WO2015008598A1 - 装軌式車両の転輪装置 - Google Patents
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- B62D55/15—Mounting devices, e.g. bushings, axles, bearings, sealings
Definitions
- the present invention relates to a rolling device used for a tracked vehicle such as a hydraulic excavator, and more particularly to a wheeled device for a tracked vehicle provided rotatably on a track frame to guide a crawler track for traveling.
- Patent Document 1 A conventional example of a rolling device used for a hydraulic excavator is described in Patent Document 1.
- a roller device that constitutes a lower traveling body
- a roller is rotatably provided via a bush acting as a slide bearing on the outer peripheral side of a roller support shaft.
- Floating seal members are disposed at both ends of the roller in the axial direction, and lubricating oil that lubricates between the bush and the roller shaft is prevented from leaking from the roller device.
- An oil sump chamber in which lubricating oil for lubricating the bush and the floating seal member is stored is formed in the substantially central portion in the axial direction of the roller support shaft and on the inner diameter side of the roller. Further, an O-ring is arranged at the shaft end of the roller support shaft and inside the position where the retaining pin for retaining is disposed, and the lubricating oil that lubricates the bushing surface is used for the shaft of the roller support shaft. It prevents leakage from the roller device through the gap between the collar supporting the end and the roller support shaft.
- the roller device when the lubricating oil retained in the oil sump chamber formed on the inner diameter side of the roller leaks out of the roller device and falls below a predetermined amount, the roller cannot be rotated smoothly. Therefore, when the oil amount falls below a predetermined amount, the wheel assembly is disassembled and the oil sump chamber is replenished with lubricating oil, but after operating the construction machine having the wheel assembly for more than a month, The actual situation is that the roller part cannot be disassembled due to rusting or the like, and the entire roller device must be replaced. From this, the replacement life of the roller device is substantially determined by the amount of oil retained in the oil sump chamber.
- a floating seal is disposed in a portion where the lubricating oil is most likely to leak out of the wheel rolling device, thereby preventing the lubricating oil from leaking. Furthermore, there is a possibility that earth and sand and the like may be mixed into the floating seal portion, and various countermeasures against earth and sand are taken.
- a conventional construction machine incorporates a seal having a standard temperature characteristic, so that the use under the extreme conditions as described above shortens the replacement life of the roller device.
- the roller support shaft is sealed only by a single row O-ring, if this O-ring is damaged by a foreign substance or the like, the sealing performance is lowered by itself and a situation of exchanging the rolling device is caused.
- the present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and the purpose thereof is to increase the thermal load due to an increase in the load on the roller support shaft of the roller device and the increase in the thermal load due to a change in environmental temperature. It is to eliminate or reduce leakage of lubricating oil from the gap between the collar and the roller support shaft.
- a feature of the present invention that achieves the above object is that a roller support shaft connected to a side frame of a tracked vehicle and a roller support shaft that is rotatably provided on the outer peripheral side of the roller support shaft and guides a traveling crawler belt in a rotating direction. And a pair of floating seals provided at both ends in the axial direction of the roller. An oil reservoir chamber for lubricating oil between the roller support shafts is formed, and a lubricating oil passage for guiding the lubricant oil from the oil reservoir chamber to the floating seal is formed between the roller and the roller support shaft.
- First and second sealing means each composed of an O-ring are provided at both ends, and the first sealing means is located axially outside of the second sealing means, and the first sealing means is Second In that the or said second sealing means is excellent in low temperature characteristics and excellent high temperature properties than the first sealing means than sealing means.
- the first and second sealing means are more than an oil passage formed radially in the inner peripheral portion of the roller for supplying lubricating oil from the oil reservoir chamber to the floating seal.
- the side frame has a side frame lower plate portion that is connected to the roller support shaft and extends in the axial direction, and the shaft on which the side frame lower plate portion is arranged. More preferably, the first and second sealing means are disposed in the directional position.
- the “high temperature characteristic” of the sealing means is used in the sense of how much the elasticity of the rubber used for the O-ring as the sealing means deteriorates at a high temperature.
- JIS K6257-2010 it is known from experience that the deterioration of rubber over time progresses in a shorter time as the temperature increases, and the reaction rate approximately doubles when the temperature rises by 10 ° C. .
- excellent in high temperature characteristics means that deterioration is slow even at the same high temperature, and the rate at which rubber elasticity is lost is slow.
- the “low temperature characteristic” of the sealing means in the present invention refers to how much the hardness is increased at low temperature, that is, how much rubber elasticity is lost.
- the rubber that constitutes the sealing means increases in hardness and loses rubber elasticity at low temperatures, so "excellent in low temperature characteristics” refers to rubber that has a small decrease in rubber elasticity even at low temperatures. .
- two or more rows of O-rings are provided as the sealing means provided on the roller support shaft of the roller device, the O-rings having better low-temperature performance are arranged on the shaft end side, and the shaft ends are arranged on the inner side. Since the O-ring arrangement is superior in high-temperature performance to the O-ring arranged in the section, the collar and roller can be used even when the thermal load increases due to an increase in the load on the roller support shaft or the environmental load changes. The leakage of the lubricating oil from the support shaft gap can be eliminated or reduced.
- FIG. 1 is a side view of an embodiment of a tracked vehicle according to the present invention.
- FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG. 1.
- FIG. 3 is an enlarged view of a main part of FIG. 2.
- FIG. 1 is a side view of an embodiment of a crawler hydraulic excavator as an example of a tracked vehicle.
- FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of a roller device that constitutes a lower traveling body of a hydraulic excavator, and
- FIG. 3 is an enlarged view of a main part of FIG.
- the crawler hydraulic excavator 20 is a self-propelled crawler-type lower traveling body 1, an upper revolving body 2 that is turnably mounted on the lower traveling body 1, and an up-and-down motion on the front side of the upper revolving body 2. It has the front 4 which is a working device provided. Then, various operations such as excavation are performed using the front 4.
- the lower traveling body 1 has a track frame, and the track frame has a side frame 13 to be described in detail later.
- the side frame 13 is housed in the crawler belt 10 of the lower traveling body 1 and extends in the front-rear direction.
- a drive wheel 11 that drives the crawler belt 10 in the circumferential direction is provided on one end side (rear end side) of the side frame 13, and the crawler belt 10 is disposed in the circumferential direction together with the drive wheels 11 on the other end side (front end side) of the side frame 13.
- a driven wheel 12 is provided for rotation.
- the side frame 13 includes left and right side plate portions 61, 62, an upper plate portion (not shown) connecting the upper end sides of the side plate portions 61, 62, and left and right side plate portions 61, 62.
- Each has a long lower plate portion 63 provided at the lower end and extending in the front-rear direction.
- the crawler belt 10 is wound between the driving wheel 11 and the driven wheel 12.
- the crawler belt 10 is driven by the drive wheels 11 so that a plurality of upper crawler belt guide rollers 15 and a plurality of the crawler belt guide rollers 15 arranged at intervals in the front-rear direction and the side frames 13 are provided in the front-rear direction. While being guided by the lower crawler belt guide rollers 14 arranged at a number of intervals, the lower traveling body 1 travels around the drive wheel 11 and the driven wheel 12.
- the upper swing body 2 has a cab 3 on which an operator of the hydraulic excavator 20 rides at the front, and a balance weight 8 for maintaining a balance with the front 4 that is attached to the right front side of the upper swing body 2 so as to be able to move up and down. At the rear.
- the front 4 is for allowing the excavator 20 to perform excavation and the like.
- the boom 4a is attached to the upper swing body 2 and can be raised and lowered, and the other end of the boom 4a is attached to the other end of the boom 4a.
- the arm 4b which can move is provided, and the bucket 4c as an attachment attached to the front-end
- the boom 4a is driven by a boom cylinder 5a having one end attached to the upper swing body 2 and the other end attached to the boom 4a.
- the arm 4b is driven by an arm cylinder 5b having one end attached to the boom 4a and the other end attached to the arm 4b.
- the bucket 4c is driven by a bucket cylinder 5c having one end attached to the arm 4b and the other end attached to the bucket 4c.
- a bucket cylinder 5c having one end attached to the arm 4b and the other end attached to the bucket 4c.
- an example of a bucket is shown as an attachment, but the attachment is not limited to a bucket, and various types can be used.
- the side frame 13 provided in each of the left and right footwear 10 has a pair of lower plate portions 63 at the lower portion for each footwear 10.
- One lower plate portion 63 is disposed on the outer side in the left-right direction of the excavator 20 (left side in FIG. 2), and the other lower plate portion 63 is disposed on the inner side in the left-right direction of the excavator 20 (right side in FIG. 2).
- a collar 26 is fixed to the lower surface of each lower plate portion 63 of the side frame 13 and supports a roller support shaft 23 described later.
- each collar 26 is formed with a through hole extending in the left-right direction at the center, and the roller support shaft 23 passes through this hole.
- the upper surface is formed in a shape in which a part of the cylindrical surface is notched horizontally so that the lower plate portion 63 of the side frame 13 can come into contact therewith.
- An accommodating portion for accommodating the floating seal 28 is formed on the side opposite to the lower plate portion 63 of the collar 26, that is, on the inner side in the axial direction of the roller support shaft 23 (the central side in the left-right direction in FIG. 2). Yes.
- a pin hole 26c is formed in the vicinity of the end portion on the lower plate portion 63 side of the collar 26 so that a retaining pin 27 described later can be inserted therethrough.
- a roller 25 is concentric with the roller support shaft 23 and rotatably disposed on the outer peripheral side of the roller support shaft 23 between the above-described collars 26, 26 provided on the left and right pairs for each crawler belt 10.
- the lowermost surface of the roller 25 is in sliding contact with the convex track link 10 a constituting the crawler belt 10.
- concave portions that hold the floating seal 28 together with the collar 26 are formed on the inner peripheral side of the roller 25 and on both left and right end portions.
- a pair of cylindrical bushes 29 are arranged between the roller support shaft 23 and the central portion on the inner peripheral surface side of the roller 25.
- the bush 29 acts as a slide bearing.
- An oil sump chamber 36 is formed between the pair of bushes 29 and 29 in order to supply lubricating oil to both the bush 29 and the floating seal 28.
- the oil sump chamber 36 is formed by hollowing out the central part of the roller 25.
- lubricating oil 37 is filled and stored in the oil sump chamber 36, for example, about 70 to 80% of the volume of the oil sump chamber 36 in the initial state.
- a lubricating oil passage 25a is formed by penetrating the oil reservoir chamber 36 of the roller 25 and the left and right floating seals 28, 28 in the lateral direction. At least one lubricating oil passage 25 a is provided in the circumferential direction of the roller support shaft 23.
- FIG. 3 shows an enlarged view of a main part in which the right end portion of the roller 25 shown in FIG. 2 is enlarged.
- the left side of the roller 25 has the same symmetrical shape.
- the floating seal 28 includes a fixed side seal ring 33 and a rotation side seal ring 34.
- the fixed seal ring 33 is formed with a recess for holding the fixed O ring 31, and holds the fixed O ring 31 with the recess of the collar 26 attached to the roller support shaft 23.
- the rotation-side seal ring 34 is formed substantially symmetrically with the fixed-side seal ring 33 and is arranged side by side with the fixed-side seal ring 33.
- the rotation-side O-ring 32 is held between a recess formed on the outer peripheral side of the rotation-side seal ring 33 and the inner periphery of the roller 25 and the shaft end side.
- the rotation-side O-ring 32 is held between the rotation-side seal ring 34 and the roller 25, and when the roller 25 rotates, the lubricating oil that lubricates the wheel-rolling device 100 leaks from the inside of the wheel-rolling device 100 to the outside. To prevent. At the same time, foreign matter such as earth and sand is prevented from entering the inside of the roller device 100 from the gap 28 a formed at the shaft end of the roller 25. Further, the fixed-side O-ring 31 is held between the collar 26 and the fixed-side seal ring 33, thereby preventing the lubricating oil that lubricates the roller device 100 from leaking from the inside of the roller device 100 to the outside of the machine. .
- a pin hole 23c is formed on both ends of the roller support shaft 23 so as to penetrate the radial direction of the roller support shaft 23.
- a through hole 26c is formed through the radial direction at the position of the collar 26 corresponding to the pin hole 23c. The collar 26 is prevented from being detached from the roller support shaft 23 by inserting the retaining pin 27 into the pin hole 23 and the through hole 26c.
- two rows of O-rings 21 and 22 are provided at both ends of the roller support shaft 23 and inside the roller support shaft 23 in the axial direction (left side in FIG. 3) from the position of the retaining pin 27.
- Sealing means 40 is provided.
- the O-ring 21 located on the shaft end side is fitted into an O-ring groove 23b formed on the roller support shaft 23, and the O-ring 22 formed on the inner side is fitted into an O-ring groove 23a formed on the roller support shaft 23.
- the O-ring 21 disposed on the shaft end side of the roller support shaft 23 is made of a low-temperature nitrile rubber as an O-ring having excellent low-temperature characteristics.
- a general-purpose nitrile rubber O-ring is used for the O-ring 22 disposed inside.
- examples of such products include A305 (general-purpose nitrile rubber) and A980 (low-temperature nitrile rubber) as nitrile rubber (NBR) manufactured by NOK.
- A305 has a durometer A hardness of 70
- A980 has a hardness of 80
- the lower limit of the recommended operating temperature range is -48 ° C.
- an O-ring located on the shaft end side acts as a seal that secures low temperature characteristics at low temperatures, and an inner O when used in a normal environment. Since the ring maintains the sealing performance at a higher temperature than the outer O-ring, it is possible to greatly extend the replacement life of the rolling device of the tracked vehicle 20.
- the tracked vehicle 20 when used in a high temperature environment, it is arranged in two rows when the seal portion is used at a high temperature due to a long-distance continuous running or a large load applied to the rolling device.
- the O-rings to be disposed an O-ring having excellent high temperature characteristics is used for the O-ring 22 positioned on the inner side, and a general-purpose O-ring is used for the O-ring 21 positioned on the shaft end side.
- a fluorine rubber O-ring (F201) manufactured by NOK Corporation can be used as the O-ring 22 disposed on the inner side.
- the O-ring 21 (A305) made of the above-mentioned general-purpose nitrile rubber can be used for the O-ring 21 disposed on the shaft end side.
- the hardness of the durometer A of the O-ring F201 made of fluororubber is 70, and the upper limit of the operating temperature range is 200 ° C., and it can be used up to 220 ° C.
- the following operations and effects can be obtained by using two types of O-rings in combination depending on the usage environment of the tracked vehicle 20.
- the inner high temperature characteristics are excellent at high temperatures or large load loads.
- the ring acts as a seal ensuring heat resistance.
- an O-ring excellent in high temperature characteristics has a relatively high low temperature limit, but the O-ring on the shaft end side can act as a good seal up to a lower temperature. Thereby, it becomes possible to extend the replacement life of the rolling device of the tracked vehicle 20 significantly.
- the O-rings arranged in two rows act as described above, they are lubricating oil passages connecting the floating seal 28 and the roller support shaft 23 and formed as an axial gap between the collar 26 and the roller 25. It is desirable to provide the sealing means 40 in the range of the axial end side of the oil passage 29a and the axially inner position (distance a in FIG. 3) of the retaining pin 27.
- the roller device can be reliably moved from the periphery of the roller support shaft 23 at a position where the radial load on the roller support shaft 23 is expected to be maximized, that is, at a position where the gap between the roller support shaft 23 and the collar 26 becomes small. It is possible to prevent the lubricating oil from leaking out of 100.
- the roller support shaft 23 is provided on the shaft end side (range b in FIG. 3). Since the O-ring groove is formed in the roller support shaft 23, the mechanical strength tends to be low, but the range b is within the range of the side frame mounting surface, and the stress generated in the roller support shaft 23 is in other parts. Is relatively small compared to Therefore, it is desirable to provide the sealing means 40 in the range b.
- the O-rings are arranged in two rows, but the arrangement of the O-rings is not limited to two rows and may be three or more rows. However, since it is often difficult to secure three or more rows due to the limitation of the size of the rolling device, two rows are optimal.
- the case of nitrile rubber, low-temperature nitrile rubber, and fluorine rubber is shown as the O-ring, but the material of the O-ring is not limited to this, and various changes can be made according to the use environment and use conditions of the roller device. is there.
- the temperature characteristics of the O-ring arranged on the shaft end side from the inner side in the axial direction is the temperature characteristic of the O-ring arranged on the inner side.
- the temperature resistance environment resistance and the heat resistance load environment resistance of the sealing means provided in the roller device is improved.
- roller support shaft, 23a, 23b ... O-ring groove, 23c ... pin hole, 25 ... roller, 25a ... lubrication Oil passage, 26 ... collar, 27 ... retaining pin, 28a ... gap, 29 ... bushing, 29a ... lubricating oil passage (oil passage), 31 ... fixed side O-ring, 32 ... rotating side O-ring, 33 ... fixed Side seal Ring, 34 ... rotating sealing ring, 35 ... floating seal, 36 ... oil reservoir chamber, 37 ... Lubricating oil, 61 ... left side plate portion, 62 ... right side plate portion, 63 ... lower plate portion, 100 ... track roller device.
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Abstract
転輪装置のローラ支持軸に対する荷重の増大による熱負荷の増大や環境温度の変化による熱負荷の増大に対しても、カラーとローラ支持軸の隙間からの潤滑油の漏れを無くすまたは低減する。 装軌式車両の転輪装置は、ローラ支持軸と、このローラ支持軸の外周側に回転可能に設けられたローラと、ローラの軸方向両端部に設けられた一対のフローティングシールとを有する。ローラの軸方向ほぼ中央部の内周側にローラとローラ支持軸間を潤滑する潤滑油の油溜め室を形成する。ローラ支持軸の両端部にそれぞれＯリングから構成された第１、第２のシール手段を設ける。第１のシール手段は第２のシール手段よりも軸方向外側に位置する。第１のシール手段が第２のシール手段よりも低温特性に優れているかまたは第２のシール手段が第１のシール手段よりも高温特性に優れている。
Description
本発明は、油圧ショベル等の装軌式車両に用いる転輪装置に係り、特に走行用の履帯を案内するためにトラックフレームに回転可能に設けられた装軌式車両の転輪装置に関する。
油圧ショベルに用いる転輪装置の従来の例が、特許文献１に記載されている。この公報に記載の油圧ショベルでは、下部走行体を構成する転輪装置において、ローラ支持軸の外周側にすべり軸受として作用するブッシュを介してローラを、回転可能に設けている。ローラの軸方向両端部にはフローティングシール部材が配置されており、ブッシュとローラ軸間を潤滑する潤滑油が、この転輪装置から漏れるのを防止する。
ローラ支持軸の軸方向ほぼ中央部であってローラの内径側に、ブッシュ及びフローティングシール部材を潤滑する潤滑油が貯蔵される油溜め室を形成している。さらに、ローラ支持軸の軸端部であって、抜け止め用の止めピンが配置された位置よりも内側にＯリングが配置されており、ブッシュ面を潤滑した潤滑油が、ローラ支持軸の軸端部を支持するカラーとローラ支持軸の隙間から転輪装置の外に漏れるのを防止する。
転輪装置では、ローラ内径側に形成した油溜め室に保持される潤滑油が転輪装置の外部に漏れ出て所定量以下になると、ローラを円滑に回転させることができなくなる。そのため、所定量以下に油量が低下した場合には、転輪装置を分解して油溜め室に潤滑油を補充するが、１カ月以上も転輪装置を有する建設機械を稼働した後では、錆びつきなどでローラ部の分解等が不可能になり、転輪装置全体を交換しなければならないのが実状である。このことから、油溜め室に保持される油量で、実質的に転輪装置の交換寿命が決定されている。そこで転輪装置においては、従来から最も潤滑油が転輪装置外に漏れる可能性のある部分に、フローティングシールを配置して、潤滑油漏れを防止している。さらに、土砂等がフローティングシール部に混入する恐れがあり、土砂混入の対策も種々講じられている。
一方、ローラの内径側に固定保持されるローラ支持軸およびローラ間を潤滑した潤滑油が転輪装置の外部に漏れるのを防止するために、ローラ支持軸の軸端部であってローラ支持軸の軸端部を支持するカラーとローラ支持軸に設けられるローラの抜け止めピンよりも内部側かつローラ支持軸の軸端部を支持するカラーとローラ支持軸の間にＯリング溝を形成し、Ｏリングをこの溝に嵌合させている。
一般的な建設機械ではローラ支持軸からの潤滑油漏れは、上記Ｏリングのみで十分回避できている。しかしながら年々建設機械の作業環境の多様化により、例えば建設機械を－４０℃以下または５０℃以上の環境で使用することもあり、Ｏリングへの熱負荷が従来に比べ格段に増大している。また、ローラ支持軸における荷重方向負荷が、油溜め室の中心とローラ支持軸端部とで、その差が従来の数倍にも拡大している。
このような建設機械の使用状況の変化については、特許文献１に記載のものでは十分な対応が困難である。特に、従来の建設機械では標準的な温度特性のシールを組み込んでいるので、上記のような極端な条件での使用は、転輪装置の交換寿命を早めることになる。また、ローラ支持軸を単列のＯリングでしかシールしていないので、万一このＯリングが異物等で傷つくと、それだけでシール性能が低下し、転輪装置の交換という事態を引き起こす。
本発明は上記従来技術の不具合に鑑みなされたものであり、その目的は転輪装置のローラ支持軸に対する荷重の増大による熱負荷の増大や環境温度の変化による熱負荷の増大に対しても、カラーとローラ支持軸の隙間からの潤滑油の漏れを無くすまたは低減することにある。
上記目的を達成する本発明の特徴は、装軌式車両のサイドレームに接続されたローラ支持軸と、このローラ支持軸の外周側に回転可能に設けられ、走行用の履帯を周回方向に案内するローラと、このローラの軸方向両端部に設けられた一対のフローティングシールとを有する装軌式車両の転輪装置において、前記ローラの軸方向ほぼ中央部であって内周側に前記ローラと前記ローラ支持軸間を潤滑する潤滑油の油溜め室を、前記ローラと前記ローラ支持軸間に前記油溜め室から前記フローティングシールに潤滑油を導く潤滑油路を形成し、前記ローラ支持軸の両端部にそれぞれＯリングから構成された第１、第２のシール手段を設け、前記第１のシール手段は第２のシール手段よりも軸方向外側に位置し、前記第１のシール手段が前記第２のシール手段よりも低温特性に優れているかまたは前記第２のシール手段が前記第１のシール手段よりも高温特性に優れていることにある。
そしてこの特徴において、前記第１及び第２のシール手段は、前記油溜め室から前記フローティングシールに潤滑油を供給するため前記ローラの内周部であって半径方向に形成された油道よりも軸方向外側に配設されているのがよく、前記サイドフレームは、前記ローラ支持軸に接続し軸方向に延びるサイドフレーム下板部を有し、このサイドフレーム下板部が配設される軸方向位置内に前記第１及び第２のシール手段を配設するのがさらに好ましい。
なお本発明では、シール手段の「高温特性」を、シール手段であるＯリングに用いるゴムの弾性が、高温でどれほど劣化するかという意味で用いる。ＪＩＳ Ｋ６２５７－２０１０によれば、ゴムの時間経過による劣化は、温度が高いほど短時間で進行し、反応速度は、温度が１０℃上昇すると約２倍になることが経験則で知られている。そこで、「高温特性に優れた」とは、同じ高温でも劣化が遅く、ゴム弾性が失われる速度が遅いことを指す。
また、本発明におけるシール手段の「低温特性」とは、低温での硬さの増加がどれほどであるか、すなわち、ゴム弾性の失われる量がどれほどであるかを指す。シール手段を構成するゴムは、低温になると硬さが増え、ゴム弾性が失われるので、「低温特性が優れている」とは、低温になってもゴムの弾性の低下量が少ないものを指す。
本発明によれば、転輪装置のローラ支持軸に設けるシール手段を２列またはそれ以上のＯリングとし、軸端部側はより低温性能に優れたＯリングを配置し、内部側は軸端部に配置したＯリングよりも高温性能に優れたＯリング配置としたので、ローラ支持軸に対する荷重の増大による熱負荷の増大や環境温度の変化による熱負荷の増大に対しても、カラーとローラ支持軸の隙間からの潤滑油の漏れを無くすまたは低減できる。
以下、本発明に係る装軌式車両の一実施例を、図面を用いて説明する。図１は、装軌式車両の一例としてのクローラ式油圧ショベルの一実施例の側面図である。図２は、油圧ショベルが有する下部走行体を構成する転輪装置の縦断面図であり、図３は図２の要部拡大図である。
クローラ式油圧ショベル２０は、自走可能なクローラ式の下部走行体１と、この下部走行体１上に旋回可能に搭載された上部旋回体２と、上部旋回体２の前部側に俯仰動可能に設けられた作業装置であるフロント４とを有している。そして、フロント４を用いて掘削等の種々の作業を実行する。
下部走行体１はトラックフレームを有しており、トラックフレームは詳細を後述するサイドフレーム１３を有している。サイドフレーム１３は下部走行体１の履帯１０の内部に収められており、前後方向に延びている。サイドフレーム１３の一端側(後端側)には、履帯１０を周回方向に駆動する駆動輪１１が、サイドフレーム１３の他端側(前端側)には駆動輪１１とともに履帯１０を周回方向に回動させる従動輪１２が設けられている。
ここでサイドフレーム１３は、図２に示すように、左右の側板部６１、６２と、これら側板部６１、６２の上端側を連接する図示しない上板部と、左右の側板部６１、６２の下端部にそれぞれ設けられ、前後方向に延びる長尺の下板部６３とを有している。
履帯１０は、駆動輪１１及び従動輪１２との間に巻装されている。履帯１０は、駆動輪１１により駆動されることにより、サイドフレーム１３の上方に設けられ前後方向に間隔をおいて複数配置された上履帯案内ローラ１５及びサイドフレーム１３の下方に設けられ前後方向に間隔をおいて多数配置された下履帯案内ローラ１４に案内されつつ、駆動輪１１と従動輪１２の間を周回して、下部走行体１を走行させる。
上部旋回体２は、油圧ショベル２０の作業者が搭乗するキャブ３を前部に有し、上部旋回体２の右前方側に俯仰動可能に取り付けたフロント４と釣り合いを保つためのバランスウエイト８を後部に有している。
フロント４は、油圧ショベル２０が掘削等の作業を可能にするためのもので、上部旋回体２に一端側が取り付けられ俯仰動可能なブーム４ａと、ブーム４ａの他端側に一端側が取り付けられ俯仰動可能なアーム４ｂと、アーム４ｂの先端部に取り付けられたアタッチメントとしてのバケット４ｃとを備えている。ブーム４ａは、一端側が上部旋回体２に他端側がブーム４ａに取り付けられたブームシリンダ５ａにより駆動される。アーム４ｂは一端側がブーム４ａに他端側がアーム４ｂに取り付けられたアームシリンダ５ｂにより駆動される。バケット４ｃは一端側がアーム４ｂに他端側がバケット４ｃに取り付けられたバケットシリンダ５ｃにより駆動される。なお本実施例では、アタッチメントとしてバケットの例を示しているが、アタッチメントはバケットに限るものではなく、種々のものが使用可能である。
図２は、図１に示した油圧ショベル２０のサイドフレーム１３部の断面図であり、図１のＡ－Ａ線断面図である。上述したように、左右の各履体１０に設けられたサイドフレーム１３は、履体１０ごとに下部に一対の下板部６３を有している。そして一方の下板部６３は油圧ショベル２０の左右方向外側（図２では左側）に、他方の下板部６３は油圧ショベル２０の左右方向内側(図２では右側)に配設されている。
サイドフレーム１３の各下板部６３の下面にはカラー２６が固定されており、後述するローラ支持軸２３を支持している。ここで各カラー２６には、左右方向に延びる貫通孔が中央部に形成されており、この孔をローラ支持軸２３が貫通する。また、カラー２６の外周面であって上面には、サイドフレーム１３の下板部６３が当接できるように、円筒面の一部を水平に切り欠いた形状に形成されている。
カラー２６の反下板部６３側、すなわち、ローラ支持軸２３の軸方向内側（図２では左右方向の中央側）寄りの部分には、フローティングシール２８を収容するための収容部が形成されている。また、カラー２６の下板部６３側の端部近傍には、後述する抜け止めピン２７を貫挿可能とするためのピン孔２６ｃが形成されている。
履帯１０ごとに左右一対設けられた上述のカラー２６、２６間には、ローラ２５がローラ支持軸２３と同心でかつローラ支持軸２３の外周側に回動可能に配設されている。ローラ２５の最下面は、履帯１０を構成する凸状のトラックリンク１０ａに摺接している。また、ローラ２５の内周側であって左右両端部には、カラー２６とともにフローティングシール２８を保持する凹部が形成されている。
ローラ２５の内周面側中央部であってローラ支持軸２３との間には、円筒形のブッシュ２９が一対配置されている。ブッシュ２９は、すべり軸受として作用する。一対のブッシュ２９、２９間には、このブッシュ２９及びフローティングシール２８の双方に潤滑油を供給するために、油溜め室３６が形成されている。油溜め室３６は、ローラ２５の内周部であって中央部をくりぬくことにより形成されている。油溜め室３６には、図２に示すように潤滑油３７が、初期状態で例えば油溜め室３６の体積の７０～８０％程度、充填貯蔵されている。ローラ２５の油溜め室３６と左右のフローティングシール２８、２８間を横方向に貫通して、潤滑油流路２５ａが形成されている。潤滑油流路２５ａは、ローラ支持軸２３の周方向に少なくとも１つ設けられている。
図３に、図２に示したローラ２５の右端側の部分を拡大した要部拡大図を示す。ローラ２５の左側も対称な同一形状である。フローティングシール２８は、固定側シールリング３３と回転側シールリング３４とを有する。固定側シールリング３３には、固定側Ｏリング３１を保持する凹部が形成されており、ローラ支持軸２３に取り付けたカラー２６の凹部との間で固定側Ｏリング３１を保持する。回転側シールリング３４は、固定側シールリング３３とほぼ対称形に形成されており、固定側シールリング３３と並んで配置されている。回転側シールリング３３の外周側に形成される凹部と、ローラ２５の内周部であって軸端側との間に、回転側Ｏリング３２は保持される。
すなわち、回転側シールリング３４とローラ２５間に回転側Ｏリング３２は保持され、ローラ２５が回転したときに、転輪装置１００内部からこの転輪装置１００を潤滑する潤滑油が外部へ漏洩するのを防止する。それとともに、ローラ２５の軸端に形成される隙間２８ａから土砂等の異物が転輪装置１００の内部に入り込むのを防止する。また、固定側Ｏリング３１がカラー２６と固定側シールリング間３３に保持されることにより、転輪装置１００を潤滑する潤滑油が転輪装置１００の内部から機外へ漏洩するのを防止する。
ローラ支持軸２３の両軸端側には、ローラ支持軸２３の径方向を貫通してピン孔２３ｃが形成されている。カラー２６をローラ支持軸２３に取り付けた際にピン孔２３ｃに対応するカラー２６の位置に、半径方向に貫通して貫通孔２６ｃが形成されている。ピン孔２３及び貫通孔２６ｃに抜け止めピン２７を貫挿することにより、カラー２６がローラ支持軸２３から脱離するのが防止される。
ところで本発明の特徴として、ローラ支持軸２３の両端部であって抜け止めピン２７位置よりもローラ支持軸２３の軸方向内側(図３では左側)に、２列のＯリング２１、２２からなるシール手段４０を設けている。軸端側に位置するＯリング２１は、ローラ支持軸２３に形成したＯリング溝２３ｂに、内側に形成したＯリング２２は、ローラ支持軸２３に形成したＯリング溝２３ａにそれぞれ嵌合している。
ここで、装軌式車両２０が低温環境でも使用されるような場合には、ローラ支持軸２３の軸端側に配設したＯリング２１を低温特性に優れたＯリングとして低温用ニトリルゴム製のものを用い、内側に配設したＯリング２２には汎用ニトリルゴム製のＯリングを用いる。このような製品例としては、ＮＯＫ社製のニトリルゴム（ＮＢＲ）としてＡ３０５（汎用ニトリルゴム）とＡ９８０（低温用ニトリルゴム）がある。同社カタログによると、Ａ３０５はデュロメータＡの硬さが７０であり、Ａ９８０は同硬さが８０であり使用温度の推奨範囲の下限側は－４８℃である。
また、低温環境下でも使用する装軌式車両２０の場合には、低温時には軸端側に位置するＯリングが低温特性を確保したシールとして作用し、通常環境で使用する場合には内側のＯリングが外側のＯリングに比べてより高温においてシール性を維持するので、装軌式車両２０の転輪装置の交換寿命を大幅に延ばすことが可能になる。
さらに、装軌式車両２０が高温環境下で使用される場合は、長距離連続走行や転輪装置に対する大きな荷重負荷によりシール部が高温となる条件下で使用される場合には、２列に配設するＯリングのうちで内側に位置するＯリング２２に、高温特性に優れたＯリングを用い、軸端側に位置するＯリング２１に汎用のＯリングを用いる。例えば、内側に配設したＯリング２２としては、ＮＯＫ社のフッ素ゴム製のＯリング（Ｆ２０１）を使用可能である。一方、軸端側に配設するＯリング２１には、上記汎用ニトリルゴム製のＯリング（Ａ３０５）を使用できる。フッ素ゴム製のＯリングＦ２０１のデュロメータＡの硬さは７０であり、使用温度範囲の上限側は２００℃を推奨しており、最大２２０℃まで使用可能である。
このように、装軌式車両２０の使用環境に応じて、異なる種類の２種のＯリングを組み合わせて使用することにより、以下の作用及び効果が得られる。すなわち、高温環境や長距離連続走行、大きな荷重負荷によりシール部が高温となる条件下でも使用される装軌式車両の場合には、高温時または大きな荷重負荷時には内側の高温特性に優れたＯリングが耐熱負荷性を確保したシールとして作用する。一方、通常環境で使用する場合には高温特性に優れたＯリングが相対的に低温限界は高いものの、軸端側のＯリングがより低温まで良好なシールとして作用することが可能になる。これにより、装軌式車両２０の転輪装置の交換寿命を大幅に延ばすことが可能になる。
なお、２列に配置したＯリングは上記のように作用するので、フローティングシール２８とローラ支持軸２３部を結ぶ潤滑油流路であってカラー２６とローラ２５の間に軸方向隙間として形成される油道２９ａよりも軸端側であって抜け止めピン２７よりも軸方向内側位置(図３における距離ａ)の範囲に、シール手段４０を設けることが望ましい。
これにより、ローラ支持軸２３の半径方向負荷が最も大きくなることが予想される位置、すなわちローラ支持軸２３とカラー２６の隙間が小さくなる位置で、確実にローラ支持軸２３の周囲から転輪装置１００外へ潤滑油が漏えいするのを防止できる。さらに好ましくは、ローラ支持軸２３の軸端側（図３の範囲ｂ）に設ける。ローラ支持軸２３にはＯリング溝が形成されているため機械的強度が低くなりがちであるが、範囲ｂはサイドフレーム取付け面の範囲内であり、ローラ支持軸２３に生じる応力は他の部位に比べて相対的に小さい。よって、シール手段４０は範囲ｂに設けるのが望ましい。
上記実施例ではＯリングを２列に配列しているが、Ｏリングの配列は２列に限るものではなく、３列以上でもよい。ただし転輪装置の大きさの制限から、３列以上を確保することは困難な場合が多いので、２列が最適である。また、Ｏリングとしてニトリルゴムや低温ニトリルゴム、フッ素ゴムの場合を示しているが、Ｏリングの材質もこれに限るものではなく、転輪装置の使用環境および使用条件に応じて種々変更可能である。
ただし、いずれの場合においても、軸方向内側よりは軸端側に配置するＯリングの温度特性は、使用温度範囲における温度の低い方、逆にいえば内側に配置するＯリングの温度特性が使用温度範囲における温度の高い方で優れているものを使用する。走行時はブッシュ摺動面で発熱するので高温になる一方、軸端付近は外気により放熱されるため相対的に低温となり、温度勾配が生じるためである。これにより、転輪装置が備えるシール手段の耐温度環境性および耐熱負荷環境性が向上する。
１…下部走行体、２…上部旋回体、３…キャブ、４…フロント、４ａ…ブーム、４ｂ…アーム、４ｃ…アタッチメント(バケット)、５ａ…ブームシリンダ、５ｂ…アームシリンダ、５ｃ…バケットシリンダ、８…カウンタウエイト、１０…履帯、１０ａ…トラックリンク、１１…駆動輪、１２…従動輪、１３…トラックフレーム、１４…下(履帯案内)ローラ、１５…上ローラ、２０…装軌式車両(油圧ショベル)、２１…(高温用)Ｏリング、２２…(低温用)Ｏリング、２３…(ローラ支持)軸、２３ａ、２３ｂ…Ｏリング溝、２３ｃ…ピン孔、２５…ローラ、２５ａ…潤滑油流路、２６…カラー、２７…抜け止めピン、２８ａ…隙間、２９…ブッシュ、２９ａ…潤滑油流路(油道)、３１…固定側Ｏリング、３２…回転側Ｏリング、３３…固定側シールリング、３４…回転側シールリング、３５…フローティングシール、３６…油溜め室、３７…潤滑油、６１…左側板部、６２…右側板部、６３…下板部、１００…転輪装置。
Claims (4)
- 装軌式車両のサイドレームに接続されたローラ支持軸と、このローラ支持軸の外周側に回転可能に設けられ、走行用の履帯を周回方向に案内するローラと、このローラの軸方向両端部に設けられた一対のフローティングシールとを有する装軌式車両の転輪装置において、
前記ローラの軸方向ほぼ中央部であって内周側に前記ローラと前記ローラ支持軸間を潤滑する潤滑油の油溜め室を、前記ローラと前記ローラ支持軸間に前記油溜め室から前記フローティングシールに潤滑油を導く潤滑油路を形成し、前記ローラ支持軸の両端部にそれぞれＯリングから構成された第１、第２のシール手段を設け、前記第１のシール手段は第２のシール手段よりも軸方向外側に位置し、前記第１のシール手段が前記第２のシール手段よりも低温特性に優れているかまたは前記第２のシール手段が前記第１のシール手段よりも高温特性に優れていることを特徴とする装軌式車両の転輪装置。 - 前記第１及び第２のシール手段は、前記油溜め室から前記フローティングシールに潤滑油を供給するため前記ローラの内周部であって半径方向に形成された油道よりも軸方向外側に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の装軌式車両の転輪装置。
- 前記サイドフレームは、前記ローラ支持軸に接続し軸方向に延びるサイドフレーム下板部を有し、このサイドフレーム下板部が配設される軸方向位置内に前記第１及び第２のシール手段を配設したことを特徴とする請求項１に記載の装軌式車両の転輪装置。
- 前記サイドフレームは、前記ローラ支持軸に接続し軸方向に延びるサイドフレーム下板部を有し、このサイドフレーム下板部が配設される軸方向位置内に前記第１及び第２のシール手段を配設したことを特徴とする請求項２に記載の装軌式車両の転輪装置。
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