JP5462960B2 - ゴムクローラおよびクローラ式走行体 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、油圧ショベル等の建設機械や農機、その他のクローラ式車両に装着されるゴムクローラおよびクローラ式走行体に関するものである。

クローラ式車両に装着される左右一対のクローラ式走行体として、駆動輪と、従動輪と、これらの両輪間に無端帯状に巻回されたゴムクローラと、このゴムクローラの内周面に形成された左右一対の転輪通過面上に配設されて該ゴムクローラの送り移動に伴って転動させられる複数の転輪と、を備える構成が知られている。
このゴムクローラのゴムクローラ本体内には、その剛性を高めたり、耐駆動力を高めたりする等のために、例えば下記特許文献１に示されるように、クローラ周方向に延びるスチールコードがクローラ幅方向に複数並べられて埋設されたスチールコード層と、このスチールコード層の外周側に配設された複数のバイアス補強層と、が備えられている。そして、前記転輪通過面が、ゴムクローラ本体の内周面において、スチールコード層および複数のバイアス補強層それぞれのクローラ幅方向の端部と対応する位置に配置されている。
なお、複数のバイアス補強層の曲げ剛性は、スチールコード層の曲げ剛性よりも低くなっている。

特開２００６−１３７３０１号公報

しかしながら、前記従来のゴムクローラでは、走行中に、その内周面において地面側の下側に位置する部分が転輪により地面に押し付けられることによって、スチールコード層およびバイアス補強層それぞれの曲げ剛性に差があることと相俟って、複数のバイアス補強層のうち最も内周側に位置する最内側補強層とスチールコード層との間において、最内側補強層のクローラ幅方向における端部と対応する位置に、大きなせん断ひずみが発生して亀裂が発生するおそれがあった。

この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、最内側補強層とスチールコード層との間において、最内側補強層のクローラ幅方向における端部と対応する位置に亀裂が発生するのを抑制することができるゴムクローラおよびクローラ式走行体を提供することを目的とする。

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明のゴムクローラは、内周面に少なくとも左右一対の転輪通過面を備える無端帯状のゴムクローラ本体内に、クローラ周方向に延びるスチールコードがクローラ幅方向に複数並べられて埋設されたスチールコード層と、このスチールコード層の外周側に配設された複数のバイアス補強層と、が備えられ、前記左右一対の転輪通過面が、ゴムクローラ本体の内周面において、前記スチールコード層および複数のバイアス補強層それぞれのクローラ幅方向の端部と対応する位置に配置されたゴムクローラであって、複数のバイアス補強層のうち最も内周側に位置する最内側補強層と、スチールコード層との間において、少なくとも前記最内側補強層のクローラ幅方向における両端部と対応する位置に、ゴム層が配設され、前記ゴム層は、スチールコード層と最内側補強層との間におけるクローラ幅方向の全域にわたって配設され、このゴム層においてクローラ幅方向に沿ってその両端部を除く中側部分の厚さは、前記両端部の厚さよりも薄くなっていることを特徴とする。

この発明によれば、前記最内側補強層とスチールコード層との間において、少なくとも最内側補強層のクローラ幅方向における両端部と対応する位置（以下、対応部分という）に、ゴム層が配設されているので、最内側補強層とスチールコード層との間において、最も大きな負荷がかかる前記対応部分におけるゴム材料の厚さを大きく確保することが可能になり、前記対応部分に生ずるせん断ひずみを抑えて亀裂が発生するのを抑制することができる。

さらに、ゴム層が、スチールコード層と最内側補強層との間におけるクローラ幅方向の全域にわたって配設されているので、ゴム層を高精度かつ効率的に配設することが可能になる。
また、ゴム層においてクローラ幅方向に沿ってその両端部を除く中側部分の厚さが、前記両端部の厚さよりも薄くなっているので、ゴムクローラにおいて駆動輪から駆動力が主に伝達される前記中側部分が位置する部分の曲げ剛性が、ゴム層を設けたことにより高くなりすぎるのを防ぐことが可能になる。したがって、ゴム層を設けたことでゴムクローラから駆動輪に加えられる負荷が高くなり、燃費が悪化するのを防ぐことができる。

さらに、前記ゴム層において、スチールコード層側の内面はその全域にわたってクローラ幅方向に沿って平行に延在し、前記バイアス補強層側の外面のうち、クローラ幅方向の両端部に
位置する部分は前記中側部分に位置する部分よりもバイアス補強層側に張り出しており、前記複数のバイアス補強層はそれぞれ、クローラ幅方向に沿った断面視において、前記ゴム層の外面に沿ってクローラ幅方向に延在してもよい。
この場合、複数のバイアス補強層がそれぞれ、クローラ幅方向に沿った断面視でゴム層の前述した外面に沿ってクローラ幅方向に延在しているので、最内側補強層とスチールコード層との間において、前記中側部分が位置する部分におけるゴム材料の厚さを確実に薄く抑えることが可能になる。
またこのように、複数のバイアス補強層がそれぞれ、ゴム層の外面に沿ってクローラ幅方向に延在して、これらのバイアス補強層において、前記中側部分と対応する部分がクローラ幅方向の両端部より内周側に張り出していることから、ゴムクローラを駆動輪および従動輪によりその内周面側からクローラ周方向に引張したときに、これらのバイアス補強層において前記中側部分と対応する部分を、突っ張らせることなく外周側に張り出させ易くすることが可能になる。
以上より、ゴム層を設けたことでゴムクローラの曲げ剛性が高くなるのを極力抑えることが可能になり、ゴムクローラから駆動輪に加えられる負荷が高くなるのをより一層確実に防ぐことができる。

また、本発明のクローラ式走行体は、駆動輪と、従動輪と、これらの両輪間に無端帯状に巻回されたゴムクローラと、このゴムクローラの内周面に形成された少なくとも左右一対の転輪通過面上に配設されて該ゴムクローラの送り移動に伴って転動させられる複数の転輪と、を備えるクローラ式走行体であって、前記ゴムクローラは本発明のゴムクローラであることを特徴とする。

この発明によれば、最内側補強層とスチールコード層との間において、最内側補強層のクローラ幅方向における端部と対応する位置に亀裂が発生するのを抑制することができる。

本発明に係る一実施形態として示したゴムクローラの一部断面を含むクローラ式走行体の要部を示す斜視図である。 図１に示すクローラ式走行体の一部拡大図である。 本発明に係る他の実施形態として示したゴムクローラであって、クローラ幅方向に沿った一部横断面図である。

以下、本発明に係るゴムクローラの一実施形態を、図１および図２を参照しながら説明する。
例えば、油圧ショベル等の建設機械や農機、その他のクローラ式車両の下部に配設される左右一対のクローラ式走行体１にはそれぞれ、図１に示されるように、駆動輪２１と、図示されない従動輪と、これらの両輪間に無端帯状に巻回されたゴムクローラ１０と、このゴムクローラ１０におけるゴムクローラ本体１１の内周面に形成された左右一対の転輪通過面Ｓ上に配設されて該ゴムクローラ１０の送り移動に伴って転動させられる複数の転輪２２と、が備えられている。なお、図示の例では、ゴムクローラ１０は、内部に芯金が埋設されていないいわゆる芯金レスゴムクローラとなっている。

駆動輪２１はスプロケットとされ、車両フレームに設けられた例えば油圧モータ等の駆動手段により回転可能に支持されている。
前記従動輪は前記車両フレームに回転自在に支持されている。
また、本実施形態では、ゴムクローラ１０の内周面側において駆動輪２１と従動輪との間に位置する部分には、前記車両フレームに回転自在に支持された複数の転輪２２が配置されている。

ゴムクローラ１０は、ゴム材料で無端帯状に成形されたゴムクローラ本体１１を備え、このゴムクローラ本体１１の内周面におけるクローラ幅方向の中央部には、その全周にわたってクローラ周方向に等間隔をあけて複数の駆動突起２４が突設されている。これらの駆動突起２４に、前述の駆動輪２１および従動輪が噛合した状態で、これらの両輪が回転することにより、ゴムクローラ１０がクローラ周方向に送り移動させられるようになっている。なお、ゴムクローラ本体１１の幅は例えば約４５０ｍｍとなっている。

また、ゴムクローラ本体１１の内周面において、駆動突起２４をクローラ幅方向で挟んだ両側に位置する部分は、全周にわたって平滑面とされた転輪通過面Ｓとなっている。そして、この転輪通過面Ｓ上で、複数の転輪２２がゴムクローラ１０の送り移動に伴って軸線回りに転動させられるようになっている。
ここで、転輪通過面Ｓは、ゴムクローラ本体１１の内周面において後述するスチールコード層１３および複数のバイアス補強層１４〜１６それぞれのクローラ幅方向の端部と対応する位置に位置している。

なお、複数の転輪２２のうち、一部はゴムクローラ１０の内周面において地面側の下側に位置する部分をその上側から支持するように配置されるとともに、残りはゴムクローラ１０の内周面において上側に位置する部分をその下側から支持するように配置されている。前者の転輪２２により、ゴムクローラ１０の外周面において下側に位置する部分を地面に押し付けさせ、また後者の転輪２２により、ゴムクローラ１０において上側に位置する部分を弛まないように支持させるようになっている。

ゴムクローラ本体１１の外周面には、クローラ周方向に間隔をあけて第１ラグ１８および第２ラグ１９がそれぞれ複数ずつ突設されている。第１ラグ１８および第２ラグ１９はそれぞれ、クローラ幅方向に延在している。第１ラグ１８は、クローラ幅方向に沿って連続して延在し、ゴムクローラ本体１１の外周面においてクローラ幅方向の両端部を除いた部分に配設され、第２ラグ１９は、ゴムクローラ本体１１の外周面においてクローラ幅方向の中央部を除いた部分に配設されるようにクローラ幅方向に分断されて延在している。
そして、これらの両ラグ１８、１９がゴムクローラ本体１１の外周面にクローラ周方向に沿って交互に配設されている。なお、クローラ周方向で隣り合う両ラグ１８、１９同士の間隔は例えば約１００ｍｍとなっている。

ゴムクローラ本体１１内には、クローラ周方向に延びるスチールコード１２がクローラ幅方向に複数並べられて埋設されたスチールコード層１３と、このスチールコード層１３の外周側に配設された第１バイアス補強層１４（最内側補強層）、第２バイアス補強層１５および第３バイアス補強層１６と、が備えられている。
これらのバイアス補強層１４〜１６の内部にはそれぞれ、例えばスチールコード層１３内のスチールコード１２よりも小径のスチールコード、若しくはナイロン等の有機繊維コード等からなる補強コード１７が複数埋設されている。

これらのうち、第１バイアス補強層１４が最も内周側に位置し、第３バイアス補強層１６が最も外周側に位置している。
また、第１バイアス補強層１４および第２バイアス補強層１５に埋設された補強コード１７は、クローラ周方向およびクローラ幅方向の双方に対して傾斜する方向（例えば、クローラ幅方向に対して３０°以上６０°以下、好ましくは約３８°）に延在し、かつ前記傾斜する方向に直交する方向に複数並べられている。また、第１バイアス補強層１４および第２バイアス補強層１５にそれぞれ埋設された補強コード１７の各延在方向は、互いに逆向きとなっている。
第３バイアス補強層１６に埋設された補強コード１７は、クローラ幅方向に延在し、かつクローラ周方向に複数並べられている。

第１〜第３バイアス補強層１４〜１６のクローラ幅方向における各大きさ、つまり幅は互いに同等となっている。さらに、これらのバイアス補強層１４〜１６の各幅は、スチールコード層１３の幅以下となっている。また、スチールコード層１３および第１〜第３バイアス補強層１４〜１６それぞれのクローラ幅方向の中央部は、ゴムクローラ本体１１のクローラ幅方向の中央部と一致している。これにより、第１〜第３バイアス補強層１４〜１６は、全域にわたってスチールコード層１３により内周側から覆われている。図示の例では、第１〜第３バイアス補強層１４〜１６およびスチールコード層１３の各幅は互いに同等になっている。

そして、本実施形態では、第１〜第３バイアス補強層１４〜１６のうち最も内周側に位置する第１バイアス補強層１４と、スチールコード層１３との間において、第１バイアス補強層１４のクローラ幅方向における両端部１４ａと対応する位置（以下、対応部分という）に、ゴム層２０が配設されている。図示の例では、ゴム層２０は、スチールコード層１３と第１バイアス補強層１４との間におけるクローラ幅方向の全域にわたって配設されている。また、ゴム層２０においてクローラ幅方向に沿ってその両端部２０ａを除く中側部分２０ｂの厚さは、両端部２０ａの厚さよりも薄くなっている。

なお、ゴム層２０のクローラ幅方向における両端部２０ａの厚さは例えば１ｍｍ〜５ｍｍとなっている。また、ゴム層２０の前記中側部分２０ｂの厚さは例えば０．５ｍｍ〜２．０ｍｍとなっている。図示の例では、ゴム層２０のクローラ幅方向の中央部は、ゴムクローラ本体１１のクローラ幅方向の中央部と一致するとともに、このゴム層２０の幅は、第１〜第３バイアス補強層１４〜１６およびスチールコード層１３の各幅と同等になっている。そして、第１〜第３バイアス補強層１４〜１６のクローラ幅方向における両端部のクローラ幅方向に沿った各位置はそれぞれ、ゴム層２０のクローラ幅方向における両端部２０ａのクローラ幅方向に沿った各位置と一致している。

さらに、ゴム層２０においてスチールコード層１３側の内面２０ｃはその全域にわたってクローラ幅方向に沿って平行に延在している。また、スチールコード層１３はその全域にわたってクローラ幅方向に沿って平行に延在している。これにより、ゴム層２０の内面２０ｃとスチールコード層１３との間隔は、全域にわたって同等になっている。
また、ゴム層２０における第１〜第３バイアス補強層１４〜１６側の外面２０ｄのうち、クローラ幅方向の両端部２０ａに位置する部分は前記中側部分２０ｂに位置する部分よりも第１〜第３バイアス補強層１４〜１６側に張り出している。さらに、このゴム層２０の外面２０ｄのうち、クローラ幅方向の両端部２０ａに位置する部分、および前記中側部分２０ｂに位置する部分はそれぞれ、クローラ幅方向に沿って平行に延在し、クローラ幅方向の両端部２０ａに位置する部分と、前記中側部分２０ｂに位置する部分とを接続する部分は、クローラ幅方向の内側に向かうに従い内周側に向けて傾斜している。

そして、第１〜第３バイアス補強層１４〜１６は、クローラ幅方向に沿った断面視において、ゴム層２０の外面２０ｄに沿ってクローラ幅方向に延在している。
以上より、ゴム層２０の外面２０ｄと第１バイアス補強層１４との間隔、ゴム層２０の内面２０ｃとスチールコード層１３との間隔、およびゴムクローラ本体１１の厚さ方向で互いに隣接する第１〜第３バイアス補強層１４〜１６同士の間隔はそれぞれ、全域にわたって同等になっている。

また、本実施形態では、ゴム層２０は、ゴムクローラ本体１１を形成する材質よりも損失正接が低い材質で形成されている。例えば、ゴムクローラ本体１１は、３０℃における損失正接が０．２〜０．４のゴム材料で形成され、ゴム層２０は、３０℃における損失正接が０．１〜０．２のゴム材料で形成されている。
さらに、ゴムクローラ本体１１およびゴム層２０はそれぞれ、例えばＮＲを５０重量％以上含有するＮＲ系のゴム材料で形成されている。これにより、ゴムクローラ本体１１とゴム層２０とを互いに強固に接着できるようになっている。

以上説明したように、本実施形態によるゴムクローラ１０によれば、第１バイアス補強層１４とスチールコード層１３との間における前記対応部分に、ゴム層２０が配設されているので、第１バイアス補強層１４とスチールコード層１３との間において、最も大きな負荷がかかる前記対応部分におけるゴム材料の厚さを大きく確保することが可能になり、前記対応部分に生ずるせん断ひずみを抑えて亀裂が発生するのを抑制することができる。

また、ゴム層２０がゴムクローラ本体１１を形成する材質よりも損失正接が低いいわゆる低ロス材料で形成されているので、前記対応部分にせん断ひずみが繰り返し生じても、発生する熱量を抑えることが可能になり、この熱による劣化に起因して前記対応部分に亀裂が生じ易くなるのを抑制することができる。
さらに、ゴム層２０が、スチールコード層１３と第１バイアス補強層１４との間におけるクローラ幅方向の全域にわたって配設されているので、ゴム層２０を高精度かつ効率的に配設することが可能になる。

また、ゴム層２０においてクローラ幅方向に沿ってその両端部２０ａを除く中側部分２０ｂの厚さが、前記両端部２０ａの厚さよりも薄くなっているので、ゴムクローラ１０において駆動輪２１から駆動力が主に伝達される前記中側部分２０ｂが位置する部分の曲げ剛性が、ゴム層２０を設けたことにより高くなりすぎるのを防ぐことが可能になる。したがって、ゴム層２０を設けたことでこのゴムクローラ１０から駆動輪２１に加えられる負荷が高くなり、燃費が悪化するのを防ぐことができる。

さらに、第１〜第３バイアス補強層１４〜１６がそれぞれ、クローラ幅方向に沿った断面視でゴム層２０の外面２０ｄに沿ってクローラ幅方向に延在しているので、第１バイアス補強層１４とスチールコード層１３との間において、前記中側部分２０ｂが位置する部分におけるゴム材料の厚さを確実に薄く抑えることが可能になる。
またこのように、第１〜第３バイアス補強層１４〜１６がそれぞれ、ゴム層２０の外面２０ｄに沿ってクローラ幅方向に延在して、これらのバイアス補強層１４〜１６において、前記中側部分２０ｂと対応する部分がクローラ幅方向の両端部より内周側に張り出していることから、ゴムクローラ１０を駆動輪２１および従動輪によりその内周面側からクローラ周方向に引張したときに、これらのバイアス補強層１４〜１６において前記中側部分２０ｂと対応する部分を、突っ張らせることなく外周側に張り出させ易くすることが可能になる。
以上より、ゴム層２０を設けたことでゴムクローラ１０の曲げ剛性が高くなるのを極力抑えることが可能になり、ゴムクローラ１０から駆動輪２１に加えられる負荷が高くなるのをより一層確実に防ぐことができる。

なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、前記実施形態では、ゴムクローラ本体１１の内周面におけるクローラ幅方向の中央部に、その全周にわたってクローラ周方向に等間隔をあけて複数の駆動突起２４を突設したが、これに代えて、ゴムクローラ本体１１に駆動輪２１が噛合する噛み合い孔を形成してもよい。
また、前記実施形態では、芯金レスゴムクローラを示したが、ゴムクローラ本体１１の内部に芯金が埋設されたゴムクローラを採用してもよい。

さらに、前記実施形態では、第１〜第３バイアス補強層１４〜１６の各幅を互いに同等としたが、互いに異ならせてもよいし、あるいは第１〜第３バイアス補強層１４〜１６の各幅をスチールコード層１３の幅よりも広くしてもよい。
また例えば図３（ａ）に示されるように、第３バイアス補強層１６の幅は、前記実施形態と同様にスチールコード層１３の幅と同等にし、第１バイアス補強層１４および第２バイアス補強層１５の各幅を、スチールコード層１３および第３バイアス補強層１６の各幅よりも狭くしてもよい。そして、ゴム層２０の幅を、第１バイアス補強層１４および第２バイアス補強層１５の各幅と同等にしてもよい。

また、例えば図３（ｂ）に示されるように、第３バイアス補強層１６の幅を、第１バイアス補強層１４および第２バイアス補強層１５の各幅よりも狭くし、さらにこれらの第１バイアス補強層１４および第２バイアス補強層１５の各幅を、スチールコード層１３の幅よりも狭くしてもよい。そして、ゴム層２０の幅を、第１バイアス補強層１４および第２バイアス補強層１５の各幅と同等にしてもよい。

さらに、例えば図３（ｃ）に示されるように、第１バイアス補強層１４の幅をスチールコード層１３の幅よりも狭くし、第２バイアス補強層１５の幅を第１バイアス補強層１４の幅よりも狭くし、第３バイアス補強層１６の幅を第２バイアス補強層１５の幅よりも狭くしてもよい。そして、ゴム層２０の幅を、第１バイアス補強層１４の幅と同等にしてもよい。

また、前記実施形態では、第１〜第３バイアス補強層１４〜１６を有する構成を示したが、これに代えて例えば、第３バイアス補強層１６を有さない構成、あるいは他のバイアス補強層を有する構成にも適用可能である。
さらに、ゴム層２０を形成する材質は前述したものに限らず適宜変更してもよい。
また、前記実施形態では、ゴム層２０の内面２０ｃをその全域にわたってクローラ幅方向に沿って平行に延在させ、ゴム層２０の外面２０ｄのうち、クローラ幅方向の両端部２０ａに位置する部分を前記中側部分２０ｂに位置する部分よりも第１〜第３バイアス補強層１４〜１６側に張り出させたが、これに代えて例えばゴム層２０の外面２０ｄをその全域にわたってクローラ幅方向に沿って平行に延在させ、ゴム層２０の内面２０ｃのうち、クローラ幅方向の両端部２０ａに位置する部分を前記中側部分２０ｂに位置する部分よりもスチールコード層１３側に張り出させる等して適宜変更してもよい。

さらに、前記実施形態では、転輪通過面Ｓをゴムクローラ本体１１の内周面に左右一対形成したが、３つ以上形成してもよい。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した変形例を適宜組み合わせてもよい。

最内側補強層とスチールコード層との間において、最内側補強層のクローラ幅方向における端部と対応する位置に亀裂が発生するのを抑制することができる。

１ クローラ式走行体
１０ ゴムクローラ
１１ ゴムクローラ本体
１２ スチールコード
１３ スチールコード層
１４ 第１バイアス補強層（最内側補強層）
１４ａ 第１バイアス補強層のクローラ幅方向における両端部
１５ 第２バイアス補強層
１６ 第３バイアス補強層
２０ ゴム層
２０ａ ゴム層の両端部
２０ｂ ゴム層の中側部分
２０ｃ ゴム層の内面
２０ｄ ゴム層の外面
２１ 駆動輪
２２ 転輪
Ｓ 転輪通過面

Claims (3)

1. 内周面に少なくとも左右一対の転輪通過面を備える無端帯状のゴムクローラ本体内に、クローラ周方向に延びるスチールコードがクローラ幅方向に複数並べられて埋設されたスチールコード層と、このスチールコード層の外周側に配設された複数のバイアス補強層と、が備えられ、
   前記左右一対の転輪通過面が、ゴムクローラ本体の内周面において、前記スチールコード層および複数のバイアス補強層それぞれのクローラ幅方向の端部と対応する位置に配置されたゴムクローラであって、
   複数のバイアス補強層のうち最も内周側に位置する最内側補強層と、スチールコード層との間において、少なくとも前記最内側補強層のクローラ幅方向における両端部と対応する位置に、ゴム層が配設され、
   前記ゴム層は、スチールコード層と最内側補強層との間におけるクローラ幅方向の全域にわたって配設され、
   このゴム層においてクローラ幅方向に沿ってその両端部を除く中側部分の厚さは、前記両端部の厚さよりも薄くなっていることを特徴とするゴムクローラ。
2. 請求項１記載のゴムクローラであって、
   前記ゴム層において、スチールコード層側の内面はその全域にわたってクローラ幅方向に沿って平行に延在し、前記バイアス補強層側の外面のうち、クローラ幅方向の両端部に位置する部分は前記中側部分に位置する部分よりもバイアス補強層側に張り出しており、
   前記複数のバイアス補強層はそれぞれ、クローラ幅方向に沿った断面視において、前記ゴム層の外面に沿ってクローラ幅方向に延在していることを特徴とするゴムクローラ。
3. 駆動輪と、従動輪と、これらの両輪間に無端帯状に巻回されたゴムクローラと、このゴムクローラの内周面に形成された少なくとも左右一対の転輪通過面上に配設されて該ゴムクローラの送り移動に伴って転動させられる複数の転輪と、を備えるクローラ式走行体であって、
   前記ゴムクローラは請求項１または２に記載のゴムクローラであることを特徴とするクローラ式走行体。

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