JP4785755B2 - 減速機のシール構造 - Google Patents

Description

本発明は、例えば油圧ショベル等の履帯式作業車両の足回り装置に装備される減速機に適用されて好適な減速機のシール構造に関するものである。

従来、例えば油圧ショベルの足回り装置に装備される減速機１００は、図４に示されるように、減速機構（図示省略）が組み込まれるケース本体１０１と、このケース本体１０１の開口部を施蓋するカバー１０２とよりなる減速機ケース１０３を備え、ケース本体１０１とカバー１０２の接合部１０４に液状ガスケット１０５を介在させてシールすることにより、減速機ケース１０３内部の潤滑油が外部に漏洩するのを防止するようにされている。この種のシール構造では、ケース本体１０１とカバー１０２の間をシールする工程で、両者の平坦な衝合面１０６，１０７間に液状ガスケット１０５を塗布した後に、これらを密着させた状態でケース本体１０１とカバー１０２をボルト１０８の締め付けによって相互に引き寄せて衝合面１０６，１０７間の液状ガスケット１０５を圧縮し、空気中の水分によるその液状ガスケット１０５の硬化でもってシール膜を形成するようにされている。

この場合、ボルト１０８の締結時におけるシール膜の厚さは液状ガスケット１０５の粘弾性力とボルト１０８の締結力とにより決定され、また液状ガスケット１０５の粘弾性力は液状ガスケット１０５の種類で決まり、かつボルト１０８の締結力もボルト１０８が熱変形や振動によって緩まない程度の値に決められるため、衝合面１０６，１０７間のシール膜の膜厚ｔも必然的に薄い厚さに決まってしまう。

このようなシール構造において、前記ケース本体１０１やカバー１０２は外部に露出されており、例えば岩石等が作業中にケース本体１０１に衝突すると、その衝撃で衝合面１０６，１０７が変形する場合がある。この変形に対するシール膜の追従性はその膜厚に比例するため、シール膜の膜厚が薄いと、衝合面１０６，１０７の変形に対しシール膜が十分に追従できずに衝合面１０６，１０７間のシール膜が部分的に切れてしまうことがあり、その部分のシール性が損なわれるという問題がある。このような問題を解決し得るものとして、例えば特許文献１にて提案されている履帯駆動用遊星歯車減速装置がある。

特開平９−１３７８５９号公報

図５に示されるように、前記特許文献１に係る履帯駆動用遊星歯車減速装置１５０においては、ハウジング１５１のリングギヤ１５２と蓋体１５３とを互いに衝合させる各衝合面１５４，１５５のうち一方の衝合面１５４に、ボルト１５６の挿入位置よりもリングギヤ１５２の径方向内側に位置してその衝合面１５４の全周に亘って延びる周溝１５７を形成し、この周溝１５７内に、各衝合面１５４，１５５間をシールするための液体パッキン１５８を設ける構成とされている。このように構成することにより、リングギヤ１５２と蓋体１５３とを衝合させた状態では一方の衝合面１５４に形成された周溝１５７内に厚肉の液体パッキン１５８が封入されるので、岩石等の衝突によって衝合面１５４，１５５間に衝撃的な外力が加えられた場合でも、その外力による変形に対し周溝１５７内の液体パッキン１５８が追従してシール性を確保することができ、内部の潤滑油が外部に漏洩するのを効果的に防止することができる。

ところで、液状ガスケット（液体パッキン１５８）は空気中の水分と反応して硬化が進行するため、液状ガスケット（液体パッキン１５８）が空気に曝される面積が大きければ大きいほど硬化速度は速くなる関係にある。

しかしながら、前記特許文献１にて提案されているシール構造では、一方の衝合面１５４に形成された周溝１５７内に液体パッキン１５８が封入され、その周溝１５７内の液体パッキン１５８が直接的に空気と触れることのない構造とされているために、この周溝１５７内における液体パッキン１５８の硬化が短時間で完了しないという問題点がある。周溝１５７内の液体パッキン１５８の硬化が完了する前に減速装置１５０が運転された場合、硬化途中の液体パッキン１５８が破損して所期のシール性能を得ることができないので、メンテナンス終了後、長時間、減速装置１５０の運転を行うことができないという問題点がある。

本発明は、このような問題点を解消するためになされたもので、ケース本体とカバーの接合部に介在される液状ガスケットの衝合面変形に対する追従性や硬化速度を向上させることのできる減速機のシール構造を提供することを目的とするものである。

前記目的を達成するために、本発明による減速機のシール構造は、
減速機構が組み込まれるケース本体と、このケース本体の開口部を施蓋するカバーとよりなる減速機ケースを備え、前記ケース本体とカバーの接合部に液状ガスケットを介在させてシールする減速機のシール構造において、
前記ケース本体の内周部には内歯車が形成され、この内歯車の歯底部に対応する位置における前記接合部の一部を減速機ケースの内部に開放するように切り欠いて液状ガスケットを溜めるための液状ガスケット溜り部をその接合部の全周に亘って形成することを特徴とするものである。

本発明においては、ケース本体とカバーの接合部の一部が減速機ケースの内部に開放するように切り欠かれて液状ガスケットを溜めるための液状ガスケット溜り部がその接合部の全周に亘って形成される。このように構成することにより、ケース本体とカバーとを衝合させた状態では液状ガスケット溜り部内に液状ガスケットが溜り、この液状ガスケット溜り部内の液状ガスケットによって厚肉のシール膜が形成されるので、衝合面変形に対する追従性を向上させることができる。したがって、岩石等の衝突によってケース本体とカバーの衝合面間に衝撃的な外力が加えられた場合でも、その外力による変形に対し液状ガスケット溜り部内の液状ガスケットが追従してシール性を確保することができ、これによって減速機ケース内部の潤滑油が外部に漏洩するのを確実に防止することができる。また、本発明においては、減速機ケースの内部に開放された液状ガスケット溜り部に液状ガスケットが溜るようにされているから、液状ガスケット溜り部内の液状ガスケットが減速機ケースの内部の空気に直接的に曝される面積が大きくなり、液状ガスケットの硬化速度を向上させることができる。

また、ケース本体の内周部に形成されている内歯車に対して高周波熱処理を施したとすると、この高周波熱処理による局部的な体積膨張によってその内歯車の歯底部が若干盛り上がる傾向にある。このため、ケース本体とカバーの衝合面にその歯底部の盛り上がりによる干渉が僅かながら生じてしまうことになる。そこで、この内歯車の歯底部に対応する位置に前記液状ガスケット溜り部を設けるという構成を採用することにより、かかる干渉を未然に防ぐことができ、ケース本体とカバーの衝合面の密着度を向上させることができるという効果を奏する。

次に、本発明による減速機のシール構造の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下に述べる実施形態は、油圧ショベルの足回り装置に装備される減速機に本発明が適用された例である。

〔第１の実施形態〕
図１には、本発明の第１の実施形態に係る減速機の全体構造説明図が示されている。

図１に示される減速機１は、走行モータ２からの回転動力を減速する減速機構３が組み込まれる円筒状のケース本体４と、このケース本体４の一端側の開口部を施蓋する円盤状のカバー５とよりなる減速機ケース６を備えている。ここで、走行モータ２は、モータハウジングとしての機能と車軸としての機能とを兼備するモータハウジング兼アクスルハウジング７に、油圧モータ機構８（略図的に表わす。）が内蔵されてなるものであり、モータハウジング兼アクスルハウジング７は、トラックフレーム９にボルト１０によって固定されている。

ケース本体４は、ベアリング機構１１を介してモータハウジング兼アクスルハウジング７に回転自在に支承されている。ケース本体４の外周面から外向きに張り出されたフランジ部には、履帯１２に噛合するスプロケット１３がボルト１４によって固定されている。ケース本体４の他端側の開口部とモータハウジング兼アクスルハウジング７の基部に形成された窪み部との間にはフローティングシール１５およびＯリング１８が介設され、このフローティングシール１５およびＯリング１８並びにカバー５によってケース本体４内部に土砂等が入らないようにされている。

減速機構３は、ケース本体４の内部にそのケース本体４の軸心方向外側（図１において左側）から内側（同図右側）に向けて順に配置される第１遊星歯車減速機構１６および第２遊星歯車減速機構１７が組み合わされて構成されている。

第１遊星歯車減速機構１６は、他端部が走行モータ２に連結されてその走行モータ２からの回転動力が入力される入力軸２０の一端部に一体的に設けられた第１サンギヤ２１と、この第１サンギヤ２１に噛合するとともにケース本体４の内周部に一体的に設けられたリングギヤ（内歯車）２２に噛合する第１プラネタリギヤ２３と、この第１プラネタリギヤ２３をピン２４を介して軸支する第１キャリア２５とを備えて構成されている。

一方、第２遊星歯車減速機構１７は、第１遊星歯車減速機構１６における第１キャリア２５と噛合する第２サンギヤ２６と、この第２サンギヤ２６に噛合するとともにリングギヤ２２に噛合する第２プラネタリギヤ２７と、この第２プラネタリギヤ２７をピン２８を介して軸支する第２キャリア２９とを備えて構成されている。この第２遊星歯車減速機構１７においては、モータハウジング兼アクスルハウジング７に反力をとるために、第２キャリア２９がモータハウジング兼アクスルハウジング７の先端部にスプライン結合されている。

そして、走行モータ２から入力軸２０に入力された回転動力は、第１サンギヤ２１、第１プラネタリギヤ２３、第１キャリア２５、第２サンギヤ２６および第２プラネタリギヤ２７を介してリングギヤ２２に出力され、これによりスプロケット１３が回転駆動される。

ケース本体４とカバー５とは所要本数のボルト３０によって締結されている。図２（ａ）に示されるように、ケース本体４とカバー５の接合部３１においてはケース本体４に形成された凸部３２とカバー５に形成された凹部３３とが嵌め合わされ、ケース本体４とカバー５とが所謂外いんろうの嵌合関係にあるようにされている。また、接合部３１においては、ケース本体４とカバー５の各嵌合面３４，３５がボルト３０の挿入位置よりもケース本体４の径方向外側に位置するようにされている。そして、同図（ｂ）に示されるように、接合部３１においては液状ガスケット３６が介在され、この液状ガスケット３６によってケース本体４とカバー５との間をシールすることにより、減速機ケース６内部の潤滑油が外部に漏洩するのを防止するようにされている。

さらに、接合部３１においては、その内径側の一部が減速機ケース６内部に開放するように切り欠かれることにより、液状ガスケット３６ａを溜めるための液状ガスケット溜り部３７がボルト３０の挿入位置よりもケース本体４の径方向内側に位置するようにその接合部３１の全周に亘って形成されている。より詳しく説明すると、カバー５において、第１遊星歯車減速機構１６（図１参照）との干渉を回避するために設けられた凹面３８と、ケース本体４に付け合わされる衝合面３９との交わりの角部から、リングギヤ２２の歯底部２２ａに対向する部位に亘って所定の切込み量にて切削加工を施して、ケース本体４側の衝合面４０に対し隙間ｔ_１を隔てて平行に配される平面部４１と、この平面部４１からカバー５側の衝合面３９に連続する曲面部４２とを形成することにより、減速機ケース６内部に開放された液状ガスケット溜り部３７を接合部３１の全周に亘って形成するようにされている。

以上に述べたように構成される減速機１においては、ケース本体４とカバー５の間をシールする工程で、両者の平坦な衝合面４０，３９間に液状ガスケット３６を塗布した後に、これらを密着させた状態でケース本体４とカバー５をボルト３０の締め付けによって相互に引き寄せて両者を衝合させる。この場合、ボルト３０の締結力によって衝合面４０，３９間の液状ガスケット３６ｂによるシール膜の膜厚は必然的に薄い厚さになる一方で、液状ガスケット溜り部３７内には液状ガスケット３６ａが溜り、この液状ガスケット溜り部３７内の液状ガスケット３６ａによって厚肉のシール膜が形成される。

本実施形態の減速機１のシール構造によれば、以下のような効果を奏する。
（１）例えば、岩石等が作業中にケース本体４に衝突してその衝撃で衝合面３９，４０が変形した場合に、衝合面３９，４０間の液状ガスケット３６ｂによって形成される薄肉のシール膜はその外力による変形に対し十分に追従できずに部分的に切れてしまってその部分のシール性が損なわれることがあるものの、その外力による変形に対し液状ガスケット溜り部３７内の液状ガスケット３６ａによる厚肉のシール膜が追従してシール性を確保することができ、これによって減速機ケース６内部の潤滑油が外部に漏洩するのを確実に防止することができる。
（２）接合部３１において、外力による変形が外径側に比して少ない内径側に液状ガスケット溜り部３７が形成されているので、よりシール性を向上させることができる。
（３）減速機ケース６内部に開放された液状ガスケット溜り部３７に液状ガスケット３６ａが溜るようにされているので、液状ガスケット３６ａが減速機ケース６内部の空気に直接的に曝される面積が大きくなり、液状ガスケット３６の硬化速度を向上させることができる。したがって、メンテナンス終了後、短時間で減速機１の運転を行うことができるという利点がある。
（４）リングギヤ２２に対して高周波熱処理を施したとすると、この高周波熱処理による局部的な体積膨張によってそのリングギヤ２２の歯底部２２ａが若干盛り上がるが、リングギヤ２２の歯底部２２ａに対応する位置に液状ガスケット溜り部３７が設けられているので、その歯底部２２ａの盛り上がりによる干渉を回避することができ、ケース本体４とカバー５の衝合面４０，３９の密着度を向上させることができる。
（５）液状ガスケット溜り部３７がボルト３０の挿入位置よりもケース本体４の径方向内側に位置するように設けられているので、ボルト３０の挿通孔４３あるいは螺子穴４４を伝った油漏れを確実に防ぐことができる。

〔第２の実施形態〕
図３には、第２の実施形態に係る減速機の要部構造説明図（ａ）および液状ガスケット溜り部の拡大図（ｂ）がそれぞれ示されている。なお、本実施形態において、前記第１の実施形態と同一または同様のものについては図に同一符号を付すに留めてその詳細な説明を省略することとする。

前記第１の実施形態においては、カバー５の所定部位を切り欠くことにより、減速機ケース６内部に開放された液状ガスケット溜り部３７を形成するようにされている。これに対して本実施形態では、図３（ａ）（ｂ）に示されるように、ケース本体４Ａとカバー５Ａの接合部３１Ａにおけるケース本体４Ａをその内径側からリングギヤ２２の歯底部２２ａに亘って切り欠いて、カバー５Ａ側の衝合面３９Ａに対し隙間ｔ_１を隔てて平行に配される平面部４５と、この平面部４５からケース本体４Ａ側の衝合面４０Ａに連続する曲面部４６とを形成することにより、第１の実施形態における液状ガスケット溜り部３７と同様の液状ガスケット溜り部３７Ａを形成するようにされている。したがって、本実施形態によっても第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

以上、本発明の減速機のシール構造について、複数の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、各実施形態に記載した構成を適宜組み合わせる等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

本発明の減速機のシール構造は、ケース本体とカバーの接合部に減速機ケースの内部に開放された液状ガスケット溜り部が設けられることにより、その接合部における衝合面変形に対する追従性や硬化速度を向上させることができるという特性を有していることから、履帯式作業車両の足回り装置に装備される減速機の用途に好適に用いることができるほか、例えば、下部走行体と上部旋回体との間に介設される旋回装置に装備される減速機の用途にも用いることができる。

本発明の第１の実施形態に係る減速機の全体構造説明図 第１の実施形態に係る減速機の要部構造説明図（ａ）および液状ガスケット溜り部の拡大図（ｂ） 第２の実施形態に係る減速機の要部構造説明図（ａ）および液状ガスケット溜り部の拡大図（ｂ） 従来の減速機の要部構造説明図（ａ）および（ａ）のＡ部拡大図（ｂ） 特許文献１に係る履帯駆動用遊星歯車減速装置の要部構造説明図

１ 減速機
３ 減速機構
４，４Ａ ケース本体
５，５Ａ カバー
６，６Ａ 減速機ケース
２２ リングギヤ（内歯車）
２２ａ 歯底部
３１，３１Ａ 接合部
３２ 凸部（ケース本体側）
３３ 凹部（カバー側）
３４ 嵌合面（ケース本体側）
３５ 嵌合面（カバー側）
３６ 液状ガスケット
３９，３９Ａ 衝合面（カバー側）
４０，４０Ａ 衝合面（ケース本体側）

Claims (1)

1. 減速機構が組み込まれるケース本体と、このケース本体の開口部を施蓋するカバーとよりなる減速機ケースを備え、前記ケース本体とカバーの接合部に液状ガスケットを介在させてシールする減速機のシール構造において、
   前記ケース本体の内周部には内歯車が形成され、この内歯車の歯底部に対応する位置における前記接合部の一部を減速機ケースの内部に開放するように切り欠いて液状ガスケットを溜めるための液状ガスケット溜り部をその接合部の全周に亘って形成することを特徴とする減速機のシール構造。

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