JP2005214266A - 軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 軸受装置の耐久性、寿命や信頼性を高めることができ、保守、点検時のメンテナンス性を向上することができるようにする。
【解決手段】 ボス２２の内周側に設けるブッシュ２３を、４〜４０重量％の銅を含有し２３０〜１０００ｃＳｔなる粘度の高粘度油が含浸された焼結含油合金により形成する。そして、ボス２２と連結ピン２６との間に設けるシール装置２９は、連結ピン２６の外周側に嵌合された第１のシールリング３０と、ボス２２の内周側に嵌合されシールリング３０に摺接する第２のシールリング３３とにより構成する。また、ボス２２の端面とブラケット部２４，２５との間には、自己潤滑性を有する材料を用いて形成され連結ピン２６の径方向外側となる位置でボス２２とブラケット部２４，２５とに摺動接触する摺動板３４を設ける。
【選択図】 図２

Description

本発明は、例えば油圧ショベル等の建設機械に装備される作業装置のピン結合部等に好適に用いられる軸受装置に関する。

一般に、油圧ショベル等の建設機械には、作業装置（フロント部）を構成するブーム、アームおよびバケット等を互いに回動可能に連結するため、それぞれのピン結合部に軸受装置が設けられている。そして、このような軸受装置は、前記ブーム、アームおよびバケット等のうち一方の部材に設けられ内周側にブッシュを嵌着してなるボス部と、このボス部の左，右両側に配置された相手方の部材となる一対のブラケット部と、これらのブラケット部の間にボス部を回動可能に連結する連結ピンとにより構成されている。

この種の従来技術にあっては、ボス部とブラケット部とを円滑に回動動作させるために、油圧ショベルの稼動時間が一定時間を経過する毎に、前記ブッシュと連結ピンとの間に外部から潤滑油を供給し、両者の間を常に潤滑状態に保持する給脂作業が一般的に行われている。

一方、このような潤滑油の給脂間隔を可能な限り延ばして、実質的に無給脂とするために、ブッシュを多孔質な焼結金属材料により形成し、このブッシュの空孔内に高い粘度を有する潤滑油を含浸させる構成とした軸受装置が知られている（例えば、特許文献１，２等）。

この場合、ブッシュの空孔内に含浸させた高粘度の潤滑油は、ブッシュ内で連結ピンが摺動（回動）するときの摩擦熱等により粘度が下がり、空孔内からブッシュと連結ピンとの摺動面間に滲み出すようになり、この状態で連結ピンとブッシュとの摺動面に潤滑用の油膜を形成するものである。

特開平８−１０５４４４号公報 特開平１１−３３６７６３号公報

ところで、上述した従来技術による軸受装置は、ブッシュに含浸させた潤滑油が外部に漏洩するのを防ぐため、ボス部の内周側には、前記ブッシュの軸方向両側に位置して遮油部材、ダストシール等を設ける構成としている。しかし、このようなブッシュに含浸させた潤滑油は、ブッシュ内で連結ピンが摺動するときの摩擦熱等により粘度が低下する。

このため、前述の如き遮油部材、ダストシールを用いただけでは、粘度が低下した液体状の潤滑油が、前記遮油部材と連結ピンとの間の隙間、ダストシールと連結ピンとの間の隙間を通じて外部に漏洩することがある。そして、このように漏洩した潤滑油は、軸受装置の周囲に付着するばかりでなく、この潤滑油に外部から土砂（砂粒を含む）等のダスト等が付着してしまい、その後のメンテナンス作業に手間がかかるという問題がある。

また、連結ピンの径方向外側に位置してボス部の端面とブラケット部との間に形成される隙間内には、隙間調整用のシム板等が一般的に配置されている。しかし、例えばボス部の端面に砂粒等が潤滑油を伴って付着すると、前記ボス部とブラケット部との間でシム板が砂粒等によって早期に摩耗、損傷されるという問題がある。

さらに、このような潤滑油の漏洩が続くと、前記ブッシュと連結ピンとの摺動面に潤滑用の油膜を形成することが難しくなり、両者の摺動面が早期に摩耗、損傷される原因になるという問題がある。

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、ブッシュと連結ピンとの間から潤滑油が外部に漏洩するのを抑え、摺動面の摩耗、損傷を長期にわたって防止できると共に、保守、点検時のメンテナンス性を向上でき、耐久性や信頼性を高めることができるようにした軸受装置を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明は、内周側にブッシュが嵌着して設けられたボス部と、前記ブッシュの内周側に挿通され前記ボス部を相手方のブラケット部に回動可能に連結する連結ピンと、この連結ピンを前記ブラケット部に廻止め状態で固定する固定手段と、前記ブッシュの軸方向両端側に位置して前記ボス部と連結ピンとの間に設けられたシール手段とを備えてなる軸受装置に適用される。

そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴によると、前記ブッシュは、４〜４０重量％の銅を含有し２３０〜１０００ｃＳｔなる粘度の高粘度油が含浸された焼結含油合金を用いて形成し、前記シール手段は、前記連結ピンの外周側に嵌合して設けられ前記ブッシュの端面に摺接するリップ部を有した第１のシールリングと、前記ボス部の内周側に嵌合して設けられ前記リップ部とは軸方向の反対側となる位置で前記第１のシールリングに摺接する第２のシールリングとにより構成し、前記ボス部の端面と前記ブラケット部との間には、自己潤滑性を有する材料を用いて板状に形成されこれらのボス部とブラケット部とに摺動接触する摺動板を設ける構成としている。

また、請求項２の発明によると、前記連結ピンの外周面には、自己潤滑性を有する材料を用いて表面処理層を形成する構成としている。

さらに、請求項３の発明によると、前記連結ピンの外周面には、潤滑油を保持するために多数の微小な凹窪部を形成する構成としている。

上述の如く、請求項１に記載の発明によれば、４〜４０重量％の銅を含有し２３０〜１０００ｃＳｔなる粘度の油液が含浸された焼結含油合金によりブッシュを形成しているので、このブッシュに含浸させた高粘度の油液（潤滑油）により連結ピンとブッシュとの摺動面を潤滑状態に保持でき、摩耗や損傷等の発生を長期にわたって防止できる。また、連結ピンの外周側にはブッシュの端面に摺接するリップ部を有する第１のシールリングを嵌合して設け、ボス部の内周側には第２のシールリングを嵌合して設け、前記リップ部と軸方向の反対側となる位置で第１，第２のシールリングを互いに摺接させる構成としているので、第１のシールリングのリップ部をブッシュの端面に摺接させることにより、ブッシュと連結ピンとの摺接面間から外部に潤滑油が漏洩するのを抑えることができる。また、このときの潤滑油が第１のシールリングのリップ部とブッシュの端面との間から仮に漏出したとしても、第２のシールリングは、第１のシールリングにリップ部から離れた位置で摺接し続けるので、両者の摺接面をシール面として用いることができ、潤滑油が第１，第２のシールリング間から外部に漏洩するのをほぼ完全に防止することができる。

また、ボス部の端面とブラケット部との間に配置する摺動板を、自己潤滑性を有する材料により形成しているので、例えば掘削作業に伴って発生する土砂等の砂粒を含むダストがボス部の端面とブラケット部との間に侵入した場合でも、ボス部とブラケット部とを摺動板を介して摺動接触させつつ、両者が円滑に相対回転するのを補償することができ、両者の間で摺動板が摩耗、損傷されるのを防止できる。従って、第１，第２のシールリング等からなるシール手段を用いて、潤滑油がブッシュと連結ピンとの間から外部に漏洩するのを抑え、軸受装置の外側面等に潤滑油が付着するのを防止できると共に、保守、点検時等のメンテナンス性を確実に向上することができる。そして、連結ピンとブッシュとの間の摺動面や摺動板の表面等が早期に摩耗、損傷されるのを長期にわたって防止でき、軸受装置としての耐久性や寿命を高め、信頼性を向上することができる。これによって、軸受装置のメンテナンス作業等をほとんど不要にでき、メンテナンスフリー化を実現することができる。

また、請求項２に記載の発明は、連結ピンの外周面に、例えば二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、カーボン（Ｃ）、リン酸塩等の自己潤滑性を有する材料を用いて表面処理層を形成しているので、これによっても連結ピンとブッシュとの間の摺動面を潤滑状態に保持することができ、両者の摺動面が摩耗、損傷されるのを防止できる。

さらに、請求項３に記載の発明は、連結ピンの外周面に潤滑油を保持する多数の微小な凹窪部を、例えばディンプル加工等の手段を用いて形成しているので、これによっても連結ピンとブッシュとの間の摺動面に潤滑油による油膜を形成し続けることができ、両者の摺動面が摩耗、損傷されるのを防止できる。

以下、本発明の実施の形態による軸受装置を、油圧ショベルのアームとバケットとの連結部に適用した場合を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。

ここで、図１ないし図５は本発明の第１の実施の形態を示している。図中、１は油圧ショベルの走行体、２は走行体１上に旋回可能に搭載された旋回体で、この旋回体２は、旋回フレーム３を有し、該旋回フレーム３上には、操作運転部となるキャブ４、外装カバー５およびカウンタウエイト６等が設けられている。

７は旋回体２の前部側に俯仰動可能に設けられた作業装置で、この作業装置７は、旋回フレーム３の前部側にピン結合されたブーム８と、ブーム８の先端側にピン結合されたアーム９と、アーム９の先端側にピン結合されたバケット１０とによって大略構成されている。

そして、作業装置７は、ブーム８がブームシリンダ１１によって上，下に俯仰動され、アーム９はアームシリンダ１２によりブーム８に対して俯仰動される。また、バケット１０はバケットシリンダ１３によりリンク１４，１５を介して回動されるものである。

ここで、作業装置７に設けた複数のピン結合部のうち、例えばアーム９とバケット１０との間のピン結合部には、図２に示す軸受装置２１が装備されている。そして、この軸受装置２１は、後述のボス２２、ブッシュ２３、ブラケット部２４，２５、連結ピン２６およびシール装置２９等により構成されている。

２２はアーム９の先端側に一体に設けられたボス部としての筒状のボス、２３はボス２２の内周側に圧入により嵌着して設けられたブッシュで、このブッシュ２３は、例えば４〜４０重量％の銅を含有し多孔質構造をなす多数の空孔をもった焼結金属材料を用いて形成され、その空孔内には潤滑油を含浸させることにより無給脂ブッシュとして構成されている。

即ち、ブッシュ２３は、例えば鉄粉中に４〜４０重量％の銅粉を混合し焼結させてなる焼結含油合金により形成され、その空孔内には粘度が２３０〜１０００ｃＳｔの範囲となる高粘度油（潤滑油）が含浸されている。この場合、ブッシュ２３に含浸させる潤滑油は、その粘度が２３０ｃＳｔ未満になると、流動性が高い油液となるため前述した空孔内に潤滑油を長期にわたり溜めておくことが難しくなる。

一方、潤滑油の粘度が１０００ｃＳｔを越えると、流動性が低いために後述の如く摩擦熱等で空孔から一旦滲み出した油液が再び空孔内に戻りずらくなり、無給脂ブッシュとして安定した特性を確保するのが難しくなるものである。また、ブッシュ２３は、内周側がピン挿嵌穴２３Ａとなり、左，右の両端側は端面２３Ｂ，２３Ｂとなっている。

２４，２５はバケット１０に一体に設けられた左，右のブラケット部で、このブラケット部２４，２５は、図２に示す如くボス２２を左，右両側から挟むように配設され、後述の連結ピン２６を用いてボス２２に対し相対回転可能に連結されている。そして、ブラケット部２４，２５には、ブッシュ２３のピン挿嵌穴２３Ａと対応する位置にピン穴２４Ａ，２５Ａが穿設されている。

２６はボス２２をブラケット部２４，２５間に連結する連結ピンで、この連結ピン２６は、長さ方向中間部がブッシュ２３のピン挿嵌穴２３Ａ内に摺動可能に挿嵌され、その両端側は、ブラケット部２４，２５のピン穴２４Ａ，２５Ａ内に挿通されている。また、連結ピン２６には、ブラケット部２５の外側面に当接される鍔部２６Ａが一体に形成され、この鍔部２６Ａには、後述の締結ボルト２８が挿通されるボルト挿通穴２６Ｂが穿設されている。

ここで、連結ピン２６は、例えば鉄鋼等の剛性材料を用いて図３に示すように形成され、その外周面（表面側）には、例えば二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、カーボン（Ｃ）、リン酸塩等の自己潤滑性を有する材料を用いてなる表面処理層２７が形成されている。即ち、この表面処理層２７は、前述の如き自己潤滑性を有する材料を連結ピン２６の外周面に焼付け、化成処理して表面に付着させることにより形成されるものである。

２８はブラケット部２４，２５のうち一方のブラケット部２５に連結ピン２６を固定する固定手段としての締結ボルトで、この締結ボルト２８は、図２に示すように連結ピン２６の鍔部２６Ａをブラケット部２５の外側面に当接させた状態で、ボルト挿通穴２６Ｂ内に挿通するようにブラケット部２５に螺着される。

これにより締結ボルト２８は、連結ピン２６の鍔部２６Ａをブラケット部２５に締結し、連結ピン２６をブラケット部２５に対して廻止め状態で固定すると共に、ブッシュ２３およびブラケット部２４，２５に対して連結ピン２６を抜止め状態に保持するものである。

２９，２９はブッシュ２３の軸方向両側に位置してボス２２と連結ピン２６との間に設けられたシール手段としてのシール装置で、これらのシール装置２９は、図２、図４に示すように後述する第１のシールリング３０と第２のシールリング３３とにより構成されている。

３０は連結ピン２６の外周側に嵌合して設けられた第１のシールリングで、この第１のシールリング３０は、図４に拡大して示すようにリップシール３１と、このリップシール３１に一体に設けられた後述の摺動筒３２とにより構成されている。そして、リップシール３１は、例えばニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ウレタンゴム等の弾性材料を用いて形成されるものである。

ここで、リップシール３１は、連結ピン２６の外径よりも僅かに小さな内径を有して連結ピン２６の外周側に嵌合され、軸方向の一側に後述の摺動筒３２が設けられた円筒部３１Ａと、この円筒部３１Ａから軸方向の他側に向けテーパ状に拡径して延びたリップ部３１Ｂとにより構成されている。

そして、第１のシールリング３０は、リップシール３１のリップ部３１Ｂがブッシュ２３の端面２３Ｂに締代をもって摺接することにより端面２３Ｂとの間を液密にシールし、ブッシュ２３から連結ピン２６との摺動面間に滲み出した潤滑油が外部に漏洩するのをリップ部３１Ｂにより抑えるものである。

３２はリップシール３１と共に第１のシールリング３０を構成する摺動部材としての摺動筒で、この摺動筒３２は、例えばポリエチレン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリウレタン、フッ素樹脂等の自己潤滑性を有した合成樹脂材料を用いて、図４に示す如く断面Ｌ字状をなす筒状体として形成されている。そして、摺動筒３２は、リップシール３１の一側端面と外周面との角隅に、例えば接着、一体成形等の手段を用いて固着されている。

また、摺動筒３２は、リップシール３１の外周側に位置する筒部３２Ａと、この筒部３２Ａの一端側内周に一体形成されリップシール３１の端面側に位置する環状部３２Ｂとにより構成されている。そして、摺動筒３２の環状部３２Ｂは、後述する第２のシールリング３３に摺接する摺接面３２Ｃを有し、この摺接面３２Ｃは、シールリング３３との間にシール面を形成するものである。

３３はボス２２の内周側に嵌合して設けられた第２のシールリングで、第２のシールリング３３は、第１のシールリング３０のリップシール３１、摺動筒３２よりも硬質な材料（例えば、金属材料、合成樹脂材料）等を用いて断面略Ｌ字状をなした筒状体として形成されている。そして、第２のシールリング３３は、図４に示す如くリップシール３１のリップ部３１Ｂとは軸方向の反対側となる位置で第１のシールリング３０の摺動筒３２に摺接し、摺動筒３２との間をシールするものである。

ここで、第２のシールリング３３は、ボス２２の内周に沿って軸方向に延びる薄肉筒部３３Ａと、この薄肉筒部３３Ａの一側に一体形成され薄肉筒部３３Ａと同様に軸方向に延びる厚肉筒部３３Ｂと、この厚肉筒部３３Ｂから径方向内向きに延びた環状突部３３Ｃとにより構成されている。

また、第２のシールリング３３は、薄肉筒部３３Ａと厚肉筒部３３Ｂがボス２２の内周側に圧入により嵌着して取付けられ、厚肉筒部３３Ｂの内周側には、第１のシールリング３０（摺動筒３２の筒部３２Ａ）との間に微小な径方向隙間Ｓが形成されるものである。

そして、シールリング３３の環状突部３３Ｃは、シールリング３０の摺動筒３２と摺接する摺接面３３Ｄを有し、この摺接面３３Ｄによってシールリング３０の摺動筒３２との間を液密にシールする。これにより、第２のシールリング３３は、潤滑油が摺動筒３２との間から外部に漏洩するのを抑えると共に、外部のダスト等が両者の間からブッシュ２３側に侵入するのを防ぐものである。

また、シールリング３３の環状突部３３Ｃは、シールリング３０の摺動筒３２と摺接面３２Ｃ，３３Ｄを介して摺接することにより、ブッシュ２３の端面２３Ｂとの間で第１のシールリング３０全体を軸方向に位置決めし、第１のシールリング３０を抜止め状態に保持する。そして、第２のシールリング３３は、第１のシールリング３０（リップシール３１および摺動筒３２）に対してシール押えとして機能するものである。

３４，３４はボス２２の軸方向両側の端面とブラケット部２４，２５との間に設けられた摺動板で、この摺動板３４は、例えばフッ素樹脂、二硫化モリブデン等の自己潤滑性を有する材料を含有したエステル系ウレタン等の合成樹脂材料を用いて、図５に示すような環状平板として形成されている。そして、このような合成樹脂材料からなる摺動板３４は、例えば３５〜２７０ＭＰａ（メガパスカル）の引張り強さをもって形成され、優れた耐摩耗性と摺動特性を有しているものである。

ここで、摺動板３４は、その内周側に連結ピン２６が挿通される円形の挿通穴３４Ａが形成され、摺動板３４の外周側には、図５に示す如く径方向外向きに円弧状をなして突出する複数の突部３４Ｂ，３４Ｂ，…が一体に形成されている。そして、例えば軸受装置２１の組立作業時等には、作業者が突部３４Ｂを把持することにより摺動板３４の組付け作業性（取扱い性）を後述の如く向上できるものである。

そして、摺動板３４は、図２に示すように挿通穴３４Ａ内に連結ピン２６を挿通した状態で、ボス２２の端面とブラケット部２４，２５との間に配置され、両者の間の隙間調整を行うと共に、摺動板３４の両面がボス２２の端面とブラケット部２４，２５とに摺接し、ボス２２の端面とブラケット部２４，２５とが直に金属対金属で接触するのを防ぐものである。

本実施の形態による油圧ショベルの軸受装置２１は、上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。

まず、作業装置７を用いて土砂等の掘削作業を行うときには、軸受装置２１を介してアーム９の先端側にピン結合されたバケット１０が、バケットシリンダ１３の伸縮動作に応じて連結ピン２６を中心として上，下に回動される。

そして、バケット１０の回動時には、ブッシュ２３と連結ピン２６とが摺動接触するために両者の摺動面間に摩擦熱等が発生する。これによりブッシュ２３に含浸させた高粘度油（潤滑油）は、このときの摩擦熱等により粘度が下がるために、ブッシュ２３のピン挿嵌穴２３Ａ側からブッシュ２３と連結ピン２６との摺動面に滲み出すようになり、この状態でブッシュ２３と連結ピン２６との摺動面に油膜を形成することができる。

ここで、ボス２２と連結ピン２６との間には、第１，第２のシールリング３０，３３からなるシール装置２９を設け、第１のシールリング３０は、連結ピン２６の外周側に嵌合して設けると共に、リップシール３１のリップ部３１Ｂをブッシュ２３の端面２３Ｂに締代をもって摺接させる構成としている。

これにより、第１のシールリング３０は、リップシール３１のリップ部３１Ｂとブッシュ２３の端面２３Ｂとの間を液密にシールすることができ、ブッシュ２３と連結ピン２６との摺動面間から潤滑油が外部に向けて漏出するのを、リップ部３１Ｂ等によって防止することができる。

また、第２のシールリング３３は、ボス２２の内周側に嵌合して設け、このシールリング３３の環状突部３３Ｃをシールリング３０の摺動筒３２に摺接面３２Ｃ，３３Ｄを介して互いに摺接させる構成としているので、シールリング３０の摺動筒３２とシールリング３３との間も液密にシールすることができる。

このため、ブッシュ２３と連結ピン２６との間の潤滑油が、リップシール３１のリップ部３１Ｂを通じて第１，第２のシールリング３０，３３間に仮に漏洩したとしても、この漏洩油が第２のシールリング３３の外部に流出するのを、摺動筒３２の摺接面３２Ｃとシールリング３３の摺接面３３Ｄとの間で抑えることができ、例えばボス２２の外側端面、摺動板３４の表面、ブラケット部２４，２５の端面等に漏洩油（潤滑油）が付着するのを防止することができる。

また、このようなシール装置２９をボス２２と連結ピン２６との間に装着するときには、まず、第１のシールリング３０を第２のシールリング３３の内側に予め組付けておき、この状態で第１のシールリング３０（リップシール３１）のリップ部３１Ｂがブッシュ２３の端面２３Ｂに当接するまで、第２のシールリング３３をボス２２の内周側に圧入するように軸方向へと押込んでゆけばよい。

これにより、第１のシールリング３０を第２のシールリング３３の内側に組込んだままの状態で、第２のシールリング３３とブッシュ２３との間に第１のシールリング３０を配置するように、第１，第２のシールリング３０，３３をボス２２の内周側に一緒に組付けることができる。

そして、第２のシールリング３３に設けた環状突部３３Ｃを、シールリング３０の摺動筒３２に摺接面３２Ｃ，３３Ｄを介して摺接させた状態で、第１のシールリング３０全体をブッシュ２３の端面２３Ｂと環状突部３３Ｃとの間に軸方向に関して位置決めすることができ、ブッシュ２３と第２のシールリング３３との間で第１のシールリング３０を抜止め状態に保持することができる。

また、軸受装置２１の組立時に連結ピン２６を挿入するときには、例えばシールリング３０の内周面、ブッシュ２３の内周面に予めグリース等の潤滑油を塗布しておくことにより、第１のシールリング３０の内周面およびブッシュ２３の内周面に沿って連結ピン２６を軸方向に容易に挿入でき、挿入作業を円滑に行うことができる。

一方、ボス２２の軸方向両側の端面とブラケット部２４，２５との間で両者の隙間を埋めるように配置した摺動板３４，３４は、例えばフッ素樹脂、二硫化モリブデン等の自己潤滑性を有する材料を含有したエステル系ウレタン等の合成樹脂材料を用いて、図５に示すような環状平板として形成されているので、例えば３５〜２７０ＭＰａ（メガパスカル）の引張り強さを摺動板３４に与え、優れた耐摩耗性と摺動特性を発揮することができる。

このため、ボス２２の端面とブラケット部２４，２５との間にそれぞれ摺動板３４を配置し、この摺動板３４の挿通穴３４Ａ内に連結ピン２６を挿通した状態では、ボス２２とブラケット部２４，２５との間の隙間調整を、摺動板３４を用いて良好に行うことができる。

そして、例えばバケット１０を回動するときには、摺動板３４の両面がボス２２の端面とブラケット部２４，２５とに摺動接触するので、ボス２２の端面とブラケット部２４，２５とが直に接触するのを防ぐことができ、両者が円滑に相対回転するのを補償することができる。

また、掘削作業に伴って発生する土砂等の砂粒を含むダストが、ボス２２の端面とブラケット部２４，２５との間に侵入した場合でも、両者の間で摺動板３４が砂粒等により摩耗、損傷されるのを防止でき、ボス２２とブラケット部２４，２５とを摺動板３４を介して円滑に摺動接触させ、ガタ付き等による異音（金属音）の発生を良好に抑えることができる。

また、摺動板３４の外周側には、図５に示す如く径方向外向きに円弧状をなして突出する複数の突部３４Ｂ，３４Ｂ，…を形成している。このため、例えば軸受装置２１の組立作業時やメンテナンス作業時には、作業者が突部３４Ｂを把持して摺動板３４を、ボス２２の端面とブラケット部２４，２５との間に容易に配置でき、摺動板３４の取扱い性、組付け作業性を向上することができる。

かくして、本実施の形態によれば、ボス２２の内周側に嵌着するブッシュ２３を、４〜４０重量％の銅を含有し、２３０〜１０００ｃＳｔなる粘度の油液が含浸された焼結含油合金により形成しているので、このブッシュ２３に含浸させた高粘度の油液（潤滑油）によって、連結ピン２６とブッシュ２３との摺動面を潤滑状態に保持でき、両者の摺動面に摩耗や損傷等が発生するのを長期にわたって防ぐことができる。

また、連結ピン２６の外周側にはブッシュ２３の端面２３Ｂに摺接するリップ部３１Ｂを有するリップシール３１（第１のシールリング３０）を嵌合して設け、ボス２２の内周側には第２のシールリング３３を嵌合して設け、リップ部３１Ｂとは軸方向の反対側となる位置で第１，第２のシールリング３０，３３を摺動筒３２の位置で互いに摺接させる構成としている。

これにより、第１，第２のシールリング３０，３３からなるシール装置２９を用いて、ブッシュ２３と連結ピン２６との間に潤滑油を２段階で封止することができ、両者の間を常に潤滑状態に保持しておくことができる。そして、バケット１０の回動時等には、ブッシュ２３と連結ピン２６とを円滑に相対回転させることができる。

また、第１のシールリング３０には、自己潤滑性を有する材料からなり第２のシールリング３３と摺接する摺動筒３２を設けているので、バケット１０の回動時等には第１，第２のシールリング３０，３３間で生じる摺動抵抗を摺動筒３２により低減でき、両者を円滑に摺動接触させることができると共に、シールリング３０，３３が早期に摩耗されるのを抑えることでき、シール装置２９全体の耐久性、寿命を高めることができる。

しかも、第２のシールリング３３には環状突部３３Ｃを一体に形成し、この環状突部３３Ｃとブッシュ２３との間で第１のシールリング３０を軸方向に位置決めする構成としているので、この環状突部３３Ｃを用いてリップシール３１のリップ部３１Ｂを、ブッシュ２３の端面２３Ｂにほぼ一定の面圧で安定して摺接させることができ、そのシール性能、摺動性能を高めることができる。

また、例えば連結ピン２６の内部等に給脂通路（図示せず）を設けておき、ブッシュ２３と連結ピン２６との摺動面間に外部からグリースガン等を用いてグリース等の潤滑油を給脂する場合には、グリースの給脂圧力によってリップシール３１のリップ部３１Ｂを、ブッシュ２３の端面２３Ｂから離間する方向に弾性変形させることができる。

そして、このようにリップ部３１Ｂを弾性変形させた状態では、ブッシュ２３と連結ピン２６との摺動面間に溜まったエア、スラッジ等を外部に効率よく排出できると共に、ブッシュ２３と連結ピン２６との摺動面間にグリースを円滑に供給することができる。また、この場合でもシールリング３０，３３間の摺動筒３２等によりグリースが外部に漏洩するのを防止できる。

従って、本実施の形態によれば、第１，第２のシールリング３０，３３からなるシール装置２９を用いて、潤滑油がブッシュ２３と連結ピン２６との間から外部に漏洩するのを抑えることができ、軸受装置２１の外側面等に潤滑油が付着するのを防止できると共に、洗浄作業等を大幅に簡略化することができ、外観品質等を確実に向上することができる。

そして、連結ピン２６とブッシュ２３との間の摺動面、さらにはボス２２の端面とブラケット部２４，２５との間に配置した摺動板３４の表面等が、早期に摩耗、損傷されるのを長期にわたって防止することができ、軸受装置２１としての耐久性や寿命を高め、信頼性を向上することができる。これにより、軸受装置２１のメンテナンス作業等をほとんど不要にでき、メンテナンスフリー化を実現することができる。

また、連結ピン２６の外周面には、例えば二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、カーボン（Ｃ）、リン酸塩等の自己潤滑性を有する材料からなる表面処理層２７を形成しているので、これによっても連結ピン２６とブッシュ２３との間の摺動面を潤滑状態に保持することができ、両者の摺動面が摩耗、損傷されるのを長期にわたって防止できる。

また、本実施の形態による軸受装置２１の評価試験を、摩耗検査装置等を用いて現時点で約４５０時間以上に亘り行っている。この場合、例えば図２に示すボス２２とブラケット部２４，２５との間に連結ピン２６の径方向（ラジアル方向）で互いに逆向きとなる所定の荷重を付加しながら、ブッシュ２３内で連結ピン２６を連続的に正，逆方向に回動させ、ブッシュ２３と連結ピン２６との摺動面における摩耗量を計測している。

そして、この約４５０時間に亘る摩耗検査によっても、ブッシュ２３の摩耗量は、０．０１ｍｍ以下となり、ブッシュ２３のピン挿嵌穴２３Ａがほとんど摩耗していないことが確認できている。これに対して、従来品（例えば、特許文献１に記載の軸受装置）の場合には、同様の摩耗検査を行うと、ブッシュの摩耗量が０．０６５ｍｍにまで達している。また、連結ピン２６の摩耗量は、０．０２４ｍｍとなり、従来品の場合には、連結ピンの摩耗量が０．０３０ｍｍにまで達している。

このように、本実施の形態によれば、ブッシュ２３の摩耗量を従来品に比較して約１／６まで低減することができ、連結ピン２６の摩耗量についても、４／５程度に低減できることが確認されている。

次に、図６は本発明の第２の実施の形態を示し、本実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

しかし、本実施の形態の特徴は、例えばディンプル加工等の手段を用いて連結ピン４１の外周面に、潤滑油を保持するため多数の微小な凹窪部４２，４２，…を形成する構成としたことにある。

ここで、連結ピン４１は、第１の実施の形態で述べた連結ピン２６とほぼ同様に構成されている。しかし、この場合の連結ピン４１は、第１の実施の形態で述べた表面処理層２７に替えて、その外周面に多数の凹窪部４２を形成している点で第１の実施の形態とは異なっている。

かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、本実施の形態では、連結ピン４１の外周面に多数の微小な凹窪部４２を形成しているので、これによっても連結ピン４１とブッシュ２３との間の摺動面に潤滑油による油膜を形成し続けることができ、両者の摺動面が摩耗、損傷されるのを長期にわたって防止することができる。

次に、図７は本発明の第３の実施の形態を示し、本実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

しかし、本実施の形態の特徴は、ボス２２を左，右両側から挟むように配設されるブラケット部５１，５２に、ブッシュ５３，５４を抜止め状態で嵌着して設ける構成としたことにある。

ここで、ブラケット部５１，５２は、第１の実施の形態で述べたブラケット部２４，２５とほぼ同様に構成されている。しかし、この場合のブラケット部５１，５２は、内周側にブッシュ５３，５４を介して連結ピン２６の両端側が挿嵌されるている点で異なるものである。

また、ブッシュ５３，５４は、第１の実施の形態で述べたブッシュ２３とほぼ同様に構成され、その内周側がピン挿嵌穴５３Ａ，５４Ａとなっている。しかし、この場合のブッシュ５３，５４は、ブラケット部５１，５２の板厚等に対応して軸方向長さが短く形成されているものである。

かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。しかし、本実施の形態では、ボス２２の内周側にブッシュ２３を設けると共に、ブラケット部５１，５２にもピン穴に相当する位置に同様のブッシュ５３，５４を設ける構成としている。

このため、締結ボルト２８を用いてブラケット部２５に締結されることによりブラケット部２５に対して廻止めされた連結ピン２６が、ブラケット部２４，２５に対して僅かに相対回転する場合でも、ブッシュ５３，５４を用いることによって連結ピン２６をブッシュ５３，５４内で摩耗、損傷されるのを防止できる。

また、この場合のブッシュ５３，５４も無給脂ブッシュであるから、ブッシュ５３，５４と連結ピン２６との間の摺動面を潤滑状態に保持することができ、両者の摺動面が摩耗、損傷されるのを長期にわたって防止できる。そして、ガタ付き等による異音（金属音）の発生を良好に抑えることができる。

なお、前記第１の実施の形態では、連結ピン２６の外周面に自己潤滑性を有する材料からなる表面処理層２７を形成する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えばリン酸マンガン被膜等の塩浴処理または熱処理等を連結ピン２６の外周面に施す構成としてもよい。また、連結ピン２６の表面にクロムメッキ等を施す構成としてもよい。

また、前記実施の形態では、軸受装置２１をアーム９とバケット１０との間のピン結合部に適用する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば作業装置７を構成するブーム８とアーム９との間のピン結合部、ブーム８のフート部と旋回フレーム３との間のピン結合部、各シリンダ１１，１２，１３のピン結合部等に軸受装置を適用してもよい。

さらに、前記実施の形態では、軸受装置を油圧ショベルに適用した場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば油圧クレーン、ホイールローダ、ブルドーザ、またはリフトトラックと呼ばれる作業車両等の他の建設機械にも広く適用できるものである。

本発明の第１の実施の形態による軸受装置が適用された油圧ショベルを示す正面図である。 軸受装置を図１中の矢示II−II方向からみた拡大断面図である。 図２中の連結ピンを単体で示す一部破断の外観図である。 図２中のシール装置等を拡大して示す断面図である。 図２中の摺動板を単体で示す側面図である。 第２の実施の形態で用いる連結ピンの要部拡大断面図である。 第３の実施の形態による軸受装置を示す拡大断面図である。

符号の説明

２１ 軸受装置
２２ ボス（ボス部）
２３ ブッシュ
２３Ｂ 端面
２４，２５，５１，５２ ブラケット部
２６，４１ 連結ピン
２７ 表面処理層
２８ 締結ボルト（固定手段）
２９ シール装置（シール手段）
３０ 第１のシールリング
３１ リップシール
３１Ａ 円筒部
３１Ｂ リップ部
３２ 摺動筒
３３ 第２のシールリング
３３Ｃ 環状突部
３４ 摺動板
４２ 凹窪部
５３，５４ ブッシュ

Claims (3)

1. 内周側にブッシュが嵌着して設けられたボス部と、前記ブッシュの内周側に挿通され前記ボス部を相手方のブラケット部に回動可能に連結する連結ピンと、この連結ピンを前記ブラケット部に廻止め状態で固定する固定手段と、前記ブッシュの軸方向両端側に位置して前記ボス部と連結ピンとの間に設けられたシール手段とを備えてなる軸受装置において、
   前記ブッシュは、４〜４０重量％の銅を含有し２３０〜１０００ｃＳｔなる粘度の高粘度油が含浸された焼結含油合金を用いて形成し、
   前記シール手段は、前記連結ピンの外周側に嵌合して設けられ前記ブッシュの端面に摺接するリップ部を有した第１のシールリングと、前記ボス部の内周側に嵌合して設けられ前記リップ部とは軸方向の反対側となる位置で前記第１のシールリングに摺接する第２のシールリングとにより構成し、
   前記ボス部の端面と前記ブラケット部との間には、自己潤滑性を有する材料を用いて板状に形成されこれらのボス部とブラケット部とに摺動接触する摺動板を設ける構成としたことを特徴とする軸受装置。
2. 前記連結ピンの外周面には、自己潤滑性を有する材料を用いて表面処理層を形成してなる請求項１に記載の軸受装置。
3. 前記連結ピンの外周面には、潤滑油を保持するために多数の微小な凹窪部を形成する構成としてなる請求項１に記載の軸受装置。

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