JP2009149235A - 弾性履帯 - Google Patents

Abstract

【課題】 ラグを履帯周方向に関して芯金間に配置して低振動を確保した弾性履帯において、履帯本体の外周面の耐カットと、履帯本体の内周側の転輪通過面の虫喰い現象とを考慮して弾性材の厚みを設定することにより、製品の重量増を抑えつつ耐久性を確保することができる弾性履帯を提供する。
【解決手段】 履帯本体１Ａの外周面１７と抗張体８との間の弾性材の厚みＡと、脱輪防止突起１３の履帯幅方向Ｙ外方側の面１８と、幅方向補強体７の履帯内周側の面１９との延長線上の交点Ｐ１から履帯幅方向Ｙ外方側に２０ｍｍ行ったの位置における、履帯本体１Ａの転輪通過面１５と芯金７との間の弾性材の厚みＣとの関係を、２Ｃ≧Ａ≧０．５Ｃとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、クローラ式走行装置に採用される弾性履帯に関するものである。

従来、スプロケット，アイドラ及び複数の転輪にわたって無端状の弾性履帯を巻き掛け、スプロケットを回転駆動させると共に該スプロケットから弾性履帯に駆動力を伝達することによって該弾性履帯を循環回走するようにしたクローラ式走行装置がある。
このクローラ式走行装置の弾性履帯として、ゴム様弾性材から無端帯状に形成された履帯本体を備え、この履帯本体内に履帯周方向に間隔をおいて芯金を埋設し、履帯本体の芯金間に形成した係合孔にスプロケットの歯を挿入して係合させることにより、スプロケットから駆動力が伝達されるように構成されているものがある。

また、通常、履帯本体内には、芯金より外周側に位置すると共に履帯周方向全周にわたるように設けられたスチールコード等からなる抗張体が埋設され、履帯本体の外周面側にはラグが設けられ、履帯本体の内周面側の幅方向中央側には転輪，アイドラ，駆動輪等に係合することにより履帯の脱輪（弾性履帯の外れ）を防止する脱輪防止突起が設けられ、履帯本体の内周面の脱輪防止突起の側方は転輪等が転動する転輪通過面とされている。
また、ラグを履帯周方向に関して芯金間に配置した弾性履帯がある（特許文献１参照）。
特開２００３−１８２６５７号公報

図５に示すように、履帯本体１Ａの外周面に設けられたラグ１０が履帯周方向Ｘに関して芯金７の位置と同じ位置に設けられた弾性履帯６にあっては、弾性履帯６の転輪通過面１５と転輪との間に砂や小石等の異物がかみ込むと、転輪通過面１５にいわゆる虫喰い現象が発生し、次第に弾性履帯６を構成するゴムが劣化していくが、特に、芯金７上は顕著であるので、芯金７上の履帯本体１Ａの厚みを大きくして耐久性を保持するようにしており、この為に履帯本体１Ａ全体の厚みが厚くなる。
また、ラグ１０が履帯周方向Ｘに関して芯金７の位置と同じ位置に設けられたものにあっては、弾性履帯６の芯金７より外周側のゴム厚みが厚いものとなり、耐カット性に優れ、抗張体８への損傷は少ないと共に、履帯周方向Ｘにおけるラグ１０間には芯金７がないので、弾性履帯６が突起物に乗り上げても履帯本体１Ａの全体のゴム厚みや抗張体のしなやかさで、応力緩和されるので、外傷が入りにくいことから、履帯本体１Ａの外周面に設けられたラグ１０が履帯周方向Ｘに関して芯金７の位置と同じ位置に設けられた弾性履帯６にあっては、図５に示すように、履帯本体１Ａの転輪通過面１５と芯金７との間のゴム厚みＣを、履帯本体１Ａの外周面１７と抗張体８との間のゴム厚みＡよりも大としている。

前記弾性履帯６にあっては、転輪通過面１５のゴムの劣化に起因するゴムの寿命により、弾性履帯６全体の寿命となってしまうので、耐久寿命を上げるには、さらに履帯本体１Ａの転輪通過面１５と芯金７との間のゴム厚みＣを増やさなければならず、そうすると履帯本体１Ａ全体の厚みが大きくなり、屈曲抵抗が大きくなり馬力ロスとなると共に、製品重量もアップし、コスト増につながる。
また、耐久面では有利であるものの、履帯周方向Ｘに関して芯金７と同じ位置にラグ１０があることは、そうでない部分との剛性差が大となり、振動が大となる。

ところで、特許文献１に開示されているように、ラグ１０を履帯周方向Ｘに関して芯金７間に配置することにより、振動改善につながることは、建機や小型運搬車では判っているが、この場合、芯金７配置位置において抗張体８に履帯本体１Ａの外周側からの外傷を受けやすく、履帯本体１Ａの外周面１７と抗張体８との間のゴム厚みＡが、履帯本体１Ａの転輪通過面１５と芯金７との間のゴム厚みＣよりも小であると、このままでは使用することができない。
そこで、本発明は、前記問題点に鑑みて、ラグを履帯周方向に関して幅方向補強体間に配置して低振動を確保した弾性履帯において、履帯本体の外周面の耐カットと、履帯本体の内周側の転輪通過面の虫喰い現象とを考慮して弾性材の厚みを設定することにより、製品の重量増を抑えつつ耐久性を確保することができる弾性履帯を提供することを目的とする。

前記技術的課題を解決するために本発明が講じた技術的手段は、ゴム様弾性材によって無端帯状に形成された履帯本体内に、履帯周方向に間隔をおいて且つ履帯周方向にわたって配置された幅方向補強体と、この幅方向補強体より履帯外周側に配置され且つ履帯周方向にわたって設けられた抗張体とを埋設し、履帯本体の外周面側に、履帯周方向に間隔をおいて且つ履帯周方向にわたって配置されると共に前記幅方向補強体と履帯周方向に関して同じ位置に位置しないように配置されたラグを備え、履帯本体の幅方向中央側には、幅方向補強体から履帯本体の内周側に突出する左右一対の脱輪防止突起が設けられ、この左右各脱輪防止突起の履帯幅方向外側方が、転輪が転動する転輪通過面とされた弾性履帯において、
履帯本体の外周面と抗張体との間の弾性材の厚みをＡとし、
脱輪防止突起の履帯幅方向外方側の面と、幅方向補強体の履帯内周側の面との延長線上の交点から履帯幅方向外方側に２０ｍｍ行った位置における、履帯本体の転輪通過面と幅方向補強体との間の弾性材の厚みをＣとすると、
２Ｃ≧Ａ≧０．５Ｃとされていることを特徴とする。

また、幅方向補強体の、転輪通過面における履帯周方向の幅を、ラグの履帯周方向の１ピッチの３０〜５５％の寸法に形成するのがよい。
また、転輪通過面を、幅方向補強体に対応する部分が履帯内周側に凸となり且つ幅方向補強体間に対応する部分が履帯外周側に凹となる凹凸形状に形成し、この凹凸面の凸部分の頂上点と凹部分の谷底点との履帯厚さ方向に関する距離をＬとすると、前記弾性材の厚みＣとの関係が、
１／７Ｃ＜Ｌ＜１／３Ｃとされているのがよい。

また、転輪通過面における幅方向補強体の履帯周方向の幅をＧとし、
履帯本体の外周面とラグの履帯周方向一側の面との延長線上の交点と、該ラグの履帯周方向一側の面に履帯周方向で対向するラグの履帯周方向の面と履帯本体の外周面との延長線上の交点との履帯周方向に関する距離をＨとすると、
０．４５Ｈ＜Ｇ＜０．８Ｈとされているのがよい。

ラグが幅方向補強体と履帯周方向に関して同じ位置に位置するものであれば、幅方向補強体及びラグの配置位置に縦剛性が集中するが、ラグを幅方向補強体と履帯周方向に関して同じ位置に位置しないように配置すると、弾性履帯の縦剛性が履帯周方向に分散され、弾性履帯の周方向における縦剛性の差が緩和される。
さらに、ラグと幅方向補強体とが履帯周方向で同位置に位置するものであれば、幅方向補強体を転輪が通過するときに、転輪と弾性履帯との間に異物が入り込むと、該異物は転輪と幅方向補強体との間で挟まれ、弾性材内でつぶされ、めり込み、場合によっては、亀裂を生じさせるが、ラグと幅方向補強体とが履帯周方向で同位置に位置しないものであれば、幅方向補強体上を転輪が通過するときに、該転輪は該位置の幅方向補強体の履帯周方向前後のラグに橋架けられた部分に載るような格好となり、履帯本体がラグ間で下方側に向けて凸となる湾曲状に撓んで逃げてくれるので、弾性材に対するダメージは少ない。

したがって、ラグと幅方向補強体とが同位置に位置しないようにしたものにあっては、前述したような効果があるので、幅方向補強体上の弾性材の厚みを薄くすることができる。
そして、履帯本体の外周面と抗張体との間の弾性材の厚みをＡとし、
脱輪防止突起の履帯幅方向外方側の面と、幅方向補強体の履帯内周側の面との延長線上の交点から履帯幅方向外方側に２０ｍｍ行った位置における、履帯本体の転輪通過面と幅方向補強体との間の弾性材の厚みをＣとし、ＡとＣとの関係を２Ｃ≧Ａ≧０．５Ｃとすることにより、振動低減を図った弾性履帯における履帯本体の外周面側の耐カット性、内周面側の耐虫喰い性の両方を確保でき、結果として製品の重量増を抑えつつ耐久性を確保することができる弾性履帯を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図３において、１はコンバイン等の農業機械、土木・建設機械、運搬車等の走行体の走行部として採用されるクローラ式走行装置１であり、このクローラ式走行装置１は、本実施の形態のものにあっては、トラックフレーム２と、進行方向（図３の左右方向）前後一側に配置された駆動輪（スプロケット）３と、進行方向前後他側に配置されたアイドラ４と、これら駆動輪３とアイドラ４との間に配置された複数の転輪５と、これら駆動輪３，アイドラ４及び転輪５にわたって巻き掛けられたエンドレス状の弾性履帯６とから主構成されている。

駆動輪３，アイドラ４及び転輪５はトラックフレーム２に左右方向（図３の紙面貫通方向）の軸心回りに回転自在に支持されており、クローラ式走行装置１が装着された走行体の本機側の駆動源からの動力によって駆動輪３を回転駆動させることにより、駆動輪３から弾性履帯６に動力が伝達されて該弾性履帯６が周方向Ｘに循環回走され、これによりクローラ式走行装置１が前後進するよう構成されている。
なお、図例の構造のクローラ式走行装置１は一例を示したものであり、走行体又は使用目的等によって構造が異なる。

前記弾性履帯６は、図１及び図２に示すように、ゴム、樹脂等のゴム様弾性材によって無端帯状に形成された履帯本体１Ａと、この履帯本体１Ａ内に埋設された芯金等の幅方向補強体７（以下、芯金という）及び抗張体８並びに補強帯９と、履帯本体１Ａの外周面側に設けられたゴム様弾性材から形成されたラグ１０とから主構成されている。
芯金７は、金属等の硬質材料によって形成されていて、履帯周方向Ｘに所定間隔をおいて且つ履帯本体１Ａの周方向Ｘ全周にわたって設けられている。
この芯金７は、履帯本体１Ａの幅方向Ｙ（左右方向ともいう）中央側に位置する（埋設された）中央部１１と、この中央部１１から左右両側に一体的に延出されていて履帯本体１Ａの左右側部に位置する（埋設された）翼部１２とから主構成され、該芯金７の中央部１１には、履帯本体１Ａの幅方向Ｙ中央側に位置し且つ履帯内周側に突出する左右一対の脱輪防止突起１３が一体形成されている。

前記脱輪防止突起１３に、転輪５，アイドラ４，駆動輪３が係合することにより弾性履帯６の脱輪（弾性履帯６の外れ）が防止される。
前記履帯本体１Ａの各芯金７間には駆動輪３の係合歯が挿入される係合孔１４が形成され、駆動輪３からの動力が芯金７を介して弾性履帯６に伝達される。
前記転輪５は、左右の両脱輪防止突起１３を跨いで配置されて、左右の各脱輪防止突起１３の左右方向Ｙ外方側を走行する外ツバタイプの転輪５が採用され、履帯本体１Ａの内周面の、芯金翼部１２に対応する部分は転輪５の左右の転動部２０が転動する転輪通過面１５とされている。

抗張体８は、履帯本体１Ａ内に周方向Ｘ全周にわたるように埋設され且つ履帯幅方向Ｙに並べて配置された複数本のスチールコード等の抗張力コードから構成されていると共に、該抗張体８は、芯金７の左右各翼部１２及び各脱輪防止突起１３の履帯外周側において履帯周方向Ｘ全周にわたるように設けられており、駆動輪３から芯金７に伝達された動力を履帯本体１Ａ全周に伝達する機能と、履帯本体１Ａに加えられる張力に耐える機能とを有する。
補強帯９は、ナイロン等の合成繊維帆布等によって形成され、芯金７の左右各翼部１２及び各脱輪防止突起１３と左右の抗張体８との間に配置され、且つ履帯本体１Ａの周方向Ｘ全周にわたるように設けられている。

ラグ１０は、ゴム様弾性材によって形成され、履帯周方向Ｘに間隔をおいて且つ履帯周方向Ｘ全周にわたって配置されている。
また、ラグ１０は、前記芯金７と履帯周方向Ｘに関して同じ位置に位置しないように配置されている（各芯金７間に設けられている）。
なお、図１、２に示すラグ１０は、履帯本体１Ａの左右方向Ｙ中央部から左右両側に延びるように形成されていて、左右方向Ｙにストレート状に形成されていると共に、履帯周方向Ｘ前後の面１６が、履帯本体１Ａに固着された部分である基部側から履帯外周側に行くに従って、ラグ１０の履帯周方向Ｘ中央側に移行する傾斜面に形成されている。

また、本実施の形態では、芯金７は、履帯周方向Ｘで隣接するラグ１０間の略中央部に位置している。
前記構成の弾性履帯６にあっては、以下に示すように、弾性履帯６の弾性材の厚み、芯金７の寸法等が設定されている。
履帯本体１Ａの外周面１７と抗張体８との間の弾性材の厚みをＡとし、
脱輪防止突起１３の履帯幅方向Ｙ外方側の面１８と、幅方向補強体７の履帯内周側の面１９との延長線上の交点Ｐ１から履帯幅方向Ｙ外方側に２０ｍｍ行った（交点Ｐ１から履帯幅方向Ｙ外方側に２０ｍｍの距離Ｋ離れた）位置における、履帯本体１Ａの転輪通過面１５と芯金７との間の弾性材の厚みをＣとすると、
２Ｃ≧Ａ≧０．５Ｃとなるように構成している。

この構成において、交点Ｐ１から履帯幅方向Ｙ外方側に２０ｍｍ行った位置での、厚みＡとＣとの関係を前記の数値範囲とする理由は、転輪通過面１５の、転輪転動部２０の左右方向内方側の角部分２０ａの付近が、履帯本体１Ａの外周面１７のチップカットや転輪通過面１５の虫喰いが生じやすいからである。
また、芯金７の、転輪通過面１５における履帯周方向Ｘの幅Ｇを、ラグ１０の履帯周方向Ｘの１ピッチＳの３０〜５５％（０．３Ｓ≦Ｇ≦０．５５Ｓ）の寸法に形成している。
これにより、軽量化を図れ、コストダウンとなる。

また、幅Ｇが前記０．５５Ｓを超えると、弾性履帯６の屈曲性が悪くなる。
また、転輪通過面１５における芯金７の履帯周方向Ｘの幅をＧとし、
履帯本体１Ａの外周面１７とラグ１０の履帯周方向Ｘ一側の面１６との延長線上の交点Ｐ２と、前記ラグ１０の履帯周方向Ｘ一側の面１６に履帯周方向Ｘで対向するラグ１０の履帯周方向Ｘの面１６と履帯本体１Ａの外周面１７との延長線上の交点Ｐ３との履帯周方向Ｘに関する距離をＨとすると、
０．４５Ｈ＜Ｇ＜０．８Ｈとなるように構成している。

Ｇの数値が０．８以上になるとラグ１０の履帯周方向Ｘの根本部分２１が、履帯周方向Ｘに関して芯金７の履帯周方向のエッジ部２２付近に来ることとなって、弾性履帯６が駆動輪３，アイドラ４に沿って屈曲する際に、屈曲するための余裕が小さくなり、応力集中し、歪みが大となる。
また、Ｇの数値が０．３Ｈ以下になると、芯金７とラグ１０との履帯周方向Ｘに関する間隔が広がり過ぎて、転輪通過時に転輪５が落ち込み振動が大となる。
また、図４は弾性履帯６の他の実施形態を示し、この実施形態における弾性履帯６にあっては、前述した図１〜図３に示す実施形態と異なる点を説明し、同じ部分については説明を省略する。

図４に示す弾性履帯６にあっては、転輪通過面１５を、芯金７に対応する部分１５Ａが履帯内周側に凸となり且つ芯金７間に対応する部分１５Ｂが履帯外周側に凹となる凹凸形状に形成している。
この凹凸面の凸部分１５Ａの頂上点と凹部分１５Ｂの谷底点との履帯厚さ方向Ｗに関する距離Ｌは、前記弾性材の厚みＣに対して、
１／７Ｃ＜Ｌ＜１／３Ｃとなるように構成されている。
このように転輪通過面１５を凹凸形状にすることにより、弾性履帯６の縦剛性差がさらに緩和され、振動低減を図ることができる。

なお、ラグ１０は左右方向Ｙに対して斜めに配置されていてもよい。
下記の表１は、従来品に係る弾性履帯と、比較例に係る弾性履帯と、実施例に係る弾性履帯との、加速度，変位を比較した試験結果を示したものである。
試験は、所定長さの、有端で且つ平坦状に形成された弾性履帯を、ラグを下にして床面等に載置し、この弾性履帯に対して転輪から一定の荷重を加えながら、該転輪を弾性履帯上の一端側から他端側へと転動させ、転輪の回転支軸付近の振動加速度と、転輪の上下方向の変位とを測定器で測定することで行った。

この加速度及び変位の測定試験は、転輪の速度を、２００ｍｍ／ｓ、４００ｍｍ／ｓ、６００ｍｍ／ｓ、８００ｍｍ／ｓ、１０００ｍｍ／ｓとした５水準で行い、平均値を採った。加速度、変位の数値は、従来品を１００とした指数で表しており、数値が低いほど良好であることを示している。

前記表１において、従来品、比較例、実施例１〜１２は、転輪通過面１５を凹凸形状に形成していない場合の弾性履帯を比較したものであり、実施例１３〜１６は転輪通過面１５を凹凸形状に形成している場合の弾性履帯を比較したものである。

弾性履帯を周方向に直交する方向の面で切断した断面図である。 弾性履帯の一部の側面断面図である。 クローラ式走行装置の側面図である。 他の実施形態に係る弾性履帯の一部の側面断面図である。 比較例に係る弾性履帯の周方向断面図である。

符号の説明

１Ａ 履帯本体
５ 転輪
７ 幅方向補強体（芯金）
８ 抗張体
１０ ラグ
１３ 脱輪防止突起
１５ 転輪転動面
１５Ａ 転輪通過面の、幅方向補強体に対応する部分
１５Ｂ 転輪通過面の、幅方向補強体間に対応する部分
１６ ラグの履帯周方向一側の面
１７ 履帯本体の外周面
１８ 脱輪防止突起の履帯幅方向外方側の面
１９ 幅方向補強体の履帯内周側の面
Ａ 履帯本体の外周面と抗張体との間の弾性材の厚み
Ｃ 脱輪防止突起の履帯幅方向外方側の面と、幅方向補強体の履帯内周側の面との延長線上の交点から履帯幅方向外方側に２０ｍｍ行った位置における、履帯本体の転輪通過面と幅方向補強体との間の弾性材の厚み
Ｇ 幅方向補強体の、転輪通過面における履帯周方向の幅
Ｈ 履帯本体の外周面とラグの履帯周方向一側の面との延長線上の交点と、前記ラグの履帯周方向一側の面に履帯周方向で対向するラグの履帯周方向の面と履帯本体の外周面との延長線上の交点との履帯周方向の距離
Ｌ 転輪通過面を凹凸面とした場合における凸部分の頂上点と凹部分の谷底点との履帯厚さ方向に関する距離
Ｓ ラグの履帯周方向の１ピッチ
Ｘ 履帯周方向
Ｙ 履帯幅方向

Claims (4)

1. ゴム様弾性材によって無端帯状に形成された履帯本体（１Ａ）内に、履帯周方向（Ｘ）に間隔をおいて且つ履帯周方向（Ｘ）にわたって配置された幅方向補強体（７）と、この幅方向補強体（７）より履帯外周側に配置され且つ履帯周方向（Ｘ）にわたって設けられた抗張体（８）とを埋設し、履帯本体（１Ａ）の外周面側に、履帯周方向（Ｘ）に間隔をおいて且つ履帯周方向（Ｘ）にわたって配置されると共に前記幅方向補強体（７）と履帯周方向（Ｘ）に関して同じ位置に位置しないように配置されたラグ（１０）を備え、履帯本体（１Ａ）の幅方向（Ｙ）中央側には、幅方向補強体（７）から履帯本体（１Ａ）の内周側に突出する左右一対の脱輪防止突起（１３）が設けられ、この左右各脱輪防止突起（１３）の履帯幅方向（Ｙ）外側方が、転輪（５）が転動する転輪通過面（１５）とされた弾性履帯において、
   履帯本体（１Ａ）の外周面（１７）と抗張体（８）との間の弾性材の厚みをＡとし、
   脱輪防止突起（１３）の履帯幅方向（Ｙ）外方側の面（１８）と、幅方向補強体（７）の履帯内周側の面（１９）との延長線上の交点（Ｐ１）から履帯幅方向（Ｙ）外方側に２０ｍｍ行った位置における、履帯本体（１Ａ）の転輪通過面（１５）と幅方向補強体（７）との間の弾性材の厚みをＣとすると、
   ２Ｃ≧Ａ≧０．５Ｃとされていることを特徴とする弾性履帯。
2. 幅方向補強体（７）の、転輪通過面（１５）における履帯周方向（Ｘ）の幅（Ｇ）を、ラグ（１０）の履帯周方向（Ｘ）の１ピッチ（Ｓ）の３０〜５５％の寸法に形成したことを特徴とする請求項１に記載の弾性履帯。
3. 転輪通過面（１５）を、幅方向補強体（７）に対応する部分（１５Ａ）が履帯内周側に凸となり且つ幅方向補強体（７）間に対応する部分（１５Ｂ）が履帯外周側に凹となる凹凸形状に形成し、この凹凸面の凸部分（１５Ａ）の頂上点と凹部分（１５Ｂ）の谷底点との履帯厚さ方向（Ｗ）に関する距離をＬとすると、前記弾性材の厚みＣとの関係が、
   １／７Ｃ＜Ｌ＜１／３Ｃとされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の弾性履帯。
4. 転輪通過面（１５）における幅方向補強体（７）の履帯周方向（Ｘ）の幅をＧとし、
   履帯本体（１Ａ）の外周面（１７）とラグ（１０）の履帯周方向（Ｘ）一側の面（１６）との延長線上の交点（Ｐ２）と、該ラグ（１０）の履帯周方向（Ｘ）一側の面（１６）に履帯周方向（Ｘ）で対向するラグ（１０）の履帯周方向（Ｘ）の面（１６）と履帯本体（１Ａ）の外周面（１７）との延長線上の交点（Ｐ３）との履帯周方向（Ｘ）に関する距離をＨとすると、
   ０．４５Ｈ＜Ｇ＜０．８Ｈとされていることを特徴とする請求項１，２又は３に記載の弾性履帯。

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