JP4059687B2 - 装軌式車両の走行駆動装置 - Google Patents
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Description
【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 (2)
- 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。
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