JP2015020630A

JP2015020630A - 履帯の緩衝装置

Info

Publication number: JP2015020630A
Application number: JP2013150922A
Authority: JP
Inventors: 成司岡本; Seiji Okamoto; 木村　啓介; Keisuke Kimura; 啓介木村
Original assignee: Caterpillar SARL
Current assignee: Caterpillar SARL
Priority date: 2013-07-19
Filing date: 2013-07-19
Publication date: 2015-02-02
Also published as: CN105358347A; WO2015007891A1; KR20160033133A; EP3022073A1; US20160159416A1

Abstract

【課題】調整シリンダ３０と支持部材４０との抜け止め機構に大きな繰り返し荷重が作用したときでも、抜け止め機構に発生する応力集中を低減して、抜け止め機構が破損することを防止することができる履帯の緩衝装置を提供する。
【解決手段】調整シリンダ３０のロッド３３の前端側３３ａの外周面には凹部３３ｂが形成されており、凹部３３ｂにはロッド３３の径方向外方に突出した抜け止め板５１が配設されており、抜け止め板５１と支持部材４０の環状端面壁４１の内面４１ｂとが当接されていることによってロッド３３は環状端面壁４１の内周４１ａから抜け出てしまうことが阻止されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、駆動輪および遊動輪に巻き掛けられた履帯の緩衝装置に関する。

一般に、建設車両の代表例である油圧ショベルは、自走可能な下部走行体と、下部走行体上に旋回自在に搭載された上部旋回体と、上部旋回体に俯仰動可能に取付けられた作業腕装置とから大略構成されている。

下部走行体は、上部旋回体が旋回自在に搭載されたカーボディ、およびカーボディを挟んで平行に水平方向へと延びた一対のトラックフレームを有しているベースフレームと、各トラックフレームの一端側に配設された一対の駆動輪と、各トラックフレームの他端側に配設された一対の遊動輪と、駆動輪および遊動輪に巻き掛けられた一対の無端状の履帯と、各履帯が受けた衝撃を緩衝する一対の履帯の緩衝装置とを備えている。

以下、説明の便宜の観点から、本明細書においては、各遊動輪が配設されている側を前側、各駆動輪が配設されている側を後側、一側の遊動輪と一側の駆動輪とを結んだ方向又は他側の遊動輪と他側の駆動輪と結んだ方向を前，後方向、そして各遊動輪同士又は各駆動輪同士を結んだ方向を左，右方向として説明を行う。

履帯の緩衝装置は、遊動輪に接続されており、履帯が受けた衝撃を、遊動輪を介して緩衝する装置である。履帯の緩衝装置は、履帯を付勢し且つ履帯が受けた衝撃を緩衝するコイルばねと、コイルばねの付勢力を調整する調整シリンダと、遊動輪を回転自在に軸支する支持部材とから大略構成されている。

調整シリンダは、遊動輪の後方に位置付けられていて前，後方向に延びたチューブと、チューブの外周面から径方向外方に突出したフランジと、チューブの前端部から前方に延びたロッドとを含んでいる。

支持部材は、遊動輪と調整シリンダとの間に配設されている。支持部材は、調整シリンダのロッドの前端側が摺動自在に挿入された環状端面壁と、環状端面壁の外周縁から前方に延びた周面壁と、周面壁の外周面から径方向外方に突出したばね受け部と、ばね受け部の外周縁から左，右方向外方に突出した左，右一対の張出部と、各張出部から前方に延びた左，右一対の支持部とから大略構成されている。

各支持部の間には遊動輪が配設されており、支持部材は各支持部において、遊動輪を回転自在に軸支している。また、支持部材は、各トラックフレームによって前，後方向移動自在に保持されている。

コイルばねは、調整シリンダのチューブおよびロッドの外周側に位置して、その軸線方向の各端部が調整シリンダのフランジおよび支持部材のばね受け部に当接して配設されている。また、コイルばねは、フランジとばね受け部との間で、所定量圧縮されて、所定の付勢力が蓄勢されている。

支持部材の環状端面壁の内周は、調整シリンダのロッドに対応して形成されている。そして、ロッドの前端側が環状端面壁の内周に沿って環状端面壁に挿入されていることによって、調整シリンダと支持部材とが連結されている。

しかし、ロッドが環状端面壁の内周に摺動自在に挿入されているため、調整シリンダおよび支持部材は、各々と相対的に移動することが自在となっている。そこで、コイルばねの付勢力で調整シリンダおよび支持部材が離間する方向に押圧されることによって、ロッドが環状端面壁の内周から抜け出てしまうことを阻止するため、ロッドの前端側には抜け止め機構が設けられている。

抜け止め機構は、ロッドの前端側の外周面に形成された雄螺子部と、この雄螺子部に対応するナットおよびワッシャと、ロッドの軸線方向の前端面に形成された一対の雌螺子部と、これらの雌螺子部に対応する一対のボルトと、これらの雌螺子部に対応して一対の貫通孔が形成され且つ両端部が直角に折り曲げられた廻り止め板とから構成されている。

ロッドの雄螺子部にナットおよびワッシャが取付けられた後、ナットの外縁を覆うようにして廻り止め板がナットに装着され、次いで廻り止め板の一対の貫通孔を通した一対のボルトがロッドの雌螺子部に取付けられる。そして、ワッシャと環状端面壁の内面とが当接されていることによってロッドが環状端面壁の内周から抜け出てしまうことが阻止されている。

以上のように構成された履帯の緩衝装置においては、履帯が衝撃を受けると、遊動輪を軸支している支持部材が、遊動輪とともに、前側から後側に向かって移動する。そうすると、コイルばねは、その前端部が支持部材のばね受け部に当接されており且つその後端部に当接された調整シリンダのフランジによって前，後方向への移動が規制されているため、圧縮する。これによって履帯が受けた衝撃は緩衝される。衝撃が緩衝された後コイルばねが伸長することによって、支持部材は、遊動輪とともに、衝撃を受ける前に位置していた元の位置へ戻るようにして、後側から前側に向かって移動することとなるが、抜け止め機構により調整シリンダとの連結は保持される（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−１９９１５７号公報

上述したとおりの従来の履帯の緩衝装置には、次のとおり解決すべき課題がある。

油圧ショベルが不整地において走行操作される場合、履帯は大きな衝撃を繰り返し受けることになるので、履帯の緩衝装置は大きな衝撃を繰り返し緩衝しなければならない。従って、このような繰り返される衝撃を緩衝するため、コイルばねは圧縮および伸長を何度も繰り返すこととなる。

この結果、調整シリンダと支持部材との抜け止め機構には大きな荷重が繰り返し作用する。即ち、コイルばねが圧縮および伸長を何度も繰り返すことによって抜け止め機構のワッシャと環状端面壁の内面との衝突が何度も繰り返され、この衝突によってロッドの雄螺子部とナットとの螺合部、特にワッシャ側に位置するナットの端部における螺合部に、大きな応力の集中が繰り返し発生することとなる。そして遂には螺合部が破損するに至る、という不具合が比較的早期に生ずるおそれがある。

また、従来の履帯の緩衝装置においては、前，後方向におけるナットの固定位置は車両ごとにバラツキが生じやすく、これに起因して支持部材のばね受け部の前，後方向位置、更には、調整シリンダのフランジの前，後方向位置が車両ごとにバラツキが生じることが多かった。このため、作業員が履帯の緩衝装置を車両に取付ける際、コイルばねを所定量圧縮してコイルばねに所定の付勢力を蓄勢するとき、付勢力を所定の範囲内に収めるのに多くの手間がかかっていた。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、油圧ショベルが不整地において走行操作された場合等に、調整シリンダと支持部材との抜け止め機構に大きな繰り返し荷重が作用したときでも、抜け止め機構に発生する応力集中を低減して、抜け止め機構が破損することを防止することができる履帯の緩衝装置を提供することである。

他の技術的課題は、作業員が履帯の緩衝装置を車両に取付ける際、コイルばねを所定量圧縮してコイルばねに所定の付勢力を蓄勢するとき、容易に付勢力を所定の範囲内に収めることができる履帯の緩衝装置を提供することである。

本発明によれば、上記技術的課題を達成する履帯の緩衝装置として、駆動輪および遊動輪に巻き掛けられた無端状の履帯と、該履帯を付勢し且つ該履帯が受けた衝撃を緩衝するコイルばねと、該コイルばねの付勢力を調整する調整シリンダと、該遊動輪を回転自在に軸支する支持部材とを有し、該調整シリンダは、該遊動輪の後方に位置付けられていて前，後方向に延びたチューブと、該チューブの外周面から径方向外方に突出して周方向に延びたフランジと、該チューブの前端部から前方に延びた円柱状のロッドとを含み、該支持部材は、該ロッドの前端側が摺動自在に挿入された環状端面壁と、該環状端面壁の外周縁から前方に延びた周面壁と、該周面壁の外周面から径方向外方に突出して周方向に延びたばね受け部とを含み、該コイルばねは、該チューブおよび該ロッドの外周側に位置して該フランジおよび該ばね受け部に当接して配設されており、該ロッドの前端側の外周面には凹部が形成されており、該凹部には該ロッドの径方向外方に突出した抜け止め板が配設されており、該抜け止め板と該環状端面壁の内面とが当接されていることによって該ロッドは該環状端面壁の内周から抜け出てしまうことが阻止されている、ことを特徴とする履帯の緩衝装置が提供される。

該凹部は該ロッドの外周面に沿って周方向に延びているのが好ましい。好適には、該凹部は環状に形成されている。該抜け止め板は該ロッドの外周面に沿って周方向に延びているのが好ましい。好適には、該抜け止め板は環状に形成されている。該抜け止め板は、環状に形成された板部材が少なくとも２個に分割された半環状板部材から構成されているのが好都合である。該抜け止め板の外周面には環状溝が形成されており、該環状溝には止め輪が装着されており、該止め輪によって該抜け止め板は該凹部に固定されているのが好適である。

本発明に従って構成された履帯の緩衝装置においては、油圧ショベルが不整地において走行操作された場合等に、調整シリンダと支持部材との抜け止め機構に大きな繰り返し荷重が作用したときでも、その荷重を抜け止め板とロッドに形成された凹部との各々の面で受承するので、従来の履帯の緩衝装置における抜け止め機構の螺合部に発生する応力と比べて、抜け止め板と凹部との各々の面に発生する応力を低減することができ、抜け止め機構が破損することを防止することができる。

また、履帯の緩衝装置を車両に取付ける前に、ロッドの所定の位置に凹部を形成することができるので、前，後方向における抜け止め板が配設される位置のバラツキを抑制することができる。よって、作業員が履帯の緩衝装置を車両に取付ける際、コイルばねを所定量圧縮してコイルばねに所定の付勢力を蓄勢するとき、容易に付勢力を所定の範囲内に収めることができる。

本発明に従って構成された履帯の緩衝装置の要部の上面図。図１に示す履帯の緩衝装置の側面図。図２中のＡ−Ａ方向からみた断面図。抜け止め板の正面図および側面図。図１に示す履帯の緩衝装置を備えた油圧ショベルの側面図。

以下、本発明に従って構成された履帯の緩衝装置について、代表的な建設車両である油圧ショベルにおける、図１から図５までに示された実施の形態を参照しながら説明する。

図５を参照して説明する。全体を番号１で示す油圧ショベルは、自走可能な下部走行体２、下部走行体２上に旋回自在に搭載された上部旋回体３、および上部旋回体３に俯仰動可能に取付けられた作業腕装置４から大略構成されている。

下部走行体２は、上部旋回体３が旋回自在に搭載されたカーボディ５、およびカーボディ５を挟んで平行に水平方向へと延びた一対のトラックフレーム６，６から大略構成されている、骨組み構造体をなすベースフレーム７を有している。

各トラックフレーム６，６は、後端側に配設され且つ一対の油圧モータ８，８によって回転駆動する左，右一対の駆動輪９，９、前端側に配設された左，右一対の遊動輪１０，１０、駆動輪９および遊動輪１０に巻き掛けられた左，右一対の無端状の履帯１１，１１、および各履帯１１，１１が受けた衝撃を緩衝するための左，右一対の履帯の緩衝装置１２，１２を備えている。

図１および図２を参照して説明する。履帯の緩衝装置１２は、遊動輪１０に接続されており、履帯１１が受けた衝撃を、遊動輪１０を介して緩衝する装置であり、且つ履帯１１の張りを調整する機能をも有している。履帯の緩衝装置１２は、履帯１１を付勢し且つ履帯１１が受けた衝撃を緩衝するコイルばね２０、コイルばね２０の付勢力を調整する調整シリンダ３０、および遊動輪１０を回転自在に軸支する支持部材４０から大略構成されている。

図１および図２とともに、図３を参照して説明する。調整シリンダ３０は、遊動輪１０の後方に位置づけられていて前，後方向に延びた円筒状のチューブ３１、チューブ３１の外周面から径方向外方に突出して周方向に延びた環状のフランジ３２、チューブ３１の前端部から前方に延びた円柱状のロッド３３、および前端側３４ａがチューブ３１の後端部からチューブ３１に摺動自在に挿入されていて円柱状に形成されたピストン３４から大略構成されている。調整シリンダ３０の内部には、チューブ３１の内面およびピストン３４の前端面で画成されたグリース室３５が形成されている。

ピストン３４は、後端側３４ｂがチューブ３１から突出しており、後端側３４ｂにおいてトラックフレーム６に取付けられている。ピストン３４の内部には、後端側３４ｂから前端側３４ａまで貫通しているグリース通路３４ｃが形成されている。グリース通路３４ｃの給排口となる後端側３４ｂには、給排脂弁３６が取付けられている。

支持部材４０は、遊動輪１０と調整シリンダ３０との間に配設されている。支持部材４０は、ロッド３３の前端側３３ａが摺動自在に挿入された環状端面壁４１、環状端面壁４１の外周縁から前方に延びた円筒状の周面壁４２、周面壁４２の外周面から径方向外方に突出して周方向に延びた環状のばね受け部４３、ばね受け部４３の外周縁から左，右方向外方に突出して矩形状に形成された左，右一対の張出部４４，４４、および各張出部４４，４４から前方に延びた左，右一対の支持部４５，４５から大略構成されている。支持部材４０は、環状端面壁４１の軸線方向とロッド３３の軸線方向とが合致するように位置付けられている。

各支持部４５，４５の間には遊動輪１０が配設されており、支持部材４０は各支持部４５，４５において、遊動輪１０を回転自在に軸支している。また、支持部材４０は各支持部４５，４５において、トラックフレーム６に配設された支持部ガイド（図示されていない）によって前，後方向移動自在に保持されている。

コイルばね２０は、調整シリンダ３０のチューブ３１およびロッド３３の外周側に位置して、その軸線方向の各端部が調整シリンダ３０のフランジ３２および支持部材４０のばね受け部４３に当接して配設されている。また、コイルばね２０は、フランジ３２とばね受け部４３との間で、所定量圧縮されて、所定の付勢力が蓄勢されている。

支持部材４０の環状端面壁４１は、その内周４１ａが、調整シリンダ３０のロッド３３の外形寸法よりも若干大きい寸法で形成されている。そして、ロッド３３の前端側３３ａが内周４１ａに沿って環状端面壁４１に挿入されていることによって、調整シリンダ３０と支持部材４０とが連結されている。

しかし、ロッド３３が内周４１ａに摺動自在に挿入されているため、調整シリンダ３０および支持部材４０は、各々と相対的に移動することが自在となっている。そこで、コイルばね２０の付勢力で調整シリンダ３０および支持部材４０が離間する方向に押圧されることによって、ロッド３３が内周４１ａから抜け出てしまうことを阻止するため、ロッド３３の前端側３３ａには抜け止め機構が設けられている。

抜け止め機構は、ロッド３３の前端側３３ａの外周面に形成された凹部３３ｂ、凹部３３ｂに配設された一対の抜け止め板５１，５１、および各抜け止め板５１，５１の外周に装着された止め輪５２から構成されている。

凹部３３ｂは、ロッド３３の前端側３３ａであって環状端面壁４１の内面４１ｂ側に位置する部位に、ロッド３３の外周面に沿って周方向に延びていて環状に形成されている。また、凹部３３ｂは、周方向の断面が矩形状に形成されている。

図３とともに図４を参照して説明する。抜け止め板５１，５１は、環状に形成された板部材がその軸線方向からみて２個に分割された一対の半環状板部材によって構成されている。各抜け止め板５１，５１は、一対の半環状板部材が環状をなすようにして凹部３３ｂに配設されている。また、各抜け止め板５１，５１は、ロッド３３の径方向外方に突出し且つロッド３３の外周面に沿って周方向に延びており、周方向の断面が矩形状に形成されている。

各抜け止め板５１，５１の外周面には、周方向の断面が半円形状の環状溝５１ａが形成されている。この環状溝５１ａには、一般に軸用として用いられているＣ型の止め輪５２が装着されており、これによって各抜け止め板５１，５１は凹部３３ｂへと固定されている。

そして、各抜け止め板５１，５１と環状端面壁４１の内面４１ｂとが当接されていることによって、ロッド３３が環状端面壁４１の内周４１ａから抜け出てしまうことが阻止されている。

ここで、履帯の緩衝装置１２が有している、履帯１１の張りを調整する機能について説明する。給排脂弁３６からグリース通路３４ｃを介してグリース室３５にグリースが供給されると、ピストン３４はチューブ３１に対して相対的に伸長動作する。しかし、ピストン３４の後端側３４ｂがトラックフレーム６に固定されているため、実際にはピストン３４は移動せず、チューブ３１が前方に向かって移動することとなる。そうすると、調整シリンダ３０のフランジ３２に当接されているコイルばね２０が圧縮され、コイルばね２０の付勢力が増加する。これにより、ばね受け部４３においてコイルばね２０と当接されている支持部材４０は、コイルばね２０に押圧されて前方に向かって移動することとなる。この結果、支持部材４０とともに遊動輪１０も前方に向かって移動するので、履帯１１の張りが緊張されることとなる。一方、給排脂弁３６を介してグリース室３５からグリースが排出されると、履帯１１の張りは弛緩される。

上述したとおりの、図１から図５までに示された履帯の緩衝装置１２の作用を説明する。

本発明に従って構成された履帯の緩衝装置１２においては、履帯１１が衝撃を受けると、遊動輪１０を軸支している支持部材４０が、遊動輪１０とともに、前側から後側に向かって移動する。そうすると、コイルばね２０は、その前端部が支持部材４０のばね受け部４３に当接されており且つその後端部に当接された調整シリンダ３０のフランジ３２によって前，後方向への移動が規制されているため、圧縮する。これによって履帯１１が受けた衝撃は緩衝される。衝撃が緩衝された後コイルばね２０が伸長することによって、支持部材４０は、遊動輪１０とともに、衝撃を受ける前に位置していた元の位置へ戻るようにして、後側から前側に向かって移動することとなるが、抜け止め機構により調整シリンダ３０との連結は保持される。

油圧ショベル１が不整地において走行操作された場合等に、調整シリンダ３０と支持部材４０との抜け止め機構に大きな繰り返し荷重が作用したときでも、その荷重を各抜け止め板５１，５１と凹部３３ｂとの各々の面で受承するので、従来の履帯の緩衝装置における抜け止め機構の螺合部に発生する応力と比べて、各抜け止め板５１，５１と凹部３３ｂとの各々の面に発生する応力を低減することができ、抜け止め機構が破損することを防止することができる。

また、履帯の緩衝装置１２を油圧ショベル１に取付ける前に、ロッド３３の所定の位置に凹部３３ｂを形成することができるので、前，後方向における各抜け止め板５１，５１が配設される位置のバラツキを抑制することができる。よって、作業員が履帯の緩衝装置１２を油圧ショベル１に取付ける際、コイルばね２０を所定量圧縮してコイルばね２０に所定の付勢力を蓄勢するとき、容易に付勢力を所定の範囲内に収めることができる。

更に、従来の抜け止め機構に必要な部品点数と比べて、本発明に係る抜け止め機構に必要な部品点数は少なくて済むので、部品の管理の容易化やコストの削減をも図ることができる。

９：駆動輪
１０：遊動輪
１１：履帯
１２：履帯の緩衝装置
２０：コイルばね
３０：調整シリンダ
３１：チューブ
３２：フランジ
３３：ロッド
３３ａ：前端側
３３ｂ：凹部
４０：支持部材
４１：環状端面壁
４１ａ：内周
４１ｂ：内面
４２：周面壁
４３：ばね受け部
５１：抜け止め板
５１ａ：環状溝
５２：止め輪

Claims

駆動輪および遊動輪に巻き掛けられた無端状の履帯と、該履帯を付勢し且つ該履帯が受けた衝撃を緩衝するコイルばねと、該コイルばねの付勢力を調整する調整シリンダと、該遊動輪を回転自在に軸支する支持部材とを有し、
該調整シリンダは、該遊動輪の後方に位置付けられていて前，後方向に延びたチューブと、該チューブの外周面から径方向外方に突出して周方向に延びたフランジと、該チューブの前端部から前方に延びた円柱状のロッドとを含み、
該支持部材は、該ロッドの前端側が摺動自在に挿入された環状端面壁と、該環状端面壁の外周縁から前方に延びた周面壁と、該周面壁の外周面から径方向外方に突出して周方向に延びたばね受け部とを含み、
該コイルばねは、該チューブおよび該ロッドの外周側に位置して該フランジおよび該ばね受け部に当接して配設されており、
該ロッドの前端側の外周面には凹部が形成されており、該凹部には該ロッドの径方向外方に突出した抜け止め板が配設されており、該抜け止め板と該環状端面壁の内面とが当接されていることによって該ロッドは該環状端面壁の内周から抜け出てしまうことが阻止されている、
ことを特徴とする履帯の緩衝装置。
該凹部は該ロッドの外周面に沿って周方向に延びている、請求項１記載の履帯の緩衝装置。
該凹部は環状に形成されている、請求項１又は２記載の履帯の緩衝装置。
該抜け止め板は該ロッドの外周面に沿って周方向に延びている、請求項１から３までいずれかに記載の履帯の緩衝装置。
該抜け止め板は環状に形成されている、請求項１から４までいずれかに記載の履帯の緩衝装置。
該抜け止め板は、環状に形成された板部材が少なくとも２個に分割された半環状板部材から構成されている、請求項１から５までいずれかに記載の履帯の緩衝装置。
該抜け止め板の外周面には環状溝が形成されており、該環状溝には止め輪が装着されており、該止め輪によって該抜け止め板は該凹部に固定されている、請求項４から６までいずれかに記載の履帯の緩衝装置。