JP2012207489A

JP2012207489A - 建設機械の回転装置

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Publication number: JP2012207489A
Application number: JP2011075337A
Authority: JP
Inventors: Hideki Akita; 秀樹秋田; Yuji Igawa; 裕二井川
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2011-03-30
Filing date: 2011-03-30
Publication date: 2012-10-25

Abstract

【課題】フローティングシールのシール性を長期に亘って確保する。
【解決手段】凸形外周面２４Ａと凹形内周面２４Ｂとを有する断面Ｃ字形の固定側Ｃ形リング２４と、凸形外周面２７Ａと凹形内周面２７Ｂとを有する断面Ｃ字形の回転側Ｃ形リング２７とを用いることにより、固定側Ｃ形リング２４と固定側シールリング２２の外周面２２Ｃとの間に環状な空間２５を形成すると共に、回転側Ｃ形リング２７と回転側シールリング２３の外周面２３Ｃとの間に環状な空間２８を形成する。これにより、固定側Ｃ形リング２４、回転側Ｃ形リング２７は、空間２５，２８の変形に伴って柔軟に変形することができ、固定側シールリング２２のシール面２２Ｂと回転側シールリング２３のシール面２３Ｂとに対し、適度な押圧力を付与するので、フローティングシール２１のシール性を長期に亘って確保することができる。
【選択図】図３

Description

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。そして、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外部に開口する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、軸支持部材に軸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し外部に開口する有底状のシール収容部が形成されたローラ（回転体）と、これら軸支持部材とローラのシール収容部内に配置され両者間の隙間をシールするフローティングシールとにより構成されている。

この場合、フローティングシールは、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それぞれ配置され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の外周面と軸支持部材の内周面との間、および他方のシールリングの外周面とローラのシール収容部の内周面との間にそれぞれ挟持された一対の弾性リングとにより構成されている。そして、回転体の軸中心線が傾いたときには、弾性体からなる各弾性リングが軸中心線の傾きに追従して適度に変形することにより、各シールリングのシール面に常時適度な押圧力が作用する。これにより、フローティングシールは、軸支持部材に対してローラが回転するときに両者間の隙間を液密にシールし、ローラを支持する軸受等に供給される潤滑油を保持すると共に、ローラ内にダストが侵入するのを阻止するものである。

一方、装軌式車両は不整地や泥濘地等を走行するため、装軌式車両に設けられる履帯案内ローラは土砂、泥水等に晒されることが多い。このため、履帯案内ローラの軸支持部材とローラとの間をシールするフローティングシールは、軸支持部材によって支持された軸とローラとの間に充填された潤滑油を封止すると共に、ローラ内に外部から土砂等のダストが侵入するのを防止し、履帯案内ローラの円滑な回転を確保している。

ここで、従来技術として、固定体と回転体との間の隙間に屈曲路を設けると共に、この屈曲路に潤滑油等の充填剤を充填することにより、固定体と回転体との間の隙間内にダストが侵入するのを防止する構成となったシール構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、他の従来技術として、固定体と回転体との間の隙間の途中に、フローティングシールを外周側から覆うようにＯリングを設け、このＯリングとフローティングシールとの間に形成した密閉空間にグリース等の潤滑材を充填し、この潤滑材によってダスト等の侵入を防止する構成となったシール構造が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

実開平６−５１０８２号公報特開平８−７４２８９号公報

しかし、特許文献１によるシール構造では、固定体と回転体との隙間に形成された屈曲路に充填剤が留まっている間は、ダスト等の侵入を防止することができるものの、固定体と回転体との隙間は泥水等に頻繁に晒されるため、屈曲路に充填剤された充填剤は、泥水等によって早期に屈曲路から排出されてしまう。そして、屈曲路に侵入した泥水等が、例えばフローティングシールの弾性リングに付着して固化することにより、この弾性リングの柔軟性が損なわれてしまう。

一方、特許文献２によるシール構造では、固定体と回転体との隙間の途中に設けたＯリングは、回転体が常時摺接することにより早期に摩耗するため、Ｏリングとフローティングシールとの間の密閉空間内に泥水等が侵入し、この密閉空間に充填された潤滑材が排出されてしまう。この結果、密閉空間内に侵入した泥水等が、例えばフローティングシールの弾性リングに付着して固化することにより、この弾性リングの柔軟性が損なわれてしまう。

このように、固定体と回転体との間の隙間内に充填剤等を充填し、この充填剤によって固定体と回転体との間の隙間を封止したとしても、この充填剤は泥水等によって比較的早期に排出されてしまう。これにより、固定体と回転体との間の隙間に侵入した泥水等が、フローティングシールの弾性リングに付着して固化し、この弾性リングの柔軟性が損なわれることにより、回転体の軸中心線の傾きに追従して弾性リングが変形しにくくなってしまう。この結果、弾性リングからシールリングのシール面に作用する押圧力が低下し、フローティングシールのシール性が低下してしまうという問題がある。

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、フローティングシールを構成する弾性リングの柔軟性を高めることができ、フローティングシールのシール性を長期に亘って確保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。

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その端面に開口した有底状のシール収容部が形成された固定体と、該固定体に対して回転可能に設けられ該固定体のシール収容部と隙間をもって対向しその端面に開口した有底状のシール収容部が形成された回転体と、前記固定体のシール収容部と前記回転体のシール収容部とに亘って配置され前記固定体と回転体との間の隙間をシールするフローティングシールとを備え、前記フローティングシールは、前記固定体のシール収容部と前記回転体のシール収容部とにそれぞれ配置され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の外周面と前記固定体のシール収容部の内周面との間および他方のシールリングの外周面と前記回転体のシール収容部の内周面との間にそれぞれ設けられた一対の弾性リングとにより構成してなる建設機械の回転装置に適用される。

そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記一対の弾性リングは、凸円弧状の断面形状を有する凸形外周面と凹円弧状に窪んだ凹形内周面とからなるＣ形リングにより構成し、一方のＣ形リングは、前記凸形外周面を前記固定体のシール収容部の内周面に当接させると共に前記凹形内周面を前記一方のシールリングの外周面に当接させて配置し、他方のＣ形リングは、前記凸形外周面を前記回転体のシール収容部の内周面に当接させると共に前記凹形内周面を前記他方のシールリングの外周面に当接させて配置したことにある。

請求項２の発明は、前記一方のＣ形リングには、前記凹形内周面と前記一方のシールリングの外周面との間に形成される空間を前記固定体のシール収容部に連通させる連通路を設け、前記他方のＣ形リングには、前記凹形内周面と前記他方のシールリングの外周面との間に形成される空間を前記回転体のシール収容部に連通させる連通路を設ける構成としたことにある。

請求項１の発明によれば、一方のＣ形リングの凹形内周面とシールリングの外周面との間に環状の空間を形成することができ、この空間は、固定体のシール収容部の内周面から一方のＣ形リングに対して力が作用したときに、当該一方のＣ形リングの変形代として機能する。また、他方のＣ形リングの凹形内周面とシールリングの外周面との間に環状の空間を形成することができ、この空間は、回転体のシール収容部の内周面から他方のＣ形リングに対して力が作用したときに、当該他方のＣ形リングの変形代として機能する。このように、一対のＣ形リングの凹形内周面と一対のシールリングの外周面との間に、変形代として機能する環状の空間を形成することにより、各Ｃ形リングの柔軟性を確保することができる。従って、固定体と回転体との間の隙間に泥水等のダストが侵入し、このダストが各Ｃ形リングに付着して固化したとしても、各Ｃ形リングは、凹形内周面とシールリングの外周面との間に形成された空間の変形に伴って柔軟に変形することができる。

この結果、回転体の軸中心線が傾きを生じた場合でも、固定体のシール収容部の内周面と一方のシールリングの外周面との間に設けられたＣ形リングと、回転体のシール収容部の内周面と他方のシールリングの外周面との間に設けられたＣ形リングとは、回転体の軸中心線の傾きに追従して適正に変形しつつ、各シールリングのシール面に対して軸方向の押圧力を付与することができる。従って、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を確実に摺接させておくことができ、固定体と回転体との間に充填された潤滑油等を長期に亘って確実に封止すると共に、回転体内にダスト等が侵入するのを確実に抑えることができるので、回転体を長期に亘って円滑に回転させることができる。

請求項２の発明によれば、一方のシールリングの外周面とＣ形リングの凹形内周面との間に形成される環状の空間が密閉されることなく、この環状の空間を連通路を介して固定体のシール収容部に連通させることができ、環状の空間内の圧力と固定体のシール収容部の圧力とを均等化することができる。また、他方のシールリングの外周面とＣ形リングの凹形内周面との間に形成される環状の空間が密閉されることなく、この環状の空間を連通路を介して回転体のシール収容部に連通させることができ、環状の空間内の圧力と回転体のシール収容部内の圧力とを均等化することができる。この結果、各Ｃ形リングを、回転体の軸中心線の傾きに追従して的確に変形させることができ、各シールリングのシール面を適度な押圧力をもって確実に摺接させることができる。

本発明に係る回転装置としての下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。油圧ショベルのサイドフレーム、下履帯案内ローラの軸支持部材、ローラ、フローティングシール等を図１中の矢示II−II方向からみた断面図である。図２中の軸支持部材、ローラ、フローティングシール等を拡大して示す拡大断面図である。フローティングシールのシールリングとＣ形リングとを示す一部破断の分解斜視図である。固定側シールリングの外周面に嵌着した固定側Ｃ形リングを軸支持部材のシール収容部内に挿入する状態を示す断面図である。固定側Ｃ形リングを嵌着した固定側シールリングを、軸支持部材のシール収容部内に挿入する状態を示す断面図である。固定側シールリングの外周面と軸支持部材のシール収容部の内周面との間に固定側Ｃ形リングを配置した状態を示す断面図である。回転側シールリングの外周面に嵌着した回転側Ｃ形リングをローラのシール収容部内に挿入する状態を示す断面図である。回転側Ｃ形リングを嵌着した回転側シールリングを、ローラのシール収容部内に挿入する状態を示す断面図である。回転側シールリングの外周面とローラのシール収容部の内周面との間に回転側Ｃ形リングを配置した状態を示す断面図である。連通路の変形例を示す図３と同様位置の拡大断面図である。

以下、本発明に係る建設機械の回転装置の実施の形態を、油圧ショベルの履帯案内ローラ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。そして、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。

ここで、サイドフレーム６は、図２に示すように、下端側が開口し前，後方向に延びた中空な枠体として形成されている。そして、サイドフレーム６の下端部には、前，後方向に延びる厚肉な左，右の下板６Ａ，６Ａが設けられ、該各下板６Ａ間には後述の各下履帯案内ローラ１１が設けられる構成となっている。

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、後述する各上履帯案内ローラ１０、各下履帯案内ローラ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に回転可能に設けられた２個の上履帯案内ローラで、該各上履帯案内ローラ１０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。

次に、１１は本実施の形態による回転装置としての複数の下履帯案内ローラを示している。この下履帯案内ローラ１１は、サイドフレーム６の下端部に設けられ、履帯９を駆動輪７Ａ、遊動輪８に向けて案内するものである。そして、各下履帯案内ローラ１１は、図２および図３に示すように、後述の各軸支持部材１２、ローラ１５、フローティングシール２１等によって構成されている。

１２はサイドフレーム６の左，右の下板６Ａに固定して設けられた固定体としての左，右の軸支持部材を示している。これら左，右の軸支持部材１２は、例えばカラー等と呼ばれ、後述のローラ支持軸１３を左，右方向に水平に延ばした状態で支持するものである。ここで、各軸支持部材１２は、左，右方向に貫通する軸挿嵌孔１２Ａを有する段付き円筒状に形成され、サイドフレーム６の下板６Ａにボルト等を用いて固定されている。

１２Ｂは軸支持部材１２の外周側に一体に設けられたシール収容部を示し、該シール収容部１２Ｂは、後述のローラ１５と軸方向で対向する内側の端面１２Ｃが開口部１２Ｄとなり、外側の端面が閉塞端となった断面Ｌ字状をなす有底な円筒状に形成されている。また、シール収容部１２Ｂの内周面１２Ｅは、開口部１２Ｄに向けて徐々に拡径するテーパ面となり、この内周面１２Ｅには、後述の固定側Ｃ形リング２４が装着される構成となっている。

さらに、シール収容部１２Ｂの開口部１２Ｄ側の端面１２Ｃと内周面１２Ｅとが交わる角隅部には、シール収容部１２Ｂの全周に亘って内周面１２Ｅから径方向内側に突出する環状突起部１２Ｆが設けられ、該環状突起部１２Ｆによって、内周面１２Ｅに装着された固定側Ｃ形リング２４を軸方向に抜止めする構成となっている。

１３は左，右の軸支持部材１２に支持されたローラ支持軸で、該ローラ支持軸１３は後述のローラ１５を回転可能に支持するものである。ここで、ローラ支持軸１３の軸方向（左，右方向）の両端部は、各軸支持部材１２の軸挿嵌孔１２Ａ内に挿嵌され、抜止めピン１４によって軸方向に抜止めされると共に、軸支持部材１２に対して廻止めされている。

１５はローラ支持軸１３により左，右の軸支持部材１２に対して回転可能に設けられた回転体としてのローラを示している。ここで、ローラ１５は、中心部に軸挿通孔１５Ａが形成された段付き円筒体からなり、軸方向の両端側には大径なフランジ部１５Ｂが一体形成されている。

１５Ｃはローラ１５の左，右両端側に設けられたシール収容部で、該シール収容部１５Ｃは、軸支持部材１２と軸方向で対向する外側の端面１５Ｄが開口部１５Ｅとなり、内側の端面が閉塞端となった有底穴として形成され、軸挿通孔１５Ａと同心状に配置されている。また、ローラ１５の左，右両端部には、シール収容部１５Ｃよりも大きな内径寸法を有し、軸支持部材１２のシール収容部１２Ｂを外周側から覆う大径穴１５Ｆが、軸挿通孔１５Ａと同心状に形成されている。

この場合、シール収容部１５Ｃの開口部１５Ｅは、軸支持部材１２の開口部１２Ｄと軸方向で対向している。また、シール収容部１５Ｃの内周面１５Ｇは、開口部１５Ｅに向けて徐々に拡径するテーパ面となり、この内周面１５Ｇには、後述の回転側Ｃ形リング２７が装着される構成となっている。

また、ローラ１５のシール収容部１５Ｃの端面１５Ｄと内周面１５Ｇとが交わる角隅部には、シール収容部１５Ｃの全周に亘って内周面１５Ｇから径方向内側に突出する環状突起部１５Ｈが設けられ、該環状突起部１５Ｈによって、内周面１５Ｇに装着された回転側Ｃ形リング２７を軸方向に抜止めする構成となっている。さらに、図２に示すように、軸挿通孔１５Ａの軸方向の中央部には油溜め室１５Ｊが形成され、該油溜め室１５Ｊには、後述のフローティングシール２１によって封止される液体としての潤滑油Ｌが貯留されている。

そして、ローラ１５の軸挿通孔１５Ａには、軸方向の両端側から円筒状のすべり軸受１６が挿嵌され、ローラ１５は、各すべり軸受１６を介してローラ支持軸１３に回転可能に支持されている。これにより、ローラ１５は、左，右のフランジ部１５Ｂによって履帯９が左，右方向に位置ずれするのを規制しつつ、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。このとき、ローラ支持軸１３とすべり軸受１６との摺動面は、ローラ１５の油溜め室１５Ｊから供給される潤滑油Ｌによって常時潤滑され、この潤滑油Ｌは、後述のフローティングシール２１によってローラ１５内に封止される構成となっている。

１７は相対回転する軸支持部材１２とローラ１５との間に外部に開口した状態で形成された左，右の隙間で、該各隙間１７は、図２、図３に示すように、軸支持部材１２のシール収容部１２Ｂとローラ１５の大径穴１５Ｆとの間に全周に亘って環状に形成され、ローラ１５の外部に開口している。このように、軸支持部材１２とローラ１５とは、両者間に一定の隙間１７を形成した状態で相対回転する固定体と回転体とを構成している。

次に、本実施の形態に用いられるフローティングシール２１について説明する。

即ち、２１は左，右の軸支持部材１２のシール収容部１２Ｂとローラ１５のシール収容部１５Ｃとに亘って配置された左，右の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２１は、回転するローラ１５と軸支持部材１２との間に形成された隙間１７をシールし、油溜め室１５Ｊに貯留した潤滑油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２１は、図３に示すように、後述の固定側シールリング２２、回転側シールリング２３、固定側Ｃ形リング２４、回転側Ｃ形リング２７等により構成されている。

２２は軸支持部材１２のシール収容部１２Ｂに配置された固定側シールリングで、該固定側シールリング２２は、後述の回転側シールリング２３と対をなし、該回転側シールリング２３と対向した状態で、軸支持部材１２に設けられたシール収容部１２Ｂの内周側に配置されている。ここで、固定側シールリング２２は、例えば耐摩耗性、耐食性に優れた金属材料を用いて円筒状に形成され、回転側シールリング２３と対面する大径鍔部２２Ａと、該大径鍔部２２Ａの軸方向端面に形成された環状なシール面２２Ｂとを有している。また、固定側シールリング２２の外周面２２Ｃは、大径鍔部２２Ａに向けて徐々に拡径するテーパ面となり、この外周面２２Ｃと軸支持部材１２に形成されたシール収容部１２Ｂの内周面１２Ｅとの間には、後述の固定側Ｃ形リング２４が弾性変形状態で装着される構成となっている。

２３はローラ１５のシール収容部１５Ｃに配置された回転側シールリングを示し、該回転側シールリング２３は、固定側シールリング２２と同一部品からなり、シール収容部１５Ｃの内周側に配置されている。ここで、回転側シールリング２３は、固定側シールリング２２と対面する大径鍔部２３Ａと、該大径鍔部２３Ａの軸方向端面に形成され固定側シールリング２２のシール面２２Ｂに液密に摺接するシール面２３Ｂとを有している。また、回転側シールリング２３の外周面２３Ｃは、大径鍔部２３Ａに向けて徐々に拡径するテーパ面となり、この外周面２３Ｃとローラ１５に形成されたシール収容部１５Ｃの内周面１５Ｇとの間には、後述の回転側Ｃ形リング２７が弾性変形状態で装着される構成となっている。

次に、２４は本実施の形態に用いられる弾性リングとしての固定側Ｃ形リングを示し、この固定側Ｃ形リング２４は、例えばブタジエンゴム、ウレタンゴム等の耐油性、弾性を有するゴム材料等を用いて環状に形成されている。そして、固定側Ｃ形リング２４は、固定側シールリング２２の外周面２２Ｃに嵌着された状態で、当該固定側シールリング２２と軸支持部材１２のシール収容部１２Ｂとの間に配置されるものである。

ここで、固定側Ｃ形リング２４は、図４ないし図７に示すように、径方向での断面形状が全体としてＣ字形をなし、その外周側が半円弧状に湾曲した凸円弧状の凸形外周面２４Ａとなり、その内周側が凹円弧状に窪んだ凹形内周面２４Ｂとなっている。そして、固定側Ｃ形リング２４の凸形外周面２４Ａは、軸支持部材１２のシール収容部１２Ｂの内周面１２Ｅに当接し、凹形内周面２４Ｂは、固定側シールリング２２の外周面２２Ｃに当接するものである。

この場合、凹形内周面２４Ｂは、軸方向の中央部に位置する環状凹部２４Ｂ１と、該環状凹部２４Ｂ１を挟んで軸方向の両端側に位置する一対の環状当接部２４Ｂ２，２４Ｂ３とにより構成されている。そして、固定側シールリング２２の外周面２２Ｃに固定側Ｃ形リング２４を嵌着したときには、固定側Ｃ形リング２４の凹形内周面２４Ｂのうち各環状当接部２４Ｂ２，２４Ｂ３が、固定側シールリング２２の外周面２２Ｃに当接する。これにより、各環状当接部２４Ｂ２，２４Ｂ３間に位置する環状凹部２４Ｂ１と、固定側シールリング２２の外周面２２Ｃとの間には、全周に亘って環状の空間２５が形成される。

そして、この空間２５は、軸支持部材１２のシール収容部１２Ｂの内周面１２Ｅから固定側Ｃ形リング２４に対して力が作用したときに、この力に応じて変形する。即ち、空間２５は固定側Ｃ形リング２４の変形代として機能し、この空間２５によって固定側Ｃ形リング２４の柔軟性を確保することができる構成となっている。

２６は固定側Ｃ形リング２４の凹形内周面２４Ｂに設けられた複数の連通路を示し、該各連通路２６は、図４に示すように、固定側Ｃ形リング２４の凹形内周面２４Ｂを構成する一方の環状当接部２４Ｂ２に形成された切欠溝からなり、固定側Ｃ形リング２４の周方向に一定の間隔をもって配置されている。そして、図３等に示すように、各連通路２６は、固定側シールリング２２に固定側Ｃ形リング２４を嵌着したときに、固定側シールリング２２の外周面２２Ｃと固定側Ｃ形リング２４の凹形内周面２４Ｂ（環状凹部２４Ｂ１）との間に形成された環状の空間２５を、軸支持部材１２のシール収容部１２Ｂに連通させるものである。

これにより、空間２５が密閉空間となるのを避け、空間２５内の圧力と軸支持部材１２のシール収容部１２Ｂ内の圧力とを均等化することができ、固定側Ｃ形リング２４を、これに作用する力に応じて的確に変形させることができる構成となっている。

２７は本実施の形態に用いられる弾性リングとしての回転側Ｃ形リングを示し、この回転側Ｃ形リング２７は、上述した固定側Ｃ形リング２４と対をなすものである。そして、回転側Ｃ形リング２７は、固定側Ｃ形リング２４と同一部品からなり、回転側シールリング２３の外周面２３Ｃに嵌着された状態で、当該回転側シールリング２３とローラ１５ののシール収容部１５Ｃとの間に配置されるものである。

ここで、回転側Ｃ形リング２７は、図８ないし図１０に示すように、径方向での断面形状が全体としてＣ字形をなし、その外周側が半円弧状に湾曲した凸円弧状の凸形外周面２７Ａとなり、その内周側が凹円弧状に窪んだ凹形内周面２７Ｂとなっている。そして、回転側Ｃ形リング２７の凸形外周面２７Ａは、ローラ１５のシール収容部１５Ｃの内周面１５Ｇに当接し、凹形内周面２７Ｂは、回転側シールリング２３の外周面２３Ｃに当接するものである。

この場合、凹形内周面２７Ｂは、軸方向の中央部に位置する環状凹部２７Ｂ１と、該環状凹部２７Ｂ１を挟んで軸方向の両端側に位置する一対の環状当接部２７Ｂ２，２７Ｂ３とにより構成されている。そして、回転側シールリング２３の外周面２３Ｃに回転側Ｃ形リング２７を嵌着したときには、回転側Ｃ形リング２７の凹形内周面２７Ｂのうち各環状当接部２７Ｂ２，２７Ｂ３が、回転側シールリング２３の外周面２３Ｃに当接する。これにより、各環状当接部２７Ｂ２，２７Ｂ３間に位置する環状凹部２７Ｂ１と、回転側シールリング２３の外周面２３Ｃとの間には、全周に亘って環状の空間２８が形成される。

そして、この空間２８は、ローラ１５のシール収容部１５Ｃの内周面１５Ｇから回転側Ｃ形リング２７に対して力が作用したときに、この力に応じて変形する。即ち、空間２８は回転側Ｃ形リング２７の変形代として機能し、この空間２８によって回転側Ｃ形リング２７の柔軟性を確保することができる構成となっている。

２９は回転側Ｃ形リング２７の凹形内周面２７Ｂに設けられた複数の連通路を示し、該各連通路２９は、回転側Ｃ形リング２７の凹形内周面２７Ｂを構成する一方の環状当接部２７Ｂ２に形成された切欠溝からなり、回転側Ｃ形リング２７の周方向に一定の間隔をもって配置されている。そして、図３等に示すように、各連通路２９は、回転側シールリング２３に回転側Ｃ形リング２７を嵌着したときに、回転側シールリング２３の外周面２３Ｃと回転側Ｃ形リング２７の凹形内周面２７Ｂ（環状凹部２７Ｂ１）との間に形成された環状の空間２８を、ローラ１５のシール収容部１５Ｃに連通させるものである。

これにより、空間２８が密閉空間となるのを避け、空間２８内の圧力とローラ１５のシール収容部１５Ｃ内の圧力とを均等化することができ、回転側Ｃ形リング２７を、これに作用する力に応じて的確に変形させることができる構成となっている。

本実施の形態による回転装置としての下履帯案内ローラ１１は上述の如き構成を有するもので、以下、その作動について説明する。

まず、油圧ショベル１が走行するときには、下部走行体２に設けられた走行装置７によって、駆動輪７Ａと遊動輪８との間で履帯９を周回駆動する。そして、下部走行体２に設けられた下履帯案内ローラ１１は、ローラ１５が軸支持部材１２に対して回転することにより、履帯９を駆動輪７Ａと遊動輪８との間で上，下動を抑えるように案内する。

このとき、フローティングシール２１の回転側シールリング２３はローラ１５と一体に回転し、回転側シールリング２３は、そのシール面２３Ｂを固定側シールリング２２のシール面２２Ｂに摺接させることにより、回転するローラ１５と軸支持部材１２との間を液密にシールする。これにより、ローラ１５の油溜め室１５Ｊに充填された潤滑油Ｌは、フローティングシール２１によってローラ１５内に封止され、この潤滑油Ｌによってローラ支持軸１３とすべり軸受１６との摺動面等を潤滑することにより、ローラ１５を円滑に回転させることができる。

この場合、油圧ショベル１が不整地等を走行することにより、ローラ１５の軸中心線が傾きを生じたときには、弾性体からなる固定側Ｃ形リング２４と回転側Ｃ形リング２７とが、軸中心線の傾きに追従して適度に弾性変形しつつ、固定側シールリング２２のシール面２２Ｂと回転側シールリング２３のシール面２３Ｂとに適度な押圧力を付与する。これにより、固定側シールリング２２のシール面２２Ｂと回転側シールリング２３のシール面２３Ｂとを、常に適度な押圧力をもって摺接させることができ、長期に亘ってローラ１５内に潤滑油Ｌを封止しておくことができると共に、ローラ支持軸１３とすべり軸受１６との摺動面等に外部からのダストが侵入するのを阻止することができる。

ところで、油圧ショベル１が泥濘地を走行するときには、下履帯案内ローラ１１は土砂、泥水等に晒されるようになり、軸支持部材１２のシール収容部１２Ｂとローラ１５の大径穴１５Ｆとの間に形成された隙間１７内には泥水等が侵入する。そして、隙間１７内に侵入した泥水等は、固定側Ｃ形リング２４、回転側Ｃ形リング２７に付着して固化してしまう。

これに対し、本実施の形態によれば、凸形外周面２４Ａと凹形内周面２４Ｂとを有する断面Ｃ字形の固定側Ｃ形リング２４を固定側シールリング２２に嵌着し、凹形内周面２４Ｂの環状当接部２４Ｂ２，２４Ｂ３を固定側シールリング２２の外周面２２Ｃに当接させて配置することにより、固定側Ｃ形リング２４の凹形内周面２４Ｂ（環状凹部２４Ｂ１）と固定側シールリング２２の外周面２２Ｃとの間に、全周に亘って環状な空間２５を形成している。また、凸形外周面２７Ａと凹形内周面２７Ｂとを有する断面Ｃ字形の回転側Ｃ形リング２７を回転側シールリング２３に嵌着し、凹形内周面２７Ｂの環状当接部２７Ｂ２，２７Ｂ３を回転側シールリング２３の外周面２３Ｃに当接させて配置することにより、回転側Ｃ形リング２７の凹形内周面２７Ｂ（環状凹部２７Ｂ１）と回転側シールリング２３の外周面２３Ｃとの間に、全周に亘って環状な空間２８を形成している。

このため、軸支持部材１２のシール収容部１２Ｂから固定側Ｃ形リング２４に対して力が作用したときには、この力に応じて空間２５が変形することにより、固定側Ｃ形リング２４の柔軟性を確保することができる。一方、ローラ１５のシール収容部１５Ｃから回転側Ｃ形リング２７に対して力が作用したときには、この力に応じて空間２８が変形することにより、回転側Ｃ形リング２７の柔軟性を確保することができる。

このように、固定側Ｃ形リング２４の凹形内周面２４Ｂと固定側シールリング２２の外周面２２Ｃとの間に変形代として機能する環状の空間２５を形成すると共に、回転側Ｃ形リング２７の凹形内周面２７Ｂと回転側シールリング２３の外周面２３Ｃとの間に変形代として機能する環状の空間２８を形成することにより、これら固定側Ｃ形リング２４、回転側Ｃ形リング２７の柔軟性を確保することができる。

従って、軸支持部材１２とローラ１５との間の隙間１７に泥水等のダストが侵入し、このダストが固定側Ｃ形リング２４、回転側Ｃ形リング２７に付着して固化したとしても、これら固定側Ｃ形リング２４、回転側Ｃ形リング２７は、空間２５，２８の変形に伴って柔軟に変形することができる。

この結果、ローラ１５の軸中心線が傾きを生じた場合でも、固定側Ｃ形リング２４と回転側Ｃ形リング２７とは、ローラ１５の軸中心線の傾きに追従して適正に変形しつつ、固定側シールリング２２のシール面２２Ｂと回転側シールリング２３のシール面２３Ｂとに対し、適度な押圧力を付与することができ、両者を確実に摺接させておくことにより、フローティングシール２１のシール性を長期に亘って確保することができる。従って、ローラ１５内に充填された潤滑油Ｌをフローティングシール２１によって確実に封止することができ、ローラ支持軸１３とすべり軸受１６との摺動面等を常時適正に潤滑すると共に、ローラ１５内にダスト等が侵入するのを確実に抑えることができるので、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。

しかも、固定側Ｃ形リング２４の凹形内周面２４Ｂ（環状当接部２４Ｂ２）に複数の連通路２６を設けることにより、固定側Ｃ形リング２４と固定側シールリング２２との間に形成される空間２５を軸支持部材１２のシール収容部１２Ｂに連通させると共に、回転側Ｃ形リング２７の凹形内周面２７Ｂ（環状当接部２７Ｂ２）に複数の連通路２９を設けることにより、回転側Ｃ形リング２７と回転側シールリング２３との間に形成される空間２８をローラ１５軸支持部材１２のシール収容部１２Ｂに連通させることができる。

これにより、空間２５内の圧力と軸支持部材１２のシール収容部１２Ｂ内の圧力とを均等化することができ、空間２８内の圧力とローラ１５のシール収容部１５Ｃ内の圧力とを均等化することができる。この結果、固定側Ｃ形リング２４と回転側Ｃ形リング２７とを、これらに作用する力に応じて的確に変形させることができ、固定側シールリング２２のシール面２２Ｂと回転側シールリング２３のシール面２３Ｂとを、適度な押圧力をもって確実に摺接させることができる。

なお、上述した実施の形態では、固定側Ｃ形リング２４の凹形内周面２４Ｂに切欠き溝からなる連通路２６を設けると共に、回転側Ｃ形リング２７の凹形内周面２７Ｂに切欠き溝からなる連通路２９を設けた場合を例示している。

しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば図１１に示す変形例のように、固定側Ｃ形リング２４に、その肉厚方向に貫通する貫通孔からなる連通路２６′を設けると共に、回転側Ｃ形リング２７に、その肉厚方向に貫通する貫通孔からなる連通路２９′を設ける構成としてもよい。

また、上述した実施の形態では、建設機械の回転装置として、油圧ショベル１の下履帯案内ローラ１１を例に挙げて説明している。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば走行装置７、遊動輪８、上履帯案内ローラ１０等のフローティングシールを備えた他の回転装置にも広く適用することができる。

１油圧ショベル（建設機械）
２下部走行体（車体）
１１下履帯案内ローラ（回転装置）
１２軸支持部材（固定体）
１２Ｂ，１５Ｃシール収容部
１２Ｃ，１５Ｄ端面
１２Ｅ，１５Ｇ内周面
１５ローラ（回転体）
２１フローティングシール
２２固定側シールリング
２２Ｂ，２３Ｂシール面
２２Ｃ，２３Ｃ外周面
２３回転側シールリング
２４固定側Ｃ形リング（弾性リング）
２４Ａ，２７Ａ凸形外周面
２４Ｂ，２７Ｂ凹形内周面
２５，２８空間
２６，２９，２６′，２９′ 連通路

Claims

建設機械の車体に固定して設けられその端面に開口した有底状のシール収容部が形成された固定体と、該固定体に対して回転可能に設けられ該固定体のシール収容部と隙間をもって対向しその端面に開口した有底状のシール収容部が形成された回転体と、前記固定体のシール収容部と前記回転体のシール収容部とに亘って配置され前記固定体と回転体との間の隙間をシールするフローティングシールとを備え、
前記フローティングシールは、前記固定体のシール収容部と前記回転体のシール収容部とにそれぞれ配置され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の外周面と前記固定体のシール収容部の内周面との間および他方のシールリングの外周面と前記回転体のシール収容部の内周面との間にそれぞれ設けられた一対の弾性リングとにより構成してなる建設機械の回転装置において、
前記一対の弾性リングは、凸円弧状の断面形状を有する凸形外周面と凹円弧状に窪んだ凹形内周面とからなるＣ形リングにより構成し、
一方のＣ形リングは、前記凸形外周面を前記固定体のシール収容部の内周面に当接させると共に前記凹形内周面を前記一方のシールリングの外周面に当接させて配置し、
他方のＣ形リングは、前記凸形外周面を前記回転体のシール収容部の内周面に当接させると共に前記凹形内周面を前記他方のシールリングの外周面に当接させて配置する構成としたことを特徴とする建設機械の回転装置。
前記一方のＣ形リングには、前記凹形内周面と前記一方のシールリングの外周面との間に形成される空間を前記固定体のシール収容部に連通させる連通路を設け、
前記他方のＣ形リングには、前記凹形内周面と前記他方のシールリングの外周面との間に形成される空間を前記回転体のシール収容部に連通させる連通路を設ける構成としてなる請求項１に記載の建設機械の回転装置。