(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪又は無限軌道帯の外周側に装着されるゴム弾性体セグメントであって、該セグメントは前記車輪又は無限軌道帯の幅方向に中空部が形成され、かつその中空部は接地側にラグが形成される外面部、側面部及び底面部によって区画され、当該中空部に底面部より立ち上がるストッパ−部を形成し、該ストッパ−の頂面部とセグメント外面部の中空部側内面との間隔が車両進行方向前後で広く、中央で狭いことを特徴とするゴム弾性体セグメント。
【請求項２】
中空部内面とストッパ−は機体の静止荷重下では非接触構造とされた請求項第１項記載のゴム弾性体セグメント。
【請求項３】
ゴム弾性体セグメントが車輪又は無限軌道帯に装着された状態において、隣接するゴム弾性体セグメントの側面部が接触しない構造とした請求項第１項記載のゴム弾性体セグメント。
【請求項４】
ゴム弾性体セグメントの側面部の内壁面及び／又は外壁面がストッパ−方向に向かって屈曲面を有する請求項第１項ゴム弾性体セグメント。
【請求項５】
中空部の内壁にゴム弾性体セグメントが屈曲した状態において、ストッパ−と面接触する接触突部を有する請求項第１項記載のゴム弾性体セグメント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は土木機械、建設機械或いはオフロ−ドで用いられる車両用の車輪及び無限軌道帯に装着されて駆動力をもたらすゴム弾性体セグメント構造に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両用の車輪の基体となるリムに中空のゴム弾性体セグメントを連続的にボルト、ナット等にて装着した車輪の構造は公知である。例えば特表平４−５００４８５に開示されている車輪が存在するが、各セグメントは車輪の幅方向に中空部を形成し、その中空部を構成する側面部が互いに支持しあい、かつこの側面部の変形によって作業中の振動が緩和される構造となっている。
【０００３】
しかしながら、車輪に装着されたセグメントの側面部同士の接触による支持力は比較的小さく、このため作業中における大荷重を負担する際には側面部の変形（歪）が大きくなることは避けられず、安定性が悪いものとなっていた。又、セグメントの側面部同士が常に接触しているため、例えば高速走行に供した場合にはセグメント側面部同士の擦れによる摩擦熱が発生し、セグメントが溶けたり発煙したりして寿命が短いという欠点があった。当社のテストによれば時速５０Ｋｍ／ｈで走行テストを行った結果、９分で発煙してしまい、側面部が溶けて破壊してしまった。
【０００４】
以上のような従来技術に鑑み、本発明者等は既に新たな構造としてのゴム弾性体セグメントを提供している。既提案の概要は、車輪又は無限軌道帯の外周側に装着されるゴム弾性体セグメントであって、車輪又は無限軌道帯に当接装着される底面部と、前記車輪又は無限軌道帯の幅方向に中空部とが形成され、当該中空部に底面部より立ち上がるストッパ−部を形成し、中空部内面とストッパ−は機体の静止荷重下では非接触構造とされたことを特徴とする車輪又は無限軌道帯装着用セグメントであって、好ましくは、ストッパ−内に変位を阻止するサポ−タ−が埋設された構造のものである。
【０００５】
このサポ−タ−の存在によりストッパ−のバネ定数がアップし、中空部内面とストッパ−との接触の際にセグメントの歪量を小さくすることができる。そして、更に好ましくは、セグメントが車輪又は無限軌道帯に装着された状態において隣接するゴム弾性体セグメントの側面部が接触しない構造となし、そのゴム弾性体セグメントの側面部がストッパ−方向に向かって屈曲面を有する構造とするのがよく、このことによって、高速走行時の側面の擦れがなくなるため、ゴムの溶解や発煙が生じないという利点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上の既提案のゴム弾性体セグメントはすぐれた効果を奏することは確認されているが、本発明は更にこれを改良するものである。即ち、中空部内面とストッパ−との接触時にはオペレ−タ−にごつごつとした衝撃感を与えるためこれを改善することが求められ、更には掘削等の作業時に発生するピッチングの発生に対処することも求められる場合がある。
本発明は、これらの新たな課題に対処するためにゴム弾性体セグメント構造に更に改良を加えたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨は、車輪又は無限軌道帯の外周側に装着されるゴム弾性体セグメントであって、該セグメントは前記車輪又は無限軌道帯の幅方向に中空部が形成され、かつその中空部は接地側にラグが形成される外面部、側面部及び底面部によって区画され、当該中空部に底面部より立ち上がるストッパ−部を形成し、該ストッパ−の頂面部とセグメント外面部の中空部側内面との間隔が車両進行方向前後で広く、中央で狭いことを特徴とするゴム弾性体セグメントにかかるものである。
【０００８】
そして、通常の状態では中空部内面とストッパ−は機体の静止荷重下では非接触構造とされるものであって、更にゴム弾性体セグメントが車輪又は無限軌道帯に装着された状態において、隣接するゴム弾性体セグメントの側面部が接触しない構造としたものである。
【０００９】
特に好ましい形態としては、ゴム弾性体セグメントの側面部の内壁面及び／又は外壁面がストッパ−方向に向かって屈曲面を有し、中空部の内壁にゴム弾性体セグメントが屈曲した状態において、ストッパ−と面接触する接触突部を有するのが好ましい形態である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明は前記したようにゴム弾性体セグメントを中空とすることにより高速走行時には垂直方向のバネ特性を柔かくして乗心地をよくし、特に走行面の突起物等の乗り越し時の際の衝撃を緩和することができることとなった。この場合、セグメント中空部を構成する側面部及び外面部即ち接地部の内面が、静止荷重下で中空部内に形成されるストッパ−の頂面部に接触しない方が好ましいが、使用に供している際に発熱、発煙しない程度に接触することはかまわない。
ここで、静止荷重下とは機体が静止している時に機体の重量によってのみセグメントに加わる荷重であって、掘削時等の作業中の複雑な荷重は除く。
【００１１】
本発明のセグメントはゴム弾性体によって形成されるものであり、中空部に備えられるストッパ−は同質のもので形成される。尚、このストッパ−は後述するサポ−タ−の全体又はその一部を露呈させたものであってもよい。
一方、停止中での作業時には荷重の掛り具合によってセグメントの中空部の内面がストッパ−に接触することによりバネ定数がアップし、セグメントの歪量を小さくすることができる。そして、これらの接触を継続することによりストッパ−と中空部の側面部及び外面部の接触部間の擦れによりロスが発生し、これにより減衰効果をもたらし、例えば掘削作業時等の大荷重の入力に対して機体のピッチング等の揺れが早期に収まることになる。
【００１２】
そして、本発明を更に特徴的に言えば、ストッパ−頂面部と中空内面部との間に接触し合う対向面を特定の形状にし、これによってストッパ−頂面部と中空内面部との接触する時期を順次遅らせることができ、このため、撓み−荷重曲線で言えばその変曲点近傍がぼかされることになり、その結果、ストッパ−頂面部と中空内面部全体が同時に接触する場合に比べて上下方向のごつごつ感がなくなるという利点がある。このことは、高速走行時にストッパ−頂面部と中空内面部とが接触しても乗心地が改善されることを意味する。
【００１３】
一方、特にストッパ−について言えば、中央域を山形や台形とすることによって中央域より端部の方が遅れて接触するため、中空内面部に形成した接触突部がストッパ−との間で擦れる距離が長く取れることとなる。
このことはとりもなおさずロスファクタ−を大きくすることができることを意味するものであって、これによって掘削作業時におけるピッチング現象を減衰する効果をもたらすものである。更に言えば、ストッパ−頂面部と中空内面部とがその対向する全面で同時に接触する場合にはストッパ−とは擦れるのではなく変形するだけでロスの発生は生じないところ、本発明においてはこの接触突部とストッパ−の外周面とを擦れ合わせることによってロスを効果的に発生させたものである。この点については実施例において更に詳細に説明する。
【００１４】
尚、底面部内に剛体のプレ−トを埋設するのがよく、このプレ−トにボルトを溶接しておき、セグメントの内側よりボルトを突出させ、ホイ−ルや無端軌道帯との装着に供するのがよい。又、好ましくは前記ストッパ−内にサポ−タ−を埋設し、ストッパ−に或る程度以上の変位を阻止する機能を付加するのがよく、サポ−タ−は前記したプレ−トより立設するのがよい。
前記したセグメントＳの外表面には一定のラグを形成することもできることは勿論である。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明を実施例をもって更に詳細に説明する。
図１は本発明のセグメントの外周側平面図、図２は内周側平面図、図３はＡ−Ａ線での断面図、図４はＢ−Ｂ線での断面図である。
図中、１はセグメントＳを構成するゴム弾性体であり、２は車輪のホイ−ルに固定される底面部、３、４は側面部、５は外面部からなっており、これらに囲まれて中空部６が形成され、その中空部６内に底面部２より立上がるストッパ−７が形成されている。
【００１６】
中空部６はセグメントＳを貫通するものであり、ストッパ−７も同様にその中空部６の略全長に配置されている。この中空部６は後述するが車輪のホイ−ルの周方向に直角、即ちホイ−ルの幅方向に向って貫通するものである。そして底面部２内にはプレ−ト８が埋設されている例であり、これにホイ−ルに固定するためにボルト９がその底面部２より突出させてある。そして、通常はプレ−ト８にサポ−タ−１０が溶接されており、ストッパ−７内にこれを埋設してストッパ−７の強度補強となっている。
【００１７】
ストッパ−７と中空部６を構成する側面部３、４、外面部（接地部）５の内面とは、静止荷重下では接触することがなく、一方、それ以上の負荷がかかった場合にはこれら内面とストッパ−７の頂面部とが接触することとなり、バネ定数を高めることとなる。このことにより通常の際は緩衝性が高いものであるが、負荷時にはストッパ−７の頂面部と中空部６の内面が衝突しあい、セグメントＳの異常変位を阻止する効能を発揮するものである。尚、この図例はストッパ−７の頂面と中空部６の内面を山形として対向させ、又、側面部３、４は内外面がストッパ−７側にＶ型部１２、１３が形成されて屈曲部１１が備えられた例である。
【００１８】
さて、本発明にあっては、ストッパ−７の頂面部と中空部６を構成する特に外面部（接地部）５の内面との間隔を車両進行方向前後（Ｈ１  、Ｈ２  ）と中央域（Ｈ０  ）とに分け、Ｈ１  、Ｈ２  ＞Ｈ０  なる形状としたものである。この例では外面部５の内面の中央部をやや山形としてある。
ストッパ−７の頂面部と中空部６を構成する特に外面部５の内面との関係を特定の形状としたため、両者の接触時には中央部より端の方が接触の時期が遅れることになり、撓み−荷重曲線の立ち上がり（接触時）の程度が急角度でなく、緩やかな曲線を描くことになる。このため、ごつごつとした感じがなくなるという特徴がある。
【００１９】
図５は撓み−荷重曲線の例を示すグラフであるが、ａ線はストッパ−７の頂面部が平坦な場合のグラフであり、中空部６の外面部５の内面との接触時にあってはその全面が接触することになり、このため、グラフａが急激に立ち上がることになる。しかるに、ｂ線は本発明の場合のグラフであり、ストッパ−７の頂面部を山形としたため、中空部６の外面部５の内面との接触時には中央域が先ず最初に接触し順次端部まで接触することになる。このため、グラフｂの立ち上がりが図示するように緩やかになり、ごつごつする感じが低減することになる。
【００２０】
尚、中空部６の内面と接触するストッパ−７の強度を充分に保つ必要があり、このため前記したようにストッパ−７内にサポ−タ−１０を埋設するのが好ましい。図例にあっては、プレ−ト８にサポ−タ−１０を溶接したものであり、このサポ−タ−１０によってストッパ−７の強度が確保されることになる。このサポ−タ−１０の形状は特に限定されるものではないが、通常は前記したようにプレ−ト８より立設された帯体であるが、場合によっては、サポ−タ−１０はストッパ−７の形状に類似させた外形を有する中実体或いは中空体や、ストッパ−７の両側部に沿う２条の隆起体等が挙げられる。
前記プレ−ト８は図示しないが固定されるホイ−ルとの装着性を高めるために予めホイ−ル側に湾曲させておくことが望まれる。
【００２１】
図６は車輪を構成するホイ−ル３１にセグメントＳを装着した例を示す側面図であり、図７はその主要部の断面図である。
図にあって、ホイ−ル３１に形成したボルト孔３２にセグメントＳより突出したボルト９を挿通し、これをナット３３にて螺着したものである。図中、３４は車輪に固定されるハブであり、このハブ３４は溶接やボルト締め等任意の方法によってホイ−ル３１に固着されるものであるが、図例ではボルト３５によって固着されている。
ホイ−ル３１に固定されたセグメントＳは、通常はその底面部２の側面のみが接触するように固定されるものであって、通常の静止荷重下では隣り合うセグメントＳ、Ｓにおける底面部２以外の側面部３、４等は接触しない構成となっている。このような構造とすることによって、高速走行時の側面の擦れがなくなるため、ゴムの溶解や発煙が生じないという利点がもたらされる。
【００２２】
本発明の中空部を構成する側面部３、４はその内外面がストッパ−７側に屈曲部１１を構成するために、Ｖ型形状１２、１３とされて屈曲部を構成している。このように側面部３、４に屈曲部１１を形成したことによって、負荷時には側面部３、４が内側に撓むようになりこの側面部３、４の内面がストッパ−７に接触しやすくしてある。
【００２３】
図８〜図１２は本発明のセグメントＳの変形例であって、側面部３、４に屈曲部１１を形成してもよく、図８の例では、側面部３、４に内側の中空部に向けて屈曲部１１即ち図例では窪み部１５、１６を形成したものである。又、図９に示すように側面部３、４の内面及び／又は外面をストッパ−へ向けて弓型部１７、１８として屈曲部１１としてもよい。更に、図１０及び図１１にて示すように屈曲部１１としてＶ型部１９を形成した例であり、図１２は側面部３、４に内側にＶ型の凸部２０を形成して同様の効果をもたらしたものである。
【００２４】
尚、本発明のセグメントＳの形状としてはホイ−ルの幅方向に一直線状のものに限られるものではなく、例えば平面から見て中央で折れ曲がるＶ字状になすのも好ましい例である。この場合には、中空部６、プレ−ト８及びストッパ−７、更にはサポ−タ−１０も同様にＶ字形状とするものである。このようにすれば、ラグにおける機体支持剛性が略均等になり走行振動等を小さくすることができるという特徴がある。
【００２５】
尚、ストッパ−７と中空部の内部との接触にあっては、側面部は前記したような形状とすることが好ましいが、場合によっては中空部の高さＨと側面部の厚さＤとの関係を特定したものでも同様の効果を奏することが可能であり、図１３にて示すようにＨ≧３Ｄとすることにより同様の効果が得られるものである。
【００２６】
図１４〜図１６はこの中央で折れ曲がるＶ字状をなすセグメントＳの例を示すものであり、図１４は外周側平面図、図１５はその側面図、図１６はＣ−Ｃ線での断面図を示すものである。図からも分かる通り、セグメントＳをホイ−ルに装着した際には隣り合うセグメントＳがＶ字部にて正確に位置決定がされると共に、セグメントＳの外面部５即ち接地部における機体支持が全長として略均等により振動等の発生は最小限に押えられる。
【００２７】
そして何よりも特徴的には、ストッパ−７面に接触する接触突部２１を中空部内面に形成したことである。この接触突部２１はこの例では中空部の内面の隅に形成されたものであって、接触突部２１は先ずストッパ−７の頂面に接触し、次いでこの面上を滑り、最終的にはストッパ−７の側面へも滑り下りることになり、この滑りによる両者の擦れによってゴム弾性体中にロスが発生し、ここに減衰効果がもたらされるものとなる。
【００２８】
以下、本発明のゴム弾性体セグメントＳの接触突部２１を設けたことによる効果を図面をもって説明する。図１７及び図１８はゴム弾性体セグメントＳの接触突部２１とストッパ−７との接触状態を説明する部分拡大図である。
ゴム弾性体セグメントＳはストッパ−７と中空部６を隔てて側面部３、４及び外面部５が構成され、ストッパ−７は頂面部は中央部が最も高い山形に形成され、外面部５の内側面はこれ又山形に形成され、更にその両端部に接触突部２１が形成される構造である。
【００２９】
図１７はストッパ−７の頂面部の山形と外面部５の山形とが接触した際の状態を示すものであり、ストッパ−７の端部と外面部５の内側面とはｈの間隔が保持されている。このことは外面部５が未だｈだけストッパ−７側に変位が可能であることを示すが、この変位の距離分だけ接触突部２１とストッパ−７の側面が擦れ合うことになる。図１８はストッパ−７と外面部５の内側面が完全に接触した状態を示すが、接触突部２１とストッパ−７の側面は面ｓにて接触擦れ合う。
従って、この両者の擦れ合いによりゴム弾性体中にロスを発生し、振動の吸収が効果的になされることになる。
【００３０】
図１９はセグメントＳの他の例を示す外周平面図であり、図２０はＤ−Ｄ線における断面図である。
図において、外面部５にボルト孔４１を形成すると共に、これと対向してストッパ−７にもボルト孔４２を形成したものであり、ここに埋設されたプレ−ト８にも同様にボルト孔４３を形成してある。そしてこれらの各孔をもってボルト４４を挿入してホイ−ル側のボルト孔２２を挿通してナット４５と螺合させて装着させる例である。
【００３１】
本発明のセグメントＳは、車両を構成するホイ−ルに装着されて使用される以外にも種々のものに装着されて使用に供されるものであって、例えば機体に備えられたスプロケットとアイドラ−間に巻き掛けされた無限軌道帯にも装着されて使用に供されることもある。
【００３２】
図２１はその一例を示す断面図であって、図中５０はゴム弾性体よりなる無限軌道帯であり、５１はその長手方向に埋設されるスチ−ルコ−ドである。そして、このスチ−ルコ−ド５１をはさんで内外に帆布５２、５３が埋設されゴムの加硫時におけるスチ−ルコ−ド５１の乱れを防止すると共に、スチ−ルコ−ド５１が埋設されている以外の部位の強度を確保するものである。又、５４はゴム弾性体５０の内周面に突出させて駆動力の伝達に供される突起であって、図示しないスプロケットがこの突起５４と係合して駆動力が伝えられ、かつ、アイドラ−５５がゴム弾性体５０の内周面に接触して支持しつつ回転されることになる。
【００３３】
さて、セグメントＳのボルト９はゴム弾性体５０のスチ−ルコ−ド５１が埋設されていない部位、即ち帆布５２、５３が埋設された部位をもって固定されるものであって、この部位にゴム弾性体５０にボルト孔５６が形成され、座金５７及びナット５８をもって固定されている。このボルト孔５６が形成された部位はナット５８がゴム弾性体５０の表面より突出しないようにするべきであって、予め無限軌道帯の内周側に凹部５９を形成しておくことが望まれる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明は以上の通りであって、ホイ−ルや弾性無限軌道帯に容易に装着可能であり、しかもその乗り心地性はすぐれており、万一の破損時にあっても破損した部位のセグメントを交換するだけで十分であり、全体として寿命が極めて長くなったものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明のセグメントの外周側平面図である。
【図２】図２は図１のセグメントの内周側平面図である。
【図３】図３は図１のＡ−Ａ線での断面図である。
【図４】図４は図２のＢ−Ｂ線での断面図である。
【図５】図５は撓み−荷重曲線のを示すグラフである．
【図６】図６はホイ−ルにセグメントを装着した例を示す側面図である。
【図７】図７は図６のその主要部の断面図である。
【図８】図８は本発明のセグメントの変形例１の断面図である。
【図９】図９は本発明のセグメントの変形例２の断面図である。
【図１０】図１０は本発明のセグメントの変形例３の断面図である。
【図１１】図１１は本発明のセグメントの変形例４の断面図である。
【図１２】図１２は本発明のセグメントの変形例５の断面図である。
【図１３】図１３は本発明のセグメントの変形例６の断面図である。
【図１４】図１４は本発明のセグメントの別例を示す外周側平面図である。
【図１５】図１５は図１４のセグメントの内周側平面図である。
【図１６】図１６は図１４のＣ−Ｃ線での断面図である。
【図１７】図１７はストッパ−の頂面部の山形と外面部の山形とが接触した際の状態を示す図である。
【図１８】図１８はストッパ−の頂面部の山形と外面部の山形とが完全に接触した状態を示す図である。
【図１９】図１９は本発明のセグメントの更に別例を示す外周側平面図である。
【図２０】図２０は図１９のＤ−Ｄ線における断面図である。
【図２１】図２１は弾性無限軌道帯に装着した例を示す断面図である。
【符号の説明】
Ｈ０  、Ｈ１  、Ｈ２  ‥‥ストッパ−の頂面部と外面部の内面との間隔、
Ｓ‥‥セグメント、
１‥‥ゴム弾性体、
２‥‥底面部、
３、４‥‥側面部、
５‥‥外面部、
６‥‥中空部、
７‥‥ストッパ−、
８‥‥プレ−ト、
９‥‥ボルト、
１０‥‥サポ−タ−、
１１‥‥屈曲部、
１２、１３、１９‥‥側面部のＶ型部、
１５、１６‥‥側面部の窪み部、
１７、１８‥‥側面部の弓型部、
２０‥‥側面部のＶ型凸部、
２１‥‥ストッパ−面に接触する接触突部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
0003579170.tif 000018
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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