JP2012228941A - ゴムクローラの製造方法およびゴムクローラ - Google Patents

Abstract

【課題】ゴムクローラを簡便に形成すること。
【解決手段】ゴム材料で形成された無端帯状のクローラ本体と、該クローラ本体にクローラ周方向に間隔をあけて配設された複数の芯金と、を備え、該芯金は、クローラ本体に埋設された翼部２５と、該翼部２５からクローラ本体の内周面側に向けて突出する突起部２６と、を備えるゴムクローラを形成するゴムクローラの製造方法であって、翼部２５および突起部２６のうち、一方に設けられた凸部３５を、他方に設けられた凹部３３に圧入させることにより、翼部２５と突起部２６とを連結する圧入工程を有し、該圧入工程の際、突起部２６の硬度を、翼部２５の硬度よりも低くしておくゴムクローラの製造方法を提供する。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば、油圧ショベル等の建設機械や農機、その他のクローラ式車両に装着されるゴムクローラの製造方法およびゴムクローラに関する。

従来からゴムクローラとして、ゴム材料で形成された無端帯状のクローラ本体と、該クローラ本体にクローラ周方向に間隔をあけて配設された複数の芯金と、を備え、芯金が、クローラ本体に埋設された翼部と、該翼部からクローラ本体の内周面側に向けて突出する突起部と、を備える構成が知られている。
ここで、この種のゴムクローラであって、芯金の翼部と突起部とを別部材で形成するゴムクローラの製造方法として、例えば下記特許文献１に示されるような方法が知られている。この方法では、ゴムクローラに、突起部を一対設けるとともに、これらの突起部同士を連結部により連結する。そして、これらの突起部および連結部が一体に形成されてなる片部と、翼部と、を、ボルトおよびノックピンで連結することにより芯金を形成する。

実開平５−６５７８０号公報

しかしながら、前記従来のゴムクローラの製造方法では、片部と翼部との連結にボルトおよびノックピンを用いることから部品点数が多くなり、さらに、ボルト用のタップを切る等の作業が必要であることから、製造に手間がかかるという問題がある。

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ゴムクローラを簡便に形成することができるゴムクローラの製造方法を提供することである。

前記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明に係るゴムクローラの製造方法は、ゴム材料で形成された無端帯状のクローラ本体と、該クローラ本体にクローラ周方向に間隔をあけて配設された複数の芯金と、を備え、該芯金は、前記クローラ本体に埋設された翼部と、該翼部から前記クローラ本体の内周面側に向けて突出する突起部と、を備えるゴムクローラを形成するゴムクローラの製造方法であって、前記翼部および前記突起部のうち、一方に設けられた凸部を、他方に設けられた凹部に圧入させることにより、前記翼部と前記突起部とを連結する圧入工程を有し、該圧入工程の際、前記突起部の硬度を、前記翼部の硬度よりも低くしておくことを特徴とする。

また、本発明に係るゴムクローラは、前記ゴムクローラの製造方法により形成されたゴムクローラであって、前記翼部と前記突起部とは、前記凸部が前記凹部に圧入されることにより連結されていることを特徴とする。

これらの発明によれば、前記凸部を前記凹部に圧入させることにより翼部と突起部とを連結する圧入工程を有しているので、例えばノックピンや締結部材等を用いて翼部と突起部とを連結する場合と比べて、タップを切る等の作業を削減するとともに部品点数を低減することが可能になり、ゴムクローラを簡便に形成することができる。

また圧入工程の際、突起部の硬度が、翼部の硬度よりも低くなっているので、突起部が損傷するのを抑えることが可能になり、高品質なゴムクローラを形成することができる。
すなわち、凸部を凹部に圧入させるとき、突起部および翼部に応力が生じるが、突起部のクローラ幅方向およびクローラ周方向に沿った横断面積は、翼部の前記横断面積に比べて小さいことから、突起部に生じる応力が、翼部に生じる応力よりも大きくなり易く、翼部に比べて突起部が損傷し易い。しかしながら突起部の硬度が、翼部の硬度よりも低くなっていることにより、突起部に生じる応力を緩和することが可能になり、突起部が損傷するのを抑えることができる。

また、本発明に係るゴムクローラの製造方法では、前記圧入工程は、前記凸部の先端部を、前記凹部に、該凹部の軸線方向に沿った一方側から進入させ、該圧入工程は、前記凸部を、その先端部から反対側の基端部に向けて漸次拡径させて、または前記凹部を、前記一方側に位置する一端部からその反対側の他端部に向けて漸次縮径させて行ってもよい。

この場合、圧入工程の際、凸部が、先端部から基端部に向けて漸次拡径している、または凹部が、一端部から他端部に向けて漸次縮径しているので、凸部を凹部に圧入させるために要する力を、凸部の凹部への進入に伴って徐々に高めていくことが可能になり、凸部を凹部に円滑に圧入させることができる。

また、本発明に係るゴムクローラの製造方法では、前記翼部を鍛造により形成するとともに、前記突起部を鋳造により形成する部材形成工程を有していてもよい。

この場合、部材形成工程の際、翼部を鍛造により形成するとともに、突起部を鋳造により形成するので、突起部の硬度を、翼部の硬度よりも低くなるように、突起部および翼部を形成し易くすることが可能になり、圧入工程の際、突起部が損傷するのを確実に抑えることができる。

また、翼部を鍛造により形成するので、例えば翼部を鋳造により形成する場合に比べて、翼部を薄肉にしても翼部の強度の低下を抑え、翼部を軽量化することが可能になり、ゴムクローラ全体の軽量化を図ることができる。
またこのように、翼部を薄肉にしても翼部の強度の低下を抑えることができるので、ゴムクローラ全体の肉厚を同等に維持した状態で、翼部を薄肉にする一方でクローラ本体を厚肉にすることが可能になり、ゴムクローラの耐久性を向上させることができる。
また、突起部を鋳造により形成するので、突起部が複雑な形状をなす場合であっても高精度に形成することが可能で、かつ例えば母材料を除去加工することにより突起部を形成する場合などに比べて容易に形成することが可能になり、突起部の設計の自由度を確保することができる。

また、本発明に係るゴムクローラの製造方法では、前記翼部と前記突起部との連結体を熱処理する熱処理工程を有していてもよい。

この場合、前記熱処理工程を有しているので、圧入工程の後に、例えば翼部および突起部の各硬度や各強度を向上させる等、芯金の機械的性質を調整することができる。
またこのように、圧入工程の後に、翼部および突起部の各硬度を向上させることができるので、圧入工程の際、翼部および突起部の各硬度を、製品状態の翼部および突起部に比べて低く抑えておくことができる。これにより圧入工程の際、凸部の凹部への圧入を容易なものにすることができるとともに、突起部が損傷するのを確実に抑えることができる。

本発明によれば、ゴムクローラを簡便に形成することができる。

本発明の一実施形態に係るゴムクローラの縦断面図である。 図１に示すゴムクローラを構成する芯金の縦断面図であって、図１に示す縦断面図とは異なる方向に沿った縦断面図である。 図１に示すゴムクローラを形成するゴムクローラの製造方法を説明する一工程図である。 図１に示すゴムクローラを形成するゴムクローラの製造方法を説明する一工程図である。 図１に示すゴムクローラを形成するゴムクローラの製造方法を説明する一工程図である。 図１に示すゴムクローラを形成するゴムクローラの製造方法を説明する一工程図である。

以下、図面を参照し、本発明の一実施形態に係るゴムクローラを説明する。
図１に示すように、ゴムクローラ２０は、ゴム材料で形成された無端帯状のクローラ本体２１と、クローラ本体２１にクローラ周方向Ｌに間隔をあけて配設された複数の芯金２２と、を備えている。
クローラ本体２１の外周面２１ｂには、複数のラグ２３が突設されている。
芯金２２は、クローラ本体２１に埋設された翼部２５と、該翼部２５からクローラ本体２１の内周面２１ａ側に向けて突出するとともに互いにクローラ幅方向Ｈに間隔をあけて配置された一対の突起部２６と、を備えている。

翼部２５は、クローラ幅方向Ｈに沿って延びており、翼部２５のクローラ幅方向Ｈの中央部には、前記一対の突起部２６が配設されている。なおクローラ本体２１内において、翼部２５よりもこのクローラ本体２１の外周面２１ｂ側には、突起部２６よりもクローラ幅方向Ｈに沿ったクローラ本体２１の外側に位置する各部分に、クローラ周方向Ｌに連続して延びる一対のスチールコード層２７が埋設されている。

突起部２６は、クローラ本体２１と一体に形成されたゴム膜３２によって覆われている。また図１および図２に示すように、複数の突起部２６の各頂面２６ａは、クローラ幅方向Ｈおよびクローラ周方向Ｌの両方向に沿って延在しており、これらの頂面２６ａは、クローラ周方向Ｌの全周にわたって連続して延びる左右一対の転輪通過面Ｓを構成している。転輪通過面Ｓ上では、図示しない転輪が、ゴムクローラ２０のクローラ周方向Ｌに沿う送り移動に伴って転動させられる。

ここで翼部２５および突起部２６は、互いに別部材で構成され、芯金２２は、これらの翼部２５および突起部２６が連結されることにより構成されている。突起部２６には、クローラ本体２１の外周面２１ｂ側に突出する凸部３５が同一材料で一体に設けられるとともに、翼部２５には、クローラ本体２１の内周面２１ａ側に開口する凹部３３が設けられており、翼部２５と突起部２６とは、凸部３５が、凹部３３に圧入されることにより連結されている。

凹部３３は、翼部２５のクローラ幅方向Ｈの中央部のうち、該突起部２６と対応する部分に一対配設されている。また凹部３３は、クローラ本体２１の外周面２１ｂ側には開口しておらず、該翼部２５をクローラ本体２１の厚さ方向Ｔに非貫通となっている。
なお、図１および図２は模式的に描いたものであり、凸部３５が、凹部３３の内壁面の全面にわたって圧接しているが、これに限られない。

次に、以上のように構成されたゴムクローラの製造方法について説明する。
まず、翼部２５を鍛造により形成するとともに、突起部２６を鋳造により形成する部材形成工程を行う。このとき翼部２５を、例えば軟鋼や硬鋼、合金鋼などで型鍛造により形成するとともに、突起部２６を、例えば鋳鉄や鋳鋼、銅合金などで形成する。
これにより、凹部３３が設けられた翼部２５、および凸部３５が同一材料で一体に設けられた突起部２６が形成される。なおこれらの翼部２５および突起部２６は、熱処理されていない未熱処理のいわゆる生材であり、生材としての突起部２６および凸部３５の硬度は、例えばブリネル硬度でＨＢ１２０〜２５０程度にすることが可能である。

以上のように形成された翼部２５および突起部２６は、図３および図４に示すように、凸部３５が、先端部３５ａからその反対側の基端部３５ｂに向けて漸次拡径しているとともに、凹部３３が、その軸線方向に沿ったクローラ本体２１の内周面２１ａ側（一方側）に位置する一端部３３ａからその反対側の他端部３３ｂに向けて漸次縮径している。さらに図５および図６に示すように、凸部３５の先端部３５ａの外径は、凹部３３の他端部３３ｂの外径よりも大きくなっているとともに、凸部３５の基端部３５ｂの外径は、凹部３３の一端部３３ａの外径よりも小さくなっている。

なお図示の例では、凸部３５は、直方体状に形成され、凸部３５のクローラ幅方向Ｈおよびクローラ周方向Ｌの両方向に沿った横断面視形状は、クローラ周方向Ｌに長い矩形状となっている。また凹部３３は、直方体状に窪んでおり、凹部３３の前記横断面視形状は、クローラ周方向Ｌに長い矩形状となっている。

その後、突起部２６に設けられた前記凸部３５を、翼部２５に設けられた前記凹部３３に圧入させることにより、翼部２５と突起部２６とを連結する圧入工程を行う。このとき図３および図４に示すように、凸部３５と凹部３３とを同軸に位置させるとともに、凸部３５の先端部３５ａを、凹部３３に一端部３３ａから進入させて圧入する。
ここで本実施形態では、この圧入工程の際、突起部２６の硬度を、翼部２５の硬度よりも低くしており、このとき、突起部２６と同一材料で一体に設けられた凸部３５が、翼部２５に設けられた凹部３３に比べて大きく変形することとなる。

そして、翼部２５と突起部２６との連結体を熱処理する熱処理工程を行い、例えば翼部２５および突起部２６の各硬度および各強度を向上させる等、芯金２２の機械的性質を調整する。この熱処理により、翼部２５の硬度を、例えばロックウェル硬度でＨＲＣ２０〜５５程度とし、突起部２６の硬度を、例えばブリネル硬度でＨＢ２５０〜５００程度とすることが可能である。
なお、熱処理工程を行って翼部２５および突起部２６の各硬度を向上させることにより、突起部２６の硬度が、翼部２５の硬度よりも低いままであってもよく、突起部２６の硬度が、翼部２５の硬度よりも高くなってもよい。

以上のように芯金２２を形成した後、芯金２２と、前記スチールコード層２７と、前記クローラ本体２１となる図示しない複数のゴム層と、を互いに積層して図示しないゴムクローラの成形体を形成し、その後、この成形体を加硫することによりゴムクローラ２０を形成する。

以上説明したように、本実施形態に係るゴムクローラの製造方法およびゴムクローラ２０によれば、前記凸部３５を前記凹部３３に圧入させることにより翼部２５と突起部２６とを連結する圧入工程を有しているので、例えばノックピンや締結部材等を用いて翼部２５と突起部２６とを連結する場合と比べて、タップを切る等の作業を削減するとともに部品点数を低減することが可能になり、ゴムクローラ２０を簡便に形成することができる。

また圧入工程の際、突起部２６の硬度が、翼部２５の硬度よりも低くなっているので、突起部２６が損傷するのを抑えることが可能になり、高品質なゴムクローラ２０を形成することができる。
すなわち、凸部３５を凹部３３に圧入させるとき、突起部２６および翼部２５に応力が生じるが、突起部２６のクローラ幅方向Ｈおよびクローラ周方向Ｌに沿った横断面積は、翼部２５の前記横断面積に比べて小さいことから、突起部２６に生じる応力が、翼部２５に生じる応力よりも大きくなり易く、翼部２５に比べて突起部２６が損傷し易い。しかしながら突起部２６の硬度が、翼部２５の硬度よりも低くなっていることにより、突起部２６に生じる応力を緩和することが可能になり、突起部２６が損傷するのを抑えることができる。

また圧入工程の際、凸部３５が、先端部３５ａから基端部３５ｂに向けて漸次拡径しているとともに、凹部３３が、一端部３３ａから他端部３３ｂに向けて漸次縮径しているので、凸部３５を凹部３３に圧入させるために要する力を、凸部３５の凹部３３への進入に伴って徐々に高めていくことが可能になり、凸部３５を凹部３３に円滑に圧入させることができる。

また圧入工程の際、凸部３５が、先端部３５ａから基端部３５ｂに向けて漸次拡径しているとともに、凹部３３が、一端部３３ａから他端部３３ｂに向けて漸次縮径しているので、部材形成工程の際に型枠を用いる場合、該型枠を凸部３５および凹部３３から容易に離型させることができる。

また部材形成工程の際、翼部２５を鍛造により形成するとともに、突起部２６を鋳造により形成するので、突起部２６の硬度を、翼部２５の硬度よりも低くなるように、突起部２６および翼部２５を形成し易くすることが可能になり、圧入工程の際、突起部２６が損傷するのを確実に抑えることができる。

また、翼部２５を鍛造により形成するので、例えば翼部２５を鋳造により形成する場合に比べて、翼部２５を薄肉にしても翼部２５の強度の低下を抑え、翼部２５を軽量化することが可能になり、ゴムクローラ２０全体の軽量化を図ることができる。
またこのように、翼部２５を薄肉にしても翼部２５の強度の低下を抑えることができるので、ゴムクローラ２０全体の肉厚を同等に維持した状態で、翼部２５を薄肉にする一方でクローラ本体２１を厚肉にすることが可能になり、ゴムクローラ２０の耐久性を向上させることができる。
また、突起部２６を鋳造により形成するので、突起部２６が複雑な形状をなす場合であっても高精度に形成することが可能で、かつ例えば母材料を除去加工することにより突起部２６を形成する場合などに比べて容易に形成することが可能になり、突起部２６の設計の自由度を確保することができる。

また、前記熱処理工程を有しているので、圧入工程の後に、例えば翼部２５および突起部２６の各硬度や各強度を向上させる等、芯金２２の機械的性質を調整することができる。
またこのように、圧入工程の後に、翼部２５および突起部２６の各硬度を向上させることができるので、圧入工程の際、翼部２５および突起部２６の各硬度を、製品状態の翼部２５および突起部２６に比べて低く抑えておくことができる。これにより圧入工程の際、凸部３５の凹部３３への圧入を容易なものにすることができるとともに、突起部２６が損傷するのを確実に抑えることができる。

なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、前記実施形態では、凹部３３は、翼部２５を前記厚さ方向Ｔに非貫通であるものとしたが、貫通していてもよい。

また前記実施形態では、圧入工程は、凸部３５を、凸部３５の先端部３５ａから基端部３５ｂに向けて漸次拡径させて、かつ凹部３３が、一端部３３ａから他端部３３ｂに向けて漸次縮径させて行うものとしたが、これに限られず、凸部３５が拡径していて、凹部３３が一端部３３ａから他端部３３ｂに向かう全長にわたって同径であってもよく、凸部３５が先端部３５ａから基端部３５ｂに向かう全長にわたって同径であり、凹部３３が縮径していてもよい。
さらに凸部３５を、先端部３５ａから基端部３５ｂに向かう全長にわたって同径とし、かつ凹部３３を、一端部３３ａから他端部３３ｂに向かう全長にわたって同径とし、これらの凸部３５および凹部３３の外径を互いに同等とすることにより、凹部３３に凸部３５を圧入させてもよい。
さらにまた、凸部３５が直方体状ではなく、例えば円柱状であってもよく、また凹部３３が、直方体状に窪んでいるのではなく、例えば円柱状に窪んでいてもよい。

また前記実施形態では、翼部２５に凹部３３が設けられるとともに、突起部２６に凸部３５が設けられているものとしたが、これに限られず、突起部に凹部が設けられるとともに、翼部に凸部が設けられていてもよい。つまり圧入工程の際、翼部および突起部のうち、一方に設けられた凸部を、他方に設けられた凹部に圧入させることにより、翼部と突起部とを連結する他の構成に適宜変更することが可能である。

また、熱処理工程はなくてもよい。
さらに前記実施形態では、部材形成工程の際、翼部２５を鍛造で形成するとともに、突起部２６を鋳造で形成するものとしたが、これに限られるものではない。
さらにまた、突起部２６を、翼部２５を形成する材料よりも比重が高い軽量化金属により形成することにより、芯金２２の軽量化を図ることも可能である。前記軽量化金属としては、例えばアルミニウムおよびアルミニウム合金等が挙げられる。なおアルミニウムの硬度は、例えばビッカース硬度でＨｖ３０〜１３０程度となっている。

また、スチールコード層２７およびゴム膜３２はなくてもよい。
さらに前記実施形態では、転輪通過面Ｓは、突起部２６の頂面２６ａにより構成されているものとしたが、これに限られない。例えば転輪通過面Ｓが、クローラ本体の内周面側において、芯金の各突起部よりもクローラ幅方向の外側に位置する部分に形成されていてもよい。

また芯金に、クローラ周方向に互いに隣り合う芯金同士が、クローラ幅方向に相対的に位置ずれするのを規制する脱輪防止機構が設けられていてもよい。脱輪防止機構の一例としては、芯金からクローラ周方向の一方側に向けて突出するとともにクローラ幅方向に沿ったクローラ本体の内側に位置する第１機構と、芯金からクローラ周方向の他方側に向けて突出するとともにクローラ幅方向に沿ったクローラ本体の外側に位置する第２機構と、により構成され、クローラ周方向で隣り合う芯金同士の第１機構と第２機構とが、クローラ幅方向で対向する構成などが挙げられる。

また、前記実施形態では、芯金２２は、一対の突起部２６を備えているものとしたが、これに限られるものではなく、例えば１つの突起部を、翼部におけるクローラ幅方向の中央部に備える構成であっても良い。

その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。

２０ ゴムクローラ
２１ クローラ本体
２２ 芯金
２５ 翼部
２６ 突起部
３３ 凹部
３３ａ 一端部
３３ｂ 他端部
３５ 凸部
３５ａ 先端部
３５ｂ 基端部
Ｌ クローラ周方向

Claims (5)

1. ゴム材料で形成された無端帯状のクローラ本体と、
   該クローラ本体にクローラ周方向に間隔をあけて配設された複数の芯金と、を備え、
   該芯金は、前記クローラ本体に埋設された翼部と、該翼部から前記クローラ本体の内周面側に向けて突出する突起部と、を備えるゴムクローラを形成するゴムクローラの製造方法であって、
   前記翼部および前記突起部のうち、一方に設けられた凸部を、他方に設けられた凹部に圧入させることにより、前記翼部と前記突起部とを連結する圧入工程を有し、
   該圧入工程の際、前記突起部の硬度を、前記翼部の硬度よりも低くしておくことを特徴とするゴムクローラの製造方法。
2. 請求項１記載のゴムクローラの製造方法であって、
   前記圧入工程は、前記凸部の先端部を、前記凹部に、該凹部の軸線方向に沿った一方側から進入させ、
   該圧入工程は、前記凸部を、その先端部から反対側の基端部に向けて漸次拡径させて、または前記凹部を、前記一方側に位置する一端部からその反対側の他端部に向けて漸次縮径させて行うことを特徴とするゴムクローラの製造方法。
3. 請求項１または２に記載のゴムクローラの製造方法であって、
   前記翼部を鍛造により形成するとともに、前記突起部を鋳造により形成する部材形成工程を有していることを特徴とするゴムクローラの製造方法。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載のゴムクローラの製造方法であって、
   前記翼部と前記突起部との連結体を熱処理する熱処理工程を有していることを特徴とするゴムクローラの製造方法。
5. 請求項１記載のゴムクローラの製造方法により形成されたゴムクローラであって、
   前記翼部と前記突起部とは、前記凸部が前記凹部に圧入されることにより連結されていることを特徴とするゴムクローラ。

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