JPS6124231B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は一体ボギーパツドに関する。 在来使用されているボギーパツド、特に装軌型
車輌に使用されるボギーパツドは全体がゴムによ
つて形成され、その耐用寿命は比較的短い。種々
の研究により、ボギーパツドの形がたわみを生じ
ないように形成されている時は、これがパツドの
寿命に対する決定的な要素となることが分かつ
た。 ボギーパツドを使用する時にはその内部に三軸
応力が発生する。このような応力はボギーパツド
の形を変えることによつてパツド内を移動し、か
つパツドから除去し得ることが分かつた。 ボギーパツドは酷使され、かつ大きな衝撃を受
けることが多い。したがつてそのような激しい作
業状態に耐え、しかも長期にわたつて使用し得る
ようなボギーパツドを供することが望ましい。 本発明の目的は前記の如き問題を解決すること
である。 本発明によれば一体ボギーパツドにおいて、基
礎部分と、中間部分と、キヤツプ部分とよりな
り、前記各部分が水平断面を有するボギーパツド
が得られる。前記基礎部分は柱状形をなし、前記
中間部分が全体的に内方に傾斜する外方環状壁を
有し、かつ前記キヤツプ部分は全体がドーム状の
形を有している。 装軌型車輌は枠と、少なくとも一つのボギー組
立体にして、一つのボギー腕を備え、該腕の一端
は前記枠の一端に枢着されかつその他端は軌道ロ
ーラに回転自在に連結されている。 少なくとも一つの一体ボギーパツドが前記枠と
ボギー腕との間において該枠およびボギー腕の一
つに堅く連結されている。前記ボギーパツドは基
礎部分、中間部分およびキヤツプ部分よりなり、
前記各部分は全体がだ円形の断面を有している。
前記基礎部分は前記枠およびボギー腕の前記一つ
に連結された基礎面を有し、かつ柱状形をなして
いる。前記中間部分は全体的に内方に傾斜する外
方環状壁を有し、かつ前記キヤツプ部分は、中心
の直立軸を含む断面において、外周の接線と前記
軸とのなす角度が減少しない外周の曲線で前記中
間部分と該キヤツプ部分との交差部から延びてい
る形状を有し、全体的にドーム状の形を有してい
る。 次に添付図面によつて本発明の実施例を説明す
る。 第１図において装軌型車輌１０、たとえば装軌
型トラクタは推進用連続軌道１２を有している。
この車輌１０は枠１４と、各軌道１２と関連する
少なくとも一つのボギー組立体１６とを有してい
る。前記ボギー組立体１６はボギー腕１８を備
え、該腕はその一端において枠に枢動自在に連結
され、かつその他端においては軌道ローラ装置２
０に連結されている。腕１８は枠に対し枢動的に
移動し、技術的に周知の如く軌道１２が枠１４に
近ずきまたは該枠から離れる時に、関連軌道１２
をローラ２０によつて支持するようになつてい
る。 ここに使用する枠１４なる用語は車輌１０に対
する所定の位置に維持される適当な支持構造を意
味する。 少なくとも一つの単一ボギーパツド２２がボギ
ー腕１８に連結され（ボギー組立体１６の場
合）、または枠１４に連結されている（ボギー組
立体１６′の場合）。ボギーパツド２２は連結構造
１４または１８から外方に延び、かつ枠１４およ
びボギー腕１８の間の適当な位置に位置決めさ
れ、枠１４の方に向うボギー腕１８の枢動に応答
して他の構造１４または１８と接触するに十分な
寸法を有し、前記腕１８の運動を制御的に弱める
ようになつている。 第２図および第３図に示される如く、ボギーパ
ツド２２は基礎部分２４、中間部分２６およびキ
ヤツプ部分２８を有している。前記各部分２４，
２６，２８は第３図に示される如く全体が円形の
水平断面を有している。 前記基礎部分２４は対応する枠１４またはボギ
ー腕１８に連結された基礎面２５を有している。
この基礎面２５は適当な態様で接着することによ
り枠１４またはボギー腕１８に直接連結すること
ができ、またはボギーパツド２２を支持板３０に
接着し、かつ該支持板３０を第４図に示される如
く適当な締着装置３２を使用して前記枠１４また
はボギー腕１８に連結することにより、この枠ま
たはボギーに間接に連結することができる。 前記中間部分２６は外方環状壁３４を有し、こ
の壁は全体的に内向きに傾斜し、パツド２２の非
屈撓状態においては截頭円錐形を呈するようにな
つている。前記キヤツプ部分２８は全体がドーム
形を呈し、かつその外面は全体が弓形を呈してい
る。 第２図に示された線“ａ”および“ｂ”は種々
の部分２４，２６，２８間の境界線を表わす。 第４図に示されたボギーパツド装置３６におい
ては、ボギーパツド２２′，２２″はボギー腕１８
が枢動する時に一つのボギーパツド２２′が隣接
する他のボギーパツド２２′と接触するように対
応する枠１４およびボギー腕１８上に位置してい
る。このボギーパツド装置においてはパツド２
２′，２２″は、ボギー腕１８の枢動に応答して、
各パツドの中心“ｃ”とキヤツプ部分２８の外縁
３８との間において最初相互に接触するように形
成されかつ位置決めされている。ところで、パツ
ド２２のこのような構造および位置決め状態は第
１図に示される如く単一のパツド２２が使用され
る時においても維持される。 しかし本発明のように、基礎部分、中間部分、
キヤツプ部分の３要素を有するパツドにおいて
は、最初の接触点をこのように位置決めすれば、
パツド２２の中間部分２６とキヤツプ部分２８と
の交差部にあたる外縁部分３８が最初に接触する
時に、パツドの中に追加の剪断応力の生じるのを
阻止することができ、これによつて該パツド２２
の耐用寿命を著しく増加させることができる。前
述の如くボギー腕１８は枢動自在であり、かつパ
ツドの通路は弓形である。したがつてパツド２２
を設ける場合には弓形の半径を考慮に入れ、パツ
ド２２の所定の初期接触点が得られるようにすべ
きである。 ボギーパツド２２のドーム形キヤツプ部分２８
の外表面は、パツド２２′の場合は一つの半径の
円弧により、またはパツド２２″の場合は複数の
半径の円弧によつて画定することができる。 ボギーパツド２２の基礎部分２４は車輌１０の
全重量を基礎として予じめ選択された基礎面２５
を有している。各パツドの全基礎面積は次の式に
よつて画定される。 面積＝Ｔ／Ｃ 式中 Ｃ＝ゴムの呼称圧縮応力（3500乃至8300キロパス
カル（kilopascal）の範囲内にある） Ｔ＝パツドを使用する車輌の全重量 大きな面積のパツド２２は材料および車輌上の
空間を無駄にすると言う意味において好ましくな
い。面積の小さなパツド２２は該パツドに望まし
からざる圧力が加わりかつパツドの耐用寿命が短
くなると言う意味においてこれまた好ましくな
い。 呼称圧縮応力“Ｃ”が約3500キロパスカルより
小さい場合にはボギーパツドの寸法と車輌上の無
駄な空間が大となり、これによつて関連装置が必
要以上に大となり、これも無駄の原因となる。
“ｃ”が8500キロパスカルより大なる場合には、
ボギーパツドの受ける応力が大となり、該パツド
の耐用寿命を不当に短くするようになる。 前記基礎部分２４はなおその高さ“Ｈ_b”が２
mm乃至15mmの範囲におさまるように形成すべきで
ある。基礎部分２４の高さがこれより小となれば
パツドは中間部分２６内のある位置においてヒン
ジ運動をし即ち横方向に広がり、それによつてパ
ツド２２内に望ましからざる応力を発生せしめ、
したがつてその耐用寿命を短くする。基礎部分２
４の高さがこれより大となれば、パツドは該基礎
部分２４内において望ましからざる蝶番運動を行
い、これはパツド２２内に望ましからざる応力を
発生せしめ、したがつてその耐用寿命を短くす
る。 基礎部分の高さを前記の式によつて得られる値
に維持すれば、パツドの横方向の広がり運動は基
礎表面２５と枠１４またはボギー腕１８との連結
部分だけに起こるようになる。 パツド２２の全体の高さはパツドの圧縮の度合
によつて決定される。ボギーパツドは計画された
用途に対してはその圧縮値が12.7mm乃至76.2mm
（1/2in乃至3in）となるようにすることが望まし
い。最大圧縮値を12.7mm（1/2in）以下とするこ
とは望ましくない。その理由はボギー腕が緩衝的
に移動し得ないようになるからである。圧縮値を
76.2mm（3in）以上となすことも、車輌の作動工
具の安定性を失わせることとなるから望ましくな
い。この最大圧縮値は約38.1mm（１1/2in）とな
すことが望ましい。ボギーパツドの全高さは最大
圧縮移動距離が全高さ（Ｈ_t）の20％乃至40％の
範囲となるように形成される。 第５図および第７図に示される如くパツド２２
（単数または複数）は、車輌が静止している時は
その取付位置において実質的にそのキヤツプ部分
２８全体が平らな面となり、車輌の重量を支える
ような寸法を有している。そのように安定した負
荷状態においては基礎部分２４が外方に向つて広
がり、かつ中間部分２６が外方に移動しているこ
とが分かる。 第６図および第８図にはパツド２２（単数また
は複数）が予想される最大負荷を受けかつその基
礎および中間部分２４，２６がさらに外分に延び
ている状態が示されている。 パツド２２はなるべくはカーボンブラツクを含
む天然ゴムによつて形成され、かつ実質的に他の
材料よりなる補強素子を有していない。他の材料
よりなる補強素子なる用語は針金、コード、網等
の如き機械的補強材料を意味し、ゴムを形成する
場合に使用されるカーボンブラツクおよび他の化
学的結合剤の如き化学的補強素子を意味するもの
ではない。 第９図に示されるように前記の如き構造のパツ
ド２２は荷重−たわみ特性を有し、予想される最
大荷重における荷重−たわみ曲線は実質的に垂直
である。 次に述べるパツドの実施例においてはパツドに
対する静荷重はほぼ9072Kg（20000 1b）であ
り、かつ予想される最大荷重は72575Kg（160000
1b）である。静荷重と最大荷重との間のパツド
のたわみは約25.4mm（1in）であり、最大圧縮値
は38.1mm（１1/2in）である。 本発明のパツドの独特な構造によればパツド内
の荷重応力が最少限に止められ、40％またはそれ
以上のためみが生じるような場合においてもパツ
ドの耐用寿命が予想以上に大となることが分かつ
た。在来使用されている他の構造のパツドはこの
ように大きな荷重を受けかつ大きなたわみが生じ
る場合にはその耐用寿命はおどろくほど短かかつ
た。 次に本発明によるボギーパツド２２の好適な実
施例を示す。 好適な材料

【表】 剤 モンサント会社
加 工 Ａ 配合 １ 100部のゴムに対し、0.5部のペプタイザー
（シヤク解剤）（エンドール−E.I.デユポン）
を加え素練りする。 ２ 組成に示した油量以外はいかなる油も、加
工助剤も加えない。 ３ 配合薬品は十分に分散させる。 ４ ２段階配合プロセス。加硫系（硫黄、サン
トキユアーMORおよびサントガード）以外
のすべての成分は素練りされたRSS＃１に混
入し、かつ冷却する。加硫系は２段階目にお
いて混合機内に添加する。 Ｂ 成形前の配合ゴムのムーニー粘度およびスコ
ーチ時間 粘度−ML₁₊₄−100℃（212〓） 65 スコーチ−（ML）135℃（275〓） ML値が５゜上昇するまでの時間 15分 Ｃ レオメーター加硫特性（ASTM D2084） １ プラテン温度 振動−1.67Hz（100cpm） 148℃（298〓） チヤートモーター−60分 予熱時間−０秒 (1) Ｍ_L（最小トルク）
1.0Nｍ（8.4 LB.lN.） (2) Ｍ_H（最大トルク）
4.7Nｍ（41.6 LB.lN.） (3) T₂（スコーチ時間） 8.7分 (4) Ｔ_C95（加硫時間） 20.1分 ２ プラテン温度 162℃（324〓） 振動−1.67Hz（100cpm） チヤートモーター−60分 予熱時間−０秒 (1) Ｍ_L（最小トルク）
0.9Nｍ（8.1 LB lN.） (2) Ｍ_H（最大トルク）
4.4Nｍ（39.2 LB lN.） (3) T₂（スコーチ時間） 3.7分 (4) Ｔ_C95（加硫時間） 8.6分 物 性 １ 硬度（ASTM D2240） 70シヨアーＡ ２ 引張強度（ASTM D412）
18.6MPa（2700PSl） ３ 伸度（ASTM D412） 325％ ４ 100％モジユラス（ASTM D412）
4.8MPa（700PSl） ５ 300％モジユラス（ASTM D412）
18.6MPa（2700PSl） ６ 引張強度ASTM（D624−DlEC）
525N/cm（300LB／lN）MlN ７ 圧縮セツト（ASTM−Ｂ法） 25％最大 ASTMボタン加硫 148℃（298〓）において30分間 70℃（158〓）において22時間後セツト ８ 圧縮モジユラスASTM 2.9MPa（425PSl） （D575−Ａ法） 25％たわみにおいて ９ 比重 1.165 空中加熱老化（ASTM D573−70℃（158〓に
おいて70時間 １ 硬度変化 ＋10最大 ２ 抗張力変化 ±20％ ３ 伸度変化 −25％最大 ４ 表面状態 亀裂なし 好適な寸法 １ 基礎直径 360.68mm（142.0 lN.） ２ 全高さＨ_t 57.15mm（2.25 lN.） ３ クラウンの高さＨ_c 12.7mm（0.5 lN.） ４ 基礎の高さＨ_b 5.08mm（0.2 lN.） ５ 角度φ 55度 前記実施例のパツドを72575Kg（160000 1b）
の荷重よつて試験した。この試験のボギーパツド
は2000000サイクルにわたり、設計最大圧縮値に
圧縮したがなお作動可能な状態にあつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のボギーパツドを有する装軌型
車輌の一部分の略線図である。第２図は非負荷状
態にあるボギーパツドの正面図である。第３図は
非負荷状態にあるボギーパツドの頂面図である。
第４図はボギーパツド装置の正面図である。第５
図は部分的に負荷された状態にあるボギーパツド
の正面図である。第６図は全負荷状態にあるボギ
ーパツドの正面図である。第７図は部分的に負荷
された状態にあるボギーパツド装置である。第８
図は全負荷状態にあるボギーパツド装置を示す。
第９図はボギーパツドの荷重たわみ曲線である。 図において１０は装軌型車輌、１２は連続軌
道、１４は枠、１６はボギー組立体、１８はボギ
ー腕、２０は軌道ローラ装置、２２，２２′，２
２″はボギーパツド、２４は基礎部分、２５は基
礎面、２６は中間部分、２８はキヤツプ部分、３
０は支持板、３２は締着装置、３４は外方環状
壁、３６はボギーパツド装置、３８は外縁部分で
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 弾性材料のむくの塊によつて形成された一体
   の弾性支持パツドにして、該塊の直立した軸に対
   して直角な周囲が連続して丸くなつた切断面をそ
   れぞれが有する基礎部分と中間部分とキヤツプ部
   分とを有し、該基礎部分は該塊の基礎表面と交差
   しかつ実質的に直角な直立柱状形の周壁表面を有
   し、前記中間部分は基礎部分の周壁面との交差部
   から通常ドーム形のキヤツプ部分の表面との交差
   部へ次第に細くなる周壁面を有し、そしてキヤツ
   プ部分の表面は、前記軸を含む直立断面の外周の
   接線と前記軸とのなす角度が減少しない外周の曲
   線を有して前記キヤツプ部分の表面との交差部か
   ら延びている形状を有する一体の弾性支持パツ
   ド。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のパツドにおい
   て、前記中間部分が截頭円錐体である一体の弾性
   パツド。 ３ 特許請求の範囲第１項又は第２項記載のパツ
   ドにおいて、軸を含む断面において、キヤツプ部
   分の実質的にドーム形の形状は弓形の外側の縁を
   示している一体の弾性支持パツド。 ４ 特許請求の範囲第１項から第３項迄の何れか
   の１項に記載のパツドにおいて、基礎部分、中間
   部分、キヤツプ部分のそれぞれは前記直立した軸
   に直角な円形の切断面を有する一体の弾性パツ
   ド。 ５ 特許請求の範囲第１項から第４項迄の何れか
   の１項に記載のパツドにおいて、前記基礎部分の
   周壁面は、該基礎部分の交差による蝶番作用によ
   り、パツドのキヤツプ部分に加えられた初期軸方
   向の荷重によつて截頭円錐形へと外側に揺動する
   一体の弾性パツド。 ６ 特許請求の範囲第１項から第５項迄の何れか
   の１項に記載のパツドにおいて、該支持パツドは
   実質的にキヤツプ全体のたわみが実質的に平らな
   表面となるような構造を有している一体の弾性パ
   ツド。 ７ 弾性材料のむくの塊によつて形成された一体
   の弾性支持パツドにして、該塊の直立した軸に対
   して直角な、周囲が連続して丸くなつた切断面を
   それぞれが有する基礎部分と中間部分とキヤツプ
   部分とを有し、該基礎部分は該塊の基礎表面に交
   差しかつ実質的に直角な直立柱状形の周壁表面を
   有し、前記中間部分は基礎部分の周壁面との交差
   部から通常ドーム形のキヤツプ部分の表面との交
   差部へ次第に細くなる周壁面を有し、そしてキヤ
   ツプ部分の表面は、前記軸を含む直立断面の外周
   の接線と前記軸とのなす角度が減少しない外周の
   曲線を有して前記キヤツプ部分との交差部から延
   びている形状を有し、該支持パツドはフレームと
   該フレームに回転可能に連結されたアームとを有
   する車に用いられかつ該支持パツドは前記フレー
   ムと前記アームとの間の位置に接着されている一
   体の弾性支持パツド。 ８ 特許請求の範囲第７項に記載のパツドにおい
   て、前記基礎表面は、面積＝Ｔ／Ｃの式で決定さ
   れ、式中 Ｔ＝車両の全重量、 Ｃ＝3500から8300キロパスカルの範囲にある定
   数、 である一体の弾性パツド。 ９ 特許請求の範囲第７項又は第８項に記載のパ
   ツドにおいて、最大圧縮距離が全高（Ht）の20
   ％から40％の範囲にある一体の弾性パツド。 １０ 弾性材料のむくの塊によつて形成された一
   体の弾性支持パツドにして、該塊の直立した軸に
   対して直角な、周囲が連続して丸くなつた切断面
   をそれぞれ有する基礎部分と中間部分とキヤツプ
   部分とを有し、該基礎部分は該塊の基礎表面と交
   差しかつ実質的に直角な直立柱状形の周壁表面を
   有し、前記中間部分は基礎部分の周壁面との交差
   部から通常ドーム形のキヤツプ部分の表面の交差
   部へ次第に細くなる周壁面を有し、該支持パツド
   はフレームと該フレームに回転可能に連結された
   アームと該フレームとアームの何れか１つに取り
   はずし可能に連結された板を有する車に用いら
   れ、該支持パツドが前記フレームと前記アームの
   間の位置の板に接着されている一体の弾性パツ
   ド。 １１ 特許請求の範囲第１０項に記載のパツドに
   おいて、前記車は装軌型車輌であり、前記アーム
   は該車の重量を部分的に支持するボギーアームで
   ある一体の弾性パツド。 １２ 特許請求の範囲第１０項に記載のパツドに
   おいて、前記キヤツプ部分は動かない車のパツド
   の取付位置に実質的に平らな表面にたわめられて
   いる一体の弾性パツド。 １３ 特許請求の範囲第１０項に記載のパツドに
   おいて、前記支持パツドは最大の予想荷重におけ
   る荷重たわみ曲線が実質的に垂直となるような荷
   重たわみ特性を有する一体の弾性パツド。