JP4044572B2

JP4044572B2 - 弾性クローラと抗張帯の製造方法

Info

Publication number: JP4044572B2
Application number: JP2005085916A
Authority: JP
Inventors: ▲吉▼郎上野
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2005-03-24
Filing date: 2005-03-24
Publication date: 2008-02-06
Anticipated expiration: 2025-03-24
Also published as: JP2006264515A

Description

本発明は、各種のクローラ式走行装置に用いられる弾性クローラと抗張帯の製造方法に関する。

コンバイン等の農業機械やバックホー等の建設作業機械には無端状の弾性クローラが装着されており、この弾性クローラには複数のスチールコードを含む抗張帯が周方向に沿って埋設されている。上記抗張帯は、例えばゴムが被覆されたスチールコードを螺旋状に巻き取ることで製作されるが、製作の際においてスチールコードの位置が乱れ易く、層間のエアーの存在等により層間剥離の要因となっていた。そのため、スチールコードをゴムで被覆した抗張体の隣り合う面を互いに圧着される平坦な圧着面とし、この圧着面同士を圧着することでスチールコードを整然と並べようとした抗張帯が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−２５３３７４号公報

しかしながら、特許文献１の抗張帯では、押出機にスチールコードを引き通すことで、当該スチールコードにゴムを被覆して断面方形状の抗張体を形成しているが、この場合、スチールコード周りの被覆ゴム厚みを一定にすることができない。このような抗張体を巻取ドラムに巻き取っていくと、スチールコードが周方向に波打つことや、その幅方向（ドラム軸方向）のピッチが乱れることになり、当該スチールコードを精度良く並べることができない。従って、このような抗張帯を弾性クローラに用いれば、不均一なテンションに起因する強度低下や層間剥離は避けられず、更にスチールコードの露出により外傷を受けた際の錆の進行が早まることで、弾性クローラが切断されるおそれがある。
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑み、スチールコード（抗張力芯線）が精度良く並べられた抗張帯を埋設することで切断が防止された弾性クローラ及びその抗張帯の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は次の技術的手段を講じた。
すなわち、本発明は、次の工程（ａ）〜（ｃ）を含む抗張帯の製造方法である。（ａ）横一列に並ぶ多数の抗張力芯線をカレンダ装置のロール間に通過させて当該各芯線にゴムを一体に被覆することにより、前記多数の抗張力芯線が幅方向に所定間隔おきに並んだ状態で埋設された帯状素材を得る第一工程（ｂ）裁断面から前記抗張力芯線までの被覆ゴム厚みが一定となるように前記帯状素材をその帯長手方向に沿って裁断することにより、一本又は数本の前記抗張力芯線が内部に埋設されたコード状素材を得る第二工程（ｃ）前記コード状素材の側面同士を互いに密着させた状態で当該コード状素材をドラムに螺旋状に巻き取ることにより、無端帯状の抗張帯を構成する第三工程

上記本発明の抗張帯の製造方法では、従来のように押出機に抗張力芯線を引き通してゴムを被覆しこれを巻き取るのではなく、一旦、カレンダ装置によって抗張力芯線が所定間隔おきに並んだ状態で埋設された帯状素材を得てから、この帯状素材を裁断して抗張力芯線周りにゴムが付いたコード状素材とし、これを巻取ドラムに巻き取るようにする。
カレンダ装置で抗張力芯線にゴムを被覆すると、厚み方向上下の被覆ゴム厚みが一定となる。カレンダ装置で形成されたこの帯状素材を裁断して、裁断面から抗張力芯線までの被覆ゴム厚みが一定となったコード状素材とすることにより、当該コード状素材の上下だけでなく幅方向左右の被覆ゴム厚みも一定となる。このようにして形成されたコード状素材を巻取ドラムに螺旋状に巻き取っていけば、結果として抗張帯における抗張力芯線周りの被覆ゴム厚みが上下左右で一定となる。したがって、抗張力芯線の周方向への波打ちや幅方向のピッチの乱れがなくなり、抗張力芯線を精度良く整然と並べることができる。これにより、抗張帯にかかるテンションが均一になる。

上記製造方法の第二工程において、前記抗張力芯線が裁断後の前記コード状素材の断面内部において偏心するように、前記帯状素材をその帯長手方向に沿って裁断すれば、抗張力芯線左右の被覆ゴム厚み精度を向上させることができる。

さらに、周囲にばらけ防止用コードが巻かれた抗張力芯線を採用すれば、多数の繊維で構成されている抗張力芯線がばらけるのを防止することができ、抗張帯にかかるテンションがより均一になる。

また、抗張力芯線が整然と並べられた上記抗張帯を弾性クローラに用いれば、抗張帯へのテンションが均一になり、さらに抗張力芯線が露出しないことから錆の発生が抑えられることで、弾性クローラの切断を防止することができる。

上記の通り本発明によれば、抗張力芯線周りの被覆ゴム厚みが一定となったコード状素材を巻き取ることによって抗張力芯線が精度良く並べられた抗張帯を得ることができ、この抗張帯を使用することで弾性クローラの切断を防止することができる。

以下、図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。本実施形態の抗張帯１の製造方法は、複数のスチールコード２（抗張力芯線）にゴム３をカレンダ装置によって一体に被覆して図１（ａ）に示す帯状素材４を構成し（第一工程）、この帯状素材４を帯長手方向に沿って裁断して図１（ｂ）に示すコード状素材５とした後（第二工程）、このコード素材５を巻取ドラムに螺旋状に巻き取っていき図１（ｃ）に示す帯状の抗張帯１を得るものである（第三工程）。従って、従来のように押出機等にスチールコードを引き通し、これを巻取ドラムに巻き取るものではなく、一旦、帯状素材４の裁断という工程を経由させてから抗張帯１を得るものである。

図１（ｂ）に示すように上記コード状素材５は、径が２〜３ｍｍ前後の円形とした第一、第二のスチールコード２Ａ、２Ｂの全体をゴム３で被覆したものである。当該第一、第二のスチールコード２Ａ、２Ｂは、上下左右壁面が平面状とされた断面矩形状のコード状素材５中で全体として片側へ寄った（偏心した）状態となっている。また、上記コード状素材５は、上下辺が７〜９ｍｍ、左右辺が４〜６ｍｍとなるように形成されており、抗張帯１は当該コード状素材５を螺旋状に巻き取る（１本のコード状素材２を幅方向に位置をずらしながら周方向に何周か巻回する）ことにより構成された継ぎ目のない構造をなしているものである。なお、本実施形態のスチールコード２は、鋼製フィラメントを数本よったものを、さらに数束よりあわせたものが採用されているが、これ以外にもナイロン、テトロン等のフィラメントから構成されるナイロンコード、テトロンコード、その他アラミド繊維コード、ガラス繊維コード等のコードを採用してもよい。

図２は、スチールコード２にゴム３を被覆して帯状素材４を形成するカレンダ装置の概要を示している。複数のリール３１に巻き取られているスチールコード２をガイドローラ３２で横一列に並べた状態とし、続いてこれをカレンダローラ３３の間に通過させ、幅方向に並べられた各スチールコード２にゴム３を一体に被覆して約１．５ｍ幅の帯状素材４（ゴムシート）を形成し、帯状素材４を供給ドラム３４に巻き取る。カレンダ装置でゴム３を被覆するため、当該帯状素材４の上下に付く被覆ゴム厚みは一定となる。そして、この帯状素材４を、次の図３に示す工程によって裁断面からスチールコード２までの被覆ゴム厚みが一定となるように帯長手方向に沿って裁断して分割し、二本のスチールコード２が埋設された例えば６０本のコード状素材５を得る。

図３（ａ）、（ｂ）に分割／巻き取り装置の概要を示す。同図に示すように設置台３５に固定された板状の支持部材３６には、供給ドラム３４、第一〜第四プーリ３８、３９、４０，４１、巻取ドラム４２がそれぞれ取り付けられており、供給ドラム３４に巻かれた上記帯状素材４が、各プーリを経由して巻取ドラム４２に巻き取られるようになっている。また、第三プーリ４０は、モータ４３によって回転駆動されるようになっている。供給ドラム３４から引き出された帯状素材４は、第一、第二プーリ３８，３９を経由し、第二プーリ３９と第三プーリ４０との間に設置され、所要数の歯を備えたカッター４４で数本に分割されて、上述のコード状素材５となる（図１（ｂ）参照）。分割された当該コード状素材５は、横方向に並んだまま第三プーリ４０を経由して、第四プーリ４１に至る。巻取ドラム４２は、分割されたコード状素材５の数と同数のものがそれぞれ位置を変えて設置されており、第四プーリ４１でドラム設置方向にむかって分けられた一本のコード状素材５を当該各巻取ドラム４２に螺旋状に巻き取っていき、図５に示す抗張帯１を得る。

上記コード状素材５の断面図を図９（ａ）に示す。同図において、左右の側壁面は裁断面５ａ、５ｂとなっており、帯状素材４の裁断の際、各コード状素材５における裁断面５ａ（裁断面５ｂ）とこの裁断面５ａ（裁断面５ｂ）に直近のスチールコード２Ａ（２Ｂ）との間の被覆ゴム厚みｋ２（被覆ゴム厚みｋ３）が、周方向及び幅方向に一定となるようにしている。このように裁断するには、帯状素材４の片側を動かないようにしてその反対側から少し力をかけ、スチールコード２Ａ（２Ｂ）に近いところで行う。このようにすれば、安定した裁断が可能となり被覆ゴム厚みの寸法精度を向上させることができる。

また、一方の裁断面５ａ（左側の裁断面）に直近の第一のスチールコード２Ａは、当該一方の裁断面５ａに近接しており、これとは別の第二のスチールコード２Ｂは、第一のスチールコード２Ａと所要間隔ｋ１をあけつつ他方の裁断面５ｂ（右側の裁断面）から離れたところに位置している。従って、第一のスチールコード２Ａから一方の裁断面５ａまでの被覆ゴム厚みをｋ２とし、第二のスチールコード２Ｂから他方の裁断面５ｂまでの被覆ゴム厚みをｋ３としたときに、当該第一、第二のスチールコードが、ｋ２＜ｋ３となるように配置されることで全体としてコード状素材の幅方向中央部から片側に偏心している。また、本実施形態の被覆ゴム厚みｋ２は極めて薄く０ｍｍに近いものとなっており、第一、第二のスチールコード間の間隔ｋ１は上記被覆ゴム厚みｋ３と同じになっている。なお、被覆ゴム厚みｋ２は０〜０．３ｍｍであることが好ましく、被覆ゴム厚みｋ３は０．６〜２．０ｍｍであることが好ましい。

図４に示すように、巻取ドラム４２上のコード状素材５は、当該コード状素材５の一方の裁断面５ａを同方向（巻取ドラム３０の基端部側）に向けた状態で、巻取ドラム４２の基端部から先端部に向かって螺旋状に巻き取られる。被覆ゴム厚みｋ２が０ｍｍか本実施形態のように極めて薄く、間隔ｋ１＝被覆ゴム厚みｋ３の場合には、形成された抗張帯１の全てのスチールコード２Ａ、２Ｂがほぼ等間隔で並ぶ。一方、被覆ゴム厚みｋ２が十分あり、間隔ｋ１＝被覆ゴム厚みｋ３の場合には、形成された抗張帯１の二本で一組とされたスチールコード２Ａ、２Ｂが等間隔で並ぶことになる。コード状素材５の側面５ａ。５ｂ同士を互いに密着させた状態とするには、ガイドで横方向荷重を加えることで隣り合うコード状素材５の互いに対向する裁断面５ａ、５ｂ（壁面）に圧力をかけながら巻き取ることができる。その他、巻取ドラム４２の軸方向に対して傾斜する状態でコード状素材５を供給してもよい。

また、巻取ドラム４２に巻き取っていくとき、軸方向に長い押し付けローラ（図示せず）で径内方向へ押し付けるようにすれば安定して巻き取ることができ、さらに巻取ドラム４２に離型性の良い表面処理をすることで、抗張帯１の取り外しが型くずれを起こすことなく円滑に行われる。また、図５に示すように巻き始め端５ｓと巻き終わり端５ｅとの間に周方向で間隔をあければ、抗張帯１を弾性クローラに埋設したときの剛性差がなくなり、端部剥離を防止することができる。

なお、抗張帯１は上記形態に限定されるものではなく、例えば図６〜図８に示すもであってもよい。図６は、ゴムシート６上にコード状素材５を圧着して接合したものであり、巻取ドラム４２に当該ゴムシート６をあらかじめ取り付けておき、このゴムシート６上でコード状素材５を螺旋状に巻き取って抗張帯１を製作する。図７は、繊維（布帛）シート、すなわちキャンバス７で抗張帯１を覆ったものであり、抗張帯１の幅よりも幅広のキャンバス７を巻取ドラム４２上に取り付けておき、このキャンバス７上にコード状素材５を巻き取った後、キャンバス７の左右縁部で包み込むように折り込んでその左右縁部を互いに重ね合わせて接合して製作する。図８は巻取ドラム４２上にゴムシート８を取り付けておき、このゴムシート８上でコード状素材５を巻回した後、キャンバス９を被せてこれらゴムシート８とキャンバス９で抗張帯１を包み込んで製作する。

上記本実施形態の抗張帯１の製造方法では、従来のように押出機に抗張力芯線を引き通してゴムを被覆しこれを巻き取るのではなく、一旦、カレンダ装置によってスチールコード２（抗張力芯線）が所定間隔おきに並んだ状態で埋設された帯状素材４を得てから、この帯状素材４を裁断してスチールコード２周りにゴム３が付いたコード状素材５とし、これを巻取ドラム４２に巻き取る。カレンダ装置でスチールコード２にゴム３を被覆すると、厚み方向上下の被覆ゴム厚みが一定となる。この帯状素材４を裁断して、裁断面からスチールコード２までの被覆ゴム厚みが一定となったコード状素材５を得ることにより、当該コード状素材５の上下だけでなく幅方向左右の被覆ゴム厚みも一定となる。

このようにして形成されたコード状素材５を巻取ドラム３７に螺旋状に巻き取っていけば、結果として抗張帯１におけるスチールコード２周りの被覆ゴム厚みが上下左右で一定となる。したがって、スチールコードの周方向への波打ちや幅方向のピッチの乱れがなくなり、当該スチールコード２を精度良く整然と並べることができる。これにより、抗張帯１にかかるテンションが均一になる。例えば押出し機で形成されたコード状素材を用いる従来タイプに比べると、打ち込み幅精度の向上が認められる。

上述のようにして製作された抗張帯１を加硫する場合、例えば上下プレスの間に配置された上下モールド間に当該抗張帯１を位置させて加圧、加温すればよい（図示せず）。また、上記抗張帯１は、無端帯状のクローラ本体及びこのクローラ本体の外周面に所定のラグパターンで一体に形成された複数のラグよりなるラグ群を備えた弾性クローラの当該クローラ本体に埋設して用いることができる。このような弾性クローラは各種のクローラ式走行装置に装着して用いられるが、例えば抗張帯１を芯金入りの弾性クローラに埋設する場合、芯金をベースゴム（内周側ゴム）上に載置し、この上にゴムシートを載せ、このゴムシートとトレッドゴム（外周側ゴム）との間に加硫した上記抗張帯１を通して加硫成形する。この弾性クローラでは、クローラ本体がベースゴム、ゴムシート、トレッドゴムで構成され、上記抗張帯１が同クローラ本体に埋設される。

図１０（ａ）、（ｂ）は、上記抗張体１が使用された弾性クローラ１０を装着したクローラ式走行装置を例示している。図１０（ａ）のクローラ式走行装置１２は、前後に配置された空気入りタイヤ１１に巻き掛けて使用するものであり、図１０（ｂ）のクローラ式走行装置１６は、機体の前後に設けられたスプロケット１３、アイドラ１４、及びこれらスプロケット１３とアイドラ１４との間に列設された転輪１５で構成される農業機械や建設作業機械等の走行部として採用されるものである。

スチールコード２が整然と並べられた上記抗張帯１を弾性クローラ１０に用いれば、当該抗張帯１へのテンションが均一になり、更に、スチールコード２が露出しないことから錆の発生が抑えられる。これによって、弾性クローラ１０の切断を防止することができる。また、打ち込み幅精度が向上することから、弾性クローラ１０の幅方向左右に抗張帯１を埋設する場合、当該各抗張帯１の幅寸法が同じになり、その他の補強コード（バイアスコード、キャンバス等）を埋設する場合には、当該補強コードに対して抗張帯１を精度良く埋設することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定するものではない。例えば図９（ｂ）、（ｃ）に示すように一本のスチールコード２を含むコード状素材５としてもよい。図９（ｂ）のコード状素材５は、幅方向で偏心しているものであり、一方の裁断面側の被覆ゴム厚みｋ２は０〜０．３ｍｍとされ、他方の裁断面側の被覆ゴム厚みｋ３は０．６〜２．０ｍｍとされている。図９（ｃ）のコード状素材５は、幅方向及び厚み方向に偏心されたものであり、下壁面５ｃからスチールコード２までの被覆ゴム厚みｋ５は０．４〜１．５ｍｍとされ、上壁面５ｄからスチールコード２までの被覆ゴム厚みｋ６は０．４〜３．０ｍｍとなっている。

スチールコード２を幅方向で偏心させるためには、上述のように裁断時に行えばよいが、上下方向で偏心させるためには、カレンダ加工においてスチールコード２の上下に付けるゴム量を調整すればよい。また、裁断時において、カッターに備えられた歯の間隔を幅広にして帯状素材４を分割することにより、３本（図１１（ａ）参照）あるいはそれを超す本数のスチールコード２が埋設されたコード状素材５とすることもできる。図１１（ｂ）に示すように、スチールコード２の周囲にばらけ防止用コード２２を巻くようにしてもよい。このようにすれば、スチールコード２がばらけるのを防止することができ、抗張帯１にかかるテンションがより均一になることから弾性クローラの切断を確実に防止することができる。

本発明は、上記各工程を含む抗張帯１の製造方法に適用されるものであり、当該各工程以外の所要の工程を含めることは勿論可能である。例えば、カレンダ装置で得た帯状素材を二つに分けて帯状素材の幅寸法を小さくしてから、これを裁断することもできる。この場合、帯状素材の幅寸法が小さくなることにより軸方向長さの短いプーリを用いることができ、プーリ支持部分の構造を簡易なものとすることができる。また、巻き取るスチールコードのスライド量を小さくすることができる。

（ａ）は帯状素材の斜視図であり、（ｂ）は帯状素材を裁断して得たコード状素材の斜視図であり、（ｃ）はコード状素材を巻き取って得た抗張帯の斜視図である。カレンダ装置の模式図である。（ａ）は帯状素材を裁断して、これを巻き取っていく巻取り装置の正面図であり、（ｂ）はその側面図である。巻取ドラムでコード状素材が巻き取られていく状態を示す断面図である。抗張帯の模式図である。抗張帯の他の実施形態を示す断面図である。抗張帯の他の実施形態を示す断面図である。抗張帯の他の実施形態を示す断面図である。（ａ）は、幅方向で偏心した二本のスチールコードを含むコード状素材の断面図であり、（ｂ）は、幅方向で偏心した一本のスチールコードを含むコード状素材の断面図であり、（ｃ）は、幅方向及び上下方向で偏心した一本のスチールコードを含むコード状素材の断面図である。（ａ）、（ｂ）はそれぞれクローラ式走行装置の例を示す側面図である。（ａ）は三本のスチールコードを含むコード状素材の斜視図であり、（ｂ）はばらけ防止用のコードを備えるスチールコードの断面図である。

符号の説明

１抗張帯
２スチールコード（抗張力芯線）
３ゴム
４帯状素材
５コード状素材
６ゴムシート
７キャンバス
１０弾性クローラ
３０巻取ドラム
３５供給ドラム
３６成型機

Claims

次の工程（ａ）〜（ｃ）を含む抗張帯の製造方法。
（ａ）横一列に並ぶ多数の抗張力芯線をカレンダ装置のロール間に通過させて当該各芯線にゴムを一体に被覆することにより、前記多数の抗張力芯線が幅方向に所定間隔おきに並んだ状態で埋設された帯状素材を得る第一工程
（ｂ）裁断面から前記抗張力芯線までの被覆ゴム厚みが一定となるように前記帯状素材をその帯長手方向に沿って裁断することにより、一本又は数本の前記抗張力芯線が内部に埋設されたコード状素材を得る第二工程
（ｃ）前記コード状素材の側面同士を互いに密着させた状態で当該コード状素材をドラムに螺旋状に巻き取ることにより、無端帯状の抗張帯を構成する第三工程
前記第二工程において、前記抗張力芯線が裁断後の前記コード状素材の断面内部において偏心するように、前記帯状素材をその帯長手方向に沿って裁断する請求項１に記載の抗張帯の製造方法。
前記抗張力芯線の周囲にばらけ防止用コードが巻かれている請求項１または２に記載の抗張帯の製造方法。
弾性体よりなる無端帯状のクローラ本体と、このクローラ本体の外周面に所定のラグパターンで一体に形成された複数のラグよりなるラグ群と、前記クローラ本体の内部に周方向に沿って埋設された請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法によって製造された抗張帯とを備えていることを特徴とする弾性クローラ。