JP5596401B2 - ゴムクローラ用芯金の製造方法及びそれに用いる鋳型 - Google Patents

Description

本発明は、ゴムクローラ用芯金の製造方法及びそれに用いる鋳型、特にゴムクローラ用芯金を鋳造法により製造するゴムクローラ用芯金の製造方法及びそれに用いる鋳型に関する。

内部に芯金を有するゴムクローラは、無端帯状のクローラ本体の周方向に複数の芯金が並べて配置されている。それらの芯金は細長形状を有しており、全て同一形状である。芯金は、芯金の長手方向がクローラ本体の周方向と直交するように配置される。芯金には、長手方向の略中央部に一対のガイド突起が形成され、これらのガイド突起の間をスプロケット及びアイドラーが通過し、また一対のガイド突起の上部を転輪が通過するように構成されているものもある。ここで、スプロケットはゴムクローラに駆動力を与えるものであり、アイドラーはゴムクローラに張力を付与するものであり、転輪はゴムクローラを円滑に前進及び後退させるためのものである。

更に、芯金には、上記のガイド突起がクローラ本体の幅方向にずれることのないように互いに係合し合う別の突起が設けられ、幅方向の大きなずれ、いわゆる脱輪の発生を防止しているものもある。この別の突起を脱輪防止突起と称する。これは、クローラ本体の周方向に並べて埋設された芯金のガイド突起が、クローラ本体の幅方向に不揃いな状態になると、スプロケット、アイドラー、又は転輪が通過する際に脱輪し易くなるので、これを防止するためのものである。

図５（ａ）は、芯金に上述のガイド突起と脱輪防止突起の両方の突起が設けられているゴムクローラ用芯金の概略平面図である。同図（ｂ）は概略正面図、同図（ｃ）は概略側面図である。なお、この芯金は、芯金にガイド突起と脱輪防止突起の両方の突起が設けられた芯金の一例として示しており、その他にも多くの種類がある。

芯金５２は、芯金５２の長手方向の略中央部に一対のガイド突起５６−１、５６−２を有している。それらのガイド突起５６−１、５６−２の突起方向は接地面に垂直、すなわちクローラ本体の内周面側であり、それぞれのガイド突起５６−１、５６−２から当該芯金のクローラ本体の幅方向外側に向かう翼部（羽根部）５４が延在している。一対のガイド突起５６−１、５６−２の間は、スプロケット（図示していない）及びアイドラー（図示していない）が通過する駆動領域５０を形成し、一対のガイド突起５６−１、５６−２の上部の頂面５６ａ−１、５６ａ−２は転輪通過面を構成している。

幅方向の大きなずれを防止するための脱輪防止突起４２、４３は、一対のガイド突起５６−１、５６−２に連続して形成されている。これらの突起４２−１、４２−２、４３−１、４３−２は、突起方向がクローラ本体の周方向（接地面と平行）であり、突起４２−１、４２−２と突起４３−１、４３−２は、それぞれ相反する周方向に突出して形成されている。それらの突起４２、４３の周方向の先端部の間隔はそれぞれ異なっており、突起４２−１、４２−２の間に、隣の芯金の突起４３−１、４３−２が係合するように構成されている。また、脱輪防止突起４２、４３の上部の頂面は、高さが一対のガイド突起５６−１、５６−２の頂面の高さと同じに形成され、かつ一対のガイド突起５６−１、５６−２の上面５６ａ−１、５６ａ−２と同一面に形成され、転輪通過面を構成している。したがって、一対のガイド突起５６−１、５６−２の上部の頂面５６ａ−１、５６ａ−２と、脱輪防止突起４２、４３の上部の頂面とは、平面視でいわゆるＳ字型のクランク状になっている。

芯金は、芯金の形状に対応した芯金型を持つ鋳型に、溶融した材料（鉄）を注入し、そのまま凝固させるという方法（鋳造法）で製作される。この鋳造法においては、鋳型の合わせ面、又は割り位置をどのように設定するかが、鋳造される芯金の特性に影響を与える（例えば、特許文献１参照）。図６（ａ）は、芯金を鋳造法で製作するときの鋳型の概略平面図を示す。図６（ｂ）は、この鋳型６０の概略側面図である。ただし、図６（ａ）、図６（ｂ）では、芯金型６２は、鋳型６０が透明であるとして示しており、実際には外部からは芯金型６２は視認できない。また、芯金型６２は図５で示す芯金に対応しているが、これは一例として示した。

鋳型６０は、第１鋳型６０−１と第２鋳型６０−２に分離され、符号１００が付されたラインは割り位置を表す（図６（ｂ）参照）。割り位置とは、凝固した製品（鋳造された芯金）を取り出す際に、鋳型６０をどの位置で割り動作させるのかを示したものである。図６では、第１鋳型６０−１と第２鋳型６０−２は、芯金を水平に置いたときの芯金の上下方向に分離される。言い換えると、鋳型６０−１、６０−２の合わせ面は、芯金の高さ（厚さ）方向を分割している。この図６で示した鋳型６０を用いたゴムクローラ用芯金の製造方法を本明細書中では水平割りと称している。

一方、図７は水平割りとは別の縦割りについて示している。図７（ａ）は鋳型の概略平面図、図７（ｂ）は鋳型の概略側面図である。ただし、図７（ａ）、（ｂ）では、図６と同様に、芯金型６６は、鋳型６４が透明であるとして示しており、実際には外部からは芯金型６６は視認できない。鋳型６４は、第１鋳型６４−１と第２鋳型６４−２に分離され、符号１０１が付されたラインは割り位置を表す。この図７では、芯金を横にして立てた（短幅方向を立てた）ときの上下方向に分離される。言い換えると、鋳型６４−１、６４−２の合わせ面は、芯金の短幅方向を分割している。なお、図７の芯金型６６は、図６の芯金型６２と同一ではないが、それぞれ水平割り、縦割りの製造方法で製造できる芯金の一例として示している。

特開２００１−３３４９７１号公報

上述の水平割り及び縦割りによるゴムクローラ用芯金の製造方法は、高性能・高品質な芯金を製造する優れた製造方法である。しかし、それらの製造方法では、鋳型内での芯金型の配置は、芯金の長手方向を鋳型の幅方向又は長さ方向に揃えて行われる。鋳型の上下（深さ）方向は、芯金の高さ又は短幅方向の長さをカバーすれば良いので薄いものになっている。したがって、鋳型の合わせ面における１つの芯金型が占める面積は、芯金の長手方向で切断した断面積を含むため大きくなり、その数量が限られていた。その結果、１つの鋳型から鋳造できる芯金の数量が少なく、芯金の製造コストが高く付いていた。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、１つの鋳型で鋳造できる芯金の数量を増加させ、大幅なコスト改善を図ったゴムクローラ用芯金の製造方法及びそれに用いる鋳型を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に記載のゴムクローラ用芯金の製造方法は、無端帯状のクローラ本体に埋設される芯金を、第１と第２の鋳型を合わせ面にて合わせて鋳造するゴムクローラ用芯金の製法方法において、前記芯金は、長手方向の中央部に少なくとも一対の突起を有しており、前記鋳造は、前記第１鋳型と前記第２鋳型の割り動作方向を芯金の長手方向とするとともに、中子として前記一対の突起間の少なくとも頂部間領域の形成面を構成し該突起の突出方向に変位可能な第３鋳型を、前記第１鋳型と前記第２鋳型の間に挿入して行われることを特徴とする。

通常、芯金は細長い形状を有しているが、上記方法により、鋳造された芯金を取り出す際の第１鋳型と第２鋳型の割り動作方向は、芯金の長手方向と同じ方向となる。その長手方向に直交する方向で切断した芯金の断面積は、長手方向で切断した断面積よりも小さい。したがって、合わせ面における１つの芯金型が占める面積はより小さくなり、結果として１つの鋳型の合わせ面内に配置される芯金型の数量を多くすることができる。すなわち、１回の鋳造工程でより多くの芯金を製造することが可能となる。例えば、試作した例では、同一面積の合わせ面を有する鋳型で、一度に鋳造できる芯金の数量を２倍以上とすることができた。

さらに、前記第１鋳型と第２鋳型の合わせ面を、芯金の長手方向の略中心部に位置させることで、第１鋳型と第２鋳型の質量のバランスが良く、かつ第１鋳型と第２鋳型の抜き動作も容易となる。

上記目的を達成するために、請求項３に記載のゴムクローラ用芯金の鋳型は、無端帯状のクローラ本体に埋設される芯金を、第１と第２の鋳型を合わせ面にて合わせて鋳造するゴムクローラ用芯金の鋳型において、前記芯金は、長手方向の中央部に少なくとも一対の突起を有しており、前記第１と第２の鋳型を合わせ面にて合わせたときに形成される芯金型の型空間の長手方向が、前記合わせ面からそれぞれ前記第１と第２の鋳型の深さ方向に形成され、中子として前記一対の突起間の少なくとも頂部間領域の形成面を構成し該突起の突出方向に変位可能な第３鋳型を、前記第１鋳型と前記第２鋳型の間に有することを特徴とする。

この鋳型を用いることにより、第１と第２の鋳型の合わせ面において、１つの芯金型が占める面積は、芯金を長手方向に直交する方向で切断した芯金の断面積であるから、芯金の長手方向で切断した断面積より小さく、結果として１つの鋳型の合わせ面内に多くの芯金型を配置することができる。すなわち、１回の鋳造工程でより多くの芯金を製造することが可能となる。例えば、試作した例では、同一面積の合わせ面を有する鋳型で、一度に鋳造できる芯金の数量を２倍以上とすることができた。

さらに、前記芯金は、長手方向の中央部に少なくとも一対の突起を有しており、前記鋳型は、中子として前記一対の突起間の少なくとも頂部間領域の形成面を構成し該突起の突出方向に変位可能な第３鋳型を、前記第１鋳型と前記第２鋳型の間に有することを特徴とする。したがって、芯金の長手方向中央部に一対の突起を有する典型的な芯金の製造方法に、本発明の鋳型を適用することができる。
また、請求項４に記載のゴムクローラ用芯金の鋳型は、請求項３に記載のゴムクローラ用芯金の鋳型において、前記第１鋳型と前記第２鋳型の合わせ面は、芯金の長手方向の略中心部に位置し、前記第１鋳型と前記第２鋳型には、前記一対の突起の前記第１鋳型と前記第２鋳型からの離脱を容易とする抜き勾配が設けられ、該抜き勾配は、前記芯金の製造時及び熱処理時に発生する変形を利用して製品としての仕上がり時には零になることを特徴とする。

本発明のゴムクローラ用芯金の製造方法及びそれに用いる鋳型によれば、芯金は、芯金の長手方向を割り動作方向とする第１鋳型と第２鋳型で製造できるので、１つの鋳型で多数の芯金を製造することが可能であり、生産性の向上が達成される。したがって、ゴムクローラ用芯金の低コスト化が図れることとなる。

本発明のゴムクローラ用芯金の製造方法及びそれに用いる鋳型の第１の実施の形態に係り、同図（ａ）は鋳型の概略平面図、同図（ｂ）は概略側面図である。 本発明のゴムクローラ用芯金の製造方法及びそれに用いる鋳型の第１の実施の形態に係り、芯金の割り位置を示す説明図である。 本発明のゴムクローラ用芯金の製造方法及びそれに用いる鋳型の第１の実施の形態に係り、鋳型の抜け勾配を示す説明図である。 本発明のゴムクローラ用芯金の製造方法及びそれに用いる鋳型の第２の実施の形態に係り、同図（ａ）は鋳型の概略平面図、同図（ｂ）は概略側面図である。 ゴムクローラ用芯金に係り、同図（ａ）は芯金の概略平面図、同図（ｂ）は芯金の概略正面図、同図（ｃ）は概略側面図である。 従来のゴムクローラ用芯金の製造方法及びそれに用いる鋳型に係り、同図（ａ）は鋳型の概略平面図、同図（ｂ）は概略側面図である。ただし、水平割りの製造方法について示す。 従来のゴムクローラ用芯金の製造方法及びそれに用いる鋳型に係り、同図（ａ）は鋳型の概略平面図、同図（ｂ）は概略側面図である。ただし、縦割りの製造方法について示す。

（第１の実施の形態）
本発明の実施の形態を、以下図面を参照しながら詳述する。図１（ａ）は、本発明のゴムクローラ用芯金の製造方法及びそれに用いる鋳型の第１の実施の形態に係り、同図（ａ）は鋳型の概略平面図、同図（ｂ）は概略側面図である。ただし、芯金型１４は鋳型１０が透明と仮定して示している。

芯金型１４は、鋳造される芯金が図５で説明したものと同一のものを想定し、一例として示している。すなわち、鋳造される芯金は、長手方向の略中央部に一対のガイド突起を有しており、それぞれのガイド突起から当該芯金の長手方向の両外側に向かう翼部が延在している。更に、幅方向の大きなずれを防止するための脱輪防止突起が、一対のガイド突起に連続して形成されている。

本願発明のクローラ用芯金の製造方法及びそれに用いる鋳型の特徴は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、鋳型１０内での芯金型１４は、芯金の長手方向と鋳型１０の割り動作方向が一致するように配置される。また、芯金の長手方向は、鋳型１０の上下（深さ）方向と一致している。言い換えれば、第１鋳型１０−１と第２鋳型１０−２の合わせ面から、それぞれ第１と第２の鋳型の深さ方向に芯金型１４の型空間の長手方向が形成されている。したがって、１つの鋳型１０に配置される芯金型１４は、鋳型１０の合わせ面内で芯金型１４の占める面積は、芯金を長手方向に直交する方向で切断した芯金の断面積であるから、芯金の長手方向で切断した断面積より小さく、結果として、１つの鋳型１０に配置できる芯金型１４の数量を多くすることが可能である。一例として、図１では３×４台であり、この数量は従来の製造方法に比べて２倍である。

また、第１鋳型１０−１と第２鋳型１０−２の間には、中子としての第３鋳型１２が挿入される。この第３鋳型１２は、一対のガイド突起間の頂部間領域の形成面を構成し、該突起の突出方向に変位可能になっている。すなわち、鋳造される芯金の長手方向の略中央部にはガイド突起及び脱輪防止突起が形成されるため、第１鋳型１０−１と第２鋳型１０−２だけで製造した場合は、第１鋳型１０−１又は第２鋳型１０−２が、芯金の長手方向に抜くことが困難なためである。したがって、中子としての第３鋳型１２は、芯金の長手方向と直交するガイド突起の突出方向に抜けられるように構成されている。このように第３鋳型１２を用いることで、高い生産性を維持したまま長手方向の中央部に複雑な形状を有するゴムクローラ用芯金を容易に製造することが可能である。なお、第１鋳型１０−１と第２鋳型１０−２の割り位置を、符号１０３を付したラインで示している。

また、芯金の長手方向の略中心部で第１鋳型１０−１と第２鋳型１０−２が分割されるので、第１鋳型１０−１と第２鋳型１０−２との質量のバランスが良く、それぞれの鋳型を容易に製作することができる。また、質量のバランスが良いので第１鋳型１０−１と第２鋳型１０−２を、鋳造された芯金から容易に抜くことが可能である。すなわち、抜き動作が容易である。

図２は、芯金の概略正面図に対して割り位置を明示した説明図である。第１鋳型１０−１、第２鋳型１０−２及び第３鋳型１２のそれぞれの変位方向（割り動作方向または移動方向）を矢印１１１、１１０、１１２で示している。符号１０４を付したラインが、第１鋳型１０−１及び第２鋳型１０−２と、第３鋳型１２との割り位置を示す。符号１０３を付したラインは、図１（ｂ）で示した第１鋳型１０−１と第２鋳型１０−２の割り位置である。したがって、第１鋳型１０−１と第２鋳型１０−２により芯金５２の翼部５４等の部分が鋳造され、第３鋳型１２により中央部のガイド突起５６及び脱輪防止突起４２、４３等の部分が鋳造される。このように、第３鋳型１２を用いることで、一対のガイド突起等を有する典型的な芯金の製造に本発明のゴムクローラ用芯金の製造方法及びそれに用いる鋳型を適用することができる。その結果、典型的な芯金の製造の生産性を向上させることができることとなる。

図３は、本発明のゴムクローラの製造方法及びそれに用いる鋳型の第１の実施の形態に係り、第１鋳型１０−１及び第２鋳型１０−２が、鋳造される芯金５２の翼部５４から抜け易いように、芯金５２の底部５５に抜け勾配αを設けた説明図である。この抜け勾配αは、芯金５２を正面から見た場合、翼部５４の底部５５と水平線との為す角度を表しており、勾配αが零では鋳型が抜き難くなる。一方、勾配αが大きい場合には、芯金の特性に影響を及ぼす可能性が生じる。したがって、勾配αは小さい角度に設定しており、この勾配αは、芯金の鋳造時及び熱処理時に発生する変形を利用して製品仕上がり時には零とすることが可能である。

（第２の実施の形態）
図４は、本発明のゴムクローラ用芯金の製造方法及びそれに用いる鋳型の第２の実施の形態に係り、鋳型の概略平面図（同図（ａ））と概略側面図（同図（ａ））を示す。ただし、図１と同様に、芯金型１８は鋳型１６が透明であると仮定して示している。本実施の形態で鋳造される芯金は、第１の実施の形態で鋳造される芯金とは異なり、芯金の長手方向の中央部には複雑な凹凸がなく、第１鋳型１６−１と第２鋳型１６−２のみで製造できるものを示している。すなわち、鋳造される芯金は、クローラ本体の内周面側に突出する単峰性のガイド突起を有する芯金である。なお、この場合、転輪は単峰性のガイド突起を挟んで両外側を通過することとなる。

図４（ｂ）に示すように、芯金型１８は、その長手方向が鋳型１６の割り動作方向、または上下（深さ）方向と同一にして配置され、鋳造される芯金は、第１鋳型１６−１と第２鋳型１６−２のみを用いて鋳造される。第１の実施の形態と同様に、１つの鋳型１６に配置される芯金型１８は、鋳型１６の合わせ面内で芯金枠１８の占める面積は、芯金を長手方向に直交する方向で切断した芯金の断面積であるから、芯金の長手方向で切断した断面積より小さく、結果として、配置できる芯金型１８の数量を多くすることが可能である。一例として、図４（ａ）では、１つの鋳型１６に３×４台の芯金型１８を配置することができ、従来の製造方法に比較して生産量が２倍となる。なお、第１鋳型１６−１及び第２鋳型１６−２を鋳造された芯金から抜き易くするための抜き勾配αに関しては、第１の実施の形態と同様である。なお、第１鋳型１６−１と第２鋳型１６−２との割り位置をライン１０５で示した。本実施の形態においても、芯金の長手方向の略中心部で第１鋳型１６−１と第２鋳型１６−２が分割されるので、第１鋳型１６−１と第２鋳型１６−２との質量のバランスが良く、それぞれの鋳型を容易に製作することができる。また、質量のバランスが良いので第１鋳型１６−１と第２鋳型１６−２を、鋳造された芯金から容易に抜くことが可能である。すなわち、抜き動作が容易である。

第１及び第２の実施の形態のゴムクローラ用芯金の製造方法及びそれに用いる鋳型によれば、鋳型内での芯金型の配列を、鋳型の上下（深さ）方向に芯金型の長手方向を合わせ、鋳型の割り動作方向を芯金の長手方向としたので、１つの鋳型の合わせ面内に芯金型を数多く配列することが可能となり、１つの鋳型で鋳造できる芯金の数量を増加することができる。このことは、鋳型を収納する容器の上下方向のスペースが十分に確保できる場合は、この上下方向のスペースを有効に利用できるようになったと言える。したがって、ゴムクローラ用芯金の生産性が向上し、高性能・高品質なゴムクローラ芯金を低コストで提供することが可能となった。

なお、本発明は、上述の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で種々の変更が可能である。例えば、芯金は、脱輪防止のための突起が一対のガイド突起から連続してクローラ本体の周方向に形成され、その周方向先端部の間隔が相対する方向で異なるものを示したが、これに限らず、例えば、脱輪防止突起が相対する周方向に形成された山形突起とそれに係合する二股突起のものであっても良く特に制限はない。また、鋳型をより複雑な形状に対応させるために、第４鋳型又はそれ以上の鋳型により、芯金を製造することもできる。

１０、１６、６０、６４ 鋳型
１０−１、１６−１、６０−１、６４−１ 第１鋳型
１０−２、１６−２、６０−２、６４−２ 第２鋳型
１２ 第３鋳型（中子）
１４、１８、６２、６６ 芯金型
５０ 駆動領域
５２ ゴムクローラ用芯金
４２−１、４２−２、４３−１、４３−２ 脱輪防止突起
５４ 翼部
５６−１、５６−２ ガイド突起
５６ａ−１、５６ａ−２ 頂面
１００、１０１、１０３、１０４、１０５ 鋳型の割り位置
α 抜き勾配

Claims (4)

1. 無端帯状のクローラ本体に埋設される芯金を、第１と第２の鋳型を合わせ面にて合わせて鋳造するゴムクローラ用芯金の製法方法において、
   前記芯金は、長手方向の中央部に少なくとも一対の突起を有しており、
   前記鋳造は、前記第１鋳型と前記第２鋳型の割り動作方向を芯金の長手方向とするとともに、中子として前記一対の突起間の少なくとも頂部間領域の形成面を構成し該突起の突出方向に変位可能な第３鋳型を、前記第１鋳型と前記第２鋳型の間に挿入して行われることを特徴とするゴムクローラ用芯金の製造方法。
2. 前記第１鋳型と前記第２鋳型の合わせ面は、芯金の長手方向の略中心部に位置し、
   前記第１鋳型と前記第２鋳型には、前記第１鋳型と前記第２鋳型からの前記一対の突起の離脱を容易とする抜き勾配が設けられ、
   該抜き勾配は、前記芯金の製造時及び熱処理時に発生する変形を利用して製品としての仕上がり時には零になることを特徴とする請求項１に記載のゴムクローラ用芯金の製造方法。
3. 無端帯状のクローラ本体に埋設される芯金を、第１と第２の鋳型を合わせ面にて合わせて鋳造するゴムクローラ用芯金の鋳型において、
   前記芯金は、長手方向の中央部に少なくとも一対の突起を有しており、
   前記第１と第２の鋳型を合わせ面にて合わせたときに形成される芯金型の型空間の長手方向が、前記合わせ面からそれぞれ前記第１と第２の鋳型の深さ方向に形成され、
   中子として前記一対の突起間の少なくとも頂部間領域の形成面を構成し該突起の突出方向に変位可能な第３鋳型を、前記第１鋳型と前記第２鋳型の間に有することを特徴とするゴムクローラ用芯金の鋳型。
4. 前記第１鋳型と前記第２鋳型の合わせ面は、芯金の長手方向の略中心部に位置し、
   前記第１鋳型と前記第２鋳型には、前記一対の突起の前記第１鋳型と前記第２鋳型からの離脱を容易とする抜き勾配が設けられ、
   該抜き勾配は、前記芯金の製造時及び熱処理時に発生する変形を利用して製品としての仕上がり時には零になることを特徴とする請求項３に記載のゴムクローラ用芯金の鋳型。

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