履带链节与销子的固定结构 【技术领域】
本发明涉及一种履带链节与销子的固定结构。背景技术
一般来说，在推土机和挖土机的建筑机械等的履带式车辆上的用于行驶的履带，如图12所示，是在环状的平环链51上安装有多个接触地面用的履板(图中省略)。而且，平环链51具有平行设置的多个链节52a…、52b…以及为使相向的链节52a、52b呈可摇动地连接的连接机构54。即：链节52a、52b具有用于安装图中省略的履板的中间部55和从该中间部55被凸出设置的连接部56、57，一方的连接部56被配置在链节中心线L的外侧，另一方的连接部57被配置在链节中心线L的内侧，销插入孔58被设置在连接部56上，轴衬插入孔59被设置在连接部57上。另外，连接机构54具有销子60和外配在该销子60上的轴衬61。
另外，当组装该行驶用履带时，把轴衬61装在相对地链节52a、52b的连接部57、57之间，同时把该轴衬61的端部插入轴衬插入孔59内。在该状态下把销子60插入轴衬61中。并且，把要连接在从轴衬61突出出来的销子60上的端部再插入链节52a、52b的销插入孔58、58内，并用图13所示的固定结构62来连接固定链节52(52a、52b)和销子60。
固定结构62，是在销插入孔58的开口周边与销子60的端部之间形成环状空间63，并将止动环64嵌合在该空间63内，限制销子60向反开口一侧脱出的相对移动的结构。即，在销子60的端部形成周方向凹槽65，同时在销插入孔58的开口周边处形成向轴心方向的内方减径的斜面66并由该斜面66和圆周上的凹槽65形成空间63。
但是，所述固定结构62，使成为楔子的止动环64嵌入在空间63内，从而会在周方向凹槽65中产生较大的拉伸应力。可是，一般把这种销子60的表面硬度被作成HRC50～65的较高的硬度。因此，用嵌入止动环64有时会在周方向凹槽65的底面造成脆性破坏，因而难以保持稳定的固定状态。
本发明就是为了解决以往的缺点，其目的在于提供一种可长期保持稳定的可靠性的履带链节与销子的固定结构。发明内容
本发明之1的履带链节与销子的固定结构，是由链节1和被插入链节1的销插入孔7内的销子2构成的固定结构，其特征在于，在所述销子2的端部设有周向凹槽18，由所述销插入孔7的开口周边和所述周向凹槽18形成环状空间16，同时把为限制销子2向反开口一侧脱离的相对移动的止动环17嵌合在所述环状空向16内。并且，把所述销子2的周向凹槽18底面硬度设定为低于该销子2的链节安装部分的表面硬度。
依据本发明之1的履带链节与销子的固定结构，通过把止动环17嵌合在环状空间16内，可有效防止销子2的脱出，并能使链节1和销子2在稳定状态下固定。而且，通过嵌入止动环17，既使在周向凹槽18底面产生了拉伸应力，但由于降低了周向凹槽18底面硬度，因此能防止在该周向凹槽18底面产生脆性破坏。这样，把这个固定结构用于固定推土机及液压挖土机的建设机械等车辆履带上的链节1和销子2中，这些建设机械用车辆就能得到长期稳定的可靠性。
本发明之2的履带链节与销子的固定结构，其特征在于，用退火的方法降低所述销子2的周向凹槽18的底面硬度。
依据本发明之2的履带链节与销子的固定结构，能够简单地降低销子2的周向凹槽18底面的硬度，不但有良好的生产性也能有效地防止发生脆性破坏。
本发明之3的履带链节与销子的固定结构，其特征在于，把所述销子2的周向凹槽18的底面硬度设为HRC30～45，同时把销子2的链节安装部分的表面硬度设为HRC50～65。
依据本发明之3的履带链节与销子的固定结构，作为销子2整体，可具有好的强度，而且使用该固定结构的履带也具有很好的稳定性。
在本发明之1～3的履带链节与销子的固定结构中，可采用在所述周向凹槽18底面上设置把所述止动环17从轴方向的外方向轴方向的内方引导的环状引导斜面20的结构。
依据上述履带链节与销子的固定结构，当把止动环17向环状空间16嵌入时，由于止动环17被环状引导斜面20导入，所以，嵌入操作既简单又可靠。
另外，在上述本发明之1～3的履带链节与销子的固定结构中，还能采用以下结构，即，把在链节1上的销插入孔7的开口周边上的向轴内方向减径的斜面19延长，和把销子2上的环状引导斜面20延长，假设在销子2的轴方向的内方以锐角构成交叉关系，把止动环17压入由上述部分构成的环状空间16内，通过由压入时的压缩力产生的摩擦力使止动环17难以脱出，即所谓的楔子独立状态。
在所述履带链节与销子的固定结构中，特别是如果把环状引导斜面20和销子2的轴心构成的角度定为20～60°时，那么，当履带运动时的销子2的轴向活动，主要是对止动环17产生压缩力作用。对于这个结构，例如在实公昭46-18569号公报等中公开的是卡环，对止动环产生作用的力是剪切力。通常，材料的强度是压缩强度胜过剪切强度，所以，如果是相同材料，很明确该结构是有利的。附图说明
图1是本发明的履带链节与销子的固定结构实施例的剖视图。
图2是为说明履带链节和销子之间关系的剖视图。
图3是表示根据所述固定结构的固定方法的剖视图。
图4是表示本发明的履带链节与销子的固定结构的其他实施例的剖视图。
图5是所述固定结构作用说明图。
图6是表示本发明的履带链节与销子的固定结构的另外实施例的剖视图。
图7是上述图6的固定结构作用的说明图。
图8是上述图6的固定结构变形例的剖视图。
图9是上述图6的固定结构的其他变形例的剖视图。
图10是上述图6的固定结构的另外的变形例的剖视图。
图11是本发明的固定结构的销子硬度说明图。
图12是以往履带链节与销子的固定结构的剖视图。
图13是以往固定结构的扩大剖视图。
图中：1—链节，2—销子，7—销插入孔，16—环状空间，17—止动环，18—周向凹槽，20—环状引导斜面。具体实施方式
以下，对本发明的履带链节与销子的固定结构的具体实施例，参照附图进行详细说明。图1是本固定结构的剖视图，图2是使用本固定结构的履带的主要部位的剖视图。这里，所谓履带是指在推土机和液压挖土机等建设机械等的履带式车辆上的用于车辆行驶的履带(参照图10)，所谓固定结构是指链节1和销子2的固定结构。
在图2中，3是表示其中一个链节1的第1连接部，4是表示与这个其中一个链节1的第1连接部3连接的其它链节的第2连接部。即，各链节1…在一端侧有第1连接部3，在另一端侧有第2连接部4，应作连接的相邻的链节1第1连接部3和第2连接部4，由包括该固定结构的连接机构5连接。另外，第1连接部3被设置在外侧，第2连接部4被设置在内侧，这些部分以重合状态进行连接。另外，在各链节1上，如图12所示，在第1连接部3和第2连接部4之间形成中间部，并在该中间部上安装履板。
所述连接机构5，具有所述销子2和外嵌在该销子2上的轴衬6。另外，在链节1的第1连接部3上设有销插入孔7，而在链节1的第2连接部4上设有轴衬插入孔8。即，销子2的端部从轴衬6向轴心方向的外方突出，该端部被压入销插入孔7内，轴衬6的端部被压入轴衬插入孔8内。另外，销插入孔7，其轴衬一侧的开口部被设为大直径部10，并由该大口径部10和轴衬6的外端面11以及销子2的外周面12形成空间部13，且在该空间部13内嵌入密封件15。这种情况下，轴衬6相对销子2可旋转自如地外嵌在销子上，销子2和第1连接部3被形成为一体，轴衬6和第2连接部4被形成一体，被连接的链节1、1的端部，即，第1·第2连接部3、4呈可摇动连接。另外，在销子2上设有注油孔14，该注油孔14内的油是从省略图示的通道向销子2的外周面12流出，成为销子2和轴衬6的润滑油。
而固定结构，如图1所示，由销子2与销插入孔7的开口周边所形成的环装空间16和嵌合在该环状空间16内的止动环17构成。即，在销子2的端部设有周向凹槽18，同时，在销插入孔7的开口周边上设有向轴向内方减径的斜面19，由该斜面19和周向凹槽18形成了所述环状空间16。另外，这时止动环17由被切除了一部分的环状弹性金属材料(截面为圆形)构成，并可呈弹性地扩径和减径，把在自由状态下的内径尺寸设定为小于周向凹槽18底面直径。
这时，在周向凹槽18底面上形成有将所述止动环17从轴方向的外方向轴方向的内方进行引导的环状引导斜面20。即，把该环状引导斜面20的倾斜角度β设定为小于所述斜面19的倾斜角度α，把由斜面19和环状引导斜面20形成的引导路24从入口侧向直径方向内方进行减径。另外，将斜面19向轴内方向延长和将环状引导斜面20延长所构成的角度γ为锐角。
另外，把所述销子2的周向凹槽18底面的硬度设定为低于该销子2的链节安装部分的表面硬度。即，周向凹槽18底面和其附近的表面硬度被设定为低于销子一侧的表面硬度，例如，销子2由中碳合金钢构成，把其表面硬度设定为HRC50～65，那么其底面硬度就设定在HRC30～45左右。因此，销子2，充分确保了作为销子的表面硬度。另外，作为该销子2的中心部硬度为HRC20～35。另外，所述止动环17，例如由SWC构成，其表面硬度被设定在HRC35～45左右，链节1，例如由中碳合金钢构成，其表面硬度被设定在HRC35～45。然而，作为降低硬度的方法，是在对形成周向凹槽18的销子2实施热处理时，对于要降低硬度的部位(低硬度予定部位)进行退火即可。具体地讲，就是对于销子整体，首先进行加热，然后再用喷水等进行冷却以达到淬火的目的，之后把低硬度预定部位再加热并进行缓冷。另外，在图11中，把作为HRC50～65程度的高硬度部的链节安装部分用浓色表示，把周向凹槽18底面的低硬度部(HRC30～45)用浅色表示，把销子中心部(HRC20～35)用更浅的颜色表示。
如果依据上述构成的固定结构，当把链节1和销子2进行连接固定时，如图2所示，在轴衬6被压入轴衬插入孔8内的同时，把销子2也压入销插入孔7内，形成这种状态后，再把止动环17按图3箭头所指方向嵌合在由链节1和销子2形成的环状空间16内。这时，止动环17由于是以扩径状态被嵌入，所以，用其减径力将其沿环状引导斜面20压入环状空间16内。在这种状态下，止动环17就与斜面19和环状引导斜面20接触。这时，止动环17，由于不容易从环状空间16上脱离，因此，就会从环状空间16开口部向轴方的内方压入。压入时，止动环17会受到来自斜面19及环状引导斜面20双方的与其面垂直方向的压缩应力，当压入后，通过随着残留压缩应力而产生的各面方向的摩擦力的作用，很难脱离。由于斜面19和环状引导斜面20是用假想的锐角连接，所以，止动环17可以说起到楔子的作用，所述压入可以称之为使楔子成为独立状态的过程。这样，当销子2要从链节1中脱离时(在图1中销子要向箭头C方向移动时)，在止动环17上就会受到来自与其接触的斜面19和环状引导斜面20向各面垂直方向的压缩力F1、F2。而且，止动环17由于抵抗其压缩力，就防止销子2从链节1中脱离出来。
在这种状态下，虽然由止动环17向销子2作用作为压缩力F1的反力的按压力，会在周向凹槽18底面上产生脆性破坏的力，但这时，由于周向凹槽18底面硬度被设定得较低，所以能防止发生脆性破坏。因此，链节1和销子2可在稳定状态下被牢固地连接固定。
其次，图4表示的其它实施例，这时与图2所示的固定结构不同，斜面19的内径端边缘23和凹槽18的销子轴向内方一侧的开口端边缘25大致是相同的。另外，在凹槽18的销子轴向外方一侧的开口端边缘26被设置在销子2的轴向外端边缘附近，同时其直径被设定为小于开口端边缘25。但是，斜面19的倾斜角度α与所述图1表示的固定结构一样，设定为大于环状引导斜面20的倾斜角度β。因此，环状空间16，其开口部的入口尺寸被设定为大于止动环17的截面直径D，环状空间16内部，是从开口的入口向直径方向内方进行减径。这种情况下，当然要把凹槽18底面硬度设定为低于销子2的链节安装部分的表面硬度。具体讲，就是对凹槽18底面的硬度、销子2的链节安装部分的表面硬度以及止动环17表面硬度等进行与上述具体例子同样的设定。
另外，如图4所示，在嵌入止动环17时，止动环17与斜面19的接触部A形成在由止动环17的截面所形成的第1、第2、第3、第4象限中的第4象限内的四分之一圆内，而止动环17与环状引导斜面20的接触部B形成在第2象限内的四分之一圆内。另外，通过接触部A和止动环17截面中心O的线段与通过止动环17截面中心O的垂线P形成的角度成为上述的α，通过接触部B和止动环17截面中心O的线段与垂线P形成的角度成为上述的β。
因此，从止动环17截面直径D和通过止动环17截面中心O的水平线H(与销子轴向平行的线)到与止动环17的斜面19的接触部A的尺寸d1和从水平线H到止动环17和环状引导斜面20的接触面B的尺寸d2之间的关系是：D＞(d1+d2)。另外，d1为(r·cosα)，d2为(r·cosβ)。r＝D/2。
在图4所示的固定结构中，一旦销子2向反开口部一侧脱离发生相对移动时，在静态上如图5所示，止动环17从与链节1的接触面受到与该面垂直的压缩力F2，和从销子2的接触面受到与该面垂直的压缩力F1。因此，通过选择具有可充分承受对止动环17施加的压缩力的压缩强度的材料，销子2就不会从环状空间16中脱离出来。
作为该止动环17的材质，由于必须能嵌入环状空间16内，所以最好选用弹簧钢。
另外，一般来说，把销子等安装在其它构件上，用于止动的卡环(参照实公昭46-18569号公报)所要求的强度是剪切强度，但是图4所示的结构是压缩强度。通常，材料的压缩强度要比剪切强度大，因此，很明确如果是相同材料当然是有利的。
在图4所示的固定结构中，由于把销子2的周向凹槽18的底面硬度设定为低于销子2的链节安装部分的表面硬度，所以，能有效防止在周向凹槽18底面发生脆性破坏。而且，当把止动环17嵌合到环状空间16内时，因受到环状引导斜面20的引导，所以能简单地嵌入。并且，因为设定了如上所述那样的尺寸，所以能可靠地限制销子2向反开口一侧脱离的相对移动。
在图4所示的固定结构中，最好把接触点B至其附近形成为与止动环17的外周面大致相同的曲率半径的环状面。这样，止动环17就会更稳定地嵌合在环状空间16内。
下面，图6是表示另外的实施例，这种情况下，止动环17其截面被作成略为正方形。另外，在链节1的销插入孔7开口周边上不设置斜面19。即，在销插入孔7开口周边上设有大直径部27，当该止动环17被嵌合在环状空间16内时，形成了该大直径部27的内径28端部压接在止动环17的内径端的对应面29上，止动环17的内径侧端部30处于压接在环状引导斜面20上的状态。这时，在环状引导斜面20与止动环17的倾斜面的对应面31之间形成向环状空间16入口而扩开的间隙32。
这样，当由于力的作用而发生销子向反开口部一侧脱离的相对移动时，如图7所示，止动环17会被拧向外侧，止动环17的倾斜面的对应面31会与环状引导斜面20接触。在此状态下，虽然对止动环17作用向脱离方向(图中右侧)的力，但是，该力F1是与环状引导斜面20垂直的压缩力。这种情况下，与环状引导斜面20相接触的止动环17的面积，因为其截面与为圆形的止动环时相比较变大了，所以，止动环17的压缩应力会变小。
另外，在图8中表示了在销插入孔7开口周边上形成斜面19的情况，而在图9中可看到，截面形状使用梯形的止动环17。即，在图9中，止动环17被形成为倾斜的对应面31和内径端对应面29为一起向外方扩展的斜面状，而且，两者的间隔可越靠外越大。换言之，在截面上构成了把2个斜边长度相同的三角形在其底边凸出对接的形状。为此，止动环17成为其轴心方向外侧部位33和轴心方向内侧部位34为对称形状，而且不分正反易于嵌入操作。另外，图10除使用图9出示的止动环17，还具有如图8所示的斜面19。
如上述图8～图10所示，既使在截面形状使用非圆形的止动环17的情况下，也要把凹槽18底面硬度设定为低于销子2的链节安装部分的表面硬度。这样，能有效地防止在凹槽18底面上发生脆性破坏。而且，止动环17和环状引导斜面(受压面)20的接触面积大于圆形截面，因此，光是依靠止动环17的弹性还原力，止动环17也能得到充分的摩擦力。
以上，就本发明的履带链节与销子的固定结构，以具体实施例做了说明，然而，本发明的履带链节与销子的固定结构不仅限于上述实施例，还可进行各种变更。例如，作为降低硬度的手段，可使用退火以外的手段，即，使用不进行热处理的手段。另外，在图4所示的固定结构中，也可在斜面19上形成与止动环17外周面大致相同的曲率半径的环状面，使止动环17外周面的一部分嵌合在该环状面上。这样，止动环17能以更稳定的状态被嵌合在环状空间16内。并且，作为链节1、销子2及止动环17的各种材质也不仅限于中碳钢等，只要具有适合于车辆履带所需的硬度而且能把销子2的周向凹槽18底面硬度设定为低于销子2的链节安装部分的表面硬度即可。另外，作为止动环17，其截面还可以是椭圆形或长圆形、三角形、五角形以上的多角形、半圆形、半椭圆形或半长圆形，或是半多角形等各种形状。