JP4709050B2 - 履帯用スリーブの加工方法 - Google Patents

Description

この発明は、履帯を構成する履帯アッセンブリを相互に連結するために、履帯アッセンブリ間の連結軸に外嵌される履帯用スリーブの加工方法に関するものである。

ブルドーザや油圧ショベル等の装軌式作業機械における下部走行体の履帯は、複数の履帯アッセンブリを無端状に連結することにより構成されている。そして、この履帯が装軌式作業機械の車体フレームに所定の間隔をおいて配設された駆動輪及び遊動輪間に巻き掛けられ、各履帯アッセンブリがスプロケットよりなる駆動輪に噛合されて駆動されることにより、履帯が駆動輪と遊動輪との間で車体フレームに支持された上部転輪及び下部転輪に支持されながら周回移動されるようになっている。

このような履帯における履帯アッセンブリとしては、例えば、特許文献１の図７に開示されるような構成のものが従来から知られている。この従来構成の履帯アッセンブリでは、履板の接地する面と反対側の面に一対のリンクが平行状態で固定され、リンクの一端部間に連結軸が固定されるとともに、他端部間にスリーブが固定されている。そして、この履帯アッセンブリの連結軸が隣接する他の履帯アッセンブリのスリーブに回転可能に挿通されることにより、複数の履帯アッセンブリが相互に連結されて、無端状の履帯が形成されている。

前記のような構成の履帯アッセンブリにおいては、各リンクの端部に軸孔が形成され、連結軸及びスリーブの両端部が軸孔に対して圧入により固定されている。また、連結軸の中心には潤滑油収容孔が形成され、その潤滑油収容孔の中間部から連結軸の外周に向かって潤滑油供給孔が形成されている。そして、潤滑油収容孔内に収容された潤滑油が潤滑油供給孔から連結軸の外周面とスリーブの内周面との間の摺動部に滲出供給されて、その摺動部が潤滑されるようになっている。

ところで、前記のような構成の履帯においては、スリーブが各履帯アッセンブリを回転可能に連結するための軸受部材としての機能を有するのみならず、駆動輪のスプロケットから動力の伝達を受ける動力伝達部材としての機能も有している。しかしながら、この従来構成の履帯アッセンブリでは、スリーブが各リンクの端部間に固定されているため、スリーブの外周面は、その特定部位がスプロケットの歯面と滑り接触する。このため、各履帯アッセンブリのスリーブが偏磨耗するので、そのスリーブをリンクに対して回転あるいは交換する必要があるが、前述のように、スリーブはリンクに圧入固定されているため、その回転あるいは交換にはかなりの手間がかかるものであった。

このような問題点に対処するため、例えば特許文献２に開示されるような構成の履帯アッセンブリも従来から提案されている。この従来構成においては、リンクの端部間のスリーブが軸線方向において３つの部分に分割して構成され、同スリーブの一対の外側部分が各リンクの軸孔に圧入固定されるとともに、中間部分が隣接する他の履帯アッセンブリの連結軸上に回転自在に外嵌支持されている。これにより、スプロケットの歯に対するスリーブの噛合位置が不特定の部位となり、スリーブの偏磨耗が防止されるようになっている。

また、この特許文献２に記載の履帯アッセンブリにおいても、前記特許文献１に記載の構成と同様に、連結軸には潤滑油収容孔及び潤滑油供給孔が形成され、潤滑油収容孔内に収容された潤滑油が潤滑油供給孔から連結軸の外周面とスリーブの中間部分の内周面との間の摺動部に滲出供給されて、その摺動部が潤滑されるようになっている。
特開２００４−２４９９７３号公報 特表平６−５０４７４７号公報

ところが、前記特許文献１に記載のスリーブや特許文献２に記載のスリーブ部分の内周面は、連結軸の外周面に対する摺動部であるにもかかわらず、高精度の寸法に仕上げ加工されていない。これは、仮にスリーブを切削によって高精度に仕上げ加工したとしても、その後の焼入れ処理において熱歪み等により誤差が生じてしまうためである。このため、スリーブと連結軸との間には摺動部としては比較的大きなガタ付きがあり、潤滑油封止のためのシールリングの摺動負荷が大きかった。結果として、シールリングの寿命が短くなったり、あるいはシールリングの故障による潤滑油の漏洩の可能性があったりした。

また、特許文献２に記載の構成では、スリーブの中間部分と外側部分との間、およびスリーブの外側部分とリンクとの間にシールリングが配設されて、そのシールリングにより連結軸の外周面とスリーブの内周面との摺動部内に潤滑油が封止されるようになっている。ところが、特にスリーブの外側部分は、リンクに固定されているため、履帯アッセンブリが駆動輪や遊動輪を周回する場合や、路面の凹凸を越える場合等にリンクと一体に回転する。このため、スリーブの外側部分とリンクとの間のシールリングはスリーブの中間部分と外側部分との間のシールリングに比して被封止部の回転量が格段に多く、この状態で前記のガタ付きが繰り返されると、前記シールリングに対して、回転方向おける摺動に加えて半径方向等の他方向における摺動が与えられる。従って、スリーブの外側部分とリンクとの間のシールリングは、履帯を装備した装軌式作業機械における振動や土砂等の苛酷な使用環境と相まって、早期に磨耗したり、損傷したりしてシール機能を失うおそれがあった。その結果、摺動部から潤滑油が漏れ出して、連結軸に対して回転可能なスリーブの中間部分が連結軸に固着してしまい、特許文献１の場合と同様に、スリーブに偏磨耗が生じるという問題があった。

この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、履帯アッセンブリを相互に連結して履帯を構成した場合、スリーブと連結軸との間にガタ付きが生じるのを抑制することができる履帯用スリーブの加工方法を提供することにある。

この発明のその他の目的は、スリーブを連結軸と一対のリンクとの間に介在される外側部分と、一対のリンク間に位置する回転可能な中間部分とに分割して構成した場合、ガタ付きの抑制により、スリーブの中間部分と外側部分との間に介装されたシールリングに作用する摺動負荷を軽減して、シールリングの磨耗や損傷等を抑制することができる履帯用スリーブの加工方法を提供することにある。

上記の目的を達成するために、この発明は、履帯を構成するための履帯アッセンブリを相互に連結するために、隣接する他の履帯アッセンブリの連結軸に回転自在に外嵌される履帯用スリーブであって、履帯アッセンブリを構成する一対のリンクの軸孔内に固定される一対の外側部分と、その両外側部分間に位置する中間部分とに分割して構成され、前記履帯用スリーブの内周面と前記連結軸の外周面との間に潤滑油を供給した状態で用いられる履帯用スリーブの加工方法において、前記スリーブの前記外側部分の内周面に焼入れ処理を施した後に、その内周面を研削加工することを特徴としている。

従って、履帯アッセンブリを相互に連結して履帯を構成した場合、連結軸に外嵌されるスリーブの内周面を連結軸の外周面と同等の高精度寸法にすることができて、スリーブと連結軸との間の摺動部にガタ付きが生じるのを抑制することができる。

また、回転量の多いスリーブの外側部分と連結軸との間にガタ付きが生じるのを抑制することができて、スリーブの中間部分が外側部分に対して相対運動するのを抑えることができる。よって、スリーブの中間部分と外側部分との間に介装されたシールリングに作用する摺動負荷を軽減することができ、そのシールリングが損傷してシール機能を失うおそれを防止することができる。

以上のように、この発明によれば、履帯アッセンブリを相互に連結して履帯を構成した場合、スリーブと連結軸との間にガタ付きが生じるのを抑制することができて、シールリングの長寿命化を図ることができる。

以下に、この発明を具体化した一実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１に示すように、この実施形態の履帯２１は、複数の履帯アッセンブリ２２を無端状に連結して構成されている。そして、この履帯２１が図示しないブルドーザや油圧ショベル等の装軌式作業機械における下部走行体の車体フレームに所定の間隔をおいて配設された駆動輪２４及び遊動輪２３間に巻き掛けられ、この状態で各履帯アッセンブリ２２がスプロケットよりなる駆動輪２４の歯２４ａに噛合されて駆動される。これにより、履帯２１が駆動輪２４と遊動輪２３との間で車体フレームに支持された図示しない上転輪及び下転輪に支持されながら周回されて、作業機械が路面上を走行されるようになっている。

図２〜図５に示すように、前記各履帯アッセンブリ２２は、平行に配置された一対のリンク２５と、両リンク２５の外面に固定された履板２６とから構成されている。両リンク２５の一端部間には連結軸２７が固定され、他端部間には隣接する他の履帯アッセンブリ２２の連結軸２７に回転可能に外嵌されるスリーブ２８が介在されている。そして、両リンク２５間の連結軸２７に、隣接する他の履帯アッセンブリ２２の両リンク２５間のスリーブ２８が外嵌されることにより、履帯アッセンブリ２２が連結軸２７を介して相互に連結されて、無端状の履帯２１が形成されている。

そこで、以下に履帯アッセンブリ２２の構成を詳細に説明する。図４及び図５に示すように、前記履帯アッセンブリ２２における各リンク２５の両端部には、一対の軸孔３１，３２が形成されている。一方の軸孔３１は前記連結軸２７の端部が圧入固定されるように小径状に形成され、他方の軸孔３２は前記スリーブ２８の端部が圧入固定されるように大径状に形成されている。各リンク２５の中間位置には、軸孔３１，３２の軸線と直角をなす方向へ延びる各一対の挿通孔３３が所定間隔をおいて形成されている。各挿通孔３３に対応してそれらの内端部に連通するように、各リンク２５の中央部には一対の窓孔３４が形成されている。各履帯アッセンブリ２２の履板２６には、両リンク２５の挿通孔３３に対応して各一対の挿通孔３５が形成されている。そして、履板２６の外面側から各挿通孔３３，３５にボルト３６が挿通されるとともに、前記窓孔３４内において各ボルト３６の先端部にナット３７が螺着されることにより、両リンク２５の外面に履板２６が固定されている。

前記履帯２１の接地側で、作業機械の後方側に位置するように、履板２６の接地面の一側縁には幅方向に延びる１条のグローサ３８が突出形成されている。
図５に示すように、前記履帯アッセンブリ２２におけるスリーブ２８は軸線方向に沿って３つの部分２８ａ，２８ｂに分割して構成され、一対の外側部分２８ａがそれぞれ両リンク２５の大径軸孔３２に圧入固定されている。そして、この外側部分２８ａ及び両外側部分２８ａ間の中間部分２８ｂが隣接する他の履帯アッセンブリ２２におけるリンク２５間の連結軸２７上に回転自在に外嵌支持されている。前記スプロケットよりなる前記駆動輪２４の歯２４ａは、スリーブ２８の中間部分２８ｂと噛合されるようになっており、この場合、中間部分２８ｂが回転可能であるため、前記歯２４ａとスリーブ２８との特定部位での噛合がなく、スリーブ２８の偏磨耗が防止されるようになっている。

前記履帯アッセンブリ２２における連結軸２７の中心には潤滑油収容孔３９が形成され、その潤滑油収容孔３９の中間部から連結軸２７の外周に向かって潤滑油供給孔４０が形成されている。潤滑油収容孔３９の両端部には封鎖用のプラグ４１が嵌着されている。そして、潤滑油収容孔３９内に収容された潤滑油が潤滑油供給孔４０を介して連結軸２７の外周面と、回転自在なスリーブ２８の前記中間部分２８ｂの内周面との間の摺動部に滲出供給されて、その摺動部が潤滑されるようになっている。

履帯アッセンブリ２２における各リンク２５の小径軸孔３１の内側周縁には収容凹部４２が形成され、その収容凹部４２内には第１シールリング４３が収容されている。この第１シールリング４３には、収容凹部４２の内周面に接合する外周リップ部と、隣接対応するスリーブ２８の外側部分２８ａの外側面に接合する側面リップ部とが設けられている。

図５に示すように、スリーブ２８の外側部分２８ａの内側周縁には収容凹部４５が形成され、それらの収容凹部４５内には第２シールリング４６が収容されている。この第２シールリング４６には、収容凹部４５の内周面に接合する外周リップ部と、隣接対応する中間部分２８ｂの端面に接合する側面リップ部とが設けられている。そして、この第２シールリング４６と前記第１シールリング４３との協働作用により、各履帯アッセンブリ２２における連結軸２７の外周面とスリーブ２８の中間部分２８ｂの内周面との間の摺動部からの潤滑油漏れが抑制されるようになっている。

ところで、この実施形態では、スリーブ２８の外側部分２８ａをクロムモリブデン鋼（ＳＣＭ４１５〜８２２）から形成している。そして、この外側部分２８ａの外周面Ｓ１及び内周面Ｓ２を、ロックウエル硬さＣ５５〜６１となるように浸炭焼入れした後に、研削加工を施して、所定寸法となるように高精度に仕上げている。この場合、焼入れ深さは１．６〜２．０ｍｍ程度であり、公差は、±０．０５ｍｍ程度である。また、前記研削加工においては、酸化アルミニウム系の工具や、ＣＢＮ（立方晶窒化硼素）系の工具が用いられる。

スリーブ２８の中間部分２８ｂは、外側部分２８ａと同材質であるが、研削加工の後に浸炭焼入れが施される。
前記連結軸２７には、スリーブ２８と同材質が用いられ、同連結軸２７は、外側部分２８ａと同様に浸炭焼入れの後に、その外周面が切削加工される。

従って、以上のように加工した外側部分２８ａを用いて、履帯アッセンブリ２２を相互に連結することにより履帯２１を構成した場合、外側部分２８ａの公差が小さく、高精度であるために、外側部分２８ａと連結軸２７との間にガタ付きが生じるのを抑制することができる。これにより、中間部分２８ｂと外側部分２８ａ及び外側部分２８ａと隣接リンク２５の小径軸孔３１の部分との間において、回転方向以外の相対移動を抑制できて、中間部分２８ｂと外側部分２８ａ及び外側部分２８ａと隣接リンク２５との間にそれぞれ介装された第２シールリング４６及び第１シールリング４３に作用する摺動負荷を軽減することができる。よって、その第２シールリング４６及び第１シールリング４３が早期に磨耗したり損傷したりしてシール機能を失うことがなく、中間部分２８ｂと連結軸２７との間の摺動部から潤滑油が漏れ出して、中間部分２８ｂが連結軸２７に固着するおそれを防止することができる。

以上に述べた実施形態の効果を列挙すれば以下の通りである。
（１） スリーブ２８の外側部分２８ａの内周面を高精度に加工できる。ちなみに、前記実施形態では、研削加工によって公差を±０．０５ｍｍ程度まで抑えることができるが、研磨加工後に焼入れ行う従来方法においては、熱歪み等により、公差が±０．２５ｍｍ程度までに上昇してしまうのは避けることができない。従って、この実施形態では、前述のように、シールリング４６，４３の早期磨耗や損傷を抑制できて、中間部分２８ｂの固着を防止でき、その結果、中間部分２８ｂが偏磨耗したり、駆動輪２４から履帯２１への動力の伝達効率が悪化したりするおそれを防止できる。

（２） 前記±０．０５ｍｍの公差を得るためには、スリーブ２８の外側部分２８ａを焼入れ処理した後に、熱歪みを解消する（最大０．５ｍｍ程度）分だけ切削すればよく、焼入れによって硬化処理が施されていても、その切削加工は容易である。

（３） スリーブ２８において、軸方向の長さが短い外側部分２８ａのみを切削加工すればよいので、たとえ内周面の加工であっても、その加工は容易である。ちなみに、スリーブ２８の中間部分２８ｂは、外側部分２８ａよりも回転量が格段に少ないため、外側部分２８ａのような内周面精度は必要がなく、焼入れ後の切削は不要である。

（４） スリーブ２８の外側部分２８ａの外周面を焼入れ処理後に切削することより、その外周面の精度も向上でき、リンク２５の軸孔３２に対する外側部分２８ａの圧入を、弛んだり、逆に圧入不能になったりすることなく適切に行い得る。

（５） 連結軸２７の外周面が焼入れ後に切削加工されるため、その連結軸２７の精度も向上でき、スリーブ２８の外側部分２８ａの精度向上と相まって、シールリング４３，４６の早期磨耗，損傷防止をさらに有効に達成できる。

（変更例）
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ 焼入れ処理後の切削加工をスリーブ２８の外側部分２８ａの内周面に対してのみ行うようにすること。このようにしても、前記実施形態とほぼ同様な効果を得ることができる。

・ スリーブ２８や連結軸２７として、前記実施形態以外の材質のもの、例えばニッケルクロムモリブデン鋼，窒化鋼等を用いること。
・ 硬化処理として、浸炭処理法以外の処理、例えば窒素拡散侵入処理法を用いること。

（他の技術的思想）
前記構成から把握される請求項記載の技術的思想以外の他の技術的思想は以下の通りである。

（ａ） 履帯を構成するための履帯アッセンブリを相互に連結するために、隣接する他の履帯アッセンブリの連結軸に外嵌される履帯用スリーブにおいて、
内周面の焼入れ処理後にその内周面を研削加工することにより構成されたことを特徴とする履帯用スリーブ。

（ｂ） 履帯アッセンブリを構成する一対のリンクの軸孔内に嵌合された一対の外側部分と、その両外側部分間に位置する中間部分とよりなり、外側部分の内周面を焼入れ処理後に研削加工したことを特徴とする前記（ａ）項に記載の履帯用スリーブ。

（ｃ） 一対のリンクと、そのリンクの一端部間に固定された連結軸と、同リンクの他端部間に設けられたスリーブと、両リンクに固定された履板とよりなる履帯アッセンブリにおいて、前記スリーブとして前記（ａ）項または（ｂ）項の記載のスリーブを用いたことを特徴とする履帯用スリーブ。

この発明を実施した履帯用スリーブを備える履帯を示す正面図。 図１の履帯の一部を拡大して示す部分正面図。 図２の履帯の部分平面図。 図２の履帯における履帯アッセンブリを示す斜視図。 図２の５−５線における部分拡大断面図。

符号の説明

２１…履帯、２２…履帯アッセンブリ、２５…リンク、２６…履板、２７…連結軸、２８…スリーブ、２８ａ…外側部分、２８ｂ…中間部分、３１，３２…軸孔、４３…第１シールリング、４６…第２シールリング、Ｓ１…外周面、Ｓ２…内周面。

Claims (1)

1. 履帯を構成するための履帯アッセンブリを相互に連結するために、隣接する他の履帯アッセンブリの連結軸に回転自在に外嵌される履帯用スリーブであって、履帯アッセンブリを構成する一対のリンクの軸孔内に固定される一対の外側部分と、その両外側部分間に位置する中間部分とに分割して構成され、前記履帯用スリーブの内周面と前記連結軸の外周面との間に潤滑油を供給した状態で用いられる履帯用スリーブの加工方法において、
   前記スリーブの前記外側部分の内周面に焼入れ処理を施した後に、その内周面を研削加工することを特徴とする履帯用スリーブの加工方法。

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