JP5373311B2 - ゴムクローラ - Google Patents

Description

本発明は、油圧ショベル等の建設機械やコンバイン、トラクター等の農業機械、その他のクローラ式の車輌に装着されるゴムクローラに関するものであり、転輪の転動部分における応力集中に起因した芯金とゴム層の剥離を回避しようとするものである。

クローラ式の車輌の走行体は、油圧モータ等の駆動手段に連結するスプロケット式の駆動輪と、車輌のフレームに回転可能に支持された従動輪との相互間にゴムクローラを巻き回して無限軌道を形成するように構成されており、該駆動輪及び従動輪の間で転輪を転動させることによって不整地における走行を可能にしている。

ゴムクローラは、帯状体をなすゴム層に複数の芯金が間隔をおいて環状に埋設固定されており、その外側（芯金と接地面との間の領域）には、走行体の回転する向きに沿って伸延させたスチールコードをその幅方向に沿って複数本配列した補強層が配置された構造になっている（例えば、特許文献1参照）。
特開平6-234378号公報

ところで、芯金を埋設固定したこの種のクローラベルトは、転輪が転動する領域（芯金とブレードが接合するR部）に応力が集中しやすく、その部位においてゴム層が破壊されたり、ゴム層が芯金から剥離して小さな孔が複数生じる、いわゆる虫食い現象を引き起こす不具合があった。

かかる虫食い現象の発生を回避するには、転輪が転動する部位のゴム層の厚さを増すことが有効ではあるものの、芯金の突起の高さが低くなるため脱輪との兼ね合いからゴム層の厚さを厚くするにも限界があり、その解決が求められていた。

本発明の課題は、脱輪性を低下させることなしに応力集中に起因した虫食い現象を回避することができる新規なゴムクローラを提案するところにある。

本発明は、複数の芯金を、補強層とともにゴム層中に埋設固定した帯状体からなり、その端部同士を、転輪を介在させた駆動輪及び従動輪の相互間に巻き掛け可能に連係させてエンドレスに保持したゴムクローラであって、
前記芯金は、転輪の側壁に面する外側壁を有し、内側壁相互間の隙間において駆動輪及び従動輪を通過させる単一経路を区画形成する一対の突起と、この各突起の基部にそれぞれ根元で一体的に連なりゴムクローラの幅方向端縁を先端とする一対のブレードからなり、
各突起の外側壁に、該突起の基部へ向けて漸次角度を小さくした、少なくとも突起先端側壁と突起基部側壁の2段階の段差からなる多段傾斜を設け、
前記突起先端側壁と前記突起基部側壁との境界を、前記帯状体の内周側で前記突起に隣接して設けられた前記ゴム層の平坦面に一致する位置に設けたことを特徴とするゴムクローラである。

上記のゴムクローラにおいて、前記突起基部側壁が前記突起先端側壁の角度よりも小さい角度とするのが好ましい。

また、突起先端側壁とブレードの根元外表面（平坦な水平面）とのなす角度をβとし、突起基部側壁とブレードの根元外表面とのなす角度をαとした場合に、
90°＜α＜β、
α＝90°＜β 又は
α＜90°＜β
のうちの何れか一つの条件を満足するのが好ましい。

ブレードの少なくとも根元外表面はフラット面とするか、あるいはクローラベルトの端縁に向けて下り勾配となる傾斜面とするのが望ましく、さらに、前記基部側壁は外表面が凹状の円弧面からなるものにて構成するのが好ましい。

芯金の突起の外側壁（転輪の側壁に対面する部分）は、機体とのマッチング等により極端に急な傾斜とすることはできないが、各突起の外側壁に、該突起の基部へ向けて漸次角度を小さくした多段傾斜を設けることにより、その部位におけるゴムのボリュームを増加させることが可能となり応力集中の緩和が可能となる。

前記多段傾斜は少なくとも突起先端側壁と突起基部側壁の２段階とし、突起基部側壁を突起先端側壁の角度よりも小さい角度とすると応力集中の緩和効果が高い。

各突起の突起先端側壁とブレードの根元外表面とのなす角度αと、各突起の突起基部側壁とブレードの根元外表面とのなす角度βとを、90°＜α＜β、α＝90°＜β又はα＜90°＜βとする（突起基部側壁のみを急傾斜とし、全体として2段の傾斜が形成された状態とする。）ことで、ゴムのボリュームを増加させることが可能となり、虫食い現象の生じやすい部位については応力集中の緩和を図ることができる。

以下、図面を参照して本発明をより具体的に説明する。
図1は本発明にしたがうゴムクローラを駆動輪と従動輪（図示せず）との相互間において巻き回した状態を模式的に示した外観斜視図であり、図2はその要部の断面を示した図である。

図1、2における番号1は帯状体である。この帯状体1はゴム層1aと、微小隙間を隔ててゴム層1a中に埋設固定した複数の芯金2とからなっており、その端部同士を、転輪3を介在させた駆動輪4及び従動輪（図示せず）の相互間に巻き掛け可能に連係させてエンドレスに保持することにより無限軌道を形成する。ここに、帯状体1の外周側がラグ等の陸部を形成する接地部Tとなり、その内周側が転輪3、駆動輪4、従動輪等が配置される区画領域T_１となる。

芯金2はその幅方向中央域に設けられた左右一対の突起2a、2bと、この突起2a、2bの基部2′に根元で一体的に連なりゴムクローラの幅方向端縁を先端とする一対のブレード2c、2dからなる。

芯金2の突起2a、2bには図2に示すように、転輪3の側壁に対面する外側壁には突起2a、2bへ向けて漸次角度を小さくした複数の段差からなる多段傾斜が設けられている。ここに、この例では、外側壁が、突起先端側壁2a_１、2b₁と、その下端に連続的につながり該突起先端側壁2a_１、2b_１よりも急勾配になる突起基部側壁2a_２、2b_２の2段階からなるものとして示してある。各突起2a、2bの突起先端側壁2a_１、2b₁につながる突起基部側壁2a_２、2b_２とブレード2c、2dの根元外表面とのなす角度をαとし、各突起の突起先端側壁2a _１ 、2b _１ とブレード2c、2dの根元外表面とのなす角度をβとした場合に、90°＜α＜β、α＝90°＜βあるいはα＜90°＜βの何れか一つの条件を満足するようになっており、内壁相互間の隙間Mには駆動輪4及び従動輪を通過させる単一経路Sが形成されている（図2参照）。突起基部側壁2a_２、2b_２は円弧面を有するものとして、これがブレード2c、2dの根元外表面に滑らかにつながるものがとくに望ましい。

また、5は芯金2の外周側に設けられた補強層である。この補強層5は帯状体1の周りに沿って伸延するスチールコードを幅方向に複数配列した少なくとも一層からなり、芯金2とともにゴム層1a中に埋設固定されている。さらに、6は帯状体1の内周側で芯金2の突起2a、2bに隣接して設けられた平坦面（ゴム層1aの外表面に一致する。）である。平坦面6は突起2a、2bの突起先端側壁2a_１、2b_１と突起基部側壁2a_２、2b_２の境界P（図2参照）に位置する外表面を有しており（ゴム層1aの外表面に一致しており、この部位のゴム層1ａの厚さWは従来のものより厚くなる。）、この平坦面6に沿って転輪3が転動する。ここに、上記境界Pは図3に示すように、平坦面6よりも上方に存在していてもよい（ただし、平坦面6から境界Pに至るまでの寸法をW′とした場合にW′＜Wとする。）。

7は駆動輪4、従動輪を通過させる単一経路S（帯状体1の幅方向中央）で帯状体1の内周側から外周側へ向けて貫通する開口（噛み合い孔）である。この開口7は帯状体1の全周にわたり間隔を開けて設けられており（芯金2が配列されていない微小隙間の部分に設けられている。）、ここに駆動輪4の突起4aが適合する。

駆動輪4と従動輪の間に介在させた転輪3のうち、下面（接地する側）に位置する転輪3は機体の荷重をゴムクローラへと伝達して接地部の全域を確実に接地させる一方、上面に位置する転輪（図示せず）はゴムクローラの張力が駆動輪4及び従動輪の相互間で常に一定に保つように支持し、ここに、油圧モータの如き駆動手段にて駆動輪4を回転させるとその回転力は駆動輪4の突起4aに適合する開口7を通してクローラベルトに伝達され、従動輪との相互間で該クローラベルトが回動して機体がその回動にしたがって走行する。

図4（a）（b）〜6（a）（b）は本発明にしたがうゴムクローラの他の実施の形態をその要部について示したものである。

図4（a）（b）はブレード2c、2dの根元にフラット面f、傾斜面kをそれぞれ有するタイプにつき、90°＜α＜βとした場合（左右対象であり、図面では右側半部について示してある。）であり、図5（a）（b）はブレード2c、2dの根元にフラット面f、傾斜面kをそれぞれ有するタイプにつき、α＝90°＜βとした場合であり、図6（a）（b）はブレード2c、2dの根元にフラット面f、傾斜面kをそれぞれ有するタイプにつき、α＜90°＜βとした場合である。何れのものも、芯金2に設けられた突起2a、2bの突起基部側壁2a_２、2b_２の、ブレード2c、2dとのなす角度αが転輪4の側面に対面する突起先端側壁2a_１、2b_１に比べて急勾配になるので、脱輪性に影響を与えることなしにゴムのボリュームを増加させることが可能となり、その部位における応力の集中が緩和されることとなる。

芯金2の突起の全高さ（ブレード2c、2dの外表面と突起2a、2bの軸心Lが交差する点0を基点にしてそこから該突起2a、2bの先端部0′に至るまでの寸法とする。）をhとした場合、突起先端側壁2a_１、2b_１の高さh_１ 、あるいは突起基部側壁2a_２、2b_２の高さh_２ （ゴム層1aの厚さWと同じ）を、全高さhの25〜75％の範囲で設定する。

ゴムクローラを製造するには、まず、図7に示すようにゴム層1aの接地部Tを形成するキャップゴム（ラグ側ゴム）8、補強層5を形成する中間ゴム（スチールコードをゴムで被覆してシート状に成型したものとして示す。）9及び帯状体1の内周面を形成するインナーゴム（転輪通過部ゴム）10をそれぞれ成型するとともに、芯金2についてはゴムと芯金2との接着を確保するため下地処理（ブラスト処理）を行い、次いで、金型11にインナーゴム10、芯金2をセットする（芯金2は突起2a、2b側からインナーゴム10内に埋め込む）とともに中間ゴム9を順次配置し、さらにその上にキャップゴム8を配置したのち所望の断面形状を有する成型体を形成する。そして、該成型体を積層方向に加圧、加熱、加硫して各部材の一体化を図るとともに端部を相互に張り合わせてリング状となしたのち、張り合わせ部分について加硫を行う、一般的な手法が適用される。

実施例
上掲図5に示した断面形状を有する幅450mm×リンク数50×ピッチ90mmのゴムクローラ（α＝90°、β＝115°）を装着した車輌（トラクタ）を用い、水＋砕石＋砂の圃（ほ）場で虫食い現象を積極的に起こさせる走行テストを行った。その結果、本発明にしたがうクローラは従来のものに比較して耐久性が2倍もしくはそれを超える程度に改善されることが確認された。

転輪が転動する部位において生じていた虫食い現象の発生を抑制し使用寿命の延長を図ることができるゴムクローラが提供できる。

本発明にしたがうゴムクローラの実施の形態を模式的に示した要部の外観斜視図である。 図1に示したゴムクローラの断面を示した図である。 図2の要部を示した図である。 （a）（b）は本発明にしたがうゴムクローラの他の実施の形態を示した図である。 （a）（b）は本発明にしたがうゴムクローラの他の実施の形態を示した図である。 （a）（b）は本発明にしたがうゴムクローラの他の実施の形態を示した図である。 ゴムクローラの製造要領の説明図である。

符号の説明

1 帯状体
1a ゴム層
2 芯金
2a 突起
2b 突起
2c ブレード
2d ブレード
3 転輪
4 駆動輪
4a 突起
5 補強層
6 平坦面
7 開口
8 キャップゴム
9 中間ゴム
10 インナーゴム
11 金型
T 接地部
T_１ 区画領域
M 隙間
S 単一経路

Claims (6)

1. 複数の芯金を、補強層とともにゴム層中に埋設固定した帯状体からなり、その端部同士を、転輪を介在させた駆動輪及び従動輪の相互間に巻き掛け可能に連係させてエンドレスに保持したゴムクローラであって、
   前記芯金は、転輪の側壁に対面する外側壁を有し、内側壁相互間の隙間において駆動輪及び従動輪を通過させる単一経路を区画形成する一対の突起と、この各突起の基部にそれぞれ根元で一体的に連なりゴムクローラの幅方向端縁を先端とする一対のブレードからなり、
   前記突起の外側壁に、該突起の基部へ向けて漸次角度を小さくした、少なくとも突起先端側壁と突起基部側壁の2段階の段差からなる多段傾斜を設け、
   前記突起先端側壁と前記突起基部側壁との境界を、前記帯状体の内周側で前記突起に隣接して設けられた前記ゴム層の平坦面に一致する位置に設けたことを特徴とするゴムクローラ。
2. 前記突起基部側壁が前記突起先端側壁の角度よりも小さい角度からなる請求項1記載のゴムクローラ。
3. 前記突起先端側壁とブレードの根元外表面とのなす角度をβとし、突起基部側壁とブレードの根元外表面とのなす角度をαとした場合に、
   90°＜α＜β、
   α＝90°＜β 又は
   α＜90°＜β、
   のうちの何れか一つの条件を満足する請求項2記載のゴムクローラ。
4. 前記ブレードの少なくとも根元外表面がフラット面になる、請求項3記載のゴムクローラ。
5. 前記ブレードの少なくとも根元外表面が傾斜面になる、請求項3記載のゴムクローラ。
6. 前記突起基部側壁は外表面が凹状の円弧面からなる、請求項2〜5の何れかに記載のゴムクローラ。

Images