JP6568767B2 - 履帯シュー用芯金、弾性履帯シュー及び履帯シュー用芯金の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、履帯シュー用芯金及びその製造方法、並びに履帯シュー用芯金を用いた弾性履帯シューに関する。

建設機械や土木作業用機械等の機体の走行リンク（履帯）にボルト締結される履帯ゴムシューが開示されている（特許文献１参照）。この履帯ゴムシューは、芯金にゴム材を加硫接着して構成されている。芯金の中央域には、ボルトを挿通するための貫通孔が形成されている。

一方、貫通孔を有する鍛造品の成形において、孔を設けるべき所定の位置の裏面に凹みを設けておき、この凹みの反対側から鋭い先端を有する打抜き型で打ち抜くことで、打抜き方向に隆起するバリをなくす加工法が開示されている（特許文献２参照）。

特開平９−２４９１６１号公報 特開昭５０−１０５５３０号公報

上記した特許文献１に記載の履帯ゴムシュー用芯金を製造するに際し、上記した特許文献２に記載の技術を用いて、隆起部（バリ）のない貫通孔を形成することが考えられる。

しかしながら、上記した特許文献２に記載の技術では、貫通孔の大きさを、裏面に設けた凹みと同等にして、該凹みを残さないように打ち抜くため、凹みの位置と貫通孔の打抜き位置とを精度よく合わせる必要がある。この位置ずれが大きいと、裏面側における貫通孔の縁部に、隆起部が突出して形成される可能性がある。隆起部を除去するために面取り加工を行うと、工数及びコストが増加する。

本発明は、貫通孔の縁部に形成される隆起部を除去するための面取り加工を不要として工数及びコストの低減を図ることを目的とする。

請求項１に係る履帯シュー用芯金は、板状とされ、走行機体に備えられる走行リンクへ固定部材によって挟持固定される履帯シュー用芯金であって、前記走行リンク側の面に凹んで形成された切欠き部と、前記切欠き部の内側を通って板厚方向に貫通し、前記固定部材の挿通用とされる貫通孔と、前記切欠き部の貫通孔周縁から前記走行リンク側に向けて突出し、その突出端は前記走行リンク側の面へ至らない高さとされた隆起部と、を備え、前記固定部材側の面の表面粗さは、前記走行リンク側の面の表面粗さよりも小さい。

この履帯シュー用芯金では、走行リンク側の面に切欠き部が凹んで形成され、該切欠き部の内側を通って板厚方向に貫通した貫通孔が設けられており、切欠き部の貫通孔周縁から走行リンク側の面に向かって突出する隆起部を有している。隆起部の突出端は、走行リンク側の面へ至らない高さとされている。貫通孔周縁に隆起部が存在していても、走行リンク側の面から隆起部が突出していなければ、走行リンクへの取付け上問題はない。したがって、貫通孔周縁に形成される隆起部を除去するための面取り加工を不要として、工数及びコストを低減することができる。

また、この履帯シュー用芯金では、固定部材側の面の表面粗さが、走行リンク側の面の表面粗さよりも小さいので、走行リンクと固定部材とにより挟持された際に、固定部材側の面に当接する固定部材の面圧が必要以上に増加することを抑制できる。このため、履帯シュー用芯金の挟持状態を安定させることができる。

請求項２に係る弾性履帯シューは、請求項１に記載の履帯シュー用芯金の前記固定部材側の面が弾性体によって被覆されている。

履帯シュー用芯金の固定部材側の面は、接地側の面である。この弾性履帯シューでは、履帯シュー用芯金の固定部材側の面、つまり接地側の面が弾性体によって被覆されているので、機体の走行時の振動発生を低減すると共に、走行路面の傷みを抑制することができる。

請求項３に係る履帯シュー用芯金の製造方法は、熱せられた板状体の板厚方向の一方側の面の一部に凹みを形成する、凹み形成工程と、前記凹みの範囲内に対応する部位を、板厚方向の他方側からプレスにより打ち抜いて貫通孔を形成する打抜き工程と、前記打抜き工程により貫通孔周縁に形成された隆起部が前記一方側の面から突出しないように、前記隆起部の高さを減少させると共に、前記一方側の面の表面粗さを大きくし、板厚方向の他方側の面の表面粗さを前記一方側の面の表面粗さよりも小さくする表面処理工程と、を備える。

この履帯シュー用芯金の製造方法では、凹み形成工程において、熱せられた板状体の板厚方向の一方側の面に凹みを形成する。次に、打抜き工程において、凹みの範囲内に対応する部位を、板厚方向の他方側からプレスにより打ち抜いて貫通孔を形成する。この際、貫通孔の一方側の周縁は、凹みの範囲内に位置することとなる。したがって、打抜きの出口側に位置する周縁に隆起部が形成されたとしても、該隆起部は凹みの範囲内に形成されるものであるため、板厚方向の一方側の面からの突出が抑制される。このため、貫通孔周縁に形成された隆起部を除去するための面取り加工を不要として、工数及びコストを低減することができる。

また、この弾性履帯シュー用芯金の製造方法では、貫通孔周縁に形成された隆起部を、表面処理工程において減少させるので、板厚方向の一方側への隆起部の突出を更に抑制することができる。更に、前工程において一方側の面に付着したスケール等を除去することができる。またこのとき、一方側の面の表面粗さを大きくすることで、他方側の面の表面粗さを一方側の面の表面粗さよりも小さくすることができる。

本発明によれば、貫通孔周縁に形成される隆起部を除去するための面取り加工を不要として工数及びコストの低減を図ることができる、という優れた効果が得られる。

本実施形態に係る履帯シュー用芯金の板厚方向の一方側の面を示す平面図である。 本実施形態に係る履帯シュー用芯金の板厚方向の他方側の面を示す平面図である。 貫通孔を示す、図２における３−３矢視拡大断面図である。 走行リンクとボルトとにより、本実施形態に係る弾性履帯シューを挟持した状態を示す拡大断面図である。 本実施形態に係る弾性履帯シューを示す、図２に対応する平面図である。 （Ａ）は、板状体、上型及び下型を示す断面図である。（Ｂ）は、上型及び下型により板状体をプレスして凹みを形成する凹み形成工程を示す断面図である。（Ｃ）は、凹みが形成された板状体から上型及び下型が離れた状態を示す断面図である。 （Ａ）は、板状体に形成された凹みに対応する部位を、板厚方向の他方側から見た状態を示す平面図である。（Ｂ）は、板状体の一方側の面にダイを当て、他方側の面にパンチを当てた状態を示す断面図である。（Ｃ）は、パンチによる打抜きにより、貫通孔が板状体に形成されると共に、打抜きの出口側における貫通孔周縁に隆起部が形成された状態を示す断面図である。（Ｄ）は、板状体の一方側の面に対するブラスト加工を示す断面図である。（Ｅ）は、ブラスト加工の結果、貫通孔周縁の隆起部が、一方側の面から突出しない程度に減少した状態を示す断面図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づき説明する。

［履帯シュー用芯金］
図１において、本実施形態に係る履帯シュー用芯金１０（以下、単に「芯金１０」という場合がある。）は、弾性履帯シュー２０（図５）の骨格部材である。この芯金１０は、板状とされ、走行リンク１２（図４）へ固定部材の一例たるボルト１４（図４）によって挟持固定される。走行リンク１２は、機体に備えられる履帯である。走行リンク１２に対する弾性履帯シュー２０の取付け時に、走行リンク１２は、芯金１０の板厚方向の一方側の面である走行リンク側の面Ｐ１に当接する。つまり、走行リンク側の面Ｐ１は、芯金１０における走行リンク１２への取付け面となっている。また、走行リンク１２に対する弾性履帯シュー２０の取付け時に、ボルト１４は、板厚方向の他方側の面であるボルト側の面Ｐ２に当接する。図３、図４において、走行リンク側（板厚方向の一方側）は矢印Ｔ１方向に相当し、ボルト側（板厚方向の他方側）は矢印Ｔ２方向に相当する。芯金１０は、切欠き部１６と、貫通孔１８と、隆起部２２とを備えている。

図３において、切欠き部１６は、走行リンク側の面Ｐ１に凹んで形成されている。この切欠き部１６は、例えば、貫通孔１８の板厚方向に対して略４５°の円錐状凹面となっている。また、切欠き部１６のうち、走行リンク側の面Ｐ１との境界部は、断面円弧状のＲ面部２６となっている。切欠き部１６の深さは、面取り部２４の深さよりも深くなっている。なお、切欠き部１６の形状は、円錐状凹面に限られず、段差形状や断面円弧状の凹面等、他の形状であってもよい。

図１から図３において、貫通孔１８は、切欠き部１６の内側を通って芯金１０の板厚方向に貫通した、ボルト１４（図４）の挿通用とされる取付け孔である。貫通孔１８は、芯金１０の長手方向の中央部１０Ａに、例えば４箇所形成されている。貫通孔１８の直径は、ボルト１４の呼び径に対応して適宜設定される。貫通孔１８は、例えばプレスによる打抜きにより形成されている。貫通孔１８の他方側周縁には、貫通孔１８の板厚方向に対して略４５°の面取り部２４が形成されている。

隆起部２２は、切欠き部１６の貫通孔周縁から走行リンク側（矢印Ｔ１側）に向かって突出する部位である。隆起部２２の突出端は、走行リンク側の面Ｐ１へ至らない高さとされている。換言すれば、隆起部２２は、走行リンク側の面Ｐ１から突出しない部位である。また、隆起部２２は、例えば、貫通孔１８の形成時に形成されるバリに相当するものである。隆起部２２と切欠き部１６の境界には、谷部２８が形成されている。隆起部２２は、断面鋭角状となっているが、その先端は丸められていることが望ましい。

ボルト側の面Ｐ２の表面粗さは、走行リンク側の面Ｐ１の表面粗さよりも小さく、ボルト側の面Ｐ２が走行リンク側の面Ｐ１よりも平滑となっている。ボルト側の面Ｐ２は、ボルト１４が当接する座面であり、この面を平滑にすることで、ボルト１４の緩みを抑制し、芯金１０の挟持状態を安定させることができるようになっている。

この他、芯金１０は、その長手方向における中央部１０Ａの両側に、両端部１０Ｂを有している。この両端部１０Ｂは、走行リンク１２とは非接触の部位である。両端部１０Ｂには、それぞれ２つの貫通孔３０が形成されている。貫通孔３０は、例えば長孔状とされ、芯金１０の幅方向（短手方向）に並列に形成されている。

図１に示されるように、芯金１０の中央部１０Ａには、軽量化のために、例えば矩形の貫通孔３２が形成されている。また、中央部１０Ａにおけるボルト側の面Ｐ２には、芯金１０の長手方向に沿って延びるリブ３４，３６が一体的に設けられている。このリブ３４，３６は、ボルト１４（図４）の頭部の保護を主目的とするものであるが、芯金１０の強度の向上にも寄与している。リブ３４，３６を設けることで、芯金１０の薄肉化及びそれに伴う軽量化が可能となる。

なお、これらの芯金１０の細部形状は一例であり、任意に変更することができる。

［弾性履帯シュー］
図５において、弾性履帯シュー２０は、芯金１０のボルト側の面Ｐ２が、弾性体の一例たるゴム３８によって被覆されている。具体的には、芯金１０の主として両端部１０Ｂが、ゴム３８により被覆されている。ボルト側の面Ｐ２における貫通孔１８の周囲は、ゴム３８により被覆されていない。ゴム３８は、芯金１０に対して、例えば加硫接着されている。ゴム３８のうち、ボルト側の面Ｐ２を被覆する部分が、走行路面（図示せず）に対する接地部となる。つまり、弾性体は接地部材である。

図４に示されるように、弾性履帯シュー２０は、ボルト１４を用いて、走行リンク１２に締結固定される。この際、走行リンク１２とボルト１４とにより挟持された状態となる。ボルト締結を行うため、走行リンク１２には、ボルト１４と螺合する雌ねじ４０が形成されている。なお、走行リンク１２にナット（図示せず）を設けておき、該ナットに対してボルト１４を締結してもよい。また、走行リンク１２からスタッドボルトを突出させておき、該スタッドボルトを貫通孔１８に通して、ナット（図示せず）により締結する構成であってもよい。つまり、固定部材はボルト１４に限られるものではなく、ナット等の部材であってもよい。

（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図２から図４において、本実施形態に係る芯金１０では、走行リンク側の面Ｐ１に切欠き部１６が凹んで形成され、該切欠き部１６の内側を通って板厚方向に貫通した貫通孔１８が設けられている。また、切欠き部１６の貫通孔周縁から走行リンク側の面Ｐ１に向かって突出する隆起部２２を有している。隆起部２２の突出端は、走行リンク側の面Ｐ１へ至らない高さとされている。貫通孔周縁に隆起部２２が存在していても、走行リンク側の面Ｐ１から隆起部２２が突出していなければ、隆起部２２と走行リンク１２との干渉は抑制されるので、該走行リンク１２への取付け上問題はない。したがって、貫通孔周縁に形成される隆起部２２を除去するための面取り加工を不要として、工数及びコストを低減することができる。

また、この芯金１０では、ボルト側の面Ｐ２の表面粗さが、走行リンク側の面Ｐ１の表面粗さよりも小さく、ボルト側の面Ｐ２が走行リンク側の面Ｐ１よりも平滑である。したがって、芯金１０が走行リンク１２とボルト１４とにより挟持された際に、他方側の面Ｐ２に当接するボルト１４の面圧が必要以上に増加することを抑制できる。このため、芯金１０の挟持状態を安定させることができる。

更に、図４に示されるように、芯金１０のボルト側の面Ｐ２は、接地側の面である。切欠き部１６は、走行リンク側の面Ｐ１に設けられており、ボルト１４の座面の減少はない。したがって、ボルト１４の締結時にボルト側の面Ｐ２のうち、ボルト１４の座面となる部位の面圧が必要以上に増加することはない。

図５において、ゴム３８が設けられた弾性履帯シュー２０では、芯金１０のボルト側の面Ｐ２、つまり接地側の面がゴム３８によって被覆されているので、機体の走行時の振動発生を低減すると共に、走行路面の傷みを抑制することができる。

［履帯シュー用芯金の製造方法］
図６、図７において、本実施形態に係る履帯シュー用芯金の製造方法は、凹み形成工程Ｓ１と、打抜き工程Ｓ２と、表面処理工程の一例たるブラスト工程Ｓ３と、を有している。

凹み形成工程Ｓ１は、熱せられた板状体４２の板厚方向の一方側の面の一部に凹み４２Ａを形成する工程である。ここで、板厚方向の一方側の面は、上記した芯金１０における走行リンク側の面Ｐ１に相当し、板厚方向の他方側の面は、上記した芯金１０におけるボルト側の面Ｐ２に相当する。

具体的には、図６（Ａ）に示されるように、まず上型４４と、凸部４６Ａを有する下型４６との間に、熱せられた板状体４２を配置する。板状体４２は、芯金１０（図１）の材料である。凸部４６Ａは、板状体４２の板厚方向の一方側の面（走行リンク側の面Ｐ１）に対向して配置される。凸部４６Ａの形状は、凹み４２Ａの形状に対応して設定される。本実施形態では、例えば円錐台形である。次に、図６（Ｂ）に示されるように、上型４４と下型４６とにより板状体４２を挟み込んで熱間鍛造する。そして、図６（Ｃ）に示されるように、上型４４と下型４６とを離間させることで、凸部４６Ａの形状に対応する凹み４２Ａが形成された板状体４２が得られる。この板状体４２は、鍛造により、芯金１０の外形を有するように成形される。

鍛造時には、一方側の面（走行リンク側の面Ｐ１）が下型４６と接し、他方側の面（ボルト側の面Ｐ２）が上型４４と接する。一方側の面（走行リンク側の面Ｐ１）は、酸化膜であるスケールの付着により、表面粗さが大きくなる傾向がある。これに対し、他方側の面（ボルト側の面Ｐ２）は、スケールの付着が少なく、一方側の面（走行リンク側の面Ｐ１）よりも表面粗さが小さくなる。したがって、他方側の面（ボルト側の面Ｐ２）の表面粗さが、一方側の面（走行リンク側の面Ｐ１）の表面粗さよりも小さくなる。

次に、図７（Ａ）〜図７（Ｃ）において、打抜き工程Ｓ２は、凹み４２Ａの範囲内に対応する部位を、板厚方向の他方側からプレスにより打ち抜いて貫通孔１８を形成する工程である。具体的には、芯金１０の板厚方向の一方側（凹み４２Ａ側）にダイ４８を配置し、他方側にパンチ５０を配置する。パンチ５０の外径は、例えば凹み４２Ａの底面の直径に対応している。したがって、パンチ５０を、板厚方向において凹み４２Ａと重複し凹み４２Ａの範囲内に対応する部位に、容易に配置することができる。

パンチ５０を一方側（矢印Ｔ１方向）に押し込んで板状体４２を打ち抜くと、図７（Ｃ）に示されるように、芯金１０における凹み４２Ａの範囲内に貫通孔１８が形成される。このとき、打抜きの出口側における貫通孔周縁は、凹み４２Ａの範囲内に位置することとなる。凹み４２Ａの範囲内を打ち抜いているため、打抜き後には、凹み４２Ａの外周部分が切欠き１６として残存する。したがって、貫通孔周縁に隆起部２２が形成されたとしても、該隆起部２２は凹み４２Ａに形成されるものであるため、板厚方向の一方側の面（走行リンク側の面Ｐ１）からの突出が抑制される。このため、貫通孔周縁に形成された隆起部２２を除去するための面取り加工を不要として、工数及びコストを低減することができる。

図７（Ｃ）に示されるように、隆起部２２が一方側の面（走行リンク側の面Ｐ１）から突出して形成された場合、次のブラスト工程Ｓ３により、隆起部２２を減少させることができる。隆起部２２が走行リンク側の面Ｐ１から突出していない場合、必ずしもブラスト工程Ｓ３を行わなくてもよい。

ブラスト工程Ｓ３は、打抜き工程Ｓ２により貫通孔周縁に形成された隆起部２２が走行リンク側の面Ｐ１から突出しないように、隆起部２２の高さをブラスト加工により減少させる工程である。具体的には、図７（Ｄ）に示されるように、芯金１０の板厚方向の一方側の面（走行リンク側の面Ｐ１）に対して、多数の投射材５２を衝突させて、隆起部２２の高さを減少させる。これにより、図７（Ｅ）に示されるように、板厚方向の一方側への隆起部２２の突出を更に抑制することができると共に、前工程において走行リンク側の面Ｐ１に付着したスケール等（図示せず）を除去することができる。このブラスト工程Ｓ３は、表面処理工程の一例である。表面処理と共に隆起部２２の高さを減少させることができるので、隆起部２２の除去のために面取り加工等の追加工を行う必要がない。なお、ブラスト加工には、ショットブラスト、サンドブラスト等、各種ブラスト加工が含まれる。表面処理には、研摩やエッチング等の、隆起部２２の高さを減少させることが可能な各種処理が含まれる。

［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態の一例について説明したが、本発明の実施形態は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

弾性履帯シュー２０に設けられる弾性体の一例としてゴム３８を挙げたが、ゴム３８以外の弾性体を用いてもよい。

１０…芯金（履帯シュー用芯金）、１２…走行リンク、１４…ボルト（固定部材）、１６…切欠き部、１８…貫通孔、２０…弾性履帯シュー、２２…隆起部、３８…ゴム（弾性体）、４２…板状体、４２Ａ…凹み、Ｐ１…走行リンク側の面、Ｐ２…ボルト側の面、Ｓ１…凹み形成工程、Ｓ２…打抜き工程、Ｓ３…ブラスト工程（表面処理工程）

Claims (3)

1. 板状とされ、走行機体に備えられる走行リンクへ固定部材によって挟持固定される履帯シュー用芯金であって、
   前記走行リンク側の面に凹んで形成された切欠き部と、
   前記切欠き部の内側を通って板厚方向に貫通し、前記固定部材の挿通用とされる貫通孔と、
   前記切欠き部の貫通孔周縁から前記走行リンク側に向けて突出し、その突出端は前記走行リンク側の面へ至らない高さとされた隆起部と、を備え、
   前記固定部材側の面の表面粗さは、前記走行リンク側の面の表面粗さよりも小さい履帯シュー用芯金。
2. 請求項１に記載の履帯シュー用芯金の前記固定部材側の面が弾性体によって被覆されている、弾性履帯シュー。
3. 熱せられた板状体の板厚方向の一方側の面の一部に凹みを形成する、凹み形成工程と、
   前記凹みの範囲内に対応する部位を、板厚方向の他方側からプレスにより打ち抜いて貫通孔を形成する打抜き工程と、
   前記打抜き工程により貫通孔周縁に形成された隆起部が前記一方側の面から突出しないように、前記隆起部の高さを減少させると共に、前記一方側の面の表面粗さを大きくし、板厚方向の他方側の面の表面粗さを前記一方側の面の表面粗さよりも小さくする表面処理工程と、
   を備える、履帯シュー用芯金の製造方法。

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