JP4059687B2

JP4059687B2 - 装軌式車両の走行駆動装置

Info

Publication number: JP4059687B2
Application number: JP2002033833A
Authority: JP
Inventors: 剛吉田; 定嗣山本
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2002-02-12
Filing date: 2002-02-12
Publication date: 2008-03-12
Anticipated expiration: 2022-02-12
Also published as: US6733092B2; US20030151305A1; JP2003237646A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばブルドーザや油圧ショベルなどの建設機械のうち、装軌式の建設機械車両における走行駆動装置に係るものであり、詳しくはリンクで連結した履帯と該履帯を駆動するスプロケットの耐久性を高める構造を備えた装軌式車両の走行駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、装軌式の建設機械車両における走行装置は、車体の前後に所要距離をおいて設けられた、駆動装置に組込まれたスプロケットとアイドラとに、無端状に形成された履帯が巻き掛けられて走行するようにされている。そして、履帯は、所定の間隔で左右に配される多数のトラックリンクと、その左右トラックリンク間に設けられるブッシュと各ブッシュ内に挿入されて前記隣接するトラックリンクを互いに連結する多数の連結ピンとを有し、環状に連結された前記左右のトラックリンクの外周面には履板がボルトで締結されて、無端状に形成されている。
【０００３】
このような構成の履帯を備える走行装置は、走行時にスプロケットと履帯のブッシュとが順次噛み合って駆動されるのであり、その噛み合いに際してはスプロケットの歯底に履帯のブッシュが接する状態で噛み合って動力が伝達されている。ところが、そのスプロケットと噛み合って駆動される履帯は、接地側に移動すると、履板が地面に接して車体を支えることとなり、そのためにスプロケットには、接地側でスプロケットの歯と噛み合っている履板のブッシュを介して突き上げ力が作用する。
【０００４】
このようなことから、スプロケットの歯部には回転駆動力によるブッシュとの面圧のみならず、車体支持のために生じる突き上げ負荷と、順次ブッシュが噛み合う初期位置と歯部から離れる際とのすべりによる負荷が大きく作用する。さらに、不整地での走行に際して巻き上げる土砂がスプロケットの歯部と履帯のブッシュとの噛みあい部分に侵入し、走行運転を続けると土砂との摩擦が著しく、ブッシュ及びスプロケットの歯の磨耗が激しくなる。また、走行時には車体振動が発生し、特にブルドーザのように長時間にわたり激しく移動を繰り返して作業を行うタイプの装軌式車両ではこの振動が激しく、しかもスプロケットの磨耗が激しい。このため、スプロケット、リンク、履帯をしばしば交換することを余儀なくされている。
【０００５】
このような状況から、走行駆動装置のスプロケットにおける歯部の損耗を低減させるために、いくつかの提案がなされている。その１つとして、スプロケットの歯底まで履帯のブッシュを噛み合わせることなく駆動させるという考え方がある。こうすれば、スプロケットとブッシュとが噛み合う際に、土砂が侵入しても歯底に隙間が生じているので、スプロケットとブッシュとの土砂による摩擦の発生を防いで磨耗が低減でき、同時に振動も低減できることとなる。本発明とその目的は異なるものであるが、特開平１０−４５０５６号公報により開示された先行技術がある。
【０００６】
図３は特開平１０−４５０５６号公報に開示された装軌式車両の走行装置の、スプロケット部の正面一部断面図である。図３において、スプロケット３０は減速機４０のハウジング４１の外周部にボルト４２により締着されている。履帯２０がスプロケット３０に巻き付いた時に、ハウジング４１の外周面４３に履帯２０のリンク２１の履帯内周側の面３２を当接させ、スプロケット３０の歯底部３１と履帯２０のブッシュ２２の外周面との間に隙間Ｆを設けている。
【０００７】
また、他の先行技術例としては、スプロケットと履帯との噛み合い部の構成を変え、磨耗部分の交換の容易化を図ったものがあり、例えば米国特許ＵＳ６，２２０，３７８Ｂ１号公報に記載されたものがある。図４は、その構成を示す側面一部断面図である。図４において、減速機４０に取付けられたハブ５１の外周部には、複数個の噛合部材５２が等ピッチで着脱自在に取付けられ、スプロケットアッセンブリ５０を構成している。履帯６０の履板６１の非接地面には、それぞれ牽引ラグ６２がボルト６３により着脱自在に取付けられている。スプロケットアッセンブリ５０の噛合部材５２と、履帯６０の牽引ラグ６２の前後端部に設けられた溝部６４，６４と噛み合って履帯６０を駆動するとともに、ラジアル荷重を受ける。すなわち、噛合部材５２と牽引ラグ６２の溝部６４とは、駆動力とラジアル荷重とを同時に受けることとなる。磨耗部材である噛合部材５２及び牽引ラグ６２はそれぞれ着脱自在であり、その交換は容易とされている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の構成においては、以下のような問題点が有る。特開平１０−４５０５６号公報に開示された先行技術では、図３において、履帯２０がスプロケット３０に巻き付いた時に、減速機４０のハウジング４１の外周面４３に履帯２０のリンク２１の履帯内周側の面３２を当接させているため、ハウジング４１の外周面４３が磨耗する。磨耗した場合には減速機４０ハウジング４１の交換が必要となり、交換に多大の時間を要するとともに交換部品のコストが高い。また、リンク２１の履帯内周側の面３２も磨耗が激しいため、リンク寿命を低下させている。一般に、リンク２１及び履帯２０の交換作業は非常に困難で、交換コストが高くかかるので、リンク２１及び履帯２０の交換頻度をスプロケット３０の交換頻度よりも少なく設定しているのが実情であるが、上記の理由によりリンク２１の交換頻度が高くなるので、経済的に大きな損失となる
【０００９】
米国特許ＵＳ６，２２０，３７８Ｂ１号公報に開示された先行技術においては、噛合部材５２と牽引ラグ６２とで駆動力とラジアル荷重とを同時に受けるため両者の寿命が短くなり、交換頻度が多くなるとともに、コストの高い噛合部材５２と牽引ラグ６２とを交換する必要があるので、メンテナンス費用が高いという問題がある。
【００１０】
本発明は、上記の問題点に着目してなされたものであり、スプロケットと履帯のリンクの連結部に用いるブッシュとの磨耗寿命を長くでき、しかもこれらの磨耗部材の交換が容易な装軌式車両の走行駆動装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
上記の目的を達成するために、第１発明は、装軌式車両の走行駆動装置において、駆動装置により回転駆動され、３の倍数の数の歯を有するスプロケットと、履帯の幅方向左右に設けたリンクを環状に連結するとともに、前記スプロケットの歯と噛み合って駆動されるブッシュと、前記リンクの外周面側に取付けられた履板と、前記履板のスプロケットとの対向面に着脱自在に取付けられ、前記スプロケットの歯先部にラジアル荷重を与えて接触し、前記ブッシュとスプロケットの歯底部との間に隙間を確保する当接部材とを有し、前記スプロケットの歯は、相隣合うブッシュの間に必ず１個位置するように配置され、前記スプロケットの３種類の歯には、ａ）前進駆動力およびラジアル荷重を受ける、ｂ）後進駆動力およびラジアル荷重を受ける、ｃ）ラジアル荷重を受ける、の３つの役割をそれぞれ分担させた構成としている。
【００１２】
第１発明によると、履板のスプロケットとの対向面に、スプロケットの歯先部にラジアル荷重を与えて接触してブッシュとスプロケットの歯底部との間に隙間を確保する当接部材を着脱自在に取り付けた。そのため、駆動時に土砂が侵入してもブッシュとスプロケットの歯底部とが土砂により磨耗することは無く、磨耗寿命を向上できる。またリンクの非接地面側は、リンクがスプロケットに巻き付いた時にはスプロケットに当接しないため、磨耗が少なくリンクの寿命を向上できると共に、車体振動も低減できる。さらにまた、スプロケットに巻き付く全ての履板の当接部材がスプロケットの歯先部に当接するため、履帯のスプロケットへの巻き付きが円滑になり、騒音が低減する。また、スプロケットの歯の周方向厚みを大きくでき、強度を向上できる。また、予め、前進駆動時には後進駆動力を受ける歯とブッシュとの隙間が小さくなるように、また後進駆動時には前進駆動力を受ける歯とブッシュとの隙間が小さくなるように設定することができる。このため、前後進切り換え時にスプロケットの歯とブッシュとの衝突により発生する衝撃を小さくでき、寿命の向上及び騒音の低減が図れる。さらに、スプロケットの歯数を３の倍数にしたため、それぞれ３つの役割を有するスプロケットの３枚の歯を一組として分割してスプロケットを構成できる。そのため、１個ずつの構成部材を軽くすることができ、分解、組立が容易である。また、複数個の同一部品で構成できるため、コストを安くできる。
【００１７】
第２発明は、第１発明において、前記スプロケットの歯先部と前記当接部材の表面部とは、スプロケットの回動時に互いに接触する面部を有する構成としている。
【００１８】
第２発明によると、スプロケットの回動時にスプロケットの歯先部と履帯の当接部材の表面部とは互いに面部で接触するため、接触面積が大きくなり、単位面積当りの接触圧力が小さくなってそれぞれの磨耗が低減し、スプロケットと当接部材の磨耗寿命を向上できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して詳述する。
【００２２】
図１は本発明に係る走行駆動装置のスプロケット部の側面一部断面図であり、図２は図１のＡ−Ａ矢視図である。図１、図２において、減速機１の出力軸２はケーシング３に回動自在に支承されており、出力軸２に結合されたホイール４はケーシング３の外周部に回動自在に取付けられている。また、ホイール４の外周部には、スプロケット１０を構成する４個のスプロケットセグメント１１，１１，１１，１１がボルト１２で締着されている。それぞれのスプロケットセグメント１１には３枚の歯１１ａ，１１ｂ，１１ｃが設けられ、それぞれの歯１１ａ，１１ｂ，１１ｃの先端部の外周面には周方向に所定幅を有する面部１３が形成されている。したがって、本例ではスプロケット１０の歯数は１２枚であり、３の倍数になっている。
【００２３】
上記３枚の歯１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、それぞれ異なる役割を持っている。すなわち、歯１１ａは前進時の駆動力およびラジアル荷重を受け、隣接する歯１１ｂはラジアル荷重のみを受け、そして次の歯１１ｃは後進時の駆動力およびラジアル荷重を受ける。
【００２４】
また、履帯２０は、左右（履帯幅方向）１対のリンク２１，２１と、１対のリンク２１，２１を接続し、かつ前後に隣接するリンク間を連結するブッシュ２２およびピン２３と、左右１対のリンク２１，２１にボルトで締着された履板２４と、履板２４の非接地面側で、かつ左右１対のリンク２１，２１間にボルト２５により締着された当接部材２６とを備えている。当接部材２６の表面部（履帯内周側）には、履帯周方向に所定幅を有する面部２７が設けられている。
【００２５】
スプロケット１０の外周部に履帯２０が巻き付けつけられたとき、スプロケット１０の３種類の各歯１１ａ，１１ｂ，１１ｃはそれぞれ履帯２０の互いに隣接するブッシュ２２，２２の間に１個づつ位置するようになっている。それぞれの歯１１ａ，１１ｂ，１１ｃの周方向の歯厚Ｔは隣接するブッシュ２２，２２のピッチＰの１／２〜１／３に設定されている。
【００２６】
そして、歯１１ａ，１１ｂ，１１ｃの先端部の面部１３と、当接部材２６の面部２７とは接触しており、これにより歯１１ａ，１１ｂ，１１ｃのそれぞれの歯底部１４とブッシュ２２との間には所定距離Ｃが確保されるようになっている。
【００２７】
図１はスプロケット１０が矢印Ｆ方向（反時計回り）に回転する前進時の状態を示している。歯１１ａの前進側の面１５はブッシュ２２に当接しており、このとき歯１１ｃの後進側の面１６とブッシュ２２との間には小さな隙間Ｄが設けられている。
【００２８】
次に作動について説明する。図１において、スプロケット１０を矢印Ｆ方向に回転すると、下部の歯１１ａの、前進側の面１５はブッシュ２２に当接し、前進方向に駆動力を伝える。さらに回転が進むと、歯１１ａの先端の面部１３は履板２４の当接部材２６の面部２７に接触し、ラジアル荷重を受ける。歯１１ｂの面部１３は当接部材２６の面部２７に接触してラジアル荷重を受けている。歯１１ｃの先端の面部１３は履板２４の当接部材２６の面部２７に接触してラジアル荷重を受けており、後進側の面１６とブッシュ２２との間には小さな隙間Ｄが生じる。この間、歯底部１４とブッシュ２２との間には常に所定距離Ｃが確保されている。
【００２９】
本発明の装軌式車両の走行駆動装置は上記のような構成としたため、以下のような効果が得られる。
履板に取り付けた当接部材とスプロケットの歯先部とが接触するようにしたため、スプロケットの歯底部と左右リンクを連結するブッシュとの間に所定の隙間が確保されるので、スプロケット及びブッシュはラジアル荷重を受けることが無く、これにより磨耗寿命が向上し、交換頻度を低減できるとともに、騒音、振動を低減できる。
履帯がスプロケットに巻き付いたとき、履帯リンクの非接地面側（内周側）はスプロケットに接触しないため、磨耗寿命が向上する。
スプロケットの歯先と履板に取り付けた当接部材との互いの接触部にそれぞれ面部を設けたため、接触圧力が低減して磨耗寿命が向上する。
スプロケットの３種類の歯には次の役割、すなわちａ）前進駆動力およびラジアル荷重を受ける、ｂ）後進駆動力およびラジアル荷重を受ける、ｃ）ラジアル荷重を受ける役割をそれぞれ分担させたため、前後進の一方向に駆動している時に、他方向駆動力を受けるスプロケットの歯とブッシュとの隙間を小さくすることができ、前後進切り換え時のスプロケットの歯とブッシュとの衝突により発生する衝撃が小さくなり、耐久性の向上、騒音の低減が図れる。
前記スプロケットの３種類の歯を１組として各組ごとの分割セグメントで全体のスプロケットを構成したため、個々のセグメントが軽くなり、該走行装置の分解、組立が容易になるとともに、複数個の共通セグメントで構成できるので、コストを安くできる。
各ブッシュ間に必ずスプロケットの歯が位置するようにしたため、履帯のスプロケットへの巻き付きが滑らかで、騒音、振動の低減が図れる。また、歯厚を大きくできるため、耐久性の向上が図れる。
整備時に交換するスプロケットと当接部材の分解、組立が容易であり、部品コストが安いため、経済的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の走行駆動装置の側面一部断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】従来の第１例の装軌式車両の走行駆動装置の正面一部断面図である。
【図４】従来の第２例の装軌式車両の走行駆動装置の側面一部断面図である。
【符号の説明】
１０…スプロケット、１１…セグメント、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ…歯、１３，２７…面部、１４…歯底部、２０…履帯、２１…リンク、２２…ブッシュ、２４…履板、２６…当接部材。

Claims

装軌式車両の走行駆動装置において、
駆動装置により回転駆動され、３の倍数の数の歯を有するスプロケット(10)と、
履帯(20)の幅方向左右に設けたリンク(21)を環状に連結するとともに、前記スプロケット(10)の歯(11a,11c)と噛み合って駆動されるブッシュ(22)と、
前記リンク(21)の外周面側に取付けられた履板(24)と、
前記履板 (24) のスプロケット (10) との対向面に着脱自在に取付けられ、前記スプロケット (10) の歯先部にラジアル荷重を与えて接触し、前記ブッシュ (22) とスプロケット (10) の歯底部 (14) との間に隙間 (C) を確保する当接部材 (26) とを有し、
前記スプロケット (10) の歯 (11a,11b,11c) は、相隣合うブッシュ (22,22) の間に必ず１個位置するように配置され、
前記スプロケット(10)の３種類の歯(11a,11b,11c)には、
ａ）前進駆動力およびラジアル荷重を受ける、
ｂ）後進駆動力およびラジアル荷重を受ける、
ｃ）ラジアル荷重を受ける、
の３つの役割をそれぞれ分担させた
ことを特徴とする装軌式車両の走行駆動装置。
請求項１記載の装軌式車両の走行駆動装置において、
前記スプロケット(10)の歯先部と前記当接部材(26)の表面部とは、スプロケット(10)の回動時に互いに接触する面部(13,27)を有する
ことを特徴とする装軌式車両の走行駆動装置。