(57)【要約】トラック式機械のトラック付きアンダーキャリッジにおいて用いるためのブッシングは、第１端と、第１端に対向して配設された第２端とを含む。外面は、第１端と第２端との間に延在し、トラック付きアンダーキャリッジのスプロケットに係合するように成形されている。ブッシングは、また、第１端と第２端との間に配設されトラックピンを受けるように成形された内部キャビティを定義する環状の内面を含む。内面の最も内側の部分は、（ＰＬ２）／［（２４ＥπＤＲＢｕｓｈ４）（１−ｃｏｓ［（ＰＬ）／（１６ＥπＤＲＢｕｓｈ４））］以下の半径を有するクラウンを形成し、式中、Ｌはブッシングの長さ、Ｐはトラック式機械の重量、Ｅはブッシングの弾性率、ＲＢｕｓｈは環状内部キャビティの最も内側の部分の半径である。
2013514918.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トラック式機械のトラック付きアンダーキャリッジにおいて用いるためのブッシングであって：
第１端と；
第１端に対向して配設された第２端であって、ブッシングは、第１端から第２端まで延在する長さを有する、第２端と；
第１端と第２端との間に配設された外面であって、外面は、トラック付きアンダーキャリッジのスプロケットに係合するように成形されている、外面と；
第１端と第２端との間に配設された内面であって、内面は、トラックピンを受けるように成形された環状内部キャビティを定義し、内面の最も内側の部分は、（ＰＬ２）／［（２４ＥπＤＲＢｕｓｈ４）（１−ｃｏｓ［（ＰＬ）／（１６ＥπＤＲＢｕｓｈ４））］以下の半径を有するクラウンを形成し、式中、Ｌはブッシングの長さ、Ｐはトラック式機械の重量、Ｅはブッシングの弾性率、ＲＢｕｓｈは環状内部キャビティの最も内側の部分の半径である、内面と；を備える、ブッシング。
【請求項２】
クラウンは、第１端に隣接して配設された第１のクラウンであり、内面は、第２端に隣接して配設された第２のクラウンをさらに含み、第２のクラウンは、第１のクラウンの半径にほぼ等しい半径を有する、請求項１に記載のブッシング。
【請求項３】
内部キャビティは、第１のクラウンと第２のクラウンとの間に配設された中央部分を含み、内面は、中央部分から第１のクラウンまで内方に延在する第１の遷移部分と、中央部分から第２のクラウンまで内方に延在する第２の遷移部分とを含む、請求項２に記載のブッシング。
【請求項４】
内面は、内部キャビティの中心軸心に対して略平行に延在する中央部分を含み、クラウンは、中央部分に隣接して配設され、内面は、中央部分から第１のクラウンおよび第２のクラウンまで遮られずに延在する、請求項２に記載のブッシング。
【請求項５】
第１および第２のブッシングの半径はＹ以上であり、Ｙは、ρｏ＝３Ｐ／［４π［−１．８４５４Ｌｎ（ｃｏｓ−１［（Ｙ（（１／ＲＢｕｓｈ）２＋（（１／Ｙ）＋（１／ＲＢｕｓｈ））２＋２（１／ＲＢｕｓｈ）（（１／ＲＢｕｓｈ）＋（１／Ｙ））））１／２］）＋８．９７３３］＊［０．００７４（ｃｏｓ−１［（Ｙ（（１／ＲＢｕｓｈ）２＋（（１／Ｙ）＋（１／ＲＢｕｓｈ））２＋２（１／ＲＢｕｓｈ）（（１／ＲＢｕｓｈ）＋（１／Ｙ））））１／２］）＋０．２７１］＊（９．０９＊１０−８＊Ｐ＊Ｙ）２／３］から導出され、式中、Ｌはブッシングの長さ、Ｐは機械の重量、Ｅはブッシングの弾性率、ＲＢｕｓｈはブッシングのキャビティの最小半径、Ｄはブッシングの材料の単位体積当たりの質量、ρｏは塑性変形が生じる前にトラックピンまたはブッシングの材料が受けるかもしれない最大の圧力である、請求項２に記載のブッシング。
【請求項６】
第１および第２のクラウンの半径の中心は、ブッシングの長さの各半分のほぼ中央に配設されている。請求項２に記載のブッシング。
【請求項７】
クラウンは、１００ミリメートル〜６０００ミリメートルの範囲の半径を有する、請求項１に記載のブッシング。
【請求項８】
内面は中央部分を含み、クラウンは中央部分に亘り延在する、請求項１に記載のブッシング。
【請求項９】
ブッシングの半径はＹ以上であり、Ｙは、ρｏ＝３Ｐ／［４π［−１．８４５４Ｌｎ（ｃｏｓ−１［（Ｙ（（１／ＲＢｕｓｈ）２＋（（１／Ｙ）＋（１／ＲＢｕｓｈ））２＋２（１／ＲＢｕｓｈ）（（１／ＲＢｕｓｈ）＋（１／Ｙ））））１／２］）＋８．９７３３］＊［０．００７４（ｃｏｓ−１［（Ｙ（（１／ＲＢｕｓｈ）２＋（（１／Ｙ）＋（１／ＲＢｕｓｈ））２＋２（１／ＲＢｕｓｈ）（（１／ＲＢｕｓｈ）＋（１／Ｙ））））１／２］）＋０．２７１］＊（９．０９＊１０−８＊Ｐ＊Ｙ）２／３］から導出され、式中、Ｌはブッシングの長さ、Ｐは機械の重量、Ｅはブッシングの弾性率、ＲＢｕｓｈはブッシングのキャビティの最小半径、Ｄはブッシングの材料の単位体積当たりの質量、ρｏは塑性変形が生じる前にブッシングの材料が受けるかもしれない最大の圧力である、請求項８に記載のブッシング。
【請求項１０】
トラック付きアンダーキャリッジであって：
ローラフレームと；
スプロケットと；
ローラフレームとスプロケットとの周りに巻かれたトラックチェーンであって、トラックチェーンの一部分は、トラックピンと、ブッシングと、第１のトラックリンクと、第１のトラックリンクに対して枢動可能な第２のトラックリンクとを含み、ブッシング、第１のトラックリンク、および第２のトラックリンクは、トラックピンの周りに配設され、ブッシングは、第１端と、第１端に対向して配設された第２端と、第１端と第２端との間に配設された外面とを含み、外面は、トラック付きアンダーキャリッジのスプロケットに係合するように成形されており、ブッシングは、第１端と第２端との間に配設された内面をさらに含み、内面は、トラックピンを受けるように成形された環状内部キャビティを定義し、内面の最も内側の部分は、約１００ミリメートルから７０００ミリメートル未満の範囲の半径を有するクラウンを形成する、トラックチェーンと；を備える、トラック付きアンダーキャリッジ。
【請求項１１】
クラウンは、第１端に隣接して配設された第１のクラウンであり、内面は、第２端に隣接して配設された第２のクラウンをさらに含む、請求項１０に記載のトラック付きアンダーキャリッジ。
【請求項１２】
内部キャビティは、第１のクラウンと第２のクラウンとの間に配設された中央部分を含み、内面は、中央部分から第１のクラウンまで内方に延在する第１の遷移部分と、中央部分から第２のクラウンまで内方に延在する第２の遷移部分とを含む、請求項１１に記載のトラック付きアンダーキャリッジ。
【請求項１３】
中央部分は、内部キャビティの中心軸心に対して略平行に延在し、内面は、中央部分から第１のクラウンおよび第２のクラウンまで遮られずに延在する、請求項１２に記載のトラック付きアンダーキャリッジ。
【請求項１４】
第１のクラウンから第１端まで延在する第１の面取り部と、第２のクラウンから第２端まで延在する第２の面取り部とをさらに含み、第１および第２の面取り部は、各々、中心軸心から８度〜１２度の範囲の角度で延在する、請求項１３に記載のトラック付きアンダーキャリッジ。
【請求項１５】
クラウンは、１９０ミリメートル〜３１００ミリメートルの範囲の半径を有する、請求項１０に記載のトラック付きアンダーキャリッジ。
【請求項１６】
クラウンは、１９００ミリメートル〜２６００ミリメートルの範囲の半径を有する、請求項１５に記載のトラック付きアンダーキャリッジ。
【請求項１７】
内面は中央部分を含み、クラウンは中央部分に亘り延在する、請求項１０に記載のトラック付きアンダーキャリッジ。
【請求項１８】
クラウンは、１０００ミリメートルよりも大きい半径を有する、請求項１７に記載のトラック付きアンダーキャリッジ。
【請求項１９】
クラウンは、１９００ミリメートルよりも大きい半径を有する、請求項１８に記載のトラック付きアンダーキャリッジ。
【請求項２０】
クラウンは、ブッシングの長さの約１４倍以上の半径を有する、請求項１０に記載のトラック付きアンダーキャリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、トラック敷設作業機械用トラックチェーンに関し、より詳細には、かかるトラックチェーンのピンおよびブッシング用の耐かじり編成に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブッシングとトラックピンとの間のかじりは、軌道付きアンダーキャリッジのトラックチェーンにおける永続的な問題である。例えば、１９５９年４月１４日に付与されたＪｏｈｎｓｏｎ他による特許文献１では、ブッシングの各端の内側に面取りされた部分を含めることによりこの問題を解決しようとしている。いくらかの利益を提供しながらも、ピンとブッシングとの間のかじりの問題は、継続し、より大型でより強力な機械のためにブッシングとトラックピンとの間で伝達されるより大きい荷重により悪化している。具体的には、使用中、ブッシングとトラックピンとに印加される荷重により、トラックピンが屈曲する。トラックピンの曲率は、面取り部の縁に係合し、縁荷重が生じるとともにかじりおよび潜在的に初期故障を生じさせる可能性がある。トラックピンとブッシングの内面との間のこの縁荷重は、より大型でより重い設備によりトラックピンとブッシングとの間の界面を通じて伝達されるより大きい荷重により悪化する。
【０００３】
より最近では、２００５年１月２５日に付与されたＢｏｔｔｏｍ他による特許文献２では、自由に動くクラウン形状インサートの使用を通じてこのかじりの問題を解決しようとしている。その要約書において述べられているように、「クラウン形状面が力をインサートの中心に方向付けることで、縁荷重を低減させる」。縁荷重を低減させながらも、特許文献２は、縁荷重の問題を解決しておらず、かかる問題は、依然、ブッシングとトラックピンとの間に生じ、トラック付きアンダーキャリッジのトラックチェーンにおいて、特により大型の機械のトラック付きアンダーキャリッジにおいて、永続的な問題であり続けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第２，８８２，１０３号明細書
【特許文献２】米国特許第６，８４６，０５１号明細書
【発明の概要】
【０００５】
機械のトラック付きアンダーキャリッジのトラックチェーンにおいて用いるためのブッシングは、第１端と、第１端に対向して配設された第２端とを含む。外面は、第１端と第２端との間に延在し、トラック付きアンダーキャリッジのスプロケットに係合するように成形されている。ブッシングは、また、第１端と第２端との間に配設されトラックピンを受けるように成形された内部キャビティを定義する環状の内面を含む。内面の最も内側の部分は、１００ミリメートル以上の半径を有するクラウンを形成する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】トラック付きアンダーキャリッジを有する機械の側面図である。
【図２】トラック付きアンダーキャリッジのトラックチェーンの一部分を示す、図１の線２−２に沿う断面図である。
【図３】単独で示すトラックチェーンのブッシングの破断面図である。
【図４】単独で示すトラックチェーンとともに用いるための代替のブッシングの破断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本明細書において用いる「約」との用語は、所与の値の＋／−１０％を意味する。
【０００８】
図１を参照すると、トラック付きアンダーキャリッジ１０２を有する機械１００を示す側面図である。図示のように、トラック付きアンダーキャリッジ１０２は、ローラフレーム１０４と、スプロケット１０６と、ローラフレーム１０４とスプロケット１０６との周りに巻かれたトラックチェーン１０８とを含んでもよい。電動モータ、油圧モータ、またはエンジンなどの動力源を用いて、スプロケット１０６を作動させてもよく、かかるスプロケット１０６は、トラックチェーン１０８に係合し、トラックチェーンをローラフレーム１０４の周りを移動させる。ローラフレーム１０４は、複数のローラまたはボギー１１２と、キャリアローラ１１４と、トラックチェーン１０８がローラフレーム１０４の周りを移動して機械１００を移動させる際にトラックチェーン１０８を支持および案内するアイドラ１１６とを含んでもよい。
【０００９】
複数のトラックリンク１２０が複数のトラックピン１２２で枢動可能に接続され、トラックチェーン１０８を形成している。トラックシュー１２４を各トラックリンク１２０に取り付けてもよい。
【００１０】
図２を参照すると、トラックチェーン１０８の一部分を示す、図１の線２−２に沿う断面図である。図示のように、複数のトラックリンク１２０の第１のトラックリンク１２６および第２のトラックリンク１２８は、枢動可能に接続され、トラックピン１２２の１つの周りに配設されている。
【００１１】
ブッシング１３０をトラックチェーン１０８の各トラックピン１２２上に配設してもよい。図示のように、ブッシング１３０は、トラックピン１２２上に組み付けられたときに２組のトラックリンク１２０の間のトラックピン１２２上の中心に配置してもよく、トラックピン１２２の周りを回転することが可能である。スプロケット１０６（図１に示す）が動力源により回転されると、スプロケット１０６は、ブッシング１３０に係合してトラックチェーン１０８をローラフレーム１０４（図１に示す）の周りを移動させ、ひいては機械１００（図１に示す）を移動させる。
【００１２】
図３を参照すると、単独のブッシングの破断面図が示されている。ブッシング１３０は、第１端１３２と、第１端１３２に対向して配設された第２端１３４とを含む。第１端１３２および第２端１３４は、シール１３８（図２に示す）に係合する耐摩耗封止面１３６を提供するため、硬化させても被覆してもよく、または材料のインレーを含んでもよい。
【００１３】
第１端１３２と第２端１３４との間に延在する外面１４０は、トラック付きアンダーキャリッジ１０２のスプロケット１０６（図１に示す）に係合するように成形されている。図面では回転軸心１５１と同心の円環形状を有するものとして示しているが、外面１４０は、オプションで、非同心プロファイルなどの他の形状を有してもよい。
【００１４】
内面１４２が、第１端１３２と第２端１３４との間に延在し、トラックピン１２２の１つを受けるように成形された環状内部キャビティ１４４を定義している。内面１４２の最も内側の部分は、第１端１３２に隣接して配設された第１のクラウン１４６と第２端１３４に隣接して配設された第２のクラウン１４８とにより提供されている。第１および第２のクラウン１４６、１４８は、各々、約Ｙ〜約Ｚの範囲の半径Ｃを有してもよく、ここで、Ｙはブッシング１３０とトラックピン１２２との間のトラック付きアンダーキャリッジにおける縁荷重を防止するために用いてもよいクラウンの最小半径、Ｚはその最大半径である。より具体的には、Ｚは、次の方程式から決定してもよい：
Ｚ＝（ＰＬ２）／［（２４ＥπＤＲＢｕｓｈ４）（１−ｃｏｓ［（ＰＬ）／（１６ＥπＤＲＢｕｓｈ４））］
Ｌはブッシングの長さ、Ｐは機械の重量、Ｅはブッシングの材料の弾性率、ＲＢｕｓｈはブッシングのキャビティの最小半径、Ｄはブッシングの材料の単位体積当たりの質量である。
Ｙは、Ｙについての次の方程式を解くことにより求められる：
ρｏ＝３Ｐ／［４π［−１．８４５４Ｌｎ（ｃｏｓ−１［（Ｙ（（１／ＲＢｕｓｈ）２＋（（１／Ｙ）＋（１／ＲＢｕｓｈ））２＋２（１／ＲＢｕｓｈ）（（１／ＲＢｕｓｈ）＋（１／Ｙ））））＾（１／２）］）＋８．９７３３］＊［０．００７４（ｃｏｓ−１［（Ｙ（（１／ＲＢｕｓｈ）２＋（（１／Ｙ）＋（１／ＲＢｕｓｈ））２＋２（１／ＲＢｕｓｈ）（（１／ＲＢｕｓｈ）＋（１／Ｙ））））＾（１／２）］）＋０．２７１］＊（９．０９＊１０−８＊Ｐ＊Ｙ）＾（２／３）］
ρｏは、塑性変形が生じる前にトラックピンまたはブッシングの材料が受けるかもしれない最大の圧力である。
【００１５】
このため、いくつかのトラック付き機械の構成において、クラウン１４６、１４８の半径Ｃは、１００ミリメートル以上であってもよい。別の構成において、第１および第２のクラウン１４６、１４８は、１５０ミリメートル〜６０００ミリメートルの範囲の半径Ｃを有してもよい。代替として、第１および第２のクラウン１４６、１４８は、１９００ミリメートル〜４１００ミリメートルまたは３１００ミリメートルの範囲の半径Ｃを有してもよい。さらに、第１および第２のクラウン１４６、１４８は、１９００ミリメートルよりも大きい範囲の半径Ｃを有してもよく、いくつかの構成において、半径Ｃは、２１００ミリメートルよりも大きくてもよい。他の構成において、第１および第２のクラウン１４６、１４８は、ブッシングの長さの約１４倍よりも大きい半径を有してもよい。
【００１６】
図３に示すように、第１および第２のクラウンの半径の中心は、ブッシングの長さの各半分のほぼ中央に配設されている。
【００１７】
内部キャビティ１４４は、第１のクラウン１４６と第２のクラウン１４８との間に配設された中央部分１５０を含んでもよい。中央部分１５０は、内面１４２が中央部分１５０から第１のクラウン１４６および第２のクラウン１４８まで遮られずに延在した状態で、内部キャビティ１４４の中心軸心１５１に対して略平行に延在してもよい。第１の遷移部分１５２が中央部分１５０から第１のクラウン１４６まで内方に延在してもよく、第２の遷移部分１５４が中央部分１５０から第２のクラウン１４８まで内方に延在する。
【００１８】
組み付けられたとき、内部キャビティ１４４の円形プロファイルは、ブッシング１３０とトラックピン１２２とが互いに対して回転することを許容してもよい。中央部分１５０とトラックピン１２２との間に間隙１５８（図２に示す）を設けてもよい。間隙１５８は、第１および第２のトラックリンク１２６、１２８ならびにブッシング１３０がトラックピン１２２に対して移動することを容易にするために用いられる過剰な潤滑剤を保持するための潤滑剤貯蔵庫として作用してもよい。
【００１９】
オプションで、第１の面取り部１６０が第１のクラウン１４６から第１端１３２まで延在してもよく、第２の面取り部１６２が第２のクラウン１４８から第２端１３４まで延在してもよい。いくつかの構成において、第１および第２の面取り部１６０、１６２は、中心軸心から５度〜５０度の範囲の角度Ａで延在してもよい。代替として、第１および第２の面取り部１６０、１６２は、中心軸心から８度〜１２度の範囲の角度Ａで延在してもよい。第１および第２の面取り部１６０、１６２は、ブッシング１３０の内部キャビティ１４４内におけるトラックピン１２２の挿入を容易にしてもよい。
【００２０】
オプションで、第１および第２のクラウン１４６、１４８は、耐摩耗面を提供するため、硬化させても被覆してもよく、または材料の層を含んでもよい。
【００２１】
図４は、単独で示すトラックチェーン１０８とともに用いるための代替のブッシング２００の破断面図である。図３のブッシング１３０と同様に、ブッシング２００は、第１端２０２と、第１端２０２に対向して配設された第２端２０４とを含む。第１および第２端２０２、２０４は、シール１３８（図２に示す）に係合する耐摩耗封止面２０６を含んでもよい。図示のように、耐摩耗封止面２０６は、オプションで、硬い耐摩耗材料のインレーを含んでもよい。代替として、耐摩耗封止面２０６は、ブッシング２００の硬化された地の材料であってもよく、または硬い耐摩耗被覆を含んでもよい。
【００２２】
スプロケット１０６（図１に示す）に係合するための外面２０８が、第１端２０２と第２端２０４との間に延在する。
【００２３】
外面２０８に対向して、環状の内面２１０が、トラックピン１２２（図２に示す）の１つを受けるように成形された内部キャビティ１４４を定義している。図に示すように、内面２１０は、中央部分２１２を含み、かかる中央部分２１２に亘り、単一のクラウン２１４が延在している。換言すれば、クラウン２１４は、第１端２０２の近隣から第２端２０４の近隣まで延在している。本実施形態において、クラウン２１４は、約２Ｙ〜約Ｚの範囲の半径Ｃを有してもよい。従って、いくつかの構成において、半径Ｃは、５００ミリメートル以上であってもよい。別の構成において、クラウン２１４は、１０００ミリメートル以上の半径Ｃを有してもよく、他の構成において、半径Ｃは、１５００ミリメートルまたは２５００ミリメートルよりも大きくてもよい。クラウン２１４は、約２０００ミリメートル〜６０００ミリメートルの範囲の半径Ｃを有してもよい。代替として、クラウン２１４は、ブッシングの長さの約１４倍以上の半径を有してもよい。
【００２４】
クラウン２１４の半径の中心は、ブッシングの長さＬの中央に、またはその付近に配置してもよい。加えて、クラウン２１４は、オプションで、耐摩耗面を提供するため、硬化させても被覆してもよく、または材料の層を含んでもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
トラック付きアンダーキャリッジを有する機械は、トラック式トラクタ、油圧掘削機、トラック付きローダ、多地形ローダ、他の種類の土木および林業設備を含んでもよいが、それらに限定されない。トラック付きアンダーキャリッジの使用中、ブッシングとトラックピンとの間にかじりが生じるかもしれず、かかるかじりは、トラックピンおよびブッシングの初期故障を引き起こすかもしれない。より具体的には、使用中、トラックピンは、トラックチェーンを形成する２組のトラックリンクの間で屈曲し、ブッシングとトラックピンとの間で縁の接触を生じさせるかもしれない。縁の接触、ひいては存在し続けるかじりの問題を防止または最小化するため、ブッシングの内面上に１つ以上の大きい半径を有する内部環状クラウンを設ける。これにより、重い荷重が印加されるときにブッシングとトラックピンとの間のかじりが低減されることが示されている。
【００２６】
封止面およびブッシングの外面の形状を上で検討したが、クラウン付き内面の利益を得るために封止面は必要ない。さらに、ブッシングの外面にいずれの形状を用いてもよい。例えば、外面は、改善された雑音性能を提供するために用いてもよい複数の軸方向に延在する突起を含んでもよい。
【図１】
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【図２】
2013514918.tif 000004
【図３】
2013514918.tif 000005
【図４】
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【国際調査報告】
2013514918.tif 000007
2013514918.tif 000008