JP2012158298A - クローラ用芯金及び弾性クローラ - Google Patents

Abstract

【課題】走行時における転輪の振動を抑制可能でかつ容易に製造可能なクローラ用芯金を提供することを目的とする。
【解決手段】ゴムクローラ１０にクローラ周方向に間隔をあけて複数配設される芯金２０であって、クローラ幅方向に間隔をあけて設けられクローラ幅方向に延びる一対の翼部２４と、一対の翼部２４間に該翼部２４に対してクローラ周方向にずれて設けられる中央部２２と、翼部２４と中央部２２との間に設けられクローラ周方向に延びクローラ周方向の長さが中央部２２よりも長く中央部２２よりも翼部２４に対するずれ方向Ｓ２に対して反対方向Ｓ２へ延出し、転輪１０４が転動する転動面３２の少なくとも一部を構成する一対のレール部２８と、を芯金２０が有すること。
【選択図】図２

Description

本発明は、クローラ用芯金、及びこれを用いた弾性クローラに関する。

近年、農業用機械をはじめ、建設機械や土木作業用機械の走行部に無端状のゴムクローラが広く使用されるようになってきている。ゴムクローラは、車両のスプロケットやアイドラーに巻き掛けられて用いられ、内周側を車両の転輪が転動するようになっている。ゴムクローラの内部には、周方向に一定間隔で芯金が埋設され、上記転輪は芯金上を転動するようになっている。このため、互いに隣接する芯金間に大きな隙間があると、転輪が一の芯金上からこれに隣接する他の芯金上へ転動する際に、該転輪が互いに隣接する芯金間で下方に落ち込むため、転輪が上下に振動する課題がある。

これに対し、例えば、特許文献１、２では、芯金の翼部にゴムクローラの周方向（転輪の走行方向）に延出した肩部を形成し、この肩部上を転輪が転動する転動面としている。これにより、互いに隣接する芯金の転動面間の隙間が狭くなり、転輪の下方への落ち込みが抑制されている。

特開２００６―２７３７６号公報 実開昭６３−１７６８８８号公報

ところで、芯金は、走行時に転輪などから繰り返し荷重を受けるため、靭性や耐摩耗性の確保などの観点から鍛造によって成形されることが多い。鍛造によって芯金を成形する場合、例えば、芯金を構成する金属材料を上下（クローラ内外方向）に圧縮し該圧縮方向と直交方向（クローラ周方向及びクローラ幅方向）に伸ばしながら成形する。このため、特許文献１、２のように、肩部が芯金本体部分の翼部から大きく延び出していると、鍛造での成形が難しくなる傾向がある。

本発明は、上記事実を考慮し、走行時における転輪の振動を抑制可能でかつ容易に製造可能なクローラ用芯金、及びこのクローラ用芯金を用いた弾性クローラを提供することを目的とする。

請求項１の発明は、無端状の弾性クローラにクローラ周方向に間隔をあけて複数配設されるクローラ用芯金であって、クローラ幅方向に間隔をあけて設けられ、クローラ幅方向に延びる一対の翼部と、前記一対の翼部間に該翼部に対してクローラ周方向にずれて設けられる中央部と、前記翼部と前記中央部との間に設けられ、クローラ周方向に延び、クローラ周方向の長さが前記中央部よりも長く、前記中央部よりも前記翼部に対する前記中央部のずれ方向に対して反対方向へ延出し、転輪が転動する転動面の少なくとも一部を構成する一対のレール部と、を有するクローラ用芯金である。

請求項１のクローラ用芯金では、転輪が、一対のレール部によって少なくとも一部が構成される転動面上を転動する。
ここで、翼部と中央部とがクローラ周方向にずれ且つ中央部よりもクローラ周方向の長さが長いレール部が中央部よりも上記反対方向へ延出していることから、例えば、翼部と中央部とがクローラ周方向にずれていないものと比べて、レール部のクローラ周方向の長さを確保しつつ、翼部と中央部とで構成される領域からのレール部の延出を抑制することができる。
このように上記クローラ用芯金は、レール部の上記長さを確保することができるので、弾性クローラに配設されたクローラ用芯金のレール部とこれに隣接するクローラ用芯金のレール部との間の隙間を小さくすることができ、転輪の上記隙間での落ち込みを抑制することができる。これにより、走行時における転輪の振動（上下動）が抑制される。
また、上記クローラ用芯金は、上記領域からのレール部の延出を抑制することができるので、鍛造での成形を容易にすることができる。すなわち、容易に製造することができる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記レール部の前記反対方向の端部は、前記翼部の前記反対方向の端部と同じ位置または該端部よりも前記中央部側に位置する、クローラ用芯金である。

請求項２のクローラ用芯金では、レール部の上記反対方向の端部が、翼部の上記反対方向の端部と同じ位置または翼部の上記反対方向の端部よりも中央部側に位置していることから、例えば、翼部の上記反対方向の端部を超えているものと比べて、鍛造で成形し易い。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２の発明において、前記レール部の前記ずれ方向の端部は、前記中央部の前記ずれ方向の端部と同じ位置または該端部よりも前記翼部側に位置するクローラ用芯金である。

請求項３のクローラ用芯金では、レール部の上記ずれ方向の端部が中央部の上記ずれ方向の端部と同じ位置または中央部の上記ずれ方向の端部よりも翼部側に位置していることから、例えば、中央部の上記ずれ方向の端部を超えているものと比べて、鍛造で成形し易い。

請求項４の発明は、弾性体により無端帯状に形成されたクローラ本体と、前記クローラ本体にクローラ周方向に間隔をあけて複数埋設された請求項１〜３のいずれか１項に記載のクローラ用芯金と、を有する弾性クローラである。

請求項４の弾性クローラでは、請求項１〜４のいずれか１項のクローラ用芯金を有していることから、例えば、上記クローラ用芯金を有していないものと比べて、走行時における転輪の振動が抑制される。さらに、容易に製造することができる。

以上説明したように、本発明のクローラ用芯金及び弾性クローラは、走行時における転輪の振動を抑制することができ、かつ容易に製造することができる。

第１実施形態のゴムクローラをクローラ幅方向から見た側面図である。 第１実施形態のゴムクローラの内周面を示す平面図である。 第１実施形態の芯金の斜視図である。 （Ａ）第１実施形態の平面図である。（Ｂ）第１実施形態の芯金の正面図である。（Ｃ）図４（Ｂ）のＹ−Ｙ線断面図である。（Ｄ）第１実施形態の芯金の側面図である。 第１実施形態の芯金上を転輪が転動している状態を示す、図２のＸ−Ｘ線断面図である。 第１実施形態の芯金と転輪との関係を示す、芯金をタイヤ幅方向から見た側面図である。 その他の実施形態の芯金を示す平面図である。 その他の実施形態の芯金を示す平面図である。

（第１実施形態）
以下、本発明の弾性クローラの第１実施形態について図１〜６を用いて説明する。
図１に示すように、第１実施形態の弾性クローラの一例としてのゴムクローラ１０は、クローラ車（例えば、トラクターなど）の駆動輪の一例であるスプロケット１００、従動輪の一例であるアイドラー１０２、及びスプロケット１００とアイドラー１０２の間に複数配設される転輪１０４に巻き掛けられて用いられるものである。なお、スプロケット１００、アイドラー１０２、転輪１０４、及びこれらに巻き掛けられたゴムクローラ１０によってクローラ車の走行部としてのクローラ走行装置９０が構成されている。

なお、本実施形態では、ゴムクローラ１０の周方向（図中矢印Ｓ）を「クローラ周方向」と記載し、ゴムクローラ１０の幅方向（図中矢印Ｗ）を「クローラ幅方向」と記載する。また、ゴムクローラ１０の巻き掛け状態でのゴムクローラ１０の内周側（図中矢印ＩＮ）を「クローラ内周側」と記載し、ゴムクローラ１０の外周側（図中矢印ＯＵＴ）を「クローラ外周側」と記載する。なお、クローラ幅方向は、クローラ周方向と直交している。

図１に示すように、ゴムクローラ１０は、弾性体の一例であるゴム材により無端帯状に形成されたクローラ本体１２（クローラ本体の一例）を有している。

図１、図２に示すように、このクローラ本体１２には、クローラ周方向に間隔（本実施形態では一定間隔）をあけて芯金２０が複数埋設されている。この芯金２０は、クローラ幅方向に間隔をあけて設けられたクローラ幅方向に延びる一対の翼部２４を有している。

図３、図４（Ａ）に示すように、一対の翼部２４は芯金２０のクローラ幅方向に沿う直線Ｌ１上に沿ってクローラ幅方向にそれぞれ延びている。この直線Ｌ１は、翼部２４のクローラ周方向の中心を通る直線である。また、後述する中央部２２は、直線Ｌ１上に位置している。

また、芯金２０は、図３、図４（Ａ）に示すように、一対の翼部２４間に該翼部２４に対してクローラ周方向にずれて設けられた中央部２２を有している。この中央部２２は、図４（Ｃ）に示すように、クローラ最内周側の表面である頂面２２Ｓからクローラ外周側に向かってクローラ周方向の長さが長くなるように湾曲する周方向湾曲面を有している。この中央部２２は、スプロケット１００が係合し、該スプロケット１００から駆動力が入力されるようになっている。

また、一対の翼部２４の中央部２２側の各端部には、クローラ内周側に突出する突起２６がそれぞれ形成されている。クローラ幅方向に一対の突起２６は、中央部２２上及び後述する一対のレール部２８上を転動する輪体（本実施形態では、転輪１０４、スプロケット１００、及びアイドラー１０２）のクローラ幅方向への移動を阻止して上記輪体の脱輪を抑制することができる。

さらに、芯金２０は、図３、図４（Ａ）に示すように、翼部２４と中央部２２との間に設けられ、クローラ周方向に延びるレール部２８を有している。このレール部２８のクローラ周方向の長さは、中央部２２のクローラ周方向の長さよりも長くなっている。
また、レール部２８は、中央部２２よりも、翼部２４に対する該中央部２２のずれ方向（図中矢印Ｓ１）に対して反対方向（図中矢印Ｓ２）へ延出している。

また、レール部２８は、転輪１０４が転動する転動面３２の少なくとも一部を構成している。具体的には、レール部２８のクローラ内周側の表面２８Ｓが転動面３２の少なくとも一部を構成している。

図３、図４（Ｃ）に示すように、レール部２８の表面２８Ｓは、一部が中央部２２の頂面２２Ｓと面一（面の高さが一致）とされ、該面一な部分からずれ方向Ｓ１の端部２８Ｔに向かってクローラ内周側へ緩やかに傾斜し、該面一な部分から反対方向Ｓ２の端部２８Ｒに向かってクローラ内周側へ緩やかに傾斜している。この構成により、頂面２２Ｓの上記面一な部分よりも端部２８Ｔ、２８Ｒの位置が高くなっている（クローラ内周側に位置している）。これは、転輪１０４から芯金２０に加わる荷重により、芯金２０が外周側に移動して、転動面３２が平坦でなくなるのを打ち消すもので、走行時における転輪１０４の上下動をさらに抑制することができる。

なお、本実施形態では、中央部２２の頂面２２Ｓとレール部２８の表面２８Ｓとがクローラ本体１２のクローラ内周側から露出し、この露出した中央部２２の頂面２２Ｓと露出したレール部２８の表面２８Ｓとにより転動面３２が構成されている。また、本実施形態の転動面３２は、クローラ内周側から見てＨ形状とされている。

図４（Ａ）に示すように、レール部２８の端部２８Ｒは、翼部２４の反対方向Ｓ２の端部２４Ｒと同じ位置または該端部２４Ｒの位置よりも中央部２２側に位置している。

また、レール部２８の端部２８Ｔは、中央部２２のずれ方向Ｓ１の端部２４Ｔと同じ位置または該端部２４Ｔの位置よりも翼部２４側に位置している。

図３、図４に示すように、一対のレール部２８は、芯金２０のクローラ幅方向の中心線ＣＬ（本実施形態では、ゴムクローラ１０の中心線と一致）を挟んで左右対称形状とされている。

本実施形態の転輪１０４は、軸部１０４Ａの軸方向中央部に鍔部１０４Ｂが形成された中鍔タイプの転輪であり、図５に示すように、鍔部１０４Ｂが一対のゴム突起１４間を通過するようになっている。

図２に示すように、クローラ本体１２のクローラ内周側には、クローラ周方向に互いに隣接する中央部２２間にスプロケット１００の歯部１００Ａが係合（嵌合）する係合凹部３４が形成されている。この係合凹部３４は、底部３４Ａがゴムにより閉鎖されている（図５参照）。係合凹部３４にスプロケット１００の歯部１００Ａが係合することで、スプロケット１００からの駆動力がクローラ本体１２（ゴムクローラ１０）へ伝達されるようになっている。具体的には、係合凹部３４の壁面にスプロケット１００の歯部１００Ａが当接し、該壁面が歯部１００Ａにより押圧されてクローラ本体１２に駆動力が伝達される。

図２に示すように、クローラ本体１２の内周面の、クローラ周方向に互いに隣接する芯金２０間には、クローラ幅方向に延びて後述する係合凹部３４とつながる溝部３６が該溝部３６のクローラ幅方向両側にそれぞれ形成されている。この溝部３６は、転輪１０４が一対のレール部２８上を転動することによるレール部２８の端部２８Ｔ付近及び端部２８Ｒ付近のゴムへの応力集中を緩和することができる。

図５に示すように、クローラ本体１２には、芯金２０の係合凹部３４を挟んでクローラ幅方向両側のクローラ外周側にクローラ周方向に沿って延びる無端帯状の補強層３８がそれぞれ埋設されている。この補強層３８は、ゴムクローラ１０の張力を保持するためのものであり、クローラ周方向に沿って延びる１本の補強コード又はクローラ周方向に沿って並列された複数本の補強コードをゴム被覆して形成されている。なお、本実施形態においては、補強層３８の張力保持のために引っ張り強度に優れるスチールコードを補強コードとして用いるが、本発明はこの構成に限定されず、補強層３８の張力を保持できるだけの引っ張り強度を有していれば、例えば、有機繊維などで構成したコードを補強コードとして用いてもよい。

また、図１に示すように、クローラ本体１２には、クローラ外周側に隆起したラグ１６がクローラ周方向に間隔をあけて複数形成されている。このラグ１６によってゴムクローラ１０の牽引力が発揮されるようになっている。

次に、本実施形態のゴムクローラ１０の作用効果について説明する。
図５、図６に示すように、ゴムクローラ１０では、転輪１０４が転動面３２上を転動する。
ここで、図４（Ａ）に示すように、翼部２４と中央部２２とがクローラ周方向にずれ且つ中央部２２よりもクローラ周方向の長さが長いレール部２８が中央部２２よりも反対方向Ｓ２へ延出していることから、例えば、翼部２４と中央部２２とがクローラ周方向にずれていないものと比べて、レール部２８のクローラ周方向の長さを確保しつつ、翼部２４と中央部２２とで構成される鍛造などの成形がし易い領域Ｚからのレール部２８の延出を抑制することができる。なお、ここでいう、領域Ｚは、図４（Ａ）に示すように、翼部２４の端部２４Ｒと中央部２２の端部２２Ｔとの間の領域である。

このように芯金２０は、レール部２８のクローラ周方向の長さを確保することができるので、ゴムクローラ１０に配設された一の芯金２０のレール部２８とこれに隣接する他の芯金２０のレール部２８との間の隙間を小さく（すなわち、隙間のクローラ周方向の長さを短く）することができ、転輪１０４の上記隙間での落ち込みを抑制することができる。これにより、走行時における転輪１０４の振動（上下動）が抑制される。
また、上記のように、互いに隣接する芯金２０の上記隙間が小さくなっていることから、転輪１０４が一の芯金２０のレール部２８からこれに隣接する他の芯金２０のレール部２８へ乗り移る際の転輪１０４の落ち込みが少なく、芯金２０のレール部２８の延出先端部と転輪１０４との衝突による両者の磨耗が抑制される。

また、芯金２０は、上述のように、領域Ｚからのレール部２８の延出を抑制することができるので、鍛造での成形を容易にすることができる。すなわち、容易に製造することができる。

図４に示すように、芯金２０は、レール部２８の端部２８Ｒが翼部２４の端部２４Ｒと同じ位置または該端部２４Ｒよりも中央部２２側に位置していることから、例えば、端部２８Ｒが翼部２４の端部２４Ｒを超えているものと比べて、鍛造で成形し易い。

また、芯金２０は、レール部２８の端部２８Ｔが中央部２２の端部２２Ｔと同じ位置または中央部２２の端部２２Ｔよりも翼部２４側に位置していることから、例えば、端部２８Ｔが中央部２２の端部２２Ｔを超えているものと比べて、鍛造で成形し易い。
以上により、芯金２０は、鍛造で成形し易くなり、製造時の煩雑さを改善することができる。

なお、本実施形態では、芯金２０のレール部２８の端部２８Ｔ、２８Ｒが領域Ｚ内に配置されているため、鍛造でさらに成形し易くなっている。

ゴムクローラ１０は、上記芯金２０を用いていることから、例えば、上記芯金２０を有していないものと比べて、走行時における転輪１０４の振動が抑制される。さらに、容易に製造することができる。

また、ゴムクローラ１０では、一対の翼部２４にそれぞれ形成された突起２６をゴム被覆したゴム突起１４により、転動面３２を転動する転輪１０４の脱輪が抑制される。
しかも、芯金２０は、転輪１０４が転動する転動面３２が、クローラ幅方向に一対の突起２６のクローラ幅方向内側に構成されることから、例えば、一対の突起２６のクローラ幅方向外側に転動面が構成されるものや、一対の突起２６の頂面が転動面を構成するものと比べて、転輪１０４の幅を小さくでき、クローラ走行装置９０の小型化、軽量化に寄与することができる。

また、芯金２０は、中央部２２が翼部２４の直線Ｌ１上にあることから、例えば、中央部２２が直線Ｌ１上から外れるくらい中央部２２と翼部２４とがクローラ周方向にずれているものと比べて、芯金２０のクローラ周方向の長さの増大に起因するゴムクローラ１０の柔軟性の低下を抑制することができる。

（その他の実施形態）
第１実施形態では、図４に示すように、芯金２０の一対のレール部２８を、中心線ＣＬを挟んで左右対称形状とする構成としているが、本発明はこの構成に限定されず、中心線ＣＬを挟んで左右で一対のレール部２８をクローラ周方向にずらす構成としてもよい。
例えば、図７に示す芯金５０では、一対のレール部２８がクローラ周方向にずれ、かつ、レール部２８の端部２８Ｔ及び端部２８Ｒが領域Ｚ内に配置されている。
このように一対のレール部２８をクローラ周方向にずらす構成とすることで、芯金５０の転動面３２のクローラ周方向の長さを長くすることができ、走行時における転輪１０４の上下動をさらに抑制することができる。

また、前述の実施形態では、芯金２０のレール部２８の端部２８Ｔが中央部２２の端部２２Ｔと同じ位置または翼部２４側に位置する構成としているが、本発明はこの構成に限定されない。図８に示す芯金６０のように、レール部２８の端部２８Ｔが中央部２２の端部２２Ｔよりもずれ方向Ｓ１へ延出している構成としてもよい。このような構成とすることで、芯金６０の転動面３２のクローラ周方向の長さを左右にバランスよく長くすることができ、走行時における転輪１０４の上下動をさらに抑制することができる。

前述した実施形態では、芯金２０の中心線ＣＬとクローラ本体１２の中心線とが一致しているが、本発明はこの構成に限定されず、クローラ本体１２の中心線に対して芯金２０の中心線がクローラ幅方向にずれていてもよい。

また、前述した実施形態では、ゴムクローラ１０を、補強層３８で張力を保持する構成のゴムクローラとしているが、本発明はこの構成に限定されず、補強層３８を用いずに、互いに隣接する芯金２０同士を連結部材で連結、又は、芯金に形成した連結部同士を連結して、連結した芯金でゴムクローラの張力を保持する、所謂、リンク式の弾性クローラとしてもよい。

さらに、前述した実施形態では、弾性体の一例としてのゴムでクローラ本体１２を形成しているが、本発明はこの構成に限定されず、ゴム以外のエラストマーなどでクローラ本体１２を形成してもよい。

以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲がこれらの実施形態に限定されないことは言うまでもない。

１０ ゴムクローラ（弾性クローラ）
１２ クローラ本体
２０、５０、６０ 芯金（クローラ用芯金）
２２ 中央部
２２Ｔ 端部（中央部のずれ方向の端部）
２４ 翼部
２４Ｔ 端部（翼部のずれ方向の端部）
２６ 突起
２８ レール部
２８Ｔ 端部（レール部のずれ方向の端部）
２８Ｒ 端部（レール部の反対方向の端部）
１０４ 転輪
ＣＬ 中心線
Ｌ１ 直線
Ｓ クローラ周方向
Ｗ クローラ幅方向
ＩＮ クローラ内周側
ＯＵＴ クローラ外周側
Ｓ１ ずれ方向
Ｓ２ 反対方向（ずれ方向に対して反対方向）

Claims (4)

1. 無端状の弾性クローラにクローラ周方向に間隔をあけて複数配設されるクローラ用芯金であって、
   クローラ幅方向に間隔をあけて設けられ、クローラ幅方向に延びる一対の翼部と、
   前記一対の翼部間に該翼部に対してクローラ周方向にずれて設けられる中央部と、
   前記翼部と前記中央部との間に設けられ、クローラ周方向に延び、クローラ周方向の長さが前記中央部よりも長く、前記中央部よりも前記翼部に対する前記中央部のずれ方向に対して反対方向へ延出し、転輪が転動する転動面の少なくとも一部を構成する一対のレール部と、
   を有するクローラ用芯金。
2. 前記レール部の前記反対方向の端部は、前記翼部の前記反対方向の端部と同じ位置または該端部よりも前記中央部側に位置する請求項１に記載のクローラ用芯金。
3. 前記レール部の前記ずれ方向の端部は、前記中央部の前記ずれ方向の端部と同じ位置または該端部よりも前記翼部側に位置する請求項１又は請求項２に記載のクローラ用芯金。
4. 弾性体により無端帯状に形成されたクローラ本体と、
   前記クローラ本体にクローラ周方向に間隔をあけて複数埋設された請求項１〜３のいずれか１項に記載のクローラ用芯金と、
   を有する弾性クローラ。

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