JP5903304B2 - 無限軌道駆動装置のシール構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両の無限軌道駆動装置に泥等が侵入することを防止するシール構造に関するものである。

例えば油圧ショベル等の無限軌道車両に搭載される無限軌道駆動装置のシール構造として、車両に取り付けられる固定ハウジングと無限軌道帯を駆動する回転ケーシングの間にラビリンスシールを形成し、装置内に泥等の異物が侵入することを防止するものがある（特許文献１参照）。

特開２０００−３４６２０５号公報

しかしながら、このような従来の無限軌道駆動装置のシール構造にあっては、固定ハウジングや回転ケーシングの外壁部からフランジ部等が突出しているため、外壁部に付着した泥等がフランジ部等に当たってラビリンスシールに入るという問題点があった。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、無限軌道駆動装置のラビリンスシールに泥等が入ることを抑制するシール構造を提供することを目的とする。

本発明は、固定ハウジングの端部と固定ハウジングに対して回転作動する回転ケーシングの端部との間にラビリンスシールが円周状にわたって形成され、車両の無限軌道帯を駆動する無限軌道駆動装置のシール構造であって、ラビリンスシールの円周内側に設けられ、回転ケーシングの内壁面及び固定ハウジングの内壁面に装着されるフローティングシールと、回転ケーシングの外壁部から突出する回転フランジ部と、固定ハウジングの外壁部から突出する固定フランジ部と、を備える。
そして、ラビリンスシールは、回転ケーシングの外壁部と固定ハウジングの外壁部との間に開口するシール開口部から回転フランジ部に近づく方向に延びるように配置され、回転ケーシングの外壁部には、シール開口部から回転フランジ部へと延びるストレート外壁部が形成され、固定ハウジングの外壁部には、シール開口部から固定フランジ部に向かって回転ケーシングの回転軸に近づく方向に傾斜する傾斜外壁部が形成されることを特徴とする。
また、ラビリンスシールは、回転ケーシングの外壁部と固定ハウジングの外壁部との間に開口するシール開口部から固定フランジ部に近づく方向に延びるように配置され、固定ハウジングの外壁部には、シール開口部から固定フランジ部へと延びるストレート外壁部が形成され、回転ケーシングの外壁部には、シール開口部から回転フランジ部に向かって回転ケーシングの回転軸に近づく方向に傾斜する傾斜外壁部が形成されることを特徴とする。

本発明では、回転ケーシングが回転して無限軌道帯を駆動する車両の走行時に、固定ハウジングの外壁部や回転ケーシングの外壁部に付着した泥等が傾斜外壁部に沿ってラビリンスシールのシール開口部から前記回転ケーシングの回転軸方向に向かって遠ざかる方向に移動するため、泥等がラビリンスシールに入ることを抑制できる。

本発明の第１実施形態に係る無限軌道駆動装置の断面図である。 本発明の第１実施形態に係る無限軌道駆動装置のシール構造の断面図である。 本発明の第２実施形態に係る無限軌道駆動装置の断面図である。 本発明の第２実施形態に係る無限軌道駆動装置のシール構造の断面図である。

（第１実施形態）
以下、図１、図２に示す本発明の第１実施形態を添付図面に基づいて説明する。

図１に示すように、油圧ショベル等の無限軌道車両に搭載される無限軌道駆動装置１０１は、固定ハウジング１０に対して回転作動する回転ケーシング（ハブ）２０を備え、この回転ケーシング２０に図示しないスプロケット（クローラホイール）が連結される。回転ケーシング２０が回転作動することにより、スプロケットに噛み合う図示しない無限軌道帯（クローラベルト）が循環して、車両を走行させるようになっている。

固定ハウジング１０には、その外壁部１２から部分的に突出する複数の固定フランジ部１９が周方向についてある間隔を持って形成される。この固定フランジ部１９には、ネジ孔１８が形成される。このネジ孔１８に螺合するボルト（図示せず）を介して固定フランジ部１９が車両フレームに締結され、固定ハウジング１０が車両フレームに連結される。

固定ハウジング１０の内部には、油圧モータ４が設けられる。この油圧モータ４は、例えば斜板式ピストンモータが用いられ、図示しない油圧源から供給される作動油によって回転軸Ｏを中心として回転作動する。

回転ケーシング２０は、固定ハウジング１０に対してベアリング３を介して回転可能に支持される。回転ケーシング２０は、回転軸Ｏを中心として回転作動する。

回転ケーシング２０の内部には、遊星歯車機構６０が設けられる。この遊星歯車機構６０は、１段目のサンギア６１、キャリア６３、１段目のプラネタリギヤ６２、２段目のサンギア６４、２段目のプラネタリギア６５、リングギア６６を備え、これらを介して油圧モータ４の出力回転を減速して回転ケーシング２０に伝達する。

円筒状の回転ケーシング２０には、その外壁部２２から環状に突出する回転フランジ部２９が形成される。この回転フランジ部２９には、複数のネジ孔２８が形成される。前記したスプロケット（クローラホイール）は、ネジ孔２８に螺合するボルト（図示せず）を介して回転フランジ部２９に締結され、回転ケーシング２０と共に回転作動する。

回転ケーシング２０の開口端２７には、カバー８が装着される。回転ケーシング２０とカバー８の間に遊星歯車機構６０を収容するギア室９が画成される。

固定ハウジング１０と回転ケーシング２０の間には、フローティングシール５０が設けられる。このフローティングシール５０は、固定ハウジング１０の内壁面１１と回転ケーシング２０の内壁面２１にそれぞれ装着されるＯリング５１、５２と、このＯリング５１、５２を介してそれぞれ支持されるシールリング５３、５４と、を備える。回転ケーシング２０の回転作動時に、フローティングシール５０は、シールリング５３、５４が互いに摺接することによって無限軌道駆動装置１０１内の作動油が外部に漏出しないように密封するとともに、外部から異物が無限軌道駆動装置１０１内に侵入することを防止する。

固定ハウジング１０と回転ケーシング２０の間には、ラビリンスシール５が形成される。このラビリンスシール５は、後述するようにクランク状に曲折した断面形状の隙間を有し、泥等の異物が侵入することを防止する。

回転ケーシング２０の外壁部２２には、ラビリンスシール５のシール開口部５Ａから回転フランジ部２９へと延びるストレート外壁部２４が形成される。

ストレート外壁部２４は、円筒面状に形成される。ストレート外壁部２４は、その外径が回転ケーシング２０の回転軸Ｏについて一定になるように形成される。

固定ハウジング１０の外壁部１２には、シール開口部５Ａから延びる傾斜外壁部１３が形成される。

傾斜外壁部１３は、固定ハウジング１０の全周に延び、回転ケーシング２０の回転軸Ｏを中心とするテーパ状（円錐台状）に形成される。傾斜外壁部１３の外径は、シール開口部５Ａから固定フランジ部１９に向けて次第に小さくなるように形成される。傾斜外壁部１３は、シール開口部５Ａから前記回転ケーシング２０の回転軸Ｏ方向に遠ざかるのに伴って回転ケーシング２０の回転軸Ｏに近づく方向に傾斜している。

なお、傾斜外壁部１３は、固定ハウジング１０の全周に延びる構成に限らず、固定フランジ部１９が突出する部位に対応して固定ハウジング１０の周方向について部分的に延びるように形成してもよい。

図２は、ラビリンスシール５の近傍を拡大した断面図である。この図２に示すように、傾斜外壁部１３の端部にはその断面が鋭角状に突出する環状のシールエッジ部１３Ａが形成され、このシールエッジ部１３Ａがシール開口部５Ａを画成する。

固定フランジ部１９は回転軸Ｏに直交する固定フランジ端面１９Ａを有し、この固定フランジ端面１９Ａと傾斜外壁部１３の間に環状の凹部７が画成される。傾斜外壁部１３の固定フランジ端面１９Ａへと延びる部位には、その断面が円弧状に湾曲する湾曲壁部１３Ｂが形成され、この湾曲壁部１３Ｂが凹部７の底部を構成する。

ラビリンスシール５は、クランク状に曲折した断面形状を有する。ラビリンスシール５は、シール開口部５Ａから回転ケーシング２０の回転径方向に延びる外側隙間５Ｂと、この外側隙間５Ｂの内周端部から回転ケーシング２０の回転軸Ｏ方向に延びる環状の中継隙間５Ｃと、この中継隙間５Ｃの端部から回転径方向に延びる内側隙間５Ｄと、から構成される。

内側隙間５Ｄは、フローティングシール５０のまわりに開口し、Ｏリング５１、５２の間に配置される。中継隙間５Ｃが外側隙間５Ｂから回転フランジ部２９側（図１、２において右側）に延びることにより、シール開口部５Ａが回転フランジ部２９から回転軸Ｏ方向に向かって遠ざかるように配置される。このため、ストレート外壁部２４の回転軸Ｏ方向の長さが長くなり、シール開口部５Ａと回転フランジ部２９の間に十分な空間が確保される。一方、シール開口部５Ａが固定フランジ部１９に近づくように配置されるため、傾斜外壁部１３の回転軸Ｏ方向の長さが短くなるが、傾斜外壁部１３がシール開口部５Ａから回転軸Ｏ方向に向かって遠ざかるのに伴って回転ケーシング２０の回転軸Ｏに近づく方向に傾斜することにより、シール開口部５Ａと固定フランジ部１９の間に十分な空間が確保される。

以下、無限軌道駆動装置１０１の動作について説明する。

車両の走行時に、無限軌道駆動装置１０１は油圧モータ４が回転ケーシング２０を回転作動させ、回転ケーシング２０と共に回転するスプロケットに噛み合う図示しない無限軌道帯（クローラベルト）を循環させる。この無限軌道駆動装置１０１の作動時に、ラビリンスシール５によってフローティングシール５０のまわりに泥等の異物が侵入することが防止され、フローティングシール５０のシールリング５３、５４が互いに摺接することによってギア室９が密封される。

無限軌道駆動装置１０１が建設現場のように土砂や泥水等が存在する環境で使用される場合に、固定ハウジング１０の外壁部１２と回転ケーシング２０の外壁部２２に泥等が付着することがある。このような場合に、固定ハウジング１０の外壁部１２に付着した泥等は、回転ケーシング２０の外壁部２２に付着して回転ケーシング２０と共に回転する泥等に押されると、固定ハウジング１０の傾斜外壁部１３に沿ってシール開口部５Ａから回転軸Ｏ方向に向かって遠ざかる方向に移動し、ラビリンスシール５に入ることが抑制される。

固定ハウジング１０の外壁部１２においてシール開口部５Ａと固定フランジ部１９の間に傾斜外壁部１３が設けられることにより、上記のように泥等がシール開口部５Ａから回転軸Ｏ方向に向かって遠ざかる方向（図１、２において左方向）に移動する空間が確保され、泥等が固定フランジ部１９に当たってラビリンスシール５に入ることを抑制できる。

固定ハウジング１０の外壁部１２において上部に付着した泥等は、重力によって固定ハウジング１０の傾斜外壁部１３に沿って固定フランジ部１９の方に移動した後に、凹部７を画成する湾曲壁部１３Ｂ及び固定フランジ端面１９Ａに沿って下方へと排出される。これにより、泥等が重力によってラビリンスシール５に入ることを抑制できる。

回転ケーシング２０の外壁部２２に付着した泥等は回転ケーシング２０と共に回転するが、シール開口部５Ａと回転フランジ部２９の間にストレート外壁部２４が設けられていることにより、泥等がシール開口部５Ａから回転軸Ｏ方向に向かって遠ざかる方向（図１、２において右方向）に移動する空間が確保され、泥等が回転フランジ部２９に押されてラビリンスシール５に入ることを抑制できる。

以上の第１実施形態によれば、以下に示す作用効果を奏する。

〔１〕ラビリンスシール５が開口する固定ハウジング１０の外壁部１２にラビリンスシール５のシール開口部５Ａから回転軸Ｏ方向に向かって遠ざかるのに伴って回転ケーシング２０の回転軸Ｏに近づく方向に傾斜する傾斜外壁部１３が形成されるため、回転ケーシング２０が回転して無限軌道帯を駆動する車両の走行時に、固定ハウジング１０の外壁部１２や回転ケーシング２０の外壁部２２に付着した泥等が傾斜外壁部１３に沿ってシール開口部５Ａから遠ざかる方向に移動して、泥等がラビリンスシール５に入ることを抑制できる。

〔２〕固定ハウジング１０は、外壁部１２から突出する固定フランジ部１９を有し、傾斜外壁部１３は、シール開口部５Ａから固定フランジ部１９へと延びるため、固定ハウジング１０の外壁部１２に付着した泥等がシール開口部５Ａから回転軸Ｏ方向に向かって遠ざかる方向に移動する空間が確保され、泥等が固定フランジ部１９に当たってラビリンスシール５に入ることを抑制できる。

〔３〕回転ケーシング２０は、外壁部２２から突出する回転フランジ部２９を有し、ラビリンスシール５は、回転ケーシング２０の外壁部２２に対するシール開口部５Ａから回転フランジ部２９に近づく方向（図１、２にて右方向、）に延びるように配置され、回転ケーシング２０の外壁部２２には、シール開口部５Ａから回転フランジ部２９へと延びるストレート外壁部２４が形成されるため、シール開口部５Ａと回転フランジ部２９の間にはラビリンスシール５のまわりに形成されるストレート外壁部２４によって十分な空間が確保されるとともに、シール開口部５Ａと固定フランジ部１９の間には回転軸Ｏについて傾斜する傾斜外壁部１３によって十分な空間が確保され、泥等が回転フランジ部２９や固定フランジ部１９に当たってラビリンスシール５に入ることを抑制できる。

（第２実施形態）
次に図３、図４に示す本発明の第２実施形態を説明する。図３は、無限軌道駆動装置１０２の断面図、図４はラビリンスシール６の近傍を拡大した断面図である。この無限軌道駆動装置１０２の構成は第１実施形態と基本的に同じであるため、以下では、第１実施形態と相違する点のみについて説明する。なお、第１実施形態と同一の構成には同一の符号を付す。

固定ハウジング１０の外壁部１２にはシール開口部６Ａから延びるストレート外壁部１４が形成される一方、ラビリンスシール６を挟んで、回転ケーシング２０の外壁部２２にはシール開口部６Ａから回転フランジ部２９へと延びる傾斜外壁部２３が形成される。

固定ハウジング１０のストレート外壁部１４は、シール開口部６Ａから固定フランジ部１９へと延びる円筒面状に形成される。ストレート外壁部１４は、その外径がシール開口部６Ａから固定フランジ部１９に向けて一定になるように形成される。

回転ケーシング２０の傾斜外壁部２３は、シール開口部６Ａから回転フランジ部２９へと延びるテーパ状（円錐台状）に形成される。傾斜外壁部２３は、シール開口部６Ａから回転軸Ｏ方向に向かって遠ざかるのに伴って回転ケーシング２０の回転軸Ｏに近づく方向に傾斜する。傾斜外壁部２３の外径は、シール開口部６Ａから回転フランジ部２９に向けて次第に小さくなるように形成される。

傾斜外壁部２３の端部にはその断面が鋭角状に突出する環状のシールエッジ部２３Ａが形成され、このシールエッジ部２３Ａがシール開口部６Ａを画成する。

回転フランジ部２９は回転軸Ｏに直交する回転フランジ端面２９Ａを有し、この回転フランジ端面２９Ａと傾斜外壁部２３の間に環状の凹部７７が画成される。傾斜外壁部２３の回転フランジ端面２９Ａへと延びる部位には、その断面が円弧状に湾曲する湾曲壁部２３Ｂが形成され、この湾曲壁部２３Ｂが凹部７７の底部を構成する。

ラビリンスシール６は、クランク状に曲折した断面形状を有する。ラビリンスシール６は、シール開口部６Ａから回転ケーシング２０の回転径方向に延びる外側隙間６Ｂと、この外側隙間６Ｂの内周端部から回転ケーシング２０の回転軸Ｏ方向に延びる環状の中継隙間６Ｃと、この中継隙間６Ｃの端部から回転径方向に延びる内側隙間６Ｄと、から構成される。

内側隙間６Ｄは、フローティングシール５０のまわりに開口し、Ｏリング５１、５２の間に配置される。中継隙間６Ｃが外側隙間６Ｂから固定フランジ部１９側（図３、４において左側）に延びることにより、シール開口部６Ａが固定フランジ部１９から回転軸Ｏ方向に向かって遠ざかるように配置される。このため、ストレート外壁部１４の回転軸Ｏ方向の長さが長くなり、シール開口部６Ａと固定フランジ部１９の間に十分な空間が確保される。一方、シール開口部６Ａが回転フランジ部２９に近づくように配置されるため、傾斜外壁部２３の回転軸Ｏ方向の長さが短くなるが、傾斜外壁部２３がシール開口部６Ａから回転軸Ｏ方向に向かって遠ざかるのに伴って回転ケーシング２０の回転軸Ｏに近づく方向に傾斜することにより、シール開口部６Ａと回転フランジ部２９の間に十分な空間が確保される。

以下、無限軌道駆動装置１０２の動作について説明する。

無限軌道駆動装置１０２が建設現場のように土砂や泥水等が存在する環境で使用され、固定ハウジング１０の外壁部１２、回転ケーシング２０の外壁部２２に泥等が付着する状態となった場合に、回転ケーシング２０と共に回転する泥等が回転ケーシング２０の傾斜外壁部２３に沿ってシール開口部６Ａから回転軸Ｏ方向に向かって遠ざかる方向（図３、図４において右方向）に移動し、泥等がラビリンスシール６に入ることを抑制できる。

回転ケーシング２０の外壁部２２においてシール開口部６Ａと回転フランジ部２９の間に傾斜外壁部２３が設けられることにより、上記のように泥等がシール開口部６Ａから回転軸Ｏ方向に向かって遠ざかる方向（図３、４において右方向）に移動する空間が確保され、泥等が回転フランジ部２９に当たってラビリンスシール６に入ることを抑制できる。

シール開口部６Ａと固定フランジ部１９の間にストレート外壁部１４が設けられていることにより、固定ハウジング１０の外壁部１２に付着した泥等がシール開口部６Ａから回転軸Ｏ方向に向かって遠ざかる方向（図３、４において左方向）に移動する空間が確保され、泥等が固定フランジ部１９に当たってラビリンスシール６に入ることを抑制できる。

以上の第２実施形態によれば、第１実施形態と同様に前記〔１〕の作用効果を奏するとともに、以下に示す作用効果を奏する。

〔４〕回転ケーシング２０は、外壁部２２から突出する回転フランジ部２９を有し、傾斜外壁部２３は、シール開口部６Ａから回転フランジ部２９へと延びるため、回転ケーシング２０の外壁部２２に付着した泥等がシール開口部６Ａから回転軸Ｏ方向に向かって遠ざかる方向に移動する空間が確保され、泥等が回転フランジ部２９に押されてラビリンスシール６に入ることを抑制できる。

〔５〕固定ハウジング１０は、外壁部１２から突出する固定フランジ部１９を有し、ラビリンスシール６は、固定ハウジング１０の外壁部１２に対するシール開口部６Ａから固定フランジ部１９に近づく方向（図３、４にて左方向）に延びるように配置され、固定ハウジング１０の外壁部１２には、シール開口部６Ａから固定フランジ部１９へと延びるストレート外壁部１４が形成されるため、シール開口部６Ａと固定フランジ部１９の間にはラビリンスシール６のまわりに形成されるストレート外壁部１４によって十分な空間が確保されるとともに、シール開口部６Ａと回転フランジ部２９の間には回転軸Ｏについて傾斜する傾斜外壁部２３によって十分な空間が確保され、泥等が固定フランジ部１９や回転フランジ部２９に当たってラビリンスシール６に入ることを抑制できる（図３、４参照）。

なお、上述した構成に限らず、固定ハウジング１０の外壁部１２と回転ケーシング２０の外壁部２２の両方に傾斜外壁部を形成し、各傾斜外壁部に付着する泥等が各傾斜外壁部に沿ってシール開口部６Ａから回転軸Ｏ方向に遠ざかる方向（図３、４において左方向と右方向）に移動する構成としてもよい。

本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。

５、６ ラビリンスシール
５Ａ、６Ａ シール開口部
１０ 固定ハウジング
１２ 外壁部
１３ 傾斜外壁部
１９ 固定フランジ部
２０ 回転ケーシング
２２ 外壁部
２３ 傾斜外壁部
２９ 回転フランジ部
１０１、１０２ 無限軌道駆動装置

Claims (2)

1. 固定ハウジングの端部と前記固定ハウジングに対して回転作動する回転ケーシングの端部との間にラビリンスシールが円周状にわたって形成され、車両の無限軌道帯を駆動する無限軌道駆動装置のシール構造であって、
   前記ラビリンスシールの円周内側に設けられ、前記回転ケーシングの内壁面及び前記固定ハウジングの内壁面に装着されるフローティングシールと、
   前記回転ケーシングの外壁部から突出する回転フランジ部と、
   前記固定ハウジングの外壁部から突出する固定フランジ部と、を備え、
   前記ラビリンスシールは、前記回転ケーシングの前記外壁部と前記固定ハウジングの前記外壁部との間に開口するシール開口部から前記回転フランジ部に近づく方向に延びるように配置され、
   前記回転ケーシングの前記外壁部には、前記シール開口部から前記回転フランジ部へと延びるストレート外壁部が形成され、
   前記固定ハウジングの前記外壁部には、前記シール開口部から前記固定フランジ部に向かって前記回転ケーシングの回転軸に近づく方向に傾斜する傾斜外壁部が形成されることを特徴とする無限軌道駆動装置のシール構造。
2. 固定ハウジングの端部と前記固定ハウジングに対して回転作動する回転ケーシングの端部との間にラビリンスシールが円周状にわたって形成され、車両の無限軌道帯を駆動する無限軌道駆動装置のシール構造であって、
   前記ラビリンスシールの円周内側に設けられ、前記回転ケーシングの内壁面及び前記固定ハウジングの内壁面に装着されるフローティングシールと、
   前記回転ケーシングの外壁部から突出する回転フランジ部と、
   前記固定ハウジングの外壁部から突出する固定フランジ部と、を備え、
   前記ラビリンスシールは、前記回転ケーシングの前記外壁部と前記固定ハウジングの前記外壁部との間に開口するシール開口部から前記固定フランジ部に近づく方向に延びるように配置され、
   前記固定ハウジングの前記外壁部には、前記シール開口部から前記固定フランジ部へと延びるストレート外壁部が形成され、
   前記回転ケーシングの前記外壁部には、前記シール開口部から前記回転フランジ部に向かって前記回転ケーシングの回転軸に近づく方向に傾斜する傾斜外壁部が形成されることを特徴とする無限軌道駆動装置のシール構造。

Images