JP3939182B2 - 履帯式走行装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、履帯式走行装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ブルドーザ等の装軌式車両の走行装置(足回装置)としては履帯式走行装置を備える。履帯式走行装置は、アイドラと、スプロケットと、このアイドラ及びスプロケットの周囲に巻装される履帯とを備える。履帯は、図8に示すように、複数のリンク61・・と、この複数のリンク61・・を連結する軸受構造体62とを備える。
【0003】
軸受構造体62としては、ピン64と、このピン64に外嵌される第1・第2ブッシュ65、66、66とを備えたものがある。そして、隣合うリンク61、61の端部67、68を重ね合わせて、相対面するリンク61、61の内側の端部67、67の孔67a、67aに第2ブッシュ66、66を圧入すると共に、ピン64をこのブッシュ66、66に回転自在として挿入した状態とする。この際、ピン64の端部をリンク61、61の外側の端部68、68の孔68a、68aに圧入する。また、相対面するリンク61、61の内側の端部67、67間において、第1ブッシュ65がピン64に外嵌される。また、ブッシュ65、66間には、シール部材70、70が介設され、第2ブッシュ66とリンク61の端部68との間にもシール部材74が介設されている。
【0004】
このように、相対面するリンク61、61をそれぞれ長手方向にピン64及びブッシュ65、66、66を介して連結して、一対のエンドレス体71、71を形成し、このエンドレス体71、71に図示省略のシュープレートを取付けている。そして、構成された履帯は、アイドラ及びスプロケットの周囲に巻装され、スプロケットの回転駆動にて、走行することになる。この場合、図9に示すように、スプロケット72の歯部73と、第1ブッシュ65とがかみ合うことになる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のスプロケット72は、その歯部73の歯幅Wは、リンク61、61の内側の端部67、67間寸法よりも僅に小さい程度であった。しかも、このスプロケット72は、リンク61の内端面に相対面する歯側面75が凹凸のない平面状であった。そのため、スプロケット72の歯部73と第1ブッシュ65とがかみ合う際に、歯底部76と、第1ブッシュ65との間に土砂が侵入し、しかもこのスプロケット72がどちらかのリンク61側に接近乃至接触する状態になれば、この接近乃至接触した側において、土砂には逃げ場がなく、スプロケット72の第1ブッシュ65への押圧力にて、その土砂がシール部材70側に押圧され、このシール部材70に土砂の侵入圧力が作用するおそれがあった。侵入圧力(土圧)が作用すれば、シール部材70内に土砂が侵入したり、さらにはシール部材70を損傷(破壊)させたりして、シール機能を十分に発揮することができなくなるおそれがあった。
【0006】
そして、シール機能を発揮することができなくなれば、ブッシュ65とピン64との間に供給されている潤滑油が外部に流出して、ブッシュ65とピン64とが滑らかに摺動せず、ピン64とブッシュ65との間に焼き付きが発生して、この履帯式走行装置の寿命を縮めていた。
【0007】
この発明は、上記従来の欠点を解決するためになされたものであって、その一の目的は、長期にわたって安定して使用することができる履帯式走行装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段および効果】
そこで請求項1の履帯式走行装置は、ピンと、このピンに外嵌されるブッシュと、このブッシュの両端側に配設されるシール部材とを有する軸受構造体を介して複数のリンクが連結されている履帯と、上記軸受構造体を介して連結されて相対面する一対のリンク間にその歯部が侵入して上記ブッシュにかみ合う履帯用スプロケットとを備えた履帯式走行装置であって、相対面する上記リンク間へ侵入するガイド部を、上記履帯用スプロケットの両側面から突設して、上記履帯用スプロケットの歯部とブッシュとのかみ合い状態において、上記シール部材の外側に空間部を形成することを特徴としている。
【0009】
請求項1の履帯式走行装置では、履帯用スプロケットの歯底部とブッシュとの間に土砂が侵入し、しかもこのスプロケットがどちらかのリンク側に接近する状態となって、履帯用スプロケットのブッシュ側への押圧によって、この土砂が接近した側へ押し出されても、空間部に土砂が送られることになる。このため、ブッシュの両端側に配設されるシール部材への土砂の侵入圧力の低減を図ることができる。従って、シール部材内への土砂の侵入やシール部材の破壊(損傷)等を防止することができ、この履帯式走行装置を長期にわたって安定して使用することができる。
【0012】
請求項2の履帯式走行装置の履帯用スプロケットは、上記ガイド部が周方向に連続する突出リング状部からなることを特徴としている。
【0013】
請求項2の履帯式走行装置の履帯用スプロケットでは、ガイド部が周方向に連続する突出リング状部からなるので、履帯用スプロケットの歯部とブッシュとのかみ合い状態における空間部の形成の信頼性が向上する。これによって、空間部による土砂のシール部材側への侵入圧力を低減を確実に図ることができ、シール部材を有効に保護することができる。
【0014】
請求項3の履帯式走行装置の履帯用スプロケットは、上記ガイド部が周方向に沿って非連続に設けられる複数の突出部からなり、周方向に隣合う突出部の間の間隔部が歯底部に対応することを特徴としている。
【0015】
上記請求項3の履帯式走行装置の履帯用スプロケットでは、ガイド部が周方向に沿って非連続に設けられる複数の突出部からなり、しかも、周方向に隣合う突出部の間の間隔部が歯底部に対応するので、空間部等に侵入した土砂は、この間隔部から外部へ排出することができる。これによって、シール部材をより有効に保護することができる。また、間隔部を形成することによって、履帯用スプロケットの材料の節約が可能となって、製造コストの低減に寄与する。
【0016】
請求項4の履帯式走行装置の履帯用スプロケットは、使用による所定摩耗後においても、上記ガイド部の突出寸法及び歯底部から上記ガイド部までの寸法をそれぞれ6mm以上確保することを特徴としている。
【0017】
上記請求項4の履帯式走行装置の履帯用スプロケットでは、所定摩耗後においても、上記ガイド部の突出寸法及び歯底部から上記ガイド部までの寸法をそれぞれ6mm以上確保することができるので、摩耗後においてもシール部材側への土砂の侵入圧力の低減を図ることができる。このため、他の機構等が使用可能なうちにこの軸受構造のシール部材が損傷して使用できなくなることを防止することができる。すなわち、履帯式走行装置としての稼動可能時間内にシール部材の損傷による部品交換等のメンテナンスを行う必要がなく、安定して使用することができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の履帯式走行装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図3はこの発明の履帯式走行装置の全体側面図を示し、この履帯式走行装置は、油圧ショベルやブルドーザ等の建設機械に使用される。そして、履帯式走行装置は、アイドラ1と、履帯用スプロケット(以下、単にスプロケットと呼ぶ場合がある)2と、このアイドラ1とスプロケット2とへ巻装される履帯3とを備える。
【0021】
履帯3は、図4に示すように、エンドレス状に連結される複数のリンク4・・と、このリンク4・・を連結する軸受構造体5と、複数のシュープレート6(図3参照)等からなる。また、軸受構造体5は、ピン7と、このピン7に外嵌される第1・第2ブッシュ8、9、9と、この第1・第2ブッシュ8、9間に介設されるシール部材10、10等を備える。
【0022】
この場合、隣合うリンク4、4の端部11、12を重ね合わせて、相対面するリンク4、4の内側の端部11、11の孔11a、11aに第2ブッシュ9、9を圧入すると共に、ピン7をブッシュ9、9に回転自在として挿入した状態とする。この際、ピン7の端部をリンク4、4の外側の端部12、12の孔12a、12aに圧入する。また、相対面するリンク4、4の内側の端部11、11間において、第1ブッシュ8をピン7に外嵌する。すなわち、履帯2は、相対面するリンク4、4をそれぞれ長手方向にピン7及びブッシュ8、9、9を介して連結して、一対のエンドレス体13、13を形成し、このエンドレス体13、13にボルト・ナット部材からなる結合具Kにてシュープレート6(図3参照)を取付けている。なお、ブッシュ9の厚さ寸法(軸方向長さ)はリンク4の端部11の厚さ寸法(軸方向長さ)と略同一とされ、ブッシュ9の内端面とリンク4の端部11の内端面とが略同一平面上に配置される。
【0023】
また、端部12、12の内面には凹所14が設けられ、この凹所14にシール部材15が嵌合されている。そして、ピン7には、潤滑油が注入される孔部16が設けられ、この孔部16内の潤滑油がピン7とブッシュ8、9との間に供給されるように設定されている。なお、図1に示すように、ブッシュ8、9間に介設されるシール部材10は、リップ部を有する一対のシールリング17と、上記リップ部に軸心方向外方への反力を付与する負荷リング18とを備える。また、凹所14に嵌合されるシール部材15は、リップ部を有するシールリング20と、このシールリング20を支持する支持リング21と、シールリング20のリップ部からの押圧力を受ける負荷リング22とを備える。
【0024】
次に、スプロケット2は、図5に示すように、円環状の外周部材25と、この外周部材25を保持する図示省略のボス部材とからなる。また、外周部材25は、図2に示すようなセグメント24が周方向に沿って複数個(例えば、9個)配設されて、全体が円環状(リング状)とされる。すなわち、このセグメント24は、スプロケット2の外周部分を分割した部材である。また、外周部材25は、歯部26を有する本体部27と、ボス部材に取付けるための内鍔部28とからなる。そして、本体部27はその外周面に上記歯部26を有し、この歯部26は刃先部29を形成する凸部と、歯底部30を形成する凹部とからなる。そして、この本体部27の両側面に、周方向に連続する突出リング状部31からなるガイド部Gが設けられている。この場合、ガイド部Gは、その内周面32が上記本体部27の内周面27aと連続した円弧面とされるが、その外周面33が波状面とされている。すなわち、ガイド部Gの外周面33は、刃先部29に対応する部位が山部33aとなり、歯底部30に対応する部位が谷部33bとなっている。
【0025】
そして、図2に示すように、内鍔部28は、本体部27の内周面27aの厚さ方向中央部から内径方向に突出し、周方向に沿って所定ピッチに貫孔37が設けられている。この貫孔37は、外周部材25をボス部材に取付けるためのボルト部材が挿通される孔である。
【0026】
ところで、一個のセグメント24においては、3個の刃先部29・・と、3個の貫孔37・・を備えたものであるので、このセグメント24を9個使用してスプロケット2を形成した場合、27個の刃先部29・・を有することになる。このように、履帯用スプロケット2として、履帯用スプロケット2の外周部分を分割した部材のセグメント24を使用すれば、履帯用スプロケット2の部品交換が容易であり、メンテナンス性が向上できる。
【0027】
上記のような形状とされたスプロケット2は、この場合、図1に示すように、例えば、相対面する上記リンク4、4の端部11、11間寸法Aを102mmとしたときに、歯部26の歯幅Wを71.6mmとし、ガイド部Gの突出寸法Bを12.2mmとし、歯底部30からのガイド部Gの外周面33の谷部33bまでの寸法(スプロケット2がブッシュ8にかみ合っている際のブッシュ8の外周面からガイド部Gの外周面33の谷部33bまでの寸法)Cを15mmとしている。また、ガイド部Gの外周面33の山部33aの高さ寸法Dを5mmとする。
【0028】
このため、上記スプロケット2の歯部26とブッシュ8とのかみ合い状態では、ガイド部Gが相対面する上記リンク4、4間へ侵入することになる。これによって、このガイド部Gと、歯部26の歯側面35と、リンク4(具体的には、リンク4の端部11)との間に空間部36を形成するものである。このため、ガイド部Gがその対向するリンク4の端部11に当接した状態となっても、この空間部36を確保することができる。ここで、歯側面35とは、ガイド部Gよりも外径側の本体部27の側面をいう。また、上記シール部材10の厚さ寸法(軸方向長さ)は、ガイド部Gの突出寸法B(例えば、12.2mm)程度とされる。
【0029】
このように、上記履帯式走行装置では、スプロケット2の歯部26とブッシュ8とのかみ合い状態にて、このガイド部Gの下面と、歯部26の歯側面35と、リンク4の内側面と、ブッシュ8の外表面との間に空間部36が形成され、スプロケット2の歯面34乃至歯底部30と、ブッシュ8との間に土砂が侵入しても、シール部材10、10に悪影響を与えない。すなわち、スプロケット2がどちらかのリンク4の内端面に接近乃至接触しても、ブッシュ8とスプロケット2との間に侵入した土砂は、空間部36へ逃げることができ、ブッシュ8の両端側に配設されるシール部材10、10側への土砂侵入圧力の低減を図ることができる。また、シール部材10の厚さ寸法(軸方向長さ)がガイド部Gの突出寸法B程度とされ、しかもブッシュ9の内端面とリンク4の端部11の内端面とが略同一平面上に配置されるので、ブッシュ8、9間に配置されるシール部材10の外周側に空間部36が形成されることになる。このため、土砂が、シール部材10、10と歯底部30とで挟まれてシール部材10、10を押圧するということもない。従って、この履帯式走行装置では、走行中等の土砂によるシール部材10の損傷等やシール部材10内への土砂侵入を防止することができ、長寿命化を図ることができる。また、ガイド部Gが周方向に連続する突出リング状部31からなるので、スプロケット2の歯部26とブッシュ8とのかみ合い状態における空間部36の形成の信頼性が向上する。
【0030】
ところで、ガイド部Gは上記のような位置及び寸法に設定されているので、使用による所定摩耗(この履帯式走行装置が寿命となる稼動時間分稼動させた場合に生じる摩耗)時においても上記空間部36を確保することができる。具体的には、ガイド部Gの端面が6mm摩耗して、その突出寸法が小となっても、初期状態では上記のように、12.2mm突出しているので、(12.2−6)mm、つまり6.2mmだけまだ歯側面35から突出し、その空間部36の横方向寸法(スプロケット2の軸心方向に対応する方向寸法)を6mm以上確保することができる。また、ブッシュ8が径方向に3mm摩耗するとともに、スプロケット2が径方向に6mm摩耗しても、上記のように、歯底部30からのガイド部Gの外周面33の谷部33bまでの寸法Cを15mmとしているので、{15−(3+6)}mm、つまり6mmだけこのガイド部Gをブッシュ8の外周面から離すことができ、その空間部36の径方向寸法を6mm以上確保することができる。
【0031】
従って、摩耗後においても、上記ガイド部Gの突出寸法B及び歯底部30から上記ガイド部Gまでの寸法Cをそれぞれ6mm以上確保することができるので、土砂の侵入圧力が大きくならない。このため、他の機構等が使用可能なうちにこの軸受構造5のシール部材10が損傷して使用できなくなることを防止することができる。すなわち、履帯式走行装置としての稼動可能時間内にシール部材10、10の損傷による部品交換等のメンテナンスを行う必要がなく、安定して使用することができる。
【0032】
次に、図6はスプロケット2の変形例を示し、このスプロケット2は、ガイド部Gを、その内外周面ともに凹凸部を有さない突出リング状部31にて構成している。この場合もかみ合い状態にて、このガイド部Gと、歯部26の歯側面35と、リンク4との間に空間部36が形成されるので、このスプロケット2を使用した履帯式走行装置であっても、上記図1等に示す履帯式走行装置と同様の作用効果を発揮することができる。なお、他の構成は、図2等に示すスプロケット2と同様であるので、同一部材を同一符号にて示し、その説明を省略する。
【0033】
また、図7に示すスプロケット2は、ガイド部Gを周方向に沿って非連続に設けられる複数の突出部38・・から構成している。このため、周方向に隣合う突出部38、38の間に間隔部39が形成され、この間隔部39が歯底部30に対応している。すなわち、図2に示すスプロケット2において、そのガイド部Gを構成する突出リング状部31の歯底部30の対応部位を切欠いて、その残部を突出部38とすればよい。
【0034】
このため、このようなスプロケット2であっても、歯部26とブッシュ8とのかみ合い状態にて、このガイド部Gと、歯部26の歯側面35と、リンク4との間に空間部36が形成することができる。また、間隔部39が歯底部30に対応して配設されるので、歯底部30に侵入した土砂は、スプロケット2の押圧でこの間隔部39側へ押され、この間隔部39からこの履帯式走行装置外部へ排出される。このため、この履帯式走行装置は、土砂侵入によるシール部材10、10の損傷をより有効に回避することができ、長期にわたって安定して駆動することができる。また、間隔部39・・を設けることによって、材料費の節約を図ることができ、製造コストの低減に寄与することができる。
【0035】
以上にこの発明の履帯式走行装置の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば、シール部材10、10としては、図1等に示すものに限るものではなく、この種の履帯式走行装置に従来から使用されている種々のシール部材(シール装置)を使用することができる。また、シール部材10、10の配設位置としても、第2ブッシュ9に収納状となるものであってもよい。この場合、第2ブッシュ9の第1ブッシュ8側の端面に凹所を設け、この凹所内にシール部材10を嵌合させればよい。また、スプロケット2として、そのセグメント24の数の増減は自由であり、セグメント24にて構成しないものであってもよい。さらに、歯数の増減も自由である。ところで、図7のスプロケット2の突出部38は、突出リング状部31の歯底部30の対応部位を切欠いて、その残部をもって形成した形状のものであるので、この突出部38の形状としては、側面視山形状となっているが、突出部38としては、もちろんこの形状に限るものではなく、空間部36を形成することができれば、側面視において、円形、楕円、三角、矩形等の種々の形状のものを採用することができる。さらに、図1において記載した各寸法は一例にすぎず、この履帯式走行装置においては、スプロケット2の歯部26とブッシュ8とのかみ合い状態にて、相対面する上記リンク4、4間へ侵入するガイド部Gを、スプロケット2の両側面から突設して、このガイド部Gと、スプロケット2の歯部26の歯側面35と、上記リンク4との間に空間部36を形成することができれば、任意に設定することができる。また、スプロケット2の歯部26を焼き入れ処理してもよい。この焼き入れ処理を行なうことによって、スプロケット2の長寿命化を図ることができる。
【0036】
【実施例】
次に、図10に示す試験装置を使用して、スプロケットに押付けられた土砂が、シール部材に侵入する現象を再現して、上記空間部の大きさと、発生する土圧との関係について調べた。
【0037】
試験装置は、支持枠40、40に支持されたシャフト42と、このシャフト42に外嵌されるインナブッシュ43と、このインナブッシュ43に外嵌されるアウタブッシュ44と、スプロケットに対応する押圧治具45とを備える。また、アウタブッシュ44の端部側には、シール部材46が配置されている。この場合、押圧治具45は、図11に示すように、その下面に凹溝47が形成され、この凹溝47がアウタブッシュ44に嵌合状となって、この押圧治具45とアウタブッシュ44との間に介在される土砂48(図10参照)を加圧する。なお、圧力測定位置としては、図11に示すように、押圧治具45の中心とアウタブッシュ44の軸心とを結ぶ中心線L上と、この中心線Lに対して45°を成す線L1、L2上とする。また、一方の支持枠40には、圧力ヘッド49が設けられている。
【0038】
また、シール部材46は、図12に示すように、リップ部を有するシールリング50と、このシールリング50を支持する支持リング51と、シールリング50のリップ部からの押圧力を受ける負荷リング52とを備える。つまり、上記図1に示した履帯式走行装置のシール部材15と同様である。そして、シールリング50のリップ部が上記圧力ヘッド49からの圧力(例えば、50kg/cm2)でアウタブッシュ44の端面に圧接する。この場合、アウタブッシュ44と、支持枠40との間に土砂侵入路53が形成される。
【0039】
表1に示すように、使用土砂のコーン指数として、32.2(N/cm2)とし、加圧速度(SP速度)VFとして、43(mm/s)(車速V0.62(km/h)に相当する)とし、加圧力を98(kN)として、隙間(SP端面スキマ)Sを0mm、3mm、6mm、12mmと変化させて、シール部材46への土砂の侵入の有無を調べ、その結果を表1に示した。
【0040】
【表1】
【0041】
図13に示すように、中心線L上の圧力が最大であることがわかる。これは、中央部では両端側の土砂が壁のように機能して、圧密状態となるためであり、他の部位では土砂の逃げ道が有る為である。
【0042】
そして、この隙間Sと発生土圧との関係を表した図14からわかるように、隙間Sが6mm以上あれば、土砂の侵入がないことがわかる。このため、上記の実施の形態のように、使用による所定摩耗後においても、上記空間部36における径方向寸法及び軸方向寸法がそれぞれ6mm以上確保するようにすれば、使用中において土砂のシール部材10側への土砂侵入圧力の低減を確実に図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の履帯式走行装置の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図2】上記履帯式走行装置の履帯用スプロケットの要部拡大斜視図である。
【図3】上記履帯式走行装置の全体側面図である。
【図4】上記履帯式走行装置の要部断面平面図である。
【図5】上記履帯式走行装置の履帯用スプロケットの側面図である。
【図6】上記履帯式走行装置の他の履帯用スプロケットの要部側面図である。
【図7】上記履帯式走行装置の別の履帯用スプロケットの要部側面図である。
【図8】従来の履帯式走行装置の簡略断面図である。
【図9】従来の履帯式走行装置の要部拡大断面図である。
【図10】上記履帯式走行装置における空間部の大きさと発生する土圧との関係について調べるための試験装置の簡略図である。
【図11】上記試験装置の要部簡略図である。
【図12】上記試験装置のシール部材を示す拡大断面図である。
【図13】上記試験装置を使用した試験結果を示すグラフ図である。
【図14】上記試験装置を使用した試験結果を示すグラフ図である。
【符号の説明】
2 履帯用スプロケット
3 履帯
4 リンク
5 軸受構造体
7 ピン
8 ブッシュ
10 シール部材
26 歯部
30 歯底部
31 突出リング状部
35 歯側面
36 空間部
38 突出部
39 隙間部
G ガイド部
Claims (4)
- ピン(7)と、このピン(7)に外嵌されるブッシュ(8)と、このブッシュ(8)の両端側に配設されるシール部材(10)(10)とを有する軸受構造体(5)を介して複数のリンク(4・・)が連結されている履帯(3)と、
上記軸受構造体(5)を介して連結されて相対面する一対のリンク(4)(4)間にその歯部(26)が侵入して上記ブッシュ(8)にかみ合う履帯用スプロケット(2)とを備えた履帯式走行装置であって、
相対面する上記リンク(4)(4)間へ侵入するガイド部(G)を、上記履帯用スプロケット(2)の両側面から突設して、上記履帯用スプロケット(2)の歯部(26)とブッシュ(8)とのかみ合い状態において、上記シール部材(10)(10)の外側に空間部(36)(36)を形成することを特徴とする履帯式走行装置。 - 請求項1の履帯用スプロケットにおいて、上記ガイド部(G)が周方向に連続する突出リング状部(31)からなることを特徴とする履帯式走行装置。
- 請求項1の履帯用スプロケットにおいて、上記ガイド部(G)が周方向に沿って非連続に設けられる複数の突出部(38・・)からなり、周方向に隣合う突出部(38)(38)の間の間隔部(39)が歯底部(30)に対応することを特徴とする履帯式走行装置。
- 使用による所定摩耗後においても、上記ガイド部(G)の突出寸法及び歯底部(30)から上記ガイド部(G)までの寸法をそれぞれ6mm以上確保することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかの履帯式走行装置。
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