JP5398350B2 - 履帯式走行車両の転輪 - Google Patents

Description

本発明は、履帯式走行車両の転輪、特に、履帯の非接地側に配置され、車体フレームに支持される履帯式走行車両の転輪に関する。

ブルドーザ、油圧ショベルなどのように、主として不整地での作業に使用される車両として履帯式走行車両が知られている。この履帯式走行車両は、走行体の左右両側の前後位置に駆動輪と遊動輪とが配置され、この駆動輪と遊動輪との間に無端状の履帯が巻き掛けられている。そして、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駆動輪と遊動輪との間には複数の転輪が配置されている。複数の転輪は、走行体の車体フレームに支持されており、この複数の転輪により、走行時における接地力を確保することができ、また車体を安定支持することができる。

このような転輪は、例えば特許文献１に示されている。ここでは、転輪は、シャフトと、シャフトに軸受を介して支持されたローラシェルと、を備えている。また、ローラシェルの外側面部とシャフトとの間にはシール機構が設けられ、このシール機構はシール支持部材により支持されている。

この特許文献１の特に図４に示された転輪は、左右のローラシェルと結合リングとによって１つのローラ組立体が構成されている。具体的には、左右のローラシェルの外周部において、対向する部分には段付き嵌合部が形成されており、この段付き嵌合部に結合リングを圧入することによって、左右のローラシェルを結合している。

特開２００４−１４９１１１号公報

特許文献１に示された転輪は左右のローラシェルを結合するのに溶接が不要で、組み立てが容易であるという特徴がある。

しかし、左右のローラシェルの外周に結合リングを圧入すると、各ローラシェルにおいて、結合リングが圧入された部分が内周側に変形しやすくなる。ローラシェルの内周部はブシュを介してシャフトに回転自在に支持されているが、ローラシェルの一部が内周側に変形すると、ブシュとシャフトの間において片当たりが発生してしまうことになる。

本発明の課題は、ブシュ等の軸受を含むローラシェルとシャフトとの片当たりを抑えることにある。

発明１に係る履帯式走行車両の転輪は、履帯の非接地面側に配置され、車体フレームに支持される履帯式走行車両の転輪であって、車体フレームに支持されるシャフトと、シャフトの外周に配置されたローラ組立体と、ローラ組立体をシャフトに回転自在に支持する軸受と、を備えている。また、ローラ組立体は、筒状の内側ローラシェルと、筒状の外側ローラシェルと、結合リングと、を有している。内側ローラシェルは、車体フレームに近い内側に配置され、内周部に外側端部から内側に向かって形成された内側嵌合部を有する。外側ローラシェルは、内側ローラシェルの外側に配置され、内周部に内側端部から外側に向かって形成された外側嵌合部を有する。結合リングは、内側ローラシェルの内側嵌合部及び外側ローラシェルの外側嵌合部に圧入されて両ローラシェルを結合するための部材である。

また、内側ローラシェルは、内側嵌合部である凹部が形成された結合部と、結合部より内側に形成され履帯が当接する踏面を有する内側踏面部とを有している。外側ローラシェルは、外側嵌合部である凹部が形成された結合部と、結合部より外側に形成され履帯が当接する踏面を有する外側踏面部とを有している。そして、軸受は内側踏面部及び外側踏面部の内周部に装着されている。

ここで、「内側」とは、車体フレームに近い側、すなわち車両の左右方向における中心に近い側であり、「外側」とは車両から離れる側である。

この転輪は、筒状の内側ローラシェル及び外側ローラシェルの内周部に形成された嵌合部に結合リングが圧入されて、両ローラシェルが結合されている。

ここでは、ローラシェルが内側と外側とに分割されているので、ローラシェルの両端部にシール機構を設けた場合にも、シール機構を支持するための別の部材を設ける必要がない。したがって、ローラシェルにネジ穴を形成することが不要になり、製造が容易になる。

また、結合リングは各ローラシェルの内周部に形成された嵌合部に圧入されるので、各ローラシェルが内側に変形することがなく、ローラシェル内周部に配置されるブシュ等の軸受とシャフトが片当たりするのを抑えることができる。

ここでは、各ローラシェルが結合部と踏面部とで形成されており、結合部の長さや径を調整することで、圧入時のプレス押圧力の調整が行えるとともに、圧入後の強度の調整を行うことができる。

発明２に係る履帯式走行車両の転輪は、発明１の転輪において、内側ローラシェルの内側嵌合部と外側ローラシェルの外側嵌合部は同じ外径である。

ここでは、結合リングの外径を全長にわたって同じ径にすることができるので、製造が容易になる。

発明３に係る履帯式走行車両の転輪は、発明２の転輪において、結合リングは、内側嵌合部に圧入されるリング側内側嵌合部と、外側嵌合部に圧入されるリング側外側嵌合部と、を有している。そして、リング側内側嵌合部とリング側外側嵌合部とは同じ外径であり、両嵌合部の圧入側の外周端には面取り部が形成されている。

ここでは、結合リングの外径は全長にわたって同じ径であるので、製造が容易になる。また、圧入側の外周端には面取り部が形成されているので、結合リングを各嵌合部に圧入する際に、圧入作業がスムーズになる。

発明４に係る履帯式走行車両の転輪は、発明３の転輪において、結合リングの内径は、内側ローラシェル及び外側ローラシェルの内径より大きい。

ここでは、結合リングの内周は比較的大径であるので、結合リングを各嵌合部に圧入したときに、仮に結合リングが内周側に変形したとしても、結合リングがシャフトに当たることはない。

以上のような本発明では、ローラシェルにネジ穴を形成することが不要になり、製造が容易になるとともに、各ローラシェルが内側に変形するのを抑えることができ、ローラシェル内周部に配置される軸受とシャフトが片当たりするのを抑えることができる。

本発明の第１実施形態による履帯式走行車両の転輪の縦断面図。 本発明の参考例による転輪の縦断面図。 本発明の第２実施形態に係る転輪の縦断面図。 本発明の第３実施形態に係る転輪の縦断面図

［第１実施形態］
図１に、本発明の第１実施形態による履帯式走行車両の転輪の縦断面図を示す。この転輪１は、履帯の非接地面側に配置されており、シャフト２と、ローラ組立体３ａと、軸受としての２つのブシュ４と、を備えている。

＜シャフト＞
シャフト２は、両端、すなわち内側端部及び外側端部に小径の支持部２ａを有し、ローラ組立体３ａが配置された中央部には支持部２ａよりも大径の２つの軸受装着部２ｂを有している。そして、支持部２ａがそれぞれ小ボギー６を介して大ボギー７に支持されている。また、大ボギー７は車体フレーム８に固定されている。したがって、シャフト２は車体フレーム８に対して支持されていることになる。また、このシャフト２には、内側の一端から外側に向かって、かつシャフト２の外周面に連通する給油孔９が形成されている。なお、シャフト２の軸方向中央部、すなわち２つの軸受装着部２ｂの間には凹部が形成されている。

＜ローラ組立体＞
ローラ組立体３ａは、車体フレーム８に近い内側に配置された内側ローラシェル１２と、この内側ローラシェル１２の外側に配置された外側ローラシェル１３と、両ローラシェル１２，１３を結合するための結合リング１４と、を有している。内側ローラシェル１２と外側ローラシェル１３とはそれらの結合面を中心に面対称に形成されているので、ここでは内側ローラシェル１２についてのみ詳細に説明する。

内側ローラシェル１２は、筒状に形成されており、図１において左側の外側部分に内側結合部１５を有し、内側結合部１５より内側に内側踏面部１６を有している。内側結合部１５は、外側端面から軸方向内方（内側）に向かって径方向内周側に形成された内側嵌合用凹部１５ａを有している。内側踏面部１６は、外周面にトラックリンク１７が接触する踏面１６ａを有し、内周面には軸受装着面１６ｂを有している。また、内側踏面部１６の最も内側部分には、他の部分より大径の環状フランジ１６ｃが形成されている。ここで、内側嵌合用凹部１５ａの内径は内側踏面部１６の軸受装着面１６ｂよりも大径に形成されている。

また、内側ローラシェル１２の内側踏面部１６よりさらに内側には内側ボス１８が形成されている。内側ボス１８は、内側ローラシェル１２の内側端部の内周部に形成されており、内周側に突出する環状の内周突出部１８ａと、軸方向内方に突出する環状の内側突出部１８ｂと、を有している。これらの突出部１８ａ，１８ｂには、２つのＯリング１９ａ，１９ｂ及びシールリング２０ａ，２０ｂと、止め輪２１と、を含むフローティングシール２２が設けられている。

従来、このフローティングシール２２を支持する突出部１８ａ、１８ｂは別体とされ、そのシール支持部材はボルトによってローラシェルに固定されていた。ここで、ローラシェルは強度を高めるために熱処理が施されていた。この熱処理によって踏面の硬度が高くされるので、前述のシール部材を固定するためのボルトが装着されるネジ穴をローラシェルの径を含む端面に形成するには、ローラシェルの径をある程度大きくする必要があった。一方で、熱処理前にネジ穴を加工すると、熱処理によってネジ穴に酸化物が付着するので、この酸化物を除去するための作業が必要になる。また、熱処理によってネジ穴が変形する場合もある。本実施形態では、シール支持部材として突出部１８ａ、１８ｂを内側ローラシェルと一体に形成しているので、ネジ穴の加工が不要である。

前述のように、内側ローラシェル１２と外側ローラシェル１３とは結合面を中心に面対称に形成されており、したがって、外側ローラシェル１３には、内側ローラシェル１２の「内側結合部１５」、「内側踏面部１６」、「内側嵌合用凹部１５ａ」、「踏面１６ａ」、「軸受装着面１６ｂ」、「環状フランジ１６ｃ」、「内側ボス１８」のそれぞれに対応する「外側結合部２５」、「外側踏面部２６」、「外側嵌合用凹部２５ａ」、「踏面２６ａ」、「軸受装着面２６ｂ」、「環状フランジ２６ｃ」、「外側ボス２８」が形成されている。また、外側ローラシェル１３の外側ボス２８には、前記同様の、２つのＯリング及びシールリングと、止め輪と、を含むフローティングシール２２が設けられている。

なお、内側ローラシェル１２及び外側ローラシェル１３において、各嵌合用凹部１５ａ，２５ａ、軸受装着面１６ａ，２６ａを含む各部の寸法は同一になっている。

結合リング１４は、筒状の部材であり、内側ローラシェル１２の内側嵌合用凹部１５ａに圧入された部分と、外側ローラシェル１３の外側嵌合用凹部２５ａに圧入された部分とを有し、軸方向の全長にわたって同じ外径及び内径である。この結合リング１４の外径は、各嵌合用凹部１５ａ，２５ａの内径よりも圧入代だけ大きく形成され、結合リング１４の内径は、各ローラシェル１２，１３の軸受装着面１６ｂ，２６ｂの内径よりも大きくなっている。また、結合リング１４の両端外周には、面取り部１４ａが形成されている。結合リング１４の内径が各ローラシェル１２，１３の軸受装着面１６ｂ，２６ｂよりも大きく形成されていることにより、結合リング１４の内周部とシャフト２との間には、潤滑油の油溜まり２９が形成されている。

以上のようにして、結合リング１４によって、内側ローラシェル１２と外側ローラシェル１３とは、それぞれの対向する端面が突き合わされた状態で一体的に結合されている。

なお、結合リング１４の最大実体状態での軸方向長さは、内側ローラシェル１２の内側嵌合用凹部１５ａと外側ローラシェル１３の外側嵌合用凹部２５ａの最小実体状態での軸方向長さを合計した長さよりも短く形成されている。したがって、結合リング１４によって両ローラシェル１２，１３を結合した場合は、両ローラシェル１２，１３の端面同士が当接することになる。

＜軸受＞
２つのブシュ４は、それぞれ、内側ローラシェル１２の軸受装着面１６ｂと、外側ローラシェル１３の軸受装着面２６ｂとに装着されている。したがって、この２つのブシュ４によって、両ローラシェル１２，１３はシャフト２に対して回転自在に支持されている。また、シャフト２の軸受装着部２ｂの両端面と、対応する各ローラシェル１２，１３の端面との間には、それぞれスラスト力を受けるスラストワッシャ３０が配置されている。

＜組み付け＞
シャフト２にローラ組立体３ａを組み付ける場合は、まず、内側ローラシェル１２及び外側ローラシェル１３の内周部に、スラストワッシャ３０を挿入するとともに、ブシュ４を組み付ける。ここで、この時点で、結合リング１４を、内側ローラシェル１２の内側嵌合用凹部１５ａに圧入するか、逆に外側ローラシェル１３の外側嵌合用凹部２５ａに圧入しておく。ここでは、一例として、内側ローラシェル１２に先に結合リング１４を圧入しておく。

以上にようにして、スラストワッシャ３０、ブシュ４及び結合リング１４が組み付けられた内側ローラシェル１２を、シャフト２の内側に挿入して組み付ける。

次に、内側ローラシェル１２の内側の側面を受け、スラストワッシャ３０及びブシュ４が組み付けられた外側ローラシェル１３をプレス機により押圧し、外側ローラシェル１３の外側嵌合用凹部２５ａに結合リング１４を圧入する。

以上のようにしてシャフト２に内側ローラシェル１２及び外側ローラシェル１３を組み付けた後、各ローラシェル１２，１３のボス１８，２８にフローティングシール２２を装着する。

＜特徴＞
（１）結合リング１４が各ローラシェル１２，１３の一端の内周部に圧入され、各ローラシェル１２，１３の他端はボス１８，２８が設けられて嵌合用凹部１５ａ，２５ａより剛性が高いので、各ローラシェル１２，１３が内側に変形することがない。したがって、各ローラシェル１２，１３の内周部に配置されるブシュ４とシャフト２とが片当たりするのを防止できる。

（２）ローラシェルが内側ローラシェル１２と外側ローラシェル１３とに分割され、それぞれフローティングシール２２を支持するための部材が一体に形成されている。このため、支持部材をローラシェルに固定するためのネジ穴をローラシェルに形成する必要がなく、部品点数を削減できるとともに、製造、組み付けが容易になる。

（３）各ローラシェル１２，１３を、嵌合用凹部１５ａ，２５ａが形成された結合部１５，２５と、嵌合用凹部が形成されていない踏面部１６，２６とで構成しているので、この転輪が採用される機種に応じて嵌合用凹部の長さを変え、圧入力や圧入後の強度を任意に設定しやすくなる。

（４）結合リング１４は、単純な筒状であるので、製造が容易である。

（５）結合リング１４の外周両端部に面取り部１４ａが形成されているので、圧入をスムーズに行うことができる。

（６）結合リング１４とシャフト２との間に十分な隙間を確保しているので、この部分を潤滑油の油溜まりとすることができ、かつ結合リング１４がシャフト２に干渉するのを防止できる。

［参考例］
図２に参考例による転輪３１を示す。この参考例の転輪３１は、ローラ組立体を構成する内側ローラシェル、外側ローラシェル、及び結合リングが第１実施形態と異なるが、他の構成は第１実施形態と同様である。ここでは、第１実施形態と異なる部分のみ説明する。

このローラ組立体３ｂは、第１実施形態と同様に、車体フレームに近い内側に配置された内側ローラシェル３２と、この内側ローラシェル３２の外側に配置された外側ローラシェル３３と、両ローラシェル３２，３３を結合するための結合リング３４と、を有している。

内側ローラシェル３２は、筒状に形成されており、外周部にトラックリンク１７が接触する踏面３２ａを有し、内周部に内側嵌合部３２ｂを有している。内側ローラシェル３２と外側ローラシェル３３とは転輪３１の軸方向中心の径を含む面に面対称に形成されており、したがって、外側ローラシェル３３についても、同様に、外周部に踏面３３ａを有し、内周部に外側嵌合部３３ｂを有している。なお、外側（図２の左側）内周一端部には、アール面取り加工が施されている。

各ローラシェル３２，３３の他端部において、第１実施形態と同様のボス１８，２８が形成されており、これらのボス１８，２８にフローティングシール２２が設けられている。また、内側ローラシェル３２及び外側ローラシェル３３において、踏面３２ａ，３３ａ及び各嵌合部３２ｂ，３３ｂを含む各部の寸法が同一になっていることも、第１実施形態と同様である。

結合リング３４は、筒状の部材であり、両端部に内側ローラシェル３２及び外側ローラシェル３３の各嵌合部３２ｂ，３３ｂに圧入されるリング側嵌合部３４ａを有し、両リング側嵌合部３４ａに挟まれる軸方向中央部に大径部３４ｂを有している。両リング側嵌合部３４ａの外径は同径であるが、大径部３４ｂの外径は両リング側嵌合部３４ａの外径よりも大きい。また、結合リング３４の内径については、軸方向の全長にわたって同じ径である。

なお、この実施形態においても、結合リング３４の両端外周には、面取り部３４ｃが形成されている。また、結合リング３４の内周部とシャフト２との間には、潤滑油の油溜まり２９が形成されている。

以上のようにして、結合リング３４によって、内側ローラシェル３２と外側ローラシェル３３とは、両ローラシェル３２，３３間に所定の隙間をあけた状態で一体的に結合されている。そして、この隙間は、１つのブシュ４の全長とほぼ同じ長さになっている。

ここで、結合リング３４の全長は、内側ローラシェル３２及び外側ローラシェル３３の嵌合部３２ｂ，３３ｂの深さ（軸方向長さ）と結合リング３４の大径部３３ｂとを合わせた長さよりも長い。このため、組み付け状態では、結合リング３４の両端部が各ローラシェル３２，３３の嵌合部３２ｂ，３３ｂの底面（端面）に当接するが、結合リング３４の大径部３４ｂの両端面は各ローラシェル３２，３３の対向する端面には当接しない。

また、内側ローラシェル３２及び外側ローラシェル３３の内周の嵌合部３２ｂ、３３ｂは、転輪３１の軸方向において、外周のトラックリンク１７と接触する踏面３２ａ、３３ａに対応する内周部を含み実質的にそれらと同じ位置に形成されている。転輪３１に加わる負荷はトラックリンクと接触する踏面３２ａ、３３ａに加わり、その負荷はシャフト２に伝播され車体フレーム８で受けられる。本実施形態では、嵌合部３２ｂ、３３ｂは、軸方向で踏面３２ａ、３３ａの長さよりやや長い。

組み付け方法については、第１実施形態と全く同様である。

＜特徴＞
この参考例では、第１実施形態とほぼ同様の特徴に加えて、ブシュ４とシャフト２との片当たりをより抑えることができるという特徴を有している。すなわち、この参考例では、結合リング３４が各ローラシェル３２，３３の全長にわたって配置されているため、結合リング３４を各ローラシェル３２，３３に圧入したときに、局部的な変形が生じにくい。このため、結合リング３４の内周面とシャフト２との間の隙間は軸方向において均一になり、ブシュ４とシャフト２との片当たりをより抑えることができる。

また、各ローラシェル３２，３３の軸方向長さが短いので、ローラシェル自体を軽量化でき、全体としても軽量化を実現することができる。

＜参考例の変形例＞
参考例では、結合リング３４を嵌合部３４ａと大径部３４ｂとで構成したが、大径部３４ｂをなくして全長にわたってすべて同じ外径にしてもよい。ただし、この場合は、結合リングを圧入する際に、結合リングが変形しない程度の肉厚にする必要がある。

［第２実施形態］
図３に第２実施形態を示す。この第２実施形態では、第１実施形態と、内側ローラシェル及び外側ローラシェルの端部の構成のみが異なり、他の構成は同様である。図３では、内側ローラシェルのみを示しているが、外側ローラシェルについても全く同様の構成である。

この第２実施形態の内側ローラシェル４２は、外側端部に第１実施形態と同様の内側嵌合用凹部４２ａを有するとともに、内側の端部で内周部に、支持部材嵌合用の凹部４２ｂを有している。そして、この凹部４２ｂに、フローティングシール２２を支持するための支持部材４３が圧入されている。この支持部材４３は、フローティングシール２２を支持するとともに、スラストワッシャ３０を軸方向において位置決めし、かつスラストワッシャ３０が受けたスラスト力を受けている。

＜特徴＞
この第２実施形態では、フローティングシール２２を支持するための支持部材４３が、内側ローラシェル４２に圧入されている。そのため、従来、必要であったネジ穴が不要になるので、熱処理深さを深くすることができる。その結果、ローラシェルの外径を小さくして、転輪の重量を軽減することが可能である。

［第３実施形態］
図４に第３実施形態を示す。この第３実施形態では、第１実施形態と、内側ローラシェル及び外側ローラシェルの端部の構成のみが異なり、他の構成は同様である。図４では、内側ローラシェルのみを示しているが、外側ローラシェルについても全く同様の構成である。

この第３実施形態の内側ローラシェル５２は、第１実施形態と同様の内側嵌合用凹部５２ａが形成されており、逆側の内側端部は平坦面５２ｂになっている。そして、この内側端面５２ｂに、フローティングシール２２を支持するための支持部材５３が配置されている。支持部材５３は、円板状に形成されており、外径は内側ローラシェル５２の端部の外径と同じである。また、支持部材５３の内周部にはフローティングシール２２を支持する支持部５３ａが形成されており、外周部には複数の突起５３ｂが円周方向に等間隔で形成されている。この複数の突起５３ｂが、それぞれ内側ローラシェル５２の外周部に溶接され、支持部材５３が内側ローラシェル５２に固定されている。

この実施形態では、複数の突起５３ｂのみを切削して除去することにより、支持部材５３を内側ローラシェル５２から容易に取り外すことができる。また、突起５３ｂのみが除去されるので、支持部材５３の再利用が可能となる。

なお、複数の突起５３ｂを設けずに、支持部材の全周を溶接することによって内側ローラシェル５２に固定するようにしても良い。

［他の実施形態］
（ａ）結合リングの形状は前記各実施形態の形状に限定されない。例えば、内側ローラシェルに圧入される部分と、外側ローラシェルに圧入される部分の外径とが異なっていても良い。

（ｂ）前記各実施形態の転輪は、下転輪のみならず、上転輪にもそのまま適用できることはもちろんである。

１ 転輪
２ シャフト
３ａ，３ｂ ローラ組立体
４ ブシュ
８ 車体フレーム
１２，３２，４２，５２ 内側ローラシェル
１３，３３ 外側ローラシェル
１４，３４ 結合リング
１４ａ，３４ａ 面取り部
１５，２５ 結合部
１５ａ，２５ａ，３２ｂ，３３ｂ 嵌合部
１６，２６ 踏面部
１６ａ，２６ａ，３２ａ，３３ａ 踏面

Claims (4)

1. 履帯の非接地面側に配置され、車体フレームに支持される履帯式走行車両の転輪であって、
   前記車体フレームに支持されるシャフトと、
   前記シャフトの外周に配置されたローラ組立体と、
   前記ローラ組立体を前記シャフトに回転自在に支持する軸受と、
   を備え、
   前記ローラ組立体は、
   前記車体フレームに近い内側に配置され、内周部に外側端部から内側に向かって形成された内側嵌合部を有する筒状の内側ローラシェルと、
   前記内側ローラシェルの外側に配置され、内周部に内側端部から外側に向かって形成された外側嵌合部を有する筒状の外側ローラシェルと、
   前記内側ローラシェルの内側嵌合部及び前記外側ローラシェルの外側嵌合部に圧入されて両ローラシェルを結合するための結合リングと、有し、
   前記内側ローラシェルは、前記内側嵌合部である凹部が形成された内側結合部と、前記内側結合部より内側に形成され履帯が当接する踏面を有する内側踏面部とを有しており、
   前記外側ローラシェルは、前記外側嵌合部である凹部が形成された外側結合部と、前記外側結合部より外側に形成され履帯が当接する踏面を有する外側踏面部とを有しており、
   前記軸受は前記内側踏面部及び前記外側踏面部の内周部に装着されている、
   履帯式走行車両の転輪。
2. 前記内側ローラシェルの内側嵌合部と前記外側ローラシェルの外側嵌合部は同じ外径である、請求項１に記載の履帯式走行車両の転輪。
3. 前記結合リングは、前記内側嵌合部に圧入されるリング側内側嵌合部と、前記外側嵌合部に圧入されるリング側外側嵌合部と、を有しており、前記リング側内側嵌合部と前記リング側外側嵌合部とは同じ外径であり、前記両リング側嵌合部の圧入側の外周端には面取り部が形成されている、請求項２に記載の履帯式走行車両の転輪。
4. 前記結合リングの内径は、前記内側ローラシェル及び前記外側ローラシェルの内径より大きい、請求項３に記載の履帯式走行車両の転輪。

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