JP4484633B2 - 弾性クローラ - Google Patents

Description

本発明は、各種のクローラ式走行装置に用いられる弾性クローラに関する。

クローラ式走行装置は現在コンバイン等の農業機械、バックホー等の建設作業機械等に幅広く用いられており、これらのクローラ式走行装置には無端状の弾性クローラが装着されている。この弾性クローラは、弾性体よりなる無端帯状のクローラ本体と、このクローラ本体の内周面に周方向において一定間隔おきに並んだ駆動突起と、前記クローラ本体の外周面に所定のラグパターンで一体に形成された複数のラグよりなるラグ群と、前記クローラ本体の内部に周方向に沿って埋設された抗張体とを備えている。

クローラ走行装置の転輪は、駆動突起の左右両側を跨ぐようにして配置されており、例えばクローラ走行装置の急旋回時において転輪が駆動突起に乗り上げた場合、この駆動突起が変形（倒れる）することで、転輪が脱輪してしまうことがある。
この対策として、図５（ａ）に示すように、駆動突起３０の外側にナイロン生地３１を貼り付けることや、金属キャップ３２を被せることで当該駆動突起３０を補強し、その変形を防止することが行われている。一方、図５（ｂ）に示すように、駆動突起４０の内部に中空の挿入体４１を埋設した弾性クローラがあるが、このような弾性クローラにおいても、挿入体４１で駆動突起４０が補強されその変形が防止されるものと考えられる（特許文献１参照）。

しかしながら、上記のように駆動突起にナイロン生地や金属キャップを設けた弾性クローラでは、大重量のクローラ走行装置に使用した場合、これらナイロン生地や金属キャップの強度が不足して駆動突起が変形してしまい、転輪の脱輪を防止することができない。また、上記特許文献１の弾性クローラでは、転輪の乗り上げや、スプロケットによる繰り返しの力が駆動突起にかかったときに、挿入体とゴム材料との界面部分で剥がれが生じることから耐久性が低く、挿入体による補強効果が薄れてしまうという欠点がある。
そこで、本発明はこのような従来の問題点に鑑み、駆動突起の強度や耐久性を上げることで、転輪の脱輪が確実に防止された弾性クローラを得ることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は次の技術的手段を講じた。
すなわち、本発明は、弾性体よりなる無端帯状のクローラ本体と、このクローラ本体の内周面に周方向において一定間隔おきに並びかつクローラ幅方向において一箇所のみに突設された駆動突起と、前記クローラ本体の外周面に所定のラグパターンで一体に形成された複数のラグよりなるラグ群と、前記クローラ本体の内部に周方向に沿って埋設された抗張体と、前記駆動突起に埋設された補強芯材を備えた弾性クローラにおいて、
前記補強芯材は、開口部を有する中空形状を呈すると共に、前記駆動突起の内部にほぼ全体が埋設され、当該補強芯材の内部に前記駆動突起の構成材と一体に結合可能な充填材が埋入され、この充填材と前記構成材とが一体となっており、且つ
前記補強芯材は、前記駆動突起の根元部又は高さ方向中央部に埋設されていることを特徴とする。

この場合、クローラ本体の内周面に設けられた駆動突起の内部に、開口部を有する中空の補強芯材のほぼ全体が埋設され、駆動突起の構成材と補強芯材に埋入された充填材とが一体となっているので、補強芯材がこれを取り囲む前記構成材だけでなく、中空部分の充填材からも拘束される状態となり、駆動突起内の埋設位置で強固に固定される。
これにより、駆動突起が補強芯材で十分に補強されて倒れ難くなると共に、転輪の乗り上げや、スプロケットによる繰り返しの力が駆動突起にかかった場合であっても、上述のように充填材と構成材とが一体化していることから、補強効果が持続して駆動突起の耐久性が上がり、転輪の脱輪を確実に防止することができる。

なお、補強芯材の内部に埋入された充填材と駆動突起の構成材とを一体化するには、弾性クローラの加硫成形時においてこれらを一体成形することが好ましい。このようにすれば、充填材と構成材とを確実に結合することができ、新たな工程を設ける必要がなくコストを抑えることができるからである。この場合、前記充填材は、駆動突起の構成材である弾性体（ゴム材料）と同じものを用いればよい。

また、補強芯材の形状は特に限定するものではないが、柱状を呈しかつクローラ幅方向を長手方向として配置されていることが好ましい。この場合、クローラ幅方向（横方向）からの力に対する駆動突起の強度が上がるので、転輪が乗り上げた場合に当該駆動突起の倒れを効果的に防止することができる。

さらに、補強芯材の形状としては、例えば四角柱形状等の各種形状が挙げられるが、円筒形状とすることで補強芯材に加えられる力が分散し、補強芯材が破損し難くなるため駆動突起の耐久性をさらに向上することができる。

補強芯材の大きさに関して、補強芯材のクローラ厚み方向寸法を駆動突起のクローラ厚み方向寸法で除した値が０．５以上となるようにすることで、補強芯材による補強効果が格段に向上し、転輪の乗り上げ時における駆動突起の変形（倒れ）を極力抑えることができる。例えば大重量のクローラ走行装置に本発明の弾性クローラを使用して、非常に強い力が駆動突起にかかった場合であっても、転輪の脱輪を防止することができる。

また、補強芯材の厚みを当該補強芯材の断面径で除した値が０．２以下とすることで、補強芯材が軽量化されてコストを下げることができる。このように、補強芯材の厚みを薄くする場合、力が分散される円筒形状とすることが特に有効である。

補強芯材の埋設位置に関して、補強芯材は、駆動突起の根元部又は駆動突起の高さ方向中央部に埋設されている。

上記の通り、本発明によれば、駆動突起に埋設された補強芯材を強固に固定したので、駆動突起の強度や耐久性が上がり、転輪の脱輪を確実に防止することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。図１、図２は、本発明の第一実施形態に係る弾性クローラ１を示し、図３は、この弾性クローラ１を用いたクローラ式走行装置２を示している。図３に示すように、このクローラ走行装置２は、農業機械や建設作業機械等に使用されるもので、走行機体の前後に設けられたスプロケット３、アイドラ４、及びこれらスプロケット３とアイドラ４との間に列設された複数の転輪５で構成される車輪群と、これら車輪に巻き掛けられた弾性クローラ１とで構成されている。

図１に示すように、本実施形態の弾性クローラ１は、芯金が入っていない芯金レスとして構成されたものであり、複数の駆動突起６が形成されたクローラ本体７と、このクローラ本体７の外周面７ａに所定のラグパターンで形成されたラグ群８と、同クローラ本体７の内部に周方向に沿って埋設された抗張体９とを備えている。このうち、クローラ本体７は、ゴム製の弾性体によってほぼ一定厚さの無端帯状に形成されており、このクローラ本体７の内周面７ｂにおけるクローラ幅方向（図１の左右方向）中央部（クローラ幅方向において一箇所のみ）に、当該クローラ本体７と同じ材質のゴム製の弾性体からなる上記駆動突起６が突設されている。

駆動突起６は、周方向に一定間隔をおいてクローラ本体１の全周にわたって突設されており、これら各駆動突起６に上記スプロケット３を係合させることにより、弾性クローラ１を回転方向Ｘに沿って駆動できるようになっている。抗張体９は、周方向に沿って延設されたスチールコード等よりなる抗張力コードを並設することによって構成されている。また、クローラ本体１の外周面１ａにクローラ周方向Ｘに所定間隔をおいて形成された複数のラグ８は、クローラ幅方向Ｙに延びる一文字状に形成されている。

クローラ走行装置２の転輪５は、クローラ本体７の幅方向に一定間隔をおいて同軸心状に一体化された左右一対の円形車輪部を有しており、この両車輪部は、その間で駆動突起６を跨いだ状態でクローラ本体７の内周面７ｂに当接するマタギ転輪とされている。この転輪は、駆動スプロケット３０とアイドラ３１との間で前後方向に複数個並設され、クローラ本体１における接地部分に対応して設けられており、走行機枠等からの荷重を主に受け持つようにされている。そして、転輪５はクローラ本体７の内周面７ｂを転動し、クローラ本体７の内周に突出した前記駆動突起６により、左右方向の位置が規制されている。

図１、図２に示すように、本実施形態の駆動突起６の先端部には、その内部にクローラ幅方向を長手方向とした補強芯材１０の全体が埋設されている。この補強芯材１０は、駆動突起６の強度を上げて、これを倒れ難くするために設けられているものである。補強芯材１０は、両側に開口端部１０ａ（開口部）を有する円筒形状を呈しており、駆動突起６のクローラ幅方向長さ内に収まるように配置されている。すなわち、当該開口端部１０ａは、駆動突起６から外側へは露出しておらず、当該開口端部１０ａの近傍は駆動突起６の構成材１２で満たされている。なお、補強芯材１０は金属材料、あるいは高強度を有する樹脂材料からなるものであり、この補強芯材１０が埋設された駆動突起６にかかる力を受けても変形しないような強度を有している。

また、補強芯材１０の内部には、駆動突起６を構成する構成材１２（ゴム材料）と同じゴム材料からなる充填材１１が埋入されている。そして、同図に示すように、この充填材１１と、開口端部１０ａの近傍にある構成材１２とが結合して一体化されている。このように上記充填材１１と構成材１２とを一体化するには、弾性クローラ１の加硫成形時においてこれらを結合させることが好ましい。加硫成形時に一体化すれば、これらを確実に一体化することができ、さらに新たな工程を設ける必要がないことからコストを抑えることができるからである。

また、補強芯材１０の断面径（直径）寸法ｈは、当該断面径寸法ｈ（補強芯材１０のクローラ厚み方向寸法）を駆動突起６のクローラ厚み方向寸法Ｈで除した値が０．５以上となるような値とされており、これにより、補強芯材１０による補強効果が格段に向上し、転輪の乗り上げ時における駆動突起６の変形（倒れ）を抑え、脱輪を確実に防止することができる。また、補強芯材１０の厚み寸法ｔは、この厚み寸法ｔを前記断面径ｈで除した値が０．２以下となるような値とされており、これにより補強芯材１０が軽量化されてコストを下げることができる。このように、補強芯材１０の厚みを薄くする場合、本実施形態のように力が分散される円筒形状とすることが特に有効である。

上述のように、補強芯材１０に埋入された充填材１１と駆動突起６の構成材１２とが一体化されていることから、補強芯材１０がこれを取り囲む上記構成材１２だけでなく、中空部分の充填材１１からも拘束される状態となり、駆動突起６の内部の埋設位置で強固に固定される。これにより、駆動突起６が十分に補強されて倒れ難くなって転輪の脱輪が確実に防止されると共に、転輪５の乗り上げや、スプロケット３による繰り返しの力が駆動突起６にかかった場合であっても、上述のように充填材１１と構成材１２とが一体化されていることから、駆動突起６の補強効果が持続し高い耐久性を得ることができる。また、補強芯材１０の形状を円筒形状としているのでこれに加えられる力が分散し、当該補強芯材１０が破損し難くなり駆動突起６の耐久性をさらに向上することができる。また、補強芯材１０は、駆動突起６の先端部に埋設されているので、その先端部に存在する弾性体が、図２（ａ）に示すように少なくなることから、転輪５が駆動突起６に乗り上げた場合に当該駆動突起６の変形を減らすことができる。

図４（ａ）、（ｂ）は本発明に係る第２実施形態を示している。本実施形態が上記第１実施形態と異なる点は、補強芯材１３の形状が異なっている点である。なお、補強芯材１０以外の構成は、上記第１実施形態と同様であるため、同符号を付してその説明を省略する。同図に示すように、断面方形状の補強芯材１０が、駆動突起６の先端部（内部）にクローラ幅方向を長手方向として埋設されており、当該補強芯材１３の上部角が駆動突起６の前後面の直近となっている。また、補強芯材１０の内部に駆動突起６を構成する構成材１２（ゴム材料）と同じゴム材料からなる充填材１１が埋入されている。また、補強芯材１３の両端部には、開口端部１３ａが形成されており、この開口端部１３ａの近傍が駆動突起６の上記構成材１２で満たされている。そして、補強芯材１３の充填材１１と駆動突起６の構成材１２とが一体化されている。また、上記第１実施形態と同様に、補強芯材１３は、そのクローラ厚み方向寸法ｈを駆動突起６のクローラ厚み方向寸法Ｈで除した値が０．５以上となるような寸法で形成されており、その補強効果を向上させている。さらに、補強芯材１３の厚み寸法ｔは、この厚み寸法ｔを補強芯材１３の短手方向寸法ｈで除した値が０．２以下となるような値とされており、補強芯材１３の軽量化を図っている。

このように、補強芯材１３を断面方形状とした場合においても、駆動突起６が倒れ難くなり転輪５の脱輪を防止することができる。なお、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、補強芯材の断面を楕円形状、三角形状等、各種形状としてもよく、補強芯材の長さ、駆動突起６における位置（例えば、駆動突起の根元部、駆動突起の高さ方向中央部よりも上部、あるいは周方向前方寄り、後方寄り本等）を変更してもよい。また、駆動突起や、ラグ、抗張体等は、弾性クローラの設計仕様に応じて適宜変更されるものである。

第１実施形態の弾性クローラの幅方向断面図である。 （ａ）は、同弾性クローラの周方向断面図であり、（ｂ）は、同弾性クローラの内周面側の平面図である。 クローラ走行装置の側面図である。 （ａ）は、第２実施形態の弾性クローラの幅方向断面図であり、（ｂ）は、同弾性クローラの周方向断面図である。 （ａ）（ｂ）は、それぞれ従来技術における弾性クローラの幅方向断面図である。

符号の説明

１ 弾性クローラ
５ 転輪
６ 駆動突起
１０、１３ 補強芯材
１０ａ、１３ａ 開口端部
１１ 充填材
１２ 構成材

Claims (6)

1. 弾性体よりなる無端帯状のクローラ本体と、このクローラ本体の内周面に周方向において一定間隔おきに並びかつクローラ幅方向において一箇所のみに突設された駆動突起と、前記クローラ本体の外周面に所定のラグパターンで一体に形成された複数のラグよりなるラグ群と、前記クローラ本体の内部に周方向に沿って埋設された抗張体と、前記駆動突起に埋設された補強芯材を備えた弾性クローラにおいて、
   前記補強芯材は、開口部を有する中空形状を呈すると共に、前記駆動突起の内部にほぼ全体が埋設され、当該補強芯材の内部に前記駆動突起の構成材と一体に結合可能な充填材が埋入され、この充填材と前記構成材とが一体となっており、且つ
   前記補強芯材は、前記駆動突起の根元部又は高さ方向中央部に埋設されていることを特徴とする弾性クローラ。
2. 前記充填材と前記構成材とが、前記弾性クローラの加硫成形時において一体成形されている請求項１に記載の弾性クローラ。
3. 前記補強芯材は、柱状を呈しかつクローラ幅方向を長手方向として配置されている請求項１又は２に記載の弾性クローラ。
4. 前記補強芯材は、円筒形状を呈している請求項３に記載の弾性クローラ。
5. 前記補強芯材のクローラ厚み方向寸法を前記駆動突起のクローラ厚み方向寸法で除した値が０．５以上である請求項１〜４のいずれかに記載の弾性クローラ。
6. 前記補強芯材の厚みを当該補強芯材の断面径で除した値が０．２以上である請求項４又は５に記載の弾性クローラ。

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