JP4860450B2 - 弾性履帯用芯金および弾性履帯 - Google Patents

Description

本発明は弾性履帯に用いられる芯金およびこの芯金を用いた弾性履帯に関する。

弾性履帯（弾性クローラ）は、例えば、建設機械や農業機械の走行装置に用いられるものである。この弾性履帯は、ゴム材等によって無端帯状に形成されたものであり、その外周面には、牽引力を発揮するために複数のラグが形成されている。この弾性履帯の内部には、スチールコードからなる無端状の抗張体や、補強のための芯金が埋設されている（例えば、特許文献１等参照）。

芯金は、ゴム等で形成された弾性履帯中に埋設される翼部と、この翼部から突出した突起部とを備えている。この翼部の端部は、芯金の長手方向外方に向かうにつれて先細り状に形成されている。
特開２００６−６９２９２号公報 特開２００６−１５１１４０号公報

従来の弾性履帯は、芯金の端部が履帯本体の幅方向に先細り状に突出して形成されていたため、ラグの幅方向端部等が縁石等に乗り上げたり、壁面に接触して擦り上げられた場合等に、芯金の端部に応力が集中してしまい、履帯本体の幅方向の端部に亀裂（以下、「耳切れ」という）が生じる場合があった。特に、履帯本体の幅方向の端部が縁石や壁面に対して角度をもって接触し、回転しながら擦り上げられた場合に耳切れが早期に発生する。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、履帯本体の耳切れを低減できる弾性履帯用芯金を提供することを目的とする。
また、本発明は、履帯本体の耳切れを低減できる弾性履帯を提供することを目的とする。

本発明は上記の課題を解決するために以下の技術的手段を講じた。
すなわち、本発明に係る弾性履帯用芯金は、弾性履帯の履帯本体に埋設される翼部と、翼部の上面から突出した突起部とを有する弾性履帯用芯金において、翼部の長手方向端部の少なくとも１つの角部が上方に折曲状に形成され、この角部の裏面が翼部の底面に対して１０°以上６０°以下の角度で傾斜して形成されており、前記角部の裏面と翼部の底面との境界線が、翼部の長手方向に対して３０°以上７０°以下の角度で傾斜して形成されていることを特徴とする。

このように、翼部の幅方向端部の角部を上方に折曲状に形成し、この角部の裏面を翼部の底面に対して所定の角度で傾斜状に形成することによって、この角部の裏面は、履帯本体に埋設されたときに、履帯本体の接地方向上方に面することになる。これによって、履帯本体の幅方向の端部が縁石や壁等に接して擦り上げられた場合であっても、この角部に対する応力集中が軽減される。これにより、履帯本体の耳切れを低減できるようになる。

また、本発明に係る弾性履帯用芯金は、前記翼部の底面と角部の裏面との境界部分に面取りが施されていることを特徴とする。
これによれば、芯金の翼部の底面と角部の裏面との境界部分に対する応力集中を軽減し、これによって、弾性履帯の耐カット性を向上できる。
また、本発明に係る弾性履帯は、前記芯金が履帯本体内に埋設され作業機械に装着されたときの前進時の循環方向が定められた弾性履帯であって、前記循環方向における前記芯金の後方側の角部が前記突起部側に折曲状に形成されていることを特徴とする。

これによれば、弾性履帯を装着した作業機械の後進時において、弾性履帯の弾性履帯の幅方向の端部が縁石や壁面等に接触し、上方に擦り上げられた場合でも、この角部に対する応力集中を軽減し、これによって履帯本体の耳切れを低減できるようになる。
また、本発明に係る弾性履帯は、前記履帯本体の外周面には、履帯本体の周方向に沿って複数のラグが形成されており、前記ラグは、履帯本体の幅方向の中心側の部分よりも履
帯本体の幅方向の端部側の部分が前記循環方向における後方に位置するように傾斜状に形成されていることを特徴とする。

この弾性履帯を装着した作業機械が後進し、弾性履帯の幅方向の端部が縁石や壁面等に接触したまま上方に擦り上げられた場合に、角部に対する応力集中を軽減し、履帯本体の耳切れを低減できる。

本発明によれば、履帯本体の耳切れを低減できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照しながら説明する。
図１乃至図６は、本発明に係る弾性履帯１および弾性履帯用芯金８（以下、単に「芯金８」という）の一実施形態を示す。
本発明に係る弾性履帯１は、例えば、建設機械、農業機械等の作業機械の走行装置２に装着されるものである。この走行装置２は、例えば、スプロケット４、アイドラ５、複数の転輪６等の車輪をトラックフレーム３に回転自在に設けたものである。弾性履帯１は、この走行装置２の各車輪に巻き掛けられ、スプロケット４によって駆動されて走行するようになっている。

弾性履帯１は、図５、図６に示すように、符号Ｆで示す方向（以下、前方という）に回ったときに、作業機械が前進するように、そして、符号Ｒで示す方向（以下、後方という）に回ったときに、作業機械が後進するように、走行装置２に装着される。
図５に示すように、弾性履帯１は、無端帯状の履帯本体７を有している。履帯本体７は、ゴムを加硫成形することにより、無端状に形成される。なお、以下、この履帯本体７の帯長手方向を単に「周方向」（図中に符号Ａで示す）といい、周方向Ａに直交する帯幅方向を単に「幅方向」（図中に符号Ｂで示す）という。

また、履帯本体７の幅方向Ｂの端部７ａから履帯本体７の幅方向Ｂの中心Ｃ（図５において一点鎖線で示す）に向かう方向を「幅方向内方」という。また、履帯本体７の幅方向Ｂの中心Ｃから履帯本体７の幅方向Ｂの端部７ａに向かう方向を「幅方向外方」という。
履帯本体７の外周面７ｃには、周方向Ａに沿って複数のラグ１４が形成されている。複数のラグ１４は、履帯本体７の幅方向Ｂの中心Ｃを境にして、履帯本体７の幅方向Ｂの一方側に形成された第１ラグ列１４Ａと、他方側に形成された第２ラグ列１４Ｂとに分かれて形成されている。第１ラグ列１４Ａのラグ１４と、第２ラグ列１４Ｂのラグ１４は、互い違い（千鳥状）となるように形成されている。

各ラグ１４は、図５に示すように平面視において、履帯本体７の周方向Ａに対して所定の角度で傾斜して形成されている。各ラグ１４は、履帯本体７の幅方向Ｂの中心Ｃ側から外方に向かうにつれて、後方に徐徐に移行するような傾斜状に形成されている。
したがって、各ラグ１４は、履帯本体７の幅方向Ｂの中心Ｃ側の部分１４ａよりも履帯本体７の幅方向端部７ａ側の部分１４ｂが後方に位置している。

履帯本体７の幅方向Ｂの中心Ｃには、走行装置２のスプロケット４の歯が嵌る複数の孔１５が形成されている。各孔１５は履帯本体７を貫通して形成されている。各孔１５は、履帯本体７の周方向Ａに沿って所定のピッチで形成されている。
履帯本体７の内部には、スチールコード等からなる無端状の抗張体１３が埋設されている（図示略）。

芯金８は、平面視においてほぼ長方形状に形成されている。この芯金８は、弾性履帯１の履帯本体７内に埋設される翼部９と、翼部９の上面９ａから突出した突起部１０とを有する。翼部９は、板状とされていて、芯金８の長手方向の一方側と他方側に設けられている。この翼部９は、履帯本体７の幅方向Ｂに沿ってこの履帯本体７に埋設される。
翼部９は、その底面９ｂが水平状に形成された平坦面となっている。翼部９の上面９ａは、この底面９ｂに対して所定の角度で傾斜して形成されている。この翼部９の上面９ａは、芯金８の長手方向の中心から翼部９の端部に向かうにつれて翼部９の底面９ｂに徐徐に近づくように傾斜している。これにより、芯金８の各翼部９は、その先端部に向かうにつれて厚さが徐徐に薄くなっている。

芯金８の翼部９は、その長手方向（図中に符号Ｇで示す）の端部の角部１２が、上方に折曲状に形成されている。 この実施形態では、１つの翼部９における２つの角部１２が上方に折曲状に形成されている。ここで、「上方」とは、翼部９の底面９ｂから上面９ａに向かう方向をいう。これにより、角部１２の表面１２ａは、翼部９の上面９ａに対して所定の角度で上方に傾斜して形成されている。

前記２つの角部１２の間には、折曲状とされていない非折曲部分１６がある。図２に示すように、この非折曲部分１６の表面１６ａと底面１６ｂは、側面視において、翼部９の底面９ｂとほぼ平行となるように形成されている。なお、この角部１２の先端は面取り処理がなされている。
上記のように角部１２が上方に折曲状に形成されることにより、この角部１２の裏面１２ｂは、境界線２１に垂直な断面方向で、翼部９の底面９ｂ（または水平方向）に対して所定の角度αで傾斜して形成される（図３参照）。この傾斜角度αは、１０°以上６０°以下とされているのが望ましい。

角部１２の裏面１２ｂと翼部９の底面９ｂとの境界線２１は、平面視において、翼部９の長手方向Ｇ（芯金８の長手方向）に対して所定の角度θで傾斜して形成されている（図１参照）。この傾斜角度θは、３０°以上７０°以下とされているのが望ましい。
翼部９の底面９ｂと角部１２の裏面１２ｂとの境界部分１９に面取りが施されている。これにより、翼部９の底面９ｂと角部１２の裏面１２ｂは連続状につながって形成される。

各芯金８には２つの突起部１０が形成されている。各突起部１０は、芯金８の長手方向の中央部を挟んで、この芯金８の長手方向の一方側と他方側とに形成されている。この突起部１０は、履帯本体７内から突き出ている。この突起部１０は、走行装置２の転輪６等を所定の位置で回転できるように案内するものである。走行装置２の転輪６は、その位置が幅方向Ｂにずれたときに、この突起部１０に当たり、脱輪が防止されるようになっている。

上記のような構成の弾性履帯１および芯金８によれば、翼部９の角部１２が上方に折曲状に形成されることにより、この角部１２の裏面１２ｂが、履帯本体７の幅方向外方に向いて形成されることになる。
これにより、作業機械の走行中に、履帯本体７が縁石や壁面等に接触し、さらに擦り上げられた場合において、角部１２の裏面１２ｂが縁石等に面することなる。この場合において、角部１２の裏面１２ｂが履帯本体７に作用する応力を受けることになるため、この角部１２に作用する応力集中を緩和できる。これにより、弾性履帯１は、履帯本体７の耳切れを低減できるようになる。

また、翼部９の角部１２の裏面１２ｂと翼部９の底面９ｂとの境界部分１９に面取りを施すことにより、この部分に対する応力集中をも軽減して、履帯本体７の耐カット性をさらに向上できる。
弾性履帯１が縁石に乗り上がる場合には、図８に示すように、弾性履帯１は縁石の壁面２２に対して傾斜した状態からこの縁石に接触する。このように、弾性履帯１が傾斜した状態から縁石等に乗り上がる場合であっても、角部１２の裏面１２ｂと翼部９の底面９ｂとの境界線２１が翼部９の長手方向Ｇに対して所定の角度で傾斜し、角部１２の裏面１２ｂがこの傾斜に対応して傾斜して形成されているので、この裏面１２ｂは、縁石等の側面に対してできる限り平行となるように対面するようになる。

したがって、図８に示すように弾性履帯１が縁石等に対して斜めに接触した場合であっても、角部１２の裏面１２ｂが履帯本体７に作用する応力を受けることにより、応力集中を緩和して耳切れを低減できるようになっている。
図７は本発明に係る芯金８の他の実施形態を示している。
上述した図１乃至図６の実施形態では、芯金８の各翼部９の２つの角部１２が折曲状に形成されていたが、この実施形態では、２つの角部１２のうちの１つが折曲状に形成されている。この芯金８は、上述した図１乃至図６の実施形態で示した履帯本体７内に埋設される。この場合、芯金８は、この折曲状に形成された角部１２が折曲状に形成されていな
い角部１２よりも後方側に位置するように埋設されるのが望ましい。その理由としては、後進時はオペレーターが後方障害物に気づきにくく、縁石等に接触し損傷事故等が発生するおそれがあるからである。前進時は、オペレーターが前方障害物を確認しやすく、後進時のようなおそれは少ない。本発明では２つの角部１２が上方に折曲状とされるものに限らず、１つの翼部９において少なくとも１つの角部１２が上方に折曲状とされていればよい。

上述した如く、履帯本体７のラグ１４は作業機械の後進時にトラクションが大きく作用するような構成になっていることから、上方に折曲状に形成された角部１２が後方側に配置されることにより、作業機械の後進時に履帯本体７が縁石や壁面等に接触して擦り上げられた場合であっても、折曲状に形成された角部１２の裏面１２ｂによって応力集中が緩和され、履帯本体７の耳切れを低減できる。芯金８のその他の構成は、図１乃至図６の実施形態と同様の構成であり、同様の作用効果を生ずる。

出願人は、本発明の効果を確認するために以下の試験を行った。
試験は、油圧ショベルの走行装置に本発明に係る弾性クローラ１の実施例１〜７、比較例１〜４を順次装着し、縁石に対し１５°〜２０°の角度（図８参照）で進入させ、弾性クローラ１が縁石に乗り上がると、油圧ショベルを後退させてして元の位置に戻り、再度縁石へ進入させて行った。なお、弾性クローラ１が縁石に乗り上がらずにすべり落ちると一旦停止し、走行装置を後退させて元の位置に戻るようにした。

この行程を繰り返して弾性クローラ１のラグ１４に発生する耳切れの回数を調べた。
また、芯金１３の角部１２が折曲状にされていない従来例の弾性履帯を用意し、この従来例を走行させたときに、ラグに生じた耳切れの回数を耳切れ性能値１００として指数化し、この値と本発明に係る弾性クローラ１の実施例、および比較例の耳切れ性能とを比較評価した。なお、耳切れの回数が少なければ少ないほど、耳切れ性能の値は大きく（良く）なる。

試験結果を表１に示す。
表１において、「θ」は、角部１２の裏面１２ｂと翼部９の底面９ｂとの境界線２１が、翼部９の長手方向Ｇに対してなす傾斜角度を示している。
表１において、「α」は、角部１２の裏面１２ｂが翼部９の底面９ｂに対してなす境界線２１と垂直な断面方向の傾斜角度を示している。

表１に示すように、この試験によれば、本発明に係る弾性履帯１の実施例１〜７は、従来例、比較例と比較して、耳切れ性能が良く、本発明は、従来例よりも耳切れを低減できることがわかった。
この試験により、角部１２の裏面１２ｂと翼部９の底面９ｂとの境界線２１が翼部９の長手方向Ｇ（芯金８の長手方向）に対してなす傾斜角度θが３０°以上７０°以下、翼部９の底面９ｂに対する角部１２の裏面１２ｂの傾斜角度αが１０°以上６０°以下の場合に、耳切れ性能が良くなることがわかった。

また、この試験により、実施例２乃至４に示すように、角部１２の裏面１２ｂと翼部９の底面９ｂとの境界線２１が翼部９の長手方向Ｇ（芯金８の長手方向）に対してなす傾斜角度θが４５°以上７０°以下、翼部９の底面９ｂに対する角部１２の裏面１２ｂの傾斜角度αが４５°の場合に、耳切れ性能がさらに良くなることがわかった。
本発明は、上記した実施形態に限らず、種々の変形・変更が可能である。

本発明は、農作業機や建設機械等に用いられる弾性履帯に利用できる。

本発明の一実施形態における芯金の平面図である。 芯金の側面図である。 図１のＸ−Ｘ矢示線断面図である。 芯金の側面図である。 弾性履帯を接地面側からみた平面図である。 弾性履帯が走行装置に装着された状態を示す側面図である。 本発明の他の実施形態における芯金の平面図である。 弾性履帯が縁石に当たる直前の状態を示す平面図である。

１ 弾性履帯
７ 履帯本体
８ 芯金
９ 翼部
９ａ 翼部の上面
９ｂ 翼部の底面
１０ 突起部
１２ 角部
１４ ラグ
１２ａ 角部の裏面
１６ 非折曲部分
１９ 角部の裏面と翼部の底面との境界部分
２１ 角部の裏面と翼部の底面との境界線

Claims (4)

1. 弾性履帯の履帯本体に埋設される翼部と、翼部の上面から突出した突起部とを有する弾性履帯用芯金において、
   翼部の長手方向端部の少なくとも１つの角部が上方に折曲状に形成され、
   この角部の裏面が翼部の底面に対して１０°以上６０°以下の角度で傾斜して形成されており、
   前記角部の裏面と翼部の底面との境界線が、翼部の長手方向に対して３０°以上７０°以下の角度で傾斜して形成されている
   ことを特徴とする弾性履帯用芯金。
2. 前記翼部の底面と角部の裏面との境界部分に面取りが施されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の弾性履帯用芯金。
3. 請求項１又は２に記載の弾性履帯用芯金が履帯本体内に埋設され作業機械に装着されたときの前進時の循環方向が定められた弾性履帯において、
   前記循環方向における前記芯金の後方側の角部が前記突起部側に折曲状に形成されている
   ことを特徴とする弾性履帯。
4. 前記履帯本体の外周面には、履帯本体の周方向に沿って複数のラグが形成されており、
   前記ラグは、履帯本体の幅方向の中心側の部分よりも履帯本体の幅方向の端部側の部分が前記循環方向における後方に位置するように傾斜状に形成されている
   ことを特徴とする請求項３に記載の弾性履帯。

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