JP2010013064A - ゴムクローラおよびそれの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ゴムクローラの、駆動スプロケットとの掛合部の耐久性を大きく高めてなお、その掛合部への駆動スプロケットの衝接騒音の発生を効果的に防止できるゴムクローラを提供する。
【解決手段】無端状に延在し、外周面に、路面に作用するラグ２を有するとともに、内周面に駆動スプロケット３との掛合部５を有し、補強層７をほぼ全副にわたって埋設配置するとともに、その補強層７の内周側で、幅方向に延在させた芯金８を周方向に所定のピッチで埋設配置してなるものであって、駆動スプロケット３の駆動力を支持する芯金８の中央部分９を、駆動エネルギの吸収に寄与するゴム弾性体内１０に、芯金８（９）の露出なしに完全に埋設してなる。
【選択図】図１

Description

この発明は、芯金を埋設配置してなる、ゴム弾性体を主体とした無端状のゴムクローラおよび、それの製造方法に関するものであり、とくには、ゴムクローラの、駆動スプロケットとの掛合部の耐久性を大きく高め、併せて、駆動スプロケットの駆動力を支持する芯金中央部分と、その駆動スプロケットとの衝接騒音を十分に低減させる技術を提案するものである。

路面の保護、走行騒音の低減、高速走行性等の観点から、近年各種のゴムクローラが提案されるに到っている。
その一例として特許文献１に開示されたものがある。
これは、クローラ本体をゴム弾性体によって無端帯状に構成するとともに、このクローラ本体に、周方向に沿って配設されたスチールコード等からなる抗張体が周方向に亘って埋設されたものであり、クローラ本体の内周側に、駆動突部を周方向に間隔をおいて設け、この駆動突部を介してスプロケットからクローラにトルクを伝達するように構成されたものである。

しかるに、この従来技術では、ゴム塊からなる駆動突部に、スプロケットが繰返し当接することにより、駆動突部の突出基部等の特定個所に応力が集中して、そこに破損が発生し易いという問題があった。

これに対し、特許文献２、３は、左右方向に長い芯金本体の中途部に駆動輪用係合部を形成するとともに、係合部の左右側方に従動輪転動用の内ガイド部を形成し、そして、左右内ガイド部より外方に車輪転動用踏面を有する外ガイド部を形成してなるゴムクローラが開示されており、これらのゴムクローラでは、駆動輪の歯部を芯金本体中途部の駆動輪用係合部に掛合させてクローラを走行駆動させることにより、芯金に固有の高剛性の下で、すぐれた駆動耐久性を発揮することができる。
特開２００３−２２６２７１号公報 特開平１１−２４０４７２号公報 特開平１１−２６８６７２号公報

ところが、これらの従来技術では、芯金本体中途部の、駆動輪用係合部が薄くゴム被覆されているにすぎないため、そこへの駆動輪歯部の衝接および掛合によって、駆動輪用係合部の被覆ゴムが比較的早期に剥離して落下等することになり、その後は、駆動輪の歯部が駆動輪用係合部に直接的に衝接することによる、比較的大きな金属打撃音の発生が否めないという他の問題があった。

この発明は、従来技術が抱えるこのような問題点を解決することを課題とするものであり、それの目的とするところは、ゴムクローラの、駆動スプロケットの衝接騒音の発生を効果的に防止できるゴムクローラおよび、それの製造方法を提供するにある。

この発明のゴムクローラは、無端状に延在し、外周面に、路面に作用するラグを有するとともに、内周面に、駆動スプロケットとの掛合部を有し、たとえば、スチールコード等からなる補強層をほぼ全幅にわたって埋設配置するとともに、その補強層の内周側で、幅方向への延在姿勢とした芯金を周方向に所定のピッチで埋設配置してなるものであって、駆動スプロケットの駆動力を支持する芯金の中央部分を、駆動エネルギの吸収に寄与するゴム弾性体内に、芯金、直接的には上記中央部分の露出なしに完全に埋設してなるものである。

ここで、芯金の中央部分を埋め込むゴム弾性体の、内表面、すなわち、クローラの内周面側の表面、ならびに、駆動スプロケットの駆動方向前方側および後方側に向くそれぞれの表面は、ともに凹凸のない平滑面とすることが好ましい。
なお、この「凹凸のない平滑面」は、凹凸のない平坦面のみならず、凹凸のない曲面をも含むものとし、平坦面と曲面とが混じる場合をも含むものとする。

また好ましくは、ゴム弾性体による芯金中央部分の埋め込み深さを、少なくとも、駆動スプロケットからの駆動力の入力側で１０ｍｍ以上、より好ましくは１０〜２５ｍｍの範囲とする。

この発明のゴムクローラの製造方法は、上述したいずれかのゴムクローラを製造するに当って、芯金に、ゴムクローラの内周面側へ突出する向きに突設されて、駆動スプロケットの駆動力を支持する中央部分に隣接して位置するガイド突起の先端部を加硫金型に嵌め合わせて、芯金を加硫金型に対して位置決めした状態で、その加硫金型のキャビティ内にて、成型された生のゴムクローラに加硫を施すにある。

そしてこの方法では、芯金の中央部分を隔てて設けた一対以上のガイド突起のそれぞれの先端部を加硫金型に嵌め合わせること、芯金のガイド突起の先端部を、加硫金型の下型に嵌め合わせること、および、芯金のガイド突起の先端部を、凸型もしくは凹型嵌合部をもって加硫金型に嵌め合わせることが好ましく、また、芯金のガイド突起の先端部を、加硫金型に整合するテーパ面の作用下で加硫金型に嵌め合わせることが好ましい。

この発明のゴムクローラでは、とくに、駆動スプロケットの駆動力を支持する芯金の中央部分を、たとえば、自身の弾性変形をもって駆動エネルギの吸収に寄与する、十分な厚みのゴム弾性体内に、芯金の露出なしに完全に埋設し、駆動スプロケットによるクローラの駆動に当っては、スプロケットの歯部等を、たとえば、それのゴムクローラへの貫通なしに、十分な厚みのゴム弾性体を介して芯金中央部分に掛合させることにより、スプロケットの駆動力を、剛性材料からなる芯金の中央部分によって十分に支持することができるので、ゴムクローラの繰返しの駆動に当ってなお、駆動スプロケットとの掛合部となる芯金中央部分への局部的な応力集中なしに、その掛合部にすぐれた耐久性を発揮させることができる。

しかもここでは、芯金中央部分を、十分な厚みのゴム弾性体によって覆うことで、スプロケットによるゴムクローラの駆動に当って、そのゴム弾性体の、芯金中央部分からの意図しない剥離落下、破断落下等を有効に防止することができ、そして、駆動スプロケットの歯部等の、芯金中央部分への掛合に際し、そのゴム弾性体の変形による緩衝下での掛合をもたらすことができるので、スプロケットの歯部等が芯金の中央部分に衝接することに起因する衝突騒音の発生を有効に防止することができる。

そしてまた、駆動スプロケットの歯部等を、ゴムクローラに貫通させることなく、芯金中央部分に掛合させることにより、ゴムクローラに、それのほぼ全幅にわたって補強層を埋設配置することができ、この結果として、ゴムクローラの耐張力を大きく向上させ得る利点がある。

加えて、芯金の中央部分を、ゴム弾性体内に、芯金の露出なしに完全に埋設することにより、走行時にゴムクローラの内周側に巻き込まれた土砂等が、スプロケット、アイドラ等によって、芯金の中央部分に向けて押圧されることがあっても、その土砂等が、ゴム弾性体の、芯金中央部分からの剥離等に影響を及ぼすおそれを有効に取り除くことができる。

そしてこのことは、芯金の中央部分を埋め込むゴム弾性体の、内表面ならびに、駆動スプロケットの駆動方向の前方側および後方側に向くそれぞれの表面をともに、凹凸のない平滑面として、クローラの内周側に巻き込まれた土砂等が特定の凹部等にとくに強く押し込まれるおそれを除去した場合にとくに効果的である。

以上のようなゴム弾性体による、芯金中央部分の埋め込み深さを、少なくとも、駆動スプロケットからの駆動力の入力側で１０ｍｍ以上、とりわけ１０〜２５ｍｍ範囲としたときは、ゴム弾性体にすぐれた緩衝機能を発揮させることができる。
この場合、２５ｍｍを越えると、耐脱輪性が低下するおそれがあり、また、芯金に作用する、駆動入力によるモーメントが大きくなりすぎてクローラに、芯金が倒れ込む向きの損傷が生じるおそれを否定できない。

この発明のゴムクローラの製造方法では、芯金の中央部分に隣接させて設けたガイド突起の先端部を加硫金型、たとえばそれの上型もしくは下型等に嵌め合わせて芯金を位置決めした状態で、生のゴムクローラに加硫を施すことにより、芯金を所期した通りの位置に確実に位置決め保持して、所要のゴムクローラを正確に製造することができる他、芯金を、加硫金型に対し、芯金中央部分で位置決めする場合に比し、芯金の中央部分がゴム弾性体から露出する等のうれいを十分に取り除くことができ、芯金の露出部分等への土砂の押し込みに起因する、ゴム弾性体の、芯金からの剥離のおそれを効果的に除去することができる。

この方法において、芯金の中央部分を隔てて設けた一対以上のガイド突起のそれぞれの先端部を加硫金型に嵌め合わせるときは、芯金を加硫金型に対してより安定的に位置決めすることができ、このことは、芯金のガイド突起の先端部を、加硫金型の下型に嵌め合わせて位置決めする場合にとくに効果的である。

そして、芯金のこの位置決めは、ガイド突起の先端部の、凸型もしくは凹型嵌合部を加硫金型に嵌め合わせることで、より簡易に、かつ正確に行うことができる。

ところで、芯金のガイド突起の先端部を、加硫金型に整合するテーパ面の作用下で加硫金型に嵌め合わせるときは、芯金の位置決めに際する位置精度をより一層高めることができる。

図１は、この発明に係るゴムクローラの実施形態をそれの適用状態で示す断面斜視図であり、図中１は、無端状に延在するゴムクローラの全体を示す。

このゴムクローラ１は、その外周面には、路面に作用するラグ２を、内周面には、駆動スプロケット３の歯部４との掛合部５をそれぞれ有するとともに、ほぼ全幅にわたって埋設配置した、スチールコード６その他からなる補強層７に加え、補強層７の内周側で、クローラの幅方向への延在姿勢で、周方向に所定のピッチで埋設配置した、剛性材料からなる複数本の芯金８を有する。

このようなクローラ１の、駆動スプロケット３との掛合部５は、駆動スプロケット３の歯部４と間接的に掛合して、そのスプロケット３の駆動力を支持する、芯金８の中央部分９と、この中央部分９を、駆動エネルギの吸収に寄与するに十分な厚みをもって完全に埋め込むゴム弾性体１０とで構成してなり、これにより、芯金８、直接的には上記中央部分９は、露出することなしに、ゴム弾性体１０内に完全に埋設されることになる。

また、図中１２は、機体重量の支持下でゴムクローラ１の内周面上を転動して、ゴムクローラ１に所要の張力を付与する転輪を示す。
ところで、図示のこの転輪１２は、一対のがガイド突起１１を跨いでそれらの外側でクローラ１の内周面上を転動させることとしているも、その転輪を、一対のガイド突起１１間で、芯金中央部分９を埋め込むゴム弾性体１０の内表面１０ａ上に転動させることもできる。

このように構成してなるゴムクローラ１では、駆動スプロケット３の作用下で、それの歯部４がクローラ掛合部５に掛合する場合は、歯部４は、芯金中央部分９を埋め込むゴム弾性体１０を大きく弾性変形させた状態で、その中央部分９によって駆動力を支持されることになり、歯部４の、中央部分９へ衝接衝撃は、ゴム弾性体１０の緩衝作用によって十分に緩和されることになるので、スプロット３の歯部４が芯金中央部分９に直接衝突することに起因する騒音の発生を十分に防止することができ、また、スプロット３の駆動力を、剛性材料からなる芯金８にて支持することで、掛合部５の耐久性を十分に高めることができる。

しかもここでは、中央部分９を埋め込む弾性体１０は十分な厚みを有することから、ゴム弾性体１０の、その中央部分９からの不測の剥離、ゴム弾性体１０の破断等のおそれを十分に取り除いて、上述した衝突騒音の発生を長期間にわたって効果的に防止することができる。

ここで好ましくは、クローラ１の内周面側の展開平面図および、駆動スプロケットとの掛合部を通る断面を示す図２から明らかなように、芯金８の中央部分９を埋め込むゴム弾性体１０の、内表面１０ａならびに、駆動スプロケット３の駆動方向Ａの前方側および後方側に向くそれぞれの表面１０ｂ，１０ｃをともに、凹凸のない、曲面を可とする平滑面とし、また好ましくは、ゴム弾性体による、芯金中央部分９の埋め込み深さｄを、少なくとも、駆動スプロケット３からの駆動力の入力側、図では表面１０ｃ側で１０ｍｍ以上、なかでも、１０〜２５ｍｍの範囲とする。
なお図２に示すところでは、表面１０ｂ側から測った、芯金中央部分９の埋め込み深さｄ１も同様に１０ｍｍ以上としている。

再び図１に示すところにおいて、図中１１は、芯金８に、その中央部分９を隔てた位置で、クローラ１の内周側へ突出させて設けた一対のガイド突起を示し、ゴムクローラ１の、機体の側方への変位を、機体側部材との協働下で拘束するべく機能するこれらのガイド突起１１は、たとえば、芯金の、加硫金型内での正確な位置決め、加硫金型内での転倒防止、芯金突起と機体転輪との衝接音防止等の目的で、ゴム弾性体１０にて薄く被覆されている。

加えて、このゴムクローラでは、芯金中央部分９を、それの露出なしにゴム弾性体１０内に埋設するとともに、そのゴム弾性体１０のそれぞれの表面１０ａ，１０ｂ，１０ｃを、凹凸のない平滑面とすることで、クローラ１の内周側に巻き込まれた土砂等が、駆動スプロケット３、図示しないアイドラ等によって、芯金８の中央部分９側へ押圧されても、その土砂等の入り込みに起因する、ゴム弾性体１０の、芯金中央部分からの剥離等のおそれを十分に取り除くことができる。

ところで、以上に述べたようなゴムクローラ１の製造に当たっては、成型・加硫金型をも含む加硫金型内で、芯金８に設けた各ガイド突起１１の先端部を、加硫金型、図３に模式的に示すところではそれの下型２１に嵌め合わせて、芯金８を加硫金型、なかでも下型２１の所定位置に位置決めし、この状態で、加硫金型の、図示しないキャビティ内で、成型された生のゴムクローラに加硫を施すことにより、所期した通りの位置に、所期した通りの姿勢で芯金８を埋設配置したゴムローラ１を簡易に製造することができ、芯金８の中央部分９を埋め込むゴム弾性体１０の厚みをもまた所期した通りのものとすることができ、併せて、芯金中央部分９を、それの露出なしに、ゴム弾性体１０内へ完全に埋め込むことができる。

しかも、芯金８の位置決めを、図示のように、下型２１によって行うときは、その芯金８のガイド突起１１だけを支持することで、芯金８の位置決めと、芯金重量の支持とを同時に実現できるので、その芯金８を、上型等によって位置決めする場合に比し、芯金重量の支持のための支持点数を低減させて、製品クローラ１の意図しない個所で、芯金８が露出したり、ゴム弾性体皮膜が薄くなったりするのを有効に防止することができる。

またここで、芯金８の中央部分９を隔てて設けた一対のまたは一対以上のガイド突起１１のそれぞれの先端部を、加硫金型の上型もしくは下型等に嵌め合わせて位置決めするときは、芯金８の位置決め精度を一層高めることができ、また、下型に嵌め合わせて位置決めするときは、支持の安定性をより高めることができる。

そしてまた、芯金８のこのような位置決めに当っては、ガイド突１１の先端部を、そこに設けた凸型もしくは凹型嵌合部を加硫金型に嵌め合わせることが、芯金８の位置の特定を、容易にして確実にものとする上で好ましい。

さらに、芯金８のガイド突起１１の先端部を、図示のように、加硫金型の受け部に整合するテーパ面１１ａをもって加硫金型に嵌め合わせるときは、その芯金８を、そのテーパ面１１ａと、加硫金型受け部との協働下で、所定の位置決め個所に自動的に調心誘導できる利点がある。
ちなみに、図３に示すところでは、一対のガイド突起１１の先端部で、相互に対向する内側部分に、突起厚みのほぼ半分の厚み領域に、先端に向けてテーパ状に先細りとなる、山形状の凸部嵌合部１１ｂを設けているが、この凸部嵌合部１１ｂは、加硫金型側の支持部との関連の下で、図４に例示するような、テーパ面付きの倒立山形状の窪みからなる凹型嵌合部１１ｃとすることも可能である。

ところで、以上に述べたところでは、一対のガイド突起１１のそれぞれに、凸型嵌合部もしくは凹型嵌合部のいずれか一方を形成することとしているも、いずれか一方のガイド突起１１に凸型嵌合部を、そして、他方のガイド突起１１に凹型嵌合部をそれぞれ設けることも可能である。
そして、これらのいずれの場合にあっても、所要の嵌合部を、相互に対向する一対のガイド突起１１の外側部分に設けることもでき、また、一対のガイド突起１１の内外側の両側に所要の嵌合部を設けることもできる。

ゴムクローラの実施形態を、それの適用状態で示す断面斜視図である。 ゴムクローラの内周面を示す展開平面図および断面図である。 加硫金型の下型による芯金の位置決め状態を例示する模式図である。 芯金の凹型嵌合部を例示する斜視図である。

符号の説明

１ ゴムクローラ
２ ラグ
３ 駆動スプロケット
４ 歯部
５ 掛合部
６ スチルコード
７ 補強層
８ 芯金
９ 中央部分
１０ ゴム弾性体
１０ａ 内表面
１０ｂ，１０ｃ 表面
１１ ガイド突起
１１ａ テーパ面
１１ｂ 凸型嵌合部
１１ｃ 凹型嵌合部
２１ 下型
Ａ 駆動方向
ｄ，ｄ１ 埋め込み深さ

Claims (8)

1. 無端状に延在し、外周面に、路面に作用するラグを有するとともに、内周面に駆動スプロケットとの掛合部を有し、周方向に所定のピッチで芯金を埋設配置してなるゴムクローラであって、
   駆動スプロケットの駆動力を支持する芯金の中央部分を、駆動エネルギの吸収に寄与するゴム弾性体内に、芯金の露出なしに完全に埋設してなるゴムクローラ。
2. 芯金の中央部分を埋め込むゴム弾性体の、内表面ならびに、駆動スプロケットの駆動方向の前方側および後方側に向くそれぞれの表面をともに平滑面としてなる請求項１に記載のゴムクローラ。
3. ゴム弾性体による、芯金中央部分の埋め込み深さを、少なくとも、駆動スプロケットからの駆動力の入力側で１０ｍｍ以上としてなる請求項１もしくは２に記載のゴムクローラ。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のゴムクローラを製造するに当り、
   芯金にゴムクローラの内周面側へ突出する向きに突設されて、駆動スプロケットの駆動力を支持する中央部分に隣接して位置するガイド突起の先端部を加硫金型に嵌め合わせて、芯金を加硫金型に対して位置決めした状態で、成型された生のゴムクローラに加硫を施すゴムクローラの製造方法。
5. 芯金の中央部分を隔てて設けた一対以上のガイド突起のそれぞれの先端部を加硫金型に嵌め合わせる請求項４に記載のゴムクローラの製造方法。
6. 芯金のガイド突起の先端部を、加硫金型の下型に嵌め合わせる請求項４もしくは５に記載のゴムクローラの製造方法。
7. 芯金のガイド突起の先端部を、凸型もしくは凹型嵌合部で、加硫金型に嵌め合わせる請求項４〜６のいずれかに記載のゴムクローラの製造方法。
8. 芯金のガイド突起の先端部を、加硫金型に整合するテーパ面をもって加硫金型に嵌め合わせる請求項４〜８のいずれかに記載のゴムクローラの製造方法。

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