JP2018080781A - フローティングシール及びフローティングシールを備えた変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】フローティングシールのシール機能の変化を検知する。
【解決手段】回転ハウジング２０と固定ハウジング１０との間の隙間Ｇをシールするフローティングシール５０，１５０，２５０は、回転側Ｏリング５１を介して回転ハウジング２０に支持される第１シールリング５３と、第１シールリング５３と摺接可能な第２シールリング５４と、隙間Ｇから離れる方向への回転側Ｏリング５１の変位量に応じて移動する第１移動体６１，６８と、回転ハウジング２０に対して相対回転し、変位量が所定量以上となったときに第１移動体６１，６８が接触する被接触体６２，６７，３ａと、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、フローティングシール及びフローティングシールを備えた変速機に関するものである。

油圧ショベルなどのクローラ式作業機では、クローラベルト（無限軌道帯）の車軸部に、フローティングシールを備えた変速機が設けられる。

特許文献１には、固定ハウジングと回転ハウジングとの間に、一対の弾性リングと弾性リングに押圧される一対のシールリングとにより構成されるフローティングシールが設けられた変速機が開示されている。この変速機では、フローティングシールの一対のシールリング同士が摺接することによって、変速機内の潤滑油が外部に漏れることが防止されるとともに、変速機内に外部から異物が侵入することが防止される。

特開２０１３−１９９９６８号公報

特許文献１に開示される変速機では、長期間使用されるうちに泥などの異物が一対の弾性リングの間に入り込み、一対の弾性リングの間の間隔が徐々に拡がる。一対の弾性リングの間の間隔が拡がると弾性リングからシールリングに付与される押圧力が変化するため、一対のシールリングの間の接触面圧も変化する。例えば、接触面圧が低くなると、一対のシールリングの間から外部へ潤滑油が漏れ出したり、一対のシールリングの間から異物が侵入することによって変速機が故障したりするおそれがある。また、接触面圧が高くなると、一対のシールリングが焼き付くおそれがある。

このようにフローティングシールのシール機能の低下は、外部への潤滑油の漏れ出しや変速機の故障を招き、さらに潤滑油が外部へ漏れ出すと変速機が使用される環境が汚染され、変速機が故障すると修理等のために作業機による作業の中断を余儀なくされる。したがって、このような事態に至る前にフローティングシールのシール機能の低下を検出する必要がある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、フローティングシールのシール機能の低下を検知することを目的とする。

第１の発明は、フローティングシールが、第１ハウジングに設けられる第１弾性リングと、第１弾性リングを介して第１ハウジングに支持される第１シールリングと、第２ハウジングに支持され、第１シールリングと摺接可能な第２シールリングと、隙間から離れる方向への第１弾性リングの第１変位量に応じて移動する第１移動体と、第１ハウジングに対して相対回転し、第１変位量が所定量以上となったときに第１移動体が接触する被接触体と、を備えることを特徴とする。

第１の発明では、第１弾性リングの第１変位量に応じて移動する第１移動体が、第１弾性リングの第１変位量が所定量以上となったときに被接触体に接触する。このように第１移動体が被接触体に接触すると接触音が発生する。したがって、接触音の発生の有無によって、第１弾性リングの変位、すなわち、フローティングシールのシール機能の低下を検知することができる。

第２の発明は、第１移動体が、第１シールリングに固定された軸を中心として回動するレバー部材であり、レバー部材の一端は、第１弾性リングに当接しており、レバー部材の他端は、被接触体に接触可能であることを特徴とする。

第２の発明では、第１弾性リングの変位量に応じてレバー部材が回動し、第１弾性リングの変位量が所定量以上となったときにレバー部材の他端が被接触体に接触する。このように簡易な構成によって、第１弾性リングの変位量、すなわち、フローティングシールのシール機能の低下に応じて接触音を発生させることができる。

第３の発明は、第２ハウジングと第２シールリングとの間に介装される第２弾性リングをさらに備え、被接触体は、隙間から離れる方向への第２弾性リングの第２変位量に応じて移動する第２移動体であり、第１弾性リングの第１変位量と第２弾性リングの第２変位量とを合わせた量が所定量以上となったとき、第１移動体は第２移動体に接触することを特徴とする。

第３の発明では、第１弾性リングの変位量と第２弾性リングの変位量とを合わせた量が所定量以上となったときに、第１移動体と第２移動体とが接触する。このように、第１移動体と第２移動体とは、何れか一方の弾性リングの変位量ではなく、二つの弾性リングの変位量に応じて接触音を発生させる。このため、フローティングシールのシール機能の低下を精度よく検出することができる。

第４の発明は、第１移動体が、隙間とは反対側において第１弾性リングに一端が結合される棒状部材であり、棒状部材の他端は、被接触体に接触可能であることを特徴とする。

第４の発明では、第１弾性リングの変位量に応じて棒状部材が移動し、第１弾性リングの変位量が所定量以上となったときに棒状部材の他端が被接触体に接触する。このように簡易な構成によって、第１弾性リングの変位量、すなわち、フローティングシールのシール機能の低下に応じて接触音を発生させることができる。

第５の発明は、第１移動体が、第１シールリングの周方向に沿って等間隔に複数配置されることを特徴とする。

第５の発明では、複数の第１移動体が、第１シールリングの周方向に沿って等間隔に配置される。このように、複数の第１移動体が等間隔で配置されることで、フローティングシールに対して不特定の方向から異物が侵入しシール機能が低下したとしても、シール機能が低下した箇所の近くに配置される第１移動体が被接触体に接触することで接触音が発生する。したがって、フローティングシールのシール機能の低下を精度よく検出することができる。

第６の発明は、第１から第４の発明のフローティングシールを備えた変速機であって、第１ハウジングは、駆動源を収容する固定ハウジングであり、第２ハウジングは、第１ハウジングとの間に駆動源の出力回転を変速する変速機構を収容し、駆動源の回転に応じて回転駆動される回転ハウジングであり、第１移動体は、第２ハウジングの回転軸が略水平となるように変速機が配置されるとき、第１ハウジングの鉛直方向下側の部分に位置するように設けられることを特徴とする。

第６の発明では、第１移動体は、固定ハウジングに設けられる弾性リングの変位量に応じて移動するものであって、固定ハウジングの鉛直方向下側の部分に配置される。ここで、固定ハウジングに設けられる弾性リングを押圧する異物は、弾性リングの鉛直方向下側の部分において流入しやすい。したがって、第１移動体を固定ハウジングの鉛直方向下側の部分に配置しておくことで弾性リングの変位、すなわち、フローティングシールのシール機能の低下を精度よく検出することができる。

第７の発明は、第３の発明のフローティングシールを備えた変速機であって、第２ハウジングは、駆動源を収容する固定ハウジングであり、第１ハウジングは、第２ハウジングとの間に駆動源の出力回転を変速する変速機構を収容し、駆動源の回転に応じて回転駆動される回転ハウジングであり、第２移動体は、第１ハウジングの回転軸が略水平となるように変速機が配置されるとき、第２ハウジングの鉛直方向下側の部分に位置するように設けられることを特徴とする。

第７の発明では、第２移動体は、固定ハウジングに設けられる弾性リングの変位量に応じて移動するものであって、固定ハウジングの鉛直方向下側の部分に配置される。ここで、固定ハウジングに設けられる弾性リングを押圧する異物は、弾性リングの鉛直方向下側の部分において流入しやすい。したがって、第２移動体を固定ハウジングの鉛直方向下側の部分に配置しておくことで弾性リングの変位、すなわち、フローティングシールのシール機能の低下を精度よく検出することができる。

本発明によれば、フローティングシールのシール機能の低下を検知することができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係るフローティングシールを備えた変速機の断面図である。 図２は、図１のフローティングシールの部分を拡大して示した部分断面拡大図である。 図３は、図２のIII−III線に沿う断面図である。 図４は、本発明の第１実施形態に係るフローティングシールの弾性リングが変位した状態を示す図である。 図５は、本発明の第２実施形態に係るフローティングシールを備えた変速機の断面図である。 図６は、本発明の第３実施形態に係るフローティングシールを備えた変速機の断面図である。 図７は、図６のVII−VII線に沿う断面図である。 図８は、本発明の第３実施形態に係るフローティングシールの弾性リングが変位した状態を示す図である。

＜第１実施形態＞
以下、図１から図４を参照して、本発明の第１実施形態に係るフローティングシール５０およびフローティングシール５０を備える変速機１００について説明する。

変速機１００は、例えば、油圧ショベルなどのクローラ式作業機の車軸部に設けられてクローラベルトを駆動する走行モータに用いられる。駆動装置としての走行モータは、駆動源としての油圧モータ１と、油圧モータ１のシャフト３１の出力回転を減速する変速機１００と、を備える。

変速機１００は、第２ハウジングとしての固定ハウジング１０と、固定ハウジング１０に対して相対的に回転作動する円筒状の第１ハウジングとしての回転ハウジング２０と、を備える。回転ハウジング２０の外周面にはスプロケット（図示せず）が連結される。回転ハウジング２０とスプロケットとが共に回転することで、スプロケットに噛み合うクローラベルト（図示せず）が循環して車両が走行する。

固定ハウジング１０及び回転ハウジング２０は、クローラベルトが循環する経路の内側に配置される。回転ハウジング２０は、車体６に連結される固定ハウジング１０に対してベアリング３を介して回転自在に支持され、回転軸Ｏを中心として回転作動する。

固定ハウジング１０の本体部１１の内部には、油圧モータ１が設けられる。油圧モータ１は、例えば、斜板式ピストンモータである。なお、駆動源は油圧モータに限定されず、例えば、電動モータなどであってもよい。固定ハウジング１０は、本体部１１の外周面から突出して形成され車体６に取り付けられる固定フランジ部１２を有する。固定フランジ部１２には、複数のねじ穴１５が形成される。

図１に示すように、回転ハウジング２０の内部には、変速機構３０が収容される。変速機構３０は、遊星歯車機構である。変速機構３０は、油圧モータ１のシャフト３１に設けられるサンギヤ３２と、回転ハウジング２０の内壁に設けられるインナーギヤ３３と、サンギヤ３２とインナーギヤ３３との双方に噛み合う複数のプラネタリギヤ３４と、各プラネタリギヤ３４を支持するプラネタリキャリア３５と、プラネタリキャリア３５と噛み合う２段目のサンギヤ３６と、サンギヤ３６とインナーギヤ３３との双方に噛み合う複数のプラネタリギヤ３７と、を備える。変速機構３０は、油圧モータ１のシャフト３１の出力回転を減速して回転ハウジング２０に伝達する。

回転ハウジング２０の開口端２０ａの内周には、開口端２０ａを閉塞する円盤状の開口端カバー２が着脱可能に取り付けられる。

回転ハウジング２０の内面と、固定ハウジングの本体部１１の外面と、開口端カバー２と、によって変速機構３０を収容するギヤ室４が画成される。ギヤ室４には、変速機構３０を潤滑する潤滑油が充填される。

回転ハウジング２０には、外周面２２から環状に突出する回転フランジ部２９が形成される。回転フランジ部２９には、複数のねじ孔２８が形成される。上述のスプロケットは、ねじ孔２８にボルト（図示せず）を螺合することによって回転フランジ部２９に締結され、回転ハウジング２０と共に回転作動する。

固定ハウジング１０は、固定フランジ部１２に形成され回転ハウジング２０に向かって延びる環状の固定側突起部１３をさらに備える。回転ハウジング２０の回転フランジ部２９の基端側には、固定側突起部１３の径方向内側において固定ハウジング１０に向かって延びる環状の回転側突起部２３が形成される。

固定ハウジング１０と回転ハウジング２０の間には、固定ハウジング１０と回転ハウジング２０との間の隙間Ｇをシールするフローティングシール５０が設けられる。

フローティングシール５０は、回転ハウジング２０の回転側突起部２３の内周面２１に装着される第１弾性リングとして回転側Ｏリング５１と、固定側突起部１３の内周面１４に装着される第２弾性リングとしての固定側Ｏリング５２と、回転側Ｏリング５１を介して回転ハウジング２０に外周面が支持される第１シールリング５３と、固定側Ｏリング５２を介して固定ハウジング１０に外周面が支持される第２シールリング５４と、を有する。第１シールリング５３及び第２シールリング５４は、ともに金属製の環状部材であり、対向する側面に形成された接触面を介して接触状態にある。

フローティングシール５０は、一対のシールリング５３，５４が互いに摺接することによって変速機１００内の作動油が隙間Ｇを通じて外部に漏出することを防止するとともに、隙間Ｇを通じて外部から異物が変速機１００内に侵入することを防止する。

また、固定ハウジング１０と回転ハウジング２０の間には、フローティングシール５０によりシールされる隙間Ｇが外部に直接露出することを防止するためにラビリンスシール５が設けられる。

ラビリンスシール５は、固定ハウジング１０と回転ハウジング２０の互いに対向する端面同士の間隙によって形成される。具体的には、ラビリンスシール５は、固定側突起部１３の端面と回転フランジ部２９の端面との間に形成される間隙や固定側突起部１３の端面と回転側突起部２３の端面との間に形成される間隙によって構成される。ラビリンスシール５が設けられることで、隙間Ｇを通じて、特にフローティングシール５０の一対のＯリング５１，５２の間に外部から泥などの異物が容易に侵入することが抑制される。

しかしながら、ラビリンスシール５が設けられていても、変速機１００が長期間にわたって使用されるうちに、一対のＯリング５１，５２の間には、外部から泥などの異物が隙間Ｇを通じて徐々に入り込む。一対のＯリング５１，５２の間の間隔が拡がると各Ｏリング５１，５２から各シールリング５３，５４に付与される押圧力が変化するため、一対のシールリング５３，５４の間の接触面圧も変化する。例えば、接触面圧が低くなると、一対のシールリング５３，５４の間に隙間が生じ、接触面圧が高くなると、一対のシールリング５３，５４の間に焼き付きが生じ、結果として、フローティングシール５０のシール機能が低下する。

フローティングシール５０のシール機能の低下は、外部への潤滑油の漏れ出しや変速機の故障を招く。さらに、潤滑油が外部へ漏れ出すと変速機が使用される環境が汚染され、また、変速機が故障すると修理等のために作業機による作業の中断を余儀なくされる。したがって、このような事態に至る前にフローティングシール５０のシール機能の変化を検出する必要がある。

このため、本実施形態では、フローティングシール５０のシール機能の低下を事前に検出する検出機構６０がフローティングシール５０に設けられる。

検出機構６０は、固定ハウジング１０と回転ハウジング２０との間の隙間Ｇから離れる方向への各Ｏリング５１，５２の変位量が大きくなると警告音を発生させる機構であって、各Ｏリング５１，５２から各シールリング５３，５４に付与される押圧力が変化しフローティングシール５０のシール機能が低下した状態にあることを音によって知らせるものである。

以下に、検出機構６０の具体的な構成について、図２及び図３を参照して説明する。

検出機構６０は、図２に示されるように、第１シールリング５３に設けられ、回転ハウジング２０とともに回転する接触側機構６０ａと、第２シールリング５４に設けられ、固定ハウジング１０とともに固定される被接触側機構６０ｂと、を有する。

接触側機構６０ａは、隙間Ｇから離れる方向への回転側Ｏリング５１の変位に応じて移動する第１移動体としての第１レバー部材６１と、第１シールリング５３に固定される第１ベース部材６３と、第１ベース部材６３に対して第１レバー部材６１を軸支する第１連結ピン６５と、を有する。

第１レバー部材６１は、第１シールリング５３の内周面と第２シールリング５４と摺接する側面とは反対側の第１シールリング５３の側面に沿って配置される略円弧状または略Ｌ字状に成形される部材である。第１レバー部材６１は、第１連結ピン６５が挿入される貫通孔６１ｂが設けられる本体部６１ａと、本体部６１ａの一端側に設けられ回転側Ｏリング５１に当接する当接面６１ｅが形成される当接部６１ｄと、本体部６１ａの他端側に設けられ被接触体に接触する接触部６１ｃと、を有し、金属または樹脂によって一体的に形成される。

本体部６１ａは、第１シールリング５３の内周側において回転軸Ｏ方向に延在するように設けられる部分であり、当接部６１ｄは、本体部６１ａから第１シールリング５３の径方向外側に向かって第１シールリング５３の側面に沿って延び回転側Ｏリング５１に至る部分である。接触部６１ｃは、第２シールリング５４の内周側に設けられる後述の第２レバー部材６２の被接触部６２ｃに向かって本体部６１ａから延出して形成される部分であり、先細り状に形成される。

第１ベース部材６３は、円筒状に形成される円筒部６３ａと、円筒部６３ａから径方向内側に突出して形成される一対の支持部６３ｂと、を有する。一対の支持部６３ｂには、図３に示されるように、第１連結ピン６５が挿入される挿通孔６３ｃがそれぞれ形成される。

第１連結ピン６５は、円柱状部材であり、第１レバー部材６１の貫通孔６１ｂと第１ベース部材６３の挿通孔６３ｃとに挿入され、図示しない抜け止め部材によって抜け止めされる。このように、第１レバー部材６１は、第１連結ピン６５の軸心を中心として第１ベース部材６３により回動自在に支持される。

上記構成の接触側機構６０ａは、第１ベース部材６３の円筒部６３ａが第１シールリング５３の内周面に形成された段部５３ａに回転軸Ｏ方向に沿って嵌合されることによって第１シールリング５３に固定される。なお、第１ベース部材６３の一対の支持部６３ｂは、第１シールリング５３の内周面に直接形成されていてもよい。

被接触側機構６０ｂは、隙間Ｇから離れる方向への固定側Ｏリング５２の変位に応じて移動する第２移動体としての第２レバー部材６２と、第２シールリング５４に固定される第２ベース部材６４と、第２ベース部材６４に対して第２レバー部材６２を軸支する第２連結ピン６６と、を有する。

第２レバー部材６２は、第１レバー部材６１と同様に、本体部６２ａと、本体部６２ａの一端側に設けられる当接部６２ｄと、を有するが、接触部６１ｃに代えて被接触部６２ｃが設けられる点で第１レバー部材６１とは形状が異なっている。被接触部６２ｃは、本体部６２ａの他端側に設けられ先端における断面が矩形状に形成されており、第１レバー部材６１の接触部６１ｃに対向するように配置される。

第２ベース部材６４及び第２連結ピン６６の形状は、第１ベース部材６３及び第１連結ピン６５と同じであるため、その説明を省略する。

上記構成の被接触側機構６０ｂは、接触側機構６０ａと同様に、第２ベース部材６４の円筒部６４ａが第２シールリング５４の内周面に形成された段部に回転軸Ｏ方向に沿って嵌合されることによって第２シールリング５４に固定される。

次に、上記構成の検出機構６０において警告音が発生する状態について、図２及び図４を参照して説明する。

図２には、固定ハウジング１０と回転ハウジング２０との間の隙間Ｇを通じて一対のＯリング５１，５２の間に泥等の異物が侵入していない状態が示されている。この状態では、第１レバー部材６１の接触部６１ｃと第２レバー部材６２の被接触部６２ｃとは、回転軸Ｏ方向に離れている。このため、固定ハウジング１０に対して回転ハウジング２０が回転したとしても、接触部６１ｃが被接触部６２ｃに接触することはない。したがって、この状態では、接触部６１ｃと被接触部６２ｃとが接触することに起因する音は発生しない。

一方、固定ハウジング１０と回転ハウジング２０との間の隙間Ｇを通じて一対のＯリング５１，５２の間に泥等の異物が侵入すると、一対のＯリング５１，５２の間の間隔が徐々に拡がり、やがて、図４に示されるように、回転側Ｏリング５１の変位に応じて第１レバー部材６１が移動し、固定側Ｏリング５２の変位に応じて第１レバー部材６１が移動した状態となる。

具体的には、隙間Ｇを通じて一対のＯリング５１，５２の間に泥等の異物が侵入すると、各Ｏリング５１，５２は、隙間Ｇから離れる方向へと移動する。そして、回転側Ｏリング５１が隙間Ｇから離れる方向へと移動すると、回転側Ｏリング５１に当接面６１ｅを介して当接する第１レバー部材６１の当接部６１ｄも隙間Ｇから離れる方向、すなわち、第１シールリング５３から離れる方向へと移動する。

ここで、上述のように、第１レバー部材６１は、第１シールリング５３の内周側に固定される第１連結ピン６５の軸心を中心として回動自在である。したがって、第１レバー部材６１は、当接部６１ｄが第１シールリング５３から離れると、第１連結ピン６５を挟んで当接部６１ｄと反対側に設けられる接触部６１ｃが第１シールリング５３に近づくように回動する。この結果、接触部６１ｃは、被接触部６２ｃとの間の距離を狭める方向へと移動することになる。

同様に、固定側Ｏリング５２が隙間Ｇから離れる方向へと移動すると、固定側Ｏリング５２に当接面６２ｅを介して当接する第２レバー部材６２の当接部６２ｄも隙間Ｇから離れる方向、すなわち、第２シールリング５４から離れる方向へと移動する。このように当接部６２ｄが第２シールリング５４から離れると、第２レバー部材６２は、第２連結ピン６６を挟んで当接部６２ｄと反対側に設けられる被接触部６２ｃが第２シールリング５４に近づくように回動する。この結果、被接触部６２ｃは、接触部６１ｃとの間の距離を狭める方向へと移動することになる。

そして、回転側Ｏリング５１の変位量（第１変位量）と固定側Ｏリング５２の変位量（第２変位量）とを合わせた変位量が所定量以上になるか、回転側Ｏリング５１の変位量と固定側Ｏリング５２の変位量との何れか一方の変位量が所定量以上になると、固定ハウジング１０に対して回転ハウジング２０が回転し、第１レバー部材６１が第２レバー部材６２に対向した位置にくる毎に、接触部６１ｃが被接触部６２ｃに接触し、接触音を発生させる。このように、検出機構６０は、接触部６１ｃが被接触部６２ｃに断続的に接触することで発生する接触音を周期的な警告音として発生させる。

したがって、変速機１００を操作するオペレータや変速機１００を整備する整備者は、検出機構６０が発する警告音の有無によってフローティングシール５０のシール機能の変化を容易に検知することができる。

以上の第１実施形態によれば、以下の効果を奏する。

フローティングシール５０では、回転側Ｏリング５１の変位量に応じて移動する第１レバー部材６１の接触部６１ｃが、回転側Ｏリング５１の変位量が所定量以上となったときに第２レバー部材６２の被接触部６２ｃに断続的に接触する。このように接触部６１ｃが被接触部６２ｃに断続的に接触すると周期的な接触音が発生する。したがって、接触音の発生の有無によって、回転側Ｏリング５１の変位、すなわち、フローティングシール５０のシール機能の低下を検知することができる。

次に上記第１実施形態の変形例について説明する。

上記第１実施形態では、接触部６１ｃを有する第１レバー部材６１は、回転ハウジング２０側に設けられる。これに代えて、接触部６１ｃを有する第１レバー部材６１を固定ハウジング１０側に設け、被接触部６２ｃを有する第２レバー部材６２を回転ハウジング２０側に設けた構成としてもよい。この場合、固定ハウジング１０が第１ハウジングに相当し、回転ハウジング２０が第２ハウジングに相当する。

また、上記第１実施形態において第１シールリング５３に設けられる第１レバー部材６１の数は、単数であってもよいが、回転側Ｏリング５１の変位を精度よく検出するためには、複数設けることが好ましい。

また、回転ハウジング２０とともに回転する第１レバー部材６１が複数設けられる場合には、各第１レバー部材６１は、第１シールリング５３の周方向に等間隔で配置されることが好ましい。ここで、回転側Ｏリング５１は回転ハウジング２０とともに回転するため、回転側Ｏリング５１を押圧する泥等の異物は、周方向においてほぼ等しく流入する。したがって、第１レバー部材６１を第１シールリング５３の周方向に等間隔で配置しておくことで回転側Ｏリング５１の変位を精度よく検出することができる。なお、第１レバー部材６１に代えて第２レバー部材６２を第１シールリング５３に設けた場合も同様である。

また、回転ハウジング２０とともに回転する第１レバー部材６１が複数設けられる場合には、各第１レバー部材６１の接触部６１ｃの長さを異ならせてもよい。各第１レバー部材６１の接触部６１ｃの長さが異なると、それぞれの接触部６１ｃが被接触部６２ｃに接触するときの回転側Ｏリング５１の移動量が異なる。つまり、回転側Ｏリング５１の移動量が小さいときには、被接触部６２ｃに接触する接触部６１ｃの数が少ないため、回転ハウジング２０が１回転する毎に発生する接触音の回数が少ない一方、回転側Ｏリング５１の移動量が大きくなるにつれて、被接触部６２ｃに接触する接触部６１ｃの数が多くなるため、接触音の回数が増大する。したがって、回転ハウジング２０が１回転する毎に発生する接触音の回数によって、フローティングシール５０のシール機能がどの程度変化したかを判別することが可能となる。

また、上記第１実施形態において第２シールリング５４に設けられる第２レバー部材６２の数は単数であってもよいが、固定側Ｏリング５２の変位を精度よく検出するためには、複数設けることが好ましい。

また、上記第１実施形態において固定ハウジング１０に対する第２レバー部材６２の位置は、どのような位置であってもよいが、第２レバー部材６２は、回転ハウジング２０の回転軸Ｏが略水平となるように変速機１００が配置された状態において、固定ハウジング１０の鉛直方向下側の部分に配置されることが好ましい。ここで、固定側Ｏリング５２は固定ハウジング１０に対して固定された状態にあるため、固定側Ｏリング５２を押圧する泥等の異物は、鉛直方向下側の部分において流入しやすくなる。したがって、第２レバー部材６２を固定ハウジング１０の鉛直方向下側の部分に配置しておくことで固定側Ｏリング５２の変位を精度よく検出することができる。なお、第２レバー部材６２に代えて第１レバー部材６１を固定ハウジング１０側に設けた場合も同様である。

＜第２実施形態＞
図５を参照して、本発明の第２実施形態に係るフローティングシール１５０を備えた変速機１００について説明する。以下では、上記第１実施形態と異なる点を中心に説明し、第１実施形態と同一の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。

図５に示されるフローティングシール１５０では、回転側Ｏリング５１の変位量に応じて移動する第１レバー部材６１が接触可能な被接触体が、第２シールリング５５に設けられた被接触ピン６７である点で、第１実施形態に係るフローティングシール５０と相違する。

フローティングシール１５０は、回転ハウジング２０の回転側突起部２３の内周面２１に装着される第１弾性リングとして回転側Ｏリング５１と、回転側Ｏリング５１を介して回転ハウジング２０に外周面が支持される第１シールリング５３と、固定側突起部１３の内周面１６に摺動自在に支持される第２シールリング５５と、第２シールリング５５と固定フランジ部１２との間に配置されるシール部材５６と、を有する。第１シールリング５３及び第２シールリング５５は、ともに金属製の環状部材であり、対向する側面に形成された接触面を介して接触状態にある。フローティングシール１５０は、回転ハウジング２０側の第１シールリング５３のみが回転側Ｏリング５１を介して支持される片側フローティングシールである。

フローティングシール１５０は、回転ハウジング２０の回転作動時に、一対のシールリング５３，５５が互いに摺接することによって変速機１００内の作動油が隙間Ｇを通じて外部に漏出することを防止するとともに、隙間Ｇを通じて外部から異物が変速機１００内に侵入することを防止する。なお、第２シールリング５５は、第１シールリング５３が摺接可能な形状を有していればよく、固定フランジ部１２に一体的に形成されていてもよい。なお、第２シールリング５５が固定フランジ部１２に一体的に形成される場合は、シール部材５６を廃止することができる。

第２実施形態においてフローティングシール１５０に設けられる検出機構１６０は、第１シールリング５３に設けられ、回転ハウジング２０とともに回転する接触側機構６０ａと、第２シールリング５５に設けられる被接触ピン６７と、を有する。

接触側機構６０ａは、上記第１実施形態のものと同じ構成であるためその説明を省略する。

被接触ピン６７は、円柱状部材であり、第２シールリング５５の内周面に設けられた穴５５ａに端部が挿入固定される。被接触ピン６７の穴５５ａから露出する部分の長さは、第１シールリング５３に設けられた第１レバー部材６１の接触部６１ｃよりも被接触ピン６７の先端が第２シールリング５５の径方向内側に位置するように設定される。

次に、上記構成の検出機構１６０において警告音が発生する状態について説明する。

図５には、固定ハウジング１０と回転ハウジング２０との間の隙間Ｇを通じて回転側Ｏリング５１を変位させる泥等の異物が侵入していない状態が示されている。この状態では、第１レバー部材６１の接触部６１ｃと被接触ピン６７とは、回転軸Ｏ方向に離れている。このため、固定ハウジング１０に対して回転ハウジング２０が回転したとしても、接触部６１ｃが被接触ピン６７に接触することはない。したがって、この状態では、接触部６１ｃと被接触ピン６７とが接触することに起因する音は発生しない。

一方、固定ハウジング１０と回転ハウジング２０との間の隙間Ｇを通じて回転側Ｏリング５１を変位させる程度に泥等の異物が侵入すると、回転側Ｏリング５１は、隙間Ｇから離れる方向へと移動する。回転側Ｏリング５１が隙間Ｇから離れる方向へと移動すると、回転側Ｏリング５１に当接面６１ｅを介して当接する第１レバー部材６１の当接部６１ｄも隙間Ｇから離れる方向、すなわち、第１シールリング５３から離れる方向へと移動する。当接部６１ｄが第１シールリング５３から離れると、第１レバー部材６１は、第１連結ピン６５を挟んで当接部６１ｄと反対側に設けられる接触部６１ｃが第１シールリング５３に近づくように回動する。この結果、接触部６１ｃは、被接触ピン６７との間の距離を狭める方向へと移動することになる。

そして、回転側Ｏリング５１の変位量が所定量以上となると、固定ハウジング１０に対して回転ハウジング２０が回転し、第１レバー部材６１が被接触ピン６７に対向した位置にくる毎に、接触部６１ｃが被接触ピン６７に接触し、接触音を発生させる。このように、検出機構１６０は、接触部６１ｃが被接触ピン６７に断続的に接触することで発生する接触音を周期的な警告音として発生させる。

したがって、変速機１００を操作するオペレータや変速機１００を整備する整備者は、検出機構１６０が発する警告音の有無によってフローティングシール１５０のシール機能の変化を容易に検知することができる。

以上の第２実施形態によれば、以下の効果を奏する。

フローティングシール１５０では、回転側Ｏリング５１の変位量に応じて移動する第１レバー部材６１の接触部６１ｃが、回転側Ｏリング５１の変位量が所定量以上となったときに被接触ピン６７に断続的に接触する。このように接触部６１ｃが被接触ピン６７に断続的に接触すると周期的な接触音が発生する。したがって、接触音の発生の有無によって、回転側Ｏリング５１の変位、すなわち、フローティングシール１５０のシール機能の低下を検知することができる。

なお、上記第２実施形態では、フローティングシール１５０が片側フローティングシールであるが、上記第１実施形態と同様に両側フローティングシールとしてもよい。

また、上記第２実施形態では、被接触ピン６７は、第２シールリング５５に設けられている。これに代えて、被接触ピン６７は、第１レバー部材６１の接触部６１ｃが接触可能な位置であれば、固定ハウジング１０に設けられていてもよい。

また、上記第２実施形態では、第１レバー部材６１が回転ハウジング２０側に設けられ、被接触ピン６７が固定ハウジング１０側に設けられている。これに代えて、第１レバー部材６１を固定ハウジング１０側に設け、被接触ピン６７を回転ハウジング２０側に設けた構成としてもよい。

また、上記第２実施形態では、被接触体は、第２シールリング５５に設けられた円柱状の被接触ピン６７である。これに代えて、被接触ピン６７と同様に第２シールリング５５から径方向内側に突出するように、第２シールリング５５に設けられた円環状の部材を被接触体として用いてもよい。

この場合も回転側Ｏリング５１の変位量が所定量以上となると、第１レバー部材６１の接触部６１ｃは、第２シールリング５５に設けられた円環状の部材に接触することになる。なお、この場合、接触部６１ｃは円環状の部材に対して摺接するため、連続的に擦れるような接触音が発生する。したがって、連続的な接触音の発生の有無によって、回転側Ｏリング５１の変位、すなわち、フローティングシール１５０のシール機能の低下を検知することができる。

＜第３実施形態＞
図６及び図７を参照して、本発明の第３実施形態に係るフローティングシール２５０を備えた変速機１００について説明する。以下では、上記第１実施形態と異なる点を中心に説明し、第１実施形態と同一の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。

図６に示されるフローティングシール２５０では、回転側Ｏリング５１の変位量に応じて移動する移動体が、一端が回転側Ｏリング５１に結合され、他端に接触部６８ｂが設けられる棒状部材６８である点で、第１実施形態に係るフローティングシール５０と相違する。

フローティングシール２５０は、上記第１実施形態のフローティングシール５０と同様に、回転ハウジング２０の回転側突起部２３の内周面２１に装着される第１弾性リングとして回転側Ｏリング５１と、固定側突起部１３の内周面１４に装着される第２弾性リングとしての固定側Ｏリング５２と、回転側Ｏリング５１を介して回転ハウジング２０に外周面が支持される第１シールリング５３と、固定側Ｏリング５２を介して固定ハウジング１０に外周面が支持される第２シールリング５４と、を有する。

第３実施形態においてフローティングシール２５０に設けられる検出機構２６０は、回転側Ｏリング５１に結合される第１移動体としての棒状部材６８と、被接触体としてのベアリング３の転動体３ａと、を有する。

棒状部材６８は、樹脂によって形成され、断面が矩形状に形成される本体部６８ａと、本体部６８ａの一端側に設けられ回転側Ｏリング５１に結合される結合部６８ｃと、本体部６８ａの他端側に設けられる接触部６８ｂと、を有する。なお、棒状部材６８は、その全部または一部が回転側Ｏリング５１と一体的に形成されてもよい。また、接触部６８ｂは、被接触体に接触するため、硬質樹脂により形成されることが好ましい。

棒状部材６８は、第２シールリング５４とは反対側の第１シールリング５３の側面に沿って配置される。棒状部材６８が配置される第１シールリング５３の側面には、図７に示されるように、側面から突出して形成される一対のガイド部５３ｂが設けられる。棒状部材６８は、一対のガイド部５３ｂの間に配置されることで周方向へ移動が制限される。

次に、上記構成の検出機構２６０において警告音が発生する状態について説明する。

図６には、固定ハウジング１０と回転ハウジング２０との間の隙間Ｇを通じて一対のＯリング５１，５２の間に泥等の異物が侵入していない状態が示されている。この状態では、棒状部材６８の接触部６８ｂは、いずれの部材にも接触していないため、接触部６８ｂと他の部材とが接触することに起因する音は発生しない。

一方、固定ハウジング１０と回転ハウジング２０との間の隙間Ｇを通じて一対のＯリング５１，５２の間に泥等の異物が侵入すると、一対のＯリング５１，５２の間の間隔が徐々に拡がり、やがて、図８に示されるように、回転側Ｏリング５１の変位に応じて棒状部材６８が回転軸Ｏ方向に移動する。

そして、回転側Ｏリング５１の変位量が所定量以上となると、棒状部材６８の接触部６８ｂがベアリング３の転動体３ａに接触する状態となる。ここで、ベアリング３の転動体３ａは、ベアリング３の外輪が固定される回転ハウジング２０の回転数よりも遅い回転数で回転している。つまり、棒状部材６８の接触部６８ｂは、非同期回転する転動体３ａに断続的に接触することで周期的な接触音を発生させる。このように、検出機構２６０は、接触部６８ｂが転動体３ａに断続的に接触することで発生する接触音を周期的な警告音として発生させる。

したがって、変速機１００を操作するオペレータや変速機１００を整備する整備者は、検出機構２６０が発する警告音の有無によってフローティングシール５０のシール機能の変化を容易に検知することができる。

以上の第３実施形態によれば、以下の効果を奏する。

フローティングシール２５０では、回転側Ｏリング５１の変位量に応じて移動する棒状部材６８の接触部６８ｂが、回転側Ｏリング５１の変位量が所定量以上となったときにベアリング３の転動体３ａに断続的に接触する。このように接触部６８ｂが転動体３ａに断続的に接触すると周期的な接触音が発生する。したがって、接触音の発生の有無によって、回転側Ｏリング５１の変位、すなわち、フローティングシール２５０のシール機能の低下を検知することができる。

なお、上記第３実施形態では、棒状部材６８の接触部６８ｂがベアリング３の転動体３ａに接触しているが、接触部６８ｂが接触する部材としては転動体３ａに限定されず、接触部６８ｂと非同期回転または相対回転する部材であればどのような部材であってもよい。

また、上記第３実施形態では、棒状部材６８が回転ハウジング２０側のみに設けられる。これに代えて、棒状部材６８を固定ハウジング１０側と回転ハウジング２０側との両方または固定ハウジング１０側のみに設けた構成としてもよい。この場合も、棒状部材６８の接触部６８ｂの近傍には、棒状部材６８に対して相対回転する部材であって、接触部６８ｂが接触可能な部材が被接触体として設けられる。

以上のように構成された本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。

相対回転する回転ハウジング２０と固定ハウジング１０との間の隙間Ｇをシールするフローティングシール５０，１５０，２５０は、回転ハウジング２０に設けられる回転側Ｏリング５１と、回転側Ｏリング５１を介して回転ハウジング２０に支持される第１シールリング５３と、固定ハウジング１０に支持され、第１シールリング５３と摺接可能な第２シールリング５４と、隙間Ｇから離れる方向への回転側Ｏリング５１の変位量に応じて移動する第１移動体６１，６８と、回転側Ｏリング５１が設けられる回転ハウジング２０に対して相対回転し、変位量が所定量以上となったときに第１移動体６１，６８が接触する被接触体６２，６７，３ａと、を備える。

この構成では、回転側Ｏリング５１の変位量に応じて移動する第１移動体６１，６８が、回転側Ｏリング５１の変位量が所定量以上となったときに被接触体６２，６７，３ａに接触する。このように第１移動体６１，６８が、回転ハウジング２０に対して相対回転する被接触体６２，６７，３ａに接触すると、正常時には発生しない周期的な接触音や連続的に擦れるような接触音が発生する。したがって、接触音の発生の有無によって、回転側Ｏリング５１の変位、すなわち、フローティングシール５０，１５０，２５０のシール機能の低下を検知することができる。この結果、一対のシールリング５３，５４の間から外部へ潤滑油等が漏れ出したり、一対のシールリング５３，５４の間から異物が侵入したりする前に、フローティングシール５０，１５０，２５０を交換することが可能となる。なお、第１移動体６１，６８が固定側Ｏリング５２の変位量に応じて移動するものである場合も同様の効果が得られる。

また、第１移動体は、第１シールリング５３に固定された第１連結ピン６５を中心として回動する第１レバー部材６１であり、第１レバー部材６１の一端は、回転側Ｏリング５１に当接しており、第１レバー部材６１の他端は、被接触体６２，６７に接触可能である。

この構成では、回転側Ｏリング５１の変位量に応じて第１レバー部材６１が回動し、回転側Ｏリング５１の変位量が所定量以上となったときに第１レバー部材６１の他端が被接触体６２，６７に接触する。このように簡易な構成によって、回転側Ｏリング５１の変位量、すなわち、フローティングシール５０，１５０のシール機能の低下に応じて接触音を発生させることができる。

また、フローティングシール５０は、固定ハウジング１０と第２シールリング５４との間に介装される固定側Ｏリング５２をさらに備え、被接触体は、隙間Ｇから離れる方向への固定側Ｏリング５２の変位量に応じて移動する第２レバー部材６２であり、回転側Ｏリング５１の変位量と固定側Ｏリング５２の変位量とを合わせた量が所定量以上となったとき、第１レバー部材６１は第２レバー部材６２に接触する。

この構成では、回転側Ｏリング５１の変位量と固定側Ｏリング５２の変位量とを合わせた量が所定量以上となったときに、第１レバー部材６１と第２レバー部材６２とが接触する。このように、第１レバー部材６１と第２レバー部材６２とは、何れか一方のＯリングの変位量ではなく、二つのＯリングの変位量に応じて接触音を発生させる。このため、フローティングシール５０のシール機能の低下を精度よく検出することができる。

また、第１移動体は、隙間Ｇとは反対側において回転側Ｏリング５１に一端が結合される棒状部材６８であり、棒状部材６８の他端は、転動体３ａ（被接触体）に接触可能である。

この構成では、回転側Ｏリング５１の変位量に応じて棒状部材６８が移動し、回転側Ｏリング５１の変位量が所定量以上となったときに棒状部材６８の他端が転動体３ａ（被接触体）に接触する。このように簡易な構成によって、回転側Ｏリング５１の変位量、すなわち、フローティングシール２５０のシール機能の低下に応じて接触音を発生させることができる。

また、第１移動体６１，６８は、第１シールリング５３の周方向に沿って等間隔に複数配置される。

この構成では、複数の第１移動体６１，６８が、第１シールリング５３の周方向に沿って等間隔に配置される。このように、複数の第１移動体６１，６８が等間隔で配置されることで、フローティングシール５０，１５０，２５０に対して泥等の異物がどのような方向から侵入する場合であっても、異物の侵入によりシール機能が低下した箇所の近くに配置される第１移動体６１，６８が被接触体６２，６７，３ａに接触することで接触音が発生する。したがって、第１移動体６１，６８が１つのみ設けられる場合と比較し、フローティングシール５０，１５０，２５０のシール機能の低下を精度よく検出することができる。なお、第１移動体６１，６８が固定側Ｏリング５２の変位量に応じて移動するものである場合も同様の効果が得られる。

また、例えば、フローティングシール５０，１５０，２５０が、油圧モータ１を収容する固定ハウジング１０と、固定ハウジング１０との間に油圧モータ１の出力回転を変速する変速機構３０を収容し、油圧モータ１の回転に応じて回転駆動される回転ハウジング２０と、の間の隙間をシールするように設けられる場合、回転側Ｏリング５１は回転ハウジング２０とともに回転するため、回転側Ｏリング５１を押圧する泥等の異物は回転側Ｏリング５１の周方向においてほぼ等しく流入する。したがって、第１移動体６１，６８を第１シールリング５３の周方向に等間隔で配置しておくことで回転側Ｏリング５１の変位、すなわち、フローティングシール５０，１５０，２５０のシール機能の低下を精度よく検出することができる。

また、第１ハウジングは、油圧モータ１を収容する固定ハウジング１０であり、第２ハウジングは、固定ハウジング１０との間に油圧モータ１の出力回転を変速する変速機構３０を収容し、油圧モータ１の回転に応じて回転駆動される回転ハウジング２０であり、第１移動体６１，６８は、回転ハウジング２０の回転軸Ｏが略水平となるように変速機１００が配置されるとき、固定ハウジング１０の鉛直方向下側の部分に位置するように設けられる。

この構成では、第１移動体６１，６８は、固定ハウジング１０に設けられる固定側Ｏリング５２の変位量に応じて移動するものであって、固定ハウジング１０の鉛直方向下側の部分に配置される。ここで、固定ハウジング１０に設けられる固定側Ｏリング５２を押圧する泥等の異物は、固定側Ｏリング５２の鉛直方向下側の部分において流入しやすい。したがって、第１移動体６１，６８を固定ハウジング１０の鉛直方向下側の部分に配置しておくことで固定側Ｏリング５２の変位、すなわち、フローティングシール５０，１５０，２５０のシール機能の低下を精度よく検出することができる。

また、第２ハウジングは、油圧モータ１を収容する固定ハウジング１０であり、第１ハウジングは、固定ハウジング１０との間に油圧モータ１の出力回転を変速する変速機構３０を収容し、油圧モータ１の回転に応じて回転駆動される回転ハウジング２０であり、第２レバー部材６２（第２移動体）は、回転ハウジング２０の回転軸Ｏが略水平となるように変速機１００が配置されるとき、固定ハウジング１０の鉛直方向下側の部分に位置するように設けられる。

この構成では、第２レバー部材６２（第２移動体）は、固定ハウジング１０に設けられる固定側Ｏリング５２の変位量に応じて移動するものであって、固定ハウジング１０の鉛直方向下側の部分に配置される。ここで、固定ハウジング１０に設けられる固定側Ｏリング５２を押圧する泥等の異物は、固定側Ｏリング５２の鉛直方向下側の部分において流入しやすい。したがって、第２レバー部材６２（第２移動体）を固定ハウジング１０の鉛直方向下側の部分に配置しておくことで固定側Ｏリング５２の変位、すなわち、フローティングシール５０，１５０，２５０のシール機能の低下を精度よく検出することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

例えば、上記実施形態では、駆動装置として、走行モータを例に説明したが、駆動装置は、旋回装置やウインチなどを駆動するモータであってもよい。

１００・・・変速機、５０，１５０，２５０・・・フローティングシール、１・・・油圧モータ、３・・・ベアリング、３ａ・・・転動体（被接触体）、１０・・・固定ハウジング（第１ハウジング，第２ハウジング）、２０・・・回転ハウジング（第１ハウジング，第２ハウジング）、３０・・・変速機構、５１・・・回転側Ｏリング（第１弾性リング，第２弾性リング）、５２・・・固定側Ｏリング（第１弾性リング，第２弾性リング）、５３・・・第１シールリング、５４，５５・・・第２シールリング、６０，１６０，２６０・・・検出機構、６１・・・第１レバー部材（第１移動体）、６２・・・第２レバー部材（被接触体，第２移動体）、６７・・・被接触ピン（被接触体）、６８・・・棒状部材（第１移動体）

Claims (7)

1. 相対回転する第１ハウジングと第２ハウジングとの間の隙間をシールするフローティングシールであって、
   前記第１ハウジングに設けられる第１弾性リングと、
   前記第１弾性リングを介して前記第１ハウジングに支持される第１シールリングと、
   前記第２ハウジングに支持され、前記第１シールリングと摺接可能な第２シールリングと、
   前記隙間から離れる方向への前記第１弾性リングの第１変位量に応じて移動する第１移動体と、
   前記第１ハウジングに対して相対回転し、前記第１変位量が所定量以上となったときに前記第１移動体が接触する被接触体と、を備えることを特徴とするフローティングシール。
2. 前記第１移動体は、前記第１シールリングに固定された軸を中心として回動するレバー部材であり、
   前記レバー部材の一端は、前記第１弾性リングに当接しており、前記レバー部材の他端は、前記被接触体に接触可能であることを特徴とする請求項１に記載のフローティングシール。
3. 前記第２ハウジングと前記第２シールリングとの間に介装される第２弾性リングをさらに備え、
   前記被接触体は、前記隙間から離れる方向への前記第２弾性リングの第２変位量に応じて移動する第２移動体であり、
   前記第１弾性リングの前記第１変位量と前記第２弾性リングの前記第２変位量とを合わせた量が所定量以上となったとき、前記第１移動体は前記第２移動体に接触することを特徴とする請求項１または２に記載のフローティングシール。
4. 前記第１移動体は、前記隙間とは反対側において前記第１弾性リングに一端が結合される棒状部材であり、
   前記棒状部材の他端は、前記被接触体に接触可能であることを特徴とする請求項１に記載のフローティングシール。
5. 前記第１移動体は、前記第１シールリングの周方向に沿って等間隔に複数配置されることを特徴とする請求項１から４の何れか１つに記載のフローティングシール。
6. 請求項１から４の何れか１つに記載のフローティングシールを備えた変速機であって、
   前記第１ハウジングは、駆動源を収容する固定ハウジングであり、
   前記第２ハウジングは、前記第１ハウジングとの間に前記駆動源の出力回転を変速する変速機構を収容し、前記駆動源の回転に応じて回転駆動される回転ハウジングであり、
   前記第１移動体は、前記第２ハウジングの回転軸が略水平となるように前記変速機が配置されるとき、前記第１ハウジングの鉛直方向下側の部分に位置するように設けられることを特徴とする変速機。
7. 請求項３に記載のフローティングシールまたは請求項３を引用する請求項５に記載のフローティングシールを備えた変速機であって、
   前記第２ハウジングは、駆動源を収容する固定ハウジングであり、
   前記第１ハウジングは、前記第２ハウジングとの間に前記駆動源の出力回転を変速する変速機構を収容し、前記駆動源の回転に応じて回転駆動される回転ハウジングであり、
   前記第２移動体は、前記第１ハウジングの回転軸が略水平となるように前記変速機が配置されるとき、前記第２ハウジングの鉛直方向下側の部分に位置するように設けられることを特徴とする変速機。

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