JP4516442B2 - 転輪支持構造及び履帯式走行装置 - Google Patents
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Description
この履帯は、エンドレス状に連結される複数のリンクと、このリンクに取り付けられる複数のシュープからなる。そして、下転輪にてこの履帯リンクを受けるものであり、下転輪は、車体の重量を分散して履帯に伝えると共に、そのフランジ部によって履帯の蛇行を防止している。
例えば、軟式の場合は、ボギーとキャップ(キャップ部材)との間にシャフトを挟んでボルトで締め付ける構造が知られている(例えば、特許文献1)。この構造によれば、ボギーとキャップとでシャフトを強固に締め付けるので、シャフトの回転を防ぎ、下転輪が安定して回転できるようになる。また、下転輪の点検・整備の際にも、容易に、シャフトごと下転輪をボギーから外せるので都合がよい。
この発明によれば、シャフト支持体及びキャップ部材を締結部材(例えば、締付ボルト)により締め付けた状態で、内側締付固定部分は、隙間が形成された状態となることにより、締結部材の締付力でシャフト外周面を把持してシャフトの回転を防止することができる。
一方、外側固定部分は、隙間なく締結された状態となることにより、シャフトの軸ぶれにより転輪支持構造のシャフト支持面にこじれるような力が作用しても、外側の隙間なく締結された部分で抗することができるため、締結部材に曲げ応力等が発生せず、締結部材(例えば、締付ボルト)の損傷を確実に防止することができる。
本発明によれば、固定ボルトが、シャフト支持体とキャップ部材とを強固に結合して、相対的に変位することを防止しているため、上述の締付ボルトを含めボルト全体に曲げ応力等が生じない。
キャップ部材、あるいはシャフト支持体には、内側締付固定部分の側に段差が形成されているので、締付ボルト等の締結手段により、シャフト支持体とキャップ部材とで、転輪のシャフトを安定して固定できる。これにより、スペーサ等の中間部材が特に必要なくなるので、部品点数を低減することができる。もちろん、これらの中間部材を併用してもよい。
本発明によれば、前述の外側固定部分では、シャフト支持体が、中間材としてのスペーサを介してキャップ部材と密着しており、スペーサの厚みに相当する分だけ、内側締付固定部分に空間(隙間)が生じている。この空間を介して締結部材(締付ボルト等)により、シャフト支持体とキャップ部材とを締め付けることで、下転輪のシャフトを安定して固定できる。
このスペーサの厚みは、種々変更することができ、それにより、内側締付固定部分の空間(隙間)を適切な厚みに調整することが容易となる。
履帯式走行車両が前進/又は後退したときに、最も負荷がかかる下転輪は、車両の最先と最後に位置する下転輪である。
本発明によれば、上述の下転輪支持構造が前記履帯式走行装置の最先及び/又は最後に位置する下転輪に設けられているので、不整地走行での負荷によるシャフトからのキャップをうごかそうとする力の伝達が軽減されるため、締付ボルトや固定ボルトに過大な曲げ応力が発生することもない。従って、ボルトの耐久性を向上させ、結果として、下転輪支持構造の長寿命化を図ることができる。
本発明の履帯式走行装置は、上述の転輪支持構造を有するため、前記した効果を奏することができる。
また、この下転輪は、前記トラックフレームの下部に設けられる脚部を介して前記トラックフレームに設けられ、前記シャフト支持体は、この脚部に設けられていることが好ましい。例えば、このシャフト支持体はいわゆるボギーであり、ボギーが下転輪を揺動することで、不整地走行においても、下転輪が履帯に追従しやすくなる。
なお、下転輪がトラックフレームの下部に直接設けられ、シャフト支持部が、このトラックフレームの下面に一体的に形成されていてもよい。
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて詳述する。
(1)全体構成
図1には、本発明の実施形態に係る作業車両としてブルドーザ1が示され、このブルドーザ1は、メインフレーム2、キャブ3、ブレード4、及び履帯式走行装置5を備えて構成される。
メインフレーム2は、走行方向前後方向に延びる鋼製フレーム体として構成され、内部には、図示を略したが、動力源となるエンジンと、このエンジンによって駆動する油圧ポンプと、油圧ポンプによって圧送される作動油を各部位に切り換える操作弁とが設けられている。
キャブ3は、メインフレーム2の後方上部に設けられ、内部には、シート31及び操作レバー32が設けられ、操縦者は、このキャブ3に乗車して、シート31に座って操作レバー32等を操作することにより、ブルドーザ1を操縦する。
ブレード本体41は、湾曲した凹面状の鋼製板から構成され、このブレード本体41で土を前方に押すことにより、削土、盛土等の作業を行うことができ、さらに、ブレード本体41の下面により、盛土、均し等の作業を行うことができる。
フレーム42は、ブレード本体41をメインフレーム2に連結するものであり、メインフレーム2に対して回転自在に取り付けられ、先端にブレード本体41が上下左右に回転自在に取り付けられている。
シリンダ43は、メインフレーム2の上部に取り付けられ、先端側がフレーム42の上部に連結されている。このシリンダ43は、前記の油圧ポンプから圧送される作動油によって伸縮し、これによりブレード本体41の仰角を変更することができる。
図2は、図1における履帯式走行装置5を拡大して示した図である。この履帯式走行装置5は、トラックフレーム51、アイドラ(遊動輪)52、スプロケット(駆動輪)53、下転輪54、上転輪55、及び履帯56を備えて構成される。具体的には、アイドラ52とスプロケット53とを略直線状に配置し、アイドラ52とスプロケット53との間に下転輪54、上転輪55を回転自在に設け、これらの周囲に履帯56が巻装されている。
アイドラ52は、トラックフレーム51の前端部に回転自在に設けられ、トラックフレーム51に対して前方側に移動可能になっている。
下転輪54は、トラックフレーム51の下部に、シャフト541に対して回転自在に設けられた下転輪本体540と一体となって複数設けられ、各下転輪54は、ブルドーザ1の走行方向に沿って配列されている。
また、下転輪本体540を回転自在に支持するシャフト541は、シャフト支持体としてのボギー511とキャップ部材512とで挟持されており、これらが下転輪支持構造7を構成するが詳細は後述する。
履帯56は、図示を略したが、複数のシューをピンで連結した構成を備え、アイドラ52、スプロケット53、複数の下転輪54、及び上転輪55を取り巻くように巻装され、スプロケット53に噛合している。
図3は、図2における下転輪支持構造7の側面図である。図4は、図3のI−I部分の断面図である。ここで、上述の下転輪支持構造7は履帯式走行装置5の最先に位置する下転輪54(左右)に設けられている。
下転輪54は、図3及び図4に示すように、下転輪本体540が、シャフト541を軸受手段542を介して回転可能に取り付けられて構成されている。軸受手段542には軸受油が充填されており、油止めピン543により漏れを防止している。この油止めピン543はボギー511とキャップ部材512との密着部に形成された孔544から出し入れ可能になっている。
このボギー511は、図3、図4に示すように、ボギー支軸513に軸支されるボギー本体部5111と、キャップ部材512との間に空間(隙間)を有して対向するボギー締付部5112と、キャップ部材512に密着するボギー密着部5113とを含んで構成される。
一方、ボギー密着部5113とキャップ部材密着部5122は、締結部材としての固定ボルト515により締め付けられて密着・固定され、被締結部(外側固定部分)72を構成する。
なお、シャフト541の端部5412は上述の内側締付固定部分71までの長さしかなく、外側固定部分72には存在しない。
本実施形態に係る下転輪支持構造7は、このような構成を具備する結果、次のような効果を奏する。
(a)下転輪本体540を外装するシャフト541の端部5412を、ボギー511とキャップ部材512とで隙間を持って締付ボルト514により固定する内側締付固定部分71と、ボギー511とキャップ部材512が密着している外側固定部分72とを備えているため、ブルドーザ1が不整地を走行してシャフト541が変位しても、ボギー511とキャップ部材512とは、前記隙間により、相対的に変位しにくくなっている。
それ故、従来、強い曲げ応力を受けていたシャフト541直近の締付ボルトの寿命が延びることで、下転輪支持構造7の耐久性を向上させることができる。
なお、この段部を形成するために、ボギー511のボギー締付部5112に段部を設けてもよいし、あるいは、外側固定部分にスペーサ(シム)を挿入しても同様の効果が得られる。もちろん、これらを併用してもよい。
(条件1:本実施形態)
図1〜図5に係る履帯式走行装置5を備えたブルドーザ1を用いて、前述した構成と同じである。図6(A)には、本条件に係る下転輪支持構造7の要部を模式的に示した。下転輪支持構造7は、下転輪54を挟んで左右一対の構造からなるが、ここでは、一方の側のみ図示した。また、下記の条件設定においても、便宜上、片側についてのみ記した。条件2及び条件3についても同様である。
上述の実施形態にて説明したように、キャップ部材512にはボギー511への対向面に約1mmの段差があり、内側締付固定部分71には約1mmの空間(隙間)が形成されている。一方、ボギー511とキャップ部材512とは外側固定部分72(網掛け部分)で密着している。
図6(B)に示すように、4個の締付ボルトにより、ボギーとキャップ部材とで、下転輪のシャフトの端部を挟持して固定した。条件1と異なり、キャップ部材には段差がなく、密着部もない。ボギーとキャップ部材との間には約1mmの空間(隙間)が形成されている。
図6(C)に示すように、2個の締付ボルトによりボギーとキャップ部材とで、下転輪のシャフトの端部を挟持して固定した。条件2と同様に、密着部はない。ボギーとキャップ部材との間には約1mmの空間(隙間)が形成されている。
上述の条件1〜条件3の下転輪支持構造を有する履帯式走行装置を備えたブルドーザ1を運転して、下記の障害物に対して、片側の履帯及び両側の履帯で乗り越える走行を行った。
各下転輪支持構造における締付ボルトには抵抗ひずみゲージを取り付け、走行時の最大曲げ応力(両振換算応力σw)を測定した。
高さ 150mm(両側乗り越え)
高さ 350mm(片側乗り越え)
・走行条件
両側乗り越え:前進1速、後退1速
片側乗り越え:前進2速、後退1速
〔結果〕
条件3では片側2本の締付ボルトにより、ボギーとキャップ部材とでシャフトを挟持・固定しているだけであり、締付ボルトに大きな曲げ負荷がかかっていることがわかる。
条件2では締付ボルトを片側4本に増やしたが、ボルトにかかる負荷は略半分になった程度であり、締付ボルトを増やして1本当たりの負荷を減らしただけの効果にとどまった。
これに対して、条件1では、締付ボルト514に生ずる最大曲げ応力が激減しており、本実施形態の効果が確認された。
図7には、本発明の第2実施形態に係る履帯式走行装置8が示されている。
履帯式走行装置8は、トラックフレーム81、アイドラ82、スプロケット83、下転輪84、上転輪85、及び履帯86を備えて構成される。具体的には、アイドラ82とスプロケット83とを略直線状に配置し、アイドラ82とスプロケット83との間に、下転輪84、上転輪85を回転自在に設け、これらの周囲に履帯86が巻装されている。
第2実施形態における履帯式走行装置8は、軟式ではなく、いわゆる硬式と呼ばれる足回り構造をとっている。すなわち、下転輪のシャフト841は、直接、トラックフレーム81に固定されている。
このような実施形態でも、第1実施形態と同様な構成であることから前述の各効果を得ることができ、加えて、以下の効果がある。
するために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの
形状、材質などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明
に含まれるものである
Claims (7)
- シャフト(541)と、このシャフト(541)に回転自在に支持される転輪本体(540)とを備え、履帯式走行装置(5)の履帯(56)が巻装される転輪(54,55)を支持する転輪支持構造(7)であって、
前記履帯式走行装置(5)を構成するトラックフレーム(51)に設けられ、前記シャフト(541)の外周面の一部が当接して、該シャフト(541)を支持するシャフト支持体(511)と、
前記シャフト(541)の径方向に前記シャフト支持体(511)と対向配置され、前記シャフト(541)の外周面の他の部分と当接するキャップ部材(512)と、
前記シャフト支持体(511)及び前記キャップ部材(512)を締結し、前記シャフト(541)を締め付け固定する複数の締結部材(514,515)とを備え、
前記シャフト支持体(511)と前記キャップ部材(512)との間には、前記締結部材(514,515)により締結される被締結部(71,72)が前記シャフト(541)の軸方向に沿って複数形成され、
前記シャフト支持体(511)及び前記キャップ部材(512)を前記締結部材(514,515)により締め付けたときに、
前記複数の被締結部(71,72)のうち、前記転輪本体(540)に近い前記シャフト(541)の軸方向内側の被締結部の位置に応じた部分(71)は、隙間が形成された状態で締結され、
他の被締結部の位置に応じた部分(72)は、隙間なく締結されていることを特徴とする転輪支持構造。 - 請求項1に記載の転輪支持構造において、
前記キャップ部材(512)及び/又は前記シャフト支持体(511)には、前記軸方向内側の被締結部の位置に応じた部分(71)に、挿入される前記締結部材の軸方向に凹む段差が形成されていることを特徴とする転輪支持構造。 - 請求項1に記載の転輪支持構造において、
前記他の被締結部の位置に応じた部分(72)は、スペーサが介装されて隙間なく締結されていることを特徴とする転輪支持構造。 - 走行方向に沿って延びるトラックフレーム(51,81)と、
このトラックフレーム(51,81)の走行方向端部にそれぞれ設けられる駆動輪(53,83)及び遊動輪(52,82)と、
前記駆動輪(53,83)及び遊動輪(52,82)に巻装される履帯(56,86)と、
この履帯(56,86)が巻装され、前記履帯(56,86)に作用する接地加重を支持する複数の下転輪(54)とを備えた履帯式走行装置であって、
前記下転輪(54)は、シャフト(541)及びこのシャフト(541)に回転自在に支持される転輪本体(540)を備え、
前記複数の下転輪(54)のうち、少なくともいずれかの下転輪(54)を支持する転輪支持構造(7)を備え、
この転輪支持構造(7)は、
前記トラックフレーム(51,81)に設けられ、前記シャフト(541)の外周面の一部が当接して、該シャフト(541)を支持するシャフト支持体(511)と、
前記シャフト(541)の径方向に前記シャフト支持体(511)と対向配置され、前記シャフト(541)の外周面の他の部分と当接するキャップ部材(512)と、
前記シャフト支持体(511)及び前記キャップ部材(512)を締結し、前記シャフトを締め付け固定する複数の締結部材(514,515)とを備え、
前記シャフト支持体(511)と前記キャップ部材(512)との間には、前記締結部材(514,515)が締結される被締結部(71,72)が前記シャフト(541)の軸方向に沿って複数形成され、
前記シャフト支持体(511)及び前記キャップ部材(512)を前記締結部材(514,515)により締め付けたときに、
前記複数の被締結部(71,72)のうち、前記転輪本体(540)に近い前記シャフト(541)の軸方向内側の被締結部の位置に応じた部分(71)は、隙間が形成された状態で締結され、
他の被締結部の位置に応じた部分(72)は、隙間なく、締結されていることを特徴とする履帯式走行装置。 - 請求項4に記載の履帯式走行装置において、
前記転輪支持構造(7)は、当該履帯式走行装置の走行方向端部の下転輪(54,84)を支持することを特徴とする履帯式走行装置。 - 請求項4又は請求項5に記載の履帯式走行装置において、
前記下転輪(54)は、前記トラックフレーム(51)の下部に設けられる脚部を介して前記トラックフレーム(51)に設けられ、
前記シャフト支持体511は、この脚部に設けられていることを特徴とする履帯式走行装置。 - 請求項4又は請求項5に記載の履帯式走行装置において、
前記下転輪(81)は、前記トラックフレーム(81)の下部に直接設けられ、
シャフト支持部が、このトラックフレーム(81)の下面に一体的に形成されていることを特徴とする履帯式走行装置。
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