(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
装軌式車両の走行駆動装置において、
スプロケット（２０）における歯部（２１）が噛合う履帯（３）のブッシュ（５，５）間の円弧長さよりやや小さい歯厚にされるとともに、歯先（２１ａ）を平らな面に形成され、かつ前記歯部（２１）の側面には求心方向に溝（２２）が設けられ、履帯（３）の非接地面側には前記歯部（２１）の歯先（２１ａ）と接触して前記ブッシュ（５）とスプロケット（２０）の歯底部（２３）との間に隙間を確保する当接部材（３０）が設けられてい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（２０）の歯部側面に設けられる排土用の溝（２２）は、歯元より取付部側に向って拡開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（２０）は、履帯（３）のブッシュ（５）と歯部（２１）とが噛合わない中間位置で分割された複数のセグメントで構成され、駆動輪（２）に着脱可能に付設される構成である請求項１または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（２０ａ，２０ｂ）は、駆動輪（２）に形成される鍔状の取付部（８ａ）に対して外側から着脱可能にボルト締結できる取付部を備えている請求項３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、装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るので、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】
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のすべりと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方がある。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、本発明とは目的が異なるものであるが、特開平１０−４５０５６号公報により開示された先行技術がある。
【０００６】
前記特開平１０−４５０５６号公報により開示された装軌式車両の走行装置は、図６によって示されるように、スプロケット６０は減速機のハウジング６５の外周部にボルト６６によって締着され、履帯７０がスプロケット６０に巻き付けられたときに、ハウジング６５の外周面（当接部）にその履帯７０のトラックリンク７１内周側の面７１ａを当接させるようにして、スプロケット６０と履帯７０のブッシュ７２との噛み合い部において、そのブッシュ７２と歯底６２との間に隙間ｔを形成させる構成について開示されている。なお、符号６１はスプロケットの歯である。
【０００７】
また、そのほかの先行技術例としては、スプロケットと履帯との噛み合い部の構成を変え、摩耗部分の交換の容易化を図ったものがあり、例えば米国特許第６２２０３７８号明細書に記載されたものがある。図７はその構成を示す一部を断面で表わす側面図である。この先行技術では、減速機に取付けられたハブ８１の外周部には複数個の噛合い部材８２が等ピッチで着脱可能に取付けられて、スプロケットアッセンブリ８０を構成している。一方、履帯７５の履板７６における非接地面には、それぞれ牽引ラグ７７がボルト７８によって着脱可能に取付けられている。このようなスプロケットアッセンブリ８０の噛合い部材８２と、履帯７５の牽引ラグ７７の前後端部によって設けられた溝部７９とが噛合って、履帯７５を駆動するとともに、ラジアル荷重を受けるようにされている。要するに、噛合い部材８２と牽引ラグ７７の溝部７９とは、駆動力とラジアル荷重とを同時に受けることになる。したがって、噛合い部材８２と牽引ラグ７７とは摩耗部材となるので、それぞれ着脱可能にされて、その交換が容易であるとされている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した先行技術においては、以下のような問題点がある。
まず、前記特開平１０−４５０５６号公報にて開示されるものでは、履帯７０がスプロケット６０に巻き付いたときに、減速機のハウジング６５の外周部におけるリンク当接部とトラックリンク７１の内周側の面７１ａとを当接させているために、そのハウジング６５の外周部におけるリンク当接部が摩耗する。その摩耗が生じると減速機のハウジング６５の交換が必要となり、交換に多大の時間を必要とし、かつ交換部品のコストが高い。また、トラックリンク７１の履帯内周側の面７１ａも摩耗が激しいために、リンクの寿命を低下させる。一般に、トラックリンクおよび履帯の交換作業は非常に困難で、交換コストが高くかかるので、トラックリンクおよび履帯の交換頻度をスプロケットの交換頻度よりも少なく設定されているのが実情であるが、上記の理由でトラックリンクの交換頻度が高くなることは、経済的に大きな損失となる。
【０００９】
また、前記米国特許第６２２０３７８号明細書に開示されているものでは、スプロケットアッセンブリ８０の噛合い部材８２と履帯７５側の牽引ラグ７７との駆動力とラジアル荷重とを同時に受けるため、両者の寿命が短くなり、交換頻度が多くなる。したがって、コストの高い噛合い部材８２と牽引ラグ７７とを交換する必要があるので、当然メンテナンス費用が嵩むという問題がある。とりわけ、このような牽引ラグ７７に設けられた溝部７９とスプロケットアッセンブリ８０の噛合い部材８２との噛合い構造では、スプロケット側の各噛合い部材８２，８２間に牽引ラグ７７が介在するので、土砂を巻き込んで走行する状態では、噛合い部材８２，８２間に入り込んだ土砂が牽引ラグ７７の底面によって押圧されることになって、外部に排出困難になり、そのために回転自在に取付く噛合い部材の回動が阻止されて、その摩耗が一層激しくなり、円滑な駆動が行なわれなくなるのみならず、交換頻度が一層高まるという問題点がある。
【００１０】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、スプロケットと履帯のブッシュとの耐久性を高め、かつ摩耗部材の交換容易性とスプロケットの駆動力伝達機能の向上を図っ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。
【００１１】
【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、第１発明による装軌式車両の走行駆動装置は、
装軌式車両の走行駆動装置において、
スプロケットにおける歯部が噛合う履帯のブッシュ間の円弧長さよりやや小さい歯厚にされるとともに、歯先を平らな面に形成され、かつ前記歯部の側面には求心方向に溝が設けられ、履帯の非接地面側には前記歯部の歯先と接触して前記ブッシュとスプロケットの歯底部との間に隙間を確保する当接部材が設けられていることを特徴とするものである。
【００１２】
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スプロケットとそれに巻掛けられて駆動される履帯のリンクとが、そのスプロケットの歯先に対して履帯の非接地面側に設けられる当接部材が接触するようにしたことで、履帯のブッシュとスプロケットにおける歯底部との間に隙間を確保して噛み合うことになる。したがって、履帯のリンクはブッシュをスプロケットの歯部と噛み合って移動する間ブッシュが歯底部に接触しない状態を維持させることができる。また、前記履帯側の当接部材とスプロケットの歯先とは広い面で接触して、前記歯部とブッシュとの噛合いを維持できる。
【００１３】
本発明によれば、履帯のブッシュを歯底に接触させない状態を維持して噛合い駆動させることができるので、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。また、歯厚を履帯のブッシュ間寸法よりやや小さくすることで、前進・後退の両駆動力を噛合い位置の歯部で行なえるので、歯数を少なくしても有効に駆動できる。しかも歯厚を大きくすることで履帯の非接地面側に付設される当接部材との接触面を広くでき、履帯のブッシュが歯底から離れた状態での噛合いを安定維持でき、かつ歯部の強度を高めることができる。さらに、スプロケットの歯部には側面に溝が求心方向に設けられているので、その歯部と履帯の非接地面側に付設の当接部材とが接触する位置では、履帯のリンク内に侵入した状態で持ち込まれる土砂が当接部材とスプロケットの歯部によって圧密されることなく前記溝部分から外部に排出されて支障を来さない。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という効果を奏するのである。
【００１４】
前記スプロケットの歯部側面に設けられる排土用の溝は、歯元より取付部側に向って拡開形成されているのがよい（第２発明）。こうすると、スプロケットの歯部と履帯のリンクとの噛合い時、そのリンク内に侵入して持ち込まれる土砂が履帯側に付設の当接部材と歯先との接触による押圧力で排土されるとき、排出側への抵抗を少なくすることにより、速やかに排土されて土砂による噛合い部での摩擦抵抗を軽減できるという効果が得られる。
【００１５】
前記スプロケットは、履帯のブッシュと歯とが噛合わない中間位置で分割された複数のセグメントで構成され、駆動輪に着脱可能に付設される構成であるのがよい（第３発明）。また、前記スプロケットのセグメントは、駆動輪に形成される鍔状の取付部に対して外側から着脱可能にボルト締結できる取付部を備えているのがよい（第４発明）。こうすると、組立あるいは交換作業が容易になり、ときには部分的に前記セグメントを交換することができ、また、製作コストを低減することができるという効果がある。
【００１６】
【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。
【００１７】
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側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、図３にはスプロケットの歯部の拡大正面図が、図４には図３のＢ−Ｂ視図が、それぞれ示されている。
【００１８】
この実施形態の走行駆動装置１は、図示されない装軌式車両における下部走行体として車体フレームの両側部でアイドラ（図示せず）と駆動輪２とに巻掛けられる履帯３からなり、車体フレームに取り付けられて、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２によって巻掛けられた履帯３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２における履帯３のリンク４に動力を伝達するスプロケット２０とその履帯のリンク４の関係について説明する。
【００１９】
前記駆動輪２は、周知構造で車体フレーム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８およびこのホイール８の外周に鍔状に形成される取付部８ａに同心円で装着される環状のスプロケット２０とで構成されている。
【００２０】
前記ホイール８は、遊星歯車減速機構６のケーシング６ａのボス部６ｂに転がり軸受６ｃを介して支持されるとともに、そのボス部６ｂ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９を介して同軸心で連結されている。そして、鍔状に形成される取付部８ａには、所要半径位置で多数のスプロケット取付孔１１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。
【００２１】
前記スプロケット２０は、複数歯の間歇歯にされており、図１に示されるように、歯部２１と歯部２１の間（言うなれば歯の谷に相当する）にリンク４を連結するブッシュ５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４のブッシュ５と噛み合う歯部２１は、前記ブッシュ５が二個受入れられる部分でのいずれか一方の歯部２１およびブッシュ５が一個受入れられる部分となる構成とされている。したがって、図１に示されるように、歯部２１に接触しないブッシュ５と歯面との間には、駆動時に支障のない程度の間隙ｓが形成されるように関係付けられている。
【００２２】
前記スプロケット２０の歯部２１は、実質的に履帯３のリンク４を連結するピン１ピッチからブッシュ５の直径を差し引いた円弧長さよりもやや小さい歯厚Ｔにされて、歯先２１ａを平らに形成されている。そして、その歯部２１の側面中央部には適宜幅の排土用の溝２２が両側面にて形成されている。その溝２２は、歯元からホイール８の中心に向って（求心方向）広がる形状にされて、土砂の排出が容易なようにされている。
【００２３】
このようにされる本実施形態のスプロケット２０は、図１に示されるように、歯二枚おきの間欠歯形状にされて、その歯の間欠部における中間位置で分割されて、４個のセグメントを組み合わせて構成されている。したがって、各スプロケットセグメント２０ａは、同一形状のものから成り立っている。その各スプロケットセグメント２０ａの内周部は段付き形状にされ、その内周部の鍔状にされた取付部２５における背面側段部をホイール８の鍔状に形成された取付部８ａの外周に係合させて、前記ホイール８の鍔状の取付部８ａにおける係合面にて設けられるスプロケット取付孔１１と、そのスプロケット取付孔１１に合致するピッチで設けられた前記取付部２５の取付孔とを通じて、背後面から挿入される締結ボルト２６にナット２７を螺合させて締結固定されている。
【００２４】
このような構成のスプロケット２０に対して履帯３には、その履板３ａの非接地面側に、長方角形の当接部材３０がそれぞれ前記スプロケット２０の歯部２１における歯先２１ａの面に当接するように外側からボルト３５にて締着されている。その当接部材３０は、スプロケット２０の歯部２１にリンク４が噛合うと、歯先２１ａの面に非接地側の端面３１が接触することにより、歯２１と噛合うリンク連結部のブッシュ５が歯底部２３と所要の間隔ｔだけ離れるように高さ寸法を設定されている。
【００２５】
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８とともにスプロケット２０が回転する。スプロケット２０に巻掛けられた履帯３は、そのリンク４が移動して連結部のブッシュ５がスプロケット２０の歯部２１と噛み合って駆動されるとき、スプロケットの間欠歯部を除く各歯部２１で回転方向の歯面にブッシュ５が噛み合う。したがって、スプロケット２０とリンク４との噛み合いについては、８枚の歯に対して実質的に４枚の歯が噛み合うことになり、これら歯部２１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２１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２１と噛み合わない位置にあるブッシュ５は、その歯形成空間部で直接駆動力を受けないが、リンク４を連結して移動させる操作がなされる。
【００２６】
また、履帯３のリンク４は、スプロケット２０と噛み合うとき、そのリンク４の非接地側面に取付く当接部材３０がスプロケット２０の歯部２１における歯先２１ａの頂面に当接して受止められるので、歯面に対するブッシュ５の噛み合い位置が規定され、その結果ブッシュ５と歯底部２３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５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。
【００２７】
また、履帯３のリンク４とスプロケット２０の歯部２１が噛合う際に、例えば履帯の非接地面側、特にリンク４内空間部に土砂が侵入付着した状態で噛合う場合であっても、当接部材３０と歯部２１との噛合い時、リンク４内空間部にある土砂は歯部２１の両側面に排土用の溝２２が設けられているので、内部で圧密されることなく、その溝２２によって外部に押出される。この溝２２は、歯元部からホイール８中心に向って広がる形状にされているので、押圧力を受けると容易に押出され溝２２の内部で排土が圧密されることはない。
【００２８】
そして、スプロケット２０に巻き掛けられる履帯３は、必ず当接部材３０と歯部２１の歯先２１ａ面との接触で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歯先面にて負荷されることになるが、その歯部２１は歯厚Ｔを通常よりも大きく形成されているので、何等支障なくラジアル荷重と牽引負荷を負担して駆動させることができる。したがって、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み、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２０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２０の歯部２１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２０ａをホイール８との取付ボルト２６とナット２７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２６とナット２７による締結部においては、各ナット２７を前面にて弛めることにより締結を解いてスプロケットのセグメント２０ａが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にスプロケットの他の実施形態を表わす一部省略正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、スプロケットの構造が一部異なる。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、スプロケット２０Ａが一歯おきに間欠部を形成されたものであり、その各間欠部の中間位置で分割された６個のスプロケットセグメント２０ｂからなっている。これら各スプロケットセグメント２０ｂは、いずれも前記実施形態のものと同様に、内周部に形成される段付きの取付部２５で、その背後の段部をホイール８の外周に係合させて、ホイール８側に設けられるスプロケット取付孔に合致するように設けられた取付孔を通じてボルト２６とナット２７により締結されている。
【００３２】
このような実施形態のスプロケット２０Ａにおいては、前記実施形態のスプロケット２０と実質的に同様であるので、前記実施形態のものと同様のその作用効果を奏する。なお、この実施形態のスプロケット２０Ａでは、一歯ごとのスプロケットセグメント２０ｂを組合わせているので、その一部において万一破損する事態が生じても、当該部分のみを交換することで対応できるという利点がある。また、そのスプロケットセグメント２０ｂがすべて歯部２１を基準にして分割形成されるので、製作に当って同じ条件で作成することができ、工作上の取扱いが容易になるという利点もある。
【００３３】
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（ブッシュ）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、強化するとともに排土機能を付加した構成とされるので、長期使用に耐えて交換時期を長めることを可能にできる走行駆動装置が得られるのである。
【００３４】
なお、本発明におけるスプロケットの歯先の平らな面とは、平面または凸曲面あるいは凹曲面を含み、履帯のリンクと噛み合う位置でその履帯側に設けられる当接部材と接触して接地側からの負荷に耐え得る面を備えておればよい。
【００３５】
また、本発明の構成要件を記載した各請求項において付記されている符号については、これが本発明を限定するものでないことは言うまでもない。
【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側面図である。
【図２】図２は、図１のＡ−Ａ視要部断面図である。
【図３】図３は、スプロケットの歯部の拡大正面図である。
【図４】図４は、図３のＢ−Ｂ視図である。
【図５】図５は、スプロケットの他の実施形態を表わす一部省略正面図である。
【図６】図６は、従来の走行駆動装置における一例の一部を断面で表わす正面図である。
【図７】図７は、従来の走行駆動装置における一例の一部を断面で表わす側面図である。
【符号の説明】
１                    走行駆動装置
２                    駆動輪
３                    履帯
３ａ                  履板
４                    履帯のリンク
５                    ブッシュ
６                    遊星歯車機構
８                    ホイール
８ａ                  取付部
１１                  スプロケット取付孔
２０，２０Ａ          スプロケット
２０ａ，２０ｂ        スプロケットセグメント
２１                  スプロケットの歯部
２１ａ                歯先
２２                  排土用の溝
２３                  歯底部
２５                  スプロケットの取付部
２６                  ボルト
３０                  当接部材
３１                  当接部材の端面
【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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