(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
端面シール組立体(30)であって、
軸線まわりをともに回転するように回転エレメント（12）に軸線方向に固定され、シール端面（40）を有するシールリング（32）と、
該第1のシールリング（32）から軸線方向に離間しており、軸線方向に延びるランプ（48）を有する環状ハウジング部材（18）と、
前記第１のシールリング（32）と前記環状ハウジング部材（18）との間に軸線方向に配置された第２の動的シールリング（34）と、を備えており、該第２の動的シールリング(34)は、前記第1のシールリング（32）の前記シール端面（40）と対面し、これと相互にシール係合するシール端面（42）を有して、前記シール面（40,42）がシール面を形成するようになっており、さらに前記第２の動的シールリング(34)は前記環状ハウジング部材（18）の前記ランプ（48）に対向する軸線方向に延びるランプ（48）を有するようになっており、
前記ランプ（46,48）は前記シール面から離れる方向に収束するようになっており、
前記第1および第2の角度がついた荷重ランプ（46,48）の間で圧縮される付勢部材（44）が設けられた端面シール組立体（30）。
【請求項２】
前記第２の動的シールリング(34)の前記ランプ（46）は、ほぼ半径方向外方に面しており、前記環状ハウジング部材（18）の前記ランプ(48)は、ほぼ半径方向内方に面することを特徴とする請求項1に記載のシール組立体（30）。
【請求項３】
前記荷重ランプ（46）の一方は、前記第２の動的シールリング（34）の前記シール面（42）に垂直な平面に対し8度で角度がつけられており、前記荷重ランプ（48）の前記他方は、前記第２の動的シールリング（34）の前記シール面（42）に垂直な平面に対し10度で角度がつけられていることを特徴とする請求項1に記載のシール組立体（30）。
【請求項４】
前記第２の動的シールリング(34)の前記荷重ランプ（46）は、前記第２の動的シールリング（34）の前記シール面（42）に垂直な前記平面に対し8度で角度がつけられていることを特徴とする請求項3に記載のシール組立体（30）。
【請求項５】
前記付勢手段（44）は弾性荷重リング（44）からなることを特徴とする請求項1に記載のシール組立体（30）。
【請求項６】
前記ランプ名（46,48）は、所定の長さを有しており、この長さは前記ランプ（46、48）が前記荷重リング（44）の所望の所定の圧縮を維持するようになっていることを特徴とする請求項5に記載のシール組立体（30）。
【請求項７】
前記ランプ（46,48）は実質的に最高応力レベルに圧縮された前記荷重リング（44）を維持することを特徴とする請求項6に記載のシール組立体（30）。
【請求項８】
前記荷重リング（44）はほぼ29％から31％の範囲内で圧縮されることを特徴とする請求項7に記載のシール組立体（30）。
【請求項９】
前記回転可能なエレメント（12）は、覆帯式機械の覆帯ローラ組立体（10）の前記ローラを備え、前記環状ハウジング部材（18）は、前記覆帯ローラ組立体（10）の端部カラー（18）を備えていることを特徴とする請求項1に記載のシール組立体（30）。
【請求項１０】
端面シール組立体(30)であって、
軸線方向に回転可能な、シール面(40)を有する第1のシールリング(32)と、
前記第1のシールリング(32)から軸線方向に離間しており、前記軸線に対し回転可能に固定されており、軸線方向に延びるランプ(48)を有する環状ハウジング部材(18)と、
前記第1のシールリング（32）と前記環状ハウジング部材（18）との間に軸線方向に配置された第２の動的シールリング（34）と、を備えており、該第２の動的シールリング(34)は、前記第1のシールリング（32）の前記シール端面（40）と対面し、これと相互にシール係合するシール端面（42）を有して、前記シール面（40,42）がシール面を形成するようになっており、さらに前記第２の動的シールリング(34)は前記環状ハウジング部材（18）の前記ランプ（48）に対向する軸線方向に延びるランプ（48）を有するようになっており、
前記第1および第2の角度がついた荷重ランプ(46，48)との間に圧縮された付勢部材(44)と、を備え、
前記シール組立体(30)は、前記第1のシールリング(32)が前記軸線(14)のまわりを共に回転するように回転エレメント(12)に軸線方向に固定され、前記ランプ(46，48)が前記シール面から離れる方向に収束するようになっていることを特徴とする端面シール組立体(30)。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野)
本発明は、相対的に回転する部品の間の接触面内に潤滑剤を保持し、接触面周辺から異物を排除する端面シール組立体に関する。より詳細には、本発明は、シール成分に必要な軸線方向の空間を大きくすることなく、適切なシールを行うシール組立体に関する。
【０００２】
（背景技術）
履帯式機械、ファイナルドライブなどの履帯ローラ組立体のような相対的に回転する成分を有する構造に使用するための既知の端面シール組立体は、金属またはこれとは別の耐久性のある硬質な材料からなる一対の対面しあうシールリングからなる。シールリングは、向かい合って接触する関係で相互に回転し、好ましい端面シールを形成し、潤滑剤を保持し、回転組立体の回転する接触面に異物が達しないようにする。特に、履帯ローラ組立体における使用に適したこのような既知のシール組立体の一つは、第1の動的すなわち回転する履帯ローラに組み合わされた軸線方向に可動なシールリングと、履帯ローラ組立体の非回転式端部カラーと組み合わされた第2の動的シールリングとからなる。シールリングのそれぞれが、組み合わされる履帯式ローラ組立体成分に対し軸線方向に可動であり、シールリング上の角度がついたランプと、組み合わされる履帯ローラまたは端部カラー上の対面する角度がついたランプとの間に圧縮された弾性荷重リングまたは円環リングによって別のシールリングの方向に付勢される。円環上リングによって各シールリングに付与される力がシールリングの面を一定のシール係合に維持する。
【０００３】
液密な端面シールを達成する際の重要な要因は、組み合わされるランプの間のトーリックリングの圧縮である。適切なトーリックリングの圧縮が、好ましいシールを維持するの必要とされる端面荷重を作り出すのに必要とされる。本分野において、10度の角度がついた輪郭を有する対面ランプに組み合わされた8度の角度がついた輪郭を有するシールリングランプを形成し、角度がこのシールリングのシール面から離れた方向に収束するようになっている。この収束８/10度構造では、外部圧抵抗に優れており、この収束8/10度構造では好ましい外圧抵抗を提供しており、例えば泥が詰まるという影響を回避し、比較的平坦な荷重対変形特性を与え、軸線方向の動作の結果として端面荷重における大きなシフトを減少させる。しかし、所定のシール大きさに対する最適なトーリック圧縮は先に使用されているものより長いランプを必要としている可能性があることがわかった。従って、上述した8/10度のシール構造を利用する最適なトーリック圧縮は、シール成分に関しより大きな軸線方向の空間を必要とすることがあり、これは実質的な変更が周囲構造になされなければ、現在の短いシールリングランプに使用するように構成された既存のシールの用途において最適なトーリック圧縮を不能にする。
本発明は、上述の問題の1か、２以上を解決する。
【０００４】
(発明の開示)
本発明によれば、端面シール組立体は、軸線まわりに共に回転するようになっている回転可能なエレメントに軸線方向に固定された第1のシールリングを備える。環状ハウジング部材は、第1のシールリングから軸線方向に離間しており、上述の回転可能なエレメントの回転軸に対し回転可能に固定されている。第2のシールリングが第1のシールリングと、環状ハウジング部材との間に軸線方向に配置されている。第1のシールリングはシール端面を有し、第2のシールリングは、第1のシールリングのシール端面に対面し、相互にシール係合の関係にあるシール面を有しており、シール端面がシール面を形成するようになっている。環状ハウジング部材は、該環状ハウジング部材のランプに対面する軸線方向に延びるランプを有する。ランプは、シール面から離れる方向に収束する。付勢部材が第1および第2の角度がついた荷重ランプの間で圧縮される。
【０００５】
(発明を実施するための最良の形態)
図1は、全体的に10で表されている、履帯式トラクター、掘削機等のような履帯式ローラ組立体における履帯式ルーラ組立体を図示する。よく知られているように、ローラ組立体10は履帯式ローラフレーム(図示せず)と履帯式機械の履帯(図示せず)との間に従来の手段によって取付けられている。ローラ組立体10は、シャフト14に回転可能に取付けられた従来のローラエレメント12を備えている。一対の接触スリーブ16がローラエレメント12の内壁に一列に並び、耐久性のある摩耗面を形成するようになっている。ローラエレメント12は、シャフト14の対向する両端部に固定された一対のカラー18の間に形成されている。カラー18のそれぞれが、シャフト14を貫通するボア24に整列するカラー18内の孔22を貫通して延びるピン20によってシャフト14に固定されている。この結果、カラー18はシャフト14に対し軸線方向に固定されているが、少量の軸線方向の動作すなわちカラー18間のローラエレメント12の遊びは可能である。
【０００６】
図1および2を参照すると、30で表されている端面シール組立体がローラエレメント12と端部カラー18のそれぞれの間に形成されている。公知のように端面シール組立体30が、ローラエレメント12とシャフト14との間の接触面の周辺に油のような潤滑剤を保持し、異物がこのような接触面に達しないようにもする。端面シール組立体30のそれぞれは実質的に同一であるために、シール組立体30の1方のみを本明細書において詳細に記載する。
【０００７】
図2を詳細に参照すると、シール組立体30が、第１の静止シールリング32と第２の動的シールリング34からなり、それぞれが金属または別の適切な耐久性のある硬質な材料から作られている。静止シールリング32はローラエレメント12に対し軸線方向に固定され、これとともに回転するようになっている。弾性Ｏリング38が静止リング32とボア36との間に捕えられており、これらの間に液密なシールを形成するようになっている。第２の動的シールリング34は、第１の静止シールリング32と対面する端部カラー18との間に軸線方向に形成されている。
【０００８】
第１の静止リング32は、第２の動的シールリング34上の滑らかなシール面42に向かい合い、係合する滑らかなシール面40を有している。シール面40、42間の係合面を本明細書では“シール平面”とする。シール面40、42は、弾性荷重リングすなわち第２の動的シールリング34とカラー18との間に圧縮されたトーリックリング44によって一定のシール係合に維持される。より詳細には、第２の動的シールリングは、これの上に形成された環状ランプ46を有しており、これはカラー18に形成された環状ランプ48に対向している。ローラエレメント12がカラー18間に軸線方向に動くとき、弾性トーリック44が第２の動的シールリング34のランプ46に力をかけるので第２の動的シールリング34を静止リング32にたいし押し付けることになる。この結果、静止リング32がカラー18から離れるように動く場合、トーリック44によって第２の動的シールリング34がカラー18から離れるように動き、シール面40と42との間でシール係合を維持するようになる。
【０００９】
ランプ46と48の長さは、トーリック44の所定の圧縮が維持されるように選択され、所望の面荷重をシール面40、42に形成することになる。より詳細には、トーリック44は最高応力レベルに組立体上で圧縮され、十分な長さをランプ46と48に与えることによって第２の動的シールリング34の動作範囲にわたり維持できる。現在好ましいトーリック44は最高応力レベルの約30％の圧縮を有し、カラー18にたいする第２の動的シールリング34の変形によって29から31％の範囲に維持される。
本発明によれば、ランプ46、48はシール面から離れる方向に収束するように角度が付けられている。より詳細には、図2に図示するように、ランプ46は第２の動的シールリング34のシール面42にたいし垂直である面に対し8度の角度で延びているのが好ましく、ランプ48は、第２の動的シールリング34のシール面42にたいし垂直である面に対し10度の角度で延びているのが好ましい。（これらの平面は、図示した実施例において、ローラエレメント12の回転軸線に平行である。）むろん、シール平面から離れる方向に、収束するような別の角度も使える。この点において、収束とは、ランプ46,48が物理的に必ずしも交差する必要はないが、シール面から更に延長された場合には交差する考え方であることに留意しなければならない。
【００１０】
上述したように、ランプ46,48の収束角は、例えば泥の詰め込みから発生する力のような、トーリック44にかかる外部の力に対し適当に対応できる。好ましい収束角は、比較的平坦な荷重対変形特性を与え、シール端面荷重は、第２の動的シールリング34がカラー18に対し軸線方向に動くときに実質的に変わらないようになっている。
【００１１】
(産業上の利用可能性)
使用時において、シール組立体30は、潤滑剤が覆帯ローラ組立体10から漏れることを防ぎ、そして異物が回転する接触面に達しないようにする。開示したシール組立体構造によって、既知のシール組立体よりもシール成分に関する軸線方向の空間をより必要とすることなく、同類の既知のシール組立体のランプよりも長いランプ46,48を使用することが可能となる。ランプ46、48が長くなることによって、最適に圧縮されるトーリックが達成され維持され、このために、所望の端面荷重を与えることになる。シール組立体30の軸線方向の長さは、大きくならず、最適なトーリック圧縮を達成することができるので、シール組立体30は、シール成分を取り囲む構造に関し実質的で費用のかかる設計変更を行うことなく、既存のシールの用途に簡単に改造できる。
【００１２】
さらに、ローラエレメント12に圧嵌する静止リング32を使用することによって、ローラエレメント12の硬化を可能とする。なぜならば、ボア36は、熱処理後に、プランジ切断できるからである。逆に、２つのシールリング32,34は、各シール組立体30に使用されるのであれば、角度がついたランプは、機械加工されてロ−ラエレメント12としなければならないであろう。このような機械加工は、一般的に加熱処理後になされるために、加熱処理後の材料の硬化は、ランプの機械加工が依然として可能であるように制限されなければならない。
【００１３】
本明細書の好ましい実施例について記載してきたが、本発明の範囲内で、様々な変更が請求の範囲内においてなされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】    図1は、本発明に関する端面シール組立体を利用する履帯ローラ組立体の、詳細には側部断面図である。
【図２】    図2は、図１の円形部分内における、図1の履帯ローラ組立体の一部の拡大破断図である。
【図１】
0004217002.tif 000002
【図２】
0004217002.tif 000003