JP2009078796A - ゴムクローラ及びこれに適したスプロケット - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性に優れたゴムクローラを提供する。
【解決手段】外周面にラグ２を有すると共に、内周面には駆動力を伝達するための駆動係合部を有し、当該駆動係合部にスプロケット１００を係合させることにより駆動力を伝達されるゴムクローラ１であって、前記駆動係合部が、前記ゴムクローラ１の周方向に一定のピッチをもって埋設した硬質の係合部材５と、前記係合部材５の間毎に配置してあり前記スプロケットの歯部を受け入れる凹部３とを含んでいる。かかるゴムクローラによると、硬質の係合部材の間毎に配置した凹部にスプロケットの歯部が係合するので、内周面上に突出している駆動突部に歯部を当接させていた従来の場合と比較して、駆動係合部への損傷等の発生を抑制できる。また、凹部の形状を適宜に変更して歯部に対する係合面積を拡大して面圧低減を図ることもできる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の走行部に採用されるゴムクローラ及びスプロケットに関し、より詳細には駆動係合部の耐久性を向上させたゴムクローラ、及びこれに適用されるスプロケットに関するものである。

路面の保護、騒音の抑制、更には環境保護などの観点から、近年、建設機械、農業機械などの車輌の走行部にゴムクローラが広く用いられるようになっている。このようなゴムクローラとしては、例えば特許文献１に開示されたものがよく知られている。
これは、ゴムクローラの内周面に、一定のピッチで、ゴム塊からなる駆動突部を形成したものであり、駆動突部は内周面上に山状に盛り上げた突起状の物体であって、この駆動突部に、駆動軸に取付けたスプロケットの歯を係合させることによってゴムクローラに駆動力を伝達するものである。

特開２００３−２２６２７１号公報

しかしながら、特許文献1で開示するゴムクローラは、その内周面側に突出するように設けた駆動突部にスプロケットの歯部（係合歯）を係合させて駆動力を伝達して回転させる構造であって、このゴムクローラでは、スプロケットの歯部を駆動突起の中腹に当接させることで、駆動突起に、それを倒すような力が繰り返し作用することになるため、駆動突部の基部などの特定箇所に応力が集中することになって、ゴムクローラが、駆動突部の周辺で破損あるいは損傷し易いという問題があった。

よって、本発明の主な目的は、駆動係合部の耐久性に優れたゴムクローラを提供することにあり、また他の目的は、このゴムクローラに適したスプロケットを合わせて提供することにある。

上記目的は、外周面にラグ部を有すると共に、内周面には駆動力を伝達するための駆動係合部を有し、当該駆動係合部にスプロケットを係合させることにより駆動力を伝達されるゴムクローラであって、前記駆動係合部が、前記ゴムクローラの周方向に一定のピッチをもって埋設した硬質の係合部材と、係合部材の間毎に配置されて、スプロケットの歯部を受け入れる凹部とを含んでなるゴムクローラによって達成することができる。

そして、前記係合部材には、クローラの内周面側に突出する一対の角部を、前記スプロケットの転動スペースを隔てて形成してなる構造を採用することが好ましい。
そして、この係合部材は、ゴムクローラ内に所定のピッチで埋設した芯金とすることが好ましい。

また、前記係合部材と前記凹部との間のクローラ内周面は、標準的な内周面より***させて設けた***表面とすることが望ましい。
ここで、「標準的な内周面」とは、芯金の羽根根元部のゴムクローラ内周面側を通る平面を指す。

また、前記係合部材と各***表面との間には、前記ゴムクローラの幅方向に延びる溝部を形成することが望ましい。
ところでこの場合は、ゴムクローラの幅方向に延びる溝部を、***表面の全幅にわたって形成することの他、***表面の、幅方向の両側部分に対応させて形成すること、その***表面の、幅方向の中央部分に対応させて形成することが好ましい。

そしてさらに、上記目的は、上述したいずれかのゴムクローラに適用されるスプロケットであって、円形基部部分と、この円形基部部分の周方向に所定の間隔をおいてその周縁部に配備される複数の歯部とを含み、それらの歯部を、円形基部部分の周縁より径方向外方へ突出させてなるスプロケットによっても達成することができる。
また、上記目的は、上述したいずれかのゴムクローラに適用されるスプロケットであって、円形基部部分と、この円形基部部分の周縁部に配備される複数の歯部とを含み、それらの歯部を、円形基部部分に対し、クローラ幅方向の両側へ突出させてなるスプロケットによっても達成することができる。

本発明のゴムクローラによると、硬質の係合部材の間毎に配置した凹部にスプロケットの歯部が係合するので、内周面上に突出している駆動突部の中腹に歯部を係合させていた従来の場合と比較して、力点の位置が低くなり、これがため、駆動係合部への損傷等の発生を抑制することができる。

また、このゴムクローラは一定ピッチで凹部を配備した構造となるので、クローラがスプロケットやアイドラを通過するときに屈曲しても歪の発生を抑制できる。そしてここでは、凹部の形状を適宜に変更して歯部に対する係合面積を拡大して面圧の低減を図ることもできる。
よって、本発明にかかるゴムクローラは損傷等の発生を抑制して、耐久性を向上させることができる。

しかもここでは、スプロケットによるゴムクローラの駆動に当って、そのスプロケットの歯部を、十分なゴム厚みをもつ凹部壁面を介して、係合部材に間接的に係合させることにより、スプロケットの駆動力を、凹部の緩衝下で、硬質の係合部材によって十分に支持することができるので、ゴムクローラの繰返しの駆動に当ってなお、スプロケットとの係合部となる係合部材への局部的な応力集中等なしに、その係合部材にすぐれた耐久性を発揮させることができる。

その上ここでは、凹部におけるゴム厚みを十分厚くすることで、スプロケットによるゴムクローラの駆動に当っての、硬質係合部材の露出、ひいては、スプロケットの歯部と係合部材との衝接を防止して、それらの直接的な衝接に起因する衝突騒音の発生を防止することができる。

前記ゴムクローラの前記係合部材が角部を有し、この角部がスプロケットを間で受け入れるように間隔をもって配置した一対であると、スプロケットを角部間でガイドしつつ歯部を前記内周面に設けた凹部に円滑に係合させることができる。

また、前記係合部材と前記凹部との間の内周面を***させると、凹部壁面とスプロケットとの接触面積を増加できるので面圧を軽減して更に耐久性の向上を図ることができる。

更に、前記係合部材と***表面との間に、クローラの幅方向に延びる溝部を形成すると、ゴムクローラの屈曲時に発生する歪を軽減でき、また製造時における係合部材の位置決め精度の向上に役立てることもできる。
そしてこのことは、溝部を、***表面の全幅にわたって連続させて形成した場合にとくに効果的である。

ところで、この場合にあって、溝部を、各***表面の、幅方向の両側部分に対応させて形成したときは、ゴムクローラの製造時の、加硫金型、たとえばそれの下型に対する係合部材の位置決めを、係合部材のいずれの方向の変位に対しても、より安定に、より確実に行うことができ、また、溝部を、***表面の、幅方向の中央部分に対応させて形成したときは、製品ゴムクローラでゴムのとくに剥がれ易い、角部の突出起部部分に十分なゴム厚みを確保して、それの不測の剥離を有効に防止することができる。

歯部が円形基部部分の周縁より径方向外方へ突出しているスプロケット、および、円形基部部分の周縁部に配備した歯部が、円形基部部分に対し、クローラ幅方向の両側へ突出しているスプロケットを、前述したゴムクローラに適用すると、前述の凹部に歯部が確実に係合するので円滑な駆動を実現できる。

以下、本発明に係る一実施形態を、図を参照して詳細に説明する。図１は一実施形態に係るゴムクローラの一部を示した斜視図である。この図１には、ゴムクローラに駆動力を伝達するスプロケットも合わせて図示してある。

図１のゴムクローラ１はいわゆる内周駆動型のゴムクローラであり、外周面側に路面に作用するラグ２を有し、内周面側にはゴムクローラそれ自身に駆動力を伝達するための駆動係合部が形成してある。
この駆動係合部は、ゴムクローラ１の周方向に一定のピッチをもって埋設した後述の硬質の係合部材と、この係合部材の間毎に配置した凹部３とを含んでいる。
なお、説明の便宜上、ゴムクローラ１の回転方向を周方向ＣＤ、これと直角な方向を幅方向ＲＤと称して説明に用いる。

ゴムクローラ１には、硬質の係合部材となる複数の芯金５がこのゴムクローラの幅方向ＲＤへの延在姿勢で、周方向ＣＤに間隔をおいて所定ピッチで埋設されている。
芯金５の構造については後に詳述するが、図示のように中央部分の内周面側に一対の角部５ａ、５ａが形成されている。すなわち、一対で二股状に形成した角部５ａ，５ａがゴムクローラ１の内周面から内側に向けて突出しており、これがゴムクローラと同じゴム材で覆われて突起部４となっている。

そして、芯金５の外側に配置してある層はスチールコード６を含み、それぞれの芯金５を取り囲むように周方向ＣＤへエンドレスに延在する補強層である。
スチールコード６はゴムクローラ１内に埋設される抗張部材で、ゴムクローラ１の、向ＣＤへの伸びを規制しつつ、スプロケット１００から受ける駆動力に基づいてゴムクローラ１がスムーズに回転するように補助する。

また、ゴムクローラ１の内周面には、スプロケット１００の歯部１０１を受け入れる複数の凹部３が形成してある。この凹部３は、前述したような標準的な内周面に対し、ゴムクローラ１の内周面を接地面側（外側）にへこませた形状であり、スプロケット１００の歯部１０１の入り込みを許容するように形成されている。

上記凹部３は、底面が存在している窪み状に形成してもよいし、底面を有しない貫通孔状とすることも可能である。
凹部３を貫通孔とした場合には泥土や砂利などの排出性を高めた構造とすることができる。また、スプロケット１００の歯部１０１が係合する（当接する）凹部３の壁面形状を変更することで、歯部１０１との接触面積を適宜に調整できる。この接触面積を増加させるように凹部３の壁面を設計すれば、歯部１０１との面圧を低減させることができる。

なお、符号１０２で示しているのは転輪である。
転輪１０２は、荷重を支持しつつゴムクローラ１をガイドして安定駆動するために配備される荷重支持輪で、駆動輪となるスプロケット１００と従動輪となるアイドラ（図示せず）との間に必要に応じて配される。

図２は、ゴムクローラ１とスプロケット１００との係合部分を拡大して示した部分断面図である。また、図３はゴムクローラ１の内周面側の展開平面図である。これらの図を参照してゴムクローラ１の構造を更に詳細に説明する。

前記芯金５の基部はその平面形状が大略で長方形であって、その長手方向を幅方向ＲＤに延在させてゴムクローラ１内に埋設されている。そして、芯金５の中央部分には前述した一対の角部５ａ、５ａが相互の離隔状態で形成されている。
この芯金５の角部５ａは、幅方向ＲＤの寸法よりも周方向ＣＤの寸法の方が大きい、周方向に長尺の形状をなし、一対の角部５ａ、５ａ間でスプロケット１００や前述した転輪１０２を円滑にガイドできるように構成してある。

上記一対の角部５ａ、５ａの間隔は、スプロケット１００がスムーズに回転できる間隔を確保するようにして設定されている。ただし、金属などの硬質材で形成されている芯金５の角部５ａはゴムクローラと同じゴム素材で覆われ、外観においてはゴム状の突起部４となる。よって、２つの突起部４の間をスプロケット１００がガイドされながら回転する形態となる。
したがって、上記一対の角部５ａ相互の間隔は被覆するゴムの厚みを見込んだ分だけ大きく設定してある。

さて、ゴムクローラ１は、図２で明示されているように、スプロケット１００の歯部１０１と係合する駆動係合部が、硬質の係合部材となる芯金５とその間毎に配置した凹部３とを含んで構成されている。
より詳細には、芯金５が周方向ＣＤにおいて等ピッチに配設されて、その間毎（ごと）に凹部３がスプロケットの歯部を受け入れるように、これも等ピッチで点線状に配置されている。この凹部３は、ゴムクローラ１の標準的な内周面１０を窪ませたように形成されている。
そして、凹部３は幅方向ＲＤにおける中央位置で周方向ＣＤへ等ピッチとして配置されている。

上記の構造ではスプロケット１００からゴムクローラ１へ伝達される駆動力は、スプロケット１００の歯部１０１が、内周面に設けた凹部３に進入して、凹部３の壁面に係合（当接）したときに伝達される。
すなわち、ゴムクローラ１の内周面に一定ピッチで配置してあるそれぞれの凹部３に、回転するスプロケット１００の歯部１０１が順に進入する動作を繰り返すことで凹部３の壁面を順に押圧してゴムクローラ１を回転させる。

ここで説明した図２の構造は、前述したように一定のピッチをもって埋設されている芯金５の間毎に、凹部３が配置されている。換言すると、この構造は周方向ＣＤで凹部３の前後に芯金５が位置しているので、凹部３はその前後を位置決めされている。そして、凹部３の背部が硬質の芯金５で支持されているような強固な構造となる。したがって、スプロケット１００の歯部１０１を、凹部３の変形下で、間接的に芯金５に係合させて駆動力を確実に伝達できる。

ところで、従来のゴムクローラにあっては、相対的に高い位置にある駆動突部の中腹にスプロケットの歯部を当接していたので、その駆動突部が損傷し易く耐久性が劣るものとなっていた。
これに対して、実施形態に係る前述のゴムクローラ１では標準的な内周面１０の位置から外周面側へ窪ませるように形成した凹部３に、スプロケット１００の歯部１０１を係合させるので、歯部の係合による、駆動係合部の損傷の問題を確実に抑制できる。
よって、実施形態に係るゴムクローラ１は耐久性を向上させたゴムクローラとして提供できる。
また、このように標準的な内周面１０より外周面側へ窪ませた凹部３を設けると、スプロケット１００の歯部１０１が係合する係合位置（駆動伝達点）が下がることによりスチールコード６からこの係合位置までの距離が短くなるので、駆動力の伝達効率の良いゴムクローラとすることができる。

上述した実施形態のゴムクローラ１は、前述した構成に加えて、具備しておくのが好ましい他の構造も備えて形成してある。
以下、この点について説明する。
再度、図２及び図３を参照すると、周方向ＣＤで芯金５の前後に、ゴム材を盛り上げてなる***表面２０を形成してある。左右の突起部４間での内周面が低くなると、スプロケット１００との接触面積が減少して面圧が上昇してしまう。そこで、芯金５の中央部前後に他の標準的な内周面１０よりもゴムを肉盛りして***させた***表面２０を設けておくのが望ましい。

このように左右一対の角部５ａの間に***表面２０を設けることで、スプロケット１００の歯部１０１とゴムクローラの内周面との接触面積を増加させることができる。例えば、転輪１０２の転動面より下部で左右の突起部４の基部が連なる程度にゴムを肉盛りして、上記***周面２０を形成することができる。
これにより歯部１０１によって作用される面圧を低下させることができる。

そして、このように芯金５の前後に***表面２０を設けることにより、芯金５の中央部分とアイドラ（図示せず）等との接触も確実に予防できるようにできる。長時間のゴムクローラの使用で芯金５の中央部のゴム被膜が薄くなると、意図しないアイドラとの接触で騒音が発生するという場合がある。芯金５の前後に、ゴム厚みの厚い、***部になる***表面２０を設けることにより、騒音発生も合わせて予防できる。

更に、前記***表面２０を設けた構造と関連して、図２に示すように、芯金５と***表面２０との間に、幅方向ＲＤに平行に延びる溝部２５を設けた構造を採用するのがより好ましい。
ゴムクローラ１が連続的に回転しているとき、定期的にスプロケットとアイドラに巻き掛けられる。このときに芯金５に内接する部分には大きな圧縮力が作用してゴムに歪が発生し易い。よって、これを原因として、ゴムクローラ１の内周面が損傷して耐久性が低下する場合がある。

これに対して、図２で示すように芯金５と上記***表面２０との間に空間を確保するように溝部２５を設けることで、ゴムクローラの内周面の一部に歪が集中するの緩和して損傷を予防できる。
すなわち、更に芯金５に沿って溝部２５を設けることで耐久性を一層向上させることができる。
なお、ゴムクローラ１の製造時にあっては金型内で芯金５を精度良く位置決めしながらゴム材内に埋設する（組込む）のが好ましい。そのためには、芯金５の両側を支持部材で支持して位置決めする。このようにして使用した支持部材を加硫後に取除くと、芯金５の両側に凹部が形成されるので、この凹部空間を利用して溝部とすればよいので、上述した溝部２５を備える構造は簡単に実現できる。
これらのことは、溝部２５を、図示のように、***表面の全幅にわたって連続させて形成した場合にとくに効果的である。

この一方で、上述のような溝部２５は、図４（ａ）に要部拡大展開平面図で例示するように、***表面２０の幅方向の、両側部部分だけに対応させて形成することができる他、図４（ｂ）に例示するように、***表面２０の幅方向の、中央部分に対応させて形成することもでき、前者の場合は、加硫金型、なかでも下型内で、芯金５を所定の位置に位置決め支持するに当り、その芯金５を、溝部２５の形成個所と対応する四個所で十分安定に支持することができるので、芯金５の、加硫金型内での不測の位置ずれ等を防止して、所定の位置に正確に位置決めすることができる。
また、図４（ｂ）に示す後者によれば、製品クローラで、ゴムのとくに剥れ易い、角部５ａの突出基部部分に、十分なゴム厚みを確保して、その基部部分でのゴムの剥離のおそれを有効に取り除くことができる。

以上の説明では、耐久性の向上等を図ったゴムクローラ１について説明したが、以下ではこのゴムクローラ１に適用可能なスプロケットの構造例について説明する。
スプロケットは、ゴムクローラ１の内周面に形成した凹部３内に進入可能な歯部を備える構造であることが求められる。よって、図１、図２で示すように、歯部がスプロケットの本体となる円形基部部分より径方向外方へ突出する構造とすればよい。
歯部の形状については特に限定するものではなく、凹部３に進入したときに接触面積を広く確保して面圧を低減できるものが望ましい。

図５は、前述したゴムクローラ１と係合可能な歯部を有するスプロケット例をまとめて示した図である。なお、図１、２に示しているスプロケット１００は、本体の円形基部部分から歯部１０１を径方向外方に突出させた形状となっており、これは一般的な歯車形状である。そして、円形基部部分と歯部とがほぼ同じ厚みで形成されている。
図５で例示しているスプロケットは本体の円形基部部分を薄く形成してある。そして、円形基部部分の厚み方向（ゴムクローラの幅方向ＲＤ）へ歯部の部分だけを両側へ広げた（幅方向の両側へ突出する）構造としてゴムクローラ１の凹部３内での接触面積の増加を図っている。
このスプロケットは、本体となる円形基部部分を薄くして軽量化が図られており、また、歯部の幅を凹部３の内法に対応する寸法に拡大することで、面圧の低減とガイド機能の向上とを図っている。

ところで、図５は、スプロケット本体の円形基部部分について限定するものではない。図１に示すように、円形基部部分は一定の厚みのある１枚の丸い板状部材としてもよいし、薄めの円盤材を２枚準備してこれを対向配置してその間に歯部を配置した構造としてもよい。
後者の構造は、カゴ型と称されるスプロケットの構造であり、２枚の薄い円盤材の周縁部に沿って所定ピッチで歯部が配設される。そして、歯部を円盤材より半径方向外方へ突出するように設定しておけばよい。

なお、図１から図３に基づく説明では、スプロケット１００の歯部１０１がゴムクローラ１の内周面に形成した凹部３だけに係合するように説明している。
このように、スプロケット１００の歯部１０１が凹部３だけに係合する場合には、内周面に立設してある一対の突起部４はスプロケット１００や転輪１０２のガイドとして機能することになる。
ただし、本願に係る発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、図５に示したスプロケット１００の歯部１０１の一部が突起部４に係合するように構成してもよい。すなわち、図６に示すように、歯部１０１が凹部３内に進入したときに、その上側の一部が突起部４の基部（突出している部分の根元付近）４ＢＳに係合する形態を採用してもよい。このような形態を採用すると、形成する凹部３を浅めに形成することができるので、ゴムクローラ１の内周面の加工を容易化できる。なお、この場合、歯部１０１は突起部４の基部に係合し、突起部４を倒すような力が作用しないので前述した従来の問題は殆ど生じない。

以上で説明したゴムクローラ１は、一定のピッチをもって埋設した芯金５の間に形成されて、芯金５でバックアップされる凹部３にスプロケット１００の歯部１０１を係合させて駆動力を伝達するので、芯金５および凹部３が、スプロケット１００の歯部１０１から受ける力で変形したり破損等することがない。よって、耐久性を向上させたゴムクローラを提供できる。
また、駆動力伝達点の位置をスチールコードに近付けることができるので駆動力の伝達効率を向上させることもできる。そして、基体となる円形基部部分の外縁より外側に突出する歯部を有するスプロケットを合わせて採用することで、上記ゴムクローラを確実に駆動させることができる。

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は、上述したような特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
例えば、前述した実施形態では硬質の係合部材として金属製の芯金５を採用する場合を例示したがこれに限らず、ゴムクローラを形成するゴム素材より硬い材料、例えば硬質プラスチックなどを係合部材として採用してもよい。また、前述した実施形態では芯金５がゴムクローラの内周面に形成される突起部のベースとなる角部を備えていたが、このような角部を有さない芯金或いは硬質プラスチックを採用してもよい。

以上の説明から明らかなように、この発明によれば耐久性を向上させたゴムクローラを提供できる。また、このゴムクローラに適したスプロケットを合わせて提供することができる。

本発明の一実施形態に係るゴムクローラの一部を示した斜視図である。 ゴムクローラとスプロケットとの係合部分を拡大して示した図である。 ゴムクローラの内周面側の展開平面図である。 溝部の他の形成側を示す要部拡大展開平面図である。 ゴムクローラと係合可能な歯部を有するスプロケット例をまとめて示した図である。 ゴムクローラの凹部とスプロケットの歯部との関係を説明するために示した図である。

符号の説明

１ ゴムクローラ
２ ラグ
３ 凹部
４ 突起部
５ 芯金
５ａ 角部
６ スチールコード
１０ 標準的な内周面
２０ ***表面
２５ 溝部
１００ スプロケット
１０１ 歯部
ＣＤ ゴムクローラの周方向
ＲＤ ゴムクローラの幅方向

Claims (10)

1. 外周面にラグ部を有すると共に、内周面には駆動力を伝達するための駆動係合部を有し、当該駆動係合部にスプロケットを係合させることにより駆動力を伝達されるゴムクローラであって、
   前記駆動係合部が、前記ゴムクローラの周方向に一定のピッチをもって埋設した硬質の係合部材と、前記係合部材の間毎に配置されて、前記スプロケットの歯部を受け入れる凹部とを含んでなるゴムクローラ。
2. 係合部材に、ゴムクローラの内周面側に突出する一対の角部を、前記スプロケットの転動スペースを隔てて形成してなる請求項１に記載のゴムクローラ。
3. 係合部材を、ゴムクローラ内に所定のピッチで埋設した芯金としてなる請求項１もしくは２に記載のゴムクローラ。
4. 係合部材と前記凹部との間のクローラ内周面を、標準的な内周面より***させて設けた***表面としてなる請求項１〜３のいずれかに記載のゴムクローラ。
5. 係合部材と各***表面との間には、前記ゴムクローラの幅方向に延びる溝部を形成してなる請求項４に記載のゴムクローラ。
6. ゴムクローラの幅方向に延びる溝部を、***表面の全幅にわたって連続させて形成してなる請求項５に記載のゴムクローラ。
7. 前記溝部を、***表面の、幅方向の両側部分に対応させて形成してなる請求項５に記載のゴムクローラ。
8. 前記溝部を、***表面の、幅方向の中央部分に対応させて形成してなる請求項５に記載のゴムクローラ。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載のゴムクローラに適用されるスプロケットであって、
   前記スプロケットは、円形基部部分と、この円形基部部分の周縁部に配備される複数の歯部とを含み、それらの歯部を、円形基部部分の周縁より径方向外方へ突出させてなるスプロケット。
10. 請求項１〜８からのいずれかに記載のゴムクローラに適用されるスプロケットであって、
    前記スプロケットは、円形基部部分と、この円形基部部分の周縁部に配備される複数の歯部とを含み、歯部を、円形基部部分に対し、クローラ幅方向の両側へ突出させてなるスプロケット。

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