(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心線（１８）とこの中心線（１８）に対して直角な垂直線（４８）とを有するシール溝（２０）を備え、前記シール溝（２０）は、少なくとも第１壁セグメント（２２）と、第２壁セグメント（２４）と、前記第１壁セグメントと前記第２壁セグメントとの間に介在する第３壁セグメント（２６）とによって形成されており、前記第１壁セグメントは、前記第１壁セグメントの表面（３０）の直線状延長線（２８）が前記中心線と交差して両者間に角度βを形成するように、前記垂直線に対して傾斜しており、
シール部材（３４）と負荷部材（３６）を含むシール組立体（３２）が前記シール溝（２０）内に配置され、前記負荷部材（３６）は、第１の端壁（４０）と第２の端壁（４２）とによって定められる端部（８８）を有し、前記第２の端壁は、前記第１の端壁の延長線との間に前記角度βに等しいか又はこれよりも小さい角度θを形成するように該第１の端壁に接続されていること、
を特徴とするシール装置。
【請求項２】
前記角度βが約８５°であることを特徴とする請求項１に記載のシール装置。
【請求項３】
前記角度θが約８３°であることを特徴とする請求項２に記載のシール装置。
【請求項４】
前記負荷部材がノーズ部（３８）を有し、前記負荷部材は、前記ノーズ部が前記シール部材に接触した状態で位置決めされるように、前記シール部材に対して配置されていることを特徴とする請求項１に記載のシール装置。
【請求項５】
シール装置（５６）を製造する方法であって、
中心線（１８）とこの中心線（１８）に対して直角な垂直繊（４８）とを有するシール溝（２０）を、前記シール溝（２０）が、少なくとも第１壁セグメント（２２）と、第２壁セグメント（２４）と、前記第１壁セグメントと前記第２壁セグメントとの間に介在する第３壁セグメント（２６）とによって形成され、前記第１壁セグメントが、前記第１壁セグメントの表面（３０）の直線状延長線（２８）が前記中心線と交差して両者間に角度βを形成するように、前記垂直線に対して傾斜する形状に形成し、
間に角度θを形成する第１の端壁（４０）と第２の端壁（４２）とを有する負荷部材（３６）の端部（８８）を、前記シール溝（２０）の前記第１壁セグメントに対して位置決めし、
前記負荷部材を、該負荷部材の前記第２の端壁が前記シール溝（２０）の前記第１壁セグメント（２２）に接触するように、前記シール溝内に挿入する、
ステップを含むことを特徴とするシール装置を製造する方法。
【請求項６】
前記負荷部材が、機械によって前記シール溝に挿入されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
履帯ピンを前記シール溝と同軸の関係に位置決めするステップを更に含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記角度βが前記角度θよりも大きいことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記角度βが約８５°であることを特徴とする請求項８に記載のシール装置。
【請求項１０】
前記負荷部材を前記シール溝の挿入する前に、前記負荷部材のノーズ部（３８）にシール部（３４）を取り付け、前記負荷部材を前記シール溝に挿入するときに、前記シール溝の前記第１壁セグメントと前記負荷部材の前記第２の端壁との間の接触による力が前記負荷部材の前記ノーズ部を介して伝達されて該シール部材を前記負荷部材の前記ノーズ部上に保持するようにすることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的に、履帯式作業機械に関し、より詳細には、履帯式作業機械のためのシール装置、及びシール装置を製造するための関連する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
履帯式作業機械は、一般に、スプロケット、アイドラー及び履帯チェーン組立体を有する。作業機械の使用中に、スプロケットが回転し、履帯チェーン組立体に係合し、そのことにより、履帯チェーン組立体が、スプロケットとアイドラーとによって定められた通路の周りを回転する。履帯チェーン組立体の回転は、様々な作業機能を実行するための地上における作業機械の推進を掃除させる。
履帯チェーン組立体は、一般的に一対の平行チェーンを含んでおり、平行チェーンの各々は、一連の連結された履帯リンクで作られている。履帯チェーン組立体は、更に、平行チェーン間に介在し、これに接続される一連のブッシュ及び履帯ピンを含む。ブッシュと連結履帯リンクとが協働し、例えば、履帯チェーン組立体がスプロケットとアイドラーの周りを回転する時のように、履帯チェーン組立体の使用中に、履帯リンクに関連するブッシュの必要な動きを許容する多数の履帯継手を形成する。
【０００３】
履帯継手は、具体的には、履帯シール組立体を備え、履帯チェーンが、その使用の際に曝される、水、塵埃、砂、岩又はその他の鉱物あるいは化学成分など、様々な腐食性及び磨耗性混合物を排除する。履帯シール組立体は、更に、履帯継手内に潤滑剤を保持するように働き、前述のブッシュ及び履帯リンクの相対的な運動を容易にする。
前述の機能を果たすのに用いられる、先行技術の履帯シール組立体設計の一つは、シール溝を採用し、該シール溝内に配置された負荷部材とシール部材とを有するものである。シール部材は、弾性のある負荷部材により、研磨面（例えば、ブッシュ面）に対して摺動的にシール係合するように、軸線方向に付勢されている。しかしながら、上述の装置を使用する場合に、多くの問題に遭遇してきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そうした問題の１つは、負荷部材及びシール部材のシール溝内での位置決めに関するものである。特に、シール溝、負荷部材、シール部材の物理的形状が、シール溝内で、適切に、負荷部材及びシール部材を設置することを難しくしている。特に、これらの部品形状は、シール溝での負荷部材及びシール部材の位置決め工程の自動化を難しくしている。上述の問題は、履帯シール組立体を製造する際の困難性及び費用を増加させる。
本発明は、前記先行技術に関連する、１又はそれ以上の問題又は不利益を、克服することに向けられている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の１つの実施形態によれば、シール装置が提供される。該シール装置は、中心線を有するシール溝を含む。シール溝は、少なくとも第１壁セグメント、第２壁セグメント及び第１壁セグメントと第２壁セグメントとの間に介在する第３壁セグメントによって形成される。第１壁セグメントは、第１壁セグメント表面の直線状延長線が中心線と交差して両者間に角度αを形成するように、中心線に対して傾斜している。
本発明の別の実施形態によれば、作業機械が提供される。作業機械は、中心線を有する履帯ピンを含む。作業機械は、更に、履帯ピンと同軸関係に位置決めされたシール溝を含む。シール溝は、少なくとも第１壁セグメント、第２壁セグメント、及び第１壁セグメントと第２壁セグメントとの間に介在する第３壁セグメントによって形成される。垂直線が、中心線と交差して両者間にほぼ９０度の角度σを形成する。第１壁セグメント表面の直線状延長線は、垂直線と交差して両者間に鋭角βを形成する。
【０００６】
本発明の更に別の実施形態によれば、シール装置を製造するための方法が提供される。その方法は、中心線を有し、少なくとも第１壁セグメント、第２壁セグメント、及び第１壁セグメントと第２壁セグメントとの間に介在する第３壁セグメントによって形成されるシール溝内に、負荷部材を挿入する段階を含む。シール溝の第１壁セグメントは、第１壁セグメント表面の直線状延長線が中心線と交差して両者間に角度αを形成するように、中心線に対して傾斜している。
本発明の更に別の実施の形態によれば、シール装置が提供される。シール装置は履帯リンクを含む。シール装置は更に、履帯リンクに形成されたシール溝を含む。シール溝は中心線を有する。シール溝は、第１壁セグメントと第２壁セグメントとによって形成される。第１壁セグメントは、第１壁セグメント表面の直線状延長線が中心線と交差して両者間に角度Γを形成するように、中心線に対して傾斜している。
【０００７】
【発明の実施の形態】
ここで、図１を参照すると、本発明の特徴を組み入れている作業機械１０が示されている。作業機械１０は、履帯チェーン５８を含む。履帯チェーン５８は、実質的に同一のカートリッジ組立体６０を複数含む。履帯チェーン５８は更に、実質的に同一の履帯リンク１２を複数含む。各履帯リンク１２は、リンクに形成された一対の孔１４を有する。
図２に示されているように、各カートリッジ組立体６０は、貫通形成された通路６４を有するブッシュ６２と、中心線８２を有する履帯ピン１６と、貫通形成されたボア６８を有するインサート６６、及び貫通形成されたボア７２を有するインサート７０を含む。インサート６６は、インサート７０と実質的に同一であるため、ここでは、インサート６６のみを詳細に説明する。各カートリッジ組立体６０は又、内部に形成された穴７６を有するカラー７４を含む。各カートリッジ組立体６０は、更に、カラー７４と実質的に同一の別のカラー７８を含む。特に、カラー７８は又、その内部に形成された穴８０を有する。
【０００８】
図３及び図４により明確に示されているように、インサート６６は、中心線１８を有するリング部材８４を含む。リング部材８４は、その内部に形成された一対のシール溝２０及びシール溝８６を有する。シール溝２０及びシール溝８６は、中心線１８が、シール溝２０によって形成されるリング及びシール溝８６によって形成されるリングの中心線にもなるように、リング部材８４上に配置される。換言すると、シール溝２０及びシール溝８６は、ボア６８と同心である。シール溝８６は、シール溝２０と実質的に同一であり、従って、ここでは、シール溝２０のみを詳細に説明する。特に図４に示されているように、シール溝２０は、壁セグメント２２、壁セグメント２４、及び壁セグメント２２と壁セグメント２４との間に介在する壁セグメント２６によって形成される。壁セグメント２２は、壁セグメント２２の表面３０の直線状延長線２８が中心線１８と交差して両者間に角度αを形成するように、中心線１８に対して傾斜している。例えば、壁セグメント２２を、中心線１８に対して、角度αが約５°となるように、傾斜させることができる。しかしながら、直線状延長線２８が中心線１８と平行関係にならない限り、５°より大きいか、又は５°より小さい角度も、意図されているということを理解すべきである。更には、壁セグメント２２と中心線１８との空間的関係は、中心線１８と交差して該中心線との間にほぼ９０度の角度σを形成する垂直線４８に関連させて、説明できる。壁セグメント２２は、表面３０の直線状延長線２８が垂直線４８と交差して両者間に鋭角βを形成するように、垂直線４８に対して傾斜して配置される。
【０００９】
シール溝２０の形状は、図８に示されているように、履帯リンク１２４のカウンタボアにおいても使用可能である。図９に、より明確に示されているように、シール溝１０８は、壁セグメント１１０及び壁セグメント１１２によって形成される。壁セグメント１１０は、壁セグメント１１０の表面１２０の直線状延長線１２２が中心線１１８と交差して両者間に角度Γを形成するように、シール溝１０８の中心線１１８に対して傾斜して配置される。例えば、壁セグメント１１０は、角度Γが約５°となるように、中心線１１８に対して傾斜させることができる。しかしながら、直線状延長線１２２が中心線１１８と平行関係にならない限り、５°より大きいか、又は５°より小さい角度も、意図されているということを理解すべきである。更には、壁セグメント１１０と中心線１１８との空間的関係は、中心線１１８との間にほぼ９０度の角度εを形成するように該中心線に交差する水平線１３０関連させて、説明できる。壁セグメント１１０は、表面１２０の直線状延長線１２２が水平線１３０と交差して両者間に鋭角ηを形成するように、水平線１３０に対して傾斜して配置される。
【００１０】
ここで、図５及び図６を参照すると、シール組立体３２が、シール溝に配置されている。シール組立体３２及びシール溝２０は、協働して、本発明のシール装置５６を形成する。シール組立体３２は、負荷部材３６及びシール部材３４を含む。負荷部材３６及びシール部材３４は、共に、シール溝２０内に嵌挿するような形状にされたリングである。図６の横断面図により明確に示されるように、負荷部材３６は、ノーズ部３８及び端部８８を含む。負荷部材３６はまた、ノーズ部３８と端部８８との間に介在する凹面側壁９０及び凹面側壁９２を含む。端部８８は、端壁４０と端壁４２によって形成される。端壁４０は、端壁４０の直線状延長線４４が端壁４２の直線状延長線４６と交差して両者間に鋭角θを形成するように、端壁４２に連結される。例えば、端壁４０を端壁４２に対して、角度θが約８３°となるように、位置決めすることができる。しかしながら、直線状延長線４４と直線状延長線４６との間に鋭角が形成される限り、８３°より大きいか、又は８３°より小さい角度も、意図されているということを理解すべきである。しかし、上述の鋭角βは、鋭角θよりも大きいことが、好ましい。
【００１１】
図５に示されているように、シール部材３４は、ほぼ「Ｌ」型の横断面を有する。具体的には、シール部材３４は、脚部９６に連結された脚部９４を有し、両者間に受け部１００が形成される。シール部材３４は又、脚部９６から外方に延びるリップ９８を有する。
更に、図５を参照すると、負荷部材３６は、端部８８がシール溝２０の壁セグメント２２と壁セグメント２６とに接するように、シール溝２０に挿入される。シール部材３４は又、負荷部材３６のノーズ部３８がシール部材３４に接するように、シール溝２０内に位置決めされる。特に、ノーズ部３８は、受け部１００内に位置決めされ、脚部９４及び脚部９６に接する。上述の形態でシール溝２０内に負荷部材３６及びシール部材３４を配置することにより、脚部９６及びリップ９８が、シール溝２０から外方に約２．５ミリメートル延びることになる（図５に図示せず）。
【００１２】
本発明の負荷部材３６とシール溝２０とが協働し、負荷部材３６及びシール部材３４がシール溝２０内に挿入される際に、「ヒール・アンダー」として知られる現象を防止、又は、実質的に抑止することが分かる。「ヒール・アンダー」は、先行技術における負荷部材の一部が、先行技術におけるシール溝内に挿入されるとき、それが半径方向内側に折れ曲がることにより、発生する。こうした事態により、漏洩が生じるシールリップの周辺に、不均一な面方向負荷分布を生じる可能性がある。対照的に、本発明は、前述したように、「ヒール・アンダー」を防止するか、又は、実質的に抑止する。特に、図７に示されているように、負荷部材３６及びシール部材３４が、シール溝２０内を矢印１２６で示すように進む際に、その動作により、負荷部材３６とシール溝２０との干渉のために、矢印１２８で示す半径方向の力が生じる。このことにより、矢印１３０で示す方向に、端部８０の外向き回転動作が生じ、この動作が「ヒール・アンダー」を防止するか、又は、実質的に抑止する。図９に示すように、シール組立体３２と同じ「ヒール・アンダー」防止特性を有するシール組立体を、履帯リンク１２４のシール溝１０８内に挿入できることが分かる。履帯リンク１２４は、シール溝１０８の形状を別にすれば、標準のリンクであり、図７のシール組立体３２と実質的に同一のシール組立体であることが分かる。
【００１３】
図２に示すように、シール組立体３２と実質的に同一であるシール組立体１０２が、上述したように、シール溝２０におけると実質的に同じ形態で、シール溝８６内に配置される。履帯ピン１６は、シール溝２０、したがってシール溝８６が履帯ピン１６と同心関係に位置決めされるように、インサート６６のボア６８内に配置される。更に、履帯ピン１６は、ブッシュ面１０４がシール溝８６と対向する位置関係になるように、ブッシュ６２の通路６４内に配置される。履帯ピン１６は又、（１）インサート６６がブッシュ５２とカラー７４との間に位置し、（２）シール溝２０がカラー面１０６と対向する位置関係になるように、カラー７４の穴７６内に配置される。カラー７４は、該カラー７４が履帯ピン１６に対して回転できないように、履帯ピン１６に固定される。しかしながら、ブッシュ６２及びインサート６６は、履帯ピン１６に対して、両者とも回転可能である。上述の形態で、ブッシュ６２、インサート６６及びカラー７４を配置することにより、（１）シール部材３４のリップ９８がカラー面１０６に対して付勢されて両者間にシールが形成され、（２）シール組立体１０２のシール部材のリップがブッシュ面１０４に対して付勢されて両者間にシールが形成されることになる。上述の形態でシール部材のリップが付勢されることにより、リップは、それぞれのシール溝から外方に２．５ミリメートルを越えて延びないように、それぞれのシール溝に押し戻される。
【００１４】
シール組立体３２と実質的に同一のシール組立体は、インサート６６について上述したものと実質的に同一の方法で、インサート７０内に形成されたシール溝内に配置されるため、ここでは、詳細には説明はしない。図２に示されているように、履帯ピン１６も、インサート６６及びカラー７４について上述したものと実質的に同一の方法で、インサート７０のボア７２及びカラー７８の穴８０に挿入されるため、ここでは、詳細には説明はしない。
上述の方法で、多数のカートリッジ組立体６０を組み立てる場合には、図１に示されているように、カートリッジ組立体６０及び履帯リンク１２が組み立てられ、履帯チェーン５８が形成される。特に、カートリッジ組立体６０の一端部は、カートリッジ組立体６０のインサート６６を一つの履帯リンク１２の一つの孔１４内に配置し、次に、カートリッジ組立体６０のカラー７４を別の履帯リンク１２の一つの孔１４内に配置することによって、２つの履帯リンク１２に固定される。カートリッジ組立体６０の他端部も、インサート６６及びカラー７８について説明したものと実質的に同一の方法で、インサート７０及びカラー７８を利用して、別の２つの履帯リンク１２に固定される。カートリッジ組立体６０に固定された各履帯リンク１２の自由端部は、実質的に同一の方法で、別のカートリッジ組立体６０に固定される。この工程は、履帯チェーン５８が形成されるまで続けられる。
【００１５】
シール溝２０及び負荷部材３６の物理的形状により、シール装置５６を製造する際の困難性及び費用が、軽減されることが分かるであろう。例えば、壁セグメント２２の表面３０の直線状延長線２８が中心線１８と交差し、そのことにより、両者間に角度αを形成するように、中心線１８に対して傾斜して壁セグメント２２を配置することは、壁セグメント２２に類似の壁セグメントが、その中心線と実質的に平行な関係、すなわち、壁セグメントの直線状延長線が中心線と交差しないで位置決めがなされるように形成されるシール装置と比較した場合、シール装置５６の構築がなされる際に、シール溝２０に負荷部材３６及びシール部材３４を挿入する（すなわち、「ヒール・アンダー」を防止、又は、実質的に抑止する）ことを、より容易にする。
【００１６】
更に、負荷部材３６を形成させる際に、端壁４０の直線状延長線４４が端壁４２の直線状延長線４６と交差して両者間に鋭角θを形成するように、端壁４０を端壁４２に連結することは、シール溝２０に負荷部材３６とシール部材３４を挿入可能とすることを、より一層、容易にする。前述のシール装置５６の特性は、シール溝２０への負荷部材３６及びシール部材３４の挿入を、自動化できる程度にまで、これら部品の挿入を容易にしている。換言すると、前述のシール装置５６の形状により、シール溝２０に負荷部材３６単独、又は、シール部材３４と共に、手動で、これら部品を挿入することとは反対に、機械を利用して挿入できる状況になる。しかしながら、これらの部品をシール溝２０に手動で挿入することも、本発明によって容易となり、したがって、この手法も、同様に意図されていることを理解すべきである。
シール装置５６が、履帯チェーン５８のカートリッジ組立体に使用されるという態様に関し、これまで説明してきたが、シール溝に負荷部材単独、又は、シール部材と共に挿入される必要がある、事実上あらゆる状況において、シール装置５６の採用が可能であり、したがって、同じ効果が実現されることを理解すべきである。
【００１７】
本発明の他の態様及び特徴については、添付図面、開示、及び特許請求の範囲より得ることができるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の特徴を組み入れた作業機械の略図である。
【図２】図１に示す履帯チェーン組立体におけるカートリッジ組立体の縦断面図である。
【図３】図２に示すカートリッジ組立体におけるインサートの斜視図である。
【図４】図３に示すインサートの断面図である。
【図５】図５として囲まれて示された図２の一部の拡大図である。
【図６】図５に示す負荷部材の拡大図である。
【図７】シール溝に挿入されている工程における負荷部材及びシール部材を示す図５に類似の欠切図である。
【図８】本発明の特徴を組み入れている履帯リンクの上方横断面図である。
【図９】図９として囲まれて示された図８の一部の拡大図である。
【符号の説明】
１０  作業機械
１２  履帯リンク
１６  履帯ピン
１８  中心線
２０  シール溝
２２  壁セグメント
２４  壁セグメント
２６  壁セグメント
２８  壁セグメント直線状延長線
３２  シール組立体
３６  負荷部材
３８  ノーズ部
４０  端壁
４２  端壁
４４  端壁直線状延長線
４６  端壁直線状延長線
５６  シール装置
５８  履帯チェーン
６０  カートリッジ組立体
１２４  履帯リンク
【図１】
0003924169.tif 000002
【図２】
0003924169.tif 000003
【図３】
0003924169.tif 000004
【図４】
0003924169.tif 000005
【図５】
0003924169.tif 000006
【図６】
0003924169.tif 000007
【図７】
0003924169.tif 000008
【図８】
0003924169.tif 000009
【図９】
0003924169.tif 000010