WO2012147201A1

WO2012147201A1 - 建設機械の回転装置

Info

Publication number: WO2012147201A1
Application number: PCT/JP2011/060440
Authority: WO
Inventors: 秋田　秀樹; 櫻井　茂行; 井川　裕二
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2011-04-28
Filing date: 2011-04-28
Publication date: 2012-11-01
Anticipated expiration: 2013-10-28
Also published as: JPWO2012147201A1; JP5596224B2; US20130285439A1; KR20140006947A; DE112011105188T5; CN103459241A; CN103459241B; KR101781097B1; US9260143B2

Abstract

　サイドフレーム（６）に固定された取付ブラケット（１２）と、この取付ブラケット（１２）に対して回転可能となったローラ（１５）との間にフローティングシール（２３）を設け、このフローティングシール（２３）によってローラ（１５）内に貯溜された潤滑油（Ｌ）を封止する。一方、ローラ（１５）の蓋体（１７）に、連続気泡の多孔質材料からなる通気部材（３４）を備えた通気栓（３１）を設け、この通気栓（３１）の通気部材（３４）により、ローラ（１５）の内部と外部との間で空気および／または水蒸気を流通させ、潤滑油（Ｌ）および／または雨水、塵埃が流通するのを阻止する。これにより、ローラ（１５）の内部の圧力と外部の圧力とを常に均等化することができる。

Description

建設機械の回転装置

　本発明は、例えば油圧ショベル、ホイールローダ等の建設機械に用いられる履帯案内ローラ、走行装置、遊動輪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（アイドラ）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。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有底状のシール収容部が形成された軸支持部材（固定体）と、この軸支持部材に固定された支持軸と、該支持軸にブッシュ（すべり軸受）を介して回転可能に支持され、軸支持部材のシール収容部と隙間をもって対向する有底状のシール収容部が形成されると共に内部に潤滑油が貯溜されるローラ（回転体）と、これら軸支持部材のシール収容部とローラのシール収容部とに配置され両者間の隙間を閉塞するフローティングシールとにより大略構成されている。

　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円筒状のシールリングと、一方のシールリングと軸支持部材のシール収容部との間、および他方のシールリングとローラのシール収容部との間にそれぞれ挟持された一対のＯリングとにより構成されている。フローティングシールは、Ｏリングの弾性力によって各シールリングを常時押圧し、軸支持部材に対してローラが回転するときに互いのシール面を液密に摺接させることにより、ローラを支持する軸受等に供給される潤滑油をローラの内部に封止するものである（特開２００１－８０５５０号公報）。

　ところで、油圧ショベルの走行時にローラが回転すると、支持軸とローラとの間に設けられたブッシュが支持軸に対して摺動することにより摩擦熱が発生し、この摩擦熱によってローラの内部に貯溜された潤滑油が加熱される。この場合、ローラの内部は、潤滑油が外部に漏れないようにフローティングシールによって密閉されているため、潤滑油と共にローラ内の空気が加熱されて体積膨張することにより、ローラ内部の圧力は増大する。

　このため、フローティングシールによって仕切られていたローラの内部とローラの外部との間で圧力が不均一になり、一方のシールリングのシール面と他方のシールリングのシール面との摺接面を通じて、ローラ内部の空気が外部に流出することにより、ローラ内に貯溜された潤滑油の一部が、空気と共にローラの外部に漏れてしまう。

　一方、油圧ショベルが停止してローラの回転が停止し、ブッシュと支持軸との摺動に伴う摩擦熱が発生しなくなると、ローラ内の潤滑油と空気が冷却される。これにより、ローラの内部で膨張した空気の体積が減少し、ローラ内は負圧傾向となる。

　この場合にも、ローラの内部と外部との間で圧力が不均一になり、ローラの外部の空気（外気）が、一方のシールリングのシール面と他方のシールリングのシール面との摺接面を通じてローラの内部に流入する。このとき、泥濘地に溜まった雨水や泥水、ローラの周囲に浮遊している塵埃等の異物が、外気と一緒にローラの内部へと侵入したり、各シールリングのシール面に付着してしまう。

　このように、フローティングシールによって仕切られていたローラの内部と外部との間で圧力のバランスが崩れると、各シールリングのシール面間を空気が流通するようになり、一時的にフローティングシールのシール性が損なわれる。この結果、ローラの内部に貯溜された潤滑油が外部に漏れてしまうという問題や、フローティングシールのシール面に雨水、塵埃等の異物が付着してシール性の低下を早めるという問題がある。

　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、回転体の内部と外部との間で圧力バランスを保つことにより、フローティングシールのシール性を長期に亘って良好に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。

　（１）．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、該固定体に対して回転可能に設けられ内部に潤滑油が貯溜される回転体と、前記固定体と前記回転体との間の隙間を閉塞し、前記回転体の内部に貯溜された潤滑油を封止すると共に外部からの雨水、塵埃の侵入を阻止するフローティングシールとを備えてなる建設機械の回転装置に適用される。

　そして、本発明が採用する構成の特徴は、前記回転体には、前記回転体の内部と外部との間で空気および／または水蒸気を流通させると共に潤滑油および／または雨水、塵埃の流通を阻止する通気栓を設けたことにある。

　この構成によると、回転体に設けた通気栓により、回転体の内部と外部との間で空気や水蒸気（気体）を流通させることができ、塵埃等の異物（固体）、潤滑油や雨水（液体）の流通を阻止することができる。このため、回転体の回転時に発生する摩擦熱等により回転体の内部に貯溜された潤滑油が加熱され、回転体の内部に存在する空気が体積膨張を生じたとしても、この体積膨張した空気を通気栓を通じて回転体の外部に放出することにより、回転体の内部と外部との間で圧力バランスを保つことができる。このため、体積膨張した回転体内の空気が、フローティングシールのシール面を通じて回転体の外部に流出するのを抑えることができ、この空気と一緒に潤滑油が回転体の外部に漏れるのを防止することができる。

　一方、加熱された潤滑油が冷却され、回転体の内部に存在する空気の体積が減少するのに伴って回転体の内部が負圧傾向となった場合には、回転体の外部の空気（外気）を通気栓を通じて回転体の内部に流入させることにより、回転体の内部と外部との間で圧力バランスを保つことができる。このため、外気がフローティングシールのシール面を通じて回転体の内部に流入するのを抑えることができ、この外気と一緒に塵埃等の異物や雨水等の水が回転体の内部に侵入したり、フローティングシールのシール面に付着するのを防止することができる。

　このように、通気栓を通じて回転体の内部と外部との間で空気が流通することにより、回転体の内部の圧力と外部の圧力とを常に均等化することができる。この結果、フローティングシールのシール性を良好に保つことができ、回転体内に貯溜された潤滑油によって回転体を長期に亘って円滑に回転させることができる。

　（２）．本発明は、前記通気栓は、前記回転体に着脱可能に取付けられ前記回転体の内部と外部との間を連通させる連通孔が設けられた栓本体と、該栓本体の連通孔内に配設され空気および／または水蒸気の流通を許すと共に潤滑油および／または雨水、塵埃の流通を阻止する通気部材とにより構成したことにある。

　この構成によると、栓本体に設けた連通孔内に通気部材を配設し、この栓本体を回転体に取付けるだけで、通気部材を通じて回転体の内部と外部との間で空気や水蒸気を流通させることができる。これにより、回転体の内部と外部との間で常に適正な圧力バランスを保つことができ、フローティングシールのシール性を良好に保つことができる。

　（３）．本発明は、前記通気部材は、連続気泡の多孔質材料を用いて形成したことにある。これにより、多孔質材料の小孔の大きさに応じて、潤滑油や雨水等の液体と、塵埃等の固体が流通するのを阻止しつつ、水蒸気や空気等の気体を流通させることができる。この結果、回転体の内部と外部との間で圧力差が生じるのを抑え、この圧力差に起因する潤滑油の漏れや、フローティングシールのシール面への異物の侵入を確実に防止することができる。

　（４）．本発明は、前記通気部材は、四ふっ化エチレン樹脂、ポリイミド樹脂、セラミック材のうちいずれか一の材料からなる連続気泡の多孔質材料を用いて形成したことにある。

　このような材料を用いて通気部材を形成することにより、潤滑油や雨水等の液体と、塵埃等の固体が流通するのを阻止しつつ、水蒸気や空気等の気体を流通させ、回転体の内部と外部との間で圧力差が生じるのを抑えることができる。

　（５）．本発明は、前記通気部材を構成する各小孔の孔径は、０.１μｍ以上でかつ１０μｍ以下の範囲に設定したことにある。これにより、通気部材によって液体および固体の流通を阻止しつつ、通気部材を通じて気体のみを流通させることができる。

　（６）．さらに、本発明は、前記通気部材を構成する各小孔の孔径は、０.１５μｍ以上でかつ０.３μｍ以下の範囲に設定したことにある。これにより、通気部材によって液体および固体の流通を確実に阻止しつつ、通気部材を通じて気体のみを円滑に流通させることができる。

本発明に係る回転装置としての上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。上履帯案内ローラを図１中の矢示II－II方向からみた拡大断面図である。図２中の通気栓を単体で示す要部拡大の断面図である。通気栓を構成する栓本体と通気部材とを分離した状態で示す断面図である。通気栓を単体で示す斜視図である。第２の実施の形態による通気栓を単体で示す要部拡大の断面図である。通気栓を構成する栓本体、通気部材、抜止めリングを分離した状態で示す断面図である。第３の実施の形態による通気栓を単体で示す要部拡大の断面図である。通気栓を構成する栓本体、通気部材、抜止めプラグを分離した状態で示す断面図である。通気栓を油圧ショベルの下履帯案内ローラに適用した第１の変形例を示す断面図である。通気栓を油圧ショベルの走行装置に適用した第２の変形例を示す断面図である。

　以下、本発明に係る建設機械の回転装置の実施の形態を、油圧ショベルに搭載される回転装置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。

　図１ないし図５は本発明の第１の実施の形態を示し、本実施の形態では、回転装置として油圧ショベルの上履帯案内ローラを例示している。

　図中、１は建設機械の代表例としての油圧ショベルを示し、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。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の長さ方向の一端側には走行装置７が設けられ、サイドフレーム６の長さ方向の他端側には遊動輪８が設けられている。

　９は走行装置７の駆動輪７Ａと遊動輪８との間に巻装された履帯で、該履帯９は、駆動輪７Ａによって駆動されることにより、後述の各下履帯案内ローラ１０、各上履帯案内ローラ１１に案内されつつ駆動輪７Ａ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はサイドフレーム６の下端側に回転可能に設けられた複数の下履帯案内ローラを示し、該各下履帯案内ローラ１０は、サイドフレーム６の長さ方向（前，後方向）に適度な間隔をもって配置されている。ここで、各下履帯案内ローラ１０は、周回動作する履帯８を、駆動輪７Ａと遊動輪８とに向けて案内するものである。

　次に、第１の実施の形態による回転装置としての上履帯案内ローラについて説明する。

　１１はサイドフレーム６の上端側に回転可能に設けられた２個の上履帯案内ローラを示し、該各上履帯案内ローラ１１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の駆動輪７Ａ、遊動輪８に向けて案内するものである。ここで、上履帯案内ローラ１１は、後述の取付ブラケット１２、支持軸１４、ローラ１５、フローティングシール２３、通気栓３１等により構成されている。

　１２はサイドフレーム６の上面に設けられた固定体としての取付ブラケットを示し、この取付ブラケット１２は、後述の支持軸１４が取付けられるものである。ここで、取付ブラケット１２は、サイドフレーム６の上面に溶接された取付座６Ａにボルト１３を用いて締結された取付基板１２Ａと、該取付基板１２Ａ上に一体に設けられサイドフレーム６の上面から左，右方向に突出した円筒部１２Ｂとにより構成されている。円筒部１２Ｂの内周側は、支持軸１４が挿嵌される軸挿嵌孔１２Ｃとなっている。一方、円筒部１２Ｂの突出端部には、軸挿嵌孔１２Ｃよりも大きな孔径を有するシール装着孔１２Ｄが、外部に開口した状態で軸挿嵌孔１２Ｃと同心状に形成され、このシール装着孔１２Ｄには、後述のフローティングシール２３が装着される構成となっている。

　１４は取付ブラケット１２を介してサイドフレーム６に固定された支持軸で、該支持軸１４は、後述のローラ１５をサイドフレーム６に対して回転可能に支持するものである。ここで、支持軸１４は、軸方向の一端側（基端側）が取付ブラケット１２の軸挿嵌孔１２Ｃ内に圧入状態で挿嵌され、軸方向の他端側（先端側）は自由端となって取付ブラケット１２の円筒部１２Ｂから左，右方向に突出している。

　１５は支持軸１４の先端側に回転可能に取付けられた回転体としてのローラを示し、該ローラ１５は、段付き円筒状に形成されたローラ本体１６と、後述の蓋体１７とにより大略構成されている。ここで、ローラ本体１６の外周側には、軸方向の両端側に位置し履帯９が当接する一対の履帯当接面１６Ａと、該各履帯当接面１６Ａから全周に亘って環状に張出した一対の鍔部１６Ｂとが一体に設けられている。

　ローラ本体１６の軸方向の中央部に位置する内周側には、後述のブッシュ１９が挿嵌されるブッシュ挿嵌孔１６Ｃが設けられ、該ブッシュ挿嵌孔１６Ｃの軸方向の両端側には、内周端面１６Ｄ，１６Ｅが設けられている。ローラ本体１６の内周側には、ブッシュ挿嵌孔１６Ｃを取囲んで軸方向に延びる複数の小径な軸方向油通路１６Ｆが形成され、これら各軸方向油通路１６Ｆは、軸方向の両端側が内周端面１６Ｄ，１６Ｅに開口している。

　さらに、ローラ本体１６のうち軸方向の一端側（取付ブラケット１２側）に位置する内周側には、ブッシュ挿嵌孔１６Ｃよりも大きな孔径を有し後述のフローティングシール２３が装着されるシール装着孔１６Ｇと、該シール装着孔１６Ｇよりも大きな孔径を有し取付ブラケット１２の円筒部１２Ｂを外周側から取囲んだ状態で収容するブラケット収容孔１６Ｈとが設けられている。これらシール装着孔１６Ｇ、ブラケット収容孔１６Ｈは、ブッシュ挿嵌孔１６Ｃと同心状に形成されている。

　一方、ローラ本体１６のうち軸方向の他端側に位置する内周側には、ブッシュ挿嵌孔１６Ｃよりも大きな孔径を有するスラストプレート収容孔１６Ｊが、ブッシュ挿嵌孔１６Ｃと同心状に形成されている。このスラストプレート収容孔１６Ｊは、後述するスラストプレート２０を収容した状態で、後述の蓋体１７によって施蓋される構成となっている。

　１７はローラ本体１６の軸方向の他端側に取付けられた蓋体で、該蓋体１７は、ローラ本体１６のスラストプレート収容孔１６Ｊに挿嵌される円筒部１７Ａと、該円筒部１７Ａの外側の端面から全周に亘って拡径し、ボルトを用いてローラ本体１６の端面に固定されるフランジ部１７Ｂとにより構成されている。この蓋体１７は、後述のフローティングシール２３と協働してローラ１５内に潤滑油Ｌを封止するもので、円筒部１７Ａの外周面とローラ本体１６のスラストプレート収容孔１６Ｊの内周面との間は、Ｏリング１８によって液密に封止されている。一方、円筒部１７Ａの先端部には、当該先端部を径方向に切欠くことにより形成された複数の径方向油通路１７Ｃが設けられている。さらに、蓋体１７を構成するフランジ部１７Ｂの中心部には、軸方向に貫通する雌ねじ孔１７Ｄが螺設され、該雌ねじ孔１７Ｄには、後述の通気栓３１が取付けられる構成となっている。

　１９はローラ本体１６のブッシュ挿嵌孔１６Ｃに挿嵌されたブッシュで、該ブッシュ１９は、外周側がブッシュ挿嵌孔１６Ｃに圧入されると共に内周側に支持軸１４が摺動可能に挿嵌される円筒部１９Ａと、該円筒部１９Ａの一端部から全周に亘って拡径し、ローラ本体１６の内周端面１６Ｅに当接した鍔部１９Ｂとにより構成されている。ブッシュ１９の鍔部１９Ｂは、後述のスラストプレート２０に摺接するものである。

　２０はローラ本体１６のスラストプレート収容孔１６Ｊ内に収容されたスラストプレートを示し、該スラストプレート２０は、ブッシュ１９を構成する鍔部１９Ｂの外径寸法とほぼ等しい外径寸法を有する円板状に形成され、支持軸１４の先端側の端面にボルト２１を用いて固定されている。このスラストプレート２０は、ブッシュ１９の鍔部１９Ｂに当接すると共に、蓋体１７の円筒部１７Ａの先端部に当接している。これにより、スラストプレート２０は、ローラ１５に作用するスラスト荷重を受け、該ローラ１５を支持軸１４に対して軸方向に抜止めする構成となっている。

　２２はローラ１５の蓋体１７とスラストプレート２０との間に位置してローラ１５（ローラ本体１６）の内周側に設けられた油溜め室を示し、該油溜め室２２は潤滑油Ｌが貯溜されるものである。そして、油溜め室２２内に貯溜された潤滑油Ｌは、蓋体１７に形成された径方向油通路１７Ｃ、ローラ本体１６に形成された軸方向油通路１６Ｆを通じて、支持軸１４とブッシュ１９の円筒部１９Ａとの摺動面、スラストプレート２０とブッシュ１９の鍔部１９Ｂとの摺動面等に導かれ、これら各摺動面を潤滑する構成となっている。

　次に、２３は取付ブラケット１２の円筒部１２Ｂとローラ１５のローラ本体１６との間に設けられたフローティングシールを示している。このフローティングシール２３は、円筒部１２Ｂとローラ１５との間の隙間を閉塞し、油溜め室２２に貯溜された潤滑油Ｌ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２３は、円筒部１２Ｂのシール装着孔１２Ｄの内周側に装着された固定側シールリング２４と、ローラ本体１６のシール装着孔１６Ｇの内周側に装着された回転側シールリング２５と、シール装着孔１２Ｄの内周面と固定側シールリング２４との間、およびシール装着孔１６Ｇの内周面と回転側シールリング２５との間にそれぞれ設けられた一対のＯリング２６，２７とにより構成されている。

　固定側シールリング２４と回転側シールリング２５とは、耐摩耗性および耐食性に優れた材料を含有する鋳鉄等を用いて円筒状に形成され、固定側シールリング２４と回転側シールリング２５の軸方向端面には、それぞれ環状なシール面２４Ａ，２５Ａが形成されている。一方、各Ｏリング２６，２７は、ブタジエンゴム等の強弾性体によって形成され、固定側シールリング２４と回転側シールリング２５は、各Ｏリング２６，２７の弾性力によって軸方向に常に押圧された状態で、互いのシール面２４Ａ，２５Ａを摺接させる構成となっている。

　これにより、フローティングシール２３は、回転するローラ１５と取付ブラケット１２との間の隙間を閉塞し、油溜め室２２に貯溜された潤滑油Ｌをローラ１５内に封止すると共に、雨水や塵埃等がローラ１５内に侵入するのを阻止する。この場合、固定側シールリング２４のシール面２４Ａと、回転側シールリング２５のシール面２５Ａとは、ローラ１５内に封止された潤滑油Ｌによって潤滑される構成となっている。

　次に、第１の実施の形態に用いられる通気栓について説明する。

　３１はローラ１５の蓋体１７に設けられた通気栓を示し、該通気栓３１は、ローラ１５内に形成された油溜め室２２と外部との間で、空気および／または水蒸気（気体）が流通するのを許し、潤滑油および／または雨水（液体）、塵埃（固体）が流通するのを阻止するものである。ここで、通気栓３１は、図３ないし図５に示すように、後述の栓本体３２と、通気部材３４とにより構成されている。

　３２は通気栓３１の外殻をなす栓本体で、該栓本体３２は、全体として中空な円筒状に形成されている。栓本体３２の外周側には雄ねじ部３２Ａが螺設され、該雄ねじ部３２Ａが蓋体１７の雌ねじ孔１７Ｄに螺合することにより、栓本体３２が、ローラ１５に着脱可能に取付けられる構成となっている。一方、栓本体３２の内周側には、後述する連通孔３３が形成されている。

　３３は栓本体３２の内周側に設けられた連通孔で、該連通孔３３は、栓本体３２を軸方向に貫通して設けられ、栓本体３２を蓋体１７に取付けた状態で、ローラ１５の内部と外部との間を連通させるものである。ここで、連通孔３３は、後述の通気部材３４を収容する小径孔部３３Ａと、該小径孔３３Ａよりも大きな孔径を有し、六角レンチ等の締付工具（図示せず）が係合する六角孔部３３Ｂとにより構成されている。小径孔部３３Ａの一端側は、六角孔部３３Ｂに開口し、小径孔部３３Ａの他端側は、栓本体３２の軸方向の端面に開口している。一方、小径孔部３３Ａの一端側には、小径孔部３３Ａを縮径させた一端側かしめ部３３Ｃが形成され、小径孔部３３Ａの他端側にも、小径孔部３３Ａを縮径させた他端側かしめ部３３Ｄが形成される構成となっている。

　３４は栓本体３２の連通孔３３内に配設された通気部材を示し、該通気部材３４は、空気および／または水蒸気（気体）が流通するのを許し、潤滑油および／または雨水（液体）、塵埃（固体）が流通するのを阻止するものである。この場合、通気部材３４は、連通孔３３を構成する小径孔部３３Ａの孔径とほぼ等しい外径寸法を有する円柱状に形成され、連通孔３３の小径孔部３３Ａ内に収容されている。

　ここで、通気部材３４は、多数の小孔３４Ａからなる連続気泡の多孔質材料、例えば四ふっ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、ポリイミド樹脂、セラミック材のうちいずれか一の材料を用いて形成されている。従って、通気部材３４は、その内部に設けられた多数の小孔３４Ａにより、空気や水蒸気等の気体のみを流通させ、潤滑油や雨水等の液体、塵埃等の固体の流通を阻止する構成となっている。

　この場合、通気部材３４に設けられた小孔３４Ａの孔径（小孔３４Ａの直径）は、下記数１のように設定されている。即ち、小孔３４Ａの孔径が０.１μｍよりも小さい場合には、空気および／または水蒸気（気体）の流通が阻害されてしまい、小孔３４Ａの孔径が１０μｍよりも大きい場合には、潤滑油および／または雨水（液体）、塵埃（固体）が通気部材３４を流通してしまう。従って、通気部材３４を通じて気体のみを流通させ、液体および固体の流通を阻止するため、通気部材３４を構成する各小孔３４Ａの孔径は、下記数１の範囲に設定されている。

　一方、通気部材３４に設けられた小孔３４Ａの孔径は、下記数２のように設定するのが望ましい。即ち、小孔３４Ａの孔径が０.１５μｍ以上である場合には、気体を円滑に流通させることができ、小孔３４Ａの孔径が０.３μｍ以下である場合には、液体および固体の流通を確実に阻止することができる。従って、通気部材３４を通じて気体のみを円滑に流通させ、液体および固体の流通を確実に阻止するため、通気部材３４を構成する各小孔３４Ａの孔径は、下記数２の範囲に設定するのが望ましい。

　ここで、栓本体３２の連通孔３３内に通気部材３４を配設する方法について述べる。即ち、図４に示すように、小径孔部３３Ａの一端側には予め一端側かしめ部３３Ｃが形成されているから、小径孔部３３Ａの他端側から当該小径孔部３３Ａ内に通気部材３４を挿入した後、小径孔部３３Ａの他端側に他端側かしめ部３３Ｄを形成する。これにより、通気部材３４は、一端側かしめ部３３Ｃと他端側かしめ部３３Ｄとに係止されることにより、栓本体３２の連通孔３３内に抜止め状態に保持される構成となっている。

　このようにして、栓本体３２の連通孔３３内に通気部材３４が配設された通気栓３２が形成され、この通気栓３２は、その外周側に螺設された雄ねじ部３２Ａを、ローラ１５の蓋体１７に設けた雌ねじ孔１７Ｄに螺合することにより、蓋体１７に着脱可能に取付けられる。この着脱作業に際しては、連通孔３３の六角孔部３３Ｂに係合させた六角レンチ(図示せず)を用いて、蓋体１７に締結される。この場合、連通孔３３の小径孔部３３Ａは、六角孔部３３Ｂよりも小さな孔径を有しているので、六角孔部３３Ｂに六角レンチを係合させたときに、当該六角レンチが小径孔部３３Ａ内に保持された通気部材３４に接触することがなく、この通気部材３４を保護することができる。

　第１の実施の形態による上履帯案内ローラ１１は上述の如き構成を有するもので、油圧ショベル１の走行時には、走行装置７の駆動輪７Ａと遊動輪８との間で履帯９が周回する。このとき、上履帯案内ローラ１１のローラ１５は、取付ブラケット１２に固定された支持軸１４に対して回転しつつ履帯９を下側から支持することにより、該履帯９を駆動輪７Ａ、遊動輪８に向けて案内する。

　この場合、取付ブラケット１２のシール装着孔１２Ｄとローラ本体１６のシール装着孔１６Ｇとの間に設けられたフローティングシール２３は、固定側シールリング２４のシール面２４Ａと回転側シールリング２５のシール面２５Ａとを液密に摺接させた状態で、回転側シールリング２５がローラ１５と一体に回転する。これにより、油溜め室２２に貯溜された潤滑油Ｌを封止することができ、この潤滑油Ｌが、蓋体１７に形成された径方向油通路１７Ｃ、ローラ本体１６に形成された軸方向油通路１６Ｆを通じて、支持軸１４とブッシュ１９の円筒部１９Ａとの摺動面、スラストプレート２０とブッシュ１９の鍔部１９Ｂとの摺動面等を潤滑することにより、ローラ１５を長期に亘って円滑に回転させることができる。

　ここで、ローラ１５の回転時には、支持軸１４とブッシュ１９の円筒部１９Ａとの摺動面、スラストプレート２０とブッシュ１９の鍔部１９Ｂとの摺動面から摩擦熱が発生し、油溜め室２２に貯溜された潤滑油Ｌが摩擦熱によって加熱されることにより、ローラ１５内の空気は体積膨張を生じる。

　このとき、ローラ１５の蓋体１７には通気栓３１が取付けられているので、ローラ１５内で体積膨張した空気（または水蒸気）は、通気栓３１の連通孔３３を通じてローラ１５の外部に放出される。この場合、連通孔３３内には、連続気泡の多孔質材料からなる通気部材３４が配設され、該通気部材３４は、小孔３４Ａを通じて空気や水蒸気等の気体を流通させ、潤滑油や雨水等の液体、塵埃等の固体の流通を阻止する。これにより、ローラ１５内で体積膨張した空気のみを、通気栓３１を通じてローラ１５の外部に放出することができ、ローラ１５の内部と外部との間で圧力バランスを保つことができる。

　このため、ローラ１５内で体積膨張した空気が、フローティングシール２３を構成する固定側シールリング２４のシール面２４Ａと回転側シールリング２５のシール面２５Ａとの摺接面を通じて外部に流出するのを抑えることができ、この空気と一緒に潤滑油Ｌがローラ１５の外部に漏れるのを防止することができる。この結果、ローラ１５内に常に適量の潤滑油Ｌを封止しておくことができ、この潤滑油Ｌによって、支持軸１４とブッシュ１９の円筒部１９Ａとの摺動面、スラストプレート２０とブッシュ１９の鍔部１９Ｂとの摺動面等を適正に潤滑することにより、ローラ１５を長期に亘って円滑に回転させることができる。

　一方、例えば油圧ショベル１が停止することにより、走行時にローラ１５内で加熱された潤滑油Ｌが冷却されると、ローラ１５内の空気の体積が減少し、ローラ１５の内部が負圧傾向となる。

　この場合には、ローラ１５の外部の空気（外気）が、通気栓３１の連通孔３３を通じてローラ１５の内部に流入する。この場合、連通孔３３内に配設された通気部材３４は、空気や水蒸気等の気体を流通させ、潤滑油や雨水等の液体、塵埃等の固体の流通を阻止するので、通気栓３１を通じてローラ１５の内部に外気のみを流入させることができ、ローラ１５の内部と外部との間で圧力バランスを保つことができる。

　このため、フローティングシール２３を構成する固定側シールリング２４のシール面２４Ａと回転側シールリング２５のシール面２５Ａとの摺接面を通じて、外気がローラ１５内に流入するのを抑えることができる。この結果、雨水等の液体、塵埃等の固体が、外気と一緒にローラ１５の内部に侵入したり、固定側シールリング２４のシール面２４Ａ、回転側シールリング２５のシール面２５Ａに付着するのを防止し、これら各シール面２４Ａ，２５Ａを保護することができるので、ローラ１５内に常に適量の潤滑油Ｌを封止しておくことができる。

　かくして、第１の実施の形態によれば、ローラ１５の蓋体１７に設けた通気栓３１により、ローラ１５の内部と外部との間で空気や水蒸気（気体）を流通させることができ、塵埃等の異物（固体）、潤滑油や雨水（液体）の流通を阻止することができる。このように、通気栓３１を通じてローラ１５の内部と外部との間で空気や水蒸気が流通することにより、ローラ１５の内部の圧力と外部の圧力とを常に均等化することができる。この結果、ローラ１５内に常に適量の潤滑油Ｌを封止しておくことができると共に、雨水や塵埃がローラ１５内に侵入するのを抑え、フローティングシール２３のシール性を長期に亘って良好に保つことができるので、ローラ１５を長期に亘って円滑に回転させることができる。

　次に、図６および図７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、ローラに取付けられる栓本体の連通孔内に、通気部材を止め輪を用いて着脱可能に保持する構成としたことにある。

　図中、４１は第２の実施の形態に用いられる通気栓を示し、該通気栓４１は、第１の実施の形態による通気栓３１に代えて、図２に示すローラ１５の蓋体１７に取付けられるものである。ここで、通気栓４１は、後述の栓本体４２と、通気部材４４と、穴用止め輪４５とにより構成されている。

　４２は通気栓４１の外殻をなす栓本体で、該栓本体４２は、全体として中空な円筒状に形成され、栓本体４２の外周側には、蓋体１７の雌ねじ孔１７Ｄに螺合する雄ねじ部４２Ａが螺設されている。一方、栓本体４２の内周側には、後述する連通孔４３が形成されている。

　４３は栓本体４２の内周側に設けられた連通孔で、該連通孔４３は、栓本体４２を軸方向に貫通して設けられ、栓本体４２を蓋体１７に取付けた状態で、ローラ１５の内部と外部との間を連通させるものである。ここで、連通孔４３は、後述の通気部材４４を収容する小径孔部４３Ａと、該小径孔４３Ａよりも大きな孔径を有する六角孔部４３Ｂとにより構成され、小径孔部４３Ａの一端側は六角孔部４３Ｂに開口し、小径孔部４３Ａの他端側は栓本体４２の軸方向の端面に開口している。

　一方、小径孔部４３Ａの一端側には、小径孔部４３Ａを縮径させたかしめ部４３Ｃが形成され、小径孔部４３Ａの他端側には、該小径孔部４３Ａの内周面を全周に亘って環状に切欠いた全周溝４３Ｄが形成され、該全周溝４３Ｄには、後述の穴用止め輪４５が取付けられる構成となっている。

　４４は栓本体４２の連通孔４３内に配設された通気部材を示し、該通気部材４４は、第１の実施の形態による通気部材３４と同様に、例えば四ふっ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）等の多数の小孔４４Ａからなる連続気泡の多孔質材料を用いて、小径孔部４３Ａの孔径とほぼ等しい外径寸法を有する円柱状に形成されている。そして、通気部材４４は、その内部に設けられた多数の小孔４４Ａにより、空気や水蒸気等の気体のみを流通させ、潤滑油や雨水等の液体、塵埃等の固体の流通を阻止するものである。

　４５は連通孔４３の全周溝４３Ｄに着脱可能に取付けられた穴用止め輪を示し、該穴用止め輪４５は、連通孔４３内に通気部材４４を収容した状態で全周溝４３Ｄに取付けられることにより、連通孔４３に対して通気部材４４を軸方向に抜止めするものである。

　ここで、栓本体４２の連通孔４３内に通気部材４４を配設する方法について述べる。即ち、図４に示すように、小径孔部４３Ａの一端側には予めかしめ部４３Ｃが形成されているから、小径孔部４３Ａの他端側から当該小径孔部４３Ａ内に通気部材４４を挿入した後、全周溝４３Ｄに穴用止め輪４５を取付ける。これにより、通気部材４４を、連通孔４３のかしめ部４３Ｃと穴用止め輪４５とによって、栓本体４２の連通孔４３内に抜止め状態に保持することができる。

　このようにして、栓本体４２の連通孔４３内に通気部材４４が配設された通気栓４１が形成され、この通気栓４１は、図２に示すローラ１５の蓋体１７に設けた雌ねじ孔１７Ｄに雄ねじ部４２Ａを螺合することにより、蓋体１７に着脱可能に取付けられ、連通孔４３の六角孔部４３Ｂに係合させた六角レンチ(図示せず)を用いて、蓋体１７に締結される構成となっている。

　第２の実施の形態による上履帯案内ローラは上述の如き通気栓４１を用いたもので、その基本的作用については、第１の実施の形態による通気栓３１を用いたものと格別差異はない。

　然るに、第２の実施の形態に用いられる通気栓４１は、連通孔４３の全周溝４３Ｄに取付けた穴用止め輪４５によって、通気部材４４を連通孔４３内に抜止め状態に保持している。このため、穴用止め輪４５を取外すことにより、連通孔４３内の通気部材４４を交換することができるので、通気栓４１を通じてローラ１５の内部と外部との間で空気や水蒸気を確実に流通させることができる。従って、ローラ１５の内部の圧力と外部の圧力とを長期に亘って均等化することができ、フローティングシール２３のシール性を長期に亘って良好に保つことができる。

　次に、図８および図９は本発明の第３の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、ローラに取付けられる栓本体の連通孔内に、抜止めプラグを用いて通気部材を着脱可能に保持する構成としたことにある。

　図中、５１は第３の実施の形態に用いられる通気栓を示し、該通気栓５１は、第１の実施の形態による通気栓３１に代えて、図２に示すローラ１５の蓋体１７に取付けられるものである。ここで、通気栓５１は、後述の栓本体５２と、通気部材５４と、抜止めプラグ５５とにより構成されている。

　５２は通気栓５１の外殻をなす栓本体で、該栓本体５２は、全体として中空な円筒状に形成され、栓本体５２の外周側には、蓋体１７の雌ねじ孔１７Ｄに螺合する雄ねじ部５２Ａが螺設されている。一方、栓本体４２の内周側には、後述する連通孔５３が形成されている。

　５３は栓本体５２の内周側に設けられた連通孔で、該連通孔５３は、栓本体５２を軸方向に貫通して設けられている。この連通孔５３は、雌ねじ部５３Ａと、雌ねじ部５３Ａよりも僅かに小さな孔径を有し該雌ねじ部５３Ａに開口する通気部材収容部５３Ｂと、通気部材収容部５３Ｂよりも小さな孔径を有し該通気部材収容部５３Ｂに開口する環状ストッパ部５３Ｃと、該環状ストッパ部５３Ｃよりも大きな孔径を有する六角孔部５３Ｄとにより構成されている。

　５４は栓本体５２の連通孔５３内に配設された通気部材を示し、該通気部材５４は、例えば四ふっ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）等の多数の小孔５４Ａからなる連続気泡の多孔質材料を用いて、通気部材収容部５３Ｂの孔径とほぼ等しい外径寸法を有する円板状に形成されている。そして、通気部材５４は、その内部に設けられた多数の小孔５４Ａにより、空気や水蒸気等の気体のみを流通させ、潤滑油や雨水等の液体、塵埃等の固体の流通を阻止するものである。

　５５は連通孔５３の雌ねじ部５３Ａに螺合して取付けられた抜止めプラグを示し、該抜止めプラグ５５は、連通孔５３の環状ストッパ部５３Ｃとの間で通気部材５４を挟持することにより、連通孔５３に対して通気部材５４を軸方向に抜止めするものである。ここで、抜止めプラグ５５は、全体として中空な円筒状に形成され、抜止めプラグ５５の外周側には、連通孔５３の雌ねじ部５３Ａに螺合する雄ねじ部５５Ａが螺設されている。一方、抜止めプラグ５５の内周側には、当該抜止めプラグ５５を軸方向に貫通する通気孔５５Ｂと、該通気孔５５Ｂよりも大きな孔径を有し、六角レンチ等の締付工具（図示せず）が係合する六角孔５５Ｃとが設けられている。

　従って、栓本体５２の連通孔５３内に通気部材５４を配設するときには、連通孔５３の通気部材収容部５３Ｂ内に通気部材５４を収容した状態で、連通孔５３の雌ねじ部５３Ａに抜止めプラグ５５の雄ねじ部５５Ａを螺合させ、この抜止めプラグ５５の六角孔５５Ｃに係合させた六角レンチ（図示せず）を用いて締込む。これにより、栓本体５２の連通孔５３内に抜止めプラグ５５が固定され、通気部材５４を、連通孔５３の環状ストッパ部５３Ｃと抜止めプラグ５５とによって、栓本体５２の連通孔５３内に抜止め状態に保持することができる。

　このようにして、栓本体５２の連通孔５３内に通気部材５４が配設された通気栓５１が形成され、この通気栓５１は、図２に示すローラ１５の蓋体１７に設けた雌ねじ孔１７Ｄに雄ねじ部５２Ａを螺合させる。これにより、通気栓５１は、蓋体１７に着脱可能に取付けられ、連通孔５３の六角孔部５３Ｄに係合させた六角レンチ(図示せず)を用いて、蓋体１７に締結される構成となっている。

　第３の実施の形態による上履帯案内ローラは上述の如き通気栓５１を用いたもので、本実施の形態に用いられる通気栓５１は、栓本体５２の連通孔５３から抜止めプラグ５５を取外すことにより、連通孔５３内の通気部材５４を交換することができる。この結果、通気栓５１を通じてローラ１５の内部と外部との間で空気や水蒸気を確実に流通させ、ローラ１５の内部の圧力と外部の圧力とを長期に亘って均等化することができるので、フローティングシール２３のシール性を長期に亘って良好に保つことができる。

　なお、上述した第１の実施の形態では、建設機械の回転装置として上履帯案内ローラ１１を例に挙げ、この上履帯案内ローラ１１のローラ１５に通気栓３１を取付けた場合を例示している。しかし、本発明による建設機械の回転装置は、例えば図１０に示す第１の変形例のように、下履帯案内ローラ１０に適用してもよい。

　ここで、下履帯案内ローラ１０は、サイドフレーム６の下端側に固定された固定体としての左，右の軸支持部材６１と、これら各軸支持部材６１間に固定されたローラ支持軸６２と、該ローラ支持軸６２に軸受６３を介して回転可能に支持された回転体としてのローラ６４と、左，右の軸支持部材６１とローラ６４との間にそれぞれ設けられた左，右のフローティングシール６５とにより大略構成されている。ローラ６４の軸方向の中間部には、ローラ６４と軸受６３との摺動面に供給される潤滑油Ｌを貯溜する油溜め室６４Ａが設けられ、この潤滑油Ｌを、フローティングシール６５によってローラ６４の油溜め室６４Ａに封止する構成となっている。

　この場合には、ローラ６４の軸方向中間部に、ローラ６４の油溜め室６４Ａと外部とを連通する雌ねじ孔６４Ｂを螺設し、この雌ねじ孔６４Ｂに通気栓３１を取付けることにより、ローラ６４の内部の圧力と外部の圧力とを均等化することができ、フローティングシール６５のシール性を長期に亘って良好に維持することができる。

　また、本発明による建設機械の回転装置は、例えば図１１に示す第２の変形例のように走行装置７に適用してもよい。

　ここで、走行装置７は、駆動輪ブラケット７１に固定された固定体としてのモータハウジング７２と、該モータハウジング７２内に配置され駆動輪ブラケット７１に取付けられた油圧モータ７３と、モータハウジング７２の外周側に軸受７４を介して回転可能に取付けられ、駆動輪７Ａが固定された回転体としての減速機ハウジング７５と、該減速機ハウジング７５内に設けられ、油圧モータ７３の回転を減速して減速機ハウジング７５に伝達する遊星歯車減速機構７６と、モータハウジング７２と減速機ハウジング７５との間に設けられたフローティングシール７７とにより大略構成されている。モータハウジング７２と減速機ハウジング７５の内周側には、軸受７４、遊星歯車減速機構７６等を潤滑する潤滑油Ｌが貯溜され、この潤滑油Ｌをフローティングシール７７によって減速機ハウジング７５内に封止する構成となっている。

　この場合には、減速機ハウジング７５の軸方向端面に、減速機ハウジング７５の内部と外部とを連通する雌ねじ孔７５Ａを螺設し、この雌ねじ孔７５Ａに通気栓３１を取付けることにより、減速機ハウジング７５の内部の圧力と外部の圧力とを均等化することができ、フローティングシール７７のシール性を長期に亘って良好に維持することができる。

　さらに、上述した第１の実施の形態では、通気栓３１の連通孔３３に設けた一端側かしめ部３３Ｃと他端側かしめ部３３Ｄとの間に通気部材３４を挟込むことにより、連通孔３３内に通気部材３４を固定した場合を例示している。

　しかし、本発明はこれに限らず、例えば連通孔３３の小径孔部３３Ａの内周面と通気部材３４の外周面との間に接着剤を塗布することにより、通気部材３４を連通孔３３内に接着する構成としてもよい。

　１　油圧ショベル（建設機械）
　２　下部走行体（車体）
　７　走行装置（回転装置）
　１０　下履帯案内ローラ（回転装置）
　１１　上履帯案内ローラ（回転装置）
　１２　取付ブラケット（固定体）
　１５，６４　ローラ（回転体）
　２３，６５，７７　フローティングシール
　３１，４１，５１　通気栓
　３２，４２，５２　栓本体
　３３，４３，５３　連通孔
　３４，４４，５４　通気部材
　３４Ａ，４４Ａ，５４Ａ　小孔
　６１　軸支持部材（固定体）
　７２　モータハウジング（固定体）
　７５　減速機ハウジング（回転体）

Claims

　建設機械の車体に固定して設けられた固定体と、該固定体に対して回転可能に設けられ内部に潤滑油が貯溜される回転体と、前記固定体と前記回転体との間の隙間を閉塞し、前記回転体の内部に貯溜された潤滑油を封止すると共に外部からの雨水、塵埃の侵入を阻止するフローティングシールとを備えてなる建設機械の回転装置において、
　前記回転体には、前記回転体の内部と外部との間で空気および／または水蒸気を流通させると共に潤滑油および／または雨水、塵埃の流通を阻止する通気栓を設けたことを特徴とする建設機械の回転装置。
　前記通気栓は、前記回転体に着脱可能に取付けられ前記回転体の内部と外部との間を連通させる連通孔が設けられた栓本体と、該栓本体の連通孔内に配設され空気および／または水蒸気の流通を許すと共に潤滑油および／または雨水、塵埃の流通を阻止する通気部材とにより構成してなる請求項１に記載の建設機械の回転装置。
　前記通気部材は、連続気泡の多孔質材料を用いて形成してなる請求項２に記載の建設機械の回転装置。
　前記通気部材は、四ふっ化エチレン樹脂、ポリイミド樹脂、セラミック材のうちいずれか一の材料からなる連続気泡の多孔質材料を用いて形成してなる請求項２に記載の建設機械の回転装置。
　前記通気部材を構成する各小孔の孔径は、０.１μｍ以上でかつ１０μｍ以下の範囲に設定してなる請求項２，３または４に記載の建設機械の回転装置。
　前記通気部材を構成する各小孔の孔径は、０.１５μｍ以上でかつ０.３μｍ以下の範囲に設定してなる請求項２，３または４に記載の建設機械の回転装置。