履带式车辆的辊子装置和用于辊 子装置的承重轮体的制造方法 本发明涉及一种辊子装置和用于辊子装置的承重轮体的制造方法，该辊子与轮体可旋转地设置在履带式车辆的车架上，用于导引行走用的履带。
液压挖掘机、液压起重机等履带式车辆一般都由下部行走体和设在该下部行走体上的上部旋回体组成。下部行走体由车架、在该车架的两侧前后分开地设置的链轮和托辊，和在链轮与托辊之间架设的行走用履带组成。同时，在车架上，在链轮与托辊之间设置多个辊子装置，用该辊子装置导引行走用的履带。
这种在履带式车辆上用的辊子装置，例如在实开平1-98784号公报中所公开的那样，由车架、在该车架上固定地设置地支轴，和通过一对轴承在支轴的外周上可旋转地设置的导引行走用履带的承重轮体组成。同时，在承重轮体的轴向中间部分，形成可充填润滑油的贮油空间，该贮油空间中设置在承重轮体轴向两端的密封部件密封，并用充填在贮油空间中的润滑油润滑支轴与轴承的滑动面。
可是，现有技术中的承重轮体通常用在轴向左右对称的一对对开的承重轮体构成，该对开承重轮体分别用热锻造成形，然后在轴向中间部分用焊接连接而成。
但是，在制造一个承重轮体时，必须对用于形成各对开承重轮体的坯料进行在高温下加热的加热工序、将经过加热的材料用金属模具进行锻压的锻造工序、将经过锻造的各对开承重轮体进行机械加工，以形成焊接用接合部的机械加工工序，以及用焊接将各对开承重轮体的接合部接合的焊接工序。
这样，为了制造一个承重轮体，需要有加热工序、锻造工序、机械加工工序、焊接工序等多种工序，而且，由于加热工序与锻造工序所用的设备费用高，因此，就出现承重轮体制造费用上升的问题。
还有，在将各对开承重轮体焊接而形成一个承重轮体的场合，例如履带式车辆在地面凹凸很大的作业现场长期运行的场合，会出现承重轮体的焊接接合部分产生破裂，辊子装置长期不能稳定地工作等问题。
本发明鉴于现有技术中的问题，其目的在于提供一种辊子装置和用于辊子装置的承重轮体的制造方法，它能降低承重轮体的制造成本，能提高承载轮体的强度，而且使之能长期稳定地动作。
为了达到上述目的，本发明为一设置在履带式车辆的车架上、用承重轮体导引行走用履带的履带式车辆的辊子装置，其特征在于，前述承载轮体用单个的带台阶圆筒形成，圆筒在长度方向中间部分用塑性变形扩径形成鼓出部。
这样，本发明中，由于是用单个的带台阶圆筒形成承重轮体的，例如与将分别形成的多个构件用焊接接合而形成承重轮体的场合相比，可以不需要用于形成接合部的机械加工工序和焊接工序。而且，与将多个构件用焊接接合而做成的承重轮体相比，没有局部降低强度的接合部，可得到强度均匀的承重轮体。
在此场合下，前述承重轮体沿其全长最好形成基本均匀的壁厚。
还有，本发明的履带式车辆辊子装置由履带式车辆的车架、在该车架上固定地设置的支轴、和可通过一对轴承在支轴的外周上可旋转地设置的导引行走用履带的承重轮体构成，其特征为，前述承重轮体由位于长度方向两侧的在其内周嵌有各轴承的一对圆筒和位于这对圆筒之间的沿径向向外鼓出的与该圆筒部形成一体的鼓出部构成。
上述构造中，承重轮体可一边使鼓出的部分接合在行走用履带上，一边使各圆筒部分靠在履带上在支轴的周围旋转，将该履带相对于车架被导引。而且，由于该承重轮体是由各圆筒部分与胀大部分整体地形成的，所以能降低承重轮体的制造费用，而且可提高承重轮体的强度。
在此场合下，前述承重轮的圆筒部与鼓出部最好做成均匀的壁厚。
根据本发明，轴承可由嵌在承重轮体的各圆筒部内周面的筒状间隔套和筒状轴套构成，该轴套的外周侧嵌在该间隔套的内周面上，内周面则与支轴的外周面滑动连接。这样，承重轮体的圆筒部可被间隔套和轴承增强。
根据本发明，对于承重轮体的各圆筒部，可分别在各圆筒部的外周面嵌合增强用的筒体，由于此增强用的筒体常时地与履带接触，故可以保护承重轮体的各圆筒部。
按照本发明，在承重体轮的鼓出部上，在其长度方向的中间部分，设有绕其整个圆周延伸的用于增强的弯曲部分，因此可提高该鼓出部的强度。
本发明的用于辊子装置的承重轮体的制造方法由将作为承重轮体坯料的管材按一定长度切断的工序，和一边在前述管材的内周面上施加高压力，一边从长度方向两端加压，从而在前述管材的长度方向的中间部分形成鼓出部的工序组成。
根据上述制造方法，由于一边在管材的内周面上施加高压力、一边从轴向两端将该管材加压，故能使管材的轴向中间部分塑性变形，成为鼓出部，整体地形成位于管材长度方向两侧的圆筒部和位于长度方向中间的鼓出部。
本发明的用于辊子装置的承重轮体的制造方法由将作为承重轮体坯料的管材按一定长度切断的工序、用具有与鼓出部对应的环状凹陷部分的金属模对管材进行合模的工序，和一边在前述管材的内周面上施加高压力、一边从该管材的长度方向两端加压，从而使前述管材的长度方向中间部分在金属模的凹陷部分内塑性变形，形成鼓出部的工序组成。
根据上述制造方法，在将按一定长度切断的管材用金属模合模的状态下，由于一边在管材的内周面上施加高压力、一边从该管材的长度方向两端加压，因而管材的长度方向的中间部分在金属模的凹陷部分中塑性变形，能形成具有与凹陷部分对应的一定形状的鼓出部。
本发明其它目的与优点可参照附图由下面的说明而明白。
图1为采用本发明第一实施例的辊子装置的液压挖掘机的外观图。
图2为从图1的II-II箭头方向看的下侧辊子装置的纵向剖视图。
图3为在制造承重轮体时作为坯料的管材和金属模具的纵向剖视图。
图4为用金属模将管材合模时的状态的纵向剖视图。
图5为使管材塑性变形时的状态的纵向剖视图。
图6为成型状态的承重轮体的纵向剖视图。
图7为第二实施例的辊子装置的纵向剖视图。
图8为第三实施例的辊子装置的纵向剖视图。
图9为第四实施例的辊子装置的纵向剖视图。
下面，参照图1至图9，详细说明本发明的实施例。
在图1与图2中示出了本发明的第一实施例。1表示装有本实施例的辊子装置的作为履带式车辆的液压挖掘机，该液压挖掘机1由下部行走体2与可旋回地装在该下部行走体2上的上部旋回体3组成，在该上部旋回体3的前部设有可俯仰运动的用于实行挖掘作业的作业装置4。
5为构成下部行走体2的车架，该车架5具有中心架5A和一对侧架5B(图中只示出一边)，侧架5B配设在中心架5A的左右两侧并向前、后方向延伸。在侧架5B的一端设有链轮6，在其另一端设有托辊7。
8为卷绕在链轮6与托辊7上的行走用履带，通过驱动链轮6旋转，该履带8在托辊7及后述的上侧辊装置9与下侧辊装置10上被循环驱动，因而下部行走体2可以行走。
9、9为在侧架5B的上面可旋转地设置的两个上侧辊装置，该上侧辊装置9从下侧支持履带8，防止该履带8与侧架5B接触。
10、10为在侧架5B的下面可旋转地设置的多个下侧辊装置，该下侧辊装置10与链轮6及托辊7共同沿侧架5B导引履带8。
此处，该下侧辊装置10是采用本实施例的辊子装置，下面，参看图2说明下侧辊装置10。
在图中，11、11所示为左、右支架，它位于侧架5B的下面侧，构成该车架的一部分，在该各支架11之间，可旋转地支承着后述承重轮体16，而且，在支架11的下端，穿设有供后述安装螺钉13通过的螺钉通孔11A。
12为在左、右支架之间固定的支轴，该支轴12由位于轴向中间部的大直径部12A、位于轴向两端的小直径部12B、12B，以及位于小直径部12B与大直径部12A之间的、嵌合球轴承15的轴承嵌合部12C、12C组成，在其两个端面有螺纹孔12D、12D。将安装螺钉13、13穿过各支架11的螺钉通孔11A，拧入各螺纹孔12D，支轴12就可以固定在支架11之间。
14、14为位于支架11之间的、被支轴12的小直径部12B穿过的支承轴环，该支承轴环14的下端向支架11侧突出，成为支承各支架11的下端的承载部分14A。因此，液压挖掘机I的载荷通过支承轴环14以各支架11传至支轴12上。
15、15为其内圈压入嵌合在支轴12的轴承嵌合部12C上的球轴承，该球轴承15定位在支轴12的大直径部12A的端部与后述的挡圈17之间。而且，各球轴承15的外圈压入配合在承重轮体16的圆筒部16A的内周面上。
16 为通过各球轴承15在左、右支架11间可转动地设置的承重轮体，该承重轮体16由位于长度方向两端的一对圆筒部16A、16A，以及位于各圆筒部16A之间的沿径向向外加大直径的鼓出部16B构成。承重轮体16采用了例如机械结构用碳素钢管(STKM材)、锰钢(SMn材)、机械结构用碳素钢(S45C、S40、S35C)等的管材。通过对这些管材进行鼓凸加工，承重轮体16可沿其全长形成具有大致均匀的壁厚的单个的做有台阶的筒状体。
由于在圆筒部16A的内周面上嵌合有球轴承15的外圈，承重轮体16可旋转地支承在支轴12上，由于在各圆筒部16A的内周面上嵌有挡圈17、17，各球轴承15可保持止脱状态。
承重轮体16的各圆筒部16A的外周面与在履带8的内周面上突出设置的突起部8A、8A接触，而鼓出部16B则与各突起部8A接合，因此，可防止履带8从承重轮体16上脱离。还有，在承重轮体16的鼓出部16B与支轴12之间，形成贮存润滑油的贮油部18，该润滑油用于润滑各球轴承15等，该贮油部18用密封塞19闭塞。
20、20为位于承重轮体16的两端、在其与左、右支承轴环14之间设置的密封件，该密封件20由嵌合在支轴12的轴承嵌合部12C的外周面的固定密封20A，与在承重轮体16的圆筒部16A的内周面上压入的旋转密封20B组成。而且，由于在旋转密封20B上设置的各唇部常时地与固定密封20A弹性滑动接触，故密封件20可防止在贮油部18中贮存的润滑油从承重轮体16的两端向外部泄漏，同时又防止土、砂等从承重轮体16的两端侵入。
21、21为在支轴12的小直径部12B上嵌着的挡圈，该挡圈21使被支轴12的小直径部12B穿过的支承环14在轴向定位。
本实施例的下侧辊子装置10由于有如上所述的结构，该下侧辊子装置10的承重轮体16一方面在下部行走体2行走时使鼓出部16B在履带8各突起部8A之间接合，一方面在支轴12的周围旋转，从而在履带8的各突起部8A上移动。
在此场合下，在承重轮体16上经常作用液压挖掘机1的自重，而比承重轮体16则形成为单个的有台阶的筒状体。因此，与例如像用于现有技术的辊子装置的承重轮体那样，将分开形成的多个构件焊接接合而形成一个承重轮体的场合相比，本实施例的承重轮体16没有局部强度降低的接合部。因此，即使当液压挖掘机在地面显著凹凸不平的作业现场长期运行，也可防止承重轮体16破裂，使下侧辊子装置10能长期稳定地工作。
还有，由于在承重轮体16的长度方向的中间部分形成鼓出部16B，因此可以确保承重轮体16的整体强度，可以形成壁厚较薄的承重轮体16。其结果，可以在承重轮体1 6的各圆筒部16A与支轴12之间设置球轴承15，因此，与例如在承重轮体与支轴之间设置轴套的场合相比，承重轮体16的旋转性能可大幅度提高。
还有，由于整个承重轮体的壁厚较薄，因此可以使该承重轮体16轻量化，提高下侧辊子装置10的装配性能。
还有，由于整个承重轮体16的壁厚较薄，可以加大贮油部18的容积，可在该贮油部18内贮存大量的润滑油，因此可提高对球轴承15等的润滑性能，下侧辊子装置10更能长期圆滑地工作。
下面，参考图3至图6说明本实施例的承重轮体16的制造方法(鼓凸加工)。
首先，如图3所示按一定长度将作为承重轮体的坯料的机械结构用碳素钢管(STKM材)、锰钢(SMn材)、机械结构用碳素钢(S45、S40C、S35C)等的管材31切断。
准备一对开模32、32作为用于使承重轮体16成形的金属模，它从径向将管材13夹住并合模。此处，各对开模32在长度方向形成具有与管材31的外径尺寸对应的内径尺寸的半圆形小直径凹陷部分32A，在位于小直径凹陷部分32A的中间部，形成具有与承重轮体16的鼓出部16B对应的形状的大直径凹陷部分32B。
然后，如图4所示，在使管材31的长度方向的中间部分与大直径凹陷部分32B一致的情况下用各对开模32从径向将管材31合模，然后，从左、右侧将在其中心部分形成油通路33A的一对压模33、33插入对开模32的小直径凹陷部32A中，与管材31的两端接触。
在此状态下通过压模33的油路33A向管材31内导入高压油，同时，沿使各压模33相互接近的方向(箭头A方向)加压，沿轴向压缩管材31。这样，如图5所示，管材31的长度方向的中间部分就产生塑性变形(塑性流动)，在对开模32的大直径凹陷部分32B内扩大直径。
其结果，如图6所示，形成了与管材31对应的圆筒部16A，和与对开模32的大直径凹陷部分32B的形状对应的鼓出部16B，可以得到沿全长具有大致均匀的壁厚的承重轮体16。
然后，对该承重轮体16的鼓出部16B的两个端面和圆筒部16A的外周面进行高频淬火处理，在鼓出部16B的两端和圆筒部16A的外周面形成硬化层。
这样，按照本实施例的承重轮体16的制造方法，由于切断成具有一定长度尺寸的单个的管材31，一方面在此管材31的内周面上施加高压力，一方面从两端对管材31加压，所以可用冷加工形成具有圆筒部16A与鼓出部16B的单个的有台阶的筒状体承重轮体16。
因此，与例如像现有技术那样，将分开形成的多个构件焊接接合而形成一承重轮体的场合相比，在本实施例中，可以不要用于形成接合部的机械加工工序、焊接工序，而且，与用热锻造形成承重轮体的场合比较，可以不要采用加热炉的坯料加热工序，其结果，可以减少制造工作量，减少制造设备，大幅度降低承重轮体的制造费用。
图7表示本发明辊子装置的第二实施例。本实施例的特征为，沿承重轮体的鼓出部的整个圆周形成增强用的弯曲部分。在本实施例中，与前述第一实施例相同的结构要素用同一符号标出，其说明则省去。
在图中，41为本实施例的下侧辊子装置，该下侧辊子装置41由支架11、支轴12、球轴承15、密封件20及后述承重轮体42等构成。
42为用于本实施例的承重轮体，该承重轮体42由位于长度方向两端的一对圆筒部42A、42A，和位于各圆筒部42A之间的沿径向向外将直径扩大的鼓出部42B构成，还有，在该鼓出部42B的轴向中间部分，在整个圆周上朝缩径方向形成向下凹的、作为增强弯曲部分的环状凹部42C。
此处，由于承重轮体42采用了具有与圆筒部42A、鼓出部42B及环状凹部42C对应的凹陷部分的金属模，并在按一定长度尺寸切断的管材上进行上述鼓凸加工，因此可以形成沿其全长具有大致均匀的壁厚的单个带台阶筒状体。
由于本实施例具有上述的构造，形成作为单个带台阶筒状体的承重轮体，因此与像过去的技术那样，将个别形成的多个构件焊接接合而形成一承重轮体的场合相比，可以消除局部强度降低的接合部。就这一点而言，本实施例与第一实施例没有特别的差异。
但是，本实施例的承重轮体42由于在鼓出部42B上在其整个圆周设有环状凹部42C，能加强该鼓出部42B，因此能提高承重轮体42的整体强度，使下侧辊子装置41能长期稳定地工作。
图8表示本发明辊子装置的第三实施例，本实施例的特征为，在支轴与承重轮体之间嵌着的轴承由在各圆筒部的内周面上嵌着的筒状间隔套与筒状轴套构成，该轴套的外周面嵌着在该间隔套的内周面上、而其内周面则与支轴的外周面滑动接触。还有，在本实施例中，与前述各实施例相同的结构要素用同一符号标出，而其说明则略去。
在图中，51为本实施例的下侧辊子装置，该下侧辊子装置51由支架11、承重轮体16及后述的支轴52、间隔套54、筒状轴套55、浮动密封56等组成。
52为通过安装螺钉13在左、右支承架11之间固定的支轴，该支承轴52由位于轴向中间部分的大直径部52A与位于该大直径部52A的轴向两端的轴承嵌合部52B、52B构成，在其两端的端面有供安装螺钉13拧入的螺纹孔52C、52C。
53、53为位于左、右支架11之间的、被支承轴52的轴承嵌合部52B穿过的支承轴环，该支承轴环53的下端向各支架11侧突出，成为支承各支架，11的下端部的承载部分53A。还有，在各支承轴环53的内侧端面上，形成收容浮动密封56的密封收容凹座53B。
54、54为在承重轮体16的各圆筒部16A的内周上压入配合的圆筒状间隔套。该间隔套54构成支承后述轴套55的支承体。在各间隔套54的轴向两端端面上，从径向外侧向内侧形成向内倾斜逐渐缩径的锥状密封收容凹座54A。还有，在各间隔套54的内周面上，穿设有沿轴向贯通的油沟54B，该油沟54B使在承重轮体16的鼓出部16B内形成的贮油部18与密封收容凹座54A连通，将在贮油部18内贮存的润滑油供给支轴52与各筒状轴套55的滑动面、浮动密封56的滑动面等。
55、55为作为滑动轴承的筒状轴套，该筒状轴套55用例如铅青铜系的金属材料做成圆筒状，在其外侧端面上，形成法兰状的直径放大的轴环部55A。各筒状轴套55的外周面压入间隔套54的内周表面，轴套55的内周面形成与支轴52滑动的滑动面。各筒状轴套55在支轴52的大直径部52A与支承轴环53的内侧端面之间保持定位状态。
56、56为在各支承轴环53的密封收容凹座53B与各间隔套54的密封收容凹座54A之间设置的浮动密封，该浮动密封56由互相滑接的一对密封圈56A、56A与一对O形圈56B、56B组成。由于一对密封圈56A常时地滑动接触，浮动密封56可以防止在贮油部18中贮存的润滑油从承重轮体16的两端向外部泄漏，同时防止土砂等从承重轮体16的两端侵入。
由于本实施例具有上述构造，本实施例可以得到与上述各实施例相同的效果。不过，特别是本实施例，由于有在承重轮体16的各圆筒部16A的内周面上嵌着的各间隔套54和在各间隔套54的内周面上嵌着的筒状轴套55，可从内周侧增强承重轮体16的各圆筒部16A。其结果，可以延长承重轮体16的寿命，使下侧辊子装置51能更长期而稳定地工作。
图9表示本发明辊子装置的第四实施例，本实施例的特征为，在承重轮体的各圆筒部的外周面上嵌着增强用的筒体。在本实施例中，与前述各实施例相同的结构要素用同一符号代表，略去其说明。
在图中，61为本实施例的下侧辊子装置，该下侧辊子装置61由支承11、支轴62、承重轮体64、圆筒轴套65、浮动密封66、增强用筒体67等组成。
62为通过安装螺钉13在左、右支架11之间固定的支轴，该支轴62由位于轴向中间部分的大直径部62A与位于该大直径部62A的轴向两端的轴承嵌合部62B、62B构成，在其两端的端面设有供安装螺钉13拧入的螺纹孔62C、62C。
63、63为位于左、右支承架之间的、被支轴62的轴承嵌合部62B穿过的支承轴环，该支承轴环63的下端向各支架11侧突出，成为支承各支架11的下端的承载部分63A。还有，在各支承轴环63的内侧端面上，形成收容浮动密封66的密封收容凹座63B。
64为通过筒状轴套65可旋转地设置在左、右支架11间的承重轮体，该承重轮体64由位于长度方向两端的一对圆筒部64A、64A，和位于各圆筒部64A之间的沿径向向外将直径扩大的鼓出部64B构成。承重轮体64由于采用了具有与圆筒部64A及鼓出部64B对应的凹陷部分的模子，对按一定长度切成的管材进行上述鼓凸加工，故沿其全长形成具有大致均匀壁厚的单一的带台阶筒状体。还有，在承重轮体64的轴向两端端面，为了在各支承轴环63的密封收容凹座63B之间保持后述的浮动密封66，从径向外侧向内侧做成向内倾斜逐渐缩径的锥状面64C。
65、65为作为轴承的筒状轴套，该筒状轴套65用例如在高强度黄铜中埋设固体润滑剂的材料或烧结含油合金做成圆筒状。各筒状轴套65的外周面压入承重轮体64的内周面，筒状轴套65的内周面形成与支轴62滑动的滑动面。各筒状轴套65在支轴62的大直径部62A的端缘部与各挡圈17之间相对于支轴62定位。
66、66为在各支承轴环63的密封收容凹座63B与承重轮体64的锥面64C之间设置的浮动密封，该浮动密封66由互相滑接的一对密封圈66A、66A与一对O形密封圈66B、66B组成。
67、67为在承重轮体64的各圆筒部64A的外周面上分别压入配合的增强用筒体，由于该筒体67沿整个圆周覆盖承重轮体64的各圆筒部64A，因此代替各圆筒部64A地在履带8的突起部分8A上转动。
由于本实施例具有上述构造，本实施例可以得到与上述各实施例相同的效果。不过，特别是本实施例，由于在承重轮体64的各圆筒部64A的外周面上嵌着增强用筒体67，故可有效地防止承重轮体64直接与履带8对压而产生断裂与破损。其结果，可以延长承重轮体64的寿命，使下侧辊子装置61能更长期而稳定地工作。
在前述各实施例中，举例说明了将本发明的辊子装置用于下侧辊子装置的场合，但是，本发明并不限于此，它也可适用于上侧辊子装置。
上述各实施例中，履带式车辆是以油压挖掘机为例，但本发明并不局限于此，例如也可适用于油压起重机等履带式车辆中的辊子装置。
如上所详细说明的那样，本发明由于在长度方向中间部分用塑性变形将直径扩大做出鼓出部，成为单个的有台阶的筒状体，由此形成用于导引行走用履带的履带式车辆的辊子装置的承重轮体，因此，与例如将分别形成的多个构件焊接接合而形成一承重轮体的场合相比，可以不需要用于形成接合部的机械加工工序、焊接工序，能降低承重轮体的制造费用。
还有，按照本发明，与用焊接接合的由多个构件做成的承重轮体相比，由于能排除局部强度降低的接合部，可以提高承重轮体的强度，可由鼓出部提高承重轮体整体的强度，使辊子装置长期而稳定地工作。
再有，按照本发明，由于能用冷加工整体成形鼓出部与圆筒部，因此能用薄壁管材成形承重轮体，可以做到整体的小型化、轻量化。还有，由于使承重轮体的壁厚变薄，因此，在各圆筒部内设置的轴承可以用球轴承等滚动轴承构成，使承重轮体相对于支轴更灵活地旋转。