JP3940080B2 - 履帯チェーンの継手を保持するための方法および装置 - Google Patents

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明は、一般に、土工機械で使用するための履帯チェーンに関し、より詳しくは、履帯チェーンの継手を保持するための方法および装置に関する。
【０００２】
（背景技術）
履帯継手は、通常、履帯ピンの端部と、ピン端部がしっかりと受容されるそれらの個々のリンク孔との間の締まり嵌めによって共に保持される。リンクをそれらの個々のピン端部上に押圧するために、非常に高い押圧力が利用されるとしても、機械の作動中に履帯に対して及ぼされる作動力の結果として、リンクは、ピン上に外側方向に移動する傾向をなお有する。この外側方向の移動は、継手が緩むか、あるいは一般に端部遊びと呼ばれるものを発生する原因となる。
【０００３】
履帯継手の端部遊びの量を制限するために、種々の方法が試みられてきた。両方がＲｉｃｈａｒｄ Ｌｉｖｅｓａｙらに１９８０年１月８日に交付された米国特許第４，１８２，５７８号および１９８１年９月８日に交付された米国特許第４，２８８，１７２号に開示されているような留め装置である。本明細書の譲受人に譲渡された留め装置の両方は、このような端部遊びの運動を低減するために上首尾に使用されてきた。製造公差に対応するために、このような留め装置を利用する継手は、限定量の組み込み端部遊びを形成する所定量のクリアランスを有していなければならない。この結果、これらの留め装置は端部遊びを低減するが、完全には除去しない。
【０００４】
端部遊びを制限する他の方法が、Ｒｏｇｅｒ Ｌ．Ｂｏｇｇｓらに１９７４年８月２７日に交付された米国特許第３，８３１，２５７号に開示されており、この特許も本明細書の譲受人に譲渡され、この特許では履帯ピンの端部の周りに溶接が使用されている。この方法では、保持は溶接の強度に依存する。実際に、溶接強度は任意の一定の強さに制御するのが困難である。溶接が壊れる溶接であるならば、その保持能力のすべてが失われる。
【０００５】
より最近では、履帯継手を保持するための方法および装置は、Ｐｅｔｅｒ Ａｎｄｅｒｔｏｎらに１９９３年４月１３日に交付された米国特許第５，２０１，１７１号に開示されている。この特許も本明細書の譲受人に譲渡されており、上首尾に利用されている。このような装置および方法では、適切な溝をピン内に機械加工しなければならず、かつボスからの材料はピンの溝内で半径方向に変位される。
【０００６】
上述の問題の解決策は、履帯の寸法を変更できないという他の問題によって阻害される。このような１つの寸法は履帯のレール間の幅またはゲージである。鉄道の履帯と同様に、履帯リンクは、機械のホイールまたはローラが乗る１対のレール表面を備える。特定の機械のレール幅またはゲージは、すべての実用目的について、恒久的に設定され、変更不可能である。この理由は、レールゲージの変更が機械の車台の残りの構成要素の対応する変更を必要とするからであり、かつ変更された履帯が既存の機械の履帯と交換できないからである。
【０００７】
本発明は、履帯継手の端部遊びを制限することによって、従来の試みの欠点を克服することを目的としている。
【０００８】
（発明の開示）
本発明の一形態において、継手の端部遊びを防止するために履帯型機械用の無端履帯チェーンの継手を組み立てる方法が提供される。継手は１対のリンクと、円筒状ピンとを含む。それぞれのリンクは、リンクから外側方向に延在するボスと、リンクを貫通する孔とを有する、横方向外側にオフセットされた外側エンドカラーを含み、それぞれのボスは側面を有する。ピンは反対側端部を含み、それぞれの端部は外側エンドカラーの孔の個々の１つに回転不能に装着される。本方法は、ピンの端部のそれぞれの周りに環状溝を形成する工程と、ピンと軸方向に位置合わせしてボスの側面に対しスエージ工具を配置する工程と、スエージ工具に十分な力を加えて、ボスの側面からピンの溝の個々の１つに突出する機械的に形成された少なくとも１つの小節を形成する工程であって、小節が、溝に実質的に一致する断面形状を有する工程とを含む。
【０００９】
本発明の他の形態によれば、継手の端部遊びを防止するために、履帯型機械用の無端履帯チェーンの履帯継手を保持するための装置が提供される。それぞれの継手は１対のリンクと、円筒状ピンとを含む。それぞれのリンクは、リンクから外側方向に延在するピンボスと、リンクを貫通する孔とを有する外側エンドカラーを有する。ピンボスは側面を有する。それぞれのピンは反対側端部を有し、それぞれの端部は、外側エンドカラーの孔の個々の１つに圧入かつ回転不能に装着される。装置は、ピンの反対側端部のそれぞれに形成される環状溝を備える。それぞれの溝は、ピンボスに沿った位置で孔内に配置される。機械的に形成された少なくとも１つの小節は、ピンボスの側面からピン溝の個々の１つに突出する。それぞれの小節は、その溝に実質的に一致する断面形状を有し、かつピンボスの側面から溝内に恒久的に押し出された材料から形成される。
【００１０】
（発明を実施するための最良の形態）
図面を参照すると、本発明を具体化した無端履帯チェーンが、履帯型機械（図示せず）に使用するために、図１の１０で一般に示されている。履帯チェーン１０は、複数のヒンジ継手１４によってチェーン１０の横断方向関係で関節式に連結される複数のリンクセット１２から構成される。それぞれのリンクセット１２は、横方向に間隔を置いて配置された長手方向に延在する１対のリンクを含み、一方は右側リンクであり、他方は左側リンクである。したがって、リンクは互いに鏡像であり、それらの両方は本明細書において参照番号１６で示されている。それぞれのリンク１６には、内側エンドカラーまたはボス１８と、反対側外側エンドカラーまたはボス２０とが設けられる。内側エンドカラー１８は履帯チェーン１０の中心に向かって内側方向に横方向にオフセットされ、一方、外側エンドカラー２０はその中心から横方向外側にオフセットされる。リンク１６は、長手方向に配置されたレール表面２２をさらに含む。レール表面２２は内縁２４と外縁２６との間に所定の全幅「Ｗ」を有する。レール表面２２は、中央全幅部分２８と、外側エンドカラー２０の上方の外縁２６に沿って延在する略二分の一の幅の外板部分３０と、内側エンドカラー１８の上方の内縁２４に沿って延在する略二分の一の幅の内板部分３２とを含む。リンクセット１２の一方のリンクの内縁２４と他方のリンクの内縁２４との間の距離は、レールゲージ幅「Ｇ」を画成する。
【００１１】
内側エンドカラー１８は、内側エンドカラーの内側表面３６からその外側表面３８に延在する第１の孔３４を有する。内側表面３６はレール表面２２の内縁２４から内側方向にオフセットされる。外側表面３８は、レール表面２２の内縁２４よりもその外縁２６に実質的に近い位置に配置されるように、レール表面２２の内板部分３２に対して外側方向にオフセットされる。内側表面および外側表面３６、３８それぞれのこのオフセット位置付けは、レール表面２２の幅の二分の一よりも大きな所定の孔長さ「Ｌ１」を有する第１の孔３４を提供する。外側表面３８は、内側レール縁部２４から、レール幅「Ｗ」の０．５０倍よりも実質的に大きく１．０倍未満の範囲内に位置付けられることが好ましい。
【００１２】
外側エンドカラー２０は、外側エンドカラーの内側表面４２から外側表面４４に延在する第２の孔４０を有する。それぞれの第２の孔４０は、内側表面４２に隣接したカウンタ孔４６を有する。それぞれのカウンタ孔４６は、内側表面４２から外側方向に配置されるカウンタ孔の底部に半径方向肩部４８を有する。エンドカラー１８、２０のオフセット関係によって、一方のリンクセットの外側エンドカラー２０が、履帯チェーンの隣接リンクセットの内側エンドカラー１８に重なることが許容されることを理解すべきである。図面に示したように、外側エンドカラー２０の外板側面４４はピンボス５０上に設けられる。外側表面４４はレール表面２２の外縁２６から相当の距離だけ横方向にオフセットされ、レール表面２２の全幅「Ｗ」と少なくとも同じ大きさである所定の孔長さ「Ｌ₂」を有する第２の孔４０が提供される。
【００１３】
継手１４は円筒状ピン５２と、回転可能な管状ブシュ５４と、硬化された１対のスリーブ軸受５６とを含む。ピン５２は反対側端部５８を有し、そのそれぞれは、リンクセット１２のそれぞれのリンク１６の外側エンドカラー２０の第２の孔４０の個々の１つに圧入かつ回転不能に装着される。
【００１４】
図３〜図６をより詳しく参照すると、継手１４は、ピン５２に沿ったリンク１６の軸方向移動を防止することにより端部遊びを除去するために、ピン５２を外側エンドカラー２０にロックするための機械的な連結構造部６０をさらに含む。機械的な連結構造部６０は、ピン５２の端部５８のそれぞれの周りに形成された円周方向に配置された溝６２と、ピンボス５０の外側表面４４を溝６２の個々の１つの中に押し出すことによって形成される機械的に形成された少なくとも１つの小節６４とを備える。溝６２は、曲面６６に連結された切頭体円錐面６５によって形成される。切頭体円錐面６５はピン５２の端部に向かって先細りし、曲面６６は切頭体円錐面６５の外側方向に位置決めされる。切頭体円錐面は１５°以下の角度「Ａ」を有するように先細りして、ピン５２用の導入先細り部を提供するか、あるいはピン５２がリンク内に圧入される。機械的に形成される小節６４は、スエージ工具６６がボス５０の外側表面４４を軸方向に押圧することによって形成されることが好ましい。溝６２の外側方向のピン５２の直径は、溝６２の内側方向の直径に対してサイズが低減されるピンランド６３を画成する。ピンランド６３の縮径は、第２のリンク孔４０の間にクリアランスをもたらし、構成要素の分解中に第２のリンク孔４０のスコアリングを防止する。分解中、ピン５２とリンク１６とを分解しなければならず、かつ縮径により、スエージ加工されたモジュールによるスコアリングが防止される。
【００１５】
スエージ工具６７は、高い力に耐えるのに適切な基部６８を含む。基部６８は、第１の表面７０と、ピン５２の端部５８を受容するためのカウンタ孔７３を有する第２の表面７２とを有する。スエージ工具６７のカウンタ孔は、ピン６２の装填部６３を受容するように寸法決めされた内径を有する。カウンタ孔７３とピンランド６３との間の直径方向のクリアランスは０〜３ｍｍの範囲にある。複数のスエージセグメント７４は、ボス５０の外側表面４４と接触するための第２の表面７２から延在する。スエージセグメント７４は、所定の長さＬ₃、幅Ｗ₂および高さＨによって画成されたスエージ領域７５を有し、溝６２の断面積はスエージセグメント７４のスエージ面積７５以下であるべきである。ピンボスの外側表面４４は高さＨ₂を有する。本実施形態では、４つのスエージセグメントが示されているが、本発明の範囲から逸脱することなしに、任意の数を使用できる。スエージ工具６７に十分な力を加える結果、スエージセグメント７４はボス５０の外側表面４４から溝６２内に金属を押し出す。溝６２の形状および断面は、小節６４による溝６２の充填、同様にピン５２とリンク１６との間の保持を制御するように成形かつ寸法決めされる。
【００１６】
管状ブシュ５４には、ピン５２の周りにブシュ５４を自由回転可能に装着するように寸法決めされるピン孔７６が設けられる。ブシュ５４は１対の反対側端面７８を有し、内側エンドカラー１８の間に延在しかつそれに対して自由回転可能であるサイズである。
【００１７】
硬化された１対のスリーブ軸受５６は内側表面８０と外側表面８２とを有する。スリーブ軸受５６は、内側エンドカラー１８の孔３４にプレス嵌合するように適合される。このようなスリーブ軸受５６は、履帯チェーン１０が配置される機械の重量および動力によって指定されるように、作動中に継手１４に課される負荷を支持する程度に十分な所定の最小の長さを有していなければならないことを、当業者は理解すべきである。図から分かるように、第１の孔３４は、スリーブ軸受５６を受容するために第２の孔４０よりも実質的に大きい。
【００１８】
第１の１対のシール８４はブシュ５４と内側エンドカラー１８との間をシールするために設けられ、かつ第２の１対のシール８６は内側エンドカラー１８と外側エンドカラー２０との間にシールをもたらす。
【００１９】
１組の４つのスラストリング８８はシール８４、８６のそれぞれの内部に配置される。スラストリング８８は、シール８４、８６用の所定の最小軸方向間隔を維持するために設けられて、組立または作動中のシールの粉砕を防止する。
【００２０】
図５〜図７を参照すると、スラストリング８８のそれぞれは、圧縮を制限するためにリンク１６と相互作用する側面９０を含む。側面９０は所定の表面積を有する。スエージセグメントのそれぞれは、所定の表面積を有する端面９２を有する。スエージセグメントの全表面積を決定するために、所定の表面積が加算される。リンク内へのスラストリングの包埋を防止するために、リングの表面積に対するセグメントの全表面積は１．０未満の比率を有していなければならない。スエージセグメント７４の端面９２はピンおよびリンクボスの軸方向に対し垂直であり、かつ平坦である。
【００２１】
リンク１６の外側エンドカラー２０は軸方向外側に延在して、所定の長さ「Ｌ₄」だけ溝６２に重なる。所定の最小長さの重なり合いは約０．５ｍｍ、最大長さの重なり合いは約３ｍｍである。スエージ加工された適切なモジュール６４を溝６２に充填するために、所定の長さの重なり合いを維持しなければならない。重なり合いが小さすぎるかあるいは大きすぎるならば、溝はスエージ作業によって充填されない。
【００２２】
ピンボス５０の外側表面４４の高さＨ₂に対するスエージ工具６７のスエージセグメント７４の高さ「Ｈ」は、外側表面の高さに対して半分以下である。スエージセグメント７４はピンボスの外側表面４４の内側半部のみと接触するが、この理由は、外側半部が、モジュールをピン溝６２に押入するために、スエージ加工された材料のモジュールを収容する必要があるからである。間隔を置いて配置されたセグメント７４を有するスエージ工具６７は、間隔を置いて配置されたセグメント７４の間に表面９４を含む。スエージ工具が軸方向に移動されてモジュール６４を溝６２内にスエージ加工するとき、リンク材料の硬度が一方のリンクから他のリンクに変化するにつれて、表面９４はリンクボス表面４４と接触してセグメントの貫入を制限して、過度のスエージングを防止する。
【００２３】
図７を参照すると、スエージ加工された複数のポケット領域９６を有するリンクボス表面４４が示されており、ポケット領域のそれぞれは所定の円周方向幅Ｗ２を有する。円周方向の全幅を得るために、すべての円周方向幅が加算される。円周方向の全幅はピン５２の円周の６０％未満であるべきである。この合計された円周方向幅は、履帯継手を少なくとも１回、改造および再スエージ加工または押出しできるように限定される。
【００２４】
（産業上の利用可能性）
本発明の現在の教示に従って構成される無端履帯チェーン１０は、端部遊びを除去するために履帯チェーンの構造的完全性または負荷容量を維持すると共にレールゲージ寸法を維持する構造を提供する。
【００２５】
機械的な連結構造部６０は、継手１４の端部遊びを除去するために設けられる。連結部６０は、ピン５２の端部５８の周りに溝６２を含む。履帯チェーン１０が、履帯プレスを用いて従来の方法で組み立てられると、適切なスエージ工具６７は、外側エンドカラー２０のボス５０の上にまたピン５２と軸方向に位置合わせして設けられる外側表面４４のそれぞれに配置される。次に、プレス等によって適切な力がスエージ工具６７に加えられ、ピンボス５０の外側表面４４からピン５２の周りの溝６２内に金属を押し出す。機械的に形成される小節６４は、ピンボス５０の外側表面４４から溝６２内に突出する金属によって形成される。小節６４は、溝６２の形状に実質的に一致する断面形状を有する。溝６２は、曲面６６に連結された切頭体円錐６５によって形成される。作動時、小節６４は、外側エンドカラー２０の第２の孔４０におけるピン５２の軸方向移動を防止し、したがって、継手１４が端部遊びなしにしっかりと留まることを保証する。
【００２６】
修理のため履帯継手を分解するには、力を加え、リンクを広げて離すかあるいはピンをリンクから押し離す。加えられた力によりモジュールは剪断され、ピンを取り除くことができる。ピンランドのサイズはピンの残部のサイズよりも小さく、クリアランスをもたらす。このクリアランスはピンボスの孔のスコアリングを防止する。
【００２７】
上述のことを考慮すると、本発明は、履帯ピンを履帯リンクに機械的に接合して履帯チェーンの端部遊びを除去して、履帯チェーンの継手を改良する方法および装置を提供することが容易に明らかである。
【００２８】
本発明の他の形態、目的および利点は、図面、開示、および特許請求の範囲の研究から獲得できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を具体化した無端履帯チェーンの部分平面図である。
【図２】 図１の線２−２に沿ったヒンジ継手の横断方向断面図である。
【図３】 本発明の履帯リンク、スエージ工具および履帯ピンを示した分解図である。
【図４】 図２に示した継手の一方の部分断面図であり、ピンとリンクとを機械的に連結するための構造を示している。
【図５】 スエージ加工されていない構造を示す継手の一方の概略断面図である。
【図６】 スエージ加工された構造を示す継手の一方の概略断面図である。
【図７】 スエージ工具が取り除かれた図６の線７−７に沿ったスエージ加工された継手の端面図である。

Claims (11)

1. 履帯型機械用の無端履帯チェーン（１０）の継手（１４）を機械的に連結して、このような継手（１４）の端部遊びを防止するための装置であって、それぞれの継手（１４）が履帯リンク（１６）と、円筒状ピン（５２）とを含み、それぞれのリンク（１６）が、リンクを貫通する第１の孔（３４）を有する内側エンドカラー（１８）と、リンクから外側方向に延在するピンボス（５０）とリンクを貫通する第２の孔（４０）とを有する外側エンドカラー（２０）とを有し、ボス（５０）が外側表面（４４）を有し、ピン（５２）が、外側エンドカラー（２０）の個々の第２の孔（４０）内に圧入かつ回転不能に装着される端部（５８）を有し、前記装置が、
   ピン（５２）の端部（５８）に形成された環状切頭体円錐溝（６２）であって、ピンボス（５０）に沿った位置で基部（６８）内にそれぞれが配置される環状切頭体円錐溝（６２）と、
   ピンボス（５０）の外側表面（４４）と接触する複数の間隔を置いて配置されたスエージセグメント（７４）を有し、かつピンボス（５０）の側面（２０）から切頭体円錐溝（６２）内に小節（６４）を押し出すために軸方向に可動であるスエージ工具（６７）であって、小節（６４）が、切頭体円錐溝（６２）の形状および断面に一致する断面形状を有するスエージ工具（６７）とを備え、
   溝（６２）の外側方向のピン直径が、溝（６２）の内側方向の直径に対しサイズが低減されるピンランドを画成する装置。
2. ピン（５２）の周囲のピンボス（５０）の孔（４０）によって位置付けられる環状スラストリング（８８）を含み、スラストリング（８８）が、所定の表面積を有する側面（９０）を有する、請求項１に記載の装置。
3. それぞれのスエージセグメント（７４）が、軸方向に対し垂直でありかつ全表面積を有するために表面積が加算される平坦な側面（９２）を有し、スラストリング（８８）の表面積に対するスエージセグメント（７４）の全表面積の比率が１．０未満である、請求項２に記載の装置。
4. ピンボス（５０）の側面（４４）が所定の高さを有し、かつスエージセグメント（７４）が所定の高さの下方半部と接触して、材料を切頭体円錐溝（６２）に押し出す、請求項３に記載の装置。
5. ピンボス（５０）の側面（４４）のスエージ加工領域がピン（５２）の円周の６０％未満である、請求項４に記載の装置。
6. 切頭体円錐溝（６２）が１５°未満の先細り部を有する、請求項１に記載の装置。
7. ピンボス（５０）が、最小０．５ｍｍおよび最大３ｍｍ、切頭体円錐溝（６２）に重なる、請求項５に記載の装置。
8. スエージセグメント（７４）が、所定の直径を有する内側表面（９２）を有する、請求項７に記載の装置。
9. スエージセグメント（７４）の内側表面直径とピンランドの外径とが０ｍｍ〜３ｍｍの範囲の直径方向のクリアランスを有する、請求項８に記載の装置。
10. スエージ工具（６７）が、間隔を置いて配置されたセグメント（７４）の間に表面（９４）を含み、表面がピンボス（５２）と接触して軸方向移動を制限して、ピンボス（５０）の過度のスエージングを防止する、請求項９に記載の装置。
11. ピン（５２）のランドの直径サイズがピンボス（５０）の孔（４０）の内径サイズよりも小さく、分解中のピンボス（５０）のスコアリングを防止する、請求項１０に記載の装置。

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