(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械（１０）の接地軌道（１６）であって、
第１軌道チェーン（２０）と前記第１軌道チェーン（２０）に並行して延びる第２軌道チェーン（２２）とを有する軌道チェーンアセンブリ（１８）を備え、前記第１及び第２軌道チェーン（２０、２２）は、各々、軌道シュー（２８）を搭載する下方搭載面（２６）と、前記機械（１０）の回転軌道係合要素（１１、１５）に接触する上方レール面（３０）とを有する複数の伸長軌道リンク（２４）を備え、
前記伸長リンク（２４）はさらに、各々、前記下方搭載面（２６）を形成する低硬度材料（３４）と、前記上方レール面（３０）を形成して前記伸長リンク（２４）内の材料接合部分（３８）において前記低硬度材料（３４）に遷移する高硬度犠牲材料（３６）とを含み、前記材料接合部分（３８）は、長手方向に非均一であることにより、前記高硬度犠牲材料（３６）が前記上方レール面（３０）から可変深さを有することで前記低硬度材料（３４）との接触の結果として生じる摩耗扇形切り欠き（１００）の穿通を遅延させ、
前記低硬度材料（３４）の可変深さは、複数の頂上部（７４）及び複数の谷部（７６）を有する屈曲長手方向輪郭を規定し、
前記伸長リンク（２４）はさらに、各々、第１及び第２軌道ピン孔部（４０、４２）と、前記第１及び第２軌道ピン孔部（４０、４２）の間に長手方向に各々配置された第１及び第２ウィンドウ（４８、４９）を規定し、前記第１及び第２ウィンドウ（４８、４９）の間に配置された垂直支柱を有し、前記屈曲長手方向輪郭は、前記垂直支柱（５２）と長手方向に合致する中央谷部（７６）を形成し、
前記中央谷部（７６）は、前記上方レール面（３０）から前記複数の谷部（７６）のうちの最深谷部を含む軌道（１６）。
【請求項２】
前記材料接合部分（３８）は、前記上方レール面（３０）と前記第１及び第２軌道ピン孔部（４０、４２）との間において、前記伸長リンク（２４）を通じて縦横に延び、前記軌道（１６）はさらに、前記第１及び第２軌道ピン孔部（４０、４２）の一方に各々受容されて前記第１及び第２軌道チェーン（２０、２２）にともに連結する複数の軌道ピン（４４）を備える請求項１に記載の軌道（１６）。
【請求項３】
前記屈曲長手方向輪郭は、前記第１軌道ピン孔部（４０）と長手方向に配列された第１頂上部（７４）と、前記第２軌道ピン孔部（４２）と長手方向に配列された第２頂上部（７４）とを形成する請求項２に記載の軌道（１６）。
【請求項４】
前記第１軌道チェーン（２０）における前記複数の伸長リンク（２４）は、前記第２軌道チェーン（２２）における前記複数の伸長リンク（２４）の鏡像であり、前記複数の軌道ピン（４４）上に配置された複数のブッシング（４６）をさらに備え、
前記上方レール面（３０）は、第１端面（５６）と前記第１端面（５６）から横方向にオフセットした第２端面（５８）との間に延びる中央断面（５４）を有し、
前記上方レール面（３０）は、前記第１及び第２端面（５６、５８）の各々でより狭く、前記中央断面（５４）でより広くなるように変化する上方レール面幅（６０）を有し、前記高硬度犠牲材料（３６）の可変深さは、前記中央断面（５４）と長手方向に合致する位置でより深く、前記第１及び第２端面（５６、５８）と長手方向に合致する位置でより浅くなる請求項２に記載の軌道（１６）。
【請求項５】
機械（１０）の接地軌道（１６）用軌道リンク（２４）であって、
第１及び第２リンク本体端部（２５、２７）の間に各々延びる内側（３３）及び外側（３１）を有する伸長リンク本体を備え、前記第１及び第２リンク本体端部（２５、２７）は、各々、前記内側及び前記外側（３３、３１）の間で連通して、軌道チェーン（２０、２２）において隣接の伸長リンク本体（２７）に前記伸長リンク本体（２４）を連結する軌道ピン（４４）を受容する軌道ピン孔部（４０、４２）を内部に形成し、
前記伸長リンク本体（２４）はさらに、軌道シュー（２８）を搭載する下方搭載面（２６）と、前記機械（１０）の回転軌道係合要素（１１、１５）に接触する上方レール面（３０）とを備え、
前記伸長リンク本体（２４）はさらに、前記下方搭載面（２６）を形成する低硬度材料（３４）と、前記上方レール面（３０）を形成して、前記伸長リンク本体（２７）内の材料接合部分（３８）で前記低硬度材料（３４）に遷移する高硬度犠牲材料（３６）とを備え、
前記材料接合部分（３８）は、前記伸長リンク本体を通じて延び、長手方向に非均一であることにより、前記高硬度犠牲材料（３６）が前記上方レール面（３０）から可変深さを有することで前記低硬度材料（３４）との接触の結果として生じる摩耗扇形切り欠き（１００）の穿通を遅延させ、
前記伸長リンク（２４）はさらに、前記第１及び第２軌道ピン孔部（４０、４２）の間に配置された第１及び第２の隣接ウィンドウ（４８、４９）を規定し、前記第１及び第２ウィンドウ（４８、４９）の間に配置された垂直支柱（５２）を有し、前記高硬度犠牲材料（３６）の前記可変深さは、前記垂直支柱（５２）と長手方向に合致する位置で最も深い軌道リンク（２４）。
【請求項６】
前記上方レール面（３０）は、略平面的であり、中央断面（５４）と、互いに横方向にオフセットする第１及び第２端面（５６、５８）を備え、前記上方レール面（３０）は、前記第１及び第２端面（５６、５８）の各々でより狭く、前記中央断面（５４）でより広くなるように変化する上方レール面幅（６０、６２）を有し、
前記高硬度犠牲材料（３６）の可変深さは、前記中央断面（５４）と長手方向に合致する位置でより深く、前記第１及び第２端面（５６、５８）と長手方向に合致する位置でより浅くなる請求項５に記載の軌道リンク（２４）。
【請求項７】
機械（１０）の軌道システム（１４）であって、
回転可能軌道係合要素（１１、１５）と、
前記回転可能軌道係合要素（１１、１５）の周囲に延び、各々が下方面（２６）と前記回転可能軌道係合要素（１１、１５）に接触する上方レール面（３０）とを有してともに連結された複数のリンク（２４）によって形成される軌道チェーン（２０、２２）を有する軌道（１６）とを備え、
前記複数のリンク（２４）はさらに、各々、前記下方面（２６）を形成する低硬度材料（３４）と、前記上方レール面（３０）を形成する高硬度犠牲材料（３６）とを含み、前記高硬度犠牲材料（３６）及び前記低硬度材料（３４）は、前記上方レール面（３０）からの前記高硬度犠牲材料（３６）の可変深さを規定する、長手方向に不均一な材料接合部分（３８）において、対応リンク（２４）内で遷移し、
前記複数のリンク（２４）はさらに、各々、前記第１及び第２軌道ピン孔部（４０、４２）と、前記第１及び第２軌道ピン孔部（４０、４２）の間に配置された第１及び第２の隣接ウィンドウ（４８、４９）を規定し、前記第１及び第２ウィンドウ（４８、４９）の間に配置された垂直支柱（５２）を有し、前記材料接合部分（３８）は、前記対応リンク（２４）を通じて延び、その内部において前記上方レール面（３０）と前記第１及び第２軌道ピン孔部（４０、４２）の間に配置される軌道システム（１４）。
【請求項８】
前記軌道（１６）はさらに、第２軌道チェーン（２２）と、前記上方レール面（３０）によって形成される並行レールを有するチェーンアセンブリ（１８）においてともに前記第１及び第２軌道チェーン（２０、２２）を連結する複数の軌道ピン（２４）とを備え、前記第２軌道チェーン（２２）は、各々が前記第１軌道チェーン（２０）を形成する前記複数のリンク（２４）の鏡像である複数のリンク（２４）を備え、
前記第１及び第２軌道チェーン（２０、２２）の前記複数のリンク（２４）の各々における前記上方レール面（３０）は、第１及び第２幅狭端面（５６、５８）の間に延びる幅広中央断面（５４）を有し、前記高硬度犠牲材料（３６）の前記可変深さは、前記幅広中央断面（５４）の垂直方向下方でより深く、前記第１及び第２幅狭端面（５６、５８）の垂直方向下方でより浅い請求項７に記載の軌道システム（１４）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、機械の接地軌道全般に係り、特に、軌道リンクにおける高硬度犠牲材料の上方レール面からの深さの変更に係る。
【背景技術】
【０００２】
幅広い種別の機械において、接地推進要素として軌道を用いる。このような軌道は、複数の回転可能な軌道係合要素を備えるのが一般的であり、この軌道は、動作中、回転要素の周囲を移動する無端ループを形成する。このような軌道は、通常、ボルト締結シューでともに連結されたリンクの２つのチェーンを備える。このような機械及びそれらに関連の軌道アセンブリに対する要望は相当なものであり、動作環境は厳しい。機械軌道は、動作中、非常に高い機械的ストレス、重圧、及び摩耗を受けるのにも関わらず、数千時間という長い動作寿命を提供するようにロバストである場合が多い。
【０００３】
機械軌道の受ける摩耗現象は、通常、機械の使い方、オペレータの経験、並びに動作環境における足元の条件及び基板材料の双方の結果として発生する。機械軌道の野外サービス寿命は、これらの因子に応じて、２〜３千時間から数千時間まで変化し得る。機械軌道部品は、比較的高価であり、修理によって出費及び機械ダウン時間を増すことになるため、技術者らは、部品間の摩耗を低減及び管理するストラテジーを長きに亘って求めてきた。
【０００４】
このようなストラテジーの一例が、Ｍａｓｓｉｅｏｎらによる米国特許第３，９５５，８５５号に教示されている。Ｍａｓｓｉｅｏｎらは、高度耐摩耗材料係合軌道ローラの接触面を備えた軌道リンクを有する軌道型機械を開示している。高度耐摩耗材料は、接触面の溝部内に冶金学的に付着された複合合金であってもよい。Ｍａｓｓｉｅｏｎらはストラテジーの開発に成功したように見受けられるものの、常に改善の余地は残り、特に材料選択の経済性及び製造性に関して改善の余地が残る。
【発明の概要】
【０００５】
一様態によると、第１軌道チェーンと前記第１軌道チェーンに並行して延びる第２軌道チェーンとを有する軌道チェーンアセンブリを備える。前記第１及び第２軌道チェーンは、各々、軌道シューを搭載する下方搭載面と、前記機械の回転軌道係合要素に接触する上方レール面とを有する複数の伸長軌道リンクを備える。前記伸長リンクはさらに、各々、前記下方搭載面を形成する低硬度材料と、前記上方レール面を形成して前記伸長リンク内の材料接合部分において前記低硬度材料に遷移する高硬度犠牲材料とを含む。前記材料接合部分は、長手方向に非均一であることにより、前記高硬度犠牲材料が前記上方レール面から可変深さを有することで前記低硬度材料との接触の結果として生じる摩耗扇形切り欠きの穿通を遅延させるようにする。
【０００６】
他の様態によると、機械の接地軌道用軌道リンクであって、第１及び第２リンク本体端部の間に各々延びる内側及び外側を有する伸長リンク本体を備え、前記第１及び第２リンク本体端部は、各々、前記内側及び前記外側の間で連通して、軌道チェーンにおいて隣接の伸長リンク本体に前記伸長リンク本体を連結する軌道ピンを受容する軌道ピン孔部を内部に形成する。前記伸長リンク本体はさらに、軌道シューを搭載する下方搭載面と、前記機械の回転軌道係合要素に接触する上方レール面とを備える。前記伸長リンク本体はさらに、前記下方搭載面を形成する低硬度材料と、前記上方レール面を形成して、前記伸長リンク本体内の材料接合部分で前記低硬度材料に遷移する高硬度犠牲材料とを含む。前記材料接合部分は、前記伸長リンク本体を通じて延び、長手方向に非均一であることにより、前記高硬度犠牲材料が前記上方レール面から可変深さを有することで前記低硬度材料との接触の結果として生じる摩耗扇形切り欠きの穿通を遅延させるようにする。
【０００７】
さらに他の様態によると、機械の軌道システムであって、回転可能軌道係合要素と、前記回転可能軌道係合要素の周囲に延びる軌道を備える。前記軌道は、各々が下方面と前記回転可能軌道係合要素に接触する上方レール面とを有してともに連結された複数のリンクによって形成される軌道チェーンを備える。前記複数のリンクはさらに、各々、前記下方面を形成する低硬度材料と、前記上方レール面を形成する高硬度犠牲材料とを含む。前記高硬度犠牲材料及び前記低硬度材料は、前記上方レール面からの前記高硬度犠牲材料の可変深さを規定する、長手方向に不均一な材料接合部分において、対応リンク内で遷移する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、一実施形態に係る軌道システムを備えた機械の側面概略図であり、詳細の拡大図を含む。
【図２】図２は、一実施形態に係る、複数の断面における軌道の断面概略図である。
【図３】図３は、一実施形態に係る軌道リンクの概略図である。
【図４】図４は、一実施形態に係る、処理段階において示された軌道リンクの側面概略図である。
【図５】図５は、一実施形態に係る、摩耗の初期状態における軌道リンクの側断面概略図である。
【図６】図６は、摩耗の後期段階における軌道リンクの側断面図である。
【図７】図７は、摩耗のさらに後期段階における軌道リンクの側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１を参照すると、一実施形態に係る接地軌道システム１４を備えた機械１０が示されている。機械１０は、軌道型トラクタという文脈で示されているものの、軌道ローダ、半軌道機械等、その他種々の機械であり得る。軌道システム１４は、従来のように、機械１０のフレーム１２の両側に配置された２つの分離軌道システムのうちの一方であってもよい。軌道システム１４はさらに、機械フレーム１２に連結された軌道ローラフレーム２９と、複数の回転可能軌道係合要素１１、１５、及び１７を備えてもよい。一実施形態において、回転可能軌道係合要素１１及び１５は、軌道システム１４の動作中、受動的に回転する回転可能アイドラを備え、要素１７は、軌道システム１４を駆動するスプロケットを備える。軌道システム１４はさらに、機械１０の全重量又は略全重量を支え、且つ、軌道ローラフレーム２９に搭載される複数の軌道ローラ１９を備えてもよい。軌道システム１４はさらに、要素１１、１５、及び１７の各々の周囲に延びる軌道１６を備える。要素１１、１５、及び１７は、各々、図示のとおり、並行、且つ、三角形パターンに配置されてもよい回転軸１３、２１、及び２３を規定する。従って軌道１６は、略三角形の要素１１、１５、及び１７の周囲に走行路を規定してもよい。当業者は、図１に示す実施形態をいわゆる高駆動軌道システムと認識するであろうが、本開示は楕円軌道又はその他の軌道構成にも適用できるものと理解されなければならない。以下の説明によってより明らかになるとおり、軌道システム１４は、既知の軌道システムに関連の特定の摩耗に関する課題に対処すべく、独自に構成されてもよく、これによって軌道サービス寿命を延ばし、従来より乗り心地を改善してもよい。
【００１０】
軌道１６は、第１軌道チェーン２０と、軌道チェーン２０に並行して延び、図１では軌道チェーン２０によって隠れている第２軌道チェーンとを有する軌道チェーンアセンブリ１８を備えてもよい。複数の軌道シュー２８が、第１軌道チェーン２０と、隠れた第２軌道チェーンとに連結されている。各軌道シュー２８は、従来のように、１つ以上のグローサ３２を備えてもよい。第１及び第２軌道チェーンはさらに、各々、複数の伸長軌道リンク２４を備えてもよい。軌道リンク２４は、同様に参照符号２４で識別される伸長リンク本体を備えるものとして理解されてもよい。従って軌道リンク２４のうちの１つに関連の特徴としてここに述べる説明は、関連の伸長リンク本体の特徴についても言及しているものと理解されるであろう。各軌道リンク２４は、第１端部２５及び第２端部２７を備え、軌道シュー２８のうちの１つを搭載する下方搭載面２６を有する。各軌道リンク２４はさらに、摩耗パターンを形成する扇形切り欠きに応じて、要素１１、１５、及び１７のうちの１つなどの機械１０の回転軌道係合要素、又は軌道ローラ１９に接触する上方レール面３０を備える。
【００１１】
図１は、２つの詳細な拡大図を含んでおり、そのうちの１つは、アイドラ１１に接触した軌道リンク２４を示している。アイドラ１１は、関連リンク２４の上方レール面３０に接触する第１位置において、実線で示されている。透視図において、アイドラ１１は、レール面３０の長さに実質的に沿ってシフトする様子が示されている。レール面３０及びアイドラ１１の間の接触は、特に、アイドラ１１及びアイドラ１５の個別のリンクを係合及び係合解除する際に発生する傾向のあるスライド接触は、扇形切り欠きと称されるパターンで、軌道リンクの材料が魔滅される様子が観察されてきた。アイドラ１１及び１５の場合、摩耗による扇形切り欠きは、場合によっては、軌道１６がその経路の周囲を前後に移動するに連れて、軌道リンクとアイドラ１１及び１５の外面との間で接触を繰り返すことによって形成される傾向にあると言える。アイドラとの接触によって形成される扇形切り欠きは、レール面３０に沿って凡そ中央付近に位置する傾向にあり、第１端部２５及び第２端部２７のほぼ中途に位置する傾向にある。スプロケット１７は、通常、アイドラ１１及び１５とは異なる方法で軌道１６に係合し、多くの軌道システムにおいて、扇形切り欠きに大きく寄与しないが、場合によっては寄与し得る。
【００１２】
図１のもう一方の詳細拡大図は、軌道ローラ１９及びリンク２４の１つの接合を描いたものである。軌道ローラ１９及びリンク２４の接触もまた、扇形切り欠き形成摩耗パターンに応じて発生することもあるが、アイドラ１１及び１５に関連して発生するものとは僅かに異なる。当業者は、軌道１６が、通常、アイドラ１１及び１５の間の地面に沿って略直線的な経路を横断してもよいが、隣接する軌道リンク２４間の相対回転によって曲がる能力を有するであろうと理解するであろう。このような理由から、軌道リンク２４は、軌道ローラ１９に係合及び係合解除しながらスライドし得るため、これによって扇形切り欠きの形成を招く傾向にある摩耗を生じる。軌道ローラ１９及びリンク２４の間の接触に応じて形成された摩耗扇形切り欠きは、レール面３０の中央からは離間し、第１端部２５及び第２端部２７の付近に位置する傾向にあるであろう。軌道ローラ１９及びリンク２４の間の接触に応じて生じた扇形切り欠きの形成は、アイドラとの接触に関連して発生したものに比して軽度である傾向にある。従って軌道設計が異なれば摩耗現象も確かに異なり得るが、中央に比べてリンク２４の端部付近で扇形切り欠き形成の進行が比較的緩やかとなることもある。
【００１３】
さて図２及び図３も参照すると、第１軌道チェーン２０は、複数の軌道ピン４４を介して第２軌道チェーン２２に連結されてもよく、軌道ピン４４のうちの１つを図２に示している。上方レール面３０はともに、軌道チェーンアセンブリ１８において並行レールを形成する。複数のブッシング４６は、回転可能であっても固定されていてもよいが、複数の軌道ピン４４の各々の上に配置されてもよい。各リンク２４はさらに、対応リンクの内側３３及び外側３１の間で各々連通する第１軌道ピン孔部４０及び第２軌道ピン孔部４２を規定してもよい。軌道ピン孔部４０及び４２は、その一方が軌道ピン４４の一方を受容し、他方が軌道ピン４４の一方とブッシング４６の１つの端部の双方を受容するという図示の実施形態などのように、異なるサイズ及び／又は構成を有してもよい。各軌道リンク２４はさらに、各々が第１軌道ピン孔部４０及び第２軌道ピン孔部４２の間に長手方向に配置される、第１ナット座部ウィンドウ４８と、隣接の第２ナット座部ウィンドウ４９とを規定してもよい。各リンク２４はさらに、ウィンドウ４８及び４９の間に配置された垂直支柱５２を備える。ここで考えられる他のリンク設計として、支柱、ウィンドウ、又はその他の特徴が設けられなくてもよい。
【００１４】
下方搭載面２６は、軌道シュー３２のうちの１つを搭載することが思い起こされるであろう。通常のストラテジーによると、下方面２６は略平面的であってもよく、複数のボルトが軌道リンク２４の孔部を通って延び、ナット座部ウィンドウ４８及び４９の各々に配置されたナット５０に連結される。図２より、軌道チェーン２０のリンク２４は、軌道チェーン２２のリンク２４の鏡像であることにも留意してもよい。各リンク２４はさらに、当業者にとって馴染みの用語の意味の範囲内で「オフセット」と理解されてもよい。リンク２４のオフセット形状により、上方レール面３０が第１端面５６と第１端面５６から横方向にオフセットした第２端面５８との間で長手方向に延びる中央断面５４を有するようにしてもよい。上方レール面３０は、稼働に先立って略平面的であってもよいが、本開示はこれに限定されるものでない。
【００１５】
さらに、オフセットリンクが１つの実際的な実装ストラテジーである一方、他の実施形態によると、直線状リンクが用いられてもよい。中央断面５４は、実質的に内側３３から外側３１に延びる横方向において、比較的広い幅６０を有することに留意してもよい。端面５６及び５８は、各々、同一の横方向において、比較的狭い幅６２を有してもよい。レール面３０の長手方向可変幅は、ローラに起因する扇形切り欠きに対するアイドラ―に起因する扇形切り欠きの特性の違いと合わせて、本明細書中でさらに検討する軌道リンク２４に対する独自の硬化ストラテジーにより、本開示において対処及び活用する。図２において、参照符号５５は、アイドラ―に起因する扇形切り欠きの発生が予期されるレール面３０に接触したアイドラの近隣ゾーンの長さを実質的に特定するものであり、参照符号５７は、ローラに起因する扇形切り欠きの発生が予期される、２つの隣接軌道リンクを跨いで延びる近隣ゾーンの長さを特定するものである。
【００１６】
各リンク２４はさらに、下方面２６を形成する低硬度材料３４と、上方レール面３０を形成する高硬度犠牲材料３６とを含んでもよい。高硬度材料３６及び低硬度材料３４は、各々、スチールであってもよく、リンク２４は、スチールから１片として鋳造形成されてもよい。低硬度材料３４及び高硬度材料３６は、リンク２４内の材料接合部分３８において互いに遷移する。材料接合部分３８は、リンクの縦横、つまりリンク２４全体に亘って延びてもよく、上方レール面３０と孔部４０及び４２との間に配置されてもよい。図２の左側リンク２４の面５４を通る断面より、高硬度材料３６は、面３０の中央断面５４に長手方向に合致する位置において比較的深いことに留意してもよい。さらに、高硬度材料３６は、端面５８及び５６に長手方向に合致する位置においてより浅いことに留意してもよく、その重要性は以下の説明によって明らかになるであろう。従って材料接合部分３８は、長手方向に非均一であり、高硬度材料３６が上方レール面３０から可変深さを有するようにする。可変深さにより扇形切り欠きの穿通を遅延させ、実際の実装においては、このストラテジーにより、稼働中の低硬度材料３４への多数の扇形切り欠きの穿通を遅延させてもよい。実際的な実装の１ストラテジーによると、高硬度材料３６の可変深さは、図３に示すとおり、各々有限数であってもよい複数の頂上部７４及び複数の谷部７６を有する屈曲長手方向輪郭を規定する。一実施形態において、この輪郭は、３つ又は４つの頂上部と３つ又は４つの谷部とを形成してもよい。図３より、屈曲長手方向輪郭は、垂直支柱５２に対して長手方向に合致し、且つ、これに隣接する位置において最深点を有する谷部を形成する。つまり換言すると、最も深くなる。垂直支柱５２と長手方向に合致する谷部は、上方レール面３０から、複数の谷部のうち最深谷部を含んでもよい。さらに図３より、屈曲長手方向輪郭は、軌道ピン孔部４２と長手方向に配列される頂上部と、第２軌道ピン孔部４０と長手方向に配列される第２頂上部とを形成することに留意してもよい。本明細書中で使用する「配列」という用語は、合致するという用語より狭義に理解されてもよい。従って孔部４２に配列された頂上部７４は、孔部４２の中心軸６１の垂直方向直上に配置されてもよく、孔部４０に配列された頂上部７４は、孔部４０の中心軸６３の垂直方向直上に配置されてもよい。中心支柱５２に長手方向に合致する中央谷部７６の最深点は、支柱５２に配列されてもよく、従って、支柱５２の長手方向中心点の垂直方向直上に配置されてもよい。実際的な実装ストラテジーによると、高硬度材料３６は、約４５以上のロックウェルＣ硬度を有してもよい。低硬度材料３４は、材料３６の硬度より低いロックウェルＣ硬度を有してもよい。さらに他の様態によると、材料３６の深さは、約４５以上のロックウェルＣ硬度であるリンク２４における材料硬度の程度によって規定されてもよい。
【００１７】
材料接合部分３８によって規定される特定の輪郭は、軌道リンクの設計の対象となる軌道システムに応じて変化する可能性があることを理解しなければならない。基本的構造や、稼働環境及びオペレータの機械駆動方法等の因子に応じて、軌道システムが異なれば摩耗パターンが異なり得る。それでも、本開示の文脈の範囲内で多くの軌道リンクは、頂上部及び谷部が期待される摩耗位置、深刻度、及びその全体的なリンク設計に応じて配置されるように設計された長手方向に屈曲する輪郭を備えた材料接合部分を有するであろうと考えられる。上方レール面が可変幅を有さない直線状リンクの場合、摩耗に耐えるようリンクの両端に十分な材料を設けることにより、リンク端部に向かって高硬度材料をほとんど、又は全く用いることができなくなってしまう。硬化深さ、引いては頂上部及び谷部の位置は、異なるリンク特徴の最終目的に基づいて制御されてもよい。例えば、孔部４０及び４２を形成する材料の硬化は、軌道ピン又はブッシングの圧着との干渉又はこれによるひび割れを防ぐよう、回避されてもよい。
【００１８】
さて図４を参照すると、概略的に示した、本明細書中で通常考えられるように軌道リンク２４を硬化するよう構成された誘導硬化装置６４の付近に出現してもよい軌道リンク２４を示している。装置６４は、周知の原則に従って軌道リンク２４を加熱する磁界を生成するコイル６６を備える。従来の軌道リンクのための誘導硬化ストラテジーは、通常、レール面から均一な硬化深さを有するよう、軌道リンクを硬化しようとするものであった。例えば上述のＭａｓｓｉｅｏｎらによる既知のレールインサートストラテジーでは、均一の深さのインサートを用いた。本開示を踏まえると、装置６４は、これらの既知の技術とは対照的に、リンク２４の材料を可変深さを有するように硬化すべく用いられることが理解されるであろう。この目的を達成するために、コイル６６は、軌道リンク２４の特定領域にはより多くのエネルギーを駆動し、他の領域にはより少ないエネルギーを駆動すべく、既知のストラテジーで構成されてもよい。装置６４は、リンク２４の硬化がすべて一度になされる、いわゆるシングルショットストラテジーにおいて用いられてもよい。或いは、誘導コイルが表面に沿って移動する走査誘導硬化を用いてもよく、異なる領域で得たい硬化深さに応じて、これらの異なる領域で抵抗時間又は相対走行速度を有し得る。
【００１９】
図４は、材料接合部分３８及びその軌道リンク２４の他の種々の形状特性を描いている。軌道リンク２４は、面２６及び面３０の間に延びる垂直方向高さ６８と、第１端部２５及び第２端部２７の間に延びる長さ７０を有してもよい。高さ６８は、特定の実施形態において、約１５０ｍｍ〜約２００ｍｍであってもよく、長さ７０は、長さ６８の約２〜３倍であってもよい。しかしながら本開示は、これらの一般的寸法から拡大又は縮小されることが予期できる。リンク２４の約１２０％の摩耗条件を示す平面７２も併せて図４に示した。既知のリンク設計において類似の１２０％の摩耗条件となった場合、これは通常、リンクが、もしその前に稼働対象から外されていないにしてもそれに値する摩耗状態を示すである。平面７２は、孔部４２から垂直距離７５に配置され、通常、過去の設計で用いられる、通常約１５ｍｍ以上のロックウェルＣ硬度を有する硬化の均一深さより深く設定された参照点を示す。距離７５は約２０ｍｍであってもよいが、例えば意図される軌道サービス寿命に応じて変化し得る。材料接合部分３８の屈曲長手方向輪郭は、平面７２から離間及び接近するように屈曲し、特定箇所において平面７２と交差する。
【００２０】
図４において、複数の異なる深さ位置７８〜９８が示されており、各々、高硬度材料の深さと、引いては平面７２に対する材料接合部分３８の一般的位置を示している。第１深さ位置７８において、高硬度材料の深さは約４ｍｍであり、第２深さ位置８０において、高硬度材料の深さは僅かにレール面３０から平面７２まで延びてもよい。他の深さ位置８２において、高硬度材料の深さは、平面７２から約３ｍｍであってもよく、深さ位置８２、８４、８６、及び８８においては、各々、５ｍｍ、６ｍｍ、及び４ｍｍであってもよい。深さ位置９０では、材料接合部分３８によって形成される最深谷部に対応して、深さは平面７２から約８ｍｍであってもよい。深さ位置９２、９４、９６、及び９８において、平面７２からの高硬度材料の深さは、各々、約４ｍｍ、５ｍｍ、３ｍｍ、０ｍｍ、及び４ｍｍであってもよい。図５に示す種々の深さ位置は、内側３３と外側３１との間の略中途で見受けられることを示す例である。材料３６の深さは、図２に示すとおり、横方向において、特にリンク２４の最も厚い部分において穏やかに変化し得る。本明細書中で使用する「約」という用語は、有効桁の固定数までの従来の丸めの文脈において理解されなければならない。従って「約４ｍｍ」とは、３．５ｍｍ〜４．４ｍｍを意味する。また「約４５」は４４．５〜４５．４を意味する。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
図５を参照すると、軌道システム１６において適度な摩耗に晒された後の、機械１０のサービス寿命の中途にある軌道リンク２４が示されている。上方レール面３０はもはや平面的でなく、複数の扇形切り欠きは、中央の扇形切り欠き１００、端部の扇形切り欠き１０２、及び他の端部の扇形切り欠き１０４を含んで形成を開始していることに留意してもよい。上方レール面３０は依然として高硬度材料３６で形成されていることに留意するであろう。
【００２２】
さて図６を参照すると、さらにサービス寿命が迫っており、上方レール面３０がもはや高硬度材料３６によって排他的に形成されていない軌道リンク２４を示している。図６に示す状態において、扇形切り欠き１００、１０２、及び１０４は目立たなくなっており、扇形切り欠き１０４については検出さえ不可能で、上方レール面３０が比較的平面的な状態に摩耗して後退している。
【００２３】
図７を参照すると、サービス寿命の終わりに近いか、サービス寿命の終わった軌道リンク２４が示されている。図７において、高硬度材料３６はすべて摩滅されており、上方レール面３０は全体的に低硬度材料３４で形成されている。扇形切り欠き１００、１０２、及び１０４は、図６に示す状態に比べて拡大しており、中央の扇形切り欠き１００は、扇形切り欠き１０２及び１０４のいずれかと比較して著しく深い。図７に描く状態において、オペレータは、上方レール面３０に対する回転可能軌道係合要素のバンピングにより、比較的荒い乗り心地を経験している可能性が高いであろう。また軌道１６は、取り換え及び／又は修理が必要な段階にあると考えられるかもしれない。
【００２４】
軌道リンクの摩耗が一領域における硬化の全体深さを超えて扇形切り欠きを介して進行してしまう初期の特定設計によると、扇形切り欠きの長手方向端部で開始する追加の高硬度材料は、扇形切り欠きが下地の低硬度材料に穿通するにつれて、摩耗する傾向にあるであろう。このような扇形切り欠きの摩耗は、通常、少なくとも初期において、レール面の長手方向中央、又は長手方向中央付近で最も深刻であった。この現象は、続いて発生するレール面全体に亘る高硬度材料の摩滅を加速する傾向にあり、軌道サービス寿命を過度に縮めてしまう。本開示は、低硬度材料への扇形切り欠きの穿通を遅らせるように、硬化深さを調整するものと理解することができる。１つ以上の扇形切り欠きが突破し得るような均一深さの高硬度材料よりも、より均一に摩滅させることによって軌道サービス寿命を延ばすように、他の深さの高硬度材料を選択的に配置する。
【００２５】
本明細書中に記すさらに他の様態に係るストラテジーでは、軌道システム１６のサービス寿命を通じて、オペレータの乗り心地を改善する。軌道リンク２４が図５に示す状態に摩耗された際の乗り心地は、種々の因子に応じて、軌道リンク２４と、当然軌道システム１６の他の軌道リンクとが最初に稼働されるに際して上方レール面が比較的平坦であったときの乗り心地に比して荒くなる可能性がある。それでも乗り心地条件は、上方レール面３０がもう一度比較的平坦となる、図６に示す状態まで摩耗が進行するに連れて改善する傾向にあってもよい。硬化深さが均一であった過去のストラテジーによると、高硬度材料の摩滅は、図５に示すのと類似のパターンで発生する傾向にあったであろう。しかしながら摩耗現象が不均一であり、通常は軌道リンクの中央に摩耗が集中してしまうせいで、上述のとおり、中央扇形切り欠きが高硬度材料を突破し、低硬度材料の摩耗を開始することが一般的であった。軌道サービス寿命のこの時点において、中央扇形切り欠きはリンク内に向かって下方に摩耗するのと同時に外側に向かって摩耗し得るため、高硬度材料の一部がリンク端部に向かって残留することはほとんど問題にならない。一旦オペレータの乗り心地が悪化し始めると、それは通常、時間経過に合わせて悪くなる一方である。
【００２６】
本開示は、例示のみを目的とするものであり、いかなる形であれ、本開示の範疇を狭めるものと解釈されてはならない。従って当業者は、本開示の完全且つ公平な範囲及び精神から逸脱することなく、本開示の実施形態に種々の変更が加えられてもよいことを理解するであろう。添付の図面及び別記の請求項を検討することにより、他の様態、特徴、及び効果が明らかになるであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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