WO2002073053A1

WO2002073053A1 - Dispositif d'etancheite

Info

Publication number: WO2002073053A1
Application number: PCT/JP2002/002131
Authority: WO
Inventors: Hideki Akita; Ryohei Suzuki; Osamu Gokita; Tatsuo Takamure; Hiromasa Muraki; Noriyuki Ando
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co., Ltd.; Nippon Valqua Industries, Ltd.
Priority date: 2001-03-13
Filing date: 2002-03-07
Publication date: 2002-09-19
Also published as: EP1281882A1; KR20030001480A; JPWO2002073053A1; US6783129B2; KR100500340B1; US20030102635A1; JP3766384B2; EP1281882A4; CN1164878C; CN1457402A; EP1281882B1

Description

明細書シール装置技術分野

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

一般に、油圧ショベル等の建設機械にあっては、作業用のフロント部を構成するブーム、アームおよびバケツト等を互いに回動可能に連結するために軸受装置を設ける構成としている（例えば、特開平 6 — 1 5 9 3 4 6 号公報等）。

この第 1 の従来技術による軸受装置は、前記ブーム、アームおよびバゲット等のうち一方の部材に設けられ内周側にブッシュが嵌合固着されたボス部材と、このボス部材の左，右両側に配置された相手方部材となる一対のブラケットと、これら各ブラケット間にボス部材を回動可能に連結する軸としての連結軸とにより構成されている。

また、前記ブラケットの内周側には、連結軸が揷通される筒状のカラーを嵌合して設け、このカラーと前記ブッシュとの間には、前記連結軸の外周側に嵌合され前記ボス部材とブラケットとの間に軸方向の隙間を確保する筒状のスラストリングと、このスラストリングの径方向外側に位置して前記カラ一側に取付けられ前記プッシュとカラ一との間をシールするシールリングとを設ける構成としている。

この第 1 の従来技術にあっては、ボス部材とブラケット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、ブッシュと連結軸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ようにしている。そして、前記シールリングには、ブッシュの端面に摺接するリップを設け、前記潤滑油がブッシュとカラ一との間から外部に漏洩するのを、前記リップにより防止する構成としている。

しかし、このような第 1 の従来技術では、シールリングのリップを単にブッシュの端面に摺接させているに過ぎないため、前記潤滑油がブッシュとカラーとの間から外部に漏洩することがあり、潤滑油を補給するための給脂間隔が短くなる傾向にある。

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、第 2 の従来技術による軸受装置として、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ものが知られている（例えば、特開平 8 — 1 0 5 4 4 4号公報等）。

この場合、ブッシュの空孔内に含浸された高粘度の潤滑油は、ブッシュ内で連結軸が摺動（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軸との摺動面間にしみ出すようになり、この状態で連結軸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。

ところで、上述した第 1 の従来技術では、プッシュとカラ一との間にスラストリングとシールリングとを配置し、スラストリングによりボス部材とブラケットが軸方向の端面で互いに摺接するのを防止している。しかし、シ一ルリングは、リップがブッシュの端面に摺接しているに過ぎないため、潤滑油がブッシュとカラ一との間から外部に漏洩するのを抑えることが難しい。このため、第 1 の従来技術では、このような潤滑油の漏洩を補うために、外部から潤滑油を補給する作業を繰返して行う必要が生じ、給脂間隔が短くなるという問題がある。

一方、第 2 の従来技術にあっては、ボス部材の内周側には、ブッシュの軸方向両端側に位置して弾性材からなる遮油部材とダストシールとを設け、ブッシュに含浸した潤滑油が外部に漏洩するのを防止している。

しかし、ブッシュに含浸した潤滑油の粘度は、ブッシュ内で連結軸が摺動するときの摩擦熱等により低下する。このため、第 2 の従来技術のように、前述の遮油部材、ダストシールを用いただけでは、潤滑油は、これら遮油部材と連結軸との間の隙間、ダストシールと連結軸との間の隙間を通じて外部に漏洩するという問題がある。また、このように漏洩した潤滑油は、軸受装置の周囲に付着し、この潤滑油にゴミ、埃等が付着して外観が低下するという問題がある。

また、前述した潤滑油の漏洩を防ぐために、ダストシ —ルに加えてオイルシールを用いることも考えられる。しかし、この場合には、グリースガン等を用いて外部から潤滑油をブッシュと連結軸との間に供給する際に、例えばブッシュと連結軸との間に溜まったエアがオイルシールにより外部に抜けにくくなり、潤滑油の給脂作業を円滑に行うのが難しくなるという問題がある。発明の開示本発明は、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、ブッシュと軸との間に供給される潤滑油が外部に漏洩するのを防止できるようにした軸受装置に用いるシール装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、ブッシュと軸との間に外部から潤滑油を円滑に供給でき、給脂作業を短時間で効率的に行うことができるようにしたシール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、本発明によるシール装置は、ボス部材の内周面に嵌合固着して設けた筒状のブッシュに対し、軸を相対的に回動可能に揷通して設けてなる軸受装置に用いられるものである。

そして、本発明が採用する構成の特徴は、前記軸の外周面に嵌合して設けられる筒状体からなり、軸方向一側の端面が環状のシール面となり軸方向の他側に前記ブッシュの端面に摺接するリップ部を有する第 1 のシ一ルリングと、該第 1 のシ一ルリングの径方向外側に位置して前記ボス部材の内周面に嵌合固着される筒状体からなり、軸方向一側に該第 1 のシールリングの前記シール面に摺接する摺接面を有する第 2 のシールリングとにより構成したことにある。

このように構成したことにより、軸の外周面に嵌合して設けられる第 1 のシ一ルリングは、軸方向一側の端面が環状のシール面となり、軸方向の他側のリップ部はブッシュの端面に摺接しているから、第 1 のシールリングのリップ部によりブッシュと軸との摺動面間に供給した潤滑油が外部に漏洩するのを防止できる。また、第 2 のシールリングは、軸方向一側で第 1 のシールリングのシ —ル面に摺接する摺接面を有しているので、第 1 のシールリングと第 2 のシールリングとの間を 2 段階でシールすることができる。このため、例え第 1 のシールリングのリップ部とブッシュとの間から潤滑油が漏洩したとしても、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防止することができる。

また、本発明によると、第 1 のシールリングは、軸方向一側が軸の外周面に嵌合される円筒部となり軸方向他側に該円筒部から前記ブッシュの端面に向けて伸長するリップ部が形成されたリップシールと、該リップシ一ルの円筒部側に設けられ軸方向一側の端面が第 2 のシールリングと摺接する前記シール面となった摺動部材とにより構成している。

このように構成したことにより、第 1 のシールリングをリッブシールと摺動部材とにより形成でき、摺動部材の端面に形成されるシール面を第 2 のシールリングと摺接させ、第 1 のシールリングと第 2 のシ一ルリングとの間を良好にシールすることができる。そして、ボス部材と相手方部材とが相対的に回動するときには、第 1 のシールリングに設けた摺動部材と第 2 のシ一ルリングとの間の摺動抵抗を低減でき、第 1 のシールリングと第 2 のシールリングとを摺動部材を介して円滑に摺動させることができる。また、前記リップシールのリップ部は、円筒部から軸方向の他側に向けて伸長しているから、このリップ部をブッシュの端面に安定して摺接させることができ、リツプ部とブッシュとの間のシール性を良好に保つことができる。

また、本発明によると、第 1 のシールリングは、リツプシールを弾性を有する樹脂材料により形成し、摺動部材を自己潤滑性を有する樹脂材料により形成している。これにより、リップシールを弾性変形可能に形成でき、摺動部材には自己潤滑性を与えることができる。

また、本発明によると、摺動部材は、リップシールの円筒部外周側に配置される筒部と、該筒部の軸方向一側から径方向内向きに延び前記円筒部の端面を覆うことによって前記シール面を形成する環状部とにより構成している。これにより、リップシールの円筒部を軸方向一側から摺動部材によって覆うことができ、環状部の端面によりシール面を形成できる。

また、本発明は、第 2 のシールリングを、第 1 のシールリングを径方向外側から取囲むようにボス部材の内周面に嵌合固着される筒部と、ブッシュの端面との間で前記第 1 のシ一ルリングを軸方向に位置決めするため前記筒部の軸方向一側から径方向内側に向けて延び前記第 1 のシールリングにシール面を介して摺接する摺接面を有した内向き突部とにより構成している。

このように構成した場合、第 2 のシールリングの内向き突部を第 1 のシールリングのシール面に摺接させることにより、第 2 のシールリングの内向き突部とブッシュ 'の端面との間で第 1 のシールリングを軸方向に位置決めしつつ、シール性を確保することができる。

そして、本発明によると、第 2 のシールリングは、第 1 のシ一ルリングに比較して硬質な材料により形成している。これによつて、硬質な第 2 のシールリングに対し第 1 のシールリングを弾性的に摺接させることができ、第 1 ，第 2 のシールリング間のシール性能と摺動性能を高めることができる。

一方、本発明は、ブッシュの端面には、第 1 のシールリングのリップ部が摺接する環状のスラストヮッシャを設ける構成としている。このように構成したことにより、ボス部材と相手方部材とが相対的に回動するときには

、第 1 のシールリングのリップ部は、ブッシュの端面に設けたスラストヮッシャの表面に沿って円滑に摺動することができる。

また、本発明は、第 2 のシールリングには、第 1 のシ一ルリングのシール面に摺接する環状のスラストヮッシャを設ける構成としている。このように構成したことにより、ボス部材と相手方部材とが相対的に回動するときには、第 1 のシールリングは、第 2 のシールリングに設けたスラストヮッシャに対して円滑に摺動することがでさる。図面の簡単な説明

図 1 は、本発明の第 1 の実施の形態による軸受装置用のシール装置が適用された油圧ショベルを示す正面図である。

図 2 は、第 1 の実施の形態による軸受装置用のシール装置を図 1 中の矢示 I I一 I I方向からみた拡大断面図である。

図 3 は、第 1 の実施の形態に係る軸受装置に用いるシ —ル装置等を拡大して示す要部拡大断面図である。

図 4 は、図 2 中のシール装置を構成する第 1 , 第 2 のシ一ルリングを拡大して示す分解斜視図である。

図 5 は、本発明の第 2 の実施の形態に係る軸受装置に用いるシール装置等を拡大して示す要部断面図である。

図 6 は、本発明の第 3 の実施の形態に係る軸受装置に用いるシール装置等を拡大して示す要部断面図である。

図 7 は、本発明の第 4 の実施の形態に係る軸受装置に用いるシール装置等を拡大して示す要部断面図である。図 8 は、本発明の第 5 の実施の形態に係る軸受装置に用いるシール装置等を拡大して示す要部断面図である。

図 9 は、本発明の第 1 の変形例に係る軸受装置に用いるシール装置等を拡大して示す要部断面図である。

図 1 0 は、本発明の第 2 の変形例に係る軸受装置に用いるシール装置等を拡大して示す要部断面図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施の形態によるシール装置を、油圧ショベルのアームとバケツトとの連結部における軸受装置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 4 は本発明の第 1 の実施の形態を示している。 1 は油圧ショベルの走行体、 2 はこの走行体 1 上に旋回可能に搭載された旋回体である。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、キヤブ 4、建屋カバ一 5 およびカウンタウエイド 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、旋回体 2 の旋回フレーム 3 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ツト 1 0 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 がブ一ムシリンダ 1 1 によって上，下に俯仰動され、アーム 9 はァ一ムシリンダ 1 2 によりブーム 8 に対して俯仰動される。また、バケツト 1 0 はパケットシリンダ 1 3 によりリンク 1 4 ， 1 5 を介して回動されるものである。

ここで、作業装置 7 のうち例えばアーム 9 とバケツ卜 1 0 との間のピン結合部には、図 2 に示す軸受装置 2 1 が装備されている。そして、この軸受装置 2 1 は、後述のボス 2 2 、ブッシュ 2 3 、ブラケット 2 4 , 2 5 、連結軸 2 6およびシール装置 3 1 により大略構成されている。

2 2 はアーム 9 の先端側に一体に設けられたボス部材となる筒状のボスで、このポス 2 2 内には、ブッシュ 2 3 が圧入により嵌合固着して設けられている。ここで、ブッシュ 2 3 は、例えば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、その空孔には潤滑油が含浸されている。また、ブッシュ 2 3 は、内周側が軸穴 2 3 Aとなり、左，右の両端側には端面 2 3 B， 2 3 B を有している。

2 4 , 2 5 はバケツト 1 0 に一体に設けられた一側，他側のブラケットで、このブラケット 2 4 , 2 5 は、ポス 2 2 を左，右両側から挟むように配設され、後述の'連結軸 2 6 によりボス 2 2 に対して相対的に回動可能に連結されている。そして、ブラケット 2 4， 2 5 には、ブッシュ 2 3 の軸穴 2 3 Aと対応する位置に軸穴 2 4 A , 2 5 Aが穿設されている。

2 6 はボス 2 2 をブラケット 2 4， 2 5 間に連結する軸となる連結軸で、この連結軸 2 6 は、長さ方向中間部がブッシュ 2 3 の軸穴 2 3 A内に摺動可能に揷嵌されている。そして、連結軸 2 6 は、両端側がブラケット 2 4 ， 2 5 の軸穴 2 4八， 2 5 A内に揷通され、例えばブラケット 2 5 側で係止ポルト 2 7等により抜止めおよび廻止め状態に保持されている。 2 8， 2 8 はボス 2 2 の両端とブラケット 2 4， 2 5 との隙間内に配設されたシム板で、このシム板 2 8 の内周側には連結軸 2 6 が揷通されている。そして、シム板

2 8 は、ボス 2 2 とブラケット 2 4， 2 5 との間の隙間調整を行い、ボス 2 2 がブラケット 2 4， 2 5 に対して相対的に回動するときに、両者が直接摺動するのを防止するものである。

3 1 , 3 1 はブッシュ 2 3 の軸方向両端側に位置してボス 2 2 と連結軸 2 6 との間に設けられた本実施の形態に係る一側，他側のシール装置である。これらのシール装置 3 1 は、ボス 2 2 と連結軸 2 6 との間で相対的に回動可能に設けられた後述する第 1 のシ一ルリング 3 2 と第 2 のシールリング 3 5 とにより構成されている。

3 2 は連結軸 2 6 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 3 2 は、リップシール 3 3 と、このリップシール 3 3 に一体に設けられた後述の摺動筒 3 4 とにより構成されている。

ここで、リップシール 3 3 は、例えば二卜リルブタジェンゴム（ N B R ) 、ウレタンゴム等の弾性樹脂材料を用いることにより筒状体として形成されている。そして

、リップシール 3 3 は、連結軸 2 6 よりも僅かに小さな内径を有して連結軸 2 6 の外周側に嵌合される。

この場合、リップシール 3 3 は、軸方向の一側で第 2 のシールリング 3 5 と摺接する摺動筒 3 4が設けられた円筒部 3 3 Aと、この円筒部 3 3 Aから軸方向の他側に向け径方向外側へと斜めに拡径して伸長したリップ部 3

3 B とにより構成されている。また、リップシール 3 3 の円筒部 3 3 Aには、その軸方向の一端側外周面と端面との角隅部に沿って略 L字状の断面形状をもった取付溝 3 3 Cが設けられている。

そして、第 1 のシールリング 3 2 は、リップシール 3 3 のリップ部 3 3 Bが径方向外側へと斜めに傾いた弹性変形状態で、ブッシュ 2 3 の端面 2 3 B に締代をもって摺接することにより端面 2 3 B との間を液密にシールしている。これにより、第 1 のシールリング 3 2 のリップ部 3 3 Bは、ブッシュ 2 3 と連結軸 2 6 との摺動面間にしみ出した潤滑油が外部に漏洩するのを防止するものである。

3 4 はリップシール 3 3 と共に第 1 のシールリング 3 2 を構成する摺動部材としての摺動筒で、この摺動筒 3 4 は、リップシール 3 3 の取付溝 3 3 C に設けられている。そして、摺動筒 3 4 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、ポリエチレンテレフ夕レート ( P E T ) 、ポリイミド樹脂等のように自己潤滑性を有した樹脂材料を用いて断面略 L字状をなした筒状体として形成されている。

また、摺動筒 3 4 に用いる材料は、リップシール 3 3 よりも硬質であるが、後述する第 2 のシールリング 3 5 に比較して軟質な材料が選択されるものである。そして、摺動筒 3 4 は、リップシール 3 3 の円筒部 3 3 Aの外周面と端面との角隅側に位置する取付溝 3 3 Cに固着して設けられている。

ここで、摺動筒 3 4は、リップシール 3 3 の外周側に位置する筒部 3 4 Aと、この筒部 3 4 Aの一側から径方向内向きに延びるように一体形成されリップシール 3 3 の円筒部 3 3 A端面を覆う環状部 3 4 B とにより構成されている。この軸方向一側に位置する前記環状部 3 4 B の端面は、環状のシール面 3 4 C となっている。そして、摺動筒 3 4 は、リップシール 3 3 の取付溝 3 3 C内に接着または一体成形等の手段を用いて固着されている。

また、第 1 のシールリング 3 2 の摺動筒 3 4 は、リツプシール 3 3 のリップ部 3 3 Bがブッシュ 2 3 の端面 2 3 B に接触して弾性変形することにより、軸方向の押付け力が与えられる。このため、前記摺動筒 3 4のシール面 3 4 Cは、後述する第 2 のシールリング 3 5 の摺接面 3 5 Dに押付けられ、該シール面 3 4 Cは、シールリング 3 5 の摺接面 3 5 Dに締代をもって摺接するものである。

3 5 は第 1 のシールリング 3 2 に対して相対的に回動可能となるようにボス 2 2 の内周側に嵌合固着して設けられた第 2 のシールリングである。この第 2 のシールリング 3 5 は、第 1 のシールリング 3 2 の径方向外側に配設され、第 1 のシールリング 3 2 のシール面 3 4 C に対してリップ部 3 3 B と軸方向の反対側で摺接するものである。そして、第 2 のシールリング 3 5 は、第 1 のシ一ルリング 3 2 のリップシール 3 3 および摺動筒 3 4 に比較して硬質な材料、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。

ここで、第 2 のシールリング 3 5 は、薄肉筒部 3 5 A と、この薄肉筒部 3 5 Aの一端側に一体形成された厚肉筒部 3 5 B と、この厚肉筒部 3 5 Bから径方向内向きに延びた内向き突部としての環状内向突部 3 5 C とにより構成されている。また、第 2 のシールリング 3 5 は、薄肉筒部 3 5 Aと厚肉筒部 3 5 Bの外周側がボス 2 2 の内周側に圧入により嵌合固着して取付けられ、厚肉筒部 3 5 Bの内周面と摺動筒 3 4 の外周面との間には、全周にわたって小さな隙間 Sが形成されている。

また、第 2 のシールリング 3 5 は、環状内向突部 3 5 C の内側面が第 1 のシールリング 3 2 のシール面 3 4 C に摺接する摺接面 3 5 D となり、シールリング 3 2 ， 3 5 間は、この摺接面 3 5 D と摺動筒 3 4 のシール面 3 4 C との間で液密にシールされるものである。このため、第 2 のシールリング 3 5 は、潤滑油が摺動筒 3 4 との間から外部に漏洩するのを防止すると共に、外部のダスト等が両者の間からブッシュ 2 3側に侵入するのを防止する構成となっている。

また、第 2 のシールリング 3 5 の環状内向突部 3 5 C は、第 1 のシールリング 3 2 の摺動筒 3 4 と摺接することにより、ブッシュ 2 3 の端面 2 3 B との間で第 1 のシールリング 3 2 を軸方向に位置決めし、第 1 のシ一ルリング 3 2 を抜止め状態に保持する。そして、第 2 のシールリング 3 5 は、第 1 のシールリング 3 2 のリップシー 'ル 3 3 に対してシール押えとして機能するものである。

なお、 3 6， 3 6 は図 2 に示す如くボス 2 2 とブラケット 2 4， 2 5 との外周側に装着された 0 リングで、これら各〇リング 3 6 は、シム板 2 8 の径方向外側に位置してボス 2 2 とブラケット 2 4 , 2 5 との間の隙間内に外部のダスト等が侵入するのを防止している。

本実施の形態による油圧ショベルの軸受装置 2 1 は上述の如き構成を有するもので、油圧ショベルの掘削作業時には、軸受装置 2 1 を介してアーム 9 の先端側にピン結合されたバケツト 1 0 が、バケツトシリンダ 1 3 の伸縮動作に応じて連結軸 2 6 を中心として回動動作を行うそして.、ノケッ卜 1 0 の回動時にはブッシュ 2 3 と連結軸 2 6 との間の摩擦熱等によりブッシュ 2 3 に含浸した潤滑油の粘度が下がるために、ブッシュ 2 3 からブッシュ 2 3 と連結軸 2 6 との摺動面には、潤滑油が滲み出すようになる。そして、この状態で、ブッシュ 2 3 と連結軸 2 6 との摺動面には、潤滑油による油膜を形成することができる。

ここで、本実施の形態によると、シール装置 3 1 は、互いに相対的に回動可能となった第 1 ，第 2 のシールリング 3 2， 3 5 により構成されている。そして、第 1 のシールリング 3 2 は、連結軸 2 6 の外周側に嵌合して設けられる筒状体からなり、第 2 のシールリング 3 5 は、第 1 のシ一ルリング 3 2 を径方向外側から取り囲むようにボス 2 2 の内周面に嵌合固着して設けられている。また、第 1 のシールリング 3 2 は、連結軸 2 6 の外周側に嵌合して設けられ径方向外側へと斜めに拡径して延びるリップ部 3 3 B を有したリップシール 3 3 と、このリップシール 3 3 に一体に設けられリップ部 3 3 B とは反対側となる端面がシール面 3 4 C となった摺動筒 3 4 とにより構成されている。

そして、第 1 のシールリング 3 2 は、リップシール 3 3 のリップ部 3 3 Bがブッシュ 2 3 の端面 2 3 B に締代をもって摺接するときに、摺動筒 3 4のシール面 3 4 C を第 2 のシールリング 3 5 の環状内向突部 3 5 C側に向けて軸方向に押付ける構成となっている。

この結果、第 1 のシールリング 3 2 は、リップシール 3 3 のリップ部 3 3 B によりリップ部 3 3 B とブッシュ 2 3 の端面 2 3 B との間を液密にシ一ルすることができ、ブッシュ 2 3 と連結軸 2 6 との間の潤滑油が外部に漏洩するのを防止することができる。また、ボス 2 2 の内周面に嵌合固着して設けた第 2 のシールリング 3 5 は、環状内向突部 3 5 Cの摺接面 3 5 Dが摺動筒 3 4 のシール面 3 4 Cに締代をもって摺接することにより、第 1 のシールリング 3 2 の摺動筒 3 4 と第 2 のシールリング 3 5 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 2 3 と連結軸 2 6 との間の潤滑油が、仮に第 1 のシールリング 3 2 のリップ部 3 3 B を通じてリップ部 3 3 B と第 2 のシールリング 3 5 との間に漏洩したとしても、この潤滑油が外部に流出するような事態は、第 1 のシールリング 3 2 の摺動筒 3 4 と第 2 のシールリング 3 5 の環状内向突部 3 5 C との間で抑えることができ、軸受装置 2 1 の外観を良好に保つことがでさる。

このように、本実施の形態では、第 1 のシールリング 3 2 と第 2 のシールリング 3 5 とを用いることにより、潤滑油の漏洩を 2段階で抑えるシール構造とすることができる。

一方、前述の如く構成されるシール装置 3 1 を軸受装置 2 1 に組付けるときには、第 1 のシールリング 3 2 を第 2 のシールリング 3 5 内に挿入した状態で、第 2 のシ —ルリング 3 5 をボス 2 の内周側に予め組付けておく。次に、この状態で第 2 のシールリング 3 5 を、第 1 のシールリング 3 2 のリップ部 3 3 Bがブッシュ 2 3 に当接するまでボス 2 2 の内周側に押込むようにする。

これにより、第 1 のシ一ルリング 3 2 をブッシュ 2 3 と第 2 のシールリング 3 5 の内周側との間に保持した状態で、これらの第 1 ，第 2 のシールリング 3 2， 3 5 をボス 2 2の内周側に一緖に組付けることができる。また、軸受装置 2 1 の組立時に連結軸 2 6 を挿入するときには、例えば第 1 のシールリング 3 2 の内周面、プッシュ 2 3 の内周面に予めグリース等の潤滑油を塗布しておく。これにより、連結軸 2 6 は、シールリング 3 2 の内周側、ブッシュ 2 3 の内周側に容易に揷入でき、揷入作業を円滑に行うことができる。

また、ブッシュ 2 3 と連結軸 2 6 との間に外部から潤滑油を給脂するときには、例えば連結軸 2 6 の内部等に給脂通路（図示せず）を設けておき、ブッシュ 2 3 と連結軸 2 6 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剤を給脂する。この場合には、グリ —スの給脂圧力により第 1 のシールリング 3 2 のリップ部 3 3 B を径方向外側へと撓み変形させ、リップ部 3 3 B をブッシュ 2 3 の端面 2 3 Bから離間させることができる。

この結果、ブッシュ 2 3 と連結軸 2 6 との間に溜まつたエアは、リップ部 3 3 Bからシール面 3 4 C、摺接面 3 5 D間を介して外部に逃がすことができ、潤滑油の給脂作業を円滑に行うことができる。また、このときに、ブッシュ 2 3 と連結軸 2 6 との摺動面間に溜まったスラッジ等は、外部に効率よく排出でき、プッシュ 2 3 と連結軸 2 6 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。

そして、ブッシュ 2 3 と連結軸 2 6 との間の摺動面等にグリースが十分に給脂された状態では、第 1 のシールリング 3 2 の摺動筒 3 4 のシール面 3 4 C と第 2 のシ一ルリング 3 5 の摺接面 3 5 D との間を互いに摺接させることより、グリースが外部に漏洩するのを防止できる。かくして、本実施の形態では、相対的に回動可能な第 1 のシ一ルリング 3 2 と第 2 のシールリング 3 5 とからなるシール装置 3 1 を用いることにより、プッシュ 2 3 と連結軸 2 6 との間に潤滑油を、リップ部 3 3 B側とシ —ル面 3 4 C側との 2段階で密封することができる。

これにより、ブッシュ 2 3 と連結軸 2 6 との間を常に潤滑状態に保持しておくことができ、バケツト 1 0 の回動時にはブッシュ 2 3 と連結軸 2 6 とを円滑に相対回動することができる。

また、第 1 のシールリング 3 2 には自己潤滑性を有する摺動筒 3 4 を設け、摺動筒 3 4のシール面 3 4 C を第 2 のシールリング 3 5 の環状内向突部 3 5 Cに摺接させる構成としている。これによつて、バゲット 1 0 の回動時には、摺動筒 3 4 により第 1 のシールリング 3 2 と第 2 のシ一ルリング 3 5 との間で生じる摺動抵抗を低減でき、両者を円滑に相対回動することができる。この結果、第 1 ，第 2 のシールリング 3 2 , 3 5 は、早期に摩耗することがなく、シール装置 3 1 の耐久性、寿命を高めることができる。

また、第 2 のシールリング 3 5 には、環状内向突部 3 5 Cを一体形成し、この環状内向突部 3 5 C とブッシュ

2 3 との間で第 1 のシールリング 3 2 を軸方向に位置決めする構成としている。これによつて、第 2 のシールリング 3 5 の環状内向突部 3 5 Cは、第 1 のシールリング

3 2 のリップ部 3 3 Bをブッシュ 2 3 の端面 2 3 B に一定の面圧をもって安定して摺接させることができ、第 1 のシールリング 3 2 のシール性能、摺動性能を高めることができる。

そして、ブッシュ 2 3 と連結軸 2 6 との間に外部からグリース等の潤滑剤を給脂するときには、グリースの給脂圧力により第 1 のシールリング 3 2 のリップ部 3 3 B を径方向外側へと撓み変形させ、リップ部 3 3 B をブッシュ 2 3 の端面 2 3 Bから離間させることができる。

これにより、ブッシュ 2 3 と連結軸 2 6 との間に溜まつたエアは、リップ部 3 3 Bから、シール面 3 4 C、摺接面 3 5 D間を介して外部に逃がすことができるので、潤滑油の給脂作業を円滑に行うことができる。また、このときには、ブッシュ 2 3 と連結軸 2 6 との摺動面間に溜まったスラッジ等は、外部に効率よく排出でき、ブッシュ 2 3 と連結軸 2 6 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。

さらに、ブッシュ 2 3 と連結軸 2 6 との間の摺動面等にグリースが十分に給脂された状態では、第 1 のシールリング 3 2 の摺動筒 3 4 のシール面 3 4 C と第 2 のシールリング 3 5 の摺接面 3 5 D との間を互いに摺接させることより、グリースが外部に漏洩するのを防止できる。次に、図 5 は本発明の第 2 の実施の形態に係る軸受装置を示している。ここで、本実施の形態の特徴は、ブッシュの端面には第 1 のシールリングのリップ部が摺接する環状のスラストヮッシャを設ける構成としたことにある。

なお、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。

4 1 は本実施の形態に係るシール装置で、このシール装置 4 1 は、第 1 の実施の形態で述べたシール装置 3 1 とほぼ同様に、第 1 のシールリング 3 2 'と第 2 のシールリング 3 5 により大略構成されている。しかし、このシ —ル装置 4 1 は、環状のスラストヮッシャ 4 2 を有している点で第 1 の実施の形態のものとは異なっている。ここで、スラストヮッシャ 4 2 は、例えば金属材料により環状平板として形成され、その裏面側はブッシュ 2 3 の端面 2 3 Bに衝合状態で固定されている。また、スラストヮッシャ 4 2 の表面は、全周に亘つて平滑面として形成され、第 1 のシールリング 3 2 のリップ部 3 3 B が摺接する摺接面を構成している。なお、スラストヮッシャ 4 2 は、ブッシュ 2 3 の端面 2 3 B に単に当接させた状態で設ける構成としてもよい。

かくして、このように構成される本実施の形態でも、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さる。

特に、本実施の形態では、ブッシュ 2 3 の端面 2 3 B と第 1 のシールリング 3 2 のリップ部 3 3 B との間には、スラス卜ヮッシャ 4 2 を介在して設け、第 1 のシールリング 3 2 のリツプ部 3 3 B をスラストヮッシャ 4 2 に摺接させる構成としている。これにより、ブッシュ 2 3 の加工時に端面 2 3 Bの表面粗さを比較的粗く形成した場合でも、表面が平滑なスラストヮッシャ 4 2 に対し、第 1 のシールリング 3 2 のリップ部 3 3 B を直接摺接させることができる。

このように、スラストヮッシャ 4 2 を設けたことにより、リップ部 3 3 B とスラストヮッシャ 4 2 との間の摺動抵抗を小さく保つことができるので、リップ部 3 3 B の摩耗量を低減することができ、第 1 のシールリング 3 2 の耐久性、寿命等を高めることができる。

次に、図 6 は本発明の第 3 の実施の形態に係る軸受装置を示している。ここで、本実施の形態の特徴は、シール装置を構成する第 1 のシールリングには、摺動部材としての摺動筒の軸方向一端側をリップシールの円筒部から突出して設け、この摺動筒の一側端面を第 2 のシールリングに摺接させるシール面として構成したことにあるなお、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。

5 1 は本実施の形態に係るシール装置で、このシール装置 5 1 は、第 1 の実施の形態とほぼ同様に、後述する第 1 のシールリング 5 2 および第 2 のシールリング 5 5 により構成されている。

5 2 は連結軸 2 6 の外周側に固定して設けられた本実施の形態に用いる第 1 のシ一ルリングで、この第 1 のシ —ルリング 5 2 は、第 1 の実施の形態で述べた第 1 のシ —ルリング 3 2 とほぼ同様に、リップシール 5 3 と摺動筒 5 4 とにより構成されている。

ここで、リップシール 5 3 は、連結軸 2 6 の外周側に嵌合し軸方向の一側に摺動筒 5 4が設けられた円筒部 5 3 Aと、この円筒部 5 3 Aから軸方向の他側に向けて伸長したリップ部 5 3 B と、円筒部 5 3 Aの軸方向の一端側外周面と端面との角隅部に沿つて設けられた取付溝 5 3 C とにより構成されている。

一方、摺動筒 5 4 は、全体として段付きの筒状体として形成されている。また、摺動筒 5 4は、大径筒部 5 4 Aと、この大径筒部 5 4 Aの一端側内周に一体形成された環状部 5 4 B と、この環状部 5 4 Bの内周から軸方向一側に向けて突出した小径筒部 5 4 C とにより構成されている。

そして、摺動筒 5 4 は、大径筒部 5 4 Aと環状部 5 4 Bがリップシール 5 3 の取付溝 5 3 Cに固着して取付けられると共に、小径筒部 5 4 Cはリップシール 5 3 から軸方向に突出している。また、摺動筒 5 4は、大径筒部 5 4 Aと環状部 5 4 Bの軸方向一側に位置する端面が後述の摺接面 5 5 Cに摺接するシール面 5 4 D となっている。

5 5 はボス 2 2 の内周側に嵌合固着して設けられた本実施の形態に用いる第 2 のシ一ルリングで、この第 2 のシールリング 5 5 は、ボス 2 2 の内周側に嵌合固着した筒部 5 5 Aと、この筒部 5 5 Aの一端側から径方向内側に延びた内向き突部としての環状内向突部 5 5 B とにより構成されている。

そして、第 2 のシ一ルリング 5 5 は、環状内向突部 5 5 Bの内側面がシールリング 5 2 のシール面 5 4 Dに摺接する摺接面 5 5 C となっている。そして、第 1 , 第 2 のシールリング 5 2， 5 5 間は、この摺接面 5 5 C と摺動筒 5 4 のシール面 5 4 D との間で液密にシールされるものである。

また、第 2 のシールリング 5 5 の環状内向突部 5 5 B は、摺動筒 5 4の小径筒部 5 4 Cよりも大径に形成され、環状内向突部 5 5 Bの内周と摺動筒 5 4 の小径筒部 5 4 C外周面との間には、全周にわたって隙間 Sが形成されている。そして、第 2 のシールリング 5 5 は、環状内向突部 5 5 Bの摺接面 5 5 Cが摺動筒 5 4 のシール面 5 4 D と摺接することにより、第 2 のシールリング 5 2 をプッシュ 2 3 との間で軸方向に位置決めしている。

かくして、このように構成される本実施の形態でも、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ぎる。次に、図 7 は本発明の第 4 の実施の形態に係る軸受装置を示している。ここで、本実施の形態の特徴は、シール装置を構成する第 2 のシールリングには、第 1 のシ一ルリングが摺接する環状のスラストヮッシャを設ける構成としたことにある。

6 1 は本実施の形態に係るシール装置で、このシール装置 6 1 は、第 1 の実施の形態とほぼ同様に、後述する第 1 のシールリング 6 2 および第 2 のシールリング 6 5 により構成されている。

6 2 は連結軸 2 6 の外周側に嵌合して設けられた本実施の形態に用いる第 1 のシールリングで、この第 1 のシールリング 6 2 は、第 1 の実施の形態で述べた第 1 のシールリング 3 2 とほぼ同様に、リップシール 6 3 と摺動筒 6 4 とにより構成されている。

ここで、リップシール 6 3 は、連結軸 2 6 の外周側に嵌合し軸方向の一側に摺動筒 6 4が設けられた円筒部 6 3 Aと、この円筒部 6 3 Aから軸方向の他側に向けて伸長したリップ部 6 3 B と、円筒部 6 3 Aの軸方向の一端側外周面と端面との角隅部に沿つて設けられた取付溝 6 3 Cとにより構成されている。

一方、摺動筒 6 4 は、大径筒部 6 4 Aと、この大径筒部 6 4 Aの一端側内周に一体形成された環状部 6 4 B と、この環状部 6 4 Bの内周から軸方向に突出した小径筒部 6 4 C とにより構成されている。

そして、摺動筒 6 4は、大径筒部 6 4 A、環状部 6 4 Bおよび小径筒部 6 4 Cがリップシール 6 3 の取付溝 6 3 Cに固着して取付けられている。また、摺動筒 6 4 は、大径筒部 6 4 Aと環状部 6 4 B の軸方向一側に位置する端面が後述のスラストヮッシャ 6 6 に摺接するシール面 6 4 Dとなっている。

6 5 はボス 2 2 の内周側に嵌合固着して設けられた本実施の形態に用いる第 2 のシールリングで、この第 2 のシールリング 6 5 は、ボス 2 2 の内周側に嵌合固着した筒部 6 5 Aと、この筒部 6 5 Aの一端側から径方向内側に延びた内向,き突部としての環状内向突部 6 5 B とにより構成されている。

6 6 は第 2 のシールリング 6 5 の環状内向突部 6 5 B 内側に設けられた環状のスラストヮッシャである。このスラストヮッシャ 6 6 は、環状内向突部 6 5 B の内側面に当接または固着して設けられ、第 1 のシールリング 6 2 の摺動筒 6 4 と軸方向で対向して配置されている。そして、このスラストヮッシャ 6 6 は、例えば環状の金属板、樹脂板等を用いて形成され、その表面は摺動筒 6 4 のシール面 6 4 D と摺接する平滑面としての摺接面 6 6 Aとなっている。

そして、第 2 のシールリング 6 5 は、スラストヮヅシャ 6 6 の摺接面 6 6 Aが第 1 のシールリング 6 2 の軸方向一側で摺動筒 6 4 のシール面 6 4 D と摺接する。これにより、スラストヮッシャ 6 6 は、摺動筒 6 4 との間を液密にシールすると共に、第 1 のシールリング 6 2 をブッシュ 2 3 との間で軸方向に位置決めしている。

かくして、このように構成される本実施の形態でも、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、第 1 のシールリング 6 2 の搢動筒 6 4 を表面が平滑なスラストヮッシャ 6 6 と直接摺接させる構成としている。このため、スラストヮッシャ 6 6 は、第 1 のシールリング 6 2 の摺動筒 6 4 と第 2 のシールリング 6 5 との間の摺動抵抗を低減でき、これらのシールリング 6 2， 6 5 の摩耗量を減らしてその耐久性、寿命等を高めることができる。

次に、図 8 は本発明の第 5 の実施の形態に係る軸受装置を示している。ここで、本実施の形態の特徴は、第 2 のシ一ルリングを断面 L字状に形成し、内向き突部の内側面を第 1 のシールリングのシール面に搢接する摺接面として形成したことにある。

7 1 は本実施の形態に係るシール装置で、このシール装置 7 1 は、第 1 の実施の形態で述べたシール装置 3 1 とほぼ同様に、第 1 のシールリング 3 2 と後述する第 2 のシールリング 7 2 により大略構成されている。しかし、このシ一ル装置 7 1 は、第 2 のシールリング 7 2 の形状が第 1 の実施の形態とは異なっている。

7 2 はボス 2 2 の内周側に嵌合固着して設けられた本実施の形態で用いる第 2 のシールリングで、この第 2 のシールリング 7 2 は、ボス 2 2 の内周側に嵌合固着した筒部 7 2 Aと、この筒部 7 2 Aの一端側から径方向内側に延びた内向き突部としての環状内向突部 7 2 B とにより構成され、全体として断面 L字形状をなしている。

そして、第 2 のシールリング 7 2 は、環状内向突部 7 2 Bの内側面がシールリング 3 2 のシール面 3 4 Cに摺接する摺接面 7 2 C となっている。そして、第 1 、第 2 のシールリング 3 2， 7 2 間は、この摺接面 7 2 C と摺動筒 3 4のシール面 3 4 C との間で液密にシールされるものである。

また、第 2 のシールリング 7 2 は、環状内向突部 7 2 Bの摺接面 7 2 Cが摺動筒 3 4のシール面 3 4 C と摺接することにより、第 1 のシールリング 3 2 をブッシュ 2 3 との間で軸方向に位置決めしている。

かくして、このように構成される本実施の形態でも、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、第 2 のシールリング 7 2 を筒部 7 2 Aと環状内向突部 7 2 B とにより、全体として断面 L字形状をなす単純な形状に形成でき、第 2 のシ一ルリング 7 2 の成形、加工を容易に行うことができるなお、図 6 に示す前記第 3 の実施の形態では、摺動筒 5 4 の小径筒部 5 4 C を、リップシール 5 3 の円筒部 5 3 A端面から第 2 のシ一ルリング 5 5 の環状内向突部 5 5 Bの内側まで突出させる構成としている。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば図 9 に示す第 1 の変形例のように、リップシール 5 3 ' を、円筒部 5 3 A ' 、リップ部 5 3 B ' および取付溝 5 3 C ' から構成し、円筒部 5 3 A ' の軸方向一側を、摺動筒 5 4の小径筒部 5 4 Cの端面と同じ位置まで軸方向に延ばす構成としてもよい。

また、第 1 の実施の形態では、第 1 のシールリング 3 2 をリップシール 3 . 3 と摺動筒 3 4 とにより構成する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば図 1 0 に示す第 2 の変形例のように、摺動筒を廃止すると共に、第 1 のシールリングを円筒部 3 3 A ' とリップ部 3 3 B ' からなるリップシ―ル 3 3 ' のみにより構成してもよい。

そして、この場合には、円筒部 3 3 A ' の軸方向一側に位置するリップシール 3 3 ' の端面をシール面 3 3 C ' として形成し、このシール面 3 3 C ' を第 2 のシールリング 3 5 の摺接面 3 5 D と直接摺接させる構成としてもよい。このことは、第 2 , 第 3 ，第 4 , 第 5 の実施の形態についても同様である。

また、各実施の形態では、軸受装置に用いるシール装置をアーム 9 とバケツ卜 1 0 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、本発明に係るシール装置はこれに限らず、例えば作業装置 7 を構成するブーム 8 の先端とアーム 9 との間のピン結合部、ブーム 8 の基端部と旋回フレーム 3 との間のピン結合部、各シリンダ 1 1 ， 1 2 ， 1 3 のピン結合部等に適用してもよい。

さらに、各実施の形態では、軸受装置に用いるシ一ル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。しかし、本発明に係るシール装置はこれに限らず、油圧クレーン等の他の建設機械、またはこれ以外の各種産業機械等に広く適用できるものである。

Claims

5冃求の範囲

1 . ボス部材の内周面に嵌合固着して設けた筒状のブッシュに対し、軸を相対的に回動可能に揷通して設けてなる軸受装置に用いられるシール装置において、

前記軸の外周面に嵌合して設けられる筒状体からなり、軸方向一側の端面が環状のシ一ル面となり軸方向の他側に前記ブッシュの端面に摺接するリップ部を有する第

1 のシールリングと、

該第 1 のシールリングの径方向外側に位置して前記ポス部材の内周面に嵌合固着される筒状体からなり、軸方向一側に該第 1 のシ一ルリングの前記シール面に摺接する摺接面を有する第 2 のシールリングとにより構成したことを特徴とするシール装置。

2 . 前記第 1 のシールリングは、軸方向一側が前記軸の外周面に嵌合される円筒部となり軸方向他側に該円筒部から前記プッシュの端面に向けて伸長する前記リツプ部が形成されたリップシールと、該リップシールの円筒部側に設けられ軸方向一側の端面が前記第 2 のシールリングと摺接する前記シール面となった摺動部材とにより構成してなる請求項 1 に記載のシール装置。

3 . 前記第 1 のシールリングは、前記リップシールを弾性を有する樹脂材料により形成し、前記摺動部材を自己潤滑性を有する樹脂材料により形成してなる請求項 2 に記載のシール装置。

4 . 前記摺動部材は、前記リップシールの円筒部外周側に配置される筒部と、該筒部の軸方向一側から径方向内向きに延び前記円筒部の端面を覆うことによって前記シール面を形成する環状部とにより構成してなる請求項 2 または 3 に記載のシール装置。

5 . 前記第 2 のシールリングは、前記第 1 のシールリングを径方向外側から取囲むように前記ボス部材の内周面に嵌合固着される筒部と、前記ブッシュの端面との間で前記第 1 のシ一ルリングを軸方向に位置決めするため前記筒部の軸方向一側から径方向内側に向けて延び前記第 1 のシ一ルリングに前記シール面を介して摺接する前記摺接面を有した内向き突部とにより構成してなる請求項 1 に記載のシール装置。

6 . 前記第 2 のシ一ルリングは、前記第 1 のシ一ルリングに比較して硬質な材料により形成してなる請求項 1 に記載のシール装置。

7 . 前記ブッシュの端面には、前記第 1 のシールリングのリップ部が摺接する環状のスラストヮッシャを設けてなる請求項 1 に記載のシール装置。

8 . 前記第 2 のシールリングには、前記第 1 のシールリングのシール面に摺接する環状のスラストヮッシャを設けてなる請求項 1 に記載のシール装置。