專利名稱：浮動密封的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種浮動密封，例如在液壓挖掘機及推土機等履帶式作業 機械中，該浮動密封裝入用于驅動履帶的驅動輪或用于支承該履帶的拖帶 輪及履帶支重輪等中。
背景技術：
作為現有的這種浮動密封，提出有例如專利文獻1公開的結構的浮動 密封。在該現有結構的浮動密封中，由金屬材料構成的固定側浮環隔著由 丁腈橡膠等構成的彈性環彈性支承于固定側外殼的內周面。由和固定側浮 環相同的金屬材料構成的旋轉側浮環隔著由同樣的彈性材料構成的彈性 環彈性支承于旋轉側外殼的內周面。
通過各彈性環的彈性，浮環之間保持密封狀態，在旋轉側外殼旋轉時， 兩浮環滑動。通過兩浮環的密接，防止收容于上述外殼內的潤滑油的泄漏。
但是，在浮動密封中，當彈性環和浮環的接觸面之間產生滑動時，由 于彈性環的過早磨損，對于浮環的彈性施加能力降低，從而有浮環的密封
功能降低之虞。因此，為了不產生這樣的問題，例如如圖8所示，通過在 浮環42的相對于彈性環41的接觸面形成用于提高摩擦系數的粗糙面43， 使彈性環和浮環之間不產生滑動。
專利文獻l:日本實開昭62-25374號公報。
發明內容
在圖8所示結構的浮動密封中，如上所述，浮環42的和彈性環41的 接觸面作成粗糙面43。因此，當細粒土Sla及包含細粒土Sla的土砂Sl 等進入浮環42周圍時，細粒土 Sla容易從粗糙面43侵入浮環42和彈性 環41的接觸面之間。而且，通過該侵入，浮環42和彈性環41的接觸面 的摩擦系數降低，兩者間容易產生滑動，因此，存在彈性環磨損的問題。為了應對這樣的問題點，在現有的浮動密封中提出了在浮環的外周設 置將固定外殼和旋轉外殼密封的防塵密封的結構。但是，在該現有的浮動 密封中，由于防塵密封處于無潤滑狀態，故容易過早地磨損，不能長期充 分發揮防止細粒土向上述接觸面間侵入的效果。
另一方面，在上述專利文獻l記載的浮動密封中，在浮環和彈性環之 間夾裝有圓環狀的墊圈，使該墊圈的內周面與浮環的外周面密接，同時使 墊圈的外周面與外殼的內周面密接。但是，在該專利文獻1的浮動密封中， 為了在固定側及旋轉側的外殼內確保墊圈用的收容空間，需要大幅度變更 外殼及浮環的構造，從而墊圈不能與現有的浮動密封的結構部件共用。
本發明是著眼于現有技術存在的這樣的問題而進行的。其目的在于提 供一種浮動密封，該浮動密封抑制細粒土侵入彈性環和浮環的接觸面間， 并由此防止因細粒土向接觸面間的侵入而引起的彈性環的磨損。
另外，本發明的目的在于提供一種在幾乎不變更外殼等構造的情況下 防止所述彈性環磨損的浮動密封。
為了實現上述的目的，本發明第一方面提供一種浮動密封，其在一對 外殼上分別隔著彈性環支承浮環，同時，通過該彈性環的彈性使浮環之間 可滑動地密封，所述一對外殼可在同一軸線上相對旋轉，所述浮動密封的 特征在于，在所述浮環和彈性環的接觸部且至少在位于所述浮環的密封側 的部分，在浮環及彈性環的至少一方設有用于使所述接觸部處于密接狀態 的密接裝置。
從而，通過密接裝置可以抑制細粒土經由各外殼間的間隙侵入彈性環 和浮環之間。因此，可以防止由于細粒土的侵入而引起的彈性環的過早磨 損。另外，由于只要在浮環及彈性環的至少一方設置密接裝置即可，故與 上述專利文獻l的浮環不同，不需要為了使用墊圈等其他部件而改動殼體 等的構造。所述密接裝置優選為緊固于浮環的彈性層。
該情況下，可以只在浮動密封上設置彈性層，可不變更外殼等結構部 件的構造而將密接構造具體化。另外，彈性層是指由具有彈性和柔軟性的 材質構成的層，例如橡膠材料。
優選所述彈性層設于浮環和彈性環的接觸部的整體上。
從而，可以在彈性環和浮環的彈性層之間的接觸部整體確保高的摩擦系數。因此，無需對用于確保高摩擦系數的浮環進行研磨加工。
優選所述密接裝置為使浮環的位于密封側的部分比其他部分平滑的 平滑部。
從而，在平滑部將彈性環和浮環保持為密接狀態。因此，可以抑制細 粒土侵入彈性環和浮環之間。另外，由于通過提高了平滑度的平滑部而使 密接度提高，故可以避免部件件數的增加。
優選的是，在所述外殼和彈性環的接觸部且至少在位于所述浮環的密 封側的部分，在外殼上設置用于使所述接觸部處于密接狀態的其它密接裝 置。
從而，通過上述其它密接裝置也可以抑制細粒土侵入外殼和彈性環之間。
優選所述其它密接裝置為緊固于外殼的彈性層。
從而，可以只在外殼上設置彈性層，不變更外殼等結構部件的構造即 可將密接構造具體化。
優選所述彈性層設于外殼和彈性環的接觸部的整體上。
從而，可以在彈性環和外殼的彈性層之間的接觸部整體確保高的摩擦 系數。因此，無需對用于確保高的摩擦系數的外殼進行研磨加工。
優選所述其它密接裝置為使浮環的位于密封側的部分比其他部分平 滑的平滑部。
從而，在平滑部將彈性環和外殼保持為密接狀態，可以抑制細粒土侵 入彈性環和外殼之間。
優選所述密接裝置為覆蓋于所述各彈性環上的由橡膠材料構成的各 覆蓋層。
從而，通過由橡膠材料構成的各覆蓋層，將彈性環和外殼保持為彈性 密接狀態，可以抑制細粒土侵入彈性環和外殼之間。
圖1是表示將本發明具體化為用于支承履帶式作業機械下部行駛體的
履帶的拖帶輪的第一實施方式的主要部分斷面側視圖2是將圖1的拖帶輪的浮動密封放大表示的局部剖面圖；圖3是將圖2的浮動密封的一部分進一步放大表示的局部剖面圖4是表示第二實施方式的浮動密封的局部剖面圖5是表示第三實施方式的浮動密封的局部剖面圖6是將圖5的浮動密封的一部分放大表示的局部剖面圖7是表示第四實施方式的浮動密封的局部剖面圖8是表示現有的浮動密封的局部剖面圖。
具體實施例方式
下面，根據附圖，對將本發明具體化為液壓挖掘機及推土機等履帶式 作業機械中用于支承履帶的拖帶輪的實施方式進行說明。 (第一實施方式)
首先，根據圖1 圖3對本發明第一實施方式進行說明。
如圖1所示，在履帶式作業機械的下部行駛體的機架11的側面突出 固定有固定支承軸12。拖帶輪13通過軸承14可旋轉地支承于該固定支承 軸12。未圖示的驅動輪及惰輪以規定的間隔配置于上述機架11上，在該 驅動輪及惰輪之間巻掛有履帶15。而且，在該履帶15的非接地面側突出 設置的鏈帶15a支承于拖帶輪13的外周面上。
如圖1所示，在上述拖帶輪13內和固定支持軸12之間收容有用于潤 滑包括軸承14的旋轉部分的潤滑油O。在固定支承軸12的外周面和拖帶 輪13的基端內周面之間安裝有浮動密封16，通過該浮動密封16將拖帶輪 13的基端內周面密封，使潤滑油O不會向外部泄漏。
下面，對浮動密封16的結構進行詳細說明。如圖1及圖2所示，在 固定支承軸12的外周面外嵌并固定有作為固定側的第一外殼20。在拖帶 輪13的基端內周面嵌合并固定有作為旋轉側的第二外殼21，使該第二外 殼21與該第一外殼20以規定間隔對應。在第一及第二外殼20、 21的對 置面分別形成有收容凹部20a、 21a。
由金屬材料構成的固定側的浮環22隔著由彈性材料構成的彈性環23 彈性支承于固定側的第一外殼20的收容凹部20a的內周面。由相同的金 屬材料構成的旋轉側的浮環24隔著由相同的彈性材料構成的彈性環25彈 性支承于旋轉側的第二外殼21的收容凹部21a內，使該旋轉側的浮環24和該固定側的浮環22在同一軸線上對接。彈性環23、 25由丁腈橡膠、氟
橡膠、硅酮橡膠、乙烯丙烯橡膠、氯丁二烯橡膠等橡膠材料構成。
在組裝浮動密封16及彈性環23、 25時，使兩彈性環23、 25通過向 箭頭方向的相反方向扭曲而變形，并維持該變形狀態。由此，在兩彈性環 23、 25上分別蓄積向圖2所示箭頭方向的回彈力。通過兩彈性環23、 25 的回彈力，固定側及旋轉側的浮環22、 24在對置部22a、 24a保持為密接 狀態、即密封狀態，由此防止潤滑油O的泄漏。而且，在旋轉側的第二外 殼21隨著拖帶輪13的旋轉而相對于固定側的第一外殼20相對旋轉時， 旋轉側的浮環24也旋轉。在兩浮環22、 24的對置部22a、 24a之間，浮 環22、 24保持密封狀態并相對旋轉，由此，對置部22a、 24a相互滑動。
如圖2及圖3所示，在與各彈性環23、 25對置的各浮環22、 24的外 周的接觸面上形成有用于提高相對于各彈性環23、 25的摩擦系數的粗糙 面26。同樣，在與各彈性環23、 25對置的各外殼20、 21的內周的接觸面 上也形成有用于提高相對于各彈性環23、 25的摩擦系數的粗糙面27。通 過這些粗糙面26、 27，抑制在各彈性環23、 25和各浮環22、 24的接觸面 之間及各彈性環23、 25和各外殼20、 21的接觸面之間產生滑動。另外， 兩外殼20、 21的粗糙面27及各浮環22、 24的粗糙面26是在鑄造后以達 到規定的表面粗糙度(例如，JIS B 0601-2001的算術平均高度Ra為15 20um)的方式進行精加工的。或者，各浮環22、 24的粗糙面26也可以 以鑄態形成和上述同樣的算術平均高度Ra為15 20 P m的表面粗糙度， 省略精加工。并且，研磨粗糙面26、 27，使其表面粗糙度比其他部分的表 面粗糙度粗糙(例如，JIS B 0601-2001的算術平均高度Ra為25 50u m)。
如圖2及圖3所示，在兩浮環22、 24的相對于各彈性環23、 25的接 觸面上，作為密接裝置的薄膜狀的彈性層28緊固在位于浮環22、 24的對 置部22a、 24a側(密封側)的部分的接觸面上。同樣，在兩外殼20、 21 的相對于各彈性環23、 25的接觸面上，作為另一密接裝置的薄膜狀的彈 性層29緊固在位于浮環22、 24的對置部22a、 24a側(密封側)的部分 的接觸面上。
這些彈性層28、 29由與各彈性環23、 25相同的彈性材料構成，不過 其使用通過改變彈性材料的分子量而調制為比各彈性環23、 25稍微柔軟的材料，通過涂敷而緊固在包括浮環22、 24或外殼20、 21的粗糙面26、 27的接觸面上。而且，通過使這些彈性層28、 29變形，各彈性層28、 29 和各彈性環23、 25密接。
通過各彈性層28、 29和各彈性環23、 25的密接，各彈性環23、 25 和各浮環22、 24的接觸面之間及各彈性環23、 25和各外殼20、 21的接 觸面之間被閉塞。從而如圖2及圖3所示，即使細粒土Sla及包含細粒土 Sla的土砂Sl經由第一及第二外殼20、 21之間的間隙進入各彈性環23、 25和各浮環22、 24之間、及各彈性環23、 25和兩外殼20、 21之間，也 可以抑制該細粒土Sla侵入這些接觸面之間。因此，可以防止由于細粒土 Sla的侵入而引起的粗糙面26、 27的摩擦系數的降低，可以防止由于接觸 面之間的滑動而引起的各彈性環23、 25的過早磨損以及由滑動造成的各 彈性環23、 25的扭曲所引起的變形復原。因此，可以防止各彈性環23、 25的回彈力的降低，可以維持各浮環22、 24之間的密封能力。
在該浮動密封16中，作為對于各彈性環23、 25的密接構造，只是對 各浮環22、 24及各外殼20、 21的接觸面涂敷彈性層28、 29。因此，可以 在幾乎不改變現有浮動密封的浮環及外殼等結構部件的構造的情況下，使 用其結構部件將密接構造具體化。
以上所述的第一實施方式的效果如下。
(1) 可以抑制細粒土 Sla侵入各彈性環23、 25和各浮環22、 24之 間、及各彈性環23、 25和各外殼20、 21之間，可以防止各彈性環23、 25 的過早磨損及回彈力的降低。因此，各浮環22、 24之間的密封能力可以 長期保持良好。 '
(2) 由于只要對各浮環22、 24及各外殼20、 21的接觸面涂敷彈性 層28、 29即可，因此，幾乎沒有必要變更兩浮環22、 24等結構部件的構 造。從而，不僅幾乎不必對制造工序施加變更，而且，即使在使用已有的 拖帶輪的情況下，也可僅通過更換外殼和浮環而獲得上述密封能力的維持 等效果。
(3) 由于作為彈性層使用硬度比各彈性環23、 25的硬度低的彈性層 28、 29，故可通過彈性層28、 29的變形來提高彈性層28、 29和兩彈性環 23、 25的密接性，有效地實現防止細粒土Sla的侵入。
8(4) 由于作為彈性層使用和兩彈性環23、 25相同材質的彈性層28、 29，因此，通過它們之間的良好的親和性來提高兩者間的摩擦系數。這對 保持由彈性環23、 25的扭曲引起的變形是有效的，并且，對維持兩浮環 22、 24之間的密封能力也是有效的。
(第二實施方式)
下面，以與第一實施方式不同的部分為中心說明本發明的第二實施方式。
在該第二實施方式中，如圖4所示，以覆蓋各浮環22、 24的相對于 各彈性環23、 25的接觸面的整體的方式覆蓋緊固彈性層28，且不形成上 述第一實施方式的粗糙面26。同樣，以覆蓋各外殼20、 21的相對于各彈 性環23、 25的接觸面的整體的方式覆蓋緊固彈性層29，且不形成上述第 一實施方式的粗糙面27。
從而，在第二實施方式中，與上述第一實施方式的情況大致相同，通 過各彈性層28、 29密接于各彈性環23、 25，可以抑制細粒土 Sla侵入各 彈性環23、 25和各浮環22、 24及各外殼20、 21的接觸面之間，由此， 可以防止在這些接觸面之間產生滑動。
特別是在第二實施方式中，在上述第一實施方式的效果的基礎上還有 以下的效果。
(5) 代替上述第一實施方式的粗糙面26、 27,設置由橡膠材料構成 的彈性層28、 29。從而，即使在不存在粗糙面26、 27的情況下，也可以 在各彈性環23、 25和各浮環22、 24及各外殼20、 21的接觸面之間賦予 高摩擦系數。因此，不需要粗糙面26、 27的加工，從而簡化各浮環22、 24及各外殼20、 21的制造工序。
(第三實施方式)
下面，以與上述第一實施方式不同的部分為中心說明本發明的第三實 施方式。
在第三實施方式中，如圖5及圖6所示，在兩浮環22、 24的相對于 上述兩彈性環23、 25的接觸面上，位于各浮環22、 24的密封側的部分的 接觸面的表面粗糙度的值低于各浮環22、 24的其他部分。g卩，在各浮環 22、 24的密封側的部分形成有表面粗糙度的值比粗糙面26低的作為平滑部的平滑加工部31。同樣，在兩外殼20、 21的相對于兩彈性環23、 25 的接觸面上，在位于各浮環22、 24的密封側的部分也形成有表面粗糙度 的值比粗糙面27低的作為平滑部的平滑加工部32。在此，平滑加工部31、 32的表面粗糙度例如為JIS B 0601-2001的算術平均高度Ra 2 6i^m左 右。該平滑加工部31、 32通過研磨加工形成。
從而，在該第三實施方式中，各彈性環23、 25和各浮環22、 24及各 外殼20、 21的接觸面在平滑加工部31、 32保持為密接狀態。因此，各彈 性環23、 25和各浮環22、 24及各外殼20、 21的接觸面的間隙減小。由 此，與上述第一實施方式的情況大致相同，由于抑制了細粒土Sla侵入各 彈性環23、 25和各浮環22、 24及外殼20、 21的接觸面之間，因此，可 以防止在這些接觸面之間產生滑動。
在第三實施方式中，在上述第一實施方式的(1)、 (2)的效果的基礎 上，還有以下效果。
(6)通過對各浮環22、 24及外殼20、 21施加研磨加工而形成平滑 加工部31、 32。因此，無需用于防止細粒土Sla侵入的專用部件，可以減 少結構部件。即，在現有的加工工序中，可以只追加對各浮環22、 24及 各外殼20、 21的研磨加工的工序，因此容易制造。 (第四實施方式)
下面，以與上述第一實施方式不同的部分為中心說明本發明的第四實 施方式。
在第四實施方式中，如圖7所示，兩彈性環23、 25由主體部23a、 25a 和覆蓋其外周面整體的覆蓋層23b、 25b構成。而且，覆蓋層23b、 25b由 與主體部23a、 25a同材質且比主體部23a、 25a軟質的橡膠材料構成。兩 浮環22、 24及外殼20、 21的結構與現有結構相同。
從而，在第四實施方式中，通過上述覆蓋層23b、 25b確保各彈性環 23、 25和浮環22、 24及外殼20、 21之間的接觸部的密接性。由此，抑制 了細粒土 Sla侵入彈性環23、 25和浮環22、 24及外殼20、 21的接觸面 之間，能夠防止在這些接觸面之間產生滑動。
在第四實施方式中，可以得到和上述第--實施方式的(1) (3)大 致相同的效果。
10(變形例)
另外，各實施方式也可以如下述進行變更而具體化。
在上述第一、第二實施方式中，也可以只在浮環22、 24上設置彈性
層28。
在上述第三實施方式中，也可以只在浮環22、 24上設置平滑加工部 31、 32。
也可以將上述第四實施方式和第一 第三實施方式組合，將第四實施 方式的各彈性環23、 25用作第一 第三實施方式的各彈性環23、 25。
作為構成各彈性層28、 29的材質，也可以使用混合了適當的混合物 等添加物的摩擦系數高的橡膠。
本發明的浮動密封除具體化為上述各實施方式的拖帶輪之外，還可以 具體化為驅動輪、惰輪或用于支承履帶的下側行駛部的履帶支重輪等其他 旋轉體的油封結構。
權利要求
1、一種浮動密封，其在一對外殼上分別隔著彈性環支承浮環，同時，通過該彈性環的彈性使浮環之間可滑動地密封，所述一對外殼可在同一軸線上相對旋轉，所述浮動密封的特征在于，在所述浮環和彈性環的接觸部且至少在位于所述浮環的密封側的部分，在所述浮環及彈性環的至少一方設有用于使所述接觸部處于密接狀態的密接裝置。
2、 如權利要求1所述的浮動密封，其中，所述密接裝置為緊固于所 述浮環的彈性層。
3、 如權利要求2所述的浮動密封，其特征在于，所述彈性層設于所 述浮環和彈性環的接觸部的整體上。
4、 如權利要求1所述的浮動密封，其特征在于，所述密接裝置為使 所述浮環的位于所述密封側的部分比所述浮環的其他部分平滑的平滑部。
5、 如權利要求1 4中任一項所述的浮動密封，其特征在于，在所述 外殼和所述彈性環的接觸部且至少在位于所述浮環的所述密封側的部分， 在所述外殼上設有用于使所述接觸部處于密接狀態的其它密接裝置。
6、 如權利要求5所述的浮動密封，其中，所述其它密接裝置為緊固 于所述外殼的彈性層。
7、 如權利要求6所述的浮動密封，其特征在于，所述彈性層設于所 述外殼和所述彈性環的接觸部的整體。
8、 如權利要求5所述的浮動密封，其特征在于，所述其它密接裝置 為使所述浮環的位于所述密封側的部分比所述浮環的其他部分平滑的平 滑部。
9、 如權利要求1所述的浮動密封，其特征在于，所述密接裝置為覆 蓋于各彈性環上的由橡膠材料構成的各覆蓋層。
全文摘要
本發明提供一種浮動密封，為了防止因細粒土的侵入而引起的彈性環的過早磨損，在外殼(20、21)之間分別隔著彈性環(23、25)支承浮環(22、24)。通過各彈性環的彈性使浮環(22、24)之間對接，使各外殼間相對旋轉時，浮環(22、24)滑動。在浮環(22、24)及兩外殼的相對于彈性環的接觸面上，在位于浮環(22、24)的對接部(22a、24a)側的部分的接觸面設置用于和彈性環(23、25)密接的彈性層(28、29)。
文檔編號F16J15/34GK101479509SQ20078002245
公開日2009年7月8日 申請日期2007年6月7日 優先權日2006年6月16日
發明者米谷行雄 申請人:株式會社小松制作所