JP7122213B2 - 弾性クローラ用芯金及び該芯金を用いた弾性クローラ - Google Patents

Description

本発明は、弾性クローラ用芯金及び該芯金が埋設された弾性クローラに関する。

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、弾性クローラが広く用いられている。弾性クローラは、一般に、ゴム材等によって無端帯状に形成されている。このような弾性クローラは、通常、走行装置の駆動輪や転輪に巻き掛けられて用いられ、その内部には、剛性部材である芯金が複数埋設されている。

例えば、特許文献１に記載の弾性クローラは、無端帯状の弾性体と、この弾性体の内部に埋設された複数の芯金とを備えており、各芯金は弾性体の幅方向に伸長し、弾性体の周方向に所定の間隔をあけて埋設されている。芯金は、長尺状の芯金基体と、芯金基体の長手方向中央部に位置して弾性体の内周側に突出する一対の突起部と、一対の突起部の両外側に位置して弾性体の内周側に突出する一対のレール部とを備えている。一対のレール部は、頂部に転輪を支持する転輪支持面を有し、転輪支持面は、芯金基体よりも芯金幅方向の寸法が大きく形成されている。

特許文献１に記載の弾性クローラでは、転輪が通過する転輪通過領域において、弾性クローラ周方向で隣り合う芯金間の距離（芯金が存在していない領域の距離）が、レール部が存在することにより、他の領域よりも短くなる。これにより、転輪が一方の芯金からこれに隣り合う他方の芯金へ転動する際に、転輪の地面側への落ち込み量を少なくすることができ、転輪の振動を抑制することができる。

特開２０１２－２２４１６１号公報

弾性クローラが石等の障害物に乗り上げられたり、凹凸面を走行したりすることによって、弾性クローラにねじれが生じると、その内部に埋設された芯金にもねじれが発生する。

突起部とともにレール部を有する芯金においては、芯金に作用するねじり力が、突起部とレール部との間に位置する、これらよりも幅狭で強度の低い連結部に集中することから、この連結部を起点とする芯金の折損に対し、より耐久性の高い構造が求められていた。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、使用時に作用するねじり力に対して高い耐久性を有する弾性クローラ用芯金及び該芯金を用いた弾性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、本発明の一実施形態の弾性クローラ用芯金は、無端帯状の弾性体の幅方向に伸長して埋設される芯金基体と、該芯金基体の長手方向の中央部にて前記弾性体の内周面側に突出する一対の突起部と、前記一対の突起部の両外側にて前記芯金基体から前記弾性体の内周面側に突出し、前記弾性体の内周面を転動する転輪を支持する転輪支持面を有する一対のレール部と、を備えた弾性クローラ用芯金において、前記芯金基体から前記弾性体の内周面側に突出し、前記転輪支持面から連続形成される頂面が、前記レール部から前記芯金基体の長手方向中央側に向かって延びる一対のレール延出部を備え、前記突起部は、頭部と、前記頭部より前記芯金幅方向の寸法が小さい基部と、から構成されており、前記各レール延出部において、前記レール延出部の前記頂面は、前記基部を挟んで前記芯金幅方向の両側に形成され、該両側に形成された前記頂面は、それぞれ、前記レール部から前記突起部の前記長手方向中央側の端部まで延びており、前記各レール延出部において、前記基部とその両側の前記頂面とを含む前記レール延出部の前記芯金幅方向の寸法は、前記レール部から前記端部に向かって小さくなっていることを特徴とする。

この構成によれば、転輪支持面から連続形成される頂面が、レール部から芯金基体の長手方向中央側まで延びるレール延出部により、レール部と突起部との間の強度を高めることができる。これにより、芯金のねじり力に対する耐久性を高め、ねじれによる折損を防止することができる。

この構成によれば、芯金にねじり力が作用した際に、レール部と突起部との間に発生する応力集中を緩和して、芯金の折損をより確実に防止することができる。

この構成によれば、レール延出部の幅方向の寸法が、ねじれによる折損が生じやすいレール部との境界部で大きくなっているので、ねじれに対する耐久性を高く保持することができ、さらに、幅方向の寸法を突起部側に向かって小さくすることで、芯金の重量増加を抑制して軽量化を図ることができる。

また、本発明の一実施形態は、前記弾性クローラ用芯金において、前記レール部の転輪支持面及び前記レール延出部の頂面と、前記芯金基体との間に位置して前記芯金基体から連なる起立部を有し、該起立部は、前記芯金基体の幅方向の寸法が、前記芯金基体の幅寸法よりも小さいことを特徴とする。

この構成によれば、芯金基体の幅方向において、起立部を芯金基体よりも凹状とすることができ、この凹状部に弾性体を構成する弾性材料を入り込ませて、芯金と弾性体との接着性を向上させることができる。

また、本発明の一実施形態の弾性クローラは、無端帯状の弾性体と、該弾性体の幅方向に伸長する態様で、該弾性体の周方向に間隔をあけて複数埋設された前記弾性クローラ用芯金と、を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、弾性クローラ用芯金に形成されたレール延出部により、芯金のレール部と突起部との間の強度を高めて、芯金のねじり力に対する耐久性を高めることができるので、弾性クローラが障害物に乗り上げられたり、凹凸面を走行したりすることによって、芯金にねじり力が作用した場合に、芯金がねじり力によって折損することを抑制することができる。

本発明の弾性クローラ用芯金及び弾性クローラによれば、使用時に作用するねじり力に対して、芯金の耐久性を向上することができる。

本発明の一実施の形態である弾性クローラを用いた走行装置を模式的に示す側面図。 弾性クローラの内周部を示す平面図。 図２のＡ－Ａ線断面図。 弾性クローラ用芯金の斜視図。 弾性クローラ用芯金の平面図。 弾性クローラ用芯金の正面図。 弾性クローラ用芯金の側面図。 図５のＣ－Ｃ線断面図。 図５のＢ－Ｂ線断面図。

以下、本発明に係る弾性クローラ用芯金（以下、単に「芯金」という）及び該芯金を用いた弾性クローラについて説明する。図１は、本発明の一実施の形態である弾性クローラ１０を用いた走行装置５０を模式的に示す側面図であり、図２は、弾性クローラの内周部を示す平面図、図３は、図２のＡ－Ａ線断面図である。なお、図２及び図３では、弾性体であるクローラ本体２０を二点鎖線で示し、芯金３０を実線で示している。弾性クローラ１０は、例えば、農業機械、建設機械及び土木作業用機械等の走行装置５０に装着される。

走行装置５０において、弾性クローラ１０は、駆動輪であるスプロケット５２、従動輪であるアイドラ５４及び複数の転輪５６に巻き掛けられて用いられる。各転輪５６は、弾性クローラ１０の内周面１１に形成された転輪通過面上を転動する。

弾性クローラ１０は、弾性材料により無端帯状に形成されたクローラ本体（弾性体）２０と、クローラ本体２０の周方向に所定の間隔をあけて埋設された複数の芯金３０とを備える。

クローラ本体２０は、外周面２２から突出する複数のラグ２４を有する。ラグ２４は、外周面２２の周方向に所定の間隔をあけて形成される。なお、ラグ２４の形状、幅（弾性クローラ１０の周方向における長さ）、パターン等は、弾性クローラ１０の用途に応じて適宜設定することができる。

芯金３０は、図２～図６に示すように、クローラ本体２０に埋設される長尺状の芯金基体３１と、芯金基体３１の長手方向の中央部に位置する一対の突起部３２Ｌ，３２Ｒと、一対の突起部３２Ｌ，３２Ｒの両外側に位置する一対のレール部３４Ｌ，３４Ｒと、レール部３４Ｌ，３４Ｒと突起部３２Ｌ，３２Ｒとの間に形成される一対のレール延出部３６Ｌ，３６Ｒとを備える。

芯金基体３１は、平面視において略長方形状に形成されている。一対の突起部３２Ｌ，３２Ｒ、一対のレール部３４Ｌ，３４Ｒ及び一対のレール延出部３６Ｌ，３６Ｒは、それぞれ、芯金基体３１の上面３１ａ（クローラ本体２０に埋設された状態で、クローラ本体２０の内周面２１側を向く面）から突出している。一対の突起部３２Ｌ，３２Ｒの間には、スプロケット５２が係合する係合部４６が形成されている。

以下の説明では、芯金３０の長手方向（図４の矢印Ｘ方向）を単に「長手方向」と記載し、芯金３０の幅方向（図４の矢印Ｙ方向）を「芯金幅方向」と記載し、芯金３０の厚さ方向（図４の矢印Ｚ方向）を「芯金厚さ方向」と記載する。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向は、互いに直交している。芯金３０は、さらに、芯金幅方向の一方の側面３０ｂに、一対の第１規制突起４０Ｌ，４０Ｒを有し、他方の側面３０ｃに第２規制突起４２Ｌ，４２Ｒを有する。芯金３０は、一般的に鋳造、鍛造等の手段で作成される金属製のものであるが、硬質樹脂製や板金製であってもよい。

本実施の形態において、一対の突起部３２Ｌ，３２Ｒ、一対のレール部３４Ｌ，３４Ｒ及び一対のレール延出部３６Ｌ，３６Ｒは、図５に示すように、平面視で芯金３０の中心点Ｐに対して点対称となるように形成されているが、これに限られず、芯金３０の中心線ＣＬに対して線対称に形成されていてもよい。一対の第１規制突起４０Ｌ，４０Ｒと、一対の第２規制突起４２Ｌ，４２Ｒとは、中心線ＣＬに対して線対称に形成されている。以下の説明では、対を成している各突起部３２Ｌ、３２Ｒ、各レール部３４Ｌ，３４Ｒ及び、各レール延出部３６Ｌ，３６Ｒのうち、一方の突起部３２Ｒ、レール部３４Ｒ及びレール延出部３６Ｒについて詳説し、他方の突起部３２Ｌ、レール部３４Ｌ及びレール延出部３６Ｌについては、対応する部位に同一の符号を付して、その詳細を省略している。

突起部３２Ｒは、芯金基体３１から連なる基部３３Ａと、基部３３Ａから芯金幅方向に突出した頭部３３Ｂとを有する。図４及び図５に示すように、基部３３Ａの芯金幅方向の寸法Ｗ２は、芯金基体３１の幅寸法Ｗ１よりも小さく、頭部３３Ｂの芯金幅方向の寸法は、芯金基体の幅寸法Ｗ１とほぼ等しく形成されている。

レール部３４Ｒは、弾性クローラ１０の走行時に転輪５６が通過する領域に形成されている。レール部３４Ｒは、図７及び図８に示すように、芯金基体３１から連なる起立部３９Ａと、起立部３９Ａから芯金幅方向に突出した頂部３９Ｂとを有し、頂部３９Ｂに転輪５６を支持する転輪支持面３５を有する。転輪支持面３５は、突起部３２Ｒの頭部３３Ｂよりも低い位置（すなわち、芯金厚さ方向で基部３３Ａが存在する位置）に略平面状に形成されており、図５に示すように、芯金幅方向の寸法Ｗ３が、芯金基体３１の幅寸法Ｗ１よりも大きく設定されている。本実施の形態の転輪支持面３５は、平面視で芯金幅方向に長い長方形状に形成されている。レール部３４Ｒは、さらに、芯金基体３１の上面３１ａから突出して頂部３９Ｂを支持するリブ３９Ｃを有する。リブ３９Ｃは、図５に示す平面視で、起立部３９Ａの芯金幅方向の一方の側面（具体的には、起転輪支持面３５の一部が芯金基体３１から突出している方の側面）から芯金幅方向に伸びている。

図３に示すように、転輪５６は、走行装置５０に回転可能に支持される軸部５６Ａと、軸部５６Ａの軸方向の両端部に固定された輪部５６Ｂとを有し、輪部５６Ｂが転輪支持面３５上を転動する。

レール延出部３６Ｒは、レール部３４Ｒと突起部３２Ｒとの間に形成される。レール延出部３６Ｒは、図７及び図９に示すように、芯金基体３１から連なる起立部３８Ａと、起立部３８Ａから芯金幅方向に突出した頂部３８Ｂとを有する。頂部３８Ｂに形成されたレール延出部３６Ｒの頂面３７は、転輪支持面３５から連続形成され、本実施の形態では転輪支持面３５とほぼ面一状に形成されている。

レール延出部３６Ｒの頂面３７は、レール部３４Ｒから芯金基体３１の長手方向中央側に向かって延びている。頂面３７は、レール部３４Ｒから突起部３２Ｒの近接端３２ａよりも中心線ＣＬ側（すなわち、芯金基体３１の長手方向中央側）まで延びていることが好ましく、突起部３２Ｒの中心線ＣＬ側の端部まで延びていることがより好ましい。本実施の形態では、頂面３７がレール部３４Ｒから突起部３２Ｒの遠方端３２ｂまで延びている。本実施の形態では、図４及び図５に示すように、頂面３７の芯金幅方向の寸法が、レール部３４Ｒから突起部３２Ｒ側に向かって小さくなるように形成されており、頂面３７の最大寸法Ｗ４は、芯金基体３１の幅寸法Ｗ１とほぼ等しく、最小寸法Ｗ５は、突起部３２Ｒの基部３３Ａの芯金幅方向の寸法とほぼ同じか、それよりも大きく設定されている。

図５及び図６に示すように、レール部３４Ｒの起立部３９Ａと、レール延出部３６Ｒの起立部３８Ａとは、芯金基体３１の芯金幅方向の中央部に位置しており、芯金３０の長手方向で直線状に連なっている。起立部３８Ａ，３９Ａの芯金幅方向の寸法Ｗ６は、芯金基体３１の幅寸法Ｗ１よりも小さく形成されている。

第１規制突起４０Ｌ，４０Ｒ及び第２規制突起４２Ｌ，４２Ｒは、それぞれ、係合部４６を挟んで対を成すように形成されている。第１規制突起４０Ｌ，４０Ｒ及び第２規制突起４２Ｌ，４２Ｒは、先細に形成されており、第２規制突起４２Ｌ，４２Ｒは、第１規制突起４０Ｌ，４０Ｒよりも先端部の離間距離が大きくなっている。

芯金３０は、クローラ本体２０に埋設された状態で、芯金基体３１がクローラ本体２０の幅方向に伸長し、係合部４６、各突起部３２Ｌ，３２Ｒ、各レール部３４Ｌ，３４Ｒ及び各レール延出部３６Ｌ，３６Ｒは、クローラ本体２０を構成する弾性材料で被覆され、これらが、クローラ本体２０の内周面２１側を向くように配置される。一対の突起部３２Ｌ，３２Ｒは、図１に示すように、弾性クローラ１０の内周面１１から突出する弾性突起２６を構成している。弾性クローラ１０の周方向と幅方向（すなわち、クローラ本体２０の周方向と幅方向）は、互いに直交している。芯金３０が埋設された状態で、芯金厚さ方向は、弾性クローラ１０の厚さ方向と一致し、芯金３０の長手方向は、弾性クローラ１０の幅方向と一致している。

既述のとおり、芯金３０はクローラ本体２０の周方向に間隔をあけて複数配置され、周方向で隣り合う２つの芯金３０は、図２に示すように、一方の芯金３０の第１規制突起４０Ｌ，４０Ｒのクローラ幅方向外側に、他方の芯金３０の第２規制突起４２Ｌ，４２Ｒが位置するように配置される。このように配置することで、芯金３０のクローラ幅方向の移動を規制することができる。

各芯金３０は、芯金基体３１の全部又は一部が、厚さ方向でラグ２４と重なるように配置することができる。また、これに代えて、芯金基体３１が厚さ方向でラグ２４と重ならないように配置されていてもよい。

図３に示すように、クローラ本体２０において、芯金３０のクローラ本体２０外周面２２側には、一対の突起部３２Ｌ，３２Ｒの間の係合部４６を挟んで、クローラ幅方向の両側に、クローラ周方向に沿って伸びる無端帯状の補強層２８が埋設されている。補強層２８は、クローラ周方向に沿って螺旋状に巻回された１本の補強コード又はクローラ周方向に沿って並列された複数本の補強コードをゴム被覆して形成されている。この補強コードは、例えば、引張り強度に優れるスチールコードや、有機繊維等で構成したコードを用いることができる。

上述した芯金３０を用いた弾性クローラ１０では、レール延出部３６Ｌ，３６Ｒにより、芯金３０のレール部３４Ｌ，３４Ｒと突起部３２Ｌ，３２Ｒとの間の強度を高めることができるので、弾性クローラ１０が石等の障害物に乗り上がってねじり力が作用した場合に、芯金３０に生じるねじり力に対する耐久性を高めることができる。これにより、ねじれによって芯金３０が折損することを防止することができる。また、レール延出部３６Ｌ，３６Ｒの頂面３７が転輪支持面３５と面一状に形成されているので、ねじれにより折損が生じやすいレール部３４Ｌ，３４Ｒとの境界部に生じる応力集中を緩和することができる。

また、レール延出部３６Ｌ，３６Ｒの芯金幅方向の寸法をレール部３４Ｌ，３４Ｒから突起部３２Ｌ，３２Ｒ側に向かって小さくしているので、ねじれに対して必要な強度を確保しながら、芯金３０の重量増加を抑制して軽量化を図ることができる。特に、ねじれによる折損の起点となりやすいレール部３４Ｌ，３４Ｒとの境界部分において、レール延出部３６Ｌ，３６Ｒの幅寸法を大きくしているので、ねじれに対する耐久性を高く保持することができる。

また、レール延出部３６Ｌ，３６Ｒの頂部３８Ｂ及びレール部３４Ｌ，３４Ｒの頂部３９Ｂと、芯金基体３１との間に、これらよりも芯金幅方向の寸法が小さい起立部３８Ａ，３９Ａを形成して、起立部３８Ａ，３９Ａを芯金基体３１よりも凹状とすることで、この凹状部にクローラ本体２０を構成する弾性材料を入り込ませることができる。これにより、芯金３０とクローラ本体２０との接触面積を大きくして、これらの接着性を高めることができる。また、芯金３０の重量増加を抑制して軽量化を図ることができる。

なお、本発明は上述した実施の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３０のレール延出部３６Ｌ，３６Ｒは、芯金幅方向の寸法がレール部３４Ｌ，３４Ｒから突起部３２Ｌ，３２Ｒ側に向かって変化することなくほぼ一定に形成されていてもよい。

１０ 弾性クローラ
２０ クローラ本体
２４ ラグ
３０ 芯金
３１ 芯金基体
３２Ｌ，３２Ｒ 突起部
３４Ｌ，３４Ｒ レール部
３５ 転輪支持面
３６Ｌ，３６Ｒ レール延出部
３７ 頂面
３８Ａ レール延出部の起立部
３８Ｂ レール延出部の頂部
３９Ａ レール部の起立部
３９Ｂ レール部の頂部
４０Ｌ，４０Ｒ 第１規制突起
４２Ｌ，４２Ｒ 第２規制突起
５０ 走行装置
５６ 転輪

Claims (3)

1. 無端帯状の弾性体の幅方向に伸長して埋設される芯金基体と、
   該芯金基体の長手方向の中央部にて前記弾性体の内周面側に突出する一対の突起部と、
   前記一対の突起部の両外側にて前記芯金基体から前記弾性体の内周面側に突出し、前記弾性体の内周面を転動する転輪を支持する転輪支持面を有する一対のレール部と、を備えた弾性クローラ用芯金において、
   前記芯金基体から前記弾性体の内周面側に突出し、前記転輪支持面から連続形成される頂面が、前記レール部から前記芯金基体の長手方向中央側に向かって延びる一対のレール延出部を備え、
   前記突起部は、頭部と、前記頭部より前記芯金幅方向の寸法が小さい基部と、から構成されており、
   前記各レール延出部において、前記レール延出部の前記頂面は、前記基部を挟んで前記芯金幅方向の両側に形成され、
   該両側に形成された前記頂面は、それぞれ、前記レール部から前記突起部の前記長手方向中央側の端部まで延びており、
   前記各レール延出部において、前記基部とその両側の前記頂面とを含む前記レール延出部の前記芯金幅方向の寸法は、前記レール部から前記端部に向かって小さくなっていることを特徴とする弾性クローラ用芯金。
2. 前記レール部の転輪支持面及び前記レール延出部の頂面と、前記芯金基体との間に位置して前記芯金基体から連なる起立部を有し、
   該起立部は、前記芯金基体の幅方向の寸法が、前記芯金基体の幅寸法よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の弾性クローラ用芯金。
3. 無端帯状の弾性体と、
   該弾性体の幅方向に伸長する態様で、該弾性体の周方向に間隔をあけて複数埋設された請求項１又は２に記載の弾性クローラ用芯金と、を備えたことを特徴とする弾性クローラ。

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