JP2013166475A - 弾性クローラ - Google Patents

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Abstract

【課題】旋回時にクローラ耳部が接地側に巻き込まれるのを抑制すること。
【解決手段】複数の車輪に巻きかけられ内周に車輪が転動する車輪転動面16が形成され外周に接地面13が形成されたゴムベルト12(無端状の弾性体の一例)と、ゴムベルト12の接地面13に形成され、クローラ周方向に延び、車輪転動面16のクローラ幅方向外側の端部16Aのクローラ外周側に配置される周方向溝18と、ゴムベルト12に埋設されたベルトコードによって構成され、クローラ周方向に延び、クローラ幅方向外側の両端部20Aがクローラ幅方向両側の周方向溝18よりもクローラ幅方向外側にそれぞれ配置されたベルト層20と、をゴムクローラ10(弾性クローラの一例)が有すること。
【選択図】図3

Description

本発明は、弾性クローラに関するものである。
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使用されている。
ゴムクローラの中には、機体側の駆動輪の外周面とゴムクローラの内周面とを接触させ、両者間に働く摩擦力によって駆動輪からの駆動力をゴムクローラに伝達する摩擦駆動型のゴムクローラがある。このタイプのゴムクローラは、内周面に、駆動輪や転輪をガイドするためのゴム突起が一定間隔で設けられている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1では、ゴムクローラの内部にクローラ周方向に延びるスチールコード列を埋設している。また、このゴムクローラでは、スチールコード列のクローラ幅方向の端部を覆うように補強層を埋設して、駆動輪や転輪からの繰り返し荷重によってスチールコード列の上記端部から亀裂(耳切れ)が発生するのを抑制している。
特許4279535号
ところで、一般的な、ゴムクローラは、旋回時に、接地面と地面との摩擦によってクローラ幅方向の端部(いわゆる耳部)が接地側に巻き込まれることがある。
これに対して、特許文献1のゴムクローラでは、スチールコード列の端部側に補強層を埋設していることから、耳部の剛性が向上しており、旋回時における耳部の巻き込みを抑制することができる。
しかし、旋回時にクローラ耳部を接地側に巻き込む力は、接地面積や荷重(接地圧)、旋回速度などの条件によって変化するため、さらなる耳部の巻き込み抑制対策が望まれている。
本発明は、旋回時にクローラ耳部が接地側に巻き込まれるのを抑制することを目的とする。
本発明の請求項1に記載の弾性クローラは、複数の車輪に巻きかけられ、内周に前記車輪が転動する車輪転動面が形成され、外周に接地面が形成された無端状の弾性体と、前記弾性体の接地面に形成され、前記弾性体周方向に延び、前記車輪転動面の前記弾性体幅方向外側の端部の前記弾性体外周側に配置される周方向溝と、前記弾性体に埋設されたベルトコードによって構成され、前記弾性体周方向に延び、前記弾性体幅方向の両端部が前記弾性体幅方向両側の前記周方向溝よりも前記弾性体幅方向外側にそれぞれ配置された無端状のベルト層と、を有している。
本発明の請求項1に記載の弾性クローラでは、車輪から受ける荷重が、弾性体の車輪転動面下(転動面の弾性体外周側)の部分(以下、適宜「荷重支持部」と記載する。)よりも弾性体幅方向外側の部分(以下、適宜「耳部」と記載する。)で小さくなる。このため、荷重支持部に対応する接地面(以下、適宜「支持部接地面」と記載する。)の接地圧よりも耳部に対応する接地面(以下、適宜「耳部接地面」と記載する。)の接地圧が小さくなる。
特に、上記弾性クローラでは、弾性体の接地面の支持部接地面と耳部接地面との境界に周方向溝を形成していることから、例えば、周方向溝を形成していないものと比べて、車輪からの荷重が荷重支持部を介して耳部へ伝わるのを抑制することができる。これにより、耳部が受ける車輪からの荷重をより小さくすることができる。
上記弾性クローラでは、旋回時に接地面と地面との間に生じる摩擦力によって接地面全体が旋回方向に対して直交する方向(旋回内側から旋回外側に向う方向)に引っ張られるが、耳部接地面は、支持部接地面と比べて、車輪から受ける荷重が小さい(すなわち、接地圧が小さい)ため、地面との間の摩擦力が小さく、地面に対してすべりを生じることで接地側へ巻き込まれるのが抑制される。
さらに、上記弾性クローラでは、ベルトコードによって構成されるベルト層の弾性体幅方向外側の両端部を弾性体幅方向両側の周方向溝よりも弾性体幅方向外側にそれぞれ配置していることから、例えば、ベルト層の上記両端部を弾性体幅方向外側の周方向溝と同じ位置または弾性体幅方向内側にそれぞれ配置したものと比べて、耳部の剛性(耳部の巻き込まれ変形に対する剛性)が向上し、旋回時に耳部が接地側に巻き込まれるのを効果的に抑制することができる。
以上のことから、本発明の請求項1に記載の弾性クローラによれば、旋回時にクローラ耳部が接地側に巻き込まれるのを抑制することができる。
本発明の請求項2に記載の弾性クローラは、請求項1に記載の弾性クローラにおいて、前記弾性体に埋設されると共に前記弾性体周方向に延び、一端部が前記周方向溝よりも前記弾性体幅方向内側に配置されると共に他端部が前記ベルト層の前記弾性体幅方向の端部よりも前記弾性体幅方向外側に配置され、前記弾性体よりも硬い材料で構成された補強層、を有している。
本発明の請求項2に記載の弾性クローラでは、弾性体よりも硬い材料で構成された補強層を、一端部が車輪転動面の弾性体幅方向外側の端部よりも弾性体幅方向内側に配置されると共に他端部がベルト層の弾性体幅方向の端部よりも弾性体幅方向外側に配置されるように弾性体に埋設していることから、耳部の剛性(耳部の巻き込まれ変形に対する剛性)をさらに向上する。
本発明の請求項3に記載の弾性クローラは、請求項2に記載の弾性クローラにおいて、前記補強層は、前記ベルト層よりも前記弾性体内周側に配置されている。
本発明の請求項3に記載の弾性クローラでは、補強層をベルト層よりも弾性体内周側に配置していることから、耳部の巻き込まれに変形に対して、補強層の一端部側がベルト層に支持されるため、補強層による耳部の剛性(耳部の巻き込まれ変形に対する剛性)を向上させる効果が高まる。
本発明の請求項4に記載の弾性クローラは、請求項1〜3のいずれか1項に記載の弾性クローラにおいて、前記弾性体幅方向断面において、前記周方向溝は、前記弾性体内周側に向って溝底が円弧状に湾曲している。
本発明の請求項4に記載の弾性クローラでは、弾性体幅方向断面において、周方向溝の溝底を弾性体内周側に向って円弧状に湾曲させていることから、旋回時に周方向溝の溝底に応力が集中するのを緩和することができる。
本発明の請求項5に記載の弾性クローラは、請求項1〜4のいずれか1項に記載の弾性クローラにおいて、前記弾性体の外周に前記弾性体周方向に間隔をあけて複数形成され、前記弾性体幅方向に延びて前記接地面を前記弾性体周方向に複数に分割すると共に、前記周方向溝と交差する幅方向溝、を有している。
本発明の請求項5に記載の弾性クローラでは、弾性体の外周に弾性体周方向に間隔をあけて複数の幅方向溝を形成していることから、弾性クローラが車輪に巻き掛かる際の巻き掛け抵抗を低下させることができる。
以上説明したように、本発明の弾性クローラは、旋回時にクローラ耳部が接地側に巻き込まれるのを抑制することができる。
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一部断面を含む斜視図である。 第1実施形態のゴムクローラのクローラ幅方向に沿って切断した断面図である。 第1実施形態のベルト層をゴムクローラの外周側から見た平面図である。 第1実施形態のゴムクローラを旋回させたときの耳部の状態を示す、耳部まわりをクローラ幅方向に沿って切断した断面図である。 第1実施形態の周方向溝の変形例を示す、耳部まわりをクローラ幅方向に沿って切断した断面図である。 (A)第2実施形態のゴムクローラのクローラ幅方向に沿って切断した断面図である。(B)図7(A)の矢印7B周辺を拡大して、クローラ内周側から補強層を見た拡大平面図である。 第3実施形態のゴムクローラの一部断面を含む斜視図である。 第3実施形態のゴムクローラのクローラ幅方向に沿って切断した断面図である。 第3実施形態のゴムクローラを旋回させたときの耳部の状態を示す、耳部まわりをクローラ幅方向に沿って切断した断面図である。 第3実施形態のゴムクローラの変形例を示す、クローラ幅方向に沿って切断した断面図である。 地面の変位と耳部接地面の端部の変位との関係を示すグラフである。
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態に係る弾性クローラについて図1〜5を用いて説明する。
第1実施形態に係る弾性クローラの一例としての無端状のゴムクローラ10は、芯金をもたない、いわゆる芯金レスタイプの弾性クローラである。なお、本実施形態のゴムクローラ10は、主に舗装機などに用いられるものであり、路面などを傷めないように地面(路面)Gとの接地部分が平坦状とされている。
図1に示すように、ゴムクローラ10は、機体としてのクローラ車の駆動軸に連結される駆動輪100と、クローラ車に回転自在に取付けられる遊動輪102とに巻き掛けられて用いられる。また、ゴムクローラ10の内周を、駆動輪100と遊動輪102の間に配置され且つクローラ車に回転自在に取り付けられた複数の転輪104(図1、図3参照)が転動するようになっている。
なお、駆動輪100、遊動輪102、及び転輪104は、それぞれ本発明の車輪の一例である。
本実施形態では、無端状のゴムクローラ10の周方向(図2の矢印S方向)を「クローラ周方向」と記載し、ゴムクローラ10の幅方向(図2の矢印W方向)を「クローラ幅方向」と記載する。なお、クローラ周方向とクローラ幅方向は、ゴムクローラ10を外周側または内周側から見た場合に直交する。
また、本実施形態では、駆動輪100及び遊動輪102に巻き掛けて環状(円環状、楕円環状、多角形環状などを含む)となったゴムクローラ10の内周側(図3の矢印IN方向側)を「クローラ内周側」と記載し、上記ゴムクローラ10の外周側(図3の矢印OUT方向側)を「クローラ外周側」と記載する。なお、図3の矢印IN方向(環状の内側方向)、矢印OUT方向(環状の外側方向)は、巻き掛け状態のゴムクローラ10の内外方向を示している。
なお、本実施形態では、ゴムクローラ10を駆動輪100及び遊動輪102に巻き掛ける構成としているが、本発明はこの構成に限定されず、駆動輪100、遊動輪102、及び複数の転輪104の配置によっては、駆動輪100、遊動輪102に加えて一つまたは複数の転輪104にゴムクローラ10を巻き掛ける構成としてもよい。
また、駆動輪100、遊動輪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第1実施形態に係るクローラ走行装置90(図1参照)が構成されている。
図1に示すように、駆動輪100は、クローラ車の駆動軸に連結される円盤状の一対の輪部100Aを有している。この輪部100Aは、外周面100Bが後述するゴムクローラ10の車輪転動面16に接触して転動するようになっている。この駆動輪100は、ゴムクローラ10にクローラ車からの駆動力を作用させて(詳細は後述)、ゴムクローラ10を駆動輪100及び遊動輪102の間で循環させるものである。
遊動輪102は、クローラ車に回転自在に取付けられる円盤状の一対の輪部102Aを有している。この輪部102Aは、外周面102Bが後述するゴムクローラ10の車輪転動面16に接触するようになっている。また、遊動輪102は、クローラ車側が備える図示しない油圧等の加圧機構によって駆動輪100から離間する方向へ押圧されて、ゴムクローラ10の車輪転動面16に押し付けられてゴムクローラ10のテンション(張力)を保持するものである。
転輪104は、クローラ車の重量を支持するものであり、クローラ車に回転自在に取付けられる円盤状の輪部104Aを有している。この輪部104Aは、外周面104Bが後述するゴムクローラ10の車輪転動面16に接触するようになっている。
上記遊動輪102及び転輪104は、駆動輪100及び遊動輪102の間を循環するゴムクローラ10に対して従動回転するようになっている。
図1に示すように、ゴムクローラ10は、ゴム材を無端帯状に形成したゴムベルト12を有している。なお、本実施形態のゴムベルト12は、本発明の無端状の弾性体の一例である。また、本実施形態のゴムベルト12の周方向、幅方向、内周側、外周側は、それぞれクローラ周方向、クローラ幅方向、クローラ内周側、クローラ外周側と一致している。
また、図1、図5に示すように、ゴムベルト12の外周には、地面Gと接地する接地面13が形成されている。この接地面13は、平坦状とされている。
図1及び図2に示すように、ゴムベルト12の内周にはクローラ内周側に突出するゴム突起14がクローラ周方向に間隔をあけて複数形成されている。このゴム突起14は、ゴムベルト12のクローラ幅方向の中央に配置されている。また、ゴム突起14は、ゴムベルト12と同じゴム材、または、ゴムベルト12よりも硬いゴム材で形成されている。
図2及び図3に示すように、ゴムベルト12のゴム突起14を挟んでクローラ幅方向両側には、クローラ周方向に沿って延びる車輪転動面16がそれぞれ形成されている。
なお、本実施形態では、ゴムベルト12の内周において、車輪転動面16とその外側部分を面一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、車輪転動面16をクローラ内周側に盛り上げる構成としてもよい。
本実施形態では、前述のように、駆動輪100、遊動輪102、及び転輪104が車輪転動面16上を転動する。
ここで、ゴムクローラ10(ゴムベルト12)が所定の張力をもって、駆動輪100及び遊動輪102に巻き掛けられることにより、駆動輪100の外周面100Bと車輪転動面16との間に摩擦力が生じ、駆動輪100の駆動力がゴムクローラ10へ伝達され、ゴムクローラ10が駆動輪100と遊動輪102との間を循環して、ゴムクローラ10が走行する。
図2、図3に示すように、ゴムベルト12の接地面13には、クローラ周方向に沿って連続して延びる周方向溝18が形成されている。この周方向溝18は、クローラ幅方向に沿った断面において、略台形状(溝開口が広い台形状)とされている。
また、周方向溝18は、車輪転動面16のクローラ幅方向外側の端部16Aのクローラ外周側に配置されている。本実施形態では、図3に示すように、車輪転動面16の端部16Aから下ろした垂線PL(言い換えると、端部16Aを通り、クローラ内外方向に延びる線)上に周方向溝18の溝中心が位置するように、周方向溝18の溝幅及び配置位置が設定されている。なお、本発明は上記構成に限定されず、周方向溝18は、垂線PL上に一部が重なれば、どのような配置としてもよい。また、周方向溝18の溝壁の傾斜角(垂線PLに対する傾斜角)は、左右で異なっていてもよい。
以下では、ゴムベルト12において、車輪転動面16に対応して上記車輪から荷重を直接受ける部分を荷重支持部12Aとし、車輪転動面16の端部16Aよりもクローラ幅方向外側で上記車輪から荷重を直接受けない、ゴムベルト12のクローラ幅方向外側の端部分を耳部12Bとして説明する。
なお、本実施形態の周方向溝18は、荷重支持部12Aと耳部12Bとの境界に形成されている。
図3に示すように、ゴムベルト12には、クローラ周方向に沿って延びる無端帯状のベルト層20が埋設されている。このベルト層20は、クローラ幅方向の両端部20Aがクローラ幅方向両側の周方向溝18よりもクローラ幅方向外側にそれぞれ配置されている。また、ベルト層20は、ゴムベルト12を形成するゴム材よりも硬い材料であり、抗張力(引っ張り強さ)に優れるベルトコードによって構成されている。
ベルト層20について具体的に説明すると、図3に示すように、本実施形態のベルト層20は、クローラ内周側から順にメインコード層22、傾斜コード層24、26、及びゼロ度コード層28を積層(本実施形態では、4層積層)して構成されている。なお、図4では、クローラ外周側から見たベルト層20を示している。
メインコード層22は、クローラ周方向に沿って螺旋状に巻回された1本のメインコード22Aをゴム被覆して形成、または、クローラ周方向に沿う複数本のメインコード22Aを並列(クローラ幅方向に並列)させると共にゴム被覆して形成されている。
なお、本実施形態では、引張り強度に優れるスチールコードをメインコード22Aとして用いているが、本発明はこの構成に限定されず、十分な引張り強度を有していれば、有機繊維(例えば、ナイロン繊維、芳香族ポリアミド繊維など)で構成した有機繊維コードをメインコード22Aとして用いてもよい。
傾斜コード層24は、メインコード22Aに対して傾斜する傾斜コード24Aをクローラ周方向に並列させると共にゴム被覆して形成されている。
一方、傾斜コード層26は、メインコード22Aに対して傾斜コード24Aと逆向きに傾斜する傾斜コード26Aをクローラ周方向に並列させると共にゴム被覆して形成されている。
また、ゼロ度コード層28は、メインコード22Aに対して直交する、またはクローラ幅方向に沿う(クローラ周方向に対して90度)ゼロ度コード28Aをクローラ周方向に並列させると共にゴム被覆して形成されている。
なお、本実施形態では、メインコード22Aよりも小径のスチールコードを傾斜コード24A、26A及びゼロ度コード28Aとして用いるが、本発明はこの構成に限定されず、メインコード22Aと同径または大径のスチールコードを傾斜コード24A、26A及びゼロ度コード28Aとして用いてもよい。また、有機繊維(例えば、ナイロン繊維、芳香族ポリアミド繊維など)で構成した有機繊維コードを傾斜コード24A、26A及びゼロ度コード28Aとして用いてもよい。
なお、本実施形態では、クローラ内周側から順にメインコード層22、傾斜コード層24、26、及びゼロ度コード層28を積層してベルト層20を構成しているが、本発明はこの構成に限定されず、ベルト層20を構成する各コード層の積層順序は、仕様に応じて種々変更してもよい。例えば、クローラ内周側から順にメインコード層22、ゼロ度コード層28、傾斜コード層24、及び傾斜コード層26を積層してベルト層20を構成してもよい。
また、本実施形態では、ベルト層20を上述の4層のコード層(コード層22、24、26、28)で構成しているが、本発明はこの構成に限定されず、ベルト層20を5層以上のコード層で構成しても、3層以下のコード層で構成してもよい。ただし、メインコード層22については、ゴムクローラ10の張力を保持するためのものであり、1層は必要とされる。
なお、ベルト層20は、本発明のベルト層の一例であり、各コード層22、24、26、28の各コード22A、24A、26A、28Aは、本発明のベルトコードの一例である。
また、「ベルト層20の端部20A」とは、各コード層22、24、26、28の各クローラ幅方向の端部の中で、最もクローラ幅方向外側に位置しているクローラ幅方向の端部を指している。なお、本実施形態では、図3、図4に示すように、メインコード層22のクローラ幅方向の両端部が、他のコード層24、26、28の各クローラ幅方向の端部よりもクローラ幅方向外側に位置している、すなわち、最もクローラ幅方向外側に位置していることから、ベルト層20の端部20Aとなっている。
図3に示すように、周方向溝18の溝深さGD(接地面13から溝底までの深さ)は、接地面13からベルト層20のクローラ最外周層のコード(ここでは、ゼロ度コード層28のゼロ度コード28A)までのゴム厚みTの10〜50%とされている。ここで、溝深さGDをゴム厚みTの10〜50%とすることで、旋回時において、耳部12Bの受ける荷重を小さくして耳部12Bの接地側への巻き込みを抑制する効果が十分に発揮されると共に、周方向溝18の溝底からゼロ度コード28Aまでのゴム厚みを確保することができる。
さらに、周方向溝18の溝幅GW(接地面13での溝開口のクローラ幅方向の幅)は、接地面13のクローラ幅方向の幅SWの2〜10%とされている。ここで、溝幅GWを幅SWの2〜10%とすることで、旋回時において、周方向溝18の溝底18Aに応力が集中するのを緩和することができる。
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。
ゴムクローラ10では、図5に示すように、車輪(例えば、転輪104)から受ける荷重が、ゴムベルト12の荷重支持部12Aよりも耳部12Bで小さくなる。このため、荷重支持部12Aに対応する支持部接地面13Aの接地圧よりも耳部12Bに対応する耳部接地面13Bの接地圧が小さくなる。
特に、ゴムクローラ10では、ゴムベルト12の接地面13の支持部接地面13Aと耳部接地面13Bとの境界に周方向溝18を形成していることから、上記車輪からの荷重が荷重支持部12Aを介して耳部12Bへ伝わるのを抑制することができる。これにより、耳部12Bが受ける車輪からの荷重をより小さくすることができる。
ここで、ゴムクローラ10では、旋回時に接地面13と地面Gとの間に生じる摩擦力によって接地面13全体が旋回方向に対して直交する方向(旋回内側から旋回外側に向う方向)に引っ張られるが、耳部接地面13Bは、支持部接地面13Aと比べて、車輪(図5では、転輪104)から受ける荷重が小さい(すなわち、接地圧が小さい)ため、地面Gとの間の摩擦力が小さく、地面Gに対してすべりを生じることで接地側へ巻き込まれるのが抑制される。なお、耳部接地面13Bを構成するゴム部分は、耳部接地面13Bと地面Gとの間にすべりが生じるまでは、地面Gに引っ張られて弾性変形をする。
さらに、ゴムクローラ10では、ベルト層20の両端部20Aを両側の周方向溝18よりもクローラ幅方向外側にそれぞれ配置していることから、耳部12Bの剛性(耳部12Bの巻き込まれ変形に対する剛性)が向上し、旋回時に耳部12Bが接地側に巻き込まれるのをさらに抑制することができる。
またさらに、走行時に耳部12Bが地面G上の起伏や、障害物(例えば、石など)に乗り上げたとしても、ベルト層20の端部20Aを周方向溝18よりもクローラ幅方向外側に配置することで、車輪(図5では転輪104)のクローラ幅方向の端部を起点とする耳部12Bの曲げ変形に対してベルト層20が補強となり、耳部12Bの曲げ変形を抑制することができる。
以上のことから、ゴムクローラ10によれば、旋回時に耳部12Bが接地側に巻き込まれるのを抑制することができる。
また、一方で、旋回時にゴムクローラ10の耳部12Bが接地側に巻き込まれそうになったとしても、旋回から直進に移行する際に、耳部12Bは、元の状態に復元(弾性変形)するため、耳部12Bの接地側への巻き込みが抑制される。
第1実施形態では、クローラ幅方向に沿った断面において、周方向溝18を略台形状、すなわち、溝底18Aを平坦状としているが、本発明はこの構成に限定されず、溝底18Aを円弧状に湾曲させる形状としてもよい。例えば、周方向溝18を、図6に示す半円状の周方向溝32としてもよい。上記のように、クローラ幅方向に沿った断面において、周方向溝32の溝底32Aを円弧状に湾曲させることで、ゴムクローラ10の走行時や旋回時に周方向溝32の溝底32Aに応力が集中するのを緩和することができる。
(第2実施形態)
次に、本発明に係る第2実施形態の弾性クローラについて図7を参照しながら説明する。なお、第1実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
図7(A)に示すように、本実施形態のゴムクローラ40は、新たに補強層42を設けた以外は、第1実施形態のゴムクローラ10と同一の構成である。このため、以下では、補強層42の構成について説明する。
補強層42は、ゴムベルト12のベルト層20よりもクローラ内周側に埋設され、クローラ周方向に延びている。この補強層42は、一端部42Aが周方向溝18よりもクローラ幅方向内側に配置されると共に、他端部42Bがベルト層20の端部20Aよりもクローラ幅方向外側に配置されている。すなわち、補強層42によってベルト層20の端部20Aが覆われている。
また、補強層42は、ゴムベルト12を形成するゴム材よりも硬い材料であり、抗張力(引っ張り強さ)に優れる補強コード42Cによって構成されている。
具体的には、補強層42は、図7(B)に示すように、メインコード22Aに対して交差(本実施形態では、直交)する補強コード42Cをクローラ周方向に並列させると共にゴム被覆して形成されている。なお、本実施形態では、メインコード22Aよりも小径のスチールコードを補強コード42Cとして用いるが、本発明はこの構成に限定されず、メインコード22Aと同径または大径のスチールコードを補強コード42Cとして用いてもよい。また、有機繊維(例えば、ナイロン繊維、芳香族ポリアミド繊維など)で構成した有機繊維コードを補強コード42Cとして用いてもよい。
次に、第2実施形態のゴムクローラ50の作用効果について説明する。
なお、本実施形態の作用効果のうち、第1実施形態と同様の作用効果については、その説明を適宜省略する。
ゴムクローラ40では、ゴムベルト12を構成するゴム材よりも硬い材料であり、抗張力に優れる補強コード42Cで構成された補強層42を、一端部42Aが車輪転動面16の端部16Aよりもクローラ幅方向内側に配置されると共に他端部42Bがベルト層20の端部20Aよりもクローラ幅方向外側に配置されるようにゴムベルト12のクローラ内周側に埋設していることから、耳部12Bの剛性(耳部12Bの巻き込まれ変形に対する剛性)がさらに向上する。またさらに、走行時に耳部12Bが地面上の起伏や、障害物(例えば、石など)に乗り上げたとしても、補強層42の他端部42B及びベルト層20の端部20Aを周方向溝18よりもクローラ幅方向外側に配置することで、車輪のクローラ幅方向の端部を起点とする耳部12Bの曲げ変形に対してベルト層20及び補強層42が補強となり、耳部12Bの曲げ変形を抑制することができる。
そして、補強層42をベルト層20よりもクローラ内周側に配置していることから、耳部12Bの巻き込まれに変形に対して、補強層42の一端部42A側がベルト層20に支持されるため、補強層42による耳部12Bの上記剛性を向上させる効果がさらに高まる。
なお、第2実施形態では、補強コード42Cをゴム被覆して補強層42を形成しているが、本発明はこの構成に限定されず、ゴムクローラ40の耳部12Bの剛性を向上させられれば、どのような構成であってもよい。例えば、補強層42を、ゴムベルト12を構成するゴム材よりも硬いゴム材を無端帯状に形成したものとしてもよい。この場合には、ゴムクローラの製造が簡単になる。
(第3実施形態)
次に、本発明に係る第3実施形態の弾性クローラについて図8〜10を参照しながら説明する。なお、第1実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
本実施形態のゴムクローラ50は、主に舗装機などに用いられるものであり、ゴムベルト52に幅方向溝54を設けた以外は、第1実施形態のゴムクローラ10と同一の構成である。このため、以下では、ゴムベルト52と幅方向溝54の構成について説明する。
図8に示すように、ゴムベルト52は、第1実施形態のゴムベルト12よりも肉厚とされ、外周にクローラ周方向に間隔をあけてラグ60が形成されている。
上記ラグ60の構成について具体的に説明すると、図8、図9に示すように、ゴムベルト52の地面Gと接地する接地面53には、一対の周方向溝18と、この周方向溝18よりも溝深さが深くクローラ幅方向に延びて該周方向溝18と交差する幅方向溝54が形成されている。幅方向溝54は、クローラ周方向に間隔をあけて複数形成され、ゴムベルト52の外周部分(接地面53を含む)をクローラ周方向に複数に分割している。これにより、ゴムベルト52の外周部分には、クローラ周方向に複数のブロック状のラグ60が区画されている。
以下では、ゴムベルト52の外周部分(ラグ60)の車輪転動面16に対応して上記車輪から荷重を直接受ける部分を荷重支持部52Aとし、車輪転動面16の端部16Aよりもクローラ幅方向外側で上記車輪から荷重を直接受けない、ゴムベルト52の外周部分(ラグ60)のクローラ幅方向の端部分を耳部52Bとして説明する。
また、本実施形態の周方向溝18は、荷重支持部52Aと耳部52Bとの境界部分に形成されている。このため、接地面53は、荷重支持部52Aに対応する支持部接地面53Aと耳部52Bに対応する耳部接地面53Bとで構成されている。
次に、本実施形態のゴムクローラ50の作用効果について説明する。
なお、本実施形態の作用効果のうち、第1実施形態と同様の作用効果については、その説明を適宜省略する。
ゴムクローラ50では、図10に示すように、車輪(例えば、転輪104)から受ける荷重が、ゴムベルト52の荷重支持部52Aよりも耳部52Bで小さくなる。このため、荷重支持部52Aに対応する支持部接地面53Aの接地圧よりも耳部52Bに対応する耳部接地面53Bの接地圧が小さくなる。
特に、ゴムクローラ50では、ゴムベルト52の接地面53の支持部接地面53Aと耳部接地面53Bとの境界に周方向溝18を形成していることから、上記車輪からの荷重が荷重支持部12Aを介して耳部12Bへ伝わるのを抑制することができる。これにより、耳部12Bが受ける車輪からの荷重をより小さくすることができる。
ここで、ゴムクローラ50では、旋回時に接地面53と地面Gとの間に生じる摩擦力によって接地面53全体が旋回方向に対して直交する方向(旋回内側から旋回外側に向う方向)に引っ張られるが、耳部接地面53Bは、支持部接地面53Aと比べて、車輪から受ける荷重が小さい(すなわち、接地圧が小さい)ため、地面Gとの間の摩擦力が小さく、地面Gに対してすべりを生じることで接地側へ巻き込まれるのが抑制される。なお、耳部接地面53Bを構成するゴム部分は、耳部接地面53Bと地面Gとの間にすべりが生じるまでは、地面Gに引っ張られて弾性変形をする。
以上のことから、ゴムクローラ50によれば、旋回時に耳部52Bが接地側に巻き込まれるのを抑制することができる。
また、ゴムクローラ50では、ゴムベルト52の外周にクローラ周方向に間隔をあけて複数の幅方向溝54を形成していることから、ゴムクローラ50が駆動輪100や遊動輪102に巻き掛かる際の巻き掛け抵抗を低下させることができる。これにより、ゴムクローラ50と駆動輪100との接触圧を高めることができ、ゴムクローラ50と駆動輪100との間のすべりを抑制することができる。
なお、第3実施形態のゴムクローラ50に、図11に示すように、第2実施形態の補強層42を設けてもよい。このように補強層42を設ければ、第3実施形態のゴムクローラ50も第2実施形態の補強層42によって生じる効果を得られる。
第1〜第3実施形態では、無端状の弾性体の一例として、ゴム材を無端状に形成したゴムベルトを用いているが、本発明はこの構成に限定されず、ゴム材以外の樹脂材料である例えば、エラストマーなどを無端状に形成したエラストマーベルトなどを用いてもよい。
第1〜第3実施形態では、各形態のゴムクローラを舗装機に用いているが、本発明はこの構成に限定されず、各形態のゴムクローラを農業用機械や酪農用機械などに用いてもよい。
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。
(試験例)
本発明の効果を確かめるために、本発明に含まれる実施例の弾性クローラと、本発明に含まれない比較例の弾性クローラとを以下のように試験(FEM構造解析)した。なお、試験には、同じサイズの供試クローラを用いた。
実施例のクローラ:図8に示す第2実施形態のゴムクローラである。
比較例のクローラ:実施例のゴムクローラから周方向溝を削除したゴムクローラである。
試験は、車輪から14.7kNの荷重を付与して供試クローラを地面(摩擦係数を1に設定した地面)に接地させた状態で、地面をクローラ幅方向に変位させたときの耳部接地面の端部P点(図9参照)のクローラ幅方向への変位量を測定した。なお、試験は、ベルト層のクローラ周方向及びクローラ幅方向の移動を拘束し、ゴムベルトのクローラ周方向及びクローラ内外方向の移動を拘束して行なった。試験結果については、図12にグラフとして示した。
図12のグラフでは、地面の変位と耳部接地面の端部の変位との関係を示している。図12から分かるように、比較例のクローラは、地面の変位に比例して耳部接地面の端部の変位が増加している。これに対して、実施例のクローラは、途中まで地面の変位に比例して耳部接地面の変位が増加するが、地面の変位が一定量を超えると、地面の変位に対して耳部接地面の端部の変位が少なくなっている。すなわち、地面の変位がある一定量を超えると、耳部接地面は、地面に対してすべりを生じている。これにより、本発明に係る弾性クローラは、旋回時に、耳部が接地側に巻き込まれるのを抑制することが分かる。
10、40、50 ゴムクローラ(弾性クローラ)
12、52 ゴムベルト(無端状の弾性体)
13、53 接地面
14、 ゴム突起(突起)
16 車輪転動面
16A 端部
18、32 周方向溝
20 ベルト層
20A 端部
42 補強層
42A 一端部
42B 他端部
54 幅方向溝
100 駆動輪(車輪)
102 遊動輪(車輪)
104 転輪(車輪)
CL 中央線
PL 垂線
S クローラ周方向(弾性体周方向)
W クローラ幅方向(弾性体幅方向)
IN クローラ内周側(弾性体の内周側)
OUT クローラ外周側(弾性体の外周側)

Claims (5)

  1. 複数の車輪に巻きかけられ、内周に前記車輪が転動する車輪転動面が形成され、外周に接地面が形成された無端状の弾性体と、
    前記弾性体の接地面に形成され、前記弾性体周方向に延び、前記車輪転動面の前記弾性体幅方向外側の端部の前記弾性体外周側に配置される周方向溝と、
    前記弾性体に埋設されたベルトコードによって構成され、前記弾性体周方向に延び、前記弾性体幅方向の両端部が前記弾性体幅方向両側の前記周方向溝よりも前記弾性体幅方向外側にそれぞれ配置された無端状のベルト層と、
    を有する弾性クローラ。
  2. 前記弾性体に埋設されると共に前記弾性体周方向に延び、一端部が前記周方向溝よりも前記弾性体幅方向内側に配置されると共に他端部が前記ベルト層の前記弾性体幅方向の端部よりも前記弾性体幅方向外側に配置され、前記弾性体よりも硬い材料で構成された補強層、を有する請求項1に記載の弾性クローラ。
  3. 前記補強層は、前記ベルト層よりも前記弾性体内周側に配置されている請求項2に記載の弾性クローラ。
  4. 前記弾性体幅方向断面において、前記周方向溝は、前記弾性体内周側に向って溝底が円弧状に湾曲している請求項1〜3のいずれか1項に記載の弾性クローラ。
  5. 前記弾性体の外周に前記弾性体周方向に間隔をあけて複数形成され、前記弾性体幅方向に延びて前記接地面を前記弾性体周方向に複数に分割すると共に前記周方向溝と交差する幅方向溝、を有する請求項1〜4のいずれか1項に記載の弾性クローラ。

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