(57)【要約】【課題】容易かつ安価にてその摺動特性を維持管理可能な軸受装置の提供。【解決手段】第１部材と第２部材との間を連結ピン２８を介して連結し、連結ピン２８を中心とした前記第１及び第２部材の相対回転を可能にする軸受装置において、前記第１部材に設けられ、軸線方向に貫通したブッシュ嵌合孔２０を有するボス１８と、ブッシュ嵌合孔２０に圧入され、連結ピン２８の両端がボス１８から突出した状態で、連結ピン２８を挿通させ且つ相対的に回転自在に支持するブッシュ２２と、前記第２部材に設けられ、連結ピン２８の両端を連結された一対のブラケット１１と、ボス１８内にて連結ピン２８の外周面を相対的に摺接させて配置され、連結ピン２８の外周面に潤滑油を供給する固形のプラスチックグリース２５，２６とを備えることを特徴とする軸受装置。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部材と第２部材との間を連結ピンを介して連結し、前記連結ピンを中心とした前記第１及び第２部材の相対回転を可能にする軸受装置において、
前記第１部材に設けられ、その軸線方向に貫通したブッシュ嵌合孔を有するボスと、
前記ブッシュ嵌合孔に圧入され、前記連結ピンの両端が前記ボスから突出した状態で、前記連結ピンを挿通させ且つ相対的に回転自在に支持するブッシュと、前記第２部材に設けられ、前記連結ピンの両端を連結された一対のブラケットと、
前記ボス内にて前記連結ピンの外周面を相対的に摺接させて配置され、前記連結ピンの外周面に潤滑油を供給する固形のプラスチックグリースとを備えることを特徴とする軸受装置。
【請求項２】
前記ブッシュは、前記ブッシュ嵌合孔の両端部にそれぞれ配設され、
前記プラスチックグリースは前記ブッシュ間に亘って延び且つ前記連結ピンを囲むスリーブ状をなしていることを特徴とする請求項１に記載の軸受装置。
【請求項３】
前記ブッシュはその内周面に溝を有し、
前記プラスチックグリースは前記溝内に埋め込まれ、前記溝に沿って延びていることを特徴とする請求項１又は２に記載の軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は軸受装置に関し、例えば、油圧ショベル等の建設機械の作業装置において、作業装置を構成する回動部材間を相対回転自在にピン結合する軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の軸受装置は、例えば特許文献１に開示されている。
この軸受装置は、アームとバケットとの間の連結に使用され、これらアーム及びバケットは連結ピンを介してピン結合されている。より詳しくは、連結ピンはアームの先端に設けたボスにブッシュを介して挿通され、連結ピンの両端はバケットの一対のブラケットに連結されている。連結ピンにはグリース注入路が形成され、このグリース注入路を介して定期的にグリースを充填することで、連結ピンとブッシュとの間の摺動面にグリースを供給でき、これら連結ピンとブッシュとの間にて焼付き、かじり、偏摩耗、そして異音を発生させることなく摺動特性が良好に維持される。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−２７３５３９号公報（図２等）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、定期的なグリースの充填作業は作業者にとって煩雑であるばかりか、軸受装置の維持管理費を増大させるという問題がある。
この発明は、上記した問題を鑑みてなされたもので、その目的とするところは、容易かつ安価にて摺動特性を長期に亘って維持可能な軸受装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明の軸受装置は、第１部材と第２部材との間を連結ピンを介して連結し、前記連結ピンを中心とした前記第１及び第２部材の相対回転を可能にする軸受装置であって、前記第１部材に設けられ、その軸線方向に貫通したブッシュ嵌合孔を有するボスと、前記ブッシュ嵌合孔に圧入され、前記連結ピンの両端が前記ボスから突出した状態で、前記連結ピンを挿通させ且つ相対的に回転自在に支持するブッシュと、前記第２部材に設けられ、前記連結ピンの両端を連結された一対のブラケットとを備えている。
【０００６】
そして、この軸受装置は、前記ボス内にて前記連結ピンの外周面を相対的に摺接させて配置され、前記連結ピンの外周面に潤滑油を供給する固形のプラスチックグリースを更に備えている（請求項１）。
上記した軸受装置によれば、プラスチックグリースは、多量の潤滑油を含有する一方、一度供給した潤滑油を再び吸収することから潤滑油が軸受装置の外部に流出しづらく、従来のグリースの充填作業を行なわずとも長期に亘って連結ピンの外周面に潤滑油が供給され続け、その結果として、軸受装置の摺動特性は容易かつ安価に維持される。
【０００７】
具体的な態様としては、前記ブッシュは、前記ブッシュ嵌合孔の両端部にそれぞれ配設され、前記プラスチックグリースは前記ブッシュ間に亘って延び且つ前記連結ピンを囲むスリーブ状をなしている（請求項２）。
また、他の具体的な態様としては、前記ブッシュはその内周面に溝を有し、前記プラスチックグリースは前記溝内に埋め込まれ、前記溝に沿って延びている（請求項３）。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施例に係る油圧ショベルの概略側面図である。
油圧ショベルは下部走行体１を備えている。この下部走行体１上には上部旋回体２が旋回可能に搭載され、この上部旋回体２が作業機本体として機能する。
上部旋回体２は旋回フレーム３を含み、旋回フレーム３上には、前方から後方に向けて順に、運転室４、機械室５およびカウンタウェイト６等が設置されている。また、上部旋回体２は、運転室４の側方にその基端が旋回フレーム３上に固定された作業装置７を備え、この作業装置７は旋回フレーム３の前方に延び、そして起伏可能である。
【０００９】
より詳しくは、作業装置７は、上部旋回体２の旋回フレーム３に一対のブラケットを介して枢支、つまりピン結合されたブーム８と、このブーム８の先端側に回動自在にピン結合されたアーム９とを有する。旋回フレーム３とブーム８との間、並びにブーム８とアーム９との間は、それぞれブームシリンダ１２、アームシリンダ１３を介して連結され、ブームシリンダ１２は旋回フレーム３に対してブーム８を起伏させ、アームシリンダ１３はブーム８に対してアーム９を回動させる。
【００１０】
そして更に、作業装置７は、アーム９の先端に回動自在に取付けられたバケット１０を有する。具体的には、バケット１０には左右一対のブラケット１１，１１が溶接等によって一体に形成され、これらブラケット１１，１１とアーム９の先端とがピン結合されている。一方で、アーム９にはバケットシリンダ１４のシリンダ基端がピン結合され、バケットシリンダ１４のロッド先端には一対のリンク１５，１６を介してバケット１０に連結されている。したがって、バケットシリンダ１４を伸縮させることにより、リンク１５，１６を介してバケット１０は回動される。
【００１１】
バケット１０の一対のブラケット１１，１１とアーム９との間のピン結合は、図２に示した軸受装置１７にて実現されている。
この軸受装置１７は、アーム９の先端部に溶接された円筒状のボス１８を備え、このボス１８は鋳鉄等の金属材料からなる。ボス１８は、その軸線方向に延びる貫通孔１９を有し、この貫通孔１９はボスの両端面にて開口する。貫通孔１９の内周面は段付き形状をなし、両端面側に位置する二つのブッシュ嵌合孔２０，２０と、これらブッシュ嵌合孔２０，２０に挟まれた小径孔部２１を含む。
【００１２】
ボス１８のブッシュ嵌合孔２０，２０には、それぞれ、銅合金等からなる円筒状のブッシュ２２，２２が同心にて圧入されている。ここで、ブッシュ２２，２２はブッシュ嵌合孔２０，２０よりも短く、ブッシュ２２，２２の一方の端面はブッシュ嵌合孔２０，２０と小径孔部２１との間の段差面に当接し、他方の端面はボス１８の両端面１８ａ，１８ａよりも内方に位置付けられている。したがって、ボス１８の両端面１８ａ，１８ａには円形の凹所２３，２３が残されている。
【００１３】
各ブッシュ２２，２２は、軸線方向に延びる貫通孔２４，２４を有し、貫通孔２４，２４は各ブッシュ２２，２２の両端面にて開口している。これら貫通孔２４，２４は互いに内径が等しく、かつ同軸上に配置されており、それぞれの内周面２４ａには溝２４ｂが形成されている。本実施例では、図３に示したように各ブッシュ２２，２２には二つの溝２４ｂ，２４ｂが形成され、いずれの溝も軸線方向に螺旋を描いて延びてブッシュ２２，２２の両端面にて開口している。そして、これらの溝２４ｂ，２４ｂには、貫通孔２４の内周面２４ａと略面一にして後述する固形のプラスチックグリース２５（以下、グリース２５という）が埋め込まれ、グリース２５はこれら溝２４ｂ，２４ｂに沿って延びてブッシュ２２，２２の両端面にて露出している。
【００１４】
再び図２を参照すると、ボス１８における貫通孔１９の小径孔部２１には、スリーブ形状をなす固形のプラスチックグリース２６（以下、グリース２６という）が内嵌されている。このグリース２６は二つのブッシュ２２，２２間に亘って軸線方向に延び、その両端面がブッシュ２２，２２の一方の端面と当接している。一方、スリーブ形状のグリース２６の内径はブッシュ２２，２２における貫通孔２４，２４の内径と略等しく、二つのブッシュ２２，２２の貫通孔２４，２４はグリース２６を介して段差なく連通している。
【００１５】
これらブッシュ２２，２２及びグリース２６には連結ピン２８が挿通され、連結ピン２８は例えば炭素鋼Ｓ４５Ｃおよびこれを表面改質した調質鋼等からなる。ブッシュ２２の貫通孔２４及びグリース２６の内周面２７は、それぞれ連結ピン２８の外周面と摺接自在であり、ブッシュ２２，２２は連結ピン２８を回転自在に支持している。
【００１６】
連結ピン２８はボス１８よりも長くその両端部はボス１８の開口から突出している。これら連結ピン２８の両突出端は上述した一対のブラケット１１，１１に連結されている。より詳しくは、ブラケット１１，１１は、バケット１０に一体に形成され、所定の間隔を存して離間し、ボス１８の両端面１８ａと対向する内端面１１ａ，１１ａを有する。ブラケット１１，１１には、ブッシュ２２，２２の貫通孔２４，２４と同径の貫通孔２９，２９が互いに同軸上にして形成されている。したがって、連結ピン２８の両突出端は、ブラケット１１，１１の貫通孔２９，２９に嵌合されてブラケット１１，１１に連結されている。
【００１７】
ここで、連結ピン２８の一端部には、径方向孔３０が貫通して形成されている。一方、連結ピン２８の一端側のブラケット１１は、その外端面１１ｂの中央部から一体に突出した段部３１を有し、この段部３１には、径方向孔３０と同径のボルト挿通孔３２が貫通孔２９を横断して形成されている。連結ピン２８は、その径方向孔３０がブラケット１１のボルト挿通孔３２と連通するよう位置付けられ、これら径方向孔３０及びボルト挿通孔３２には固定ボルト３３が挿通されている。固定ボルト３３の先端側には固定ナット３４がねじ込まれ、固定ボルト３３及び固定ナット３４はブラケット１１に対しての連結ピン２８の廻止めおよび抜止めとなる。
【００１８】
なお、ボス１８の端面１８ａの外周縁３５はテーパ形状をなしている。また、ブラケット１１の内端面１１ａはボス１８の端面１８ａに対向する受け座を有し、この受け座の外周縁３６もまたテーパ形状をなしている。ボス１８及びブラケット１１の外周縁３５，３６は、ボス１８の周方向に延びるＶ字状の溝を形成し、このＶ字状の溝にＯリング３７が装着されている。Ｏリング３７はボス１８及びバケット１１の外周縁３５，３６に密着してボス１８とブラケット１１との間をシールし、ボス１８の端面１８ａとブラケット１１の内端面１１ａとの間の間隙からダスト等が侵入するのを防止している。
【００１９】
また、上述したボス１８の凹所２３，２３には、ダストシール３８，３８が配置されている。ダストシール３８，３８は連結ピン２８に外嵌された底壁３９，３９を含み、底壁３９，３９はブッシュ２２，２２の端面全体に密着している。底壁３９，３９の外周縁からは軸線方向に周壁４０，４０が一体に突出し、この周壁４０，４０は、その外周面がボス１８のブッシュ嵌合孔２４，２４の内周面に密着してボス１８の端面１８ａ，１８ａまで延びている。そして、底壁３９と周壁４０とが交わる角部からは、連結ピン２８に向けてテーパ形状のリップ部４１が一体に突出し、リップ部４１の先端縁が連結ピン２８の外周面に摺接している。これらダストシール３８，３８は、ボス１８内のブッシュ２２，２２と、連結ピン２８との間に、外部からダスト等が侵入するのを防止している。
【００２０】
上述した軸受装置１７は、アーム９とバケット１０との間を連結ピン２８を介して連結し、アーム９に対して連結ピン２８を中心としたバケット１０の回転を可能にしている。
本発明において、プラスチックグリースとは、例えば特公昭６３−２３２３９号公報に開示された軸受用潤滑組成物のことをいう。そして、固形のプラスチックグリースとは、この軸受用潤滑組成物を固化したものをいう。
【００２１】
より具体的には、プラスチックグリースは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等の超高分子量のポリオレフィン系合成樹脂の粉末とグリースとを混合した混合物であって、混合したままの未焼成の段階ではグリースと同程度の流動状態にある。
なお、グリースとは、狭義のグリースだけを含むことを意味するものではなく、種々の合成油、鉱油及びこれらの混合油等、旋回軸受の潤滑に使用可能な全ての潤滑油を使用することができる。そして、潤滑油は、更に所望の添加剤（例えば、極圧添加剤、酸化防止剤等）を含有していてもよい。
【００２２】
このような混合したままのプラスチックグリースは、含有する超高分子量ポリオレフィン系樹脂の融点温度以上に加熱されてその後冷却されると、硬質ゴム程度の硬さに固化して固形のプラスチックグリースとなる。そして、固形のプラスチックグリースは、樹脂油がにじみ出る油性面を有し、本実施例においては、固形のプラスチックグリースはその油性面が、連結ピン２８の外周面に相対的に摺接した状態で配置されている。
【００２３】
すなわち、ブッシュ２２における内周面２４ａの溝２４ｂに埋め込まれたプラスチックグリース２５は、連結ピン２８の外周面に面接触する油性面を有する。そして、このプラスチックグリース２５の油性面が連結ピン２８の外周に相対的に摺接されることで潤滑油がにじみ出て、連結ピン２８の外周面に潤滑油が供給される。
【００２４】
また、ボス１８の小径孔部２１に内嵌されたプラスチックグリース２６においては、その内周面２７全体が油性面であり、このプラスチックグリース２６の油性面が連結ピン２８の外周面に相対的に摺接されて潤滑油がにじみ出て、連結ピン２８の外周面に潤滑油が供給される。
ここで、前者のプラスチックグリース２５は、ブッシュ２２の溝２４ｂに、混合したままの粘稠なプラスチックグリースを充填した後、その表面をブッシュ２２の内周面２４ａと面一に調整してからブッシュ２２全体を高温炉内で焼成して形成すればよい。
【００２５】
また、後者のプラスチックグリース２６は、混合したままのプラスチックグリースを型に充填した後、充填したプラスチックグリースを型とともに加熱・冷却して形成することができ、これをボス１８の小径孔部２１に嵌着すればよい。あるいは、固形のプラスチックグリースは良好な機械加工性を有することから、固形のプラスチックグリースからなる塊を機械加工してスリーブ状にしてもよい。
【００２６】
これらプラスチックグリース２５，２６にあっては、最大で９９重量％の潤滑油を含有することが可能であり、かかるプラスチックグリース２５，２６を配置することにより多量の潤滑油を軸受装置１７内に保持することができる。また、プラスチックグリース２５，２６はその油性面から摺動時の発熱等に起因して潤滑油がにじみ出るという特性を有する一方、一度にじみ出た潤滑油が再びそこに染み込むという特性も有することから、余分な潤滑油が連結ピン２８の外周面上を軸線方向に流れて軸受装置１７の外部に流出することが抑制され、ボス１８内に保持された潤滑油の経時的な減少率が低い。
【００２７】
かくして、本実施例の軸受装置１７によれば、多量の潤滑油がボス１８内に保持されるので、従来のように充填作業を頻繁に実施する必要がなく、軸受装置の摺動特性を容易かつ安価に維持することができ、また、外部に漏れる潤滑油が少ないことから、環境にも優しい。
更に、固形のプラスチックグリースは良好な耐水性を有し、水によって潤滑性能が低下しないことから、雨水又は土砂若しくはコンクリートに含まれる水分に曝され、また、噴射された水で無造作に洗浄される建設機械等に使用される軸受装置の潤滑剤として好適する。
【００２８】
なお、本発明は上記した実施例に限定されることはなく、種々変形が可能であって、例えば、本発明の軸受装置は、旋回フレーム３とブーム８との間、若しくはブーム８とアーム９との間の連結にも使用可能であり、また、油圧ショベルの他、クレーン、ブルドーザ等の建設機械にも好適する。
また、固形のプラスチックグリースの設置箇所は、連結ピン２８の外周に摺接される箇所ならば良く、その設置する量についても、軸受装置の用途に応じて適宜設定することができる。したがって、上記した実施例にあっては、軸受装置１７は、スリーブ状の固形プラスチックグリース２６と、ブッシュ２２の内周面２４ａに刻設された溝２４ｂに埋め込まれた固形プラスチックグリース２５とを含んでいるが、軸受装置はこれら固形のプラスチックグリース２５，２６のうちいずれか一方のみを含むものであってもよい。
【００２９】
また、ブッシュ２２の内周面２４ａに刻設された溝２４ｂの形状は、図３に示した形状に限定されることはなく、図４あるいは図５に示したように、円形状や直線状であっても良い。すなわち、ブッシュ２２における溝２４ｂの形状は、連結ピン２８の外周面に適当な量の潤滑油を供給できる形状であればいかなる形状であっても良く、また、必ずしもブッシュ２２，２２の両端面にて開口している必要はない。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の軸受装置にあっては、固形のプラスチックグリースを備えることからその摺動特性の維持管理が容易かつ安価であり、また環境にも優しい（請求項１）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る油圧ショベルの概略構成を示す側面図である。
【図２】図１の線ＩＩ−ＩＩに沿う軸受装置の断面図である。
【図３】図２のブッシュの正面図（ａ）および正面図（ａ）の線Ｂ−Ｂに沿う断面図（ｂ）である。
【図４】図３のブッシュの変形例を示す正面図（ａ）および正面図（ａ）の線Ｂ−Ｂに沿う断面図（ｂ）である。
【図５】図３のブッシュの他の変形例を示す正面図（ａ）および正面図（ａ）の線Ｂ−Ｂに沿う断面図（ｂ）である。
【符号の説明】
９      アーム（第１部材）
１０    バケット（第２部材）
１１    ブラケット
１８    ボス
２０    ブッシュ嵌合孔
２２    ブッシュ
２４ｂ  溝
２５    プラスチックグリース
２６    プラスチックグリース
２８    連結ピン
【図１】
2004225795.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2004225795.tif 000006
【図５】
2004225795.tif 000007