JP2017065499A - 履帯ピンシール - Google Patents

Abstract

【課題】リンク側シール部およびリンク部材の端面部間の空間部にダストが侵入・介在しにくく、よってリンク側シール部の摩耗が進行するのを抑制することができる履帯ピンシールを提供する。【解決手段】履帯構造における連結ピン、リンク部材およびブッシュ部材に囲まれる環状の空間内に装着される履帯ピンシールであって、リンク側シール部、ブッシュ側シール部および前記両シール部を連結する中間連結部を一体に有し、中間連結部はベロー状を呈する履帯ピンシールにおいて、リンク側シール部の外径寸法をφｄ１、ブッシュ側シール部の外径寸法をφｄ２、中間連結部の外径寸法をφｄ３として、φｄ２＞φｄ１≧φｄ３の関係を充足し、リンク側シール部の外径側にダスト溜まりの空間部を設けることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、履帯構造における連結ピンの周りをシールする履帯ピンシールに関する。本発明の履帯ピンシールは例えば、パワーショベル等の建設機械における履帯構造に用いられる。

従来から図１０に示すように、履帯構造におけるリンク部分に装着され、連結ピン１１の周りをシールする履帯ピンシール２１が知られている。この履帯ピンシール２１には、リンク部材１２およびブッシュ部材１３間の隙間（外径側の径方向隙間）ｃ_１から侵入するダスト（図示せず、侵入方向を矢印Ａにて示す）をシールする機能と、ブッシュ部材１３および連結ピン１１間の隙間（内径側の径方向隙間）ｃ_２に充填される潤滑用のグリース（図示せず）をシールする機能が求められる。また履帯ピンシール２１には、ブッシュ部材１３のガタを抑えるため、図１１に示すようにブッシュ部材１３によって軸方向に押圧されたときにこれを押し返す反発力Ｐを設定する必要がある。

図１０に示したように、履帯ピンシール２１は環状のシール材であって、その内径側を連結ピン１１の外径面部１１ａ、外径側をリンク部材１２の内径面部１２ａ、軸方向一方をリンク部材１２の端面部１２ｂおよび、軸方向他方をブッシュ部材１３の端面部１３ｂに囲まれる環状の空間１４内に装着される。また履帯ピンシール２１はその構成要素として、リンク部材１２の端面部１２ｂ側に配置されるリンク側シール部２２と、ブッシュ部材１３の端面部１３ｂ側に配置されるブッシュ側シール部２３と、両シール部２２，２３を連結する中間連結部２４とを一体に有している。中間連結部２４はその外径面に環状凸部２５を備えるとともにその内径面に環状凹部２６を備え、これにより断面略くの字状を呈するベロー状に成形されている。各部２２，２３，２４の寸法の大小関係としては、リンク側シール部２２の外径寸法をφｄ_１、ブッシュ側シール部２３の外径寸法をφｄ_２、中間連結部２４の外径寸法をφｄ_３として、
φｄ_１＝φｄ_２＞φｄ_３
の関係とされている。

実開昭５２−４０４３０号公報 実開昭５２−６１０２９号公報 ＷＯ２００２／０３６４１８

上記従来の履帯ピンシール２１では、リンク部材１２の揺動やブッシュ部材１３の挙動によるダストの侵入により、ブッシュ側シール部２３およびブッシュ部材１３間の空間部（ブッシュ側の軸方向隙間部）１４ａならびに、リンク側シール部２２およびリンク部材１２の端面部１２ｂ間の空間部（リンク側の軸方向隙間部）１４ｂにダストが侵入・介在し、ブッシュ側シール部２３やリンク側シール部２２に摩耗が生じる場合がある（摩耗の発生状況を図１に符号Ｍ_１，Ｍ_２にて示す）。その場合、摩耗により上記反発力Ｐが低下し、またこれに伴って耐ダスト性が低下することが懸念される。

尚、リンク側シール部２２およびリンク部材１２の端面部１２ｂ間の空間部１４ｂに侵入・介在するダストは、リンク部材１２およびブッシュ部材１３間の隙間ｃ_１からブッシュ側シール部２３の外径側を通過した後、一旦、中間連結部２４の外径側の空間部（溝部）１４ｃに蓄えられる。しかしながらこの空間部１４ｃは容積が小さいものである。したがってダストがこの空間部１４ｃを早期に満たしてしまい、その後ダストはリンク側シール部２２の外径側を通過する。したがってリンク側シール部２２およびリンク部材１２の端面部１２ｂ間の空間部１４ｂにダストが侵入・介在しやすい状況となっている。

本発明は以上の点に鑑みて、リンク側シール部およびリンク部材の端面部間の空間部にダストが侵入・介在しにくく、よってリンク側シール部の摩耗が進行するのを抑制することができる履帯ピンシールを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の履帯ピンシールは、履帯構造における連結ピン、リンク部材およびブッシュ部材にて囲まれる環状の空間内に装着される履帯ピンシールであって、前記リンク部材側に配置されるリンク側シール部、前記ブッシュ部材側に配置されるブッシュ側シール部および、前記両シール部を連結する中間連結部を一体に有し、前記中間連結部はその外径面に環状凸部を備えるとともにその内径面に環状凹部を備えることによりベロー状を呈する履帯ピンシールにおいて、前記リンク側シール部の外径寸法をφｄ_１、前記ブッシュ側シール部の外径寸法をφｄ_２、前記中間連結部の外径寸法をφｄ_３として、
φｄ_２＞φｄ_１≧φｄ_３・・・・（イ）式
の関係を充足し、前記リンク側シール部の外径側にダスト溜まりの空間部を設けることを特徴とする。

上記構成を備える本発明の履帯ピンシールにおいては、上記（イ）式の関係を充足することによりリンク側シール部の外径側にダスト溜まりの空間部が設けられるため、この空間部にダストを蓄えることができる。したがってリンク側シール部およびリンク部材の端面部間の空間部に侵入・介在するダストの量が低減するため、リンク側シール部の摩耗が進行するのを抑制することが可能とされる。

また、リンク側シール部のみならずブッシュ側シール部の摩耗が進行するのを抑制するには、摩耗は相対回転によって生じるので、ブッシュ側シール部をブッシュ部材に対し相対回転させないようにするのが好ましく、これを実現するには、ブッシュ側シール部にブッシュ部材に対する回り止め構造を設けることが考えられる。

したがってこの構成を備える場合には、ブッシュ側シール部がブッシュ部材に対し相対回転しないことによりブッシュ側シール部の摩耗が進行するのを抑制することが可能とされ、併せて、上記したようにリンク側シール部の外径側にダスト溜まりの空間部を設けてここにダストを蓄えることによりリンク側シール部の摩耗が進行するのを抑制することが可能とされる。

また更に、リンク側シール部にリンク部材の端面部に接触するリップ部を設けることにより、リンク側シール部およびリンク部材の端面部間の空間部に侵入・介在するダストの量を一層低減することも考えられる。

本発明によれば以上説明したように、リンク側シール部およびリンク部材の端面部間の空間部にダストが侵入・介在しにくく、よってリンク側シール部の摩耗が進行するのを抑制することができる履帯ピンシールを提供することができる。

本発明の第１実施例に係る履帯ピンシールの要部断面図 同履帯ピンシールの圧縮作動時の状態を示す要部断面図 本発明の第２実施例に係る履帯ピンシールの要部断面図 同履帯ピンシールの圧縮作動時の状態を示す要部断面図 本発明の第３実施例に係る履帯ピンシールの要部断面斜視図 本発明の第４実施例に係る履帯ピンシールの要部断面斜視図 同履帯ピンシールの要部断面図 本発明の第５実施例に係る履帯ピンシールの要部断面図 同履帯ピンシールにおける接触圧力分布を示すグラフ図 従来例に係る履帯ピンシールの要部断面図 同履帯ピンシールの圧縮作動時の状態を示す要部断面図 比較例に係る履帯ピンシールの要部断面図 同履帯ピンシールの圧縮作動時の状態を示す要部断面図

つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。

第１実施例・・・・
図１は、本発明の第１実施例に係る履帯ピンシール２１を示している。当該実施例に係る履帯ピンシール２１は、履帯構造におけるリンク部分に装着され、連結ピン１１の周りをシールする。履帯ピンシール２１には、リンク部材１２およびブッシュ部材１３間の隙間（外径側隙間）ｃ_１から侵入するダスト（図示せず、侵入方向を矢印Ａにて示す）をシールする機能が求められ、併せてブッシュ部材１３および連結ピン１１間の隙間（内径側隙間）ｃ_２に充填される潤滑用のグリース（図示せず）をシールする機能が求められる。また履帯ピンシール２１には、ブッシュ部材１３のガタ（軸方向変位）を抑えるため、図２に示すようにブッシュ部材１３によって軸方向に押圧・圧縮されたときにこれを押し返す反発力Ｐが設定される。連結ピン１１とリンク部材１２はカシメ等の固定手段によって連結されている。リンク部材１２の図における上方には、内側リンク部材（図示せず）が配置されることもある。ブッシュ部材１３は連結ピン１１およびリンク部材１２に対し相対回転可能とされ、かつ上記したように軸方向変位可能とされている。

図１に示すように、履帯ピンシール２１は所定のゴム状弾性材料によって環状に成形され、その内径側を連結ピン１１の外径面部１１ａ、外径側をリンク部材１２の内径面部１２ａ、軸方向一方をリンク部材１２の端面部１２ｂおよび、軸方向他方をブッシュ部材１３の端面部１３ｂによって囲まれる環状の空間（装着溝）１４内に装着される。

また、履帯ピンシール２１はその構成要素として、リンク部材１２の端面部１２ｂ側に配置されるリンク側シール部２２と、ブッシュ部材１３の端面部１３ｂ側に配置されるブッシュ側シール部２３と、両シール部２２，２３を連結する中間連結部２４とを一体に有している。

リンク側シール部２２およびブッシュ側シール部２３はそれぞれ径方向内方から外方へ向けて延びるリップ状に成形されている。ブッシュ側シール部２３の外径端部にはブッシュ側へ向けて環状の鍔部２７が設けられ、ブッシュ側シール部２３の内径端部にはブッシュ側に面してテーパ面状のカット部２８が設けられている。中間連結部２４はリンク側シール部２２の内径端部とブッシュ側シール部２３の同じく内径端部とを連結するように両シール部２２，２３に対し一体成形されている。また中間連結部２４はその外径面に環状凸部２５を備えるとともにその内径面に環状凹部２６を備え、これにより断面略くの字状を呈するベロー状に成形されている。

また、各部２２，２３，２４の寸法の大小関係としては、リンク側シール部２２の外径寸法をφｄ_１、ブッシュ側シール部２３の外径寸法をφｄ_２、中間連結部２４の外径寸法をφｄ_３として、
φｄ_２＞φｄ_１≧φｄ_３・・・・（イ）式
の関係を充足するように設定され、更に
φｄ_２＞φｄ_１＝φｄ_３・・・・（ロ）式
の関係を充足するように設定され、これによりリンク側シール部２２の外径側に環状を呈するダスト溜まりの空間部２９が設けられている。

上記構成の履帯ピンシール２１においては、リンク部材１２およびブッシュ部材１３間の隙間（外径側隙間）ｃ_１から侵入してきたダストがブッシュ側シール部２３の外径側を通過することがあっても、中間連結部２４の外径側の空間部１４ｃに蓄えられ、更にリンク側シール部２２の外径側のダスト溜まりの空間部２９にも蓄えられる。したがってリンク側シール部２２およびリンク部材１２の端面部１２ｂ間の空間部１４ｂに侵入・介在するダストの量を低減させることができるため、リンク側シール部２２の摩耗が進行するのを抑制することが可能とされている。

尚、上記（イ）式において、φｄ_１≧φｄ_３の関係とし、また上記（ロ）式において、φｄ_１＝φｄ_３の関係として、φｄ_１＜φｄ_３の範囲を除外したのは、以下の理由による。

すなわち、比較例として図１２に示すように、
φｄ_２＞φｄ_３＞φｄ_１・・・・（ハ）式
の関係に設定すると、ダスト溜まりの空間部２９の容積を拡大することができるが、この場合は、図１３に示すように履帯ピンシール２１がブッシュ部材１３によって軸方向に押圧されたときにこれを押し返すための反発力Ｐが小さくなり過ぎてしまう。これに対し上記（イ）式の設定によれば、空間部２９の容積を確保することができ、併せて同時に反発力Ｐを確保することができる。

第２実施例・・・・
上記第１実施例において、ブッシュ側シール部２３の外径側を通過してきたダストは、中間連結部２４の外径側の空間部１４ｃに蓄えられ、更にリンク側シール部２２の外径側のダスト溜まりの空間部２９に蓄えられるが、図３および図４に示すように、ブッシュ側シール部２３の外径端部における中間連結部２４側の端面部にテーパ面状のカット部３０を設けることにより、このカット部３０の形成による空間部３１にもダストを蓄えることができる。このブッシュ側シール部２３の外径端部における中間連結部２４側の端面部は、上記反発力Ｐの大小に影響を与えにくい部位である。したがって上記反発力Ｐを低下させることなく、ダスト貯留量を一層増大させることができる。

第３および第４実施例・・・・
上記第１および第２実施例によれば上記構成により、リンク側シール部２２の摩耗の進行を抑制することができるが、リンク側シール部２２のみならずブッシュ側シール部２３の摩耗の進行を抑制するには、以下の構成を追加するのが好適である。

すなわち上記第１および第２実施例に係る履帯ピンシール２１では、ブッシュ側シール部２３に鍔部２７やカット部２８が設けられているため、ブッシュ側シール部２３のブッシュ部材１３に対する接触面積が小さく、よって回転時の摺動抵抗が小さい。したがってブッシュ側シール部２３がブッシュ部材１３に対し相対回転しやすく、ブッシュ側シール部２３に摩耗が発生しやすい。

そこで、これに対策するため、ブッシュ側シール部２３にブッシュ部材１３に対する回り止め構造を設け、これによりブッシュ側シール部２３がブッシュ部材１３に対し相対回転しないようにする。

この例として、図５に示す第３実施例では、ブッシュ側シール部２３のブッシュ側端面に、吸盤構造３３による回り止め構造３２が設けられており、ブッシュ側シール部２３が吸盤構造３３によってブッシュ部材１３に吸着することにより、ブッシュ側シール部２３がブッシュ部材１３に対し相対回転しなくなる。したがってブッシュ側シール部２３に摩耗が発生するのを抑制することができる。吸盤構造３３は、円周方向に並べられた多数（複数）の吸盤よりなり、各吸盤がブッシュ部材１３の端面部１３ｂに吸着することによりブッシュ側シール部２３延いてはシール２１全体をブッシュ部材１３に固定する。

また、図６および図７に示す第４実施例では、ブッシュ側シール部２３のブッシュ側端面に、凹凸の係合による回り止め構造３２が設けられており、ブッシュ側シール部２３が凹凸の係合によってブッシュ部材１３に係合することにより、ブッシュ側シール部２３がブッシュ部材１３に対し相対回転しなくなる。したがってブッシュ側シール部２３に摩耗が発生するのを抑制することができる。凹凸の係合は、ブッシュ側シール部２３のブッシュ側端面に設けた凸部３４を、ブッシュ部材１３に端面部１３ｂに設けた凹部１５（図７）に対し円周方向に係合させるものとされている。

上記第３および第４実施例によれば、ブッシュ側シール部２３がブッシュ部材１３に対し相対回転しないことによりブッシュ側シール部２３の摩耗が進行するのを抑制することができ、併せて、上記（イ）式によるダスト溜まりの空間部にダストを蓄えることによりリンク側シール部の摩耗が進行するのを抑制することができる。

第５実施例・・・・
更にまた、図８に示す第５実施例のように、リンク部材１２の端面部１２ｂに接触するリップ部（シールリップ部）３５をリンク側シール部２２のリンク側端面に設けるようにしても良く、この場合は図９のグラフ図に示すように、リップ部３５によって接触面圧にピーク値Ｐ_１が立つため、リンク側シール部２２およびリンク部材１２の端面部１２ｂ間の空間部１４ｂに侵入・介在するダストの量を一層低減することができる。

上記第２乃至第５実施例のそれぞれにおいて、その他の構成は上記第１実施例と同じとされている。したがって各図に同一の符号を記載することによって説明を省略する。

１１ 連結ピン
１１ａ 外径面部
１２ リンク部材
１２ａ 内径面部
１２ｂ，１３ｂ 端面部
１３ ブッシュ部材
１４ 空間
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ 空間部
１５ 凹部
２１ 履帯ピンシール
２２ リンク側シール部
２３ ブッシュ側シール部
２４ 中間連結部
２５ 環状凸部
２６ 環状凹部
２７ 鍔部
２８，３０ カット部
２９，３１ ダスト溜まりの空間部
３２ 回り止め構造
３３ 吸盤構造
３４ 凸部
３５ リップ部（シールリップ部）

Claims (3)

1. 履帯構造における連結ピン、リンク部材およびブッシュ部材に囲まれる環状の空間内に装着される履帯ピンシールであって、
   前記リンク部材側に配置されるリンク側シール部、前記ブッシュ部材側に配置されるブッシュ側シール部および、前記両シール部を連結する中間連結部を一体に有し、
   前記中間連結部はその外径面に環状凸部を備えるとともにその内径面に環状凹部を備えることによりベロー状を呈する履帯ピンシールにおいて、
   前記リンク側シール部の外径寸法をφｄ_１、前記ブッシュ側シール部の外径寸法をφｄ_２、前記中間連結部の外径寸法をφｄ_３として、
   φｄ_２＞φｄ_１≧φｄ_３
   の関係を充足し、前記リンク側シール部の外径側にダスト溜まりの空間部を設けることを特徴とする履帯ピンシール。
2. 請求項１記載の履帯ピンシールにおいて、
   前記ブッシュ部材に対する回り止め構造を前記ブッシュ側シール部に設けたことを特徴とする履帯ピンシール。
3. 請求項１または２記載の履帯ピンシールにおいて、
   前記リンク部材の端面部に接触するリップ部を前記リンク側シール部に設けたことを特徴とする履帯ピンシール。

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