(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
履帯のリンクを連結するブッシュと噛み合う歯部を有するスプロケットを備える装軌式車両の走行駆動装置において、
前記スプロケットには、前記歯部に沿って側部に鍔部が一体に設けられ、前記鍔部の外周には前記リンクの非接地側面を面接触により受支する平坦な受け面が形成され、前記スプロケットが前記リンクと噛み合う際に前記リンクの非接地側面が前記鍔部の受け面に当接して、前記ブッシュと前記スプロケットの歯底部との間に隙間が確保されるように構成されることを特徴とする装軌式車両の走行駆動装置。
【請求項２】
前記スプロケットは歯数が偶数の間歇歯に形成されている請求項１に記載の装軌式車両の走行駆動装置。
【請求項３】
前記スプロケットは、リング状で複数のセグメントに分割されて、その分割位置が前記間歇歯の間の１／２位置であるようにされている請求項２に記載の装軌式車両の走行駆動装置。
【請求項４】
前記スプロケットのセグメントは、歯部間に前記ブッシュが二個介在する場所とブッシュが一個介在する場所とでなり、そのブッシュが一個介在する場所に前記分割位置が設けられる構成とされる請求項３に記載の装軌式車両の走行駆動装置。
【請求項５】
前記スプロケットの歯厚寸法ｂは、前記リンクのピッチＰとの関係が、ｂ／Ｐ≒１／３〜２／３である請求項１〜４のいずれかに記載の装軌式車両の走行駆動装置。
【請求項６】
前記スプロケットは、その内周部に環状突起部を有して段付き形状にされ、その環状突起部をホイールの外周部に形成された段部と係合させて、ホイールの外側面側から駆動軸線に平行して設けられた多数の取付孔と合致する位置でスプロケットの環状突起部に設けられるネジ孔に、前記ホイール側の取付孔から挿入される取付ボルトの先端部を螺合締結して固着される構成である請求項１〜５のいずれかに記載の装軌式車両の走行駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建設機械、例えばブルドーザや油圧ショベルなど、主として不整地で作業を行う装軌式の建設機械車両における走行駆動装置に係るものであって、詳しくは履帯を駆動するスプロケットの耐久性を高める機能を備えた、装軌式車両の走行駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、走軌式の建設機械車両における走行装置は、車体の前後に所要距離をおいて設けられる駆動装置に組込まれたスプロケットとアイドラとに、無端状に形成された履帯が巻き掛けられて、走行するようにされている。そして、履帯は、所定の間隔で左右に配される多数のトラックリンクを、その間に設けられるブッシュと各ブッシュ内に挿入されて前記トラックリンクを互いに連結する多数の連結ピンとを有し、前記各左右のトラックリンクの上に履板がボルト締結されて、無端状に形成されている。
【０００３】
このような構成の履帯を備える走行装置は、走行時にスプロケットと履帯のブッシュとが順次噛み合って駆動されるのであり、その噛み合いに際してはスプロケットの歯底に履帯のブッシュが接する状態で噛み合って動力が伝達されている。ところが、そのスプロケットと噛み合って駆動される履帯は、接地面側に移動すると、履板が地面に接して車体を支えることになり、そのためにスプロケットには巻き掛けられている（接地面側でスプロケットの歯と噛み合っている）履板のブッシュを介して突き上げ力が作用する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このようなことから、スプロケットの歯部には回転駆動力によるブッシュとの面圧のみならず車体支持のために生じる突き上げ負荷と、順次ブッシュが噛み合う初期位置と歯部から離れる際とのすべりによる負荷が大きく作用する。さらに、不整地での走行に際して巻上げる土砂がスプロケットの歯部と履帯のブッシュとの噛み合い部分に侵入して、走行運転を続けると土砂との摩擦が著しく、ブッシュやスプロケットの歯の摩耗が激しくなる。特に、ブルドーザのように長時間にわたり激しく移動を繰り返し作業を行うタイプの装軌式車両では、スプロケットの消耗が激しくて、しばしば交換することを余儀なくされている。
【０００５】
このような状況から、走行駆動装置のスプロケットにおける歯部の損耗を低減させるために、履帯のブッシュとスプロケットの歯部の噛み合い構造を改善する一つとして、歯底までブッシュを噛み合わせることなく駆動させるという考えがある。こうすれば、スプロケットと履帯のブッシュとが噛み合う際に、土砂が侵入しても歯底に隙間が生じているので、ブッシュが歯と噛み合うときに歯底に付着する土砂で擦り合って大きな摩擦が生じるのを防止でき、土砂による摩擦の発生を防いで摩耗が低減できることになる。ところで、その目的は本発明と異なるものであるが、特開平１０−４５０５６号公報によって、噛み合い時にスプロケットの歯底とブッシュとが直接的に衝突するのを防止して騒音や振動の低減を図る目的で、スプロケットと履帯のブッシュとの噛み合い部において歯底に隙間を形成させる構成について開示されているような先行技術がある。
【０００６】
前記先行技術にあっては、スプロケットの歯部における歯底と履帯のブッシュとの噛み合いに際して隙間を形成させるために、スプロケットを備える動力伝達機構のハウジングに環状のリンク当接部を設けて、そのリンク当接部に履帯のトラックリンクを受け止めることにより前記隙間を確保できる構成とされている。
【０００７】
したがって、前記公報にて開示されるようなプロケットの歯部における歯底とブッシュの噛み合い時に隙間を形成させる方式では、今度はハウジングのリンク当接部に付着する土砂とトラックリンクとの当接によってハウジング側が摩耗することになり、ハウジングが損耗すれば当然交換する必要性が生じる。このような事態を招くことは、動力伝達機構を交換することになって経済的に大きな損失となる。
【０００８】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、従来消耗品として取扱われている動力伝達機構におけるスプロケットとその取付け構造を合理的に構成して、履帯のブッシュとスプロケットの歯部との噛み合い構造を、土砂の侵入を受けても耐久性の高い構成とされた装軌式車両の走行駆動装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前述された目的を達成するために、本発明による装軌式車両の走行駆動装置は、
履帯のリンクを連結するブッシュと噛み合う歯部を有するスプロケットを備える装軌式車両の走行駆動装置において、
前記スプロケットには、前記歯部に沿って側部に鍔部が一体に設けられ、前記鍔部の外周には前記リンクの非接地側面を面接触により受支する平坦な受け面が形成され、前記スプロケットが前記リンクと噛み合う際に前記リンクの非接地側面が前記鍔部の受け面に当接して、前記ブッシュと前記スプロケットの歯底部との間に隙間が確保されるように構成されることを特徴とするものである（第１発明）。
【００１０】
本発明においては、履帯の走行駆動装置における動力伝達機構の交換可能に設けられたスプロケットがその歯部に沿って設けられる鍔部によって、スプロケットに巻掛けられて駆動される履帯のリンクが、前記鍔部に当接するようにしたことで、履帯のブッシュが必ずスプロケットの歯部における歯底部と接触せずに噛み合うことになる。そして、履帯のリンクはブッシュと歯部と噛み合うと同時にリンクを受支する鍔部によって受け止められるので、スプロケットに噛み合って移動する間ブッシュが歯底に接触しない状態を維持することができる。
【００１１】
本発明によれば、履帯のブッシュをスプロケットの歯底部に接触させない状態を維持して噛み合い駆動させることができ、スプロケットと履帯のブッシュとが噛み合う際に、土砂が侵入しても歯底部に隙間が生じているので、ブッシュが歯部と噛み合うときに歯底部に付着する土砂で擦り合って大きな摩擦が生じるのを防止でき、土砂による歯部の摩擦の発生を防いで摩耗が低減でき、耐久性を高めることができるという効果を奏する。したがって、スプロケットの交換頻度を少なくして稼働効率の向上を高め得る。
【００１２】
また、前記鍔部の外周には平坦な受け面が形成され、この受け面によってリンクの非接地側面が面接触により受支されるので、スプロケットの歯部とブッシュとの噛み合い時には、ブッシュを介して連結ピンで接続されるリンクが前記受け面に当接することになり、歯部に対するブッシュの噛み合い位置が規定され、噛み合い時に歯底部とブッシュとの隙間を形成して噛み合い部分での土砂による擦り現象を低減できる。しかも、突き上げ負荷が鍔部によって受け止められることになるので、歯部では牽引負荷のみを負担させ、ブッシュの径を大きくしたり、材料的に高価なものを採用しなくて済むことから、履帯側の費用を低減することになる。
【００１３】
前記スプロケットは歯数が偶数の間歇歯に形成されているのがよい（第２発明）。こうすると、歯厚を大きくすることができ、摩耗に対応する量、言換えると摩耗代を大きくとることが可能となり、その分耐久性を向上させることができるという効果がある。
【００１４】
前記スプロケットは、リング状で複数のセグメントに分割されて、その分割位置が前記間歇歯の間の１／２位置であるようにされているのがよい（第３発明）。また、前記第３発明において、スプロケットのセグメントは、歯部間に前記ブッシュが二個介在する場所とブッシュが一個介在する場所とでなり、そのブッシュが一個介在する場所に前記分割位置が設けられる構成とされるのがよい（第４発明）。このようにスプロケットの歯部に噛み合うブッシュが歯形成部間に二個介在する場所では、そのいずれか一方のブッシュが歯に噛み合って動力の伝達が行われ、歯形成部間に一個のブッシュしか介在しない場所では、直接駆動に関与しないブッシュを受入れるようにされているので、負荷の大きい箇所に影響を与えないで分割することができる。また、すべてのセグメントが同一に形成されることで、予め組立基準位置を定めておけば、選択的に組合せることなく確実に装着組立が行えるので、スプロケット交換作業を短時間で行えるという効果がある。
【００１５】
さらに、前記スプロケットの歯厚寸法ｂは、履帯のリンクのピッチＰとの関係が、ｂ／Ｐ≒１／３〜２／３であるのが好ましい（第５発明）。スプロケットの歯を形成するに際して、歯厚を大きくすることで強度を高めるほかに、耐摩耗性を考慮すると歯厚を大きくするのが好ましく、逆に歯部に侵入する土砂の排出性から言えば歯形成部の間隔を広げることが好ましく、リンクピッチが一定であることより、この背反事象から前記数値内に設定することで無理なく目的を達成できる。
【００１６】
前記スプロケットは、その内周部に環状突起部を有して段付き形状にされ、その環状突起部をホイールの外周部に形成された段部と係合させて、ホイールの外側面側から駆動軸線に平行して設けられた多数の取付孔と合致する位置でスプロケットの環状突起部に設けられるネジ孔に、前記ホイール側の取付孔から挿入される取付ボルトの先端部を螺合締結して固着される構成であるのが好ましい（第６発明）。このように構成することによって、分割されたスプロケットのセグメントをホイールに装着する取付手段として、その取付作業を容易にし、装着後においてスプロケットに作用する負荷に対しても前記内周面とホイール側の外周面とが接触して、取付ボルトに剪断力が作用しないので、確実に保持される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による装軌式車両の走行駆動装置の具体的な実施の形態につき、図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
図１には本発明に係る装軌式車両の走行駆動装置の駆動部正面図が示されている。図２には図１のＡ−Ａ視要部断面図が示され、図３にスプロケットの要部を表わす拡大断面図が示され、また、図４にスプロケットと履帯のリンクとの噛み合い状態を表わす要部の側面図が示されている。
【００１９】
この実施形態の走行駆動装置１は、装軌式車両における下部走行体として車体フレーム２の両側部でアイドラ（図示せず）と駆動輪３とに巻掛けられる履帯４からなり、車体フレーム２に取り付けられて、図示されないエンジンから伝達される動力を受けて減速歯車機構を介し駆動輪３によって巻掛けられた履帯４が駆動されるように構成されている。この構成において、特に駆動輪３における履帯４のリンク５に動力を伝達するスプロケット１５とその履帯のリンク５との関係について説明する。
【００２０】
前記駆動輪３は、周知構造で車体フレーム２の端部に支持される遊星歯車減速機構６と、その出力軸７に固着支持されて回転駆動されるホイール１０およびこのホイール１０の外周に同心円で装着される環状のスプロケット１５とで構成されている。
【００２１】
前記ホイール１０は、遊星歯車減速機構６のケーシング８のボス部８ａに転がり軸受９を介して支持されるとともに、そのボス部８ａを貫通して外部に突き出された遊星歯車減速機構６の出力軸７（キャリアと一体）端部のスプラインキーにより被嵌固着される支持リング１１を介して同軸心で連結されている。そして、外周寄りの所要半径位置で多数のスプロケット取付孔１２が所定のピッチで軸線に平行するように設けられている。
【００２２】
前記スプロケット１５は、偶数歯の間歇歯にされており、図１に示されるように、歯部１５ａと歯部１５ａの間（言うなれば歯の谷に相当する）にリンク５を連結するブッシュ５ｂが一個位置する箇所と二個位置する箇所とが交互に形成されるようにして、歯厚寸法が大きくなるようにされている。そして、リンク５のブッシュ５ｂと噛み合う歯部１５ａは、前記ブッシュ５ｂが二個受入れられる部分でのいずれか一方の歯部１５ａとなる構成とされている。したがって、図４に示されるように、ブッシュ５ｂと接触しない歯部１５ａ′の歯面とブッシュ５ｂとの間には、間隙ｓが形成されるように関係付けられている。
【００２３】
さらに、前記スプロケット１５は、歯形成部の左右両側に鍔部１６，１６が形成され、内周部１７を前記ホイール１０の外周面１０ａに合致する形状にするとともに、そのホイール１０の周囲部背後側面１０ｂに当接して位置決めされるように環状突起部１８が全周にわたり形成され、いわゆる段付きに形成されている。そして前記環状突起部１８には前記ホイール１０に設けられたスプロケット取付孔１２位置と合致するようにしてネジ孔１９が軸線に平行するように多数設けられている。
【００２４】
また、このスプロケット１５の鍔部１６外周には、歯部１５ａと噛み合う履帯のリンク５の連結ピッチ間に合わせて、そのリンク５の非接地側面５ａを受支するように平坦な受け面２０が形成され、噛み合うリンク５のブッシュ５ｂ下端と歯底面１５ｂとの間に隙間ｔが形成されるように前記受け面２０の高さが設定されている。なお、前記各受け面２０間には窪所２１を形成して、隣接する受け面２０同士がリンク５を受支する際に干渉しないように関係付けられている。
【００２５】
このスプロケット１５における歯部１５ａの歯厚寸法ｂは、履帯のリンク５のピッチＰとの関係において、ｂ／Ｐ≒１／３〜２／３の範囲に収まるようにされている。このようにすると、歯厚を大きくすることで強度を高めることができ、かつ耐摩耗性を向上させることができる。その反面一定の直径において歯厚寸法ｂを大きくすると、歯形成部間の寸法が狭められることになるので、歯形成部空間に侵入する土砂の排出条件が悪くなる。このような背反事象に対する妥協として、前記数値の範囲内に設定しておくことが好ましい。
【００２６】
このように構成されるスプロケット１５は、本実施形態において４分割にされており、歯部１５ａの摩耗に伴う交換時に取外し・組立が容易なように形成されている。また、分割されたスプロケットのセグメント１５Ｃは、その分割位置が図４で示されるように、歯部１５ａと歯部１５ａの間にブッシュ５ｂが一個存在する位置となる歯形成部間の中央位置とされている。そして、前記鍔部１６，１６に形成される受け面２０，２０は、その一端部が分割位置に近接するようにして位置付けられている。
【００２７】
このように構成される本実施形態の走行駆動装置１は、駆動源からの動力を受けて遊星歯車機構６によって所要の速度に減速されてホイール１０とともにスプロケット１５が回転する。スプロケット１５に巻掛けられた履帯４は、そのリンク５が移動して連結部のブッシュ５ｂがスプロケット１５の歯部１５ａと噛み合って駆動させるとき、スプロケットの歯部１５ａとは一歯置き（リンクとしては３リンクごと）にブッシュ５ｂと歯部１５ａが噛み合う。したがって、スプロケット１５とリンク５との噛み合いについては、８枚の歯に対して実質的に三枚の歯部が噛み合うことになり、これら歯部１５ａと接して噛み合う箇所で動力が伝達される。しかし、各歯部１５ａは歯厚寸法が一般のスプロケットの歯と異なり大きくできるので、動力を確実に伝達することができる。そして、歯部１５ａと噛み合わない位置にあるブッシュ５ｂは、その歯形成空間部で直接駆動力を受けないが、リンク５を連結して移動させる操作がなされる。
【００２８】
また、リンク５は、スプロケット１５と噛み合うとき、そのリンク５の非接地側面５ａがスプロケット１５の両側鍔部１６，１６に設けられた受け面２０，２０に当接して受けとめられるので、歯面に対するブッシュ５ｂの噛み合い位置が規定され、その結果ブッシュ５ｂと歯底面１５ｂ（本発明の歯底部に相当）との間に隙間ｔが必ず形成され、土砂の侵入があってもその土砂にブッシュ５ｂを擦りつけることがなく、擦り現象を低減することができる。そして、スプロケット１５に巻き掛けられるリンク５は、必ず歯形成部の両側の受け面２０，２０にて受支されて回転移動することになるから、突き上げ負荷がその受け面２０に負荷されるので、歯部１５ａでは牽引負荷のみを負担させればよく、ブッシュ５ｂの径を大きくしたり、材料的に高価なものを用いなくて済む。したがって、履帯側の製作費を低減できるという利点がある。もちろん、スプロケット１５の耐摩耗性が高められ、交換の頻度を低減できる。
【００２９】
長時間の使用によってスプロケット１５が摩滅し、交換する必要が生じたときは、分割されているスプロケットのセグメント１５Ｃをホイール１０との取付ボルト１３による締結を解けば、簡単に取外すことができる。このボルト締結部においては、各取付ボルト１３がそのネジ軸部１３ａをスプロケット１５のセグメント１５Ｃに設けられたネジ孔１９から螺合を解くことで取外せるようにされており、外側面での操作だけで行えて作業性がよく、現場での交換も容易に行えるのである。
【００３０】
次に、図５にスプロケットの装着構造の異なる他の実施形態を表わす要部断面図が示されている。この実施形態では、前記実施形態と基本的構成は同一で、ホイール１０に対するスプロケット１５の取付構造が一部異なる。したがって、前記実施形態と同一の構造部分については前述のものと同一の符号を付して説明を省略する。
【００３１】
この実施形態では、遊星歯車減速機構６の出力軸７に固着支持されて回転駆動されるホイール１０Ａの外周にはその幅方向の中間部にやや深い溝部２５が形成され、その溝部２５と外側面側との間を取付フランジ２６に形成され、この取付フランジ２６の内側面２６ａと外周面２６ｂおよび前記溝部２５から後方（外面に対して）の外周面２７によってスプロケット１５Ａの環状内周面１８ａが受けとめられるとともに、その内周面から内側に突出す環状突起部１８Ａの一側面（実質的に前面）をホイール１０の取付フランジ内側面２６ａに当接して装着されるようになっている。
【００３２】
そして、ホイール１０Ａの取付フランジ２６部には、外側面から所定半径で描くライン上に所定のピッチで多数の取付孔１２Ａが軸線に平行して設けられ、その取付孔１２Ａと位置を合致させてスプロケット１５Ａの前記環状突起部１８Ａにネジ孔１９が設けられている。スプロケット１５Ａは、ホイール１０Ａの取付フランジ２６に設けられた取付孔１２Ａから取付ボルト１３Ａを挿通して環状突起部１８Ａのネジ孔１９に螺合することによって締結固定される構造とされている。なお、スプロケット１５Ａは４分割され、各セグメント１５Ｃごとに取外しが行える。
【００３３】
このように構成されるホイール１０Ａとスプロケット１５Ａでは、そのホイール１０Ａの外周部に取付フランジ２６部を形成してその背後の溝部２５にスプロケット１５Ａ側の環状突起部１８Ａを挿入させて位置決めし、ボルト締結するようにしたことで、取付ボルト１３Ａの軸部長さを短くすることができる。また、スプロケット１５Ａはその内周部の中間位置に環状突起部１８Ａを設けて、その環状突起部１８Ａでボルト締結して固定されるので、安定性が増すという効果が得られ、重量的にも軽減できるという利点がある。
【００３４】
図６には、さらに、スプロケットの装着構造の異なる他の実施形態を表わす要部断面図が示されている。この実施形態も前記同様にホイールに対するスプロケットの取付部の構造が前述のものと一部相違する。したがって、前記実施形態のものと同一の部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００３５】
この実施形態では、遊星歯車減速機構６の出力軸７に固着支持されて回転駆動されるホイール１０Ｂの外周部１０ａは、その後面側の一部を段付き形状にされ、所要半径で描く円上に所要のピッチで多数の取付孔１２が軸線に平行するようにして穿設されている。これに対してスプロケット１５Ｂの内周面１７は、前記ホイール１０の外周面１０ａに添うようにして、かつ後方部にホイール１０Ｂの段部側面１０ｂに当接するように環状突起部１８Ｂが設けられ、その環状突起部１８Ｂには前記ホイール１０Ｂの取付孔１２位置と合致するようにして多数の取付孔１８ｃが軸線に平行して設けられている。
【００３６】
このように構成されるこの実施形態のスプロケット１５Ｂとホイール１０Ｂは、そのホイール１０Ｂの外周部１０ａにスプロケット１５Ｂの内周部１７を被嵌して、ホイール１０Ｂに設けた取付孔１２とスプロケット１５Ｂの環状突起部１８Ｂに設けた取付孔１８ｃとを合致させて取付ボルト１３を挿通し、貫通した取付ボルト１３の軸部先端部分のネジ軸部１３ａでナット１３Ａを螺合して締結するようにされている。
【００３７】
このような構成による取付構造では、両者の取付孔１２，１８ｃに取付ボルト１３を貫通させてナット１３Ａで締結するようにされているので、締結力が確保でき、強固に装着固定できる。
【００３８】
上述のように、本発明によれば、稼働によって摩耗すると交換できる構成とされたスプロケットにおいて履帯のリンクとの噛み合い駆動に際して土砂の影響を受けて摩耗する箇所を、集約する構成とされるので、交換が困難な構造部に影響を及ぼさず、スプロケットのみの交換で長期使用に耐える駆動装置が得られるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、本発明に係る装軌式車両の走行駆動装置の駆動部正面図である。
【図２】  図２は、図１のＡ−Ａ視要部断面図である。
【図３】  図３は、スプロケットの要部を表わす拡大断面図である。
【図４】  図４は、スプロケットと履帯のリンクとの噛み合い状態を表わす要部の側面図である。
【図５】  図５は、スプロケットの装着構造が異なる他の実施形態を表わす要部断面図である。
【図６】  図６は、スプロケットの装着構造が異なる他の実施形態を表わす要部断面図である。
【符号の説明】
１                    走行駆動装置
３                    駆動輪
４                    履帯
５                    履帯のリンク
５ａ                  リンクの非接地側面
５ｂ                  ブッシュ
６                    遊星歯車機構
７                    出力軸
１０，１０Ａ，１０Ｂ  ホイール
１１                  支持リング
１２，１２Ａ、１８ｃ  取付孔
１３，１３Ａ          取付ボルト
１５，１５Ａ，１５Ｂ  スプロケット
１５ａ                歯部
１５ｂ                歯底面
１６                  鍔部
１８，１８Ａ，１８Ｂ  環状突起部
１９                  ネジ孔
２０                  受け面
２５                  溝部
２６                  取付フランジ
【図１】
0003904428.tif 000002
【図２】
0003904428.tif 000003
【図３】
0003904428.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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