JP6813250B2 - 軸受装置および建設機械 - Google Patents

Description

本発明は、軸体を回動自在に保持するベアリングを有する軸受装置およびこれを備えた建設機械に関する。

建設機械のフロント作業機には複数の軸部があり、その軸部の潤滑および保護のためには定期的なグリス供給が必要となっている。しかしながら、グリス供給作業は時間を要することから、グリスの供給間隔の長期間化やグリスの供給自体を不要とするメンテナンスフリー化が望まれている。

メンテナンスフリー化する手段として、フローティングシールを用いてグリスを潤滑部に封入する構成が知られている。この構成では、例えば一方のボス部を一方のブラケットのボス孔に嵌合固着し、他方のボス部を軸体の一端部に固着して他方のブラケットのボス孔に嵌合させ、これら両ボス部とスリーブの相対向する面に設けたシール溝にフローティングシールを装着し、他方のボス部を、フローティングシールに密閉性を発揮させるための軸方向初期圧縮荷重を加えた状態で他方のブラケットに着脱自在に取り付ける（例えば、特許文献１参照。）。

実開昭６０−２４９２８号公報

上記構成の場合、ブラケット間の寸法精度が良好でないと所望の軸方向初期圧縮荷重がかけられない可能性がある。例えばブラケット間の寸法が想定よりも広い場合、ボス部の取付用ねじを最大限締め付けたとしても隙間を縮めることができず、したがってフローティングシールに対して十分な圧縮荷重を加えることができず、密封性を得ることが容易でない。

特に、建設機械のフロント作業機は溶接構造物の場合が多く、溶接による熱歪みにより細かい寸法を正しく仕上げることは容易でない。このような場合、切削等の機械加工により最終的に正しい寸法となるよう取付面を作る必要があるが、その加工には時間とコストが掛かる。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、シール部材による密閉性を確保でき、長期間に亘り潤滑剤の追加供給が不要となる軸受装置およびこれを備えた建設機械を提供することを目的とするものである。

請求項１記載の発明は、軸体と、軸体を回動自在に保持するベアリングを有する筒状部と、筒状部よりも軸体の端部側に取り付けられる筒状の保持部材と、筒状部と保持部材との間に挟まれる潤滑剤封止用のシール部材と、軸体と保持部材とに設けられた挿入穴に亘り挿入されて保持部材を軸体と一体的に固定することで保持部材と筒状部との間でシール部材に対して所定の軸方向荷重を加える位置に保持部材を筒状部に対して規制するピンと、保持部材が挿入される開口部を有する、保持部材と軸方向に非連結の被取付部とを具備した軸受装置である。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の軸受装置の保持部材が、筒状部よりも軸体の両端側にそれぞれ取り付けられる軸受装置である。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の軸受装置において、筒状部は、一対設けられ、一対の筒状部間に挟まれる中間筒状部を備える軸受装置である。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の軸受装置における中間筒状部が、軸体を回動自在に保持する中間ベアリングを有し、筒状部と中間筒状部との間に挟まれる潤滑剤封止用の中間シール部材を備える軸受装置である。

請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一記載の軸受装置において、軸体と保持部材との接触部を封止する内側シール部材を備える軸受装置である。

請求項６記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか一記載の軸受装置において、保持部材を被取付部に対し開口部から抜け止めする固定手段を備える軸受装置である。

請求項７記載の発明は、請求項６記載の軸受装置における固定手段が、ピンを抜け止めして保持部材に取り付けられる軸受装置である。

請求項８記載の発明は、請求項７記載の軸受装置における被取付部が、固定手段が嵌合される凹部を有する軸受装置である。

請求項９記載の発明は、請求項１乃至８のいずれか一記載の軸受装置における筒状部および保持部材のシール部材を挟む端部が、一部が軸体の軸方向に互いに重なって形成されている軸受装置である。

請求項１０記載の発明は、請求項１乃至９のいずれか一記載の軸受装置の被取付部が、開口部の周辺に補強板を備える軸受装置である。

請求項１１記載の発明は、請求項１乃至１０のいずれか一記載の軸受装置を備える建設機械である。

請求項１記載の発明によれば、軸体と、被取付部と軸方向に非連結の保持部材と、に設けられた挿入穴に亘りピンが挿入されることにより保持部材を軸体と一体的に固定することで保持部材と筒状部との間でシール部材に対して所定の軸方向荷重を加える位置に保持部材を筒状部に対して規制することで、寸法精度を出しやすい軸体および保持部材との寸法によってシール部材を軸方向に挟むための寸法を固定できるので、シール部材による密閉性を確保でき、筒状部のベアリングのある空間を密閉して、ベアリングに対して長期間に亘り潤滑剤の追加供給が不要となる。

請求項２記載の発明によれば、保持部材を筒状部よりも軸体の両端側にそれぞれ取り付けることで、軸体の両端の位置でシール部材を保持部材と筒状体とにより軸方向にそれぞれ挟むことができる。

請求項３記載の発明によれば、一対の筒状部間に中間筒状部を挟むことで、各筒状部の保持部材とは反対側に対しても、潤滑剤をより確実に封止することができる。

請求項４記載の発明によれば、筒状部と中間筒状部との間に中間シール部材を挟むことで、ピンにより各保持部材を軸体と一体的に固定すると、中間シール部材に対しても軸方向荷重を加えた状態とすることができ、中間筒状部の中間ベアリングがある空間の中間シール部材による密閉性を確保でき、中間ベアリングに対しても長期間に亘り潤滑剤の供給が不要となる。

請求項５記載の発明によれば、軸体と保持部材との接触部を内側シール部材により封止することで、筒状部の内部を密閉でき、ベアリングのある空間に充填された潤滑剤を、より確実に封止できる。

請求項６記載の発明によれば、保持部材を固定手段によって被取付部に対し開口部から抜け止めすることで、被取付部の開口部からの軸体および保持部材の脱落を防止できる。

請求項７記載の発明によれば、ピンを抜け止めして固定手段を保持部材に取り付けることで、保持部材を被取付部に固定する固定手段を利用して、挿入穴からのピンの脱落を簡素な構成で防止できる。

請求項８記載の発明によれば、固定手段が嵌合される凹部を被取付部に形成することで、軸体側への土砂等の侵入や軸体への石等の衝突を抑制できる。

請求項９記載の発明によれば、筒状部および保持部材のシール部材を挟む端部の一部を軸体の軸方向に互いに重なるように形成することで、筒状部と保持部材との間に土砂等を噛み込みにくくすることができる。

請求項１０記載の発明によれば、被取付部の開口部の周辺に補強板を備えることで、被取付部の強度を増加させ、軸体に加わる軸方向荷重を、保持部材を介して被取付部によって確実に支持することができる。

請求項１１記載の発明によれば、請求項１乃至１０のいずれか一記載の軸受装置を備えることで、メンテナンスが容易な建設機械を安価に提供できる。

本発明に係る軸受装置の第１の実施の形態を示す断面図である。 （ａ）は同上軸受装置の一端側を示す斜視図、（ｂ）は同上軸受装置の他端側を示す斜視図である。 同上軸受装置を示す分解斜視図である。 同上軸受装置を備える建設機械を示す側面図である。 本発明に係る軸受装置の第２の実施の形態を示す断面図である。 （ａ）は同上軸受装置の一端側を示す斜視図、（ｂ）は同上軸受装置の他端側を示す斜視図である。 同上軸受装置を示す分解斜視図である。 本発明に係る軸受装置の第３の実施の形態を示す断面図である。 同上軸受装置の筒状部と保持部材との対向部分を拡大して示す断面図である。 同上軸受装置を示す分解斜視図である。 本発明に係る軸受装置の第４の実施の形態を示す断面図である。 （ａ）は同上軸受装置の筒状部の一端側を示す斜視断面図、（ｂ）は同上軸受装置の筒状部の他端側を示す斜視断面図である。 同上軸受装置を示す分解斜視図である。

以下、本発明を、図１乃至図４に示された第１の実施の形態、図５乃至図７に示された第２の実施の形態、図８乃至図１０に示された第３の実施の形態、図１１乃至図１３に示された第４の実施の形態に基いて詳細に説明する。

先ず、図１乃至図４に示された第１の実施の形態を説明する。

図４は、油圧ショベル型の建設機械10を示す。この建設機械10は、機体11と、キャブ12と、フロント作業機である作業装置13とを備えている。

機体11は、下部走行体15と、この下部走行体15上に旋回可能に設けられた上部旋回体16とを備えている。機体11は、下部走行体15を駆動する走行モータ17を備えている。また、機体11は、上部旋回体16を駆動する旋回モータ18を備えている。

キャブ12および作業装置13は、それぞれ機体11（上部旋回体16）に搭載される。作業装置13は、第１の被連結体としてのブーム21と、第２の被連結体としてのスティックであるアーム22と、第３の被連結体としてのバケット23とをそれぞれ備えている。また、作業装置13は、第４の被連結体としてのブームシリンダ25と、第５の被連結体としてのスティックシリンダであるアームシリンダ26と、第６の被連結体としてのバケットシリンダ27とを備えている。

ブーム21は、上部旋回体16に基端が上下方向回動自在に軸支されている。アーム22は、ブーム21の先端に回動自在に軸支されている。バケット23は、アーム22の先端に第７の被連結体としてのリンケージ28を介して回動可能に軸支されている。そして、ブーム21は、ブームシリンダ25によって回動され、アーム22は、アームシリンダ26により回動され、バケット23は、バケットシリンダ27により回動される。すなわち、本実施の形態の作業装置13には、複数の位置に軸受装置30が用いられている。本実施の形態では、例えばブーム21の基端と上部旋回体16との連結部、ブーム21の先端とアーム22の基端側との連結部、ブームシリンダ25の基端側と上部旋回体16との連結部、ブームシリンダ25の先端側とブーム21との連結部、アームシリンダ26の基端側とブーム21との連結部、アームシリンダ26の先端側とアーム22の基端側との連結部、アーム22の先端側とリンケージ28との連結部、アーム22の先端側とバケット23との連結部、バケットシリンダ27の基端側とアーム22との連結部、バケットシリンダ27の先端側とリンケージ28との連結部、および、リンケージ28とバケット23との連結部に、軸受装置30a〜30kが用いられている。以下、本実施の形態の軸受装置30としては、例えば軸受装置30aを例に挙げて説明するが、その他の軸受装置30b〜30kに対しても同様に適用可能である。

軸受装置30は、建設機械10用のものであり、本実施の形態では、建設機械10の作業装置13用のものである。図１および図３に示されるように、軸受装置30は、一対の被取付部であるブラケット32，32を備えている。ブラケット32，32は、例えば鋼板等により形成され、建設機械10（図４）の車幅方向である左右に互いに離れて位置している。各ブラケット32は、軸受装置30aの場合、受け部である上部旋回体16のアッパフレームにそれぞれ一体的に形成されている。また、各ブラケット32には、開口部34が形成されている。各開口部34は、例えば円形状に形成され、ブラケット32を厚み方向である左右方向に貫いて形成されている。さらに、ブラケット32の少なくともいずれかには、補強板であるダブリングプレート35が溶接等により取り付けられていてもよい。ダブリングプレート35は、開口部34の周辺を補強するものである。例えば、ダブリングプレート35は、ブラケット32の一方の面に取り付けられていてもよいし、ブラケット32の両方の面に取り付けられていてもよい。

また、軸受装置30は、軸体であるシャフト37を備え、このシャフト37が、筒状部であるボス部38，38に備えられるベアリング39，39により回動可能に保持されるとともに、保持部材であるカラー40，40と一体的に固定されている。

シャフト37は、ブラケット32，32間に亘り左右方向に沿って配置されるものである。本実施の形態のシャフト37は、円柱状に形成されている。すなわち、シャフト37は、略一定の太さに形成されている。また、シャフト37は、本実施の形態において、ブラケット32，32間の距離よりも長く形成され、左右両端部が開口部34に挿通されてブラケット32，32から両側外方に突出するように配置される。

ボス部38，38は、本実施の形態において、シャフト37の軸方向に互いに離れて配置されている。これらボス部38，38は、ブラケット32，32間に位置し、開口部34と同軸状に配置される。軸受装置30aの場合、各ボス部38は、ブーム21の基端にそれぞれ一体的に形成されている。また、ボス部38，38間には、中間筒状部であるスリーブ43が挟まれている。スリーブ43は、各ボス部38と略等しい径寸法を有する円筒状に形成され、各ボス部38と同軸状に配置されている。また、スリーブ43により、ボス部38，38のカラー40，40とは反対側である左右方向の中央側の端部間が連結されている。

各ベアリング39は、ボス部38に内挿されてボス部38と同軸状に配置される。各ベアリング39は、ボス部38に対して嵌合されて一体的に固定されているが、例えばスプラインやキー等の回り止め部を設けてボス部38に対して空転しないようにしてもよい。また、各ベアリング39は、例えばスナップリング等の抜止体を用いてボス部38に対して軸方向への移動を規制するようにしてもよい。各ベアリング39は、潤滑剤であるオイルにより潤滑される。

カラー40，40は、シャフト37の両端部に固定され、開口部34の内方に一部が位置するとともに、残りの他部がブラケット32，32から両側外方に突出している。各カラー40は、円筒状に形成されている。本実施の形態の各カラー40は、保持部材本体部としてのカラー本体部45と、カラー本体部45から軸方向に突出する被固定部46とを一体に備えている。カラー本体部45は、円筒状に形成され、開口部34に嵌合される。被固定部46は、カラー本体部45と同軸の円筒状に形成され、カラー本体部45からボス部38側とは反対側にシャフト37の端部に向かって延出して、ブラケット32の外方に突出する。

各カラー40とシャフト37との間は、内側シール部材であるＯリング47によりそれぞれ封止されている。本実施の形態において、Ｏリング47は、シャフト37の外周面に周方向に形成された取付凹部48に保持され、カラー40のカラー本体部45の内周面に圧接されている。

さらに、各カラー40と各ボス部38との間には、シール部材であるフローティングシール50が挟み込まれて、これらカラー40とボス部38との隙間がフローティングシール50により閉塞されている。フローティングシール50は、ベアリング39内に収容されたオイルの漏れを防止するものである。フローティングシール50は、例えば金属製の保持リングであるメタルシールリング50aおよびこのメタルシールリング50aの外周側に保持された例えば樹脂性のリングであるＯリング50bを一対ずつ備え、メタルシールリング50a，50a同士が互いに摺接して周方向に回動可能となっている。そして、このフローティングシール50は、一端側（内側）がボス部38のカラー40側の端部にてベアリング39の周囲に形成された取付溝部51に保持され、他端側（外側）がカラー40のボス部38側の端部に形成された保持溝部52に保持される。本実施の形態において、保持溝部52は、各カラー40のカラー本体部45に形成されている。

そして、各カラー40は、シャフト37に対して、ピン54によりそれぞれ一体的に固定されている。ピン54は、ダウエルピンとも呼ばれ、シャフト37と各カラー40とに設けられた挿入穴55，56に亘り、軸直角方向（径方向）に挿入される。本実施の形態において、挿入穴55は、シャフト37の両端部近傍にて、シャフト37を軸直角方向に貫通して形成されている。シャフト37に形成された挿入穴55，55の間隔は、各カラー40と各ボス部38との間でフローティングシール50に対して所定の軸方向荷重（軸方向初期圧縮荷重）を加える位置に設定されている。この所定の軸方向荷重とは、フローティングシール50に応じて予め設定されている荷重であり、フローティングシール50の一対のメタルシールリング50aを軸方向に圧接してフローティングシール50が所定のシール性能を発揮し得る荷重である。また、挿入穴56は、カラー40の被固定部46に形成されている。

また、シャフト37は、固定手段であるフランジ58，58によりブラケット32，32に固定されている。各フランジ58は、各カラー40を各ブラケット32に固定することで、各カラー40と一体的に固定されたシャフト37をブラケット32，32に固定する。各フランジ58は、本実施の形態において、取付部材であるボルト等の取付用ねじ60によりブラケット32に固定される。すなわち、各フランジ58には、取付用ねじ60が挿入される通孔61が例えば複数形成されており、これらの通孔61に挿入された取付用ねじ60が、各ブラケット32に形成された例えば複数の取付用穴であるねじ穴62にねじ止めされることで、各フランジ58が各ブラケット32に対してシャフト37の軸方向に固定される。また、各フランジ58は、各ピン54を抜け止めして各ブラケット32に取り付けられる。すなわち、各フランジ58には、カラー40が嵌合される嵌合穴64を中央部に備える円環状に形成されている。嵌合穴64は、例えば円形状に形成され、この嵌合穴64に各カラー40の被固定部46が嵌合されることにより被固定部46の外周がフランジ58により覆われて、挿入穴55からのピン54の抜けが防止されるようになっている。このため、各フランジ58は、各カラー40に対して、ボス部38あるいはフローティングシール50とは反対側である外側の端部に接触している。すなわち、各フランジ58は、各カラー40のカラー本体部45に対して軸方向に接触し、各カラー40からの軸方向荷重を受けることができるようになっている。また、各フランジ58は、本実施の形態において、外側すなわちボス部38とは反対側の面が、例えばカラー40およびシャフト37の端部と略面一となっている。

さらに、カラー40とフランジ58との少なくともいずれかには、一方に対する他方の空転を防止する規制部65が形成されている。規制部65は、本実施の形態において、一側のフランジ58（図２（ａ））の嵌合穴64と、この嵌合穴64に嵌合するカラー40のカラー本体部45との一部に直線状に形成されている。また、少なくともいずれか一方のフランジ58、本実施の形態では他側のフランジ58（図２（ｂ））は、ブラケット32に形成された凹部67に嵌合されている。凹部67は、本実施の形態において、ブラケット32に備えられる取付板68を円形状に切り欠いて形成されているが、ブラケット32自体に形成されてもよい。凹部67に嵌合されたフランジ58は、本実施の形態において、例えばブラケット32（取付板68）と面一となっている。取付板68は、ブラケット32の補強用の補強板（ダブリングプレート）としてもよい。

次に、図示された実施の形態の作用を説明する。

軸受装置30を組み立てる際には、まず、挿入穴55，55を、フローティングシール50に対して所定の軸方向荷重を加える位置となるようにシャフト37に予め形成しておき、このシャフト37を、ブラケット32，32間に配置されるボス部38のベアリング39およびスリーブ43に対して挿通させる。ボス部38の外側の端部の取付溝部51には、フローティングシール50を取り付ける。また、ベアリング39には、予め潤滑剤であるオイルを供給しておく。

次いで、シャフト37の取付凹部48，48にＯリング47，47を取り付けるとともに、シャフト37の両端部にカラー40を取り付ける。各カラー40は、カラー本体部45を各ブラケット32の開口部34に嵌合させ、各ブラケット32から外側に突出する被固定部46に位置する挿入穴56をシャフト37の挿入穴55に位置合わせし、これら挿入穴55，56に亘りピン54を挿入することで、各カラー40をシャフト37に対して一体的に固定する。すなわち、各フローティングシール50が各カラー40の保持溝部52に保持されて、ボス部38と各カラー40との間に挟み込まれることで、各フローティングシール50に所定の軸方向荷重が加わる位置で各カラー40がシャフト37の軸方向に位置決めされる。

そして、各カラー40に対して、各ブラケット32の外側からフランジ58をそれぞれ取り付け、これらフランジ58を取付用ねじ60により各ブラケット32に固定する。

この結果、軸受装置30は、シャフト37とカラー40，40とがピン54，54により一体的に固定され、これら一体的に固定されたシャフト37とカラー40，40とが、フランジ58，58によりブラケット32，32に対して一体的に固定される。このため、シャフト37をベアリング39，39により回動自在に保持するボス部38，38と、これらボス部38，38を連結するスリーブ43とが、シャフト37、カラー40，40およびブラケット32，32に対して相対的に回動可能となる。この回動の際、フローティングシール50は、一方のメタルシールリング50aおよびＯリング50bがカラー40，40に保持され、他方のメタルシールリング50aおよびＯリング50bがボス部38，38に保持されているため、軸方向荷重により互いに圧接されるメタルシールリング50a，50a同士が摺接しながら、一方のメタルシールリング50aに対して他方のメタルシールリング50aが相対的に回動し、ベアリング39，39がある空間の密閉性を保つ。

上述したように、本実施の形態によれば、シャフト37とカラー40とに設けられた挿入穴55，56に亘りピン54が挿入されることによりカラー40とボス部38との間でフローティングシール50に対して所定の軸方向荷重を加える位置でカラー40をシャフト37と一体的に固定するので、機械加工が比較的容易で寸法精度を出しやすいシャフト37およびカラー40との寸法によってフローティングシール50を軸方向に挟むための寸法を固定できる。このため、シャフト37とカラー40とに挟まれるフローティングシール50の開きを防止してフローティングシール50による密閉性を確保でき、ボス部38のベアリング39のある空間をフローティングシール50により密閉して、ベアリング39に対して長期間に亘り潤滑剤であるオイルの追加供給が不要な、メンテナンスフリー化を実現できる。

特に、建設機械10の作業装置13は、溶接構造物の場合が多く、溶接による熱歪み等により細かい寸法を正しく仕上げることは容易でないため、ブラケット32，32の間隔がばらつく場合もあるものの、上記のように、フローティングシール50を挟む寸法を、ばらつきを生じるおそれがあるブラケット32の寸法に依存することなく、寸法精度が良好なシャフト37とカラー40との挿入穴55，56の位置のみで設定することで、ブラケット32，32の間隔等に多少のばらつきが生じたとしても、フローティングシール50によるシール性を損なうことがない。

また、カラー40を一対備えてボス部38よりもシャフト37の両端側にそれぞれ取り付けることで、シャフト37の両端の位置でフローティングシール50をカラー40とボス部38とにより軸方向にそれぞれ挟むことができる。

さらに、一対のボス部38，38間にスリーブ43を挟むことで、各ボス部38のベアリング39がある空間をスリーブ43により連結し、各ボス部38のカラー40とは反対側に対して、潤滑剤であるオイルをより確実に封止することができる。

また、各カラー40に対して、各ブラケット32の外側からフランジ58をそれぞれ取り付け、これらフランジ58を取付用ねじ60により各ブラケット32に固定する。このように、少なくともいずれかのカラー40をフランジ58によってブラケット32に固定することで、ブラケット32の開口部34からのシャフト37およびカラー40の脱落を防止できる。

さらに、シャフト37と各カラー40との接触部をＯリング47で封止することで、ボス部38の内部を密閉でき、ベアリング39のある空間に充填された潤滑剤であるオイルを、より確実に封止できる。

また、ブラケット32の開口部34の周辺にダブリングプレート35を備えることで、ブラケット32の強度を増加させ、シャフト37に加わる軸方向荷重を、カラー40を介してブラケット32によって確実に支持することができる。

さらに、フランジ58は、カラー40の被固定部46を覆って取り付けることで、ピン54を抜け止めしてカラー40に取り付けられるため、カラー40をブラケット32に固定するフランジ58を有効に利用して、挿入穴55，56からのピン54の脱落を簡素な構成で防止できる。

しかも、フランジ58は、カラー40の被固定部46と嵌合して大径部であるカラー本体部45端部側から押さえてブラケット32に固定されるので、シャフト37に軸方向荷重（スラスト荷重）が生じた場合には、フランジ58でこの荷重を受けることができ、シャフト37に加わる軸方向荷重を、より確実に支持することができる。

また、フランジ58が嵌合される凹部67をブラケット32に形成することで、フランジ58やシャフト37の端部のブラケット32からの突出を減らし、シャフト37側への土砂等の侵入やシャフト37への石等の衝突を抑制できるとともに、デザイン性にも優れる。

そして、上記の軸受装置30を備えることで、メンテナンスが容易な建設機械10を安価に提供できる。

次に、図５乃至図７に示された第２の実施の形態を説明する。なお、図１乃至図４に示された実施の形態と同様の部分については、同一符号を付して、説明を簡略化する。

図５乃至図７に示された実施の形態の軸受装置30としては、例えば軸受装置30fを例に挙げて説明するが、その他の軸受装置30a〜30e，30g〜30kに対しても同様に適用可能である。

図５および図７に示されるように、軸受装置30は、ブラケット32，32間に１つのボス部38およびベアリング39を備えている。ベアリング39は、ボス部38の両端に亘り配置されている。各ブラケット32は、軸受装置30fの場合、アーム22の基端にそれぞれ一体的に形成されている。また、ボス部38は、軸受装置30fの場合、アームシリンダ26のシリンダロッドの先端に一体的に形成されている。

フローティングシール50は、ボス部38の両端部と各カラー40との間に挟み込まれて位置している。

また、各カラー40は、カラー本体部45が各ブラケット32の開口部34に嵌合され、被固定部46が各ブラケット32から外方に突出している。さらに、少なくともいずれかのカラー40、本実施の形態では一側のカラー40がブラケット32に対して固定手段であるボルト70により直接一体的に固定され（図６（ａ））、他側のカラー40はブラケット32に対して固定されていない（図６（ｂ））。本実施の形態では、カラー40には、被固定部46から径方向に延出する延出部71が形成されているとともに、この延出部71を貫通して、通孔72が形成されている。また、ブラケット32には、通孔72に嵌合される取付用穴であるボス73が突設され、このボス73に対して、ボルト70がスペーサであるスプリングワッシャ74およびワッシャ75を介して固定されることで、カラー40がブラケット32に固定されている。

そして、軸受装置30は、シャフト37とカラー40，40とがピン54，54により一体的に固定され、これら一体的に固定されたシャフト37とカラー40，40とが、ボルト70によりブラケット32，32に対して一体的に固定される。このため、シャフト37をベアリング39により回動自在に保持するボス部38が、シャフト37、カラー40，40およびブラケット32，32に対して相対的に回動可能となる。このとき、フローティングシール50は、一方のメタルシールリング50aに対して他方のメタルシールリング50aが摺接しながら相対的に回動し、ベアリング39，39がある空間の密閉性を保つ。

本実施の形態によれば、少なくともいずれかのカラー40をボルト70によってブラケット32に固定することで、ブラケット32の開口部34からのシャフト37およびカラー40の脱落を防止できる。

次に、図８乃至図１０に示された第３の実施の形態を説明する。なお、上記各実施の形態と同様の部分については、同一符号を付して、説明を簡略化する。

図８乃至図１０に示された実施の形態の軸受装置30としては、例えば軸受装置30hを例に挙げて説明するが、その他の軸受装置30a〜30g，30i〜30kに対しても同様に適用可能である。

図８および図１０に示されるように、軸受装置30は、各ブラケット32に、ダブリングプレート35がそれぞれ備えられている。各ブラケット32は、軸受装置30hの場合、バケット23にそれぞれ一体的に形成されている。ダブリングプレート35は、例えば各ブラケット32の一方の面、例えば内側の面に取り付けられている。また、軸受装置30は、一対のボス部38，38およびベアリング39，39を備えている。各ボス部38は、軸受装置30hの場合、アーム22の先端にそれぞれ一体的に形成されている。

また、軸受装置30は、図９に示されるように、各ボス部38および各カラー40のフローティングシール50を挟む端部の一部がシャフト37の軸方向に互いに重なって（オーバラップして）形成されている。つまり、ボス部38とカラー40とが対向する位置には、ボス部38とカラー40との一方から他方に向かいシャフト37の軸方向に沿って突出する突出部77が形成され、ボス部38とカラー40との他方に突出部77を受ける受け凹部78が形成されている。本実施の形態においては、突出部77が、ボス部38の取付溝部51の周囲からカラー40に向かって突設され、受け凹部78が、各カラー40の保持溝部52の周囲に凹設されているが、突出部77が、各カラー40の保持溝部52の周囲からボス部38に向かって突設され、受け凹部78が、ボス部38の取付溝部51の周囲に凹設されていてもよい。したがって、本実施の形態においては、突出部77と受け凹部78との間に、取付溝部51および保持溝部52と連通するラビリンス通路79が、シャフト37の軸方向にジグザグ状に形成されている。

このように、ボス部38およびカラー40のフローティングシール50を挟む端部の一部をシャフト37の軸方向に互いに重なるように形成することで、ボス部38とカラー40との間に土砂等を噛み込みにくくすることができる。したがって、ベアリング39の内部に土砂等が入り込むことを効果的に防止できる。

なお、本実施の形態のラビリンス通路79は、上記各実施の形態のボス部38およびカラー40のフローティングシール50を挟む各端部に適用できる。

次に、図１１乃至図１３に示された第４の実施の形態を説明する。なお、上記各実施の形態と同様の部分については、同一符号を付して、説明を簡略化する。

図８および図９に示された実施の形態の軸受装置30としては、例えば軸受装置30jを例に挙げて説明するが、その他の軸受装置30a〜30i，30kに対しても同様に適用可能である。

図１１および図１３に示されるように、軸受装置30は、ブラケット32，32間に一対のボス部38，38およびベアリング39，39と、中間筒状部である中間ボス部81とを備える。各ブラケット32は、軸受装置30jの場合、リンケージ28の一方のリンクプレートの端部にそれぞれ一体的に形成されている。また、各ボス部38は、軸受装置30jの場合、リンケージ28の他方のリンクプレートの端部にそれぞれ一体的に形成されている。さらに、中間ボス部81は、軸受装置30jの場合、バケットシリンダ27のシリンダロッドの先端に一体的に形成されている。

また、各ボス部38は、本実施の形態において、例えばベアリング39を保持するハウジング83と、ハウジング83を保持する保持部84とを備えている。ハウジング83は、円筒状に形成され、円筒状の保持部84に内挿されて保持部84と同軸状に配置されている。また、ハウジング83のカラー40に対向する端部には、フローティングシール50が取り付けられる取付溝部51が形成されている。さらに、ハウジング83は、保持部84に対して、例えば抜け止め部材であるスリップリング85により軸方向に抜け止めされている（図１２（ａ））。スリップリング85は、例えばボス部38の外側、すなわちカラー40と対向する端部側にて取付溝部51の外方を囲んで配置されている。さらに、ハウジング83と保持部84との間は、筒状部シール部材であるＯリング86によりそれぞれ封止されている。本実施の形態において、Ｏリング86は、ハウジング83の外周面に周方向に形成された装着凹部87に保持され、保持部84の内周面に圧接されている。さらに、ハウジング83と保持部84との少なくともいずれかには、一方の他方に対する空転を防止する空転防止部88が形成されている（図１２（ｂ））。空転防止部88は、本実施の形態において、例えばキー状に形成されている。

さらに、中間ボス部81は、ボス部38，38間に挟まれている。中間ボス部81には、シャフト37を回動自在に保持する中間ベアリング90が備えられている。中間ベアリング90は、中間ボス部81に内挿されて中間ボス部81と同軸状に一体的に配置される。また、中間ベアリング90は、潤滑剤であるオイルにより潤滑される。中間ベアリング90により、シャフト37に対して、中間ボス部81が回動自在となっている。また、中間ベアリング90は、中間ボス部81の両端に亘り配置されている。そして、中間ボス部81と各ボス部38との間には、潤滑剤であるオイルの封止用の中間シール部材である中間フローティングシール91が挟み込まれ、これら中間ボス部81とボス部38との隙間が中間フローティングシール91により閉塞されている。

中間フローティングシール91は、ベアリング39および中間ベアリング90内に収容されたオイルの漏れを防止するものである。中間フローティングシール91は、フローティングシール50と同様の構成であり、例えば金属製の保持リングであるメタルシールリング91aおよびこのメタルシールリング91aの外周側に保持された例えば樹脂性のリングであるＯリング91bを一対ずつ備えている。そして、この中間フローティングシール91は、一端側（内側）が中間ボス部81のボス部38側の端部にて中間ベアリング90の周囲に形成された溝部93に保持され、他端側（外側）がボス部38の中間ボス部81側の端部にてベアリング39の周囲に形成された溝状部94に保持される。本実施の形態において、溝状部94は、各ボス部38のハウジング83に形成されている。なお、各ボス部38および各カラー40のフローティングシール50を挟む端部や、各ボス部38および中間ボス部81の中間フローティングシール91を挟む端部には、第３の実施の形態と同様のラビリンス通路を形成してもよい。

そして、軸受装置30は、シャフト37とカラー40，40とがピン54，54により一体的に固定され、これら一体的に固定されたシャフト37とカラー40，40とが、フランジ58，58によりブラケット32，32に対して一体的に固定される。このため、シャフト37をベアリング39，39により回動自在に保持するボス部38，38と、これらボス部38，38に挟まれるとともにシャフト37を中間ベアリング90により回動自在に保持する中間ボス部81とが、シャフト37、カラー40，40およびブラケット32，32に対してそれぞれ別個に相対的に回動可能となる。このとき、フローティングシール50は、一方のメタルシールリング50aに対して他方のメタルシールリング50aが摺接しながら相対的に回動し、ベアリング39，39がある空間の密閉性を保つ。同様に、中間フローティングシール91は、一方のメタルシールリング91aに対して他方のメタルシールリング91aが摺接しながら相対的に回動し、中間ベアリング90がある空間の密閉性を保つ。

本実施の形態によれば、一対のボス部38，38間に中間ボス部81を挟むことで、各ボス部38のカラー40とは反対側に対しても、潤滑剤であるオイルをより確実に封止することができる
しかも、ボス部38と中間ボス部81との間に中間フローティングシール91を挟むことで、ピン54により各カラー40をシャフト37と一体的に固定すると、中間フローティングシール91に対しても所定の軸方向荷重を加えた状態とすることができ、中間フローティングシール91の開きを防止して中間ボス部81の中間ベアリング90がある空間の中間フローティングシール91による密閉性を確保できる。したがって、中間ベアリング90に対しても長期間に亘り潤滑剤であるオイルの供給が不要となる。

なお、上記の各実施の形態において、ブラケット32は一対形成されるものとしたが、所定の厚みを有する一つが形成されるように構成されていてもよい。

上記のボス部38とカラー40とによるフローティングシール50の挟み込み構造は、シャフト37の一端側にのみ形成されていてもよい。

本発明は、例えば建設機械の作業装置に用いられる各種軸受装置や、この軸受装置を搭載した建設機械を製造、販売等する事業者にとって、産業上の利用可能性がある。

10 建設機械
30 軸受装置
32 被取付部であるブラケット
34 開口部
35 補強板であるダブリングプレート
37 軸体であるシャフト
38 筒状部であるボス部
39 ベアリング
40 保持部材であるカラー
43 中間筒状部であるスリーブ
47 内側シール部材であるＯリング
50 シール部材であるフローティングシール
54 ピン
55，56 挿入穴
58 固定手段であるフランジ
67 凹部
70 固定手段であるボルト
81 中間筒状部である中間ボス部
90 中間ベアリング
91 中間シール部材である中間フローティングシール

Claims (11)

1. 軸体と、
   軸体を回動自在に保持するベアリングを有する筒状部と、
   筒状部よりも軸体の端部側に取り付けられる筒状の保持部材と、
   筒状部と保持部材との間に挟まれる潤滑剤封止用のシール部材と、
   軸体と保持部材とに設けられた挿入穴に亘り挿入されて保持部材を軸体と一体的に固定することで保持部材と筒状部との間でシール部材に対して所定の軸方向荷重を加える位置に保持部材を筒状部に対して規制するピンと、
   保持部材が挿入される開口部を有する、保持部材と軸方向に非連結の被取付部と
   を具備したことを特徴とする軸受装置。
2. 保持部材は、筒状部よりも軸体の両端側にそれぞれ取り付けられる
   ことを特徴とする請求項１記載の軸受装置。
3. 筒状部は、一対設けられ、
   一対の筒状部間に挟まれる中間筒状部を備える
   ことを特徴とする請求項２記載の軸受装置。
4. 中間筒状部は、軸体を回動自在に保持する中間ベアリングを有し、
   筒状部と中間筒状部との間に挟まれる潤滑剤封止用の中間シール部材を備える
   ことを特徴とする請求項３記載の軸受装置。
5. 軸体と保持部材との接触部を封止する内側シール部材を備える
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一記載の軸受装置。
6. 保持部材を被取付部に対し開口部から抜け止めする固定手段を備える
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一記載の軸受装置。
7. 固定手段は、ピンを抜け止めして保持部材に取り付けられる
   ことを特徴とする請求項６記載の軸受装置。
8. 被取付部は、固定手段が嵌合される凹部を有する
   ことを特徴とする請求項７記載の軸受装置。
9. 筒状部および保持部材のシール部材を挟む端部は、一部が軸体の軸方向に互いに重なって形成されている
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一記載の軸受装置。
10. 被取付部は、開口部の周辺に補強板を備える
    ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一記載の軸受装置。
11. 請求項１乃至１０のいずれか一記載の軸受装置を備える
    ことを特徴とする建設機械。

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