JP4416457B2

JP4416457B2 - 履帯式走行車両の転輪

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Publication number: JP4416457B2
Application number: JP2003312367A
Authority: JP
Inventors: 定嗣山本; 剛吉田; 達夫和田; 賢司郡山
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2002-10-07
Filing date: 2003-09-04
Publication date: 2010-02-17
Anticipated expiration: 2023-09-04
Also published as: CN100389042C; JP2004149111A; CN1496907A; US7108337B2; US20040084961A1

Description

本発明は、建設機械・荷役機械など履帯式の走行部を備える車両における走行時の接地力を確保するために、車体フレーム側に支持されて履帯の非接地側に配置される履帯式走行車両の転輪に関するものである。

従来、例えばブルドーザ，パワーショベルなどの建設機械、荷役機械、農機などで主として不整地での作業に使用される車両として、下部走行体としての車体フレームの左右両側で前後位置に駆動輪と遊動輪（従動輪）が配置され、それら駆動輪と遊動輪にそれぞれ無端状に履帯を巻掛けて走行できるようにした履帯式走行車両が知られている。この履帯式走行車両において、履帯における非接地面側で前記駆動輪と遊動輪との間には、走行時における接地力を確保するとともに車体を安定支持するために、多数の転輪が所要の間隔で車体フレームに支持されて配置されている。

このような履帯の転輪５０は、一般に、図６および図７に示されるように、トラックフレーム６２（車体フレーム）に揺動可能に取付けられた大ボギー６０に小ボギー６１を介して両端を固定支持される支持軸５２上に軸受ブッシュ５３を介して回転自在に支持されている。ここで、軸受ブッシュ５３は、転輪５０の内周面に嵌合定着されて支持軸５２の回転支持部に接触するようにされている。そのため、前記支持軸５２には軸受ブッシュ５３の軸受面に対して潤滑油が供給できるように給油孔５４，５４ａが穿孔され、転輪５０の内部に油溜め５１が形成され、この油溜め５１から軸受面に潤滑油が補給されて油膜が形成されるようになっている。また、この潤滑油が転輪５０の回転に伴い外部に漏れ出すのを防止するために、転輪５０の外側面部と支持軸５２との間にはシール機構５６が設けられ、このシール機構５６の転輪５０に面する側が外側面部に付されているシール支持部片５７により支持されている。また、転輪５０に作用する軸方向の推力を受支するスラスト軸受５８が、前記シール支持部片５７の内側面５７ａと支持軸５２のスラスト受面５２ａとの間に配されている。前記シール支持部片５７は、そのフランジ部が多数本のボルト５９によって転輪５０の外側面に取付けられている。このシール支持部片５７を取付けるためのボルト５９は、転輪５０側に設けられたネジ穴５９ａに螺合されて締結される。

また、ゴム履帯を用いた装軌式車両における転輪の従来例としては、例えば特許文献１に開示されるものがある。

実開平４−７８０８６号公報（第９図および第１０図）

前記従来の転輪５０では、前述のように、その両外側面部にスラスト軸受５８とシール機構５６の一部を備えるシール支持部片５７の取付用のネジ穴５９ａを多数設ける必要があるため、加工性に多くの問題点がある。

すなわち、転輪５０には履帯６３を介して大きな負荷力が作用するため、その外周面の強度を高める必要上熱処理を施している。この熱処理に関連して前記ネジ穴５９ａを先に加工すれば、その加工を比較的容易に行うことができる反面、熱処理によってネジ穴５９ａの表面に遊離した酸化物（黒錆）が発生し、その除去が必要になる。そのために、多数個のネジ穴５９ａの酸化物を取り除くには多くの手数が必要になり、工費が嵩むという問題点がある。そこで、転輪５０を熱処理した後に前記ネジ穴５９ａを穿設することにすれば、錆取りの手数はなくなるが、今度は転輪の硬度が高められているので、孔あけ加工に硬度の高い材料に対しても穿孔可能なドリルやタップが要求され、ネジ穴加工に要するコストがやはり高くなるという問題点がある。

また、従来の転輪では、前記特許文献１に記載されているものにおいても同様であるが、その内部に軸受部への潤滑油補給のための油溜り５１を設ける構造が必要となるので、その加工上どうしても左右に分割された転輪５０の部片５０ａ，５０ｂを軸線方向の中央部で溶接ａして一体構造にされている。そのために、溶接加工が必要となってさらに工費が嵩み、コストアップになることが避けられない。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、軸受部と外部とのシール機構並びにスラスト軸受の保持構造を簡素化するとともに、溶接加工を必要とせず加工を容易にして製作の合理化を図った履帯式走行車両の転輪を提供することを目的とするものである。

前述された目的を達成するために、第１発明による履帯式走行車両の転輪は、
履帯式走行車両における転輪であって、
前記転輪の幅方向の中央部分に位置する分割部において軸方向に分割された形状のローラ部片を、支持軸と組合せてその分割部において圧入嵌合により一体化させるように構成され、
前記分割部は、一方のローラ部片の一端部に形成される段付嵌合部と、他方のローラ部片の一端部に形成され、前記段付嵌合部に外嵌合される外嵌合部とにより構成される
ことを特徴とするものである。

本発明において、両ローラ部片の内周部には油溜りとなる凹部が形成されるのが好ましい（第２発明）。

また、第３発明による履帯式走行車両の転輪は、
履帯式走行車両における転輪であって、
前記転輪の幅方向の中央部分に位置する分割部において軸方向に分割された形状のローラ部片を、支持軸と組合せてその分割部において圧入嵌合により一体化させるように構成され、
前記分割部は、両ローラ部片の各一端部に形成される段付嵌合部により構成され、これら両ローラ部片は、前記段付嵌合部の外側に配される所要幅のリング部材に対する圧入嵌合で一体化され、
前記段付嵌合部の長さが前記リング部材の長さの半分よりやや短い寸法とされる
ことを特徴とするものである。

第３発明において、前記両ローラ部片は、前記段付嵌合部の基端部側に脱輪防止用の内フランジ部を有しているのが好ましい（第４発明）。

また、前記リング部材は、脱輪防止用の内フランジ部を兼ねるように、転動面から外周側に突出するとともに軸方向に延設した形状とされるのが良い（第５発明）。

本発明においては、前記支持軸に、前記各ローラ部片が軸方向の一方向へ移動するのを抑制する突出部分が設けられ、この突出部分の軸方向の端面とローラ部片側の当接面との間にスラスト軸受が設けられるのが好ましい（第６発明）。

また、前記支持軸の外側部にシール機構が設けられ、このシール機構は、ローラ部片側がそのローラ部片の外側部に嵌め込むように設けられ、支持軸側がリテーナによってその支持軸に保持されるように組み込まれるのが良い（第７発明）。

ここで、前記シール機構はフローティングシールであるのが好ましい（第８発明）。

第１発明によれば、軸方向に分割された形状のローラ部片を、その分割部で嵌め合い構造にして、支持軸と組合せた状態で前記嵌め合い部分で圧入嵌合させて一体化する構成とされるので、構造を簡単にして加工コストを著しく低減できるという効果が得られる。なお、支持軸に対する軸受ブッシュは予め転輪の分割された形状のローラ部片の内周に嵌合装着されるのが好ましい。

また、溶接やネジ穴加工を必要としないので、加工費が削減できるとともに組立作業が容易になってコストダウンを図ることができる。

第３発明によれば、分割される形状のローラ部片として左右共通のものを使用して構成できるので、実質的な部品の種類を少なくすることができ、製作の合理化によるコストダウンを図ることができる。

また、第４発明の構成とすることで、内フランジ部によって転輪が脱輪するのを確実に防止することができる。

さらに、第５発明によれば、従来、外フランジ部と内フランジ部とを有するダブルフランジローラ型のローラ部片を製造する際に、まず内フランジ部の外周面と面一となる外周面を有する鍛造品を成形した後、両フランジ部間に位置する部分を切削加工によって取り除く加工工程もしくは、鍛造品成形後に内フランジ部をプレス成形にて曲げ加工する加工工程が必要であったのを、鍛造工程のみで製造することができるので、そのような加工工程が不要となり、加工工程を簡素化できてコストダウンを図ることができる。また、リング部材の圧入長さも長くすることができるので、両ローラ部片の保持力を高めることができて抜け防止効果も高めることができる。

また、第６発明のように構成すれば、前記ローラ部片の圧入嵌合に先立って支持軸側にスラスト軸受を支持させることで、両ローラ部片を圧入嵌合させる際にスラスト軸受も同時に支持状態に設定され、組立を容易にすることができる。

また、第７発明のように構成すれば、シール機構を転輪の外側面部内に組み込むようにできるので嵩低くすることができ、転輪の支持軸取付部のスペースにゆとりを持たせることが可能になって、転輪の組立が容易に行えるという利点がある。

次に、本発明による履帯式走行車両の転輪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。

図１には、本発明の第１の実施形態に係る履帯式走行車両の転輪の縦断面図が示され、図２には、本実施形態の転輪の要部拡大断面図が示されている。

この実施形態の転輪１は、幅方向に中央部分で左右に分割された形状のローラ部片２，３を備え、その中心には軸線方向に軸孔４，４がそれぞれ軸芯を一致させて設けられ、その軸孔４，４にはそれぞれ軸受ブッシュ５，５が嵌設されている。そして、一方のローラ部片２の一端部には所要長さで段付嵌合部（分割部）６が形成されており、他方のローラ部片３の一端部には前記ローラ部片２の段付嵌合部６に外嵌合する外嵌合部（分割部）７が形成されている。

また、前記両ローラ部片２，３の内周部８，８'には、軸孔４，４よりも大きい径の凹部が形成されて、両ローラ部片２，３が組合された状態で各凹部により潤滑油の油溜り９が形成されるようになされている。また、両ローラ部片２，３の外端部に形成されるボス１０の内部には、フローティングシール（シール機構）１１が付設されるように凹部１０ａが軸心を軸孔４と合致させて設けられている。なお、フローティングシール１１のローラ部片２（３）側は、Ｏリング１１ａとシールリング１１ｂがローラ部片２（３）に保持され、支持軸側のＯリング１１ｃとシールリング１１ｄが支持軸１５に被嵌される止め輪１２によって定位置に保持されるようになされている。

また、支持軸１５は、その両側支持軸部１５ａ，１５ａの端部がそれぞれ大ボギー２０に小ボギー２１，２１を介して固定支持されており、その軸方向の中央部が両側のローラ部片２，３を支持する支持軸部１５ａ，１５ａよりも太径軸部（突出部分）１５ｂに形成され、その太径軸部１５ｂと支持軸部１５ａとの段差となる両端面部１５ｃにはそれぞれスラスト軸受１６となるリング状の金属板が付着されている。また、この支持軸１５の一端から前記太径軸部１５ｂの周面に対して通じる給油孔１７，１７ａが穿設されている。他方、前記両ローラ部片２，３には、その内周部８，８'に連なる内端面８ａからそれぞれ前記フローティングシール１１の嵌設される凹部１０ａまでに給油孔１８が穿設されている。

前記両ローラ部片２，３は、それら両ローラ部片２，３の軸受ブッシュ５，５に支持軸部１５ａ，１５ａが嵌合挿入された状態で、ローラ部片２の一端部の段付嵌合部６に対して他方のローラ部片３の外嵌合部７がプレス機（図示せず）で圧入嵌合されて一体化されるとともに、支持軸１５の太径軸部１５ｂの両端面１５ｃ，１５ｃと両ローラ部片２，３における内端面（当接面）８ａ，８ａとの間にスラスト軸受１６が介在されて運転時のスラスト荷重を支持軸１５にて支持できるように組立られている。

なお、前記両ローラ部片２，３の圧入嵌合により一体化する場合の仕様を例示すれば、ローラ部片３の外嵌合部７の外径が３００ｍｍ、内径が２５０ｍｍで、ローラ部片２の段付嵌合部６の内径が２００ｍｍ、圧入長さ６０ｍｍとして、そのときの締め代を０．９ｍｍ〜１．５ｍｍとすると、圧入保持力が６３〜１０６ｔｏｎの範囲で圧入嵌合されて一体化できる。このようにして一体化される転輪１は、走行時車両の自重量による負荷に耐えて履帯２５を接地案内することができる。

本実施形態では、両ローラ部片２，３を圧入嵌合によって一体化する構成とされるので、製作部品点数を従来のものに較べて著しく少なくでき、溶接やネジ穴加工を必要としないので、加工費が削減できるとともに組立作業が容易になってコストダウンできるという利点がある。

次に、図３に本発明の第２の実施形態に係る転輪の縦断面図が示されている。この実施形態の転輪１Ａは、基本的構造において前記第１の実施形態のものと同様であるが、分割された左右の両ローラ部片２'，３'の軸孔４'，４'の外側部が段付孔に形成され、その段付の軸孔４'，４'の内周部に軸受ブッシュ５'，５'が嵌合装着されており、その軸孔４'における段部４ａと支持軸１５Ａの太径軸部１５ｂ'の端面１５ｄとの間にスラスト軸受１６ａが設けられて構成されている。その他、支持軸１５Ａの両端部の支持軸部１５ａ'を通常の軸径にされ、転輪１Ａの回転支持部が太径軸部１５ｂ'とされる構造が第１の実施形態と異なっている。したがって、前記実施形態と同一もしくは同様の部分については、前記実施形態のものと同一の符号を付してその説明を省略している。

この実施形態の転輪１Ａでは、支持軸１５Ａの加工が両端部を細く所要の寸法に切削することになり、加工の作業性がよく、また両ローラ部片２'，３'と支持軸１５Ａとの軸受ブッシュ５'による回転支持部を大きくできるので、回転性能が向上するという利点がある。

さらに、図４には本発明の第３の実施形態に係る転輪の縦断面図が示されている。この実施形態の転輪１Ｂは、基本的構造において前記第１の実施形態のものと同様であるが、分割された左右両ローラ部片２"が同一形状にされ、その圧入嵌合による一体化についての構造が異なるものである。したがって、前記実施形態のものと同一もしくは同様の構造部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。

この実施形態の転輪１Ｂにおいては、左右両ローラ部片２"，２"の段付嵌合部６'，６'の外側に前述の嵌合仕様に対応する所要寸法の結合リング（リング部材）１９を、まず一方のローラ部片２"の段付嵌合部６'に所定長さプレス機により圧入嵌合させておく。その後において支持軸１５を前記実施形態と同様に、前記太軸径部１５ｂの端面１５ｃとローラ部片の内端面８ａとの間にスラスト軸受１６を介在させて、一方の結合リング１９を備えるローラ部片２"の軸受ブッシュ５内に支持軸部１５ａを挿入し、次いで他方のローラ部片２"を前記と同様にスラスト軸受１６を介在させてその軸受ブッシュ５を支持軸部１５ａに嵌め合わせ、再び後から挿入したローラ部片２"に圧入力を付加して圧入嵌合させることで、結合リング１９内に後から挿入したローラ部片２"の段付嵌合部６'を圧入させて一体化する。なお、本実施形態では、両ローラ部片２"，２"の内端側で段付嵌合部６'の基端部側に脱輪防止用の内フランジ部２２が設けられており、この内フランジ部２２の内側に前記結合リング１９が圧入嵌合される。

この実施形態の転輪１Ｂの場合は、左右両ローラ部片２"が同一形状に加工されたものを使用して、結合リング１９によって両者が圧入嵌合され、連結して一体化される構成であるので、結合リング１９と両ローラ部片２"，２"の段付嵌合部６'，６'の嵌合寸法を結合に要する長さ寸法に設定することで、所期の目的を達成することができる。したがって、前記段付嵌合部６'の長さは結合リング１９の幅（長さ）の半分よりやや短い寸法に設定するのが好ましい。

この実施形態の転輪１Ｂは、結合リング１９が別途必要となるが、ローラ部片２"，２"は左右共通の形状寸法のものを使用できることになり、量産するに際して直接の嵌め合わせ構造の場合に較べて生産性が向上する。言い換えると共通部品を使用できるので部品の種類をより少なくすることが可能になり、合理化を促進させる利点がある。もちろん、製作費が低減できコストダウンを図ることができる。

図５には、本発明の第４の実施形態に係る転輪の縦断面図が示されている。この実施形態の転輪１Ｃは、その基本的構造は第３の実施形態のものと同様であるが、ローラ部片２Ａ，２Ａの内端側に設けられる内フランジ部が省略される一方、結合リング１９Ａの厚みを第３の実施形態のものより大きくして転動面２３から外周側に突出するとともに、軸方向に延ばして内フランジを兼用するように構成されたものである。

前記第１乃至第３の実施形態のローラ部片２，２'，２"の場合、外フランジ部と内フランジ部とを有するダブルフランジローラ型であるため、このローラ部片２，２'，２"を製造する際には、まず内フランジ部の外周面と面一となる外周面を有する鍛造品を成形した後、両フランジ部間に位置する部分を切削加工によって取り除くかもしくは、鍛造品成形後に内フランジ部をプレス機にて曲げ成形する必要があった。これに対して、本実施形態のローラ部片２Ａによれば、鍛造工程のみで製造することができるので、前述のような切削加工工程もしくはプレス成形加工工程が不要である。したがって、加工工程を極めて簡素化することができてコストダウンを図ることができる。また、結合リング１９Ａの圧入長さも第３の実施形態のものに比べて長くなるので、両ローラ部片２Ａ，２Ａの保持力を高めることができて抜け防止効果も高めることができる。

前記各実施形態によれば、いずれも支持軸とローラ部片との間で生じるスラスト作用力がその内部で支持軸に直接受止められるようにされ、また回転支持部への給油が外部に漏れるのをシールするフローティングシールが回転輪（転輪）の外側部で内側に収まるようにして組み込まれるので、従来のようなシール並びにスラスト軸受の保持部片をボルト止めするような複雑な構造を省略して簡素化することができるという効果が得られる。

前記各実施形態の転輪は、下部転輪のみならず、上部転輪にもそのまま適用できることは言うまでもない。

本発明の第１の実施形態に係る履帯式走行車両の転輪の縦断面図第１の実施形態に係る転輪の要部拡大断面図本発明の第２の実施形態に係る転輪の縦断面図本発明の第３の実施形態に係る転輪の縦断面図本発明の第４の実施形態に係る転輪の縦断面図従来技術による転輪の一具体例の側面図従来技術による転輪の一具体例の縦断面図

符号の説明

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ転輪
２，２'，２"，２Ａ，３，３' ローラ部片
４，４' 軸孔
５，５' 軸受ブッシュ
６，６' 段付嵌合部
７，７' 外嵌合部
８，８' 内周部
８ａ内端面
９油溜り
１１フローティングシール
１２止め輪
１５，１５Ａ支持軸
１５ａ，１５ａ' 支持軸部
１５ｂ，１５ｂ' 太軸径部
１６，１６ａスラスト軸受
１７，１７ａ，１８給油孔
１９，１９Ａ結合リング
２０大ボギー
２１小ボギー
２２内フランジ部
２３転動面
２５履帯

Claims

履帯式走行車両における転輪であって、
前記転輪の幅方向の中央部分に位置する分割部において軸方向に分割された形状のローラ部片を、支持軸と組合せてその分割部において圧入嵌合により一体化させるように構成され、
前記分割部は、一方のローラ部片の一端部に形成される段付嵌合部と、他方のローラ部片の一端部に形成され、前記段付嵌合部に外嵌合される外嵌合部とにより構成される
ことを特徴とする履帯式走行車両の転輪。
両ローラ部片の内周部には油溜りとなる凹部が形成される請求項１に記載の履帯式走行車両の転輪。
履帯式走行車両における転輪であって、
前記転輪の幅方向の中央部分に位置する分割部において軸方向に分割された形状のローラ部片を、支持軸と組合せてその分割部において圧入嵌合により一体化させるように構成され、
前記分割部は、両ローラ部片の各一端部に形成される段付嵌合部により構成され、これら両ローラ部片は、前記段付嵌合部の外側に配される所要幅のリング部材に対する圧入嵌合で一体化され、
前記段付嵌合部の長さが前記リング部材の長さの半分よりやや短い寸法とされる
ことを特徴とする履帯式走行車両の転輪。
前記両ローラ部片は、前記段付嵌合部の基端部側に脱輪防止用の内フランジ部を有している請求項３に記載の履帯式走行車両の転輪。
前記リング部材は、脱輪防止用の内フランジ部を兼ねるように、転動面から外周側に突出するとともに軸方向に延設した形状とされる請求項３に記載の履帯式走行車両の転輪。
前記支持軸に、前記各ローラ部片が軸方向の一方向へ移動するのを抑制する突出部分が設けられ、この突出部分の軸方向の端面とローラ部片側の当接面との間にスラスト軸受が設けられる請求項１〜５のいずれかに記載の履帯式走行車両の転輪。
前記支持軸の外側部にシール機構が設けられ、このシール機構は、ローラ部片側がそのローラ部片の外側部に嵌め込むように設けられ、支持軸側がリテーナによってその支持軸に保持されるように組み込まれる請求項１〜５のいずれかに記載の履帯式走行車両の転輪。
前記シール機構はフローティングシールである請求項７に記載の履帯式走行車両の転輪。