する
ことによって実施する。ここで試料の半分ずつは試料の
一端において、180°の角度及び23℃において約51cm/分
の交差ヘッド速度で引き離される。

【００５５】表2から、試料Y及びZは、対照試料W及びX
に比較して、優れた屈曲疲れ及び剥離接着を示すことが
わかる。表2からはまた、試料Y及びZの成形溝引裂強度
が対照試料W及びXよりも実質的に優れていることがわか
る。

【００５６】特に、比較的柔軟な試料Y及びZの以下の物
性が、比較低硬い対照試料W及びXのそれらに比較して得
られた。 1.伸びは実質的に破断点においてより大きく、 2．疲れ破損に対する抵抗は実質的により大きく、そし
て 3．剥離接着及び成形溝引裂値は実質的により大きい。

【００５７】試料Y及びZについてのそれら自体及び対照
試料Wに対する剥離接着は、対照試料W(それ自体に対す
るもの)に比較して有意に優れていた。このことはここ
で、結合しているゴムガイド突起と組み合わせて使用さ
れるときに大きな屈曲を受けると予期されるキャタピラ
ーのためのガイド突起支持層のためのゴム組成物のより
大きい耐久性を示すものとして有益であると考えられ
る。

【００５８】本発明の一面において、試料Y及びZの種々
の示した物性(特に試料Y)が次の組合せによって達成さ
れる。 1. 試料Y中のスチレン/ブタジエンゴムを、シス1,4-ポ
リブタジエンゴムでの置換及び試料Zについての天然ゴ
ムの量の増加、並びに 2.試料Z について、より高いコロイド性、すなわち約13
1の色値、約130のより高い窒素吸収値を有するカーボン
ブラック(N205カーボンブラック)の使用-試料Yについて
のカーボンブラック(N220)に関して。但し、N205の寄与
は完全には理解されていない。

【００５９】ゴム組成物中の成分の選択及び量を変える
ことは、得られたゴム組成物の性質に関する限り多くの
トレードオフを含むことを認識することが重要である。
なぜなら、ガイド突起支持層のゴム組成物についての望
まれる物性の全てを達成することはしばしば合理的には
可能ではないからである。

【００６０】本発明の無限キャタピラートレッドのため
に、第１の目的は、結合したゴムガイド突起を支持する
下にあるガイド突起支持層のために、屈曲寿命を最大化
しかつ亀裂形成及びまたは成長を最小化することであ
る。

【００６１】ある代表的な態様及び詳細を本発明を例示
するために示してきたが、本技術の当業者には、本発明
の精神または範囲から逸脱することなく、種々の変更及
び修正がなし得ることが明らかである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 分かれた駆動ホイール及び分かれたアイドラ
ーホイールを取り巻く、一列の間隔の空いたガイド突起
を有する無限ゴムキャタピラーの透視図。

【図２】 台形の断面を有する、個々の未加硫の予備付
形されたガイド突起。

【図３】 図１のキャタピラーの内表面の一区画を示
し、これは間隔を空けた複数のガイド突起が位置する一
体の突起ガイド支持層を含む。

【図４】図１のキャタピラーの縦方向の断面。

【図５】図１に類似する無限ゴムキャタピラーの透視図
を示すが、分かれた駆動ホイール及び分かれたアイドラ
ーホイールを包む、二列の間隔の空いたガイド突起を有
する点が異なる。

【図６】図５のキャタピラーの内表面の一区画を示し、
これは複数の間隔の空いたガイド突起がその上に位置す
る一体のガイド突起支持層を含む。

【符号の説明】

１ キャタピラー ２ キャタピラーの内表面 ３ 突起 ４ 溝 ５ ガイド突起 ５Ａ ガイド突起支持層 ６ カーカス ７ ベルト強化材 ８ 駆動ホイール ９ アイドラーホイール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 590002976 1144 Ｅａｓｔ Ｍａｒｋｅｔ Ｓｔｒｅ ｅｔ，Ａｋｒｏｎ，Ｏｈｉｏ 44316− 0001，Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ラム・マーシー・クリシュナン アメリカ合衆国オハイオ州44262，ムンロ ー・フォールズ，スティープルチェイス・ レーン 184 (72)発明者 レイ・ユージン・ビアリー アメリカ合衆国オハイオ州44312，アクロ ン，マイヤーズビル・ロード 2032 (72)発明者 ポール・ハリー・サンドストロム アメリカ合衆国オハイオ州44223，クヤホ ガ・フォールズ，フォレスト・エッジ・ド ライブ 2065 (72)発明者 ビル・バッド・グロス アメリカ合衆国オハイオ州44224，ストウ, メープル・ロード 2110 (72)発明者 ルイス・ティモシー・ルキッチ アメリカ合衆国オハイオ州44313，アクロ ン，ウエスト・マーケット・ストリート 1025 Ｆターム(参考） 4J002 AC01W AC03X AC08X DA036 DJ017 EV068 FB087 GL00

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１つの乗物又は輸送手段の駆
   動ホイールと少なくとも１つの乗物又は輸送手段のガイ
   ドホイールとの組合せを取り巻くように設計された無限
   ゴムキャタピラーであって、 該ゴムキャタピーが、地面に掛かるように設計された複
   数の盛り上がったゴム突起を含む外側トレッド、該乗物
   又は輸送手段の駆動ホイールによって導かれそして／ま
   たはそれに掛かるように設計された離れて位置する複数
   のゴムガイド突起を含む内表面、及びゴムガイド突起支
   持層を有することを特徴とし、 該ガイド突起が該ガイド突起のゴム支持層上に位置し、
   かつ該層と同時加硫されており、かつ該層と一体となっ
   ており;そして該ガイド突起支持層は該ゴムキャタピラ
   ーの内面上に位置し、かつ一体となっており;そして 該ガイド突起支持層が、エラストマー１００重量％を基
   準として(phr)、(A)(1)30〜70phrのシス1,4-ポリイソプ
   レン天然ゴム及びこれに応じて、(2)少なくとも1種の追
   加のエラストマー70〜30phrを含むエラストマー、 ここで追加のエラストマーは(i)70〜30phrのシス1,4-ポ
   リブタジエンゴム、及びこれに応じて(ii)0〜20phrの、
   10〜40重量％の結合スチレンを含むスチレン/ブタジエ
   ンコポリマーゴムを含み、(B)強化カーボンブラック及
   び合成非晶質シリカより選択される強化充填剤30〜70ph
   r、ここで40〜70phrの該カーボンブラック及び0〜50phr
   の該シリカを含み、並びに(C)該シリカの表面上に含ま
   れるヒドロキシル基(シラノール基)と反応性の部分及び
   該ジエン系エラストマーと相互作用性の他の部分を有す
   る、該シリカのためのカップリング剤を含むゴム組成物
   のものである、前記の無限ゴムキャタピラー。
2. 【請求項２】 該追加のエラストマーが40〜60phrのシ
   ス1,4-ポリブタジエンゴム及び5〜15phrの有機溶液重合
   で製造されたスチレン/ブタジエンゴムを含み、該強化
   充填剤が40〜60phrのカーボンブラック及び10〜40phrの
   沈降シリカを含み、そして該カップリング剤が、ビス(3
   -エトキシシリルプロピル)ポリスルフィドであってその
   ポリスルフィド橋内に2〜8、平均で2〜2.6または3.5〜4
   の結合硫黄原子を有するポリスルフィドである、請求項
   1に記載のゴムキャタピラー。
3. 【請求項３】 少なくとも2つの無限ゴムキャタピラー
   系、すなわち地面上の該乗物又は輸送手段を駆動するた
   めの乗物又は輸送手段の両側のキャタピラー系、を有す
   る乗物又は輸送手段であって、該キャタピラー系が個々
   に、請求項1または2に記載の無限キャタピラー、該乗物
   又は輸送手段に取り付けられかつ該キャタピラーによっ
   て取り巻かれた複数のホイールを含み、該ホイールの少
   なくとも1つが駆動ホイールである、前記の乗物又は輸
   送手段。