WO2009128331A1 - 軸受装置 - Google Patents

Abstract

　ダストシール（２０）には、嵌合筒部（２０Ａ）、ブッシュ端面当接部（２０Ｂ）、リップ部（２０Ｄ）およびシール突起（２０Ｅ）を一体に形成する。このシール突起（２０Ｅ）は、ブッシュ端面当接部（２０Ｂ）の径方向内側部位からリップ部（２０Ｄ）とは軸方向の反対向きに突出して形成され、ブッシュ（１４）の面取り部（１４Ｅ）に被さるように当接する。このため、グリース等の潤滑剤をブッシュ（１４）と連結ピン（１７）との間に給脂したときに、シール突起（２０Ｅ）は、潤滑剤の一部がブッシュ（１４）の端面（１４Ｄ）とダストシール（２０）のブッシュ端面当接部（２０Ｂ）との間に入り込むのを防止し、両者の間を封止状態に保つことができる。これにより、ダストシール（２０）をボス部材（１２）の内周側に安定して保持することができ、給脂圧力によるダストシール（２０）の抜出し防止を図ることができる。

Description

軸受装置

　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し、特に、外部から異物が入り込むのを抑えるためにダストシールを備えてなる軸受装置に関する。

　一般に、油圧ショベル等の建設機械は、例えば土砂等の掘削作業を行うために車体の前部側にブーム、アームおよびバケットからなる作業装置を備え、該作業装置のブームとアームの間、アームとバケットとの間等には、両者間を互いに回動可能に連結する軸受装置が設けられている。

　この種の従来技術による軸受装置は、前記ブーム、アームおよびバケットのうちいずれか一方の部材に設けられ内周側がブッシュ嵌合穴となった筒状のボス部材と、該ボス部材のブッシュ嵌合穴に嵌着して設けられたブッシュと、該ブッシュの内周側に挿通され前記ボス部材を相手方部材に回動可能に連結する連結ピンと、前記ブッシュの軸方向両端側に位置して前記ボス部材と連結ピンとの間に設けられたダストシールとにより構成されている（特許文献１：特開２００６－９０４００号公報参照）。

　そして、この場合のダストシールは、ボス部材の内周面と連結ピンの外周面との間に配置され、例えば連結ピンとブッシュとの摺動面に外部から異物（ダスト、雨水等）が侵入するのを抑えるものである。即ち、ダストシールは、ボス部材の内周側に締代をもって嵌合される筒状の嵌合筒部と、該嵌合筒部の端部から径方向内向きに延び前記ブッシュの軸方向端面に面接触状態で当接するブッシュ端面当接部と、該ブッシュ端面当接部の径方向内側部位から前記ブッシュとは反対方向の斜め内向きに傾斜して延び先端側が前記連結ピンの外周面に摺接するリップ部とにより構成されている。

　また、ダストシールは、筒状の嵌合筒部をボス部材の内周側に挿嵌することにより該ボス部材に固定的に取付けられ、この挿嵌状態ではリップ部を連結ピンの外周面に弾性的に摺接させる。このダストシールにより、外部からの異物がブッシュと連結ピンとの摺動部に侵入するのを防止することができる。また、ダストシールのリップ部は、前記摺動部にグリース等の潤滑剤を給脂するときに、この潤滑剤をブッシュ内に均一に充填するための弁の役目を果たすものである。

　ところで、上述した従来技術では、ダストシールに設けたブッシュ端面当接部をブッシュの軸方向端面に当接させている。しかし、このブッシュ端面当接部はブッシュの端面に単に接触しているだけである。このため、ダストシールのブッシュ端面当接部とブッシュの端面との間には、ブッシュと連結ピンとの間に給脂されたグリース等の潤滑剤の一部が流出（漏出）することがある。

　このようにブッシュと連結ピンとの間からダストシールのブッシュ端面当接部側に潤滑剤が流出すると、この潤滑剤は、ブッシュの端面とブッシュ端面当接部との間に入り込んで、その押圧力によりダストシール全体をボス部材（ブッシュ嵌合穴）の軸方向外側に向けて押圧するように作用する。このため、前記潤滑剤の押圧力が原因となってダストシールがブッシュの端面から離れ相手方部材側に抜出してしまう虞れがある。

　一方、前述した特許文献１による従来技術では、このようなダストシールの抜出しを防止するため嵌合筒部の外周側に凸状の抜止め部を設けている。しかし、嵌合筒部の外周側に凸状の抜止め部を形成すると、例えば金型等を用いたダストシールの成形作業、型抜き作業に余分な手間が掛かり、ダストシールを成形、加工する上での作業性が低下するという問題がある。さらに、凸状の抜止め部により嵌合力が不均一になるため、シール力も不均一になる虞れがある。

　しかも、このような抜止め部をダストシールの嵌合筒部に追加して設けた場合でも、ダストシールは、ブッシュ端面当接部側に入り込んできた潤滑剤の押圧力によりブッシュの端面から離れる方向、即ち相手方部材側に向けて押動されることがあり、ダストシールの抜止め効果を必ずしも十分には期待することができないという問題がある。

　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に給脂された潤滑剤の一部がブッシュの軸方向端面とダストシールとの間に入り込むのを抑えることができ、これによって、ダストシールをボス部材の内周側に安定して保持でき、給脂圧力によるダストシールの抜出し防止を図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。

（１）．上述した課題を解決するために本発明は、筒状のボス部材と、前記ボス部材の内周側に嵌着して設けられたブッシュと、前記ブッシュの内周側に挿通され前記ボス部材を相手方部材に回動可能に連結する連結ピンと、前記ブッシュの軸方向両端側に位置して前記ボス部材と前記連結ピンとの間に設けられたダストシールとを備え、前記ブッシュの軸方向端部には、その内周側に位置し前記連結ピンをブッシュ内に挿通するときのガイド面となるテーパ状の面取り部を形成してなる軸受装置に適用される。

　そして、本発明が採用する構成の特徴は、前記ダストシールを、前記ボス部材の内周側に締代をもって嵌合する筒状の嵌合筒部と、該嵌合筒部の端部から径方向内向きに延び前記ブッシュの軸方向端面に面接触状態で当接するブッシュ端面当接部と、該ブッシュ端面当接部の径方向内側部位から前記ブッシュとは軸方向の反対側で斜め内向きに傾斜して延び、先端側が前記連結ピンの外周面に摺接するリップ部と、前記ブッシュ端面当接部の径方向内側部位から該リップ部とは軸方向の逆向きに突出し前記ブッシュの面取り部に被さるように当接するシール突起とにより構成したことある。

　本発明によれば、グリース等の潤滑剤をブッシュと連結ピンとの間に外部から給脂したときに、ダストシールのシール突起により、潤滑剤の一部がブッシュの軸方向端面側から流出し、この流出した潤滑剤がダストシールのブッシュ端面当接部とブッシュの端面との間に入り込むのを防止することができる。この結果、シール突起により、ブッシュの端面とダストシールのブッシュ端面当接部との間を封止状態に保つことができる。

　このため、ダストシールのシール突起は、外部から給脂された潤滑剤の押圧力がブッシュの軸方向端面とダストシールのブッシュ端面当接部との間に作用するのを抑えることができ、ダストシールをボス部材の内周側で安定した姿勢に保つことができると共に、押圧力によるダストシールの抜出し防止を図ることができる。また、ダストシールには、従来技術のように嵌合筒部の外周側に特別な抜止め部等を追加して設ける必要がなくなり、ダストシールの成形と加工を容易に行うことができ、生産性の向上、製造コストの低減等を図ることができる。

（２）．また、本発明によると、前記ブッシュの面取り部は、予め決められた角度（α）で傾斜したテーパ面により形成し、前記ダストシールのシール突起は、該テーパ面に対して先端が接触した状態で被さる構成としている。

　この構成によると、ダストシールのシール突起の先端側は、面取り部のテーパ面に対して所謂リップの如く当接し、両者の当接面をシール状態に保つことができる。従って、このシール突起により、潤滑剤の一部がブッシュの軸方向端面とダストシールのブッシュ端面当接部との間に入り込むのを防止することができる。

（３）．また、本発明によると、前記ダストシールのシール突起は、前記ブッシュ端面当接部の径方向内側部位から断面三角形状をなして突出する構成とし、その先端部が前記連結ピンの軸線と平行な直線となす角度（β）は、前記テーパ面が前記直線となす角度（α）よりも小さい角度（β＜α）に設定する構成としている。これにより、シール突起の先端部を面取り部側のテーパ面に密着するように当接でき、両者の間のシール性能を高めることができる。

（４）．また、本発明によると、前記ダストシールの嵌合筒部内には、剛性を有するリングを埋め込んで設ける構成としている。これにより、ダストシールの嵌合筒部をボス部材の内周側に嵌合したときに、その嵌合力を剛性を有するリングにより高めることができ、ボス部材の内周側で嵌合筒部を抜止め状態に保持することができる。

（５）．さらに、本発明によると、前記ダストシールは、高硬度エステル系ウレタン、ポリエチレン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート、充填材入りのポリテトラフルオロエチレンまたはポリオキシメチレンからなる自己潤滑性を有した可撓性樹脂材料により形成する構成としている。

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。 第１の実施の形態による軸受装置を図１中の矢示II－II方向からみた拡大断面図である。 図２中のボス部材、ブッシュ、連結ピンおよびダストシール等を拡大して示す部分断面図である。 ダストシールをボス部材の内周側に取付ける前の状態を示す要部拡大断面図である。 ボス部材の内周側にダストシールを嵌合する途中の状態を示す図４と同様な要部拡大断面図である。 ボス部材の内周側にダストシールを嵌合した組付け状態を示す図５と同様な要部拡大断面図である。 図４中のダストシールをブッシュ端面当接部側からみた拡大側面図である。 図７のダストシールを背面側からみた斜視図である。 ダストシールを図７中の矢示IX－IX方向からみた拡大断面図である。 第２の実施の形態によるダストシールを示す図９と同様な拡大断面図である。

符号の説明

　１１　軸受装置
　１２　ボス部材
　１２Ａ　ブッシュ嵌合穴
　１２Ｂ　シール嵌合穴
　１４　ブッシュ
　１４Ａ　ピン挿通穴
　１４Ｄ　端面
　１４Ｅ　面取り部
　１５，１６　ブラケット（相手方部材）
　１７　連結ピン
　２０，３１　ダストシール
　２０Ａ，３１Ａ　嵌合筒部
　２０Ｂ，３１Ｂ　ブッシュ端面当接部
　２０Ｄ，３１Ｄ　リップ部
　２０Ｅ，３１Ｅ　シール突起
　３２　金属環（リング）

　以下、本発明の実施の形態による軸受装置を、油圧ショベルに設けられた作業装置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。

　まず、図１ないし図９は、本発明の第１の実施の形態による軸受装置を示している。
　図中、１は建設機械としての油圧ショベルで、該油圧ショベル１は、例えばクローラ式の下部走行体２と、該下部走行体２上に旋回可能に搭載された上部旋回体３と、該上部旋回体３の前部側に俯仰動可能に設けられた作業装置４とにより大略構成されている。この場合、下部走行体２と上部旋回体３は、油圧ショベル１の車体を構成するものである。

　そして、作業装置４は、上部旋回体３の前部側にピン結合され、ブームシリンダ５によって俯仰動されるブーム６と、該ブーム６の先端側にピン結合され、アームシリンダ７によって俯仰動されるアーム８と、該アーム８の先端側にピン結合され、バケットシリンダ９によって回動される作業具としてのバケット１０とにより大略構成されている。

　ここで、ブーム６、アーム８、バケット１０、ブームシリンダ５、アームシリンダ７、バケットシリンダ９の各ピン結合部に設けられた軸受装置のうち、代表例としてアーム８とバケット１０との間に設けられた軸受装置１１について詳述する。

　即ち、１１は例えばアーム８とバケット１０との間に設けられた軸受装置で、該軸受装置１１は、アーム８の先端側にバケット１０を回動可能に連結するもので、後述のボス部材１２、ブッシュ１４、ブラケット１５，１６、連結ピン１７、ダストシール２０等により構成されている。

　１２はアーム８の先端部に設けられたボス部材で、該ボス部材１２は、例えば鋼管を用いて円筒状に形成されている。ここで、ボス部材１２の内周側には、図２に示すように軸方向の中間部に位置し、後述のブッシュ１４が嵌合されるブッシュ嵌合穴１２Ａと、軸方向の両端側に位置し後述のダストシール２０が嵌合されるシール嵌合穴１２Ｂとが設けられている。

　そして、シール嵌合穴１２Ｂの穴径は、ブッシュ嵌合穴１２Ａの穴径と等しいか、または僅かに大きい寸法に形成されている。これにより、ボス部材１２のブッシュ嵌合穴１２Ａ内には、後述のブッシュ１４が軸方向外側のシール嵌合穴１２Ｂ側から、例えば圧入等の手段を用いて強制的な外力を加えることにより嵌合されるものである。

　また、ボス部材１２には、該ボス部材１２内にグリース等の潤滑剤を給脂するため軸方向の左，右両側に潤滑剤通路１２Ｃが径方向に穿設されている。そして、これらの潤滑剤通路１２Ｃは、図２、図３に示すようにボス部材１２の外周側で給脂ニップル１３によって閉塞されるものである。

　１４はボス部材１２のブッシュ嵌合穴１２Ａ内に圧入等の手段によって嵌着された円筒状のブッシュである。このブッシュ１４の内周側は、後述の連結ピン１７が挿通されるピン挿通穴１４Ａとなっている。また、ブッシュ１４の両端側には、ボス部材１２の潤滑剤通路１２Ｃと対応する外周部位に全周に亘って形成された環状の凹溝１４Ｂと、この凹溝１４Ｂからピン挿通穴１４Ａに向けて径方向に貫通する潤滑剤通路１４Ｃとが形成されている。

　これにより、給脂ニップル１３から給脂された潤滑剤は、ボス部材１２の潤滑剤通路１２Ｃ、ブッシュ１４の凹溝１４Ｂ、潤滑剤通路１４Ｃを通じて、ブッシュ１４のピン挿通穴１４Ａと後述の連結ピン１７との間の摺動面に向けて供給されるものである。

　また、ブッシュ１４の軸方向両端側には、図２～図６に示すように環状の平坦面からなり、後述のダストシール２０（ブッシュ端面当接部２０Ｂ）が対面して配置される端面１４Ｄが設けられている。また、この端面１４Ｄの径方向内側には、斜めに角度α（図４参照）で傾斜した環状のテーパ面からなる径方向内側の面取り部１４Ｅが設けられている。さらに、端面１４Ｄの径方向外側には、面取り部１４Ｅと同等な角度で斜めに傾斜した環状のテーパ面からなる径方向外側の面取り部１４Ｆが設けられている。

　そして、この場合の面取り部１４Ｆは、ボス部材１２のブッシュ嵌合穴１２Ａ内にブッシュ１４を押込むように嵌合するときのガイド面となるようにテーパ状に形成されている。また、径方向内側の面取り部１４Ｅについても、後述の連結ピン１７をブッシュ１４のピン挿通穴１４Ａ内に挿通するときのガイド面となるようにテーパ状に形成されている。ここで、面取り部１４Ｅは、角度α（例えば、４０°＜α＜５０°、好ましくはα＝４５°）のテーパ面となっている。

　１５，１６はバケット１０に一体に設けられた相手方部材としての左，右のブラケットで、該ブラケット１５，１６は、ボス部材１２を左，右両側から挟むように配設されている。そして、左，右のブラケット１５，１６には、ボス部材１２のブッシュ嵌合穴１２Ａと同軸となるようにピン挿通穴１５Ａ，１６Ａが穿設され、これらのピン挿通穴１５Ａ，１６Ａ内には後述の連結ピン１７が挿通される。

　これにより、左，右のブラケット１５，１６はボス部材１２に対して相対回転可能に連結されるものである。また、右側のブラケット１６には、図２に示すように外側面に固定環１６Ｂが溶接手段により固定して設けられ、この固定環１６Ｂ内には後述のボルト１８が径方向に挿通される。

　１７は軸受装置１１の一部を構成する連結ピンで、該連結ピン１７は、軸方向の一端側に大径なフランジ部１７Ａが設けられ、他端側には径方向に貫通するボルト挿通穴１７Ｂが穿設されている。そして、連結ピン１７は、軸方向の一端側がブラケット１５のピン挿通穴１５Ａに挿通され、軸方向の中間部がブッシュ１４のピン挿通穴１４Ａに摺動可能に挿通され、軸方向の他端側がブラケット１６のピン挿通穴１６Ａに挿通される。これにより、連結ピン１７は、ボス部材１２を左，右のブラケット１５，１６間に回動可能に連結するものである。

　１８は連結ピン１７の抜止めを行うボルトで、このボルト１８は、図２に示す如く連結ピン１７のフランジ部１７Ａをブラケット１５に当接させた状態で、連結ピン１７のボルト挿通穴１７Ｂに対してブラケット１６側の固定環１６Ｂを介して挿通される。そして、この状態でボルト１８の先端側にはナット１９が螺着され、これによりボルト１８は、連結ピン１７をブラケット１５，１６に対して抜止め状態および廻止め状態に保持するものである。

　２０はブッシュ１４の軸方向両端側に位置してボス部材１２と連結ピン１７との間に設けられたダストシールで、該ダストシール２０は、外部からの異物（例えば、ダスト、雨水）がブッシュ１４のピン挿通穴１４Ａと連結ピン１７の外周面との間に入り込むのを防止し、両者の摺動面を異物から保護するものである。そして、ダストシール２０は、図７～図９に示すように断面Ｕ字状のリング体として形成されている。

　ここで、ダストシール２０は、図３、図４に示すように、ボス部材１２のシール嵌合穴１２Ｂ内に締代をもって嵌合される筒状の嵌合筒部２０Ａと、該嵌合筒部２０Ａから連結ピン１７に向けて径方向内向きに延び、ブッシュ１４の端面１４Ｄに面接触状態で当接する環状のブッシュ端面当接部２０Ｂと、該ブッシュ端面当接部２０Ｂの径方向内側に位置し均一な内径をもって形成された円筒面２０Ｃと、前記ブッシュ端面当接部２０Ｂおよび円筒面２０Ｃの径方向内側部位からブッシュ１４とは軸方向の反対側、即ちブラケット１５，１６側に向けて漸次縮径するように斜めに傾斜して延び、その最小径部となる先端部が連結ピン１７の外周面に適度な弾性力をもって摺動するリップ部２０Ｄと、後述のシール突起２０Ｅとにより構成されている。

　即ち、ダストシール２０には、図４、図９に示すようにブッシュ端面当接部２０Ｂの径方向内側部位から断面三角形状をなして突出するシール突起２０Ｅが一体形成されている。そして、該シール突起２０Ｅは、均一な内径をもった円筒面２０Ｃに対して、リップ部２０Ｄとは軸方向で逆向きに突出している。また、シール突起２０Ｅは、断面三角形の鋭角状をなす先端部２０Ｅ1 を有し、先端部２０Ｅ1 が後述の仮想線２１となす角度βは、面取り部１４Ｅの角度αよりも小さい角度（β＜α）に形成されている。

　この場合、ブッシュ１４の端面１４Ｄ側に形成される面取り部１４Ｅの角度αは、４０°＜α＜５０°に設定され、好ましくは４５度（α＝４５°）のテーパ面として形成されている。これに対し、シール突起２０Ｅが仮想線２１となす角度βは、例えば３０°よりも大きく、角度αよりも小さい角度（３０°＜β＜α）に設定するのが好ましい。具体的には、面取り部１４Ｅの角度α＝４５°の場合、シール突起２０Ｅの角度βは、３０°＜β＜４５°に設定する。なお、シール突起２０Ｅの角度βを、例えば３０°以下まで小さくすると、シール突起２０Ｅが薄肉となって強度低下を招き、早期に損傷、破損される可能性が高くなるものである。

　また、ダストシール２０は、シール突起２０Ｅの基端とブッシュ端面当接部２０Ｂとの間に鈍角状の角部からなる境界部２０Ｆを有している。この境界部２０Ｆは、図４に示すようにブッシュ１４の端面１４Ｄと面取り部１４Ｅとの境界位置と同等の径方向寸法（同等な高さ位置）をもって形成されている。即ち、境界部２０Ｆは、図４、図９中に二点鎖線で示す仮想線２１上に配置されている。

　ここで、仮想線２１は、ブッシュ１４の端面１４Ｄと面取り部１４Ｅとの境界位置と、ダストシール２０の境界部２０Ｆとの間を結ぶ直線（軸線と平行な直線）からなり、例えば連結ピン１７の軸線、またはダストシール２０の均一な円筒面２０Ｃに対して平行な直線として規定されるものである。

　そして、ダストシール２０の嵌合筒部２０Ａをボス部材１２のシール嵌合穴１２Ｂ内に嵌合し、ブッシュ１４の端面１４Ｄにブッシュ端面当接部２０Ｂを対面させるときには、図５に示すように、シール突起２０Ｅの先端部２０Ｅ1 がブッシュ１４の面取り部１４Ｅに先に接触した状態で被さる。

　次に、この状態からダストシール２０をボス部材１２内に押込んだときには、図６に示すようにダストシール２０のブッシュ端面当接部２０Ｂがブッシュ１４の端面１４Ｄに面接触するように当接する。このときに、シール突起２０Ｅは、ブッシュ１４の面取り部１４Ｅに被さるように、即ち面取り部１４Ｅの一部を覆うように当接する。

　これにより、シール突起２０Ｅは、後述の如く潤滑剤の一部がブッシュ１４の面取り部１４Ｅ側から流出し、端面１４Ｄとブッシュ端面当接部２０Ｂとの間に入り込むのを防ぎ、ブッシュ１４の端面１４Ｄとダストシール２０のブッシュ端面当接部２０Ｂとの間を封止状態に保つものである。

　また、ダストシール２０は、例えば高硬度エステル系ウレタン、ポリエチレン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、充填材入りのポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）またはポリオキシメチレン（ＰＯＭ）等からなる自己潤滑性を有した可撓性樹脂材料を用いて形成される。そして、これらの可撓性樹脂材料は、例えば合成ゴム等の軟質樹脂材料に比較して硬い材質であり、強度の高い樹脂材料が用いられるものである。

　また、ダストシール２０は、図９に示す如く嵌合筒部２０Ａの厚さ寸法ａが、例えば１．８～２．２ｍｍ（１．８ｍｍ≦ａ≦２．２ｍｍ）、好ましくはａ＝２ｍｍ程度に設定されている。また、ブッシュ端面当接部２０Ｂの厚さ寸法ｂは、例えば１．８ｍｍ≦ｂ≦２．２ｍｍ程度、好ましくはｂ＝２ｍｍ程度に設定される。さらに、リップ部２０Ｄの厚さ寸法ｃは、例えば１．３ｍｍ≦ｂ≦１．７ｍｍ程度、好ましくはｃ＝１．５ｍｍ程度に設定されるものである。

　本実施の形態による油圧ショベル１は上述の如き構成を有するもので、次に、油圧ショベル１を操作して掘削作業等を行うときの動作について説明する。

　まず、オペレータは、上部旋回体３のキャブ内に搭乗し、該キャブ内に設けられた走行用の操作レバーを操作することにより、下部走行体２のクローラを駆動して油圧ショベル１を前進または後退させることができる。また、作業用の操作レバーを操作することにより、作業装置４を俯仰動させて土砂の掘削作業等を行うことができる。

　また、作業装置４のバケット１０を動作させるときには、バケットシリンダ９を伸縮することにより、アーム８の先端側で軸受装置１１の連結ピン１７を中心にしてバケット１０を回動させることができる。このときに、ボス部材１２と連結ピン１７との間に設けられたダストシール２０は、ブッシュ１４のピン挿通穴１４Ａと連結ピン１７との摺動面にダスト（土砂）、水等の異物が入り込むのを阻止するものである。

　この場合、ダストシール２０の嵌合筒部２０Ａは、ボス部材１２のシール嵌合穴１２Ｂよりも予め大径に形成され、シール嵌合穴１２Ｂ内に締代をもって嵌合される。そして、このときにブッシュ端面当接部２０Ｂは、ブッシュ１４の端面１４Ｄに弾性変形状態で当接される。また、ダストシール２０のリップ部２０Ｄは、その先端側が連結ピン１７の外周面に適度な弾性力をもって摺接し、外部からの異物がブッシュ１４のピン挿通穴１４Ａと連結ピン１７の外周面との間に入り込むのを防止するものである。

　ところで、軸受装置１１の最初の組立時、または保守、点検等を行うメンテナンス時等には、グリース等の潤滑剤を給脂ニップル１３側から給脂する。このとき、潤滑剤は、ボス部材１２の潤滑剤通路１２Ｃ、ブッシュ１４の凹溝１４Ｂ、潤滑剤通路１４Ｃを通じてピン挿通穴１４Ａと連結ピン１７との間の摺動面に向けて供給される。しかし、軸受装置１１のブッシュ１４と連結ピン１７との間に給脂された潤滑剤は、その一部が連結ピン１７の外周面に沿って軸方向外側に流出し、ダストシール２０のブッシュ端面当接部２０Ｂとブッシュ１４の端面１４Ｄとの間に入り込む可能性がある。

　そして、仮に、潤滑剤の一部がダストシール２０のブッシュ端面当接部２０Ｂ側に入り込むと、この潤滑剤の給脂作業に伴う給脂圧力により、ダストシール２０にはブッシュ１４の端面１４Ｄから引き離される方向（ブラケット１５，１６に近づく方向）に押圧力が作用する。このように、潤滑剤から受ける押圧力が原因となって、ダストシール２０は、その一部がボス部材１２のシール嵌合穴１２Ｂから抜出してしまう虞れがある。

　そこで、本実施の形態によれば、ダストシール２０にシール突起２０Ｅを一体に形成し、このシール突起２０Ｅは、ブッシュ端面当接部２０Ｂの径方向内側部位からリップ部２０Ｄとは逆向きに突出してブッシュ１４の面取り部１４Ｅに被さるように当接する構成としている。また、この場合のシール突起２０Ｅは、ブッシュ端面当接部２０Ｂの径方向内側部位（境界部２０Ｆの位置）から断面三角形状をなして内向きに突出し、その先端部２０Ｅ1 の角度βを面取り部１４Ｅの角度αよりも小さい角度（β＜α）に設定する構成としている。

　これにより、ダストシール２０をボス部材１２のシール嵌合穴１２Ｂ内に装着する場合には、図５に示すようにブッシュ端面当接部２０Ｂがブッシュ１４の端面１４Ｄに対面する途中状態で、シール突起２０Ｅの先端部２０Ｅ1 が先にブッシュ１４の面取り部１４Ｅに接触する。その後に、ダストシール２０をボス部材１２内に強く押込んだ組付け段階では、図６に示すようにダストシール２０のブッシュ端面当接部２０Ｂがブッシュ１４の端面１４Ｄに広く面接触するように当接する。このとき、シール突起２０Ｅは、その全体がブッシュ１４の面取り部１４Ｅに被さるように、即ち面取り部１４Ｅを覆うように当接することができる。

　この結果、グリース等の潤滑剤を給脂ニップル１３側から給脂したときに、ブッシュ１４と連結ピン１７との間に給脂された潤滑剤の一部が連結ピン１７の外周面に沿って軸方向外側（面取り部１４Ｅ側）に流出しても、シール突起２０Ｅは、この流出した潤滑剤がダストシール２０のブッシュ端面当接部２０Ｂとブッシュ１４の端面１４Ｄとの間に入り込むのを抑えることができる。従って、ブッシュ１４の端面１４Ｄとダストシール２０のブッシュ端面当接部２０Ｂとの間を封止状態に保つことができる。

　このように、シール突起２０Ｅを設けたことにより、ブッシュ１４と連結ピン１７との間に給脂された潤滑剤が面取り部１４Ｅ側に流入するのが阻止される。このため、前記潤滑剤は、図６中の矢示Ａ方向へと円筒面２０Ｃに沿って流れ、その一部はリップ部２０Ｄを径方向外側へと押上げるように弾性変形させ、リップ部２０Ｄの外側へと余剰油となって排出される。

　従って、本実施の形態では、ダストシール２０にシール突起２０Ｅを設けることにより、外部から給脂された潤滑剤の押圧力等がブッシュ１４の端面１４Ｄとダストシール２０のブッシュ端面当接部２０Ｂとの間に作用するのを抑えることができ、ダストシール２０をボス部材１２のシール嵌合穴１２Ｂ内で安定した姿勢に保つことができる。そして、ダストシール２０のシール突起２０Ｅにより、ブッシュ１４の端面１４Ｄとダストシール２０のブッシュ端面当接部２０Ｂとの間を封止状態に保つことができ、給脂圧力によるダストシール２０の抜出し防止を図ることができる。

　このため、例えば前述した特許文献１による従来技術のように、ダストシール２０には、嵌合筒部２０Ａの外周側に、特別な抜止め部等を追加して設ける必要がなくなる。これにより、ダストシール２０の成形、加工等を容易に行うことができ、生産性の向上、製造コストの低減等を図ることができる。

　また、前述した嵌合筒部２０Ａ、ブッシュ端面当接部２０Ｂ、リップ部２０Ｄおよびシール突起２０Ｅ等からなるダストシール２０は、高硬度エステル系ウレタン、ポリエチレン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、充填材入りのポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）またはポリオキシメチレン（ＰＯＭ）等からなる自己潤滑性を有した可撓性樹脂材料によって形成することができる。

　そして、これらの可撓性樹脂材料は、自己潤滑性を有することにより、例えばダストシール２０のリップ部２０Ｄが連結ピン１７の外周面に低摩擦で摺動するのを補償でき、リップ部２０Ｄの摩耗、損傷等を長期間にわたり抑えることができる。また、可撓性樹脂材料は、例えば合成ゴム等の軟質樹脂材料に比較して硬い材質であり、強度の高い樹脂材料が用いられるため、ダストシール２０としての耐久性、寿命を高めることができ、長期にわたって安定したシール効果を発揮することができる。

　また、ダストシール２０のシール突起２０Ｅは、ブッシュ１４の面取り部１４Ｅに対して先端部２０Ｅ1 が先に接触した状態で、当該面取り部１４Ｅに被さるように当接している。この結果、シール突起２０Ｅの先端部２０Ｅ1 側は、テーパ面となった面取り部１４Ｅに対して所謂リップの如く当接することができ、面取り部１４Ｅとシール突起２０Ｅとの当接面をシール状態に保つことができる。

　しかも、面取り部１４Ｅを角度αの傾斜面として形成したときに、シール突起２０Ｅの先端部２０Ｅ1 の角度βを、例えば３０°よりも大きく、角度αよりも小さい角度に設定している（３０°＜β＜α）。これにより、図５、図６に示す如く、シール突起２０の先端部２０Ｅ1 を面取り部１４Ｅのテーパ面に密着するように当接でき、両者の間のシール性能を高めることができる。しかも、シール突起２０Ｅはダストシール２０の一部として一体成形できるので、ダストシール２０にシール突起２０Ｅを容易に設けることができ、生産性の向上、製造コストの低減等を図ることができる。

　次に、図１０は本発明の第２の実施の形態を示し、第２の実施の形態の特徴は、ダストシールの嵌合筒部内に剛性を有したリングを埋め込んで設ける構成としたことにある。なお、第２の実施の形態では、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。

　図中、３１は第２の実施の形態で採用したダストシールで、該ダストシール３１は、第１の実施の形態で述べたダストシール２０とほぼ同様に構成され、嵌合筒部３１Ａ、ブッシュ端面当接部３１Ｂ、円筒面３１Ｃ、リップ部３１Ｄ、先端部３１Ｅ1 をもったシール突起３１Ｅおよび境界部３１Ｆを有している。しかし、第２の実施の形態によるダストシール３１は、嵌合筒部３１Ａ内に後述の金属環３２を埋設している点で、第１の実施の形態によるダストシール２０と相違している。

　３２は剛性を有したリングを構成する金属環を示し、この金属環３２は、ダストシール３１の全周にわたって延びる金属製のリングにより形成されている。そして、金属環３２は、ダストシール３１の嵌合筒部３１Ａ内に図１０に示す如く埋め込まれ、その周囲は嵌合筒部３１Ａを形成する樹脂材料により完全に覆われている。

　このため、ダストシール３１の嵌合筒部３１Ａは、例えば第１の実施の形態で述べたダストシール２０の嵌合筒部２０Ａよりも金属環３２の肉厚分だけ厚肉に形成されている。そして、剛体からなる金属環３２は、ダストシール３１の嵌合筒部３１Ａをボス部材１２のシール嵌合穴１２Ｂ内に嵌合したときに、その嵌合力を高める機能を有し、ボス部材１２のシール嵌合穴１２Ｂ内で嵌合筒部３１Ａを抜止め状態に保持するものである。

　かくして、このように構成される第２の実施の形態では、ダストシール３１のブッシュ端面当接部３１Ｂに、その径方向内側部位からリップ部３１Ｄとは逆向きに突出するシール突起３１Ｅを一体に形成している。このため、このシール突起３１Ｅは、ブッシュ１４の面取り部１４Ｅに被さるように、即ち面取り部１４Ｅを覆うように当接することができ、前述した第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。

　しかも、第２の実施の形態では、ダストシール３１の嵌合筒部３１Ａ内に金属環３２を、図１０に示す如く埋設する構成としている。これにより、ボス部材１２のシール嵌合穴１２Ｂ内に嵌合したときに、ダストシール３１の嵌合筒部３１Ａの嵌合力を、金属環３２により確実に高めることができ、ボス部材１２のシール嵌合穴１２Ｂ内で嵌合筒部３１Ａを抜止め状態に保持することができる。

　なお、前記第１の実施の形態では、ダストシール２０の嵌合筒部２０Ａの厚さ寸法ａを、例えば１．８ｍｍ≦ａ≦２．２ｍｍに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、厚さ寸法ａを、例えば１．８ｍｍ未満として嵌合筒部を形成してもよく、または厚さ寸法ａを２．２ｍｍよりも大きい寸法に形成してもよい。そして、この点は、ブッシュ端面当接部２０Ｂの厚さ寸法ｂについても同様である。

　また、前記第１の実施の形態では、リップ部２０Ｄの厚さ寸法ｃを、例えば１．３ｍｍ≦ｃ≦１．７ｍｍに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、厚さ寸法ｃを、例えば１．３ｍｍ未満としてダストシールのリップ部を形成してもよく、または厚さ寸法ｃを１．８ｍｍよりも大きい寸法に形成してもよい。

　即ち、第１の実施の形態で採用したダストシール２０の嵌合筒部２０Ａ、ブッシュ端面当接部２０Ｂ、リップ部２０Ｄ等の寸法は、ボス部材１２、連結ピン１７等の外形寸法、設置スペース等の設計に関する条件で、適宜に設定されるもので、上述した数値に限定されるものではない。そして、この点は第２の実施の形態で述べたダストシール３１にも同様に適用することができる。

　また、各実施の形態では、軸受装置１１をアーム８とバケット１０との間のピン結合部に適用した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、例えば作業装置４を構成するブーム６の先端とアーム８との間のピン結合部、ブーム６のフート部と上部旋回体３との間のピン結合部、各シリンダ５，７，９のピン結合部等に軸受装置を適用してもよい。

　さらに、各実施の形態では、軸受装置１１を油圧ショベル１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、油圧クレーン、リフトトラック等の他の建設機械にも広く適用できるものである。

Claims (5)

1. 　筒状のボス部材（１２）と、該ボス部材（１２）の内周側に嵌着して設けられたブッシュ（１４）と、前記ブッシュ（１４）の内周側に挿通され前記ボス部材（１２）を相手方部材（１５，１６）に回動可能に連結する連結ピン（１７）と、前記ブッシュ（１４）の軸方向両端側に位置して前記ボス部材（１２）と連結ピン（１７）との間に設けられたダストシール（２０，３１）とを備え、前記ブッシュ（１４）の軸方向端部には、その内周側に位置し前記連結ピン（１７）を前記ブッシュ（１４）内に挿通するときのガイド面となるテーパ状の面取り部（１４Ｅ）を形成してなる軸受装置において、
   　前記ダストシール（２０，３１）は、前記ボス部材（１２）の内周側に締代をもって嵌合する筒状の嵌合筒部（２０Ａ，３１Ａ）と、該嵌合筒部（２０Ａ，３１Ａ）の端部から径方向内向きに延び前記ブッシュ（１４）の軸方向端面（１４Ｄ）に面接触状態で当接するブッシュ端面当接部（２０Ｂ，３１Ｂ）と、該ブッシュ端面当接部（２０Ｂ，３１Ｂ）の径方向内側部位から前記ブッシュ（１４）とは軸方向の反対側で斜め内向きに傾斜して延び、先端側が前記連結ピン（１７）の外周面に摺接するリップ部（２０Ｄ，３１Ｄ）と、前記ブッシュ端面当接部（２０Ｂ，３１Ｂ）の径方向内側部位から該リップ部（２０Ｄ，３１Ｄ）とは軸方向の逆向きに突出し前記ブッシュ（１４）の面取り部（１４Ｅ）に被さるように当接するシール突起（２０Ｅ，３１Ｅ）とにより構成したことを特徴とする軸受装置。
2. 　前記ブッシュ（１４）の面取り部（１４Ｅ）は、予め決められた角度（α）で傾斜したテーパ面により形成し、前記ダストシール（２０，３１）のシール突起（２０Ｅ，３１Ｅ）は、該テーパ面に対して先端が接触した状態で被さる構成としてなる請求項１に記載の軸受装置。
3. 　前記ダストシール（２０，３１）のシール突起（２０Ｅ，３１Ｅ）は、前記ブッシュ端面当接部（２０Ｂ，３１Ｂ）の径方向内側部位から断面三角形状をなして突出する構成とし、その先端部が前記連結ピン（１７）の軸線と平行な直線となす角度（β）は、前記テーパ面が前記直線となす角度（α）よりも小さい角度（β＜α）に設定してなる請求項２に記載の軸受装置。
4. 　前記ダストシール（３１）の嵌合筒部（３１Ａ）内には、剛性を有するリング（３２）を埋め込んで設ける構成としてなる請求項１，２または３に記載の軸受装置。
5. 　前記ダストシール（２０，３１）は、高硬度エステル系ウレタン、ポリエチレン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート、充填材入りのポリテトラフルオロエチレンまたはポリオキシメチレンからなる自己潤滑性を有した可撓性樹脂材料により形成してなる請求項１，２または３に記載の軸受装置。

Images