JP5065749B2 - 弾性クローラ及び弾性クローラの製造方法 - Google Patents
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Description
弾性クローラは、ゴム等の弾性を有する材料で形成された無端帯状のクローラ本体内に、クローラ幅方向に延びた芯金がクローラ周方向に等間隔にその一部が埋め込まれて形成されている。また、弾性クローラは、その周方向に大きな張力が作用するため、芯金の接地がわにおける外方を周方向に取り囲む抗張体が埋め込まれている。
このような抗張体では、抗張力コードの内側における先端は、動スプロケットおよびア
イドラを通過するとき、抗張力コードにおける他の部分に比べて変形し難いために、抗張力コードの端部とその外側にある抗張力コードとの間における弾性体に、より大きな歪みを生じさせる。そして、弾性体は、歪みの発生が繰り返されると歪み部分における疲労が進行し、亀裂が入る等の破壊が起こり、弾性体が抗張体から剥離する等の問題が生ずる。
また、特許文献1に開示された、抗張力コードの両端近傍における重なり合う部分にそれぞれ同一方向への傾斜折り曲げ部分を設ける技術は、抗張力コードの内側の先端部分が従来通りその外側における抗張力コードと並行に重なり、依然としてその内側先端近傍における外側抗張力コードとの間の弾性体に加わる歪みを減少させることができない。
コードの各内周側の先端はいずれかの前記翼部の外周側に配され、前記複数の抗張力コードの各内周側の先端近傍とこれらに重なるそれぞれの抗張力コードの外周側の部分との間隔が、前記先端近傍から前記先端に向かうにつれて大きくなるようにまたは他の重なる部分よりも大きくなるように、かつ前記複数の抗張力コードの各内周側の先端と当該先端の内周側の翼部との間隔が他の重なり合う部分における内周側の抗張力コードとその内周側の翼部との間隔よりも大きくなるように構成されている。
本発明に係る弾性クローラの製造方法は、前記複数の抗張力コードの各内周側の先端をU字状に折の曲げられた加硫されていないシート状のゴムの折り目に沿って包んだ後に、前記複数の抗張力コードの外周側を重ね合わせて前記ゴムの加硫処理が行われる。
なお、上記において抗張力コードにおける「先端近傍」とは、その先端から抗張力コードの全長に対して極めて短い部分をいい、本発明においては、先端から周方向(クローラ式走行装置に装着されたときの弾性クローラの移動方向)における芯金の(中心間の)距離もしくはラグの(中心間の)距離以下の長さの範囲、またはこれらのいずれか大きい方の間隔以下の長さの範囲をいうものとする。
なお、図2〜図4において、クローラ本体3のハッチングは省略されている。
図1において、クローラ式走行装置2は、進行方向の前後のいずれか一方における両側方にそれぞれ設けられた駆動スプロケット(駆動輪)4、前後のいずれか他方における両側方にそれぞれ設けられたアイドラ(転動輪)5、両側方に設けられた複数個の転輪6,6,6,6、および両側方においてこれら駆動スプロケット4等に巻回された弾性クローラ1からなる。
駆動スプロケット4は、外周に複数の歯7,…,7を有し、クローラ式走行装置2内の動力装置により回転運動する。駆動スプロケット4は、歯7,…,7を、後に説明する弾性クローラ1の係合孔8,…,8に係合させ、弾性クローラ1を周方向に循環移動させることにより、クローラ式走行装置2を走行させるためのものである。
転輪6は、クローラ式走行装置2の下方に前後方向に複数並べて設けられている。転輪
6,6,6,6は、いずれも自由回転し、その下方に支持された弾性クローラ1によって、クローラ式走行装置2の走行面からの高さが規定される。
図2ないし図5を参照して、弾性クローラ1は、クローラ本体3、芯金9,…,9、ラグ10,…,10および抗張体11,11等からなる。
芯金9は、金属等の硬質材料によって形成される。芯金9は、隣り合う係合孔8,8の間に長手方向をクローラ本体3の周方向に直交させて、その一部がクローラ本体3に埋め込まれている。芯金9は、クローラ本体3の幅方向(以下「幅方向」と略すことがある)における中央を占める中央部14、中央部14における幅方向両側からそれぞれクローラ本体3の側方端に向けて延びた翼部15,15、および中央部14からクローラ本体3の内面12側外方に突出する、幅方向に並んだ1対の芯金突起16,16からなる。
クローラ本体3の外面13には、周方向において芯金9に重なる位置から外方に突出するラグ10が全周に渡って等間隔に複数設けられている。ラグ10は、幅方向に1対設けられており、それぞれが幅方向の一方の側において係合孔8の端の近くから側方端近傍まで延びている。各ラグ10は、その接地面(先端面)17の長手方向が周方向に対して直角ではなく、一定の角度で傾斜し、係合孔8,…,8の並びに対して幅方向両側に対称に形成されている。
各抗張力コード18が内周側の先端19近傍と重なる外周側における部分に湾曲部21が設けられていることにより、内周側の先端19近傍とこれに重なる抗張力コード18の外周側の部分との間隔は、先端19近傍から先端19に向かうにつれて大きくなる。この先端19に向かうにつれて大きくなる先端19近傍の範囲は、周方向に前後する芯金9,9の中心間の距離およびラグ10,10の中心間の距離のいずれか大きい方の距離以内の先端19からの範囲とするのが好ましい。
湾曲部における内周側の抗張力コード18との間隔は、他の重なる部分における間隔a
1に対して芯金9との重なり初めの部分における間隔b1が、b1≧1.5×a1 となるように、かつ最大となる間隔c1が、c1≦3.5×a1 となるように設定されるのが好ましい。
また、抗張体11は、重なり初めの部分より先端に向かうにつれて徐々に間隔を増す方が、屈曲時における抗張体11の外周側と内周側との歪みの差、曲げ曲率の違いによる動きに対し、最終端の歪みの緩和が大きい。
弾性クローラ1は、前述した通り、駆動スプロケット4、アイドラ5、複数個の転輪6,6,6,6に巻き掛けられ、駆動スプロケット4の回転によりこれらの周りを循環運動してクローラ式走行装置2を前後移動させる。抗張体11は、駆動スプロケット4およびアイドラ5を通過するとき略半円形に曲げられる。抗張力コード18は、先端19,20近傍以外の連続する大部分では、駆動スプロケット4またはアイドラ5を通過するときに、曲げられた部分の抗張力コード18は、均等に同じ大きさの曲げモーメントを受け、略同一の曲率で曲がる。一方、抗張力コード18の内周側の先端19が駆動スプロケット4またはアイドラ5を通過するときは、先端19近傍に加わる曲げモーメントは、連続する部分に加わるより曲げモーメントよりも小さくなり、先端19近傍の曲げの程度は連続する部分の曲げの程度(図6の波線参照)よりも小さくなる。
弾性クローラ1は、内周側の先端19近傍の外方における抗張力コード18に、内周側の先端19近傍との距離が大きくなるように湾曲部21が設けられている。
そのため、図6に示されるように、抗張力コード18の内周側の先端19近傍と外周側の抗張力コード18との間を満たす弾性体E1の厚みは、湾曲部21が設けられていない場合に比べて大きくなる。抗張力コード18の先端19が駆動スプロケット4またはアイドラ5を通過するときに弾性体Eに生ずる圧縮歪み(厚み変化量÷厚み)は、厚みが大きいほど小さくなるので、弾性クローラ1は、弾性体E1に繰り返し発生する圧縮歪みの程度を軽減することができる。さらに、抗張力コード18の内周側の先端19周りには弾性体E1の厚みが大きくなっているために、弾性体の特定部位に圧縮応力が集中的に生じることが回避される。
また、弾性クローラ1は、抗張力コード18の内周側の先端19,…,19の全てが、ラグ10の内方(内周側)に配されるように形成されている。ラグ10が設けられた部分は、ラグ10が厚みを有することにより剛性が高く、駆動スプロケット4もしくはアイドラ5を通過するとき、または激しい凹凸面に接地するときにも圧縮歪みが小さい。この部分に抗張力コード18の内周側の先端19を配する弾性クローラ1は、抗張力コード18近傍の弾性体の圧縮歪みを抑え、弾性体の疲労を軽減することができ、高い耐久性を実現することができる。
湾曲部21とが重なるようにしてその間の弾性体E1の厚みを大きくすることにより、耐久性の向上に一定の効果を得ることができる。
図7は他の弾性クローラ1Bの正面断面部分概略図である。
抗張体11Bは、幅方向に1列に並べられた複数のスチールコード等の抗張力コード18Bによって構成され、その各両先端19B,20Bが、いずれも周方向に対してラグ10における接地面17の傾斜と略同じ傾斜となるように、かつラグ10と芯金9との間に位置するように並べられている。また、抗張体11Bにおける各抗張力コード18Bは、その各両先端19B,20Bが、いずれも周方向に対してラグ10における接地面17の傾斜と略同じ傾斜となるように、かつ芯金9とラグ10との間に位置するように並べられている。このような各両先端19B,20Bの配置は、弾性クローラ1におけるものと同じである。
ここで、先端19B近傍として抗張力コード18Bの外周側の部分との間隔が先端19Bに向かうにつれて大きくなるように形成される範囲は、周方向に前後する芯金9,9の中心間の距離およびラグ10,10の中心間の距離のいずれか大きい方を上限とする先端19Bからの距離とするのが好ましい。
図8は本発明に係る弾性クローラ1Cの正面断面部分概略図である。
抗張体11Cを形成する各抗張力コード18Cは、抗張力コード18と同様に、それぞれの内周側の先端19C近傍と重なる外周側における部分に、外周側に湾曲させた湾曲部21Cを有している。それぞれの湾曲部21Cは、同じ芯金9とラグ10との間に位置するように並べられており、湾曲部21Cの幅方向の連なりは、周方向に対してラグ10に
おける接地面17の傾斜と略同じ傾斜を有している。抗張力コード18Cの内周側の先端19Cは、湾曲部21Cと芯金9との間に配され、先端19Cの近傍は、湾曲部21C側(外周側)に傾斜している。
ここで、先端19C近傍の傾斜角度θ2は、傾斜開始前の抗張力コード18Cに対して2〜10度とするのが好ましい。また、湾曲部Cにおける他の重なる部分の間隔a2に対する最大間隔c2は、弾性クローラ1において好ましいとされたa1を用いて規定されたc1の範囲とするのが好ましい。
図9は弾性クローラ1Cにおける湾曲部21Cの曲率を小さくした弾性クローラ1Dの正面断面部分概略図である。
弾性クローラ1Dにおいても弾性クローラ1Cと同様に、抗張力コード18Dの内周側の先端19D近傍と湾曲部21Dとの間の弾性体E3’の厚みおよび芯金9との間の弾性体E4’の厚みが他の部分に比べ大きくなっており、弾性クローラ1Cと同様に弾性体E3’,E4’の圧縮歪みを小さくすることができ、弾性クローラ1Dの耐疲労性を向上させることができる。
図10は本発明に係る他の弾性クローラ1Eの正面断面部分概略図である。
弾性クローラ1Eは、抗張体11Eを除き、クローラ本体3、芯金9およびラグ10の構成か弾性クローラ1におけるものと略同一である。弾性クローラ1Eにおいて弾性クローラ1におけるものと同一の構成を有するものについては、図10において弾性クローラ1におけるものと同一の符号を付し、以下においてその説明を省略するものとする。
内周側の各抗張力コード18Eにおける外周側の先端20Eに重なる近傍には、抗張力コード18Eの内周側を外周側の抗張力コード18Eに近づける段(内側段)23Eが設けられている。そして、内周側の先端19Eの近傍で、内側段23E以前の抗張力コード18Eの位置に戻るための段(端部段)24Eが設けられ、先端19Eとこれに重なる抗張力コード18Eの外周側との間に一定の間隔c3が形成されている。
なお、各抗張力コード18Eの内周側の先端19Eが芯金9とラグ10との間に位置するように並べられている点は、弾性クローラ1,1B〜1Dと同じである。
弾性クローラ18Eにおける、抗張力コード18Eが重なる部分における間隔a3に対する内周側の先端19Eと外周側の抗張力コード18Eとの間隔c3は、弾性クローラ1において好ましいとされたa1に対するc1の範囲と同じである。
図11を参照して、抗張体11は、1列に並べられた抗張力コード18の内周側の先端19近傍が、U字状に折り曲げられたシート状の加硫されていないゴム25で挟まれる。ゴム25で挟まれた内周側の先端19近傍は、2つに折り曲げられたゴム25の一方が先端19の近傍と芯金9との間に挟まれるように芯金9の外周側に置かれる。続いて、抗張力コード18の外周側は、湾曲部21がゴム25を介して先端19の外周側になるように抗張力コード18の内周側に重ね合わされる。
抗張体11における全ての抗張力コード18の先端が、同じ加硫されていないU字状に折り曲げられたゴム25で挟まれることにより、抗張力コード18の先端の歪みが全体に応力緩和される効果が得られる。
これに対して、例えば一部の抗張力コード18の先端のみを加硫されていないゴム25で挟む場合には、加硫履歴が異なる異種ゴム間で、伸び、圧縮および歪み等が異なるために、屈曲時に応力が集中する部分が生じる等の問題がある。また作業性の面でも、部品が1つで済み、効率的である。
上述の実施形態において、本発明を芯金9およびラグ10等の配置および形状等が異なる弾性クローラ1F,1Gに適用することができる。
例えば、図12に示されるように、ラグ10Fをそれぞれの係合孔8の幅方向片側のみに周方向について1つおきに、かつ幅方向において交互に設け、抗張体11Fを形成する内周側の抗張力コード18Fの先端19Fの全ておよび抗張力コード18Fの外周側の湾曲部21Fの全てが、同一のラグ10Fの内周側に配されるようにしてもよい。抗張力コード18Fの外周側の先端20Fの全ても、1つのラグ10Fの内周側に配される。なお、弾性クローラ1Fにおいて弾性クローラ1と同一の構成を有する部位については、図12において弾性クローラ1における符号と同一の符号を付す。
3 クローラ本体
9 芯金
10,10F ラグ
15 翼部
18,18B〜18G 抗張力コード
19,19B〜19F (抗張力コードの内周側の)先端
20,20B〜20F (抗張力コードの外周側の)先端
22E 第2の段(外側段)
24E 第1の段(端部段)
25 ゴム
Claims (5)
- 弾性体により無端帯状に形成されたクローラ本体と、
前記クローラ本体内に埋め込まれて前記クローラ本体の側方端に向けて延びた翼部を備え前記クローラ本体の周方向に一定間隔で配された芯金と、
前記クローラ本体の幅方向に並べられて前記翼部の外周側を巻き回され、それぞれの両先端近傍が重ね合わされた状態で前記クローラ本体内に埋め込まれた複数の抗張力コードと、を有し、
前記複数の抗張力コードは、
各内周側の先端がいずれかの前記翼部の外周側に配され、
それぞれの内周側の先端近傍に、前記先端側がより内周側に位置するように第1の段が設けられ、
それぞれの外周側における重なり合いの始点またはその直近からそれぞれの外周側の先端までが前記始点以前よりも外周側に位置するように第2の段が設けられ、
それぞれの内周側における外周側との重なり合いの始点またはその直近に、当該始点またはその直近から前記第1の段までが当該始点またはその直近以前よりも外周側に位置するように第3の段が設けられ、
前記複数の抗張力コードの各内周側の先端近傍とこれらに重なるそれぞれの抗張力コードの外周側の部分との間隔が、前記先端近傍から前記先端に向かうにつれて大きくなるようにまたは他の重なる部分よりも大きくなるように構成された
ことを特徴とする弾性クローラ。 - 弾性体により無端帯状に形成されたクローラ本体と、
前記クローラ本体内に埋め込まれて前記クローラ本体の側方端に向けて延びた翼部を備え前記クローラ本体の周方向に一定間隔で配された芯金と、
前記クローラ本体の幅方向に並べられて前記翼部の外周側を巻き回され、それぞれの両先端近傍が重ね合わされた状態で前記クローラ本体内に埋め込まれた複数の抗張力コードと、を有し、
前記複数の抗張力コードの各内周側の先端はいずれかの前記翼部の外周側に配され、
前記複数の抗張力コードの各内周側の先端近傍とこれらに重なるそれぞれの抗張力コードの外周側の部分との間隔が、前記先端近傍から前記先端に向かうにつれて大きくなるよ
うにまたは他の重なる部分よりも大きくなるように、
かつ前記複数の抗張力コードの各内周側の先端と当該先端の内周側の翼部との間隔が他の重なり合う部分における内周側の抗張力コードとその内周側の翼部との間隔よりも大きくなるように構成された
ことを特徴とする弾性クローラ。 - 前記クローラ本体の周方向に一定間隔で設けられ前記クローラ本体の外周面から外方に突出するラグをさらに有し、
前記複数の抗張力コードの各内周側の先端が前記ラグのいずれかの内周側に位置するように構成された
請求項1または請求項2に記載の弾性クローラ。 - 前記クローラ本体の幅方向に略等間隔に並べられた前記複数の抗張力コードを少なくとも1組有し、
同じ組における前記複数の抗張力コードの各内周側の先端がいずれも同じ前記ラグの内周側に配されるように構成された
請求項3に記載の弾性クローラ。 - 請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の弾性クローラを製造する方法であって、
前記複数の抗張力コードの各内周側の先端をU字状に折の曲げられた加硫されていないシート状のゴムの折り目に沿って包んだ後に、
前記複数の抗張力コードの外周側を重ね合わせて前記ゴムの加硫処理を行う
弾性クローラの製造方法。
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