(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リンク（１）と、このリンク（１）のピン挿入孔（７）に挿入されるピン（２）との固定構造であって、上記ピン（２）の端部に周方向凹溝（１８）を設けて、上記ピン挿入孔（７）の開口周縁と上記周方向凹溝（１８）とでもって環状空間（１６）を形成すると共に、上記ピン（２）の反開口部側への抜け出し相対移動を規制するための抜止めリング（１７）を、上記環状空間（１６）に嵌合して成り、さらに、上記ピン（２）の周方向凹溝（１８）の底面の硬度を、このピン（２）のリンク取付部分の表面硬度よりも低く設定したことを特徴とする履帯のリンクとピンとの固定構造。
【請求項２】
上記ピン（２）の周方向凹溝（１８）の底面の硬度を焼なましにて低くすることを特徴とする請求項１の履帯のリンクとピンとの固定構造。
【請求項３】
上記ピン（２）の周方向凹溝（１８）の底面の硬度をＨＲＣ３０〜４５とすると共に、ピン（２）のリンク取付部分の表面硬度をＨＲＣ５０〜６５としたことを特徴とする請求項１又は請求項２の履帯のリンクとピンとの固定構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、履帯のリンクとピンとの固定構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ブルドーザや油圧ショベルの建設機械等の履帯型車両における走行用履帯は、図１２に示すように、無端状のリンクチェーン５１に地面接地用の複数の履板（図示省略）が取付けられてなる。そして、リンクチェーン５１は、平行に配設される複数のリンク５２ａ・・、５２ｂ・・と、相対向するリンク５２ａ、５２ｂを揺動可能に連結するために連結機構５４とを備える。すなわち、リンク５２ａ、５２ｂは、図示省略の履板が取付けられる中間部５５と、この中間部５５から突設される連結部５６、５７とを備え、一方の連結部５６がリンク中心線Ｌより外側に配設され、他方の連結部５７がリンク中心線Ｌより内側に配設され、連結部５６にピン挿入孔５８が設けられ、連結部５７にブッシュ挿入孔５９が設けられている。また、連結機構５４は、ピン６０とこのピン６０に外嵌されるブッシュ６１とを有する。
【０００３】
そして、この走行用履帯を組立てる場合、相対向するリンク５２ａ、５２ｂの連結部５７、５７間にブッシュ６１を介装すると共に、このブッシュ６１の端部をブッシュ挿入孔５９に挿入する。この状態ではピン６０をブッシュ６１に挿入している。さらに、ブッシュ６１から突出しているピン６０に端部を連結すべき他のリンク５２ａ、５２ｂのピン挿入孔５８、５８に挿入して、図１３に示す固定構造６２にて、リンク５２（５２ａ、５２ｂ）とピン６０とを連結固定する。
【０００４】
固定構造６２は、ピン挿入孔５８の開口周縁と、ピン６０の端部との間に、環状の空間６３を形成し、この空間６３に抜止めリング６４を嵌合させ、ピン６０の反開口部側への抜け出し相対移動を規制するものである。すなわち、ピン６０の端部に周方向凹溝６５を形成すると共に、ピン挿入孔５８の開口周縁に、軸心方向内方に向かって縮径するテーパ面６６を形成し、このテーパ面６６と周方向凹溝６５とでもって空間６３を形成する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記固定構造６２では、楔となる抜止めリング６４を空間６３に嵌入することになり、周方向凹溝６５に比較的大きな引張りの応力が発生することになる。ところで、この種のピン６０としては一般には表面硬度がＨＲＣ５０〜６５と比較的高い硬度とされる。そのため、抜止めリング６４の嵌入にて、周方向凹溝６５の底面に脆性破壊が発生することがあり、安定した固定状態を維持することができなかった。
【０００６】
この発明は、上記従来の欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、長期にわたって安定して信頼性を維持することが可能な履帯のリンクとピンとの固定構造を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び効果】
そこで請求項１の履帯のリンクとピンとの固定構造は、リンク１と、このリンク１のピン挿入孔７に挿入されるピン２との固定構造であって、上記ピン２の端部に周方向凹溝１８を設けて、上記ピン挿入孔７の開口周縁と上記周方向凹溝１８とでもって環状空間１６を形成すると共に、上記ピン２の反開口部側への抜け出し相対移動を規制するための抜止めリング１７を、上記環状空間１６に嵌合して成り、さらに、上記ピン２の周方向凹溝１８の底面の硬度を、このピン２のリンク取付部分の表面硬度よりも低く設定したことを特徴としている。
【０００８】
上記請求項１の履帯のリンクとピンとの固定構造によれば、抜止めリング１７を環状空間１６に嵌合させることによって、ピン２の抜けを有効に防止して、リンク１とピン２とを安定した状態で固定することができる。しかも、抜止めリング１７を嵌入することによって、周方向凹溝１８の底面に引張り応力が発生したとしても、周方向凹溝１８の底面の硬度を低くしているので、この周方向凹溝１８の底面において脆性破壊を起こすことを防止することができる。これにより、この固定構造を、ブルドーザや油圧ショベルの建設機械等の車両の履帯におけるリンク１とピン２との固定に使用すれば、この建設機械等の車両は長期にわたって安定した信頼性を得ることができる。
【０００９】
請求項２の履帯のリンクとピンとの固定構造は、上記ピン２の周方向凹溝１８の底面の硬度を焼なましにて低くすることを特徴としている。
【００１０】
上記請求項２の履帯のリンクとピンとの固定構造によれば、ピン２の周方向凹溝１８の底面の硬度を簡単に低くすることができ、生産性に優れると共に、脆性破壊発生を有効に防止することができる。
【００１１】
請求項３の履帯のリンクとピンとの固定構造は、上記ピン２の周方向凹溝１８の底面の硬度をＨＲＣ３０〜４５とすると共に、ピン２のリンク取付部分の表面硬度をＨＲＣ５０〜６５としたことを特徴としている。
【００１２】
請求項３の履帯のリンクとピンとの固定構造によれば、ピン２全体として強度的に優れ、この固定構造が使用される履帯が安定する。
【００１３】
上記請求項１〜請求項３の履帯のリンクとピンとの固定構造においては、上記周方向凹溝１８の底面に、上記抜止めリング１７を軸方向外方から軸方向内方へ案内するリング誘導傾斜面２０を設けた構造を採用することもできる。
【００１４】
上記履帯のリンクとピンとの固定構造によれば、抜止めリング１７を環状空間１６へ嵌入させる際、抜止めリング１７はリング誘導傾斜面２０に案内されるので、この嵌入作業が簡単でしかも確実に行うことができる。
【００１５】
また、上記請求項１〜請求項３の履帯のリンクとピンとの固定構造においては、リンク１にあるピン挿入孔７の開口周縁に軸方向内方に向かって縮径するテーパ面１９の延長と、ピン２にあるリング誘導傾斜面２０の延長とが、ピン２の軸方向内方で鋭角で仮想的に交わるような関係にして、抜止めリング１７を、それらによって構成される環状空間１６に圧入し、その圧入の際の圧縮力から生じる摩擦力により、抜止めリング１７がごく容易に抜け出さない、いわゆる楔の自立の状態を成立させる構造を採用することもできる。
【００１６】
上記履帯のリンクとピンとの固定構造において、特にリング誘導傾斜面２０とピン２の軸心とがなす角度を２０〜６０°とすると、履帯が運動しているときのピン２の軸方向の動きは、抜止めリング１７に対して主に圧縮力として作用する。これに対して、例えば、実公昭４６−１８５６９号公報等に示されるようなスナップリングでは、抜止めリングに働く力は剪断力となる。通常、材料の強度は、圧縮強度の方が剪断強度よりも勝っているので、同じ材料であれば、この構造が有利であることは明らかである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の履帯のリンクとピンとの固定構造の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１はこの固定構造の断面図であり、図２はこの固定構造を使用した履帯の要部断面図である。ここで、履帯とは、ブルドーザや油圧ショベル等の建設機械等の履帯型車両における走行用履帯（図１０参照）であり、固定構造とは、リンク１とピン２との固定構造である。
【００１８】
図２において、３は一のリンク１の第１連結部を示し、４はこの一のリンク１の第１連結部３に連結される他のリンクの第２連結部を示している。すなわち、各リンク１・・は、一端側に第１連結部３を有し、他端側に第２連結部４を有し、連結すべき隣合うリンク１の第１連結部３と第２連結部４とがこの固定構造を含む連結機構５を介して連結される。なお、第１連結部３が外側に、第２連結部４が内側に配置され、これらが重ね合わされた状態にて連結される。また、各リンク１においては、図１２に示すように、第１連結部３と第２連結部４との間に中間部が形成され、この中間部に履板が取付けられる。
【００１９】
上記連結機構５は、上記ピン２と、このピン２に外嵌されるブッシュ６とを備える。そして、リンク１の第１連結部３にピン挿入孔７が設けられ、リンク１の第２連結部４にブッシュ挿入孔８が設けられている。すなわち、ピン２の端部がブッシュ６より軸心方向外方へ突出し、この端部がピン挿入孔７に圧入され、ブッシュ６の端部がブッシュ挿入孔８に圧入される。また、ピン挿入孔７は、そのブッシュ側の開口部が大径部１０とされ、この大径部１０と、ブッシュ６の外端面１１と、ピン２の外周面１２とでもって空間部１３が形成され、この空間部１３にシール部材１５が嵌着されている。この場合、ピン２に対してブッシュ６が回転自在に外嵌され、ピン２と第1連結部３とが一体化され、ブッシュ６と第２連結部４とが一体されることになり、連結されるリンク１、１の端部、つまり第1・第２連結部３、４が揺動可能に連結されることになる。また、ピン２には、油注入孔１４が設けられ、この油注入孔１４の油が図示省略の通路からピン２の外周面１２側へ流出して、ピン２とブッシュ６との潤滑油となる。
【００２０】
ところで、固定構造は、図１に示すように、ピン２の端部とピン挿入孔７の開口周縁とで形成される環状空間１６と、この環状空間１６に嵌合される抜止めリング１７とで構成される。すなわち、ピン２の端部に周方向凹溝１８を設けると共に、ピン挿入孔７の開口周縁に軸方向内方に向かって縮径するテーパ面１９を設け、このテーパ面１９と周方向凹溝１８とでもって上記環状空間１６を形成する。また、抜止めリング１７は、この場合、一部を切除した環状の弾性金属材（断面が円形とされる）からなり、弾性的に拡径・縮径が可能とされ、自由状態における内径寸法が周方向凹溝１８の底面径より小さく設定されている。
【００２１】
この場合、周方向凹溝１８には、その底面に上記抜止めリング１７を軸方向外方から軸方向内方へ案内するリング誘導傾斜面２０が形成される。すなわち、このリング誘導傾斜面２０の傾斜角度βが上記テーパ面１９の傾斜角度αより小さく設定され、テーパ面１９とリング誘導傾斜面２０とで形成される誘導路２４を、入口側から径方向内方に向かって縮径させている。また、テーパ面１９の軸内方向の延長とリング誘導傾斜面２０の延長とが成す角度γは、鋭角にされている。
【００２２】
そして、上記ピン２の周方向凹溝１８の底面の硬度が、このピン２のリンク取付部分の表面硬度より低く設定されている。すなわち、周方向凹溝１８の底面乃至その近傍の表面がピン側部の他の表面硬度より低く設定されるものであって、例えば、ピン２は、中炭素合金鋼からなり、表面硬度をＨＲＣ５０〜６５とし、その底面の硬度をＨＲＣ３０〜４５位に設定している。このため、ピン２は、ピンとして必要とされる表面硬度を十分に確保している。なお、このピン２の中心部の硬度としては、ＨＲＣ２０〜３５程度となっている。また、上記抜止めリング１７は、例えば、ＳＷＣからなり、その表面硬度をＨＲＣ３５〜４５位に設定とし、リンク１は、例えば、中炭素合金鋼からなり、その表面硬度をＨＲＣ３５〜４５位に設定している。ところで、硬度を低くする方法としては、周方向凹溝１８を形成したピン２に熱処理を施す際に、硬度を低下させようとする部位（低硬度予定部位）について焼きなましを行えばよい。具体的には、ピン全体について、まず加熱した後、水スプレー等にて冷却することによって焼入れを行い、その後、低硬度予定部位を再加熱、徐冷すればよい。なお、図１１において、ＨＲＣ５０〜６５程度の高硬度部であるリンク取付部分を濃く示し、周方向凹溝１８の底面の低硬度部（ＨＲＣ３０〜４５程度）を薄く示し、ピン中心部（ＨＲＣ２０〜３５程度）をさらに薄く示している。
【００２３】
上記のように構成された固定構造によれば、リンク１とピン２とを連結固定する場合、図２に示しように、ブッシュ６をブッシュ挿入孔８に圧入すると共に、ピン２をピン挿入孔７に圧入した状態とした後、リンク１とピン２とで形成される環状空間１６に抜止めリング１７を図３の矢印のように嵌合させればよい。この場合、抜止めリング１７は拡径状態として嵌合されるので、その縮径力にてリング誘導傾斜面２０に沿ってこの環状空間１６に押込まれることになる。そして、この状態では、抜止めリング１７は、テーパ面１９とリング誘導傾斜面２０とに接している。この場合、抜止めリング１７が、ごく容易に環状空間１６から抜け出さないようにするため、環状空間１６の開口部から軸方向内方に向かって圧入される。圧入の際、抜止めリング１７はテーパ面１９及びリング誘導傾斜面２０の双方から面に対して垂直な方向に圧縮応力を受け、圧入後、残留した圧縮応力に伴うそれぞれの面方向の摩擦力により容易に抜け出なくなるのである。テーパ面１９とリング誘導傾斜面２０は仮想的に鋭角で結ばれるので、抜止めリング１７は楔と言ってよく、上記圧入は、いわばその楔を自立の状態にする過程と称して差し支えない。これにより、ピン２がリンク１から抜け出ようとした場合（図１においてピンが矢印Ｃ方向に移動しようとした場合）、抜止めリング１７には、接しているテーパ面１９とリング誘導傾斜面２０から、それぞれの面に垂直方向に圧縮力Ｆ１、Ｆ２を受ける。そして、抜止めリング１７が、その圧縮力に抗することにより、ピン２がリンク１より抜け出ることが防がれる。
【００２４】
この状態では、ピン２には抜止めリング１７によって圧縮力Ｆ１の反力である押圧力が作用し、周方向凹溝１８の底面に、脆性破壊を起こす力が発生することになるが、この場合、周方向凹溝１８の底面の硬度が低く設定されているので、脆性破壊の発生を防止することができる。これによって、リンク１とピン２とが安定した状態で強固に連結固定される。
【００２５】
次に、図４は他の実施の形態を示し、この場合、図２に示す固定構造と相違して、テーパ面１９の内径側端縁２３と、凹溝１８のピン軸方向内方側の開口端縁２５とが略一致している。また、凹溝１８のピン軸方向外方側の開口端縁２６が、ピン２の軸方向外端縁近傍に配置されると共に、開口端縁２５より小径に設定されている。ところで、テーパ面１９の傾斜角度αは、上記図１に示す固定構造と同様、リング誘導傾斜面２０の傾斜角度βより大きく設定されている。従って、環状空間１６は、開口部の入口寸法は抜止めリング１７の断面の径Ｄより大きく設定され、環状空間１６の内部は開口入口から径方向内方に向かって縮径している。この場合、もちろん凹溝１８の底面の硬度をピン２のリンク取付部分の表面硬度より低く設定している。具体的には、凹溝１８の底面の硬度、ピン２のリンク取付部分の表面硬度、及び抜止めリング１７の表面硬度等は上記の具体例と同様に設定される。
【００２６】
そして、この図４に示すように、抜止めリング１７が嵌合された際には、抜止めリング１７のテーパ面１９との接触部Ａは、抜止めリング１７の断面が形成する第1・第２・第３・第４象限のうち第４象限内にある四分円内に形成され、抜止めリング１７のリング誘導傾斜面２０との接触部Ｂは、第２象限内にある四分円内に形成される。また、接触部Ａと抜止めリング１７の断面中心Ｏとを通過する線分と、抜止めリング１７の断面中心Ｏを通る垂線Ｐとが成す角度は上記αとなり、接触部Ｂと抜止めリング１７の断面中心Ｏとを通過する線分と、垂線Ｐとが成す角度は上記βとなる。
【００２７】
これにより、抜止めリング１７の断面の径Ｄと、抜止めリング１７の断面中心Ｏとを通る水平線Ｈ（ピン軸方向に平行な線）から抜止めリング１７のテーパ面１９との接触部Ａまでの寸法ｄ１と、水平線Ｈから抜止めリング１７のリング誘導傾斜面２０との接触部Ｂまでの寸法ｄ２との関係が、Ｄ＞（ｄ１＋ｄ２）となる。また、ｄ１は（ｒ・ｃｏｓα）となり、ｄ２は（ｒ・ｃｏｓβ）となる。ｒ＝Ｄ／２である。
【００２８】
この図４の固定構造では、ピン２の反開口部側への抜け出し相対運動が発生すると、静的には図５に示すように、抜止めリング１７は、リンク１との接触面からは面に垂直に圧縮力Ｆ２と、ピン２との接触面からはこの面に垂直に圧縮力Ｆ１を受ける。そして、抜止めリング１７にこれら圧縮力に十分に耐える圧縮強度を持つ材料を選択することにより、ピン２は環状空間１６から抜け出ることがない。
【００２９】
その抜止めリング１７の材質としては、環状空間１６に嵌入させる必要があることから、ばね鋼であることが望ましい。
【００３０】
また、一般的にピンなどを他の部材に取付けて、その抜け止めに用いられるスナップリング（例えば、実公昭４６−１８５６９号公報参照）では、その要求される強度は剪断強度であるが、図４に示すような構造では、圧縮強度である。通常、材料の圧縮強度は剪断強度よりも大きいので、同じ材料であれば、有利であることが自明である。
【００３１】
図４に示す固定構造においても、ピン２の周方向凹溝１８の底面の硬度をこのピン２のリンク取付部分の表面硬度より低く設定するので、周方向凹溝１８の底面において脆性破壊を起こすことを有効に防止することができる。しかも、抜止めリング１７を環状空間１６に嵌合させる場合、リング誘導傾斜面２０に誘導されて簡単に嵌合させることができる。さらに、上記のような寸法設定であるので、ピン２の反開口部側への抜け出し相対移動を確実に規制することができる。
【００３２】
この図４に示す固定構造においては、接触点Ｂ乃至その近傍を、抜止めリング１７の外周面と略同一の曲率半径となる環状面に形成するのが好ましい。これによって、より安定して環状空間１６に嵌合されることになる。
【００３３】
次に、図６は別の実施の形態を示し、この場合、抜止めリング１７は、その断面形状を略正方形状としている。また、リング１のピン挿入孔７の開口周縁にテーパ面１９を設けていない。すなわち、ピン挿入孔７の開口周縁に大径部２７を設け、この抜止めリング１７が環状空間１６に嵌合された際には、この大径部２７の内径端２８が抜止めリング１７の内径端対応面２９に圧接し、抜止めリング１７の内径側端部３０がリング誘導傾斜面２０に圧接した状態となる。この際、リング誘導傾斜面２０と、抜止めリング１７の傾斜面対応面３１との間に、環状空間１６の入口に向かって拡開する隙間３２が形成される。
【００３４】
これにより、ピン２の反開口部側への抜け出し相対移動が発生するような力が作用した場合、図７に示すように、抜止めリング１７が外側へと捩じれて、抜止めリング１７の傾斜面対応面３１が、リング誘導傾斜面２０に接触する。そしてこの状態で、抜止めリング１７に対しては、抜け出し方向（図中右側）への力が作用するが、この力Ｆ１は、リング誘導傾斜面２０に垂直な圧縮力である。この場合、リング誘導傾斜面２０に接している抜止めリング１７の面積が、断面が円形であるの抜止めリングの場合と比較して大きくなるので、抜止めリング１７にかかる圧縮応力は小さくなる。
【００３５】
また、図８においては、ピン挿入孔７の開口周縁にテーパ面１９を形成した場合を示し、さらに、図９では、断面形状が台形状の抜止めリング１７を使用している。すなわち、図９では、抜止めリング１７は、傾斜対応面３１と内径端対応面２９とが共に外方に向けてテーパ状に拡開し、しかも両者の間隔が外方ほど広がるような形状となされている。言い換えれば、断面において、２つの斜辺の長さが相違する合同の三角形をその底辺にて突合わせた形状としている。そのため、抜止めリング１７は、その軸心方向外側部位３３と軸心方向内側部位３４とが対称形状となり、表裏がなくなって、嵌入作業が行い易くなっている。また、図１０は、図９に示した抜止めリング１７を使用すると共に、図８に示すように、テーパ面１９を備えたものである。
【００３６】
そして、上記図８〜図１０に示すように、断面形状が非円形状の抜止めリング１７を使用した場合においても、凹溝１８の底面の硬度をピン２のリンク取付部分の表面硬度より低く設定している。そのため、この凹溝１８の底面において脆性破壊を起こすことを有効に防止することができる。しかも、抜止めリング１７は、抜止めリング１７とリング誘導案内面(受圧面)２０との接触面積は断面が円形のものより大となり、抜止めリング１７の弾性復元力だけでも、充分な摩擦力が得られる利点がある。
【００３７】
以上にこの発明の履帯のリンクとピンとの固定構造の具体的な実施の形態について説明したが、この発明の履帯のリンクとピンとの固定構造は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変更して実施することが可能である。例えば、硬度を低下させる手段としては、焼なまし以外の手段、すなわち熱処理しない手段にて行うことも可能である。また、図４に示す固定構造において、テーパ面１９に抜止めリング１７の外周面と略同一の曲率半径の環状面を形成し、この環状面に抜止めリング１７の外周面の一部を嵌合させるようにしてもよい。これにより、抜止めリング１７が一層安定した状態にて環状空間１６に嵌合されることになる。さらに、リンク１、ピン２、及び抜止めリング１７の各材質としては、中炭素鋼等に限るものではなく、使用される車両の履帯として好適となる硬度を有し、しかも、ピン２の周方向凹溝１８の底面の硬度を、このピン２のリンク取付部分の表面硬度より低く設定できるのであればよい。また、抜止めリング１７としては、その断面が楕円乃至長円形状、三角形状、五角形以上の多角形状、半円、半楕円乃至半長円形状、又は半多角形状等の種々の形状であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の履帯のリンクとピンとの固定構造の実施の形態を示す断面図である。
【図２】履帯のリンクとピンとの関係を説明するための断面図である。
【図３】上記固定構造による固定方法を示す断面図である。
【図４】この発明の履帯のリンクとピンとの固定構造の他の実施の形態を示す断面図である。
【図５】上記固定構造の作用説明図である。
【図６】この発明の履帯のリンクとピンとの固定構造の別の実施の形態を示す断面図である。
【図７】上記図６の固定構造の作用説明図である。
【図８】上記図６の固定構造の変形例を示す断面図である。
【図９】上記図６の固定構造の他の変形例を示す断面図である。
【図１０】上記図６の固定構造の別の変形例を示す断面図である。
【図１１】この発明の固定構造のピンの硬度説明図である。
【図１２】従来の履帯のリンクとピンとの固定構造を示す断面図である。
【図１３】従来の固定構造の拡大断面図である。
【符号の説明】
１    リンク
２    ピン
７    ピン挿入孔
１６    環状空間
１７    抜止めリング
１８    周方向凹溝
２０    リング誘導傾斜面
【図１】
0004298180.tif 000002
【図２】
0004298180.tif 000003
【図３】
0004298180.tif 000004
【図４】
0004298180.tif 000005
【図５】
0004298180.tif 000006
【図６】
0004298180.tif 000007
【図７】
0004298180.tif 000008
【図８】
0004298180.tif 000009
【図９】
0004298180.tif 000010
【図１０】
0004298180.tif 000011
【図１１】
0004298180.tif 000012
【図１２】
0004298180.tif 000013
【図１３】
0004298180.tif 000014