JP3196647U - 一体型フローティングシール - Google Patents

Abstract

【課題】装着時の作業工数を低減して簡単な取付作業を実現することができ、加えて良好なシール性を実現することができる一体型フローティングシールを提供する。【解決手段】一体型フローティングシール１は、軸部材３０と固定側ハウジングとの間に設けられるシールリング１Ａと、軸部材３０と回転側ハウジングとの間に設けられ、シールリング１Ａと摺動するシールリング１Ｂとを備える。金属環１０Ａ，１０Ｂは、それぞれ軸部材３０と同軸で配置され且つ軸部材の外周面との間に環状隙間を設けて取り付けられた筒状部１１Ａ，１１Ｂと、筒状部と一体成形され、軸部材の径方向外方に延出したフランジ部１２Ａ，１２Ｂとを有する。シールリング１Ａの金属環１０Ａとシールリング１Ｂの金属環１０Ｂとの摺動面Ｓには、金属環同士を分離可能に固定する粘着性を有する潤滑用組成物からなる固定部２が設けられる。【選択図】図１

Description

本考案は、建設機械、農業機械分野で使用される一体型フローティングシールに関し、特に、懸架装置などに適用される一体型フローティングシールに関する。

従来、フローティングシールは、軸部材に固定された環状の固定側ハウジングと、軸部材に対して同軸で回転する環状の回転側ハウジングとの間の軸方向の隙間を封止するものであり、同一構成である２つのフローティングシールを一組のシールセットとし、これらが互いに摺動可能に軸部材に取り付けられている。具体的には、図４に示すように、フローティングシール１００は、軸部材３００との間に隙間を設けて取り付けられた断面略Ｌ字型の金属環１０１と、該金属環の外周側に設けられ、軸部材３００の径方向外方に延出する弾性環１０２とを備えている。

金属環１０１は、軸部材３００と同軸で配置され且つ該軸部材の外周面との間に環状隙間を設けて取り付けられた筒状部１０１Ａと、該筒状部と一体成形され、軸部材３００の径方向外方に延出したフランジ部１０１Ｂとを有している。弾性環１０２は、その内周部１０２Ａが筒状部１０１Ａの外周面１０１ａに所定の締め代にて嵌着されており、外周部１０２Ｂには、固定側ハウジング或いは回転側ハウジングの内周面に圧接される外周面１０２ａが設けられている。

上記のように構成されるフローティングシール１００を使用する際には、図５（ａ）に示すように、先ず一組のフローティングシールのうち一方のフローティングシール１００Ａを、回転側ハウジング４００の内周面４００ａに密着させる。次に、他方のフローティンブシール１００Ｂを、フローティングシール１００Ａと反対向きで固定側ハウジング５００の内周面５００ａに密着させる（図５（ｂ））。その後、回転側ハウジング４００と回転側ハウジング５００を近接させて、フローティングシール１００Ａ，１００Ｂにおけるそれぞれのフランジ部の軸方向端面１００ｂ，１００ｂ同士を当接させ、更に、これらを互いに押圧することにより、フローティングシール１００Ａ，１００Ｂが位置決めされる（図５（ｃ））。そして、回転側ハウジング４００の回転に伴ってフローティングシール１００Ａが回転すると、フローティングシール１００Ａの軸方向端面１００ｂとフローティングシール１００Ｂの軸方向端面１００ｂとの間で摺動面Ｓが形成され、これにより回転側ハウジング４００と固定側ハウジング５００の間のシール性が確保される。

しかしながら、上記従来の構成では、装着時に、２つのフローティングシールのうち一方を回転側ハウジングに装着し、その後他方を固定側ハウジングに装着し、次いで固定側ハウジングと回転側ハウジングを近接させることで２つのフローティングシールを当接させている。すなわち、各フローティングシールを固定側ハウジング或いは回転側ハウジングに個別に装着する必要があり、作業工数が多く、取付作業が煩雑である。また、２つのフローティングシールの当接面が露出して外気と接触しているため、取付作業時などに埃や泥水などの異物が付着し易く、これら当接面同士が摺動する際、摺動面に傷が生じ易く、良好なシール性を実現することができないという問題がある。

本考案の目的は、装着時の作業工数を低減して簡単な取付作業を実現することができ、加えて良好なシール性を実現することができる一体型フローティングシールを提供することにある。

上記目的を達成するために、本考案の一体型フローティングシールは、軸部材に固定された固定側ハウジングと、前記軸部材に対して回転する回転側ハウジングとの間をシールする一体型フローティングシールであって、前記軸部材と固定側ハウジングとの間に設けられる第１シールリングと、前記軸部材と前記回転側ハウジングとの間に設けられ、前記第１シールリングと摺動する第２シールリングと、を備え、前記第１シールリング及び前記第２シールリングは、それぞれ、前記軸部材との間に隙間を設けて取り付けられる金属環と、該金属環の外周部に設けられ、前記軸部材の径方向外方に延出する弾性環とを有し、前記第１シールリングの金属環と前記第２シールリングの金属環との摺動面に、前記金属環同士を分離可能に固定する固定部が設けられ、前記第１シールリングの金属環と前記第２シールリングの金属環とが、前記固定部を介して固定され、前記第２シールリングの回転時に、前記２つの金属環が分離することを特徴とする。

前記固定部は、粘着性を有する潤滑用組成物からなってもよい。この場合、前記第１シールリングの金属環と前記第２シールリングの金属環とが前記潤滑用組成物を介して一体的に粘着され、前記第２シールリングの回転時には、前記２つの金属環が離間すると共に、前記潤滑用組成物が前記摺動面に潤滑性を付与する。

前記固定部は、接着剤からなるものであってもよい。この場合、前記第１シールリングの金属環と前記第２シールリングの金属環とが前記接着剤を介して接着され、前記第２シールリングの回転時には、前記２つの金属環が剥離する。

前記金属環は、前記軸部材と同軸で配置され且つ該軸部材の外周面との間に環状隙間を設けて取り付けられた筒状部と、該筒状部と一体成形され、前記軸部材の径方向外方に延出したフランジ部とを有し、前記第１シールリングのフランジ部と前記第２シールリングのフランジ部との摺動面に、前記固定部が設けられる。

好ましくは、前記フランジ部は、他方のフランジ部と対向する側の面に、前記軸部材の軸方向に対して垂直に設けられた垂直面を有し、前記第２シールリングの垂直面が前記第１シールリングの垂直面と摺動することにより、前記摺動面が形成される。

また好ましくは、前記フランジ部は、他方のフランジ部と対向する側の面に、前記垂直面の径方向内方に設けられ且つ前記垂直面に対して傾斜したテーパ面を更に有し、前記第１シールリングのテーパ面と前記第２シールリングのテーパ面との間に、前記摺動面に向かって間隔が小さくなる溝が形成される。

更に好ましくは、前記一体型フローティングシールは、懸架装置の軸部材に取り付けられる。

本考案によれば、第１シールリングの金属環と第２シールリングの金属環との摺動面に、金属環同士を分離可能に固定する固定部が設けられている。そして取付作業時には、第１シールリングの金属環と第２シールリングの金属環とが固定部を介して固定されており、取付作業後の第２シールリングの回転時に、金属環同士が分離する。すなわち、取付作業時には、第１シールリングと第２シールリングとが一体であるため、第１，第２シールリングのいずれか一方をハウジングに装着することにより、一体型フローティングシールの取付作業が完了する。したがって、他方のシールリングの装着作業を行う必要がなく、装着時の作業工数を低減して簡単な取付作業を実現することが可能となる。また、第１シールリングの金属環と第２シールリングの金属環との摺動面に固定部が設けられているため、取付作業時に摺動面が露出しておらず、埃や泥水などの異物が当該摺動面に付着し難い。よって、異物の噛み込みによる摺動面での傷の発生を防止することができ、良好なシール性を実現することが可能となる。

本考案の実施形態に係る一体型フローティングシールの構成を概略的に示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は２つのフローティングシール間の摺動面の拡大断面図である。 図１の一体型フローティングシールが固定側ハウジング及び回転側ハウジングに取り付けられた状態を示す断面図である。 図１の一体型フローティングシールの取付作業工程を説明する断面図である。 従来のフローティングシールの構成を示す断面図である。 従来のフローティングシールの取付作業工程を説明する断面図である。

以下、本考案の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本考案の実施形態に係る一体型フローティングシールの構成を概略的に示す図であり、図２は、図１の一体型フローティングシールが固定側ハウジング及び回転側ハウジングに取り付けられた状態を示す断面図である。図１，２の一体型フローティングシールは、建設機械や農業機械の各部位に使用され、固定側ハウジングと回転側ハウジングとの間でシールすることを目的として軸に装着される。なお、図１，２の一体型フローティングシールは、その一例を示すものであり、本考案に係る一体型フローティングシールの構成は、図１，２のものに限られないものとする。

一体型フローティングシール１は、軸部材３０と固定側ハウジング４０との間に設けられるシールリング１Ａ（第１シールリング）と、軸部材３０と回転側ハウジング５０との間に設けられ、シールリング１Ａと摺動するシールリング１Ｂ（第２シールリング）とを備えている。シールリング１Ａは、固定側ハウジング４０側に配置されると共に軸部材３０に固定されており（図２）、一方、シールリング１Ｂは、回転側ハウジング５０に配置されると共に軸部材３０に対して回転可能に取り付けられている。このように一体型フローティングシール１を固定側ハウジング４０及び回転側ハウジング５０に装着することにより、これらハウジング間に生じる隙間から埃や泥水などの異物が侵入するのを防止することが可能となっている。シールリング１Ａ、シールリング１Ｂ及び軸部材３０で画定される空間には、オイルなどの潤滑油が封入されている。

シールリング１Ａは、図１（ｂ）に示すように、軸部材３０との間に隙間を設けて取り付けられる金属環１０Ａと、該金属環の外周部に設けられ、軸部材３０の径方向外方に延出する弾性環２０Ａとを有している。また、シールリング１Ｂは、軸部材３０との間に隙間を設けて取り付けられる金属環１０Ｂと、該金属環の外周部に設けられ、軸部材３０の径方向外方に延出する弾性環２０Ｂとを有している。すなわち、本実施形態ではシールリング１Ａ，１Ｂの構成は同一であり、互いに反対向きで軸部材３０に配置されている点が異なる。

弾性環２０Ａの内周部２１Ａは、筒状部１１Ａの外周面１１ａに所定の締め代にて嵌着されており、外周部２２Ａには、固定側ハウジング４０の内周面４０ａに圧接される外周面２３ａが設けられている。同様に、弾性環２０Ｂの内周部２１Ｂは、筒状部１１Ｂの外周面１１ｂに所定の締め代にて嵌着されており、外周部２２Ｂには、回転側ハウジング５０の内周面５０ａに圧接される外周面２３ｂが設けられている。

そして本考案では、図１（ｃ）に示すように、シールリング１Ａの金属環１０Ａとシールリング１Ｂの金属環１０Ｂとの摺動面Ｓに、金属環１０Ａ，１０Ｂ同士を分離可能に固定する固定部２が設けられている。よって、取付作業時にはシールリング１Ａの金属環１０Ａとシールリング１Ｂの金属環１０Ｂとが固定部２を介して固定されており、シールリング１Ａ，１Ｂが一体化されている。また、取付作業の完了後、シールリング１Ｂがシールリング１Ａに対して回転する際に、シールリング１Ｂに加えられる外力等によって金属環１０Ａ，１０Ｂが分離し、摺動面Ｓで互いに摺動する。この固定部２は、摺動面Ｓの一部に設けられてもよいし、摺動面Ｓの全部に設けられてもよい。

金属環１０Ａは、具体的には、軸部材３０と同軸で配置され且つ該軸部材の外周面との間に環状隙間を設けて取り付けられた筒状部１１Ａと、該筒状部と一体成形され、軸部材３０の径方向外方に延出したフランジ部１２Ａとを有している。金属環１０Ｂも同様に、軸部材３０と同軸で配置され且つ該軸部材の外周面との間に環状隙間を設けて取り付けられた筒状部１１Ｂと、該筒状部と一体成形され、軸部材３０の径方向外方に延出したフランジ部１２Ｂとを有している。

フランジ部１２Ａは、フランジ部１２Ｂと対向する側の面に、軸部材３０の軸方向に対して垂直に設けられた垂直面１３Ａを有している（図１（ｃ））。またフランジ部１２Ｂも同様に、フランジ部１２Ａと対向する側の面に、軸部材３０の軸方向に対して垂直に設けられた垂直面１３Ｂを有している。そして、シールリング１Ｂの垂直面１３Ｂが前シールリング１Ａの垂直面１３Ａと摺動することによって、摺動面Ｓが形成される。このシールリング１Ａのフランジ部１２Ａとシールリング１Ｂのフランジ部１２Ｂとの摺動面Ｓに、固定部２が設けられている。なお説明の便宜上、図１（ｃ）では、フランジ部１２Ａの垂直面１３Ａとフランジ部１２Ｂの垂直面１３Ｂとの間に隙間を設け、当該隙間の全体に固定部２が介在する状態を示したが、実際には垂直面１３Ａ，１３Ｂ間の隙間は非常に微小であり、図示するものに限られない。また、垂直面１３Ａ，１３Ｂ間の微小隙間には、シールリング１Ａ，１Ｂを共に固定するのに十分な量の固定部２が介在している。

フランジ部１２Ａは、更に、フランジ部１２Ｂと対向する側の面に、垂直面１３Ａの径方向内方に設けられ且つ垂直面１３Ａに対して傾斜したテーパ面１４Ａを有している（図１（ｃ））。フランジ部１２Ｂも同様に、フランジ部１２Ａと対向する側の面に、垂直面１３Ｂの径方向内方に設けられ且つ垂直面１３Ｂに対して傾斜したテーパ面１４Ｂを有している。そして、シールリング１Ａのテーパ面１４Ａとシールリング１Ｂのテーパ面１４Ｂとの間に、摺動面Ｓに向かって間隔が小さくなる溝１５が形成されている。すなわち、溝１５は径方向外方に向かって先細り形状となっており、その径方向外方端部に摺動面Ｓが形成されている。被装着体の動作時には、回転側ハウジング５０の回転に伴う遠心力により、シールリング１Ａ、シールリング１Ｂ及び軸部材３０で確定される空間に充填された潤滑油が溝１５から摺動面Ｓに供給される。このとき、溝１５が先細り形状となっていることから、当該潤滑油が粘度や表面張力によって溝１５の径方向外方端部と摺動面との境界部に保持され、この結果、摺動面Ｓにより多くの潤滑油を供給することが可能となる。

固定部２は、被装着体である固定側ハウジング４０や回転側ハウジング５０の動作が開始されるまではシールリング１Ａ，１Ｂを一体化することができ、被装着体の動作時にはシールリング１Ａ，１Ｂを分離することができる機能・作用を有する材料である。例えば、固定部２は、粘着性を有する潤滑用組成物からなり、好ましくは高粘度で吸着性を有する潤滑油や、あるいはグリースなどが挙げられる。潤滑油の場合、ＶＧ １５０以上が好ましく、グリースの場合、ちょう度がＪＩＳ ２号（又はＮＬＧＩ Ｎｏ．２）以上であるのが好ましい。この場合、シールリング１Ａの金属環１０Ａとシールリング１Ｂの金属環１０Ｂとが上記潤滑用組成物を介して一体的に粘着される。そしてシールリング１Ｂの回転時には、固定部２に加えられる外力によって当該固定部が流動性を示し（粘性低下）、これにより、２つの金属環１０Ａ，１０Ｂが離間して互いに摺動すると共に、潤滑用組成物によって摺動面Ｓに潤滑性が付与される。
また、固定部２は、潤滑用組成物以外に、接着剤からなるものであってもよい。この場合、シールリング１Ａの金属環１０Ａとシールリング１Ｂの金属環１０Ｂとが上記接着剤を介して接着される。そして、シールリング１Ｂの回転時には、固定部２に加えられる外力によって当該固定部の接着力が失われ、２つの金属環１０Ａ，１０Ｂが剥離して互いに摺動する。

上記のように構成される一体型フローティングシール１を装着する際には、図３（ａ）に示すように、回転側ハウジング５０の内周面５０ａに弾性環２０Ｂの外周面２３ｂを密着させ、シールリング１Ｂを回転側ハウジング５０に取り付ける。このとき、弾性環２０Ｂで生じる弾性力によって金属環１０Ｂが軸方向及び径方向に位置決めされ、シールリング１Ｂが軸部材３０と回転側ハウジング５０との間で固定される。また、シールリング１Ａとシールリング１Ｂが固定部２を介して一体化されているため、シールリング１Ａもシールリング１Ｂを介して回転側ハウジング５０に固定される。よって上記作業のみでフローティングシールの装着が完了する。

次いで、固定側ハウジング４０を回転側ハウジング５０に近接させて、固定側ハウジング４０の内周面４０ａにシールリング１Ａの外周面２３ａを密着させる。このとき、弾性環２０Ａで生じる弾性力によって金属環１０Ａが固定側ハウジング４０内で軸方向及び径方向に位置決めされる。これにより、一体型フローティングシール１全体が位置決めされ、取付作業が完了する。

被装着体の作動時には、回転側ハウジング５０の回転に伴ってシールリング１Ｂがシールリング１Ａに対して回転し、また当該回転によってシールリング１Ａ，１Ｂが変形する。この結果、固定部２によって一体化されていたフランジ部１２Ａ，１２Ｂが分離され、フランジ部１２Ａの垂直面１３Ａとフランジ部１２Ｂの垂直面１３Ｂ間に摺動面Ｓが形成され、この摺動面Ｓによって回転側ハウジング５０と固定側ハウジング４０の間のシール性が確保される。

上述したように、本実施形態によれば、シールリング１Ａの金属環１０Ａとシールリング１Ｂの金属環１０Ｂとの摺動面Ｓに、金属環１０Ａ，１０Ｂ同士を分離可能に固定する固定部が設けられている。そして取付作業時には、シールリング１Ａの金属環１０Ａとシールリング１Ｂの金属環１０Ｂとが固定部２を介して固定されており、取付作業後のシールリング１Ｂの回転時に、金属環１０Ａ，１０Ｂ同士が分離する。すなわち、取付作業時には、シールリング１Ａとシールリング１Ｂとが一体であるため、一方のシールリング１Ｂをハウジングに装着することにより、一体型フローティングシール１の取付作業が完了する。したがって、他方のシールリング１Ａの装着作業を行う必要がなく、装着時の作業工数を低減して簡単な取付作業を実現することが可能となる。また、シールリング１Ａの金属環１０Ａとシールリング１Ｂの金属環１０Ｂとの摺動面Ｓに固定部２が設けられているため、取付作業時に摺動面Ｓが露出しておらず、埃や泥水などの異物が当該摺動面に付着し難い。よって、異物の噛み込みによる摺動面での傷の発生を防止することができ、良好なシール性を実現することが可能となる。

また、固定部２が高粘度で粘着性を有する潤滑用組成物からなる場合、シールリング１Ａの金属環１０Ａとシールリング１Ｂの金属環１０Ｂとが上記潤滑用組成物を介して一体的に粘着される。そして、シールリング１Ｂの回転時に２つの金属環１０Ａ，１０Ｂが離間して摺動面Ｓが形成される際、上記潤滑用組成物により、摺動面Ｓで生じる摩擦力を更に低減することが可能となる。

特に、一体型フローティングシール１を建設・農業機械の懸架装置に取り付けることにより、埃や泥水などの異物が当該摺動面に付着或いは侵入するのを防止することができ、良好なシール性を実現することができる。

以上、上記実施形態に係る一体型フローティングシールについて述べたが、本考案は記述の実施形態に限定されるものではなく、本考案の技術思想に基づいて各種の変形および変更が可能である。

例えば上記実施形態では、シールリング１Ａ，１Ｂの構成は同一であるが、これに限らず、シールリング１Ａ，１Ｂが異なる構成であってもよく、また、シールリング１Ａ，１Ｂの形状が異なってもよい。

また、金属環１０Ａ，１０Ｂの断面形状は、それぞれ略Ｌ字型であるが、互いに摺動することによって摺動面を形成しうる形状であれば、他の形状であってもよい。

また、弾性環２０Ａ，２０Ｂの断面形状は、略並行四辺形であるが、真円や楕円を含む略円形であってもよい。

本考案の一体型フローティングシールは、建設機械、農業機械の懸架装置、コンベヤ装置、減速機、車両などの軸に好適に用いられ、特にトラックローラ、走行減速機、アイドラ等に適用されるフローティングシールとして極めて有用である。

１ 一体型フローティングシール
１Ａ シールリング
１Ｂ シールリング
２ 固定部
１０Ａ 金属環
１０Ｂ 金属環
１１Ａ 筒状部
１１ａ 外周面
１１Ｂ 筒状部
１２Ａ フランジ部
１２Ｂ フランジ部
１３Ａ 垂直面
１３Ｂ 垂直面
１４Ａ テーパ面
１４Ｂ テーパ面
１５ 溝
２０Ａ 弾性環
２０Ｂ 弾性環
２１Ａ 内周部
２２Ａ 外周部
２３ａ 外周面
Ｓ 摺動面
３０ 軸部材
４０ 固定側ハウジング
５０ 回転側ハウジング
５０ａ 内周面

Claims (7)

1. 軸部材に固定された固定側ハウジングと、前記軸部材に対して回転する回転側ハウジングとの間をシールする一体型フローティングシールであって、
   前記軸部材と固定側ハウジングとの間に設けられる第１シールリングと、
   前記軸部材と前記回転側ハウジングとの間に設けられ、前記第１シールリングと摺動する第２シールリングと、を備え、
   前記第１シールリング及び前記第２シールリングは、それぞれ、前記軸部材との間に隙間を設けて取り付けられる金属環と、該金属環の外周部に設けられ、前記軸部材の径方向外方に延出する弾性環とを有し、
   前記第１シールリングの金属環と前記第２シールリングの金属環との摺動面に、前記金属環同士を分離可能に固定する固定部が設けられ、
   前記第１シールリングの金属環と前記第２シールリングの金属環とが、前記固定部を介して固定され、前記第２シールリングの回転時に、前記２つの金属環が分離することを特徴とする、一体型フローティングシール。
2. 前記固定部は、粘着性を有する潤滑用組成物からなり、
   前記第１シールリングの金属環と前記第２シールリングの金属環とが前記潤滑用組成物を介して一体的に粘着され、
   前記第２シールリングの回転時には、前記２つの金属環が離間すると共に、前記潤滑用組成物が前記摺動面に潤滑性を付与することを特徴とする、請求項１記載の一体型フローティングシール。
3. 前記固定部は、接着剤からなり、
   前記第１シールリングの金属環と前記第２シールリングの金属環とが前記接着剤を介して接着され、
   前記第２シールリングの回転時には、前記２つの金属環が剥離することを特徴とする、請求項１記載の一体型フローティングシール。
4. 前記金属環は、前記軸部材と同軸で配置され且つ該軸部材の外周面との間に環状隙間を設けて取り付けられた筒状部と、該筒状部と一体成形され、前記軸部材の径方向外方に延出したフランジ部とを有し、
   前記第１シールリングのフランジ部と前記第２シールリングのフランジ部との摺動面に、前記固定部が設けられることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の一体型フローティングシール。
5. 前記フランジ部は、他方のフランジ部と対向する側の面に、前記軸部材の軸方向に対して垂直に設けられた垂直面を有し、
   前記第２シールリングの垂直面が前記第１シールリングの垂直面と摺動することにより、前記摺動面が形成されることを特徴とする、請求項４記載の一体型フローティングシール。
6. 前記フランジ部は、他方のフランジ部と対向する側の面に、前記垂直面の径方向内方に設けられ且つ前記垂直面に対して傾斜したテーパ面を更に有し、
   前記第１シールリングのテーパ面と前記第２シールリングのテーパ面との間に、前記摺動面に向かって間隔が小さくなる溝が形成されることを特徴とする、請求項５記載の一体型フローティングシール。
7. 懸架装置の軸部材に取り付けられることを特徴とする、請求項１記載の一体型フローティングシール。

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