JP7484582B2 - 弾性クローラ - Google Patents

Description

本発明は、走行装置の弾性クローラに関する。詳細には、本発明は、エンドレスベルト形状を有する主部と、この主部に埋設された芯金とを有するクローラに関する。

走行装置の弾性クローラは、ゴム等からなりエンドレスベルト形状を有する主部と、この主部に埋設された複数の芯金とを有している。芯金を有する弾性クローラが、特開２００６－３１５６２８公報に開示されている。

特開２００６－３１５６２８公報

走行装置は、駆動輪及び従動輪を有する。弾性クローラは、この駆動輪及び従動輪に架け渡される。クローラは駆動輪に巻かれ、かつ従動輪にも巻かれる。このクローラは、駆動輪及び従動輪において、屈曲する。この屈曲により、クローラに応力が生じる。この応力に抗して、クローラは屈曲する。屈曲は、エネルギーロスを招来する。屈曲は、走行装置の低燃費性能を阻害する。

前述の通り、弾性クローラは芯金を有する。芯金の密度は、概して大きい。芯金を有するクローラの質量は、大きい。大きな質量は、走行装置の低燃費性能を阻害する。

本発明の目的は、走行装置の低燃費性能に寄与しうる弾性クローラの提供にある。

本発明に係る弾性クローラは、
（１）弾性材料から形成されておりかつエンドレスベルト形状を有する主部
及び
（２）所定のピッチＰにて周方向に沿って並ぶ複数の芯金
を有する。それぞれの芯金は、主部に埋設されている。この芯金の周方向サイズＳの、芯金とこれに隣接する芯金との間隔（Ｐ－Ｓ）に対する比（Ｓ／（Ｐ－Ｓ））は、０．４０以下である。この芯金の幅Ｗｃの、主部の幅Ｗｍに対する比（Ｗｃ／Ｗｍ）は、０．４０以上０．６０以下である。

好ましくは、芯金における、周方向サイズＳの幅Ｗｃに対する比（Ｓ／Ｗｃ）は、０．１０以上０．２０以下である。

好ましくは、比（Ｓ／（Ｐ－Ｓ））は、０．３０以下である。好ましくは、比（Ｗｃ／Ｗｍ）は、０．４０以上０．５０以下である。

芯金は、中央部とこの中央部から幅方向外側に向かって延在するウイングとを有しうる。好ましくは、芯金の周方向サイズＳに対する、中央部とウイングとの境界におけるウイングの厚さＴの比（Ｔ／Ｓ）は、０．２０以上０．４０以下である。

主部の材質が架橋ゴムであってよい。好ましくは、この主部のＪＩＳ－Ａ硬度は、６５以上８０以下である。

図１は、本発明の一実施形態に係る弾性クローラを有する走行装置が示された概略図である。 図２は、図１のクローラの外周面が示された拡大図である。 図３は、図１のクローラの内周面が示された拡大図である。 図４は、図２のIV－IV線に沿った断面図である。 図５は、図２のＶ－Ｖ線に沿った断面図である。 図６は、図４の弾性クローラの芯金の一部が示された拡大断面図である。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１に、走行装置２が示されている。この走行装置２は、駆動輪４、従動輪６、複数の転輪８及び弾性クローラ１０を有している。駆動輪４及び従動輪６は、主車輪１２である。この走行装置２は、図示されない駆動手段（エンジン等）を有している。この駆動手段により、駆動輪４が回転させられる。典型的な駆動輪４は、スプロケットである。クローラ１０は駆動輪４と従動輪６とに架け渡されている。クローラ１０は駆動輪４に巻かれており、従動輪６にも巻かれている。駆動輪４の回転により、クローラ１０が回転する。クローラ１０が回転するとき、転輪８はクローラ１０を案内する。この案内により、クローラ１０の蛇行が阻止される。クローラ１０の回転により、装置２が走行する。典型的な走行装置２として、土木機器、建設機器及び農業用機器が挙げられる。走行装置２が、複数の従動輪６を有してもよい。走行装置２が、従動輪６と他の従動輪６との間に位置する転輪８を有してもよい。

図２－５に弾性クローラ１０が示されている。図２にはクローラ１０の外周面が示されており、図３にはクローラ１０の内周面が示されている。図４は図２のIV－IV線に沿った断面図であり、図５は図２のＶ－Ｖ線に沿った断面図である。各図面において、矢印Ｘは幅方向を表し、矢印Ｙは周方向を表し、矢印Ｚは厚み方向を表す。この弾性クローラ１０は、主部１４、複数のラグ１６、複数の芯金１８、複数の転輪ガイド２０及び一対の抗帳体２２を有している。

主部１４は、エンドレスベルト形状を有する。この主部１４は、外周面２４及び内周面２６を有している。主部１４はさらに、一対の外縁２８を有している。図２において矢印Ｗｍで示されているのは、主部１４の幅である。幅Ｗｍは、一方の外縁２８から他方の外縁２８までの距離である。主部１４の幅Ｗｍは、クローラ１０の幅でもある。一般的な弾性クローラ１０の幅Ｗｍは、１００ｍｍ以上６００ｍｍ以下である。主部１４は、複数の係合孔３０を有している。クローラ１０が走行するとき、この係合孔３０に駆動輪４の爪３２（図１参照）が入り込む。この爪３２により、駆動輪４からクローラ１０へと、駆動力が伝達される。主部１４が、係合孔３０に代えて凹みを有してもよい。この主部１４では、爪３２が凹みを押圧する。爪３０が、芯金１８の突出を直接に押圧してもよい。

主部１４は、弾性材料から形成されている。ゴム、合成樹脂、エラストマー等が、主部１４に用いられ得る。典型的な主部１４の材質は、架橋されたゴム組成物である。典型的な主部１４の密度は、０．８ｇ／ｃｍ^３から２．０ｇ／ｃｍ^３である。

図２に示されるように、複数のラグ１６が、周方向に沿って並んでいる。これらのラグ１６は、等ピッチで並んでいる。本実施形態では、弾性クローラ１０は、複数の左ラグ１６ａ及び複数の右ラグ１６ｂを有している。左ラグ１６ａ及び右ラグ１６ｂは、周方向に沿って交互に並んでいる。それぞれの左ラグ１６ａの左端は、左側の外縁２８と一致している。それぞれの右ラグ１６ｂの右端は、右側の外縁２８と一致している。右ラグ１６ｂは、左ラグ１６ａの形状がミラー反転された形状を有する。

図４及び５に示されるように、それぞれのラグ１６は、主部１４の外周面２４から突出している。このラグ１６の材質は、主部１４の材質とは異なっている。ラグ１６の材質が、主部１４の材質と同じであってもよい。

図２及び３に示されるように、複数の芯金１８が周方向に沿って並んでいる。これらの芯金１８は、等ピッチで並んでいる。それぞれの芯金１８は、幅方向中心に位置している。本実施形態では、この芯金１８は、左右対称な形状を有している。芯金１８が、左右非対称な形状を有してもよい。図４に示されるように、この芯金１８は、中央部３４、一対のウイング３６及び一対の突起３８を有している。それぞれのウイング３６は、中央部３４から幅方向外側に向かって延在している。それぞれの突起３８は、中央部３４から内向きに突出している。中央部３４、ウイング３６及び突起３８は、一体で形成されている。

芯金１８は、硬質材料からなる。芯金１８の典型的な材質は、スチール、ステンレススチール等の金属である。典型的な芯金１８の密度は、３．０ｇ／ｃｍ^３から１０．０ｇ／ｃｍ^３である。

図４から明らかなように、芯金１８は主部１４に埋設されている。芯金１８の一部が、主部１４から露出してもよい。芯金１８の一部が主部１４から露出する場合も含め、本発明では、「埋設」と称される。

図３に示されるように、複数の転輪ガイド２０が周方向に沿って並んでいる。これらの転輪ガイド２０は、等ピッチで並んでいる。それぞれの転輪ガイド２０は、幅方向中心に位置している。図４及び５に示されるように、この転輪ガイド２０は、主部１４の内周面２６から突出している。この転輪ガイド２０は、一対のノブ４０を有している。それぞれのノブ４０は、芯金１８の突起３８を含んでいる。このノブ４０はさらに、主部１４の一部を含んでいる。ノブ４０が、主部１４を含まなくてもよい。換言すれば、ノブ４０において、芯金１８が露出してもよい。

図５に示されるように、それぞれの抗帳体２２は、複数のコード４２を有している。それぞれのコード４２は、周方向に延在している。このコード４２は、主部１４の過剰な伸張を抑制しうる。コード４２の典型的な材質は、スチール、ステンレススチール等の金属である。コード４２が、有機繊維から形成されてもよい。

図１に示されるように、主車輪１２に巻かれることで、弾性クローラ１０は屈曲している。屈曲したクローラ１０では、主部１４の内周面２６の近傍が収縮しており、この内周面２６の近傍において圧縮応力が発生している。屈曲したクローラ１０では、主部１４の外周面２４の近傍が伸張しており、この外周面２４の近傍において引張り応力が発生している。

弾性クローラ１０が主車輪１２に巻き付いている状態であっても、芯金１８は屈曲し得ない。従って屈曲は、芯金１８とこれに隣接する芯金１８とに挟まれた部分４４（以下「挟まれ部」と称する。図３参照。）において生じている。

図３において、矢印Ｐは芯金１８のピッチを表し、矢印Ｓは芯金１８の周方向サイズを表す。サイズＳは、ウイング３６（図４参照）において測定される。矢印（Ｐ－Ｓ）は、挟まれ部４４の周方向距離である。距離（Ｐ－Ｓ）は、芯金１８とこれに隣接する芯金１８との間隔でもある。ピッチＰ及び距離（Ｐ－Ｓ）は、クローラ１０が屈曲していない状態で、周方向に沿って測定される。

前述の通り、屈曲は主として挟まれ部４４で生じる。挟まれ部４４の距離（Ｐ－Ｓ）が十分に大きいクローラ１０では、屈曲によって生じる応力が小さい。このクローラ１０は、容易に屈曲しうる。このクローラ１０では、屈曲に起因するエネルギーロスが小さい。このクローラ１０は、走行装置２の低燃費に寄与しうる。

低燃費性能の観点から、周方向サイズＳの、距離（Ｐ－Ｓ）に対する比（Ｓ／（Ｐ－Ｓ））は、０．４０以下が好ましく、０．３５以下がより好ましく、０．３０以下が特に好ましい。芯金１８の耐久性及びクローラ１０の剛性の観点から、比（Ｓ／（Ｐ－Ｓ））は０．２０以上が好ましい。

図４において、矢印Ｗｍは主部１４の幅を表し、矢印Ｗｃは芯金１８の幅を表す。幅Ｗｍは、弾性クローラ１０の幅でもある。幅Ｗｃの幅Ｗｍに対する比（Ｗｃ／Ｗｍ）は、０．６０以下が好ましい。前述の通り、主部１４は弾性材料からなり、芯金１８は金属からなる。芯金１８の密度は、主部１４の密度よりも大きい。比（Ｗｃ／Ｗｍ）が０．６０以下であるクローラ１０は、軽量である。このクローラ１０は、低燃費性能に優れる。この観点から、比（Ｗｃ／Ｗｍ）は０．５５以下がより好ましく、０．５０以下が特に好ましい。クローラ１０の剛性及び耐久性の観点から、この比（Ｗｃ／Ｗｍ）は０．４０以上が好ましい。

芯金１８における、周方向サイズＳの、幅Ｗｃに対する比（Ｓ／Ｗｃ）は、０．１０以上０．２０以下が好ましい。この比（Ｓ／Ｗｃ）が０．１０以上である芯金１８は、比（Ｗｃ／Ｗｍ）が小さいにもかかわらず、強度に優れる。この観点から、この比（Ｓ／Ｗｃ）は０．１２以上がより好ましく、０．１３以上が特に好ましい。この比（Ｓ／Ｗｃ）が０．２０以下であるクローラ１０は、耐久性に優れかつ軽量である。これらの観点から、この比（Ｓ／Ｗｃ）は０．１８以下がより好ましく、０．１７以下が特に好ましい。

図６は、図４の弾性クローラ１０の芯金１８の一部が示された拡大断面図である。図６には、中央部３４、ウイング３６及び突起３８が示されている。図６において符号Ｐｂは、中央部３４とウイング３６との境界点である。境界点Ｐｂは、ウイング３６の上側輪郭線Ｌｕの延長線と、突起３８の外側輪郭線Ｌｏの延長線との、交点である。矢印Ｔは、境界点Ｐｂにおけるウイング３６の厚さを表す。

芯金１８の周方向サイズＳに対する、ウイング３６の厚さＴの比（Ｔ／Ｓ）は、０．２０以上０．４０以下が好ましい。この比（Ｔ／Ｓ）が０．２０以上である芯金１８は、比（Ｗｃ／Ｗｍ）が小さいにもかかわらず、強度に優れる。この観点から、この比（Ｔ／Ｓ）は０．２３以上がより好ましく、０．２５以上が特に好ましい。この比（Ｔ／Ｓ）が０．４０以下である芯金１８は、軽量である。この観点から、この比（Ｔ／Ｓ）は０．３７以下がより好ましく、０．３５以下が特に好ましい。

芯金１８の幅Ｗｃに対するウイング３６の厚さＴの比（Ｔ／Ｗｃ）は、０．０３以上 ０．０８以下が好ましい。この比（Ｔ／Ｗｃ）が０．０３以上である芯金１８は、比（Ｗｃ／Ｗｍ）が小さいにもかかわらず、強度に優れる。この観点から、この比（Ｔ／Ｗｃ）は０．０４以上がより好ましく、０．０５以上が特に好ましい。この比（Ｔ／Ｗｃ）が０．０８以下である芯金１８は、軽量である。この観点から、この比（Ｔ／Ｗｃ）は０．０７以下がより好ましく、０．０６以下が特に好ましい。

主部１４の硬度は、６５以上８０以下が好ましい。硬度が６５以上である弾性クローラ１０は、比（Ｓ／（Ｐ－Ｓ））及び比（Ｗｃ／Ｗｍ）が小さい芯金１８を有するにもかかわらず、耐久性に優れる。この観点から、硬度は６８以上がより好ましく、７０以上が特に好ましい。硬度が８０以下である主部１４は、屈曲性に優れる。この主部１４を有するクローラ１０は、低燃費性能に優れる。この観点から、硬度は７８以下がより好ましく、７６以下が特に好ましい。硬度は、ＪＩＳ－Ａタイプの硬度計が主部１４に押しつけられることで、測定される。測定時の温度は、２３℃である。

図２、４及び５から明らかなように、この弾性クローラ１０は、内周面２６に溝を有していない。従ってこのクローラ１０では、溝に依存する屈曲性改善は、望めない。このクローラ１０では、溝に依存する軽量も望めない。しかしこのクローラ１０では、芯金１８のサイズが適正であることに依存して、適切な屈曲性が発揮され、かつ軽量が達成される。溝を有さないクローラ１０では、溝に転輪８が嵌まることに起因する振動が生じない。このクローラ１０は、静寂性に優れる。溝を有さないクローラ１０では、内周面２６への土砂付着が生じにくい。従って、土砂が転輪８で押圧されることに起因する損傷が、生じにくい。このクローラ１０は、耐久性に優れる。このクローラ１０は、低燃費性能、静寂性及び耐久性のバランスに優れる。内周面２６が、溝を有してもよい。

以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。

［実験１］
［実施例１］
図１－６に示された構造を有する弾性クローラを製作した。このクローラは、以下の仕様を有していた。
主部の幅Ｗｍ：２５０ｍｍ
ピッチＰ：９０ｍｍ
芯金の幅Ｗｃ：１２０ｍｍ
芯金の周方向サイズＳ：２０ｍｍ
厚みＴ：６ｍｍ
主部の硬度：７５（ＪＩＳ Ａ）

［実施例２－４］
主部の硬度を下記の表１に示される通りとした他は実施例１と同様にして、実施例２－４の弾性クローラを得た。

［屈曲性］
弾性クローラを切断して、所定長さの試験片を得た。この試験片の一端と他端とを接触させ、中央近傍を屈曲させた。この中央近傍の屈曲径を測定し、屈曲性の格付けを行った。この結果が、下記の表１に示されている。

［軽量性］
弾性クローラの質量を測定し、軽量性の格付けを行った。この結果が、下記の表１に示されている。

［剛性］
弾性クローラの幅方向における剛性を官能評価し、格付けを行った。この結果が、下記の表１に示されている。

表１に示される通り、各実施例のクローラでは、全ての評価項目において、「Ａ」又は「Ｂ」の格付けが得られている。

［実験２］
［実施例５－７］
芯金の厚さＴを変更した他は実施例１と同様にして、実施例５－７の弾性クローラを得た。

［評価］
弾性クローラの屈曲性、軽量性及び剛性を、実験１と同様の方法で評価した。この結果が、下記の表２に示されている。

表２に示される通り、各実施例のクローラでは、全ての評価項目において、「Ａ」又は「Ｂ」の格付けが得られている。

［実験３］
［実施例８及び９並びに比較例１及び２］
芯金の幅Ｗｃを変更した他は実施例１と同様にして、実施例８及び９並びに比較例１及び２の弾性クローラを得た。

［評価］
弾性クローラの屈曲性、軽量性及び剛性を、実験１と同様の方法で評価した。この結果が、下記の表３に示されている。

表３に示される通り、比較例１のクローラでは、剛性の格付けが「Ｃ」である。比較例２のクローラでは、軽量性の格付けが「Ｃ」である。一方、各実施例のクローラでは、全ての評価項目において、「Ａ」又は「Ｂ」の格付けが得られている。

［実験４］
［実施例１０－１２及び比較例３］
芯金のサイズＳを変更した他は実施例１と同様にして、実施例１０－１２及び比較例３の弾性クローラを得た。

［評価］
弾性クローラの屈曲性、軽量性及び剛性を、実験１と同様の方法で評価した。この結果が、下記の表４に示されている。

表４に示される通り、比較例３のクローラでは、屈曲性の格付けが「Ｃ」であり、かつ軽量性の格付けが「Ｃ」である。一方、各実施例のクローラでは、全ての評価項目において、「Ａ」又は「Ｂ」の格付けが得られている。

表１－４に示された評価結果から、本発明の優位性は明らかである。

本発明に係る弾性クローラは、種々の走行装置に適している。

２・・・走行装置
４・・・駆動輪
６・・・従動輪
１０・・・弾性クローラ
１４・・・主部
１６・・・ラグ
１８・・・芯金
２０・・・転輪ガイド
２２・・・抗帳体
２４・・・外周面
２６・・・内周面
３０・・・係合孔
３４・・・中央部
３６・・・ウイング
３８・・・突起
４０・・・ノブ
４２・・・コード

Claims (6)

1. 弾性材料から形成されておりかつエンドレスベルト形状を有する主部
   及び
   所定のピッチＰにて周方向に沿って並ぶ複数の芯金
   を備えており、
   それぞれの芯金が、上記主部に埋設されており、
   上記芯金の周方向サイズＳの、上記芯金とこれに隣接する芯金との間隔（Ｐ－Ｓ）に対する比（Ｓ／（Ｐ－Ｓ））が、０．４０以下であり、
   上記芯金の幅Ｗｃの、上記主部の幅Ｗｍに対する比（Ｗｃ／Ｗｍ）が、０．４０以上０．６０以下である弾性クローラ。
2. 上記芯金における、上記周方向サイズＳの幅Ｗｃに対する比（Ｓ／Ｗｃ）が、０．１０以上０．２０以下である、請求項１に記載の弾性クローラ。
3. 上記比（Ｓ／（Ｐ－Ｓ））が０．３０以下である請求項１又は２に記載の弾性クローラ。
4. 上記比（Ｗｃ／Ｗｍ）が０．４０以上０．５０以下である請求項１から３のいずれかに記載の弾性クローラ。
5. 上記芯金が中央部とこの中央部から幅方向外側に向かって延在するウイングとを有しており、
   上記芯金の周方向サイズＳに対する、上記中央部と上記ウイングとの境界における上記ウイングの厚さＴの比（Ｔ／Ｓ）が、０．２０以上０．４０以下である請求項１から４のいずれかに記載の弾性クローラ。
6. 上記主部の材質が架橋ゴムであり、
   上記主部のＪＩＳ－Ａ硬度が６５以上８０以下である請求項１から５のいずれかに記載の弾性クローラ。

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