JP4289990B2 - ロータリブッシュ式履帯 - Google Patents

Description

本発明は、装軌式作業機械における履帯に関し、詳しくは内リンクと外リンクとの組み合わせによるその連結部における強度の向上を図ったロータリブッシュ式履帯に関するものである。

従来、パワーショベル，ブルドーザなどの装軌式作業機械における下部走行体の履帯は、無端状に連結されるトラックリンクにそれぞれ履板が取り付けられたものであり、この履帯が車体フレームに支持されて所要の間隔で配されている駆動輪と遊動輪に巻き掛けられ、前記トラックリンクが駆動輪のスプロケットに噛み合わされて駆動され、それら駆動輪と遊動輪の間で車体フレームに配置される下部転輪と上部転輪により支持されて走行できるようにされている。

このような履帯におけるトラックリンクは、一般に図７（ａ）（ｂ）で示されるように、その幅方向において左右対称に形成されるオフセット型のリンク片７１，７１が所定の間隔でもって履帯ブッシュ７２で相互に連結されて１リンク（リンクアセンブリ７０）とされ、このようなリンクアセンブリ７０が履帯ブッシュ７２の内部に挿通される連結ピン７３によって順次連結されて構成されている。前記各リンクアセンブリ７０の接地側に対応する端面には、リンク片７１の中間位置で連結ピン７３の軸方向と直交する方向に貫通するボルト挿通孔７４を通じてボルトとナットによって履板７５が締結固着されている。このような履帯６０は各トラックリンク（リンクアセンブリ７０）の連結部分に位置する履帯ブッシュ７２がスプロケット（図示せず）の歯に噛み合うようにされ、スプロケットからの動力が履帯ブッシュ７２を介して連結ピン７３、一対のリンク片７１，７１および履板７５へと伝達されるように構成されている。

前述のような構成の履帯６０においては、スプロケットの歯と噛み合う履帯ブッシュ７２がリンク片７１，７１に対して固定されている。この履帯ブッシュ７２は、リンクアセンブリ７０におけるまわり対偶を構成する軸受部材として機能するのみならず、スプロケットから動力を直接伝達する動力伝達部材として機能するため、この履帯ブッシュ７２の外周面は、スプロケットの歯面とのすべり接触による面圧とスプロケットとの噛み合い時に生じる相対すべりを受ける。しかし、この履帯ブッシュ７２の両端部は、一対のリンク片７１，７１に固定されているため、外周面がその面圧と相対すべりを局部的に受けることになる。このため、従来の履帯６０では、履帯ブッシュ７２が早期に摩耗して、交換頻度が高くなり、ランニングコストが嵩むという問題点がある。

このような問題点を解決し得る先行技術として、履帯ブッシュを三分割し、その三分割された履帯ブッシュのうちのスプロケットの歯と噛み合う真中の部位のブッシュを回転可能に構成して（この構成を本発明では「ロータリブッシュ式」と呼ぶこととする。）、スプロケットの歯との噛み合いを円滑にするとともに、噛み合い時の相対すべりを緩和してブッシュの早期摩耗を防止するようにしたものが知られている（特許文献１、特許文献２）。さらに、本出願人の先出願になる特願２００２−２２８０３号に開示されているものがある。

特表平６−５０４７４７号公報 実公昭５４−４２０６号公報

しかしながら、前記特許文献１によって知られる履帯用リンクにあっては、履帯ブッシュを三分割してその中間に位置する部位のブッシュを連結ピン上で回転自在に構成しているために、この中間部位のブッシュの両側に位置するブッシュがリンク片に設けられる装着孔内に圧入されて連結ピンに対する軸受ブッシュの機能を果たす構造となる。このために、リンクアセンブリとして組立てられた構造で一対のリンク片と連結ピンが剛に接合するだけであるので、ピン装着部と履板取付部との間に高応力が発生し、従来の非ロータリブッシュ式のものと比較して剛性が著しく低下するという問題点がある。

また、リンクアセンブリの連結部においては、ブッシュ端部と連結ピン固定側リンク片との間をシールするためのシール部材を設けるのに、リンクの連結ピン側にシール部材を嵌め込む構造とされ、工作上手数を要するのみならず、組立も煩雑になるという問題点がある。また、前記特許文献２によって知られるものでは、リンク片の連結ピン側の強度が不足して前記特許文献１のものと同様の問題点がある。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、リンクの機能性を分担させて組み合わせることにより合理的に強度を高め、回転ブッシュの機能を一層向上させることのできるロータリブッシュ式履帯を提供することを目的とするものである。

前述された目的を達成するために、本発明によるロータリブッシュ式履帯は、
装軌式車両におけるロータリブッシュ式履帯であって、
外リンクと内リンクとの組み合わせでトラックリンクが構成され、前記外リンクに連結ピン孔が設けられ、前記内リンクにブッシュ孔が設けられ、外リンクの連結ピン孔部の厚さ寸法に対して内リンクのブッシュ孔部の厚さ寸法が大きく形成されていることを特徴とするものである（第１発明）。

前記発明において、前記内リンクの外側面には、ブッシュ孔の周囲に緩やかな勾配で隆起する部分を有するボス部が設けられるのが好ましい（第２発明）。

ここで、前記外リンクにおける連結ピン孔の周囲は、内側面側が前記内リンクのボス部外形に対応する凹面に形成されるのが好ましい（第３発明）。

また、前記発明において、前記外リンクにおける連結ピン孔の周囲は、外面側を膨出させた形状とされるのが好ましい（第４発明）。

前記内リンクのブッシュ孔部の厚さ寸法は、外リンクの連結ピン孔部の厚さ寸法の１．１〜２．０倍にされるのが良い（第５発明）。

また、前記第１発明において、前記内リンクのブッシュ孔に嵌合装入される固定ブッシュと、左右の内リンク間に設けられる回転ブッシュとの間に配されるシールリングは、前記ブッシュ孔内部に嵌設されるのが良い（第６発明）。

さらに、前記内リンクのブッシュ孔に嵌合装入される固定ブッシュと外リンクとの間に配されるシールリングは、前記ブッシュ孔内部に嵌設されるのが好ましい（第７発明）。

第１発明によれば、トラックリンクを構成するのに内リンクと外リンクとを組み合わせるようにして、連結ピンが取り付く外リンクに対して、その連結ピンに外嵌するブッシュが組み込まれる内リンクのブッシュ孔部分の肉厚を、外リンクの連結ピン孔部分の肉厚よりも大きくすることによってブッシュ組み込み側の強度が高められ、内外両リンクに作用する応力を均衡させてブッシュ側リンク（内リンク）の剛性不足を解消してバランスの取れたトラックリンクを得ることができ、履帯の強度を高めることができる。

また、第２発明の構成を採用すれば、連結ピンに被嵌して嵌合装入され軸受部材としての役目を果たすブッシュの挿入孔部の肉厚を大きくして、組立状態での連結ピン圧入孔部分での強度と均衡させ、トラックリンクとしての強度を向上させることができる。また、リンクの成形時に踏面からブッシュ孔部までを滑らかな面に仕上げられるので製作が容易となり、成形時における内部歪の発生を抑えることができる。

さらに、第３発明の構成を採用すれば、内リンクとの連結部での干渉をなくして外リンクに対する連結ピンの所要嵌合スペースを確保することができ、円滑な動力伝達が行えるという効果を奏する。また、リンクの成形時にも前記内リンクと同様に内部歪の発生を抑えることができる。

また、第４発明のようにすれば、トラックリンクの幅寸法を広くすることができ、外リンクの連結ピン孔部分の肉厚を確保しつつ、内リンクのブッシュ孔部分の肉厚を大きくすることができるという効果を奏する。また、リンクの成形時にも前記内リンクと同様に内部歪の発生を抑えることができる。

第５発明の構成によれば、連結ピンが直接圧入固定される外リンクの連結ピン孔形成部に較べて、内リンクのブッシュ孔形成部では、シールリングを内在させて軸受部材ともなるブッシュを嵌合させるために、孔部とブッシュとの嵌合長さが長くでき、強度を高めることができる。そのブッシュ孔形成部の長さ（肉厚）が連結ピン孔形成部との比較割合で、１：１．１以下ではブッシュ孔側に作用する負荷で当該ブッシュ側に作用する応力が高応力になって剛性が低下する。また、前記両者の比較割合が１：２．０を越えると内側リンクの強度はより向上するが、トラックリンクとして組立てたときにそのリンク幅が過剰に大きくなって重量も過大になり、走行時の負荷が増すことになり好ましくない。

また、第６発明、第７発明の構成によれば、従来のように連結ピン孔の周囲にシール受入れ部を設けることなくシールすることができ、製作上の加工性を良くすることができ、コストダウンを図ることができるとともに、シールリングを内リンクのブッシュ孔内部に配置することで組立性を向上させることができるという利点がある。また、第７発明の構成によって、外リンクの連結ピン孔形成部の強度低下に繋がることも回避できる。

次に、本発明によるロータリブッシュ式履帯の具体的な実施の形態につき、図面を参照しつつ説明する。

図１には本発明の一実施形態に係る履帯の一部斜視図が示されている。図２には履帯の一部正面図が、図３には図２の一部を断面で表わす平面図が、図４には図２におけるＡ−Ａ視拡大断面図が、図５には内リンクの斜視図が、図６に外リンクの斜視図がそれぞれ示されている。

本実施形態のロータリブッシュ式履帯１は、主に油圧ショベル，ブルドーザなど装軌式の建設機械（作業機械）における下部走行体（図示省略）に組み込まれるものである。図１にその一部を示すように、ロータリブッシュ式履帯（以下、単に「履帯」という。）１は、所要の間隔で幅方向の左右に内リンク３と外リンク４とが交互に連結されたトラックリンク２が、その接地面側に配される履板８にボルト締着して組み付けられたもので、内リンク３と外リンク４とは連結ピン５とブッシュ６によって多数無端状に連結され、各リンク３，４の接地面側に履板８が取り付けられて構成されている。

この履帯１におけるトラックリンク２は、連結方向軸線に対して前述のように外リンク４と内リンク３とが左右対称で交互に連結ピン５とブッシュ６によって組立てられて順次連結されている。なお、内外の各リンク３，４は左右対称形であるので、以下その片側について説明する。

まず、内リンク３は、その本体部３１が内側面３２（トラックリンク２として組立てられたときに、左右の内リンク３，３（または外リンク４，４）が対向して向かい合う面、あるいは履帯駆動スプロケットに沿って移動する面、以下この側を「内側面３２」、反対側の面を「外側面３３」という。以下、同様。）が同一の平坦面に形成され、所定のピッチで連結ピン５に外嵌されるブッシュ６の嵌合する孔（以下、「ブッシュ孔」という。）３４が前記内側面３２に直交して設けられている。また、この内リンク３の上面が踏面とされ、両ブッシュ孔３４，３４の中間位置で上半部には、連結組立時における踏面３５を確保するための突起部３５ａが外側面３３から所要寸法突出して形成されている。さらに、前記突起部３５ａの下側には本体部３１の中央位置で上下方向に配されるピラー３７が設けられて、そのピラー３７の両側に内外を貫通する透かし孔３７ａ，３７ａが設けられ、それら透かし孔３７ａの下辺から下端面（履板取付面３８）に直交するようにしてそれぞれ所定のピッチでボルト挿通孔３７ｂが穿設されている。前記履板取付面３８は前記ブッシュ孔３４，３４の中心を結ぶ平面に対して平行な面にされ、また、前記踏面３５も履板取付面３８と平行な面に形成されている。なお、本体部３１の両端３１ａは、前記ブッシュ孔３４の軸芯を基準にした所要半径の円弧状に形成され、本体部３１が全体として中心縦軸線に対して正面から見て左右対称形に形成されている。

このようにされる内リンク３における前記ブッシュ孔３４の外側面３３側には、図４によって示されるように、緩やかな勾配で隆起する截頭円錐形の一部を形成するボス部３６が設けられ、踏面３５側に向って滑らかにつながる外形にされている。したがって、この実施形態においてブッシュ孔３４の軸線方向の長さ（肉厚Ｔ）は、後述する外リンク４における連結ピン圧入孔（連結ピン孔４３）の軸線方向の長さ（肉厚ｔ）の約１．５倍の寸法に形成されている。

一方、外リンク４は、その本体部４１の外形が前記内リンク３とほぼ同様にされて、前記内リンク３のブッシュ孔３４，３４のピッチと等しい寸法で連結ピン孔４３，４３を有し、外側面４２が平坦にされて前記連結ピン孔４３穿設部の周囲が緩やかな勾配の截頭円錐形のボス部４４を有する形状とされている。また、この外リンク４の内側面４５は、前記連結ピン孔４３の周りが前記内リンク３の外側面３３におけるボス部３６の形状に対応させた凹面（凹曲面４５ａ）にされている。そして、両連結ピン孔４３，４３の中間位置の上半部には、前記内リンク３と同様に、連結組立時における踏面４７を確保するための突起部４７ａが内側面４５から所要寸法突出して形成されている。また、この突起部４７ａの下側には本体部４１の中央位置で上下方向に配されるピラー４８が設けられて、そのピラー４８の両側に内外を貫通する透かし孔４８ａ，４８ａが設けられ、それら透かし孔４８ａの下辺から下端面（履板取付面４９）に直交するようにしてそれぞれ所定のピッチでボルト挿通孔４８ｂが穿設されている。

前記内リンク３と外リンク４とを交互に配してトラックリンク２を組立てる連結ピン５は、内リンク３のブッシュ孔３４に嵌合するブッシュ６内を貫通して両端部が外リンク４，４の連結ピン孔４３に圧入され、かつその外端がボス部４４の外面にてかしめられて固着される。なお、この連結ピン５は、その軸心に潤滑油注入孔５１が設けられ、この潤滑油注入孔５１の一端外部から潤滑油が注入充填されるようになされている。また、この連結ピン５の中間位置には、後述する回転ブッシュ６ａとの接触面に対する潤滑剤供給小孔５２が設けられ、回転ブッシュ６ａの潤滑性が確保できるようにされている。なお、図４中符号５３で示されるのはプラグである。

一方、連結ピン５に被嵌されるブッシュ６は、内リンク３のブッシュ孔３４内に嵌合される固定ブッシュ６ｂ，６ｂと左右の内リンク３，３間に配されて連結ピン５上で回動自在に支持される回転ブッシュ６ａとに三分割されている。

前記内リンク３のブッシュ孔３４に嵌合装着される固定ブッシュ６ｂは、トラックリンク２として組立てられて牽引力が作用するとき、その負荷に対応可能な受圧面が確保できる長さ寸法にされ、その両側にシールリング７，７が収まるようにされている。したがって、前述のように、外リンク４の連結ピン孔４３形成部の肉厚ｔに比較して、このブッシュ孔３４形成部の肉厚Ｔが厚く形成されている。なお、このブッシュ孔３４形成部の肉厚寸法Ｔは、外リンク４の連結ピン孔４３形成部の肉厚寸法ｔと比較して、外リンク４側を１とすると、内リンク３側（ブッシュ孔形成部）を最小１．１倍程度、好ましくは１．３倍程度にすることができるが、その場合、一方のシールリング７を従来のように連結ピン固定側に配置することになる。また、強度を一層高めることを目的とすれば、このブッシュ孔３４形成部の肉厚寸法Ｔを外リンク４の連結ピン孔４３形成部の肉厚ｔの２倍程度まで広げることができる。しかしながら、この肉厚寸法Ｔをより厚くするとトラックリンク２としての幅寸法が広がり、転輪の幅寸法も大きくしなければならないので、足回りが大型化して経済性が損なわれる。このことから、本実施形態では前記肉厚寸法の比率Ｔ／ｔが１．５に設定されている。また、前記比率を１．４と設定することも経済的に有利である。

このように本実施形態の内リンク３と外リンク４は、いずれもその製作に当って型鍛造加工によって外形が成型されており、本体部に形成される要部となる連結ピン孔４３周りのボス部４４およびブッシュ孔３４周りのボス部３６を緩やかな勾配にして膨らんだ形状とすることで、成形時における加工性が良好にされ、要部が無理なく厚肉に成形される形状となっている。なお、連結ピン孔４３およびブッシュ孔３４と履板取付面３８，４９に設けられるボルト挿通孔３７ｂ，４８ｂは機械加工されている。

このように構成される本実施形態のロータリブッシュ式履帯１は、内リンク３と外リンク４とが連結ピン５とブッシュ６とを嵌め合わせて順次連結され、それら内リンク３および外リンク４の履板取付面３８，４９に履板８が、それぞれボルト挿通孔３７ｂ，４８ｂを通じてボルト１０とナット１１によって締着されて組み立てられ、このようにされた履帯１が車体の駆動輪と遊動輪に巻き掛けて使用される。

本実施形態のロータリブッシュ式履帯１は、内リンク３においては、ブッシュ６を支持するのに必要な構造として当該部分（ボス部３６）が厚肉にされ、外リンク４においては、内リンク３のブッシュ孔３４を形成するボス部３６の形状に対応させた凹曲面４５ａにされて連結ピン５を装着するのに必要な構造とされ、これら内リンク３と外リンク４を組み合わせて履板８と締結することにより、全体として強度的にバランスのとれた構造となり、従来の構造において問題があった強度を合理的に向上させることができる。また、ブッシュ装着部でのシールリング７を内リンク３側にまとめる構造にすることで組立性を向上させることができ、固定ブッシュ６ｂ内に粉塵などが侵入するのを確実に防止することができ、円滑な軸受機能を発揮させ、耐久性の向上を図ることができる。

本発明の一実施形態に係る履帯の一部斜視図 履帯の一部正面図 図２の一部を断面で表わす平面図 図２におけるＡ−Ａ視拡大断面図 本実施形態の履帯における内リンクの斜視図 本実施形態の履帯における外リンクの斜視図 従来技術に係る履帯の構造説明図

符号の説明

１ 履帯
２ トラックリンク
３ 内リンク
４ 外リンク
５ 連結ピン
６ ブッシュ
３１ 内リンクの本体部
３２ 内リンクの内側面
３３ 内リンクの外側面
３４ ブッシュ孔
３５ 踏面
３５ａ 突起部
３６ ボス部
４１ 外リンクの本体部
４２ 外リンクの外側面
４３ 連結ピン孔
４４ ボス部
４５ 外リンクの内側面
４７ 外リンクの踏面
４７ａ 外リンクの突起部

Claims (7)

1. 装軌式車両におけるロータリブッシュ式履帯であって、
   外リンクと内リンクとの組み合わせでトラックリンクが構成され、前記外リンクに連結ピン孔が設けられ、前記内リンクにブッシュ孔が設けられ、外リンクの連結ピン孔部の厚さ寸法に対して内リンクのブッシュ孔部の厚さ寸法が大きく形成されていることを特徴とするロータリブッシュ式履帯。
2. 前記内リンクの外側面には、ブッシュ孔の周囲に緩やかな勾配で隆起する部分を有するボス部が設けられる請求項１に記載のロータリブッシュ式履帯。
3. 前記外リンクにおける連結ピン孔の周囲は、内側面側が前記内リンクのボス部外形に対応する凹面に形成される請求項２に記載のロータリブッシュ式履帯。
4. 前記外リンクにおける連結ピン孔の周囲は、外面側を膨出させた形状とされる請求項１〜３のいずれかに記載のロータリブッシュ式履帯。
5. 前記内リンクのブッシュ孔部の厚さ寸法は、外リンクの連結ピン孔部の厚さ寸法の１．１〜２．０倍にされる請求項１〜４のいずれかに記載のロータリブッシュ式履帯。
6. 前記内リンクのブッシュ孔に嵌合装入される固定ブッシュと、左右の内リンク間に設けられる回転ブッシュとの間に配されるシールリングは、前記ブッシュ孔内部に嵌設される請求項１に記載のロータリブッシュ式履帯。
7. 前記内リンクのブッシュ孔に嵌合装入される固定ブッシュと外リンクとの間に配されるシールリングは、前記ブッシュ孔内部に嵌設される請求項１に記載のロータリブッシュ式履帯。

Images