JP2004050950A

JP2004050950A - 履帯用リンク

Info

Publication number: JP2004050950A
Application number: JP2002210675A
Authority: JP
Inventors: Michiaki Nakamura; 中村　道明; Kiichi Nakayama; 中山　喜一; Kenichi Hisamatsu; 久松　健一
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2002-07-19
Filing date: 2002-07-19
Publication date: 2004-02-19
Anticipated expiration: 2022-07-19
Also published as: JP4215460B2

Abstract

【課題】リンクの耐久性を損なうことなく全体としての軽量化を図り、省エネルギー化と経済効果が得られるようにされる履帯用リンクを提供する。
【解決手段】装軌式作業機械における履帯を構成するリンク１０であって、　所要の間隔で連結ピン孔１５と履帯ブッシュ装着孔１６を有し、高さ方向の接地側の面（履板取付部１９）にリンク１０を履板と結合させる複数のボルト挿通孔２０が設けられ、かつそのボルト挿通孔２０の一端にナット装填用開口部２１を形成され、そのナット装填用開口部２１における前記ボルト挿通孔２０と接しない部分（ウエブ部分２３）の開口方向の厚みが、その周辺部に較べて薄肉に形成される。
【選択図】　　　　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、装軌式走行体を備える作業機械に用いられる履帯を連結するための履帯用リンクに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、パワーショベル，ブルドーザなど装軌式の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リンクに、それぞれ履板が取り付けられたものであり、その履帯を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、前記リンクを駆動輪のスプロケットに噛合わせて駆動され、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。
【０００３】
このような履帯におけるリンクは、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リンク片５１，５１を所定の間隔をとって履帯ブッシュ５２で相互に連結されて１リンク（リンクアセンブリ５０）とされ、そのようなリンクアセンブリ５０を履帯ブッシュ５２の内部に挿通する連結ピン５３によって順次連結されている。また、履板５５は所要寸法のものを前記各リンクアセンブリ５０の接地側に対応する端面に、そのリンク片５１の中間位置で連結ピン５３の軸方向と直交する方向に貫通するボルト挿通孔５４を通じてボルト５６とナット５７によって締結固着されている。
【０００４】
履帯は、前述のような構成であるので、使用されるリンクアセンブリ５０（以下、単にリンクという）について、一般に連結されるリンク５０の連結数が偶数・奇数に係わらず支障を来すことのないように、連結部でオフセットされた形状のリンク片５１，５１を対称に配置された、いわゆるオフセットリンクが使用されている。また、履板５５とリンク片５１とを締結するために、リンク片５１の連結ピン孔とブッシュ取付穴との間に透かし孔５８（ナット装填用開口部）が二箇所設けられ、そのリンク片５１における透かし孔５８の形成部における履板取付面に対する反対側の面にナット保持座が設けられている。
【０００５】
このように構成された履帯は、走行する際の動力伝達を行う働きをするとともに、接地側において作業機械全体を支持するものであるから、全体として頑丈な構造のものが要求される。したがって、履帯のリンク５０は、一般の動力伝達チェーンのリンクと異なり構造的に厚肉にされた頑丈な構造のものが使用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の履帯用リンクにあっては、強度的に頑丈なものを採用して故障が発生しないことを前提としていることから、どうしてもその重量が大となる。殊に、一台の作業機械に装備される履帯を構成するリンクの数は、少なくとも８０を越える数からなり、その単位重量は過大ではなくとも合計された重量としては非常に大きくなる。したがって、その駆動に対する動力もより多く消費されることになる。このようなことは、近時環境対策の一端として省エネルギー化の促進が求められることから、この種の履帯を備える作業機械についてもその見直しが必要となっている。
【０００７】
このような見地から、多数のリンクを連結してそれらに取付く履板とで構成される履帯において、過剰な材料を用いて形成されているか否かを探求して、必要強度を確保するとともに、その自重量を削減することにより軽量化を図り、過剰な動力消費を削減することによる省エネルギー化、ひいてはコストダウンを達成できるという経済的効果が求められる。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、リンクの耐久性を損なうことなく全体としての軽量化を図り、省エネルギー化と経済効果が得られるようにされる履帯用リンクを提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前述された目的を達成するために、本発明による履帯用リンクは、
装軌式作業機械における履帯を構成する履帯用リンクであって、
所要の間隔で連結ピンを固定する開口部と履帯ブッシュを固定する開口部を有し、高さ方向の接地側の面にリンクを履板と結合させる複数のボルト挿通孔が設けられ、かつそのボルト挿通孔の一端にナット装填用開口部を形成され、そのナット装填用開口部における前記ボルト挿通孔と接しない部分の開口方向の厚みが、その周辺部に較べて薄肉に形成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明によれば、履板とリンクを結合するためのナット装填用開口部におけるボルト挿通孔と接しない部分の開口方向の厚みが、その周辺部の他の部分に較べて薄肉に形成されていることにより、非接地側の強度を低下させることなく重量軽減することができる。その結果、リンクの単位重量を削減できることは、多数のリンクを連結して構成される履帯としての重量がかなり大きく削減できることになり、運転時における動力消費を大きく低減できることになり、省エネルギー化と使用材料の削減に伴うコストダウンとが併せ得られるという効果を奏するのである。
【００１１】
前記発明において、前記ナット装填用開口部における前記ボルト挿通孔と接しない部分は、そのボルト挿通孔を備える接地側部位と非接地側部位との間に形成されており、前記非接地側部位の幅方向の中間部に位置していることを特徴とする。こうすることで、リンクの非接地側部位が、ナット装填用開口部におけるボルト挿通孔と対向する開口部隣接部分を薄肉に形成されていても、非接地側部位に掛かる荷重に対する断面強度を維持することができ、重量軽減の効果を発揮することができる。
【００１２】
前記発明において、前記ナット装填用開口部は複数設けられるのがよい。また、前記複数のナット装填用開口部間に形成される中間支持部位は、リンクのオフセット繋ぎ軸線上で横断面を菱形状に形成されるのがよい。このように構成されることにより、まずナット装填用開口部を複数設けることで、リンクと履板との締結固定能力を高めることができる。また、中間支持部位を菱形断面形状にすることで、型鍛造によるナット装填用開口部の抜き加工を容易にするとともに、前記薄肉部分の創成を無理なく容易に行えて、工作性を高めることができるという効果を奏する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による履帯用リンク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。
【００１４】
図１には本発明の一実施形態に係る履帯の一部分解斜視図が示されている。図２には、履板とリンクとの結合された履帯サブアセンブリを表わす斜視図が、図３にはリンクの正面図が、図４にはリンクの斜め下から見た外観斜視図（ａ）と斜め上から見たリンクの内側面斜視図（ｂ）が、図５には図３のＡ−Ａ視断面図が、それぞれ示されている。
【００１５】
本実施形態の履帯用リンク１０（以下、単にリンク１０という）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）に組み込まれる履帯１の一部を構成するものであり、図１にその一部を示すように、左右一対のリンク１０，１０をその接地面側に配される履板３にボルト締結して履板３とリンク１０の組み付けられたものを、そのリンク部分において連結ピン４とブッシュ５によって多数連結して履帯１を構成するのに用いられるオフセット型のリンクである。
【００１６】
このリンク１０は、連結方向軸線に対して左右対称形のものを所定の間隔に配して連結ピン４とブッシュ５によって組立てられて順次連結されており、接地面側に所要寸法の履板３がボルト締結（後述）される。なお、リンク１０は左右対称形であるので、以下その片側について述べる。
【００１７】
リンク１０は、その本体部１１が連結状態で一列に揃うように中間位置から一端部１２に対して他端部１３を連結時に重なり合う寸法で幅方向にオフセットされている。そのオフセットされた他端部１３には外側にカウンタボス１４が設けられ、そのカウンタボス１４に連結ピン孔１５（本発明の連結ピンを固定する開口部に相当）が本体部１１に直交して設けられ、一端部１２には前記連結ピン孔１５と平行して履帯ブッシュ装着孔１６（本発明の履帯ブッシュを固定する開口部に相当）が設けられている。前記連結ピン孔１５と履帯ブッシュ装着孔１６との両軸芯間の距離がこのリンク１０の連結ピッチとなる。なお、前記他端部１３のカウンタボス１４と反対側の内面部には、シールリングが装着されるシール穴１７が前記連結ピン孔１５と同軸芯で形成されている。
【００１８】
このようにされるリンク１０の本体部１１中間部分では、オフセット部分を覆うようにして非接地側には所要肉厚の平面形成部１８が、また、この平面形成部１８と平行して反対の接地側には履板取付部１９が、それぞれ所要寸法の肉厚で形成されている。なお、前記非接地側の平面形成部１８は、リンク１０を連結して使用される際に連結ピン４を基準にして回動する範囲で干渉しないように一端部１２では外側を、他端部１３では内側をそれぞれ切欠いて形成されている。
【００１９】
前記履板取付部１９には、所要の間隔で二箇所にボルト挿通孔２０がその取付部１９の取付面に直交するようにして穿設されている。それらボルト挿通孔２０が設けられる履板取付部１９と前記非接地側の平面形成部１８との間には、ナット装填用開口部２１，２１が前記ボルト挿通孔２０に対応させて設けてある。
【００２０】
前記両ナット装填用開口部２１，２１間には、図３〜図５にて示されるように、非接地側の平面形成部１８と履板取付部１９とを接続するように中間支持部位２２が設けられ、前記ナット装填用開口部２１，２１に繋がって前記中間支持部位２２と前記平面形成部１８との間に薄肉の水かき状のウエブ部分２３，２３が、内外両面から彫り込んだ状態で形成されている。また、前記中間支持部位２２は、図５にて示されるように、その平断面が菱形状に形成されている。
【００２１】
また、本体部１１の両端部１２，１３では、いずれも非接地側に相当するカウンタボス１４の上側部分１３ａおよび下側部分１３ｂと履帯ブッシュ装着孔１６の形成部上側１２ａにおける余剰部分（強度的に余り影響されない部分）を彫り込んで軽量化を図っている。
【００２２】
このように構成される本実施形態のリンク１０は、その製作に当って型鍛造加工によって外形を成形されている。したがって、その鍛造加工時に、本体部１１の中間部分における中間支持部位２２を挟んで設けられるナット装填用開口部２１，２１の打抜きと、そのナット装填用開口部２１に繋がって前記中間支持部位２２と前記平面形成部１８との間に形成される薄肉水かき状のウエブ部分２３，２３が一体に成形される。なお、連結ピン孔１５およびシール穴１７と履帯ブッシュ装着孔１６とは機械加工され、所定の連結ピッチどおりに仕上られる。また、履板取付部１９に設けられるボルト挿通孔２０，２０についても孔加工され、履板をボルトで締結させるようになされる。
【００２３】
本実施形態のリンク１０は、図６にその要所の断面形状図で示されるように、要所の断面形状を駆動時に作用する負荷に対して十分耐える断面係数を所有させて、比較的負荷の小さい部位において断面が小さくなるように形成されている。
【００２４】
すなわち、図６における図上断面１−１では、リンク一端部１２に履帯ブッシュを装着するに要する通常の肉厚で形成されている。断面２−２は、ちょうど履板を締結するボルト挿入孔２０の軸芯を通り、ナット装填用開口部２１を縦断しており、前記ナット装填用開口部２１に接する部分が薄肉のウエブ部分２３として、オフセットされるリンク中間部での平面形成部１８における厚さ方向（幅方向）のほぼ中ほどにウエブ部分２３が位置するようにされているのが判る。また、断面３−３は中間支持部位２２の外れ位置での断面形状が示され、断面４−４は中間支持部位２２の位置を縦断した断面形状で、この部位では前面側を少し内側に控えるようにして平面形成部と履板取付部とが一体になっている。なお、断面５−５および断面６−６は、いずれも前記断面３−３および断面２−２とほぼ対称である。また、断面７−７は、ちょうど連結ピン孔の中心を縦断したところで、従来のものとほぼ同様である。
【００２５】
前述のように本実施形態のリンク１０は、牽引力が直接的に作用する一端部１２と他端部１３とではほぼ従来と同様の断面形状にされて耐久性を維持できるようにされている。そして、中間部においては履板３（図１参照）を介して作用する上下方向の負荷に対して中間支持部位２２が、両端部１２，１３の連結ピン孔１５周りと履帯ブッシュ装着孔１６周りと協働して対応し、特にナット装填用開口部２１，２１周りを中間支持部位２２が支柱の役目を果たすとともにその開口部に接するウエブ部分２３，２３によって中間支持部位２２と両端部１２，１３との間を繋ぐリブの働きをさせる構造とすることで、当該部分を薄肉に形成されているにも係わらず断面強度の低下を防止することができるのである。
【００２６】
また、前記中間支持部位２２の断面をほぼ菱形状に形成することと、前記ウエブ部分２３，２３を幅方向の中ほどに位置させるように形成することで、リンクの一端部１２に対して他端部１３をオフセットさせて型鍛造するのを容易化し、かつナット装填用開口部２１を確実に抜き落とし成形することができる。
【００２７】
こうして形成される本実施形態のリンク１０は、従来品と比較して、その強度を殆ど低下させることなく、重量を低減させることができるのである。ちなみに、従来品と本実施形態のものとの重量差は、従来品が９．２５Ｋｇであるのに対して、本実施形態のものが８．３０Ｋｇであり、その差は−０．９５Ｋｇである。ここで重量差−０．９５Ｋｇということは、１リンクアセンブリにおけるブッシュおよび連結ピンについて従来と変わりがないとしても、１リンクアセンブリ当り二個のリンクからなるので、その１リンクアセンブリ当りの減量が−１．９Ｋｇとなる。したがって、装軌車両の１連の履帯におけるリンク数が４０とすると、−１．９×４０＝７６Ｋｇ、さらに下部走行体としては二連の履帯を必要とすることから、７６×２＝１５２Ｋｇとなる。
【００２８】
このように、リンク１個当りの重量軽減は僅かであっても、多数個のリンクを連結して構成される履帯としてみれば、その連結数が多いほど履帯そのものの条件を変更することなく多大な重量低減を図ることが可能になる。その結果、駆動時の動力消費量を大きく削減でき、運転コストの低減と製品材料の削減とによる経済効果を著しく高めることができるのである。
【００２９】
さらに、本発明によれば、動力消費量の低減で同一性能の車両である場合、その駆動機でパワーアップあるいは動力消費量に見合った性能に対応する駆動機に置き換えてより軽量化を図ることができ、また、動力消費量の削減による省エネルギー化によって環境改善に資すること著しいものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る履帯の一部分解斜視図である。
【図２】図２は、履板とリンクとの結合された履帯サブアセンブリを表わす斜視図である。
【図３】図３は、本実施形態のリンクの正面図である。
【図４】図４は、リンクの斜め下からの外観斜視図（ａ）と斜め上からのリンクの内側面斜視図（ｂ）である。
【図５】図５は、図３のＡ−Ａ視断面図である。
【図６】図６は、本実施形態のリンクにおける要所の断面形状図である。
【図７】図７は、従来のリンクサブアセンブリの斜視図（ａ）と正面図（ｂ）である。
【符号の説明】
１　　　　　　　　　　履帯
３　　　　　　　　　　履板
４　　　　　　　　　　連結ピン
５　　　　　　　　　　ブッシュ
１０　　　　　　　　　リンク
１１　　　　　　　　　リンクの本体部
１２　　　　　　　　　リンクの一端部
１３　　　　　　　　　リンクの他端部
１４　　　　　　　　　カウンタボス
１５　　　　　　　　　連結ピン孔
１６　　　　　　　　　履帯ブッシュ装着孔
１８　　　　　　　　　平面形成部
１９　　　　　　　　　履板取付部
２０　　　　　　　　　ボルト挿通孔
２１　　　　　　　　　ナット装填開口部
２２　　　　　　　　　中間支持部位
２３　　　　　　　　　ウエブ部分

Claims

装軌式作業機械における履帯を構成する履帯用リンクであって、
所要の間隔で連結ピンを固定する開口部と履帯ブッシュを固定する開口部を有し、高さ方向の接地側の面にリンクを履板と結合させる複数のボルト挿通孔が設けられ、かつそのボルト挿通孔の一端にナット装填用開口部を形成され、そのナット装填用開口部における前記ボルト挿通孔と接しない部分の開口方向の厚みが、その周辺部に較べて薄肉に形成されていることを特徴とする履帯用リンク。
前記ナット装填用開口部における前記ボルト挿通孔と接しない部分は、そのボルト挿通孔を備える接地側部位と非接地側部位との間に形成されており、前記非接地側部位の幅方向の中間部に位置していることを特徴とする請求項１に記載の履帯用リンク。
前記ナット装填用開口部は複数設けられている請求項１または２に記載の履帯用リンク。
前記複数のナット装填用開口部間に形成される中間支持部位は、リンクのオフセット繋ぎ軸線上で横断面を菱形状に形成される請求項３に記載の履帯用リンク。