JPH07158747A

JPH07158747A - フローティングシール用負荷リング

Info

Publication number: JPH07158747A
Application number: JP33996193A
Authority: JP
Inventors: Haruhiko Ando; 晴彦安藤; Kazuhide Okawa; 和英大川
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1993-12-07
Filing date: 1993-12-07
Publication date: 1995-06-20

Abstract

(57)【要約】【目的】安定したシール圧力が得られるようにし、さ
らに、組立性を向上させたフローティングシール用負荷
リングを提供する。【構成】相対回転するシール部材の内面と一端外側部
にシール面を形成するシールリングの背面とに当接し、
かつ、シール部材内面の側壁面に向かって開口する環状
溝を形成する弾性材製のフローティングシール用負荷リ
ングにおいて、環状溝の断面形状が略コ字形であるとと
もに、シールリング背面の半径方向およびシール面近傍
に当接することを特徴とする。また、負荷リングの自由
状態の断面形状は、略コ字形上部が略コ字形下部より前
記シール部材側壁面の方向に突き出るとともに、略コ字
形中央部の長さが略コ字形中央部の厚さより大き形状で
ある。また、シール部材への組み込み時に位置決めとな
る突起部を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フローティングシール
用負荷リングに係わり、特に建設機械等装軌車両の履帯
式走行装置の回転部分等への装着に好適なフローティン
グシール用負荷リングに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ブルドーザや油圧ショベル等の履
帯式走行装置の回転部分などに使用され、作動時には封
入した潤滑油の漏れを防止し、土砂等の内部への侵入を
防止することが要求されるフローティングシールで、シ
ール部材の内面とシールリングの背面側とに当接し、か
つ、シール部材の内面側壁側に向かって開口する環状溝
を形成するフローティングシール用負荷リングは、次の
ものが知られている。

【０００３】（イ）図６に示すように、相対回転するシ
ール部材３１、３２の間に嵌装されるフローティングシ
ール３０は、シールリング３３と負荷リング３５とから
構成される。シールリング３３は、背面の外周部にはテ
ーパ面３３ａを、一端外側部にはシール面３３ｂを形成
している。一方、負荷リング３５は、シール部材３１、
３２のテーパ面３１ａ、３２ａとシールリング３３のテ
ーパ面３３ａとの間に嵌入され、その断面が略Ｖ字型に
開口する環状溝３６を形成するとともに、テーパ面３３
ａと接触する断面楕円形状の本体部３５ａと、テーパ面
３１ａ、３２ａと接触する舌状部３５ｂから構成され
る。以上の構成により、侵入土砂等の外部圧力に対して
舌状部３５ｂが反力として本体部３５ａを圧縮し、本体
部３５ａを外部方向に回転作用させ、負荷リング３５を
適正位置に保持するようにしている（例えば、実開平３
−８０１５２号公報参照）。

【０００４】（ロ）別の従来技術を示す図７において、
前記（イ）と同様に、フローティングシール４０はシー
ルリング４２と負荷リング４３から構成される。負荷リ
ング４３は、その断面が略Ｖ字型に開口する環状溝４４
を形成するとともに、一端がシール部材４１内面の側壁
面４１ａおよび内周面４１ｂに当接し、他端がシールリ
ング４２の円筒部４２ａおよびフランジ部４２ｂに当接
し、かつ、内周面４１ｂと当接する部分に円周方向に配
列された断面三角形状の突起４３ａを備えている（例え
ば、実開昭５３−１１４４９号公報参照）。この構成に
より、シールリング４２のシール面４２ｃを押しつける
とともに、土砂等異物の内部への侵入を防止している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術には次のような問題点がある。すなわち、負荷リ
ングがシールリングのシール面近傍の背面と当接してい
ないので、作動時において、シール部材に加わる軸方向
の負荷が変動することにより、シール面のシール圧力も
大きく変動し易く、場合によってはシール圧力過大によ
るシール面の焼き付きを生じるなど、安定した所定のシ
ール圧力が得られにくいという問題があった。

【０００６】本発明は、上記従来技術の問題点に着目
し、安定したシール面のシール圧力が得られるように
し、さらに、組立性を向上させたフローティングシール
用負荷リングを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係わるフローティングシール用負荷リング
において、第１発明は、相対回転するシール部材の内面
と一端外側部にシール面を形成するシールリングの背面
とに当接し、かつ、前記シール部材内面の側壁面に向か
って開口する環状溝を形成する弾性材製のフローティン
グシール用負荷リングにおいて、前記環状溝の断面形状
が略コ字形であるとともに、シールリング背面の半径方
向およびシール面近傍に当接することを特徴とする。

【０００８】第２発明は、第１発明において、前記負荷
リングの自由状態の断面形状は、略コ字形上部が略コ字
形下部より前記シール部材側壁面の方向に突き出るとと
もに、略コ字形中央部の長さが略コ字形中央部の厚さよ
り大きい。第３発明は、第１発明または第２発明におい
て、前記シール部材への組み込み時に位置決めとなる突
起部を形成する。第４発明は、第１発明乃至第３発明に
おいて、シールリングは板金加工製シールリングであ
る。

【０００９】第５発明は、相対回転するシール部材の内
面と、一端外側部にシール面を形成しかつフランジ部お
よび円筒部を有する板金加工製シールリングの背面とに
当接する弾性材製のフローティングシール用負荷リング
において、前記シール部材内面の側壁面に向かって開口
する環状溝の断面形状が略コ字形を形成し、前記シール
部材への組み込み時に位置決めとなる突起部を形成し、
かつ、シールリングの前記フランジ部背面のほぼ全域で
当接することを特徴とする。

【００１０】

【作用】上記構成による本発明の作用を説明する。本発
明の第１の特徴は、負荷リングの断面が略コ字型に開口
する環状溝を形成するとともに、負荷リングがシールリ
ング背面の半径方向およびシール面近傍に当接するの
で、安定したシール面のシール圧力が得られる。次に、
負荷リングの自由状態の断面形状は、略コ字形上部がシ
ール部材側壁面の方向に突き出て、しかも、略コ字形中
央部が負荷リング半径方向厚さより、略コ字形上部と略
コ字形下部との間の長さが大きいので、フローティング
シールとして作動するとき、略コ字形中央部の弾性変形
によるシール面押しつけ力が安定して得られる。また、
位置決用の突起部を具備することで、フローティングシ
ールの組立が容易になり、所定の組立精度が得られる。
さらに、安価な板金加工製シールリングに適用すること
が可能となり、製造コストが低減できる。

【００１１】本発明の第２の特徴は、断面形状が略コ字
形を形成し、位置決め用の突起部を形成し、シールリン
グの前記フランジ部背面のほぼ全域で当接することによ
り、安価な板金加工製シールリングでも安定したシール
圧力が得られる。

【００１２】

【実施例】以下に、本発明に係わるフローティングシー
ル用負荷リングの実施例につき、図面を参照しつつ詳細
に説明する。本発明の適用例の一である装軌車両の履帯
式走行装置に装着時の断面図を図１に示す。一対のフロ
ーティングシール１０は、相対回転するシール部材であ
る静止側シールハウジング１と回転側シールハウジング
２との内面に設けられ、シャフト３の外周に位置し、シ
ールリング、例えば板金加工製シールリング４、４と弾
性材であるゴム製の負荷リング５、５とから構成されて
いる。

【００１３】負荷リング５、５は、その断面形状が略コ
字形である環状溝６を形成するとともに、静止側シール
ハウジング１の側壁面１ａと回転側シールハウジング２
の側壁面２ａに向かって開口している。この状態で負荷
リング５、５は、静止側シールハウジング１、回転側シ
ールハウジング２の内面に当接し、シールリング４、４
の円筒部４ａ、４ａおよびフランジ部４ｂ、４ｂの背面
７を押しつけている。すなわち、円筒部４ａ、４ａを押
しつけて気密性を確保するとともに、フランジ部４ｂ、
４ｂの背面を押しつけ、シールリング４、４のシール面
４ｃを密着摺動可能としている。これにより、封入した
潤滑油の漏れおよび土砂等の内部への侵入を防止してい
る。

【００１４】次に、負荷リング５についてさらに説明す
る。なお、負荷リング５、５は実質的に同一であり、静
止側シールハウジング１側に関して述べる。自由状態の
フローティングシール用負荷リングを示す図２におい
て、（ａ）は断面図であり、（ｂ）は側面図である。環
状の負荷リング５の断面形状は、図１の装着状態での断
面形状とは異なるものの、環状溝６が略コ字形であり、
説明上、図２（ａ）に示す一点鎖線で分けて、略コ字形
の上部５ａ、中央部５ｂおよび下部５ｃという。上部５
ａは、下部５ｃより静止側シールハウジング１内面の側
壁面１ａ（図１参照）の方向に突き出て形成され、シー
ルリング４側端部近傍には、静止側シールハウジング１
への組み込み時に位置決めとなる突起部５ｄが形成され
ている。中央部５ｂは、下部５ｃ側より上部５ａに向か
って側壁面１ａ側に傾斜するとともに、厚さＴより長さ
Ｌの方が大きくしてあり、さらに、シールリング４の背
面と接する長さＬａの部分は外側に突き出る凸面に形成
してある。また、下部５ｃは、中央部５ｂの長さＬａ部
分に接続して外側に凸面に形成され、静止側シールハウ
ジング１に突き出る突起部５ｅ（図中、二点鎖線の左
側）を形成している。

【００１５】上記負荷リング５とシールリング４とをシ
ール部材に組み込み完了した状態（静止側シールハウジ
ング１側について）を図３に示す。組み込み手順として
は、負荷リング５をシールリング４の背面７にセット
し、このフローティングシールを静止側シールハウジン
グ１側に押し込む。この時、負荷リング５の位置決用の
突起部５ｄを静止側シールハウジング１の凹部１ｂに押
し込みつつ位置させ、仮止めとする。また、回転側シー
ルハウジング２も同様に組み込み、それぞれフローティ
ングシール１０を組み込んだ状態で、静止側シールハウ
ジング１と回転側シールハウジング２とを組立後、静止
側シールハウジング１と回転側シールハウジング２とを
所定の位置関係に調整する。この組立完了状態で、シー
ルリング４のフランジ部４ｂの背面のほぼ全域に渡って
負荷リング５が当接している。

【００１６】上記の組立において、位置決用の突起部５
ｄを凹部１ｂに仮止めすることで、シールハウジング
１、２を組み立てる際、シールリング４、４同士の接触
等により生じやすい、シール面４ｃの不均等あたり、負
荷リング５のズレ等を防止でき、所定位置への調整管理
が容易となる。また、自由状態の負荷リング５の形状
が、組み込み完了時のフローティングシール１０へおよ
ぼす効果として、長さＬａの部分が凸面であることおよ
び突起部５ｅの形成により、図３の二点鎖線１１に示す
ような凹面になることを防止し、組立時のトラブルを解
消している。さらに、中央部５ｂが側壁面１ａ側に傾斜
し、長さＬが厚さＴより大きい寸法にしてあるので（図
２参照）、静止側シールハウジング１に当接する反力
が、負荷リング５の中央部５ａに比較的均等に生ずる応
力を介して、シールリング４を相手側のシールリング４
に押しつけ、シール面４ｃのシール圧力が安定する。

【００１７】以上詳述した本発明のフローティングシー
ル用負荷リング性能に関し、従来の負荷リングとの比較
評価した特性試験結果を図４に示す。（ａ）は荷重−た
わみ線図、（ｂ）は試験概要である。（ｂ）に示すよう
に、負荷リング５、５およびシールリング４、４をセッ
トしたシールハウジング１、２の両サイドから荷重Ｆを
加え、シールハウジング１、２の隙間の距離をたわみ量
δとして測定した。従来の負荷リング３５（図６参照）
も同様に測定した。この結果、本発明の負荷リング５を
使用したフローティングシール１０の方が、従来の負荷
リング３５を使用したフローティングシール３０より、
たわみ量の変化に対して荷重の変動が小さい。すなわ
ち、相対回転するシール部材である静止側シールハウジ
ング１と回転側シールハウジング２とが、外部負荷によ
りシャフト軸方向の変位が生じてもシール面のシール圧
力変動が小さい。したがって、安定したシール圧力が得
られ、シール面の磨耗を低減でき、シールリングの耐久
性向上が可能になる。

【００１８】次に、本発明に係わる別の実施例に関し、
図５に、負荷リングをシール部材への組み込んだ状態の
断面図を示す。本実施例は、上述の実施例に対して、シ
ールリングをテーパ付鋳造製シールリングとし、負荷リ
ングの形状を一部変更するものであり、同一部材には同
一符号を付して説明は省略する。フローティングシール
２０は、静止側シールハウジング１と回転側シールハウ
ジング２との内面に設けられ、テーパ付鋳造製シールリ
ング２１、２１とゴム製の負荷リング２２、２２とから
構成されている。

【００１９】負荷リング２２の基本的形状は上述実施例
（図２参照）と同じであるが、本実施例では、略コ字形
中央部５ｂの長さＬを短く変更し、厚さＴより少し大き
い寸法とした。この負荷リング２２は、その断面形状が
略コ字形である環状溝２３を形成するとともに、静止側
シールハウジング１の側壁面１ａに向かって開口してい
る。また負荷リング２２は、静止側シールハウジング１
の内面に当接し、テーパ付鋳造製シールリング２１の背
面２４を押しつけ、シール面２１ａを密着摺動可能とし
ている。本構成による場合でも、上述実施例と同様な作
用効果が得られ、安定したシール圧力が得られるととも
に、目的とする組立調整が容易である。なお、位置決用
の突起部２２ａは省略してもよい。

【００２０】以上、本発明に係わる実施例として、フロ
ーティングシール用負荷リングを詳述したが、これらの
実施例によって限定されるものではない。すなわち、負
荷リングはゴム以外のエラストマー、繊維強化型樹脂等
の弾性材でよい。また、シールリングのほぼ全面に負荷
リングが当接する場合を開示したが、必要に応じて当接
する部分の面積を少なく設定してもよい。さらに、シー
ルリングは鍛造製でもよく、シール部材の内面形状も通
常使用される形状でもよい。

【００２１】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。外
部要因による負荷変動が生じても、負荷リングがシール
リングのシール面に及ぼす荷重変動は小さいので、安定
した適正なシール圧力が得られ、外部からの異物の侵入
を防止するのみならず、シール面の磨耗・焼付きを低減
でき、シールリングの耐久性向上が可能になる。また、
位置決用の突起部により所定位置へのセットが容易にな
り、組立時の調整管理が容易となると共に、組立精度も
向上する。さらに、安価な板金加工製のシールリングと
の組み合わせによるフローティングシールでも要求され
る性能を満足するので、製造原価の低減に寄与する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる装軌車両の履帯式走行装置に装
着時のフローティングシールの断面図である。

【図２】本発明に係わる自由状態のフローティングシー
ル用負荷リングである。

【図３】本発明に係わるフローティングシール用負荷リ
ングをシール部材への組み込んだ状態の断面図である。

【図４】本発明に係わるフローティングシール用負荷リ
ングの特性試験結果を表す図である。

【図５】本発明に係わるフローティングシール用負荷リ
ングをシール部材への組み込んだ状態の断面図である。

【図６】従来の負荷リングを組み込んだシール装置の断
面図である。

【図７】従来の別の負荷リングを組み込んだシール装置
の断面図である。

【符号の説明】

１静止側シールハウジング、２回転側シールハウジ
ング、４シールリング、４ｃシール面、５負荷リ
ング、５ａ上部、５ｂ中央部、５ｃ下部、５ｄ
位置決め用突起部、５ｅ突起部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】相対回転するシール部材の内面と、一端
外側部にシール面を形成するシールリングの背面とに当
接し、かつ、前記シール部材内面の側壁面に向かって開
口する環状溝を形成する弾性材製のフローティングシー
ル用負荷リングにおいて、前記環状溝の断面形状が略コ
字形であるとともに、シールリング背面の半径方向およ
びシール面近傍に当接することを特徴とするフローティ
ングシール用負荷リング。
【請求項２】前記負荷リングの自由状態の断面形状
は、略コ字形上部が略コ字形下部より前記シール部材側
壁面の方向に突き出るとともに、略コ字形中央部の長さ
が略コ字形中央部の厚さより大きい請求項１記載のフロ
ーティングシール用負荷リング。
【請求項３】前記シール部材への組み込み時に位置決
めとなる突起部を形成する請求項１又は２記載のフロー
ティングシール用負荷リング。
【請求項４】シールリングは板金加工製シールリング
である請求項１、２又は３記載のフローティングシール
用負荷リング。
【請求項５】相対回転するシール部材の内面と、一端
外側部にシール面を形成しかつフランジ部および円筒部
を有する板金加工製シールリングの背面とに当接する弾
性材製のフローティングシール用負荷リングにおいて、
前記シール部材内面の側壁面に向かって開口する環状溝
の断面形状が略コ字形を形成し、前記シール部材への組
み込み時に位置決めとなる突起部を形成し、かつ、シー
ルリングの前記フランジ部背面のほぼ全域で当接するこ
とを特徴とするフローティングシール用負荷リング。