JP3805974B2 - 弾性クローラ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弾性クローラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
土木、建設、農業機械等をはじめとして、スノーモービルや雪上車等において用いられる無限軌道車は、トラックフレームの駆動輪、従動輪及び転動輪に対して弾性クローラを巻回することにより構成される。
この弾性クローラは、ゴム等の弾性材料によって無端帯状に形成されたクローラ本体を備え、このクローラ本体は、駆動輪としてのスプロケットによる噛合伝動方式又はドラムホイールによる摩擦伝動方式によって循環駆動されるようになっている。
【０００３】
また、クローラ本体は、その外周面に帯長手方向の間隔をおいて牽引用のラグを突設したものとなっている。
従来、この種の弾性クローラにおいては、幅方向に関する剛性（横剛性）を高めることによりトラクションの確保や転動輪の脱輪防止を図るため、幅方向に延伸する翼部を有した芯金を帯長手方向に間隔をおいて埋設していたが、かかる芯金によって弾性クローラの高重量化、高騰化等を招くものとなっていた。
そのため、この芯金に代えて又は加えて、クローラ本体の幅方向に延びるワイヤー等の線状材をラグ内部に埋設し、この線状材によって横剛性を高めるとともに、芯金レス又は芯金の極小化を図ったものが、特公平８−１１５４９号公報（以下、従来技術１）、特開平４−１８９６８８号公報（以下、従来技術２）等にて提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来例１の弾性クローラは、ラグ形成部位（ラグ内）のみに対して多数の線状材を埋設し、ラグ間には線状材を埋設しない構成となっている。
そのため、ラグの横剛性が高められ、トラクションの確保等が図れるとともに、駆動輪や従動輪に対する巻掛部でラグ間がスムーズに屈曲し、駆動ロス等を生じ難くなるという利点を有していた。
しかし、ラグ形成部位とラグ間との剛性差が多大であることから転輪の落ち込みが顕著となり、乗り心地の悪化を招来するものであった。
【０００５】
これに対し従来例２には、ラグ形成部位だけでなくラグ間にも線状材を埋設した弾性クローラが示されている。
この場合、ラグ形成部位及びラグ間には、クローラ本体の周方向に沿うように多数の線状材が等間隔で列設され、更に、ラグの内部にも多数の線状材が追加された形態となっている。
したがって、ラグ形成部位における線状材の本数が実質的に増量され、これによってラグの横剛性が高められると共に、ラグ間との剛性差が従来例１に比べて小さくなることから、乗り心地等の改善が認められるものとなる。
【０００６】
しかし、ラグ形成部位、ラグ間のいずれも、線状材はほぼ等間隔で列設されているため、ラグの剛性を高めるべく線状材の間隔を狭くして本数を増量すると、これに伴ってラグ間における線状材の間隔も狭くなって本数が増量されることとなり、これでは巻掛部における屈曲性が損なわれだけでなく、ラグ間のゴム量が少なくなって剥離や亀裂が生じやすくなるものであった。
また、弾性クローラに生じる幅方向の曲げは、主に、軟弱地や雪上等を走行した際、クローラ本体の幅方向中央を通過する転輪の荷重で中央部が沈み込むことによって生じるものとなるが、従来例１，２のものは、クローラ本体の幅方向に関してほぼ均一に線状材が埋設され、その剛性も幅方向に亘って均一となるため、曲げに対して寄与の高い幅方向中央部分の剛性を高めると、寄与の低い幅方向外側の剛性が必要以上に高められることとなって、余分な重量増を招く原因となっていた。
【０００７】
本発明は、幅方向補強体を適切に配設することによって、乗り心地を悪化させることなく、ラグの横剛性を確保しながらラグ間の屈曲性の確保やゴム剥離の防止等を図ることを目的とする。
また、クローラ本体の幅方向の曲げを効果的に防止しながらも、重量増を抑制することができる弾性クローラを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明における課題解決のための第１具体的手段は、弾性材料により無端帯状に形成され且つその外周面に帯長手方向に間隔をおいて多数のラグを突設してなるクローラ本体を備え、このクローラ本体内に、周方向無端状の周方向抗張体が埋設され、かつこの周方向抗張体の外周側に、幅方向に延伸する線材状の幅方向補強体を帯長手方向に多数埋設してなる補強体層をクローラ本体の厚さ方向に複数層備えており、前記幅方向補強体は、ラグの形成部位においては互いの間隔を密とし、ラグ間においては互いの間隔を粗として設けられ、更に、クローラ本体の幅方向中央側で充填率が高く、幅方向外側で充填率が低くなるように設けられていることを特徴とするものである。
【０００９】
このような構成を採用することによって、ラグ形成部位とラグ間との間の剛性差は小さくなって乗り心地の改善が期待できるとともに、ラグの横剛性が向上してトラクションが好適に確保できながら、ラグ間の屈曲性の確保やゴム剥離等を防止することが可能となる。
本発明における課題解決のための第２の具体的手段は、弾性材料により無端帯状に形成され且つその外周面に帯長手方向に間隔をおいて多数のラグを突設してなるクローラ本体を備え、このクローラ本体内に、周方向無端状の周方向抗張体が埋設され、かつこの周方向抗張体の外周側に、幅方向に延伸する線材状の幅方向補強体を帯長手方向に多数埋設してなる補強体層をクローラ本体の厚さ方向に複数層備えており、前記幅方向補強体は、ラグの形成部位においては互いの間隔を密とし、ラグ間においては互いの間隔を粗として設けられ、更に、クローラ本体の幅方向中央側で充填率が高く、幅方向両外側で充填率が低くなるように設けられ、更に、各補強体層相互で幅方向補強体が交差した関係に配設されていることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明における課題解決のための第３の具体的手段は、前記各補強体層相互で幅方向補強体の長さが長短異なるものとされ、且つ各補強体層の幅方向補強体がクローラ本体の幅方向中央部にセンタリングされていることを特徴とするものである。
これによって、クローラ本体の幅方向中央側で充填率が高く、幅方向両外側で充填率が低くなるように幅方向補強体を配設することが容易に実現するものとなる。
【００１１】
本発明における課題解決のための第４の具体的手段は、前記ラグ形成部位に配設された幅方向補強体が、該ラグ内に入り込むように弯曲した配列とされていることを特徴とするものである。
これによって、ラグの横剛性を効果的に高めることができながら、ラグのゴム量を確保して剥離や亀裂の発生を防止できるものとなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図３に示すように、本発明にかかる弾性クローラ１は、ゴム等の弾性材料によって無端帯状に形成され、無限軌道車のトラックフレームに装備した駆動輪、従動輪、転動輪等に巻回されるクローラ本体２を備えている。
このクローラ本体２は、その外周面に周方向（帯長手方向）に所定間隔をおいて突設された多数のラグ３を備え、内周面に周方向に所定間隔をおいて突設された左右一対の突起部４を備えている。
【００１３】
前記ラグ３は断面略台形状で、クローラ本体２の幅方向に沿って直線状に形成されており、クローラ本体２の幅方向一端部から中央部を超えて他端側の中途部まで延伸されたものと、幅方向他端部から中央部を超えて一端側の中途部まで延伸されたものとを周方向に交互に備えている。
なお、このラグ３については、幅方向に長いラグと短いラグとをそれぞれセンタリングした状態で周方向交互に配設したものであってもよく、また、クローラ本体２の幅方向に対して傾斜した配置としてもよいものである。
【００１４】
前記突起部４は、駆動輪として駆動円板の外周部に駆動ピンを多数配設した形式のものである場合に、この駆動ピンに係合することによって駆動力を得るものであり、また、転動輪に係合することによって脱輪を防止するガイドとしての機能をも有するものとなっている。
但し、前記駆動輪がスプロケットによって構成されている場合には、このスプロケットの歯が挿入される係合孔が、クローラ本体２の幅方向中央部に周方向に間隔をおいて形成されるものとなる。
【００１５】
クローラ本体２の内部には周方向抗張体７が埋設され、更にその外周側に幅方向補強体８が埋設されている。
周方向抗張体７及び幅方向補強体８は、いずれも鋼製フィラメントを数本撚ったものの数束を撚り合わせたスチールコード、ナイロン、テトロン等のフィラメントから構成したコードを始め、アラミド繊維コード、ケブラー等々で作成した補強コード（補強線材）で構成されている。
また、周方向抗張体７は、クローラ本体２の周方向に沿って無端状に形成され、且つこの複数本を横並べ状に並行させたものとし、幅方向補強体８は、クローラ本体２の幅方向に延伸するように配置され、且つこの複数本をクローラ本体２の周方向全周に列設したものとなっている。
【００１６】
本実施形態では、複数本の幅方向補強体８を列設することによって補強体層１０Ａ〜１０Ｃを形成し、この補強体層１０Ａ〜１０Ｃをクローラ本体２の厚さ方向に３層備えたものとなっている。
各補強体層１０Ａ〜１０Ｃにおいて、ラグ３の形成部位Ｅに埋設された幅方向補強体８は、ラグ３内に入り込むように外周側へ弯曲してラグ３の外側面に略沿った配列とされている。したがって、ラグ３の芯部３ａは弾性材料にて構成され、この芯部３ａの外側を縁取るようにして幅方向補強体８が列設されるかたちとなっている。
【００１７】
また、ラグ形成部位Ｅに埋設された幅方向補強体８は相互の間隔を狭くして（密として）設けられ、更に、ラグ間Ｆに埋設された幅方向補強体８は、相互の間隔を広くして（粗として）設けられるようになっており、これによって、ラグ形成部位Ｅにおける幅方向補強体８の本数が実質的に増量され、逆に、ラグ間Ｆにおける幅方向補強体８の数量が減量されることとなっている。
そのため、ラグ３の横剛性が高められてトラクションの確保等が図れる一方、ラグ間Ｆでは、駆動輪、従動輪等に対する巻掛部での屈曲性を確保できるものとなっているのである。
【００１８】
また、ラグ間Ｆにも幅方向補強体８を設けることである程度の剛性をもたせることができるため、ラグ形成部位Ｅとの剛性差を小さくして転輪の落ち込み等が防止できるものとなっている。
クローラ本体２の内周側（最内層１０Ａ）に配設された幅方向補強体８は、その幅方向長さが最も長く形成され、外周側（最外層１０Ｃ）に配設された幅方向補強体８は、その幅方向長さが最も短く形成され、これらの間（中間層１０Ｂ）に配設された幅方向補強体８は、最外層１０Ｃと最内層Ａとの中間の幅方向長さを有するものとなっている。
【００１９】
また、各補強体層１０Ａ〜１０Ｃの幅方向補強体８は、いずれもクローラ本体２の幅方向中央部にセンタリングされた配置とされ、したがって、クローラ本体２の幅方向中央範囲Ｇでは全ての層１０Ａ〜１０Ｃの幅方向補強体８が重合され、その幅方向外側には、中間層１０Ｂ及び最内層１０Ａが重合する範囲Ｈと、最内層１０Ａのみが単独で存する範囲Ｋとが形成されるようになっている。
以上より、クローラ本体２の幅方向中央部では、幅方向補強体８の数量が多く存在し、幅方向外側へ向かうに従って段階的に幅方向補強体８の数量が減少するものとなり、言い換えれば、クローラ本体２の幅方向中央部側では幅方向補強体８の充填率が高く、幅方向外側側では充填率が低くなっている。
【００２０】
したがって、クローラ本体２の幅方向中央部の剛性が最も高められることとなり、この中央部を転輪が転動した際に、クローラ本体２が大きく曲げられるようなことが防止されるとともに、幅方向外側で充填率を低くすることによって軽量化に寄与するものとなっているのである。
図４には、上記弾性クローラ１の製造に用いる加硫型２０を示している。
この加硫型２０は上型２１と下型２２とを有し、上型２１には突起部成形凹部２３が形成され、下側にはラグ成形凹部２４が形成されている。
【００２１】
また、上型２１及び下型２２の間には、下側から弾性材料２５、幅方向補強体８、弾性材料２６、周方向抗張体７、弾性材料２７、２８が積層され、上型２１及び下型２２を合型したのち、所定に加圧加熱を施すことによって加硫工程が行われるものとなっている。
この加硫工程において、弾性材料２５がラグ成形凹部２４内を充満させるように流動する過程で、幅方向抗張体８もラグ成形凹部２４内に引き込まれてラグ形状に沿って弯曲するようになっており、その結果として、ラグ形成部位Ｅにおける幅方向補強体８の間隔を密とし、逆にラグ間Ｆにおける間隔を粗とする構成を容易に実現できるものとなっている。
【００２２】
なお、幅方向補強体８及び周方向抗張体７は、複数本を横並べ状に並行させてゴム引き（ゴムトッピング）したものであり、事前に電子線照射装置へ予め通して半加硫状態（容易に取り扱いができる程度の硬さを持たせた状態）に処理することによってバラケるのを抑え、取り扱いを容易にしたものとなっている。
図５は、本発明にかかる弾性クローラ１の第２実施形態を示すものである。
本実施形態では、上記実施形態と同様にクローラ本体２の厚さ方向に３層の補強体層１０Ａ〜１０Ｃを備えるが、最外層１０Ｃの幅方向補強体８を最も長く、最内層１０Ａの幅方向補強体８を最も短く形成したものとなっている。
【００２３】
このような構成により、図４に示したような加硫成型時に補強体層１０Ａ〜１０Ｃをセットするとき、幅方向長さの長い最外層１０Ｃの幅方向補強体８から順次正確にセンタリングさせることができる利点がある。
その他の構成及び作用効果は、上記第１実施形態と同様である。
図６は、本発明にかかる弾性クローラ１の第３実施形態を示すものである。
本実施形態ではクローラ本体２内に２層の補強体層１０Ａ、１０Ｂを備え、各層１０Ａ、１０Ｂの幅方向補強体８は、クローラ本体２の幅方向に対して若干傾斜した配置とされている。
【００２４】
そして、各補強体層１０Ａ、１０Ｂ相互では、幅方向補強体８の長さが長短異なるものとされ、且つセンタリングした配置とされ、更に、層間で幅方向補強体８が互いに交差した関係に配置されたものとなっている。
本実施形態においても、上記第１実施形態と略同様の作用効果を奏するものとなるが、各層１０Ａ、１０Ｂの幅方向補強体８を交差させることによって、クローラ本体２の幅方向の曲げに対して互いに補強関係を構成するものとなり、横剛性がより向上されるものとなっている。
【００２５】
なお、上記において、一方の層の幅方向補強体８をクローラ本体２の幅方向に沿って平行した配置とし、他方の層の幅方向補強体８を傾斜した配置とすることにより交差した関係に配設することも可能である。
本発明は、上記実施形態に限ることなく適宜設計変更可能である。
例えば、上記実施形態では、補強体層の層数を３層又は２層としているが、１層又は４層以上とすることができる。
また、各層の幅方向補強体の長さを同一として、ラグ形成部位での間隔を密にし、ラグ間での間隔を粗にすることも可能である。
【００２６】
逆に、ラグ形成部位、ラグ間における幅方向補強体の間隔を略均等とし、幅方向中央側での充填率を高く、幅方向外側での充填率を低くすることも可能である。
【００２７】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、幅方向補強体をラグ形成部位での間隔を密とし、ラグ間での間隔を粗とするように配設しているので、乗り心地を悪化させることなく、ラグの横剛性を確保しながらラグ間の屈曲性の確保やゴム剥離の防止等を図ることができる。
また、幅方向補強体をクローラ本体の幅方向中央側で充填率が高く、幅方向外側で充填率が低くなるように配設しているため、クローラ本体の幅方向の曲げを効果的に防止しながらも、重量増を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）は、図２のＡ−Ａ矢示断面図、（ｂ）はＢ−Ｂ矢示断面図、（ｃ）はＣ−Ｃ矢示断面図である。
【図２】 図３のＤ−Ｄ矢示断面図である。
【図３】 本発明の第１実施形態にかかる弾性クローラの底面図である。
【図４】 弾性クローラの加硫成形型を示す正面断面図である。
【図５】 本発明の第２実施形態にかかる弾性クローラの正面断面図（図２に対応する図）である。
【図６】 本発明の第３実施形態にかかる弾性クローラの底面図である。
【符号の説明】
１ 弾性クローラ
２ クローラ本体
３ ラグ
７ 周方向抗張体
８ 幅方向補強体
１０Ａ 補強体層（最内層）
１０Ｂ 補強体層（中間層）
１０Ｃ 補強体層（最外層）

Claims (4)

1. 弾性材料により無端帯状に形成され且つその外周面に帯長手方向に間隔をおいて多数のラグを突設してなるクローラ本体を備え、このクローラ本体内に、周方向無端状の周方向抗張体が埋設され、かつこの周方向抗張体の外周側に、幅方向に延伸する線材状の幅方向補強体を帯長手方向に多数埋設してなる補強体層をクローラ本体の厚さ方向に複数層備えており、
   前記幅方向補強体は、ラグの形成部位においては互いの間隔を密とし、ラグ間においては互いの間隔を粗として設けられ、更に、クローラ本体の幅方向中央側で充填率が高く、幅方向外側で充填率が低くなるように設けられていることを特徴とする弾性クローラ。
2. 弾性材料により無端帯状に形成され且つその外周面に帯長手方向に間隔をおいて多数のラグを突設してなるクローラ本体を備え、このクローラ本体内に、周方向無端状の周方向抗張体が埋設され、かつこの周方向抗張体の外周側に、幅方向に延伸する線材状の幅方向補強体を帯長手方向に多数埋設してなる補強体層をクローラ本体の厚さ方向に複数層備えており、
   前記幅方向補強体は、ラグの形成部位においては互いの間隔を密とし、ラグ間においては互いの間隔を粗として設けられ、更に、クローラ本体の幅方向中央側で充填率が高く、幅方向両外側で充填率が低くなるように設けられ、
   更に、各補強体層相互で幅方向補強体が交差した関係に配設されていることを特徴とする弾性クローラ。
3. 前記各補強体層相互で幅方向補強体の長さが長短異なるものとされ、且つ各補強体層の幅方向補強体がクローラ本体の幅方向中央部にセンタリングされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の弾性クローラ。
4. 前記ラグ形成部位に配設された幅方向補強体が、該ラグ内に入り込むように弯曲した配列とされていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性クローラ。

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