オイルシール及び油圧ポンプ駆動装置
【課題】ケーシングの側壁と回転軸との間に装着する際に、リップ部の先端に傷が付くのを防止することができるオイルシールを提供する。
【解決手段】円環状を成した弾性体で形成され、かつ前記弾性体の内部に気体が封入された密閉空間１１を有するシール本体１２と、シール本体１２を補強する補強環１３とを備え、シール本体１２には、密閉空間１１を形成する壁部として、ケーシング２１の側壁２１Ａに接触可能な第１壁部１２Ｄと、リップ部１７が回転軸２２に接触可能な第２壁部１２Ｅとが設けられ、密閉空間１１は、シール本体１２が側壁２１Ａと回転軸２２との間に装着されたとき、第１壁部１２Ｄが側壁２１Ａに接触して密閉空間１１の内側へ変形し、密閉空間１１内の気体圧力を高めることにより、第２壁部１２Ｅが回転軸２２に接近しリップ部１７が回転軸２２の外周面に密接する。
【解決手段】円環状を成した弾性体で形成され、かつ前記弾性体の内部に気体が封入された密閉空間１１を有するシール本体１２と、シール本体１２を補強する補強環１３とを備え、シール本体１２には、密閉空間１１を形成する壁部として、ケーシング２１の側壁２１Ａに接触可能な第１壁部１２Ｄと、リップ部１７が回転軸２２に接触可能な第２壁部１２Ｅとが設けられ、密閉空間１１は、シール本体１２が側壁２１Ａと回転軸２２との間に装着されたとき、第１壁部１２Ｄが側壁２１Ａに接触して密閉空間１１の内側へ変形し、密閉空間１１内の気体圧力を高めることにより、第２壁部１２Ｅが回転軸２２に接近しリップ部１７が回転軸２２の外周面に密接する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リップタイプのオイルシールに改良を加えたオイルシール、及びそのオイルシールを搭載した油圧ポンプ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ケーシング内にオイルが収容され、かつケーシングの側壁を貫通して回転軸が設けられた機械装置においては、ケーシング内のオイル漏れを防止するために、ケーシングの側壁と回転軸との間にオイルシールが装着されている。
【０００３】
このようなオイルシールは、一般に、円環状を成しゴム等の弾性体で形成されたシール本体と、このシール本体内に埋め込まれシール本体の形状を円環状に保持するための金属製の補強環と、シール本体がケーシングの側壁と回転軸との間に装着されたとき、シール本体内周面のリップ部を回転軸の外周面に密接させる円環状のばねとから構成された、いわゆるリップタイプのオイルシールが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、リップタイプのオイルシールを搭載した油圧ポンプ駆動装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。この油圧ポンプ駆動装置は、複数の歯車が内蔵され、原動機からの回転力を歯車を介して減速するミッションユニットと、ミッションユニットを介して伝達されてきた原動機の回転力を用いて油圧ポンプを駆動する油圧ポンプユニットとを備えており、ミッションユニット内の歯車を回転自在に支持する回転軸の両端にリップタイプのオイルシールが装着されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１６７２６６号公報
【特許文献２】特開平１１−１８９７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の技術では、ケーシングの側壁と回転軸との間にオイルシールを装着する際、オイルシールのリップ部が傷付きやすいという問題がある。すなわち、従来のオイルシールにおいては、円環状を成したリップ部の先端は、内径が回転軸の外径に等しいか又は若干小さく形成されており、オイルシールを装着する際に、リップ部の先端が回転軸の外周面に擦れて、リップ部の先端に傷が付く虞がある。リップ部の先端に傷が付いてしまうと、リップ部の耐久性が低下してシール性が弱まり、ケーシング内のオイルが漏れたり、大気中の塵埃等がケーシング内に浸入する可能性が高くなる。
【０００７】
本発明の課題は、ケーシングの側壁と回転軸との間に装着する際に、リップ部の先端に傷が付くのを防止することができるオイルシール、及び該オイルシールを搭載した油圧ポンプ駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明においては、リップ部を回転軸の外周面に押し付けるためのばねを廃止して、まったく新しい構成でリップ部を回転軸の外周面に押し付けることを可能とした点に特徴がある。
【０００９】
すなわち、本発明は、ケーシングの側壁と、該側壁を貫通して設けられ回転軸との間に装着され、前記ケーシング内のオイル漏れをシールするオイルシールであって、前記回転軸を貫通させる環状体を成し、かつ前記環状体の内部に沿って密閉空間を有し、弾性体で形成されたシール本体と、前記環状体の内部で前記密閉空間の前記側壁側のみを開放し、前記回転軸側に貫通部を有して周囲を覆うように設けられ前記シール本体を補強する補強環とを備え、前記環状体には、前記密閉空間を形成する壁部として、前記側壁に接触可能で膨出部を有する第１壁部と、前記回転軸に接触可能なリップ部を有する第２壁部とが設けられ、前記密閉空間は、前記シール本体が前記側壁と前記回転軸との間に装着されたとき、前記膨出部が前記側壁に接触して前記第１壁部を前記密閉空間の内側へ膨出変形させ、前記密閉空間内の圧力を高めることにより、前記第２壁部が前記回転軸に接近変形して前記リップ部が前記回転軸の外周面に密接することを特徴とする。
【００１０】
上記構成において、ケーシングの側壁と回転軸との間に装着する前、シール本体は、そのリップの内径が回転軸の外径よりも大きく、リップ部と回転軸の外周面との間には隙間が形成されるようになっている。そして、ケーシングの側壁と回転軸との間へのシール本体の装着時に、シール本体のリップ部が回転軸の外周面に接触しないようにしながら、シール本体をケーシングの側壁まで移動させて当該壁部に押し付ける。
【００１１】
シール本体をケーシングの側壁に押し付けると、膨出部が壁部に接触して第１壁部が密閉空間の内側へ膨出変形し、これにより、密閉空間内の体積が小さくなるので、密閉空間内の圧力が高められる。このとき、高められた圧力は、シール本体が補強環で覆われているため貫通部を介して主に第２壁部に加わり、その結果、リップ部は回転軸の外周面に向かって接近変形し適度な押圧力をもって回転軸の外周面に密接する。
【００１２】
また、本発明は、複数の歯車が内蔵され、原動機からの回転力を前記歯車を介して減速するミッションユニットと、前記ミッションユニットを介して伝達されてきた前記原動機の回転力を用いて油圧ポンプを駆動する油圧ポンプユニットとを備えた油圧ポンプ駆動装置であって、前記ミッションユニット内の前記歯車を回転自在に支持する回転軸の両端に、上記オイルシールを装着したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ケーシングの側壁と回転軸との間へオイルシールを装着する際、リップ部が回転軸の外周面に接触しないため、リップ部の先端に傷が付くのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１によるオイルシールの要部を断面で示した図である。
【図２】図１のオイルシールがケーシングの側壁と回転軸との間に装着された様子を示す図である。
【図３】ケーシングの側壁と回転軸との間にオイルシールを装着する直前の様子を示す図である。
【図４】ケーシングの側壁にオイルシールを押し込んで、オイルシールのリップ部を回転軸の外表面に接触させた様子を示す図である。
【図５】スナップリングを取り付けてオイルシールを固定した様子を示す図である。
【図６】実施例２によるオイルシールがケーシングの側壁と回転軸との間に装着された様子を示す図である。
【図７】実施例１や実施例２によるオイルシールが油圧ポンプ駆動装置に搭載された建設機械を示す図である。
【図８】油圧ポンプ駆動装置の内部構造を示す断面図である。
【図９】図８のＳＡ−ＳＡ線に沿った断面図である。
【図１０】図８のＣ部を拡大して示した斜視図である。
【図１１】図８のＤ部を拡大して示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。
【実施例】
【００１６】
《実施例１》
図１は、本発明に係るオイルシール１０の要部を断面で示した図である。このオイルシール１０は、円環状を成した弾性体（ゴム、合成樹脂等）で形成され、かつ前記弾性体の内部に気体が封入された密閉空間１１を有するシール本体１２と、シール本体１２の内部に設けられシール本体１２を補強する金属製の補強環１３とを備えている。
【００１７】
シール本体１２は、その半径方向の平面で切った横断面（以下、単に横断面という）で見ると、略コ字状を成した主要部１２Ａと、主要部１２Ａの両端部（図１において右側端部）１２Ｂ，１２Ｃ間に設けられた第１壁部１２Ｄと、主要部１２Ａの内周面側（図１において下側）に設けられた第２壁部１２Ｅとを有する。
【００１８】
補強環１３は横断面で略コ字状を成し、その略全体はシール本体１２の主要部１２Ａに埋設されている。補強環１３は、上記のように略全体が主要部１２Ａ内に埋設されているが、両端面１３Ａ，１３Ｂは露出している。そして、端面１３Ａは主要部１２Ａの端部１２Ｂの端面１２ＢＢと面一に配置され、また、端面１３Ｂは主要部１２Ａの端部１２Ｃの端面１２ＣＣと面一に配置されている。補強環１３は、円環状のシール本体１２に沿って円環状に形成されている。
【００１９】
本実施例では、主要部１２Ａの内側に空間１４が形成され、この空間１４の一側（図１において右側）に前記第１壁部１２Ｄが設けられている。第１壁部１２Ｄは、上部が主要部１２Ａの端部１２Ｂに、下部が主要部１２Ａの端部１２Ｃにそれぞれ接続された膜部材１５から成っている。そして、膜部材１５の上下方向中央部には断面円形の膨出部１５Ａが設けられている。膨出部１５Ａは、矢印Ａ１方向の力が作用すると、矢印Ａ２方向に移動可能である。
【００２０】
主要部１２Ａには、前記第２壁部１２Ｅと補強環１３（補強環１３のうち主要部１２Ａの端部１２Ｃ側の部分）との間には微小空間１６が形成されている。また、第２壁部１２Ｅには、その略中央に、円環状を成しシール本体１２の中心軸に向けて突出した横断面三角形状のリップ部１７が設けられている。
【００２１】
そして、主要部１２Ａのうち端部１２Ｃ側の部分には貫通孔１８が、補強環１３には貫通孔１９がそれぞれ形成され、空間１４と微小空間１６は貫通孔１８，１９を介して互いに連通されている。つまり、ここでは、空間１４、微小空間１６、及び貫通孔１８，１９は密閉空間１１となっており、この密閉空間１１は、主要部１２Ａ、第１壁部１２Ｄ、及び第２壁部１２Ｅによって形成されている。なお、貫通孔１８，１９はシール本体１２の周方向に沿って複数個設けられている。
【００２２】
なお、第１壁部１２Ｄや第２壁部１２Ｅは主要部１２Ａに一体的に設けられており、これら主要部１２Ａ、第１壁部１２Ｄ、及び第２壁部１２Ｅでシール本体１２が構成されている。
【００２３】
また、密閉空間１１の内部には空気（又は窒素ガス）が封入され、密閉空間１１内部の圧力は所定の圧力に調整されている。この所定の圧力は、図１のように、第１壁部１２Ｄが凸状に、つまり膨出部１５Ａが外方（図の右側）へ膨出した状態で静止し、かつ第２壁部１２Ｅが水平を維持する大きさに設定されている。
【００２４】
図２はオイルシール１０がケーシング２１の側壁２１Ａと回転軸２２との間に装着された様子を示す図である。この場合は、オイルシール１０の内側に回転軸２２が挿通されるとともに、シール本体１２の第１壁部１２Ｄがケーシング２１の側壁２１Ａに押し当てられる。第１壁部１２Ｄは、ケーシング２１の側壁２１Ａに押し当てられると、図に示すように変形する。つまり、膨出部１５Ａが空間１４内側に押し込まれて（膨出変形して）、第１壁部１２Ｄの全体は凹状に変形する。
【００２５】
第１壁部１２Ｄの全体が凹状に変形すると、空間１４内の体積が小さくなるので、空間１４内の圧力が高くなり、その圧力は貫通孔１８，１９を介して微小空間１６へ伝達され、微小空間１６内の圧力も高くなる。そして、第２壁部１２Ｅは、図に示すように、中央部が回転軸２２へ接近するように変形し、リップ部１７の先端が回転軸２２の外周面に適度な押圧力で接触する。これにより、回転軸２２の回転中にケーシング２１の内部をシールすることが可能となる。
【００２６】
ここで、オイルシール１０を、ケーシング２１の側壁２１Ａと回転軸２２との間に装着する際の手順を、図３〜図５を用いて詳細に説明する。
【００２７】
先ず、ケーシング２１の側壁２１Ａと回転軸２２との間に装着されていない状態では、オイルシール１０の第２壁部１２Ｅに設けられたリップ部１７の内径は、回転軸２２の外径よりも僅かに大きく設定されており、図３に示すように、リップ部１７の先端と回転軸２２の外周面との間には隙間Ｇが形成されている。このため、リップ部１７の先端を回転軸２２の外周面に接触させることなく、オイルシール１０を矢印Ｂのように回転軸２２に沿って移動させることができる。
【００２８】
次に、オイルシール１０を回転軸２２に沿って移動させて、図４に示すように、ケーシング２１に形成された装着孔２１Ｂ（図３も参照）内に当該オイルシール１０を挿入する。そして、オイルシール１０の第１壁部１２Ｄがケーシング２１の側壁２１Ａに当接したら、オイルシール１０全体を装着孔２１Ｂの最奥部にある側壁２１Ａに押し付ける。オイルシール１０を側壁２１Ａに押し付けると、シール本体１２の膜部材１５中央の膨出部１５Ａが側壁２１Ａにぶつかって、膨出部１５Ａが空間１４内側へ押し込まれる。すなわち、第１壁部１２Ｄが、二点鎖線の位置から実線のように空間１４の内側へ凹状に変形する。これにより、空間１４内の体積が小さくなるので、空間１４内の圧力が高められ、その高められた圧力は貫通孔１８，１９を介して微小空間１６へ伝達される。微小空間１６へ伝達された圧力は第２壁部１２Ｅに作用して、第２壁部１２Ｅは、二点鎖線の位置から実線で示した位置に変形する。その結果、第２壁部１２Ｅ中央のリップ部１７は回転軸２２の外表面に接近し、リップ部１７の先端が回転軸２２の外周面に密接する。
【００２９】
そして最後に、図５に示すように、ケーシング２１に形成された溝部２３（図３、図４も参照）にスナップリング２４を嵌め込んで、オイルシール１０を固定する。
【００３０】
本実施例によれば、ケーシング２１の側壁２１Ａと回転軸２２間へオイルシール１０を装着したとき、第２壁部１２Ｅのリップ部１７の先端が回転軸２２の外周面に適度な押圧力で接触するので、ケーシング２１内のオイルが外部へ流出する（漏れる）のを防ぐことができ、また、外部（大気中）の塵埃等がケーシング２１の内部へ流入するのを防ぐこともできる。
【００３１】
また、本実施例によれば、ケーシング２１の側壁２１Ａと回転軸２２との間に装着する前は、リップ部１７の先端と回転軸２２の外周面との間には隙間Ｇが形成されているので、側壁２１Ａと回転軸２２との間へのオイルシール１０の装着時に、リップ部２１Ａを回転軸２２の外周面に接触させずに挿入することができる。その結果、リップ部１７に傷が付くのを防止することが可能となる。
【００３２】
さらに、本実施例によれば、補強環１３の両端面１３Ａ，１３Ｂがシール本体１２から露出しているので、ケーシング２１の側壁２１Ａと回転軸２２間へのオイルシール１０の装着時にオイルシール１０を側壁２１Ａに押し付けると、図２に示したように、金属製の補強環１３の両端面１３Ａ，１３Ｂが金属製のケーシング２１の側壁２１Ａに直接当接（つまり、弾性体を介することなく当接）し、オイルシールの位置決めを容易に行うことができる。
【００３３】
なお、第１壁部１２Ｅの面積は第２壁部１２Ｄの面積よりも小さく設定されているので、第１壁部１２Ｄの変位は小さくても、第２壁部１２Ｅの変位は大きくなって、回転軸２２の外周面に対するリップ部１７の適度な接触力を容易に得ることができる。
【００３４】
また、一般に、空間１４、微小空間１６、及び貫通孔１８，１９から成る密閉空間１１には空気が封入されているが、空気中に水蒸気が含まれていると、温度によって空気の体積膨張率が相違しているため、密閉空間１１内の圧力を一定に維持することが難しくなって、リップ部１７の先端を回転軸２２の外周面に適度な押圧力で接触させることができない。
【００３５】
このような場合、密閉空間１１内に窒素ガスを封入する。純粋な窒素ガスは水蒸気を含んでおらず、温度によって体積膨張率が変化することはない。その結果、リップ部１７の先端を回転軸２２の外周面に常に適度な押圧力で接触させることができる。また、密閉空間１１内には油等の液体を封入してもよい。
【００３６】
《実施例２》
図６は実施例２を示している。実施例１はシングルリップ型のオイルシールの一例であったが、本実施例ではダブルリップ型のオイルシールの例である。すなわち、本実施例のオイルシール１０’においては、第２壁部１２Ｅの内側中央部に仕切り壁１２Ｆが設けられ、この仕切り壁１２Ｆの先端は補強環１３に繋がっており、また仕切り壁１２Ｆの両側には微小空間２７，２８がそれぞれ形成されている。
【００３７】
シール本体１２の主要部１２Ａには貫通孔２９が、補強環１３には貫通孔３０がそれぞれ形成され、主要部１２Ａ内の空間１４は貫通孔２９，３０を介して微小空間２７に連通している。また、シール本体１２の主要部１２Ａには貫通孔３１が、補強環１３には貫通孔３２がそれぞれ形成され、主要部１２Ａ内の空間１４は貫通孔３１，３２を介して微小空間２８に連通している。
【００３８】
本実施例のオイルシール１０’においても、回転軸２２とケーシング２１の側壁２１Ａとの間に装着していない状態では、リップ部２５の先端と回転軸２２の外周面との間、及びリップ部２６の先端と回転軸２２の外周面との間には隙間が形成されるように構成されている。他の構成は実施例１の場合と同様である。
【００３９】
上記構成において、オイルシール１０’を回転軸２２に沿って移動させて、オイルシール１０’の第１壁部１２Ｄをケーシング２１の側壁２１Ａに押し付けると、シール本体１２の膜部材１５中央の膨出部１５Ａが側壁２１Ａにぶつかって、膨出部１５Ａが空間１４内側へ押し込まれる。すなわち、第１壁部１２Ｄが空間１４の内側へ凹状に変形する。これにより、空間１４内の体積が小さくなるので、空間１４内の圧力が高められ、その高められた圧力は、貫通孔２９，３０を介して微小空間２７へ伝達されるとともに、貫通孔３１，３２を介して微小空間２８へ伝達される。
【００４０】
微小空間２７へ伝達された圧力は、第２壁部１２Ｅに作用してリップ部２５を回転軸２２の外表面に接近させて、リップ部２５の先端を回転軸２２の外周面に密接させるとともに、微小空間２８へ伝達された圧力は、同様に第２壁部１２Ｅに作用してリップ部２６を回転軸２２の外表面に接近させて、リップ部２６の先端を回転軸２２の外周面に密接させる。
【００４１】
本実施例によれば、第２壁部１２Ｅに２つのリップ部２５，２６が設けられているので、ケーシング２１内のシール性をより一層向上させることが可能となる。
【００４２】
《実施例３》
次に、実施例１のオイルシール１０及び実施例２のオイルシール１０’を、建設機械における油圧ポンプ駆動装置に搭載した一例について説明する。
【００４３】
図７は建設機械４０の側面を示している。図７において、４１は下部走行体、４２は下部走行体４１上に旋回可能に設けられた上部旋回体を示し、上部旋回体４２は、骨組構造を成す旋回フレーム４３と、該旋回フレーム４３上に搭載された運転室４４、機械室４５及びカウンタウエイト４６等から大略構成されている。また、上部旋回体４２の前側には土砂の掘削作業等を行う作業装置４７が俯仰動可能に取付けられている。
【００４４】
機械室４５には、図８及び図９に示すような油圧ポンプ駆動装置５０が搭載されている。図８は油圧ポンプ駆動装置５０の縦断面図であり、図９は図８のＳＡ−ＳＡ線に沿った断面図である。
【００４５】
この油圧ポンプ駆動装置５０には、一側（図の右側）に図示していないエンジンの回転力で回転駆動される入力軸５１が設けられている。油圧ポンプ駆動装置５０は、ミッションケーシング５２内に駆動歯車５３、従動歯車５４等が内蔵されるとともにミッションオイルＯＬが封入されたミッションユニット５５と、該ミッションユニット５５に取付けられた油圧ポンプユニット５６とからなり、該油圧ポンプユニット５６はポンプケーシング５７内に設けられたシリンダブロック５８、各シリンダ５９、各ピストン６０及び弁板６１等から構成された斜軸式油圧ポンプである。そして、油圧ポンプユニット５６は、エンジンの動力がミッションユニット５５等を介して伝達されることにより駆動し、作動油を吐出して、図７の下部走行体４１の走行、上部旋回体４２の旋回または作業装置４７の作動等を行う。
【００４６】
ミッションケーシング５２は一側（エンジン側）の側壁５２Ａと、該側壁５２Ａに平行に設けられた他側（油圧ポンプユニット５６側）の側壁５２Ｂと、これら各側壁５２Ａ，５２Ｂの間で外周を覆う周壁部５２Ｃとから箱状に形成されている。
【００４７】
そして、ミッションケーシング５２の側壁５２Ａには、油圧ポンプユニット５６と対向する位置に駆動側ボス部６２が形成され、この駆動側ボス部６２には入力軸５１が挿通される挿通孔６３が穿設されている。また、ミッションケーシング５２の側壁５２Ｂには、前記挿通孔６３と対向する位置に油圧ポンプ取付孔６４が形成され、油圧ポンプ取付孔６４には油圧ポンプユニット５６の隔壁６５が取付けられている。
【００４８】
また、側壁５２Ａには、パイロットポンプ６６（図９参照）と対向する位置に第１従動側ボス部６７が突設されるとともに、側壁５２Ｂには従動側ボス部６７と対向するように第２従動側ボス部６８が突設されている。そして、第１、第２従動側ボス部６７，６８には従動軸６９が軸受７０，７０を介して支持されている。さらに、第２従動側ボス部６８にはパイロットポンプ６６の取付部６６Ａが取付けられたパイロットポンプ取付孔７１が形成されている。
【００４９】
さらにまた、ミッションケーシング５２内には、上述したようにミッションオイルＯＬが封入されており、駆動歯車５３及び従動歯車５４が回転することにより、ミッションオイルＯＬをミッションケーシング５２内に飛散させ、駆動歯車５３と入力軸５１とのスプライン結合部、従動歯車５４と従動軸６９とのスプライン結合部等にミッションオイルＯＬを供給し、各所の潤滑性を保持するようにしている。
【００５０】
ミッションケーシング５２の側壁５２Ａと入力軸５１の外周面との間には、ミッションケーシング５２内をシールするオイルシール１０’が装着されている。入力軸５１は、上述したように一側（右側）が図示していないエンジンに接続され、他側（左側）は油圧ポンプユニット５６の駆動軸７２に接続されている。そして、油圧ポンプユニット５６の隔壁６５と駆動軸７２の外周面との間にはオイルシール１０が装着されている。
【００５１】
また、入力軸５１の外周側には、ミッションケーシング５２内に位置してスプライン部５１Ａが形成され、このスプライン部５１Ａには駆動歯車５３が取付けられている。そして、図示していないエンジンを駆動すると、入力軸５１が回転し、これに伴って駆動歯車５３が回転するとともに油圧ポンプユニット５６の駆動軸７２も一体的に回転し、油圧ポンプユニット５６が駆動されるようになる。
【００５２】
駆動歯車５３、及び駆動歯車５３に噛み合う従動歯車５４は共に平歯車から成り、図示していないエンジンによって入力軸５１が回転駆動されると、この回転に伴って駆動歯車５３及び従動歯車５４は回転する。従動歯車５４には、パイロットポンプ６６の入力軸６６Ｂが結合され、従動歯車５４が回転すると、パイロットポンプ６６が回転駆動される。
【００５３】
次に、ポンプケーシング５７は略円筒状に形成され、一端側がミッションケーシング５２の油圧ポンプ取付孔６４に装着されたケーシング本体７３と、このケーシング本体７３の他端側を閉塞すべく、ケーシング本体７３の他端側に固着されたヘッドケーシング７４とから構成されている。
【００５４】
ここで、ケーシング本体７３の一端側はミッションケーシング５２の油圧ポンプ取付孔６４を閉塞するとともに、ミッションケーシング５２内とポンプケーシング５７内とを隔絶する隔壁６５となっている。また、隔壁６５には、ミッションケーシング５２内に突出する軸支持用ボス部７５が形成され、この軸支持用ボス部７５には駆動軸７２が挿通される挿通孔７６が穿設されている。
【００５５】
駆動軸７２はポンプケーシング５７内に軸受７７，７７を介して回転可能に支持されている。駆動軸７２の一端側は、軸支持用ボス部７５の挿通孔７６内にオイルシール１０を介して支持され、また駆動軸７２の他端側には円板状のドライブディスク７８が一体的に設けられている。
【００５６】
シリンダブロック５８は、駆動軸７２と一体的に回転するようにポンプケーシング５７内に回転可能に設けられ、該シリンダブロック５８にはその軸方向に複数のシリンダ５９が穿設されている。各シリンダ５９内に摺動可能に設けられたピストン６０は、その一端側にコネクティングロット７９が設けられ、このコネクティングロット７９の先端には球形部７９Ａが形成されている。球形部７９Ａはドライブディスク７８に揺動自在に支持されている。
【００５７】
シリンダブロック５８の他側に設けられた弁板６１は、その一側面がシリンダブロック５８に摺接し、他側面がヘッドケーシング７４に固着されている。また、弁板６１の中心にはセンタシャフト８１の基端部が挿入された貫通孔６１Ａが穿設されている。さらに、弁板６１にはシリンダブロック５８の回転により各シリンダ５９と間欠的に連通する給排ポート６１Ｂ，６１Ｃが穿設され、これら給排ポート６１Ｂ，６１Ｃはヘッドケーシング７４に形成された給排通路８２，８３と連通するようになっている。
【００５８】
センタシャフト８１は、ドライブディスク７８と弁板６１との間でシリンダブロック５８を回転可能に支持している。このセンタシャフト８１はその先端側に球形部８１Ａが形成され、球形部８１Ａはドライブディスク７８の中心位置に揺動自在に支持されている。
【００５９】
上記構成の油圧ポンプ駆動装置５０において、図示していないエンジンを駆動すると、入力軸５１が回転し、さらに入力軸５１に一体的に駆動軸７２が回転して、油圧ポンプユニット５６が駆動する。
【００６０】
すなわち、駆動軸７２の回転により、シリンダブロック５８が回転して、各シリンダ５９内で各ピストン６０が往復運動を繰返す。これにより、作動油が給排通路８２（８３）から給排ポート６１Ｂ（６１Ｃ）を介して各シリンダ５９内に吸入され、各シリンダ５９内で加圧された後、給排ポート６１Ｃ（６１Ｂ）を介して給排通路８２（８３）から吐出される。そして、この加圧された作動油により、図７に示した下部走行体４１の走行、及び上部旋回体４２の旋回または作業装置４７の作動等を制御する。
【００６１】
一方、入力軸５１の回転は、駆動歯車５３，従動歯車５４及び従動軸６９を介してパイロットポンプ６６の入力軸６６Ｂに伝達され、パイロットポンプ６６も油圧ポンプユニット５６と同時に駆動するようになる。
【００６２】
また、上述したように油圧ポンプユニット５６及びパイロットポンプ６６の駆動しているときには、ミッションケーシング５２内において、駆動歯車５３及び従動歯車５４の回転により、ミッションケーシング５２内に封入されたミッションオイルＯＬが掻き揚げられ、ミッションケーシング５２内に飛散する。このようにして、駆動歯車５３と入力軸５１とのスプライン結合部、従動歯車５４と従動軸６９とのスプライン結合部、及び油圧ポンプユニット５６の駆動軸７２とオイルシール１０との摺動部等にミッションオイルＯＬを供給し、各所の潤滑性を保持して摩擦接触による焼付き等を防止することが可能となる。
【００６３】
図１０は、図８のＣ部の拡大して示した斜視図である。油圧ポンプユニット５６における隔壁６５の軸支持用ボス部７５と駆動軸７２の外周面との間に、オイルシール１０が装着されている。
【００６４】
オイルシール１０は、軸支持用ボス部７５と駆動軸７２の外周面との間に装着されていない状態では、図３で説明したように、第２壁部１２Ｅのリップ部１７の先端と、回転軸である駆動軸７２の外周面との間に隙間Ｇ（図３参照）が形成されている。
【００６５】
次に、オイルシール１０を挿通孔７６に挿入するとともに駆動軸７２に沿って移動させて、隔壁６５の一部である側壁６５Ａに押し付ける。すると、図４でも説明したように、オイルシール１０の第１壁部１２Ｄは図１０のように凹状に変形し、密閉空間１１内の圧力が高まるので、その圧力は第２壁部１２Ｅに作用し、第２壁部１２Ｅのリップ部１７が駆動軸７２に向かって変位して、リップ部１７の先端が駆動軸７２の外周面に適度な押圧力をもって接触する。そして最後に、スナップリング２４を挿通孔７６内の溝部７６Ａに取り付けることによって、オイルシール１０は固定される。
【００６６】
これにより、ミッションユニット５５内のミッションオイルＯＬが油圧ポンプユニット５６内に流入するのを防ぐことができるとともに、油圧ポンプユニット５６内の作動油がミッションユニット５５内に流入するのを防ぐことができる。
【００６７】
図１１は図８のＤ部を拡大して示した斜視図である。ミッションユニット５５の側壁５２Ａに設けられた駆動側ボス部６２と入力軸５１の外周面との間に、オイルシール１０’が装着されている。
【００６８】
オイルシール１０’は、駆動側ボス部６２と入力軸５１の外周面との間に装着されていない状態では、上記と同様に、第２壁部１２Ｅのリップ部２５，２６の先端と、回転軸である入力軸５１の外周面との間に隙間が形成されている。
【００６９】
次に、オイルシール１０’を挿通孔６３に挿入するとともに入力軸５１に沿って移動させて、駆動側ボス部６２の一部に形成された側壁６２Ａに押し付ける。すると、オイルシール１０’の第１壁部１２Ｄは図１１のように凹状に変形し、密閉空間１１内の圧力が高まるので、その圧力は第２壁部１２Ｅに作用し、第２壁部１２Ｅのリップ部２５，２６が入力軸５１に向かって変位して、リップ部２５，２６の各先端が入力軸５１の外周面に適度な押圧力をもって接触する。そして最後に、スナップリング２４を挿通孔６３内の溝部６３Ａに取り付けることによって、オイルシール１０’は固定される。
【００７０】
これにより、ミッションユニット５５内のミッションオイルＯＬが外部（大気中）に流出するのを防ぐことができるとともに、外部（大気中）の塵埃等がミッションユニット５５内に流入するのを防ぐことができる。
【００７１】
以上、本発明の実施例を図面により詳述してきたが、上記各実施例は本発明の例示にしか過ぎないものであり、本発明は上記各実施例の構成にのみ限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、本発明に含まれることは勿論である。
【００７２】
例えば、上記各実施例では、第１壁部１２Ｄの上下方向中央部の膨出部１５Ａが断面円形であったが、これに限定されず、膨出部１５Ａは断面楕円形や断面菱形であっても良い。
【００７３】
また、本発明に係るオイルシール１０，１０’は油圧ポンプ駆動装置に限らず、他の駆動装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１０，１０’ オイルシール
１１ 密閉空間
１２ シール本体
１２Ａ 主要部
１２Ｂ，１２Ｃ 端部
１２ＢＢ，１２ＣＣ 端面
１２Ｄ 第１壁部
１２Ｅ 第２壁部
１２Ｆ 仕切り壁
１３ 補強環
１３Ａ，１３Ｂ 端面
１４ 空間
１５ 膜部材
１５Ａ 膨出部
１６ 微小空間
１７ リップ部
１８，１９ 貫通孔
２１ ケーシング
２１Ａ 側壁
２２ 回転軸
２３ 溝部
２４ スナップリング
２５，２６ リップ部
２７，２８ 微小空間
２９，３０，３１，３２ 貫通孔
５１ 入力軸（回転軸）
６２Ａ，６５Ａ 側壁
６３，７６ 挿通孔
７２ 駆動軸（回転軸）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リップタイプのオイルシールに改良を加えたオイルシール、及びそのオイルシールを搭載した油圧ポンプ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ケーシング内にオイルが収容され、かつケーシングの側壁を貫通して回転軸が設けられた機械装置においては、ケーシング内のオイル漏れを防止するために、ケーシングの側壁と回転軸との間にオイルシールが装着されている。
【０００３】
このようなオイルシールは、一般に、円環状を成しゴム等の弾性体で形成されたシール本体と、このシール本体内に埋め込まれシール本体の形状を円環状に保持するための金属製の補強環と、シール本体がケーシングの側壁と回転軸との間に装着されたとき、シール本体内周面のリップ部を回転軸の外周面に密接させる円環状のばねとから構成された、いわゆるリップタイプのオイルシールが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、リップタイプのオイルシールを搭載した油圧ポンプ駆動装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。この油圧ポンプ駆動装置は、複数の歯車が内蔵され、原動機からの回転力を歯車を介して減速するミッションユニットと、ミッションユニットを介して伝達されてきた原動機の回転力を用いて油圧ポンプを駆動する油圧ポンプユニットとを備えており、ミッションユニット内の歯車を回転自在に支持する回転軸の両端にリップタイプのオイルシールが装着されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１６７２６６号公報
【特許文献２】特開平１１−１８９７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の技術では、ケーシングの側壁と回転軸との間にオイルシールを装着する際、オイルシールのリップ部が傷付きやすいという問題がある。すなわち、従来のオイルシールにおいては、円環状を成したリップ部の先端は、内径が回転軸の外径に等しいか又は若干小さく形成されており、オイルシールを装着する際に、リップ部の先端が回転軸の外周面に擦れて、リップ部の先端に傷が付く虞がある。リップ部の先端に傷が付いてしまうと、リップ部の耐久性が低下してシール性が弱まり、ケーシング内のオイルが漏れたり、大気中の塵埃等がケーシング内に浸入する可能性が高くなる。
【０００７】
本発明の課題は、ケーシングの側壁と回転軸との間に装着する際に、リップ部の先端に傷が付くのを防止することができるオイルシール、及び該オイルシールを搭載した油圧ポンプ駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明においては、リップ部を回転軸の外周面に押し付けるためのばねを廃止して、まったく新しい構成でリップ部を回転軸の外周面に押し付けることを可能とした点に特徴がある。
【０００９】
すなわち、本発明は、ケーシングの側壁と、該側壁を貫通して設けられ回転軸との間に装着され、前記ケーシング内のオイル漏れをシールするオイルシールであって、前記回転軸を貫通させる環状体を成し、かつ前記環状体の内部に沿って密閉空間を有し、弾性体で形成されたシール本体と、前記環状体の内部で前記密閉空間の前記側壁側のみを開放し、前記回転軸側に貫通部を有して周囲を覆うように設けられ前記シール本体を補強する補強環とを備え、前記環状体には、前記密閉空間を形成する壁部として、前記側壁に接触可能で膨出部を有する第１壁部と、前記回転軸に接触可能なリップ部を有する第２壁部とが設けられ、前記密閉空間は、前記シール本体が前記側壁と前記回転軸との間に装着されたとき、前記膨出部が前記側壁に接触して前記第１壁部を前記密閉空間の内側へ膨出変形させ、前記密閉空間内の圧力を高めることにより、前記第２壁部が前記回転軸に接近変形して前記リップ部が前記回転軸の外周面に密接することを特徴とする。
【００１０】
上記構成において、ケーシングの側壁と回転軸との間に装着する前、シール本体は、そのリップの内径が回転軸の外径よりも大きく、リップ部と回転軸の外周面との間には隙間が形成されるようになっている。そして、ケーシングの側壁と回転軸との間へのシール本体の装着時に、シール本体のリップ部が回転軸の外周面に接触しないようにしながら、シール本体をケーシングの側壁まで移動させて当該壁部に押し付ける。
【００１１】
シール本体をケーシングの側壁に押し付けると、膨出部が壁部に接触して第１壁部が密閉空間の内側へ膨出変形し、これにより、密閉空間内の体積が小さくなるので、密閉空間内の圧力が高められる。このとき、高められた圧力は、シール本体が補強環で覆われているため貫通部を介して主に第２壁部に加わり、その結果、リップ部は回転軸の外周面に向かって接近変形し適度な押圧力をもって回転軸の外周面に密接する。
【００１２】
また、本発明は、複数の歯車が内蔵され、原動機からの回転力を前記歯車を介して減速するミッションユニットと、前記ミッションユニットを介して伝達されてきた前記原動機の回転力を用いて油圧ポンプを駆動する油圧ポンプユニットとを備えた油圧ポンプ駆動装置であって、前記ミッションユニット内の前記歯車を回転自在に支持する回転軸の両端に、上記オイルシールを装着したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ケーシングの側壁と回転軸との間へオイルシールを装着する際、リップ部が回転軸の外周面に接触しないため、リップ部の先端に傷が付くのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１によるオイルシールの要部を断面で示した図である。
【図２】図１のオイルシールがケーシングの側壁と回転軸との間に装着された様子を示す図である。
【図３】ケーシングの側壁と回転軸との間にオイルシールを装着する直前の様子を示す図である。
【図４】ケーシングの側壁にオイルシールを押し込んで、オイルシールのリップ部を回転軸の外表面に接触させた様子を示す図である。
【図５】スナップリングを取り付けてオイルシールを固定した様子を示す図である。
【図６】実施例２によるオイルシールがケーシングの側壁と回転軸との間に装着された様子を示す図である。
【図７】実施例１や実施例２によるオイルシールが油圧ポンプ駆動装置に搭載された建設機械を示す図である。
【図８】油圧ポンプ駆動装置の内部構造を示す断面図である。
【図９】図８のＳＡ−ＳＡ線に沿った断面図である。
【図１０】図８のＣ部を拡大して示した斜視図である。
【図１１】図８のＤ部を拡大して示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。
【実施例】
【００１６】
《実施例１》
図１は、本発明に係るオイルシール１０の要部を断面で示した図である。このオイルシール１０は、円環状を成した弾性体（ゴム、合成樹脂等）で形成され、かつ前記弾性体の内部に気体が封入された密閉空間１１を有するシール本体１２と、シール本体１２の内部に設けられシール本体１２を補強する金属製の補強環１３とを備えている。
【００１７】
シール本体１２は、その半径方向の平面で切った横断面（以下、単に横断面という）で見ると、略コ字状を成した主要部１２Ａと、主要部１２Ａの両端部（図１において右側端部）１２Ｂ，１２Ｃ間に設けられた第１壁部１２Ｄと、主要部１２Ａの内周面側（図１において下側）に設けられた第２壁部１２Ｅとを有する。
【００１８】
補強環１３は横断面で略コ字状を成し、その略全体はシール本体１２の主要部１２Ａに埋設されている。補強環１３は、上記のように略全体が主要部１２Ａ内に埋設されているが、両端面１３Ａ，１３Ｂは露出している。そして、端面１３Ａは主要部１２Ａの端部１２Ｂの端面１２ＢＢと面一に配置され、また、端面１３Ｂは主要部１２Ａの端部１２Ｃの端面１２ＣＣと面一に配置されている。補強環１３は、円環状のシール本体１２に沿って円環状に形成されている。
【００１９】
本実施例では、主要部１２Ａの内側に空間１４が形成され、この空間１４の一側（図１において右側）に前記第１壁部１２Ｄが設けられている。第１壁部１２Ｄは、上部が主要部１２Ａの端部１２Ｂに、下部が主要部１２Ａの端部１２Ｃにそれぞれ接続された膜部材１５から成っている。そして、膜部材１５の上下方向中央部には断面円形の膨出部１５Ａが設けられている。膨出部１５Ａは、矢印Ａ１方向の力が作用すると、矢印Ａ２方向に移動可能である。
【００２０】
主要部１２Ａには、前記第２壁部１２Ｅと補強環１３（補強環１３のうち主要部１２Ａの端部１２Ｃ側の部分）との間には微小空間１６が形成されている。また、第２壁部１２Ｅには、その略中央に、円環状を成しシール本体１２の中心軸に向けて突出した横断面三角形状のリップ部１７が設けられている。
【００２１】
そして、主要部１２Ａのうち端部１２Ｃ側の部分には貫通孔１８が、補強環１３には貫通孔１９がそれぞれ形成され、空間１４と微小空間１６は貫通孔１８，１９を介して互いに連通されている。つまり、ここでは、空間１４、微小空間１６、及び貫通孔１８，１９は密閉空間１１となっており、この密閉空間１１は、主要部１２Ａ、第１壁部１２Ｄ、及び第２壁部１２Ｅによって形成されている。なお、貫通孔１８，１９はシール本体１２の周方向に沿って複数個設けられている。
【００２２】
なお、第１壁部１２Ｄや第２壁部１２Ｅは主要部１２Ａに一体的に設けられており、これら主要部１２Ａ、第１壁部１２Ｄ、及び第２壁部１２Ｅでシール本体１２が構成されている。
【００２３】
また、密閉空間１１の内部には空気（又は窒素ガス）が封入され、密閉空間１１内部の圧力は所定の圧力に調整されている。この所定の圧力は、図１のように、第１壁部１２Ｄが凸状に、つまり膨出部１５Ａが外方（図の右側）へ膨出した状態で静止し、かつ第２壁部１２Ｅが水平を維持する大きさに設定されている。
【００２４】
図２はオイルシール１０がケーシング２１の側壁２１Ａと回転軸２２との間に装着された様子を示す図である。この場合は、オイルシール１０の内側に回転軸２２が挿通されるとともに、シール本体１２の第１壁部１２Ｄがケーシング２１の側壁２１Ａに押し当てられる。第１壁部１２Ｄは、ケーシング２１の側壁２１Ａに押し当てられると、図に示すように変形する。つまり、膨出部１５Ａが空間１４内側に押し込まれて（膨出変形して）、第１壁部１２Ｄの全体は凹状に変形する。
【００２５】
第１壁部１２Ｄの全体が凹状に変形すると、空間１４内の体積が小さくなるので、空間１４内の圧力が高くなり、その圧力は貫通孔１８，１９を介して微小空間１６へ伝達され、微小空間１６内の圧力も高くなる。そして、第２壁部１２Ｅは、図に示すように、中央部が回転軸２２へ接近するように変形し、リップ部１７の先端が回転軸２２の外周面に適度な押圧力で接触する。これにより、回転軸２２の回転中にケーシング２１の内部をシールすることが可能となる。
【００２６】
ここで、オイルシール１０を、ケーシング２１の側壁２１Ａと回転軸２２との間に装着する際の手順を、図３〜図５を用いて詳細に説明する。
【００２７】
先ず、ケーシング２１の側壁２１Ａと回転軸２２との間に装着されていない状態では、オイルシール１０の第２壁部１２Ｅに設けられたリップ部１７の内径は、回転軸２２の外径よりも僅かに大きく設定されており、図３に示すように、リップ部１７の先端と回転軸２２の外周面との間には隙間Ｇが形成されている。このため、リップ部１７の先端を回転軸２２の外周面に接触させることなく、オイルシール１０を矢印Ｂのように回転軸２２に沿って移動させることができる。
【００２８】
次に、オイルシール１０を回転軸２２に沿って移動させて、図４に示すように、ケーシング２１に形成された装着孔２１Ｂ（図３も参照）内に当該オイルシール１０を挿入する。そして、オイルシール１０の第１壁部１２Ｄがケーシング２１の側壁２１Ａに当接したら、オイルシール１０全体を装着孔２１Ｂの最奥部にある側壁２１Ａに押し付ける。オイルシール１０を側壁２１Ａに押し付けると、シール本体１２の膜部材１５中央の膨出部１５Ａが側壁２１Ａにぶつかって、膨出部１５Ａが空間１４内側へ押し込まれる。すなわち、第１壁部１２Ｄが、二点鎖線の位置から実線のように空間１４の内側へ凹状に変形する。これにより、空間１４内の体積が小さくなるので、空間１４内の圧力が高められ、その高められた圧力は貫通孔１８，１９を介して微小空間１６へ伝達される。微小空間１６へ伝達された圧力は第２壁部１２Ｅに作用して、第２壁部１２Ｅは、二点鎖線の位置から実線で示した位置に変形する。その結果、第２壁部１２Ｅ中央のリップ部１７は回転軸２２の外表面に接近し、リップ部１７の先端が回転軸２２の外周面に密接する。
【００２９】
そして最後に、図５に示すように、ケーシング２１に形成された溝部２３（図３、図４も参照）にスナップリング２４を嵌め込んで、オイルシール１０を固定する。
【００３０】
本実施例によれば、ケーシング２１の側壁２１Ａと回転軸２２間へオイルシール１０を装着したとき、第２壁部１２Ｅのリップ部１７の先端が回転軸２２の外周面に適度な押圧力で接触するので、ケーシング２１内のオイルが外部へ流出する（漏れる）のを防ぐことができ、また、外部（大気中）の塵埃等がケーシング２１の内部へ流入するのを防ぐこともできる。
【００３１】
また、本実施例によれば、ケーシング２１の側壁２１Ａと回転軸２２との間に装着する前は、リップ部１７の先端と回転軸２２の外周面との間には隙間Ｇが形成されているので、側壁２１Ａと回転軸２２との間へのオイルシール１０の装着時に、リップ部２１Ａを回転軸２２の外周面に接触させずに挿入することができる。その結果、リップ部１７に傷が付くのを防止することが可能となる。
【００３２】
さらに、本実施例によれば、補強環１３の両端面１３Ａ，１３Ｂがシール本体１２から露出しているので、ケーシング２１の側壁２１Ａと回転軸２２間へのオイルシール１０の装着時にオイルシール１０を側壁２１Ａに押し付けると、図２に示したように、金属製の補強環１３の両端面１３Ａ，１３Ｂが金属製のケーシング２１の側壁２１Ａに直接当接（つまり、弾性体を介することなく当接）し、オイルシールの位置決めを容易に行うことができる。
【００３３】
なお、第１壁部１２Ｅの面積は第２壁部１２Ｄの面積よりも小さく設定されているので、第１壁部１２Ｄの変位は小さくても、第２壁部１２Ｅの変位は大きくなって、回転軸２２の外周面に対するリップ部１７の適度な接触力を容易に得ることができる。
【００３４】
また、一般に、空間１４、微小空間１６、及び貫通孔１８，１９から成る密閉空間１１には空気が封入されているが、空気中に水蒸気が含まれていると、温度によって空気の体積膨張率が相違しているため、密閉空間１１内の圧力を一定に維持することが難しくなって、リップ部１７の先端を回転軸２２の外周面に適度な押圧力で接触させることができない。
【００３５】
このような場合、密閉空間１１内に窒素ガスを封入する。純粋な窒素ガスは水蒸気を含んでおらず、温度によって体積膨張率が変化することはない。その結果、リップ部１７の先端を回転軸２２の外周面に常に適度な押圧力で接触させることができる。また、密閉空間１１内には油等の液体を封入してもよい。
【００３６】
《実施例２》
図６は実施例２を示している。実施例１はシングルリップ型のオイルシールの一例であったが、本実施例ではダブルリップ型のオイルシールの例である。すなわち、本実施例のオイルシール１０’においては、第２壁部１２Ｅの内側中央部に仕切り壁１２Ｆが設けられ、この仕切り壁１２Ｆの先端は補強環１３に繋がっており、また仕切り壁１２Ｆの両側には微小空間２７，２８がそれぞれ形成されている。
【００３７】
シール本体１２の主要部１２Ａには貫通孔２９が、補強環１３には貫通孔３０がそれぞれ形成され、主要部１２Ａ内の空間１４は貫通孔２９，３０を介して微小空間２７に連通している。また、シール本体１２の主要部１２Ａには貫通孔３１が、補強環１３には貫通孔３２がそれぞれ形成され、主要部１２Ａ内の空間１４は貫通孔３１，３２を介して微小空間２８に連通している。
【００３８】
本実施例のオイルシール１０’においても、回転軸２２とケーシング２１の側壁２１Ａとの間に装着していない状態では、リップ部２５の先端と回転軸２２の外周面との間、及びリップ部２６の先端と回転軸２２の外周面との間には隙間が形成されるように構成されている。他の構成は実施例１の場合と同様である。
【００３９】
上記構成において、オイルシール１０’を回転軸２２に沿って移動させて、オイルシール１０’の第１壁部１２Ｄをケーシング２１の側壁２１Ａに押し付けると、シール本体１２の膜部材１５中央の膨出部１５Ａが側壁２１Ａにぶつかって、膨出部１５Ａが空間１４内側へ押し込まれる。すなわち、第１壁部１２Ｄが空間１４の内側へ凹状に変形する。これにより、空間１４内の体積が小さくなるので、空間１４内の圧力が高められ、その高められた圧力は、貫通孔２９，３０を介して微小空間２７へ伝達されるとともに、貫通孔３１，３２を介して微小空間２８へ伝達される。
【００４０】
微小空間２７へ伝達された圧力は、第２壁部１２Ｅに作用してリップ部２５を回転軸２２の外表面に接近させて、リップ部２５の先端を回転軸２２の外周面に密接させるとともに、微小空間２８へ伝達された圧力は、同様に第２壁部１２Ｅに作用してリップ部２６を回転軸２２の外表面に接近させて、リップ部２６の先端を回転軸２２の外周面に密接させる。
【００４１】
本実施例によれば、第２壁部１２Ｅに２つのリップ部２５，２６が設けられているので、ケーシング２１内のシール性をより一層向上させることが可能となる。
【００４２】
《実施例３》
次に、実施例１のオイルシール１０及び実施例２のオイルシール１０’を、建設機械における油圧ポンプ駆動装置に搭載した一例について説明する。
【００４３】
図７は建設機械４０の側面を示している。図７において、４１は下部走行体、４２は下部走行体４１上に旋回可能に設けられた上部旋回体を示し、上部旋回体４２は、骨組構造を成す旋回フレーム４３と、該旋回フレーム４３上に搭載された運転室４４、機械室４５及びカウンタウエイト４６等から大略構成されている。また、上部旋回体４２の前側には土砂の掘削作業等を行う作業装置４７が俯仰動可能に取付けられている。
【００４４】
機械室４５には、図８及び図９に示すような油圧ポンプ駆動装置５０が搭載されている。図８は油圧ポンプ駆動装置５０の縦断面図であり、図９は図８のＳＡ−ＳＡ線に沿った断面図である。
【００４５】
この油圧ポンプ駆動装置５０には、一側（図の右側）に図示していないエンジンの回転力で回転駆動される入力軸５１が設けられている。油圧ポンプ駆動装置５０は、ミッションケーシング５２内に駆動歯車５３、従動歯車５４等が内蔵されるとともにミッションオイルＯＬが封入されたミッションユニット５５と、該ミッションユニット５５に取付けられた油圧ポンプユニット５６とからなり、該油圧ポンプユニット５６はポンプケーシング５７内に設けられたシリンダブロック５８、各シリンダ５９、各ピストン６０及び弁板６１等から構成された斜軸式油圧ポンプである。そして、油圧ポンプユニット５６は、エンジンの動力がミッションユニット５５等を介して伝達されることにより駆動し、作動油を吐出して、図７の下部走行体４１の走行、上部旋回体４２の旋回または作業装置４７の作動等を行う。
【００４６】
ミッションケーシング５２は一側（エンジン側）の側壁５２Ａと、該側壁５２Ａに平行に設けられた他側（油圧ポンプユニット５６側）の側壁５２Ｂと、これら各側壁５２Ａ，５２Ｂの間で外周を覆う周壁部５２Ｃとから箱状に形成されている。
【００４７】
そして、ミッションケーシング５２の側壁５２Ａには、油圧ポンプユニット５６と対向する位置に駆動側ボス部６２が形成され、この駆動側ボス部６２には入力軸５１が挿通される挿通孔６３が穿設されている。また、ミッションケーシング５２の側壁５２Ｂには、前記挿通孔６３と対向する位置に油圧ポンプ取付孔６４が形成され、油圧ポンプ取付孔６４には油圧ポンプユニット５６の隔壁６５が取付けられている。
【００４８】
また、側壁５２Ａには、パイロットポンプ６６（図９参照）と対向する位置に第１従動側ボス部６７が突設されるとともに、側壁５２Ｂには従動側ボス部６７と対向するように第２従動側ボス部６８が突設されている。そして、第１、第２従動側ボス部６７，６８には従動軸６９が軸受７０，７０を介して支持されている。さらに、第２従動側ボス部６８にはパイロットポンプ６６の取付部６６Ａが取付けられたパイロットポンプ取付孔７１が形成されている。
【００４９】
さらにまた、ミッションケーシング５２内には、上述したようにミッションオイルＯＬが封入されており、駆動歯車５３及び従動歯車５４が回転することにより、ミッションオイルＯＬをミッションケーシング５２内に飛散させ、駆動歯車５３と入力軸５１とのスプライン結合部、従動歯車５４と従動軸６９とのスプライン結合部等にミッションオイルＯＬを供給し、各所の潤滑性を保持するようにしている。
【００５０】
ミッションケーシング５２の側壁５２Ａと入力軸５１の外周面との間には、ミッションケーシング５２内をシールするオイルシール１０’が装着されている。入力軸５１は、上述したように一側（右側）が図示していないエンジンに接続され、他側（左側）は油圧ポンプユニット５６の駆動軸７２に接続されている。そして、油圧ポンプユニット５６の隔壁６５と駆動軸７２の外周面との間にはオイルシール１０が装着されている。
【００５１】
また、入力軸５１の外周側には、ミッションケーシング５２内に位置してスプライン部５１Ａが形成され、このスプライン部５１Ａには駆動歯車５３が取付けられている。そして、図示していないエンジンを駆動すると、入力軸５１が回転し、これに伴って駆動歯車５３が回転するとともに油圧ポンプユニット５６の駆動軸７２も一体的に回転し、油圧ポンプユニット５６が駆動されるようになる。
【００５２】
駆動歯車５３、及び駆動歯車５３に噛み合う従動歯車５４は共に平歯車から成り、図示していないエンジンによって入力軸５１が回転駆動されると、この回転に伴って駆動歯車５３及び従動歯車５４は回転する。従動歯車５４には、パイロットポンプ６６の入力軸６６Ｂが結合され、従動歯車５４が回転すると、パイロットポンプ６６が回転駆動される。
【００５３】
次に、ポンプケーシング５７は略円筒状に形成され、一端側がミッションケーシング５２の油圧ポンプ取付孔６４に装着されたケーシング本体７３と、このケーシング本体７３の他端側を閉塞すべく、ケーシング本体７３の他端側に固着されたヘッドケーシング７４とから構成されている。
【００５４】
ここで、ケーシング本体７３の一端側はミッションケーシング５２の油圧ポンプ取付孔６４を閉塞するとともに、ミッションケーシング５２内とポンプケーシング５７内とを隔絶する隔壁６５となっている。また、隔壁６５には、ミッションケーシング５２内に突出する軸支持用ボス部７５が形成され、この軸支持用ボス部７５には駆動軸７２が挿通される挿通孔７６が穿設されている。
【００５５】
駆動軸７２はポンプケーシング５７内に軸受７７，７７を介して回転可能に支持されている。駆動軸７２の一端側は、軸支持用ボス部７５の挿通孔７６内にオイルシール１０を介して支持され、また駆動軸７２の他端側には円板状のドライブディスク７８が一体的に設けられている。
【００５６】
シリンダブロック５８は、駆動軸７２と一体的に回転するようにポンプケーシング５７内に回転可能に設けられ、該シリンダブロック５８にはその軸方向に複数のシリンダ５９が穿設されている。各シリンダ５９内に摺動可能に設けられたピストン６０は、その一端側にコネクティングロット７９が設けられ、このコネクティングロット７９の先端には球形部７９Ａが形成されている。球形部７９Ａはドライブディスク７８に揺動自在に支持されている。
【００５７】
シリンダブロック５８の他側に設けられた弁板６１は、その一側面がシリンダブロック５８に摺接し、他側面がヘッドケーシング７４に固着されている。また、弁板６１の中心にはセンタシャフト８１の基端部が挿入された貫通孔６１Ａが穿設されている。さらに、弁板６１にはシリンダブロック５８の回転により各シリンダ５９と間欠的に連通する給排ポート６１Ｂ，６１Ｃが穿設され、これら給排ポート６１Ｂ，６１Ｃはヘッドケーシング７４に形成された給排通路８２，８３と連通するようになっている。
【００５８】
センタシャフト８１は、ドライブディスク７８と弁板６１との間でシリンダブロック５８を回転可能に支持している。このセンタシャフト８１はその先端側に球形部８１Ａが形成され、球形部８１Ａはドライブディスク７８の中心位置に揺動自在に支持されている。
【００５９】
上記構成の油圧ポンプ駆動装置５０において、図示していないエンジンを駆動すると、入力軸５１が回転し、さらに入力軸５１に一体的に駆動軸７２が回転して、油圧ポンプユニット５６が駆動する。
【００６０】
すなわち、駆動軸７２の回転により、シリンダブロック５８が回転して、各シリンダ５９内で各ピストン６０が往復運動を繰返す。これにより、作動油が給排通路８２（８３）から給排ポート６１Ｂ（６１Ｃ）を介して各シリンダ５９内に吸入され、各シリンダ５９内で加圧された後、給排ポート６１Ｃ（６１Ｂ）を介して給排通路８２（８３）から吐出される。そして、この加圧された作動油により、図７に示した下部走行体４１の走行、及び上部旋回体４２の旋回または作業装置４７の作動等を制御する。
【００６１】
一方、入力軸５１の回転は、駆動歯車５３，従動歯車５４及び従動軸６９を介してパイロットポンプ６６の入力軸６６Ｂに伝達され、パイロットポンプ６６も油圧ポンプユニット５６と同時に駆動するようになる。
【００６２】
また、上述したように油圧ポンプユニット５６及びパイロットポンプ６６の駆動しているときには、ミッションケーシング５２内において、駆動歯車５３及び従動歯車５４の回転により、ミッションケーシング５２内に封入されたミッションオイルＯＬが掻き揚げられ、ミッションケーシング５２内に飛散する。このようにして、駆動歯車５３と入力軸５１とのスプライン結合部、従動歯車５４と従動軸６９とのスプライン結合部、及び油圧ポンプユニット５６の駆動軸７２とオイルシール１０との摺動部等にミッションオイルＯＬを供給し、各所の潤滑性を保持して摩擦接触による焼付き等を防止することが可能となる。
【００６３】
図１０は、図８のＣ部の拡大して示した斜視図である。油圧ポンプユニット５６における隔壁６５の軸支持用ボス部７５と駆動軸７２の外周面との間に、オイルシール１０が装着されている。
【００６４】
オイルシール１０は、軸支持用ボス部７５と駆動軸７２の外周面との間に装着されていない状態では、図３で説明したように、第２壁部１２Ｅのリップ部１７の先端と、回転軸である駆動軸７２の外周面との間に隙間Ｇ（図３参照）が形成されている。
【００６５】
次に、オイルシール１０を挿通孔７６に挿入するとともに駆動軸７２に沿って移動させて、隔壁６５の一部である側壁６５Ａに押し付ける。すると、図４でも説明したように、オイルシール１０の第１壁部１２Ｄは図１０のように凹状に変形し、密閉空間１１内の圧力が高まるので、その圧力は第２壁部１２Ｅに作用し、第２壁部１２Ｅのリップ部１７が駆動軸７２に向かって変位して、リップ部１７の先端が駆動軸７２の外周面に適度な押圧力をもって接触する。そして最後に、スナップリング２４を挿通孔７６内の溝部７６Ａに取り付けることによって、オイルシール１０は固定される。
【００６６】
これにより、ミッションユニット５５内のミッションオイルＯＬが油圧ポンプユニット５６内に流入するのを防ぐことができるとともに、油圧ポンプユニット５６内の作動油がミッションユニット５５内に流入するのを防ぐことができる。
【００６７】
図１１は図８のＤ部を拡大して示した斜視図である。ミッションユニット５５の側壁５２Ａに設けられた駆動側ボス部６２と入力軸５１の外周面との間に、オイルシール１０’が装着されている。
【００６８】
オイルシール１０’は、駆動側ボス部６２と入力軸５１の外周面との間に装着されていない状態では、上記と同様に、第２壁部１２Ｅのリップ部２５，２６の先端と、回転軸である入力軸５１の外周面との間に隙間が形成されている。
【００６９】
次に、オイルシール１０’を挿通孔６３に挿入するとともに入力軸５１に沿って移動させて、駆動側ボス部６２の一部に形成された側壁６２Ａに押し付ける。すると、オイルシール１０’の第１壁部１２Ｄは図１１のように凹状に変形し、密閉空間１１内の圧力が高まるので、その圧力は第２壁部１２Ｅに作用し、第２壁部１２Ｅのリップ部２５，２６が入力軸５１に向かって変位して、リップ部２５，２６の各先端が入力軸５１の外周面に適度な押圧力をもって接触する。そして最後に、スナップリング２４を挿通孔６３内の溝部６３Ａに取り付けることによって、オイルシール１０’は固定される。
【００７０】
これにより、ミッションユニット５５内のミッションオイルＯＬが外部（大気中）に流出するのを防ぐことができるとともに、外部（大気中）の塵埃等がミッションユニット５５内に流入するのを防ぐことができる。
【００７１】
以上、本発明の実施例を図面により詳述してきたが、上記各実施例は本発明の例示にしか過ぎないものであり、本発明は上記各実施例の構成にのみ限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、本発明に含まれることは勿論である。
【００７２】
例えば、上記各実施例では、第１壁部１２Ｄの上下方向中央部の膨出部１５Ａが断面円形であったが、これに限定されず、膨出部１５Ａは断面楕円形や断面菱形であっても良い。
【００７３】
また、本発明に係るオイルシール１０，１０’は油圧ポンプ駆動装置に限らず、他の駆動装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１０，１０’ オイルシール
１１ 密閉空間
１２ シール本体
１２Ａ 主要部
１２Ｂ，１２Ｃ 端部
１２ＢＢ，１２ＣＣ 端面
１２Ｄ 第１壁部
１２Ｅ 第２壁部
１２Ｆ 仕切り壁
１３ 補強環
１３Ａ，１３Ｂ 端面
１４ 空間
１５ 膜部材
１５Ａ 膨出部
１６ 微小空間
１７ リップ部
１８，１９ 貫通孔
２１ ケーシング
２１Ａ 側壁
２２ 回転軸
２３ 溝部
２４ スナップリング
２５，２６ リップ部
２７，２８ 微小空間
２９，３０，３１，３２ 貫通孔
５１ 入力軸（回転軸）
６２Ａ，６５Ａ 側壁
６３，７６ 挿通孔
７２ 駆動軸（回転軸）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングの側壁と、該側壁を貫通して設けられ回転軸との間に装着され、前記ケーシング内のオイル漏れをシールするオイルシールであって、
前記回転軸を貫通させる環状体を成し、かつ前記環状体の内部に沿って密閉空間を有し、弾性体で形成されたシール本体と、
前記環状体の内部で前記密閉空間の前記側壁側のみを開放し、前記回転軸側に貫通部を有して周囲を覆うように設けられ前記シール本体を補強する補強環とを備え、
前記環状体には、前記密閉空間を形成する壁部として、前記側壁に接触可能で膨出部を有する第１壁部と、前記回転軸に接触可能なリップ部を有する第２壁部とが設けられ、
前記密閉空間は、前記シール本体が前記側壁と前記回転軸との間に装着されたとき、前記膨出部が前記側壁に接触して前記第１壁部を前記密閉空間の内側へ膨出変形させ、前記密閉空間内の圧力を高めることにより、前記第２壁部が前記回転軸に接近変形して前記リップ部が前記回転軸の外周面に密接することを特徴とするオイルシール。
【請求項２】
前密閉空間には、気体または液体が封入されていることを特徴とする請求項１に記載のオイルシール。
【請求項３】
前記シール本体が前記側壁と前記回転軸との間に装着されていない状態では、前記リップ部と前記回転軸の外周面との間には隙間が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のオイルシール。
【請求項４】
前記補強環は、その一側端面が前記シール本体の壁面と面一になるよう配置され、
前記シール本体が前記側壁と前記回転軸との間に装着されたとき、前記補強環の一側端面は前記側壁に当接することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のオイルシール。
【請求項５】
複数の歯車が内蔵され、原動機からの回転力を前記歯車を介して減速するミッションユニットと、
前記ミッションユニットを介して伝達されてきた前記原動機の回転力を用いて油圧ポンプを駆動する油圧ポンプユニットとを備えた油圧ポンプ駆動装置であって、
前記ミッションユニット内の前記歯車を回転自在に支持する回転軸の両端に、請求項１〜４のいずれか一項に記載のオイルシールを装着したことを特徴とする油圧ポンプ駆動装置。
【請求項１】
ケーシングの側壁と、該側壁を貫通して設けられ回転軸との間に装着され、前記ケーシング内のオイル漏れをシールするオイルシールであって、
前記回転軸を貫通させる環状体を成し、かつ前記環状体の内部に沿って密閉空間を有し、弾性体で形成されたシール本体と、
前記環状体の内部で前記密閉空間の前記側壁側のみを開放し、前記回転軸側に貫通部を有して周囲を覆うように設けられ前記シール本体を補強する補強環とを備え、
前記環状体には、前記密閉空間を形成する壁部として、前記側壁に接触可能で膨出部を有する第１壁部と、前記回転軸に接触可能なリップ部を有する第２壁部とが設けられ、
前記密閉空間は、前記シール本体が前記側壁と前記回転軸との間に装着されたとき、前記膨出部が前記側壁に接触して前記第１壁部を前記密閉空間の内側へ膨出変形させ、前記密閉空間内の圧力を高めることにより、前記第２壁部が前記回転軸に接近変形して前記リップ部が前記回転軸の外周面に密接することを特徴とするオイルシール。
【請求項２】
前密閉空間には、気体または液体が封入されていることを特徴とする請求項１に記載のオイルシール。
【請求項３】
前記シール本体が前記側壁と前記回転軸との間に装着されていない状態では、前記リップ部と前記回転軸の外周面との間には隙間が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のオイルシール。
【請求項４】
前記補強環は、その一側端面が前記シール本体の壁面と面一になるよう配置され、
前記シール本体が前記側壁と前記回転軸との間に装着されたとき、前記補強環の一側端面は前記側壁に当接することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のオイルシール。
【請求項５】
複数の歯車が内蔵され、原動機からの回転力を前記歯車を介して減速するミッションユニットと、
前記ミッションユニットを介して伝達されてきた前記原動機の回転力を用いて油圧ポンプを駆動する油圧ポンプユニットとを備えた油圧ポンプ駆動装置であって、
前記ミッションユニット内の前記歯車を回転自在に支持する回転軸の両端に、請求項１〜４のいずれか一項に記載のオイルシールを装着したことを特徴とする油圧ポンプ駆動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−６０９６９（Ｐ２０１３−６０９６９Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９８１２５（Ｐ２０１１−１９８１２５）
【出願日】平成２３年９月１２日（２０１１．９．１２）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１２日（２０１１．９．１２）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
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