JP3745498B2 - 装軌式車両のローラ装置およびローラ装置用転輪体の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行用の履帯を案内すべく装軌式車両のトラックフレームに回転可能に設けられたローラ装置、およびローラ装置用転輪体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、油圧ショベル、油圧クレーン等の装軌式車両は、下部走行体と該下部走行体上に設けられた上部旋回体とからなっている。ここで、下部走行体は、トラックフレームと、該トラックフレームの両側に前,後に離間して設けられたスプロケットおよびアイドラと、スプロケットとアイドラとの間に装架された走行用履帯とからなっている。そして、トラックフレームには、スプロケットとアイドラとの間に位置して複数のローラ装置が設けられ、該各ローラ装置によって走行用履帯を案内する構成となっている。
【0003】
このような装軌式車両に用いられるローラ装置は、例えば実開平1−98784号公報に開示されているように、トラックフレームと、該トラックフレームに固定して設けられる支軸と、該支軸の外周側に一対の軸受を介して回転可能に設けられ、走行用の履帯を案内する転輪体とからなっている。そして、転輪体の軸方向中間部には潤滑油が充填される油溜め空間が形成され、該油溜め空間は転輪体の軸方向両端側に配設されたシール部材によってシールされ、該油溜め空間内に充填された潤滑油によって支軸と軸受との摺動面を潤滑する構成となっている。
【0004】
ところで、従来技術による転輪体は、通常、軸方向において左,右対称となる一対の転輪体半割部材からなり、該各転輪体半割部材をそれぞれ熱間鍛造によって個別に形成した後、軸方向中間部で溶接により接合する構成としている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、1つの転輪体を製造する際には、各転輪体半割部材を形成するための素材を高温に加熱する加熱工程と、加熱した材料を金型を用いて鍛造プレスする鍛造工程と、鍛造された各転輪体半割部材に機械加工を施すことにより溶接用の接合部を形成する機械加工工程と、各転輪体半割部材の接合部を溶接によって接合する溶接工程とを経る必要がある。
【0006】
このように、1つの転輪体を製造するために、加熱工程、鍛造工程、機械加工工程、溶接工程等の多数の工程が必要であり、かつ加熱工程や鍛造工程での設備コストが高いために、転輪体の製造コストが上昇してしまうという問題がある。
【0007】
また、各転輪体半割部材を溶接して1つの転輪体を形成した場合には、例えば地面の凹凸が激しい作業現場で装軌式車両が長期間に亘って稼働するような場合に、転輪体の溶接接合部に割れ等が発生し、ローラ装置を長期に亘って安定して作動させることができなくなるという問題がある。
【0008】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、転輪体の製造コストを低減することができ、かつ転輪体の強度を向上させることにより、長期に亘って安定して作動できるようにしたローラ装置およびローラ装置用転輪体の製造方法を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するために、請求項1の発明は、装軌式車両のトラックフレームに設けられ、走行用の履帯を転輪体によって案内してなる装軌式車両のローラ装置において、前記転輪体は、長さ方向中間部が塑性変形により膨出部となって拡径した単一の段付筒状体により形成し、該段付筒状体は、全長に亘ってほぼ均一な肉厚を有する構成としたことを特徴としている。
【0010】
このように、請求項1の発明では、転輪体を全長に亘ってほぼ均一な肉厚を有する単一の段付筒状体から形成することにより、例えば個別に形成した複数の部材を溶接等により接合して1つの転輪体を形成する場合に比較して、接合部を形成するための機械加工工程や溶接工程を不要にできる。しかも、請求項1の発明では、溶接等によって接合した複数の部材からなる転輪体に比較して、部分的に強度が低くなる接合部をなくし、均一な強度を得ることができる。
【0012】
また、請求項2の発明は、装軌式車両のトラックフレームと、該トラックフレームに固定して設けられる支軸と、該支軸の外周側に一対の軸受を介して回転可能に設けられ、走行用の履帯を案内する転輪体とからなる装軌式車両のローラ装置において、前記転輪体は、長さ方向両側に位置し前記各軸受が内周側に嵌着される一対の円筒部と、該各円筒部間に位置して径方向外向きに膨出され該各円筒部と一体形成された膨出部とから構成し、前記各円筒部と膨出部をほぼ均一な肉厚に形成したことを特徴としている。
【0013】
上記構成によれば、転輪体は、膨出部を走行用の履帯に係合させつつ各円筒部を履帯に当接させて支軸回りに回転することにより、該履帯をトラックフレームに対して案内する。そして、該転輪体を各円筒部と膨出部とから一体形成し、これらの各円筒部と膨出部をほぼ均一な肉厚とすることにより、転輪体の製造コストを低減することができ、かつ、転輪体の強度を向上させることができる。
【0015】
また、請求項3の発明によれば、軸受を、転輪体の各円筒部内周側に嵌着される筒状のスペーサと、外周側が該スペーサの内周側に嵌着され内周側が支軸の外周面に摺接する筒状のブッシュとから構成している。これにより、転輪体の円筒部を、スペーサとブッシュによって補強することができる。
【0016】
また、請求項4の発明によれば、転輪体の各円筒部に、該各円筒部の外周側に補強用筒体をそれぞれ嵌着する構成としている。これにより、この補強用筒体が履帯に常時当接するから、転輪体の各円筒部を保護することができる。
【0017】
さらに、請求項5の発明によれば、転輪体の膨出部には、その長さ方向中間部に位置し全周に亘って延在する補強用の屈曲部を設ける構成としている。これにより、該膨出部の強度を向上することができる。
【0020】
一方、請求項6の発明に係るローラ装置用転輪体の製造方法は、転輪体の素材となるパイプ材を一定の長さに切断する工程と、膨出部に対応した環状の凹陥部を有する金型によって前記パイプ材を型締めする工程と、前記パイプ材の内周面に高い圧力を加えつつ該パイプ材を長さ方向両端側から加圧することにより、前記パイプ材の長さ方向中間部を前記金型の凹陥部内で塑性変形させて膨出部を形成する工程とからなる。
【0021】
上記製造方法によれば、一定の長さに切断したパイプ材を金型によって型締めした状態で、パイプ材の内周面に高い圧力を加えつつ該パイプ材を長さ方向両端側から加圧することにより、パイプ材の長さ方向中間部が金型の凹陥部内で塑性変形するから、凹陥部に対応した一定の形状を有する膨出部を形成することができる。このように、パイプ材の軸方向中間部を膨出部として塑性変形させ、パイプ材の長さ方向両側に位置する円筒部と長さ方向中間部に位置する膨出部とを一体形成することができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図1ないし図9を参照しつつ詳細に説明する。
【0023】
まず、図1および図2は本発明の第1の実施例を示している。1は本実施例によるローラ装置が装備された装軌式車両としての油圧ショベルを示し、該油圧ショベル1は、下部走行体2と、該下部走行体2上に旋回可能に搭載された上部旋回体3とからなり、該上部旋回体3の前部には掘削作業等を行うための作業装置4が俯仰動可能に設けられている。
【0024】
5は下部走行体2を構成するトラックフレームで、該トラックフレーム5はセンタフレーム5Aと、該センタフレーム5Aの左,右両側に配設され前,後方向に伸長した一対のサイドフレーム5B(一方のみ図示)とを有している。そして、該サイドフレーム5Bの一端側にはスプロケット6が設けられ、他端側にはアイドラ7が設けられている。
【0025】
8はスプロケット6とアイドラ7との間に巻装された走行用の履帯で、該履帯8は、スプロケット6を回転駆動することにより、アイドラ7および後述する各上側ローラ装置9、各下側ローラ装置10上を周回駆動し、下部走行体2が走行するようになっている。
【0026】
9,9はサイドフレーム5Bの上面側に回転可能に設けられた2個の上側ローラ装置で、該各上側ローラ装置9は、履帯8を下側から支持し該履帯8がサイドフレーム5Bに接触するのを防止している。
【0027】
10,10,…はサイドフレーム5Bの下面側に回転可能に列設された複数の下側ローラ装置を示し、該各下側ローラ装置10は、スプロケット6およびアイドラ7と共にサイドフレーム5Bに沿って履帯8を案内するものである。
【0028】
ここで、該各下側ローラ装置10には、本実施例によるローラ装置が適用されており、以下、図2を参照して下側ローラ装置10について説明する。
【0029】
図において、11,11はサイドフレーム5Bの下面側に位置し、該トラックフレームの一部を構成する左,右の支持ブラケットを示し、該各支持ブラケット11間で後述の転輪体16が回転可能に支持されるようになっている。そして、各支持ブラケット11の下端側には、後述の取付ボルト13が挿通されるボルト挿通穴11Aが穿設されている。
【0030】
12は左,右の支持ブラケット11間に固定された支軸で、該支軸12は、軸方向中間部に位置する大径部12Aと、軸方向両端側に位置する小径部12B,12Bと、該各小径部12Bと大径部12Aとの間に位置し後述するボールベアリング15が嵌合する軸受嵌合部12C,12Cとからなり、両端面にはねじ穴12D,12Dが螺設されている。そして、支軸12は、各支持ブラケット11のボルト挿通穴11Aに挿通された取付ボルト13,13を各ねじ穴12Dに螺着することにより、各支持ブラケット11間に固定されている。
【0031】
14,14は各支持ブラケット11との間に位置して支軸12の小径部12Bに挿通された支持カラーで、該各支持カラー14の下端側は各支持ブラケット11側に突出し、該各支持ブラケット11の下端部を支持する荷重受部14Aとなっている。従って、油圧ショベル1の荷重は、各支持ブラケット11から各支持カラー14を介して支軸12に伝わるようになっている。
【0032】
15,15は支軸12の各軸受嵌合部12Cに内輪が圧入嵌合されたボールベアリングで、該各ボールベアリング15は、支軸12の大径部12A端縁部と後述する各止め輪17との間で位置決めされている。そして、該各ボールベアリング15の外輪は転輪体16の各円筒部16A内周側に圧入嵌合されている。
【0033】
16は各ボールベアリング15を介して左,右の支持ブラケット11間に回転可能に設けられた転輪体で、該転輪体16は、長さ方向両端部に位置する一対の円筒部16A,16Aと、該各円筒部16A間に位置し径方向外向きに拡径した膨出部16Bとからなっている。ここで、転輪体16は、例えば機械構造用炭素鋼鋼管(STKM材)、マンガン鋼(SMn 材)、機械構造用炭素鋼(S45C,S40C,S35C)等のパイプ材が用いられる。そして、転輪体16は、これらのパイプ材にバルジ加工を施すことにより、その全長に亘ってほぼ均一な肉厚を有する単一の段付き筒状体として形成されている。
【0034】
そして、転輪体16は、各円筒部16Aの内周側に各ボールベアリング15の外輪を嵌合させることにより支軸12に回転可能に支持され、各円筒部16Aの内周側に嵌着された止め輪17,17によって各ボールベアリング15を抜止め状態に保持している。
【0035】
ここで、転輪体16の各円筒部16A外周は、履帯8の内周面に突設された突起部8A,8Aに当接し、膨出部16Bは各突起部8Aに係合することにより履帯8が転輪体16から離脱するのを防止している。また、転輪体16の膨出部16Bと支軸12との間には、各ボールベアリング15等を潤滑するための潤滑油を貯留する油溜め部18が形成され、該油溜め部18は封止栓19によって閉塞されている。
【0036】
20,20は転輪体16の両端側に位置して左,右の各支持カラー14との間に配設されたシール部材を示し、該各シール部材20は、支軸12の軸受嵌合部12C外周側に嵌合した固定側シール20Aと、転輪体16の円筒部16A内周側に圧入された回転側シール20Bとからなっている。そして、シール部材20は、回転側シール20Bに設けられた各リップ部が固定側シール20Aに弾性的に常時摺接することにより、油溜め部18内に貯留された潤滑油が転輪体16の両端側から外部に漏れるのを防止すると共に、土砂等が転輪体16の両端側から侵入するのを防止している。
【0037】
21,21は支軸12の各小径部12Bに嵌着された止め輪で、該各止め輪21は、支軸12の小径部12Bに挿通された支持カラー14を軸方向で位置決めするものである。
【0038】
本実施例による下側ローラ装置10は上述の如き構成を有するもので、該下側ローラ装置10の転輪体16は、下部走行体2の走行時に膨出部16Bを履帯8の各突起部8A間に係合させつつ支軸12回りに回転し、履帯8の各突起部8A上を移動する。
【0039】
この場合、転輪体16には油圧ショベル1の自重が常時作用するが、この転輪体16は、単一の段付き筒状体として形成されている。従って、例えば従来技術のローラ装置に用いられる転輪体のように、個別に形成した複数の部材を溶接等により接合して1つの転輪体を形成する場合に比較して、本実施例の転輪体16は部分的に強度が低くなる接合部をなくすことができる。従って、例えば油圧ショベル1が地面の凹凸が激しい作業現場で長期間に亘って稼働するような場合でも、転輪体16の破損を防止でき、下側ローラ装置10は長期に亘って、安定した作動をすることができる。
【0040】
また、転輪体16の長さ方向中間部に膨出部16Bを形成することにより、転輪体16全体の強度を確保することができ、転輪体16を比較的薄肉に形成することができる。この結果、転輪体16の各円筒部16Aと支軸12との間にボールベアリング15を設けることができ、例えば転輪体と支軸との間にブッシュ等を設ける場合に比較し、転輪体16の回転性を大幅に向上することができる。
【0041】
さらに、転輪体16全体を比較的薄肉に形成することにより、該転輪体16の軽量化を図ることができ、下側ローラ装置10の組立作業性をも向上することができる。
【0042】
さらにまた、転輪体16全体を比較的薄肉に形成することにより、油溜め部18の容積を増大することができるから、該油溜め部18内に多量の潤滑油を貯留することによりボールベアリング15等に対する潤滑性が向上し、下側ローラ装置10を一層長期に亘って円滑に作動させることができる。
【0043】
次に、本実施例による転輪体16の製造方法(バルジ加工)について、図3ないし図6を参照して説明する。
【0044】
まず、転輪体の素材となる機械構造用炭素鋼鋼管(STKM材)、マンガン鋼(SMn 材)、機械構造用炭素鋼(S45,S40C,S35C)等のパイプ材31を、図3に示すように一定の長さに切断する。
【0045】
また、転輪体16を成形するための金型として、パイプ材31を径方向から挟んで型締めするための一対の半割型32,32を用意する。ここで、各半割型32は、パイプ材31の外径寸法に対応した内径寸法を有する半円形状の小径凹陥部32Aが長さ方向に形成され、該小径凹陥部32Aの中間部に位置して転輪体16の膨出部16Bに対応した形状を有する大径凹陥部32Bが形成されている。
【0046】
次に、図4に示すように、パイプ材31の長さ方向中間部を大径凹陥部32Bに一致させた状態で、各半割型32によってパイプ材31を径方向から型締めし、さらに、中心部に油通路33Aが形成された一対の押し型33,33を各半割型32の小径凹陥部32Aに左,右両側から挿入し、パイプ材31の両端側に当接させる。
【0047】
そして、この状態で各押し型33の油通路33Aを通じてパイプ材31内に高圧の圧油を導入すると共に、各押し型33を互いに接近する方向(矢印A方向)に加圧してパイプ材31を軸方向に圧縮する。これにより、図5に示すように、パイプ材31の長さ方向中間部が各半割型32の大径凹陥部32B内で拡径するように塑性変形(塑性流動)を生じる。
【0048】
この結果、図6に示すように、パイプ材31に対応した円筒部16Aと、各半割型32の大径凹陥部32Bの形状に対応した膨出部16Bとからなり、全長に亘ってほぼ均一な肉厚を有する転輪体16を得ることができる。
【0049】
そして、該転輪体16の膨出部16Bの両端面と円筒部16Aの外周面に高周波焼入れ処理を施すことにより、膨出部16Bの両端面と円筒部16Aの外周面に硬化層を形成する。
【0050】
かくして、本実施例による転輪体16の製造方法においては、一定の長さ寸法をもって単一のパイプ材31を切断し、このパイプ材31の内周面に高い圧力を加えつつ該パイプ材31を両端側から加圧することにより、円筒部16Aと膨出部16Bとを有する単一の段付筒状体としての転輪体16を冷間加工によって形成することができる。
【0051】
このため、本実施例では、例えば従来技術のように、個別に形成した複数の部材を溶接等により接合して1つの転輪体を形成する場合に比較して、接合部を形成するための機械加工工程、溶接工程を不要にでき、かつ、熱間鍛造によって転輪体を形成する場合に比較して、加熱炉等を用いた素材の加熱工程を不要にできる。この結果、製造工数の削減や製造設備の縮小を図ることができ、転輪体の製造コストを大幅に低減することができる。
【0052】
次に、図7は本発明によるローラ装置の第2の実施例を示し、本実施例の特徴は、転輪体の膨出部に全周に亘って補強用の屈曲部を形成したことにある。なお、本実施例では前記第1の実施例と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【0053】
図において、41は本実施例による下側ローラ装置を示し、該下側ローラ装置41は、支持ブラケット11、支軸12、ボールベアリング15、シール部材20、および後述する転輪体42等からなっている。
【0054】
42は本実施例に適用される転輪体を示し、該転輪体42は、長さ方向両端部に位置する一対の円筒部42A,42Aと、該各円筒部42A間に位置し径方向外向きに拡径した膨出部42Bとからなり、さらに、該膨出部42Bの軸方向中間部には、全周に亘って縮径方向に窪んだ補強用の屈曲部としての環状窪み部42Cが形成されている。
【0055】
ここで、転輪体42は、円筒部42A、膨出部42Bおよび環状窪み部42Cに対応した凹陥部を有する金型を用いて、一定の長さ寸法に切断したパイプ材に上述したバルジ加工を施すことにより、その全長に亘ってほぼ均一な肉厚を有する単一の段付き筒状体として形成されている。
【0056】
本実施例は上述の如き構成を有するもので、転輪体42を単一の段付筒状体として形成することにより、従来技術のように個別に形成した複数の部材を溶接等により接合して1つの転輪体を形成する場合に比較して、部分的に強度が低くなる接合部を排除することができる。この点については、本実施例でも第1の実施例と格別差異はない。
【0057】
然るに、本実施例による転輪体42は、膨出部42Bにその全周に亘って環状窪み部42Cを設けることにより該膨出部42Bを補強できる構成としたから、転輪体42全体の強度を高めることができ、下側ローラ装置41を長期に亘って安定して作動することができる。
【0058】
次に、図8は本発明によるローラ装置の第3の実施例を示し、本実施例の特徴は、支軸と転輪体との間に嵌着する軸受を、転輪体の各円筒部内周側に嵌着される筒状のスペーサと、外周側が該スペーサの内周側に嵌着され内周側が支軸の外周面に摺接する筒状のブッシュとから構成したことにある。なお、本実施例では前記各実施例と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【0059】
図において、51は本実施例による下側ローラ装置を示し、該下側ローラ装置51は、支持ブラケット11、転輪体16、および後述する支軸52、スペーサ54、筒状ブッシュ55、フローティングシール56等からなっている。
【0060】
52は取付ボルト13を介して左,右の支持ブラケット11間に固定された支軸で、該支軸52は、軸方向中間部に位置する大径部52Aと、該大径部52Aの軸方向両端側に位置する軸受嵌合部52B,52Bとからなり、その両端側の端面には取付ボルト13が螺入するねじ穴52C,52Cが螺設されている。
【0061】
53,53は左,右の支持ブラケット11との間に位置して支軸52の軸受嵌合部52Bに挿通された支持カラーで、該各支持カラー53の下端側は各支持ブラケット11側に突出し、該各支持ブラケット11の下端部を支持する荷重受部53Aとなっている。また、各支持カラー53の内側端面には、フローティングシール56を収容するシール収容凹部53Bが形成されている。
【0062】
54,54は転輪体16の各円筒部16A内周側に圧入嵌合された円筒状のスペーサを示し、該各スペーサ54は後述するブッシュ55を支持する支持体を構成している。ここで、各スペーサ54の軸方向両端側端面には、径方向外側から内側へと斜め内向きに漸次縮径するテーパ状のシール収容凹部54Aが形成されている。また、各スペーサ54の内周側には軸方向に貫通する油通路54Bが穿設され、該油通路54Bは、転輪体16の膨出部16B内に形成された油溜め部18とシール収容凹部54Aとを連通させ、油溜め部18内に貯留された潤滑油を支軸52と各筒状ブッシュ55との摺動面、フローティングシール56の摺動面等に供給するものである。
【0063】
55,55はすべり軸受となる筒状ブッシュで、該各筒状ブッシュ55は、例えば鉛青銅系の金属材料から円筒状に形成され、その外側端面にはフランジ状に拡径した鍔部55Aが形成されている。そして、各筒状ブッシュ55は、その外周側がスペーサ54の内周側に圧入され、内周側が支軸52と摺動する摺動面を形成している。また、各筒状ブッシュ55は、支軸52の大径部52Aと支持カラー53の内側端面との間で、位置決め状態に保持されている。
【0064】
56,56は各支持カラー53のシール収容凹部53Bと各スペーサ54のシール収容凹部54Aとの間に設けられたフローティングシールで、該各フローティングシール56は、互いに摺接する一対のシールリング56A,56Aと、一対のOリング56B,56Bとからなっている。そして、各フローティングシール56は、一対のシールリング56Aが常時摺接することにより、油溜め部18内に貯留された潤滑油が転輪体16の両端側から外部に漏れるのを防止すると共に、土砂等が転輪体16の両端側から侵入するのを防止している。
【0065】
本実施例は上述の如き構成を有するもので、本実施例においても前記各実施例と同様の効果を得ることができる。しかし、特に本実施例では、転輪体16の各円筒部16A内周側に嵌着された各スペーサ54と、該各スペーサ54の内周側に嵌着された各筒状ブッシュ55とによって、転輪体16の各円筒部16Aを内周側から補強することができる。この結果、転輪体16の寿命を延ばすことができ、下側ローラ装置51を一層長期に亘って安定して作動することができる。
【0066】
次に、図9は本発明によるローラ装置の第4の実施例を示し、本実施例の特徴は、転輪体の各円筒部外周側に補強用筒体をそれぞれ嵌着したことにある。なお、本実施例では前記各実施例と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【0067】
図において、61は本実施例による下側ローラ装置を示し、該下側ローラ装置61は、各支持ブラケット11、支軸62、転輪体64、筒状ブッシュ65、フローティングシール66、補強用筒体67等からなっている。
【0068】
62は取付ボルト13を介して左,右の支持ブラケット11間に固定された支軸で、該支軸52は、軸方向中間部に位置する大径部62Aと、該大径部62Aの軸方向両端側に位置する軸受嵌合部62B,62Bとからなり、その両端側の端面には取付ボルト13が螺入するねじ穴62C,52Cが螺設されている。
【0069】
63,63は左,右の各支持ブラケット11との間に位置して支軸62の軸受嵌合部62Bに挿通された支持カラーで、該各支持カラー63の下端側は各支持ブラケット11側に突出し、該各支持ブラケット11の下端部を支持する荷重受部63Aとなっている。また、各支持カラー63の内側端面には、フローティングシール66を収容するシール収容凹部63Bが形成されている。
【0070】
64は後述の筒状ブッシュ65を介して左,右の支持ブラケット11間に回転可能に設けられた転輪体で、該転輪体64は、長さ方向両端部に位置する一対の円筒部64A,64Aと、該各円筒部64A間に位置し径方向外向きに拡径した膨出部64Bとからなっている。ここで、転輪体64は、円筒部64Aおよび膨出部64Bに対応した凹陥部を有する型を用いて、一定の長さ寸法に切断したパイプ材に上述したバルジ加工を施すことにより、その全長に亘ってほぼ均一な肉厚を有する単一の段付き筒状体として形成されている。また、転輪体64の軸方向両端面は、各支持カラー63のシール収容凹部63Bとの間で後述のフローティングシール66を保持するため、径方向外側から内側へと斜め内向きに漸次縮径するテーパ面64Cとなっている。
【0071】
65,65は軸受としての筒状ブッシュで、該各筒状ブッシュ65は、例えば高力黄銅に固体潤滑剤が埋設された材料や焼結含油合金から円筒状に形成されている。そして、各筒状ブッシュ65は、その外周側が転輪体64の内周側に圧入され、内周側が支軸62と摺動する摺動面を形成している。また、各筒状ブッシュ65は、支軸62の大径部62A端縁部と各止め輪17との間で、支軸62に対して位置決めされている。
【0072】
66,66は各支持カラー63のシール収容凹部63Bと転輪体64のテーパ面64Cとの間に設けられたフローティングシールで、該各フローティングシール66は、互いに摺接する一対のシールリング66A,66Aと、一対のOリング66B,66Bとからなっている。
【0073】
67,67は転輪体64の各円筒部64A外周側にそれぞれ圧入嵌合された補強用筒体で、該各補強用筒体67は転輪体64の各円筒部64Aを全周に亘って覆うことにより、該各円筒部64Aに代わって履帯8の突起部8A上を転動するものである。
【0074】
本実施例は上述の如き構成を有するもので、本実施例においても前記各実施例と同様の効果を得ることができる。しかし、特に本実施例では、転輪体64の各円筒部64A外周側に補強用筒体67を嵌着する構成としたから、転輪体64が直接的に履帯8と衝合して割れや破損を生じるのを効果的に防止することができる。この結果、転輪体64の寿命を延ばすことができ、下側ローラ装置61を一層長期に亘って安定して作動することができる。
【0075】
なお、前記各実施例では、本発明によるローラ装置を下側ローラ装置に適用した場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限るものではなく、例えば上側ローラ装置に適用してもよい。
【0076】
また、前記各実施例では、装軌式車両として油圧ショベルを例に挙げたが、本発明はこれに限らず、例えば油圧クレーン等の装軌式車両のローラ装置に広く適用することができる。
【0077】
【発明の効果】
以上詳述したように請求項1の発明によれば、走行用の履帯を案内すべく装軌式車両のローラ装置に用いられる転輪体を、長さ方向中間部が塑性変形により膨出部となって拡径した単一の段付筒状体により形成し、該段付筒状体は全長に亘ってほぼ均一な肉厚を有する構成としたから、例えば個別に形成した複数の部材を溶接等により接合して1つの転輪体を形成する場合に比較して、接合部を形成するための機械加工工程、溶接工程を不要にでき、転輪体の製造コストを低減することができる。
【0078】
しかも、溶接等によって接合した複数の部材からなる転輪体に比較して、部分的に強度が低くなる接合部を排除できるから、転輪体の強度を向上することができる上に、膨出部によって転輪体全体の強度を高めることができ、ローラ装置を長期に亘って安定して作動させることができる。
【0079】
また、請求項2の発明によれば、走行用の履帯を案内する転輪体を、長さ方向両側に位置し軸受が内周側に嵌着される一対の円筒部と、該各円筒部間に位置して径方向外向きに膨出され該各円筒部と一体形成された膨出部とから構成し、前記各円筒部と膨出部をほぼ均一な肉厚に形成したから、請求項1の発明とほぼ同様の効果を得ることができる上に、冷間加工によって形成した膨出部によって転輪体全体の強度を高めることにより、転輪体を薄肉のパイプ材等から成形することが可能となり、全体の小型、軽量化を図ることができる。また、転輪体の肉厚を小さくできるから、各円筒部内に設ける軸受をボールベアリング等のころがり軸受によって構成することができ、転輪体を支軸に対してより円滑に回転させることができる。
【0080】
さらに、請求項3の発明によれば、転輪体の各円筒部内周側に嵌着される筒状のスペーサと、外周側が該スペーサの内周側に嵌着され内周側が支軸の外周面に摺接する筒状のブッシュとから軸受を構成したから、転輪体の各円筒部を内周側から補強することができる。この結果、転輪体の寿命を延ばすことができ、ローラ装置の安定した作動を一層長期に亘って補償することができる。
【0081】
そして、請求項4の発明によれば、転輪体の各円筒部に補強用筒体を嵌着することにより、転輪体が直接的に履帯と衝合して割れや破損を生じるのを効果的に防止することができ、転輪体の寿命を延ばすことができる。
【0082】
また、請求項5の発明によれば、転輪体の膨出部に補強用の屈曲部を設けることにより、該膨出部の強度を向上することができ、転輪体全体の強度をさらに高めることができる。
【0083】
さらに、請求項6の発明によれば、転輪体の素材となるパイプ材を一定の長さに切断した後、膨出部に対応した凹陥部を有する金型によってパイプ材を型締めした状態で、該パイプ材の内周面に高い圧力を加えつつ該パイプ材を軸方向両端側から加圧し、パイプ材の軸方向中間部を塑性変形させることにより、パイプ材の長さ方向両側に位置する円筒部と長さ方向中間部に位置する膨出部とを冷間加工によって一体形成することができる。
【0084】
従って、パイプ材からローラ装置用の転輪体を比較的簡単な設備で成形でき、従来技術のように個別に形成した複数の部材を溶接等によって接合して1つの転輪体を形成する場合に比較して、接合部を形成するための機械加工工程や溶接工程を不要にでき、かつ、熱間鍛造加工に比較して加熱炉等の設備を不要にできるから、転輪体の製造コストを低減することができる。
【0085】
また、前述したように、膨出部に対応した凹陥部を有する金型によってパイプ材を型締めすることにより、パイプ材の長さ方向中間部を金型の凹陥部内で塑性変形させることができる。従って、金型の凹陥部に対応した一定の形状を有する膨出部を確実に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例によるローラ装置が適用された油圧ショベルを示す外観図である。
【図2】図1中の矢示II−II方向からみた下側ローラ装置の縦断面図である。
【図3】転輪体の製造時に用いる素材としてなるパイプ材、金型等を示す縦断面図である。
【図4】パイプ材を金型によって型締めした状態を示す縦断面図である。
【図5】パイプ材を塑性変形させた状態を示す縦断面図である。
【図6】転輪体を成形した状態を示す縦断面図である。
【図7】第2の実施例によるローラ装置を示す縦断面図である。
【図8】第3の実施例によるローラ装置を示す縦断面図である。
【図9】第4の実施例によるローラ装置を示す縦断面図である。
【符号の説明】
5 トラックフレーム
10,41,51,61 下側ローラ装置(ローラ装置)
11 支持ブラケット(ブラケット)
12,52,62 支軸
15 ボールベアリング(軸受)
16,42,64 転輪体
16A,42A,64A 円筒部
16B,42B,64B 膨出部
31 パイプ材
32 半割型(金型)
32B 大径凹陥部(凹陥部)
42C 環状窪み部(屈曲部)
55,65 筒状ブッシュ(軸受)
54 スペーサ
67 補強用筒体
Claims (6)
- 装軌式車両のトラックフレームに設けられ、走行用の履帯を転輪体によって案内してなる装軌式車両のローラ装置において、
前記転輪体は、長さ方向中間部が塑性変形により膨出部となって拡径した単一の段付筒状体により形成し、
該段付筒状体は、全長に亘ってほぼ均一な肉厚を有する構成としたことを特徴とする装軌式車両のローラ装置。 - 装軌式車両のトラックフレームと、該トラックフレームに固定して設けられる支軸と、該支軸の外周側に一対の軸受を介して回転可能に設けられ、走行用の履帯を案内する転輪体とからなる装軌式車両のローラ装置において、
前記転輪体は、長さ方向両側に位置し前記各軸受が内周側に嵌着される一対の円筒部と、該各円筒部間に位置して径方向外向きに膨出され該各円筒部と一体形成された膨出部とから構成し、
前記各円筒部と膨出部をほぼ均一な肉厚に形成したことを特徴とする装軌式車両のローラ装置。 - 前記軸受は、前記転輪体の各円筒部内周側に嵌着される筒状のスペーサと、外周側が該スペーサの内周側に嵌着され内周側が前記支軸の外周面に摺接する筒状のブッシュとから構成してなる請求項2に記載の装軌式車両のローラ装置。
- 前記転輪体の各円筒部には、該各円筒部の外周側に補強用筒体をそれぞれ嵌着してなる請求項2または3に記載の装軌式車両のローラ装置。
- 前記転輪体の膨出部には、その長さ方向中間部に位置し全周に亘って延在する補強用の屈曲部を設けてなる請求項1,2,3または4に記載の装軌式車両のローラ装置。
- 装軌式車両のトラックフレームに設けられ、走行用の履帯を案内するために用いるローラ装置用転輪体の製造方法であって、
前記転輪体の素材となるパイプ材を一定の長さに切断する工程と、
膨出部に対応した環状の凹陥部を有する金型によって前記パイプ材を型締めする工程と、
前記パイプ材の内周面に高い圧力を加えつつ該パイプ材を長さ方向両端側から加圧することにより、前記パイプ材の長さ方向中間部を前記金型の凹陥部内で塑性変形させて膨出部を形成する工程とからなるローラ装置用転輪体の製造方法。
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