JPH05311633A - 水中旋回台 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 旋回機能を有する作業機械の旋回台に関する
もので、特にその軸受部の密封機構を改良して水中作業
機械に適用できるようにする。 【構成】 水底に据付けられるベースフレーム（走行フ
レーム）11と、同ベースフレーム11上に旋回可能に設け
られる旋回フレーム10と、これらのベースフレーム11と
旋回フレーム10との間に介装された旋回軸受６とをそな
え、旋回軸受６を覆うように旋回フレーム10に固着され
た外部リング２，３と、外部リングの内周部に対向する
ようにベースフレーム11に固着された内部リング（シー
ル摺動リング）５とが設けられて、これらの外部リング
２，３と内部リング５との間を水密に封鎖しながら両リ
ングの相対摺動を許容する複数段のシール４a,４b,４c
が設けられている。これにより、旋回台が水中にある場
合にも軸受部を完全に密封して、水中作業機械に適用で
きるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、旋回機能を有する作業
機械の旋回台に関し、特にその軸受部の密封機構を改良
して水中作業機械に適用できるようにした水中旋回台に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の旋回機能を有する作業機械として
は、図６，７に示すような油圧ショベルがある。油圧シ
ョベルでは、旋回軸受51が上部旋回体52の土台となる旋
回フレーム54と下部の走行体53上のベースフレーム56と
の間に介装されている。そして旋回軸受51における内輪
と外輪との間の空間部に外部からのダスト，雨水および
河川からの飛散水が浸入すること、あるいは旋回軸受51
内部のグリース等の潤滑材が外部へ漏洩することを防止
するために、ダストシール58が旋回軸受51の転動体であ
る鋼球の外側を覆うように取付けられている。また上記
油圧ショベルでは、ロータリジョイント部においてもロ
ータリジョイント57下部の外輪と旋回フレーム52との間
に設けられた溝にラバー製のシール59をはめ込み式に取
付けて簡単な密封構造が構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述のよう
な従来の旋回台では、旋回軸受部の軸シールおよびロー
タリジョイント部の外輪取付部のシールには、密封能力
の低いラバー製のダストシールが採用されているため、
上記旋回台を水中作業機械などに適用した場合、上記の
旋回軸受部およびロータリジョイント部に水圧による大
荷重が作用した際には、軸変位に対してシールが追従せ
ず、シール部にすき間が発生し密封性が著しく損なわれ
るという問題点がある。

【０００４】また、本来、ラバー製のダストシールのみ
の構成では、シールの密封能力が低いため、上述したよ
うなシール部のすき間が発生しなくても、河川や海岸部
での半水没作業時や集中豪雨時には、旋回軸受およびロ
ータリジョイントのシール部に水圧が作用して内部に浸
水する可能性が大きくなる。

【０００５】本発明は、このような問題点の解決をはか
ろうとするもので、旋回軸受部には、旋回軸受を覆うよ
うに上部の旋回フレームに固着された外部リングと、同
外部リングの内周部に対抗するように下部のベースフレ
ームに固着された内部リングとの間を水密に封鎖しなが
ら両リングの相対摺動を許容する複数段のシールを設け
るとともに、ロータリジョイント部にはシール部にある
すき間を設けて軸変位を許容しながら、軸変位に追従し
得るようなシール部材を用いて、旋回軸受部およびロー
タリジョイント部の密封性を改善し水中作業機械に適用
できるようにした水中旋回台を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明の水中旋回台は、水底に据付けられるベース
フレームと、同ベースフレーム上に旋回可能に設けられ
る旋回フレームと、これらのベースフレームと旋回フレ
ームとの間に介装された旋回軸受とをそなえ、同旋回軸
受を覆うように上記旋回フレームに固着された外部リン
グと、同外部リングの内周部に対向するように上記ベー
スフレームに固着された内部リングとが設けられて、こ
れらの外部リングと内部リングとの間を水密に封鎖しな
がら両リングの相対摺動を許容する複数段のシールが設
けられたことを特徴としている。また、本発明の水中旋
回台は、上記シールが上記の外部リングおよび内部リン
グのいずれか一方に形成されたシール保持溝内に設けら
れるとともに、同シールの撓曲を制限して外水圧に対す
る耐圧性を付加するための剛性保持部材が上記シール保
持溝の上壁と上記シールとの間に介装されたことを特徴
としている。

【０００７】さらに、本発明の水中旋回台は、上記のベ
ースフレームと旋回フレームとの間において、同旋回フ
レームの旋回中心線に沿い、両フレームを相対回転可能
に結合するロータリジョイントが設けられて、同ロータ
リジョイントの軸部が上記ベースフレームに固定され、
かつ同ロータリジョイントのハウジング部が上記旋回フ
レームの円孔にすき間を明けて嵌挿されるとともに、同
ハウジング部を上記旋回フレームに緩やかに拘束する屈
曲棒状連結部材が設けられ、上記すき間に外水の浸入を
防止するシールが設けられたことを特徴としている。

【０００８】

【作用】前述の本発明の水中旋回台では、旋回軸受を覆
うように旋回フレームに固着された外部リングと、同外
部リングの内周部に対向するようにベースフレームに固
着された内部リングとが設けられて、これらの外部リン
グと内部リングとの間に複数段のシールが取付けられて
いるため、両リングの相対摺動を許容しながら両リング
間を水密に封鎖する作用が行なわれる。

【０００９】また、複数段のシールのうちの一つのシー
ルは、同シールを保持する保持溝の上壁と上記シールと
の間に介装された剛性保持部材をそなえているため、高
圧水に対しても密封性を保ちシール内部への浸水を防ぐ
作用が行なわれる。さらに、ロータリジョイントのハウ
ジング部と旋回フレームに対して緩やかに拘束されると
ともに、上記ハウジング部と旋回フレームの円孔との間
のすき間をロータリジョイントの軸変位に追従しながら
シールして浸水を防止する作用が行なわれる。

【００１０】

【実施例】以下、図面により本発明の一実施例としての
水中旋回台について説明すると、図１はその全体概要
図、図２はその旋回軸受部の断面図、図３はそのロータ
リジョイント部の断面図、図４は図１の要部Ａの拡大
図、図５は図４のＢ矢視図である。

【００１１】図１に示すように、本実施例の水中旋回台
において密封機能を有する個所は２ケ所存在し、一つは
水底23に据付けられる下部のベースフレームとしての走
行フレーム11と、同走行フレーム11上に旋回可能に設け
られた旋回減速機８を有する旋回フレーム10との間にそ
なえられた旋回軸受６の軸受シール部１であり、もう一
つは旋回フレーム10の旋回中心線に沿って設けられたロ
ータリージョイント９と旋回フレーム10との間をシール
するロータリジョイントシール部７である。

【００１２】まず、本実施例の水中旋回台における旋回
軸受６の軸受シール部１について説明する。図２に示す
ように、走行フレーム11と旋回フレーム10との間に介装
された旋回軸受６は、ボルト６dでスペーサ６eを介して
走行フレーム11に締結された内輪６bと、ボルト６cで旋
回フレーム10に締結された外輪６aとをそなえている。
なお、ボルト６dと走行フレーム11との間にはシール４g
が設けられている。

【００１３】そして、旋回フレーム10には、外輪６aの
外側を覆うようにして、外部リングが設けられており、
同外部リングは、ボルト２aにより旋回フレーム10に取
付けられた第１のシール取付リング２と、同シール取付
リング２にボルト３aにより取付けられた第２のシール
取付リング３とで構成されている。第１のシール取付リ
ング２は、旋回フレーム10との接触面にはシール４dが
組み込まれる溝をそなえるとともに、内壁面にはシール
４aを組み込むためのシール保持溝４iが形成され、さら
に底面には第２のシール取付リング３が取付けられるこ
とにより、シール保持器４hとシール４bとを組み込むた
めのシール保持溝４jが形成されるようになっている。
また、第２のシール取付リング３は、第１のシール取付
リング２との接触面にはシール６eが組み込まれる溝を
そなえるとともに、内壁面にはシール４cを組み込むた
めのシール保持溝４kが形成されている。

【００１４】一方、走行フレーム11には、上記の第１の
シール取付リング２と第２のシール取付リング３とから
構成された外部リングの内周部に対向するように内部リ
ングとしてのシール摺動リング５がボルト５aにより固
着されている。ここで、上記外部リングの内周部とシー
ル摺動リング５との間にはシールのための適切なすき間
15が確保されている。なお、シール摺動リング５には走
行フレーム11との接触面にシール４fが組み込まれるよ
うになっている。

【００１５】このようにして、上記外部リングの内周部
とシール摺動リング５との間には３段のシールが形成さ
れることになる。すなわち、まず下段には許容できる摺
動幅が大きくダストシール的な機能を果たすシール４c
が組み込まれ、次の中段には耐圧性および密封性が大で
あるシール４bが組み込まれる。さらに、上段には中段
シールのバックアップ機能およびシール部の潤滑材を内
封する機能を果たすシール４aが組み込まれる。

【００１６】ところで、中段のシール４bのシール保持
溝４jには、シール４bの撓曲を制限して外水圧に対する
耐水圧を付加するための剛性保持部材であるシール保持
器４hが、シール保持溝４jの上壁とシール４bとの間に
介装されている。なお、各接触面にその密封化を目的と
して設けられた固定シールであるシール４d，４e，４
f，４gにはＯリングが使用される。以上のような構成に
より、本実施例の水中旋回台の旋回軸受６の軸受シール
部１では次のような作用・効果が得られる。

【００１７】つまり、図１のように水底23に本旋回台を
有する機械が接地され、はるか上面に水面22があるよう
な場合、水中にある上記機械には、その水深（Hw）によ
り水圧が働き、この場合には第１，第２のシール取付リ
ング２，３とシール摺動リング５間のすき間15には上記
の水圧が作用するとともに、水中の泥，砂，異物等が付
着することになる。この時、軸受シール部１の内部や空
間部16の圧力は大気圧となっており、軸受シール部１の
外部の水中とは圧力差を生じるが、シール４a，４b，４
cには適度な緊迫力が作用するとともに、次のような耐
水圧処置が施されているので軸受シール部１内部への浸
水が防止される。

【００１８】すなわち、最下段のシール４cは、シール
緊迫力は小であるが摺動幅が大であり、シール摺動面材
料として耐焼付防止材を含有した材料が用いられるてい
るので、耐水圧性はないが、泥，砂，異物等の浸入を防
止するダストシール機能を有している。次に中段のシー
ル４bは、そのリップ部後背面部に金属性のシール保持
器４hを設置し、耐圧性を強化しているので、シール４c
を通過してきた高圧水を完全に密封化できる。

【００１９】さらに上段シール４aを設置し、同シール
４aを中段シール４b損傷時の密封化対策として予備の耐
水圧シールとして機能させると同時に、シール４a，４b
間に、グリース等潤滑材を内封し、各々のシールの摺動
面の潤滑を行なうためにシール４aは組み込まれる。以
上のように複数個のシールを多段に積層し、それぞれに
異なる機能を持たせているので、水中内での高圧水およ
び異物が軸受シール部１内部へ入り込むのを防止できる
のである。

【００２０】次に、本実施例の水中旋回台におけるロー
タリジョイントシール部７について説明する。ロータリ
ジョイント９は、走行フレーム11と旋回フレーム10との
間において同旋回フレーム10の旋回中心線に沿い、両フ
レーム10,11の相対回転可能に結合するものであり、図
３に示すようにロータリジョイント９の軸９bが走行フ
レーム11にボルト11aにより固定されている。そして図
３〜５に示すように、ロータリジョイント９のハウジン
グ部９aは旋回フレーム10の円孔にすき間を明けて嵌挿
されている。すなわち、ハウジング部９aには外輪９dが
形成されており、この外輪９dには外側にシール面が形
成されるように内部リングとしてのシール接合面14がボ
ルト９cにより固定されている。そして、シール接合面1
4の外周部と対向するように、外部リングとしてのシー
ル取付リング12が、シール接合面14との間にすき間δを
有しながら、旋回フレーム10にボルト12aにより固定さ
れているのである。

【００２１】また、ハウジング部９aは旋回フレーム10
に屈曲棒状連結部材であるサポート19により緩やかに拘
束されるように取付けられている。つまり、ハウジング
部９aにサポート19との連結のために取付けられるボル
ト20と、サポート19の先端部との間にあるすき間21が設
けられており、このためハウジング部９aはロータリジ
ョイント９の上下方向、円周方向にガタを有して取付け
られていることになるのである。

【００２２】さらに、シール取付リング12の内周壁に
は、２段のシールを形成するための２つのシール保持溝
12c,12dが設けられており、シール接合面14との間でシ
ール13a,13bを組み込むことが可能となっている。通常
シール13a,13bはＯリングが利用される。なお、前述の
旋回軸受シール部１と同様に、旋回フレーム10とシール
取付リング12との接触面にはシール13dが、外輪９dとシ
ール接合面14との接触面にはシール13cが、そして走行
フレーム11と軸９bとの接触面にもシール13eが、それぞ
れ設けられており、これらのシールはＯリング等の固定
シールである。

【００２３】以上のような構成により、本実施例の水中
旋回台のロータリジョイントシール部７では次のような
作用・効果が得られる。まず、ロータリジョイントシー
ル部７においても水没状態では、前述の軸受シール部１
と同様、内部の空間部18は大気圧で、その外側すなわち
水中とでは、圧力差が発生することになる。また、ロー
タリジョイント９取付側フレーム10と走行フレーム11
は、ラジアル、スラスト方向にガタを有する旋回軸受６
を介して取付けられているため、ロータリジョイントシ
ール部７では、それぞれに取付けられたハウジング部９
aが軸９bに対し揺動しながら回転する。しかし、本実施
例ではハウジング部９aと旋回フレーム10は、その間に
ハウジング部９aに対し適度なすき間17を有しながら、
同心に内周面にシール13a,13bを組み込んだシール取付
リング12を取付けているので、走行フレーム11に対する
旋回フレーム10の揺動はすき間17で吸収され、高圧水の
密封は複数個の多段シール13a,13bで行なわれることに
なる。

【００２４】さらに、ロータリジョイント９と旋回フレ
ーム10との間の力の伝達について、図４，５で詳細に説
明する。ロータリジョイント９は、流体回転継手であ
り、円筒形のハウジング部９aの内面に軸９bが挿入され
ている。軸９bを走行フレーム11へ、ハウジング部９aを
旋回フレーム10へ直付けすると、旋回フレーム10が走行
フレーム11に対し上下方向に揺動しながら旋回するとき
軸９bとハウジング部９aとの間で焼付きまたはシール不
良による油洩れが発生する。そこで旋回フレーム10の揺
動の影響を与えないため、図で示すように旋回フレーム
10に取付けのサポート19とハウジング部９aとの間には
適度のすき間21を設けてボルト20で回転力を伝達するの
である。このようにして、水中，水没時旋回台の旋回軸
受部１およびロータリジョイントシール部７への外部か
らの浸水が防止され密封化が図られる。

【００２５】

【発明の効果】以上、詳述したように、本発明の水中旋
回台によれば、次のような効果が得られる。 (1) 旋回軸受を覆うように上記旋回フレームに固着され
た外部リングと、同外部リングの内周部に対向するよう
に上記ベースフレームに固着された内部リングとが設け
られて、これらの外部リングと内部リングとの間を水密
に封鎖しながら両リングの相対摺動を許容する複数段の
シールが設けられているので、水中作業時にも内部の旋
回軸受に浸水せず、腐食，損傷の問題が生じない。 (2) 複数段のシールのうちの一つのシールが、上記の外
部リングおよび内部リングのいずれか一方に形成された
シール保持溝内に設けられるとともに、同シールの撓曲
を制限して外水圧に対する耐圧性を付加するための剛性
保持部材が上記シール保持溝の上壁と上記シールとの間
に介装されているので、高水圧に対しても密封状態を保
つことができる。 (3) ロータリジョイントの軸部がベースフレームに固定
され、かつ同ロータリジョイントのハウジング部が旋回
フレームの円孔にすき間を開けて嵌挿されるとともに、
同ハウジング部を上記旋回フレームに緩やかに拘束する
屈曲棒状連結部材が設けられているので、ロータリジョ
イントの軸変位に追従して密封状態を保持できる。 (4) 旋回軸受の周囲を外部リングおよび内部リングで囲
み密封化するので旋回軸受は、従来の陸上機械用のもの
が防水用に仕様変更することなく使用でき、コストの低
減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての水中旋回台を示す全
体概要図である。

【図２】図１の旋回軸受部の断面図である。

【図３】図１のロータリジョイント部の断面図である。

【図４】図１の要部Ａの拡大図である。

【図５】図４のＢ矢視図である。

【図６】従来の水中旋回台の全体図である。

【図７】図６の要部の断面図である。

【符号の説明】

１ 軸受シール部 ２ 第１のシール取付リング ２a ボルト ３ 第２のシール取付リング ３a ボルト ４a〜４g シール ４h シール保持器 ４i〜４k シール保持溝 ５ シール摺動リング ６ 旋回軸受 ６a 外輪 ６b 内輪 ６c,６d ボルト ６e スペーサ ７ ロータリジョイントシール部 ８ 旋回減速機 ９ ロータリジョイント ９a ハウジング部 ９b 軸 ９c ボルト ９d 外輪 10 旋回フレーム 11 走行フレーム 12 シール取付リング 12a ボルト 12c,12d シール保持溝 13a〜13e シール 14 シール接合面 15 すき間 16,18 空間部 19 サポート 20 ボルト 21 すき間 δ すき間

【手続補正書】

【提出日】平成５年６月１８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】 そして、旋回フレーム１０には、外輪６
ａの外側を覆うようにして、外部リングが設けられてお
り、同外部リングは、ボルト２ａにより旋回フレーム１
０に取付けられた第１のシール取付リング２と、同シー
ル取付リング２にボルト３ａにより取付けられた第２の
シール取付リング３とで構成されている。第１のシール
取付リング２は、旋回フレーム１０との接触面にはシー
ル４ｄが組み込まれる溝をそなえるとともに、内壁面に
はシール４ａを組み込むためのシール保持溝４ｉが形成
され、さらに底面には第２のシール取付リング３が取付
けられることにより、シール保持器４ｈとシール４ｂと
を組み込むためのシール保持溝４ｊが形成されるように
なっている。また、第２のシール取付リング３は、第１
のシール取付リング２との接触面にはシール４ｅが組み
込まれる溝をそなえるとともに、内壁面にはシール４ｃ
を組み込むためのシール保持溝４ｋが形成されている。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１７】 つまり、図１のように水底２３に本旋回
台を有する機械が設置され、はるか上面に水面２２があ
るような場合、水中にある上記機械には、その水深（Ｈ
ｗ）により水圧が働き、この場合には第１，第２のシー
ル取付リング２，３とシール摺動リング５間のすき間１
５には上記の水圧が作用するとともに、水中の泥，砂，
異物等が付着することになる。この時、軸受シール部１
の内部や空間部１６の圧力は大気圧となっており、軸受
シール部１の外部の水中とは圧力差を生じるが、シール
４ａ，４ｂ，４ｃには適度な緊迫力が作用するととも
に、次のような耐水圧処置が施されているので軸受シー
ル部１内部への浸水が防止される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹田 悟 神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１号 三 菱重工業株式会社神戸造船所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水底に据付けられるベースフレームと、
   同ベースフレーム上に旋回可能に設けられる旋回フレー
   ムと、これらのベースフレームと旋回フレームとの間に
   介装された旋回軸受とをそなえ、同旋回軸受を覆うよう
   に上記旋回フレームに固着された外部リングと、同外部
   リングの内周部に対向するように上記ベースフレームに
   固着された内部リングとが設けられて、これらの外部リ
   ングと内部リングとの間を水密に封鎖しながら両リング
   の相対摺動を許容する複数段のシールが設けられたこと
   を特徴とする、水中旋回台。
2. 【請求項２】 上記シールが上記の外部リングおよび内
   部リングのいずれか一方に形成されたシール保持溝内に
   設けられるとともに、同シールの撓曲を制限して外水圧
   に対する耐圧性を付加するための剛性保持部材が上記シ
   ール保持溝の上壁と上記シールとの間に介装されたこと
   を特徴とする、請求項１に記載の水中旋回台。
3. 【請求項３】 上記のベースフレームと旋回フレームと
   の間において、同旋回フレームの旋回中心線に沿い、両
   フレームを相対回転可能に結合するロータリジョイント
   が設けられて、同ロータリジョイントの軸部が上記ベー
   スフレームに固定され、かつ同ロータリジョイントのハ
   ウジング部が上記旋回フレームの円孔にすき間を明けて
   嵌挿されるとともに、同ハウジング部を上記旋回フレー
   ムに緩やかに拘束する屈曲棒状連結部材が設けられ、上
   記すき間に外水の浸入を防止するシールが設けられたこ
   とを特徴とする、請求項１または２に記載の水中旋回
   台。