JP5102147B2 - 建設機械の回転装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば油圧ショベル、油圧クレーン等の建設機械に用いられる履帯案内ローラ、走行装置等の回転装置に関する。

一般に、油圧ショベル等の装軌式車両の下部走行体は、左，右のサイドフレームを有するトラックフレームと、各サイドフレームの一端側に設けられる走行装置と、他端側に設けられる遊動輪と、走行装置の駆動輪（スプロケット）と遊動輪とに巻装される履帯と、履帯を駆動輪および遊動輪に向けて案内する上，下の履帯案内ローラとにより大略構成されている。そして、上述の走行装置、遊動輪、履帯案内ローラ等は、建設機械の回転装置を構成している。

ここで、履帯案内ローラは、通常、サイドフレームに固定して設けられる軸支持部材（固定体）と、この軸支持部材に軸を介して回転可能に支持されるローラ（回転体）と、これら軸支持部材とローラとの間に形成された隙間をシールするフローティングシールとにより構成されている。この場合、フローティングシールは、互いに摺接するシール面をもった一対のシールリングと、固定体および回転体と前記各シールリングとの間にそれぞれ設けられた一対のＯリングとにより構成され、固定体に対して回転体が回転するときに、両者間の隙間を液密にシールするものである。

ところで、固定体と回転体との間には、外部に開口する環状の隙間が形成されているため、当該隙間を通じて外部からフローティングシールに向けて土砂、泥水等の異物が侵入することにより、この土砂等の異物によってフローティングシールが損傷してしまう不具合がある。

これに対し、装軌式車両の履帯案内ローラを構成する軸支持部材（固定体）とローラ（回転体）との間の隙間に屈折路を設け、この屈折路内にグリース等の充填剤を充填することにより、隙間内に土砂等の異物が侵入するのを抑えるようにした履帯案内ローラが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

実開平６−５１０８２号公報

しかし、特許文献１による従来技術では、固定体と回転体との間の隙間に侵入した泥水等によって、屈折路に充填剤した充填剤が早期に排出されてしまう。このため、屈折路を通じて土砂等の異物がフローティングシールのシール面に侵入することにより、フローティングシールのシール性が低下してしまうという問題がある。

一方、他の従来技術として、装軌式車両の走行装置を構成する機体側ケーシング（固定体）と、スプロケット側ケーシング（回転体）との間に形成された隙間の中間部にＯリングを設け、このＯリングによって土砂等の侵入を抑えるものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特許第２９３９９２４号公報

しかし、特許文献２による従来技術では、固定体と回転体との間の隙間内に侵入した土砂等がＯリングの周囲に溜まり易く、この土砂等がＯリングに付着して固化することにより、Ｏリングの柔軟性が低下してシール機能が損なわれるという不具合がある。

また、さらに他の従来技術として、装軌式車両の走行装置を構成する固定側ケーシング（固定体）にスクレーパを設け、このスクレーパによって、回転側ケーシング（回転体）と固定体との間の隙間内に侵入した土砂等を除去するものが提案されている（例えば、特許文献３参照）。

特開２００７−１５４０号公報

しかし、特許文献３による従来技術では、固定体に対して回転体が回転するときに、両者の隙間内に侵入した土砂等を、固定体に設けたスクレーパによって除去する構成であるため、例えば固定体に付着した土砂等をスクレーパによって除去するのが難しいという不具合がある。

このため、固定体に付着した土砂等の異物が除去されずに固化し、この固化した異物によってＯリングが変形することにより、フローティングシールのシール性が低下してしまうという問題がある。

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、固定体と回転体との隙間内で固化した異物を破砕し、フローティングシールの良好なシール性を長期に亘って維持することができるようにした建設機械の回転装置を提供することを目的としている。

上述した課題を解決するため本発明は、建設機械の車体に固定して設けられた固定体と、該固定体との間に外部に開口する全周隙間を形成した状態で前記固定体に対し回転可能に設けられた回転体と、前記固定体と回転体との間の隙間をシールするフローティングシールとを備え、前記フローティングシールは、前記固定体の内周側と前記回転体の内周側とに配置され互いに摺接するシール面をもった一対のシールリングと、前記固定体の内周面と前記シールリングとの間および前記回転体の内周面と前記シールリングとの間にそれぞれ設けられた一対のＯリングとにより構成してなる建設機械の回転装置に適用される。

そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記固定体のうち前記Ｏリングの近傍に位置して前記回転体と軸方向で対向する面には、前記回転体に向けて突出する固定体側突起部を設け、前記回転体のうち前記Ｏリングの近傍に位置して前記固定体と軸方向で対向する面には、前記固定体側突起部とは半径方向で異なる位置で前記固定体に向けて突出する回転体側突起部を設け、前記固定体側突起部は、前記回転体の軸中心に対して一定角度の範囲で円弧状に配置し、前記回転体側突起部は、前記回転体の軸中心を挟んで前記固定体側突起部と対向しつつ一定角度の範囲で円弧状に配置したことにある。

請求項２の発明は、前記固定体側突起部と前記回転体側突起部とは、長さ方向の両端部が鋭角部となり、長さ方向の中央部の幅寸法が大きな三日月状に形成したことにある。

請求項３の発明は、前記固定体側突起部のうち前記回転体と対面する上面は、長さ方向の中央部の高さ寸法が大きな山形状に形成し、前記回転体側突起部のうち前記固定体と対面する上面は、長さ方向の中央部の高さ寸法が大きな山形状に形成したことにある。

請求項４の発明は、前記固定体側突起部および前記回転体側突起部の表面は、表面改質処理を施すことにより硬質部を設ける構成としたことにある。

請求項１の発明によれば、固定体と回転体との間の隙間を通じて侵入した土砂、泥水等の異物が、固定体および回転体のうちフローティングシールのＯリングの近傍に位置する面に付着して固化したとしても、固定体に対して回転体が回転することにより、回転体側突起部が、固定体に付着した異物を破砕して除去し、固定体側突起部が、回転体に付着した異物を破砕して除去する。従って、回転体および固定体に付着した異物が固化することにより、フローティングシールのＯリングが変形してしまうのを抑えることができる。この結果、フローティングシールの良好なシール性を長期に亘って維持することができ、回転装置の信頼性を高めることができる。

しかも、固定体側突起部と回転体側突起部とを、回転体の軸中心を挟んで対向して配置することにより、これら固定体側突起部と回転体側突起部とによってフローティングシールを外周側から取囲むことができる。このため、固定体と回転体との間の隙間を通じてフローティングシール側へと侵入する土砂等の異物の量を低減することができる。

請求項２の発明によれば、固定体および回転体に付着して固化した異物を、三日月状の固定体側突起部および回転体側突起部の両端部に設けた鋭角部によって確実に破砕することができる。また、固定体側突起部および回転体側突起部の長さ方向の中央部の幅寸法を大きくすることにより、回転する回転体側突起部と固定体側突起部とがすれ違うときに、両者の間隔を常に変化させることができる。この結果、固定体側突起部と回転体側突起部との間に固化した異物が残存してしまうことがなく、固化した異物を確実に除去することができる。

請求項３の発明によれば、回転体が回転することにより、山形状に形成された固定体側突起部の上面と回転体の対向面との間隔が徐々に変化すると共に、山形状に形成された回転体側突起部の上面と固定体の対向面との間隔が徐々に変化する。これにより、固定体および回転体に付着して固化した異物を、固定体側突起部の上面および回転体側突起部の上面によって徐々に押潰すように破砕することができる。この結果、異物と接触する固定体側突起部および回転体側突起部の接触面積を大きくし、固定体側突起部および回転体側突起部の摩耗量を減少させることができるので、これら固定体側突起部および回転体側突起部の寿命を延ばすことができる。

請求項４の発明によれば、固定体側突起部および回転体側突起部の表面に硬質部を設けることにより、これら固定体側突起部および回転体側突起部の摩耗を抑え、その寿命を延ばすことができる。このため、固定体側突起部および回転体側突起部により、固化した異物を確実に破砕することができ、フローティングシールの良好なシール性を維持することができる。

以下、本発明に係る建設機械の回転装置の実施の形態を、油圧ショベルに適用した場合を例に挙げ、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

まず、図１ないし図８は本発明の第１の実施の形態を示し、本実施の形態では、油圧ショベルの履帯案内ローラに適用した場合を例示している。

図中、１は建設機械の代表例としての油圧ショベルで、該油圧ショベル１の車体は、自走可能な装軌式の下部走行体２と、該下部走行体２上に旋回可能に搭載された上部旋回体３とにより大略構成されている。そして、上部旋回体３の前部側には、作業装置４が俯仰動可能に取付けられ、この作業装置４を用いて掘削作業等を行うものである。

５は下部走行体２を構成するトラックフレームで、該トラックフレーム５は、前，後方向に伸長した左，右のサイドフレーム６を有している（左側のみ図示）。そして、サイドフレーム６の一端側には走行装置７が設けられ、サイドフレーム６の他端側には遊動輪８が設けられている。

ここで、サイドフレーム６は、図２に示すように、下端側が開口し前，後方向に延びた中空な枠体として形成されている。そして、サイドフレーム６の下端部には、前，後方向に延びる厚肉な左，右の下板６Ａ，６Ａが設けられ、該各下板６Ａ間には後述の各下履帯案内ローラ１１が設けられる構成となっている。

９は走行装置７と遊動輪８との間に巻装された履帯で、該履帯９は、走行装置７によって駆動されることにより、後述する各上履帯案内ローラ１０、各下履帯案内ローラ１１に案内されつつ走行装置７と遊動輪８との間を周回し、下部走行体２を走行させるものである。

１０，１０はサイドフレーム６上に回転可能に設けられた２個の上履帯案内ローラで、該各上履帯案内ローラ１０は、履帯９を下側から支持することにより該履帯９を走行装置７、遊動輪８に向けて案内するものである。

１１，１１，…はサイドフレーム６の下端部に設けられた回転装置としての複数個の下履帯案内ローラで、該各下履帯案内ローラ１１は、履帯９を走行装置７、遊動輪８に向けて案内するものである。そして、各下履帯案内ローラ１１は、図２および図３に示すように、後述の各軸支持部材１２、ローラ１５、フローティングシール１８、固定体側突起部２３、第１，第２の回転体側突起部２４，２５等によって構成されている。

１２，１２はサイドフレーム６の左，右の下板６Ａに固定して設けられた固定体としての左，右の軸支持部材で、これら左，右の軸支持部材１２は、例えばカラー等と呼ばれ、後述のローラ支持軸１３を支持するものである。ここで、各軸支持部材１２は、左，右方向に貫通する軸挿嵌孔１２Ａを有し、サイドフレーム６の下板６Ａにボルト等を用いて固定されている。

また、各軸支持部材１２の外周側には、後述のフローティングシール１８を収容する円筒状の鍔部１２Ｂが設けられ、該鍔部１２Ｂの環状な軸方向端面１２Ｃは、後述するローラ１５の軸方向端面１５Ｅと軸方向で対向している。そして、各軸支持部材１２の軸方向端面１２Ｃには、後述の固定体側突起部２３が設けられる構成となっている。

１３は左，右の軸支持部材１２に支持されたローラ支持軸で、該ローラ支持軸１３は後述のローラ１５を回転可能に支持するものである。ここで、ローラ支持軸１３の軸方向（左，右方向）の両端部は、左，右の軸支持部材１２の軸挿嵌孔１２Ａ内に挿嵌され、抜止めピン１４によって軸方向に抜止めされると共に、軸支持部材１２に対して廻止めされている。

１５はローラ支持軸１３により左，右の軸支持部材１２に対して回転可能に設けられた回転体としてのローラで、該ローラ１５は、中心部に軸挿通孔１５Ａが形成された段付き円筒体からなり、軸方向の両端側には大径なフランジ部１５Ｂ，１５Ｂが一体形成されている。ここで、ローラ１５の左，右両端側には、軸挿通孔１５Ａよりも大きな内径寸法を有し、後述のフローティングシール１８が装着されるシール装着穴１５Ｃと、該シール装着穴１５Ｃよりも大きな内径寸法を有し、軸支持部材１２の鍔部１２Ｂを収容する軸受収容穴１５Ｄとが、軸挿通孔１５Ａと同心状に形成されている。

また、シール装着穴１５Ｃと軸受収容穴１５Ｄとの間には、軸支持部材１２（鍔部１２Ｂ）の軸方向端面１２Ｃと軸方向で対向する環状な軸方向端面１５Ｅが形成され、該軸方向端面１５Ｅには、後述する第１，第２の回転体側突起部２４，２５が設けられる構成となっている。さらに、軸挿通孔１５Ａの軸方向の中央部には、潤滑油を貯留する油溜め室１５Ｆが形成されている。

そして、ローラ１５の軸挿通孔１５Ａには、軸方向の両端側から円筒状のすべり軸受１６，１６が挿嵌され、ローラ１５は、各すべり軸受１６を介してローラ支持軸１３に回転可能に支持され、左，右のフランジ部１５Ｂによって履帯９が左，右方向に位置ずれするのを規制しつつ、該履帯９を走行装置７、遊動輪８に向けて案内するものである。このとき、ローラ支持軸１３とすべり軸受１６との摺動面は、ローラ１５の油溜め室１５Ｆから供給される潤滑油によって常時潤滑され、この潤滑油は、後述のフローティングシール１８によってローラ１５内に封止される構成となっている。

１７，１７は相対回転する軸支持部材１２とローラ１５との間に形成された左，右の全周の隙間で、該各隙間１７は、図３に示すように、軸支持部材１２の鍔部１２Ｂとローラ１５の軸受収容穴１５Ｄとの間に全周に亘って環状に形成され、ローラ１５の外部に開口している。

１８，１８は左，右の軸支持部材１２とローラ１５との間に設けられた左，右のフローティングシールで、該フローティングシール１８は、回転するローラ１５と軸支持部材１２との間に形成された隙間１７をシールするものである。そして、フローティングシール１８は、油溜め室１５Ｆに貯留した潤滑油をローラ１５内に封止すると共に、泥水、土砂等の異物がローラ１５内に侵入するのを抑えるものである。ここで、フローティングシール１８は、図３および図４等に示すように、後述の固定側シールリング１９、回転側シールリング２０、固定側Ｏリング２１、回転側Ｏリング２２等により構成されている。

１９は軸支持部材１２側に配置された固定側シールリングで、該固定側シールリング１９は、後述の回転側シールリング２０と対をなすもので、該回転側シールリング２０と対向した状態で、軸支持部材１２に設けられた鍔部１２Ｂの内周側に配置されている。ここで、固定側シールリング１９は、例えば耐摩耗性、耐食性に優れた金属材料を用いて円筒状に形成され、回転側シールリング２０と対面する環状なシール面１９Ａを有している。また、固定側シールリング１９の外周面と鍔部１２Ｂの内周面１２Ｄとの間には、後述の固定側Ｏリング２１が設けられる構成となっている。

２０はローラ１５側に配置された回転側シールリングで、該回転側シールリング２０は、固定側シールリング１９と同一部品からなり、ローラ１５に設けられたシール装着穴１５Ｃの内周側に配置されている。ここで、回転側シールリング２０は、固定側シールリング１９のシール面１９Ａに常時摺接する環状なシール面２０Ａを有している。また、回転側シールリング２０の外周面とシール装着穴１５Ｃの内周面との間には、後述の回転側Ｏリング２２が設けられる構成となっている。

２１は軸支持部材１２に設けられた鍔部１２Ｂの内周面１２Ｄと固定側シールリング１９の外周面との間に挟持された固定側Ｏリングで、該固定側Ｏリング２１は、例えばブタジエンゴム等の耐油性、弾性を有するゴム材料等を用いて環状に形成されている。そして、固定側Ｏリング２１は、軸支持部材１２の鍔部１２Ｂと固定側シールリング１９との間をシールすると共に、固定側シールリング１９を回転側シールリング２０に向けて軸方向に常時押圧するものである。

２２はローラ１５に設けられたシール装着穴１５Ｃの内周面と回転側シールリング２０の外周面との間に挟持された回転側Ｏリングで、該回転側Ｏリング２２は、固定側Ｏリング２１と同一部品からなっている。そして、回転側Ｏリング２２は、ローラ１５のシール装着穴１５Ｃと回転側シールリング２０との間をシールすると共に、回転側シールリング２０を固定側シールリング１９に向けて軸方向に常時押圧するものである。

これにより、固定側シールリング１９のシール面１９Ａと、回転側シールリング２０のシール面２０Ａとは、固定側Ｏリング２１と回転側Ｏリング２２から付与される軸方向の押圧力によって適正に摺接し、軸支持部材１２に対するローラ１５の回転を許しながら、当該軸支持部材１２とローラ１５との間の隙間１７を液密にシールすることにより、ローラ１５内に潤滑油を封止し、かつ、土砂、泥水等の異物が、軸支持部材１２とローラ１５との間の隙間１７を通じてローラ１５内に侵入するのを阻止する構成となっている。

２３は軸支持部材１２に設けられた固定体側突起部で、該固定体側突起部２３は、ローラ１５が軸支持部材１２に対して回転するときに、このローラ１５の軸方向端面１５Ｅ等に付着して固化した土砂等の異物を破砕するものである。ここで、固定体側突起部２３は、図３ないし図５に示すように、軸支持部材１２のうち固定側Ｏリング２１の近傍に位置する軸方向端面１２Ｃに設けられ、該軸方向端面１２Ｃからローラ１５に向けて軸方向に突出している。そして、固定体側突起部２３は、図５に示すように、ローラ１５の軸中心Ｏを中心として一定角度（ほぼ１８０度）の範囲で円弧状に延びる突起体からなり、例えば鍛造等の手段を用いて軸支持部材１２の軸方向端面１２Ｃに一体形成されている。

この場合、固定体側突起部２３は、軸支持部材１２の軸方向端面１２Ｃから三角形の断面形状をもって突出し、ローラ１５の軸方向端面１５Ｅに向けて延びている（図３参照）。また、図５に示すように、固定体側突起部２３の長さ方向の両端部は、槍状の鋭角部２３Ａとなり、ローラ１５の軸中心Ｏを中心とする半径方向における固定体側突起部２３の幅寸法は、各鋭角部２３Ａから長さ方向の中央部２３Ｂに向けて徐々に大きくなるように形成されている。従って、固定体側突起部２３は、長さ方向の中央部の半径方向における幅寸法が最も大きくなり、全体として三日月状に形成されている。

さらに、固定体側突起部２３の表面には、レーザを用いた金属表面の急速な加熱冷却による表面硬化処理、タングステンカーバイド系サーメット等の溶射による金属表面への硬質皮膜形成等の表面改質処理を施すことにより、長さ方向の全域に亘って表面硬度が高い硬質部２３Ｃが設けられている。

２４，２５はそれぞれローラ１５に設けられた第１，第２の回転体側突起部で、これら第１，第２の回転体側突起部２４，２５は、ローラ１５が軸支持部材１２に対して回転するときに、軸支持部材１２の軸方向端面１２Ｃ等に付着して固化した土砂等の異物を破砕するものである。ここで、第１，第２の回転体側突起部２４，２５は、ローラ１５のうち回転側Ｏリング２２の近傍に位置する軸方向端面１５Ｅに設けられ、固定体側突起部２３とはローラ１５の軸中心Ｏを中心とする半径方向で異なる位置で、軸方向端面１５Ｅから軸支持部材１２に向けて軸方向に突出している。

そして、第１，第２の回転体側突起部２４，２５は、図５に示すように、ローラ１５の軸中心Ｏを挟んで固定体側突起部２３と対向しつつ、ローラ１５の軸中心Ｏを中心として一定角度（ほぼ１８０度）の範囲で円弧状に延びる突起体からなり、例えば鍛造等の手段を用いてローラ１５の軸方向端面１５Ｅに一体形成されている。

この場合、図５ないし図８に示すように、第１の回転体側突起部２４は、軸支持部材１２に設けられた固定体側突起部２３よりも内周側に配置され、第２の回転体側突起部２５は、固定体側突起部２３よりも外周側に配置されており、ローラ１５が回転したときに、これら固定体側突起部２３、第１，第２の回転体側突起部２４，２５が、互いに干渉しないように構成されている。

ここで、第１，第２の回転体側突起部２４，２５は、ローラ１５の軸方向端面１５Ｅから三角形の断面形状をもって突出し、軸支持部材１２の軸方向端面１２Ｃに向けて延びている（図３参照）。また、図５に示すように、第１の回転体側突起部２４の長さ方向の両端部は、槍状の鋭角部２４Ａとなり、ローラ１５の軸中心Ｏを中心とする半径方向における第１の回転体側突起部２４の幅寸法は、各鋭角部２４Ａから長さ方向の中央部２４Ｂに向けて徐々に大きくなるように形成されている。また、第２の回転体側突起部２５の長さ方向の両端部は、槍状の鋭角部２５Ａとなり、ローラ１５の軸中心Ｏを中心とする半径方向における第２の回転体側突起部２５の幅寸法は、各鋭角部２５Ａから長さ方向の中央部２５Ｂに向けて徐々に大きくなるように形成されている。

従って、第１，第２の回転体側突起部２４，２５は、それぞれ長さ方向の中央部の半径方向における幅寸法が最も大きくなり、全体として三日月状に形成されている。これにより、図６ないし図８に示すように、回転する第１，第２の回転体側突起部２４，２５が、固定体側突起部２３とすれ違うときに、第１，第２の回転体側突起部２４，２５と固定体側突起部２３との間隔が常に変化する構成となっている。

さらに、第１，第２の回転体側突起部２４，２５の表面には、レーザによる焼入れ、金属溶射等の表面改質処理を施すことにより、長さ方向の全域に亘って表面硬度が高い硬質部２４Ｃ，２５Ｃがそれぞれ設けられている。

本実施の形態による下履帯案内ローラ１１は上述の如き構成を有するもので、油圧ショベル１の走行時に履帯９が周回駆動されると、各下履帯案内ローラ１１のローラ１５は、軸支持部材１２に対して回転することにより、履帯９を走行装置７、遊動輪８へと案内する。

このとき、フローティングシール１８の回転側シールリング２０はローラ１５と一体に回転し、この回転側シールリング２０のシール面２０Ａが、固定側シールリング１９のシール面１９Ａに摺接することにより、回転するローラ１５と軸支持部材１２との間を液密にシールすることができる。これにより、フローティングシール１８によってローラ１５内に潤滑油を保持し、この潤滑油によって、ローラ支持軸１３とすべり軸受１６との摺動面等を適正に潤滑することにより、ローラ１５を円滑に回転させることができる。

また、油圧ショベル１が泥濘地等を走行するときには、軸支持部材１２とローラ１５との間に形成された隙間１７内に土砂、泥水等の異物が侵入するが、この異物がローラ１５内に侵入するのをフローティングシール１８によって阻止することができ、ローラ支持軸１３とすべり軸受１６との摺動面等を保護することができる。

しかし、軸支持部材１２とローラ１５との間の隙間１７内に侵入した異物の一部は、軸支持部材１２の軸方向端面１２Ｃ、ローラ１５の軸方向端面１５Ｅ等に付着して固化し、この固化した異物は、やがてフローティングシール１８の固定側Ｏリング２１、回転側Ｏリング２２に干渉してこれらを変形させるようになる。

これに対し、本実施の形態では、軸支持部材１２の軸方向端面１２Ｃに、ローラ１５の軸方向端面１５Ｅに向けて突出する固定体側突起部２３を設け、ローラ１５の軸方向端面１５Ｅに、軸支持部材１２の軸方向端面１２Ｃに向けて突出する第１，第２の回転体側突起部２４，２５を設ける構成としている。

このため、ローラ１５の回転に伴い、図６ないし図８に示すように、第１，第２の回転体側突起部２４，２５がローラ１５の軸中心Ｏを中心として回転する。これにより、軸支持部材１２の軸方向端面１２Ｃに付着して固化した異物は、第１，第２の回転体側突起部２４，２５によって破砕することができ、ローラ１５の軸方向端面１５Ｅに付着して固化した異物は、固定体側突起部２３によって破砕することができる。

また、ローラ１５が回転している間は、軸支持部材１２とローラ１５との隙間１７内に侵入した異物は、固定体側突起部２３、第１，第２の回転体側突起部２４，２５によって常に攪拌されているので、この異物が軸支持部材１２の軸方向端面１２Ｃ、ローラ１５の軸方向端面１５Ｅ等に付着して固化するのを未然に防止することができる。

従って、軸支持部材１２の軸方向端面１２Ｃ、ローラ１５の軸方向端面１５Ｅ等に、土砂、泥水等の異物が付着して固化するのを確実に防止することができる。この結果、フローティングシール１８の固定側Ｏリング２１、回転側Ｏリング２２が、固化した異物によって変形するのを抑え、これら各Ｏリング２１，２２が適度な弾性を保つことにより、フローティングシール１８の良好なシール性を長期に亘って維持することができ、下履帯案内ローラ１１の信頼性を高めることができる。

また、固定体側突起部２３、第１，第２の回転体側突起部２４，２５の表面には、それぞれ表面改質処理による硬質部２３Ｃ，２４Ｃ，２５Ｃが設けられているので、これら固定体側突起部２３、第１，第２の回転体側突起部２４，２５によって、固化した異物を確実に破砕することができる。また、固定体側突起部２３、第１，第２の回転体側突起部２４，２５の摩耗を抑え、その寿命を延ばすことができる。

また、ローラ１５が回転するときには、図６ないし図８に示すように、固定体側突起部２３、第１，第２の回転体側突起部２４，２５によって、フローティングシール１８を常に外周側から取囲むことができる。この結果、固定体側突起部２３、第１，第２の回転体側突起部２４，２５がラビリンスシールとしても作用し、軸支持部材１２とローラ１５との間の隙間１７を通じてフローティングシール１８側に侵入する異物の量を低減することができる。

さらに、固定体側突起部２３の長さ方向の両端部を槍状の鋭角部２３Ａとし、第１，第２の回転体側突起部２４，２５の長さ方向の両端部を、それぞれ槍状の鋭角部２４Ａ，２５Ａとしている。これにより、ローラ１５の軸方向端面１５Ｅに付着して固化した異物を、固定体側突起部２３の鋭角部２３Ａによって確実に破砕することができ、軸支持部材１２の軸方向端面１２Ｃに付着して固化した異物を、第１，第２の回転体側突起部２４，２５の鋭角部２４Ａ，２５Ａによって確実に破砕することができる。

しかも、固定体側突起部２３の半径方向における幅寸法を、各鋭角部２３Ａから長さ方向の中央部２３Ｂに向けて徐々に大きくなるように形成し、第１の回転体側突起部２４の半径方向における幅寸法を、各鋭角部２４Ａから長さ方向の中央部２４Ｂに向けて徐々に大きくなるように形成し、第２の回転体側突起部２５の半径方向における幅寸法を、各鋭角部２５Ａから長さ方向の中央部２５Ｂに向けて徐々に大きくなるように形成している。これにより、図６ないし図８に示すように、第１，第２の回転体側突起部２４，２５と固定体側突起部２３とがすれ違うときに、両者の間隔を常に変化させることができる。この結果、固定体側突起部２３と第１，第２の回転体側突起部２４，２５との間に、固化した異物が残存してしまうことがなく、固化した異物を確実に破砕して除去することができる。

次に、図９ないし図１１は本発明の第２の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、固定体側突起部の上面と回転体側突起部の上面とを、それぞれ山形状に形成したことにある。なお、本実施の形態では、上述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。

図中、３１は本実施の形態による下履帯案内ローラを示し、該下履帯案内ローラ３１は、上述した第１の実施の形態によるものとほぼ同様に、軸支持部材１２、ローラ１５、フローティングシール１８、後述の固定体側突起部３２、第１，第２の回転体側突起部３３，３４等によって構成されるものの、固定体側突起部３２、第１，第２の回転体側突起部３３，３４の構成が、第１の実施の形態によるものとは異なるものである。

３２，３２は軸支持部材１２に設けられた固定体側突起部で、該各固定体側突起部３２は、ローラ１５が軸支持部材１２に対して回転するときに、このローラ１５の軸方向端面１５Ｅ等に付着して固化した土砂等の異物を破砕するものである。ここで、固定体側突起部３２は、軸支持部材１２の軸方向端面１２Ｃに周方向に１８０度の間隔をもって設けられ、該軸方向端面１２Ｃからローラ１５に向けて軸方向に突出している。そして、各固定体側突起部３２は、ローラ１５の軸中心Ｏを中心として一定角度（ほぼ９０度）の範囲で円弧状に延びる突起体からなり、例えば鍛造等の手段を用いて軸支持部材１２の軸方向端面１２Ｃに一体形成されている。

この場合、各固定体側突起部３２は、図９および図１０に示すように、軸支持部材１２の軸方向端面１２Ｃから四角形の断面形状をもって突出し、ローラ１５の軸方向端面１５Ｅに向けて延びている。ここで、固定体側突起部３２は、長さ方向の両端部３２Ａから中央部３２Ｂに向けて軸方向の高さ寸法が徐々に大きくなり、固定体側突起部３２のうちローラ１５の軸方向端面１５Ｅと対面する上面３２Ｃは、長さ方向の中央部における軸方向の高さ寸法が最大となる山形状に形成されている。

また、固定体側突起部３２の表面には、レーザを用いた金属表面の急速な加熱冷却による表面硬化処理、タングステンカーバイド系サーメット等の溶射による金属表面への硬質皮膜形成等の表面改質処理を施すことにより、長さ方向の全域に亘って表面硬度が高い硬質部３２Ｄが設けられている。

３３，３３はローラ１５に設けられた第１の回転体側突起部を示し、３４，３４は同じくローラ１５に設けられた第２の回転体側突起部を示し、これら各第１，第２の回転体側突起部３３，３４は、ローラ１５が軸支持部材１２に対して回転するときに、軸支持部材１２の軸方向端面１２Ｃ等に付着して固化した土砂等の異物を破砕するものである。そして、各第１，第２の回転体側突起部３３，３４は、ローラ１５のうち回転側Ｏリング２２の近傍に位置する軸方向端面１５Ｅに設けられ、各固定体側突起部３２とはローラ１５の軸中心Ｏを中心とする半径方向で異なる位置で、軸方向端面１５Ｅから軸支持部材１２に向けて軸方向に突出している。

ここで、第１の回転体側突起部３３，３３は、ローラ１５の軸方向端面１５Ｅに周方向に１８０度の間隔をもって設けられ、該軸方向端面１５Ｅから軸支持部材１２に向けて軸方向に突出している。そして、各第１の回転体側突起部３３は、ローラ１５の軸中心Ｏを中心として一定角度（ほぼ９０度）の範囲で円弧状に延びる突起体からなり、例えば鍛造等の手段を用いてローラ１５の軸方向端面１５Ｅに一体形成されている。

一方、第２の回転体側突起部３４，３４も、ローラ１５の軸方向端面１５Ｅに周方向に１８０度の間隔をもって設けられ、該軸方向端面１５Ｅから軸支持部材１２に向けて軸方向に突出している。そして、各第２の回転体側突起部３４も、ローラ１５の軸中心Ｏを中心として一定角度（ほぼ９０度）の範囲で円弧状に延びる突起体からなり、例えば鍛造等の手段を用いてローラ１５の軸方向端面１５Ｅに一体形成されている。

この場合、各第１の回転体側突起部３３は、軸支持部材１２に設けられた各固定体側突起部３２よりも内周側に配置され、各第２の回転体側突起部３４は、各固定体側突起部３２よりも外周側に配置されており、ローラ１５が回転したときに、これら固定体側突起部３２、第１，第２の回転体側突起部３３，３４が、互いに干渉しないように構成されている。

ここで、各第１の回転側突起部３３は、ローラ１５の軸方向端面１５Ｅから四角形の断面形状をもって突出し、軸支持部材１２の軸方向端面１２Ｃに向けて延びている。また、各第１の回転体側突起部３３は、長さ方向の両端部３３Ａから中央部３３Ｂに向けて軸方向の高さ寸法が徐々に大きくなり、第１の回転体側突起部３３のうち軸支持部材１２の軸方向端面１２Ｃと対面する上面３３Ｃは、長さ方向の中央部における軸方向の高さ寸法が最大となる山形状に形成されている。さらに、第１の回転体側突起部３３の表面には、レーザを用いた金属表面の急速な加熱冷却による表面硬化処理、タングステンカーバイド系サーメット等の溶射による金属表面への硬質皮膜形成等の表面改質処理を施すことにより、長さ方向の全域に亘って表面硬度が高い硬質部３３Ｄが設けられている。

一方、各第２の回転体側突起部３４も、ローラ１５の軸方向端面１５Ｅから四角形の断面形状をもって突出し、軸支持部材１２の軸方向端面１２Ｃに向けて延びている。また、各第２の回転体側突起部３４も、長さ方向の両端部３４Ａから中央部３４Ｂに向けて軸方向の高さ寸法が徐々に大きくなり、第２の回転体側突起部３４のうち軸支持部材１２の軸方向端面１２Ｃと対面する上面３４Ｃは、長さ方向の中央部における軸方向の高さ寸法が最大となる山形状に形成されている。また、第２の回転体側突起部３４の表面にも、長さ方向の全域に亘って硬質部３４Ｄが設けられている。

本実施の形態による下履帯案内ローラ３１は上述の如き構成を有するもので、本実施の形態においても、ローラ１５の回転に伴い、第１，第２の回転体側突起部３３，３４がローラ１５の軸中心Ｏを中心として回転することにより、軸支持部材１２の軸方向端面１２Ｃに付着して固化した異物を、第１，第２の回転体側突起部３３，３４によって破砕することができ、ローラ１５の軸方向端面１５Ｅに付着して固化した異物を、固定体側突起部３２によって破砕することができる。

然るに、本実施の形態によれば、固定体側突起部３２の上面３２Ｃを、長さ方向の中央部における軸方向の高さ寸法が最大となる山形状に形成し、第１，第２の回転体側突起部３３，３４の上面３３Ｃ，３４Ｃを、長さ方向の中央部における軸方向の高さ寸法が最大となる山形状に形成したので、固定体側突起部３２の上面３２Ｃとローラ１５の軸方向端面１５Ｅとの間隔が、ローラ１５の回転に応じて増減すると共に、第１，第２の回転体側突起部３３，３４の上面３３Ｃ，３４Ｃと軸支持部材１２の軸方向端面１２Ｃとの間隔が、ローラ１５の回転に応じて増減する。

これにより、ローラ１５の軸方向端面１５Ｅに付着して固化した異物を、固定体側突起部３２の上面３２Ｃによって徐々に押潰すように破砕し、軸支持部材１２の軸方向端面１２Ｃに付着して固化した異物を、第１，第２の回転体側突起部３３，３４の上面３３Ｃ，３４Ｃによって徐々に押潰すように破砕することができる。従って、固定体側突起部３２と異物との接触面積を大きくすることができ、第１，第２の回転体側突起部３３，３４と異物との接触面積を大きくすることができる。この結果、固定体側突起部３２、第１，第２の回転体側突起部３３，３４の摩耗量を減少させることができるので、これら固定体側突起部３２、第１，第２の回転体側突起部３３，３４の寿命を延ばすことができる。

次に、図１２ないし図１４は参考例を示し、本参考例は、固定体側突起部と回転体側突起部とを、回転体の軸中心を中心として環状に配置された複数の棒状突起部により構成したことにある。なお、本参考例では、上述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。

図中、４１は参考例による下履帯案内ローラを示し、該下履帯案内ローラ４１は、上述した第１の実施の形態によるものとほぼ同様に、軸支持部材１２、ローラ１５、フローティングシール１８、後述の固定体側突起部４２、第１，第２の回転体側突起部４３，４４等によって構成されるものの、固定体側突起部４２、第１，第２の回転体側突起部４３，４４の構成が、第１の実施の形態によるものとは異なるものである。

４２は軸支持部材１２に設けられた固定体側突起部で、該固定体側突起部４２は、ローラ１５の軸方向端面１５Ｅ等に付着して固化した土砂等の異物を破砕するものである。ここで、固定体側突起部４２は、ローラ１５の軸中心Ｏを中心として環状に配置された複数個の短尺な円柱状の棒状突起部４２Ａ，４２Ａ，…からなり、例えば鍛造等の手段を用いて軸支持部材１２の軸方向端面１２Ｃに一体形成されている。また、各棒状突起部４２Ａの表面には、レーザを用いた金属表面の急速な加熱冷却による表面硬化処理、タングステンカーバイド系サーメット等の溶射による金属表面への硬質皮膜形成等の表面改質処理を施すことにより硬質部４２Ｂがそれぞれ設けられている。

４３，４４はそれぞれローラ１５に設けられた第１，第２の回転体側突起部で、これら第１，第２の回転体側突起部４３，４４は、軸支持部材１２の軸方向端面１２Ｃ等に付着して固化した土砂等の異物を破砕するものである。ここで、第１の回転体側突起部４３は、ローラ１５の軸中心Ｏを中心として環状に配置された複数個の短尺な円柱状の棒状突起部４３Ａ，４３Ａ，…により構成され、第２の回転体側突起部４４は、ローラ１５の軸中心Ｏを中心として環状に配置された複数個の短尺な円柱状の棒状突起部４４Ａ，４４Ａ，…により構成されている。また、第１の回転体側突起部４３の各棒状突起部４３Ａの表面には、表面改質処理を施すことにより硬質部４３Ｂがそれぞれ設けられ、第２の回転体側突起部４４の各棒状突起部４４Ａの表面にも、表面改質処理を施すことにより硬質部４４Ｂがそれぞれ設けられている。

参考例による下履帯案内ローラ４１は上述の如き構成を有するもので、本参考例においても、ローラ１５の回転に伴い、第１，第２の回転体側突起部４３，４４がローラ１５の軸中心Ｏを中心として回転することにより、軸支持部材１２の軸方向端面１２Ｃに付着して固化した異物を、第１，第２の回転体側突起部４３，４４によって破砕することができ、ローラ１５の軸方向端面１５Ｅに付着して固化した異物を、固定体側突起部４２によって破砕することができる。

然るに、参考例によれば、固定体側突起部４２を環状に配置された複数個の棒状突起部４２Ａによって構成すると共に、第１，第２の回転体側突起部４３，４４をそれぞれ環状に配置された複数個の棒状突起部４３Ａ，４４Ａによって構成している。このため、これら複数の棒状突起部４２Ａ，４３Ａ，４４Ａが固化した異物に連続的に衝合することにより、固化した異物を確実に破砕することができる。また、各棒状突起部４２Ａ，４３Ａ，４４Ａがほぼ均等に摩耗することにより、固定体側突起部４２、第１，第２の回転体側突起部４３，４４の一部が集中的に摩耗するのを抑えることができ、固定体側突起部４２、第１，第２の回転体側突起部４３，４４の寿命を延ばすことができる。

なお、上述した第１の実施の形態では、軸支持部材１２に１個の固定体側突起部２３を設け、ローラ１５に２個の回転体側突起部２４，２５を設けた場合を例示している。しかし、本発明はこれに限るものではなく、ローラ１５に１個の回転体側突起部を設け、軸支持部材１２に２個以上の固定体側突起部を設ける構成としてもよく、軸支持部材１２に複数個の固定体側突起部を設け、ローラ１５に複数個の回転体側突起部を設ける構成としてもよい。このことは、第２の実施の形態についても同様である。

また、上述した各実施の形態では、建設機械の回転装置として、油圧ショベル１の下履帯案内ローラ１１（３１，４１）を例に挙げて説明している。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば図１に示す油圧ショベル１の走行装置７、遊動輪８等のフローティングシールを備えた他の回転装置にも広く適用することができる。

本発明の第１の実施の形態による下履帯案内ローラを備えた油圧ショベルを示す正面図である。 下履帯案内ローラの軸支持部材、ローラ、フローティングシール、固定体側突起部、回転体側突起部等を図１中の矢示II−II方向からみた断面図である。 図２中の固定体側突起部、回転体側突起部、フローティングシール等を拡大して示す要部拡大断面図である。 固定体側突起部が設けられた軸支持部材と、回転体側突起部が設けられたローラとを示す一部破断の分解斜視図である。 軸支持部材、ローラ、固定体側突起部、回転体側突起部等を図３中の矢示Ｖ−Ｖ方向からみた断面図である。 図５中の固定体側突起部と回転体側突起部との位置関係を示す動作説明図である。 回転体側突起部が回転した状態を示す図６と同様な動作説明図である。 回転体側突起部がさらに回転した状態を示す図６と同様な動作説明図である。 第２の実施の形態による固定体側突起部、回転体側突起部、フローティングシール等を拡大して示す要部拡大断面図である。 固定体側突起部が設けられた軸支持部材と、回転体側突起部が設けられたローラとを示す一部破断の分解斜視図である。 軸支持部材、ローラ、固定体側突起部、回転体側突起部等を図９中の矢示XI−XI方向からみた断面図である。 参考例による固定体側突起部、回転体側突起部、フローティングシール等を拡大して示す要部拡大断面図である。 固定体側突起部が設けられた軸支持部材と、回転体側突起部が設けられたローラとを示す一部破断の分解斜視図である。 軸支持部材、ローラ、固定体側突起部、回転体側突起部等を図１２中の矢示IVX−IVX方向からみた断面図である。

符号の説明

１ 油圧ショベル
２ 下部走行体（車体）
３ 上部旋回体（車体）
１１，３１，４１ 下履帯案内ローラ（回転装置）
１２ 軸支持部材（固定体）
１５ ローラ（回転体）
１７ 隙間
１８ フローティングシール
１９ 固定側シールリング
１９Ａ，２０Ａ シール面
２０ 回転側シールリング
２１ 固定側Ｏリング
２２ 回転側Ｏリング
２３，３２，４２ 固定体側突起部
２３Ａ，２４Ａ，２５Ａ 鋭角部
２３Ｂ，２４Ｂ，２５Ｂ 中央部
２３Ｃ，２４Ｃ，２５Ｃ，３２Ｄ，３３Ｄ，３４Ｄ，４２Ｂ，４３Ｂ，４４Ｂ 硬質部
２４，３３，４３ 第１の回転側突起部
２５，３４，４４ 第２の回転側突起部
３２Ｃ，３３Ｃ，３４Ｃ 上面
４２Ａ，４３Ａ，４４Ａ 棒状突起部

Claims (4)

1. 建設機械の車体に固定して設けられた固定体と、該固定体との間に外部に開口する全周隙間を形成した状態で前記固定体に対し回転可能に設けられた回転体と、前記固定体と回転体との間の隙間をシールするフローティングシールとを備え、前記フローティングシールは、前記固定体の内周側と前記回転体の内周側とに配置され互いに摺接するシール面をもった一対のシールリングと、前記固定体の内周面と前記シールリングとの間および前記回転体の内周面と前記シールリングとの間にそれぞれ設けられた一対のＯリングとにより構成してなる建設機械の回転装置において、
   前記固定体のうち前記Ｏリングの近傍に位置して前記回転体と軸方向で対向する面には、前記回転体に向けて突出する固定体側突起部を設け、前記回転体のうち前記Ｏリングの近傍に位置して前記固定体と軸方向で対向する面には、前記固定体側突起部とは半径方向で異なる位置で前記固定体に向けて突出する回転体側突起部を設け、
   前記固定体側突起部は、前記回転体の軸中心に対して一定角度の範囲で円弧状に配置し、
   前記回転体側突起部は、前記回転体の軸中心を挟んで前記固定体側突起部と対向しつつ一定角度の範囲で円弧状に配置する構成としたことを特徴とする建設機械の回転装置。
2. 前記固定体側突起部と前記回転体側突起部とは、長さ方向の両端部が鋭角部となり、長さ方向の中央部の幅寸法が大きな三日月状に形成してなる請求項１に記載の建設機械の回転装置。
3. 前記固定体側突起部のうち前記回転体と対面する上面は、長さ方向の中央部の高さ寸法が大きな山形状に形成し、前記回転体側突起部のうち前記固定体と対面する上面は、長さ方向の中央部の高さ寸法が大きな山形状に形成してなる請求項１に記載の建設機械の回転装置。
4. 前記固定体側突起部および前記回転体側突起部の表面は、表面改質処理を施すことにより硬質部を設ける構成としてなる請求項１，２または３に記載の建設機械の回転装置。

Images