專利名稱：橡膠履帶用芯軸和橡膠履帶及其卷裝方法
技術領域：
本發(fā)明涉及橡膠履帶用芯軸和橡膠履帶及其卷裝方法，特別是涉及適用于推土機和油壓挖掘機等建筑機械為主的各種裝軌車輛的橡膠履帶用芯軸和橡膠履帶及其卷裝方法。
過去，以推土機和油壓挖掘機等建筑機械為主的各種裝軌車輛，在設在引導輪和起動輪之間的履帶框架的上下分別裝有上轉輪和下轉輪，將金屬制的履帶卷繞在上述各輪子上?，F有技術所用的履帶是用聯節(jié)銷連接鐵制的環(huán)節(jié)而形成封閉狀，將履板分別安裝在各環(huán)節(jié)上，由傳遞到所述起動輪上的動力使履帶轉動，從而使車輛行走。近年，由于裝軌車輛在城市街道上運行數量增加，因此，為降低車子行走部分的噪音和振動、防止鋪裝路面的損傷、保護操作人員的健康、延長裝軌車輛的使用壽命，普及整體形的橡膠履帶，以取代上述金屬制的履帶。該整體形的橡膠履帶是將金屬制的芯軸以規(guī)定間距埋設在環(huán)形帶狀的橡膠帶中制成的，使起動輪的齒與這些芯軸相嚙合而進行驅動的。
圖4和圖5表示現有的橡膠履帶的一例。在該圖中，橡膠履帶1是由環(huán)形帶狀的橡膠構件(彈性環(huán)形帶)2、數個金屬制的芯軸50(這些芯軸是沿著橡膠構件2的長度方向按規(guī)定間距進行埋設的)及數根金屬制的芯線3(該芯線是圍繞這些芯軸的外側、沿著長度方向進行埋設的)構成的。在芯軸50的寬度方向中央部設有比起動輪的齒頂間距短的、前后方向長度為B的、大致呈半圓狀的嚙合結合部51。引導輪4及上下轉輪在一對導軌53、54上面轉動，這一對導軌是向嚙合結合部51的左右兩端突出地進行設置的。
上述橡膠構件2的外周面上形成規(guī)定形狀的突起。在該橡膠構件2的寬度方向中央部、在相鄰的芯軸之間設有與起動輪嚙合的結合孔2a，芯軸50的嚙合結合部51與起動輪的齒相嚙合時，由于上述嚙合結合孔2a而使起動輪的齒頂越過去。芯線3埋設在橡膠構件2內，以確保橡膠履帶1的抗拉強度和提高剛性。
另外，如圖6所示，在車體前部將橡膠履帶1卷繞在引導輪4上。在引導輪4的寬度方向中央部，即夾在左右轉動面內的部分設有向轉動面突出的凸緣部4a。該凸緣部4a如圖5所示，通過一對導軌53、54之間。另外，如圖4所示，在上述一對導軌53、54相對的內側面的兩端分別設有為使引導輪的凸緣部4a順利地進入導軌之間的導向傾斜面53a、53b、54a、54b。上述嚙合結合部51和導軌53、54從橡膠構件2的內周表面露出來。
卷裝了上述結構的橡膠履帶1的裝軌車輛在行進中進行轉向操作時或者走行在左右傾斜的路面時，橡膠履帶有時會從引導輪4上脫落下來。這種履帶脫落現象大多發(fā)生在裝軌車輛后退時。例如，當車輛要后退轉彎時，如圖7所示，將要向引導輪4上卷繞的履帶部分受到與橡膠履帶1的長度方向相垂直的軸向負荷F的作用，使橡膠履帶1變形。雖然橡膠履帶1上埋設了芯線3(參照圖5)，可以充分承受拉力方向的負荷，但不能抗橫向負荷，于是芯軸50之間產生錯動δ。
在此，假設芯軸50的導軌53、54的導向傾斜面53a、54a的寬度方向長度為e，則(1)δ＜e時，引導輪4的凸緣部4a在上述導向傾斜面53a或54a上滑行，并進入對置的導軌53、54之間。
(2)δ＞e時，引導輪4的凸緣部4a跨到導軌53或54上，橡膠履帶1從引導輪4上脫落下來不能行走。若履帶反復脫落，則作業(yè)效率顯著降低，并使橡膠構件2產生龜裂、剝離等損傷。
因此，基于上述現象，現有技術在設計時盡量減小錯動量δ，盡量增大寬度方向的長度e。即，為了盡量減小δ，在橡膠構件中埋設偏置的軟線(例如，參照日本實用新型公開平2-110592號、日本專利公開平3-220071號公報)，在芯軸上設置向橡膠履帶長度方向突出的突起作為擋塊(例如，參照日本專利公開平5-58353號、日本實用新型公開平5-86775號公報)。另外，為了盡量增大導向傾斜面的寬度方向長度e，而增大導向傾斜面相對于履帶長度方向的角度θ。但是，規(guī)定角度θ的最大限度為45°，通常將θ角設定為20°～30°。
另外，在圖8中，假設履帶的牽引力的Fv，作用于履帶上的軸向力為Fs，Fv和Fs的合力為f，Fs與f構成的角度為β，芯軸和引導輪凸緣部的摩擦系數為μ，則β＝tan(Fv/Fs)。因此，引導輪的凸緣部4a在導軌53的導向傾斜面53a上滑行而進入芯軸中央部的條件為β-θ＞tan-1μ。即，如圖9A所示，分力F1比芯軸和引導輪凸緣部的摩擦力大時，引導輪凸緣部4a在導向傾斜面53a上滑行。另一方面，如圖9B所示，分力F2比芯軸與引導輪凸緣部的摩擦力小時，引導輪凸緣部4a不在導向傾斜面53a上滑行，而轉到芯軸的導軌面上。
因此，采用現有技術將芯軸的導向傾斜面的角度θ設定為20°～30°時，作用于履帶上的軸向力Fs大或履帶上的牽引力Fv小時，角度β都小，引導輪凸緣部不在導向傾斜面上滑行，所以多發(fā)生履帶脫落現象。
另外，如

圖10A～圖10C所示，采用現有技術時，在一對導軌中充其量只能減小一側導軌的導向傾斜面的角度。將圖10A所示的芯軸埋設在橡膠構件中，構成橡膠履帶，該芯軸在其中央部突出地設有一對長短不同的導軌，并且該長短不同的導軌交替地進行配置。采用這種結構的橡膠履帶時，雖然可以減小導向傾斜面長度較長的導軌的傾斜角θ1，但由于導向傾斜面長度較短的導軌的傾斜角θ2比θ1大，因此引導輪凸緣部接觸到傾斜角θ2時，會引起履帶脫落。
圖10B的芯軸是這樣構成的，使在芯軸中央部突出形成的左右一對導軌沿橡膠履帶的長度方向相互向相反方向偏置地進行設置。在這種情況下也與圖10A一樣，導向傾斜面長度較短的導軌的傾斜角θ2比導向傾斜面長度較長的導軌的傾斜角θ1要大。
一般情況下，如圖10C所示，一對導軌的導向傾斜面的傾斜角大多以左右相同的傾斜角θ3構成。其原因有如下兩點(1)關于芯軸的導向傾斜面，只把重點放在加大導向傾斜面的寬度方向長度e，而不重視使引導輪凸緣部在導向傾斜面上邊滑行、邊進入導軌之間。
(2)橡膠履帶卷繞在引導輪或起動輪上時，相鄰的芯軸之間的導軌前端相互易產生干擾，為了防止這種干擾，對履帶長度方向的導軌的長度進行限制。
因此，若要確保上述芯軸上的導軌的導向傾斜面在寬度方向上的長度e，就不得不增大導軌的導向傾斜面的傾斜角θ，這樣，容易引起履帶脫落。
另外，上述日本專利公開公報平5-58353號等專利是通過在芯軸上設置向橡膠履帶長度方向突出的擋塊，使相鄰的一個芯軸的擋塊插入另一個芯軸的擋塊，這樣來抑制裝軌車輛后退轉彎時所產生的橡膠履帶的橫向變形。采用上述擋塊，盡管可以在一定程度上抑制橡膠履帶的橫向變形，但由于擋塊相互之間有間隙，所以存在不能完全抑制履帶橫向變形的問題。
裝軌車輛在后退轉彎時，頻繁發(fā)生履帶從引導輪上脫落的原因是由于設置有芯軸的導軌的形狀而引起的，本發(fā)明從此著手，目的是提供一種可避免履帶跨到引導輪凸緣部的芯軸導軌面上的橡膠履帶用芯軸和橡膠履帶及其卷裝方法。
本發(fā)明的第一種結構的橡膠履帶用芯軸是沿著彈性環(huán)形帶內部長度方向依次等間距地并列地進行埋設的，該橡膠履帶用芯軸設有左右一對導軌，該導軌從彈性環(huán)形帶的內周面向內側具有一定高度，并且在彈性環(huán)行帶的長度方向上排列成直列狀，該導軌的頂面成為轉輪的轉動面，該橡膠履帶用芯軸包括，左右一對導軌是左右一對突起部，在這一對突起部的相對的內側面兩端設有導向傾斜面，該導向傾斜面使從引導輪的轉動面突出的凸緣部容易進入導軌，上述相對的導軌內側面的一端側的導向傾斜面長度比另一端側的要長，并且一端側的導向傾斜面在同一方向上是對齊的。
本發(fā)明的第二種結構的橡膠履帶用芯軸，是在第一種結構中，設在一端側的導向傾斜面相對于橡膠履帶的長度方向的傾斜角可以為5°以上、15°以下。
本發(fā)明的第三種結構的橡膠履帶用芯軸，是在第一或第二種結構中，左右一對突起部相對于芯軸的長度方向中心線可以前后錯位地進行配置。
本發(fā)明的第四種結構的橡膠履帶用芯軸是在第三種結構的橡膠履帶用芯軸上，可以分別設置第一阻擋部和第二阻擋部，該第一阻擋部設在芯軸寬度方向上錯位地突出的突起部的突出部上，該第二阻擋部在橡膠履帶寬度方向上與突起部平行，并與突起部隔開一定間距。
本發(fā)明的第五種結構的橡膠履帶用芯軸，是在第三種結構的橡膠履帶用芯軸上，在相對于上述突起部(該突起部是在芯軸的寬度方向上錯位地突出的)的突出部來說，在其前后方向的反向側設置第三阻擋部，該第三阻擋部與突起部相鄰接。
本發(fā)明的第六種結構的橡膠履帶是將第一～第三種結構中的任意一種結構的橡膠履帶用芯軸沿著彈性環(huán)行帶內部長度方向等間距地并排地進行埋設，該橡膠履帶用芯軸上的一對突起部從彈性環(huán)行帶的內周面向內側具有一定高度，并且在彈性環(huán)行帶的長度方向上排列成直列狀，同時使突起部的頂面成為轉輪的轉動面。
本發(fā)明的第七種結構的橡膠履帶是將第四種結構和第五種結構的橡膠履帶用芯軸沿著彈性環(huán)行帶內部的長度方向等間距地、并列地進行埋設，并且可以在第一阻擋部與第二阻擋部的規(guī)定間隔部位內插入第三阻擋部，上述橡膠履帶用芯軸是這樣構成的使設在其上的一對突起部從彈性環(huán)行帶的內周面向內側具有一定高度，并在彈性環(huán)行帶的長度方向上排成直列狀，而且使突起部的頂面成為轉輪的轉動面。
本發(fā)明的第八種結構的橡膠履帶的卷裝方法是這樣的，即將第六種結構或第七種結構的橡膠履帶卷裝成設在一端側的導向傾斜面在車輛后退時朝向引導輪的凸緣部的進入方向。
依據本發(fā)明第一至第八種結構，在橡膠履帶的芯軸上導軌(突起部)長度受到限制的條件下，必須使設在導軌內側面的導向傾斜面的長度相對于車輛后退時引導輪凸緣部的進入側要盡可能地大，而且必須使導向傾斜面的傾斜角為15°以下，這樣，在一對導軌(該導軌設在芯軸的寬度方向中央部)的相對的內側面上形成的導向傾斜面，使從引導輪的轉動面上突出的凸緣容易進入導軌。另外，車體后退時在引導輪的凸緣部進入側，導向傾斜面相對于橡膠履帶長度方向的傾斜角為5°以上、15°以下。關于沿橡膠履帶長度方向的導向傾斜面的長度，使車體后退時引導輪凸緣部進入側的長度比車體前進時引導輪凸緣部進入側的長度要長。
這樣，如前面圖9A所示，引導輪凸緣部與導向傾斜面接觸時，沿著導向傾斜面上的分力F1比芯軸與引導輪凸緣部的摩擦力要大，因此引導輪凸緣部可以邊在導向傾斜面上滑動、邊進入導軌之間。這樣，在卷裝了本發(fā)明的橡膠履帶的情況下，引導輪凸緣部不會轉到導軌的轉動面上，所以即使后退時進行轉變或傾斜地行走，也不會產生履帶脫落現象。
附圖的簡要說明圖1是從本發(fā)明第一實施例橡膠履帶的內周側觀看的部分平面圖；圖2是圖1中從橡膠構件上突出的芯軸導軌部分形狀與引導輪的凸緣部的相對位置的說明圖；圖3是從本發(fā)明第二實施例橡膠履帶的內周側觀看的部分平面圖；圖4是表示現有技術的橡膠履帶的一例，是從橡膠履帶的內周側觀看的部分平面圖；圖5是圖4的A-A斷面圖；圖6是表示現有技術的橡膠履帶卷繞在引導輪上的狀態(tài)的部分說明圖7是圖6的Z向視圖；圖8是圖7的芯軸導軌部分的放大圖；圖9A及圖9B是圖7的芯軸導軌部分的放大圖，圖9A是表示引導輪凸緣部在導向傾斜面上滑動的條件的說明圖，圖9B是表示引導輪凸緣部轉到導軌面上的條件之說明圖；圖10A～圖10C是在現有技術的芯軸上，設在導軌內側的導向傾斜面的傾斜角θ之說明圖，圖10A是表示具有一對左右長度不同的導軌的芯軸圖，圖10B是表示具有一對相互向相反方向偏置的導軌的芯軸圖，圖10C是表示具有一對長度相等的導軌的芯軸圖。
下面，根據附圖詳細說明本發(fā)明的橡膠履帶用芯軸和橡膠履帶及其卷裝方法的理想實施例。
參照圖1和圖2對第一實施例進行說明。圖1中“前進”或“后退”表示裝軌車輛前進或后退時橡膠履帶5的移動方向。橡膠履帶5是在橡膠構件(彈性環(huán)形帶)2中等間距地、交替地埋設芯軸10和芯軸20構成的。在上述芯軸10的寬度方向中央部設有大致呈半圓狀的嚙合結合部11，該嚙合結合部11的前后方向的長度為B，該長度比起動輪的齒頂間距要短，在嚙合結合部11的兩側形成翼部12。在嚙合結合部11與翼部12的接合部上，向上方突出地設置一對導軌(突起部)13、14，這一對導軌作為引導輪和上下轉輪的轉動面，該導軌13、14在橡膠履帶5的長度方向上相互向相反方向偏置、并且從履帶上突出來(第一阻擋部)，在其外側分別設有向導軌13、14的偏置方向突出的擋塊(第二阻擋部)15、16。
芯軸20與芯軸10一樣，在寬度方向的中央部設有嚙合結合部21，在其兩側形成翼部22。在嚙合結合部21與翼部22的接合部上，向上方突出地設置一對導軌(突起部)23、24，這一對導軌是相互向相反方向偏置地進行設置的。另外，在導軌23、24的外側分別設有擋塊(第三阻擋部)25、26，該擋塊向導軌23、24的偏置方向的相反方向突出。上述嚙合結合部11、21，導軌13、14、23、24及擋塊15、16、25、26都從橡膠構件2上露出來。該橡膠履帶5的寬度方向的斷面形狀基本上與現有的橡膠履帶1(參照圖5)相同。
由于使芯軸10的導軌13、14及芯軸20的導軌23、24偏置，因此導軌13與23之間的間隙以及導軌14與24之間的間隙是左右非對稱地配置的，可以減輕引導輪和下轉輪在導軌上轉動時的噪音、振動。另外，由于使相鄰的芯軸20的擋塊25和26分別結合到由芯軸10的導軌13和擋塊15所構成的凹部內以及由導軌14和擋塊16所構成的凹部內，因此，可以在一定程度上抑制因左右方向的負荷作用時產生的橡膠履帶向左右方向的錯動。
芯軸10的導軌形狀如圖2所示，芯軸20的的導軌形狀與芯軸10的相同。偏置的一對導軌13、14的相對內側面設有與裝軌車輛后退時或前進時橡膠履帶的移動方向不同的導向傾斜面。后退時橡膠履帶的移動方向，即后退時引導輪凸緣部進入側的導向傾斜面相對于橡膠履帶長度方向的傾斜角θ為5°≤θ≤15°，最好為10°左右，另外，在設計時具有上述傾斜角θ的導向傾斜面在橡膠履帶長度方向上的長度LR，比前進時引導輪凸緣部4a進入側所設的導向傾斜面在橡膠履帶長度方向上的長度LF要長。前進時相對于橡膠履帶移動方向的導向傾斜面的傾斜角α及長度LF都可以是這樣的形狀，即僅成為引導輪凸緣4a的導軌。
下面，對本發(fā)明的第二實施例加以說明。圖3表示第二實施例的橡膠履帶6。在該橡膠履帶中以相等的間距交替地埋設芯軸30和芯軸40。芯軸30上對置的一對導軌(突起部)33、34的左右長度不同，芯軸40上對置的一對導軌(突起部)43、44的左右長度不同。設計時，裝軌車輛后退時引導輪的凸緣部4a進入側的導向傾斜面相對于履帶長度方向的傾斜角θ，對于導軌33、34、43、44來說都為5°≤θ≤15°。另外，上述導向傾斜面的長度LR比裝軌車輛前進時引導輪的凸緣部4a進入側的導向傾斜面的長度LF要長。在設計時，裝軌車輛前進時引導輪凸緣部4a進入側的導向傾斜面的傾斜角比上述傾斜角θ要大。另外，履帶長度方向長度短的導軌34、43也可以作成半徑為r的曲面，代替傾斜角。
以上，對于本發(fā)明的橡膠履帶用芯軸和橡膠履帶及其卷裝方法作了詳細說明，特別是導軌內側面的導向傾斜面的傾斜角，在車體后退時引導輪的凸緣部進入側為5°以上、15°以下，并且要使該傾斜角側的導向傾斜面長度盡量長。這樣，車體后退時引導輪凸緣部與導向傾斜面接觸時，沿著導向傾斜面上的分力比芯軸與引導輪凸緣部的摩擦力要大。因此，引導輪凸緣部可以邊在導向傾斜面上滑行、邊進入導軌之間，所以不會滑到芯軸導軌面上，后退時可以放心地進行轉彎和傾斜地行走。由于本發(fā)明的改進，可以避免履帶脫落，可顯著提高操作效率，并可延長橡膠履帶的使用壽命。
采用本發(fā)明，可以避免引導輪凸緣部滑到芯軸導軌面上，因此可以防止履帶脫落。本發(fā)明可作為提高操作效率和橡膠履帶壽命的橡膠履帶用芯軸和橡膠履帶及其卷裝方法是很有用的。
權利要求
1.一種橡膠履帶用芯軸，該芯軸沿著彈性環(huán)形帶(2)內部長度方向依次等間距地、并列地進行埋設，該芯軸上設有左右一對導軌(53、54)，該導軌從彈性環(huán)形帶的內周面向內側具有一定高度，并且在彈性環(huán)行帶(2)的長度方向上排列成直列狀，該導軌(53、54)的頂面成為轉輪的轉動面，其特征在于，所述左右一對導軌(53、54)是左右一對突起部(13、14)，在這一對突起部的相對的內側面兩端設有導向傾斜面，該導向傾斜面使從引導輪的轉動面突出的凸緣部容易進入導軌，所述相對的導軌內側面的一端側的導向傾斜面長度(LR)比另一端側的要長，并且一端側的導向傾斜面在同一方向上是對齊的。
2.如權利要求1所述的橡膠履帶用芯軸，其特征在于，設在一端側的導向傾斜面相對于橡膠履帶(5)的長度方向的傾斜角(θ)為5°以上、15°以下。
3.如權利要求1或2所述的橡膠履帶用芯軸，其特征在于，上述左右一對突起部(13、14)相對于芯軸(10)的長度方向中心線是前后錯位地進行配置的。
4.一種橡膠履帶用芯軸，其特征在于，它是在權利要求3所述的橡膠履帶用芯軸上，分別設置第一阻擋部和第二阻擋部(15、16)，所述第一阻擋部設在所述突起部(13、14)的突出部上，該突起部是在芯軸(10)的寬度方向上錯位地突出的；第二阻擋部在橡膠履帶寬度方向上與所述突起部(13、14)平行，并與突起部隔開一定距離。
5.一種橡膠履帶用芯軸，其特征在于，它是在權利要求3所述的橡膠履帶用芯軸上，在相對于所述在芯軸的寬度方向上錯位地突出的突起部(23、24)的突出部來說，在前后方向的反向側設置第三阻擋部(25、26)，該第三阻擋部與突起部(23、24)相接鄰。
6.一種橡膠履帶，其特征在于，將權利要求1或2所述的橡膠履帶用芯軸(10)沿著彈性環(huán)行帶(2)內部長度方向等間距地、并列地進行埋設，該橡膠履帶用芯軸上的一對突起部(13、14)從彈性環(huán)行帶(2)的內周面向內側具有一定高度，并且在彈性環(huán)行帶(2)的長度方向上排列成直列狀，同時使突起部(13、14)的頂面成為轉輪的轉動面。
7.一種橡膠履帶，其特征在于，將權利要求3所述的橡膠履帶用芯軸(10)沿著彈性環(huán)行帶(2)內部長度方向等間距地、并列地進行埋設，該橡膠履帶用芯軸上的一對突起部(13、14)從彈性環(huán)行帶(2)的內周面向內側具有一定高度，并且在彈性環(huán)行帶(2)的長度方向上排列成直列狀，同時使突起部(13、14)的頂面成為轉輪的轉動面。
8.一種橡膠履帶，其特征在于，將權利要求4和權利要求5所述的橡膠履帶用芯軸(10、20)沿著彈性環(huán)行帶(2)內部長度方向等間距地、并列地進行埋設，并且在第一阻擋部與第二阻擋部(15、16)的規(guī)定間隔部位內插入第三阻擋部(25、26)，以使設在其上的一對突起部(13、14、23、24)從彈性環(huán)行帶(2)的內周面向內側具有一定高度，并且在彈性環(huán)行帶(2)的長度方向上排列成直列狀，而且使上述突起部(13、14、23、24)的頂面成為轉輪的轉動面。
9.一種橡膠履帶的卷裝方法，其特征在于，權利要求6所述的橡膠履帶(5)是這樣進行卷裝的，即使設在所述一端側的導向傾斜面在車輛后退時朝向引導輪(4)的凸緣部(4a)的進入方向。
10.一種橡膠履帶的卷裝方法，其特征在于，權利要求7所述的橡膠履帶(5)是這樣進行卷裝的，即使設在所述一端側的導向傾斜面在車輛后退時朝向引導輪(4)的凸緣部(4a)的進入方向。
11.一種橡膠履帶的卷裝方法，其特征在于，權利要求8所述的橡膠履帶(5)是這樣進行卷裝的，即使設在上述一端側的導向傾斜面在車輛后退時朝向引導輪(4)的凸緣部(4a)的進入方向。
全文摘要
一種橡膠履帶用芯軸和橡膠履帶及其卷裝方法，可以防止因導輪凸緣部轉到芯軸導軌面上的引起的履帶脫落。為此，本發(fā)明是在橡膠履帶(5)內等間距地埋設芯軸(10、20)，該芯軸(10、20)設有導向傾斜面，該導向傾斜面使在車輛后退時引導輪凸緣部(4a)容易進入設在橡膠履帶(5)寬度方向中央部的一對突起部(13、14、23、24)的內側面。導向傾斜面的傾斜角(θ)為5°以上、15°以下，該傾斜面的長度(L
文檔編號B62D55/08GK1146751SQ95192747
公開日1997年4月2日 申請日期1995年4月24日 優(yōu)先權日1994年4月26日
發(fā)明者堀一俊, 雜賀龍一 申請人:株式會社小松制作所