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JP6722135B2 - Mechanical seal device - Google Patents

Mechanical seal device Download PDF

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JP6722135B2 JP2017105438A JP2017105438A JP6722135B2 JP 6722135 B2 JP6722135 B2 JP 6722135B2 JP 2017105438 A JP2017105438 A JP 2017105438A JP 2017105438 A JP2017105438 A JP 2017105438A JP 6722135 B2 JP6722135 B2 JP 6722135B2
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Description

本発明は、例えば油圧ショベル、ホイールローダ、ダンプトラック等の建設機械に搭載された走行装置、履帯案内ローラ等に好適に用いられるメカニカルシール装置に関する。 The present invention relates to a mechanical seal device suitably used for a traveling device mounted on a construction machine such as a hydraulic excavator, a wheel loader, a dump truck, a crawler belt guide roller, and the like.

建設機械の代表例である油圧ショベルには、下部走行体を走行させる走行装置、下部走行体の走行時に履帯を案内する履帯案内ローラ等が搭載されている。油圧ショベルの走行装置は、一般に、固定側ハウジングに収容された回転源となる油圧モータと、固定側ハウジングに対して回転可能に取付けられた回転側ハウジングと、回転側ハウジングに収容され、油圧モータの回転を減速して下部走行体の駆動輪に伝達する減速機構と、減速機構を潤滑する潤滑油を回転側ハウジング内に封止するメカニカルシール装置とを含んで構成されている。 A hydraulic excavator, which is a typical example of a construction machine, is equipped with a traveling device for traveling a lower traveling body, a crawler belt guide roller for guiding the crawler belt when the lower traveling body travels, and the like. Generally, a traveling device of a hydraulic excavator includes a hydraulic motor that is a rotation source housed in a fixed housing, a rotary housing that is rotatably attached to the fixed housing, and a hydraulic motor that is housed in the rotary housing. And a mechanical seal device that seals the lubricating oil that lubricates the reduction gear mechanism in the rotation-side housing.

ここで、メカニカルシール装置は、固定側ハウジングと、回転側ハウジングと、固定側ハウジングと回転側ハウジングとの間に形成された軸方向の隙間をシールするフローティングシールとを備えている。フローティングシールは、固定側ハウジングと回転側ハウジングの内部にそれぞれ配置された一対の円筒状の鉄リングと、固定側ハウジングおよび回転側ハウジングと各鉄リングとの間にそれぞれ設けられた一対のＯリングとを含んで構成されている。 Here, the mechanical seal device includes a fixed housing, a rotary housing, and a floating seal that seals an axial gap formed between the fixed housing and the rotary housing. The floating seal is composed of a pair of cylindrical iron rings arranged inside the fixed housing and the rotary housing, and a pair of O rings provided between the fixed housing and the rotary housing and each iron ring. It is configured to include and.

一対の鉄リングは、Ｏリングが当接する傾斜面と、軸方向端面が互いに摺接するシール面となった大径鍔部と、傾斜面を挟んで大径鍔部とは反対側に設けられた小径鍔部とを有している。そして、各鉄リングの傾斜面に当接した各Ｏリングの弾性力によって各鉄リングのシール面が摺接することにより、固定側ハウジングと回転側ハウジングとの間の隙間をシールし、回転側ハウジング内に潤滑油を封止することができる（特許文献１）。 The pair of iron rings are provided on the opposite side of the inclined surface with which the O-ring abuts, the large-diameter flange portion that is a sealing surface with which the axial end surfaces are in sliding contact with each other, and the large-diameter flange portion with the inclined surface sandwiched therebetween. It has a small-diameter collar part. Then, the sealing surface of each iron ring slides in contact with the inclined surface of each iron ring by the elastic force of each O ring, thereby sealing the gap between the fixed-side housing and the rotating-side housing, and thus the rotating-side housing. Lubricating oil can be sealed inside (Patent Document 1).

特開平１１−５１１９８号公報JP, 11-51198, A

しかし、長期に亘って油圧ショベルが稼働する間に、固定側ハウジングと回転側ハウジングとの間に形成された隙間には微細な土砂が侵入し、この土砂はフローティングシールの周囲に徐々に堆積する。さらに、寒冷地においては、フローティングシールの周囲に堆積した土砂が、雨水、雪解け水、泥濘地の水分等を吸収した状態で凍結することにより、フローティングシールの周囲に凍土が堆積する。フローティングシールの周囲に堆積した凍土は、油圧ショベルの走行時に回転側ハウジングが固定側ハウジングに対して回転するときに砕けて氷塊となり、回転側ハウジングの回転に伴って移動、凝集することにより、例えばフローティングシールのＯリングを軸方向に押圧する。 However, during operation of the hydraulic excavator for a long period of time, fine earth and sand enter the gap formed between the fixed housing and the rotating housing, and this earth and sand gradually accumulate around the floating seal. .. Further, in cold regions, the sediment deposited around the floating seal freezes in the state of absorbing rainwater, thaw water, water in the mud, etc., so that frozen soil is deposited around the floating seal. Frozen soil accumulated around the floating seal breaks into ice blocks when the rotating-side housing rotates with respect to the fixed-side housing during traveling of the hydraulic excavator, and moves and aggregates as the rotating-side housing rotates, for example, Press the O-ring of the floating seal in the axial direction.

Ｏリングは、氷塊によって軸方向に押圧されることにより、各鉄リングの傾斜面に沿って小径鍔部側へと移動する。これにより、Ｏリングは、固定側ハウジングおよび回転側ハウジングの内周面と各鉄リングの小径鍔部との間の隙間にはみ出して小径鍔部に乗上げるようになり、各鉄リングの小径鍔部に径方向内向きの荷重を付与する。 The O-ring is pressed in the axial direction by the ice blocks, and thus moves toward the small-diameter flange portion side along the inclined surface of each iron ring. As a result, the O-ring comes to protrude into the gap between the inner peripheral surfaces of the fixed-side housing and the rotating-side housing and the small-diameter brim portion of each iron ring, and rides on the small-diameter brim portion. A radially inward load is applied to the part.

これにより、Ｏリングによって一対の鉄リングに作用する径方向の荷重のバランスが崩れ、各鉄リングの軸中心が偏芯することにより、各鉄リングのシール面に適正な油膜が形成されなくなり、フローティングシールのシール性が低下してしまう。また、Ｏリングは、固定側ハウジングおよび回転側ハウジングの内周面と各鉄リングの小径鍔部との間の隙間にはみ出すことにより損傷し、Ｏリングの表面に亀裂が生じる。この亀裂が成長することにより油漏れを起こす。 As a result, the balance of the radial load acting on the pair of iron rings by the O-rings is disturbed, and the shaft center of each iron ring is eccentric, so that an appropriate oil film is not formed on the sealing surface of each iron ring, The sealing performance of the floating seal will be reduced. Further, the O-ring is damaged by protruding into the gaps between the inner peripheral surfaces of the fixed-side housing and the rotary-side housing and the small-diameter flanges of the iron rings, and cracks occur on the surface of the O-ring. The growth of this crack causes oil leakage.

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、フローティングシールのシール性を長期に亘って適正に保つことができるようにしたメカニカルシール装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a mechanical seal device capable of properly maintaining the sealing property of a floating seal for a long period of time. ..

上述した課題を解決するため本発明は、固定体側シール収容部を有する固定体と、回転体側シール収容部を有し前記固定体に対して回転可能に設けられた回転体と、前記固定体と前記回転体との間に形成された軸方向の隙間をシールするフローティングシールとを備え、前記フローティングシールは、前記固定体側シール収容部と前記回転体側シール収容部とにそれぞれ配置され互いに摺接するシール面を有する一対の円筒状の鉄リングと、前記一対の鉄リングのうち前記固定体側の鉄リングの外周面と前記固定体側シール収容部の内周面との間および前記回転体側の鉄リングの外周面と前記回転体側シール収容部の内周面との間にそれぞれ設けられた一対のＯリングとからなり、前記一対の鉄リングは、前記Ｏリングを挟んで前記固定体側シール収容部の内周面と対面する部位と前記回転体側シール収容部の内周面と対面する部位とにそれぞれ形成され軸方向に伸長しつつ径方向内向きに傾斜した傾斜面と、前記Ｏリングから軸方向に離間して前記傾斜面よりも前記隙間側に形成され軸方向端面が前記シール面となった大径鍔部と、前記傾斜面を挟んで前記大径鍔部とは反対側に形成された小径鍔部とを含んで構成されているメカニカルシール装置に適用される。 In order to solve the above problems, the present invention provides a fixed body having a fixed body side seal accommodating portion, a rotating body having a rotating body side seal accommodating portion rotatably provided with respect to the fixed body, and the fixed body. A floating seal for sealing an axial gap formed between the rotary body and the rotary body, wherein the floating seals are arranged in the fixed body side seal accommodating portion and the rotary body side seal accommodating portion and are in sliding contact with each other. A pair of cylindrical iron rings having a surface, between the outer peripheral surface of the iron ring on the fixed body side of the pair of iron rings and the inner peripheral surface of the fixed body side seal accommodating portion, and the iron ring on the rotary body side. It comprises a pair of O-rings respectively provided between an outer peripheral surface and an inner peripheral surface of the rotary body-side seal accommodating portion, and the pair of iron rings sandwiches the O-ring inside the fixed-body-side seal accommodating portion. Inclined surfaces that are respectively formed on the portion facing the peripheral surface and the portion facing the inner peripheral surface of the rotary body side seal accommodating portion and extend in the axial direction and are inclined inward in the radial direction, and in the axial direction from the O-ring. A large-diameter flange portion that is spaced apart from the inclined surface and is closer to the gap and has an axial end surface that serves as the sealing surface, and a smaller diameter portion that is formed on the opposite side of the large-diameter flange portion with the inclined surface interposed therebetween. It is applied to a mechanical seal device including a collar part.

本発明の特徴は、前記固定体側シール収容部は、軸方向に伸長しつつ径方向内向きに傾斜し前記固定体側の鉄リングの前記傾斜面と対面した固定体側傾斜面と、前記固定体側傾斜面の奥部に配置され前記回転体の軸線と直交して内径側に延びた固定体側奥壁面と、前記固定体側奥壁面の内径側の端縁から軸方向に延長された固定体側延長面とを有し、前記回転体側シール収容部は、軸方向に伸長しつつ径方向内向きに傾斜し前記回転体側の鉄リングの前記傾斜面と対面した回転体側傾斜面と、前記回転体側傾斜面の奥部に配置され前記回転体の軸線と直交して内径側に延びた回転体側奥壁面と、前記回転体側奥壁面の内径側の端縁から軸方向に延長された回転体側延長面とを有し、前記一対の鉄リングの前記小径鍔部は、前記固定体側シール収容部の前記固定体側延長面および前記回転体側シール収容部の前記回転体側延長面の内周側にそれぞれ配置されており、前記固定体側シール収容部の前記固定体側奥壁面は、前記Ｏリングとの間に軸方向の空間を確保した状態で前記固定体側の鉄リングの前記小径鍔部の軸方向端面よりも前記大径鍔部側に寄った位置に配置され、前記回転体側シール収容部の前記回転体側奥壁面は、前記Ｏリングとの間に軸方向の空間を確保した状態で前記回転体側の鉄リングの前記小径鍔部の軸方向端面よりも前記大径鍔部側に寄った位置に配置され、前記一対の鉄リングの前記傾斜面は、前記大径鍔部側に位置する大径側始端と前記小径鍔部側に位置する小径側始端との間にそれぞれ形成され、前記固定体側シール収容部の前記固定体側奥壁面および前記回転体側シール収容部の前記回転体側奥壁面は、前記小径鍔部の外周面のうち前記傾斜面側に位置する傾斜面側始端と前記傾斜面の前記小径側始端との間の範囲に配置されていることにある。
The present invention is characterized in that the fixed body-side seal accommodating portion is inclined inward in the radial direction while extending in the axial direction, and faces the inclined surface of the iron ring on the fixed body side, and the fixed body side inclined surface. A fixed body side inner wall surface that is disposed in the inner part of the surface and extends to the inner diameter side orthogonal to the axis of the rotating body, and a fixed body side extended surface that extends in the axial direction from the inner diameter side edge of the fixed body side inner wall surface. The rotating body-side seal accommodating portion has a rotating body-side inclined surface that extends in the axial direction and inclines inward in the radial direction and faces the inclined surface of the iron ring on the rotating body side, and a rotating body-side inclined surface. A rotor-side inner wall surface that is disposed in the inner part and extends to the inner diameter side orthogonal to the axis of the rotor, and a rotor-side extension surface that extends axially from the inner diameter side edge of the rotor-side inner wall surface. The small-diameter brim portions of the pair of iron rings are respectively disposed on the inner circumferential side of the fixed body side extended surface of the fixed body side seal accommodating portion and the rotary body side extended surface of the rotary body side seal accommodating portion, The fixed body side inner wall surface of the fixed body side seal accommodating portion has a larger diameter than the axial end surface of the small diameter flange portion of the fixed body side iron ring in a state where an axial space is secured between the fixed body side seal accommodating portion and the O ring. The small-diameter portion of the iron ring on the rotor side is arranged at a position close to the flange portion, and the inner wall surface on the rotor side of the rotor-side seal accommodating portion secures an axial space with the O-ring. The inclined surfaces of the pair of iron rings are arranged at a position closer to the large-diameter flange portion side than the axial end surfaces of the flange portion, and the inclined surfaces of the pair of iron rings have a large-diameter side start end located on the large-diameter flange portion side and the small-diameter flange portion. Are formed between the small diameter side start end located on the side of the fixed body side seal, and the fixed body side seal wall of the fixed body side seal wall and the rotary body side seal wall of the rotary body side seal wall are the outer peripheral surface of the small diameter collar part. Among these, it is arranged in the range between the inclined surface side start end located on the inclined surface side and the small diameter side start end of the inclined surface .

本発明によれば、固定体側シール収容部および回転体側シール収容部に堆積した凍土が砕けて氷塊となり、この氷塊が回転体の回転によって移動、凝集してフローティングシールのＯリングを軸方向に押圧したとしても、固定体側のＯリングが固定体側奥壁面に当接することにより、このＯリングが固定体側の鉄リングの小径鍔部に乗上げるのを抑えることができる。また、回転体側のＯリングが回転体側奥壁面に当接することにより、このＯリングが回転体側の鉄リングの小径鍔部に乗上げるのを抑えることができる。これにより、各Ｏリングによって一対の鉄リングに作用する径方向の荷重のバランスを良好に保つことができ、フローティングシールのシール性を長期に亘って適正に保つことができる。 According to the present invention, the frozen soil accumulated in the fixed body side seal accommodating portion and the rotating body side seal accommodating portion is crushed into an ice block, which is moved and aggregated by the rotation of the rotating body to press the O-ring of the floating seal in the axial direction. Even if it does, the O-ring on the fixed body side can be prevented from riding on the small-diameter flange portion of the iron ring on the fixed body side by contacting the inner wall surface on the fixed body side. Further, since the O-ring on the rotating body side abuts on the inner wall surface on the rotating body side, it is possible to suppress the O-ring from riding on the small diameter flange portion of the iron ring on the rotating body side. As a result, the balance of the radial load acting on the pair of iron rings by the O-rings can be well maintained, and the sealing performance of the floating seal can be appropriately maintained for a long period of time.

本発明の実施の形態によるメカニカルシール装置を備えた油圧ショベルを示す正面図である。1 is a front view showing a hydraulic excavator including a mechanical seal device according to an embodiment of the present invention. 下部走行体の油圧モータ、減速装置、駆動輪、メカニカルシール装置等を図１中の矢示II−II方向からみた断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a hydraulic motor, a speed reducer, a drive wheel, a mechanical seal device, and the like of a lower traveling body as viewed in the direction of arrows II-II in FIG. 1. 図２中の固定側ハウジング、回転側ハウジング、鉄リング、Ｏリング等の要部を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows the principal part of a fixed side housing, a rotation side housing, an iron ring, an O ring, etc. in FIG. 図３中のIV部を拡大した拡大断面図である。It is an expanded sectional view which expanded the IV section in FIG. 固定側ハウジングおよび回転側ハウジングのシール収容部にフローティングシールを組付ける状態を示す一部破断の分解断面図である。FIG. 6 is a partially broken exploded cross-sectional view showing a state in which a floating seal is assembled in a seal accommodating portion of a fixed housing and a rotary housing. Ｏリングが固定体側奥壁面および回転体側奥壁面に当接した状態を示す図３と同様位置の断面図である。It is sectional drawing of the position similar to FIG. 3 which shows the state which the O-ring contacted the fixed body side back wall surface and the rotating body side back wall surface. Ｏリングが固定体側奥壁面および回転体側奥壁面に当接したときにＯリングから鉄リングに作用する荷重を示す一部破断の断面図である。FIG. 7 is a partially cutaway cross-sectional view showing a load acting on the iron ring from the O-ring when the O-ring abuts on the inner wall surface on the stationary body side and the inner wall surface on the rotating body side. 比較例によるメカニカルシール装置を示す図３と同様位置の断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing a mechanical seal device according to a comparative example at the same position as in FIG. 3. 比較例によるＯリングが固定体側奥壁面および回転体側奥壁面に当接した状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which the O ring by a comparative example contact|abutted to the fixed body side back wall surface and the rotating body side back wall surface. 比較例によるメカニカルシール装置において各鉄リングが偏芯した状態を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a state where each iron ring is eccentric in the mechanical seal device according to the comparative example.

以下、本発明に係るメカニカルシール装置の実施の形態について、油圧ショベルの走行装置に適用した場合を例に挙げ、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of a mechanical seal device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, taking a case where the mechanical seal device is applied to a traveling device of a hydraulic excavator as an example.

油圧ショベル１の車体は、自走可能なクローラ式の下部走行体２と、下部走行体２上に旋回可能に搭載された上部旋回体３とにより構成されている。上部旋回体３の前部側には、フロント装置４が俯仰動可能に設けられている。油圧ショベル１は、上部旋回体３を旋回させつつフロント装置４を用いて土砂等の掘削作業を行う。 The body of the hydraulic excavator 1 is composed of a crawler-type lower traveling body 2 that is capable of self-propelling, and an upper revolving body 3 that is rotatably mounted on the lower traveling body 2. A front device 4 is provided on the front side of the upper swing body 3 so that the front device 4 can be lifted and lowered. The hydraulic excavator 1 excavates earth and sand using the front device 4 while rotating the upper swing body 3.

下部走行体２は、前，後方向に延びる左，右のサイドフレーム５Ａ（左側のみ図示）を備えたトラックフレーム５と、各サイドフレーム５Ａの長手方向の一端側に設けられた後述の走行装置９と、各サイドフレーム５Ａの長手方向の他端側に設けられた遊動輪６と、各サイドフレーム５Ａの下側に設けられた複数の下案内ローラ７と、遊動輪６、各下案内ローラ７、後述の駆動輪１９に巻回された履帯８とを含んで構成されている。 The lower traveling body 2 includes a track frame 5 provided with left and right side frames 5A (only the left side is shown) extending in the front and rear directions, and a traveling device described later provided on one end side in the longitudinal direction of each side frame 5A. 9, idler wheels 6 provided on the other end side of each side frame 5A in the longitudinal direction, a plurality of lower guide rollers 7 provided on the lower side of each side frame 5A, idler wheels 6, each lower guide roller. 7, and a crawler belt 8 wound around a drive wheel 19 which will be described later.

図２に示すように、走行装置９は、各サイドフレーム５Ａの長手方向の一端側に固定された走行装置ブラケット１０と、走行装置ブラケット１０に後述の固定側ハウジング１３を介して取付けられた油圧モータ１１と、油圧モータ１１の回転を減速する後述の減速装置１２とを含んで構成されている。走行装置９は、油圧モータ１１の回転を減速装置１２によって減速することにより駆動輪１９を大きなトルクをもって回転させ、駆動輪１９と遊動輪６とに巻装された履帯８を周回駆動させるものである。 As shown in FIG. 2, the traveling device 9 includes a traveling device bracket 10 fixed to one end of each side frame 5A in the longitudinal direction, and a hydraulic pressure attached to the traveling device bracket 10 via a stationary housing 13 described later. It is configured to include a motor 11 and a speed reducer 12, which will be described later, that reduces the rotation of the hydraulic motor 11. The traveling device 9 decelerates the rotation of the hydraulic motor 11 by the reduction gear device 12 to rotate the drive wheel 19 with a large torque, and drives the crawler belt 8 wound around the drive wheel 19 and the idle wheel 6 to rotate. is there.

減速装置１２は、油圧モータ１１の回転を減速して駆動輪１９に伝達するものである。この減速装置１２は、後述の固定側ハウジング１３、回転側ハウジング１５、遊星歯車減速機構２３，２４，２５等を含んで構成されている。 The speed reducer 12 decelerates the rotation of the hydraulic motor 11 and transmits it to the drive wheels 19. The reduction gear transmission 12 includes a stationary housing 13, a rotation housing 15, planetary gear reduction mechanisms 23, 24, 25, etc., which will be described later.

固定側ハウジング１３は、油圧モータ１１が取付けられた状態で走行装置ブラケット１０に固定して設けられている。固定側ハウジング１３は、回転側ハウジング１５の軸線（回転軸線）Ｏ−Ｏに沿って延びる段付円筒状に形成され、減速装置１２の一部を構成すると共に後述するメカニカルシール装置２６の固定体を構成している。 The stationary housing 13 is fixedly provided to the traveling device bracket 10 with the hydraulic motor 11 attached. The fixed-side housing 13 is formed in a stepped cylindrical shape extending along the axis (rotational axis) O-O of the rotary-side housing 15, constitutes a part of the reduction gear transmission 12, and is a fixed body of a mechanical seal device 26 described later. Is composed of.

ここで、固定側ハウジング１３は大径なフランジ部１３Ａを有し、このフランジ部１３Ａは複数のボルト１４を用いて走行装置ブラケット１０に固定されている。走行装置ブラケット１０から突出した固定側ハウジング１３の先端側には、回転側ハウジング１５を支持するハウジング支持部１３Ｂと、後述する遊星歯車減速機構２５のキャリア２５Ｃが結合される雄スプライン部１３Ｃとが設けられている。フランジ部１３Ａとハウジング支持部１３Ｂとの間には、ハウジング支持部１３Ｂよりも大径な段付き円筒状をなし回転側ハウジング１５に向けて突出した円筒突出部１３Ｄが設けられている。 Here, the fixed housing 13 has a large-diameter flange portion 13A, and the flange portion 13A is fixed to the traveling device bracket 10 using a plurality of bolts 14. A housing support portion 13B that supports the rotary housing 15 and a male spline portion 13C to which a carrier 25C of a planetary gear speed reduction mechanism 25 described later is coupled are provided on the tip side of the fixed housing 13 that protrudes from the traveling device bracket 10. It is provided. Between the flange portion 13A and the housing support portion 13B, a cylindrical projection portion 13D having a stepped cylindrical shape having a diameter larger than that of the housing support portion 13B and protruding toward the rotation side housing 15 is provided.

図３に示すように、円筒突出部１３Ｄの内周側には円筒状の固定体側シール収容部１３Ｅが設けられ、この固定体側シール収容部１３Ｅには後述の固定体側鉄リング２８および固定体側Ｏリング３０が収容されている。固定体側シール収容部１３Ｅは、回転側ハウジング１５との対向面から軸方向に伸長しつつ径方向内向きに傾斜した固定体側傾斜面１３Ｆと、固定体側傾斜面１３Ｆの奥部に配置され回転側ハウジング１５の軸線Ｏ−Ｏと直交して内径側に延びた固定体側奥壁面１３Ｇと、固定体側奥壁面１３Ｇの内径側の端縁からさらに軸方向に延長された固定体側延長面１３Ｈとを有している。 As shown in FIG. 3, a cylindrical fixed body side seal accommodating portion 13E is provided on the inner peripheral side of the cylindrical protruding portion 13D, and the fixed body side seal accommodating portion 13E has a stationary body side iron ring 28 and a stationary body side O described later. A ring 30 is housed. The fixed body side seal accommodating portion 13E is disposed in the inner part of the fixed body side inclined surface 13F and the fixed body side inclined surface 13F which extends in the axial direction from the surface facing the rotating side housing 15 and is inclined inward in the radial direction. It has a fixed body side inner wall surface 13G extending to the inner diameter side orthogonal to the axis O-O of the housing 15, and a fixed body side extension surface 13H further axially extended from the inner diameter side end edge of the fixed body side inner wall surface 13G. doing.

固定体側傾斜面１３Ｆは、固定体側シール収容部１３Ｅの全周に亘って形成され、円筒突出部１３Ｄ側から固定体側奥壁面１３Ｇに向けて内径寸法が徐々に小さくなるテーパ面として形成されている。固定体側奥壁面１３Ｇは、固定体側シール収容部１３Ｅの底部となるもので、回転側ハウジング１５の軸線Ｏ−Ｏに対して直交する壁面を形成している。固定体側延長面１３Ｈの内周側には、後述する固定体側鉄リング２８の小径鍔部２８Ｃが配置されている。 The fixed body side inclined surface 13F is formed over the entire circumference of the fixed body side seal accommodating portion 13E, and is formed as a tapered surface whose inner diameter gradually decreases from the cylindrical protruding portion 13D side toward the fixed body side inner wall surface 13G. .. The fixed body side inner wall surface 13G serves as a bottom portion of the fixed body side seal accommodating portion 13E, and forms a wall surface orthogonal to the axis O-O of the rotation side housing 15. A small-diameter flange portion 28C of a fixed body side iron ring 28 described later is arranged on the inner peripheral side of the fixed body side extension surface 13H.

回転側ハウジング１５は、固定側ハウジング１３との間に後述の隙間２０を形成した状態で固定側ハウジング１３に対して回転可能に設けられている。回転側ハウジング１５は、減速装置１２の一部を構成すると共に、後述するメカニカルシール装置２６の回転体を構成している。回転側ハウジング１５は、全体として有蓋円筒状に形成され、その内部に遊星歯車減速機構２３，２４，２５を収容するものである。ここで、回転側ハウジング１５は、後述の軸受１７を介して固定側ハウジング１３のハウジング支持部１３Ｂに支持され外周側にフランジ部１５Ａ１を有する段付き円筒状の支持筒体１５Ａと、支持筒体１５Ａにボルト１６を用いて固定され内周側に内歯１５Ｂ１，１５Ｂ２が形成された円筒状のリングギヤ１５Ｂと、リングギヤ１５Ｂを施蓋する円板状の蓋体１５Ｃとを含んで構成されている。 The rotating-side housing 15 is rotatably provided with respect to the fixed-side housing 13 in a state where a gap 20 described later is formed between the rotating-side housing 15 and the fixed-side housing 13. The rotation-side housing 15 constitutes a part of the speed reducer 12 and also constitutes a rotating body of a mechanical seal device 26 described later. The rotation-side housing 15 is formed in a cylindrical shape with a lid as a whole, and accommodates the planetary gear reduction mechanisms 23, 24, 25 therein. Here, the rotation-side housing 15 is supported by the housing support portion 13B of the fixed-side housing 13 via a bearing 17, which will be described later, and has a stepped cylindrical support cylinder body 15A having a flange portion 15A1 on the outer peripheral side, and a support cylinder body. It is configured to include a cylindrical ring gear 15B fixed to 15A with a bolt 16 and having inner teeth 15B1 and 15B2 formed on the inner peripheral side thereof, and a disc-shaped lid body 15C for covering the ring gear 15B. ..

ここで、回転側ハウジング１５には、支持筒体１５Ａのフランジ部１５Ａ１から固定側ハウジング１３に向けて突出する段付き円筒状の円筒突出部１５Ｄが設けられている。円筒突出部１５Ｄは、固定側ハウジング１３に回転側ハウジング１５を取付けた状態で、固定側ハウジング１３の円筒突出部１３Ｄと僅かな隙間をもって対面するものである。 Here, the rotation side housing 15 is provided with a stepped cylindrical cylindrical protrusion 15D that protrudes from the flange portion 15A1 of the support cylinder 15A toward the fixed side housing 13. The cylindrical protrusion 15D faces the cylindrical protrusion 13D of the fixed housing 13 with a slight gap in a state where the rotary housing 15 is attached to the fixed housing 13.

円筒突出部１５Ｄの内周側には、後述の回転体側鉄リング２９および回転体側Ｏリング３２が収容される円筒状の回転体側シール収容部１５Ｅが設けられている。図３に示すように、回転体側シール収容部１５Ｅは、固定側ハウジング１３との対向面から軸方向に伸長しつつ径方向内向きに傾斜した回転体側傾斜面１５Ｆと、この回転体側傾斜面１５Ｆの奥部に配置され回転側ハウジング１５の軸線Ｏ−Ｏと直交して内径側に延びた回転体側奥壁面１５Ｇと、回転体側奥壁面１５Ｇの内径側の端縁からさらに軸方向に延長された回転体側延長面１５Ｈとを有している。 A cylindrical rotor-side seal accommodating portion 15E that accommodates a rotor-side iron ring 29 and a rotor-side O-ring 32, which will be described later, is provided on the inner peripheral side of the cylindrical protrusion 15D. As shown in FIG. 3, the rotor-side seal accommodating portion 15E includes a rotor-side inclined surface 15F that extends in an axial direction from a surface facing the fixed-side housing 13 and is inclined radially inward, and a rotor-side inclined surface 15F. And a rotor-side inner wall surface 15G that is disposed in the inner part of the rotor-side housing 15 and extends to the inner diameter side orthogonal to the axis O-O of the rotation-side housing 15, and further extends in the axial direction from the inner diameter-side edge of the rotor-side inner wall surface 15G. It has a rotating body side extension surface 15H.

回転体側傾斜面１５Ｆは、回転体側シール収容部１５Ｅの全周に亘って形成され、円筒突出部１５Ｄ側から回転体側奥壁面１５Ｇに向けて内径寸法が徐々に小さくなるテーパ面として形成されている。回転体側奥壁面１５Ｇは、回転体側シール収容部１５Ｆの底部となるもので、回転側ハウジング１５の軸線Ｏ−Ｏに対して直交する壁面を形成している。回転体側延長面１５Ｈの内周側には、後述する回転体側鉄リング２９の小径鍔部２９Ｃが配置されている。回転側ハウジング１５の支持筒体１５Ａの内周側は、固定側ハウジング１３のハウジング支持部１３Ｂに軸受１７を介して回転可能に取付けられている。支持筒体１５Ａのフランジ部１５Ａ１には、複数のボルト１８を用いて駆動輪（スプロケット）１９が固定されている。 The rotating body side inclined surface 15F is formed over the entire circumference of the rotating body side seal accommodating portion 15E, and is formed as a tapered surface whose inner diameter gradually decreases from the cylindrical protruding portion 15D side to the rotating body side inner wall surface 15G. .. The rotating body side inner wall surface 15G is a bottom portion of the rotating body side seal accommodating portion 15F, and forms a wall surface orthogonal to the axis O-O of the rotating side housing 15. A small-diameter flange portion 29C of a rotor side iron ring 29, which will be described later, is arranged on the inner peripheral side of the rotor side extension surface 15H. The inner peripheral side of the support cylindrical body 15A of the rotation side housing 15 is rotatably attached to the housing support portion 13B of the fixed side housing 13 via a bearing 17. A drive wheel (sprocket) 19 is fixed to the flange portion 15A1 of the support cylinder 15A using a plurality of bolts 18.

軸方向の隙間２０は、固定側ハウジング１３の円筒突出部１３Ｄの軸方向端面１３Ｊと、回転側ハウジング１５の円筒突出部１５Ｄの軸方向端面１５Ｊとの間に、全周に亘って環状に形成されている。また、隙間２０よりも径方向の外側にはラビリンス２１が形成されている。ラビリンス２１は、隙間２０に連通するクランク状の迷路を形成し、土砂等が隙間２０内に侵入するのを抑制するものである。 The axial gap 20 is formed in an annular shape over the entire circumference between the axial end surface 13J of the cylindrical protruding portion 13D of the fixed housing 13 and the axial end surface 15J of the cylindrical protruding portion 15D of the rotating housing 15. Has been done. Further, a labyrinth 21 is formed outside the gap 20 in the radial direction. The labyrinth 21 forms a crank-shaped labyrinth that communicates with the gap 20 and suppresses dirt and the like from entering the gap 20.

回転軸２２は、回転側ハウジング１５内に設けられ、油圧モータ１１の回転出力を導出するものである。回転側ハウジング１５の軸線Ｏ−Ｏは、回転軸２２の軸中心と一致している。回転軸２２の基端側は油圧モータ１１の出力軸に連結され、回転軸２２の先端側はリングギヤ１５Ｂ内を軸方向に伸長している。蓋体１５Ｃの近傍に位置する回転軸２２の先端部には、後述の太陽歯車２３Ａが一体形成されている。 The rotary shaft 22 is provided in the rotary housing 15 and derives the rotary output of the hydraulic motor 11. The axis O-O of the rotation side housing 15 coincides with the axis center of the rotation shaft 22. The base end side of the rotary shaft 22 is connected to the output shaft of the hydraulic motor 11, and the tip end side of the rotary shaft 22 extends in the ring gear 15B in the axial direction. A sun gear 23A, which will be described later, is integrally formed at the tip of the rotary shaft 22 located near the lid 15C.

回転側ハウジング１５内には、３段の遊星歯車減速機構２３，２４，２５が設けられている。これら３段の遊星歯車減速機構２３，２４，２５は、油圧モータ１１の回転を３段減速し、回転側ハウジング１５のフランジ部１５Ａ１に取付けられた駆動輪１９を大きなトルクをもって回転させるものである。 Three stages of planetary gear reduction mechanisms 23, 24, 25 are provided in the rotation side housing 15. These three-stage planetary gear reduction mechanisms 23, 24, 25 reduce the rotation of the hydraulic motor 11 by three stages, and rotate the drive wheels 19 attached to the flange portion 15A1 of the rotation-side housing 15 with a large torque. ..

ここで、１段目の遊星歯車減速機構２３は、回転軸２２の先端部に一体形成された太陽歯車２３Ａと、太陽歯車２３Ａとリングギヤ１５Ｂの内歯１５Ｂ１とに噛合し、太陽歯車２３Ａの周囲を自転しつつ公転する複数の遊星歯車２３Ｂ（１個のみ図示）と、各遊星歯車２３Ｂを回転可能に支持するキャリア２３Ｃとを含んで構成されている。そして、１段目の遊星歯車減速機構２３は、太陽歯車２３Ａの回転を減速し、各遊星歯車２３Ｂの公転をキャリア２３Ｃを介して２段目の太陽歯車２４Ａに伝達する。 Here, the first-stage planetary gear reduction mechanism 23 meshes with the sun gear 23A integrally formed at the tip of the rotary shaft 22 and the sun gear 23A and the internal teeth 15B1 of the ring gear 15B to surround the sun gear 23A. It includes a plurality of planetary gears 23B (only one is shown) that revolves while revolving around, and a carrier 23C that rotatably supports each planetary gear 23B. Then, the first stage planetary gear speed reduction mechanism 23 reduces the rotation of the sun gear 23A and transmits the revolution of each planetary gear 23B to the second stage sun gear 24A via the carrier 23C.

２段目の遊星歯車減速機構２４は、回転軸２２に遊嵌された状態で１段目のキャリア２３Ｃにスプライン結合された円筒状の太陽歯車２４Ａと、太陽歯車２４Ａとリングギヤ１５Ｂの内歯１５Ｂ１とに噛合し、太陽歯車２４Ａの周囲を自転しつつ公転する複数の遊星歯車２４Ｂ（１個のみ図示）と、各遊星歯車２４Ｂを回転可能に支持するキャリア２４Ｃとを含んで構成されている。そして、２段目の遊星歯車減速機構２４は、太陽歯車２４Ａの回転を減速し、各遊星歯車２４Ｂの公転をキャリア２４Ｃを介して３段目の太陽歯車２５Ａに伝達する。 The second stage planetary gear reduction mechanism 24 includes a cylindrical sun gear 24A spline-coupled to the first stage carrier 23C in a state of being loosely fitted to the rotary shaft 22, a sun gear 24A, and internal teeth 15B1 of the ring gear 15B. And a plurality of planetary gears 24B (only one is shown) that revolve around the sun gear 24A while revolving around the sun gear 24A, and a carrier 24C that rotatably supports each planetary gear 24B. Then, the second-stage planetary gear reduction mechanism 24 reduces the rotation of the sun gear 24A and transmits the revolution of each planetary gear 24B to the third-stage sun gear 25A via the carrier 24C.

３段目の遊星歯車減速機構２５は、回転軸２２に遊嵌された状態で２段目のキャリア２４Ｃにスプライン結合された円筒状の太陽歯車２５Ａと、太陽歯車２５Ａとリングギヤ１５Ｂの内歯１５Ｂ２とに噛合し、太陽歯車２５Ａの周囲を自転しつつ公転する複数の遊星歯車２５Ｂ（１個のみ図示）と、各遊星歯車２５Ｂを回転可能に支持するキャリア２５Ｃとを含んで構成されている。 The third stage planetary gear reduction mechanism 25 includes a cylindrical sun gear 25A that is spline-coupled to the second stage carrier 24C while being loosely fitted to the rotary shaft 22, a sun gear 25A, and internal teeth 15B2 of the ring gear 15B. And a plurality of planetary gears 25B (only one is shown) that revolve around the sun gear 25A while revolving around the sun gear 25A, and a carrier 25C that rotatably supports each planetary gear 25B.

３段目のキャリア２５Ｃは、固定側ハウジング１３の雄スプライン部１３Ｃにスプライン結合されている。従って、キャリア２５Ｃに支持された各遊星歯車２５Ｂの公転は、リングギヤ１５Ｂの内歯１５Ｂ２を介して回転側ハウジング１５に伝達される。これにより、回転側ハウジング１５は、遊星歯車減速機構２３，２４，２５によって３段減速された状態で、固定側ハウジング１３に対して回転する構成となっている。これら各遊星歯車減速機構２３，２４，２５、軸受１７等は、回転側ハウジング１５内に充填された潤滑油Ｌによって潤滑される構成となっている。 The third stage carrier 25C is spline-coupled to the male spline portion 13C of the fixed housing 13. Therefore, the revolution of each planetary gear 25B supported by the carrier 25C is transmitted to the rotation-side housing 15 via the internal teeth 15B2 of the ring gear 15B. As a result, the rotation-side housing 15 is configured to rotate with respect to the fixed-side housing 13 in a state where the rotation speed is reduced by three stages by the planetary gear reduction mechanisms 23, 24, 25. Each of the planetary gear reduction mechanisms 23, 24, 25, the bearing 17, etc. is configured to be lubricated by the lubricating oil L filled in the rotation side housing 15.

次に、本実施の形態に用いられるメカニカルシール装置２６について説明する。 Next, the mechanical seal device 26 used in the present embodiment will be described.

メカニカルシール装置２６は走行装置９に設けられ、各遊星歯車減速機構２３，２４，２５、軸受１７等を潤滑する潤滑油を、回転側ハウジング１５内に封止するものである。ここで、メカニカルシール装置２６は、固定体としての固定側ハウジング１３と、回転体としての回転側ハウジング１５と、フローティングシール２７とを備えている。フローティングシール２７は、固定側ハウジング１３と回転側ハウジング１５との間に形成された軸方向の隙間２０をシールするもので、後述の固定体側鉄リング２８、回転体側鉄リング２９、固定体側Ｏリング３０、回転体側Ｏリング３２を含んで構成されている。 The mechanical seal device 26 is provided in the traveling device 9 and seals the lubricating oil that lubricates the planetary gear speed reduction mechanisms 23, 24, 25, the bearing 17 and the like in the rotation side housing 15. Here, the mechanical seal device 26 includes a stationary housing 13 as a stationary body, a rotating housing 15 as a rotating body, and a floating seal 27. The floating seal 27 seals the axial gap 20 formed between the stationary housing 13 and the rotating housing 15, and includes a stationary body side iron ring 28, a rotating body side iron ring 29, and a stationary body side O-ring, which will be described later. 30 and a rotating body side O-ring 32.

固定体側鉄リング２８は、固定側ハウジング１３に設けられた固定体側シール収容部１３Ｅの内周側に配置されている。固定体側鉄リング２８は、回転体側鉄リング２９と対をなすもので、例えば耐摩耗性、耐食性に優れた鉄系金属材料を用いて円筒状に形成されている。図３に示すように、固定体側鉄リング２８は、固定体側Ｏリング３０を挟んで固定側ハウジング１３の固定体側傾斜面１３Ｆと対面する外周面である傾斜面２８Ａと、後述する固定体側Ｏリング３０から軸方向に離間して傾斜面２８Ａから隙間２０寄り（回転側ハウジング１５側）の部位に形成された大径鍔部２８Ｂと、傾斜面２８Ａを挟んで大径鍔部２８Ｂとは反対側に形成された大径鍔部２８Ｂよりも小径な小径鍔部２８Ｃとを含んで構成されている。 The fixed body side iron ring 28 is arranged on the inner peripheral side of the fixed body side seal accommodating portion 13E provided in the fixed side housing 13. The stationary body side iron ring 28 forms a pair with the rotating body side iron ring 29, and is formed in a cylindrical shape using, for example, an iron-based metal material having excellent wear resistance and corrosion resistance. As shown in FIG. 3, the fixed body side iron ring 28 includes an inclined surface 28A which is an outer peripheral surface facing the fixed body side inclined surface 13F of the fixed side housing 13 with the fixed body side O ring 30 interposed therebetween, and a fixed body side O ring described later. A large-diameter flange portion 28B that is axially separated from the inclined surface 28A and is located closer to the gap 20 from the inclined surface 28A (on the side of the rotating housing 15) and an opposite side of the large-diameter flange portion 28B that sandwiches the inclined surface 28A. And a small-diameter flange portion 28C having a smaller diameter than the large-diameter flange portion 28B formed in the above.

固定体側鉄リング２８の傾斜面２８Ａは、大径鍔部２８Ｂから小径鍔部２８Ｃに向けて外径寸法が徐々に小さくなるテーパ状に形成されている。この傾斜面２８Ａは、大径鍔部２８Ｂ側の始端部である大径側始端２８Ａ１と、小径鍔部２８Ｃ側の始端部である小径側始端２８Ａ２との間に形成されている。固定体側鉄リング２８の大径鍔部２８Ｂは、傾斜面２８Ａの回転側ハウジング１５側の端部から全周に亘って径方向外向きに張出している。この大径鍔部２８Ｂは、固定体側鉄リング２８と固定体側Ｏリング３０を固定体側シール収容部１３Ｅに収容した状態で固定体側Ｏリング３０から軸方向に離間し、固定体側Ｏリング３０に対して非接触となっている。大径鍔部２８Ｂの軸方向端面は、環状の平坦面からなるシール面２８Ｄとシール面２８Ｄから径方向内向きに傾斜するテーパ面２８Ｄ１とを有している（図４参照）。 The inclined surface 28A of the fixed body side iron ring 28 is formed in a tapered shape in which the outer diameter dimension gradually decreases from the large diameter flange portion 28B to the small diameter flange portion 28C. The inclined surface 28A is formed between a large diameter side starting end 28A1 which is a starting end portion on the large diameter flange portion 28B side and a small diameter side starting end 28A2 which is a starting end portion on the small diameter flange portion 28C side. The large-diameter flange portion 28B of the fixed-body-side iron ring 28 extends outward in the radial direction over the entire circumference from the end of the inclined surface 28A on the rotation-side housing 15 side. The large-diameter brim portion 28B is axially separated from the fixed body side O-ring 30 in a state where the fixed body side iron ring 28 and the fixed body side O ring 30 are housed in the fixed body side seal housing portion 13E, and is larger than the fixed body side O ring 30. It is non-contact. The axial end surface of the large-diameter flange portion 28B has a seal surface 28D formed of an annular flat surface and a taper surface 28D1 inclined inward from the seal surface 28D in the radial direction (see FIG. 4).

固定体側鉄リング２８の小径鍔部２８Ｃは、傾斜面２８Ａのうち大径鍔部２８Ｂとは反対側の端部から全周に亘って径方向外向きに張出している。図５に示すように、固定体側鉄リング２８の小径鍔部２８Ｃの外径寸法Ｄ１は、固定体側延長面１３Ｈの内径寸法Ｄ２よりも小さく（Ｄ１＜Ｄ２）設定されている。小径鍔部２８Ｃは、固定側ハウジング１３の固定体側延長面１３Ｈの内周側に配置され、小径鍔部２８Ｃの外周面２８Ｃ１と固定体側延長面１３Ｈの内周面との間には微小な径方向隙間Ａが形成されている。また、傾斜面２８Ａの小径側始端２８Ａ２と小径鍔部２８Ｃの外周面２８Ｃ１との間、即ち、図３中の寸法Ｃで示す範囲は、傾斜面２８Ａと小径鍔部２８Ｃとの間を滑らに連続させる円弧面２８Ｆとなっている。 The small diameter brim portion 28C of the fixed body side iron ring 28 extends outward in the radial direction from the end of the inclined surface 28A opposite to the large diameter brim portion 28B over the entire circumference. As shown in FIG. 5, the outer diameter dimension D1 of the small diameter flange portion 28C of the fixed body side iron ring 28 is set to be smaller than the inner diameter dimension D2 of the fixed body side extension surface 13H (D1<D2). The small diameter flange portion 28C is arranged on the inner peripheral side of the fixed body side extension surface 13H of the fixed side housing 13, and has a small diameter between the outer peripheral surface 28C1 of the small diameter flange portion 28C and the inner peripheral surface of the fixed body side extension surface 13H. A directional gap A is formed. In addition, between the small-diameter side start end 28A2 of the inclined surface 28A and the outer peripheral surface 28C1 of the small-diameter collar portion 28C, that is, the range indicated by the dimension C in FIG. 3, slide smoothly between the inclined surface 28A and the small-diameter collar portion 28C. It is a continuous arc surface 28F.

ここで、固定側ハウジング１３の固定体側奥壁面１３Ｇは、固定体側Ｏリング３０との間に後述の空間３１を確保した状態で、固定体側鉄リング２８の小径鍔部２８Ｃの軸方向端面２８Ｅよりも大径鍔部２８Ｂ側に寄った位置に配置されている。具体的には、固定側ハウジング１３の固定体側奥壁面１３Ｇは、小径鍔部２８Ｃの外周面２８Ｃ１のうち傾斜面２８Ａ側に位置する傾斜面側始端２８Ｇと傾斜面２８Ａの小径側始端２８Ａ２との間の寸法Ｃの範囲に配置されている。従って、固定体側鉄リング２８の小径鍔部２８Ｃ側は、固定体側奥壁面１３Ｇと小径鍔部２８Ｃの軸方向端面２８Ｅとの間の軸方向長さＢの範囲で固定側ハウジング１３の固定体側延長面１３Ｈと重り合っている。 Here, the fixed body side inner wall surface 13G of the fixed side housing 13 is in a state where a space 31 to be described later is secured between the fixed body side O ring 30 and the fixed body side O-ring 30, and the axial direction end surface 28E of the small diameter flange portion 28C of the fixed body side iron ring 28. Is also arranged at a position close to the large-diameter collar portion 28B. Specifically, the fixed body side inner wall surface 13G of the fixed side housing 13 includes an inclined surface side start end 28G located on the inclined surface 28A side of the outer peripheral surface 28C1 of the small diameter flange portion 28C and a small diameter side start end 28A2 of the inclined surface 28A. It is arranged in the range of the dimension C between them. Therefore, the small-diameter flange portion 28C side of the fixed body side iron ring 28 extends on the fixed body side of the fixed side housing 13 within the range of the axial length B between the fixed body side inner wall surface 13G and the axial end surface 28E of the small diameter flange portion 28C. It overlaps with surface 13H.

回転体側鉄リング２９は、回転側ハウジング１５に設けられた回転体側シール収容部１５Ｅの内周側に配置されている。回転体側鉄リング２９も、固定体側鉄リング２８と同じ鉄系金属材料を用いて円筒状に形成され、回転体側Ｏリング３２を挟んで回転側ハウジング１５の回転体側傾斜面１５Ｆと対面する外周面である傾斜面２９Ａと、後述する回転体側Ｏリング３２から軸方向に離間して傾斜面２９Ａから隙間２０寄り（固定側ハウジング１３側）の部位に形成された大径鍔部２９Ｂと、傾斜面２９Ａを挟んで大径鍔部２９Ｂとは反対側に形成された小径鍔部２９Ｃとを含んで構成されている。 The rotating body side iron ring 29 is arranged on the inner peripheral side of the rotating body side seal accommodating portion 15E provided in the rotating side housing 15. The rotating body side iron ring 29 is also formed in a cylindrical shape using the same iron-based metal material as the fixed body side iron ring 28, and has an outer peripheral surface facing the rotating body side inclined surface 15F of the rotating side housing 15 with the rotating body side O-ring 32 interposed therebetween. 29A, a large-diameter collar portion 29B formed in a portion axially separated from a rotating body side O-ring 32, which will be described later, closer to the gap 20 from the inclined surface 29A (on the side of the fixed housing 13), and an inclined surface. It is configured to include a large-diameter flange portion 29B and a small-diameter flange portion 29C formed on the opposite side with 29A interposed therebetween.

回転体側鉄リング２９の傾斜面２９Ａは、大径鍔部２９Ｂから小径鍔部２９Ｃに向けて外径寸法が徐々に小さくなるテーパ状に形成されている。回転体側鉄リング２９の大径鍔部２９Ｂは、傾斜面２９Ａの固定側ハウジング１３側の端部から全周に亘って径方向外向きに張出している。この大径鍔部２９Ｂは、回転体側鉄リング２９と回転体側Ｏリング３２を回転体側シール収容部１５Ｅに収容した状態で回転体側Ｏリング３２から軸方向に離間し、回転体側Ｏリング３２に対して非接触となっている。大径鍔部２９Ｂの軸方向端面は、環状の平坦面からなるシール面２９Ｄとシール面２９Ｄから径方向内向きに徐々に傾斜するテーパ面２９Ｄ１とを有している（図４参照）。 The inclined surface 29A of the rotating body side iron ring 29 is formed in a taper shape in which the outer diameter size gradually decreases from the large diameter flange portion 29B to the small diameter flange portion 29C. The large-diameter flange portion 29B of the rotor-side iron ring 29 extends radially outward from the end of the inclined surface 29A on the fixed housing 13 side over the entire circumference. The large-diameter flange portion 29B is axially separated from the rotary body side O-ring 32 in a state where the rotary body side iron ring 29 and the rotary body side O ring 32 are housed in the rotary body side seal housing portion 15E. It is non-contact. The axial end surface of the large-diameter flange portion 29B has a seal surface 29D formed of an annular flat surface and a taper surface 29D1 gradually inclining radially inward from the seal surface 29D (see FIG. 4).

回転体側鉄リング２９の小径鍔部２９Ｃは、傾斜面２９Ａのうち大径鍔部２９Ｂとは反対側の端部から全周に亘って径方向外向きに張出している。図５に示すように、回転体側鉄リング２９の小径鍔部２９Ｃの外径寸法Ｄ１′は、回転体側延長面１５Ｈの内径寸法Ｄ２′よりも小さく（Ｄ１′＜Ｄ２′）設定されている。小径鍔部２９Ｃは、回転側ハウジング１５の回転体側延長面１５Ｈの内周側に配置され、小径鍔部２９Ｃの外周面２９Ｃ１と回転体側延長面１５Ｈの内周面との間には微小な径方向隙間Ａ′が形成されている。また、傾斜面２９Ａの小径側始端２９Ａ２と小径鍔部２９Ｃの外周面２９Ｃ１との間、即ち、図３中の寸法Ｃ′で示す範囲は、傾斜面２９Ａと小径鍔部２９Ｃとの間を滑らに連続させる円弧面２９Ｆとなっている。 The small-diameter flange portion 29C of the rotor-side iron ring 29 extends radially outward from the end of the inclined surface 29A opposite to the large-diameter flange portion 29B over the entire circumference. As shown in FIG. 5, the outer diameter dimension D1′ of the small diameter flange portion 29C of the rotor side iron ring 29 is set smaller than the inner diameter dimension D2′ of the rotor side extension surface 15H (D1′<D2′). The small-diameter flange portion 29C is arranged on the inner peripheral side of the rotary body-side extension surface 15H of the rotary-side housing 15, and has a small diameter between the outer peripheral surface 29C1 of the small-diameter flange portion 29C and the inner peripheral surface of the rotary body-side extension surface 15H. A directional gap A'is formed. Further, between the small-diameter side start end 29A2 of the inclined surface 29A and the outer peripheral surface 29C1 of the small-diameter collar portion 29C, that is, in the range indicated by the dimension C′ in FIG. 3, the sliding surface between the inclined surface 29A and the small-diameter collar portion 29C is slid. It is an arc surface 29F which is continuous with.

ここで、回転側ハウジング１５の回転体側奥壁面１５Ｇは、回転体側Ｏリング３２との間に後述の空間３３を確保した状態で、回転体側鉄リング２９の小径鍔部２９Ｃの軸方向端面２９Ｅよりも大径鍔部２９Ｂ側に寄った位置に配置されている。具体的には、回転側ハウジング１５の回転体側奥壁面１５Ｇは、小径鍔部２９Ｃの外周面２９Ｃ１のうち傾斜面２９Ａ側に位置する傾斜面側始端２９Ｇと傾斜面２９Ａの小径側始端２９Ａ２との間の寸法Ｃ′の範囲に配置されている。従って、回転体側鉄リング２９の小径鍔部２９Ｃ側は、回転体側奥壁面１５Ｇと小径鍔部２９Ｃの軸方向端面２９Ｅとの間の軸方向長さＢ′の範囲で回転側ハウジング１５の回転体側延長面１５Ｈと重り合っている。 Here, the inner wall surface 15G of the rotary housing 15 on the rotor side has a space 33, which will be described later, between itself and the O-ring 32 on the rotor side. Is also arranged at a position closer to the large-diameter collar portion 29B side. Specifically, the rotary body side inner wall surface 15G of the rotary side housing 15 includes an inclined surface side start end 29G located on the inclined surface 29A side of the outer peripheral surface 29C1 of the small diameter flange portion 29C and a small diameter side start end 29A2 of the inclined surface 29A. They are arranged in the range of the dimension C'between. Therefore, the small-diameter flange portion 29C side of the rotary-body-side iron ring 29 is located on the rotary body side of the rotary-side housing 15 within the range of the axial length B′ between the rotary-body-side inner wall surface 15G and the axial end surface 29E of the small-diameter flange portion 29C. It overlaps with the extension surface 15H.

固定体側Ｏリング３０は、固定側ハウジング１３の固定体側傾斜面１３Ｆと固定体側鉄リング２８の傾斜面２８Ａとの間に設けられている。固定体側Ｏリング３０は、回転体側Ｏリング３２と対をなすもので、例えばニトリルゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム等の耐油性を有するゴム材料を用いて、線径（直径）が１０ｍｍ〜１３ｍｍの円形の断面形状を有する環状に形成されている。固定体側Ｏリング３０は、固定側ハウジング１３の固定体側傾斜面１３Ｆと固定体側鉄リング２８との間をシールすると共に、固定体側鉄リング２８を回転体側鉄リング２９に向けて軸方向に押圧する。 The fixed body side O-ring 30 is provided between the fixed body side inclined surface 13F of the fixed side housing 13 and the inclined surface 28A of the fixed body side iron ring 28. The fixed body side O-ring 30 is paired with the rotating body side O-ring 32, and is made of a rubber material having oil resistance such as nitrile rubber, acrylic rubber, or fluororubber, and has a wire diameter (diameter) of 10 mm to 13 mm. It is formed in an annular shape having a circular cross-sectional shape. The fixed body side O-ring 30 seals between the fixed body side inclined surface 13F of the fixed side housing 13 and the fixed body side iron ring 28, and presses the fixed body side iron ring 28 in the axial direction toward the rotary body side iron ring 29. ..

ここで、固定側ハウジング１３の固定体側シール収容部１３Ｅ内に氷塊等が堆積していない状態（固定体側Ｏリング３０が氷塊等によって押圧されない状態）では、固定側ハウジング１３の固定体側奥壁面１３Ｇと固定体側Ｏリング３０との間には、軸方向の空間３１が確保されている。従って、油圧ショベル１が長期に亘って稼働することにより固定体側シール収容部１３Ｅ内に氷塊等が堆積するまでの間は、固定体側Ｏリング３０は、固定体側奥壁面１３Ｇに対して非接触の状態を保持する。このため、固定体側Ｏリング３０の弾性力により固定体側鉄リング２８に対して横方向（回転体側鉄リング２９に向かう方向）の荷重が過大に付与されることがなく、固定体側鉄リング２８のシール面２８Ｄを、回転体側鉄リング２９のシール面２９Ｄに対して適度な面圧で摺接させることができる。 Here, in a state where no ice pieces are accumulated in the fixed body side seal accommodating portion 13E of the fixed side housing 13 (when the fixed body side O-ring 30 is not pressed by the ice pieces), the fixed body side inner wall surface 13G of the fixed side housing 13 is shown. A space 31 in the axial direction is secured between and the O-ring 30 on the fixed body side. Therefore, the fixed body side O-ring 30 is not in contact with the fixed body side back wall surface 13G until the ice blocks and the like are accumulated in the fixed body side seal accommodating portion 13E due to the hydraulic excavator 1 operating for a long period of time. Hold the state. Therefore, the elastic force of the fixed body side O-ring 30 does not excessively apply a lateral load (direction toward the rotary body side iron ring 29) to the fixed body side iron ring 28, and the fixed body side iron ring 28 is prevented from being excessively loaded. The sealing surface 28D can be brought into sliding contact with the sealing surface 29D of the rotating body side iron ring 29 with an appropriate surface pressure.

そして、固定体側Ｏリング３０が、固定体側シール収容部１３Ｅ内に堆積した氷塊等によって軸方向に押圧され、固定体側鉄リング２８の傾斜面２８Ａに沿って小径鍔部２８Ｃ側に移動したときには、図６に示すように、固定体側Ｏリング３０は、固定側ハウジング１３の固定体側奥壁面１３Ｇに当接する。この場合、固定体側奥壁面１３Ｇは、固定体側鉄リング２８の小径鍔部２８Ｃの外周面２８Ｃ１の傾斜面側始端２８Ｇよりも大径鍔部２８Ｂ側に寄った位置に配置されている。これにより、固定体側Ｏリング３０の一部が固定体側鉄リング２８の小径鍔部２８Ｃの外周面２８Ｃ１に乗上げるのを抑えることができる構成となっている。 Then, when the fixed body side O-ring 30 is axially pressed by an ice block or the like accumulated in the fixed body side seal accommodating portion 13E and moves to the small diameter flange portion 28C side along the inclined surface 28A of the fixed body side iron ring 28, As shown in FIG. 6, the fixed body side O-ring 30 contacts the fixed body side inner wall surface 13G of the fixed side housing 13. In this case, the fixed body side back wall surface 13G is arranged at a position closer to the large diameter flange portion 28B side than the inclined surface side start end 28G of the outer peripheral surface 28C1 of the small diameter flange portion 28C of the fixed body side iron ring 28. As a result, it is possible to prevent a part of the fixed body side O-ring 30 from riding on the outer peripheral surface 28C1 of the small diameter flange portion 28C of the fixed body side iron ring 28.

回転体側Ｏリング３２は、回転側ハウジング１５の回転体側傾斜面１５Ｆと回転体側鉄リング２９の傾斜面２９Ａとの間に設けられている。回転体側Ｏリング３２も、固定体側Ｏリング３０と同じゴム材料を用いて環状に形成されている。回転体側Ｏリング３２は、回転側ハウジング１５の回転体側傾斜面１５Ｆと回転体側鉄リング２９との間をシールすると共に、回転体側鉄リング２９を固定体側鉄リング２８に向けて軸方向に押圧する。 The rotating body side O-ring 32 is provided between the rotating body side inclined surface 15F of the rotating side housing 15 and the inclined surface 29A of the rotating body side iron ring 29. The rotating body side O-ring 32 is also formed in an annular shape by using the same rubber material as that of the fixed body side O-ring 30. The rotating body side O-ring 32 seals between the rotating body side inclined surface 15F of the rotating side housing 15 and the rotating body side iron ring 29, and axially presses the rotating body side iron ring 29 toward the fixed body side iron ring 28. ..

ここで、回転側ハウジング１５の回転体側シール収容部１５Ｅ内に氷塊等が堆積していない状態（回転体側Ｏリング３２が氷塊等によって押圧されない状態）では、回転側ハウジング１５の回転体側奥壁面１５Ｇと回転体側Ｏリング３２との間には、軸方向の空間３３が確保されている。従って、油圧ショベル１が長期に亘って稼働することにより回転体側シール収容部１５Ｅ内に氷塊等が堆積するまでの間は、回転体側Ｏリング３２は、回転体側奥壁面１５Ｇに対して非接触の状態を保持する。このため、回転体側Ｏリング３２の弾性力により回転体側鉄リング２９に対して横方向（固定体側鉄リング２８に向かう方向）の荷重が過大に付与されることがなく、回転体側鉄リング２９のシール面２９Ｄを、固定体側鉄リング２８のシール面２８Ｄに対して適度な面圧で摺接させることができる。 Here, in a state in which no ice blocks have accumulated in the rotary body side seal accommodating portion 15E of the rotary side housing 15 (a state in which the rotary body side O-ring 32 is not pressed by the ice blocks), the rotary body side inner wall surface 15G. A space 33 in the axial direction is secured between and the O-ring 32 on the rotor side. Therefore, the rotating body side O-ring 32 is in non-contact with the rotating body side inner wall surface 15G until the ice blocks and the like are accumulated in the rotating body side seal accommodating portion 15E due to the hydraulic excavator 1 operating for a long period of time. Hold the state. Therefore, the load in the lateral direction (direction toward the fixed body side iron ring 28) is not excessively applied to the rotating body side iron ring 29 by the elastic force of the rotating body side O ring 32, and the rotating body side iron ring 29 is prevented from being excessively loaded. The seal surface 29D can be brought into sliding contact with the seal surface 28D of the fixed body side iron ring 28 with an appropriate surface pressure.

そして、回転体側Ｏリング３２が、回転体側シール収容部１５Ｅ内に堆積した氷塊等によって軸方向に押圧され、回転体側鉄リング２９の傾斜面２９Ａに沿って小径鍔部２９Ｃ側に移動したときには、図６に示すように、回転体側Ｏリング３２は、回転側ハウジング１５の回転体側奥壁面１５Ｇに当接する。この場合、回転体側奥壁面１５Ｇは、回転体側鉄リング２９の小径鍔部２９Ｃの外周面２９Ｃ１の傾斜面側始端２９Ｇよりも大径鍔部２９Ｂ側に寄った位置に配置されている。これにより、回転体側Ｏリング３２の一部が回転体側鉄リング２９の小径鍔部２９Ｃの外周面２９Ｃ１に乗上げるのを抑えることができる構成となっている。 Then, when the rotating body side O-ring 32 is axially pressed by the ice blocks and the like accumulated in the rotating body side seal accommodating portion 15E and moves to the small diameter flange portion 29C side along the inclined surface 29A of the rotating body side iron ring 29, As shown in FIG. 6, the rotating body side O-ring 32 contacts the rotating body side inner wall surface 15G of the rotating side housing 15. In this case, the rotating body side inner wall surface 15G is arranged at a position closer to the large diameter flange portion 29B side than the inclined surface side start end 29G of the outer peripheral surface 29C1 of the small diameter flange portion 29C of the rotating body side iron ring 29. As a result, it is possible to prevent a part of the rotor O-ring 32 from climbing onto the outer peripheral surface 29C1 of the small diameter flange portion 29C of the rotor iron ring 29.

ここで、固定体側Ｏリング３０および回転体側Ｏリング３２は、メカニカルシール装置２６の組立初期には永久歪や劣化がないため押付力（弾性力）が大きいが、経時的に永久歪や劣化が進むことにより押付力は低下していく。固定体側Ｏリング３０および回転体側Ｏリング３２の永久歪や劣化が小さい組立初期において、固定体側Ｏリング３０が固定体側奥壁面１３Ｇに当接すると共に回転体側Ｏリング３２が回転体側奥壁面１５Ｇに当接した場合には、固定体側鉄リング２８のシール面２８Ｄと回転体側鉄リング２９のシール面２９Ｄとの間の摩擦力が増大する。これにより、固定体側鉄リング２８のシール面２８Ｄと回転体側鉄リング２９のシール面２９Ｄとが焼付いたり、固定体側Ｏリング３０および回転体側Ｏリング３２が熱劣化を生じる。 Here, the fixed body side O-ring 30 and the rotating body side O-ring 32 have a large pressing force (elastic force) because there is no permanent strain or deterioration at the initial stage of assembly of the mechanical seal device 26, but permanent strain or deterioration does not occur over time. The pressing force decreases as it advances. At the initial stage of the permanent deformation and deterioration of the fixed body side O-ring 30 and the rotary body side O-ring 32, the fixed body side O-ring 30 contacts the fixed body side rear wall surface 13G and the rotary body side O ring 32 contacts the rotary body side rear wall surface 15G. In the case of contact, the frictional force between the seal surface 28D of the fixed body side iron ring 28 and the seal surface 29D of the rotary body side iron ring 29 increases. As a result, the sealing surface 28D of the fixed body side iron ring 28 and the sealing surface 29D of the rotating body side iron ring 29 are seized, and the fixed body side O ring 30 and the rotating body side O ring 32 are thermally deteriorated.

このため、固定体側奥壁面１３Ｇは、固定体側Ｏリング３０との間に軸方向の空間３１を確保した状態で、固定体側鉄リング２８の小径鍔部２８Ｃの外周面２８Ｃ１の傾斜面側始端２８Ｇよりも大径鍔部２８Ｂ側に寄った位置に配置されている。同様に、回転体側奥壁面１５Ｇは、回転体側Ｏリング３２との間に軸方向の空間３３を確保した状態で、回転体側鉄リング２９の小径鍔部２９Ｃの外周面２９Ｃ１の傾斜面側始端２９Ｇよりも大径鍔部２９Ｂ側に寄った位置に配置されている。 For this reason, the fixed body side inner wall surface 13G has a space 31 in the axial direction between the fixed body side O-ring 30 and the fixed body side O-ring 30, and the inclined surface side start end 28G of the outer peripheral surface 28C1 of the small diameter flange portion 28C of the fixed body side iron ring 28. It is arranged at a position closer to the large-diameter flange portion 28B side. Similarly, the inner wall surface 15G of the rotating body side secures an axial space 33 between itself and the O-ring 32 of the rotating body side, and the inclined surface side start end 29G of the outer peripheral surface 29C1 of the small diameter flange portion 29C of the rotating body side iron ring 29. It is arranged at a position closer to the large-diameter flange portion 29B side.

一方、固定側ハウジング１３の固定体側シール収容部１３Ｅ内に堆積した氷塊等によって固定体側Ｏリング３０が押圧され、回転側ハウジング１５の回転体側シール収容部１５Ｅ内に堆積した氷塊等によって回転体側Ｏリング３２が押圧されるまでには長い時間が経過するため、固定体側Ｏリング３０および回転体側Ｏリング３２は、永久歪や劣化が進むことにより押付力が低下する。従って、固定体側Ｏリング３０が、固定体側シール収容部１３Ｅに堆積した氷塊等に押圧されて固定体側奥壁面１３Ｇに当接し、回転体側Ｏリング３２が、回転体側シール収容部１５Ｅに堆積した氷塊等に押圧されて回転体側奥壁面１５Ｇに当接したとしても、固定体側鉄リング２８のシール面２８Ｄと回転体側鉄リング２９のシール面２９Ｄとの間の摩擦力が増大するのを抑えることができる。この結果、固定体側鉄リング２８のシール面２８Ｄと回転体側鉄リング２９のシール面２９Ｄとが焼付いたり、固定体側Ｏリング３０および回転体側Ｏリング３２が熱劣化を生じるのを抑えることができる構成となっている。 On the other hand, the fixed body side O-ring 30 is pressed by the ice blocks or the like accumulated in the fixed body side seal accommodating portion 13E of the fixed side housing 13, and the rotating body side O is caused by the ice blocks or the like accumulated in the rotating body side seal accommodating portion 15E of the rotating side housing 15. Since a long time elapses until the ring 32 is pressed, the pressing force of the fixed body side O-ring 30 and the rotating body side O-ring 32 decreases due to progress of permanent strain and deterioration. Therefore, the fixed body side O-ring 30 is pressed by the ice blocks accumulated in the fixed body side seal accommodating portion 13E and abuts against the fixed body side inner wall surface 13G, and the rotating body side O ring 32 is accumulated in the rotating body side seal accommodating portion 15E. Even if it is pressed against the inner wall surface 15G of the rotor on the rotor side, it is possible to suppress an increase in the frictional force between the seal surface 28D of the iron ring 28 on the stationary body side and the seal surface 29D of the iron ring 29 on the rotor side. it can. As a result, it is possible to prevent the sealing surface 28D of the fixed body side iron ring 28 and the sealing surface 29D of the rotating body side iron ring 29 from seizing and the thermal deterioration of the fixed body side O ring 30 and the rotating body side O ring 32 from occurring. Has become.

一方、本実施の形態では、固定体側Ｏリング３０および回転体側Ｏリング３２の線径を１０ｍｍ〜１３ｍｍとした場合に、固定体側鉄リング２８の小径鍔部２８Ｃの外周面２８Ｃ１と固定側ハウジング１３の固定体側延長面１３Ｈの内周面との間に形成される径方向隙間Ａと、回転体側鉄リング２９の小径鍔部２９Ｃの外周面２９Ｃ１と回転側ハウジング１５の回転体側延長面１５Ｈの内周面との間に形成される径方向隙間Ａ′とは、それぞれ０．５ｍｍ以上で１．５ｍｍ以下の範囲に設定されている。 On the other hand, in the present embodiment, when the wire diameters of the fixed body side O-ring 30 and the rotary body side O-ring 32 are set to 10 mm to 13 mm, the outer peripheral surface 28C1 of the small diameter flange portion 28C of the fixed body side iron ring 28 and the fixed side housing 13 are arranged. Of the radial gap A formed between the inner peripheral surface of the fixed body-side extended surface 13H of the rotating body housing, the outer peripheral surface 29C1 of the small-diameter flange portion 29C of the rotating body-side iron ring 29, and the rotating body-side extended surface 15H of the rotating-side housing 15. The radial gap A′ formed between the peripheral surface and the peripheral surface is set to a range of 0.5 mm or more and 1.5 mm or less.

ここで、固定体側鉄リング２８の小径鍔部２８Ｃの外周面２８Ｃ１と固定側ハウジング１３の固定体側延長面１３Ｈの内周面との間の径方向隙間Ａと、回転体側鉄リング２９の小径鍔部２９Ｃの外周面２９Ｃ１と回転側ハウジング１５の回転体側延長面１５Ｈの内周面との間の径方向隙間Ａ′を、０．５ｍｍ以上で１．５ｍｍ以下の範囲に設定した理由について説明する。 Here, the radial gap A between the outer peripheral surface 28C1 of the small diameter flange portion 28C of the fixed body side iron ring 28 and the inner peripheral surface of the fixed body side extended surface 13H of the fixed side housing 13 and the small diameter flange of the rotating body side iron ring 29. The reason why the radial gap A'between the outer peripheral surface 29C1 of the portion 29C and the inner peripheral surface of the rotor-side extension surface 15H of the rotary housing 15 is set in the range of 0.5 mm to 1.5 mm will be described. ..

まず、メカニカルシール装置２６の組立て時に、固定体側鉄リング２８および回転体側鉄リング２９の中心が回転側ハウジング１５の軸線Ｏ−Ｏに対して偏心したときの偏芯量の許容値は０．５ｍｍである。このため、前記径方向隙間Ａと前記径方向隙間Ａ′の下限値は０．５ｍｍに設定されている。 First, when the mechanical seal device 26 is assembled, the allowable value of the eccentricity when the centers of the fixed body side iron ring 28 and the rotating body side iron ring 29 are eccentric with respect to the axis OO of the rotating side housing 15 is 0.5 mm. Is. For this reason, the lower limit of the radial clearance A and the radial clearance A'is set to 0.5 mm.

一方、１０ｍｍ〜１３ｍｍの線径を有する固定体側Ｏリング３０が固定側ハウジング１３の固定体側奥壁面１３Ｇに押付けられたときに、この固定体側Ｏリング３０が固定体側鉄リング２８の小径鍔部２８Ｃ側にはみ出すことがない許容値は１．５ｍｍである。同様に、回転体側Ｏリング３２が回転側ハウジング１５の回転体側奥壁面１５Ｇに押付けられたときに、この回転体側Ｏリング３２が回転体側鉄リング２９の小径鍔部２９Ｃ側にはみ出すことがない許容値は１．５ｍｍである。このため、前記径方向隙間Ａと前記径方向隙間Ａ′の上限値は１．５ｍｍに設定されている。この上限値は、固定体側Ｏリング３０によって押圧される固定体側鉄リング２８のシール面２８Ｄと、回転体側Ｏリング３２によって押圧される回転体側鉄リング２９のシール面２９Ｄとの間に、図４に示す適正な摺接面３４を形成することができる許容値でもある。 On the other hand, when the fixed body side O-ring 30 having a wire diameter of 10 mm to 13 mm is pressed against the fixed body side inner wall surface 13G of the fixed side housing 13, the fixed body side O ring 30 has a small diameter flange portion 28C of the fixed body side iron ring 28. The allowable value that does not protrude to the side is 1.5 mm. Similarly, when the rotary body side O-ring 32 is pressed against the rotary body side inner wall surface 15G of the rotary side housing 15, the rotary body side O ring 32 does not protrude to the small diameter flange portion 29C side of the rotary body side iron ring 29. The value is 1.5 mm. For this reason, the upper limit of the radial clearance A and the radial clearance A'is set to 1.5 mm. This upper limit is set between the sealing surface 28D of the fixed body side iron ring 28 pressed by the fixed body side O ring 30 and the sealing surface 29D of the rotating body side iron ring 29 pressed by the rotating body side O ring 32. It is also an allowable value capable of forming an appropriate sliding contact surface 34 shown in FIG.

また、固定体側鉄リング２８の小径鍔部２８Ｃが、固定側ハウジング１３の固定体側延長面１３Ｈの内周面に対して径方向で重り合う軸方向長さＢと、回転体側鉄リング２９の小径鍔部２９Ｃが、回転側ハウジング１５の回転体側延長面１５Ｈの内周面に対して径方向で重り合う軸方向長さＢ′とは、それぞれ２．５ｍｍ以上で３．５ｍｍ以下の範囲に設定されている。 Further, the small-diameter flange portion 28C of the fixed body side iron ring 28 radially overlaps the inner peripheral surface of the fixed body side extension surface 13H of the fixed side housing 13 in the axial direction B, and the small diameter flange of the rotating body side iron ring 29. The axial length B′ at which the collar portion 29C radially overlaps the inner circumferential surface of the rotor-side extension surface 15H of the rotation-side housing 15 is set to a range of 2.5 mm or more and 3.5 mm or less, respectively. Has been done.

ここで、固定側ハウジング１３の固定体側奥壁面１３Ｇと固定体側鉄リング２８の小径鍔部２８Ｃの軸方向端面２８Ｅとの間の軸方向長さＢと、回転側ハウジング１５の回転体側奥壁面１５Ｇと回転体側鉄リング２９の小径鍔部２９Ｃの軸方向端面２９Ｅとの間の軸方向長さＢ′とを、２．５ｍｍ以上で３．５ｍｍ以下の範囲に設定した理由について説明する。 Here, the axial length B between the fixed body side inner wall surface 13G of the fixed side housing 13 and the axial end surface 28E of the small diameter flange portion 28C of the fixed body side iron ring 28, and the rotating body side inner wall surface 15G of the rotary side housing 15. The reason why the axial length B'between this and the axial end surface 29E of the small diameter flange portion 29C of the rotor side iron ring 29 is set in the range of 2.5 mm to 3.5 mm will be described.

まず、１０ｍｍ〜１３ｍｍの線径を有する固定体側Ｏリング３０および回転体側Ｏリング３２を備えたメカニカルシール装置２６の組立て時に、固定体側鉄リング２８および回転体側鉄リング２９が軸方向に片寄る量（片寄り量）は最大で約１．０ｍｍである。また、回転側ハウジング１５が回転するときに固定体側鉄リング２８および回転体側鉄リング２９が軸方向に揺動する量（揺動量）は最大で約０．５ｍｍである。さらに、氷塊等によって固定体側Ｏリング３０および回転体側Ｏリング３２が軸方向に押圧されることにより、固定体側鉄リング２８および回転体側鉄リング２９が軸方向に片寄る量の増加分（片寄り増加量）は最大で約０．５ｍｍである。そして、上述の片寄り量１．０ｍｍと、揺動量０．５ｍｍと、片寄り増加量０．５ｍｍとを合算した上で、固定側ハウジング１３の固定体側奥壁面１３Ｇと固定体側延長面１３Ｈとが交わる角部の面取り形状、回転側ハウジング１５の回転体側奥壁面１５Ｇと回転体側延長面１５Ｈとが交わる角部の面取り形状等を考慮することにより、前記軸方向長さＢと前記軸方向長さＢ′の下限値は２．５ｍｍに設定されている。一方、固定体側鉄リング２８および回転体側鉄リング２９の剛性を考慮することにより、前記軸方向長さＢと前記軸方向長さＢ′の上限値は３．５ｍｍに設定されている。 First, when the mechanical seal device 26 including the fixed body side O-ring 30 and the rotary body side O-ring 32 having a wire diameter of 10 mm to 13 mm is assembled, the fixed body side iron ring 28 and the rotary body side iron ring 29 are offset in the axial direction ( The maximum deviation amount is about 1.0 mm. Further, when the rotating housing 15 rotates, the fixed body side iron ring 28 and the rotating body side iron ring 29 oscillate in the axial direction (oscillation amount) is about 0.5 mm at maximum. Further, the fixed body side O-ring 30 and the rotating body side O-ring 32 are pressed in the axial direction by ice blocks, etc., so that the fixed body side iron ring 28 and the rotating body side iron ring 29 increase in the axial direction by an increased amount (deviation The maximum amount is about 0.5 mm. Then, after summing the above-described deviation amount of 1.0 mm, the swing amount of 0.5 mm, and the deviation increase amount of 0.5 mm, the fixed body side inner wall surface 13G and the fixed body side extension surface 13H of the fixed side housing 13 are formed. The axial length B and the axial length are taken into consideration by taking into consideration the chamfered shape of the corner portion where the intersections and the chamfered shape of the corner portion where the rotor side inner wall surface 15G and the rotor side extension surface 15H of the rotary side housing 15 intersect. The lower limit of the height B'is set to 2.5 mm. On the other hand, the upper limits of the axial length B and the axial length B′ are set to 3.5 mm by considering the rigidity of the fixed body side iron ring 28 and the rotating body side iron ring 29.

本実施の形態によるメカニカルシール装置２６は上述の如き構成を有するもので、このメカニカルシール装置２６を備えた走行装置９を組立てるときには、例えば図５に示すように、固定体側Ｏリング３０を、固定体側鉄リング２８の小径鍔部２８Ｃ側の傾斜面２８Ａに取付け、これら固定体側鉄リング２８と固定体側Ｏリング３０を、固定側ハウジング１３の固定体側シール収容部１３Ｅ内に挿入する。一方、回転体側Ｏリング３２を、回転体側鉄リング２９の小径鍔部２９Ｃ側の傾斜面２９Ａに取付け、これら回転体側鉄リング２９と回転体側Ｏリング３２を、回転側ハウジング１５の回転体側シール収容部１５Ｅ内に挿入する。 The mechanical seal device 26 according to the present embodiment has the above-described structure. When the traveling device 9 including the mechanical seal device 26 is assembled, the stationary body side O-ring 30 is fixed as shown in FIG. 5, for example. The body side iron ring 28 is attached to the inclined surface 28A on the side of the small-diameter flange portion 28C, and the fixed body side iron ring 28 and the fixed body side O-ring 30 are inserted into the fixed body side seal accommodating portion 13E of the fixed side housing 13. On the other hand, the rotary body side O-ring 32 is attached to the inclined surface 29A of the rotary body side iron ring 29 on the side of the small diameter flange portion 29C, and the rotary body side iron ring 29 and the rotary body side O ring 32 are housed in the rotary body side seal 15 of the rotary body side seal. It is inserted in the portion 15E.

この状態で、回転側ハウジング１５を、固定側ハウジング１３のハウジング支持部１３Ｂに軸受１７を介して組付けることにより、固定体側鉄リング２８のシール面２８Ｄと回転体側鉄リング２９のシール面２９Ｄとが当接し、固定体側鉄リング２８と回転体側鉄リング２９とは互いに軸方向に押圧される。これにより、固定体側Ｏリング３０は、固定側ハウジング１３の固定体側傾斜面１３Ｆと固定体側鉄リング２８の傾斜面２８Ａとの間で押圧されて変形し、徐々に固定体側奥壁面１３Ｇ側へと移動する。一方、回転体側Ｏリング３２は、回転側ハウジング１５の回転体側傾斜面１５Ｆと回転体側鉄リング２９の傾斜面２９Ａとの間で押圧されて変形し、徐々に回転体側奥壁面１５Ｇ側へと移動する。 In this state, the rotary side housing 15 is assembled to the housing support portion 13B of the fixed side housing 13 via the bearing 17, so that the seal surface 28D of the fixed body side iron ring 28 and the seal surface 29D of the rotary body side iron ring 29 are separated. And the fixed body side iron ring 28 and the rotating body side iron ring 29 are axially pressed against each other. As a result, the fixed body side O-ring 30 is pressed and deformed between the fixed body side inclined surface 13F of the fixed side housing 13 and the inclined surface 28A of the fixed body side iron ring 28, and gradually moves toward the fixed body side inner wall surface 13G side. Moving. On the other hand, the rotating body side O-ring 32 is pressed and deformed between the rotating body side inclined surface 15F of the rotating side housing 15 and the inclined surface 29A of the rotating body side iron ring 29, and gradually moves to the rotating body side inner wall surface 15G side. To do.

走行装置９の組立てが終了すると、固定側ハウジング１３の円筒突出部１３Ｄと回転側ハウジング１５の円筒突出部１５Ｄとの間には、所定の隙間２０とラビリンス２１とが形成される。このとき、図３に示すように、固定体側Ｏリング３０は、固定側ハウジング１３の固定体側奥壁面１３Ｇとの間に軸方向の空間３１を保った状態で、固定側ハウジング１３の固定体側傾斜面１３Ｆと固定体側鉄リング２８の傾斜面２８Ａとの間に配置される。一方、回転体側Ｏリング３２は、回転側ハウジング１５の回転体側奥壁面１５Ｇとの間に軸方向の空間３３を保った状態で、回転側ハウジング１５の回転体側傾斜面１５Ｆと回転体側鉄リング２９の傾斜面２９Ａとの間に配置される。 When the assembly of the traveling device 9 is completed, a predetermined gap 20 and a labyrinth 21 are formed between the cylindrical protruding portion 13D of the fixed housing 13 and the cylindrical protruding portion 15D of the rotating housing 15. At this time, as shown in FIG. 3, the fixed body side O-ring 30 is tilted toward the fixed body side of the fixed side housing 13 while keeping a space 31 in the axial direction between the fixed body side O-ring 30 and the fixed body side inner wall surface 13G. It is arranged between the surface 13F and the inclined surface 28A of the fixed body side iron ring 28. On the other hand, the rotary body side O-ring 32 maintains the axial space 33 between the rotary body side inner wall surface 15G of the rotary side housing 15 and the rotary body side inclined surface 15F of the rotary side housing 15 and the rotary body side iron ring 29. Is arranged between the inclined surface 29A and the inclined surface 29A.

走行装置９を組立てた状態で油圧モータ１１を回転させると、油圧モータ１１の回転が減速装置１２の遊星歯車減速機構２３，２４，２５によって３段減速され、回転側ハウジング１５に伝達される。これにより、回転側ハウジング１５が大きなトルクをもって回転し、この回転側ハウジング１５に固定した駆動輪１９と遊動輪６とに巻回された履帯８が駆動され、油圧ショベル１を走行させることができる。 When the hydraulic motor 11 is rotated while the traveling device 9 is assembled, the rotation of the hydraulic motor 11 is decelerated by the planetary gear speed reduction mechanism 23, 24, 25 of the reduction device 12 in three stages and transmitted to the rotation side housing 15. As a result, the rotation side housing 15 rotates with a large torque, the crawler belt 8 wound around the drive wheel 19 and the idler wheel 6 fixed to the rotation side housing 15 is driven, and the hydraulic excavator 1 can run. ..

油圧ショベル１の走行時において、メカニカルシール装置２６の回転体側鉄リング２９は回転側ハウジング１５と一体に回転し、この回転体側鉄リング２９のシール面２９Ｄが、固定体側鉄リング２８のシール面２８Ｄに摺接することにより、回転側ハウジング１５と固定側ハウジング１３との間を液密にシールすることができる。これにより、回転側ハウジング１５内に潤滑油Ｌを封止し、この潤滑油Ｌによって軸受１７、遊星歯車減速機構２３，２４，２５等を適正に潤滑することができ、回転側ハウジング１５を円滑に回転させることができる。 When the hydraulic excavator 1 is running, the rotating body side iron ring 29 of the mechanical seal device 26 rotates integrally with the rotating side housing 15, and the sealing surface 29D of the rotating body side iron ring 29 is the sealing surface 28D of the fixed body side iron ring 28. The sliding contact with the rotary housing 15 and the fixed housing 13 can provide a liquid-tight seal. As a result, the lubricating oil L is sealed in the rotation-side housing 15, and the bearing 17, the planetary gear speed reduction mechanism 23, 24, 25, etc. can be properly lubricated by the lubrication oil L, and the rotation-side housing 15 can be smoothly moved. Can be rotated to.

図３に示すように、固定側ハウジング１３の固定体側奥壁面１３Ｇと固定体側Ｏリング３０との間に空間３１が保たれている状態では、固定体側Ｏリング３０の弾性力により、固定体側鉄リング２８の傾斜面２８Ａに対して垂直方向に荷重Ｆが作用する。一方、回転側ハウジング１５の回転体側奥壁面１５Ｇと回転体側Ｏリング３２との間に空間３３が保たれている状態では、回転体側Ｏリング３２の弾性力により、回転体側鉄リング２９の傾斜面２９Ａに対して垂直方向に荷重Ｆ′が作用する。 As shown in FIG. 3, in the state where the space 31 is maintained between the fixed body side inner wall surface 13G of the fixed side housing 13 and the fixed body side O-ring 30, the fixed body side iron is reinforced by the elastic force of the fixed body side O-ring 30. The load F acts on the inclined surface 28A of the ring 28 in the vertical direction. On the other hand, in the state where the space 33 is maintained between the rotor side inner wall surface 15G of the rotor housing 15 and the rotor side O ring 32, the inclined surface of the rotor side iron ring 29 is generated by the elastic force of the rotor side O ring 32. A load F'acts in a direction perpendicular to 29A.

固定体側鉄リング２８に作用する荷重Ｆは、水平分力Ｆ１と鉛直分力Ｆ２とに分けられ、回転体側鉄リング２９に作用する荷重Ｆ′は、水平分力Ｆ１′と鉛直分力Ｆ２′とに分けられる。このため、荷重Ｆの水平分力Ｆ１と荷重Ｆ′の水平分力Ｆ１′とにより、固定体側鉄リング２８のシール面２８Ｄと回転体側鉄リング２９のシール面２９Ｄとが適度な面圧をもって摺接する。 The load F acting on the fixed body side iron ring 28 is divided into a horizontal component force F1 and a vertical component force F2, and a load F′ acting on the rotating body side iron ring 29 is a horizontal component force F1′ and a vertical component force F2′. Can be divided into Therefore, due to the horizontal component force F1 of the load F and the horizontal component force F1' of the load F', the sealing surface 28D of the fixed body side iron ring 28 and the sealing surface 29D of the rotating body side iron ring 29 slide with an appropriate surface pressure. Contact.

一方、固定体側鉄リング２８に対して荷重Ｆの鉛直分力Ｆ２が作用することにより、固定体側鉄リング２８の小径鍔部２８Ｃは内周側に変形する。また、回転体側鉄リング２９に対して荷重Ｆ′の鉛直分力Ｆ２′が作用することにより、回転体側鉄リング２９の小径鍔部２９Ｃは内周側に変形する。このため、図４に示すように、固定体側鉄リング２８のシール面２８Ｄとテーパ面２８Ｄ１とが交わる稜線部分と、回転体側鉄リング２９のシール面２９Ｄとテーパ面２９Ｄ１とが交わる稜線部分とは大きな面圧をもって互いに摺接し、平滑な摺接面３４が形成される。従って、回転側ハウジング１５が回転することにより、固定体側鉄リング２８のシール面２８Ｄと回転体側鉄リング２９のシール面２９Ｄとに形成された摺接面３４に潤滑油Ｌが浸入し、油膜が形成される。 On the other hand, when the vertical component force F2 of the load F acts on the fixed body side iron ring 28, the small diameter flange portion 28C of the fixed body side iron ring 28 is deformed to the inner peripheral side. Further, the vertical component force F2′ of the load F′ acts on the rotating body side iron ring 29, whereby the small diameter flange portion 29C of the rotating body side iron ring 29 is deformed to the inner peripheral side. Therefore, as shown in FIG. 4, the ridge line portion where the seal surface 28D of the fixed body side iron ring 28 and the taper surface 28D1 intersect and the ridge line portion where the seal surface 29D of the rotating body side iron ring 29 and the taper surface 29D1 intersect. Sliding contact with each other with a large surface pressure to form a smooth sliding contact surface 34. Therefore, as the rotating housing 15 rotates, the lubricating oil L penetrates into the sliding contact surface 34 formed between the seal surface 28D of the fixed body side iron ring 28 and the seal surface 29D of the rotating body side iron ring 29, and the oil film is formed. It is formed.

この場合、摺接面３４を挟んで固定体側鉄リング２８のシール面２８Ｄと回転体側鉄リング２９のシール面２９Ｄとがなす角度と、摺接面３４を挟んで固定体側鉄リング２８のテーパ面２８Ｄ１と回転体側鉄リング２９のテーパ面２９Ｄ１とがなす角度には差があるため、摺接面３４に形成される油膜には圧力勾配が形成される。この結果、固定体側鉄リング２８および回転体側鉄リング２９の外側が負圧となり、回転側ハウジング１５内の潤滑油Ｌを外部に漏らさないように封止することができる。 In this case, the angle formed by the sealing surface 28D of the fixed body side iron ring 28 and the sealing surface 29D of the rotating body side iron ring 29 with the sliding contact surface 34 interposed therebetween and the taper surface of the fixed body side iron ring 28 with the sliding contact surface 34 interposed therebetween. Since there is a difference in angle formed by 28D1 and the tapered surface 29D1 of the rotor side iron ring 29, a pressure gradient is formed in the oil film formed on the sliding contact surface 34. As a result, the outside of the fixed body side iron ring 28 and the rotating body side iron ring 29 becomes a negative pressure, and the lubricating oil L in the rotating side housing 15 can be sealed so as not to leak outside.

ここで、長期に亘って油圧ショベル１が稼働する間に、固定側ハウジング１３の固定体側シール収容部１３Ｅ、および回転側ハウジング１５の回転体側シール収容部１５Ｅには土砂が浸入し、この土砂はフローティングシール２７の周囲に徐々に堆積する。さらに、寒冷地においては、フローティングシール２７の周囲に堆積した土砂が凍結することにより、フローティングシール２７の周囲に凍土が堆積する。フローティングシール２７の周囲に堆積した凍土は、回転側ハウジング１５が固定側ハウジング１３に対して回転するときに砕けて氷塊となり、回転側ハウジング１５の回転に伴って移動、凝集することにより固定体側Ｏリング３０および回転体側Ｏリング３２を軸方向に押圧する。これにより、固定体側Ｏリング３０は、固定体側鉄リング２８の傾斜面２８Ａに沿って小径鍔部２８Ｃ側へと移動し、回転体側Ｏリング３２は、回転体側鉄リング２９の傾斜面２９Ａに沿って小径鍔部２９Ｃ側へと移動する。 Here, while the hydraulic excavator 1 operates for a long period of time, earth and sand enter the fixed body side seal accommodating portion 13E of the fixed side housing 13 and the rotating body side seal accommodating portion 15E of the rotating side housing 15, and It is gradually deposited around the floating seal 27. Further, in a cold region, frozen soil accumulates around the floating seal 27, and thus frozen soil accumulates around the floating seal 27. The frozen soil accumulated around the floating seal 27 is crushed when the rotation-side housing 15 rotates with respect to the fixed-side housing 13 and becomes an ice block, which moves and agglomerates as the rotation-side housing 15 rotates. The ring 30 and the O-ring 32 on the rotor side are pressed in the axial direction. As a result, the fixed body side O-ring 30 moves toward the small diameter flange portion 28C side along the inclined surface 28A of the fixed body side iron ring 28, and the rotating body side O ring 32 follows the inclined surface 29A of the rotating body side iron ring 29. And moves to the small diameter collar portion 29C side.

このとき、図６に示すように、固定体側Ｏリング３０は、固定側ハウジング１３の固定体側奥壁面１３Ｇに当接することによりそれ以上の小径鍔部２８Ｃ側への移動が制限される。また、回転体側Ｏリング３２は、回転側ハウジング１５の回転体側奥壁面１５Ｇに当接することによりそれ以上の小径鍔部２９Ｃ側への移動が制限される。従って、固定体側Ｏリング３０が、固定側ハウジング１３の固定体側延長面１３Ｈと固定体側鉄リング２８の小径鍔部２８Ｃとの間の隙間内にはみ出すように変形したとしても、小径鍔部２８Ｃの外周面２８Ｃ１に乗上げるのを抑えることができる。同様に、回転体側Ｏリング３２が、回転側ハウジング１５の回転体側延長面１５Ｈと回転体側鉄リング２９の小径鍔部２９Ｃとの間の隙間内にはみ出すように変形したとしても、小径鍔部２９Ｃの外周面２９Ｃ１に乗上げるのを抑えることができる。 At this time, as shown in FIG. 6, the fixed body side O-ring 30 abuts against the fixed body side inner wall surface 13G of the fixed side housing 13 to restrict further movement toward the small diameter flange portion 28C. Further, the rotary body side O-ring 32 comes into contact with the rotary body side inner wall surface 15G of the rotary side housing 15 to restrict further movement toward the small diameter flange portion 29C. Therefore, even if the fixed body side O-ring 30 is deformed so as to protrude into the gap between the fixed body side extended surface 13H of the fixed side housing 13 and the small diameter brim portion 28C of the fixed body side iron ring 28, It is possible to suppress riding on the outer peripheral surface 28C1. Similarly, even if the rotating body side O-ring 32 is deformed so as to protrude into the gap between the rotating body side extended surface 15H of the rotating side housing 15 and the small diameter flange portion 29C of the rotating body side iron ring 29, the small diameter flange portion 29C is deformed. It is possible to suppress the ride on the outer peripheral surface 29C1.

この結果、固定体側鉄リング２８の小径鍔部２８Ｃに対し、固定体側Ｏリング３０の弾性力によって径方向内向きの荷重が付与されるのを抑えることができる。また、回転体側鉄リング２９の小径鍔部２９Ｃに対し、回転体側Ｏリング３２の弾性力によって径方向内向きの荷重が付与されるのを抑えることができる。この結果、固定体側Ｏリング３０から固定体側鉄リング２８に作用する径方向の荷重と、回転体側Ｏリング３２から回転体側鉄リング２９に作用する径方向の荷重とのバランスを良好に保つことができ、フローティングシール２７のシール性を長期に亘って適正に保つことができる。 As a result, it is possible to prevent the radially inward load from being applied to the small diameter flange portion 28C of the fixed body side iron ring 28 by the elastic force of the fixed body side O-ring 30. Further, it is possible to prevent the radially inward load from being applied to the small diameter flange portion 29C of the rotor side iron ring 29 by the elastic force of the rotor side O ring 32. As a result, it is possible to maintain a good balance between the radial load acting from the fixed body side O-ring 30 to the fixed body side iron ring 28 and the radial load acting from the rotary body side O ring 32 to the rotary body side iron ring 29. Therefore, the sealing property of the floating seal 27 can be properly maintained for a long period of time.

この場合、図７に示すように、固定体側奥壁面１３Ｇに当接した固定体側Ｏリング３０は、固定体側鉄リング２８の小径鍔部２８Ｃには乗上げないものの、小径鍔部２８Ｃと傾斜面２８Ａとの間の円弧面２８Ｆには乗上げる。このため、固定体側鉄リング２８の傾斜面２８Ａに対して荷重Ｆが作用すると共に、円弧面２８Ｆに対し径方向内向きの荷重Ｆ３が作用する。同様に、回転体側Ｏリング３２は、回転体側鉄リング２９の小径鍔部２９Ｃと傾斜面２９Ａとの間の円弧面２９Ｆに乗上げる。このため、回転体側鉄リング２９の傾斜面２９Ａに対して荷重Ｆ′が作用すると共に、円弧面２９Ｆに対し径方向内向きの荷重Ｆ３′が作用する。このため、互いに摺接する固定体側鉄リング２８と回転体側鉄リング２９の軸線は、回転側ハウジング１５の軸線Ｏ−Ｏに対して偏芯するようになる。 In this case, as shown in FIG. 7, the fixed body side O-ring 30 that is in contact with the fixed body side inner wall surface 13G does not ride on the small diameter flange portion 28C of the fixed body side iron ring 28, but the small diameter flange portion 28C and the inclined surface. It rides on the circular arc surface 28F between 28A. Therefore, the load F acts on the inclined surface 28A of the fixed body side iron ring 28 and the radially inward load F3 acts on the arc surface 28F. Similarly, the rotor O-ring 32 rides on the arc surface 29F between the small-diameter collar portion 29C and the inclined surface 29A of the rotor iron ring 29. Therefore, the load F′ acts on the inclined surface 29A of the iron ring 29 on the rotor side and the radially inward load F3′ acts on the arc surface 29F. Therefore, the axis lines of the fixed body side iron ring 28 and the rotating body side iron ring 29 which are in sliding contact with each other are eccentric with respect to the axis line OO of the rotating side housing 15.

しかし、固定体側鉄リング２８の小径鍔部２８Ｃは、固定側ハウジング１３の固定体側延長面１３Ｈの内周側に配置され、固定体側延長面１３Ｈに対し軸方向長さＢの範囲で重り合っている。また、回転体側鉄リング２９の小径鍔部２９Ｃは、回転側ハウジング１５の回転体側延長面１５Ｈの内周側に配置され、回転体側延長面１５Ｈに対し軸方向長さＢ′の範囲で重り合っている。このため、固定体側鉄リング２８と回転体側鉄リング２９の軸線が、回転側ハウジング１５の軸線Ｏ−Ｏに対して偏芯したとしても、固定体側鉄リング２８の小径鍔部２８Ｃの外周面２８Ｃ１が、固定体側延長面１３Ｈの内周面に当接し、回転体側鉄リング２９の小径鍔部２９Ｃの外周面２９Ｃ１が、回転体側延長面１５Ｈの内周面に当接することにより、偏芯量を制限することができる。 However, the small diameter brim portion 28C of the fixed body side iron ring 28 is arranged on the inner peripheral side of the fixed body side extension surface 13H of the fixed side housing 13 and overlaps with the fixed body side extension surface 13H within the range of the axial length B. There is. Further, the small diameter flange portion 29C of the rotor side iron ring 29 is arranged on the inner peripheral side of the rotor side extension surface 15H of the rotor side housing 15 and overlaps the rotor side extension surface 15H within the axial length B'. ing. Therefore, even if the axis lines of the fixed body side iron ring 28 and the rotary body side iron ring 29 are eccentric with respect to the axis line OO of the rotary side housing 15, the outer peripheral surface 28C1 of the small-diameter flange portion 28C of the fixed body side iron ring 28. Is brought into contact with the inner peripheral surface of the fixed body side extension surface 13H, and the outer peripheral surface 29C1 of the small diameter flange portion 29C of the rotor side iron ring 29 is brought into contact with the inner peripheral surface of the rotor side extended surface 15H. Can be restricted.

このように、固定体側鉄リング２８の小径鍔部２８Ｃが、固定体側延長面１３Ｈの内周面に当接し、回転体側鉄リング２９の小径鍔部２９Ｃが、回転体側延長面１５Ｈの内周面に当接することにより、固定体側鉄リング２８と回転体側鉄リング２９の軸線が、回転側ハウジング１５の軸線Ｏ−Ｏに対して大きく偏芯するのを抑えることができる。この結果、図４に示すように、固定体側鉄リング２８のシール面２８Ｄと回転体側鉄リング２９のシール面２９Ｄとに平滑な摺接面３４を形成することができ、この摺接面３４に油膜が形成されることにより、フローティングシール２７のシール性を確保することができる。 In this way, the small diameter flange portion 28C of the fixed body side iron ring 28 abuts the inner peripheral surface of the fixed body side extension surface 13H, and the small diameter flange portion 29C of the rotating body side iron ring 29 becomes the inner peripheral surface of the rotating body side extension surface 15H. By abutting against, the axis lines of the fixed body side iron ring 28 and the rotating body side iron ring 29 can be suppressed from being largely eccentric with respect to the axis line OO of the rotating side housing 15. As a result, as shown in FIG. 4, a smooth sliding contact surface 34 can be formed on the sealing surface 28D of the fixed body side iron ring 28 and the sealing surface 29D of the rotating body side iron ring 29, and on this sliding contact surface 34. By forming the oil film, the sealing property of the floating seal 27 can be ensured.

次に、本実施の形態によるメカニカルシール装置２６と、図８ないし図１０に示す比較例によるメカニカルシール装置１０１との相違について説明する。 Next, the difference between the mechanical seal device 26 according to the present embodiment and the mechanical seal device 101 according to the comparative example shown in FIGS. 8 to 10 will be described.

比較例によるメカニカルシール装置１０１は、本実施の形態によるメカニカルシール装置２６と同様に、固定側ハウジング１３′と、回転側ハウジング１５′と、固定体側鉄リング２８と、回転体側鉄リング２９と、固定体側Ｏリング３０と、回転体側Ｏリング３２とを含んで構成されている。しかし、比較例によるメカニカルシール装置１０１は、固定側ハウジング１３′の固定体側奥壁面１３Ｇ′が固定体側鉄リング２８の小径鍔部２８Ｃの軸方向端面２８Ｅとほぼ同一平面上に配置され、固定体側延長面１３Ｈ′の内周側に小径鍔部２８Ｃが配置されていない点、および回転側ハウジング１５′の回転体側奥壁面１５Ｇ′が回転体側鉄リング２９の小径鍔部２９Ｃの軸方向端面２９Ｅとほぼ同一平面上に配置され、回転体側延長面１５Ｈ′の内周側に小径鍔部２９Ｃが配置されていない点で、本実施の形態によるメカニカルシール装置２６とは相違している。 The mechanical seal device 101 according to the comparative example, like the mechanical seal device 26 according to the present embodiment, includes a stationary housing 13 ′, a rotating housing 15 ′, a stationary body side iron ring 28, and a rotating body side iron ring 29. The stationary body side O-ring 30 and the rotating body side O-ring 32 are included. However, in the mechanical seal device 101 according to the comparative example, the fixed body side inner wall surface 13G' of the fixed side housing 13' is arranged substantially on the same plane as the axial end surface 28E of the small diameter flange portion 28C of the fixed body side iron ring 28, and the fixed body side. The small diameter flange portion 28C is not arranged on the inner peripheral side of the extension surface 13H', and the rotor side inner wall surface 15G' of the rotation side housing 15' is the same as the axial end surface 29E of the small diameter flange portion 29C of the rotor side iron ring 29. The mechanical seal device 26 is different from the mechanical seal device 26 according to the present embodiment in that it is arranged on substantially the same plane, and the small diameter flange portion 29C is not arranged on the inner peripheral side of the rotary body side extension surface 15H'.

図９に示すように、比較例によるメカニカルシール装置１０１においては、固定体側Ｏリング３０が、固定体側シール収容部１３Ｅ内に堆積した氷塊等によって押圧されることにより、固定側ハウジング１３′の固定体側奥壁面１３Ｇ′に当接する。同様に、回転体側Ｏリング３２が、回転体側シール収容部１５Ｅ内に堆積した氷塊等によって押圧されることにより、回転側ハウジング１５′の回転体側奥壁面１５Ｇ′に当接する。 As shown in FIG. 9, in the mechanical seal device 101 according to the comparative example, the fixed body side O-ring 30 is pressed by the ice blocks accumulated in the fixed body side seal accommodating portion 13E to fix the fixed side housing 13′. It abuts against the body side inner wall surface 13G'. Similarly, the rotator-side O-ring 32 comes into contact with the rotator-side inner wall surface 15G' of the rotator-side housing 15' by being pressed by the ice blocks or the like accumulated in the rotator-side seal accommodating portion 15E.

この場合、固定側ハウジング１３′の固定体側奥壁面１３Ｇ′は、固定体側鉄リング２８の小径鍔部２８Ｃの軸方向端面２８Ｅとほぼ同一平面上に配置されている。このため、例えば図１０に示すように、固定体側Ｏリング３０は、固定体側鉄リング２８の小径鍔部２８Ｃと固定側ハウジング１３の固定体側延長面１３Ｈ′との間に形成された隙間内にはみ出すように変形し、小径鍔部２８Ｃの外周面に乗上げるようになる。従って、固定体側鉄リング２８の傾斜面２８Ａに対して荷重Ｆが作用し、円弧面２８Ｆに対して荷重Ｆ３が作用すると共に、小径鍔部２８Ｃに対し径方向内向きの荷重Ｆ４が作用する。この結果、固定体側鉄リング２８と回転体側鉄リング２９との径方向の荷重バランスが崩れ、固定体側鉄リング２８と回転体側鉄リング２９とが偏芯することにより、固定体側鉄リング２８のシール面２８Ｄと回転体側鉄リング２９のシール面２９Ｄとの間に油膜を形成することができず、良好なシール性を保つことができなくなる。 In this case, the fixed body side inner wall surface 13G' of the fixed side housing 13' is arranged substantially on the same plane as the axial end surface 28E of the small diameter flange portion 28C of the fixed body side iron ring 28. Therefore, for example, as shown in FIG. 10, the fixed body side O-ring 30 is provided in a gap formed between the small diameter flange portion 28C of the fixed body side iron ring 28 and the fixed body side extension surface 13H′ of the fixed side housing 13. It deforms so as to protrude, and rides on the outer peripheral surface of the small diameter flange portion 28C. Therefore, the load F acts on the inclined surface 28A of the fixed body side iron ring 28, the load F3 acts on the arc surface 28F, and the radially inward load F4 acts on the small-diameter collar portion 28C. As a result, the radial load balance between the fixed body side iron ring 28 and the rotating body side iron ring 29 is disturbed, and the fixed body side iron ring 28 and the rotating body side iron ring 29 are eccentric to each other, thereby sealing the fixed body side iron ring 28. An oil film cannot be formed between the surface 28D and the seal surface 29D of the rotating body side iron ring 29, and good sealability cannot be maintained.

これに対し、本実施の形態によるメカニカルシール装置２６は、固定体側鉄リング２８の小径鍔部２８Ｃが固定側ハウジング１３の固定体側延長面１３Ｈの内周側に配置され、固定側ハウジング１３の固定体側奥壁面１３Ｇは、小径鍔部２８Ｃの外周面２８Ｃ１の傾斜面側始端２８Ｇよりも大径鍔部２８Ｂ側に寄った位置、具体的には、小径鍔部２８Ｃの外周面２８Ｃ１の傾斜面側始端２８Ｇと傾斜面２８Ａの小径側始端２８Ａ２との間の範囲に配置されている。同様に、回転体側鉄リング２９の小径鍔部２９Ｃが回転側ハウジング１５の回転体側延長面１５Ｈの内周側に配置され、回転側ハウジング１５の回転体側奥壁面１５Ｇは、小径鍔部２９Ｃの外周面２９Ｃ１の傾斜面側始端２９Ｇよりも大径鍔部２９Ｂ側に寄った位置、具体的には、小径鍔部２９Ｃの外周面２９Ｃ１の傾斜面側始端２９Ｇと傾斜面２９Ａの小径側始端２９Ａ２との間の範囲に配置されている。 On the other hand, in the mechanical seal device 26 according to the present embodiment, the small diameter flange portion 28C of the fixed body side iron ring 28 is arranged on the inner peripheral side of the fixed body side extension surface 13H of the fixed side housing 13, and the fixed side housing 13 is fixed. The body-side back wall surface 13G is located closer to the large-diameter flange portion 28B side than the inclined surface-side start end 28G of the outer peripheral surface 28C1 of the small-diameter flange portion 28C, specifically, the inclined surface side of the outer-diameter surface 28C1 of the small-diameter flange portion 28C. It is arranged in a range between the starting end 28G and the small diameter side starting end 28A2 of the inclined surface 28A. Similarly, the small diameter flange portion 29C of the rotating body side iron ring 29 is arranged on the inner peripheral side of the rotating body side extension surface 15H of the rotating side housing 15, and the rotating body side inner wall surface 15G of the rotating side housing 15 has an outer periphery of the small diameter flange portion 29C. A position closer to the large-diameter flange portion 29B side than the inclined surface-side starting end 29G of the surface 29C1, specifically, the inclined surface-side starting end 29G of the outer peripheral surface 29C1 of the small-diameter flange portion 29C and the small-diameter-side starting end 29A2 of the inclined surface 29A. It is located in the range between.

このため、固定側ハウジング１３の固定体側シール収容部１３Ｅ内に堆積した氷塊等が固定体側Ｏリング３０を軸方向に押圧することにより、固定体側Ｏリング３０が固定体側鉄リング２８の小径鍔部２８Ｃ側に移動したとしても、固定体側Ｏリング３０が固定体側奥壁面１３Ｇに当接することにより、固定体側Ｏリング３０の小径鍔部２８Ｃ側への移動を制限することができる。同様に、回転側ハウジング１５の回転体側シール収容部１５Ｅ内に堆積した氷塊等が回転体側Ｏリング３２を軸方向に押圧することにより、回転体側Ｏリング３２が回転体側鉄リング２９の小径鍔部２９Ｃ側に移動したとしても、回転体側Ｏリング３２が回転体側奥壁面１５Ｇに当接することにより、回転体側Ｏリング３２の小径鍔部２９Ｃ側への移動を制限することができる。 Therefore, the ice blocks and the like accumulated in the fixed body side seal accommodating portion 13E of the fixed side housing 13 press the fixed body side O-ring 30 in the axial direction, so that the fixed body side O-ring 30 has a small diameter flange portion of the fixed body side iron ring 28. Even if the fixed body side O-ring 30 contacts the fixed body side rear wall surface 13G even if the fixed body side O-ring 30 moves to the 28C side, movement of the fixed body side O-ring 30 to the small diameter flange portion 28C side can be restricted. Similarly, ice blocks and the like accumulated in the rotor-side seal accommodating portion 15E of the rotor-side housing 15 press the rotor-side O-ring 32 in the axial direction, so that the rotor-side O-ring 32 has a small-diameter flange portion of the rotor-side iron ring 29. Even if the rotor side O-ring 32 moves to the 29C side, the movement of the rotor side O-ring 32 to the small diameter flange portion 29C side can be restricted by contacting the rotor side inner wall surface 15G.

従って、固定体側鉄リング２８の小径鍔部２８Ｃの外周面２８Ｃ１に固定体側Ｏリング３０が乗上げるのを抑え、小径鍔部２８Ｃに径方向内向きの荷重が付与されるのを抑えることができる。同様に、回転体側鉄リング２９の小径鍔部２９Ｃの外周面２９Ｃ１に回転体側Ｏリング３２が乗上げるのを抑え、小径鍔部２９Ｃに径方向内向きの荷重が付与されるのを抑えることができる。この結果、固定体側鉄リング２８および回転体側鉄リング２９に作用する径方向の荷重のバランスを良好に保つことができ、固定体側鉄リング２８のシール面２８Ｄと回転体側鉄リング２９のシール面２９Ｄとのシール性を長期に亘って適正に保つことができる。 Therefore, it is possible to prevent the fixed body side O-ring 30 from riding on the outer peripheral surface 28C1 of the small diameter flange portion 28C of the fixed body side iron ring 28, and to prevent the radially inward load from being applied to the small diameter flange portion 28C. .. Similarly, it is possible to prevent the rotating body side O-ring 32 from climbing on the outer peripheral surface 29C1 of the small diameter flange portion 29C of the rotating body side iron ring 29 and to prevent the radially inward load from being applied to the small diameter flange portion 29C. it can. As a result, the radial load acting on the stationary body side iron ring 28 and the rotating body side iron ring 29 can be well balanced, and the sealing surface 28D of the stationary body side iron ring 28 and the sealing surface 29D of the rotating body side iron ring 29 can be maintained. It is possible to properly maintain the sealing property with

また、固定体側鉄リング２８の傾斜面２８Ａは、大径鍔部２８Ｂ側に位置する大径側始端２８Ａ１と小径鍔部２８Ｃ側に位置する小径側始端２８Ａ２との間に形成され、固定側ハウジング１３の固定体側奥壁面１３Ｇが、小径鍔部２８Ｃの外周面２８Ｃ１の傾斜面側始端２８Ｇと傾斜面２８Ａの小径側始端２８Ａ２との間の範囲に配置されることにより、小径鍔部２８Ｃの軸方向端面２８Ｅは、固定体側奥壁面１３Ｇの奥部に設けられた固定体側延長面１３Ｈ内に配置されている。同様に、回転体側鉄リング２９の傾斜面２９Ａは、大径鍔部２９Ｂ側に位置する大径側始端２９Ａ１と小径鍔部２９Ｃ側に位置する小径側始端２９Ａ２との間に形成され、回転側ハウジング１５の回転体側奥壁面１５Ｇが、小径鍔部２９Ｃの外周面２９Ｃ１の傾斜面側始端２９Ｇと傾斜面２９Ａの小径側始端２９Ａ２との間の範囲に配置されることにより、小径鍔部２９Ｃの軸方向端面２９Ｅは、回転体側奥壁面１５Ｇの奥部に設けられた回転体側延長面１５Ｈ内に配置されている。 In addition, the inclined surface 28A of the fixed body side iron ring 28 is formed between the large diameter side starting end 28A1 located on the large diameter flange portion 28B side and the small diameter side starting end 28A2 located on the small diameter flange portion 28C side. Since the fixed body side inner wall surface 13G of 13 is arranged in the range between the inclined surface side start end 28G of the outer peripheral surface 28C1 of the small diameter flange portion 28C and the small diameter side start end 28A2 of the inclined surface 28A, the axis of the small diameter flange portion 28C is reduced. The direction end surface 28E is arranged in the fixed body side extension surface 13H provided in the inner part of the fixed body side back wall surface 13G. Similarly, the inclined surface 29A of the rotor side iron ring 29 is formed between the large-diameter side start end 29A1 located on the large-diameter flange portion 29B side and the small-diameter side start end 29A2 located on the small-diameter flange portion 29C side. The rotating body side inner wall surface 15G of the housing 15 is arranged in a range between the inclined surface side start end 29G of the outer peripheral surface 29C1 of the small diameter flange portion 29C and the small diameter side start end 29A2 of the inclined surface 29A. The axial end surface 29E is arranged in the rotor-side extension surface 15H provided in the inner part of the rotor-side inner wall surface 15G.

これにより、固定体側鉄リング２８と回転体側鉄リング２９の軸線が、回転側ハウジング１５の軸線Ｏ−Ｏに対して偏芯したとしても、固定体側鉄リング２８の小径鍔部２８Ｃの外周面２８Ｃ１は、固定体側延長面１３Ｈの内周面に当接し、回転体側鉄リング２９の小径鍔部２９Ｃの外周面２９Ｃ１は、回転体側延長面１５Ｈの内周面に当接する。この結果、固定体側鉄リング２８と回転体側鉄リング２９が大きく偏芯するのを抑え、固定体側鉄リング２８のシール面２８Ｄと回転体側鉄リング２９のシール面２９Ｄとに平滑な摺接面３４を形成することがでるので、固定体側鉄リング２８のシール面２８Ｄと回転体側鉄リング２９のシール面２９Ｄとのシール性を良好に保つことができる。 As a result, even if the axis lines of the fixed body side iron ring 28 and the rotary body side iron ring 29 are eccentric with respect to the axis line OO of the rotary side housing 15, the outer peripheral surface 28C1 of the small-diameter flange portion 28C of the fixed body side iron ring 28. Is in contact with the inner peripheral surface of the fixed body side extended surface 13H, and the outer peripheral surface 29C1 of the small diameter flange portion 29C of the rotary body side iron ring 29 is in contact with the inner peripheral surface of the rotary body side extended surface 15H. As a result, the stationary body side iron ring 28 and the rotating body side iron ring 29 are prevented from being largely decentered, and the smooth sliding contact surface 34 is formed between the seal surface 28D of the stationary body side iron ring 28 and the sealing surface 29D of the rotating body side iron ring 29. Therefore, the sealability between the sealing surface 28D of the fixed body side iron ring 28 and the sealing surface 29D of the rotating body side iron ring 29 can be kept good.

また、固定体側鉄リング２８の小径鍔部２８Ｃの外周面２８Ｃ１と固定側ハウジング１３の固定体側延長面１３Ｈの内周面との間の径方向隙間Ａと、回転体側鉄リング２９の小径鍔部２９Ｃの外周面２９Ｃ１と回転側ハウジング１５の回転体側延長面１５Ｈの内周面との間の径方向隙間Ａ′を、０．５ｍｍ以上で１．５ｍｍ以下の範囲に設定している。 Further, the radial gap A between the outer peripheral surface 28C1 of the small diameter flange portion 28C of the fixed body side iron ring 28 and the inner peripheral surface of the fixed body side extension surface 13H of the fixed side housing 13, and the small diameter flange portion of the rotating body side iron ring 29. The radial gap A'between the outer peripheral surface 29C1 of 29C and the inner peripheral surface of the rotor-side extension surface 15H of the rotary housing 15 is set to a range of 0.5 mm or more and 1.5 mm or less.

これにより、メカニカルシール装置２６の組立て時における固定体側鉄リング２８および回転体側鉄リング２９の偏心を許容しつつ、固定側ハウジング１３の固定体側奥壁面１３Ｇに押付けられた固定体側Ｏリング３０が固定体側鉄リング２８の小径鍔部２８Ｃ側にはみ出すのを抑制し、回転側ハウジング１５の回転体側奥壁面１５Ｇに押付けられた回転体側Ｏリング３２が回転体側鉄リング２９の小径鍔部２９Ｃ側にはみ出すのを抑制することができる。 As a result, the fixed body side O-ring 30 pressed against the fixed body side inner wall surface 13G of the fixed side housing 13 is fixed while allowing the eccentricity of the fixed body side iron ring 28 and the rotating body side iron ring 29 when the mechanical seal device 26 is assembled. It is suppressed that the body side iron ring 28 protrudes toward the small diameter flange portion 28C side, and the rotor side O ring 32 pressed against the rotor side inner wall surface 15G of the rotor side housing 15 protrudes toward the small diameter flange portion 29C side of the rotor side iron ring 29. Can be suppressed.

さらに、固定側ハウジング１３の固定体側奥壁面１３Ｇと固定体側鉄リング２８の小径鍔部２８Ｃの軸方向端面２８Ｅとの間の軸方向長さＢと、回転側ハウジング１５の回転体側奥壁面１５Ｇと回転体側鉄リング２９の小径鍔部２９Ｃの軸方向端面２９Ｅとの間の軸方向長さＢ′とを、２．５ｍｍ以上で３．５ｍｍ以下の範囲に設定している。 Furthermore, the axial length B between the fixed body side inner wall surface 13G of the fixed side housing 13 and the axial end surface 28E of the small diameter flange portion 28C of the fixed body side iron ring 28, and the rotating body side inner wall surface 15G of the rotary side housing 15. The axial length B′ between the small diameter flange portion 29C of the rotor side iron ring 29 and the axial end surface 29E is set to a range of 2.5 mm or more and 3.5 mm or less.

これにより、上述したメカニカルシール装置２６の組立て時における固定体側鉄リング２８および回転体側鉄リング２９の片寄り量、回転側ハウジング１５の回転時における固定体側鉄リング２８および回転体側鉄リング２９の揺動量、固定体側Ｏリング３０および回転体側Ｏリング３２が軸方向に押圧されたときの片寄り増加量等を許容しつつ、固定体側鉄リング２８および回転体側鉄リング２９が偏芯した場合には、固定体側鉄リング２８の小径鍔部２８Ｃを固定体側延長面１３Ｈの内周面に当接させ、回転体側鉄リング２９の小径鍔部２９Ｃを回転体側延長面１５Ｈの内周面に当接させることができ、固定体側鉄リング２８と回転体側鉄リング２９が大きく偏芯するのを抑えることができる。 As a result, the amount of offset of the fixed body side iron ring 28 and the rotating body side iron ring 29 during the assembly of the mechanical seal device 26 described above, and the swinging of the fixed body side iron ring 28 and the rotating body side iron ring 29 during the rotation of the rotating side housing 15. When the stationary body side iron ring 28 and the rotating body side iron ring 29 are eccentric while allowing the amount of movement, the amount of increase in deviation when the stationary body side O ring 30 and the rotating body side O ring 32 are pressed in the axial direction, etc. , The small diameter flange portion 28C of the fixed body side iron ring 28 is brought into contact with the inner peripheral surface of the fixed body side extended surface 13H, and the small diameter flange portion 29C of the rotary body side iron ring 29 is brought into contact with the inner peripheral surface of the rotary body side extended surface 15H. Therefore, it is possible to prevent the stationary body side iron ring 28 and the rotating body side iron ring 29 from being largely decentered.

なお、実施の形態では、油圧ショベル１の走行装置９に搭載されたメカニカルシール装置２６に適用した場合を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、例えば油圧ショベル１の遊動輪６、下案内ローラ７等の回転機構に搭載されるシール装置に広く適用することができる。 In addition, in the embodiment, the case where the invention is applied to the mechanical seal device 26 mounted on the traveling device 9 of the hydraulic excavator 1 is illustrated. However, the present invention is not limited to this, and can be widely applied to, for example, a seal device mounted on a rotating mechanism such as the idler wheel 6 and the lower guide roller 7 of the hydraulic excavator 1.

１３ 固定側ハウジング（固定体）
１３Ｅ 固定体側シール収容部
１３Ｆ 固定体側傾斜面
１３Ｇ 固定体側奥壁面
１３Ｈ 固定体側延長面
１５ 回転側ハウジング（回転体）
１５Ｅ 回転体側シール収容部
１５Ｆ 回転体側傾斜面
１５Ｇ 回転体側奥壁面
１５Ｈ 回転体側延長面
２０ 隙間
２６ メカニカルシール装置
２７ フローティングシール
２８ 固定体側鉄リング
２８Ａ，２９Ａ 傾斜面
２８Ａ１，２９Ａ１ 大径側始端
２８Ａ２，２９Ａ２ 小径側始端
２８Ｂ，２９Ｂ 大径鍔部
２８Ｃ，２９Ｃ 小径鍔部
２８Ｃ１，２９Ｃ１ 外周面
２８Ｄ，２９Ｄ シール面
２８Ｅ，２９Ｅ 軸方向端面
２８Ｇ，２９Ｇ 傾斜面側始端
２９ 回転体側鉄リング
３０ 固定体側Ｏリング
３１，３３ 空間
３２ 回転体側Ｏリング 13 Fixed side housing (fixed body)
13E Fixed body side seal accommodating portion 13F Fixed body side inclined surface 13G Fixed body side back wall surface 13H Fixed body side extended surface 15 Rotating side housing (rotating body)
15E Rotor-side seal accommodating portion 15F Rotor-side inclined surface 15G Rotor-side inner wall surface 15H Rotor-side extended surface 20 Gap 26 Mechanical seal device 27 Floating seal 28 Fixed-side iron ring 28A, 29A Inclined surface 28A1, 29A1 Large diameter side start end 28A2, 29A2 Small-diameter side starting end 28B, 29B Large-diameter brim portion 28C, 29C Small-diameter brim portion 28C1, 29C1 Outer peripheral surface 28D, 29D Sealing surface 28E, 29E Axial end surface 28G, 29G Inclined side starting end 29 Rotating body side iron ring 30 Fixed body side O-ring 31 , 33 space 32 O-ring on the rotor side

Claims (3)

固定体側シール収容部を有する固定体と、回転体側シール収容部を有し前記固定体に対して回転可能に設けられた回転体と、前記固定体と前記回転体との間に形成された軸方向の隙間をシールするフローティングシールとを備え、
前記フローティングシールは、前記固定体側シール収容部と前記回転体側シール収容部とにそれぞれ配置され互いに摺接するシール面を有する一対の円筒状の鉄リングと、前記一対の鉄リングのうち前記固定体側の鉄リングの外周面と前記固定体側シール収容部の内周面との間および前記回転体側の鉄リングの外周面と前記回転体側シール収容部の内周面との間にそれぞれ設けられた一対のＯリングとからなり、
前記一対の鉄リングは、前記Ｏリングを挟んで前記固定体側シール収容部の内周面と対面する部位と前記回転体側シール収容部の内周面と対面する部位とにそれぞれ形成され軸方向に伸長しつつ径方向内向きに傾斜した傾斜面と、前記Ｏリングから軸方向に離間して前記傾斜面よりも前記隙間側に形成され軸方向端面が前記シール面となった大径鍔部と、前記傾斜面を挟んで前記大径鍔部とは反対側に形成された小径鍔部とを含んで構成されているメカニカルシール装置において、
前記固定体側シール収容部は、軸方向に伸長しつつ径方向内向きに傾斜し前記固定体側の鉄リングの前記傾斜面と対面した固定体側傾斜面と、前記固定体側傾斜面の奥部に配置され前記回転体の軸線と直交して内径側に延びた固定体側奥壁面と、前記固定体側奥壁面の内径側の端縁から軸方向に延長された固定体側延長面とを有し、
前記回転体側シール収容部は、軸方向に伸長しつつ径方向内向きに傾斜し前記回転体側の鉄リングの前記傾斜面と対面した回転体側傾斜面と、前記回転体側傾斜面の奥部に配置され前記回転体の軸線と直交して内径側に延びた回転体側奥壁面と、前記回転体側奥壁面の内径側の端縁から軸方向に延長された回転体側延長面とを有し、
前記一対の鉄リングの前記小径鍔部は、前記固定体側シール収容部の前記固定体側延長面および前記回転体側シール収容部の前記回転体側延長面の内周側にそれぞれ配置されており、
前記固定体側シール収容部の前記固定体側奥壁面は、前記Ｏリングとの間に軸方向の空間を確保した状態で前記固定体側の鉄リングの前記小径鍔部の軸方向端面よりも前記大径鍔部側に寄った位置に配置され、
前記回転体側シール収容部の前記回転体側奥壁面は、前記Ｏリングとの間に軸方向の空間を確保した状態で前記回転体側の鉄リングの前記小径鍔部の軸方向端面よりも前記大径鍔部側に寄った位置に配置され、
前記一対の鉄リングの前記傾斜面は、前記大径鍔部側に位置する大径側始端と前記小径鍔部側に位置する小径側始端との間にそれぞれ形成され、
前記固定体側シール収容部の前記固定体側奥壁面および前記回転体側シール収容部の前記回転体側奥壁面は、前記小径鍔部の外周面のうち前記傾斜面側に位置する傾斜面側始端と前記傾斜面の前記小径側始端との間の範囲に配置されていることを特徴とするメカニカルシール装置。 A fixed body having a fixed body side seal accommodating portion, a rotating body having a rotating body side seal accommodating portion rotatably provided with respect to the fixed body, and a shaft formed between the fixed body and the rotating body. With a floating seal that seals the gap in the direction,
The floating seal is a pair of cylindrical iron rings having sealing surfaces that are respectively arranged in the fixed body side seal accommodating portion and the rotating body side seal accommodating portion and are in sliding contact with each other, and the fixed body side of the pair of iron rings. A pair of members are provided between the outer peripheral surface of the iron ring and the inner peripheral surface of the fixed body side seal accommodating portion, and between the outer peripheral surface of the iron ring on the rotating body side and the inner peripheral surface of the rotating body side seal accommodating portion. Consisting of an O-ring,
The pair of iron rings are formed in a portion facing the inner peripheral surface of the fixed body side seal accommodating portion and a portion facing the inner peripheral surface of the rotating body side seal accommodating portion with the O-ring interposed therebetween, respectively, in the axial direction. An inclined surface that extends and inclines radially inward, and a large-diameter flange portion that is axially separated from the O-ring and that is formed closer to the gap than the inclined surface and has an axial end surface that serves as the sealing surface. A mechanical seal device configured to include a small-diameter flange portion formed on the opposite side of the large-diameter flange portion with the inclined surface interposed therebetween,
The fixed body side seal accommodating portion is disposed in a fixed body side inclined surface that extends in the axial direction and inclines inward in the radial direction and faces the inclined surface of the iron ring on the fixed body side, and in the inner part of the fixed body side inclined surface. And has a fixed body side inner wall surface extending to the inner diameter side orthogonal to the axis of the rotating body, and a fixed body side extended surface axially extended from the inner diameter side end edge of the fixed body side inner wall surface,
The rotor-side seal accommodating portion is disposed in the inner portion of the rotor-side inclined surface, which extends in the axial direction, inclines radially inward, and faces the inclined surface of the iron ring on the rotor side, and the rotor-side inclined surface. And has a rotor side inner wall surface that extends orthogonally to the axis of the rotor and extends toward the inner diameter side, and a rotor side extension surface that extends axially from the inner diameter side edge of the rotor side inner wall surface,
The small-diameter brim portions of the pair of iron rings are respectively disposed on the inner peripheral side of the fixed body side extension surface of the fixed body side seal accommodating portion and the rotating body side extension surface of the rotating body side seal accommodating portion,
The fixed body side inner wall surface of the fixed body side seal accommodating portion has a larger diameter than the axial end surface of the small diameter flange portion of the fixed body side iron ring in a state where an axial space is secured between the fixed body side seal accommodating portion and the O ring. It is placed at a position closer to the collar,
The rotor side inner wall surface of the rotor side seal accommodating portion has a larger diameter than the axial end surface of the small diameter flange portion of the iron ring on the rotor side in a state where an axial space is secured between the O ring and the O ring. It is placed at a position closer to the collar side ,
The inclined surfaces of the pair of iron rings are respectively formed between a large-diameter side starting end located on the large-diameter flange portion side and a small-diameter side starting end located on the small-diameter flange portion side,
The fixed body side inner wall surface of the fixed body side seal accommodating portion and the rotary body side rear wall surface of the rotating body side seal accommodating portion include an inclined surface side start end located on the inclined surface side of the outer peripheral surface of the small diameter flange portion and the inclination. A mechanical seal device, wherein the mechanical seal device is arranged in a range between the surface and the small diameter side start end . 前記固定体側の鉄リングの前記小径鍔部の外周面と前記固定体側延長面の内周面との間の径方向隙間、および前記回転体側の鉄リングの前記小径鍔部の外周面と前記回転体側延長面の内周面との間の径方向隙間は、０．５ｍｍ以上で１．５ｍｍ以下の範囲に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のメカニカルシール装置。 A radial gap between the outer peripheral surface of the small diameter flange portion of the fixed body side iron ring and the inner peripheral surface of the fixed body side extension surface, and the outer peripheral surface of the small diameter flange portion of the rotary body side iron ring and the rotation. The mechanical seal device according to claim 1, wherein a radial gap between the body-side extension surface and the inner peripheral surface is set in a range of 0.5 mm or more and 1.5 mm or less. 前記固定体側シール収容部の前記固定体側奥壁面および前記回転体側シール収容部の前記回転体側奥壁面と前記一対の鉄リングの前記小径鍔部の軸方向端面との間の軸方向長さは、２．５ｍｍ以上で３．５ｍｍ以下の範囲に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のメカニカルシール装置。 The axial length between the fixed body side inner wall surface of the fixed body side seal accommodating portion and the rotating body side inner wall surface of the rotating body side seal accommodating portion and the axial end surfaces of the small diameter flange portions of the pair of iron rings is, The mechanical seal device according to claim 1, wherein the mechanical seal device is set in a range of 2.5 mm or more and 3.5 mm or less.
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