(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
接地したときにラグと重なるように芯金が配置された弾性クローラは、ラグと芯金とが重なる部分で剛性が高く、芯金間で剛性が低い。この交互に連続する部分の剛性の差は、コンバイン、トラクタ等の走行時において、転輪等がこれらの部分を通過するときの上下動による無視できない振動を発生させる。特許文献1,2に記載されたような、接地したときにラグと重なるように芯金が配置された弾性クローラは、周方向における位置によってバネ特性(剛性)に大きな差異があり、良好な振動特性を得るのが容易ではない。
【0006】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、装着するクローラ式走行装置の走行時における振動を抑制しかつ排土性に優れた弾性クローラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明に係る弾性クローラは、ゴムにより無端帯状に形成されたクローラ本体と、クローラ本体の周方向に間隔を有してクローラ本体に埋め込まれた複数の芯金と、クローラ本体の外周側表面から突出し周方向に間隔を有する複数のラグと、を備える。
クローラ本体は、その内周側表面に周方向に延びる、クローラ式走行装置の転輪が走行する1対の転輪走行帯を備えている。芯金は、内周側から外周側に投影したとき、周方向に隣り合うラグの間に配されている。
【0008】
ラグは、外周側から内周側に投影したとき、隣り合う芯金の間において転輪走行帯に重なる。
外周側表面の周方向に隣り合うラグの間には、クローラ本体の幅方向
にその中央部を含めて両側に延びた、クローラ本体に連続し当該隣り合うラグの直近に比べて外周側に盛り上がる肉盛部が設けられている。
肉盛部は、その表面に、全体としてクローラ本体の幅方向に延びた溝であるサイプ、または外周側に突出する複数のゴム突起を備えている。好ましくは、クローラ本体は、前記ラグと前記肉盛部との間に、前記クローラ本体の幅方向に延びた溝であって、延びた方向に直交する断面における底が凹状に湾曲している溝を備えている。
【0009】
転輪が走行する「転輪走行帯」の範囲は、装着されるクローラ式走行装置の転輪の大きさ、形状等によりその範囲が変わるが、ここでは、弾性クローラの設計時に、内周側表面におけるクローラ式走行装置の転輪の走行が予定される範囲をいうものとする。したがって、弾性クローラの内周側表面を一巡する平滑な幅が広い帯状の面が存在する場合、転輪の走行が予定される帯状部分のみが転輪走行帯に相当する。
【0010】
好ましくは、肉盛部は、外周側から内周側に投影したとき、幅方向においてその両端のいずれも芯金の両端よりも外方に位置する。
弾性クローラがサイプを備える場合、サイプを、幅方向において肉盛部の一方端から他方端まで延びたものとするのが好ましい。
サイプを幅方向に真っ直ぐ延びたものとすることができる。
【0011】
また、サイプを、直線の組み合わせ、曲線の組み合わせ、または直線と曲線との組み合わせによる形状で形成されて幅方向にジグザグに延びたものとすることができる。
弾性クローラがゴム突起を備える場合、ゴム突起は、周方向および幅方向のいずれにも複数列が並ぶ。ゴム突起は、円形、楕円形、長円形、または多角形の断面形状を有するものが好ましい。
【発明の効果】
【0012】
本発明によると、装着するクローラ式走行装置の走行時における振動を抑制しかつ排土性に優れた弾性クローラを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0014】
図1は弾性クローラ1を接地側から見た図、
図2は
図1におけるA−A矢視部分断面図である。
弾性クローラ1は、多数の芯金2,2,2、1対の抗張体3,3および無端帯状のクローラ本体4により形成される。
芯金2は、金属等の硬質材料によって形成される。芯金2は、内周側から見たときに、全体として細長く略矩形の板状である(
図1,2)。「内周側」とは、弾性クローラ1がクローラ式走行装置に装着されたときの内側をいう。芯金2は、その長手方向中程に、所定の間隔を有して一方の表面から突出する1対の突起部11,11を備える。突起部11,11は、クローラ式走行装置が走行するときに、クローラ式走行装置の転輪が弾性クローラ1から脱落しないように転輪を案内するためのものである。
【0015】
芯金2,2,2は、突起部11,1を内周側に突出させ、その長手方向をクローラ本体4の幅方向に一致させて、クローラ本体4の周方向に等間隔に埋め込まれている。
なお、弾性クローラ1およびクローラ本体4の「周方向」とは、クローラ式走行装置に装着された弾性クローラ1が走行時に循環する方向であり、「幅方向」とは弾性クローラ1における、埋め込まれた略矩形の芯金2の長手方向と一致する方向である。以下、「周方向」、「幅方向」は特に説明がされた場合を除きこれらの方向をいうものとする。
【0016】
抗張体3は、複数のスチールコード等の抗張力コードが1列に並べられて形成される。1対の抗張体3,3は、クローラ本体4の幅方向両側においてそれぞれ芯金2の外方端側および外周側に配されてクローラ本体4内に埋め込まれている。「外周側」とは、「内周側」の反対側、つまり接地側をいう。これらは「側」を省略することがある。
クローラ本体4は、ゴムによって形成されている。クローラ本体4は、突起部11,11が突出する側における突起部11,11に対して幅方向外方の表面に、一定の幅を有する転輪走行帯12,12が形成されている。転輪走行帯12は、弾性クローラ1を装着するクローラ式走行装置が走行するときに、転輪が転動(走行)する部分である。幅方向両側の転輪走行帯12,12は、内周側から見たときに幅方向におけるそれぞれの外方端の距離D1が、芯金2の長さL1以下(D1≦L1)に設計されるのが好ましい。
【0017】
クローラ本体4は、接地側から外方に突出する2種類のラグ(長ラグ13、短ラグ14)をそれぞれ複数備える。
長ラグ13および短ラグ14は、いずれも突出元に比べて突出端面(接地面)の幅が狭く、幅方向に直交する断面の形状が台形である(
図3(a)参照)。長ラグ13は、幅方向に、一方の端から他方の端まで直線状に延びる。短ラグ14は、その接地面15が、接地側から投影したときに幅方向両側においていずれも幅方向内方から転輪走行帯12,12に重なる位置、またはこの位置よりも幅方向外方であって、かつ幅方向両側のクローラ本体4端に達する手前まで直線状に延びている。短ラグ14は、幅方向の長さが長ラグ13より短い。長ラグ13および短ラグ14の形状は、幅方向の中央に対して面対称である。
【0018】
長ラグ13および短ラグ14は、周方向に交互に並び、接地側から投影したときにいずれも隣り合う芯金2,2の間にこれらに重ならないように配されている。したがって、転輪走行帯12,12は、その全長の多くの部分が、長ラグ13、短ラグ14および芯金2のいずれかと接地側から投影したときに重なる。このことにより、弾性クローラ1が装着されたクローラ式走行装置の転輪は、高い頻度でこれらのいずれかに支えられる。
【0019】
クローラ本体4は、接地側における長ラグ13と短ラグ14との間に、長ラグ13および短ラグ14の直近に比べて外方に盛り上がった肉盛部16を有する。クローラ本体4は、長ラグ13および短ラグ14と肉盛部16との間に、幅方向に延びた溝17を有する。溝17は、延びた方向に直交する断面における底が凹状に湾曲しており、弾性クローラ1がクローラ式走行装置のスプロケットおよびアイドラを通過するときの応力集中の発生が回避されている。
【0020】
図1に示される弾性クローラ1では、肉盛部16は、接地側から投影したときに、幅方向では芯金2の全長に重なってさらに外方に拡がり、周方向ではその両端がいずれも芯金2の両端よりも内方に位置する。肉盛部16は、接地側から投影したときに、幅方向と同様に周方向においても芯金2の全幅に重ならせ、または芯金2よりも周方向に拡がらせてもよい。
【0021】
肉盛部16には、幅方向に直線状に延びた複数の細い溝18(以下「サイプ18」という)が設けられている。前述した、接地側から投影したときの肉盛部16と芯金2との重なり具合については、幅方向におけるサイプ18の底の長さL2と芯金2の長さL1との比較で判断され、L2≧L1となるように設定されるのが好ましい。
サイプ18の底の長さL2が芯金2の長さL1以上に設定されたとき、サイプ18の底の長さL2は、D1≦L1の場合、幅方向両側の転輪走行帯の外方端距離D1よりも大きい(L2≧D1)。
【0022】
図3は
図1におけるB−B矢視断面を示す図である。
図3(a)は長ラグ13および短ラグ14間が真っ直ぐに伸びた図、(b)はクローラ式走行装置のスプロケットおよびアイドラを通過するときの図である。
通常、周方向に並ぶラグ間に外方への盛り上がりを設けた場合には、盛り上がりがない場合に比べてラグ間の排土性が悪くなり、その結果トラクション性能が低下する。しかし、弾性クローラ1では、肉盛部16にサイプ18が設けられていることにより、スプロケットおよびアイドラを通過するときにサイプ18の開口側の幅W1が変化(増加(W1+Δ、Δ>0))し、同時に隣り合うサイプ18,18の間が振動することにより、ラグ(長ラグ13および短ラグ14)間で排土を促す。弾性クローラ1は、それまでに保持されたラグ間の土を、スプロケットおよびアイドラの順に(またはこれらの逆の順に)通過する二度の機会で取り除くことができ、再び接地したときに元のトラクション性能を得ることができる。
【0023】
図4は他の弾性クローラ1Bを接地側から見た図、
図5は
図4におけるC−C矢視断面図である。
弾性クローラ1Bにおける肉盛部16Bのサイプ18Bを除く他の構成は、弾性クローラ1と同じであり、
図4,5において弾性クローラ1におけると同じ符合を付し、その説明を省略する。
【0024】
サイプ18Bは、周方向の一方および他方に交互に折れ曲がってジグザグに、幅方向における肉盛部16Bの一方の端から他方の端まで延びている。
なお、弾性クローラ1Bは、その1対の転輪走行帯12,12におけるそれぞれの外方
端の距離D1が芯金2の長さL1以下(D1≦L1)に設計されるのが好ましく、幅方向におけるサイプ18Bの底の直線長さL2と芯金2の長さL1とがL2≧L1となるように設計されるのが好ましい点で、弾性クローラ1と同じである。
【0025】
弾性クローラ1Bは、弾性クローラ1と同様に、肉盛部16Bがスプロケットおよびアイドラを通過するときにサイプ18Bの開口側の幅が増加し、同時に隣り合うサイプ18B,18Bの間が振動することにより、ラグ(長ラグ13と短ラグ14との)間に付着した泥の排出が促される。
また、弾性クローラ1Bは、サイプ18Bがジグザグ形状であるため、クローラ式走行装置が旋回するときにおいても排土が促される。ジグザグ形状は、直線の組み合わせ、曲線の組み合わせ、および直線と曲線との組み合わせで形成される。
【0026】
図6は他の弾性クローラ1Cを接地側から見た図、
図7は
図6におけるD−D矢視断面図、
図8は
図6におけるE−E矢視断面を示す図である。
図8(a)、(b)は、それぞれ
図3(a)、(b)に対応する図である。
弾性クローラ1Cは、その肉盛部16Cの形態を除く構成が弾性クローラ1と同じであり、
図6〜8において弾性クローラ1におけると同じ符合を付し、その説明を省略する。
【0027】
肉盛部16Cは、長ラグ13の周方向直近において幅方向に延びた溝17と、これに隣り合う短ラグ14の周方向直近において幅方向に延びた溝17との間の、溝17底よりも接地側に盛り上がる、一定の面積を有する部分である。肉盛部16Cは、その接地側表面から外方に突出する複数のゴム突起21C,…,21Cを有する。肉盛部16Cは、ゴム突起21C,…,21Cを除くその表面が平滑である。肉盛部16Cにおける一様に盛り上がった部分は、弾性クローラ1,1Bにおけるサイプ18,18Bが設けられた肉盛部16,16Bに比べその盛り上がりの程度が小さい。
【0028】
ゴム突起21Cは、断面形状が円であり、突出端(円柱の底面相当)は平らである。したがって、ゴム突起21C自体の形状は円柱である。ゴム突起21Cは、周方向および幅方向のいずれにも複数列が等間隔で各列真っ直ぐに並ぶ。ゴム突起21Cは、具体的には幅方向に11列が並び、周方向に4列が並ぶ。
肉盛部16Cは、その平滑な表面部分の幅方向における範囲(幅方向の長さL2)が、芯金2の全長に重なってさらに外方に拡がる(L2≧L1)ように形成するのが好ましい。肉盛部16Cは、接地側から投影したときに、幅方向の最も外方に位置するゴム突起21C,…,21Cの突出端面が、(a)芯金2における幅方向の端よりさらに外方に位置する、(b)幅方向の端に重なる、または(c)幅方向外方において幅方向の端に接する、のいずれかに該当するように配されるのが好ましい。
【0029】
また、弾性クローラ1Cは、1対の転輪走行帯12,12におけるそれぞれの幅方向外方端の距離D1が、芯金2の長さL1以下(D1≦L1)に設計されるのが好ましい。
図8(b)を参照して、弾性クローラ1Cは、スプロケットおよびアイドラを通過するときに周方向に隣り合うゴム突起21D,21Dの突出端における距離D2が変化(増加(D2+Δ、Δ>0))し、同時にそれぞれのゴム突起21Cが振動することによりラグ(長ラグ13および短ラグ14)間で排土を促す。弾性クローラ1Cは、排土性が良好なことから、装着するクローラ式走行装置が柔らかな地面を走行するときでも、トラクションの低下を防ぐことができる。
【0030】
弾性クローラ1Cは、肉盛部16Cの表面にゴム突起21C,…,21Cを有することで、接地時にゴム突起21C,…,21Cの突出端面が主に泥に(点)接触するので、隣り合うラグ間における泥が付着する面積が実質的に少なくなり、泥がつきにくくなる。加えてクローラ式走行装置のスプロケットおよびアイドラを通過いるときに有効に表面が動
き排土を促す。
【0031】
ゴム突起21Cの断面形状を、楕円、正方形または矩形の両側に半円を連結した長円としてもよい。
図9は他の弾性クローラ1Dを接地側から見た図、
図10は
図9におけるF−F矢視断面図である。
弾性クローラ1Dは、肉盛部16Dから外周側突出するゴム突起21Dの断面形状が正方形である点で、弾性クローラ1Cと異なる。ゴム突起21Dは、それ自体の形状が正四角柱である。ゴム突起21Dは、幅方向に12列が並び、周方向に2列が並ぶ。各列においてゴム突起21Dは真っ直ぐに並ぶ。ゴム突起21Dは、幅方向両側の最も外側の周方向に並ぶそれぞれ2つが、接地側から投影したときに幅方向において芯金2よりも外方に位置する。芯金2の幅方向外方の端は、いずれのゴム突起21Dの突出端面とも投影視において重ならない。ゴム突起21Dが芯金2の幅方向外方の端よりもさらに外側に設けられた場合には、芯金2の幅方向外方の端とゴム突起21Dの突出端面とを重ね合わせる実益が小さい。
【0032】
肉盛部16Dは、その平滑な表面部分の幅方向における範囲(幅方向の長さL2)が、芯金2の全長に重なってさらに外方に拡がる(L2≧L1)ように形成するのが好ましい。また、弾性クローラ1Dは、1対の転輪走行帯12,12におけるそれぞれの外方端の距離D1が芯金2の長さL1以下(D1≦L1)に設計されるのが好ましい。
弾性クローラ1Dは、ゴム突起21Dの形態等を除き弾性クローラ1Cと略同じであり、
図9,10において弾性クローラ1Cにおけると同じ符合を付し、その説明を省略する。
【0033】
弾性クローラ1Dは、肉盛部16Dの表面にブロック状突起(ゴム突起21D)を有することにより、クローラ式走行装置のスプロケットおよびアイドラを通過するときに加え、旋回時においても排土が促される。
ゴム突起21Dの断面形状を、正五角形、正六角形等の正多角形、矩形としてもよい。
表1は、上述した弾性クローラ1,1B,1C,1Dの排土性を、肉盛部16,16B,16C,16Dを有しない弾性クローラ7と比較したものである。
【0035】
図11は肉盛部16,16B,16C,16Dを有しない弾性クローラ7の裏面図、
図12は
図11におけるG−G矢視断面図、
図13は
図11におけるH−H矢視断面を示す図である。
比較に用いた弾性クローラ7(比較例)は、肉盛部16,16B,16C,16Dを有しない点を除き、弾性クローラ1,1B,1C,1Dと同一の構成であり、同一の構成部分については、
図11,12において、弾性クローラ1,1B,1C,1Dにおける符合と同じ符合を付す。
【0036】
表1における泥付着指数は、排土性の程度を数値化したものである。泥付着指数は、トラクタでロータリー耕耘(こううん)された田、および耕耘前の田を、弾性クローラ1,…,1D,7が装着されたクローラ式走行装置により各一定距離直進走行した後における、弾性クローラ1,…,1D,7への泥の付着程度を目視により観察し決定した。
泥付着指数は、耕耘された田における弾性クローラ7(比較例)の泥付着量を基準値の100とし、他の弾性クローラ1,…,1D,7と走行した田との組み合わせにおける複数人による泥付着量の基準値と比較した評価を平均した。泥付着指数は、数値が小さいほど泥土の付着が少ないことを示す。
【0037】
使用されたクローラ式走行装置は、3.6トン、スプロケット径200mm であり、装着された各弾性クロ−ラ1,…,1D,7は、幅400mm×芯金数45×ピッチ数90である。
表1から、弾性クローラ1,1B,1C,1Dは、耕耘前の田および耕耘された田のいずれを走行する場合であっても、肉盛部16,16B,16C,16Dを有しない弾性クローラ7に比べて泥の付着が少なく、排土性が良好なことがわかる。
【0038】
また、表1から、所定の肉盛部16,16Bにサイプ18,18Bが設けられた弾性クローラ1,1Bでは、サイプ18,18Bを少なくとも深さ1〜10mm、かつ互いの間隔を3〜30mmとすれば(実施例1〜6)、サイプ18,18Bによる泥土の付着防止効果が得られる。同様に、肉盛部16C,16Dにゴム突起21C,21Dが設けられた弾性クローラ1C,1Dでは、ゴム突起21C,21Dを少なくとも高さ1〜10mm、かつ互いの間隔を3〜30mmとすれば(実施例7〜12)、ゴム突起21C,21Dによる泥土の付着防止効果が得られる。
【0039】
弾性クローラ1,1B,1C,1Dは、芯金2外周投影面上表面に肉盛部(肉厚部)16,16B,16C,16Dが形成されて、スプロケットまたはアイドラに弾性クローラ1,1B,1C,1Dが掛けまわったとき、芯金2近傍に応力が集中して外周側にゴム亀裂が入る現象を緩和させる。弾性クローラ1,1B,1C,1Dは、肉盛部16,16B,16C,16D形成により、ラグ(長ラグ13、短ラグ14)間の排土性が悪くなり、トラクション性能が低下する現象を、表面にサイプ18,18Bまたはゴム突起21C,21Dを肉盛部表面に設け、スプロケットおよびアイドラに弾性クローラ1,1B,1C,1Dが掛けまわるごとに表面が動く(サイプ18,18Bまたはゴム突起21C,21Dが開口、閉口を繰り返す)ことで排土を促し、土の滞留を防止する。
【0040】
これに対して、比較例における弾性クローラ7は、芯金2近傍に応力が集中することにより、外周側の芯金2近傍PT,PTにゴム亀裂が入り易い(
図13)。
図14は他の弾性クローラ1Eを接地側から見た図である。
弾性クローラ1Eは、
図6,7に示される弾性クローラ1Cにおけるゴム突起21Cの配列を変えたものである。弾性クローラ1Eでは、複数のゴム突起21C,…,21Cが、周方向には各列が真っ直ぐに並び、幅方向では隣り合う列でスパンが半分ずれた7つの列が真っ直ぐに並んでいる。
【0041】
これと同様に、
図9,10に示される弾性クローラ1Dについても、そのゴム突起21Dの配列を種々変化させることができる。
ところで、例えば、特許文献1,2に記載された、接地側から投影したときにラグと芯金とが重なる弾性クローラは、ラグと芯金とが重なる部分の剛性が高いことから、クローラ式走行装置に装着されたときに、転輪走行帯と転輪との間に挟まった小石等で芯金上のゴムが破壊されるいわゆる虫くい現象が発生しやすい。これを防止するために、周方向に隣り合う芯金の間にラグを配して周方向における剛性の高低の程度を軽減させることが考えられるが、芯金埋設部周囲のゴム量が減少するので、スプロケットおよびアイドラに弾性クローラが掛けまわったとき、芯金近傍に応力が集中し、外周側にゴム亀裂が入りやすく耐久性上の問題が生じる。
【0042】
また、振動性能についても、接地側から投影したときにラグと芯金とが重なる弾性クローラは、隣り合う芯金間と芯金部分との剛性差が大きく、転輪がこれらの部分を通過するときの上下動により大きな振動を発生させる。
これに対して、上述した弾性クローラ1,1B,1C,1D,1Eでは、隣り合う芯金2,2間の転輪走行帯12,12の接地側には(投影したときに)必ずラグ(長ラグ13および短ラグ14)が存在し、かつ芯金2の外周投影面上表面に肉盛部16,16B,16C,16Dが形成されている。そのため、クローラ式走行装置のスプロケットまたはアイドラを通過するとき、芯金2近傍に応力が集中し、外周側にゴム亀裂が入る現象が緩和される。
【0043】
また、弾性クローラ1,1B,1C,1D,1Eは、周方向に芯金2とラグ(長ラグ13および短ラグ14)とが交互に配され、芯金2の接地側には肉盛部16,16B,16C,16Dが設けられているので、周方向における各部分間の剛性差が小さく、転輪走行
帯12,12を転動する転輪による振動の発生が抑制される。
上述の実施形態において、肉盛部に設けられ幅方向に延びるものであれば、直線的なサイプ18、ジグザグ状のサイプ18Bに換えて、種々の形態によるサイプを採用することができる。例えば、直線の組み合わせ、曲線の組み合わせ、または直線と曲線との組み合わせによる形状で形成されて前記幅方向にジグザグに延びた形態等である。サイプ18,18Bの数は、弾性クローラ1,1Bの大きさに応じて、または大きさとは無関係に変更することができる。
【0044】
また、接地側から投影したときに芯金に重ならないクローラ本体4の接地側表面に設けられ外方に突出するものであれば、断面形状が円形または正方形のゴム突起21C,21Dに換えて、種々の形状、大きさのゴム突起を採用することができ、その数および配列も種々のものを採用することができる。
その他、弾性クローラ1,1B,1C,1D,1E、および弾性クローラ1,1B,1C,1D,1Eの各構成または全体の構造、形状、寸法、個数、材質などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。