JP6934810B2

JP6934810B2 - ゴムクローラ

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Publication number: JP6934810B2
Application number: JP2017219659A
Authority: JP
Inventors: 穣安孫子
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2017-11-15
Filing date: 2017-11-15
Publication date: 2021-09-15
Anticipated expiration: 2037-11-15
Also published as: JP2019089457A

Description

本発明は、ゴムクローラ、特に、無端帯状のゴムクローラ本体に、複数の芯金が埋設されたゴムクローラに関する。

近年、農業機械、建設機械及び土木作業用機械等の走行部には、無端状のゴムクローラが広く用いられている。

このようなゴムクローラにおいて、走行時の屈曲抵抗、すなわち、走行時にゴムクローラが、駆動輪となるスプロケット等により周方向に曲げ変形する際の曲げ抵抗を低減させることにより、燃費の向上を図る技術が開発されている。

例えば、特許文献１には、無端帯状であって外周面から突出する複数のラグを有するクローラ本体と、クローラ本体の周方向に間隔をあけて埋設された複数の芯金とを備えたゴムクローラが記載されている。このゴムクローラは、ラグと芯金とが厚さ方向で互いに重なる位置に配置されており、隣り合うラグの間であってクローラ本体の内周面側に、凹部が設けられている。

特開２０１２−１１１３６８号公報

特許文献１のゴムクローラでは、曲げ剛性が高くなるラグ及び芯金の配置領域を除いた領域に凹部を設けることで、クローラ本体がこの凹部で曲がりやすくなり、走行の際の屈曲抵抗を低減することができる。

一方、厚さ方向でラグと芯金との位置が重なっていないゴムクローラ、例えば、転輪通過領域においてラグと芯金との位置が厚さ方向で互いにずれているゴムクローラでは、周方向の剛性の高低の程度が軽減されることにより、周方向の曲げに対して応力の集中を防いで、転輪通過領域における傷（虫食い）の発生を抑えることができる。

しかし、このような構成のゴムクローラでは、周方向で隣り合うラグの間に高剛性の芯金が位置することから、特許文献１に記載の技術のように、ラグの間に凹部を設けて屈曲抵抗を低減させることができなかった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、走行時の屈曲抵抗を低減することのできるゴムクローラを提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載のゴムクローラは、弾性体により無端帯状に形成されたクローラ本体と、該クローラ本体に周方向に間隔をあけて埋設された複数の芯金と、を備えたゴムクローラにおいて、前記クローラ本体は、外周面から突出して前記周方向に間隔をあけて設けられるとともに、転輪が通過する領域と厚さ方向で重なる転輪通過領域において、前記周方向に並ぶ前記芯金の間にそれぞれ配置され、かつ、前記クローラ本体の幅方向外側へ向かって延在する複数のラグと、内周面であって前記厚さ方向で前記芯金と重ならず、かつ前記ラグと重なる領域に、前記周方向に間隔をあけて形成された複数の凹部と、を有し、前記凹部は、底面までの深さが前記クローラ本体の幅方向内側から幅方向外側に向かって浅くなる傾斜部を有することを特徴とする。
また、請求項２に記載のゴムクローラは、請求項１に記載のゴムクローラにおいて、前記複数のラグは、前記転輪通過領域から前記クローラ本体の幅方向縁部まで延びる長ラグを含み、前記長ラグと厚さ方向で重なる前記凹部に、前記傾斜部の一部を凹ませた形状であって前記長ラグの前記幅方向縁部側の端縁まで延びる溝部が形成されていることを特徴とする。
また、請求項３に記載のゴムクローラは、請求項２に記載のゴムクローラにおいて、前記溝部の深さは、前記クローラ本体の幅方向内側から幅方向外側に向かって深くなることを特徴とする。
また、請求項４に記載のゴムクローラは、請求項２または３に記載のゴムクローラにおいて、前記クローラ本体において、前記傾斜部よりも前記クローラ本体の幅方向外側の領域は、前記溝部を除き、全周に亘って外周面側が水平地面に接地した状態で前記転輪通過面よりも内周面側に突き出た面となるように形成されることを特徴とする。

この構成によれば、ゴムクローラの転輪通過領域において、周方向に並ぶ芯金の間にそれぞれラグが配置されているので、転輪通過領域における傷（虫食い）の発生を抑えることができるとともに、クローラ本体の内周面であって、厚さ方向で芯金と重ならず且つラグと重なる位置に凹部を形成しているので、ラグが配置された領域の屈曲抵抗を凹部により低減することができる。凹部はゴムクローラ本体の周方向に間隔をあけて複数形成されているので、ゴムクローラの周方向の曲げ抵抗（すなわち、屈曲抵抗）を低減し、走行時の燃費の向上を図ることができる。
また、請求項２に記載の構成によれば、溝部を介して凹部に溜った水や泥を外部に排出することができる。また、溝部を形成することで、屈曲抵抗をより低減することができる。

また、請求項５に記載のゴムクローラは、請求項１〜３のいずれか１項に記載のゴムクローラにおいて、前記クローラ本体は、前記内周面において転輪が通過しない非転輪通過面であって前記厚さ方向で前記芯金と重ならない領域に、前記凹部を互いに連結する連結用凹部を有することを特徴とする。

この構成によれば、周方向に間隔とあけて形成された複数の凹部が、それぞれ連結用凹部で連結されることで、凹部及び連結用凹部によって肉薄に形成された領域がクローラ本体の周方向に連続して形成されることとなるので、ゴムクローラの全周に亘って屈曲抵抗を低減することができる。

また、請求項６に記載のゴムクローラは、請求項１〜５のいずれか１項に記載のゴムクローラにおいて、前記凹部の前記周方向の幅は、前記ラグの前記周方向の幅よりも大きいことを特徴とする。

この構成によれば、クローラ本体の周方向における凹部の幅がラグの幅よりも大きくなっているので、ラグの縁部が肉薄に形成された凹部と厚さ方向で重なり、ラグの縁部近傍でゴムクローラを曲げやすくすることができる。これにより、請求項１及び２における屈曲抵抗の低減作用をより向上させることができる。

また、請求項７に記載のゴムクローラは、請求項１〜６のいずれか１項に記載のゴムクローラにおいて、前記凹部の内面は、前記周方向に沿う断面形状が曲線状であることを特徴とする。

この構成によれば、クローラ本体の屈曲抵抗をより低減することができるとともに、凹部内面の特定の部位に局所的に曲げ応力が集中して傷が発生するのを抑制することができる。

また、請求項８に記載のゴムクローラは、請求項１〜７のいずれか１項に記載のゴムクローラにおいて、前記凹部の一部は、前記転輪通過領域に位置することを特徴とする。

この構成によれば、凹部が転輪通過領域と非転輪通過領域とに位置することでクローラ本体の屈曲抵抗を低減する効果が高くなる。また、転輪により押圧されたクローラ本体の転輪通過面の変形を凹部が許容することで、転輪通過面に傷が発生することを防止することができる。

本発明のゴムクローラによれば、走行時の屈曲抵抗を低減することができる。

本発明の一実施の形態であるゴムクローラを用いたゴムクローラ走行装置を模式的に示す側面図。第１の実施の形態のゴムクローラの外周面を示す平面図。第１の実施の形態のゴムクローラの内周面を示す平面図。図３のＡ−Ａ線断面図。図３の右側面図。第２の実施の形態のゴムクローラの外周面を示す平面図。第２の実施の形態のゴムクローラの内周面を示す平面図。図７のＢ−Ｂ線断面図。図７の右側面図。

（第１の実施の形態）
図１は本発明の一実施形態であるゴムクローラ１０を用いたゴムクローラ走行装置５０を模式的に示す側面図であり、図２は第１の実施の形態のゴムクローラ１０の外周面を示す平面図、図３は第１の実施の形態のゴムクローラ１０の内周面を示す平面図であり、図４は図２のＡ−Ａ線断面図である。

ゴムクローラ走行装置５０において、ゴムクローラ１０は、駆動輪であるスプロケット５２及び従動輪であるアイドラ５４に巻き掛けられて用いられる。ゴムクローラ走行装置５０は複数の転輪５６を備えており、各転輪５６は、ゴムクローラ１０の内周面に形成された、後述する転輪通過面１６上を転動する。

なお、以下の説明では、ゴムクローラ１０の周方向（すなわち、後述するクローラ本体１２の周方向である図２の矢印Ｌ方向）を単に「周方向」と記載し、ゴムクローラ１０の幅方向（すなわち、クローラ本体１２の幅方向である図２の矢印Ｗ方向）を「クローラ幅方向」と記載し、ゴムクローラ１０の厚さ方向（すなわち、クローラ本体１２の厚さ方向である図４の矢印Ｄ方向）を単に「厚さ方向」と記載する。クローラ幅方向は、周方向と直交している。

ゴムクローラ１０は、弾性体により無端帯状に形成されたクローラ本体１２と、周方向に間隔をあけて埋設された複数の芯金１４とを備える。クローラ本体１２は、内周面に転輪通過面１６を有するとともに、外周面から突出して周方向に間隔をあけて設けられた複数のラグ２０を有する。また、クローラ本体１２の内周面には、周方向に間隔をあけて複数の凹部３０が形成されている。

芯金１４は、周方向に等間隔で埋設されており、図４に示すように、クローラ本体１２の幅方向中央部に位置する中心部４２と、中心部４２の両端からクローラ本体１２の内周面側に突出した一対の突起部４４ａ，４４ｂと、中央部４２を挟んでクローラ幅方向の外側に延びる一対の翼部４６ａ，４６ｂとを有する。クローラ本体１２に埋設された一対の突起部４４ａ，４４ｂは、スプロケット５２と係合する係合部材４８を構成している。

クローラ本体１２の転輪通過面１６は、ゴムクローラ走行装置５０において、転輪５６が当接する面であり、周方向に連続している。本実施の形態において転輪通過面１６は、芯金１４の突起部４４ａ，４４ｂのクローラ幅方向の両外側に形成されており、図４に示すように、水平地面上で転輪が当接した状態において、ほぼ水平な平面となるように形成されている。なお、以下の説明では、転輪５６が通過する領域と厚さ方向で重なる領域を転輪通過領域１７という（図２参照）。

複数のラグ２０は、周方向に並ぶ芯金１２の間に位置するように、それぞれ設けられており、転輪通過領域１７からクローラ本体１２の幅方向外側へ向かって延在している。本実施の形態においてラグ２０は、短ラグ２２と、長ラグ２４とを含み、長ラグ２４は、短ラグ２２よりも長手方向（クローラ幅方向）の長さが長くなっている。短ラグ２２と長ラグ２４とは、周方向に交互に配置されるとともに、それぞれ、クローラ本体１２の幅方向中央線を挟んで対称に配置されている。

短ラグ２２及び長ラグ２４は、クローラ本体１２の幅方向内側の端部（以下、内端部２２ａ，２４ａという）が、一対の転輪通過領域１７の内側に位置し、クローラ本体１２の幅方向外側の端部（以下、外端部２２ｂ，２４ｂという）が、一対の転輪通過領域１７の外側に位置している。また、長ラグ２４の外端部２４ｂは、クローラ本体１２の幅方向縁部１２ａまで延びている。

なお、ラグ２０の幅（周方向における長さ）やパターンは、ゴムクローラ１０の用途に応じて適宜設定することができる。

凹部３０は、図２及び図３に示すように、厚さ方向で芯金１２と重ならない領域に形成されており、さらに、少なくとも一部が厚さ方向でラグ２０と重なる位置に形成される。本実施の形態では、１つのラグ２０に対し、１つの凹部３０が対応するように形成されている。

図３及び図４に示すように、各凹部３０は、周方向において対向する一対の側壁３１，３２と、クローラ本体１２の幅方向内側に位置する内側壁３３と、側壁３１，３２の間に位置して内側壁３３の下端からクローラ本体１２の幅方向外側へ傾斜状に延びる底面部３４とを有する。底面部３４の傾斜角は、内側壁３３の傾斜角よりも小さく、緩やかな傾斜になっている。本実施の形態では内側壁３３の下端が、凹部３０の最下部３５（すなわち、クローラ本体１２の外周面側に最も窪んだ部分）となっている。なお、本実施の形態では、全ての凹部３０が、転輪通過面１６よりクローラ本体１２の幅方向外側の非転輪通過面に形成されている。

各凹部３０は、図２に示すように、厚さ方向で凹部３０及びラグ２０が重なる部位において、凹部３０の周方向の幅Ｌ１（すなわち、周方向の長さ）が、ラグ２０の幅Ｌ２よりも大きくなっている。さらに、各凹部３０の幅Ｌ１内に各ラグ２０の幅Ｌ２が収まるように形成されている。

周方向に並ぶ凹部３０は、連結用凹部３８により互いに連結された態様となっている。本実施の形態では、図４及び図５に示すように、凹部３０の側壁３１，３２よりクローラ本体１２の幅方向外側の領域が、凹部３０の開口の最上部３６（本実施の形態では、凹部３０の転輪通過面側の縁部）よりも低く形成されており、この低い領域が連結用凹部３８を構成している。本実施の形態の連結用凹部３８は、非転輪通過面においてクローラ本体１２の全周に亘って延びている。

上述したゴムクローラ１０では、転輪通過領域１７において、周方向に並ぶ芯金１４の間にそれぞれラグ２０が配置されているので、周方向の剛性の高低の程度が軽減されて転輪通過領域１７における傷の発生を抑えることができ、かつ剛性が均一になることから、振動が低減されて乗り心地が向上する。また、クローラ本体１２の内周面において、厚さ方向で芯金１３と重ならず且つラグ２０と重なる領域に凹部３０を形成しているので、ラグ２０が配置された箇所でゴムクローラ１０を曲げやすくすることができる。さらに、凹部３０はゴムクローラ１０の周方向に複数並んでいるので、ゴムクローラの周方向の曲げ抵抗を低減し、走行時の燃費の向上を図ることができる。

また、凹部３０の周方向における幅Ｌ１が、この凹部３０と厚さ方向で重なるラグ２０の周方向の幅Ｌ２よりも大きくなっているので、凹部３０と重なっているラグ２０の縁部近傍のクローラ本体１２の肉薄部分で、ゴムクローラ１０が曲がりやすくなり、走行時の屈曲抵抗が低減される。Ｌ１の幅は、ラグ２０と重なっている範囲の全幅に亘ってＬ２よりも大きくなっていると更に好ましい。この場合、更に屈曲抵抗が低減される。

さらに、凹部３０及び連結用凹部３８によって肉薄に形成された領域がクローラ本体１２の周方向に連続して形成されているので、ゴムクローラ１０の全周に亘って屈曲抵抗を抑えることができる。

なお、凹部３０の内面は、周方向に沿う断面形状が滑らかな曲線状であることが好ましい。本実施の形態では、図５に破線で示すように、側壁３１，３２と、底面部３３との接続部が曲線状になっており、底面部３３では直線状になっているが、図５において仮想線で示すように、周方向に沿う内面３９の断面形状が略円弧状の曲線状であってもよい。このように内面３９を曲面状に形成することで、周方向の曲げ変形が生じた際に内面３９の特定の部位に局所的に曲げ応力が集中して傷が発生することを抑制することができる。

（第２の実施の形態）
次に、図６〜図９を用いて本発明の第２の実施の形態のゴムクローラ１０を説明する。第２の実施の形態のゴムクローラ１０は、凹部３０及び転輪通過面１６の形状が第１の実施の形態と異なっている。なお、図６〜図９において、第１の実施の形態と同様の要素には、同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施の形態の凹部３０は、一対の側壁３１，３２と、内側壁３３と、底面部３４とを有し、内側壁３３は、平面視でクローラ本体１２の幅方向内側に凸となる略円弧状に形成されている。図６〜図８に示すように、内側壁３３は、転輪通過領域１７に重なるように形成されており、転輪通過面１６は凹部３０の一部により切り欠かれた態様となっている。

図８に示すように、底面部３４は、内側壁３３の下端からクローラ本体１２の幅方向外側へ延びる平面部３４ａと、平面部３４ａからさらにクローラ本体１２の幅方向へ延びる傾斜部３４ｂとを有する。平面部３４ａは、凹部３０の最下部３５を形成している。傾斜部３４ｂは、クローラ幅方向で対向する内側壁３３よりも緩やかな傾斜面となっている。

各凹部３０は、図６に示すように、転輪通過領域１７よりもクローラ本体１２の幅方向外側の非転輪通過領域において、凹部３０の周方向の幅（すなわち、周方向の長さ）が、ラグ２０の幅よりも大きくなっている。さらに、各凹部３０の幅内に各ラグ２０の幅が収まるように形成されている。

図８及び図９に示すように、凹部３０の側壁３１，３２よりクローラ本体１２の幅方向外側の領域１８は、外周面側が水平地面に接地した状態で転輪通過面１６よりも高い位置（すなわち、転輪通過面１６よりも内周面側に突き出た面状）になっており、この領域１８は、クローラ本体１２の全周に亘って延びている。これにより、周方向に並ぶ凹部３０は、互いに非連続となっている。

なお、幅方向外側の領域１８は、転輪通過面１６とほぼ同じ高さであってもよい。また、変形例として、周方向に並ぶ凹部３０をクローラ本体１２に連結用凹部３８を形成することで連結させてもよい。

第２の実施の形態のゴムクローラ１０では、凹部３０が転輪通過面領域１７と非転輪通過領域とに位置することでクローラ本体１２の屈曲抵抗を低減する効果をより高めることができる。さらに、転輪通過面１６が凹部３０の一部によって幅方向外側から内側に向かって切り欠かれた態様となっていることで、転輪５６により押圧された転輪通過面１６の変形を凹部３０で吸収し、転輪通過面１６に傷が発生することを防止することができる。具体的には、転輪５６が通過すると機体荷重により転輪通過面１６が下方側に沈み込んで変形するが、この変形は凹部３０内の空間で許容吸収され、転輪通過面１６に連続的なエッジ傷が形成されることが防止される。また、凹部３０が形成されていない部分のエッジ傷の発生も緩和される。さらに、周方向で芯金１３間にラグ２０が存在する構造（芯金間ラグ構造）であって、凹部３０がラグ２０と厚さ方向で重なっているので、転輪５６が凹部３０を通過する際に、転輪５６及びラグ２０からの押圧力による転輪通過面１６を構成する部材の変形は、ほぼ一様に生じ、そこに存在する凹部３０の空間での部材変形が許容吸収される。したがって、凹部３０による変形吸収作用はより効果的なものとなる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、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１４とラグ２０とは、少なくとも転輪通過領域１７において互いに重ならないように（すなわち、周方向に隣り合う芯金１４間の中央に、ラグ２０の幅の略中央部が位置するように）配置されていればよく、例えば、非転輪通過領域において芯金１４とラグ２０の一部が厚さ方向で重なっていてもよい。

また、例えば、図６、図７、図８及び図９に仮想線で示すように、長ラグ２４と厚さ方向で重なる凹部３０には、長ラグ２４の外端部２４ｂの端縁まで延びる溝部２８を設けてもよい。なお、各図において、溝部２８は仮想線に沿ってクローラ本体１２の内周面側を切り欠いた態様となる。この溝部２８は、長ラグ２４の全てに設けてもよいし、一部の長ラグ２４に設けてもよい。また、図示していないが、溝部２８は、長ラグ２４に設けずにクローラ本体１２の幅方向端部を切り欠いた構造とすることもできる。長ラグ２４に設けた方が溝を形成しやすく、かつ溝部２８を起因としたクラック発生となり難いため、より好ましい。このような溝部２８を設けることで、凹部３０に溜った水や泥を凹部３０と連通する溝部２８を介して外部に排出することができるとともに、ゴムクローラ１０の屈曲抵抗をより低減することができる。

１０ゴムクローラ
１２ゴムクローラ本体
１４芯金
１６転輪通過面
２０ラグ
２２短ラグ
２４長ラグ
３０凹部
３８連結用凹部
５０ゴムクローラ走行装置
５２スプロケット
５６転輪

Claims

弾性体により無端帯状に形成されたクローラ本体と、
該クローラ本体に周方向に間隔をあけて埋設された複数の芯金と、を備えたゴムクローラにおいて、
前記クローラ本体は、
外周面から突出して前記周方向に間隔をあけて設けられるとともに、転輪が通過する領域と厚さ方向で重なる転輪通過領域において、前記周方向に並ぶ前記芯金の間にそれぞれ配置され、かつ、前記クローラ本体の幅方向外側へ向かって延在する複数のラグと、
内周面であって前記厚さ方向で前記芯金と重ならず、かつ前記ラグと重なる領域に、前記周方向に間隔をあけて形成された複数の凹部と、を有し、
前記凹部は、底面までの深さが前記クローラ本体の幅方向内側から幅方向外側に向かって浅くなる傾斜部を有することを特徴とするゴムクローラ。
前記複数のラグは、前記転輪通過領域から前記クローラ本体の幅方向縁部まで延びる長ラグを含み、
前記長ラグと厚さ方向で重なる前記凹部に、前記傾斜部の一部を凹ませた形状であって前記長ラグの前記幅方向縁部側の端縁まで延びる溝部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のゴムクローラ。
前記溝部の深さは、前記クローラ本体の幅方向内側から幅方向外側に向かって深くなることを特徴とする請求項２に記載のゴムクローラ。
前記クローラ本体において、前記傾斜部よりも前記クローラ本体の幅方向外側の領域は、前記溝部を除き、全周に亘って外周面側が水平地面に接地した状態で前記転輪通過面よりも内周面側に突き出た面となるように形成されることを特徴とする請求項２または３に記載のゴムクローラ。
前記クローラ本体は、前記内周面において転輪が通過しない非転輪通過面であって前記厚さ方向で前記芯金と重ならない領域に、前記凹部を互いに連結する連結用凹部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のゴムクローラ。
前記凹部の前記周方向の幅は、前記ラグの前記周方向の幅よりも大きいことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のゴムクローラ。
前記凹部の内面は、前記周方向に沿う断面形状が曲線状であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のゴムクローラ。
前記凹部の一部は、前記転輪通過領域に位置することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のゴムクローラ。