(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム弾性体内に、ゴムクローラの周方向に沿って複数本の抗張体をゴムクローラの幅方向に引き揃えて並べ列状に配列した抗張体列をゴムクローラ内に埋設したゴムクローラにおいて、各々の抗張体両端部先端を突き合わせて連結することにより無端状とし、前記抗張体列の連結部における一本の抗張体の突き合わせ部の位置に対し、隣り合う抗張体の突き合わせ部の位置をゴムクローラ周方向前後にシフトさせて連結部を構成しており、かつ、当該連結部におけるゴムクローラ周方向の一方側からのびた或る抗張体の端部と、これに隣接する抗張体がゴムクローラ周方向の他方側からのびた端部とが重複するシフトラッピング長さを、抗張体列における全ての抗張体の引抜強度の総和ＰＳが、列条に配列された抗張体の全ての抗張体本数ＴＮから、それぞれの突き合わせ部が存在する各同一芯金ピッチ範囲のうち最も突き合わせ部が多い同一芯金ピッチ範囲内の突き合わせ数ＣＮを引いた残りの抗張体の引張強度の総和の８０％以上となる長さにしたことを特徴とするゴムクローラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、農業用作業車、土木作業機械、建設機械、運搬車等の無限軌道走行装置に装着され用いられるゴムクローラに関するものであり、特にゴムクローラ内部に埋設される抗張体の連結部の改良に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
これまでゴムクローラは、農業用作業車、土木作業機械、建設機械、運搬車等の多種にわたる自走式移動機械の走行装置に使用されてきている。
従来のゴムクローラは、図２８、図２９に示すように、ゴムクローラ１７のゴム弾性体１８の内部に、金属製の芯金１９を周方向に一定間隔に横並べして埋設し、芯金１９の接地面側（外周側）に複数の抗張体（通常スチールコード２１が使用される。）を周方向に引き揃えて埋設してゴムクローラを構成している。なお図２８は従来のゴムクローラの一例を示す斜視図、図２９は従来のゴムクローラの一例を示す要部断面透視斜視図であり、２２は外れ防止ガイド、２０はラグである。
【０００３】
通常、農作業車（コンバインやトラクター等）や、農業用運搬車、そして雪上車が走行する走行地盤は、粘土状の土や雪であり、かつ比較的平坦地を走行している。このため、これら作業車等に使用されているゴムクローラにおいては、ゴムクローラ内に埋設されている抗張体の連結部が破損することはまれであった。
また、ミニショベルやパワーショベル等の土木作業機械や建設機械は、不整地を走行するため、土砂や砂利等を走行装置に噛み込み、このことに起因するゴムクローラへの異常テンション及び大きな駆動力が頻繁に発生し、時にゴムクローラの抗張体の連結部が破損することがあった。しかし、ミニショベルやパワーショベル等は掘削が主作業の機械であり、従来このことが特に大きく問題にされることは少なかった。
更に、キャリヤダンプ等の運搬車は、不整地等の悪路を走行することが主目的ではあるが、専ら移動のみであり、土砂や砂利が走行装置に噛み込むことがなく、従来使用されているゴムクローラの抗張体の連結部に特に問題が発生することは少ないのである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、スキッドステアやブルドーザーはキャリヤダンプ等の運搬車と似た場所で作業する機械であるが、土砂や砂利等を押したり、すくい上げたりする作業を行うため、大きな駆動力を必要とし、更には、土砂や砂利の中をジグザグに走行することも多く、ミニショベルやパワーショベル等と同様に走行装置に土砂や砂利を噛み込み易く、これが主作業の機械であるため、使用されているゴムクローラの抗張体連結部が破損することが多く、問題となっており、特に巻き付き径の小さいスプロケット、アイドラ、転輪が装着されている走行装置で問題となり易く、又、ミニショベルでもアイドラスプリングのない走行装置では問題となる場合がある。
【０００５】
従来ゴムクローラの抗張体としては通常スチールコードが最も一般的に使用されている。そして、スチールコードの連結方法として従来最も一般的に行われているのは、スチールコードの端部オーバーラッピング方式（重ね合わせ方式）によるものである。
図３０〜図３２は従来の端部オーバーラッピング方式によるゴムクローラの連結部を説明する図である。図３０は要部透視斜視図、図３１は図３０のＸ−Ｘ線断面図、図３２は図５３のＹ−Ｙ線断面図であり、帯状に複数本引揃えたスチールコード２１は、その末端部を重ね合わせ、接着ゴム層２３を介して連結されている。
図３３にゴムクローラを接続する成形工程の略図を、図３４に接続成形金型内部の状態を示す断面図を示す。
通常エンドレスのゴムクローラを製造するには、まず長尺のベルト状本体部分を、両端部からスチールコードが延出するような構成となるよう未加硫ゴムと芯金そしてスチールコードとをプレス金型により加硫成型し、次いでベルト状本体部分の両端部から延出した帯状に複数本引揃えたスチールコード層を重ね合わせて芯金及び未加硫ゴムとを連結用プレス金型内に型込めし、加硫成型を行い、ゴムクローラとするのである。
【０００６】
スチールコードのオーバーラッピング（ゴムクローラ厚さ方向の重ね合わせ）長さＬ０は、通常は次の計算により適宜必要性能を選び決定されている。
スチールコードオーバーラッピング部のせん断破壊荷重（Ｆ０）は、スチールコードのオーバーラッピング長さをＬ０［ｍｍ］、スチールコード列幅をｈ［ｍｍ］、単位面積当たりのせん断破壊荷重をｆ０［Ｎ／ｍｍ２］、そして、連結部のせん断破壊荷重をＦ０[Ｎ]とすると数式１で表される。
【０００７】
【数式１】
Ｆ０＝Ｌ０×ｈ×f０
【０００８】
しかし、通常は安全率を考慮するため、従来のゴムクローラのスチールコードオーバーラッピング長さは、安全率をＳ、スチールコードの破断強度をＦ２とした場合、数式２に示される数式により求められる。
【０００９】
【数式２】
Ｌ０＞Ｆ０×Ｓ／（ｈ×ｆ０）
【００１０】
しかし、端部オーバーラッピング方式によるスチールコードの連結は、製造時の作業性が非常に簡便で効率がよい反面、スチールコードのオーバーラッピング長さを伸ばしてもスチールコード連結部の耐久性向上による走行可能時間の向上には限界があり、また用途も限られている。
これは、図３０〜図３２に示した通り、ゴムクローラのスチールコードオーバーラッピング部（スチールコードの両端部を重ね合わせた部分）は二層のスチールコードの間に接着ゴム層を挟んだ構成としてあるため、スチールコードのオーバーラッピング部が走行装置のアイドラ、スプロッケットに巻き付いた際に、二層のスチールコードの外周側（接地面側）のスチールコードは、内周側（転輪側）のスチールコードより長くならないと円滑に巻き付くことができないものであるが、スチールコードは伸縮も圧縮も殆ど無いため、スチールコードオーバーラッピング部のスチールコード間接着ゴム層が変形して巻き付いている。このためスチールコードオーバーラッピング部の外周側、内周側の両端部の接着ゴムにせん断変形が発生するのである。
【００１１】
従って、ゴムクローラ連結部のスチールコードオーバーラッピング部には、元々スチールコードに掛かる張力に加えて、異物のかみ込みや土砂の蓄積による異常テンションが加わりオーバーラッピングしたスチールコード間の接着ゴム層にせん断変形が起こり、更には、オーバーラッピング部がアイドラ、スプロケットに巻き付いた際にオーバーラッピング部端部の接着ゴム層に繰り返しせん断変形力が加わりせん断変形し、連結部の接着ゴム層がスチールコード端部から次第に破壊され、ゴムクローラの耐久性が著しく低下しているのである。
この問題点については、特開平９−１０９９４８号公報においても取り上げられ対策案が提案され、かなりの改善効果を上げているが、かならずしも万能ではない。
【００１２】
また、別の方法として、エンドレス巻きする方法が、特開平１１−１７９７３１号公報に提案されている。
しかし、この方法だと連結部の破損は無くなるが、特製のエンドレス巻き装置が必要であり、ゴムクローラの周長の異なる製品毎に装置を設けねばならず、また加硫行程においては、ゴムクローラの製造法として従来一般的に行われている長尺プレスで大部分を成形加硫し、この両端をオーバーラッピング法により連結するという製造法がとれず、少なくとも５〜６回の成形加硫が必要となり、生産効率が非常に悪くなる。またこれを１回で成形加硫するためには非常に高価な特製の成形加硫装置が必要となる。
【００１３】
更に、別の方法として、スチールコード列を複数に区分けし、この区分けされたスチールコード群がジグザグに突き合わされるように両端からのびるスチールコード列を芯金上でつき合わせて連結する方法があるが、この方法による連結ではスチールコードの相互の長さが長く取れない場合、充分な引き抜き強さが得られず、スチールコードが引き抜かれてしまう問題点があり、この問題点を解決するため、突き合わせ連結部に第２のスチールコード列を埋設し、引抜強度不足を向上させる提案が特開平３−２９５７７６号公報に、また、このつき合わせ部に芯金に合わせて短柵状の添板をゴム弾性体中に埋設し連結し、引抜強度不足を向上させる提案が、特開平４−２８３１８０号公報に提案されている。
しかし、この提案では、連結部の耐久性については、かならずしも万全の対策とはなっていない。
【００１４】
その他の連結方式として、相互差し込み方式によるものがある。この差し込み方式は、片側の抗張体を一本づつ他側の抗張体と抗張体との間に入り込ませて連結し、無端状としている。
しかし、製造時の作業性が悪く、また作業時間が長くかかるため製造コストがかかるという問題があり、更にゴムクローラ幅方向において、連結部の抗張体列幅が他の部位に比べて幅広くなるという配列形状の問題もあり、現在ではこの方法による連結はほとんど使用されていない。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、次のような構成を用いることとした。ゴムクローラを構成するゴム弾性体内に、ゴムクローラの周方向に沿って複数本の抗張体をゴムクローラの幅方向に引き揃えて並べ列状に配列し、抗張体列として埋設し、抗張体の両端部先端を突き合わせて連結部を構成し、一本の抗張体の突き合わせ部の位置に対し、隣り合う抗張体の突き合わせ部の位置をゴムクローラ周方向にシフトする（ずらす）ように配列し抗張体を埋設した。そして、当該連結部におけるゴムクローラ周方向の一方側からのびた或る抗張体の端部と、これに隣接する抗張体がゴムクローラ周方向の他方側からのびた端部とが重複するシフトラッピング長さを、抗張体列における全ての抗張体の引抜強度の総和ＰＳが、列条に配列された抗張体の全ての抗張体本数ＴＮから、それぞれの突き合わせ部が存在する各同一芯金ピッチ範囲のうち最も突き合わせ部が多い同一芯金ピッチ範囲内の突き合わせ数ＣＮを引いた残りの抗張体の引張強度の総和の８０％以上となる長さにした。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明のゴムクローラの構成は、ゴム弾性体内に、ゴムクローラの周方向に沿って、複数本の抗張体をゴムクローラの幅方向に引き揃えて並べ列状に配列し、各々の抗張体両端部先端を突き合わせて連結することにより無端状とし、一本の抗張体の突き合わせ部の位置に対し、隣り合う抗張体の突き合わせ部の位置をゴムクローラ周方向前後にシフトさせ（ずらして）隣り合う抗張体の対向するそれぞれの抗張体先端が重複する構成として埋設し、装着される走行装置の駆動力やある程度の異常な負荷に耐えうる引抜強度となるようにした。
【００１７】
上記の隣り合うそれぞれの抗張体の両端部先端の突き合わせ部の位置は、好ましくは抗張体の引抜強度を、抗張体の引張強度に見合う大きさとなるようにシフトさせるのがよく、抗張体の引抜強度と抗張体の引張強度が、共に装着される走行装置の駆動力やある程度の異常な負荷に耐えうる強度となるようにすればよい。
そして、一本の抗張体の両端部先端の突き合わせ部の位置と、これと隣り合う抗張体の両端部先端の突き合わせ部の位置を、ゴムクローラの周方向にシフトさせ、隣り合う抗張体においてゴムクローラ周方向の一方側からのびた抗張体と、ゴムクローラ周方向の他方側からのびた抗張体とが重複するシフトラッピング長さ（重複する長さ）は、抗張体の引抜強度が抗張体の引張強度に見合う大きさとなる関係を満足する長さ以上とするのが好ましいのであるが、ゴムクローラの幅方向に引き揃えて並べ列状に配列され隣り合う抗張体の対向するそれぞれの抗張体の先端が重合する抗張体の引抜強度の総和ＰＳが、列状に配列された抗張体の全ての抗張体本数ＴＮから、それぞれの突き合わせ部が存在する各同一芯金ピッチ範囲のうち、最も突き合わせ部が多い同一芯金ピッチ範囲内の突き合わせ数ＣＮを引いた残りの抗張体の引張強度の総和の８０％以上となる数式３に示す関係式を満足する総引抜強度が得られるシフトラッピング総長さとすればよいのであり、一部の抗張体において引張強度と引抜強度の値が前後しても問題はない。なお、Ｔｂは一本の抗張体の引張強度である。
【００１８】
【数式３】
ＰＳ≧（ＴＮ−ＣＮ）Ｔｂ×０．８
【００１９】
本発明は、上述の通りの形態であり、抗張体両端部の先端を突き合わせにしたので、スプロケット（駆動輪）、アイドラ（誘導輪）巻き付き部において、抗張体間に、従来の端部オーバーラッピング方式の連結部で発生していたような大きなせん断変形が発生する箇所が無くなり、また、隣り合う抗張体の突き合わせ部の位置を周方向にシフトさせ、シフトラッピング長さを、装着される走行装置の駆動力やある程度の異常な負荷に耐えうる引抜強度が得られる長さとすることが可能となり、スプロケットやアイドラ巻き付き部等において起こる繰り返し屈曲に対する耐久性（耐疲労性）が向上し、異常テンションが加わったとしても抗張体の連結部が容易に破壊されることは無く、連結部の耐久性が向上し信頼性の高いゴムクローラとなる。
【００２０】
また、全ての抗張体において一本の抗張体の突き合わせ部の位置に対し、隣り合う抗張体の突き合わせ部の位置がゴムクローラ周方向前後にシフトした配置で埋設されるのが望ましいが、全抗張体の内８０％の本数の抗張体において一本の抗張体の突き合わせ部の位置に対し、隣り合う抗張体の突き合わせ部の位置がゴムクローラ周方向前後にシフトした配置としても、装着される走行装置の駆動力やある程度の異常な負荷に耐えうる引抜強度となるシフトラッピング長さを得ることは可能である。
更に望ましいのは、各々の抗張体の突き合わせ部の位置は、他の抗張体の突き合わせ部の位置と一致しないようにゴムクローラ周方向にシフトさせ、全ての突き合わせ部の位置がゴムクローラ幅方向視にて同一位置とならないようにすることがよい。
これは、抗張体の突き合わせ部が一番耐久性が劣るため、この耐久性の劣る部位を一箇所に集中させないことにより、連結部の耐久性を向上させるものとなるのである。
【００２１】
通常、ゴムクローラは、図３３に示したプレス成型装置、プレス金型を使用してエンドレス状に成形される。
図１はゴムクローラ連結工程における、ゴムクローラの周長と連結部の長さの関係を示す説明図である。
ｌ１は連結部の可能最大長さ、ｌ２はピッチずれ防止のため連結用金型に型込めされるゴムクローラ長尺本体端部の長さ、ｌ３は連結加硫成型時にゴムクローラ長尺本体が曲げられる部分の長さ、そして、ｌ４は連結金型の長さである。なお、１はゴムクローラ、１５は連結金型の上金型、１６は下金型である。
ゴムクローラは装着される機械の大きさ（重さ）と周長及び幅、厚さ、ピッチにおいて相関するものであり、従ってｌ２，ｌ３は共に、特殊な例を除きゴムクローラの周長Ｌに略比例する変数である。
図２に実際のゴムクローラのゴムクローラ周長Ｌと連結部の最大長さｌ１の関係を示す。この関係は数式４で表される。
【００２２】
【数式４】
ｌ１＝１９Ｌ／６４−４７０
【００２３】
従って各種ゴムクローラの連結部の最大長さｌ１は図２と数式３から判るようにゴムクローラの周長Ｌに制限されるのであり、本発明はこの制限された長さの中で耐久性のある連結方法を提供するのである。
【００２４】
本発明の連結方法の基本パターンの代表例を図３〜図６に示す。この例では抗張体はスチールコードであり、図３は１シフトラッピングの基本パターン、図４は２シフトラッピングの基本パターン、図５は３シフトラッピングの基本パターン、図６は４シフトラッピングの基本パターンである。図中５１〜５５はスチールコード、８１−２〜８４−５はスチールコードとスチールコードのシフトラッピング部、６はスチールコード端末の突き合わせ部、そしてＬＳはシフトラッピング長さである。
各基本パターン共にシフトラッピング部８で連結部の荷重を負担する。従って、図３では２本のスチールコード５１，５２で１箇所のシフトラッピング部８１−２を構成しており、連結効率は１／２となる。同様に図４のパターンでは３本のスチールコード５１，５２，５３で２箇所のシフトラッピング部８１−２，８２−３を構成しており、連結効率は２／３となり、図５は３／４、図６は４／５となる。
なお、実用に供するゴムクローラにおいては、この基本パターンに限らず変形パターンや、組み合わせパターン等を用いて配設してもよいことはむろんであり、各シフトラッピング方式の連結効率を上げることは可能である。
【００２５】
理想的な抗張体（スチールコード）連結部のシフトラッピング長さ（Ｌｓ）は、通常下記の通り設計される。これについて以下説明する。
図７Ａ〜Ｃはスチールコードの引抜強度を試験する試験片１１である。引抜強度は、ａ方向の２本のスチールコード５ａを固定し、ｂ方向の１本のスチールコード５ｂを矢印方向に引っ張り、スチールコード間の接着ゴム７が破壊し、スチールコードが抜ける際の強度である。
特定のスチールコードの単位長さ当たりの引抜強度をｆＳ［Ｎ／ｍｍ］、スチールコードのシフトラッピング長さをＬＳ［ｍｍ］とし、スチールコードの引張（破断）強度をＴｂ［Ｎ］とすると、数式５の関係にあればスチールコードが破断してもゴム部は破損しないことになる。
【００２６】
【数式５】
ＬＳ×ｆＳ＞Ｔｂ
【００２７】
ゴムクローラに埋設したスチールコードは、走行装置のスプロケットから芯金に受けた駆動力をゴムクローラ全体に伝達し、機体本体を移動させるのであり、またスチールコードは芯金と接着ゴムを介して接着されており、芯金からスチールコードへの駆動力の伝達は接着ゴムを介して行われる。
ゴムクローラは通常、装着される機械の重量、走行装置の駆動力等の条件を考慮し設計されており、芯金の形状や大きさも同様に設計されている。そして、スチールコードは、芯金からの駆動力をゴムクローラ全体へ伝達させると同時に、走行装置とゴムクローラとの間に異物がかみ込むことにより起こる駆動力の何倍もの異常テンションを受けるために、芯金の限られた範囲に配列する必要があり、スチールコードの配列が密にならざるを得ない。
スチールコードの配列が密になるとスチールコードとスチールコードの間隔が狭くなり、連結部のスチールコードに引抜力が加わった際にスチールコードとスチールコードの間の接着ゴムにせん断力が集中して加わることとなる。
【００２８】
図８はゴムクローラ内のスチールコードの配列を説明するゴムクローラの一部断面図である。
スチールコードの外径をｄ、スチールコードの配列ピッチをＰとすると、Ｐ／ｄはほぼ１．１〜１．５の範囲にありスチールコード５１とスチールコード５３を図面の手前に引っ張り、スチールコード５２を図面奥側へ引っ張るとき、スチールコード５１，５３とスチールコード５２の間の接着ゴム７に応力集中がおこり、この部分からゴム破壊がはじまるので、スチールコードの配列が疎の場合に比べて引抜強度が低くなるため、シフトラッピング長さを、スチールコードの配列が疎のものに比べ密のものは長くする必要がある。
図９にΦ２．３のスチールコードのＰ／ｄに対するスチールコードの引抜強度とそれに対するスチールコードが切断するシフトラッピング長さの関係を示す。
一般的なゴムクローラのスチールコードの配列のＰ／ｄは１．２２〜１．４４であり、Ｐ／ｄが１．３のときのスチールコードが切断するシフトラッピング長さは２２ｃｍであるのに対し、Ｐ／ｄが２．２以上の配列では１２．５ｃｍであり、同じ引抜強度を得るためには約１．８倍のシフトラッピング長さが必要となる。
【００２９】
図１０に実際のゴムクローラにおけるスチールコード径に対応した引抜強度が引張強度と同等となるシフトラッピング長さを示す。２．３Φのスチールコードを使用したときシフトラッピング長さを２２ｃｍ以上とすれば引抜強度は引張強度以上となる。しかし、連結部の長さは先に示した製造上の制限があり、引抜強度が引張強度に見合う強度、即ち、引張強度の８０％以上とするのが実用的であり、効率の良い連結が確保できる。
スチールコード径に対応した各シフトラッピング数とゴムクローラ連結部の長さの関係を図１１に示す。これからも判るとおり連結部の制限された長さの中で可能なシフト数は通常１〜８となる。
【００３０】
そして、ゴムクローラ連結部における芯金から、隣接する芯金までの間の同一芯金ピッチの範囲内にある突き合わせ部を形成する抗張体のうち、左右に隣合う抗張体のゴムクローラ周方向の逆方向から延びる抗張体と全く重ならない抗張体が、全ての抗張体の２５％を越えて集中させて配置しないようにするのが好ましいのである。この際、強度不足がある場合（例えば芯金−芯金間に２５％の突き合わせ部がある場合）には、通常より抗張体の本数を増やすか、抗張体の破断強度を上げればよい（２５％の強度不足を補うだけの抗張体本数を増やすか、破断強度の大きい抗張体を利用する。）のであるが、むやみに抗張体の本数を増やしたり、抗張体の破断（引張）強度の大きな抗張体を使用すると、製造コストが上がり余り好ましくない。
【００３１】
このゴムクローラ連結部における芯金から、隣接する芯金までの間の同一芯金ピッチの範囲内にある突き合わせ部を形成する抗張体のうち、左右に隣合う抗張体のゴムクローラ周方向の逆方向から延びる抗張体と全く重ならない抗張体を、全ての抗張体の２５％以下とするのは、ゴムクローラの抗張体の切断が通常、隣り合う芯金−芯金間の範囲内で切断されることが多く、また、隣り合う反対方向からの抗張体と重なり合う部分が無い抗張体の突き合わせ部を、この１ピッチの範囲内に２５％以下にすれば連結部の耐久性が向上することになるからである。
また、この２５％以内の強度不足は、配列する抗張体の本数を増やすか、抗張体の破断（引張）強度が高い抗張体を使用すれば強度不足を補うことも可能となるのである。
【００３２】
この際、抗張体の突き合わせ部を形成する抗張体のうち、左右に隣合う抗張体のゴムクローラ周方向の逆方向から伸びる抗張体と全く重ならない抗張体が、全ての抗張体の２５％以下となるように配置する範囲を、隣接する２つの芯金の全投影面の範囲内とするのであり、隣接する２つの芯金の間の範囲内で達成されるのが更に望ましいのである。
【００３３】
更にまた、ゴムクローラ連結部における芯金から隣接する芯金までの間の同一芯金ピッチ範囲内にある抗張体の突き合わせ部を４０％以下にするのであり、３４％以下にするのが望ましい。
また、隣接する２つの芯金間の芯金が埋設されていない範囲内には２５％以下とするのが好ましい。
これは先にも述べたとおり、ゴムクローラの抗張体が、通常最も多く切断されている部位が隣接する芯金−芯金間の間であるため、この間にある抗張体の突き合わせ部の数を制限することにより耐久性が向上することとなる。
【００３４】
また、各々の抗張体の突き合わせ部の位置をラグの投影面内、あるいは芯金の投影面内に配置するのが好ましいのであり、これにより、ゴムクローラの屈曲部又は接地側のゴム厚の薄い部分に抗張体の突き合わせ部がなく、ゴムクローラの使用中に抗張体の端部が接地側のゴム弾性体を突き破り露出することを防止することとなり、ゴムクローラの耐久性が向上する。
【００３５】
抗張体としては、一般的にスチールコードが使用されているが、この他、ビニロン、ナイロン、テトロン、ベクトラン、ケブラー等も利用可能であり、これらに限定されるものではない。
【００３６】
ゴム弾性体は、天然ゴム、合成ゴム（ＳＢＲ、ＢＲ、ＩＲ、ウレタン等）の単独、あるいはこれらを複数組み合わせてブレンドしたもの、もしくはこれらとハイスチレン樹脂等の高分子樹脂等を適宜選択しブレンドしたものへ、カーボンブラック等の補強剤、充填剤、酸化防止剤、加硫促進剤、加硫剤等を、ゴムクローラの使用条件や必要とする耐久性、そしてコスト等を考慮して適宜選択し、配合設計を行い使用するものである。
なお、本発明のゴムクローラに使用されるゴム弾性体は、これらに限定されるものではない。
【００３７】
本発明の抗張体の連結法を利用したゴムクローラとしては、従来のゴムクローラのようなゴム弾性体の内部に、金属製の芯金を周方向に一定間隔に横並べして埋設し、芯金の接地面側（外周側）に複数本の抗張体をゴムクローラの幅方向に引き揃えて並べ列状に配列し埋設したもののほか、主に高速走行用ゴムクローラに多く用いられている金属製の芯金が埋設されていない、いわゆる芯金レスゴムクローラにも利用可能である。
【００３８】
【実施例】
以下図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。
図１２は、本発明の第１実施例の一部透視斜視図であり、図１３は連結部の配列を示す一部透視平面図、図１４は側面断面図、図１５は図１３の要部拡大図、図１６はゴムクローラ内にどのように抗張体が配列されているかを示す斜視図である。
第１実施例のゴムクローラ１は、ゴム弾性体２と、ゴム弾性体２内にゴムクローラ周方向に一定間隔で埋設された金属製の芯金３と、ゴムクローラ１の接地面側に突設させたラグ４と、そして、芯金３の外周側（接地面側）に複数本のスチールコード５を、ゴムクローラ１の中央にある係合孔９の左右に振り分けてゴムクローラ１の幅方向に引き揃えて並べた左右２列条のスチールコード列より構成されている。
そして、スチールコード５の連結部はスチールコード５の両端部５ａ、５ｂを突き合わせて突き合わせ部６を形成し、且つ、隣り合うスチールコード５の突き合わせ部６の位置はゴムクローラ１の周方向にシフトさせている。
【００３９】
図１５において、隣り合うスチールコード５１、５２の突き合わせ部６１、６２の位置は周方向にシフトしており、隣り合うスチールコード５１の端部５１ｂとスチールコード５２の端部５２ａは周方向で重合し、スチールコード５１の端部５１ｂと、スチールコード５２の端部５２ａはその間の接着ゴム７を介して接合される。この際、スチールコード５１の突き合わせ部６１の位置からスチールコード５２の突き合わせ部６２の位置までの長さがシフトラッピング長さＬｓであり、このシフトラッピング長さＬｓは、ゴムクローラ１の使用条件や必要とする耐久性等の設計条件により、数式３に従い引抜強度をスチールコード５の破断強度と見合う強度又はそれ以上となるように設計する。
なお本実施例は、シフトラッピング数２の組み合わせ配置例である。
【００４０】
図１７は本発明の第２実施例のスチールコード５の連結部の突き合わせ部６の配置を示す一部透視平面図であって、各々のスチールコード５の突き合わせ部６の位置に対し、その他のスチールコード５の突き合わせ部６の位置をゴムクローラ１の周方向前後にシフトさせ、各々のスチールコード５の突き合わせ部６の位置が一致しないように配置している。なお、シフトラッピング数３の組み合わせ配置例である。
本実施例のゴムクローラ１の周長Ｌは５１１２ｍｍであり、連結部の長さｌ１は９９４ｍｍである。使用したスチールコード５の外径ｄは２．３ｍｍであり、引張強度Ｔｂは５２５６Ｎである。そして単位引抜強度は２７Ｎ／ｍｍであり、シフトラッピング長さＬｓが２２５ｍｍであるので、引抜強度ｆｓは６０７５Ｎとなっており、引抜強度が引張強度を上まわった設計となっている。そして係合孔９をはさんだ片側のスチールコード列の１０本のスチールコード５において、左右に隣り合うスチールコード５のゴムクローラ１の周方向の逆方向から伸びるスチールコード５と重なる重複箇所が７箇所あるので（１本のスチールコード５が隣り合う左右のスチールコード５と同時に重なる場合は、連結効率は１となるので１箇所の重複箇所と計算する。）引抜強度の総和は、７×６０７５＝４２５２５Ｎであり、また突き合わせ部６が存在する各同一芯金ピッチ範囲のうち最も突き合わせ部６が多い同一芯金ピッチ範囲内の突き合わせ部６の数は２であるので、引張強度の総和は、（１０−２）×５２５６＝４２０４８Ｎとなり、引抜強度の総和が引張強度の総和をも上回った設計となっている。
【００４１】
図１８は本発明の第３実施例のスチールコード５の連結部の突き合わせ部６の配置を示す一部透視平面図であって、各々のスチールコード５の突き合わせ部６の位置を、全てラグ４投影面内で、且つ芯金３投影面内に配置している。
また本実施例は、シフトラッピング数４の組み合わせ配置例である。
【００４２】
図１９は本発明の第４実施例のスチールコード５の連結部の突き合わせ部６の配置を示す一部透視平面図であって、図２０は図１９のスチールコード５の配置を説明するための説明図である。
本実施例は、第３実施例同様シフトラッピング数４の組み合わせ配置例であるが、スチールコード５の突き合わせ部６の位置をゴムクローラ１の幅方向で同一線上に無い配置としている。
そして、連結部の係合孔９をはさんだ片側のスチールコード列の１０本のスチールコード５のうち、芯金３（ゴムクローラ周方向の幅）の中心から、隣接する芯金３（ゴムクローラ周方向の幅）の中心までの間（Ｋ）の同一範囲内（芯金１ピッチ内）にある突き合わせ部６を形成するスチールコードのうち、左右に隣合うスチールコード５のゴムクローラ１の周方向の逆方向から伸びるスチールコード５と全く重ならないスチールコード５が、全てのスチールコード５の２５％以下となるように配置している。
【００４３】
即ち、芯金３１（ゴムクローラ周方向の幅）の中心から、隣接する芯金３２（ゴムクローラ１の周方向の幅）の中心までの間（Ｋ１−２）の範囲内に突き合わせ部６があるのは、スチールコード５１の突き合わせ部６１と、スチールコード５６の突き合わせ部６６の２箇所である。この２本のスチールコード５１ａ，５６ａは、それぞれ左右に隣合うスチールコードのゴムクローラ１の周方向の逆方向から延びるスチールコード５２ｂ，５５ｂ，５７ｂとは全く重なっていない。
しかし、これは全体のスチールコード（１０本）に対する比率が２０％（２本）であるので特に問題とはならない。
また、芯金３２の中心から、隣接する芯金３３の中心までの間（Ｋ２−３）の範囲内に突き合わせ部６はなく、これは全体のスチールコード（１０本）に対し比率が０％（０本）である。
そして、Ｋ３−４間は２０％、Ｋ４−５間は０％、Ｋ５−６間は２０％、Ｋ６−７間は０％、Ｋ７−８間は２０％、Ｋ８−９間は０％、そしてＫ９−１０間は２０％であり、全ての範囲内で２５％以下となっている。
この際、突き合わせ部６を形成するスチールコード５のうち、左右に隣合うスチールコード５のゴムクローラ１の周方向の逆方向から延びるスチールコード５と全く重ならないスチールコード５が、全てのスチールコード５の２５％以下となるように配置する範囲を、隣接する２つの芯金３の全投影面と隣接する２つの芯金３の間の範囲（例えばＫ'１−２間、Ｋ'２−３間）で達成されるのが望ましいのであり、本実施例はこの条件をも満足する突き合わせ部６の配置になっている。
【００４４】
図２１は本発明の第５実施例のスチールコード５の連結部の突き合わせ部６の配置を示す一部透視平面図であって、５シフトラッピングの突き合わせ部６の配置を組み合わせた配置を示す一実施例である。
【００４５】
図２２は本発明の第６実施例の抗張体連結部の突き合わせ部６の配置を示す一部透視平面図であって、図２３は図２２の抗張体配置を説明するための説明図であり、１シフトラッピングの突き合わせ部６の配置を組み合わせた配置の一実施例である。
図において隣り合うスチールコード５１、５２の突き合わせ部６１、６２の位置は周方向にシフトしており、隣り合うスチールコード５１の端部５１ｂとスチールコード５２の端部５２ａは周方向で重合し、スチールコード５１の端部５１ｂとスチールード５２の端部５２ａは、接着ゴム７１−２を介して接合される。
更に、スチールコード５２の端部５２ａとスチールコード５３の端部５３ｂは周方向で重合し、その間の接着ゴム７２−３で接合される。
ところで、スチールコード５３の端部５３ａは隣り合う逆方向から延びるスチールコード５２の端部５２ｂ及びスチールコード５４の端部５４ｂとも重合していない。
しかし、スチールコード５３の端部５３ａはスチールコード５２の端部５２ａと接着ゴム７'２−３で接合されており、スチールコード５３の端部５３ａとスチールコード５２の端部５２ａが接着している。従って、スチールコード５３の端部５３ａとスチールコード５１の端部５１ｂの周方向長さＬＳ’がスチールコード５の引張強さと見合う引抜強さが得られる長さとすると十分な連結効果が得られるのであり、図２２の１シフトラッピング方式の連結効率は８３％であり、特に問題はなく、実用的な連結方法である。
【００４６】
図２４は本発明の第７実施例を示す図であり、スチールコード５の連結部の突き合わせ部６の配置を示す一部透視平面図である。
第７実施例のゴムクローラ１は、複数本のスチールコード５をゴムクローラ１の幅方向に三列条の抗張体列として配置し、各々のスチールコード５の突き合わせ部６の位置に対し、隣り合うスチールコード５の突き合わせ部６の位置をゴムクローラ周方向前後にシフトさせて配置している。
【００４７】
図２５は本発明の第８実施例を示す図であり、スチールコード５の連結部の突き合わせ部６の配置を使用したゴムクローラ１の斜視図である。図２６Ａは本発明の第８実施例のスチールコード５の連結部の突き合わせ部６の配置を示す一部透視平面図であって複数本のスチールコード５をゴムクローラ１の幅方向に一列条の抗張体列として配置している。また、第８実施例のゴムクローラ１は、ゴムクローラ１の本体内に芯金３が埋設されていない、芯金レスゴムクローラである。
図２６Ｂは、図２６Ａに示す第８実施例の別例を示す一部透視平面図であり、第８実施例のゴムクローラ１内に芯金３が埋設されている例である。
【００４８】
本発明のスチールコード連結方式に基づきスチールコードを連結したゴムクローラと、従来のスチールコードをゴムクローラの厚さ方向に重複させて連結するオーバーラッピング方式でスチールコードを連結したゴムクローラを、それぞれ図２７の屈曲試験機に装着し屈曲疲労試験を行った。表１に屈曲疲労試験に用いたゴムクローラの仕様と試験結果を示す。
屈曲試験は、図２７に示す屈曲試験機の偏芯スプロケットと駆動スプロケットにゴムクローラを装着し、ゴムクローラに１４．７ｋＮの張力が加わるようにスプリングをセットして試験を行った。なおこの際の偏芯スプロケットと駆動スプロケットの歯底径は共に２２４ｍｍを使用した。
【００４９】
表１に示す通り、従来のオーバーラッピング方式でスチールコードを連結したゴムクローラでは、５６万回の屈曲（９７万回のテンション負荷）で帯状にオーバーラップした外周側（接地側）のスチールコードの先端から１６５ｍｍ剥離したが、本発明の連結方式で連結したゴムクローラでは５７２万回の屈曲（９８８万回のテンション負荷）を行ったが何ら異常はなく、従来の１０倍以上の耐久性があるものとなったのである。
【００５０】
【表１】
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【００５１】
その他、本発明は次の通り実施することができる。
（１）ゴムクローラ中央の係合部の左右に抗張体を振り分け、２列の抗張体列をゴムクローラ内に埋設させる実施例では、左右の抗張体列の連結部における抗張体突き合わせ部の配置を、上述の第１実施例に示す左右対称配置や、第２実施例に示す左右で同一配置以外に、左右で突き合わせ部の配置が異なるように配置することも可能である。
（２）上述の実施例では一本の抗張体の両端部先端を突き合わせて連結し、無端状としているが、２本以上の抗張体を本発明に基づき連結し、連結部を２箇所以上としてもよい。
（３）ゴムクローラに埋設している芯金は、金属製のもののほか、高分子樹脂製のものでもよく。芯金の素材は必要な耐久性と経済性を考慮して適宜選択して用いるものであり、芯金の埋設されていない芯金レスのゴムクローラとしてもよいのである。
（４）上述の実施例に示すゴムクローラの中央係合部左右に抗張体を振り分け、２列の抗張体列をゴムクローラ内に埋設させたゴムクローラや、ゴムクローラの内周側に設けた駆動突起により駆動する係合孔のないゴムクローラに多く用いられているゴムクローラの幅中央に１列の抗張体列をゴムクローラ内に埋設させたゴムクローラのほか、抗張体列を３列以上に振り分けてゴムクローラ内に埋設するゴムクローラにも実施可能である。
【００５２】
【発明の効果】
本発明は以上の構成としたので、抗張体の連結部が、スプロケット、アイドラ巻き付き部においても、抗張体間に従来のオーバーラッピング法による連結部において発生していたような大きなせん断変形が発生する箇所が無くなり、異常テンションが加わったとしても容易に抗張体の連結部が破壊されることは無く、連結部の耐久性が向上し信頼性の高いゴムクローラとなる。
【００５３】
また、連結部の長さに制限がある中で抗張体のシフトラッピング長さを、全抗張体の引抜強度の総和が、全ての抗張体本数から、それぞれの突き合わせ部が存在する各同一芯金ピッチ範囲のうち、最も突き合わせ部が多い同一芯金ピッチ範囲内の突き合わせ部の数を引いた残りの抗張体の引張強度の総和の８０％以上となるように設計した長さとするのであり、実用的で効率のよい連結ができ耐久性の良いゴムクローラが得られる。
【００５４】
更に、各々の抗張体の突き合わせ部の位置を、他の抗張体の突き合わせ部の位置と一致しないようにゴムクローラ周方向にシフトさせた構成においては、耐久性が劣る突き合わせ部の位置を一箇所に集中させないことになり、連結部の耐久性を向上させるものとなる。
【００５５】
そして、ゴムクローラの連結部における芯金から隣接する芯金までの間の同一芯金ピッチの範囲内にある突き合わせ部を形成する抗張体のうち、左右に隣合う抗張体のゴムクローラ周方向の逆方向から伸びる抗張体と全く重ならない抗張体が、全ての抗張体の２５％を越えて集中させて配置しない構成においては、強度不足を配列する抗張体の本数を増やすか、抗張体の破断強度が高い抗張体を使用して補う必要がなく、コストを抑えることになり、更には、連結部の耐久性が向上することになる。
【００５６】
更にまた、各々の抗張体の突き合わせ部の位置をラグの投影面内、あるいは芯金の投影面内に配置する構成においては、ゴムクローラの使用中に抗張体の端部が接地側のゴム弾性体を突き破り露出することを防止することとなり、ゴムクローラの耐久性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】ゴムクローラの周長と連結部の長さの関係を示す説明図である。
【図２】ゴムクローラの周長と連結部の最大長さの関係を示すグラフである。
【図３】本発明のゴムクローラの１シフトラッピングの基本パターンを示す説明図である。
【図４】本発明のゴムクローラの２シフトラッピングの基本パターンを示す説明図である。
【図５】本発明のゴムクローラの３シフトラッピングの基本パターンを示す説明図である。
【図６】本発明のゴムクローラの４シフトラッピングの基本パターンを示す説明図である。
【図７】Ａはスチールコードの引抜強度を試験する試験片を示す斜視図、Ｂは平面図、Ｃは側面図である。
【図８】スチールコードの配列を説明するゴムクローラの一部断面図である。
【図９】Φ２．３のスチールコードのＰ／ｄとスチールコードの引抜強度及びスチールコードが切断するシフトラッピング長さの関係を示すグラフである。
【図１０】スチールコード径に対応した引抜強度が引張強度と同等となるシフトラッピング長さを示すグラフである。
【図１１】スチールコード径に対応した各シフトラッピング数とゴムクローラ連結部の長さの関係を示すグラフである。
【図１２】本発明の第１実施例を示す一部透視斜視図である。
【図１３】本発明の第１実施例の連結部のスチールコード配列を示す一部透視斜視図である。
【図１４】図１３の側面断面図である。
【図１５】図１３の要部拡大図である。
【図１６】ゴムクローラ内にどのように抗張体が配列されているかを示す斜視図である。
【図１７】本発明の第２実施例を示す一部透視平面図である。
【図１８】本発明の第３実施例を示す一部透視平面図である。
【図１９】本発明の第４実施例を示す一部透視平面図である。
【図２０】図１９に示す第４実施例のスチールコード突き合わせ部の配置を説明するたの説明図である。
【図２１】本発明の第５実施例を示す一部透視平面図である。
【図２２】本発明の第６実施例を示す一部透視平面図である。
【図２３】図２２に示す第６実施例のスチールコード突き合わせ部の配置を説明するための説明図である。
【図２４】本発明の第７実施例を示す一部透視平面図である。
【図２５】本発明の第８実施例を示す斜視図である。
【図２６】Ａは図２５を示す第８実施例の一部透視平面図であり、Ｂは本発明の第８実施例の別例を示す一部透視平面図である。
【図２７】屈曲試験機を示す側面図である。
【図２８】従来のゴムクローラの一例を示す斜視図である。
【図２９】従来のゴムクローラの一例を示す要部断面透視斜視図である。
【図３０】従来のゴムクローラの端部オーバーラッピング方式の連結部を示す要部透視斜視図である。
【図３１】図３０のＸ−Ｘ線断面図である。
【図３２】図３０のＹ−Ｙ線断面図である。
【図３３】ゴムクローラを無端状に接続する成形工程を示す略図である。
【図３４】接続成型金型内部の状態を示す側面断面図である。
【符号の説明】
１、１７  ゴムクローラ
２、１８  ゴム弾性体
３、１９  芯金
４、２０  ラグ
５、２１  スチールコード
５ａ、５ｂ  スチールコード端部
６  スチールコードの突き合わせ部
７  接着ゴム
８  シフトラッピング部
９  係合孔
１０  駆動用ガイド突起
１１  試験片
１２  スプロケット
１３  アイドラー
１４  スプリング
１５  連結金型（上金型）
１６  連結金型（下金型）
２２  外れ防止ガイド
２３  接着ゴム層
【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】
0004567145.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
0004567145.tif 000021
【図２０】
0004567145.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
0004567145.tif 000027
【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
0004567145.tif 000033
【図３２】
0004567145.tif 000034
【図３３】
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【図３４】
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