JP4687276B2

JP4687276B2 - 走行駆動装置のフローティングシール機構

Info

Publication number: JP4687276B2
Application number: JP2005186956A
Authority: JP
Inventors: 達也武下
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2005-06-27
Filing date: 2005-06-27
Publication date: 2011-05-25
Anticipated expiration: 2025-06-27
Also published as: JP2007001540A

Description

本発明は油圧ショベル等のクローラ式作業車両の走行駆動装置に用いられるフローティングシール機構に関するものである。

油圧ショベルを例にとって背景技術を説明する。

油圧ショベルは、図７に示すように、クローラ式の下部走行体１上に上部旋回体２が縦軸まわりに旋回自在に搭載され、この上部旋回体２に、ブーム３、アーム４、バケット５を備えた作業(掘削)アタッチメント６が装着されて構成される。

下部走行体１は、左右のクローラフレーム(片側のみ図示)７の前後片側にスプロケット８、反対側に遊動輪９を取付け、これらの間にクローラ(履帯)１０を巻き付けて構成される。

スプロケット８を駆動する走行駆動装置の構成を図８に示す。

この走行駆動装置は、固定側であるモータユニットＵ１と、回転側である減速ユニットＵ２とから成っている。

モータユニットＵ１は、走行モータ(油圧モータ)１１と、この走行モータ１１が収容された固定側ケーシング１２とによって構成され、固定側ケーシング１２が図７中のクローラフレーム７に固定される。

減速ユニットＵ２は、モータ１１の回転力を減速する減速機構(図示しない)と、この減速機構が収容された回転側ケーシング１３とによって構成され、減速されたモータ回転力が回転側ケーシング１３を介してスプロケット８に伝えられる。

両ユニットＵ１,Ｕ２のケーシング１２,１３は軸方向の一端部で軸受１４を介して結合され、この結合される端部の内周面間に、減速ユニット内部の潤滑油の漏出、及び外部からの泥や水等の侵入を防止するためのフローティングシール１５が設けられている。

このフローティングシール１５は、図９に拡大して示すように、軸方向の対向面が摺接する状態で設けられた一対のシールリング１６,１６と、この両シールリング１６,１６に対して上記対向面を摺接させるための軸方向の押圧力を付与する一対のＯリング１７,１７とによって構成されている。

このフローティングシール１５は、その機能上、両ケーシング１２,１３の端部間の隙間Ｃを内側から塞ぐ状態で設けられるため、図中黒点で示す外部からの侵入物が、隙間Ｃに連通するシール外周側の空間(以下、シール外周空間という)１８に付着する。

こうしてシール外周空間１８に侵入物が充満すると、Ｏリング１７,１７が弾性変形するスペースが奪われるため、両ユニットＵ１,Ｕ２の相対的な傾きに対してフローティングシール１５が追従できなくなる。また、Ｏリング１７,１７の弾性変形作用が失われることにより、シールリング１６,１６に過大な押し付け力が発生して高温となり、Ｏリング１７,１７が過熱・炭化して破損する場合や、逆に押し付け力が不足してシール性が低下する場合もあり、これらが原因で油漏れに至る。

従来、この点の対策として、泥等がシール外周空間１８に入り難くなるように隙間Ｃのラビリンス形状を工夫する技術が提案されている(特許文献１,２参照)。
特開２０００−３４６２０５号公報実開平５−９００５１号公報

しかし、ラビリンス構造によって外部からの泥等の侵入を抑える公知技術では、とくに泥水のように流動性が高い侵入物は阻み切れない。しかも、一旦侵入した泥等は、ラビリンスによってシール外周空間１８に閉じ込められ、溜まる一方となる。

このため、Ｏリング１７,１７の弾性変形のためのスペースを確保するという所期の目的は公知技術では十分達成できなかった。

そこで本発明は、泥等をシール外周空間から確実に排除してＯリングの弾性変形スペースを確保することができる走行駆動装置のフローティングシール機構を提供するものである。

請求項１の発明は、クローラ式走行体の駆動源としての走行モータを備えたモータユニットと、上記走行モータの回転力を減速してクローラに伝える減速ユニットとから成る走行駆動装置のフローティングシール機構において、上記モータ、走行両ユニットのケーシングの相対向する端部の内周面に軸方向の対向面が摺接する状態で設けられた一対のシールリングと、この両シールリングに対して上記対向面を摺接させるための軸方向の押圧力を付与する一対のＯリングとによってフローティングシールを構成するとともに、上記フローティングシールの外周側に入り込んだ泥等の侵入物を除去するスクレーパを備え、このスクレーパは、四角形の板状に形成され、両ケーシング間の隙間を貫通し、先端が上記両シールリングの外周面に近接対向して上記侵入物の掻き取り作用を行う状態で上記固定側ケーシングに設けたものである。

請求項２の発明は、請求項１の構成において、固定側ケーシングに、スクレーパで掻き取った侵入物を外部に排出する排出穴をスクレーパに対して周方向に隣接して設けたものである。

請求項３の発明は、請求項２の構成において、スクレーパを固定側ケーシングの上面部に設けたものである。

請求項４の発明は、請求項２の構成において、スクレーパを固定側ケーシングの側面部に設けたものである。

請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかの構成において、スクレーパの周方向少なくとも片側に、フローティングシール外周部に向かって先広がり方向に傾斜する傾斜面を設け、この傾斜面の先端に、侵入物に対して鋭角に食い込むエッジを形成したものである。

本発明によると、固定側ケーシングに設けたスクレーパによってシール外周側の泥等を掻き取り除去するため、少なくともシール外周空間にＯリングの弾性変形スペースを確保することができる。

これにより、両ケーシングの相対的な傾きに対するフローティングシールの追従性が失われたり、シールリングに過大な押し付け力が作用してＯリングが破損し、あるいは押し付け力不足が生じたりする事態の発生を回避し、油漏れを確実に防止することができる。

とくに請求項２の発明によると、シール外周側の泥等をスクレーパで掻き取るだけでなく、掻き取りながら排出穴から外部に強制排出することができるため、シール外周空間を確保する点の効果が高くなり、それだけ油漏れ防止効果がより確実となる。

ところで、請求項２のように排出穴によって侵入物を外部に排出する強制排出方式をとる場合、油圧ショベルの走行駆動装置に用いられるフローティングシール機構のように直接土砂等と接触し易い環境では、排出穴からの泥等の侵入をできるだけ避ける意味で請求項３の発明のようにスクレーパを固定側ケーシングの上面部に設けるのが望ましい。

一方、請求項４の発明のようにスクレーパを固定側ケーシングの側面部に配置することにより、掻き取った泥等を外部に排出し易くなる。

また、請求項５の発明によると、スクレーパに、泥等に対して鋭角に食い込むエッジを設けたから、掻き取り効果を上げることができる。また、とくに請求項２の強制排出方式をとる場合に、エッジを形成する傾斜面が排出ガイドの役割を果たすため、掻き取った泥等をスムーズに排出することができる。

第１実施形態(図１〜図３参照)
以下の実施形態では、適用対象として油圧ショベルの走行駆動装置を例にとっている。また、各実施形態において、図８,９に示す従来技術と同一部分には同一符号を付して示
し、その重複説明を省略する。

図１は走行駆動装置の平面図である。

モータ、減速両ユニットＵ１,Ｕ２のケーシング１２,１３の相結合される端部の上面部にスクレーパ１９が設けられ、図２,３に示す一対のシールリング１６,１６及びＯリング１７,１７から成るフローティングシール１５と、このスクレーパ１９とによってフローティングシール機構が構成されている。

スクレーパ１９は、四角形の板状に形成され、両ケーシング１２,１３間の隙間Ｃを貫通して下端がシール外周空間１８に臨む状態(両シールリング１６,１６の外周面に近接対向する状態)で、スクレーパ取付部材２０を介して固定側ケーシング１２の上面部に取付けられている。

ここで、固定側ケーシング１２の端部上面側に、スクレーパ１９を貫通させるための切欠２２が、ケーシング間の隙間Ｃを部分的に広げる形で設けられている。

この切欠２２は、図１,３に示すようにスクレーパ１９よりも周方向に長い範囲に亘って設けられ、スクレーパ取付状態でスクレーパ１９の周方向両側に、切欠２２の両側部分としての排出穴２３,２３がスクレーパ１９に対して周方向に隣接して形成されている。

なお、図３に示すようにスクレーパ１９の下端面１９ａはシールリング１６の外周面に沿う湾曲面に形成されている。

また、スクレーパ取付部材２０は、スクレーパ１９の点検、補修、取替えができるように固定側ケーシング１２の外面にボルト２１,２１によって着脱可能に取付けられている。

この構成において、車両走行時に回転側ケーシング１３が回転すると、シール外周空間１８に入り込んだ泥等(図３中に黒点で示す)が、ケーシング回転力を利用したスクレーパ１９の掻き取り作用によって取り除かれ、かつ、そのまま排出穴２３から外部に強制的に排出される。

図３には回転側ケーシング１３が時計回り方向に回転した場合の掻き出し状況を示しているが、逆回転時にも、図３の右側において同様の作用が行われる。

なお、「シール外周空間１８」とは、Ｏリング１７,１７が弾性変形するためのスペースを含めてフローティングシール１５の外周側に形成される空間全体をいい、上記スクレーパ１９の掻き取り作用は、直接にはシールリング１６,１６の外周部に入った泥等に対して働く。

こうして、シール外周側の泥等を自動的に掻き取り、かつ、外部に排出するため、シール外周空間１８に泥等の侵入物が溜まるおそれがない。すなわち、Ｏリング１７,１７の弾性変形スペースを確保することができる。

これにより、両ケーシング１２,１３の相対的な傾きに対するフローティングシール１５の追従性が失われたり、シールリング１６,１６に過大な押し付け力が作用してＯリング１７,１７が破損し、あるいは押し付け力不足が生じたりする事態の発生を回避し、油漏れを確実に防止することができる。

ところで、スクレーパ１９の掻き取り作用が行われると、回転に伴って掻き取り分が下流側に蓄積され、結局、行き場を失って自然に外部に押し出されることになる。

従って、排出穴２３,２３を設けない場合でも実質的に排出作用は行われるが、スクレーパ１９に隣接して排出穴２３,２３を設けることにより、掻き取った泥等を速やかにかつ確実に外部に排出することができる。

また、適用対象である油圧ショベルの走行駆動装置は、直接土砂等と接触し易いため、この実施形態のようにスクレーパ１９を固定側ケーシング１２の上面部に設けることにより、排出穴２３,２３からの泥等の侵入をできるだけ回避することができる。

第２〜第４実施形態(図４〜図６参照)
第１実施形態との相違点のみを説明する。

図４に示す第２実施形態においては、スクレーパ１９の周方向両側に、フローティングシール外周部に向かって先広がり方向に傾斜する傾斜面２４,２４が設けられ、かつ、この傾斜面２４,２４の先端に、泥等の侵入物に対して鋭角に食い込むエッジ２４ａ,２４ａが形成されている。

こうすれば、エッジ２４ａ,２４ａによって泥等をより効率良く掻き取ることができるとともに、傾斜面２４,２４が、掻き取った泥等を排出穴２３,２３を介して外部に導く排出ガイドの役割を果たすため、掻き取った泥等をスムーズに排出することができる。

図５に示す第３実施形態においては、スクレーパ１９が両ケーシング１２,１３の相結合される端部の側面部に設けられている。

こうすれば、スクレーパ１９で掻き取った泥等を自重で外部に排出できるため、排出効率が良くなる。従って、排出穴２３,２３への側方からの泥等の侵入が少ない場合にはこの構成をとるのが望ましい。

また、図６に示す第４実施形態のように、スクレーパ１９を側面部と下面部の中間部に設けることによって、掻き取った泥等の排出性をさらに高めることができる。

なお、図５,６では、エッジ２４ａ付きの傾斜面２４をスクレーパ１９の上側のみに設けた場合を示しているが、もちろん下側にも設けてもよい。

他の実施形態
(１) 可能であればスクレーパ１９を固定側ケーシング１２の下面側に設けてもよい。

(２) 上記各実施形態ではスクレーパ１９を周方向の一個所のみに設けたが、必要に応じて上面部と側面部というように二個所またはそれ以上に設けてもよい。

(３) スクレーパ１９を固定側ケーシング１２にこれの一部として一体に設けてもよい。

本発明の第１実施形態にかかるフローティングシール機構が設けられた走行駆動装置の平面図である。図１のＩＩ−ＩＩ線拡大断面図である。図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。本発明の第２実施形態にかかるフローティングシール機構を示す図３相当図である。本発明の第３実施形態にかかるフローティングシール機構を示す図３相当図である。本発明の第４実施形態にかかるフローティングシール機構を示す図３相当図である。クローラ式作業車両の例としての油圧ショベルの概略側面図である。従来のフローティングシールを備えた走行駆動装置の一部断面側面図である。同装置の一部を拡大した図である。

Ｕ１モータユニット
Ｕ２減速ユニット
１１走行モータ
１２固定側ケーシング
１３回転側ケーシング
１５フローティングシール
１６,１６シールリング
１７,１７Ｏリング
１９スクレーパ
２３,２３排出穴
２４傾斜面
２４ａエッジ

Claims

クローラ式走行体の駆動源としての走行モータを備えたモータユニットと、上記走行モータの回転力を減速してクローラに伝える減速ユニットとから成る走行駆動装置のフローティングシール機構において、上記モータ、走行両ユニットのケーシングの相対向する端部の内周面に軸方向の対向面が摺接する状態で設けられた一対のシールリングと、この両シールリングに対して上記対向面を摺接させるための軸方向の押圧力を付与する一対のＯリングとによってフローティングシールを構成するとともに、上記フローティングシールの外周側に入り込んだ泥等の侵入物を除去するスクレーパを備え、このスクレーパは、四角形の板状に形成され、両ケーシング間の隙間を貫通し、先端が上記両シールリングの外周面に近接対向して上記侵入物の掻き取り作用を行う状態で上記固定側ケーシングに設けたことを特徴とする走行駆動装置のフローティングシール機構。
固定側ケーシングに、スクレーパで掻き取った侵入物を外部に排出する排出穴をスクレーパに対して周方向に隣接して設けたことを特徴とする請求項１記載の走行駆動装置のフローティングシール機構。
スクレーパを固定側ケーシングの上面部に設けたことを特徴とする請求項２記載の走行駆動装置のフローティングシール機構。
スクレーパを固定側ケーシングの側面部に設けたことを特徴とする請求項２記載の走行駆動装置のフローティングシール機構。
スクレーパの周方向少なくとも片側に、フローティングシール外周部に向かって先広がり方向に傾斜する傾斜面を設け、この傾斜面の先端に、侵入物に対して鋭角に食い込むエッジを形成したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の走行駆動装置のフローティングシール機構。