(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央通路が設けられ、（i）前記中央通路の第１の端部が第１のアクセス用開口部を構成し、（ii）前記中央通路の第２の端部が第２のアクセス用開口部を構成するローラリムと、
前記ローラリムの前記中央通路の外に配置される第１の端部部分と、外方に延びる環状フランジが固定され、前記ローラリムの前記中央通路内に配置された第２の端部部分とを有するローラシャフトと、
一様な厚さを有する円板状であり、前記第１のアクセス用開口部中に圧入されるリテーナと、
前記ローラシャフトの前記外方に延びる環状フランジと前記リテーナとの間に挿入される軸方向スラスト軸受と、
シャフト用開口部が形成され、前記ローラシャフトの前記第１の端部部分が前記シャフト用開口部から外方に延びる状態で、前記第２のアクセス用開口部中に配置されるカラーと、
を含み、
前記カラーが前記ローラシャフト上に圧入された
ことを特徴とする作業機械の下部走行体用ローラ組立体。
【請求項２】
前記ローラリムが、前記中央通路の中へ延びて第１の直径を有するフランジ開口部を構成する、内方に延びる環状フランジを有し、
前記ローラシャフトの前記外方に延びる環状フランジが第２の直径を有し、
前記第２の直径が前記第１の直径より大きい
ことを特徴とする請求項１に記載のローラ組立体。
【請求項３】
半径方向スラスト軸受をさらに含み、
前記ローラリムの前記内方に延びる環状フランジがそれに設けられる半径方向の面を有し、
前記半径方向スラスト軸受が、前記半径方向スラスト軸受が前記ローラシャフトと前記ローラリムの前記内方に延びる環状フランジの前記半径方向の面の間に挿入されるように、前記内方に延びる環状フランジの前記半径方向の面上に圧入される
ことを特徴とする請求項２に記載のローラ組立体。
【請求項４】
前記ローラシャフトが前記ローラリムの前記中央通路内に配置される中心部を備え、
前記ローラシャフトの前記中心部が第３の直径を有し、
前記第２の直径が前記第３の直径よりも大きく、
前記半径方向スラスト軸受が前記ローラシャフトの前記中心部と前記ローラリムの前記内方に延びる環状フランジの前記半径方向の面の間に挿入される
ことを特徴とする請求項３に記載のローラ組立体。
【請求項５】
前記第１のアクセス用開口部に配置されるカラーをさらに含み、前記カラーが前記ローラシャフトの前記中心部上に圧入されることを特徴する請求項４に記載のローラ組立体。
【請求項６】
前記軸方向スラスト軸受が金属ブッシュを備えることを特徴とする請求項１に記載のローラ組立体。
【請求項７】
（i）中央通路が設けられ、前記中央通路の第１の端部が第１のアクセス用開口部を構成し、前記中央通路の第２の端部が第２のアクセス用開口部を構成するローラリムと、（ii）第１の端部部分と、外方に延びる環状フランジが固定された第２の端部部分とを有するローラシャフトと、（iii）リテーナと、（iv）スラスト軸受とを有する、作業機械の下部走行体アセンブリ用ローラ組立体を製造する方法であって、
（i）前記ローラシャフトの前記第１の端部部分が前記中央通路の前記第２のアクセス用開口部から外方に延び、（ii）前記ローラシャフトの前記第２の端部部分が前記中央通路に位置させられる状態まで、前記中央通路の前記第１のアクセス用開口部を通って前記中央通路の前記第１のアクセス用開口部を出るように前記ローラシャフトの前記第１の端部を前進させる段階と、
前記第１のアクセス用開口部を通って前記スラスト軸受を前進させる段階と、
前記スラスト軸受が前記リテーナと前記ローラシャフトの前記外方に延びる環状フランジの間に挿入されるように前記第１のアクセス用開口部中に前記リテーナを圧入する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項８】
前記ローラ組立体は、シャフト開口部が設けられたカラーをさらに有し、
前記ローラシャフトの前記第１の端部部分が、前記カラーの前記シャフト開口部から外方に延びるように、前記第１のアクセス用開口部に前記カラーを配置する段階を、
さらに含むことを特徴する請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第２のアクセス用開口部に前記カラーを配置する前記段階が、前記カラーを前記ローラシャフト上に圧入する段階を含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記ローラリムが、第１の直径を有するフランジ開口部を構成するように前記中央通路の中へ、内方に延びる環状フランジを有し、
前記ローラシャフトの前記外方に延びる環状フランジが第２の直径を有し、
前記第２の直径が前記第１の直径より大きく、
前記第１のアクセス用開口部中に前記リテーナを圧入する前記段階が、前記外方に延びる環状フランジが前記リテーナと前記ローラリムの前記内方に延びる環状フランジの間に挿入されるように前記第１のアクセス用開口部中に前記リテーナを圧入する段階を含む、
ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
（i）前記ローラ組立体が半径方向スラスト軸受をさらに有し、（ii）前記ローラリムの前記内方に延びる環状フランジに半径方向の面が設けられ、
前記半径方向スラスト軸受が前記ローラシャフトと前記ローラリムの前記内方に延びる環状フランジの前記半径方向の面の間に挿入されるように、前記半径方向スラスト軸受を前記内方に延びる環状フランジの前記半径方向の面上に圧入する段階をさらに含む、
ことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的に作業機械の下部走行体のローラ組立体に関し、さらに詳しくは、作業機械の下部走行体アセンブリの圧入ローラ組立体とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
履帯式トラクタまたは掘削機などの作業機械は、通常、１組の下部走行体アセンブリによって支持され移動するが、下部走行体アセンブリの各１つは、複数の相互接続される連節構成部品またはリンクを有する無端駆動履帯チェーンを備える。また、下部走行体アセンブリは、通常、駆動スプロケット、1つまたはそれ以上の従動輪、多数の下部履帯ローラ、および、キャリアローラを備え、それらの各々の回りに駆動履帯チェーンを伴走駆動あるいは他の方法で前進させる。
【０００３】
作業機械の運転時間が長くなると、その結果として、時間の経過に伴って、従動ローラ、駆動ローラ、およびキャリアローラなどの下部走行体アセンブリに関連する多くの構成部品が磨耗し始め、その結果、その補修が必要となる。しかしながら、このような構成部品の修理は、これまでに設計された従動ローラ、履帯ローラ、およびキャリアローラは一般的に機械的に複雑であり、その結果、補修期間中の機械休止時間が望ましくない長さとなるので、実際的ではない場合が多い。このようなこれまでに設計されたキャリアローラのひとつが、Ｃｒｏｔｔiに付与された米国特許第４，６９５，１０２号に示されている。とりわけ、Ｃｒｏｔｔiにおいて開示されるキャリアローラは、半径方向および軸方向スラスト負荷を吸収するころ軸受アセンブリを備える。しかしながら、このようなころ軸受アセンブリを使用すると、キャリアローラは機械的にさらに複雑となり、その結果、その補修に関連するコストが高くなり、また時間も増える。
【０００４】
従動ローラ、履帯ローラ、およびキャリアローラの修理に関連する複雑さとコストを回避しようとして、一部のメーカでは、このような構成部品を「使い捨て」とすることにした。換言すると、構成部品が補修の必要な時点まで磨耗すると、従動ローラ、履帯ローラ、またはキャリアローラは、作業機械から取り外された後に廃棄処分される。その後、交換用従動ローラ、履帯ローラ、またはキャリアローラが機械に取り付けられる。構成部品を補修する代わりに廃棄処分するように設計する場合、コスト効率が高い方法で構成部品を製造し、その結果、作業機械に関連する運転コストを軽減させることがさらに望まれることを理解されたい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従って、必要なのは、上記の欠点のうちの１つまたはそれ以上を克服する下部走行体構成部品である。併せて必要なのは、これまでに設計された構成部品よりも機械的な複雑さが軽減された下部走行体構成部品である。さらに必要なのは、これまで用いられてきた製造方法に比較して安価かつ複雑さが軽減された下部走行体構成部品を製造する方法である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の１つの実施形態によれば、作業機械の下部走行体用ローラ組立体が提供される。ローラ組立体は、それに設けられる中央通路を有し、（i）中央通路の第１の端部が第１のアクセス用開口部を構成し、（ii）中央通路の第２の端部が第２のアクセス用開口部を構成するローラリムを有する。また、ローラ組立体は、ローラリムの中央通路の外に配置される第１の端部部分と、ローラリムの中央通路内に配置され、それに固定される外方に延びる環状フランジを有する第２の端部部分とを有するローラシャフトを有する。さらに、ローラ組立体は、第２のアクセス用開口部中に圧入されるリテーナを有する。さらに、ローラシャフトの外方に延びる環状フランジとリテーナの間に挿入される軸方向スラスト軸受を有する。
【０００７】
本発明の別の実施形態によれば、（i）それに設けられる中央通路を有し、中央通路の第１の端部が第１のアクセス用開口部を構成し、中央通路の第２の端部が第２のアクセス用開口部を構成するローラリムと、（ii）第１の端部部分と、それに固定される外方に延びる環状フランジを有する第２の端部部分とを有するローラシャフトと、（iii）リテーナと、（iv）スラスト軸受とを有する、作業機械の下部走行体アセンブリ用ローラ組立体を製造する方法が提供される。本方法は、（i）ローラシャフトの第１の端部部分が中央通路の第１のアクセス用開口部から外方に延び、（ii）ローラシャフトの第２の端部部分が中央通路に配置されるように、中央通路の第２のアクセス用開口部を通って中央通路の第１のアクセス用開口部を出るようにローラシャフトの第１の端部を前進させる段階を含む。また、本方法は、第２のアクセス用開口部を通ってスラスト軸受を前進させる段階を含む。さらに、本方法は、スラスト軸受がリテーナとローラシャフトの外方に延びる環状フランジの間に挿入されるように、第２のアクセス用開口部中にリテーナを圧入する段階を含む。
【０００８】
本発明のさらに別の実施形態によれば、作業機械の下部走行体用ローラ組立体が提供される。ローラ組立体は、それに設けられる中央通路を有し、（i）中央通路の第１の端部が第１のアクセス用開口部を構成し、（ii）中央通路の第２の端部が第２のアクセス用開口部を構成するローラリムを有する。また、ローラ組立体は、中央通路に配置されるローラシャフトを有し、ローラシャフトは、中央通路の第１のアクセス用開口部から外方に延びる第１の端部部分と中央通路の第２のアクセス用開口部から外方に延びる第２の端部部分を有する。さらに、ローラ組立体は、ローラリムの第１のアクセス用開口部中に圧入される第１のリテーナを有する。さらに、ローラ組立体は、ローラシャフトの第１の端部部分上に圧入される第１のカラーを有する。さらに、ローラ組立体は、第１のリテーナと第１のカラーの間に挿入される第１のシール組立体を有する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１には、土工作業などの数多くの作業機能を実行するために利用される履帯式トラクタ１０などの作業機械を示す。履帯式トラクタ１０は、油圧作動式ブレードアセンブリ１２などの多くの作業用具を備え、また、油圧作動式破砕機（図示せず）を備えることもできる。履帯式トラクタ１０は、トラクタを前進させたりブレードアセンブリ１２を動作させる原動力を供給するディーゼルエンジン１４などのエンジンをさらに備える。
【００１０】
また、履帯式トラクタ１０は、下部走行体アセンブリ１６を備える。下部走行体アセンブリ１６は、フレーム組立体１８、駆動スプロケット２０、前部従動輪２２、後部従動輪２４、多くの下部履帯ローラ２６、およびキャリアローラ２８を備える。無端駆動履帯チェーン３０が駆動スプロケット２０によって駆動されて、前部従動輪２２、後部従動輪２４、履帯ローラ２６、およびキャリアローラ２８の各々の回りを前進し、その結果、履帯式トラクタ１０を前進させる原動力が供給される。特に、エンジン１４からの機械的な出力は、トランスミッションアセンブリ（図示せず）を通して駆動スプロケットに伝達され、その結果、駆動スプロケット２０が駆動し、駆動履帯チェーン３０を前進させ、結果的に、履帯式トラクタ１０を前進させる。履帯式トラクタ１０の片側のみを図１に示すが、トラクタ１０の他の側にも、図１に示す構成部品（例えば、フレーム組立体１８、駆動スプロケット２０、従動輪２２、２４、ローラ２６、２８、駆動履帯チェーン３０）などの同様の構成部品を有する下部走行体アセンブリ１６を備えることになることを理解されたい。
【００１１】
また、履帯式トラクタ１０は、運転台３２を備える。運転台３２は、履帯式トラクタ１０の操作中にオペレータによって利用される履帯式トラクタ１０に関連する装置を囲う、あるいは、収納するために設置される。例えば、運転台３２には、オペレータ用シート（図示せず）および、例えば、操縦ハンドルおよびフートペダル組立体（図示せず）を含む制御アセンブリが収納される。
【００１２】
下部走行体アセンブリ１６のフレーム組立体１８は、前部フレーム部材３４および後部フレーム部材３６を備える。前部従動輪２２は、回転自在に前部フレーム部材３４に結合され、一方、後部従動輪２４は回転自在に後部フレーム部材３６に結合される。このような構成が、駆動履帯チェーン３０の張りの調整を可能にする。特に、前部フレーム部材３４は、後部フレーム部材３６に対して摺動自在、あるいは、可動自在である。従って、前部フレーム部材３４を後部フレーム部材３６から遠ざかる方向に摺動させると、前部従動輪２２が後部従動輪２４から遠ざかる方向に前進し、その結果、駆動履帯チェーン３０の張りが強くなる。逆に、前部フレーム部材３４を後部フレーム部材３６の方に向かう方向に摺動させると、前部従動輪２２が後部従動輪２４の方に向かう方向に前進し、その結果、駆動履帯チェーンの張りが弱くなる。油圧シリンダ（図示せず）などのアクチュエータが、例えば、互いに対して所定の位置にフレーム部材３４、３６を維持することによって、自動的にまたは手作業によってのいずれかにて駆動履帯チェーンの所望の張り量を維持するために利用される。
【００１３】
履帯ローラ２６は、履帯式トラクタの前進中に駆動履帯チェーン３０を案内する。さらに、履帯ローラ２６は、履帯式トラクタ１０を支持するために設置される。特に、各履帯ローラ２６は、フレーム組立体１８に回転自在に結合され、その結果、履帯式トラクタ１０の重量が支持される。
【００１４】
一方、キャリアローラ２８は、それが前部従動輪２２と駆動スプロケット２０間で前進させられる時、駆動履帯チェーン３０の上部すなわち戻り部３８を支持するように設置される。キャリアローラ２８は、履帯式トラクタ１０のフレーム部材（図示せず）に回転自在に結合される。
【００１５】
各従動輪２２、２４およびローラ２６、２８は、これまで設計された従動輪およびローラに比較して低い製造コストで、かつ製造しやすいように設計される。例えば、図２および図３に示すように、キャリアローラ２８をさらに詳細に説明する。キャリアローラ２８は、ローラリム４０、ローラシャフト４２、リテーナ４４、カラー４６、およびシール組立体４８を備える。図３に示すように、ローラリム４０は、それに設けられる中央通路５０を有する。中央通路の一端５０によって、第１のアクセス用開口部５２が構成され、中央通路５０の他方の端部によって、第２のアクセス用開口部５４が構成される。図３に示すように、リテーナ４４は、第１のアクセス用開口部５２内に配置され、カラー４６は、第２のアクセス用開口部５４内に配置される。
【００１６】
ローラシャフト４２の一方の端部部分５６が中央通路５０内に配置され、その対向する端部部分５８が中央通路５０の外に配置されるように、ローラシャフト４２が中央通路５０に受け止められる。履帯式トラクタ１０のフレーム部材（図示せず）にキャリアローラ２８を固定するために、ローラシャフト４２の端部部分５８が分割カラー機構など（図示せず）に受け止められることを理解されたい。
【００１７】
ローラシャフト４２は、キャリアローラ２８に掛かる半径方向スラストおよび軸方向スラストを吸収するために、多くの軸受と協動する一体に形成されたスラスト面を有する。特に、ローラリム４０の中央通路５０内に位置するローラシャフト４２の端部部分５６は、それに固定される外方に延びる環状フランジ６０を有する。環状フランジ６０は、ローラシャフト４２の端部部分５６に溶接または別の方法で固定するか、または、望ましくは、ローラシャフト４２と一体に成形することができることを理解されたい。環状フランジ６０は、それに代えてローラシャフト４２の外周部をライニングする一連の個々のフランジ部として具体化できるが、ローラシャフト４２の外周部周りに一体部品として延びるのが望ましい。
【００１８】
環状フランジ６０は、ローラリム４０の中央通路５０にローラシャフト４２を保持するために設置される。特に、ローラリム４０は、それに設けられる１組の内方に延びる環状フランジ６２、６４を有する。図３に示すように、内方に延びる環状フランジ６２によって、ローラシャフトの４２外方に延びる環状フランジ６０の直径よりも大きさが小さい直径を有するフランジ開口部６６が構成される。従って、外方に延びる環状フランジ６０は、サンドイッチ状態、換言すると、ローラリム４０の内方に延びる環状フランジ６２とリテーナ４４の間に挿入される。
【００１９】
また、キャリアローラ２８は、キャリアローラ２８に掛かる半径方向および軸方向スラスト負荷をともに吸収する機能を果たす多くの軸受を備える。例えば、キャリアローラは、外側軸方向スラストブッシュ６８、内側軸方向スラストブッシュ７０、および１組の半径方向スラストブッシュ７２、７４を備える。本明細書において、「ブッシュ」という用語が意味するものは、摩擦を抑制、案内、または低減する機能を果たすプレートまたはスリーブである。尚、本明細書では、「ブッシュ」という語には、多くの移動構成部品を備えるころ軸受または円錐ころ軸受などのその他の種類の軸受組立体は含まれないことに注意されたい。
【００２０】
図３に示すように、内側軸方向スラストブッシュ７０および半径方向スラストブッシュ７２は、望ましくは、単一の構成部品として具体化されるが、それに代えて、個別の構成部品として具体化することができる。ブッシュ６８、７０、７２、７４は、適当な軸受材料を含む金属板またはスリーブとして具体化されるのが望ましい。適当な軸受の材料の１つの例には青銅が含まれる。従って、ブッシュ６８、７０、７２、７４は、青銅製または、鋼板裏当て式青銅製プレートまたはスリーブとして具体化することができる。
【００２１】
半径方向スラストブッシュ７２、７４はローラリム４０に固定される。特に、ローラリム４０内に設けられる内方に延びる環状フランジ６２、６４は、それぞれ、それに設けられる半径方向の面７６を有する。半径方向スラストブッシュ７２、７４は半径方向の面７６に接触状態で固定される。ローラリム４０に半径方向スラストブッシュ７２、７４を固定する一つの方法は、半径方向スラストブッシュ７２、７４をそれぞれ内方に延びる環状フランジ６２、６４の半径方向の面７６上に圧入することである。半径方向スラストブッシュ７２と内側軸方向スラストブッシュ７０が一体式構成部品として具体化される場合、軸方向スラストブッシュ７０は、半径方向スラストブッシュ７２がローラリム４０上に圧入されるとき、内方に延びる環状フランジ６２に設けられる軸方向の面７８とローラシャフト４２の外方に延びる環状フランジ６０の間に挿入されることになることを理解されたい。
【００２２】
外側軸方向スラストブッシュ６８は、リテーナ４４とローラシャフト４２の外方に延びる環状フランジ６０の間に挿入される。外側スラストブッシュ６８は、リテーナ４４、またはローラシャフト４２の外方に延びる環状フランジ６０に固定するか、または、その間で「浮かせ」ることができる。これらの構成のいずれにおいても、リテーナ４４は、所定の位置に軸方向スラストブッシュ６８とローラシャフト４２を保持する。特に、リテーナ４４は、ローラリム４０に設けられる中央通路５０のアクセス用開口部５２中に圧入され、その結果、軸方向スラストブッシュ７０が、ローラシャフト４２の外方に延びる環状フランジ６０とリテーナ４４の間の挿入された位置に保持される。
【００２３】
図３および図４に示すように、シール組立体４８は、１組のシールリング８０、８２、円環状シール部材８４、および固定シール部材８６を備える。シールリング８０、８２、およびシール部材８４、８６の各々は、一般にリング形状であり、その結果、ローラシャフト４２がそれに設けられる開口部を通って延びることができる。シール組立体４８は、また、中央通路５０内に油潤滑剤などの流体を保持しながら汚れおよびゴミなどの汚染物質のローラリム４０の中央通路５０への侵入を防止するために設置される。特に、中央通路５０の内部は、キャリアローラ２８の内部構成部品を潤滑するために油などの潤滑剤で満たされる。シール組立体４８は、潤滑剤が中央通路５０のアクセス用開口部５４から漏れるのを防ぐ。同様のシール組立体は、ローラリム４０の他方の端部では、リテーナ４４が圧入配置されるために不要であることを理解されたい。
【００２４】
シール組立体４８は、カラー４６によって所定の位置に保持される。さらに詳しくは、カラー４６は、カラー４６に設けられるシャフト開口部８８を通してローラシャフト４２上に圧入され、その結果、シール組立体４８は図３および図４に示す位置に押し込まれる。カラー４６がこのような方法で取り付けられると、固定シール部材８６は、ゴムなどのエラストマー系材料であるが、シールリング８２によってローラリム４０に設けられる凹部９０に圧縮される。シール部材８６は、凹部９０に圧縮されると軸方向に移動しなくなる。一方、円環状シール部材は、カラー４６のシャフト開口部８８に設けられるシール凹部９２に配置される。さらに、円環状シール部材８４は、シール組立体４８に掛かる軸方向またはその他の種類の力を許容するように、シールリング８０に設けられる傾斜面９４に沿って移動するように配置される。固定シール部材８６と同様に、円環状シール部材８４は、ゴムなどのエラストマー系材料製である。
【００２５】
両シールリング８０、８２は、それぞれ、それに設けられるリング面９６、９８を有する。リング面９６、９８は互いに当接し、カラー４６がローラシャフト４２上に圧入されると、押し込まれて互いにシール係合する。このような配置によって、ローラリム４０がローラシャフト４２に対して回転するとき、キャリアローラ２８のシーリングが可能になる。特に、履帯チェーン３０が前進すると、ローラリム４０がローラシャフト４２に対して回転する。ローラリム４０がこのように回転している間、シールリング８２も回転する（ローラリム４０に回転不能に固定されるため）が、シールリング８０はカラー４６によって固定状態に保持される（同様に、ローラシャフト４２に圧入されることで回転しない）。従って、シール面９６、９８の構成が、その第１の部分（すなわち、シールリング８２と固定シール部材８６）を第２の部分（すなわち、シールリング８０と円環状シール部材８４）に対して回転を許しながら適切なシールを維持するシール組立体４８を提供する。
【００２６】
キャリアローラ２８の上記の構成は、これまで設計されたローラ組立体に比較して機械的な複雑さが軽減されていることを理解されたい。例えば、ブッシュ６８、７０、７２、７４を使用すると、これまで設計されたキャリアローラによく見られる機械的に複雑なころ軸受組立体が不要となる。さらに、キャリアローラ２８の上記の構成で、比較的簡易化された製作工程で製造することができるデザインが実現される。特に、ローラリム４０は、最初から単品として製造されるか、あるいは、溶接またはその他の方法で互いを固定し合う左右対称の２分割品として製造することができる。同様に、ローラシャフト４２は、単品として製造されるが、あるいは、それに代えて、シャフト４２を外方に延びる環状フランジ６０から分離した状態で製造して、２つの部材を溶接またはその他の方法で互いを固定することもできる。
【００２７】
さて、半径方向スラストブッシュ７４が、内方に延びる環状フランジ６４の半径方向の面７６上に圧入される。さらに、その後、半径方向スラストブッシュ７２と軸方向スラストブッシュ７０の組立体が、内方に延びる環状フランジ６２の、それぞれ、半径方向の面７６と軸方向の面７８上に圧入される。次に、外方に延びる環状フランジ６０が内側軸方向スラストブッシュ７０に接触するように、ローラシャフト４２の端部部分５８が前進してアクセス用開口部５２を通り、中央通路５０の中心部を通ってアクセス用開口部５４を出る。
【００２８】
その後、外側軸方向ブッシュ６８が前進してアクセス用開口部５２を通ってローラシャフト４２の外方に延びる環状フランジ６０に接触する。次に、リテーナ４４がアクセス用開口部５２中に圧入され、その結果、ローラリム４０の中央通路５０にローラシャフト４２および外側軸方向スラストブッシュ６８が保持される。
次に、シール組立体４８が、前進してアクセス用開口部５４を通るように、ローラシャフト４２の端部部分５８に沿って摺動する。その後、図３および図４に示す位置にシール組立体４８を固定するために、カラー４６がローラシャフト４２上に圧入される。説明した方法で組立てられると、潤滑剤がローラリム４０の内部に添加され、キャリアローラ２８が履帯式トラクタ１０の下部走行体アセンブリ１６に固定される。
【００２９】
図５および図６に示すように、シール組立体４８およびカラー４６は、所定のローラ構成の必要性に合うように変更することができる。特に、シール組立体４８は、円環状シール部材８４の代わりにエラストマー製スプライン付きシール部材１００を、および、シールリング８０の代わりにシールリング１０２を備えるように具体化することができる。スプライン付きシール部材１００は、円環状シール部材８４がシールリング８０の外周部に固定されるのと同様の方法で、シールリング１０２の外周部回りに固定される。スプライン付きシール部材１００の外周縁１０４は、それに設けられる多数のスプライン１０６を有する。組立てられると、スプライン１０６は、カラー４６の内周面１１０に設けられる同じの数のスプライン１０８と係合するか、または別の方法で接触する。このような配置によって、さらに、カラー４６に対するシールリング１０２および／またはスプライン付きシール部材１００の回転またはその他の状態の移動が防止されることを理解されたい。
【００３０】
本明細書で説明する金属製構成部品は、鍛造または鋳造などの多数の公知の手法を用いて製作することができる。さらに、また、本明細書で説明する金属製構成部品は、粉末冶金を用いて製造することができる。粉末冶金を使用すると、キャリアローラ２８の製作に関して多くの利点がもたらされる。例えば、キャリアローラ２８の構成部品の一部は、粉末冶金法を用いて単一の構成部品と一体とすることができる。例えば、図８に示すように、図３のリテーナ４４および外側軸方向スラストブッシュ６８の代わりに利用できる一体式リテーナ・スラストブッシュ１１２を製作することができる。名前が暗示するように、一体式リテーナ・スラストブッシュ１１２は、その第１の面または側１１６に設けられるブッシュ部１１４およびその第２の面または側１１９に設けられるリテーナ部１１８を備える。一体式リテーナ・スラストブッシュ１１２のブッシュ部１１４は青銅などの軸受材料で製作されており、一体式リテーナ・スラストブッシュ１１２のリテーナ部１１８は鋼で製作されている。
【００３１】
キャリアローラ２８のローラリム４０に組立てられると、一体式リテーナ・スラストブッシュ１１２のブッシュ部１１４は、ローラシャフト４２に接触するように配置されることを理解されたい。特に、キャリアローラ２８の組立て時には、一体式リテーナ・スラストブッシュ１１２は、その第１の面１１６が外方に延びる環状フランジ６０の端面に接触するか、または最も近くになるように押し込まれるようにアクセス用開口部５２中に圧入される。このような方法で、ローラシャフト４２の外方に延びる環状フランジ６０は、一体式ブッシュ部１１４に担持され、その結果、履帯式トラクタ１０の操作中にキャリアローラ２８に掛かる軸方向スラストを吸収することを可能にする。
【００３２】
ここで、図７では、図８の一体式リテーナ・スラストブッシュ１１２を製作する製造法１２０の流れ図を示す。工程１２０は、型キャビティの予め定められた位置に種類の異なる金属粉が配置される段階１２２から始まる。特に、青銅を含む金属粉などの第１の種類の金属が、一体式リテーナ・スラストブッシュ１１２の前部つまりブッシュ部１１４に相当する型キャビティ内に配置され、鉄と黒鉛を含む金属粉などの第２の種類の金属粉が、一体式リテーナ・スラストブッシュ１１２の後部つまりリテーナ部１１８に相当する型キャビティ内に配置される。異なる種類の金属粉のこのような配置は、青銅または他の種類の軸受材がブッシュ部１１４に形成され、鋼またはその他の種類の補強材がリテーナ部に形成される図８に示す一体式リテーナ・スラストブッシュ１１２の所望の位置に対応することを理解されたい。
【００３３】
次に、段階１２４で、結合剤が型キャビティの金属粉に加えられる。結合剤は、粉末冶金で一般的に利用されるいかなる種類の公知の結合剤であってもよい。その後、型キャビティ内の金属粉が圧縮成形され（段階１２６）、その後に焼結されて（段階１２８）、所望の一体式リテーナ・スラストブッシュ１１２が製造される。その後、一体式リテーナ・スラストブッシュ１１２は、上記で論じた方法でローラリム４０のアクセス用開口部５２中に圧入される。
【００３４】
従って、本明細書で説明するように、一体式リテーナ・スラストブッシュ１１２の製作における粉末冶金手法の使用は、図３のリテーナ４４および外側軸方向スラストブッシュ６８を単一の構成部品として製作することを可能にすることによって、さらに構成部品の少数化を可能にする。このような構成部品の少数化によって、キャリアローラ２８の組立工程がさらに簡素化されるとともに、キャリアローラの製造に関連するコストが低減される。
【００３５】
さらに、一体式リテーナ・スラストブッシュ１１２は多くの異なる方法で製作できることを理解されたい。例えば、リテーナ部１１８を、まず、粉末冶金法以外の手法を用いて製作し、次に、ブッシュ部１１４を上記で説明した方法で焼結することができる。例えば、リテーナ部１１８は、まず、鍛造または鋳造法を用いて製作することができる。その後、上記で説明した手法に似た粉末冶金法を用いて、鍛造または鋳造リテーナ部１１８に対してブッシュ部１１４を成形および燒結することができる。
【００３６】
ここで図９および図１０に、キャリアローラ２８のさらに別の変形構成を示す。図９および図１０に示すキャリアローラ２８は、図２から図４に示すキャリアローラと実質的に同じである。従って、同じ構成部品を示すのに同じ参照番号を用いている。図９および図１０に示すように、キャリアローラ２８は、ローラリム４０の代わりに、ローラハブ１３０およびリム部１３２、１３４を備えるように構成される。このような構成により、異なるサイズのキャリアローラ２８を同一の「コア」から作ることが可能になり、その結果、異なるサイズの履帯式トラクタの製造において対応柔軟性および構成部品の共有化を可能にする。
【００３７】
キャリアローラ２８の構成部品は、このような構成部品が図２から図４（上述の通り）のローラリム４０に組立てられる場合と同じ方法でローラハブ１３０に組立てられる。従って、組立工程の詳細な説明は記載しない。さて、異なるサイズのリム部は、異なるサイズのキャリアローラ２８を製造するためにローラハブ１３０上に圧入することができる。例えば、比較的大きい外径を持つリム部１３２を、外径が比較的大きいキャリアローラ２８を製造するために、ローラハブ１３０上に圧入することができる。もしくは、外径が（リム部１３２に対して）小さいリム部１３４は、外径が（リム部１３２とともに組立てられるキャリアローラ２８に対して）小さいキャリアローラ２８を製造するためにローラハブ１３０上に圧入することができる。
【００３８】
このような異なるリム部のサイズは、異なるサイズの駆動履帯チェーン３０を案内および／または支持するのに役立つことを理解されたい。例えば、それぞれのリム部１３２、１３４は、基部１３６を有し、環状フランジ１３８がそこから延びる。ローラリム１３２の環状フランジ１３８が延びる基部１３６からの距離は、ローラリム１３４の環状フランジ１３８が延びる基部１３６からの距離よりも大きく、その結果、リム部１３２とともに組立てられるキャリアローラ２８に関しては、リム部１３４とともに組立てられるキャリアローラ２８よりも外径が大きくなる。いかなる数の異なるリム部も、ローラハブ１３０に取り付けるように設計でき、その結果、数多くの異なるキャリアローラのサイズおよび構成を作り出することができることを理解されたい。
【００３９】
さらに、他のローラ構成部品（例えば、ローラシャフト４２、リテーナ４４など）を組立て後にリム部１３２、１３４をローラハブ１３０上に圧入することを本明細書では説明しているが、他の組立て構成も考えられることを理解されたい。例えば、リム部１３２、１３４などのリム部は、他の構成部品（例えば、ローラシャフト４２、リテーナ４４など）をローラハブ１３０上に組立てる前に、ローラハブ１３０上に圧入することができる。
【００４０】
また、キャリアローラ２８に関して上記で論じた概念も、他の種類の下部走行体構成部品の構成において有用である。例えば、図１１から図１４に示すように、また、キャリアローラ２８に関して上記で論じた概念は、履帯ローラ２６または従動輪２２、２４の構成において利用することができる。履帯ローラ２６および従動輪２２、２４に関連する一部の構成部品は、キャリアローラ２８に関連する構成部品と同じであることを理解されたい。従って、本明細書では同一参照番号が同様の構成部品を示すために用いられており、このような同様の構成部品の追加説明は記載しない。
【００４１】
ここで図１１から図１２で、履帯ローラ２６の１つをさらに詳細に示す。履帯ローラ２６は、ローラリム１４０、ローラシャフト１４２、１組のリテーナ１４４、１組のカラー４６、および１組のシール組立体４８を備える。図１２に示すように、ローラリム１４０は、それに設けられる中央通路１５０を有する。中央通路１５０の一方の端部は第１のアクセス用開口部１５２を構成し、中央通路１５０の他方の端部は第２のアクセス用開口部１５４を構成する。図１２に示すように、シール組立体４８の一つ、リテーナ１４４の一つ、およびカラー４６の一つを含む組立体が、アクセス用開口部１５２、１５４の各々に配置される。
【００４２】
ローラシャフト１４２は、その一方の端部部分１５６が中央通路１５０の第１のアクセス用開口部１５２から外方に延び、ローラシャフト１４２の対向する端部部分１５８が中央通路５０の第２のアクセス用開口部１５４から外方に延びるように中央通路１５０に受け止められる。ローラシャフト１４２の端部部分１５６、１５８が、履帯式トラクタ１０の下部走行体アセンブリ１６に履帯ローラ２６を固定するために、保持機構（図示せず）などに受け止められることを理解されたい。
【００４３】
ローラシャフト４２と同様に、ローラシャフト１４２は、履帯ローラ２６に掛かる半径方向スラストおよび軸方向スラストを吸収するために多くの軸受と協動する一体に形成されたスラスト面を有する。特に、ローラシャフト１４２は、それに固定される１組の外方に延びる環状フランジ１６０を有する。環状フランジ１６０は、ローラシャフト１４２に溶接またはその他の方法で固定することができ、あるいは、望ましくは、ローラシャフト１４２と一体に成形すことができることを理解されたい。環状フランジ１６０は、それに代えてローラシャフト１４２の外周部を取り囲む一連の個々のフランジ部として具体化することができるが、環状フランジ１６０は、ローラシャフト１４２の外周部の周りに一体部品として延びるのが望ましい。
【００４４】
また、履帯ローラ２６は、履帯ローラ２６に掛かる半径方向および軸方向のスラスト負荷をともに吸収するように機能する多くの軸受を備える。例えば、履帯ローラ２６は、１組の軸方向スラストブッシュ１６８および１組の半径方向スラストブッシュ１７２を備える。ブッシュ６８、７０、７２、７４の場合と同様に、ブッシュ１６８、１７２は、望ましくは、青銅製または、鋼板裏当て式青銅製プレートまたはスリーブとしてなどの適当な軸受材料を備える金属プレートかスリーブとして具体化される。図１２に示すように、軸方向スラストブッシュ１６８および半径方向スラストブッシュ１７２は、個別の構成部品として具体化されるのが望ましいが、軸方向スラストブッシュ１６８および半径方向スラストブッシュ１７２は、それに代えて、単一の構成部品として（図３の一体式内側軸方向ブッシュ７０および半径方向ブッシュ７２と同様）具体化することもできる。
【００４５】
キャリアローラ２８の半径方向スラストブッシュ７２、７４の場合と同様に、半径方向スラストブッシュ１７２はローラリム１４０に固定される。特に、半径方向スラストブッシュ１７２は、ローラリム１４０に設けられる内部側壁１７０に固定される。ローラリム１４０に半径方向スラストブッシュ１７２を固定する１つの方法は、ローラリム１４０の側壁１７０上に半径方向スラストブッシュ１７２を圧入することである。
【００４６】
リテーナ１４４は、所定の位置に軸方向スラストブッシュ１６８およびローラシャフト１４２を保持する。特に、リテーナ１４４の１つがローラリム１４０に設けられる中央通路１５０の各アクセス用開口部１５２、１５４中に圧入され、その結果、軸方向スラストブッシュ１６８およびローラシャフト１４２の外方に延びる環状フランジ１６０がローラリム１４０の中央通路１５０内に保持される。従って、軸方向スラストブッシュ１６８は、リテーナ１４４がローラリム１４０上に圧入されるとローラシャフト１４２の外方に延びる環状フランジ１６０とリテーナ１４４の間に挿入される。
【００４７】
キャリアローラ２８に関して上記で説明した場合と同様に、シール組立体４８が、また、中央通路１５０内に油潤滑剤などの流体を保持しながら汚れおよびゴミなどの汚染物質のローラリム１４０の中央通路１５０への侵入を防止するために設置される。特に、中央通路１５０の内部は、履体ローラ２６の内部構成部品を潤滑するために油などの潤滑剤で満たされる。シール組立体４８は、潤滑剤が中央通路１５０のアクセス用開口部１５２、１５４から漏れるのを防ぐ。特に、図１２に示すように、シール組立体４８は、リテーナ１４４とカラー４６の間に挿入される。さらに、シール組立体４８は、カラー４６によって所定の位置に保持される。例えば、キャリアローラ２８と同様に、カラー４６は、カラー４６に設けられるシャフト開口部８８を通ってローラシャフト１４２上に圧入され、その結果、シール組立体４８が図１２に示す位置に押し込まれる。
【００４８】
カラー４６がこのような方法で取り付けられると、固定シール部材８６は、ゴムなどのエラストマー系材料製であるが、シールリング８２によって各リテーナ１４４に設けられる凹部１９０に圧縮される。シール部材８６は、凹部１９０に圧縮されると軸方向に移動しなくなる。一方、円環状シール部材８４は、カラー４６のシャフト開口部８８に設けられるシール凹部９２に配置される。上述の通り、円環状シール部材８４は、シール組立体４８に掛かる軸方向の力または運動を許すために、シールリング８０に設けられる傾斜面９４に沿って移動するように構成される（図４を参照）。
【００４９】
上述の通り、リング面９６、９８は互いに当接し、カラー４６がローラシャフト１４２上に圧入されると、押し込まれて互いにシーリング係合する。このような配置によって、ローラリム１４０がローラシャフト１４２に対して回転するとき、履体ローラ２６のシーリングを可能にする。特に、履帯チェーン３０が前進すると、ローラリム１４０がローラシャフト１４２に対して回転する。ローラリム１４０がこのように回転している間、シールリング８２も回転する（リテーナ１４４、従ってローラリム１４０に回転不能に固定されるため）が、シールリング８０はカラー４６によって固定状態に保持される（同様に、ローラシャフト１４２に圧入されることで回転しない）。従って、上述の通り、シール面９６、９８の構成が、その第１の部分（すなわち、シールリング８２と固定シール部材８６）を第２の部分（すなわち、シールリング８０と円環状シール部材８４）に対して回転を許しながら適切なシールを維持するシール組立体４８を提供する。
【００５０】
履帯ローラ２６の上記の構成は、これまで設計されたローラ組立体に比較して機械的な複雑さが軽減されていることを理解されたい。例えば、ブッシュ１６８、１７２を使用すると、これまで設計された履帯ローラによく見られる機械的に複雑な軸受組立体が不要となる。さらに、履体ローラ２６の上記の構成で、比較的簡易化された製作工程で製造することができるデザインが実現される。特に、ローラリム１４０は、最初から単品として製造されるか、あるいは、溶接またはその他の方法で互いを固定し合う左右対称の２分割品として製造することができる。同様に、ローラシャフト１４２は、単品として製造されるか、あるいは、それに代えて、シャフト１４２を外方に延びる環状フランジ１６０から分離した状態で製造して、２つの部材を溶接またはその他の方法で互いを固定することができる。
【００５１】
いずれにしても、半径方向スラストブッシュ１７２がまずローラリム１４０の側壁１７０上に圧入される。次に、その端部部分１５６がローラリム１４０に設けられる中央通路１５０のアクセス用開口部１５２から外方に延び、その端部部分１５８がアクセス用開口部１５４から外方に延びるように、ローラシャフト１４２がローラリム１４０の中央通路１５０に配置される。その後、軸方向ブッシュ１６８がアクセス用開口部１５２、１５４を通って前進し、ローラシャフト１４２の外方に延びる環状フランジ６０に接触する。次に、リテーナ１４４がアクセス用開口部１５２、１５４中に圧入され、その結果、図１２に示すそれぞれの位置にローラシャフト４２と軸方向スラストブッシュ１６８が保持される。
【００５２】
次に、シール組立体４８が、前進してアクセス用開口部１５２、１５４を通るようにローラシャフト１４２の端部部分１５６、１５８に沿って摺動する。その後、図１２に示す位置にシール組立体４８を固定さするために、カラー４６がローラシャフト１４２上に圧入される。説明した方法で組立てられると、潤滑剤がローラリム１４０の内部に添加され、履体ローラ２６が履帯式トラクタ１０の下部走行体アセンブリ１６に固定される。
従って、説明した通り、履帯ローラ２６の構成は、これまで設計された履帯ローラに比して比較的製造し易くなる。さらに、履帯ローラ２６の構成では、これまで設計された履帯ローラに比較して機械的な複雑さが軽減され、その結果、このようなこれまでのデザインに比較して構成部品のコストが低減される。
【００５３】
図１３と図１４に示すように、履帯ローラ２６の「コア」は、また、従動ローラ２２、２４の構成において利用することができる。特に、図１３と図１４に示すように、ローラリム１４０に代えて従動リム２４０の使用を除いて、従動輪２２、２４は、履帯ローラ２６と実質的に同じである。従って、履帯ローラ２６と従動輪２２、２４の間で共通の構成部品を示すために、共通の参照番号を用いている。従って、履帯ローラ２６の構成部品と構成に関する説明は、従動輪２２、２４の構成部品と構成に相当する。
【００５４】
さらに、キャリアローラ２８に関して上述した一部の他の実施形態が、また履帯ローラ２６および従動輪２２、２４と関連して利用できることを理解されたい。例えば、シールリング８０または円環状シール部材８４が履帯ローラ２６のカラー４６または従動輪２２、２４に対して回転またはその他の状態で移動しないように、それのシール組立体４８は、円環状シール部材８４の代わりにエラストマー製スプライン付きシール部材１００を、および、シールリング８０の代わりにシールリング１０２を備えるように具体化することができる（図５および図６を参照）。
【００５５】
さらに、履帯ローラ２６または従動輪２２，２４の構成部品の一部は、粉末冶金法を用いて単一の構成部品として一体にすることができる。例えば、図８に示す一体式リテーナ・スラストブッシュ１１２と同様に、リテーナ１４４および軸方向スラストブッシュ１６８の代わりに利用できる一体式リテーナ・スラストブッシュを製作することができる。名前が暗示するように、このような一体式リテーナ・スラストブッシュは、ローラシャフト１４２の外方に延びるフランジに隣接した面に設けられるブッシュ部とリテーナ部を備えることになろう。一体式リテーナ・スラストブッシュ１１２の場合と同様に、ブッシュ部は青銅などの軸受材料で製作されており、リテーナ部は鋼で製作されている。
【００５６】
（産業上の利用可能性）
動作中、図１の履帯式トラクタ１０は、土工および破砕などの多くの作業機能を実行するために利用できる。そうする場合、無端駆動履帯チェーン３０が駆動スプロケット２０によって駆動されて、前部従動輪２２、後部従動輪２４、履帯ローラ２６、およびキャリアローラ２８の各々の回りを前進し、その結果、履帯式トラクタ１０の原動力が供給される。履帯式トラクタ１０がこのように動作している間、従動輪２２、２４は、駆動履帯チェーン３０に張りを与え、その結果、履帯式トラクタ１０前進中の駆動履帯チェーンの外れを防止する機能を果たす。さらに、履帯式トラクタ１０がこのように前進している間、履帯ローラ２６は、履帯チェーン３０を案内して履帯式トラクタ１０を支持する。一方、キャリアローラ２８は、駆動履帯チェーン３０が前部従動輪２２と駆動スプロケット２０の間を前進するとき、その上部すなわち戻り部３８を支持するために設置される。
【００５７】
各従動輪２２、２４およびローラ２６、２８は、その関連する構成部品が圧入によって全体的に組立てられ、その結果、ボルトまたはその他の締結具が不要となることから、これまで設計された従動輪およびローラに比較して低コストでかつ製造しやすいように設計される。さらに、従動輪２２、２４およびローラ２６、２８は、これまで設計された下部走行体構成部品に比較して機械的な複雑さが軽減された構成部品を使用して組み立てられ、その結果、その製造に関連するコストが低減される。
本発明の他の様態、目的、および利点は、図面、開示内容、および添付の特許請求の範囲を検討することで得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の特徴を組み入れた履帯式トラクタの側面図である。
【図２】図１のトラクタのキャリアローラの拡大斜視図である。
【図３】図２のキャリアローラの一部切欠図である。
【図４】図３のキャリアローラのシール組立体の一部省略拡大横断面図である。
【図５】図４のシール組立体の他の実施形態を示す分解斜視図である。
【図６】図５のシール組立体の他の実施形態を示す、図４と同様の図である。
【図７】図２のキャリアローラで使用される一体式リテーナ・スラストブッシュの製造に利用される工程の流れ図である。
【図８】図７に示す工程よって製造される一体式リテーナ・スラストブッシュの斜視図である。
【図９】図２のキャリアローラの別の実施形態を示す斜視図である。
【図１０】図２のキャリアローラの別の実施形態を示す斜視図である。
【図１１】図１のトラクタの下部履帯ローラの１つの拡大斜視図である。
【図１２】図１１の履帯ローラの一部切欠図である。
【図１３】図１のトラクタの従動輪の１つの拡大斜視図である。
【図１４】図１３の従動輪の一部切欠図である。
【符号の説明】
１０  履帯式トラクタ
１２  ブレードアセンブリ
１４  ディーゼルエンジン
１６  下部走行体アセンブリ
１８  フレーム組立体
２０  駆動スプロケット
２２  前部従動輪
２４  後部従動輪
２６  履帯ローラ
２８  キャリアローラ
３０  駆動履帯チェーン
３２  運転台
３４  前部フレーム部材
３６  後部フレーム部材
【図１】
0005100931.tif 000002
【図２】
0005100931.tif 000003
【図３】
0005100931.tif 000004
【図４】
0005100931.tif 000005
【図５】
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【図６】
0005100931.tif 000007
【図７】
0005100931.tif 000008
【図８】
0005100931.tif 000009
【図９】
0005100931.tif 000010
【図１０】
0005100931.tif 000011
【図１１】
0005100931.tif 000012
【図１２】
0005100931.tif 000013
【図１３】
0005100931.tif 000014
【図１４】
0005100931.tif 000015