JPH10157664A - ゴムクロ−ラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明はゴムクロ−ラのエンドレス部のオ−バ
−ラップ部を改良することによりゴムクロ−ラの耐久性
を向上させるものである。 【解決手段】長尺有端のゴムクロ−ラ基体と、この長手
方向に向って埋設されたスチ−ルコ−ド列とからなり、
前記ゴムクロ−ラの両端より突出したスチ−ルコ−ド先
端をオ−バ−ラップさせ、当該部位に未加硫ゴムを配
し、これを加硫成形することによってエンドレス構造と
したゴムクロ−ラであって、当該スチ−ルコ−ドのオ−
バ−ラップ部位にはさまれたゴムのゴムクロ−ラ長手方
向中央部分の厚さを両側部の厚さよりも薄くしたゴムク
ロ−ラ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はゴムクロ−ラのエン
ドレス部の改良に関するものであり、有端状のゴムクロ
−ラ基体のエンドレス部のスチ−ルコ−ドのオ−バ−ラ
ップ部においてスチ−ルコ−ドにはさまれるゴム材の構
造を改良することによりゴムクロ−ラの耐久性を向上さ
せるものである。

【０００２】

【従来の技術】通常のゴムクロ−ラにあっては、ゴムク
ロ−ラに加わる張力を支持するためスチ−ルコ−ドがそ
の長手方向に埋設されており、長尺有端のゴムクロ−ラ
基体をエンドレスとするために両端のスチ−ルコ−ド先
端をオ−バ−ラップさせ、この部位に配した未加硫ゴム
を加硫成形するものである。しかるに、このエンドレス
部の構造にあっては、従来よりオ−バ−ラップ部のスチ
−ルコ−ド間のゴムはゴムクロ−ラの長手方向に対して
ゴム材料を厚さを均一（約２ｍｍ）にして成形してい
た。

【０００３】かかるゴムクロ−ラをスプロケットやアイ
ドラ−に巻き掛けされた際には、実験の結果、オ−バ−
ラップ中央付近の位置からオ−バ−ラップされたスチ−
ルコ−ド端の位置へ近づくにつれてスチ−ルコ−ド間の
ゴムの剪断歪が大きくなり、スチ−ルコ−ド端部のゴム
ではかなり大きな歪が集中してかかることが分かってい
る。

【０００４】特にオ−バ−ラップ部位の外側に位置する
スチ−ルコ−ドの先端部におけるゴムと内側に位置する
スチ−ルコ−ドの先端部におけるゴムとでは、巻き掛け
時にあっては剪断歪に極めて大きな差が生じ、あるサイ
ズのゴムクロ−ラでこの剪断歪を測定したところ、外側
に位置するスチ−ルコ−ド先端部におけるゴムの方が内
側の先端のそれよりも倍近く剪断歪に差があることが判
明している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】通常の成形によるゴム
クロ−ラは、エンドレス部位の巻き掛け時に外側に位置
するスチ−ルコ−ドの先端部におけるゴムに集中する剪
断歪がゴムとスチ−ルコ−ド先端の剥離を発生・成長さ
せる原因となり、最終的にはオ−バ−ラップ部全体が欠
落してしまうという大きな問題があった。

【０００６】本発明はエンドレス部位でのオ−バ−ラッ
プするスチ−ルコ−ド先端部におけるゴムの剪断歪をオ
−バ−ラップ部全体に分散させることを目的とするもの
であって、特にスチ−ルコ−ド外側先端部のゴムにかか
る剪断歪を低減してゴムクロ−ラの耐久性の向上をもた
らそうとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は以上の課題を解
決するためになされたものであって、その要旨は、長尺
有端のゴムクロ−ラ基体と、この長手方向に向って埋設
されたスチ−ルコ−ド列とからなり、前記ゴムクロ−ラ
の両端より突出したスチ−ルコ−ド先端をオ−バ−ラッ
プさせ、当該部位に未加硫ゴムを配し、これを加硫成形
することによってエンドレス構造としたゴムクロ−ラで
あって、当該スチ−ルコ−ドのオ−バ−ラップ部位には
さまれたゴムのゴムクロ−ラ長手方向中央部分の厚さを
両側部の厚さよりも薄くしたことを特徴とするゴムクロ
−ラにかかるものである。

【０００８】そして、特に言えば、前記中央部分の厚さ
は、オ−バ−ラップ部位のゴム厚さの２０〜８０％と
し、更にはこの厚さ部位は、オ−バ−ラップ部全体の長
さの２０〜８０％であるのがよい。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明はゴムクロ−ラのエンドレ
ス部のスチ−ルコ−ド、オ−バ−ラップ部位にはさまれ
たゴムのゴムクロ−ラ長手方向中央部分の厚さを両側部
の厚さよりも薄くすることによってスチ−ルコ−ド先端
部におけるゴムの剪断歪をオ−バ−ラップ部全体に分散
させてスチ−ルコ−ド先端剥離の発生、成長を遅くら
せ、スチ−ルコ−ドのオ−バ−ラップ部の寿命を延ばす
ことができたものであるが、この発明は以下の知見に基
づいている。

【００１０】前記したような成形方法によるゴムクロ−
ラにあって、オ−バ−ラップ部のスチ−ルコ−ド間の剪
断歪について考察するに、（ａ）スチ−ルコ−ドは曲げ
剛性、軸方向の伸縮及び座屈を無視できること及び、
（ｂ）オ−バ−ラップ部位のスチ−ルコ−ド間のゴムの
変形は剪断成分と曲げ成分とからなる点を仮定した。そ
して、図１のようなスチ−ルコ−ドのオ−バ−ラップ部
のモデルを考え、このゴムクロ−ラが剪断張力Ｔを受け
ると、その時の剪断歪γ₁ は、γ₁ ＝Ｔ／ＧＬｂ（Ｇ：
ゴムの剪断弾性率、ｂ：スチ−ルコ−ド列幅）となる。

【００１１】そして、かかるモデルに曲率Ｒの曲げ変形
を受けると図２に示すようにオ−バ−ラップ部の中心か
ら角度θ離れた部位での純曲げによる剪断歪γ₂ は、前
記（ａ）の仮定より純幾何学的にｔａｎθと等しくなる
ので、γ₂ ＝ｔａｎθ＝ｔａｎ（Ｌ／２−ｘ）／Ｒ
（ｘ：スチ−ルコ−ド外側先端Ｓ₀ からの距離）と表さ
れる。又、前記（ｂ）の仮定より総剪断歪γは、γ＝γ
₁ ＋γ₂ ＝Ｔ／ＧＬｂ＋ｔａｎ（Ｌ／２−ｘ）／Ｒとな
る。

【００１２】この理論式の妥当性について考察するに、
前記成形方法によるゴムクロ−ラをスプロケット、アイ
ドラ−に巻き掛けしてオ−バ−ラップ部のスチ−ルコ−
ド間の剪断歪を測定したところ、図３に示すように実験
結果と理論式の結果はほぼ一致しており、この理論式と
それを導くために用いた仮定は妥当性があるものと考え
られる。実験条件はＬ＝３１５ｍｍ、ｔ＝２ｍｍ、Ｔ＝
１０００ｋｇ、２Ｒ＝３３５であった。

【００１３】さて、このスチ−ルコ−ド外側先端Ｓ₀ の
剪断歪を緩和するため、理論式からスチ−ルコ−ド外側
先端Ｓ₀ （即ち、ｘ＝０）の歪はγｍａｘ＝Ｔ／ＧＬｂ
＋ｔａｎ（Ｌ／２Ｒ）となり、従って、γｍａｘを小さ
くするためにはＧ（ゴムの剪断弾性率）が大きくなるよ
うな構造とすればよいことが分る。

【００１４】そして、このＧ（ゴムの剪断弾性率）を大
きくすることを具体化するには、図４に示すようにスチ
−ルコ−ドのオ−バ−ラップする部位（長さＬ）にはさ
まれたゴムの中央部位（長さＬ₀ ）をその両側部よりも
薄くｔ₀ することが考えられ、例えば、オ−バ−ラップ
部のゴムの中央部位の厚さを両側部の厚さｔの半分にし
た場合には、オ−バ−ラップ部の見かけの剪断弾性率は
１．５倍となる。

【００１５】そこで有限要素解析法にてスチ−ルコ−ド
間のゴムの厚さを薄くする部分の長さ及びスチ−ルコ−
ド間のゴムの厚さを振って解析した結果、スチ−ルコ−
ド間のゴムの厚さを薄くする部分の長さはＬの２０％以
上とするのが好ましく、その部位の厚さは両端部のゴム
の厚さの２０〜８０％とするのが好ましいことが分っ
た。勿論、この限定の理由は前記有限要素解析法の結果
によるものである。

【００１６】

【実施例】以下、実際のゴムクロ−ラを製造し、これに
ついてエンドレス部の剪断歪（％）を測定した。エンド
レス成形によるゴムクロ−ラにおいて、図４に示すよう
にスチ−ルコ−ドのオ−バ−ラップ部の中央部分、即ち
オ−バ−ラップ全長Ｌの半分（Ｌ₀ ＝０．５Ｌ）だけス
チ−ルコ−ド間のゴムの厚さを両側部分のゴムの厚さ
（約２ｍｍ）の約６５％とし、このゴムクロ−ラのスチ
−ルコ−ド外側先端Ｓ₀ におけるゴムの剪断歪測定を行
った。条件はＬ＝３１５ｍｍ、ｔ＝２ｍｍ、Ｔ＝１００
０ｋｇ、２Ｒ＝３３５ｍｍである。尚、スプロケットへ
の巻き掛け時のエンドレス部の剪断歪と、非巻き掛け時
の剪断歪を測定した。

【００１７】又、スチ−ルコ−ド間のゴムの厚さを一定
（約２ｍｍ）とした場合のゴムクロ−ラを対比品（従来
品）として同じく剪断歪を測定した。測定の結果を図
５、図６に示す。図５はゴムクロ−ラの非巻き掛け時の
スチ−ルコ−ド外側先端Ｓ₀ の剪断歪を示すグラフであ
って、本発明のゴムクロ−ラＡは対比品のゴムクロ−ラ
Ｂと比べオ−バ−ラップ部位の外側のスチ−ルコ−ド先
端Ｓ₀ けるゴムの剪断歪が著しく低減されたものであ
る。又、図６はゴムクロ−ラのスプロケットへの巻き掛
け時のスチ−ルコ−ド外側先端Ｓ₀ の剪断歪を示すグラ
フであって、この結果も又本発明のゴムクロ−ラＡのス
チ−ルコ−ド外側先端Ｓ₀ におけるゴムの剪断歪が対比
品Ｂのそれと比べて著しく低減されていることが分か
る。

【００１８】

【発明の効果】以上の結果より、本発明にかかるゴムク
ロ−ラはオ−バ−ラップ部のスチ−ルコ−ド先端にかか
る剪断歪が著しく低減され、全体として剪断歪が均一化
の方向に改良されたものであって、このためゴムクロ−
ラの寿命が著しく延びることが判る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はゴムクロ−ラのエンドレス部の断面を示
すモデルである。

【図２】図２は図１のモデルに曲げ変形を加えた場合の
断面を示すモデルである。

【図３】図３は理論式と実際のゴムクロ−ラでの実験結
果を示すグラフである。

【図４】図４は改良されたゴムクロ−ラのオ−バ−ラッ
プ部の断面図である。

【図５】図５は本発明のゴムクロ−ラと対比品のゴムク
ロ−ラにおける非巻き掛け時のスチ−ルコ−ド外側先端
の剪断歪を示すグラフである。

【図６】図６は本発明のゴムクロ−ラと対比品のゴムク
ロ−ラにおけるスプロケットへの巻き掛け時のスチ−ル
コ−ド外側先端の剪断歪を示すグラフである。

【符号の説明】

Ｓ₀ ‥‥スチ−ルコ−ド外側先端。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長尺有端のゴムクロ−ラ基体と、この長
   手方向に向って埋設されたスチ−ルコ−ド列とからな
   り、前記ゴムクロ−ラの両端より突出したスチ−ルコ−
   ド先端をオ−バ−ラップさせ、当該部位に未加硫ゴムを
   配し、これを加硫成形することによってエンドレス構造
   としたゴムクロ−ラであって、当該スチ−ルコ−ドのオ
   −バ−ラップ部位にはさまれたゴムのゴムクロ−ラ長手
   方向中央部分の厚さを両側部の厚さよりも薄くしたこと
   を特徴とするゴムクロ−ラ。
2. 【請求項２】 前記中央部分の厚さは、オ−バ−ラップ
   部位のゴム厚さの２０〜８０％とした請求項第１項記載
   のゴムクロ−ラ。
3. 【請求項３】 前記中央部分の厚さ部位は、オ−バ−ラ
   ップ部全体の長さの２０〜８０％である請求項第１項記
   載のゴムクロ−ラ。