JPS6062391A

JPS6062391A - シ−ル

Info

Publication number: JPS6062391A
Application number: JP58169334A
Authority: JP
Inventors: 大越　佳明
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1983-09-16
Filing date: 1983-09-16
Publication date: 1985-04-10
Also published as: JPS6252120B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、軸部材とその軸線回りで相対回転する相対回
転部材との間に形成した埋伏のシール収容部に収容され
て、該両部材間をシールさセルシールであって、特Ｋ　
＋２ｆｊ記シール収容部外大きく確保し得す且つ耐熱性
及び耐振性が要求されるローラビット等の機器において
好適に用いられるシールに関するものである。

例えば、高温岩体掘削用のローラビットにあっては、軸
部材たるラグの支承軸部とこれに回転自在に支承された
相対回転部材たるカッターとのＩにおいて、潤滑油側を
泥水側から遮蔽シールさせておく必要がある。

ところで、かかるシールを良好に行わしめるＫは、次の
ような条件を満足させるソールを用いなければならない
、ｌすなわち、第１Ｋ、ラグとカッターとの間には、その構
造上、シールを収容させるだめの７一ル収容部を大きく
確保し得ないところから、小さなシール収容部にも収容
しイ：、）るように小形化しておくことが可能であるこ
と、第２に、老体掘削時にはかなりの振動が発生すると
ころから、耐振性を有することが条件とされる。２ｒ！
乙に、ローラビットの昇降時には、冷却水による冷却作
用が停止されるために着体温度と略同温にまで昇温され
ること、及び掘削時にも、冷却水による冷却作用が行わ
れるものの、ローラビットが高温岩体に直接接触してい
るためにかなりの高温となることからして、耐熱性を有
することが条件とされる。

しかしながら、従来においては、第１乃至第３の条件を
すべて満足させるシールはこれまで何ら提案されていな
いのが実情である。すなわち、シール収容部を大きく確
保し得ない機器においては、従来一般に、ゴム製０リン
グ等のエラストマ材製のシールがよく用いられているが
、これでは第１及び第２の条件は満足し得ても、１第３
の条件を満足させることができない。一方、従来におい
ても、第３の条件を満足させるシールが種々みられるが
、このようなものは何れも第１の条件（更には第２の条
件）を満足させ得カい−ものである。

本発明は、上記の実情に鑑み、耐熱性及びＩ耐振性を有
し且つ小さな７一ル収容部にも収容しうるべく小形化さ
せることのできる新規なシールを提供するものである。

この課題を解決した本発明の７−ルは、各々が耐熱性材
で環状に成形さ八た、前記軸部材に嵌合固着される基体
と、前記相対回転部材に形成した環状の７−ル而に相対
回転自在に摺接されるソール体と、該画体間を一体的に
連結し且つシール体を前記ゾール而に押圧させる弾性抑
圧体とからなるものである。

以下、その実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

第１図は高温岩体掘削用のローラビットｌの要部を示し
ており、ラグ２の支承軸部２ａには、掘削刃３　ａ　’
＋　３　ａ・・・を植設したカックー３が、支承ローラ
４，４・・・及び支承ボール５，５　・等の支承部材を
介して回転自在に支承されており、ラグ２とカッター３
との聞には、径方向幅ｌ（例えば約１０朋）軸線方向幅
１１（例えば４〜４４　ａｍ、　）の小さな矩形断ωｉ
Ａなす環状の７一ル収容部Ｓが形成されている。このプ
ール収容部Ｓに面するカッター３の端面には、支承側１
部２ａの軸線に直交する環状のシール面３ｂが形成され
ている。また支承軸部２ａとカッター３との接触部分７
（前記支承ローラ、４、４・・・等の支承部材との接触
部分を含む）には、ラグ２に形成した油通路６から潤滑
油が供給されるようになされており、この潤滑油によっ
てカッター３の支承軸部２８回りの回転を円滑に行わし
めるべく図っている。

そして、前記シール収容部Ｓには、前記接触部分７に供
給した潤滑油が外部に漏れるのを防止するだめのシール
、つまり潤滑油側Ａを泥水側Ｂから遮蔽シールさせるた
めのシール８が装着されている。

このシール８は、第２図に示す如く、各々が耐熱性材つ
まり耐熱性及び耐食性を有する適宜の金属材で円環状に
成形された、ラグ２の支承軸部２ａに嵌合固着された基
体９と、前記シール而３ｂに相対回転自在に摺接しうる
シール体１０と、該画体９，１０間を一体的に連結し且
つシール体１０をシール［１ｆｉ３ｂに押圧させる弾性
抑圧体１１とからなる。断面形因において、各シール措
成部材９〜１１の径方向幅（厚さ）及び軸線方向厚さは
、シール８全体の径方向幅及び軸線方向厚さが夫々シー
ル収容部５の径方向幅ｌ及び軸線方向幅ｈよりも小さく
なるように適宜に設定されている。

基体９は円筒形状とされており、支承軸線２ａに焼嵌め
により嵌合固着されている。この焼嵌めは、ローラビッ
ト１を使用する上で予測される最高温度（例えば３５０
　”Ｃ）　（以下「最高使用温度」という）よりも高温
で行われていて、最高使用温度下においても基体９の支
承軸部２ａへの嵌合度が変化されないように図っている
。

基体９の径方向厚さは可及的に薄くされていて、焼嵌め
による基体９の支承１１１１１目ｊ（（２ａへの嵌合が
同方向に均一な良好犬態で行われるように図っている。

また、焼嵌めを行うに際し、必要に応じて、基体９の内
同部に高分子樹脂材例えば高分子樹脂系接着剤を塗布し
ておいてもよく、このようにしておくと、高温下で高分
子樹脂が炭化して支承軸部２ａと基体９との間でガスケ
ットとしての機能を果たすようになり、有利である。ま
た、基体９の内周部に耐熱性の接着剤を塗布しておいて
もよい。さらには、第２図に示す如く、ラグ２と基体９
との間に回り止めどン１２を介設しておいてもよい。

シール体ｌＯは、基体９よりも大径の円環板状に成形さ
れた、シール部１０ａとリテーナ部１０ａの構成材とし
ては、耐熱性、耐熱衝撃性、耐スラリー性及びリテーナ
部１０ｂとの接合性に優れていること、及び軸線方向厚
さの薄い円環板状のものを良好に成形できること等を考
慮して、タングステンカーバイトが選択されている。と
ころで、一般のシールでは、タングステンカーバイト部
材と母材との接合を焼嵌めにより行っているが、上記し
たシール体１０においては、シール部１０ａ（及びリテ
ーナ部１０ｂ）の軸線方向厚さが薄いため、最高使用温
度以上の高温で焼嵌めしたのでは、焼嵌め応力が太きく
、大きな歪が生じる虞れがあるところから、最高使用温
度下でも溶融されない高温銀ロー付によって、シール部
１０ａとリテーナ部１０ｂとを接合一体化させているが
、場合によっては冶金的に融着させてもよい。

弾性抑圧体１１は、断面波形の円環板状に成形されてお
り、その内周縁部１１ａ及び外周縁部１１ｂを夫々基体
９の外Ｇ’ｉｌ縁部及びシール体３０のリテーナ部１０
ｂの外周縁部に、最高使用温度下でも溶融されない高温
銀ロー側蓋しくは溶接によって接着してあって、基体９
とシール体１０とを一体化連結させている。この弾性押
圧体１１によって、シール体１０のシール部１０ａがシ
ール面３ｂに押圧せしめられ、シール部１０ａとシール
面３ｂとの相対回転摺接面たる所定幅りの埋伏密封端面
１３が形成されるようになされている。したかつて、弾
性押圧体１１の措成伺としては、最高使用温度下でも所
定のバネ特性を有する金属イＡが選択されているＯとこ
ろで、弾性押圧体１］、は、所定の押圧力を確、保させ
るために径方向幅を極端に小さくできないが、前述した
如く外周縁部１１ｂをリテーナ部１０ｂの内周縁部では
なく外周縁部に接着させて、弾性抑圧体１１の外周側を
シール体ｌ○に重合させておくことにより、シール部１
０ａの径方向幅を所定幅りの密封端面１３が確保できる
に充分な幅とし且つシール８全体の径方向幅をシール収
容部Ｓの径方向幅ｌよりも小さくしながら、弾性抑圧体
１１の径方向幅を上記押圧力を確保するに足る大きさに
設定しておくことができる。さらに、弾性抑圧体１１の
断面形状を波形としておくことにより、弾性抑圧体１１
の軸線方向及び径方向への弾性をより有効に確保してお
くことができる。

次に、作用を上記実施例について説明すると、シール体
１０のシール部１０ａには弾性押圧体１１の弾性によっ
てシール面３ｂへ押圧させる初期押圧力が付与されてい
るから、この初期押圧力及び泥水側Ｂの泥水圧（潤滑油
側Ａの油圧との差圧）によって、シール部１０ａとシー
ル面３ｂとが互いに圧接された状態で相対回転せしめら
れることになる。

したがって、この両者３ｂ、１０ａとが密封端面１３で
遮蔽シールされる。このとき、密封端面１３は潤滑油側
Ａの潤滑油によって潤滑せしめられて、シール部１０ａ
とシール面３ｂとが焼付く心配はない。

また、シール８はその構成部材９〜１１が耐熱性材で成
形されているから、耐熱性に富み、最高使用温度下にお
いても上記したシール機能を良好に発揮しうる。

しかも、岩体掘削時に振動が発生した場合にも、この振
動を弾性抑圧体１１で吸収緩和して、耐振機能を発揮し
うる。特に弾性抑圧体上１の断面形状を波形としておけ
ば、その弾性がより増大し、耐振性を更に向上させてお
くことができる。このことに関連して、潤滑油側Ａと泥
水側Ｂとの間の差圧が変動した場合にも、この変動に拘
わらず、弾性抑圧体１１によってシール部１０ａのシー
ル部３ｂへの押圧力を十分確保し得て、シール機能を安
定させておくことかできる。

なお、本発明に係るシールの構成は前記実施例に限定さ
れるものではなく、各シール構成部材９〜１１の形状、
材質及び一体化手段は、シ一ル収容部Ｓの形状及び最高
使用温度等の緒条件を勘案して、適宜に変更することが
可能である。例えば、弾性押圧体１１は、その断面形状
を波形ではなく直線状としたものであってもよい。

また、本発明に係るシールは、前記実施例の如き高温岩
体掘削用のローラビットｌに用いられるに止まらず、耐
熱性及び耐振性が要求され且つシール収容部を大きく確
保し得ない各種機器において好適に用いられる。

以上の説明からも容易に理解されるように、本発明のシ
ールは、各々環状とされた、基体とシール体とを弾性抑
圧体を介して一体化させてなるものであるから、可及的
に小形化するととができ、したがって小さなソール収容
部しか確保できないような機器にも良好に装備させてお
くことができるものである。しかも／−ル構成部材たる
前記冬休がすべて耐熱性材製とされており、弾性抑圧体
の弾性力によってシール体をシール面に抑圧させてシー
ルさせるようにしているから、耐熱性及び耐振性に優れ
、高温及び振動の発生する苛酷な条件下においても良好
なシール機能を発揮しうるものである。

したがって、本発明の７−ルによれば、従来においては
エラストマ材製の７−ルしか用いることのできないよう
な小さなゾール収容部しか確保できず、しかもエラスト
マ材製の７−ルでは使用に耐え得ないような高ｄｌＡ条
件下で使用さ八る機器においても、良好にノールさせる
ことができ、その実用的価値極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るシールを装備したローラビットの
要部を示す縦断正面図、第２図は第１図の要部を詳細に
示す拡大図である。１・・・ローラビット、２・・・ラグ、２ａ・・・ラグ
の支承軸部（軸部材）、３・・・カッター（相対回転Ｉ
材）、３ｂ・・・シール面、８・・・シール、９・・・
基体、１０・・・シー　／Ｌ／体、１０’　ａ・・・シ
ール部、１０ｂ・・・リテーナ部、１１・・・弾性押圧
体、１３・・・密封端面、Ａ・・・潤滑油側、Ｂ・・・
泥水側、Ｓ・・・シール収容部。特許出願人　工業技術院長　川　１）裕　部第１図ａ

Claims

【特許請求の範囲】

軸部材とその軸線回りで相対回転する相対回転部材との
間に形成した環状シール収容部に収容されて、該部材間
をシールさせるシールであって、各々が耐熱性材で埋伏
に成形された、前記軸部材に嵌合固着される基体と、前
記相対向転部材に形成した埋伏のシール面に相対回転目
在に摺接されるシール体と、該固体間を一体的に連結し
且つシール体を前記シール面に押圧させる弾性抑圧体と
からなることを特徴とするシール。