JP5571319B2 - 弾性クローラ - Google Patents

Description

本発明は、土木用作業機、建設用作業機または農業用作業機等の走行車両およびこれらに装着される弾性クローラに関する。

クローラ式走行車両には、走行時の騒音の低下および走行路面の損傷の低減等のために、鉄クローラではなく弾性クローラが使用される場合が多い。弾性クローラが装着されるクローラ式走行車両は、平坦な地面上よりも凹凸の激しい地面を走行することが多く、大きな石または縁石等に乗り上げたときの折れ曲がりの繰り返しにより、弾性クローラを形成する弾性体（ゴム）が疲労し、亀裂が生じやすい。
弾性クローラにとって、従来、弾性体の亀裂の防止は大きな課題であった。
この課題に対して、例えば、特許文献１には、縁石等への乗り上げおよびすべり落ちに起因してラグの幅方向端部に生じる耳切れを低減させるために、ラグ頂面の幅方向における長さが異なる２種類のラグを、周方向に交互に配した弾性クローラが開示されている。

特開２００７−３０２２０１号公報

特許文献１に開示された弾性クローラは、２種類のラグがラグ頂面の幅方向における長さを異ならせた結果、２種類のラグの幅方向端部において幅方向外方を向くそれぞれの端面における傾斜角度が、一方で大きく他方で小さい。このように、特許文献１に開示された弾性クローラは、ラグを形状の異なる２種類とすることにより、縁石への乗り上げの際のラグの変形の程度を小さくし、疲労を軽減させてラグの耳切れの低減を図っている。
しかし、一般に、弾性クローラは、縁石等に乗り上げたときに、隣り合うラグ間における芯金上の弾性体の薄くなった部分が起点となって、耳切れが発生しやすい。また、縁石に中途半端に乗り上げ、途中で縁石より滑り落ちるときにも弾性体に大きな負荷が加わり、この繰り返しによっても耳切れが生じやすい。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、幅方向端部における耳切れが防止された弾性クローラを提供することを目的とする。

本発明に係る弾性クローラは、無端帯状に形成されたクローラ本体と、周方向に間隔を有して前記クローラ本体に埋設された複数の芯金と、周方向に間隔を有して前記クローラ本体の外周側の表面から突出する複数のラグと、で形成され、前記クローラ本体は、周方向に隣り合う前記ラグ間における前記外周側の表面の幅方向の端から内方に所定の範囲に、前記端に近づくに伴い前記クローラ本体の厚さを減少させるための傾斜面を備えており、前記ラグは、幅方向の端において幅方向外方を向く外側面が傾斜して前記クローラ本体の幅方向の端面に連続しており、前記所定の範囲は、幅方向における前記芯金の端から前
記クローラ本体の端までの距離より小さい範囲であり、前記クローラ本体は、周方向に隣り合う前記ラグ間における幅方向端の厚さ（以下「ラグ間端部厚さ」という。）が、前記外側面が連続する幅方向の端面における厚さ（以下「ラグ端部厚さ」という。）よりも小さく、それらの厚さの差は、３ｍｍ以上１０ｍｍ以下であって、それらの厚さの差により、弾性クローラの幅の１／２の段差を備えた縁石に進入角度２０°で乗り上げさせて走行させることを繰り返したときに、前記ラグの幅方向端部に耳切れが生ずるまでの回数が、前記ラグ間端部厚さと前記ラグ端部厚さとが同じ弾性クローラに対して１０％以上向上することができる。

好ましくは、それらの厚さの差により、前記ラグの幅方向端部に耳切れが生ずるまでの回数が、前記ラグ間端部厚さと前記ラグ端部厚さとが同じ弾性クローラに対して１０％以上３０％以下向上することができる。さらに好ましくは、前記クローラ本体は、周方向に隣り合う前記ラグ間における前記所定の範囲よりも内方における厚さが、前記外側面が連続する幅方向の端面における厚さよりも小さい。

上記において、ラグについて「周方向に隣り合う」としたのは、幅方向のいずれか一方の側において「周方向に隣り合う」の意である。
また、上記における「（クローラ本体の）幅方向の端面における厚さ」とは、クローラ本体の該当する部分における幅方向の端の厚さの意である。

本発明によると、幅方向端部における耳切れが防止された弾性クローラを提供することができる。

図１は弾性クローラを外周側から見た図である。 図２は図１におけるＡ−Ａ矢視断面図である。 図３は他の弾性クローラの幅方向断面部分図である。 図４は角が面取り等されたときのラグ間端部厚さを示す図である。 図５は他のラグ形態を有する弾性クローラを外周側から見た図である。 図６は図５におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。 図７は従来の弾性クローラの幅方向断面部分図である。

図１は弾性クローラ１を外周側から見た図、図２は図１におけるＡ−Ａ矢視断面図である。
弾性クローラ１は、クローラ本体２、複数の芯金３，３，３，３、複数のラグ４，…，４および１対の抗張体５，５等からなる。
以下の説明において、弾性クローラ１における外周側とは、弾性クローラ１がクローラ式走行車両に装着されたときに外周となる側であり、地面に接地する側（接地側）である。したがって、内周側とは、この外周側の反対側をいう。

また、単に「周方向」または「幅方向」というときは、弾性クローラ１（クローラ本体２）における周方向または幅方向を意味する。
クローラ本体２は、肉厚帯状の弾性体の両端が接合されて無端帯状に形成される。クローラ本体２は、後述するラグ４，…，４が突出する部分を除き、幅方向の端近傍における外周側の表面が、周方向および幅方向に拡がる仮想平面Ｍ１−Ｇ１（以下「仮想平面ＭＧ１」という）に対して傾斜している。この幅方向の端近傍において傾斜する表面を「端部傾斜面１１」という。

端部傾斜面１１は、それよりも内方の表面との境界に真っ直ぐな交線１２を形成している。クローラ本体２の外周側表面の端部傾斜面１１よりも幅方向における「内方の表面」を「内方表面１３」という。
端部傾斜面１１は、クローラ本体２の幅方向の端面１４と鈍角を形成して連続する。
クローラ本体２は、幅方向の端近傍の端部傾斜面１１が形成された部分では、その厚さが端に近づくに伴い急激に減少する。
芯金３は、全体として略細長い形状を有し、長手方向両側のそれぞれの端から内方に向けて所定の範囲が略板状の翼部１５，１５となっている。芯金３，…，３は、その長手方向を弾性クローラ１の幅方向に一致させ、弾性クローラ１の周方向に一定の間隔をあけてクローラ本体２に埋め込まれている。周方向に隣り合う芯金３，３の間におけるクローラ本体２の幅方向中央には、外周側と内周側とを連通させる係合孔１６が設けられている。係合孔１６は、弾性クローラ１が装着されるクローラ式走行車両における駆動スプロケットの爪に係合されて、駆動スプロケットの回転により弾性クローラ１を循環運動させるためのものである。

ラグ４は、クローラ本体２と同じ弾性体で形成され、クローラ本体２の外周側表面から突出する。ラグ４は、幅方向のいずれか一方の側における係合孔１６の近傍を起点として、幅方向にクローラ本体２の端まで伸びている。
ラグ４は、１つの係合孔１６について幅方向のいずれか一方の側に設けられ、隣り合う係合孔１６，１６のそれぞれを起点とするラグ４，４は、常に幅方向の互いに異なる側に位置する。つまり、弾性クローラ１においては、周方向に並ぶラグ４，…，４は、千鳥状に配される。

ラグ４の突出端は、弾性クローラ１がクローラ式走行車両に装着されたときに地面に接する接地面１７である。幅方向端において幅方向外方を向くラグ４の側面１８（以下「外側面１８」という）は、幅方向に直交して周方向に拡がる仮想平面Ｍ２−Ｇ２（以下「仮想平面ＭＧ２」という）に対して傾斜している。
ラグ４は、その起点となる係合孔１６を挟んで配された２つの芯金３，３における翼部１５，１５の一部と、周方向において重なっている。ここで、「周方向において重なる」とは、ラグ４を外周側（または内周側）から見たとき（透視したとき）に重なる状態をいう。

抗張体５は、複数のスチールコード等の抗張力コードが幅方向に１列に並べられて形成されている。抗張体５，５は、幅方向の両側において、それぞれ芯金３における翼部１５の外周側を周方向全体にわたり巻回された状態で、クローラ本体２に埋め込まれている。
弾性クローラ１のクローラ本体２は、周方向に並ぶラグ４，４間における幅方向端の厚さａ（以下「ラグ間端部厚さａ」という）が、ラグ４が突出する部分の幅方向端の厚さｂ（以下「ラグ端部厚さｂ」という）よりも小さい（ａ＜ｂ）。また、クローラ本体２は、端面１４における内周側の端縁１９を通る仮想平面ＭＧ３（図２における仮想平面Ｍ３−Ｇ３）と交線１２を通る仮想平面ＭＧ１との距離ｃ（以下「基準厚さｃ」という）が、ラグ端部厚さｂに等しい。

なお、クローラ本体２における、ラグ間端部厚さａ、ラグ端部厚さｂ、および基準厚さｃを規定するための端縁１９および交線１２は、基準となる端縁および（または）交線部分が面取り等成されている場合には、面取り等がなされないとしたときの端縁および交線を採用する（図２の範囲Ｓ１，Ｓ２参照）。基準となる端縁および（または）交線部分が直線でない場合には、端縁等からの距離の自乗の和が最小となる直線を求め、その直線を採用する。
また、弾性クローラ１では、端部傾斜面１１は、幅方向において芯金３の翼部１５の先端よりも外方に設けられる。図１および図２において、交線１２とクローラ本体２の幅方
向の端面１４との距離ｄ１は、芯金３の翼部１５の先端と端面１４との距離ｄ２よりも小さい。

弾性クローラ１は、上記のように形成されていることにより、図７に示される従来の弾性クローラ５１，５２，５３に比べて、クローラ式走行車両が縁石等に乗り上げたときに、ラグ４の幅方向端部の剛性が確保され、かつラグ間端部厚さａとラグ端部厚さｂとの差（ｂ−ａ＞０）により、ラグ４が縁石等に乗り上げやすくなる。
弾性クローラ１における縁石等への乗り上げ易さは、ラグ間端部厚さａがラグ端部厚さｂより小さく、縁石等に乗り上げたときに、周方向に並ぶラグ４，４間における幅方向端の縁石への掛かりが増えることによる。また、ラグ端部厚さｂがラグ間端部厚さａより大きく、ラグ４が突出する部分の幅方向端におけるラグ４の張り出しにより、縁石への掛かりが増えることによる。

弾性クローラ１は、縁石への掛かりが良くなることにより縁石等からの滑り落ちの頻度が減少し、滑り落ちる時に発生し易い亀裂等が生じる機会を減少させることができる。
また、弾性クローラ１は、クローラ式走行車両が縁石に乗り上げラグ４が縁石に掛からない場合にはラグ４がスムーズに縁石等から滑り落ち、クローラ本体２の幅方向端部に加わるダメージを減少させることができる。
弾性クローラは、一般に、縁石等に乗り上がった後に、転輪等を介してクローラ式走行車両の重量が加わり弾性体が伸びきった状態で縁石等から滑り落ちるときに亀裂が生じ易い。上記のように形成された弾性クローラ１は、縁石等への乗り上がりが弾性体に負担を掛けない状態で円滑に行われ、滑り落ちも同様に弾性体に負担を掛けない状態で円滑に行われるので、亀裂が生じにくい。

なお、弾性クローラ５１，５２，５３を示す図７において、図２と同じ符合を付した部分の構成、およびａ，ｂ，ｃの定義は、弾性クローラ１におけるものと同じである。
図３は他の弾性クローラ１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの幅方向断面部分図である。図３の（ａ），（ｂ），（ｃ）各図に示される弾性クローラ１Ｂ，１Ｃ，１Ｄにおいて、弾性クローラ１と同じ構成の部分については弾性クローラ１におけるものと同じ符合を付し、その説明を省略する。また、弾性クローラ１Ｂ，１Ｃ，１Ｄにおけるａ，ｂ，ｃの定義も弾性クローラ１におけるものと同じである。

図３（ａ）に示される弾性クローラ１Ｂは、クローラ本体２の幅方向の端近傍における周方向に隣り合うラグ４，４間に、盛り上がって周方向に伸びる隆起帯２１Ｂを有する。隆起帯２１Ｂは、幅方向外方を向く面が、周方向および幅方向に拡がる仮想平面Ｍ１−Ｇ１（仮想平面ＭＧ１）に対して傾斜する端部傾斜面１１Ｂとなっている。
弾性クローラ１Ｂにおける交線１２は、内方表面１３を幅方向に拡大した面と端部傾斜面１１との交線である。弾性クローラ１Ｂにおけるクローラ本体２は、周方向に並ぶラグ４，４間の幅方向端の厚さａ（ラグ間端部厚さａ）が、ラグ４が突出する部分の幅方向端の厚さｂ（ラグ端部厚さｂ）よりも小さい（ａ＜ｂ）。

弾性クローラ１Ｃ，１Ｄにおいても、図３（ｂ），（ｃ）に示されるように、クローラ本体２におけるラグ間端部厚さａは、ラグ端部厚さｂよりも小さい（ａ＜ｂ）。
弾性クローラ１Ｂ，１Ｃ，１Ｄはいずれも、交線１２とクローラ本体２の幅方向の端面１４との距離ｄ１が、芯金３の翼部１５の先端と端面１４との距離ｄ２よりも小さい。
弾性クローラ１Ｂ，１Ｃ，１Ｄは、縁石等を通過するときにラグ４が縁石等に乗り上げやすく、またラグ４が縁石に掛からない場合にはラグ４がスムーズに縁石等から滑り落ち、クローラ本体２の幅方向端部に加わるダメージを減少させて耳切れを減少させることができる。

表１は、ラグ間端部厚さａを種々変更した弾性クローラ１、および図３（ａ）に示される弾性クローラ５１について、耳切れの発生の生じ難さ（以下「耐耳切れ性」という）およびラグ４の幅方向端部における変形を調べた結果である。

試験に使用した弾性クローラ１，５１は、クローラ幅が４００ｍｍ、芯金３の長さが３００ｍｍ、およびクローラピッチが７２．５ｍｍである。
試験は、弾性クローラ１，５１が装着されたクローラ式走行車両（重量４ｔ）を、高さ２０ｃｍの縁石に進入角度（縁石が伸びた方向に対する弾性クローラの幅方向の（傾き）角度）２０度で乗り上げさせる走行を、耳切れが生ずるまで繰り返すことにより行った。
耐耳切れ性は、耳切れが生ずるまでの繰り返し回数を用い、耐ラグ側面変形は、目視により観察した試験時における弾性クローラの幅方向端面の変形（反り）の程度を用いて求めた。

耐耳切れ性および耐ラグ側面変形の各数値は、ラグ間端部厚さａとラグ端部厚さｂとが等しい（従来の）弾性クローラ５１（比較例１）における耐耳切れ性および耐ラグ側面変形をそれぞれ１００とし、耐耳切れ性が良好な場合をこれより大きな数値とし、耐ラグ側面変形が不良の場合をこれより大きな数値とした。
弾性クローラでは、通常その変形は、変形の原因が取り除かれれば復元するので、表１における評価は、耐耳切れ性の結果を重視して行った。
表１に示されるように、弾性クローラ１は、ラグ間端部厚さａとラグ端部厚さｂとの差が３ｍｍ以上１０ｍｍ以下の場合に、耐耳切れ性が良好となり、耐ラグ側面変形の低下の程度がわずかである。

上述の実施形態において、クローラ本体２における端部傾斜面１１，１１Ｂを平面ではなく周方向に母線を有する湾曲面としてもよい。端部傾斜面１１Ｆが湾曲する面であって内方表面１３との境界に交線１２を形成せず、かつ端部傾斜面１１Ｆが翼部１５の先端よりも内方に続くときには、端部傾斜面１１Ｆの幅方向における範囲ｄ１は、次のようにして求める。
すなわち、図４に示される幅方向断面における端部傾斜面１１Ｆ（の断面端縁における曲線）について、距離の自乗の和が最小となる直線Ｓ−Ｌを求め、この直線Ｓ−Ｌを含み断面に直交する仮想平面と内方表面１３を幅方向に拡大した面とにより形成される仮想交線１２Ｆから、端面１４までの距離をｄ１とする。

また、湾曲する面で形成された端部傾斜面１１Ｆのラグ間端部厚さａは、直線Ｓ−Ｌを含む仮想平面と端面１４とにより形成される仮想交線２２Ｆを基準とする（図４参照）。仮想交線２２Ｆが湾曲する場合には、仮想交線２２Ｆとの距離の自乗の和が最小となる直線を求め、これをラグ間端部厚さａの基準とする。
図５は他のラグ形態を有する弾性クローラ１Ｅを外周側から見た図、図６は図５におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。
弾性クローラ１Ｅは、幅方向に対して傾斜するラグ４Ｅ，…，４Ｅを有する。

ラグ４Ｅは、１つの係合孔１６について幅方向のいずれか一方の側に設けられ、隣り合う係合孔１６，１６に対して幅方向横のそれぞれのラグ４Ｅ，４Ｅは、常に幅方向の互いに異なる側に位置する。
ラグ４Ｅにおける幅方向の端で幅方向外方を向く側面（外側面）１８Ｅは、幅方向に直交して周方向に拡がる仮想平面Ｍ２−Ｇ２に対して傾斜している。
また、クローラ本体２は、ラグ４Ｅ，…，４Ｅが突出する部分を除く幅方向の端近傍に、周方向および幅方向に拡がる仮想平面Ｍ１−Ｇ１に対して傾斜する端部傾斜面１１Ｅを
備える。

端部傾斜面１１Ｅは、それよりも内方の内方表面１３Ｅとの境界に真っ直ぐな交線１２Ｅを形成する。端部傾斜面１１Ｅは、クローラ本体２の幅方向の端面１４と鈍角を形成して連続する。クローラ本体２は、幅方向の端近傍の端部傾斜面１１Ｅが形成された部分では、その厚さが端に近づくに伴い急激に減少する。
弾性クローラ１Ｅにおいても、弾性クローラ１と同様に、端部傾斜面１１Ｅは、芯金３の翼部１５の先端よりも幅方向の外方に設けられる。つまり、内方表面１３Ｅと端部傾斜面１１Ｅとが交差して形成される交線１２Ｅとクローラ本体２の幅方向の端面１４との距離ｄ１は、芯金３の翼部１５の先端と端面１４との距離ｄ２よりも小さい。

弾性クローラ１Ｅは、クローラ本体２における周方向に並ぶラグ４Ｅ，４Ｅ間の幅方向端の厚さａ（ラグ間端部厚さａ）が、（クローラ本体２における）ラグ４Ｅが突出する部分の幅方向端の厚さｂ（ラグ端部厚さｂ）よりも小さい（ａ＜ｂ）。弾性クローラ１Ｅは、このように形成されていることにより、弾性クローラ１，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄと同様に、幅方向端部における耳切れの防止効果を奏する。
図５および図６において図１および図２と同じ符合を付した部分は、弾性クローラ１におけるものと略同一である。

その他、弾性クローラ１，１Ｂ〜１Ｅ、および弾性クローラ１，１Ｂ〜１Ｅの各構成または全体の構造、形状、寸法、個数、材質などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。

本発明は、土木用作業機、建設用作業機または農業用作業機等の走行車両およびこれらに装着される弾性クローラに利用することができる。

１，１Ｂ〜１Ｅ 弾性クローラ
２ クローラ本体
３ 芯金
４，４Ｅ ラグ
１１，１１Ｂ，１１Ｅ 傾斜面（端部傾斜面）
１４ （クローラ本体の幅方向の）端面
１８，１８Ｅ 外側面
ａ （クローラ本体の）周方向に隣り合うラグ間における幅方向端の厚さ
ｂ （クローラ本体の）外側面が連続する幅方向の端面における厚さ
ｃ （クローラ本体の）所定の範囲よりも内方における厚さ
ｄ１ 所定の範囲
ｄ２ 芯金の端からクローラ本体の端までの距離

Claims (3)

1. 無端帯状に形成されたクローラ本体と、
   周方向に間隔を有して前記クローラ本体に埋設された複数の芯金と、
   周方向に間隔を有して前記クローラ本体の外周側の表面から突出する複数のラグと、で形成され、
   前記クローラ本体は、周方向に隣り合う前記ラグ間における前記外周側の表面の幅方向の端から内方に所定の範囲に、前記端に近づくに伴い前記クローラ本体の厚さを減少させるための傾斜面を備えており、
   前記ラグは、幅方向の端において幅方向外方を向く外側面が傾斜して前記クローラ本体の幅方向の端面に連続しており、
   前記所定の範囲は、幅方向における前記芯金の端から前記クローラ本体の端までの距離より小さい範囲であり、
   前記クローラ本体は、周方向に隣り合う前記ラグ間における幅方向端の厚さ（以下「ラグ間端部厚さ」という。）が、前記外側面が連続する幅方向の端面における厚さ（以下「ラグ端部厚さ」という。）よりも小さく、
   それらの厚さの差は、３ｍｍ以上１０ｍｍ以下であって、
   それらの厚さの差により、弾性クローラの幅の１／２の段差を備えた縁石に進入角度２０°で乗り上げさせて走行させることを繰り返したときに、前記ラグの幅方向端部に耳切れが生ずるまでの回数が、前記ラグ間端部厚さと前記ラグ端部厚さとが同じ弾性クローラに対して１０％以上向上することができる、弾性クローラ。
2. それらの厚さの差により、前記ラグの幅方向端部に耳切れが生ずるまでの回数が、前記ラグ間端部厚さと前記ラグ端部厚さとが同じ弾性クローラに対して１０％以上３０％以下向上することができる
   請求項１に記載の弾性クローラ。
3. 前記クローラ本体は、
   周方向に隣り合う前記ラグ間における前記所定の範囲よりも内方における厚さが、前記外側面が連続する幅方向の端面における厚さよりも小さい
   請求項１または請求項２に記載の弾性クローラ。