JP2004330830A

JP2004330830A - 弾性クローラ

Info

Publication number: JP2004330830A
Application number: JP2003127356A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Kondo; 智近藤
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2003-05-02
Filing date: 2003-05-02
Publication date: 2004-11-25
Anticipated expiration: 2023-05-02
Also published as: JP4282366B2

Abstract

【課題】弾性クローラを形成するゴム加硫物の熱伝導率を上げることにより、加硫時間を短縮してコストを抑えると共に、加硫物内部の加硫度と表層部の加硫度との差を縮めて表層部のオーバーキュアを防止して耐磨耗、耐カット性が向上した弾性クローラを提供する。
【解決手段】周方向において一定間隔おきに並ぶ複数の駆動突起が内周面に形成されたクローラ本体と、このクローラ本体の外周面に所定のラグパターンで一体に形成されたラグ群と、が備えられたゴム弾性体から無端帯状に形成されている弾性クローラにおいて、前記ゴム弾性体に、このゴム弾性体よりも熱伝導性の高い材料を配合する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種のクローラ式走行装置に使用される弾性クローラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
弾性クローラ走行装置は現在コンバイン等の農業機械、バックホー等の建設作業機械等に幅広く用いられている。これらの農業機械等には無端状のゴムベルト等からなる弾性クローラが装着され、この弾性クローラは無端帯状に形成されたクローラ本体と、このクローラ本体の内周面に形成された複数の駆動突起内と、外周面に所定のラグパターンで形成されたラグ群とからなっているものが使用されている。
【０００３】
そして、クローラ本体の内部に周方向に沿って埋設された抗張体や、クローラ本体内の前記ラグに対応する位置に埋設された芯金を有したものが従来から使用されているが、フルトラック、ハーフトラック等の高速履帯車両においては、走行速度が比較的大きくなるため高速回転が可能な柔軟性と軽量さを有する弾性クローラを採用する必要がある。
このような、柔軟性と軽量さを兼備した弾性クローラとしては、クローラ本体の内部に芯金を埋設していない芯金レスのものが普及している（特許文献１参照）。
かかる芯金レスのクローラの場合、芯金を使用しない代わりに駆動突起部等ではゴム弾性体のゴムゲージを厚くして剛性を得るようにしている。このような、芯金レスの弾性クローラの成形では、熱せられた上下モールドによってゴム加硫物を加熱して加硫成形し、ゴム弾性体を得るようにしている。
【０００４】
また、芯金レスの弾性クローラの製法として、クローラ本体内でのスチールコードの乱れを発生させずに耐久性を向上すべく、上下モールド間にゴム加硫物を搭置し、この原料中にスチールコードが埋設される位置に予め板材を重ねてプリプレスした後に、前記板材を取り去り、ここで形成された空域内にスチールコードバンドを挿入してから、加硫成形する製法が知られている（特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−１２９５４７号公報
【特許文献２】
特開平８−５２７３８号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１のような上記従来の芯金レスのクローラを構成するゴム弾性体の成形では、モールドからの熱が比較的ゴムゲージの厚い部位の内部まで到達するには、通常の厚みを有する部位よりも長い時間を要してしまうので、加熱による加硫時間を長く設定する必要がある。
【０００６】
しかるに、ゴムゲージの厚い部位の加硫成形では表層部の加硫時間に合わせて加硫時間を短くした場合、表層部から離れたゴム内部の加硫度が不十分となる一方、表層部から離れたゴム内部の加硫度を十分なものとするために、加硫時間を長くすると、今度は表層部の加硫度が適正値を超えてしまいオーバーキュアとなり、適正な物性を有するゴム弾性体を得ることが困難となる問題がある。
これは、通常使用されるゴム加硫物の熱伝導性が低いためゴムゲージの厚い部位では、表層から内部にわたる温度勾配が、ゆるやかにはならず比較的急勾配となるために引き起こされるものである。
【０００７】
このことは、弾性クローラの内周面において一定間隔おき並ぶ複数の駆動突起や、この弾性クローラの外周面に所定のラグパターンで一体に形成されたラグ部において顕著となるものである。またこのことは、芯金レスの弾性クローラに限られるものではなく、芯金を備えた弾性クローラのラグ部等でも起こりうる。
また、特許文献２のような成形法によって弾性クローラを成形したとしても、かかる弾性クローラのラグ部や駆動突起部では、ゴムゲージが厚くなることは避けられず、前記のようなゴム加硫物の低い熱伝導性に由来する問題点は、依然残されたままである。
本発明は、このような実情に鑑み、弾性クローラを形成するゴム加硫物の熱伝導率を上げることにより、加硫時間を短縮してコストを抑えると共に、ゴム加硫物内部の加硫度と表層部の加硫度との差を縮めて表層部のオーバーキュアを防止して耐磨耗、耐カット性が向上した弾性クローラを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく、本発明は次の技術的手段を講じた。
すなわち、本発明は、周方向において一定間隔おきに並ぶ複数の駆動突起が内周面に形成されたクローラ本体と、このクローラ本体の外周面に所定のラグパターンで一体に形成されたラグ群と、が備えられたゴム弾性体から無端帯状に形成されている弾性クローラにおいて、前記ゴム弾性体に、このゴム弾性体よりも熱伝導性の高い材料が配合されていることを特徴とする。
【０００９】
この場合、ゴム弾性体の原料となるゴム加硫物に熱伝導性の高い材料が混入されているので、かかる材料の熱伝導性の効果により成形材料の熱伝導性が上がることになる。これにより加硫成形時の際、熱せられたモールドの熱が成形材料の内部にまで伝わりやすくなり、長い加硫時間をかけなくても、モールド表面から離れた部位にある成形材料内部の加硫度を所定の状態にまで達することができ、加硫時間を短縮できるようになる。
【００１０】
一方、成形材料の内部温度を早期に立ち上げることができ、成形材料の内部と表層部との加熱状態を同じようにすることで加硫度の差を縮めることで、従来のように内部の加硫度に加硫時間をあわせるあまり、表層部の加硫時間が過度となり、表層部の加硫が進みすぎてオーバーキュアとなってしまうのを防止できる。
本発明において、前記熱伝導性の高い材料を、ゴム弾性体全体にわたり均一に分散させることにより、そのゴム弾性体内に配合することができる。この場合には、厚肉部、薄肉部に限らず成形材料全体の熱伝導率を高く均一なものとすることができ、加硫時間を短くすることができる。
また、本発明において、前記熱伝導性の高い材料を、ゴム弾性体のゴムゲージを厚くした部位のみに埋設させることにしてもよい。これにより、ゴムゲージの厚い部分における内部の熱伝導率が上がるので、効率よく加硫を行うことができると共に、熱伝導性の高い材料の使用量を抑えることができる。また、前記熱伝導率の高い材料を埋設する部分は、表層部から所定間隔をおいたところに内包するようにして、成形材料を通常のゴム層と配合層の二層構造とすることができる。
【００１１】
また、前記ゴムゲージを厚くした部位を、前記駆動突起部及び／又はラグ部とすることで、これらの部位に熱伝導性の高い材料が埋設されることになるので、かかる部位のゴム物性を適正な値とすることができる。
本発明において、前記熱伝導性に優れる材料として金属粉を採用することができる。この場合、金属粉を使用することにより、加硫物と混練し易く、非常に熱伝導性の高い成形材料を得ることができる。金属粉としては、銅、アルミニウム、鉄、タングステン、マグネシウム、モリブデン、ニッケル等、その他の各種金属粉が使用できる。
【００１２】
また、本発明において、前記熱伝導性に優れる材料として金属繊維を採用してもよい。この場合、更に優れた熱伝導性を得ることができると共に、繊維の補強効果により弾性クローラ全体の剛性を増大し、耐摩耗性の向上を図ることができる。金属繊維としては、アルミニウム繊維、タングステン繊維等その他の金属繊維が使用できる。
更に、本発明において、前記熱伝導性に優れる材料としてカーボンブラックを採用することもできる。これにより、高い熱伝導性を有する加硫物を得ることができ、弾性クローラの強度を高めることができる。また、前記材料の加硫物への混練がし易く、重量の増大を抑えることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の第一実施形態に係る芯金レスの弾性クローラ１を示し、図２は、この弾性クローラ１を用いたクローラ走行装置２の要部側面図を示している。図２に示すように、本実施形態のクローラ走行措置２は、所定位置に配置された駆動輪であるスプロケット３と、図示しないアイドラと、このアイドラ間に列設された複数の転輪とを備えており、これら外周に上記弾性クローラ１を巻き掛けることによって構成されている。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態の弾性クローラ１は、周方向（図２の矢印Ｘ方向）で一定間隔おきに並ぶ複数の駆動突起４が内周面から一体に突設された芯金レスのクローラ本体５と、このクローラ本体５の外周面に所定のラグパターンで形成された多数のラグ部６よりなるラグ群と、同クローラ本体５の内部に周方向に沿って埋設された抗張体７と、クローラ本体５の内部における抗張体７の外周側に埋設されたバイアスコード８と、を備えている。
【００１５】
このうち、クローラ本体５は、ゴム弾性体によってほぼ一定厚さの無端帯状に形成されており、このクローラ本体５の内周面における幅方向（図１（ａ）の左右方向）中央部に、当該クローラ本体５と同じ材質のゴム弾性体からなる前記駆動突起４が突設されている。この駆動突起４は、周方向に一定間隔をおいてクローラ本体５の全周に渡って設けられており、この各駆動突起４に前記スプロケット３を係合させることにより、弾性クローラ１を周方向に沿って駆動できるようになっている。
【００１６】
前記スプロケット３は、左右一対の円形の駆動プレート１３同士を、周方向に等間隔に並ぶ図示しない複数の駆動ピンで連結することによって構成されていて、この各駆動ピンが弾性クローラ１の駆動突起部４に引っ掛かった状態で正逆回転することで、弾性クローラ１を前後にフィードする機能を有するものである。
抗張体７は、周方向に沿って延設されたスチールコード等による抗張力コードを並設することによって構成されている。他方、バイアスコード８は、周方向に対して傾斜した方向にスチールコード等による抗張力コードを並設することによって構成されている。なお、このバイアスコード８は、抗張体７の内周側や、その内周側及び外周側の双方に設けることもできる。
【００１７】
図１に示されるように、駆動突起部４とラグ部６は他の部位よりも肉厚となっており、かかる部位では通常のゴム層９と、そこに内包される金属粉が配合された配合層１０の二層構造により構成されている。
配合層１０は、駆動突起部４やラグ部６の表層から、所定間隔をおいたところに設けられ、金属粉の高い熱伝導率の効果により、配合層１０全体の熱伝導率が通常のゴム層９よりも高くなっている。ここでは、金属粉にアルミニウム粉が使用されている。ここで熱伝導率とは熱の伝わり易さを表し、「熱の流れに垂直な単位面積を通って単位時間に流れる熱量を、単位長さあたりの温度差（温度勾配）で割った値」のことであり、数値が大きいほど熱が流れ易い事を意味するものである。
【００１８】
このように配合層１０を駆動突起部４やラグ部６のようなゴムゲージの厚い部位に設けることで、加熱成形時においてモールドの熱が表層部から内部へ移行し易くなり、表層部から内部への温度勾配をゆるやかにすることができるので、早期に肉厚部内部の温度を立ち上げることができる。したがって、長い時間をかけなくてもモールドから離れた部位の加硫度を所定の状態にまで達することができ、加熱に要する時間を短くすることができる。このため、使用電力等を減らし製造コストを抑えることができる。
更に、成形材料の内部温度を早期に立ち上げることができるので、成形材料の内部と表層部との加熱状態が近づいた状態となり、内部と表層部の加硫度の差を縮めることができる。従来は、内部を所定の加硫度に達するために加硫時間をあわせることで、その分加熱時間が長くなり表層部の加硫度が過剰となっていた。この場合、加硫物に過度に温度をかけてオーバーキュアとし加硫度を過剰にすると、成形されたゴム弾性体の物性値は所望の数値をとることができず、例えば耐磨耗性や剛性が低下する原因となるものであった。
【００１９】
これに対し、本実施形態では加硫時、成形材料全体の加硫度をほぼ均等にすることができるので、表層部のオーバーキュアを防止でき、耐摩耗性や、耐カット性が向上する。
ここで使用される金属粉としては、銅、アルミニウム、鉄、タングステン、マグネシウム、モリブデン、ニッケル等、その他の各種金属粉が使用できるが、この中でも、熱伝導率の高い銅粉や、アルミニウム粉、ステンレス粉が好適に使用される。また、金属粉以外でも熱伝導性の高いセラミックスも使用可能である。
【００２０】
配合層１０に配合する熱伝導率の高い材料として、前記金属粉の他、金属繊維を使用することにより、高い熱伝導性の付与と同時に、繊維の補強効果により、弾性クローラ１の耐摩耗性や、剛性を増大することができる。これは、マトリックスを構成するゴム弾性体中の金属繊維の絡み合い等によるものである。この金属繊維は、銅、アルミニウム等の前記金属粉と同様の素材を繊維状に成形したものが使用され、太さ２０μｍ〜１５０μｍ、長さ０．５ｍｍ〜２０ｍｍに形成されたものが好適に使用される。
また、更に配合層１０に配合する熱伝導性の高い材料としてカーボンブラックを使用することも可能である。ここで使用されるカーボンブラックとしては、特にアグリゲートの発達したＤＢＰ吸収量が１３５ｍｌ／１００ｇ以上のハイストラクチャー品を使用することにより、高い熱伝導率を発現できる。
【００２１】
本実施形態では、ゴムゲージの厚い駆動突起部４やラグ部６のみに熱伝導性の高い材料を配合したが、ゴム弾性体全体にわたり均一に分散させることにより、厚肉部、薄肉部に限らず成形材料全体の熱伝導率を高く均一なものとしてもよい。この場合、加硫成形時間を短くし、更に単一の材料のみを成形するだけでよいので、製造コストを抑えることができる。
また、熱伝導性の高い材料をゴム弾性体の表層に露出させることにより、成形材料の前記表層をモールド表面に直接接触させてもよく、これにより接触部分から内部へ熱を効率良く伝達させることによって、より効率的に加硫成形を行うことが可能となる。
【００２２】
図３は、本発明の第二実施形態にかかる弾性クローラ１を示している。
本実施形態の弾性クローラ１が第一実施形態の場合と異なる点は、クローラ本体５にクローラ幅方向に長い芯金１１を備えている点である。
ここでは、ゴムゲージが厚いラグ部６にアルミニウム粉が配合された配合層１０が設けられ、この部分で通常のゴム層９と配合層１０の二層構造となっている。本実施形態において前記金属粉に限らず、前記第一実施形態と同様、金属繊維やカーボンブラックを使用することも勿論可能である。なお、本実施形態において二層構造とせずに、ゴム弾性体の全体にわたり均一に金属粉等を配合してもよい。
【００２３】
なお、本発明は、前記した各実施例の形態に限定されるものではない。
例えば、第一実施形態にかかる弾性クローラ１の強度を上げるべく、駆動突起４の内部に、硬質樹脂製又は金属製の補強部材を埋設することにしてもよい。また、ラグ部６の形状はクローラ幅方向に延びたものだけでなく、クローラ幅方向に傾斜したものとしてもよい。更に、熱伝導性の高い材料としては前記した素材に限られるものでなく、また粉末、繊維形状に限らず、その他の形態を示す材料を使用することもできる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、弾性クローラを形成するゴム加硫物の熱伝導率を上げることにより、加硫時間を短縮してコストを抑えると共に、加硫物内部の加硫度と表層部の加硫度との差を縮めて表層部のオーバーキュアを防止して耐磨耗、耐カット性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は第一実施形態の弾性クローラの横断面図であり、（ｂ）は同クローラの幅方向中央部の縦断面図（図１（ａ）のＡ―Ａ線断面図）である。
【図２】第一実施形態の弾性クローラを装着したクローラ式走行装置の要部側面図である。
【図３】（ａ）は第二実施形態の弾性クローラの横断面図であり、（ｂ）は同クローラの幅方向中央部の縦断面図（図２（ａ）のＢ―Ｂ線断面図）である。
【符号の説明】
１弾性クローラ
４駆動突起
５クローラ本体
６ラグ部
９ゴム層
１０配合層

Claims

周方向において一定間隔おきに並ぶ複数の駆動突起が内周面に形成されたクローラ本体と、このクローラ本体の外周面に所定のラグパターンで一体に形成されたラグ群と、が備えられたゴム弾性体から無端帯状に形成されている弾性クローラにおいて、
前記ゴム弾性体に、このゴム弾性体よりも熱伝導性の高い材料が配合されていることを特徴とする弾性クローラ。
前記熱伝導性の高い材料が、ゴム弾性体全体にわたり均一に分散されていることを特徴とする請求項１に記載の弾性クローラ。
前記熱伝導性の高い材料が、ゴム弾性体のゴムゲージを厚くした部位のみに埋設されていることを特徴とする請求項１に記載の弾性クローラ。
前記ゴムゲージを厚くした部位が、前記駆動突起部及び／又はラグ部であることを特徴とする請求項３に記載の弾性クローラ。
前記熱伝導性に優れる材料が金属粉であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の弾性クローラ。
前記熱伝導性に優れる材料が金属繊維であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の弾性クローラ。
前記熱伝導性に優れる材料がカーボンブラックであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の弾性クローラ。