スプロケット付きアイドラアセンブリ
機械（１００）用のスプロケット付きアイドラ（１１７）は、略円形の断面を有するアイドラ（１１６）のまわりに半径方向に配置された複数の歯（１２０）を含む。複数の各歯は、実質的に一定の傾斜を有する少なくとも１つの歯面（１２０ａ）を含み、複数の歯の隣接する頂点間の距離は、アイドラによって係合可能な無限軌道リンク（１１２）の隣接するピン部材（１１３）の中心軸間距離の３０％〜９０％である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概略的には、機械駆動システム用のアイドラアセンブリに関し、より詳細には、機械のトラクション装置用のスプロケット付きアイドラアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
無限軌道式の機械は通常、複数の連鎖リンクを有する無限軌道アセンブリを含み、各リンクは、地面係合トラクションパネルに連結される。隣接するリンクは、横方向に配置された無限軌道ピンを介して相互に連結されて、連続するチェーンを形成することができる。ブッシュは無限軌道ピンのまわりに配置することができ、無限軌道ピンの表面で回転可能な接触面を形成するように構成することができる。ブッシュは、スプロケット付き駆動ハブの一部と係合するように構成される。駆動モータがスプロケット付き駆動ハブを回転させると、スプロケット付き駆動ハブの歯は、ブッシュ間の空間と係合して、無限軌道リンクをハブの回転方向に移動させ、それによって機械を進ませる。
【０００３】
従来の多くの無限軌道駆動式システムでは、無限軌道チェーンが無限軌道フレームのまわりに回転するときに、アイドルホイールの表面が、各リンクの上縁部（または「摩耗面」）と接触するように構成され、特に、リンクがアイドルホイールと地面との間で回転するときに、機械の重量のほとんどの部分が各リンクの上縁部にかかる。この接触により、アイドルホイールの表面とリンクの摩耗面との間に高い摩擦係数がもたらされる。その結果、アイドルホイールと摩耗面との間のスリップまたはずれにより、アイドルホイール／リンク接触面で大量の摩耗が生じることがある。この状態が続くのを放置しておくと、場合によっては、そのような摩耗がリンクの表面の溝に広がり、一般に「スカロッピング」と呼ばれる特有の摩耗パターンをもたらす。したがって、アイドラ／無限軌道リンクの摩耗に起因する修理および交換コストを削減するために、アイドラ／無限軌道リンク接触面の摩耗を低減する無限軌道アセンブリ設計が必要とされることがある。
【０００４】
アイドラ／無限軌道リンクの摩耗を低減する少なくとも１つのシステムが、ヤマモトらによる（特許文献１）に記載されている。（特許文献１）は、複数のリンク部材を含む無限軌道アセンブリを開示しており、隣接するリンク部材は、横方向に伸びるピン部材を介して互いに連結され、ピン部材は、ピン部材のまわりに回転するように取り付けられたブッシュ部材を有する。無限軌道アセンブリはまた、第１および第２の端部部分を有するローラフレームを含み、第１および第２の端部部分は、無限軌道リンクの摩耗面との接触を減らすようにブッシュと係合するのに適した第１および第２のスプロケット付きアイドラを含む。各スプロケット間の接触面は、実質的に凹形（またはアーチ形）であり、リンクブッシュの形状および直径と実質的に一致する。
【０００５】
’７２６特許のシステムは、アイドラと無限軌道リンクとの間の接触を減らすことができ、アイドラと無限軌道リンクとの接触部で、こすれによって生じるアイドラおよび無限軌道リンクの摩耗を大幅に低減するが、それでもなお、かなり大きい騒音および振動を発生させることがある。例えば、’７２６特許のスプロケット付きアイドラアセンブリは、形状が実質的に凹形である。したがって、’７２６特許のスプロケット付きアイドラは、主に、スプロケット歯間のギャップの根元でブッシュと係合するように設計されている。その結果、車両の重量のかかり方が平らな地形上よりも劇的に変化する起伏のある地形上を進む間、ブッシュは、大きな振動および騒音を発生させるのに十分な力でギャップの根元に接触することが多い。したがって、無限軌道式の機械に付随する騒音および振動をさらに低減するために、アイドラがブッシュと接触する力を弱める、または小さくするシステムがまだ必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６，８８３，８７６号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一態様によれば、本開示は、無限軌道式機械用のアイドラを対象とし、このアイドラは、略円形の断面を有するアイドラのまわりに半径方向に配置された複数の歯を含む。複数の各歯は、実質的に一定の傾斜を有する少なくとも１つの歯面を含むことができ、複数の歯の隣接す頂点間の距離は、アイドラによって係合可能な無限軌道リンクの隣接するピン部材の中心軸間距離の３０％〜９０％である。
【０００８】
別の態様によれば、本開示は、無限軌道式機械用の無限軌道アセンブリを対象とし、この無限軌道アセンブリは、複数のリンク部材および複数のピン部材を含み、各ピン部材は、隣接するリンク部材同士を連結して無限軌道チェーンを形成するように構成される。複数の各ピン部材は、その円筒状の表面のまわりに配置されたブッシュを含むことができる。無限軌道アセンブリはまた、複数の歯が表面のまわりに配置された少なくとも１つのアイドラを含むことができ、その少なくとも１つのアイドラは、ブッシュの一部と係合し、少なくとも１つのアイドラと、複数のリンク部材の表面との間の接触を実質的に制限するように構成され、複数の歯の１つまたは複数は、実質的に一定の傾斜を有する歯面を含む。
【０００９】
別の態様によれば、本開示は、トルク出力を発生させる駆動機構と、駆動機構に動作可能に連結され、駆動機構で発生したトルク出力に応じて回転するように構成された駆動スプロケットとを含む無限軌道式機械を対象とする。無限軌道式機械はまた、複数のリンク部材および複数のピン部材を備える無限軌道アセンブリを含むことができ、各ピン部材は、隣接するリンク部材同士を連結して、無限軌道チェーンを形成するように構成される。複数の各ピン部材は、その円筒状表面のまわりに配置されたブッシュを含むことができる。無限軌道アセンブリはまた、複数の歯が表面のまわりに配置された少なくとも１つのアイドラを含むことができ、その少なくとも１つのアイドラは、ブッシュの一部と係合し、少なくとも１つのアイドラと、複数のリンク部材の表面との間の接触を実質的に制限するように構成され、複数の歯の１つまたは複数は、実質的に一定の傾斜を有する歯面を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】開示する実施形態による例示的な無限軌道式機械を示している。
【図２】開示する実施形態による、図１の無限軌道式機械の無限軌道アセンブリの例示的な一部分を示している。
【図３】開示する実施形態による例示的なスプロケット付きアイドラ／無限軌道リンク接触部の詳細な側面図を示している。
【図４】図２に示す例示的な無限軌道アセンブリで使用する例示的なスプロケット付きアイドラの側面図を示している。
【図５】開示する実施形態による例示的なスプロケット付きアイドラの部分斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、開示する実施形態による、開示する例示的な無限軌道式機械１００を示している。無限軌道式機械１００には、「連続する」無限軌道式トラクション装置を動作させることにより、駆動、推進、位置決め、および／または操縦される任意の機械を含めることができる。そのような機械には、例えば、無限軌道式トラクタ、スキッドステア、ブルドーザ、掘削機、バックホー、無限軌道ローダ、フロントショベル、または他の任意のタイプの無限軌道式機動性機械を含めることができる。無限軌道式機械１００は、駆動機構１０１と、駆動ハブ１０３に取り付けられ、駆動機構１０１に連結された駆動スプロケット１０２と、駆動スプロケット１０２によって駆動機構１０１に動作可能に連結され、駆動機構１０１によって駆動された場合に、機械を進ませるように構成された無限軌道アセンブリ１１０とを含むことができる。
【００１２】
駆動機構１０１は、トルク出力を発生させるように構成された１つまたは複数の構成要素を含むことができる。例えば、駆動機械１０１は、ガソリン、ディーゼル、天然ガス、または複合動力型のエンジンまたはタービンなどの任意で適切なタイプの内燃機関を含むことができる。代替案として、またはそれに加えて、駆動機構１０１には、電力源に電気的に接続され、電力出力からの電気エネルギの少なくとも一部を機械エネルギに変換するように構成された電気モータを含めることができる。さらに別の実施形態によれば、駆動機構は、油圧ポンプに流体連通され、ポンプによって加圧された流体をトルク出力に変換するように構成された油圧モータを含むことができる。
【００１３】
駆動スプロケット１０２は、シャフト（図示せず）を介して駆動機構１０１に連結することができ、このシャフトは駆動機構に連結されて、駆動機構１０１で発生したトルクを駆動スプロケット１０２に伝える接続器を形成することができる。例えば、駆動スプロケット１０２は、シャフト（図示せず）に結合されたハブ１０３に固定する（例えば、溶接する、ボルト留めする、焼きばめするなど）ことができるので、駆動スプロケット１０２は、駆動機構１０１で発生したトルクに応じて回転する。一実施形態によれば、駆動スプロケット１０２は、駆動シャフトを介して駆動機構に直接連結することができる。あるいは、駆動スプロケット１０２は、（ギヤボックス、変速機などの）トルク変換器を介して駆動機構１０１に連結することができて、駆動スプロケット１０２の回転は、駆動機構１０１で発生したトルクに比例する。
【００１４】
駆動スプロケット１０２は、無限軌道アセンブリ１１０の一部と係合するように構成された複数の歯１０４を含むことができるので、駆動スプロケットに加わる回転力は、無限軌道アセンブリ１１０に伝達される。駆動スプロケット１０２の歯１０４は、無限軌道アセンブリと係合してこれを回転させるのに適した任意の適切な大きさおよび形状とすることができる。一実施形態によれば、隣接する歯１０４の逃げ面は、無限軌道アセンブリ１１０の円筒状ブッシュ１１４と係合する略凹形状を形成することができる。
【００１５】
無限軌道アセンブリ１１０は、機械１００の駆動システムの地面係合部分である、「連続する」無限軌道を形成する複数の構成要素を含むことができる。トラックアセンブリ１１０は、とりわけ、複数のリンク部材１１２を有するチェーンアセンブリ１１１、ローラフレームアセンブリ１１５、スプロケット付きアイドラ１１７などの少なくとも１つのアイドラ、および複数のローラ１１８を含むことができる。上記の無限軌道アセンブリ１１０の構成要素は単なる例示であり、限定することを意図するものではない。したがって、無限軌道アセンブリ１１０は、追加した構成要素、および／または上記のものとは異なる構成要素を含むことができると考えられる。例えば、無限軌道アセンブリ１１０はまた、複数の無限軌道シュー１１９を含むことができ、この無限軌道シューは、各リンク部材１１２に固定されて、リンク部材１１２の保護用踏みつけカバーを形成する。
【００１６】
チェーンアセンブリ１１１は、互いに連結されて、連続するチェーンの地面係合無限軌道を形成する複数のリンク部材１１２を含むことができる。例えば、リンク部材１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃなどの隣接する（例えば、連続する）リンク部材は、複数のピン部材１１３を介して互いに連結することができ、各ピン部材は、ピン上に配置された回転可能なブッシュ１１４を有する。回転可能なブッシュ１１４は、駆動機構１０１によって駆動されるときに、チェーンアセンブリ１１１を駆動スプロケット１０２の回転方向に移動させることができる駆動スプロケット１０２と係合することができる。
【００１７】
ローラフレームアセンブリ１１５は、機械１００の重量の大部分を支持するための１つまたは複数のアクスル、および／または他の任意の適切な構造体を含むことができる。一実施形態によれば、ローラフレームアセンブリ１１５は、機械１００の（例えば、駆動機構１０１、駆動スプロケット１０２、運転室などの）多くの構成要素を取り付け、固定することができる、機械１００の主フレームまたはシャーシを含むことができる。図１は、単一のローラフレームアセンブリを含むとして無限軌道式機械１００を示しているが、無限軌道式機械１００は、複数のローラフレームアセンブリを含むことができると考えられる。一実施形態によれば、無限軌道式機械１００は、機械１００に付属する各無限軌道アセンブリ１１０に対して少なくとも１つのローラフレームアセンブリ１１５を含むことができる。
【００１８】
ローラフレームアセンブリ１１５は、第１の部分１１５ａおよび第２の部分１１５ｂを含むことができる。一実施形態によれば、第１の部分１１５ａは、ローラフレームアセンブリ１１５の前端部を含むことができ、第２の部分１１５ｂは、ローラフレームアセンブリ１１５の後端部を含むことができる。ローラフレームアセンブリ１１５の第１の部分１１５ａおよび第２の部分１１５ｂのそれぞれは、スプロケット付きアイドラ１１７などのアイドラをそれに取り付けるのに適したアイドラハブ１１６を含むことができる。
【００１９】
ローラフレームアセンブリ１１５は、共同してプラットフォームを形成する複数のローラ１１８を受け入れるように構成することができ、ローラフレームアセンブリ１１５は、無限軌道式機械１００の移動中に、プラットフォーム上で転がることができる。ローラ１１８には、チェーンアセンブリ１１１がローラフレームアセンブリ１１５のまわりを移動するときに、チェーンアセンブリ１１１と相互作用して、チェーンアセンブリ１１１を案内および位置決めするように構成することができる任意の適切なタイプの頑丈なホイールを含めることができる。ローラ１１８は、各ローラ１１８の一部が、実質的に、チェーンアセンブリ１１１の連鎖リンク部材１１２によって形成されたチャネル内でブッシュ１１２に乗って動くように、ローラフレームアセンブリ１１５の底部部分に取り付けることができる。
【００２０】
説明したように、第１の部分１１５ａおよび第２の部分１１５ｂのそれぞれは、スプロケット付きアイドラ１１７を取り付けることができるアイドラハブ１１６を含むことができる。スプロケット付きアイドラ１１７は、チェーンアセンブリ１１１をローラフレームアセンブリ１１５のまわりに案内し、チェーンアセンブリの位置を実質的に機械１００の下に維持するために横方向に支持する機械的な接続器を形成することができる。例えば、図１に示すように、無限軌道式機械１００が前進する場合、ローラフレームアセンブリの第１の部分１１５ａに取り付けられたスプロケット付きアイドラ１１７は、駆動スプロケット１０２からチェーンアセンブリ１１１を受け取ることができ、チェーンアセンブリ１１１をローラ１１８と係合する位置に維持しながら、チェーンアセンブリ１１１をフロント部分１１５ａのまわりに案内することができる。同様に、第２の部分１１５ｂに取り付けられたスプロケットアイドラ１１７は、ローラフレームアセンブリ１１１の下のローラ１１８からチェーンアセンブリ１１１を受け取ることができ、チェーンアセンブリ１１１を第２の部分１１５ｂのまわりに案内し、それによって、駆動スプロケット１０２が係合するチェーン位置を維持することができる。
【００２１】
図１は、「高位置駆動」機械（すなわち、高架駆動システムおよび２つのアイドルホイールを有する機械）として示されているが、開示した実施形態によるアイドラ構成は、任意の無限軌道式機械に実装できると考えられる。例えば、スプロケット付きアイドラ１１７は、長円形無限軌道機械に採用することができ、駆動システムは、非駆動ホイール、この場合はスプロケット付きアイドラ１１７と一列に配置される。このように、スプロケット付きアイドラ１１７は、このアイドラ１１７が採用される機械に付属する駆動システムの大きさ、タイプ、および構成に関係なく、任意の無限軌道式機械に採用することができる。
【００２２】
図２に示すように、スプロケット付きアイドラ１１７は、スプロケット付きアイドラ１１７の周縁部１２１のまわりに半径方向に配置された複数の歯１２０を含むことができる。複数の各歯１２０は、傾斜した複数の歯面１２０ａを含むことができ、各歯面は、リンク部材１１２のブッシュ１１４と係合するランプタイプの面を形成するように構成されている。そのような傾斜面により、ブッシュ１１４が周縁部１２１と漸進的に係合することが可能になり、それによって、ブッシュ１１４と周縁部１２１との間の急な接触によって引き起こされることのある騒音および振動が低減される。
【００２３】
複数の各歯１２０に付いている歯面１２０ａは、ブッシュ１１４とスプロケット付きアイドラ１１７との間の接触によって引き起こされる車台の騒音および振動を低減するのに適した任意の傾斜値で設計および製造することができる。一実施形態によれば、各歯面１２０ａは、一定の傾斜値（すなわち、歯面１２０ａの全長に沿った単一の傾斜値）を有することができる。しかし、各歯面１１９ａは、例えば、ブッシュが歯面の上側部分から、周縁部１２１に近い歯面の下側部分に移動するときに、歯面１２０ａの接触面をより緩やかにするために、複数の傾斜値をもつように設計することができると考えられる。図３は、スプロケット付きアイドラ１１７の歯の構成のより詳細な図を提示している。
【００２４】
図３は、歯１２０とチェーンアセンブリ１１１に付属するリンク部材１１２との間の接触部の拡大側面図を示している。図３の例示的な実施形態に示すように、各歯面１２０ａは、実質的に一定の傾斜を有することができる。一定の傾斜と比較的緩やかな傾斜角とを歯面に付与することで、リンク部材１１２のブッシュ１１４は、歯面１２０ａの下側部分に到達するときに、歯面１２０ａと接触しなくなる前に周縁部１２１と接触することができる。そのように移行することで、ブッシュ（および対応する機械の重量のかかった部分）がアイドラと急に接触するのを防止することができ、それによって、そのような急な接触に伴うことが多い過剰な振動および騒音が制限される、または最小限にされる。これは、機械が起伏のある地形を移動するときに特に有利であり、そのような地形を移動中に、横方向に不均一に動く無限軌道の移動により、機械の車台が、機械の「跳ね」および「揺れ」に伴う騒音、振動、および摩耗をより起こしやすくなることがある。
【００２５】
複数の各歯１２０は均等に離間することができ、周縁部１２１から半径方向に突出することができる。一実施形態によれば、複数の各歯１２０間の間隔は、以下のように定義することができる。
【００２６】
【数１】
【００２７】
上式で、ｄ1は、スプロケット付きアイドラ１１７のピッチ（すなわち、歯の中心と、隣接する歯の中心との間の距離）を表し、ｄ2は、リンク部材１１２のピッチ（すなわち、リンク部材１１２に取り付けられたブッシュ１１４の中心間距離）を表す。なお、式１は、例えば、ブッシュ１１４の円周、ブッシュ１１４間の距離、リンク部材１１２の大きさ、および無限軌道アセンブリ１１０のこの種の他の仕様に基づいて近似される。したがって、本開示の範囲から逸脱することなく、複数の各歯１２０の間の異なる間隔を採用することができると考えられる。したがって、式１は単なる例示であり、限定することを意図するものではない。
【００２８】
例えば、式１の代替案として、またはそれに加えて、複数の各歯間の間隔は、無限軌道アセンブリ１１０に実装されるリンク部材の寸法に基づいて、実験によって導出することができる。例えば、図３に示すように、スプロケット付きアイドラ１１７のピッチは、リンク部材１１２がスプロケット歯の頂点上に中心を置かれた場合に、リンク部材１１２の各ブッシュ１１４が、リンク部材１１２の中心にあるスプロケット歯の両側に配置された歯面１２０ａの傾斜部分でスプロケットアイドラ１１７と接触するように規定することができる。そのような間隔により、リンク部材１１２が歯面上で上下に回転できるようになり、これは、従来からのアーチ形タイプのアイドラアセンブリと比較した場合に、起伏のある地形上での移動に対する適応性を高めることができる。さらに、複数の各歯１２０の傾斜した歯面により、各ブッシュ１１４がより漸進的に周縁部１２１に着地することが可能になる。
【００２９】
別の言い方をすれば、複数の各歯１２０間の間隔は、複数の歯の隣接する頂点間の距離が、アイドラによって係合可能な無限軌道リンクの隣接するピン部材の中心軸間距離に対する所定のしきい値内に収まるように規定することができる。一実施形態によれば、複数の各歯１２０間の間隔は、複数の歯の隣接する頂点間の距離が、アイドラによって係合可能な無限軌道リンクの隣接するピン部材の中心軸間距離の３０％〜９０％になるように規定することができる。別の実施形態によれば、複数の各歯１２０間の間隔は、複数の歯の隣接する頂点間の距離が、アイドラによって係合可能な無限軌道リンクの隣接するピン部材の中心軸間距離の６０％〜７０％になるように規定することができる。さらに別の実施形態では、複数の各歯１２０間の間隔は、複数の歯の隣接する頂点間の距離が、アイドラによって係合可能な無限軌道リンクの隣接するピン部材の中心軸間距離の約２／３になるように規定することができる。
【００３０】
スプロケット付きアイドラ１１７は、単一の要素として製造できると考えられ、複数の各歯１２０は、単一部片の材料から一体で形成される。代替案として、また、図４および図５に示すように、スプロケット付きアイドラ１１７は、複数の部品から組み立てることができ、その各部品は、単独で製造しておくことができる。例えば、図４に示すように、スプロケット付きアイドラ１１７は、複数ある個々のスプロケット付き歯セグメント１２５を取り付けるための複数の穴１２４を有するアイドルホイール部分１２３を含むことができ、各セグメントは、アイドルホイール１２３に設けた穴１２４に対応する複数の穴を有する。したがって、各スプロケット歯セグメント１２５は、例えば、他の任意で適切な機械式固定装置であるナットおよびボルト、ねじ付き機械ボルト、リベットを含む固定装置１２８を使用して、アイドルホイール部分１２３に固定することができる。代替案として、またはこれに加えて、スプロケット付き歯セグメント１２５の１つまたは複数は、一時的または恒久的な溶接技術を用いてアイドルホイール１２３に固定することができる。
【００３１】
１つの例示的な実施形態によれば、各スプロケット付き歯セグメント１２５は、アイドルホイール１２３に設けた対応する溝（図示せず）に嵌入するように設計されたフランジ１２５ａを含むことができる。フランジ１２５ａは、各スプロケット付き歯セグメント１２５の正確な位置合わせを確実にするように構成することができる。さらに、フランジ１２５ａは、アイドルホイール１２３の溝内に正しく置かれて、固定された場合に、スプロケット付き歯セグメント１２５の横方向の動き、および／またはねじれを防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本明細書で開示および説明された実施形態による無限軌道アセンブリシステムは、無限軌道式機械の車台にかかわる振動、騒音、および摩耗を低減する問題解決手段を提供する。具体的には、本明細書で説明したスプロケット歯の傾斜した歯面構造および間隔により、チェーンアセンブリ１１１のリンク部材１１２が、機械の必要な負荷分散に基づいて回転することを可能にするシステムが得られる。それに対して、アーチ形ローラを利用する従来からの無限軌道アセンブリは、主に、連続する歯の逃げ面により形成された、急峻でいくぶん深い溝のために、歯面に沿って移動することができない。さらに、従来の凹凸のない（スプロケットの付いていない）アセンブリは、起伏のある地面上での負荷条件下で、より適応性のある動きを可能にするが、ブッシュ１１４のアイドラの周縁部への着地を緩やかなものにする、傾斜した接触面を持たない。
【００３３】
開示した実施形態は、無限軌道式の建設車両または鉱業用車両に関連するとして説明および図示されているが、チェーンアセンブリとアイドルホイールとの間の急な接触によって発生する振動、騒音、および摩耗を低減するか、またはなくすことが有益であり得る任意の機械環境に適用可能である。具体的には、本明細書で説明したスプロケット付きアセンブリは、チェーンとアイドラの接触部でのこすれによって発生する不必要な振動、騒音、および摩耗を低減できるので、チェーン駆動式機械に係合し、これを支持および案内するのにアイドルプーリまたはアイドルホイールを利用する機械システムにおいて特に有益であり得る。
【００３４】
ここに開示した、スプロケット付きアイドラを有する無限軌道アセンブリは、いくつかの利点を有することができる。例えば、本明細書で説明した無限軌道アセンブリは、傾斜した歯面を有するアイドラを提供し、この傾斜した歯面により、アイドラのまわりを移動しているブッシュは、負荷である重量が無限軌道全体に分散されるように、傾斜の長さ方向に沿って漸進的に移動することができるようになる。その結果として、ここに開示した無限軌道アセンブリは、無限軌道のブッシュが円周部（スプロケットの付いていないアイドラ）にこすれる、かつ／または衝突する、ならびに／あるいは一部の従来からのアイドラによって形成された、急峻なアーチ形歯面に沿ってこすれる、かつ／または衝突することに伴う振動、騒音、および摩耗を大幅に低減することができる。
【００３５】
さらに、開示した実施形態による無限軌道アセンブリは、特に、起伏のある地形で従来の無限軌道アセンブリと比較した場合に、はるかに快適な乗り心地をオペレータにもたらす。例えば、本明細書で説明した無限軌道システムは、トラクション装置に加わる重量のかかり方がずれたときに、機械が歯面間で回転するのを可能にする、傾斜したランプ形状の歯を提供し、ブッシュおよびリンク部材は、移動に対するある種の適応性を持つことができて、周囲の地形との平衡点に達することができる。それに対して、例えば、アーチ形スプロケット付きアイドラなどの従来のスプロケット付きアイドラのほとんどは、ブッシュによる重量分散の自由を十分に与えず、このため、ブッシュと歯との間の接触部に不平衡な力が生じる。ブッシュが歯間から解放されると、これらの力は対抗するものがなくなり、無限軌道アセンブリに大きな振動および騒音が発生する。
【００３６】
さらに、本明細書で開示した特定の実施形態は、複数のスプロケット付き歯セグメントを汎用性のあるアイドルホイールに取り付けることで、スプロケット付きアイドラを組み立てる問題解決策を開示している。共通のアイドルホイールを使用して、異なるスプロケット付きアイドラをカスタマイズ可能にすることで、異なる大きさおよびタイプの機械のそれぞれに対応した多数のスプロケット付きアイドラを生産し、在庫として備えることに伴う保管コスト、生産コスト、および在庫維持コストを大幅に削減することができる。例えば、製造されつつある各機械は、機械にとって必要なチェーンアセンブリのタイプおよび大きさに関係なく、同じアイドルホイールを装備することができる。製造後、次いで、機械は、適切な大きさの歯セグメントを用いてカスタマイズすることができ、この歯セグメントは、単一で一体構造のスプロケット付きアイドラよりもはるかに小さい専有面積を有し、保管コストが削減される。さらに、各機械に対して同じアイドルホイールを使用できるので、各機械に対して異なるアイドラを工業生産することに伴うコストを削減するか、またはなくすことができる。
【００３７】
さらに、個々の歯セグメントの交換を可能にするアイドラアセンブリを提供することにより、修理コストを大幅に削減することができる。例えば、機械の運転中に、１つまたは複数の歯が摩耗するか、または損傷した場合、アイドラ全体を取り外して交換する必要はなく、摩耗または損傷した歯に関係のあるセグメントのみを交換すればよい。その結果として、修理に伴う材料コストを、アイドラアセンブリの完全交換に伴うコストではなく、損傷したセグメントに限定することができる。さらに、（アイドラの外縁部のほんの数本のボルトを外せばよい）個々の歯セグメントの交換は、（無限軌道アセンブリを取り外さなければならない）アイドラ全体の交換よりもはるかに短い時間で済ますことができるので、ここに開示したシステムは、機械の休止時間およびそれにかかわる生産コストを削減することができる。
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概略的には、機械駆動システム用のアイドラアセンブリに関し、より詳細には、機械のトラクション装置用のスプロケット付きアイドラアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
無限軌道式の機械は通常、複数の連鎖リンクを有する無限軌道アセンブリを含み、各リンクは、地面係合トラクションパネルに連結される。隣接するリンクは、横方向に配置された無限軌道ピンを介して相互に連結されて、連続するチェーンを形成することができる。ブッシュは無限軌道ピンのまわりに配置することができ、無限軌道ピンの表面で回転可能な接触面を形成するように構成することができる。ブッシュは、スプロケット付き駆動ハブの一部と係合するように構成される。駆動モータがスプロケット付き駆動ハブを回転させると、スプロケット付き駆動ハブの歯は、ブッシュ間の空間と係合して、無限軌道リンクをハブの回転方向に移動させ、それによって機械を進ませる。
【０００３】
従来の多くの無限軌道駆動式システムでは、無限軌道チェーンが無限軌道フレームのまわりに回転するときに、アイドルホイールの表面が、各リンクの上縁部（または「摩耗面」）と接触するように構成され、特に、リンクがアイドルホイールと地面との間で回転するときに、機械の重量のほとんどの部分が各リンクの上縁部にかかる。この接触により、アイドルホイールの表面とリンクの摩耗面との間に高い摩擦係数がもたらされる。その結果、アイドルホイールと摩耗面との間のスリップまたはずれにより、アイドルホイール／リンク接触面で大量の摩耗が生じることがある。この状態が続くのを放置しておくと、場合によっては、そのような摩耗がリンクの表面の溝に広がり、一般に「スカロッピング」と呼ばれる特有の摩耗パターンをもたらす。したがって、アイドラ／無限軌道リンクの摩耗に起因する修理および交換コストを削減するために、アイドラ／無限軌道リンク接触面の摩耗を低減する無限軌道アセンブリ設計が必要とされることがある。
【０００４】
アイドラ／無限軌道リンクの摩耗を低減する少なくとも１つのシステムが、ヤマモトらによる（特許文献１）に記載されている。（特許文献１）は、複数のリンク部材を含む無限軌道アセンブリを開示しており、隣接するリンク部材は、横方向に伸びるピン部材を介して互いに連結され、ピン部材は、ピン部材のまわりに回転するように取り付けられたブッシュ部材を有する。無限軌道アセンブリはまた、第１および第２の端部部分を有するローラフレームを含み、第１および第２の端部部分は、無限軌道リンクの摩耗面との接触を減らすようにブッシュと係合するのに適した第１および第２のスプロケット付きアイドラを含む。各スプロケット間の接触面は、実質的に凹形（またはアーチ形）であり、リンクブッシュの形状および直径と実質的に一致する。
【０００５】
’７２６特許のシステムは、アイドラと無限軌道リンクとの間の接触を減らすことができ、アイドラと無限軌道リンクとの接触部で、こすれによって生じるアイドラおよび無限軌道リンクの摩耗を大幅に低減するが、それでもなお、かなり大きい騒音および振動を発生させることがある。例えば、’７２６特許のスプロケット付きアイドラアセンブリは、形状が実質的に凹形である。したがって、’７２６特許のスプロケット付きアイドラは、主に、スプロケット歯間のギャップの根元でブッシュと係合するように設計されている。その結果、車両の重量のかかり方が平らな地形上よりも劇的に変化する起伏のある地形上を進む間、ブッシュは、大きな振動および騒音を発生させるのに十分な力でギャップの根元に接触することが多い。したがって、無限軌道式の機械に付随する騒音および振動をさらに低減するために、アイドラがブッシュと接触する力を弱める、または小さくするシステムがまだ必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６，８８３，８７６号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一態様によれば、本開示は、無限軌道式機械用のアイドラを対象とし、このアイドラは、略円形の断面を有するアイドラのまわりに半径方向に配置された複数の歯を含む。複数の各歯は、実質的に一定の傾斜を有する少なくとも１つの歯面を含むことができ、複数の歯の隣接す頂点間の距離は、アイドラによって係合可能な無限軌道リンクの隣接するピン部材の中心軸間距離の３０％〜９０％である。
【０００８】
別の態様によれば、本開示は、無限軌道式機械用の無限軌道アセンブリを対象とし、この無限軌道アセンブリは、複数のリンク部材および複数のピン部材を含み、各ピン部材は、隣接するリンク部材同士を連結して無限軌道チェーンを形成するように構成される。複数の各ピン部材は、その円筒状の表面のまわりに配置されたブッシュを含むことができる。無限軌道アセンブリはまた、複数の歯が表面のまわりに配置された少なくとも１つのアイドラを含むことができ、その少なくとも１つのアイドラは、ブッシュの一部と係合し、少なくとも１つのアイドラと、複数のリンク部材の表面との間の接触を実質的に制限するように構成され、複数の歯の１つまたは複数は、実質的に一定の傾斜を有する歯面を含む。
【０００９】
別の態様によれば、本開示は、トルク出力を発生させる駆動機構と、駆動機構に動作可能に連結され、駆動機構で発生したトルク出力に応じて回転するように構成された駆動スプロケットとを含む無限軌道式機械を対象とする。無限軌道式機械はまた、複数のリンク部材および複数のピン部材を備える無限軌道アセンブリを含むことができ、各ピン部材は、隣接するリンク部材同士を連結して、無限軌道チェーンを形成するように構成される。複数の各ピン部材は、その円筒状表面のまわりに配置されたブッシュを含むことができる。無限軌道アセンブリはまた、複数の歯が表面のまわりに配置された少なくとも１つのアイドラを含むことができ、その少なくとも１つのアイドラは、ブッシュの一部と係合し、少なくとも１つのアイドラと、複数のリンク部材の表面との間の接触を実質的に制限するように構成され、複数の歯の１つまたは複数は、実質的に一定の傾斜を有する歯面を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】開示する実施形態による例示的な無限軌道式機械を示している。
【図２】開示する実施形態による、図１の無限軌道式機械の無限軌道アセンブリの例示的な一部分を示している。
【図３】開示する実施形態による例示的なスプロケット付きアイドラ／無限軌道リンク接触部の詳細な側面図を示している。
【図４】図２に示す例示的な無限軌道アセンブリで使用する例示的なスプロケット付きアイドラの側面図を示している。
【図５】開示する実施形態による例示的なスプロケット付きアイドラの部分斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、開示する実施形態による、開示する例示的な無限軌道式機械１００を示している。無限軌道式機械１００には、「連続する」無限軌道式トラクション装置を動作させることにより、駆動、推進、位置決め、および／または操縦される任意の機械を含めることができる。そのような機械には、例えば、無限軌道式トラクタ、スキッドステア、ブルドーザ、掘削機、バックホー、無限軌道ローダ、フロントショベル、または他の任意のタイプの無限軌道式機動性機械を含めることができる。無限軌道式機械１００は、駆動機構１０１と、駆動ハブ１０３に取り付けられ、駆動機構１０１に連結された駆動スプロケット１０２と、駆動スプロケット１０２によって駆動機構１０１に動作可能に連結され、駆動機構１０１によって駆動された場合に、機械を進ませるように構成された無限軌道アセンブリ１１０とを含むことができる。
【００１２】
駆動機構１０１は、トルク出力を発生させるように構成された１つまたは複数の構成要素を含むことができる。例えば、駆動機械１０１は、ガソリン、ディーゼル、天然ガス、または複合動力型のエンジンまたはタービンなどの任意で適切なタイプの内燃機関を含むことができる。代替案として、またはそれに加えて、駆動機構１０１には、電力源に電気的に接続され、電力出力からの電気エネルギの少なくとも一部を機械エネルギに変換するように構成された電気モータを含めることができる。さらに別の実施形態によれば、駆動機構は、油圧ポンプに流体連通され、ポンプによって加圧された流体をトルク出力に変換するように構成された油圧モータを含むことができる。
【００１３】
駆動スプロケット１０２は、シャフト（図示せず）を介して駆動機構１０１に連結することができ、このシャフトは駆動機構に連結されて、駆動機構１０１で発生したトルクを駆動スプロケット１０２に伝える接続器を形成することができる。例えば、駆動スプロケット１０２は、シャフト（図示せず）に結合されたハブ１０３に固定する（例えば、溶接する、ボルト留めする、焼きばめするなど）ことができるので、駆動スプロケット１０２は、駆動機構１０１で発生したトルクに応じて回転する。一実施形態によれば、駆動スプロケット１０２は、駆動シャフトを介して駆動機構に直接連結することができる。あるいは、駆動スプロケット１０２は、（ギヤボックス、変速機などの）トルク変換器を介して駆動機構１０１に連結することができて、駆動スプロケット１０２の回転は、駆動機構１０１で発生したトルクに比例する。
【００１４】
駆動スプロケット１０２は、無限軌道アセンブリ１１０の一部と係合するように構成された複数の歯１０４を含むことができるので、駆動スプロケットに加わる回転力は、無限軌道アセンブリ１１０に伝達される。駆動スプロケット１０２の歯１０４は、無限軌道アセンブリと係合してこれを回転させるのに適した任意の適切な大きさおよび形状とすることができる。一実施形態によれば、隣接する歯１０４の逃げ面は、無限軌道アセンブリ１１０の円筒状ブッシュ１１４と係合する略凹形状を形成することができる。
【００１５】
無限軌道アセンブリ１１０は、機械１００の駆動システムの地面係合部分である、「連続する」無限軌道を形成する複数の構成要素を含むことができる。トラックアセンブリ１１０は、とりわけ、複数のリンク部材１１２を有するチェーンアセンブリ１１１、ローラフレームアセンブリ１１５、スプロケット付きアイドラ１１７などの少なくとも１つのアイドラ、および複数のローラ１１８を含むことができる。上記の無限軌道アセンブリ１１０の構成要素は単なる例示であり、限定することを意図するものではない。したがって、無限軌道アセンブリ１１０は、追加した構成要素、および／または上記のものとは異なる構成要素を含むことができると考えられる。例えば、無限軌道アセンブリ１１０はまた、複数の無限軌道シュー１１９を含むことができ、この無限軌道シューは、各リンク部材１１２に固定されて、リンク部材１１２の保護用踏みつけカバーを形成する。
【００１６】
チェーンアセンブリ１１１は、互いに連結されて、連続するチェーンの地面係合無限軌道を形成する複数のリンク部材１１２を含むことができる。例えば、リンク部材１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃなどの隣接する（例えば、連続する）リンク部材は、複数のピン部材１１３を介して互いに連結することができ、各ピン部材は、ピン上に配置された回転可能なブッシュ１１４を有する。回転可能なブッシュ１１４は、駆動機構１０１によって駆動されるときに、チェーンアセンブリ１１１を駆動スプロケット１０２の回転方向に移動させることができる駆動スプロケット１０２と係合することができる。
【００１７】
ローラフレームアセンブリ１１５は、機械１００の重量の大部分を支持するための１つまたは複数のアクスル、および／または他の任意の適切な構造体を含むことができる。一実施形態によれば、ローラフレームアセンブリ１１５は、機械１００の（例えば、駆動機構１０１、駆動スプロケット１０２、運転室などの）多くの構成要素を取り付け、固定することができる、機械１００の主フレームまたはシャーシを含むことができる。図１は、単一のローラフレームアセンブリを含むとして無限軌道式機械１００を示しているが、無限軌道式機械１００は、複数のローラフレームアセンブリを含むことができると考えられる。一実施形態によれば、無限軌道式機械１００は、機械１００に付属する各無限軌道アセンブリ１１０に対して少なくとも１つのローラフレームアセンブリ１１５を含むことができる。
【００１８】
ローラフレームアセンブリ１１５は、第１の部分１１５ａおよび第２の部分１１５ｂを含むことができる。一実施形態によれば、第１の部分１１５ａは、ローラフレームアセンブリ１１５の前端部を含むことができ、第２の部分１１５ｂは、ローラフレームアセンブリ１１５の後端部を含むことができる。ローラフレームアセンブリ１１５の第１の部分１１５ａおよび第２の部分１１５ｂのそれぞれは、スプロケット付きアイドラ１１７などのアイドラをそれに取り付けるのに適したアイドラハブ１１６を含むことができる。
【００１９】
ローラフレームアセンブリ１１５は、共同してプラットフォームを形成する複数のローラ１１８を受け入れるように構成することができ、ローラフレームアセンブリ１１５は、無限軌道式機械１００の移動中に、プラットフォーム上で転がることができる。ローラ１１８には、チェーンアセンブリ１１１がローラフレームアセンブリ１１５のまわりを移動するときに、チェーンアセンブリ１１１と相互作用して、チェーンアセンブリ１１１を案内および位置決めするように構成することができる任意の適切なタイプの頑丈なホイールを含めることができる。ローラ１１８は、各ローラ１１８の一部が、実質的に、チェーンアセンブリ１１１の連鎖リンク部材１１２によって形成されたチャネル内でブッシュ１１２に乗って動くように、ローラフレームアセンブリ１１５の底部部分に取り付けることができる。
【００２０】
説明したように、第１の部分１１５ａおよび第２の部分１１５ｂのそれぞれは、スプロケット付きアイドラ１１７を取り付けることができるアイドラハブ１１６を含むことができる。スプロケット付きアイドラ１１７は、チェーンアセンブリ１１１をローラフレームアセンブリ１１５のまわりに案内し、チェーンアセンブリの位置を実質的に機械１００の下に維持するために横方向に支持する機械的な接続器を形成することができる。例えば、図１に示すように、無限軌道式機械１００が前進する場合、ローラフレームアセンブリの第１の部分１１５ａに取り付けられたスプロケット付きアイドラ１１７は、駆動スプロケット１０２からチェーンアセンブリ１１１を受け取ることができ、チェーンアセンブリ１１１をローラ１１８と係合する位置に維持しながら、チェーンアセンブリ１１１をフロント部分１１５ａのまわりに案内することができる。同様に、第２の部分１１５ｂに取り付けられたスプロケットアイドラ１１７は、ローラフレームアセンブリ１１１の下のローラ１１８からチェーンアセンブリ１１１を受け取ることができ、チェーンアセンブリ１１１を第２の部分１１５ｂのまわりに案内し、それによって、駆動スプロケット１０２が係合するチェーン位置を維持することができる。
【００２１】
図１は、「高位置駆動」機械（すなわち、高架駆動システムおよび２つのアイドルホイールを有する機械）として示されているが、開示した実施形態によるアイドラ構成は、任意の無限軌道式機械に実装できると考えられる。例えば、スプロケット付きアイドラ１１７は、長円形無限軌道機械に採用することができ、駆動システムは、非駆動ホイール、この場合はスプロケット付きアイドラ１１７と一列に配置される。このように、スプロケット付きアイドラ１１７は、このアイドラ１１７が採用される機械に付属する駆動システムの大きさ、タイプ、および構成に関係なく、任意の無限軌道式機械に採用することができる。
【００２２】
図２に示すように、スプロケット付きアイドラ１１７は、スプロケット付きアイドラ１１７の周縁部１２１のまわりに半径方向に配置された複数の歯１２０を含むことができる。複数の各歯１２０は、傾斜した複数の歯面１２０ａを含むことができ、各歯面は、リンク部材１１２のブッシュ１１４と係合するランプタイプの面を形成するように構成されている。そのような傾斜面により、ブッシュ１１４が周縁部１２１と漸進的に係合することが可能になり、それによって、ブッシュ１１４と周縁部１２１との間の急な接触によって引き起こされることのある騒音および振動が低減される。
【００２３】
複数の各歯１２０に付いている歯面１２０ａは、ブッシュ１１４とスプロケット付きアイドラ１１７との間の接触によって引き起こされる車台の騒音および振動を低減するのに適した任意の傾斜値で設計および製造することができる。一実施形態によれば、各歯面１２０ａは、一定の傾斜値（すなわち、歯面１２０ａの全長に沿った単一の傾斜値）を有することができる。しかし、各歯面１１９ａは、例えば、ブッシュが歯面の上側部分から、周縁部１２１に近い歯面の下側部分に移動するときに、歯面１２０ａの接触面をより緩やかにするために、複数の傾斜値をもつように設計することができると考えられる。図３は、スプロケット付きアイドラ１１７の歯の構成のより詳細な図を提示している。
【００２４】
図３は、歯１２０とチェーンアセンブリ１１１に付属するリンク部材１１２との間の接触部の拡大側面図を示している。図３の例示的な実施形態に示すように、各歯面１２０ａは、実質的に一定の傾斜を有することができる。一定の傾斜と比較的緩やかな傾斜角とを歯面に付与することで、リンク部材１１２のブッシュ１１４は、歯面１２０ａの下側部分に到達するときに、歯面１２０ａと接触しなくなる前に周縁部１２１と接触することができる。そのように移行することで、ブッシュ（および対応する機械の重量のかかった部分）がアイドラと急に接触するのを防止することができ、それによって、そのような急な接触に伴うことが多い過剰な振動および騒音が制限される、または最小限にされる。これは、機械が起伏のある地形を移動するときに特に有利であり、そのような地形を移動中に、横方向に不均一に動く無限軌道の移動により、機械の車台が、機械の「跳ね」および「揺れ」に伴う騒音、振動、および摩耗をより起こしやすくなることがある。
【００２５】
複数の各歯１２０は均等に離間することができ、周縁部１２１から半径方向に突出することができる。一実施形態によれば、複数の各歯１２０間の間隔は、以下のように定義することができる。
【００２６】
【数１】
【００２７】
上式で、ｄ1は、スプロケット付きアイドラ１１７のピッチ（すなわち、歯の中心と、隣接する歯の中心との間の距離）を表し、ｄ2は、リンク部材１１２のピッチ（すなわち、リンク部材１１２に取り付けられたブッシュ１１４の中心間距離）を表す。なお、式１は、例えば、ブッシュ１１４の円周、ブッシュ１１４間の距離、リンク部材１１２の大きさ、および無限軌道アセンブリ１１０のこの種の他の仕様に基づいて近似される。したがって、本開示の範囲から逸脱することなく、複数の各歯１２０の間の異なる間隔を採用することができると考えられる。したがって、式１は単なる例示であり、限定することを意図するものではない。
【００２８】
例えば、式１の代替案として、またはそれに加えて、複数の各歯間の間隔は、無限軌道アセンブリ１１０に実装されるリンク部材の寸法に基づいて、実験によって導出することができる。例えば、図３に示すように、スプロケット付きアイドラ１１７のピッチは、リンク部材１１２がスプロケット歯の頂点上に中心を置かれた場合に、リンク部材１１２の各ブッシュ１１４が、リンク部材１１２の中心にあるスプロケット歯の両側に配置された歯面１２０ａの傾斜部分でスプロケットアイドラ１１７と接触するように規定することができる。そのような間隔により、リンク部材１１２が歯面上で上下に回転できるようになり、これは、従来からのアーチ形タイプのアイドラアセンブリと比較した場合に、起伏のある地形上での移動に対する適応性を高めることができる。さらに、複数の各歯１２０の傾斜した歯面により、各ブッシュ１１４がより漸進的に周縁部１２１に着地することが可能になる。
【００２９】
別の言い方をすれば、複数の各歯１２０間の間隔は、複数の歯の隣接する頂点間の距離が、アイドラによって係合可能な無限軌道リンクの隣接するピン部材の中心軸間距離に対する所定のしきい値内に収まるように規定することができる。一実施形態によれば、複数の各歯１２０間の間隔は、複数の歯の隣接する頂点間の距離が、アイドラによって係合可能な無限軌道リンクの隣接するピン部材の中心軸間距離の３０％〜９０％になるように規定することができる。別の実施形態によれば、複数の各歯１２０間の間隔は、複数の歯の隣接する頂点間の距離が、アイドラによって係合可能な無限軌道リンクの隣接するピン部材の中心軸間距離の６０％〜７０％になるように規定することができる。さらに別の実施形態では、複数の各歯１２０間の間隔は、複数の歯の隣接する頂点間の距離が、アイドラによって係合可能な無限軌道リンクの隣接するピン部材の中心軸間距離の約２／３になるように規定することができる。
【００３０】
スプロケット付きアイドラ１１７は、単一の要素として製造できると考えられ、複数の各歯１２０は、単一部片の材料から一体で形成される。代替案として、また、図４および図５に示すように、スプロケット付きアイドラ１１７は、複数の部品から組み立てることができ、その各部品は、単独で製造しておくことができる。例えば、図４に示すように、スプロケット付きアイドラ１１７は、複数ある個々のスプロケット付き歯セグメント１２５を取り付けるための複数の穴１２４を有するアイドルホイール部分１２３を含むことができ、各セグメントは、アイドルホイール１２３に設けた穴１２４に対応する複数の穴を有する。したがって、各スプロケット歯セグメント１２５は、例えば、他の任意で適切な機械式固定装置であるナットおよびボルト、ねじ付き機械ボルト、リベットを含む固定装置１２８を使用して、アイドルホイール部分１２３に固定することができる。代替案として、またはこれに加えて、スプロケット付き歯セグメント１２５の１つまたは複数は、一時的または恒久的な溶接技術を用いてアイドルホイール１２３に固定することができる。
【００３１】
１つの例示的な実施形態によれば、各スプロケット付き歯セグメント１２５は、アイドルホイール１２３に設けた対応する溝（図示せず）に嵌入するように設計されたフランジ１２５ａを含むことができる。フランジ１２５ａは、各スプロケット付き歯セグメント１２５の正確な位置合わせを確実にするように構成することができる。さらに、フランジ１２５ａは、アイドルホイール１２３の溝内に正しく置かれて、固定された場合に、スプロケット付き歯セグメント１２５の横方向の動き、および／またはねじれを防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本明細書で開示および説明された実施形態による無限軌道アセンブリシステムは、無限軌道式機械の車台にかかわる振動、騒音、および摩耗を低減する問題解決手段を提供する。具体的には、本明細書で説明したスプロケット歯の傾斜した歯面構造および間隔により、チェーンアセンブリ１１１のリンク部材１１２が、機械の必要な負荷分散に基づいて回転することを可能にするシステムが得られる。それに対して、アーチ形ローラを利用する従来からの無限軌道アセンブリは、主に、連続する歯の逃げ面により形成された、急峻でいくぶん深い溝のために、歯面に沿って移動することができない。さらに、従来の凹凸のない（スプロケットの付いていない）アセンブリは、起伏のある地面上での負荷条件下で、より適応性のある動きを可能にするが、ブッシュ１１４のアイドラの周縁部への着地を緩やかなものにする、傾斜した接触面を持たない。
【００３３】
開示した実施形態は、無限軌道式の建設車両または鉱業用車両に関連するとして説明および図示されているが、チェーンアセンブリとアイドルホイールとの間の急な接触によって発生する振動、騒音、および摩耗を低減するか、またはなくすことが有益であり得る任意の機械環境に適用可能である。具体的には、本明細書で説明したスプロケット付きアセンブリは、チェーンとアイドラの接触部でのこすれによって発生する不必要な振動、騒音、および摩耗を低減できるので、チェーン駆動式機械に係合し、これを支持および案内するのにアイドルプーリまたはアイドルホイールを利用する機械システムにおいて特に有益であり得る。
【００３４】
ここに開示した、スプロケット付きアイドラを有する無限軌道アセンブリは、いくつかの利点を有することができる。例えば、本明細書で説明した無限軌道アセンブリは、傾斜した歯面を有するアイドラを提供し、この傾斜した歯面により、アイドラのまわりを移動しているブッシュは、負荷である重量が無限軌道全体に分散されるように、傾斜の長さ方向に沿って漸進的に移動することができるようになる。その結果として、ここに開示した無限軌道アセンブリは、無限軌道のブッシュが円周部（スプロケットの付いていないアイドラ）にこすれる、かつ／または衝突する、ならびに／あるいは一部の従来からのアイドラによって形成された、急峻なアーチ形歯面に沿ってこすれる、かつ／または衝突することに伴う振動、騒音、および摩耗を大幅に低減することができる。
【００３５】
さらに、開示した実施形態による無限軌道アセンブリは、特に、起伏のある地形で従来の無限軌道アセンブリと比較した場合に、はるかに快適な乗り心地をオペレータにもたらす。例えば、本明細書で説明した無限軌道システムは、トラクション装置に加わる重量のかかり方がずれたときに、機械が歯面間で回転するのを可能にする、傾斜したランプ形状の歯を提供し、ブッシュおよびリンク部材は、移動に対するある種の適応性を持つことができて、周囲の地形との平衡点に達することができる。それに対して、例えば、アーチ形スプロケット付きアイドラなどの従来のスプロケット付きアイドラのほとんどは、ブッシュによる重量分散の自由を十分に与えず、このため、ブッシュと歯との間の接触部に不平衡な力が生じる。ブッシュが歯間から解放されると、これらの力は対抗するものがなくなり、無限軌道アセンブリに大きな振動および騒音が発生する。
【００３６】
さらに、本明細書で開示した特定の実施形態は、複数のスプロケット付き歯セグメントを汎用性のあるアイドルホイールに取り付けることで、スプロケット付きアイドラを組み立てる問題解決策を開示している。共通のアイドルホイールを使用して、異なるスプロケット付きアイドラをカスタマイズ可能にすることで、異なる大きさおよびタイプの機械のそれぞれに対応した多数のスプロケット付きアイドラを生産し、在庫として備えることに伴う保管コスト、生産コスト、および在庫維持コストを大幅に削減することができる。例えば、製造されつつある各機械は、機械にとって必要なチェーンアセンブリのタイプおよび大きさに関係なく、同じアイドルホイールを装備することができる。製造後、次いで、機械は、適切な大きさの歯セグメントを用いてカスタマイズすることができ、この歯セグメントは、単一で一体構造のスプロケット付きアイドラよりもはるかに小さい専有面積を有し、保管コストが削減される。さらに、各機械に対して同じアイドルホイールを使用できるので、各機械に対して異なるアイドラを工業生産することに伴うコストを削減するか、またはなくすことができる。
【００３７】
さらに、個々の歯セグメントの交換を可能にするアイドラアセンブリを提供することにより、修理コストを大幅に削減することができる。例えば、機械の運転中に、１つまたは複数の歯が摩耗するか、または損傷した場合、アイドラ全体を取り外して交換する必要はなく、摩耗または損傷した歯に関係のあるセグメントのみを交換すればよい。その結果として、修理に伴う材料コストを、アイドラアセンブリの完全交換に伴うコストではなく、損傷したセグメントに限定することができる。さらに、（アイドラの外縁部のほんの数本のボルトを外せばよい）個々の歯セグメントの交換は、（無限軌道アセンブリを取り外さなければならない）アイドラ全体の交換よりもはるかに短い時間で済ますことができるので、ここに開示したシステムは、機械の休止時間およびそれにかかわる生産コストを削減することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械（１００）用のスプロケット付きアイドラ（１１７）であって、
略円形断面を有するアイドラ（１１６）のまわりに半径方向に配置され、実質的に一定の傾斜を有する少なくとも１つの歯面（１２０ａ）をそれぞれが備える複数の歯（１２０）を含むスプロケット付きアイドラ（１１７）において、
複数の歯の隣接する頂点間の距離は、アイドラによって係合可能な無限軌道リンク（１１２）の隣接するピン部材（１１３）の中心軸間距離の３０％〜９０％である、アイドラ。
【請求項２】
複数の歯の隣接する頂点間の距離は、無限軌道リンクの隣接するピン部材の中心軸間距離の６０％〜７０％である、請求項１に記載のアイドラ。
【請求項３】
複数の歯の隣接する頂点間の距離は、無限軌道リンクの隣接するピン部材の中心軸間距離の約２／３である、請求項１に記載のアイドラ。
【請求項４】
複数の各歯は、略三角形の断面を有する、請求項１に記載のアイドラ。
【請求項５】
各ピン部材は、その円筒状の表面のまわりに配置されたブッシュ（１１４）を含み、複数の歯の隣接する頂点間の距離は、無限軌道リンクが第１の歯の中心上に中心を置かれた場合に、無限軌道リンクに付属するブッシュ（１１４）が、第１の歯に隣接する第２の歯面の傾斜面でアイドラに接触するように規定される、請求項１に記載のアイドラ。
【請求項６】
各ピン部材は、その円筒状の表面のまわりに配置されたブッシュ（１１４）を含み、複数の歯の隣接する頂点間の距離は、無限軌道リンクが第１の歯の中心上に中心を置かれた場合に、無限軌道リンクに付属するブッシュが、第１の歯の両側に配置された各歯面の傾斜面でアイドラに接触するように規定される、請求項１に記載のアイドラ。
【請求項７】
機械用の無限軌道アセンブリであって、
複数のリンク部材（１１２）と、
それぞれが、隣接するリンク部材同士を連結して、無限軌道チェーン（１１１）を形成し、それぞれが、その円筒状の表面のまわりに配置されたブッシュ（１１４）を備える複数のピン部材（１１３）と、
複数の歯が表面のまわりに配置された少なくとも１つのアイドラ（１１７）であって、ブッシュの一部と係合し、複数のリンク部材の表面との間の接触を実質的に制限するように構成された少なくとも１つのアイドラ（１１７）と、
を含み、
複数の歯の１つまたは複数は、実質的に一定の傾斜を有する歯面（１２０ａ）を含む、無限軌道アセンブリ。
【請求項８】
アイドラのピッチは、複数の各リンク部材のピッチ未満である、請求項７に記載の無限軌道アセンブリ。
【請求項９】
アイドラのピッチは、複数の各リンク部材のピッチの約２／３である、請求項７に記載の無限軌道アセンブリ。
【請求項１】
機械（１００）用のスプロケット付きアイドラ（１１７）であって、
略円形断面を有するアイドラ（１１６）のまわりに半径方向に配置され、実質的に一定の傾斜を有する少なくとも１つの歯面（１２０ａ）をそれぞれが備える複数の歯（１２０）を含むスプロケット付きアイドラ（１１７）において、
複数の歯の隣接する頂点間の距離は、アイドラによって係合可能な無限軌道リンク（１１２）の隣接するピン部材（１１３）の中心軸間距離の３０％〜９０％である、アイドラ。
【請求項２】
複数の歯の隣接する頂点間の距離は、無限軌道リンクの隣接するピン部材の中心軸間距離の６０％〜７０％である、請求項１に記載のアイドラ。
【請求項３】
複数の歯の隣接する頂点間の距離は、無限軌道リンクの隣接するピン部材の中心軸間距離の約２／３である、請求項１に記載のアイドラ。
【請求項４】
複数の各歯は、略三角形の断面を有する、請求項１に記載のアイドラ。
【請求項５】
各ピン部材は、その円筒状の表面のまわりに配置されたブッシュ（１１４）を含み、複数の歯の隣接する頂点間の距離は、無限軌道リンクが第１の歯の中心上に中心を置かれた場合に、無限軌道リンクに付属するブッシュ（１１４）が、第１の歯に隣接する第２の歯面の傾斜面でアイドラに接触するように規定される、請求項１に記載のアイドラ。
【請求項６】
各ピン部材は、その円筒状の表面のまわりに配置されたブッシュ（１１４）を含み、複数の歯の隣接する頂点間の距離は、無限軌道リンクが第１の歯の中心上に中心を置かれた場合に、無限軌道リンクに付属するブッシュが、第１の歯の両側に配置された各歯面の傾斜面でアイドラに接触するように規定される、請求項１に記載のアイドラ。
【請求項７】
機械用の無限軌道アセンブリであって、
複数のリンク部材（１１２）と、
それぞれが、隣接するリンク部材同士を連結して、無限軌道チェーン（１１１）を形成し、それぞれが、その円筒状の表面のまわりに配置されたブッシュ（１１４）を備える複数のピン部材（１１３）と、
複数の歯が表面のまわりに配置された少なくとも１つのアイドラ（１１７）であって、ブッシュの一部と係合し、複数のリンク部材の表面との間の接触を実質的に制限するように構成された少なくとも１つのアイドラ（１１７）と、
を含み、
複数の歯の１つまたは複数は、実質的に一定の傾斜を有する歯面（１２０ａ）を含む、無限軌道アセンブリ。
【請求項８】
アイドラのピッチは、複数の各リンク部材のピッチ未満である、請求項７に記載の無限軌道アセンブリ。
【請求項９】
アイドラのピッチは、複数の各リンク部材のピッチの約２／３である、請求項７に記載の無限軌道アセンブリ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公表番号】特表２０１２−５０１２７２（Ｐ２０１２−５０１２７２Ａ）
【公表日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５２５１３９（Ｐ２０１１−５２５１３９）
【出願日】平成２１年８月２５日（２００９．８．２５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０５４８８０
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０２７７８１
【国際公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【出願人】（３９１０２０１９３）キャタピラー インコーポレイテッド (296)
【氏名又は名称原語表記】ＣＡＴＥＲＰＩＬＬＡＲ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【公表日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２５日（２００９．８．２５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０５４８８０
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０２７７８１
【国際公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【出願人】（３９１０２０１９３）キャタピラー インコーポレイテッド (296)
【氏名又は名称原語表記】ＣＡＴＥＲＰＩＬＬＡＲ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
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