JPWO2011132746A1 - クローラ用の芯金及びゴムクローラ - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1には、芯金の翼部に閉鎖開口部を形成し、隣り合う芯金の閉鎖開口部に連結体を引掛けて隣り合う芯金同士を連結したゴムクローラが開示されている。
特許文献3には、芯金の翼部に膨出部を形成し、隣り合う芯金同士の膨出部を重ね、膨出部間の円形空域に棒材を挿入して隣り合う芯金同士を連結したリンク式クローラが開示されている。
このため、第1の態様のクローラ用の芯金では、一対の翼部を係合軸部と一体的に形成し且つ当該係合軸部の幅方向の両側にそれぞれ配置している。この構成により、翼部が受ける路面からの入力がこの翼部と一体的に形成された係合軸部に分散されるため、翼部の根元部分への応力集中が緩和され、翼部の変形が抑制される。
なお、ここでいう、幅方向の外側へ延びる翼部とは、幅方向の内側から外側へ延びるものを含むものであり、幅方向に沿って延びる翼部、及び幅方向に傾斜又は湾曲して延びる翼部などを含んでいる。
なお、ここでいう、隣り合う芯金同士を連結した状態とは、芯金の係合部にこれに隣り合う芯金の係合軸部を係合させて、隣り合う芯金同士に周方向の張力を付与した連結状態を指している。
また、第7の態様のクローラ用の芯金は、単に内周側突起部全体の厚みを増して耐久性を向上させた芯金と比べて、重量増加を抑制しつつ耐久性を向上させることができる。
以下、本発明のクローラ用の芯金及びこれを用いたゴムクローラの第1実施形態について図1〜図9を用いて説明する。
さらに、「内外方向」というときは、ゴムクローラ10の内外方向をいい、この内外方向を矢印IN、OUTで示す。矢印INは、ゴムクローラ10の内周側を示し、単に「内周側」という。一方、矢印OUTは、ゴムクローラ10の外周側を示し、単に「外周側」という。
また、本実施形態では、転輪104を、一対のガイド壁部26の間を通る大径部と、ガイド壁部26の頂面26D上を通る小径部104Aとで構成しているが、本発明はこの構成に限定されず、転輪104の構成はその他の構成でも構わず、例えば、転輪104を、一対のガイド壁部26の各々の頂面26D上を通る小径部104Aと、小径部104Aの両側面に設けられて一対のガイド壁部26を跨ぐ一対の大径部とで構成しても構わない。
なお、スプロケット100及びアイドラー102についても、図1に示す本実施形態とは別の形態であっても構わない。
(芯金全体構成)
図4及び図5A〜図5Cに示すように、芯金20は、幅方向の中央部に設けられ幅方向に沿って延びる円柱状のピン部22と、ピン部22を挟んで幅方向両外側にそれぞれ配置されピン部22の両端部をそれぞれ支持し内周側へ突出すると共に周方向へ延びる一対のガイド壁部26と、ピン部22から周方向に離間した位置に配置され両端部が一対のガイド壁部26によってそれぞれ支持された略柱状のスプロケット係合部24と、ピン部22を挟んでピン部22の幅方向両側にそれぞれ配置され一対のガイド壁部26の幅方向外側面から幅方向外側へ延びる一対の翼部30と、一対のガイド壁部26のスプロケット係合部24側の外周側部分にそれぞれ設けられ他の芯金のピン部22が引掛けられる幅方向に延びる一対の引掛溝34と、を備えている。なお、本実施系形態の芯金20は、幅方向中心線CLを基準にして左右対称とされている。
図5Dに示すように、ピン部22は、断面円形状とされている。このピン部22の直径Dは、図7Bに示すように、隣り合う芯金20同士を連結した状態における一方の芯金20のピン部22と、他方の芯金20のピン部22との中心間距離Lの30%以上の値に設定されていることが好ましい。なお、ピン部22の直径Dは、中心間距離Lの35%以上の値に設定することがより好ましい。
ここでいう、隣り合う芯金20同士を連結した状態とは、(一方の)芯金20の引掛溝34にこれに隣り合う(他方の)芯金20のピン部22を引掛けて、隣り合う芯金20同士に周方向の張力を付与した連結状態を指している。
図4、図5B、図5Dに示すように、引掛溝34は、一対のガイド壁部26の外周側部分(外周側の部分)に、外周側に開口するようにそれぞれ設けられている。具体的には、引掛溝34は後述するガイド壁部26の溝側壁部26Bに設けられている。
また、図4、図5B、図5Dに示すように、引掛溝34のピン部22に対して反対側の溝壁34Aの開口側端部(外周側の端部)には、当該開口側端部からピン部22側へ延出する規制部40が設けられている。この規制部40により、引掛溝34の開口が狭められている。また、規制部40は、隣り合う芯金20同士を連結した状態において隣り合う芯金20のピン部22に少なくとも先端部が重なるように周方向の長さが設定されている。この規制部40の長さAは、図5Dに示すように、ピン部22の中心から周方向に沿って延ばした直線XLと引掛溝34の溝壁34Aとの交点Pと、規制部40の先端との周方向に沿った距離を示し、本実施形態では一例として、長さAを4mm以上に設定している。
この構成により、隣り合う芯金20同士を連結した状態において、芯金20の引掛溝34に引っ掛かった隣り合う芯金20のピン部22の外周側への移動が、規制部40との当接により規制される。
また、本実施形態では、規制部40が溝壁34Aの開口側端部に幅方向に連続して形成される構成としているが、本発明はこの構成に限定されず、例えば、規制部40が溝壁34Aの開口側端部に幅方向に断続して形成される構成としてもよい。
図4に示すように、スプロケット係合部24は、一対の引掛溝34の幅方向内側端部同士を連結している。また、図5B、図5Dに示すように、スプロケット係合部24の外周側部分24A(外周側の部分)は、引掛溝34の壁面と規制部40の内周面に沿った形状とされている。このスプロケット係合部24により、引掛溝34が補強される。
従って、引掛溝34に引掛けられたピン部22からの引張力により、当該引掛溝34が変形するのが抑制される。また、引掛溝34に引掛けられたピン部22は、スプロケット係合部24の外周側部分24Aにも接触するため、例えば、引掛溝34のみにピン部22が接触するものと比べて、接触面積が増し、引掛溝34の摩耗速度を低下させられる。
また、スプロケット係合部24の内周側部分(内周側の部分)の形状は、内周側へ凸となるように湾曲した形状とされている。
図4、図5B〜図5Dに示すように、ガイド壁部26は、側面視で略台形状とされ、頂面26D(内周側の端面)が平坦状とされている。なお、ガイド壁部26の形状は側面視で略台形状に限定されるものではなく、その他の形状、例えば、逆台形状や、矩形状などでも構わない。なお、転輪104の小径部104A(図1、図8参照)が、頂面26D上を通過する場合、頂面26Dを平坦状とすることでゴムクローラ10の振動をより抑制することができる。
この構成により、クローラ走行時に、スプロケット100、アイドラー102及び転輪104がガイド壁部26によって所定の位置へとガイドされ、スプロケット100、アイドラー102及び転輪104の脱輪が抑制される。
図4、図5A〜図5Cに示すように、翼部30は、ガイド壁部26のピン部22の幅方向端部に対応した位置から幅方向外側へ延びている。
ここで、芯金20が一対の翼部30を備えていることから、クローラ走行時における路面からの入力(荷重)が一対の翼部30にも分散され、芯金20の変形が抑制される。
また、翼部30の根元部分には補強部42が形成されている。
また、本実施形態の翼部30は、先端に向かって幅(周方向の長さ)が狭くなる先細り形状とされているが、本発明はこの構成に限定されず、翼部は、幅一定形状としてもよく、根元部分よりも先端で幅が広くなる形状としてもよい。
まず、図7Aに示すように、一方の芯金20の引掛溝34の開口と他方の芯金20のピン部22とを位置合せし、図7Bに示すように、一方の芯金20の引掛溝34に他方の芯金20のピン部22を引掛ける。そして、一方の芯金20と他方の芯金20に周方向の張力を付与することで、一方の芯金20と他方の芯金20とが連結状態となる。
まず、上述した連結操作で複数の芯金20を連結して無端状のクローラベルト13を構成する。
また、複数の芯金20を連結してゴムクローラ1本分の長さの帯状の芯金連結体を構成し、この芯金連結体の少なくとも外周側にゴム弾性体を加硫して帯状のクローラ構成部材を形成し、この帯状のクローラ構成部材の長手方向端部同士を連結して環状とすることで、ゴムクローラ10を構成することもできる。このような構成とした場合には、例えば、1本のゴムクローラ10を1本の帯状のクローラ構成部材の状態で保管したり、輸送したりすることができる。これにより、保管時や輸送時に複数本のゴムクローラ10を上記1本の帯状のクローラ構成部材の状態で複数本重ねて収容しておくことで、収容スペースを縮小することができる。
一方、複数の芯金20を連結して足し合わせるとゴムクローラ1本分となる複数本の帯状の芯金連結体を構成し、これらの芯金連結体の少なくとも外周側にゴム弾性体をそれぞれ加硫して帯状のクローラ構成部材を複数本形成し、これらの帯状のクローラ構成部材の長手方向端部を互いに連結して1本の帯状のクローラ構成部材とし、その後、1本のクローラ構成部材の長手方向端部同士を連結して環状とすることで、無端状のゴムクローラ10を構成することもできる。このような構成とした場合には、例えば、1本のゴムクローラ10を複数本の帯状のクローラ構成部材の状態で保管したり、輸送したりすることができる。これにより、保管時や輸送時に1本のゴムクローラ10を上記複数本の帯状のクローラ構成部材の状態で重ねて収容しておくことで、収容スペースを縮小することができる。
上述したように、芯金20同士の連結は、図7A、図7Bに示すように、一方の芯金20の引掛溝34に他方の芯金20のピン部22を引掛けることでなされる。すなわち、連結用の専用部品を用いずに芯金20同士を連結することができる。つまり、ゴムクローラ10(クローラベルト13)の部品点数を減らすことができる。
また、芯金20の連結操作も一方の芯金20の引掛溝34に他方の芯金20のピン部22を引掛けるという簡単な操作で行なえる。
このため、芯金20では、一対の翼部30をピン部22と一体形成し且つピン部22の幅方向の両側にそれぞれ配置している。この構成により、翼部30が受ける路面からの入力が翼部30と一体形成されたピン部22に分散されるため、翼部30の根元部分Fへの応力集中が緩和され、翼部30の変形が抑制される。
なお、例えば、芯金90の翼部30に補強部材などを設けて、翼部30の根元部分の剛性を向上することも可能であるが、本実施形態の芯金20は、翼部30が路面から受ける入力をピン部22に分散することから、必ずしも翼部30に補強部材を設ける必要がなく、芯金の重量増加を抑制することができる。
従って、本実施形態の芯金20は、クローラ走行時の振動を抑制することができる。
また、引掛けられたピン部22による引掛溝34の局部的な摩耗の進展も抑制することができる。
以下、本発明のクローラ用の芯金及びこれを用いたゴムクローラの第2実施形態について説明する。なお、本実施形態では、第1実施形態と同様の部分については同一の符号を付して示し、その部分の詳細な説明は省略する。
図11及び図12に示すように、芯金50は、一対のガイド壁部26の互いに対向する溝側壁部26Bのそれぞれの幅方向外側面から幅方向に突出する突起52と、互いに対向するピン側壁部26Aの周方向の端部から溝側壁部26B側へ延びる挿入部の一例としての挿入溝56と、を備えている。
まず、一方の芯金50と他方の芯金50とを相対的に傾けた状態で一方の芯金50の引掛溝34の開口と他方の芯金50のピン部22とを位置合せし、一方の芯金50の引掛溝34に他方の芯金50のピン部22を引掛ける。
その後、一方の芯金50と他方の芯金50とが平行な状態(例えば、側面視で一方の芯金50の頂面26Dと他方の芯金50の頂面26Dとが平行となる状態)に近づくように、一方の芯金50と他方の芯金50との相対傾斜角度を調整する。このとき、一方の芯金50の突起52が他方の芯金50の挿入溝56に挿入される。そして、一方の芯金50と他方の芯金50とに周方向の張力を付与することで、一方の芯金50と他方の芯金50とが連結状態となる。このような連結操作で、一方の芯金50と他方の芯金50とが連結される。
図14に示すように、連結された芯金50同士が接近する方向に移動すると、一方の芯金50の突起52が他方の芯金50の挿入溝56へ当接して、連結された芯金50同士が接近する方向に移動するのを規制する。これにより、連結された芯金50同士の連結外れが効果的に抑制される。
以下、本発明のクローラ用の芯金及びこれを用いたゴムクローラの第3実施形態について説明する。なお、本実施形態では、第1実施形態と同様の部分については同一の符号を付して示し、その部分の詳細な説明は省略する。
図15及び図16に示すように、芯金70は、一対のガイド壁部26の互いに対向する溝側壁部26Bのそれぞれの幅方向外側面から幅方向に突出し周方向へ延びる補強リブ72と、互いに対向するピン側壁部26Aの周方向の端部から溝側壁部26B側へ延びる挿入部の一例としての挿入溝76と、を備えている。なお、補強リブ72及び挿入溝76は、ガイド壁部26と一体形成されている。
まず、一方の芯金70と他方の芯金70とを相対的に傾けた状態で一方の芯金70の引掛溝34の開口と他方の芯金70のピン部80とを位置合せし、一方の芯金70の引掛溝34に他方の芯金70のピン部80を引掛ける。
その後、一方の芯金70と他方の芯金70とが平行な状態(例えば、側面視で一方の芯金70の頂面26Dと他方の芯金70の頂面26Dとが平行となる状態)に近づくように、一方の芯金70と他方の芯金70との相対傾斜角度を調整する。このとき、一方の芯金70の補強リブ72の少なくとも一部が他方の芯金70の挿入溝76に挿入される。そして、一方の芯金70と他方の芯金70とに周方向の張力を付与することで、一方の芯金70と他方の芯金70とが連結状態となる。このような連結操作で、一方の芯金70と他方の芯金70とが連結される。
ピン部80は、前述したように、周方向に突出し幅方向の一端から他端へ延びる突条82を備えていることから、第1実施形態のピン部22と比べて、断面積が増加し、翼部30が受ける路面からの入力によるピン部80の変形がより効果的に抑制される。
図18に示すように、連結された芯金70同士が接近する方向に移動すると、一方の芯金70の補強リブ72が他方の芯金70の挿入溝76へ当接して、連結された芯金70同士の接近を規制する。これにより、連結された芯金70同士の連結外れが効果的に抑制される。
本発明に係る実施例の芯金と比較例の芯金を用いて以下の試験1、2を実施した。なお、実施例の芯金は、第3実施形態の芯金70と同構成の芯金であり、比較例の芯金は、芯金90と同構成の芯金である。
試験1では、芯金の一対の翼部の先端側を下面側(外周面側)から支持した状態で、芯金の幅方向中央部分に上方(内周面側)から荷重3.5tonを加えて、翼部の根元部分に作用した応力の最大値をFEM解析した。結果を表1に示す。
試験2では、芯金同士を連結し、これらを連結した状態で周方向の張力12.6tonを付与して、引掛溝に作用した応力の最大値をFEM解析した。なお、実施例の芯金のピン部と、比較例の芯金のピン部の大きさは同等のものとした。結果を表1に示す。
12 ゴム弾性体
13 クローラベルト
20 芯金
22 ピン部(係合軸部)
26 ガイド壁部(内周側突起部)
30 翼部
34 引掛溝(係合部)
46 ゴムクローラ
50 芯金
66 ゴムクローラ
70 芯金
72 補強リブ
76 挿入溝(挿入部)
80 ピン部(係合軸部)
82 突条
D 直径
L 中心間距離
S 周方向
W 幅方向
IN 内周側
OUT 外周側
Claims (10)
- 周方向に一定間隔で配置され、前記周方向に隣り合う同士が連結されて無端状のクローラベルトを構成するクローラ用の芯金であって、
前記クローラベルトの幅方向に延びる係合軸部と、
前記係合軸部と一体的に形成され隣り合う前記芯金の係合軸部が係合される係合部と、
前記係合軸部と一体的に形成されると共に当該係合軸部の前記幅方向の両側にそれぞれ配置され、前記幅方向の外側へ延びる一対の翼部と、を備え、
前記芯金の係合部に、隣り合う前記芯金の係合軸部を係合させることにより隣り合う前記芯金同士が連結されるクローラ用の芯金。 - 前記係合軸部の直径は、隣り合う前記芯金同士を連結した状態における前記芯金の係合軸部と、隣り合う前記芯金の係合軸部との中心間距離の30%以上の値である請求項1に記載のクローラ用の芯金。
- 前記係合部は、前記クローラベルトの外周側に開口する溝であり、隣り合う前記芯金同士を連結した状態において隣り合う前記芯金の係合軸部に接触する部分が当該係合軸部の外周面に沿った形状とされた請求項1又は請求項2に記載のクローラ用の芯金。
- 前記係合部と一体的に形成され、前記係合部の前記係合軸部側に対して反対側の溝壁の開口側端部から前記係合軸部側へ延出し、前記係合部に隣り合う前記芯金の係合軸部を係合した状態において当該係合軸部に重なり且つ当接により当該係合軸部の前記外周側への移動を規制する規制部と、を備える請求項3に記載のクローラ用の芯金。
- 前記係合軸部は、隣り合う前記芯金同士を連結した状態において隣り合う前記芯金の係合部に接触する部分とは逆側の部分に、前記周方向に突出し前記幅方向の一端から他端へ延びる突条を備えている請求項3または請求項4に記載のクローラ用の芯金。
- 前記係合軸部と一体的に形成され、前記係合軸部の両端部と前記一対の翼部との間にそれぞれ配置され、前記クローラベルトの内周側に突出すると共に前記周方向へ延出し、当該延出部分に前記係合部が形成される一対の内周側突起部を備え、
前記一対の内周側突起部の幅は、前記係合軸部側よりも前記係合部側で狭く、
隣り合う前記芯金同士を連結した状態において前記芯金の一対の内周側突起部の係合部側が、隣り合う前記芯金の一対の内周側突起部の係合軸部側に入り込んでいる請求項1〜5のいずれか1項に記載のクローラ用の芯金。 - 前記内周側突起部は、前記幅方向の内側面及び外側面の少なくとも一方に、前記幅方向に突出し前記周方向に延びる補強リブを備えている請求項6に記載のクローラ用の芯金。
- 前記補強リブの一部は、前記係合部の外周形状に沿って設けられている請求項7に記載のクローラ用の芯金。
- 前記内周側突起部の係合軸部側には、隣り合う前記芯金同士を連結した状態において隣り合う前記芯金の内周側突起部の外側面に設けられた前記補強リブの少なくとも一部が挿入される挿入部が設けられ、
前記挿入部は、前記芯金の係合軸部が隣り合う前記芯金の係合部から脱出する方向に移動するのを隣り合う前記芯金の補強リブの少なくとも一部との当接により規制する請求項7又は請求項8に記載のクローラ用の芯金。 - 請求項1〜9のいずれか1項に記載のクローラ用の芯金を用いて構成されたクローラベルトの外周側にゴム弾性体が配設されたゴムクローラ。
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