JP4136002B2 - ゴムクロ−ラ - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、農耕地や建設現場などで使用される無限軌道車の走行装置に装着されるゴムクロ−ラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にゴムクロ−ラは、従前の鉄キャタピラに比べ、突起物への乗り上げたり、横傾斜地をの走行したり、急旋回等によって大きな横力や捩り変形を受ける場合、クロ−ラの長さに弛みがある場合等において、クロ−ラ外れ、即ち脱輪を生じ易いという問題があった。例えば、第４図は、ゴムクロ−ラ１００の内周側から平面視した場合の前記脱輪の状態を示すものであって、路面からゴムクロ−ラ１００の幅方向に大きな横力を受けると隣接する芯金１０１、１０１｀間で横ずれが発生して、案内輪１０２の中央輪１０２ａが芯金１０１の上部に設けられているガイドレ−ルとしての角部１０３上に乗り上げて脱輪しクロ−ラ外れとなるのである。
【０００３】
従来よりこの問題を解決するために種々の検討がなされ、例えば、実用新案公報実開平４−６７５８５号や実開平５−８６７７５号に開示されるように、隣接する芯金の中央部分にゴムクロ−ラの長手方向に突出する一対の膨出部を相互に対向して設置して、ゴムクロ−ラに横力を受けて芯金が横変位しようとした場合に、対向する該膨出部が相互に接触干渉して芯金の横変位を減少し、前記脱輪を防止するようにしたものが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、前記実用新案公報実開平４−６７５８５号や実開平５−８６７７５号に開示される様な従来例では、隣接する芯金の双方から突出する膨出部はゴムクロ−ラのゴム弾性体の内部に埋設されて、隣接芯金間の相互に対向する膨出部間の間隔が、芯金の横変位を抑えるために小さく設定されており、しかも、ゴム弾性体で被覆されるゴムクロ−ラの接地面側は、ゴムクロ−ラの駆動輪や遊動輪への巻き付きを容易にする屈曲性を高めるように、隣接芯金間のゴム部は比較的薄く溝部を構成しており、このため、芯金間に配置される前記膨出部を被覆するゴム弾性体はその厚さが薄い構成となっていた。
【０００５】
従って、ゴム弾性体の厚さの薄い部位、即ち溝部に配置される膨出部は、駆動輪や遊動輪への巻き付きや路面上の異物乗り上げ等走行中のゴムクロ−ラの屈曲変形によって、その周辺のゴム弾性体に大きな局部歪みの集中が発生する。即ち、走行中にゴムクロ−ラが駆動輪や遊転輪に巻き付けられて屈曲されると前記膨出部の先端がゴムクロ−ラの湾曲面の外側方向に突出して、該膨出部近傍のゴム弾性体には大きな局部歪みが集中する。又、走行中にゴムクロ−ラが路上の石等の異物に乗り上げると、ゴムクロ−ラの外周面側のゴム弾性体が大きく圧縮されて、前記膨出部の先端が周辺のゴム弾性体中に突っ込まれ、この部分のゴム弾性体に大きな局部歪みの集中が発生する。更に、ラグ間のゴム弾性体の被覆厚さの薄い部位（溝部）に路上の石等の異物を咬み込んだ場合には、前記膨出部を被覆するその外周側のゴム弾性体に貫通亀裂や疲労亀裂が発生する。従って、前記従来例のゴムクロ−ラには、膨出部に対応してこれを被覆する厚さの薄い外周側のゴム弾性体に、屈曲疲労による亀裂や過大な圧縮変形による損傷や路上の石等による亀裂が発生し易く、ゴムクロ−ラの耐久寿命を低下させる虞があるという問題があった。
【０００６】
例えば、図５に示す従来例のゴムクロ−ラ２００では、ゴム弾性体の外周側に肉厚の厚いラグ２０１が芯金２０２の真上に配置されて、ラグ２０１間は肉厚の薄い溝部２１０となっている。そして、膨出部２０３はラグ２０１間にて構成された溝部２１０内に配置されており、従って、膨出部２０３は肉厚の比較的薄いゴム弾性体２０４にて被覆されており、この外周側のゴム弾性体２０４の厚さＨはどの位置においても前記ラグ２０１の肉厚（Ｇ）よりも薄くなっている。
【０００７】
又、図６に示される従来例のゴムクロ−ラ３００では、芯金３０２間の間隔が狭く、ゴムクロ−ラ３００の幅方向の一方側又は他方側交互の隣接芯金間を跨いで肉厚の厚いラグ３０１が配置され、これに対応して、ゴムクロ−ラ３００の幅方向の他方側又は一方側交互の隣接芯金間にラグ３０１が形成されず、ラグ３０１間にて構成された溝部３１０内に配置されており、従って、膨出部２０３は肉厚の薄いゴム弾性体３０４にて被覆される。即ち、隣接する芯金３０２間に突出する膨出部３０３は、ゴムクロ−ラ３００の幅方向の他方側又は一方側が交互に薄い肉厚のゴム弾性体３０４で被覆されている。従って、この従来例の膨出部３０３では、前記ゴムクロ−ラの屈曲変形によって、該膨出部３０３を外周側より被覆するゴム弾性体３０４に大きな局部歪みの集中が発生してゴムクロ−ラの耐久性が低下する懸念や、ラグ３０１、３０１間に咬み込まれた路上の石等の異物による亀裂発生の虞があった。
【０００８】
上記の実情を鑑みて、本発明の目的は、芯金端部に設けられた膨出部近傍の外周面側のゴム弾性体の局部歪みの集中を抑制して、亀裂損傷を防ぎ、耐久性に優れるゴムクロ−ラを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の問題点を解決して、上記の目的を達成するために、本発明に係るゴムゴムクロ−ラでは、特許請求項１に記載のごとく、無端状ゴム弾性体と、かかる無端状ゴム弾性体の外周側に備えられたゴムラグと、この無端状ゴム弾性体にその幅方向に延在して埋設され、かつ前記無端状ゴム弾性体の長手方向に相互に離隔して複数配置された芯金と、からなり、前記芯金の各々から相対する方向に膨出部が突出され、かかる膨出部の少なくとも一部が前記無端状ゴム弾性体の幅方向に重複されているゴムクロ−ラであって、隣接する前記芯金間のゴム弾性体を外周側を厚さの薄い溝部とし、かつ前記幅方向に重複する部分を含む膨出部近傍のゴムクロ−ラの外周側に、前記溝部を埋め、かつゴムラグの高さを越えない範囲の高さの隆起部を設けたゴムクロ−ラにかかるものである。尚、前記隆起部の高さは、ゴムラグの高さと同一とすることは可能である。
【００１０】
【作用】
本発明に係るゴムクロ−ラでは、無端状ゴム弾性体内に埋設されて隣接する芯金の各々から相対する方向に膨出部が突出され、相対する前記膨出部の少なくとも一部が前記無端状ゴム弾性体の幅方向に重複されているゴムクロ−ラであって、前記膨出部はゴム弾性体の肉厚の薄い部位（溝部）に配置されるが、外周側よりこれを覆い、かつ外周側の溝部を埋める隆起部が形成されたものである。
【００１１】
従って、膨出部を被覆するゴム弾性体の外周側の肉厚が厚くなり、ゴムクロ−ラが駆動輪や遊動輪に巻き付けられて屈曲された場合に、その湾曲部から前記膨出部の先端が突出するのが抑制され、又、クロ−ラが石等路面上の異物に乗り上げた場合にゴムクロ−ラ外周側の周辺ゴム弾性体への突っ込みが抑制されて、前記膨出部近傍のゴム弾性体の局部歪みの増大集中が防止される。従って、前記膨出部に対向するゴムクロ−ラの外周側のゴムの疲労亀裂や膨出部先端の突っ込みによる損傷破壊が防止される。又、ラグ間に路上の石等異物が咬み込んだ場合にも、前記隆起部の厚いゴム弾性体によって、異物の衝撃が緩和されて前記膨出部周辺の亀裂発生が防止される。
【００１２】
尚、前記ゴム弾性体の隆起部の高さは、ゴムクロ−ラの外周側のラグの背丈を越えない高さとされる。前記隆起部の高さがゴムクロ−ラの接地面（ラグの背丈）を越える高さになると接地面に不要な突起が出現することとなり、ゴムクロ−ラの乗り心地性能を阻害する。
【００１３】
【実施例】
図１乃至図３に基づいて本発明の実施例を説明する。図１の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明に係る実施例１のゴムクロ−ラ１について、夫々、ゴムクロ−ラ１の接地側から見た平面図、ａ−ａ断面図、側面図である。ゴムクロ−ラは図１（Ａ）において上下方向に連続する。さて、このゴムクロ−ラにおいて、無端状ゴム弾性体２の幅方向に延設される芯金３が前記無端状ゴム弾性体２の長手方向（以後、前後方向と呼称する）に一定の間隔をとって複数配列されている。
【００１４】
ゴムクロ−ラ１の中央部には、スプロケット穴４が設けられており、これに車両に装備された駆動輪及び遊動輪（図示省略）のスプロケット歯が歯合されてゴムクロ−ラが駆動され車両が走行される。又、前記駆動輪及び遊動輪の間に複数配置されてゴムクロ−ラと路面との密接な接触をもたらす案内輪（図示省略）は、ゴムクロ−ラの内周側に前記スプロケット穴４を挟んで２列に縦列されるブロック状のガイドレ−ル５、５｀上を走行するようになっている。
【００１５】
前記芯金３の前後方向の一方の端部には、前記スプロケット穴４を挟んでゴムクロ−ラ１の幅方向の一方側にその先端が凸部となる膨出部６が、前記幅方向の他方側にはその先端が凹部となる膨出部７が設けられている。又、前記芯金３の前後方向の他方の端部には、前記スプロケット穴４を挟んでゴムクロ−ラ１の幅方向の他方側にその先端が凸部となる膨出部６が、前記幅方向の一方側にはその先端が凹部となる膨出部７が設けられている。従って、隣接する芯金３１ 、３２ 間では、夫々の芯金から対向して突出される膨出部が相互に凹凸の入れ子状となっている。従って、走行中ゴムクロ−ラ１に横力を受けた場合には、前記膨出部６と前記膨出部７とが衝突してゴムクロ−ラの横ずれが阻止され脱輪が防止される。
【００１６】
ゴムクロ−ラ１の前後方向に一定間隔で配列される各芯金３の外周側には、ゴム弾性体からなるラグ８がゴムクロ−ラ１の全幅に亙って延在して設けられている。そして、芯金３上に設置された前記各ラグ８の間、即ち各芯金間には、ゴムクロ−ラ１の幅方向の両端部に開く溝部９とされている。従って、前記入れ子状となって隣接芯金３１ 、３２ の各々から突出された凹凸の膨出部６、７は、このラグ８、８間の溝部９の内部に配置されている。
【００１７】
そして、前記スプロケット穴４を挟んで左右に配置された膨出部６、７のゴムクロ−ラ１の溝部９には、ゴム弾性体からなる隆起部１０が設置されている。従って、ゴムクロ−ラ１の外周側から見た平面視で、前記膨出部６、７及びその近傍は、前記隆起部１０によって完全に被覆され、溝部９の一部を埋めた状態となる。又、該隆起部１０の前記膨出部６又は７からの高さＨは、前記ラグ８の頂部１１より若干低く設定されている。
【００１８】
尚、前記隆起部１０の高さＨ、即ち膨出部６、７を被覆する隆起部１０の膨出部６、７を被覆するゴム弾性体の厚さＨは、石等異物が散在された路上で各種の配合ゴムからなるゴムクロ−ラの実機耐久試験を実施して、機体重量（ＴＯＮ）と前記ゴム弾性体の厚さＨ（ｍｍ）と亀裂発生迄の時間の関係を求めた結果に基づいて、１０×（機体重量）１／２ 以上の値に設定することが望ましいとの知見が得られたので、この知見に準じて設定されている。
【００１９】
本発明に係る実施例１のゴムクロ−ラは、上記のように構成されているので、ゴムクロ−ラが走行によって駆動輪や遊動輪に巻き付けられて前記膨出部の先端がクロ−ラの湾曲面から接地側に突出しようとするのが、前記隆起部によって抑制される。又、ゴムクロ−ラが石等路面上の異物に乗り上げ、ラグ間のゴム幅が狭まるような圧縮変形が発生して前記膨出部の先端が周辺のゴム弾性体内に突っ込まれようとする場合にも、前記隆起部がその変形を阻止して、前記膨出部先端のゴム弾性体内への突っ込みが抑制される。
【００２０】
従って、前記膨出部近傍のゴム弾性体の局部歪の集中が回避されて、前記の屈曲疲労や圧縮変形による損傷の発生が防止されゴムクロ−ラの耐久性を向上することができる。更に、例え前記溝部間に石等の異物が咬み込んだ場合においても、十分に厚く設定されたゴム弾性体の隆起部がその衝撃を緩衝して、前記膨出部近傍のゴム弾性体の亀裂発生を防止する。
【００２１】
例えば、実車と同一の駆動輪及び遊動輪に実用のゴムクロ−ラを装着して回転させる室内試験機に、表１に示すように、前記膨出部の外周面側のゴム弾性体の厚さが異なる従来例及び実施例１の５Ｔｏｎショベル車用ゴムクロ−ラを装着して屈曲耐久試験を実施した結果、本実施例では、前記膨出部近傍の局部歪みの最大値が従来例の４５％から２８％に減少し、屈曲疲労寿命が５倍に向上することが確認された。
【００２２】
又、路面上に大小の岩石を露出させたテストコ−ス上を繰り返し走行する実機耐久試験を、表１に記載するゴム厚の従来例及び実施例１のゴムクロ−ラについて実施した結果、本実施例では耐久寿命（亀裂損傷発生までの時間）が従来例の３５時間から１５０時間に伸長し約４．３倍の向上を得た。
【００２３】
【表１】

【００２４】
次に、図２により本発明に係る実施例２を説明する。図２（Ａ）、図２（Ｂ）は、夫々、本発明のゴムクロ−ラの接地面側から見た平面図、図２（Ａ）のａ−ａ線での断面図である。この例では隣接する芯金１３、１４間の間隔が狭く、それらの芯金１３、１４間の中央部分には、スプロケット１５を挟んで前後の芯金１３、１４から膨出部１６、１７及び１７、１６が相互に突出されて接近し、前記膨出部１６、１７の一部がゴムクロ−ラの幅方向に重複されている。則ち、隣接する芯金１３、１４間において、一方の芯金の膨出部１６と他方の芯金の膨出部１７とが対向して配置され、又、ゴムクロ−ラの幅方向において膨出部１７が膨出部１６の外側に配置されている。従って、走行中ゴムクロ−ラに横力を受けた場合には、前記膨出部１６と前記膨出部１７とがそれらの重複部分で衝突してゴムクロ−ラの横ずれが阻止され脱輪が防止される。
【００２５】
そして、ゴムクロ−ラの幅方向の一方側又は他方側の芯金間の外周面には、ゴムクロ−ラの長手方向に千鳥状にラグ１８が配置されている。又、これらのラグ１８と対向してゴムクロ−ラの幅方向の他方側又は一方側の芯金１３、１４間の外周側は幅方向に開放された溝部１９とされ、膨出部１６、１７に対向する外周側には前記ラグ１８と同一頂面をなす隆起部２０が溝部１９に設けられ、溝部１９を埋める構造となっている。
【００２６】
実施例２のゴムクロ−ラは、上記の如く構成されているので、隣接する芯金１３、１４間に配置される全ての前記膨出部１６、１７の外周側は、肉厚のゴム弾性体（即ち隆起部２０）で被覆されて、走行時ゴムクロ−ラが屈曲変形や圧縮変形受けた際の前記膨出部１６、１７近傍のゴム弾性体の局部歪みの集中が抑制され、ゴムクロ−ラの耐久性が向上する。
【００２７】
尚、上記の実施例１及び実施例２では、芯金から突出される膨出部の形状構成が凹凸の入り子状、又はゴムクロ−ラの幅方向に千鳥に配置されるものとされたが、本発明が適用され得る膨出部の形状構成はこれらに限定されることなく、例えば、図３（Ａ）、（Ｂ）に示す様な別種の形状構成のものを採用することができる。
【００２８】
又、前記膨出部が設置される位置は、前記実施例１の図１（Ｂ）の断面図に示される如く、案内輪の転動面となるガイドレ−ル５、５｀の近傍とされる他、芯金３の接地側に配置されるスチ−ルコ−ドの位置１２を含んで接地側寄りの位置とすることができる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明に係るゴムクロ−ラでは、ゴムクロ−ラを構成する無端状ゴム弾性体内に配列される複数の芯金の前後方向の端部に膨出部が設けられ、しかもこれらの膨出部に対するゴムクロ−ラの外周側の溝部を埋めるような隆起部が設置されて膨出部近傍が補強されるので、ゴムクロ−ラが走行中に受ける屈曲変形や圧縮変形に対して前記膨出部近傍のゴム弾性体の局部歪み集中が抑制されて、ゴムクロ−ラの耐久性を向上することができる。更に、前記芯金の前後方向の端部に設けられた膨出部によって、走行中に受ける横力に起因する芯金の横ずれが抑制されてゴムクロ−ラの脱輪が防止される。
【００３０】
【図面の簡単な説明】
【図１】 （Ａ）本発明に係る実施例１のゴムクロ−ラの外周側から見た平面図。
（Ｂ）本発明に係る実施例１のゴムクロ−ラの図１（Ａ）のａ−ａ断面図。
（Ｃ）本発明に係る実施例１のゴムクロ−ラ１の側面図。
【図２】 （Ａ）本発明に係る実施例２のゴムクロ−ラの外周側から見た平面図。
（Ｂ）本発明に係る実施例２のゴムクロ−ラの図２（Ａ）のａ−ａ断面図。
【図３】 （Ａ）本発明に係るゴムクロ−ラに適用される別種の膨出部の形状構成を示す平面図。
（Ｂ）本発明に係るゴムクロ−ラに適用される図３（Ａ）のａ−ａ断面図。
【図４】 ゴムクロ−ラの脱輪の発生を説明する図。
【図５】 従来のゴムクロ−ラの外周側から見た平面図及びａ−ａ断面図。
【図６】 別の従来のゴムクロ−ラの外周側から見た平面図。
【符号の説明】
１ ゴムクロ−ラ
２ 無端状ゴム弾性体
３ 芯金
３１ 、３２ 隣接する芯金
４ スプロケット穴
５、５｀ ガイドレ−ル
６ 膨出部（凸部の）
７ 膨出部（凹部の）
８ ラグ
９ 溝部
１０ 隆起部 （実施例１の）
１１ 接地面
１２ スチ−ルコ−ドの位置
１３ 芯金
１４ 芯金
１５ スプロケット穴
１６ 膨出部（内側の）
１７ 膨出部（外側の）
１８ ラグ
１９ 溝部
２０ 隆起部（実施例２の）

Claims (2)

1. 無端状ゴム弾性体と、かかる無端状ゴム弾性体の外周側に備えられたゴムラグと、この無端状ゴム弾性体にその幅方向に延在して埋設され、かつ前記無端状ゴム弾性体の長手方向に相互に離隔して複数配置された芯金と、からなり、前記芯金の各々から相対する方向に膨出部が突出され、かかる膨出部の少なくとも一部が前記無端状ゴム弾性体の幅方向に重複されているゴムクロ−ラであって、隣接する前記芯金間のゴム弾性体の外周側において前記ゴムラグ間に構成され前記ゴム弾性体の外周面を構成する厚さの薄い部分を溝部とし、かつ前記幅方向に重複する部分を含む膨出部近傍のゴムクロ−ラの外周側に、前記溝部を埋め、かつゴムラグの高さを越えない範囲の高さの隆起部を設けたことを特徴とするゴムクロ−ラ。
2. 前記隆起部の高さは、ゴムラグの高さと同一とした請求項１記載のゴムクロ−ラ。

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