JP2002331974A

JP2002331974A - 片持ち歯スプロケット

Info

Publication number: JP2002331974A
Application number: JP2002084985A
Authority: JP
Inventors: Todd R Kabrich; アールカブリッチトッド; Morris E Taft; イータフトモーリス; Stephen C Todd; シートッドスチーブン
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 2001-03-29
Filing date: 2002-03-26
Publication date: 2002-11-19
Also published as: JP4696144B2; JP2008304064A

Abstract

(57)【要約】【課題】履帯構成部品の衝撃を吸収して騒音を低減す
るように撓む複数の片持ち歯を有する複数のセグメント
を利用して、騒音レベルが低減されたスプロケット組立
体を提供する。【解決手段】駆動スプロケット組立体は、軸線周りに
回転するようになっている。駆動スプロケット組立体
は、軸線周りに同心に配置される円形ハブ部を含む。円
形ハブ部は外周縁部を有する。駆動スプロケット組立体
は、ハブ部の外周縁部の周りに配置される複数のアーチ
形セグメントを含む。アーチ形のセグメントの各々は、
第１端部と、第２端部と、中間部とを有する。第１及び
第２端部は、先端リリーフ部を有する。アーチ形セグメ
ントは、外側に向かって延びる、そこに形成される複数
の片持ち歯と縮小横断ウェブとを有する。

Description

【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、駆動ス
プロケットに関し、より詳細には、運転中の騒音を低減
するために、片持ち歯が形成されたセグメントにより形
成される駆動スプロケットに関する。

【０００２】

【従来の技術】支持及び推進用の自走式無端履帯チェー
ン組立体を備える土工及び建設用機械は、一般的に、履
帯チェーンに噛み合いそれを駆動するスプロケットホイ
ールを利用する。これまで幾つかの異なる形式のスプロ
ケットホイールが使用されてきたが、それらには、複数
の一体的な歯を備える単一ホイール部材や、多数のホイ
ールセグメントを支持し、各々のセグメントが複数の歯
を有する円形支持部材が含まれる。しかし、多くの従来
の駆動スプロケット構造は、無端履帯チェーン組立体に
対する駆動運転中に、騒音レベルを低減する能力に関し
て効果がなかったり、又は事実上限界があった。

【０００３】スプロケット組立体の騒音を低減する１つ
の試みが、本発明の発明者であるＴｈｏｍａｓＯｅｒ
ｌｅｙに１９８９年１１月２１日に付与され、本発明の
出願人に譲受されている、米国特許第４，８８１，９３
０号「スプロケット組立体」に開示されている。引用し
たＯｅｒｔｌｅｙ特許に記載されているスプロケット組
立体は、支持ハウジング及び、隣接する歯構造体から弾
性的に分離される個々に交換可能な全幅歯構造体を使用
することにより、発生騒音レベルを低くしている。その
配列には多くの構成部品が必要であり、それらには、隣
接して配置される歯の間の弾性パッド、弾性パッドを適
所に支持するための保持部材及びピン、並びに駆動スプ
ロケットのハブ部と歯構造体との間に配置される弾性ク
ッションバンドが含まれる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述の１つ
又はそれ以上の問題の解決することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の１つの形態にお
いて、駆動スプロケット組立体は、軸線周りに回転する
ようになっている。駆動スプロケット組立体は、軸線周
りに同心に配置される円形ハブ部を含む。円形ハブ部は
外周縁部を有する。駆動スプロケット組立体は、ハブ部
の外周縁部の周りに配置される複数のアーチ形セグメン
トを含む。アーチ形のセグメントの各々は、第１端部
と、第２端部と、中間部とを有する。第１及び第２端部
は、先端リリーフ部を有する。アーチ形セグメントは、
外側に向かって延びる、そこに形成される複数の片持ち
歯と縮小横断ウェブとを有する。

【０００６】本発明は、歯セグメントを有するスプロケ
ット組立体を提供し、歯セグメントは、使用時に騒音を
低減するために、履帯チェーンと片持ち歯との間の衝撃
エネルギを吸収するよう撓みを生じる片持ち歯を有す
る。また、歯セグメントは、端部が撓んだ際に衝撃に起
因するセグメントとハブ部との間の摩耗を防止するため
の先端リリーフ部を有する端部を備える。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１を参照すると、履帯式トラク
タ等の機械１０は、動力駆動システム１２、本発明を具
体化した弾性駆動スプロケット組立体１４、第１及び第
２遊動輪１６、１８、及びスプロケット組立体と遊動輪
１６，１８の周り取り巻く無端履帯チェーン組立体２０
を含む。無端履帯チェーンは、スプロケットと相互作用
して機械を進ませるようになった複数のブッシュ２１を
含む。スプロケット組立体１４は、機械１０から履帯組
立体２０へ動力を伝達するようになっている。スプロケ
ット組立体１４、遊動輪１６、１８、及び履帯チェーン
組立体２０を含む多くの機械構成部品が、機械１０の図
示されていない側面にも同じものが存在することを理解
されたい。これらの同様の構成部品は、示されている構
成部品と同様に作動するので、図示されている部品の説
明及び作動は、機械の両側について当てはまる。

【０００８】弾性駆動スプロケット組立体１４は、図１
から図３に示されるように中心軸２２の周りを回転す
る。弾性駆動スプロケット組立体１４は、軸２２の周り
に同心に配置されるハウジング２４、及びハウジング２
４の中心軸の周りに配置される複数のアーチ形駆動歯セ
グメント２６を含む。ハウジング２４は、取り付け部２
８、半径方向外側面３２を有する円形ハブ部３０、及び
ハブ部３０から半径方向外側に延びる円形フランジ３４
を有し、全ては回転軸２２の周りに同心に配置されてい
る。円形フランジ３４は、この円形フランジ３４の中心
軸の周りに等間隔に配置され複数の穴３６を有する。複
数のアーチ形セグメント２６の、各々の駆動歯セグメン
トは、内側部又は取り付け基部３８、履帯組立体噛み合
い面４３をもつ複数の片持ち歯４２を有する外側部４
０、及び中間部４４を備える。取り付け基部３８は、円
形ハブ部３０の半径方向外側面３２と合わさるようにな
っている湾曲面４６を有する。取り付け基部３８は、ハ
ブ部３０のフランジ３４のそれぞれの穴と位置合わせさ
れた、軸方向に延びる複数の穴４８を有する。ボルト４
９等の締結具を穴３６、４８に挿入してセグメントをハ
ブ部に取り付ける。複数の歯４２の各々の歯は、中間部
４４に縮小横断ウェブ５０があるので制限された撓みを
生じることが可能である。ウェブ５０は、半径方向外側
の履帯組立体噛み合い面４３と基部３８との間に配置さ
れる。隣接する各々のウェブ５０は、片持ち歯４２の撓
みを制限する窓５２を備える構造である。スロット５３
は、履帯噛み合い面４３から窓５２へ半径方向に延び、
スロット５３は、１ｍｍから５ｍｍの範囲のアーチ形の
幅を有する。

【０００９】図３及び図４に示されるように、各々の駆
動歯セグメントは、第１端部５４、第２端部５６、及び
中間部５８を有する。第１及び第２端部５４、５６の各
々は、先端リリーフ部６０を有し、駆動歯セグメントの
端部５４、５６と、ハブ部３０の外側面３２との間に空
隙「Ｇ」を形成する。空隙は、先端歯が履帯チェーン組
立体と接触して撓んだ場合に構成部品間の摩耗を低減す
るために設けられる。先端リリーフ部６０は、湾曲面６
２によって形成され、取り付け部２８の中間部４４にあ
る湾曲面２８よりも大きく、接点６４からセグメント２
６の端部６６へ延びる。先端リリーフ部６０は、端部６
６から接点６４へ延びる７．２度から２１度の範囲であ
る角度６７を有し、先端リリーフ部の空隙「Ｇ」は、
０．１ｍｍから０．５ｍｍの範囲にある。また、ハブ部
３０の外側面３２は、リリーフ部６８を含み、セグメン
トの先端リリーフ部と協働して、先端歯が撓んだ場合
に、その間の摩耗を更に低減する。外側面３２の接点７
０は、フランジ３４から距離７２だけ間隔をあけて配置
され、距離７２は、２９．５ｍｍから６０．５ｍｍの範
囲にある。１８２０ｍｍから４０５０ｍｍの範囲にある
半径７４は、接点７０からフランジ３４へ向かって略軸
方向へ延びる。３ｍｍの半径で、半径７４をフランジ３
４へ接続する。接続点とハブ部の外側面との間の距離７
６は、０．１ｍｍから０．５ｍｍの範囲にある。適切な
片持ち歯の撓み量を有するためには、窓５２は平面７８
と交差してはならない。平面７８は、先端歯頭部の中心
から、先端リリーフ部６０と端部６６とのコーナ部へ延
びる。

【００１０】図５を参照して、片持ち歯の適切な撓み量
を保証する、隣接する歯の間の窓５２の予め定められた
寸法及び形状を示す。３４ｍｍから５１ｍｍの範囲の予
め定められた長さを有する水平面８０は、窓５２の幅を
決定するために与えられる。６ｍｍから１１．５ｍｍの
範囲にある半径８２は、水平面８０の端点から与えら
れ、窓５２の幅を定める。垂直面８４は、水平面８０の
中点と交差し、１４−１７．６ｍｍの範囲の予め定めら
れた長さだけ下方に延びる。半径８６は、垂直面８４の
延長端点から与えられ、窓５２の下限を定める。水平面
８０の長さを垂直面８４の長さで割った比率は、１．５
−３．５の範囲にある必要がある。半径９０は、半径８
２及び半径８６に接する。半径９２は、半径８２に接し
て窓５２の上限を定める。半径９０、９２に代えて、本
発明から逸脱することなく、直線等の別のラインを使用
して半径を接続してもよい。

【００１１】図６を参照すると、セグメント２６及び窓
５２は、前述のものと同様であるが、更なる減衰が必要
な場合には、ゴム９４等のエラストマ材料を窓５２内に
配置してスプロケット１４に接する履帯チェーン組立体
２０からの騒音を更に減衰させる。

【００１２】本発明を具体化する片持ち歯駆動スプロケ
ット組立体１４は、特に土工機械に有用であり、更に具
体的には機械１０等の自走履帯式機械に有用である。機
械１０のエンジンからの動力は、駆動システム１２に伝
達されてスプロケット組立体１４を回転させる。スプロ
ケット組立体１４が回転すると、片持ち歯４２は、無端
履帯チェーン組立体２０のブッシュ等の部分に接触して
機械１０を進ませる。従って、無端履帯チェーン組立体
２０の履帯ブッシュは、弾性片持ち歯４２と噛み合う。
片持ち歯４２には、縮小横断ウェブ５０と窓５２とがあ
るので、歯は撓むことになり、衝撃の運動エネルギの少
なくとも一部を吸収して騒音が低減される。

【００１３】前述の説明に鑑み、本発明の構造は、履帯
構成部品の衝撃を吸収して騒音を低減するように撓む、
複数の片持ち歯を有する複数のセグメント２６を利用し
て、無端履帯チェーン組立体２０を駆動するための、騒
音レベルが低減されたスプロケット組立体を提供する。

【００１４】本発明の他の形態、目的、及び利点は、図
面、開示内容、及び特許請求の範囲を検討することによ
って理解できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスプロケットを組み込んだ機械の概略
側面図である。

【図２】本発明を具体化したスプロケット組立体の概略
側面図である。

【図３】本発明を具体化したスプロケットセグメントの
拡大側面図である。

【図４】図２の線４−４に沿って見た略断面図である。

【図５】図３の全体的に線５−５に沿った拡大図であ
る。

【図６】別の実施形態を示すスプロケットセグメントの
側面図である。

【符号の説明】

１２駆動システム１４スプロケット組立体２０無端履帯チェーン組立体４２片持ち歯５０縮小横断ウェブ５２窓

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者モーリスイータフトアメリカ合衆国イリノイ州 61614 ピオーリアノースブライアーウッドレーン 5913 (72)発明者スチーブンシートッドアメリカ合衆国イリノイ州 61550 モートンウェストショアードライヴ 213 Ｆターム(参考） 3J030 AA01 AA02 AA11 BA07 BB08 BB17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸線周りを回転するようになっている駆
動スプロケット組立体であって、前記軸線周りに同心に配置され、外周縁部を有する円形
ハブ部と、前記ハブ部の前記外周縁部の周りに配置される複数のア
ーチ形セグメントと、を備え、前記アーチ形セグメント
の各々が、第１端部と、第２端部と、中間部とを有し、
前記第１及び第２端部が、先端リリーフ部を有し、前記
アーチ形セグメントには、外側へ延びる縮小横断ウェブ
を有する複数の片持ち歯部分が形成されていることを特
徴とする駆動スプロケット組立体。
【請求項２】前記セグメントが、前記先端リリーフ部
を備える湾曲面を有するアーチ形内側取り付け部と、前
記複数の歯部分を備えるアーチ形外側部と、前記歯部分
が撓むことを可能にする前記縮小横断ウェブを有する中
間部とを含むことを特徴とする請求項１に記載の駆動ス
プロケット組立体。
【請求項３】前記複数の歯部分の各々の歯部分が、前
記外側部に形成され、外側へ延び、履帯組立体噛み合い
面を含むことを特徴とする請求項２に記載の駆動スプロ
ケット組立体。
【請求項４】前記中間部が、前記履帯組立体噛み合い
面と前記内側取り付け部との間に配置される窓を形成す
る縮小横断ウェブ部を含むことを特徴とする請求項３に
記載の駆動スプロケット組立体。
【請求項５】スロットが、前記履帯組立体噛み合い面
と前記窓との間に延びていることを特徴とする請求項４
に記載の駆動スプロケット組立体。
【請求項６】前記セグメントが先端歯部分を有し、前
記先端歯部分が、隣接するセグメントの先端歯部分と相
互作用して前記窓を形成するようになっている構造を規
定することを特徴とする請求項５に記載の駆動スプロケ
ット組立体。
【請求項７】前記先端リリーフ部は、前記アーチ形内
側部に接しており、その接点から前記端部に向けて延び
ることを特徴とする請求項１に記載の駆動スプロケット
組立体。
【請求項８】前記端部と前記接点とは、７．２度から
２１度の範囲にあることを特徴とする請求項７に記載の
駆動スプロケット組立体。
【請求項９】前記先端リリーフ部は、０．１ｍｍから
０．５ｍｍの範囲にあることを特徴とする請求項８に記
載の駆動スプロケット組立体。
【請求項１０】前記窓はＵ字型であり、アーチ形上面
を有することを特徴とする請求項４に記載の駆動スプロ
ケット組立体。
【請求項１１】前記スロットは、１ｍｍから５ｍｍの
範囲にあるアーチ形の幅を有することを特徴とする請求
項５に記載の駆動スプロケット組立体。
【請求項１２】軸線周りを回転するようになっている
駆動スプロケット組立体であって、前記軸線周りに同心に配置され、外周縁部を有する円形
ハブ部と、前記ハブ部の前記外周縁部に配置される複数のアーチ形
セグメントと、を備え、前記アーチ形セグメントには複数の片持ち歯部
分が形成され、前記複数の歯部分の各々の歯部分が、縮
小横断ウェブを有し、前記アーチ形セグメントから半径
方向外側へ延びることを特徴とする前記組立体。
【請求項１３】前記アーチ形セグメントが、湾曲面を
有するアーチ形内側取り付け部と、前記歯部分を備える
外側部と、前記歯部分の撓みを制限する予め定められた
窓を有する前記縮小横断ウェブを備えるアーチ形中間部
とを含むこと特徴とする請求項１２に記載の駆動スプロ
ケット組立体。
【請求項１４】前記アーチ形セグメントが、第１端部
及び第２端部を含み、前記端部の各々が、前記歯部分が
撓む際に前記ハブ部と前記アーチ形セグメントとの間の
磨耗を低減するように、前記取り付け部の前記湾曲面に
先端リリーフ部を有することを特徴とする請求項１３に
記載の駆動スプロケット組立体。
【請求項１５】前記予め定められた窓が、Ｕ字型であ
り、アーチ形上面を有することを特徴とする請求項１４
に記載の駆動スプロケット組立体。
【請求項１６】前記窓の幅は、３４から５１ｍｍの範
囲の長さをもつ水平面と、前記水平面の中点と交差し１
４ｍｍから１７．６ｍｍの範囲で延びる垂直面とによっ
て定義され、前記水平面の前記長さを前記垂直面の前記
長さで除算した比率は、１．５から３．５の範囲にある
ことを特徴とする請求項１５に記載の駆動スプロケット
組立体。
【請求項１７】端面を備える第１及び第２部分と、湾
曲面をもつ中間部とを有し、前記第１及び第２端部には
先端リリーフ部が形成されているアーチ形駆動スプロケ
ットセグメントであって、複数の片持ち歯部分が形成さ
れ、縮小横断ウェブを有することを特徴とするアーチ形
駆動スプロケットセグメント。
【請求項１８】前記先端リリーフ部が、前記湾曲面に
接しており、接点から前記端部の前記端面へ延びている
ことを特徴とする請求項１７に記載のアーチ形駆動セグ
メント。
【請求項１９】前記端部面と前記接点とが、７．２度
から２１度の範囲の角度を有することを特徴とする請求
項１８に記載のアーチ形駆動セグメント。
【請求項２０】前記先端リリーフ部が、０．１ｍｍか
ら０．５ｍｍの範囲にあることを特徴とする請求項１９
に記載のアーチ形駆動セグメント。