JP4484118B2 - 無限軌道帯用リンク - Google Patents

Description

本発明は、建設機械の下部走行体を構成する無限軌道帯の一部品である無限軌道帯用リンクの改良に関する。

従来技術における無限軌道帯（履帯）における一部分の側面を図６で示し、図６のＸ−Ｘ断面を図７に示す。
図６および図７において、全体を符号２００で示す無限軌道帯は複数の「駒」（無限軌道帯の一単位）から構成されており、各駒は、履板Ｒと、履板Ｒに結合された無限軌道帯用リンク１０１と、隣接する駒同士を接続するピンＰ（図６、図７では、ブッシュに嵌合している）とを有している。
図６および図７において、符号Ｂは履板Ｒと無限軌道帯用リンク１０１を締結させるためのボルトを示し、符号Ｎは当該ボルトに係合する同ナットを示し、符号ＯはピンＰの中心軸を示している。

図６で示すリンク１０１では、２個所に窓孔５０が形成されている。そして、図６および図７で示す無限軌道帯用リンク１０１では、１個のリンク１０１の履板Ｒ側から窓孔５０まで貫通された貫通孔にボルトＢを挿入し、窓孔５０にナットＮを配置し、ボルトＢとナットＮとを係合させることにより、履板Ｒとリンク１０１とを締結している。

図８、図９は無限軌道帯用リンク１０１を示している。そして、図８は無限軌道帯用リンク１０１の側面を示し、図９は図８のＸ−Ｘ矢視断面を示している。

図８において、無限軌道帯用リンク１０１は、長手方向の両端部（左端部１、右端部２）にピンＰを貫通させる第１の貫通穴（左端部１側）３と、ブッシュＢｕを貫通させる第２の貫通穴（右端部２側）４とが形成されている。
図９をも参照して、第１の貫通穴３は、開口部３２と貫通孔３１とが同心に形成されており、貫通孔３１は開口部３２に比較して小径に形成されている。

図９で示すように、駒同士を連結した場合において、第２の貫通穴４の下方側の開口部４２は、図９において２点鎖線で示す別のリンク１０１（隣接する駒のリンク）における第１の貫通穴３の開口部３２（図９においてはかっこ付きの符号３２で示す）と、概略面一で向き合うように構成されている。

図８で示すように、第１の貫通穴３と第２の貫通穴４との間の領域には２つの窓孔５０、５０が形成されている。
ここで、リンク下部６の下端面（図８における下側の端面）は、履板Ｒ（図６、図７）の取付け面６ａを構成する。そして、履板取付け面６ａから履板取付け面６ａに直交する方向（図８では上下方向）に、前記窓孔５０に貫通するボルト貫通孔８０が形成されている。このボルト貫通孔８０は、たとえばドリル加工によって形成される。

図６〜図１１で示すリンク１０１では、２つの窓孔５０、５０の間にはストラット（中央柱）１０が設けられている。
これに対して、ストラット（中央柱）１０がなく、一つの窓孔のみを形成したリンクも存在する。

図１０は、図８を参照して上述した窓孔５０を、取付けボルトＢおよびナットＮを取り付けた状態で、拡大して示している。
ここで、無限軌道帯用リンク１０１は鍛造品である。そのため、窓孔５０の履板取付け面６ａ側（図１０では下側）縁部におけるナット載置位置も鍛造肌であって、図１０では明確には示されていないが、凹凸が存在する。係る凹凸が存在する窓孔５０の履板取付け面６ａ側縁部をナット用座面５０ｂとしてナットＮを載置すれば、ナットＮが傾いてしまい、ナットＮとボルトＢとが適切に係合されず、リンク１０１と履板Ｒとの締結が不確実になってしまう恐れが存在する。

ナット用座面５０ｂを確保して、ナットＮが傾くことなく、ナットＮとボルトＢとを適切に係合し、リンク１０１と履板Ｒとを確実に締結するため、従来技術においては、ナット用座面５０ｂにブローチ加工を施している。
しかし、係るブローチ加工を施すための工程が必要となり、加工工数が増加してしまうという問題が存在する。

図１１は、ピンＰおよびブッシュＢｕで結合された左右２つのリンク（リンク１０１、１０１）と、履板Ｒとを、ボルトＢおよびナットＮで締結する組立作業を行っている状態を示している。
たとえば、図８を参照すれば明らかなように、リンク１０１の窓孔５０がリンク１０１全体に占める大きさの割合は、さほど大きくはない。一方、図１１で示すように、履板Ｒは、リンク１０１に対して、かなり作業者Ｍ側に出っ張っている。
そのような状況下で、ボルトＢとナットＮとを視認しつつ、かつ、腕を伸ばしきった状態でナットＮを手で押さえて、「位置決め」をしなければならないので、リンク１０１と履板Ｒとを締結する組立作業の効率は、従来、極めて悪かった。

ここで、ナットＮを手で押さえて、「位置決め」をすることに代えて、ナットＮをリンク１０１に溶接して固定することも考えられる。
しかし、熱処理品であるリンク１０１に溶接を行うと、溶接個所が弱くなり、製品としては致命的な欠陥となる。
したがって、ナットＮをリンク１０１に溶接することは、行うべきではない。

再び図１０において、出願人が行った解析によれば、図８における窓孔５０の履板取付け面６ａ側（図１０では下側）縁部における両端部（図１０において、窓孔５０の下側縁部の左右両端部）、すなわち図１０においてハッチングを施した部分Ｃに、応力集中が発生することが明らかとなった。
ここで、係る応力集中を緩和できるように構成すれば、リンク１０１の各種寸法や重量などを軽減することができる。言い換えれば、同一の負荷に対して、リンク１０１をより軽量にすることが可能となる。
しかし、上述したような応力集中を緩和するような技術は、現時点では提案されていない。

その他の従来技術として、たとえば、噛合い歯面を鋭角に設定した履帯用連結リンクが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
しかし、係る従来技術では、２つのリンク要素を組み合わせることによって１つのリンクが構成されるため、部品点数が増加することになると共に、上述した各種問題を解消することはできない。
特開昭５９−２２０４６７号公報

本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、無限軌道帯用リンクにおける応力集中を緩和することができると共に、組立時の作業性を向上することができる無限軌道帯用リンクの提供を目的としている。

本発明の無限軌道帯用リンク（１００）は、
二つの窓孔（５，５）が形成され、その間の領域にはストラット（１０）が設けられており、
二つの窓孔（５，５）の各々における履板取付け面（６ａ）側の縁部から履板取付け面（６ａ）に到達して、履板結合用ボルト（Ｂ）を挿入するための貫通孔（８，８）が形成されており、
二つの窓孔（５，５）の各々における履板取付け面（６ａ）側の領域には補強部（７）が設けられており、
当該補強部（７）は、窓孔（５）の履板取付け面（６ａ）側の領域に位置しており、かつ、当該補強部（７）を形成しない場合に窓孔（５，５）の履板取付け面（６ａ）側の領域におけるリンク長手方向（Ｘ−Ｘ）両端部に存在する応力集中が生じる領域（Ｃ）を包含して形成されており、
前記補強部（７）には、貫通孔（８，８）の延長部（８ａ，８ａ）が形成されており、当該延長部（８ａ，８ａ）には履板結合用ボルト（Ｂ）と係合する雌ねじ（９，９）が形成されていることを特徴としている（請求項１）。

本発明において、前記履板結合用ボルトは高張力ボルトであるのが好ましい（請求項２）。

上述する構成を具備する本発明によれば、窓孔（５）の応力集中が生じる領域に補強部（７）が形成されており、その補強部（７）は履板から離隔する方向（図１の矢印Ｚ方向）に延在しているので、応力集中が生じる領域における応力集中が減少し、応力集中が減少した分だけ、強度が向上する。
そして、同一の強度であれば、本発明によれば強度が向上した分だけ、軽量化が可能となる。

また、本発明によれば、貫通孔（８）の延長部（８ａ、８ａ）には履板結合用ボルトと係合する雌ねじ（９）が形成されているので、履板結合用ボルトを別途設けたナットと係合させる必要がなく、ナットの分だけ部品点数を減少することができると共に、履板結合用ボルトとナットとを係合させるためのナットを保持する作業が不必要となる。そのため、履板とリンクとの組立作業の作業性が大幅に向上する。

従来技術においては、履板結合用ボルトにナットを締め込むためには、ナット座面を平滑にするために、ブローチ加工が必要であるが、上述のようなナットを設ける必要がない本発明によれば、ブローチ加工も不要となる。
換言すれば、本発明によれば、ブローチ加工を行うことなく、履板結合用ボルトによって履板とリンク（１００）とを結合することができる。

さらに本発明によれば、前記貫通孔（８）の内表面は平滑で、いわゆる「素通し」に構成されており、前記補強部（７）に形成された貫通孔（８）の延長部（８ａ、８ａ）に雌ねじ（９）が形成されているので、履板とリンク（１００）とを位置合わせし、履板をリンク（１００）の上方に位置させた状態で、履板とリンク（１００）とを締結するための履板結合用ボルトを、履板側のボルト孔を介して、貫通孔（８）に差し込み、履板およびリンク（１００）を軽く揺すれば、履板結合用ボルトは、雌ねじ（９）を形成した部分（延長部８ａ、８ａ）の直前の位置まで落下する。リンク（１００）の素通しの部分（貫通孔８）では、履板結合用ボルトは自由落下するからである。
その状態でボルトを回転させれば、延長部に形成された雌ねじ（９）と、履板結合用ボルトとが直ちに係合するので、履板とリンク（１００）とが速やかに結合されるのである。

これに加えて、本発明によればナットをリンク（１００）に固着する必要がないので、溶接によって熱処理品であるリンクおよびナットの強度を減少させてしまう恐れもない。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
まず、図１〜図４を参照して実施形態を説明する。

図１において、全体を符号１００で示す無限軌道帯用リンクは、図１における左端部１に第１の貫通穴３が形成されており、右端部２に第２の貫通穴４が形成されている。第１の貫通穴３および第２の貫通穴４は、共に、図示しないピンおよびブッシュが貫通するように構成されている。

図２において、第１の貫通穴３には、開口部３２と、開口部３２と同心でかつ開口部３２よりも小径の貫通孔３１とが形成されている。
従来技術を示す図９で説明したのと同様に、第２の貫通穴４の開口部４２は、隣接する駒同士を接続した際に、図示しない別のリンクの第１の貫通穴３の開口部３２と概略面一で向き合うように構成されている。

図１において、第１の貫通穴３と第２の貫通穴４との間の領域には、２つの窓孔５、５が形成されている。
また、２つの窓孔５、５の間の領域には、中央柱１０（ストラット）が設けられている。
図８で示す従来技術に係るリンク１０１と比較すれば明らかなように、実施形態に係るリンク１００の窓孔５、５の履板側縁部（図１における下縁部）は、図８の従来技術のリンク１０１における窓孔５０、５０の履板側縁部（図８における下縁部）よりも、図１において上方に持ち上がって構成されている。

図１の窓孔５、５の下縁部（履板側縁部）が、図８の窓孔５０、５０の下縁部（履板側縁部）よりも、図１において上方に持ち上がって構成されていることは、図３を参照すれば、より明らかである。
後述するように、図３では、実施形態に係るリンク１００と、図８の従来技術に係るリンク１０１とが、オーバーラップして表現されている。図３において、図８の窓孔５０、５０の下縁部（履板側縁部）に相当する個所は、ハッチングを付した領域Ｃ、Ｃ間の点線で示されている。そして、図３において、実線で示す構成は図１のリンク１００の構成であり、窓孔５、５の下縁部（履板側縁部）は、明らかに、ハッチングを付した領域Ｃ、Ｃ間の点線（図８の窓孔５０、５０の下縁部）よりも上方に構成されている。

言い換えると、図１において、実施形態におけるリンク１００の窓孔５、５の下縁部（履板側縁部）よりも下方の領域であって、従来技術のリンク１０１の窓孔５０の下縁部よりも上方に持ち上がって構成されている部分は、補強部７を形成している。
この補強部７の幅寸法（図１において紙面と垂直方向における寸法：図２における上下方向寸法）は、リンク下部６の幅寸法よりも、若干小さく形成されている。

補強部７は、従来技術に係るリンク１０１で応力集中が起きていた領域（図３および図１０において、ハッチングを付した領域Ｃ：図３については後述）に連続しており、かつ、応力集中が起きていた領域（図３および図１０の領域Ｃ）をカバーするように設けられていることによって、集中応力を緩和させる作用を奏している。

図１において、リンク下部６の下端面は履板取付け面６ａを構成している。履板取付け面６ａから窓孔５に向かって貫通孔８、８が形成されている。この貫通孔８、８は、図１の矢印Ｚ方向すなわち履板取付け面６ａに直交する方向に延在しており、ボルトＢ（図６参照：図１〜図５では図示せず）が挿入される。
貫通孔８、８の内径は、図１〜図５では図示しないボルトＢの外径よりも大きく、若干の余裕がある寸法とすることが望ましい。ボルトＢを貫通孔８、８内に挿入するのを容易にして、履板とリンクとの締結作業の効率を向上せしめるためである。

リンク１００の窓孔５、５の補強部７には、貫通孔８、８に連続する（貫通孔８、８の）延長部８ａ、８ａが穿孔されている。
貫通孔８、８の延長部８ａ、８ａは、貫通孔８、８と同軸であり、雌ねじ９、９が形成されている。
図示の実施形態では、貫通孔８、８の延長部８ａ、８ａは、窓孔５、５側に貫通するように穿孔されている。ただし、延長部８ａ、８ａは、補強部７において、「めくら孔」として穿孔されていてもよい。

図３、図４は、従来技術のリンク１０１における応力集中が、実施形態に係るリンク１００では発生しないことを、実施形態に係るリンク１００と従来技術に係るリンク１０１の応力集中発生個所とをオーバーラップさせて図示することにより、説明している。
図３、図４において、破線は従来技術に係るリンク１０１を示し、ハッチングを付して示す領域は従来技術に係るリンク１０１の応力集中個所を示している。そして図３、図４において、従来技術に係るリンク１０１に関する符号は、かっこを付して示している。

図８および図１０を参照して述べたように、従来技術に係るリンク１０１では、窓孔５０の履板取付け面６ａ側の縁部（図８および図１０における下縁部）の両端（図８および図１０における左右方向両端）の領域Ｃ（図３、図４、図８、図１０でハッチングを付した領域）には、応力集中が生じていた。

これに対して、上述する構成を具備する実施形態の無限軌道帯用リンク１００によれば、従来技術に係るリンク１０１で応力集中が生じていた領域Ｃに相当する領域には、補強部７が形成されている。係る補強部７を設けたため、前記領域Ｃに相当する領域（従来技術に係るリンクで応力集中が生じていた領域）では応力集中が生じ難くなり、或いは、応力集中が緩和される。そして、応力集中が生じ難くなり、緩和した減少した分だけ、無限軌道帯用リンク１００の強度は向上する。
そして、従来技術に係るリンク１０１と同一の強度とするならば、実施形態に係るリンク１００では、応力集中が緩和されて強度が向上した分だけ、軽量化が可能である。

また、実施形態の無限軌道帯用リンク１００によれば、補強部７には履板結合用ボルトＢと係合する雌ねじ９が形成されているので、履板結合用ボルトＢを別途設けたナットと係合させる必要がなく、履板結合用ボルトとナットとを係合させるためにナットを保持する作業が不必要となる。それに加えて、ナットの分だけ、部品点数を減少させることができる。
その結果、履板とリンク１００との組立作業の作業性が大幅に向上する。

また、従来技術においては、履板結合用ボルトにナットを締め込むためには、ブローチ加工が必要となるが、実施形態に係る無限軌道帯用リンク１００では、上述したようにナットを設ける必要がないので、ブローチ加工も不要となる。
換言すれば、実施形態によれば、多大な労力が必要となるブローチ加工を行うことなく、履板結合用ボルトのみによって履板とリンク１００とを結合することができる。

そして、切削工具（ブローチ）により切削加工を行うブローチ加工では、切削加工自体に労力を費やしてしまうことに加えて、段取り（ワークのセット等）にも多大な労力および時間を必要とする。

さらに、実施形態によれば、前記貫通孔８の内表面は平滑で、いわゆる「素通し」に構成されており、その貫通孔８の延長部８ａに雌ねじ９が形成されているので、図示しない履板とリンク１００とを位置合わせし、履板をリンク１００の上方に位置させた状態で、履板結合用ボルトＢを履板に形成されたボルト用貫通孔（図示せず）および貫通孔８に差し込み、履板およびリンク１００を軽く揺することにより、履板結合用ボルトＢは、雌ねじ９を形成した部分の直前の位置まで容易に落下する。

履板に形成されたボルト用貫通孔の内径およびリンク１００の貫通孔８の内径は、履板結合用ボルトＢより大径であり、かつ、内表面が平滑面となっているので、挿入された履板結合用ボルトＢは、履板に形成されたボルト用貫通孔および貫通孔８内を自由落下するのである。
履板結合用ボルトＢが雌ねじ９を形成した部分の直前の位置まで到達（落下）した状態で、履板結合用ボルトＢを締結方向へ回転すれば、延長部８ａに形成された雌ねじ９と履板結合用ボルトＢとが係合して、履板とリンク１００とが速やかに結合される。

これに加えて、実施形態においては、ナットをリンク１００に固着する必要がないので、溶接によって熱処理品であるリンクおよびナットの強度を減少させてしまう恐れもない。

次に、図５を参照して、参考例を説明する。
図１〜図４の実施形態では、リンク中央に２個所の窓孔５、５が形成されており、窓孔５、５の間はストラット（中央柱）１０となっている。
これに対して、図５の無限軌道帯用リンク１００Ａでは、図１の実施形態に係るリンク１００の二つの窓孔５、５が単一の窓孔５Ａとなっており、ストラット（中央柱）１０は存在しない。単一の窓孔５Ａの下縁部の中央には窪み部５１Ａが設けられている。

ストラット（中央柱）１０が存在せず、単一の窓孔５Ａが存在し、窓孔５Ａの下縁部の中央には窪み部５１Ａが設けられた、図５の参考例の無限軌道帯用リンク１００Ａは、小型の掘削機械、ブルドーザに使用される。

本発明の実施形態に係る無限軌道帯用リンクの側面図。 図１のＸ-Ｘ矢視断面図。 実施形態に係るリンクにおいて、従来技術に係るリンクの応力集中個所に相当する位置を示す側面図。 図３のＸ-Ｘ断面図。 参考例を示す無限軌道帯用リンクの側面図。 従来技術に係る無限軌道帯の構成の一部を示した側面図。 図６のＸ-Ｘ断面図。 従来技術に係る無限軌道帯用リンクの側面図。 図８のＸ-Ｘ矢視断面図。 図８の窓孔周辺を詳細に示す部分側面図。 従来技術に係る無限軌道帯用リンクの組立作業を示す説明図。

符号の説明

１・・・長手方向の第１の端部
２・・・長手方向の第２の端部
３・・・第１の貫通穴
４・・・第２の貫通穴
５・・・窓孔
６・・・リンク下部
６ａ・・・履板取付け面
７・・・補強部
８・・・貫通孔
９・・・雌ねじ
１０・・・ストラット（中央柱）
１００、１００Ａ・・・無限軌道帯用リンク

Claims (2)

1. 二つの窓孔（５，５）が形成され、その間の領域にはストラット（１０）が設けられており、
   二つの窓孔（５，５）の各々における履板取付け面（６ａ）側の縁部から履板取付け面（６ａ）に到達して、履板結合用ボルト（Ｂ）を挿入するための貫通孔（８，８）が形成されており、
   二つの窓孔（５，５）の各々における履板取付け面（６ａ）側の領域には補強部（７）が設けられており、
   当該補強部（７）は、窓孔（５）の履板取付け面（６ａ）側の領域に位置しており、かつ、当該補強部（７）を形成しない場合に窓孔（５，５）の履板取付け面（６ａ）側の領域におけるリンク長手方向（Ｘ−Ｘ）両端部に存在する応力集中が生じる領域（Ｃ）を包含して形成されており、
   前記補強部（７）には、貫通孔（８，８）の延長部（８ａ，８ａ）が形成されており、当該延長部（８ａ，８ａ）には履板結合用ボルト（Ｂ）と係合する雌ねじ（９，９）が形成されていることを特徴とする無限軌道帯用リンク。
2. 前記履板結合用ボルト（Ｂ）は高張力ボルトである請求項１の無限軌道帯用リンク。

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