JP2005320984A - 土砂侵入防止装置及びこの土砂侵入防止装置を備えた減速装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 フローティングシールを備えた減速装置の長寿命化を図る。
【解決手段】 回転する一方のケーシング３と固定された他方のケーシング１との間の隙間から内部への土砂の浸入を抑えるフローティングシール２２を備えた土砂浸入防止装置において、前記一方のケーシング３と他方のケーシング１との対向部分に設けた第１のラビリンスシール２６と、前記第１のラビリンスシ−ル２６の外側における前記一方のケーシング３と他方のケーシング１との対向部に設けた土砂による防護壁生成用の空間３０とを備えた。
【選択図】 図２

Description

本発明は、例えば油圧ショベル、油圧クレーン等の建設機械に用いられる土砂侵入防止装置及びこの土砂侵入防止装置を備えた減速装置に関する。

一般に、油圧ショベル等の装軌式車両に装備される走行用の減速装置は、車両のフレームに固定され内周側に回転源となる走行用モータが設けられる固定側のケーシングと、この固定側のケーシングの外周側に回転可能に設けられ走行用モータにより駆動される回転側のケーシングと、この回転側のケーシング内に設けられ走行用モータの回転を減速する減速歯車機構とによって大略構成されている。

この種の減速装置は、ケーシング内の潤滑油が外部に漏洩することを防止するために、前述した固定側のケーシングと回転側のケーシングとの対向部近傍の内側に、固定側，回転側のケーシングの内周側に軸方向で対向して配置された一対のシールリングと、これら各ケーシングの内周面と各シールリングの外周面との間にそれぞれ挟持された一対のＯリングとからなるフローティングシールを設けているが、この種の減速装置を備えた走行装置が、土砂の附着し易い環境で使用されると、土砂が前述した固定側のケーシングと回転側のケーシングとの対向部に形成された隙間またはラビリンスシールを通して、ケーシング内に侵入し、更にはフローティングシールの部分に至り、そのシール部を損傷させ、油漏れを起こすことがある。

上述したフローティングシールの損傷を防止するために、固定側のケーシングと回転側のケーシングとの対向部における外周に、侵入する土砂を堆積する空間を画成するための別部材を着脱可能に設け、定期的に前記別部材を外して、前記空間内に堆積した土砂を排出する方策が提案されている（特許文献１参照）。

実開昭６０−４３７７２号公報

前述した従来技術においては、別部材を用意しなければならないので、部品点数、組立工数が増加すると共に、定期的に別部材を減速装置から外して、土砂堆積用の空間内に堆積した土砂を排出するという作業が必要となり、その結果、その間、走行装置を使用することができなくなるという憾みも生じる。

また、従来技術においては、上述した不具合を有するが、基本的には固定側のケーシングと回転側のケーシングとの対向部に形成された隙間及びラビリンスシールを通して、ケーシング内に土砂等の異物が侵入することは、その構成上、避けられないとの観点に基いて、侵入した異物を適宜外部に排出することを意図している。

本発明は、侵入した土砂を、その後侵入する土砂に対する防護壁機能を発揮させるという観点に基いてなされたもので、これにより、フローティングシールの長寿命化を図ることができる土砂浸入防止装置及びこの土砂侵入防止装置を備えた減速装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記の目的を達成するために、第１の発明は、回転する一方のケーシングと固定された他方のケーシングとの間の隙間から内部への土砂の浸入を抑えるフローティングシールを備えた土砂浸入防止装置において、前記一方のケーシングと他方のケーシングとの対向部分に設けた第１のラビリンスシールと、前記第１のラビリンスシ−ルの外側における前記一方のケーシングと他方のケーシングとの対向部に設けた土砂による防護壁生成用の空間とを備えたことを特徴とする土砂浸入防止装置にある。

また、第２の発明は、回転する一方のケーシングと固定された他方のケーシングとの内周側にそれぞれ対向して配置され、軸方向の対向面が互いに摺接する一対のシールリングと、この各シールリングの外周面と前記各ケーシングの内周面との間にそれぞれ設けたＯリングとからなるフローティングシールを備えた土砂浸入防止装置において、前記一方のケーシングと他方のケーシングとの対向部に設けた第１のラビリンスシールと第２のラビリンスシールと、前記対向部における前記第１のラビリンスシールと第２のラビリンスシールとの間に設けた土砂による防護壁生成用の空間とを備えたことを特徴とする土砂浸入防止装置にある。

更に、第３の発明は、回転する一方のケーシングと固定された他方のケーシングとの内周側にそれぞれ対向して配置され、軸方向の対向面が互いに摺接する一対のシールリングと、この各シールリングの外周面と前記各ケーシングの内周面との間にそれぞれ設けたＯリングとからなるフローティングシールを備えた土砂浸入防止装置において、前記一方のケーシングと他方のケーシングとの対向部に設けた第１のラビリンスシールと第２のラビリンスシールと、前記第１のラビリンスシールと第２のラビリンスシールとの間における前記対向部に、土砂による防護壁生成用の空間を形成するように設けた凹み部とを備えたことを特徴とする土砂浸入防止装置にある。

また、第４の発明は、回転源を設けた固定側のケーシングと、前記固定側のケーシングに対して相対回転可能に設けられ前記回転源により駆動される回転側のケーシングと、前記回転側のケーシング内に設けた減速歯車機構と、前記固定側のケーシングと回転側のケーシングとの間に設けたフローティングシールとを備えた減速装置において、前記第１乃至第３の発明のいずれかの土砂浸入防止装置を備えたことを特徴とする減速装置にある。

本発明の土砂侵入防止装置によれば、侵入した土砂を、その後侵入する土砂に対する防護壁機能として発揮させることができるので、土砂によるフローティングシールの損傷を抑えることができる。その結果、フローティングシールの長寿命化を図ることができる。

本発明の土砂侵入防止装置を備えた減速装置によれば、侵入した土砂を、その後侵入する土砂に対する防護壁機能を発揮させることができるので、土砂によるフローティングシールの損傷を抑えることができる。その結果、減速装置の長寿命化を図ることができる。

以下、本発明の土砂侵入防止装置及びこれを備えた減速装置の実施の形態を油圧ショベルの走行用の減速装置に適用した場合を図面を用いて説明する。
図１は本発明の土砂侵入防止装置を備えた減速装置の一実施の形態を示すもので、この図１において、１は油圧ショベルのサイドフレーム（図示せず）に固定して設けた固定側のケーシングで、この固定側のケーシング１は、基端側がフランジ部１Ａとなって前記サイドフレームに固定され、先端側には後述の回転側のケーシング３が設けられている。

また、この固定側のケーシング１の基端側には、回転側のケーシング３に向けて軸方向に突出する環状の突出部１Ｂが設けられている。この環状の突出部１Ｂの内周面１Ｃには後述のフローティングシール２２が装着されている。そして、ケーシング１の内周側には走行用の油圧モータ２が一体に設けられている。この油圧モータ２の出力軸２Ａ先端側には後述の太陽歯車１１が設けられている。

３はケーシング１の外周側に回転可能に設けた回転側のケーシングで、この回転側のケーシング３内には、後述の減速歯車機構１０，１４，１８等を潤滑するための潤滑油が封入されている。

また、回転側のケーシング３は、その基端側にフランジ部４Ａを設けた円筒状のドラム４と、このドラム４の先端側に設けられ内周側が内歯５Ａとなったリングギア５と、このリングギア５の端部に設けられ内周側が内歯６Ａとなった他のリングギア６と、このリングギア６の端部を施蓋する蓋体７とによって大略構成されている。そして、このケーシング３は、ドラム４とケーシング１との間に設けた軸受８，８によってケーシング１に回転可能に支持されている。

９はドラム４のフランジ部４Ａに設けた駆動輪９で、この駆動輪９には油圧ショベルの履帯（図示せず）が巻回される。さらに、ドラム４の基端側には、ケーシング１の環状の突出部１Ｂと軸方向で対向して環状の突出部４Ｂが突設されている。この環状の突出部４Ｂの内周面４Ｃには後述のフローティングシール２２が装着されている

１０はケーシング３のリングギア６内に設けられた１段目の減速歯車機構で、この減速歯車機構１０は、油圧モータ２の出力軸２Ａ先端側に一体形成された太陽歯車１１と、この太陽歯車１１とリングギア６の内歯６Ａとに噛合し、太陽歯車１１の周囲を自転しつつ公転する例えば３個の遊星歯車１２（１個のみ図示）と、内周側が後述の太陽歯車１５に噛合した状態で遊星歯車１２をピン１３Ａを介して回転可能に支持するキャリア１３とによって構成されている。

１４は減速歯車機構１０と一緒にリングギア６内に設けられた２段目の減速歯車機構で、この減速歯車機構１４は、キャリア１３に歯合する太陽歯車１５と、この太陽歯車１５とリングギア６の内歯６Ａとに噛合する例えば３個の遊星歯車１６（１個のみ図示）と、内周側が後述の太陽歯車１９に噛合した状態で遊星歯車１６をピン１７Ａを介して回転可能に支持するキャリア１７とによって構成されている。

１８はケーシング３のリングギア５内に設けられた３段目の減速歯車機構で、この減速歯車機構１８は、キャリア１７に歯合する太陽歯車１９と、この太陽歯車１９とリングギア５の内歯５Ａとに噛合する例えば３個の遊星歯車２０（１個のみ図示）と、ケーシング１の内周側に固定され遊星歯車２０をピン２１Ａを介して回転可能に支持するキャリア２１とによって構成されている。

２２は固定側のケーシング１と回転側のケーシング３との対向部における内側に設けたフローティングシールで、このフローティングシール２２は ケーシング１，３の内部に収容した潤滑油が外部に漏洩するのを防止すると共に、土砂、雨水等がケーシング１，３内に侵入するのを防止するものである。

また、フローティングシール２２は、ケーシング１，３の環状の突出部１Ｂ，４Ｂの内周側にそれぞれ軸方向で対向して配置された一対のシールリング２３，２３と、この各シールリング２３の外周面２３Ａとケーシング１，３の内周面１Ｃ，４Ｃとの間にそれぞれ挟持された一対のＯリング２４，２４とによって構成されている。

ここで、各シールリング２３は、軸方向で対向した互いの対向面のうち、径方向の外側部位が摺接面２３Ｂ，２３Ｂを構成している。

そして、フローティングシール２２は、Ｏリング２４の弾性力によりシールリング２３に対して軸方向の押圧力を付与し、これにより各シールリング２３の摺接面２３Ｂを互いに摺接させ、両者の間を液密にシールする構成となっている。

２５は固定側のケーシング１と回転側のケーシング３との対向部に設けた土砂浸入防止装置で、その詳細を図２を用いて説明する。この図２において、図１と同符号のものは同一部分である。２６は固定側のケーシング１と回転側のケーシング３との対向部における内側部分に設けた第１のラビリンスシールで、この第１のラビリンスシール２６は、固定側のケーシング１における突出部１Ｂに設けた環状の突起部１Ｄの外周面と、回転側のケーシング３における突出部４Ｂに設けた環状の突起部４Ｄの内周面とを隙間をもって対向させることによって形成されている。

２７は固定側のケーシング１と回転側のケーシング３との対向部における外側部分に設けた第２のラビリンスシールで、この第２のラビリンスシール２７は、固定側のケーシング１における突出部１Ｂに設けた環状の突起部１Ｅの内周面と、回転側のケーシング３における突出部４Ｂに設けた環状の突起部４Ｅの外周面とを隙間をもって対向させることによって形成されている。

２８は第１のラビリンスシール２６と第２のラビリンスシール２７との間における固定側のケーシング１の端面に形成した環状の凹み部、２９は第１のラビリンスシール２６と第２のラビリンスシール２７との間における回転側のケーシング３の端面に形成した環状の凹み部である。これらの凹み部２８，２９は侵入した土砂を溜め込んで土砂による防護壁生成用の空間３０を形成する。この空間３０は、第２のラビリンスシール２７を通過した土砂を、積極的に溜め込む機能を有している。これにより、土砂溜め用の空間３０内に溜め込まれた土砂は、この空間３０内で乾燥されて固化し、その後、侵入する土砂がさらに内側に侵入することを抑える遮断部材として機能する。
前述した凹み部２８，２９は土砂溜め用の空間３０の形成のために、極力対向して配置することが望ましい。

次に、上述した本発明の土砂浸入防止装置及びこれを備えた油圧ショベルの走行用の減速装置の一実施の形態の動作を図１及び図２を用いて説明する。
油圧モータ２に外部から圧油を給排して出力軸２Ａを回転駆動すると、この回転はケーシング３内で減速歯車機構１０，１４，１８により３段階に減速され、ケーシング３に高いトルクの回転力が伝達される。そして、ケーシング３に伝達された回転出力により履帯を駆動する。これにより、油圧ショベルを走行させることができる。

そして、このときに、フローティングシール２２は、回転側のケーシング３に設けたシールリング２３の摺接面２３Ｂが、相手方となる固定側のケーシング１に設けたシールリング２３の摺接面２３Ｂに対して摺動することにより、固定側のケーシング１と回転側のケーシング３との間をシールする。これにより、ケーシング１，３内の潤滑油が外部に漏洩することを防止することできると共に、土砂等が両者の間に侵入することを防止することできる。

ところで、前述した減速装置が油圧ショベル等の建設機械の走行装置に設置された場合、建設機械の稼動現場の状況により、土砂、特に粘土質の土砂が、第２のラビリンスシール２７の隙間から内部に侵入する。この土砂は土砂溜め用の空間３０内に補足されて、堆積する。

前述した土砂溜め用の空間３０内に堆積されて充満した土砂は、時間経過に伴って乾燥して、固化し、前記空間３０内で環状の遮蔽部材としての機能を発揮するように変質する。この空間３０内での環状の遮蔽部材は、その後、第２のラビリンスシール２７の隙間を通して侵入してくる土砂の更にその内部への侵入を抑える。これにより、土砂によるフローティングシール２２の損傷が極力抑えられる。

その結果、減速装置の長寿命化が可能となり、また、減速装置の保守時間が低減するので、この減速装置を備えた建設機械の休止時間も低減し、建設機械の稼動時間の向上を図ることができる。

また、本発明の実施の形態によれば、余計に部品や工数を増やす必要がないので、安価である。
なお、上述した本発明の土砂浸入防止装置における土砂溜め用の空間３０を、断面半円状の凹み部２８，２９によって形成したが、例えば三角形等の他の形状に形成することも可能である。
また、上述した本発明の実施の形態では、油圧ショベルの走行用の減速装置に用いられるフローティングシールを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば油圧ショベルの上部旋回体を下部走行体上で旋回させるための旋回用の減速装置に適用してもよい。また、油圧ショベルの履帯を案内する上，下の案内ローラ、遊動輪等に適用してもよいし、さらに各種の産業機械の軸受装置にも広く適用できるものである。

本発明の土砂侵入防止装置の一実施の形態を備えた走行用の減速装置を示す縦断面図である。 図１に示す本発明の土砂侵入防止装置の一実施の形態を拡大して示す断面図である。

符号の説明

１，３ ケーシング
１Ｂ，４Ｂ 突出部
２ 油圧モータ（回転源）
２２ フローティングシール
２５ 土砂侵入防止装置
２６ 第１のラビリンス
２７ 第２のラビリンス
２８ 環状の凹み部
２９ 環状の凹み部
３０ 土砂による防護壁生成用の空間

Claims (4)

1. 回転する一方のケーシングと固定された他方のケーシングとの間の隙間から内部への土砂の浸入を抑えるフローティングシールを備えた土砂浸入防止装置において、前記一方のケーシングと他方のケーシングとの対向部分に設けた第１のラビリンスシールと、前記第１のラビリンスシ−ルの外側における前記一方のケーシングと他方のケーシングとの対向部に設けた土砂による防護壁生成用の空間とを備えたことを特徴とする土砂浸入防止装置。
2. 回転する一方のケーシングと固定された他方のケーシングとの内周側にそれぞれ対向して配置され、軸方向の対向面が互いに摺接する一対のシールリングと、この各シールリングの外周面と前記各ケーシングの内周面との間にそれぞれ設けたＯリングとからなるフローティングシールを備えた土砂浸入防止装置において、前記一方のケーシングと他方のケーシングとの対向部に設けた第１のラビリンスシールと第２のラビリンスシールと、前記対向部における前記第１のラビリンスシールと第２のラビリンスシールとの間に設けた土砂による防護壁生成用の空間とを備えたことを特徴とする土砂浸入防止装置。
3. 回転する一方のケーシングと固定された他方のケーシングとの内周側にそれぞれ対向して配置され、軸方向の対向面が互いに摺接する一対のシールリングと、この各シールリングの外周面と前記各ケーシングの内周面との間にそれぞれ設けたＯリングとからなるフローティングシールを備えた土砂浸入防止装置において、前記一方のケーシングと他方のケーシングとの対向部に設けた第１のラビリンスシールと第２のラビリンスシールと、前記第１のラビリンスシールと第２のラビリンスシールとの間における前記対向部に、土砂による防護壁生成用の空間を形成するように設けた凹み部とを備えたことを特徴とする土砂浸入防止装置。
4. 回転源を設けた固定側のケーシングと、前記固定側のケーシングに対して相対回転可能に設けられ前記回転源により駆動される回転側のケーシングと、前記回転側のケーシング内に設けた減速歯車機構と、前記固定側のケーシングと回転側のケーシングとの間に設けたフローティングシールとを備えた減速装置において、請求項１乃至３のいずれかに記載の土砂浸入防止装置を備えたことを特徴とする減速装置。

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