JPH11148560A - 建設機械のフロントの軸受シール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】建設機械のフロントの軸受において、良好なシ
ール機能が得られ、摺動面への塵埃の侵入や塵埃の侵入
による摩耗の進行を回避することのできるシール装置を
提供する。 【解決手段】互いに連結されて相対的に回動する一方の
部材１３に設けられたブラケット３に軸４を固定する。
他方の部材のボス１にブッシュ２を固定する。軸４とブ
ッシュ４とを回動自在に嵌合する。ブッシュ２とブラケ
ット３との間に、軸４に嵌合する円筒部５ａと鍔部５ｂ
とからなる端面部材５を設ける。端面部材５とボス１の
間に弾性材でなるシール材８を設ける。シール材８は端
面部材５の円筒部５ａの外周に当接する第１のシール部
８ｂと、鍔部５ｂに当接する第２のシール部８ｂとを有
する。第１、第２のシール部８ｂ、８ｃをそれぞれ円筒
部５ａ外周と、鍔部５ｂに押圧する第１、第２の押圧体
１６、１７を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧ショベルその
他の掘削機やクレーン等の建設機械において、フロント
の油圧シリンダの連結部やフロントの関節部に使用され
る軸受における潤滑油のシール装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】油圧ショベルにおける多関節フロントの
関節部や油圧シリンダの両端の連結部には、潤滑油が供
給されるすべり軸受が用いられる。これらの軸受は、関
節部等の円滑な回動動作を保証するため、潤滑油の漏れ
がなく、かじりのない状態で作動させるため、所定の作
動時間経過ごとに給脂作業を行う必要がある。

【０００３】このような給脂間隔をなるべく長くして実
質的に無給脂（メンテナンスフリー化）とすることを目
的として、特開平８−１０５４４４号公報には、ブッシ
ュとして鉄系焼結体でなる多孔質ブッシュを用い、かつ
潤滑油の粘度をある範囲に特定したものが提案されてい
る。また、該公報に一実施例として開示された構造は、
油圧シリンダ等を取付けるための平行板状のブラケット
間に、油圧シリンダの端部のボスを嵌め込み、ボスに嵌
着したブッシュとして焼結金属を用い、ブッシュおよび
ブラケットに軸を貫挿し、ブッシュの両端面には、軸に
嵌着して、フェルト等の遮油部材とダストシールを設け
て油漏れを防止し、ボスの両端面とブラケットとの間に
シムを介在させている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように、ボスとブラケットとがシムを介して対面する構
造とすると、スラスト荷重がかかった場合、給脂を受け
ないシムとボスとの間、またはブラケットとシムとの間
の潤滑の悪い状態で摺動するため、摺動音が発生し、近
隣やオペレータの不快感を与えるという問題点がある。
また、無給脂の状態で前記ボスの端面が接触するため、
摩耗が発生し、これによりスラスト方向のガタが発生
し、操作性が悪くなるという問題点がある。

【０００５】本発明者等はこのような問題点を解決する
構成の軸受として、建設機械の関節部または油圧シリン
ダの連結部に用いられ、互いに連結される部材のうちの
１つの部材に設けられたブラケットに固定される軸と、
他の部材のボスに固定されるブッシュとを回動自在に嵌
合してなる建設機械用軸受において、前記ブッシュの端
面と前記ブラケットとの間に、端面部材を、前記軸に嵌
合し、かつ前記ブラケットまたは前記軸の少なくともい
ずれかに固定して設け、前記端面部材と前記ブッシュま
たは／および前記ボスとの間に、潤滑油の漏れを防止す
るシール材を設けてなり、前記端面部材と前記ブッシュ
とが、潤滑油を介して当接する構造のものを開発し、特
願平９−１２１８６４号として提案している。

【０００６】本発明は、前記先出願における建設機械の
フロントの軸受において、良好なシール機能が得られ、
摺動面への塵埃の侵入や塵埃の侵入による摩耗の進行を
回避することのできるシール装置を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による建設機械の
フロントの軸受シール装置は、建設機械のフロントの関
節部または油圧シリンダの連結部に用いられ、互いに連
結されて相対的に回動する一方の部材に設けられたブラ
ケットに固定される軸と、他方の部材のボスに固定され
るブッシュとを回動自在に嵌合してなる建設機械のフロ
ントの軸受シール装置において、前記ブッシュと前記ブ
ラケットとの間に、前記軸に嵌合する円筒部と鍔部とか
らなる端面部材を設け、前記端面部材と前記ボスの間
に、前記端面部材の前記円筒部外周に当接する第１のシ
ール部と、前記鍔部に当接する第２のシール部とを有す
る弾性材でなるシール材を設け、前記シール材の第１、
第２のシール部をそれぞれ前記円筒部外周、前記鍔部に
押圧する第１、第２の押圧体を設けたことを特徴とする
（請求項１）。

【０００８】また、本発明による建設機械のフロントの
軸受シール装置は、前記第１、第２の押圧体を弾性材で
なる中空リングにより構成する（請求項２）か、あるい
はガータスプリングにより構成する（請求項３）ことを
特徴とする。

【０００９】また、本発明による建設機械のフロントの
軸受シール装置は、前記シール材の第１のシール部と第
２のシール部との間に、押圧体の受部を設け、前記押圧
体の受部に、前記第１、第２の押圧体の代わりに、前記
第１、第２のシール部を前記円筒部と鍔部に対して押圧
する兼用の押圧体を設けたことを特徴とする（請求項
４）。

【００１０】また、本発明による建設機械のフロントの
軸受シール装置は、前記第２のシール部の前記鍔部に対
する押圧力を、前記第１のシール部の前記円筒部外周に
対する押圧力より大としたことを特徴とする（請求項
５）。

【００１１】

【作用】本発明の軸受シール装置は、端面部材の円筒
部、鍔部に対し、それぞれシール材の第１のシール部、
第２のシール部が、第１の押圧体、第２の押圧体によっ
て押圧されることにより、良好なシール作用がなされ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は本発明による軸受の一実施
例を示す断面図、図２は該軸受の適用箇所を示す油圧シ
ョベルの側面図である。本実施例の軸受は、図２の油圧
ショベルにおけるブームシリンダ５１の上部旋回体５２
との連結部の軸受ｋ、アームシリンダ５３の両端、すな
わちブーム５４側、アーム５５側の連結部の軸受ｈ、
ｇ、バケットシリンダ５６のアーム５５側連結部の軸受
ｅとして用いられるものについて示す。

【００１３】図１において、３は軸４により相対回動可
能に連結する一方の部材１３（前記上部旋回体５２、ブ
ーム５４あるいはアーム５５）に設けられたブラケット
である。

【００１４】１は軸４により前記一方の部材１３に相対
回動自在に連結される他方の部材であって、前記各油圧
シリンダ５１、５３あるいは５６の端部の連結部のボス
である。２は該ボス１に圧入嵌着されたブッシュであ
り、該ブッシュ２としては、鉄ブッシュ、多孔質の焼結
体でなるブッシュ、高力黄銅ブッシュ、固体潤滑剤埋め
込みブッシュ、プラスチックブッシュ等が用いられ、特
に多孔質焼結体ブッシュが、潤滑油を長期にわたり保持
し潤滑性を維持しうる点において好ましい。

【００１５】軸４は該ブラケット３に設けた孔３ａに貫
挿され、かつブッシュ２に相対的に回動自在となるよう
に貫挿される。５はブラケット３とブッシュ２との間に
介在させた端面部材であり、該端面部材５は中心孔５ａ
に軸４が貫挿される。ブラケット３と軸４とは、軸の鍔
部４ａとブラケット３とを結合するボルト６によって固
定される。端面部材５とブラケット３とはピン７によっ
て固定される。

【００１６】前記端面部材５は円周部５ａと鍔部５ｂと
からなり、該端面部材５と対応するボス１の内周の角部
にも段部１ａとの間にシール材８が装着される。また、
端面部材５の内周にもゴム製のＯリング１４が設けられ
ている。

【００１７】軸４とブッシュ２との摺動面に対して潤滑
油を供給するため、軸心方向の給油孔９ａと半径方向の
給油孔９ｂが設けられる。１０は給油孔９ａの入口に設
けられたグリースニップルである。

【００１８】また、本実施例においては、軸４の外周面
における負荷面（シリンダの向きに対向する面とその反
対側の面）に８の字形の溝１１を設け、かつ負荷面に直
角をなす面に軸心方向に溝１２を設け、負荷面において
は、ラジアル方向とスラスト方向について潤滑油の流れ
を伴う潤滑油の保持と、潤滑性能の向上を図っている。

【００１９】次に前記シール材８とその取付け構造につ
いて図３により説明する。シール材８はリング状をなす
ゴムや高分子材料等の弾性材からなり、基部８ａに芯金
１５を埋設して構成され、前記ボス１の段部１ａ内に嵌
合して取付けられる。該シール材８は断面形状が内周側
に略Ｖ字形をなすように突出して前記端面部材５の円筒
部５ａの外周に当接させる第１のシール部８ｂが設けら
れ、さらに、前記端面部材５の鍔部５ｂに当接させる第
２のシール部８ｃが設けられ、該第１のシール部８ｂか
ら第２のシール部８ｃにわたって傾斜部８ｄが形成され
ている。

【００２０】前記第１のシール部８ｂの外周側には、該
第１のシール部８ｂを端面部材５の円筒部５ａに押圧す
る第１の押圧体１６として、ゴムあるいは合成樹脂製の
中空リングを嵌め、また、傾斜部８ｄの外周にも凹状の
受部８ｅを設けてその受部８ｅに第２の押圧体１７とし
て前記第１の押圧体１６と同様の材質でなる中空リング
を嵌め、それぞれ前記第１のシール部８ｂ、第２のシー
ル部８ｃを円筒部５ａの外周と鍔部５ｂに押圧してい
る。

【００２１】この構成においては、シール材８の弾性力
と共に、押圧体１６、１７の締め付け作用によって第１
のシール部８ｂ、第２のシール部８ｃをそれぞれ円筒部
５ａ、鍔部５ｂに押圧してシール作用を果たす。組付け
時に、スラスト方向（軸方向）にブッシュ２は軸４に対
して１ｍｍ〜２ｍｍ程度のクリアランスを要し、また、
ブッシュ２の摩耗の進行により、ブッシュ２の半径方向
のクリアランスも１ｍｍ〜２ｍｍ程度に増大する。そし
て、スラスト方向の相対移動に対しては、第１のシール
部８ｂにおいて潤滑油のシールを行い、ラジアル方向の
相対移動に対しては、第２のシール部８ｃが潤滑油のシ
ールを行う。

【００２２】このような構造にあっては、第１のシール
部８ｂ、第２のシール部８ｃが第１、第２の押圧体１
６、１７により押圧されるので、シール作用が良好に行
えると共に、ブッシュ２の内周面や両端面の摩耗により
クリアランスが増大しても、シール材８自体の弾性のみ
ならず、押圧体１６、１７の作用によって第１のシール
部８ｂ、第２のシール部８ｃをそれぞれ円筒部５ａ、鍔
部５ｂに押圧するので、そのクリアランスの増大に拘ら
ず、シール作用が損なわれない。このように、シール材
８によるシール作用が良好に行われるため、土砂等の入
り込みが防止され、土砂等の侵入によるかじり等が回避
されるため、この点からもさらにシール作用を長期にわ
たり確保することが可能となる。

【００２３】また、ボス１と端面部材５あるいはブラケ
ット３は接触せず、端面部材５とブッシュ２とはシール
材８によって潤滑油がシールされた状態で接触し、無潤
滑状態での接触はないため、端面部からの摺動音（キー
キー音）をなくすことができる。また、ブッシュ２の端
面と端面部材５との間に潤滑油膜が介在した潤滑状態の
良好な状態で摺動するので、スラスト力が発生した状態
でブッシュ２と端面部材５が摺動しても、摺動面におけ
るキーキーという摺動音の発生がなく、かつ端面部材５
とブッシュ２の摩耗が防止されると共に、耐焼付け性も
向上する。

【００２４】また、従来のように、ボス１とブラケット
３とが摺動する構造においては、ブラケットは他の部材
に溶接される関係上、構造用炭素鋼など、建設機械の構
造材として一般的に使用される溶接可能で安価な材料に
限定され、材料選択の余地は少ないが、本発明のよう
に、ブッシュ２に対して摺動する部材（端面部材５）と
ブラケット３と別部材とすることにより、端面部材５と
して摺動性のよい部材を選択することができ、これによ
り長期にわたって摩擦抵抗の小さな摺動部を維持するこ
とが可能となり、完全なメンテナンスフリー化も可能と
なる。

【００２５】なお、軸４に端面部材５を固定する構造と
して、軸４に端面部材５をスプライン結合、キー結合す
る構造としてもよい。また、端面部材５とブラケット３
との固定は、ピン７等による固定具によるのではなく、
端面部材５とブラケット３の当接面を粗面に形成して相
対回動不能にする構造としてもよい。

【００２６】また、ラジアルおよびスラスト方向の摺動
面の潤滑油はＯリングでなるシール材１４によりスラス
ト方向に漏れることが防止されるため、ラジアル負荷、
スラスト負荷に対して優れた潤滑性能、潤滑油の保持機
能を発揮し、さらにメンテナンスフリー化の効果を良好
に達成できる。

【００２７】なお、前記Ｏリングでなるシール材１４の
代わりに、ゴムまたは合成樹脂製弾性体でなる円筒状の
シール材を、端面部材５の内周面に固着して設けること
により、端面部材５と軸４との間からの潤滑油の漏れを
防止し、かつ該端面部材５を弾性体でなるシール材によ
って軸４に固定してもよい。

【００２８】図４は図３における中空リング１６、１７
の代わりに前記第１の押圧体２０、第２の押圧体２１と
してガータスプリングを用いたものであり、本実施例に
よっても同様の効果を奏することができる。

【００２９】図５は本発明の他の実施例であり、シール
材２３を金属環２４に接着等によって固定して設け、該
金属環２４と共にシール材２３をボス１の段部１ａに嵌
合して取付けてなり、該シール材２３には、端面部材５
の円筒部５ａに対する第１のシール部２３ａと、鍔部５
ｂに対する第２のシール部２３ｂに押圧力を付与するた
めの押圧体２５として、これらのシール部２３ａ、２３
ｂに兼用したゴムや合成樹脂材料等の弾性材でなる中空
リングを備えたものである。２５ｄは押圧体２５による
ラジアル方向の押圧力を、第２のシール部２３ｂによる
端面部材５の鍔部５ｂにスラスト方向の押圧力として作
用させるために形成された傾斜部である。

【００３０】この場合、シール材２３には、第１のシー
ル部２３ａと第２のシール部２３ｂとの間に押圧力を付
与するため、第１のシール部２３ａと第２のシール部２
３ｂとの間の外周面に凹状受部２３ｃの中心を設定し、
該受部２３ｃに前記押圧体２５を嵌合する。

【００３１】この構成によれば、前記実施例における第
１の押圧体１６と第２の押圧体１７とが１つの押圧体２
５で兼用されるため、部品点数の削減による構成の簡略
化が達成できる。

【００３２】図６は図５の変形例に係る本発明の他の実
施例であり、この実施例は、第１のシール部２３ａ、第
２のシール部２３ｂを共通に押圧する押圧体２６の押圧
面と、該押圧体２６を収容する凹状受部２３ｃを断面形
状が円形をなす形状に形成し、これにより、スラスト方
向、ラジアル方向に押圧力がまんべんなく作用し、安定
したシール作用を発揮させることができる。

【００３３】本発明は、図２に示した前記ブームシリン
ダ５１のボトム側の軸受ｋ、アームシリンダ５３の両端
の軸受ｈ、ｉ、バケットシリンダ５６のボトム側の軸受
ｅのみならず、ブーム５４のブームフート部の軸受ｊ、
ブームシリンダ５１のロッド側軸受ｉ、ブーム５４とア
ーム５５との連結部の軸受ｆ、アーム５５とバケット５
９の連結部の軸受ｂ、アーム５５とリンク５７との連結
部の軸受ｄ、リンク５７と５８およびバケットシリンダ
５６との連結部の軸受ｃ、リンク５８とバケット５９に
設けたブラケット６０との連結部の軸受ａにも、各軸の
両端あるいは一端あるいは中間部のシール装置として用
いることができる。

【００３４】上記各実施例において、シール材８、２３
の断面形状や押圧体１６、１７、２０、２１、２５、２
６の取付け位置や締め付け力の選定により、第１のシー
ル部８ｂ、２３ａにおける押圧力よりも第２のシール部
８ｃ、２３ｂにおける押圧力の方が大きくなるように構
成することにより、最外部における潤滑油の漏れをより
確実に防止することができ、かつ第２のシール部８ｃ、
２３ｂにおける潤滑性を確保することができる。

【００３５】本発明は、油圧ショベルのみならず、他の
掘削機やクレーン等他の建設機械に適用することができ
る。

【００３６】

【発明の効果】請求項１〜３によれば、ラジアル方向の
シール部である第１のシール部と第２のシール部とをシ
ール材に設け、それぞれのシール部を第１、第２の押圧
体によって押圧するように構成したので、軸とブッシュ
との間のスラスト方向、ラジアル方向のクリアランスの
存在にかかわらず、双方向について、良好な潤滑油のシ
ール状態を、ブッシュの摩耗の増大にも拘らず、長期に
わたって維持することができる。また、ブッシュの端面
が、潤滑油膜を介して端面部材と当接するため、スラス
ト荷重による摩耗や摺動音の発生を防止し得、かつ潤滑
油の供給間隔を長期化しうる。

【００３７】請求項４によれば、請求項１〜３の効果に
加え、さらに、第１のシール部と第２のシール部におけ
るシール作用を維持するための押圧体を１つの押圧体で
兼用させたので、請求項１〜３の効果に加え、さらに部
品点数の削減効果が得られる。

【００３８】請求項５によれば、第１のシール部におけ
る押圧力より、第２のシール部における押圧力を大とす
ることにより、最外部における潤滑油の漏れをより確実
に防止することができ、かつ第２のシール部における潤
滑性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による建設機械用フロントの軸受シール
装置の一実施例を示す断面図である。

【図２】本発明において適用する軸受を有する油圧ショ
ベルの側面図である。

【図３】本発明による建設機械用フロントの軸受シール
装置の図１に示す実施例の詳細を示す拡大断面図であ
る。

【図４】本発明による建設機械用フロントの軸受シール
装置の他の実施例を示す断面図である。

【図５】本発明による建設機械用フロントの軸受シール
装置の他の実施例を示す断面図である。

【図６】本発明による建設機械用フロントの軸受シール
装置の他の実施例を示す断面図である。

【符号の説明】

１：ボス（他方の部材）、２：ブッシュ、３：ブラケッ
ト、４：軸、５：端面部材、５ａ：円筒部、５ｂ：鍔
部、６：ボルト、７：ピン、８：シール材、８ａ：基
部、８ｂ：第１のシール部、８ｃ：第２のシール部、８
ｅ：受部、９ａ、９ｂ：給油孔、１０：グリスニップ
ル、１１、１２：溝、１３：一方の部材、１４：Ｏリン
グ、１５：芯金、１６：第１の押圧体、１７：第２の押
圧体、２０：第１の押圧体、２１：第２の押圧体、２
３：シール材、２３ａ：第１のシール部、２３ｂ：第２
のシール部、２３ｃ：受部、２４：金属環、２５、２
６：押圧体、５１：ブームシリンダ、５２：上部旋回
体、５４：ブーム、５５：アーム、５６：バケットシリ
ンダ、５７、５８：リンク、５９：バケット、６０：ブ
ラケット、ａ〜ｊ：軸受

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】建設機械のフロントの関節部または油圧シ
   リンダの連結部に用いられ、互いに連結されて相対的に
   回動する一方の部材に設けられたブラケットに固定され
   る軸と、他方の部材のボスに固定されるブッシュとを回
   動自在に嵌合してなる建設機械のフロントの軸受シール
   装置において、 前記ブッシュと前記ブラケットとの間に、前記軸に嵌合
   する円筒部と鍔部とからなる端面部材を設け、 前記端面部材と前記ボスの間に、前記端面部材の前記円
   筒部外周に当接する第１のシール部と、前記鍔部に当接
   する第２のシール部とを有する弾性材でなるシール材を
   設け、 前記シール材の第１、第２のシール部をそれぞれ前記円
   筒部外周、前記鍔部に押圧する第１、第２の押圧体を設
   けたことを特徴とする建設機械のフロントの軸受シール
   装置。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記第１、第２の押圧体が弾性材でなる中空リングによ
   り構成されることを特徴とする建設機械のフロントの軸
   受シール装置。
3. 【請求項３】請求項１において、 前記第１、第２の押圧体がガータスプリングからなるこ
   とを特徴とする建設機械のフロントの軸受シール装置。
4. 【請求項４】請求項１において、 前記シール材の第１のシール部と第２のシール部との間
   に、押圧体の受部を設け、 前記押圧体の受部に、前記第１、第２の押圧体の代わり
   に、前記第１、第２のシール部を前記円筒部と鍔部に対
   して押圧する兼用の押圧体を設けたことを特徴とする建
   設機械のフロントの軸受シール装置。
5. 【請求項５】請求項１から４までのいずれかにおいて、 前記第２のシール部の前記鍔部に対する押圧力を、前記
   第１のシール部の前記円筒部外周に対する押圧力より大
   としたことを特徴とする建設機械のフロントの軸受シー
   ル装置。