(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同軸回りに相対回転可能に配置された内輪（２）と外輪（３）とを備える旋回輪軸受（１）のシール構造において、上記内輪側（２）の外周部（２ａ）及び上記外輪側（３）の内周部（３ａ）のいずれか一方側（２）に形成した円環状の凹溝（１４）に嵌入させて上記一方側（２）と他方側（３）との間の環状隙間（７）の外部側開口部（７ａ）に対向するようにシール部材（１３）を配置し、このシール部材（１３）は、上記凹溝（１４）内に嵌入される取付部（１５）と、この取付部（１５）から上記外部側開口部（７ａ）の反対側に延びると共に、上記外部側開口部（７ａ）よりも大きい幅（Ｗ１）の受け部（１６ａ）を備える本体部（１６）と、上記受け部（１６ａ）の外側端部から上記取付部（１５）に向かい、かつ上記他方側（３）の軸方向側部（３ｂ）に向かって傾斜して延びると共に、先端側が上記他方側（３）の軸方向側部（３ｂ）に接触するリップ部（１７）とを有し、さらに、上記シール部材（１３）を配置した周面（２ａ）とこれに対面する上記本体部（１６）の周面（１６ｂ）とを接着して成り、上記環状隙間（７）から上記受部（１６ａ）に流入したグリースの押圧力が上記リップ部（１７）に対し、リップ部（１７）を上記軸方向側部（３ｂ）に接触させる方向に作用することを特徴とする旋回輪軸受のシール構造。
【請求項２】
上記外部側開口部（７ａ）とは反対側に向かって傾斜して延びると共に、先端側が上記他方側（３）の軸方向側部（３ｂ）に接触するダスト止めリップ部（１８）を、上記リップ部（１７）よりも外側に配置したことを特徴とする請求項１の旋回輪軸受のシール構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばパワーショベル等のように下部走行体と上部旋回体とを備えた建設機械において、下部走行体に対して上部旋回体を旋回可能に取り付けるような場合に好適に用いられる旋回輪軸受のシール構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、従来例を示す断面図である。旋回輪軸受３１は、同軸回りに相対回転可能に配置された内輪３２と外輪３３とを備える。内輪３２の外周部３２ａには周方向に沿って転動体用凹溝３４が形成されると共に、外輪３３の内周部３３ａにも周方向に沿って転動体用凹溝３５が形成されており、球状の転動体３６が転動体用凹溝３４、３５に嵌入している。従って、内輪３２と外輪３３は、内輪３２の外周部３２ａと外輪３３の内周部３３ａとの間に転動体３６を介在すると共に、環状隙間３７をあけた状態で同軸回りに相対回転可能となる。また、内軸３２の内周部３２ｂには、複数個の歯（図示せず）が周方向に沿って形成されている。尚、内輪３２の軸線方向長さは、外輪３３の軸線方向長さよりも大きく設定されており、また外輪３３は内輪３２に対して軸線方向に沿って上方側にずれた位置に配置されている。
【０００３】
上記構成の旋回輪軸受３１は、下部走行体３８と上部旋回体３９との間に配置され、下部走行体３８の上部に内輪３２の軸方向側部がボルト４０で固定される一方、外輪３３の軸方向側部には下部走行体３８とは反対側に上部旋回体３９がボルト４１で固定される。上部旋回体３９は旋回減速機（図示せず）を備えており、この旋回減速機の出力ピニオン（図示せず）は内輪３２の内周部３２ｂに形成されている歯に歯合されている。従って、出力ピニオンが回転することによって、上部旋回体３９は旋回輪軸受の軸線回りに旋回する。そして、内輪３２の内周側には環状の油槽４２を形成し、この油槽４２にグリースを満たして歯面の潤滑を行い、歯面の耐久性を向上させている。
【０００４】
また、外輪３３の内周部３３ａの上方側には上部シール部材４３ａが装着されると共に、内輪３２の外周部３２ａの下方側には下部シール部材４３ｂが装着されている。上部及び下部シール部材４３ａ、４３ｂは、共にゴムなどの弾性材料から成る。上部シール部材４３ａは、外輪３３の内周部３３ａに形成された凹溝４４ａに本体部４６ａを嵌入させて円環状に装着される。本体部４６ａは半径方向内方に向けて突出するリップ部４７ａを有し、リップ部４７ａの先端を内輪３２の上面に接触させて、環状隙間３７の上側開口部をシールしている。これによって、油槽４２に満たされたグリースが外部へ漏れるのが防止される。
【０００５】
一方、下部シール部材４３ｂは、内輪３２の外周部３２ａに形成された凹溝４４ｂに本体部４６ｂを嵌入させて円環状に装着される。本体部４６ｂは半径方向外方に向けて突出するリップ部４７ｂを有し、リップ部４７ｂの先端を外輪３３の下面３３ｂに接触させて、環状隙間３７の下側開口部をシールしている。これによって、外部の土砂やゴミなどの異物の侵入が防止される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した旋回輪軸受３１のシール構造では、上下２つのシール部材４３ａ、４３ｂを取り付けるために２ヶ所に溝加工を施す必要があるが、溝加工のためのいわゆるダ肉部分が必要となるため、外輪３３及び内輪３２の軸方向長さが大きくなり、旋回輪軸受３１が大型化するという問題がある。
【０００７】
また、上部シール部材４３ａが破損してシール状態が破られると、内側のグリースが環状隙間３７に侵入することになる。下部シール部材４３ｂは外部からの異物の侵入を防止するためのものであり、またリップ部４７ｂは外輪３３の下面３３ｂに単に接触しているだけであるので、内側からの圧力にはほとんど耐えることができず、容易に外側に開いてしまい、隙間が生じてしまう。従って、環状隙間３７に侵入したグリースは、下部シール部材４３ｂによってせき止められることなく、外部に漏れ出してしまうという問題がある。
【０００８】
さらに、破損した上部シール部材４３ａの交換作業は、上部旋回体３９を取り外して行う必要があり、手間がかかると共に改修費用が高くなるという問題もある。
【０００９】
そこで、グリースの漏れを防止するために形状を工夫したシール構造が開発されている（実開昭６３−１１５６２９号公報）。例えば図５（ａ）に示すシール構造では、下部シール部材４３ｂにおけるリップ部４７ｂの下側全周にわたって補強突起部４８を形成している。補強突起部４８を形成したことによってリップ部４７ｂの根本の部分の強度が向上し、外側に開きにくくなるけれども、リップ部４７ｂは先端側の内側表面が外輪３３の下面３３ｂに接触しているので、リップ部４７ｂの先端側は比較的容易に開いてしまうという欠点がある。
【００１０】
また図５（ｂ）に示すシール構造では、旋回輪軸受３１の外輪３３の内周部３３ａの下端に全周にわたる切欠段付部４９を設けると共に、下部シール部材４３ｂにおけるリップ部４７ｂの斜め上側の方向に、上記切欠段付部４９の内周部４９ａに沿う補助リップ部５０を設けている。このシール構造では、下部シール部材４３ｂにおけるリップ部４７ｂの斜め上側の方向に補助リップ部５０を設けたので、環状隙間３７側からのグリースの押圧力は、この補助リップ部５０に作用する。そして、補助リップ部５０の先端部は、外輪３３に設けた切欠段付部４９の内周部４９ａに接触しているので、グリースの押圧力を受けたときに、グリースが下方へ漏れて出るのを阻止するように働く。しかし、リップ部４７ｂ及び補助リップ部５０を含めたその全体の強度が低いので、強い押圧力が作用すると、全体が変形して外側に押し出されてしまうという欠点がある。
【００１１】
この発明は上記従来の欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、良好なシール状態を実現することができると共に、旋回輪軸受の小型化とシール部材損傷時の改修費用の低減とを図ることができる旋回輪軸受のシール構造を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段及び効果】
そこで請求項１の旋回輪軸受のシール構造は、同軸回りに相対回転可能に配置された内輪２と外輪３とを備える旋回輪軸受１のシール構造において、上記内輪側２の外周部２ａ及び上記外輪側３の内周部３ａのいずれか一方側２に形成した円環状の凹溝１４に嵌入させて上記一方側２と他方側３との間の環状隙間７の外部側開口部７ａに対向するようにシール部材１３を配置し、このシール部材１３は、上記凹溝１４内に嵌入される取付部１５と、この取付部１５から上記外部側開口部７ａの反対側に延びると共に、上記外部側開口部７ａよりも大きい幅Ｗ１の受け部１６ａを備える本体部１６と、上記受け部１６ａの外側端部から上記取付部１５に向かい、かつ上記他方側３の軸方向側部３ｂに向かって傾斜して延びると共に、先端側が上記他方側３の軸方向側部３ｂに接触するリップ部１７とを有し、さらに、上記シール部材１３を配置した周面２ａとこれに対面する上記本体部１６の周面１６ｂとを接着しして成り、上記環状隙間７から上記受部１６ａに流入したグリースの押圧力が上記リップ部１７に対し、リップ部１７を上記軸方向側部３ｂに接触させる方向に作用することを特徴としている。
【００１３】
ここで、「内輪側」とは、内輪２だけでなく、内輪２に取り付けられた部材も含むものとし、同様に「外輪側」とは、外輪３だけでなく、外輪３に取り付けられた部材も含むものとする。
【００１４】
上記請求項１の旋回輪軸受のシール構造では、シール部材１３は凹溝１４に嵌入されて配置されると共に、本体部１６が旋回輪軸受１に接着されているので、しっかりと固定されると共に、リップ部１７の接触状態もほぼ一定に保たれる。これによって、外輪３又は内輪２が回転しても良好なシール状態を実現することができる。
【００１５】
また、内部にグリースが充填されている場合には、環状隙間７からグリースが流出してくることがあり、このとき、グリースの押圧力は本体部１６の受け部１６ａに作用するが、本体部１６は上述したようにしっかりと固定されているので、グリースの押圧力によって本体部１６が湾曲することはなく、リップ部１７の接触状態を保つことができる。また、グリースの押圧力はリップ部１７にも作用するが、リップ部１７の外側表面１７ａを軸方向側部３ｂに接触させる方向に作用するので、リップ部１７が外部側に押し開かれることはなく、接触状態を保つことができる。これによって、内部に充填されているグリースなどの半流動体が外部に漏れ出すことを防止して、良好なシール状態を維持することができる。
【００１６】
さらに、使用するシール部材１３は１個だけであるので、溝加工は１ヶ所だけでよく、２個のシール部材４３ａ、４３ｂを用いる従来のシール構造に比べてダ肉部分を減らして外輪３又は内輪２の軸方向長さを短くすることができ、旋回輪軸受１の小型化が可能となる。
【００１７】
また、シール部材１３が損傷した場合でも、シール部材１３は外部側に配置されているので、上部旋回体９の取外しのような大掛かりな作業を行うことなく、容易に交換作業を行うことができる。これによって、シール構造の改修費用を低減することができる。
【００１８】
また請求項２の旋回輪軸受のシール構造は、上記外部側開口部７ａとは反対側に向かって傾斜して延びると共に、先端側が上記他方側３の軸方向側部３ｂに接触するダスト止めリップ部１８を、上記リップ部１７よりも外側に配置したことを特徴としている。
【００１９】
上記請求項２の旋回輪軸受のシール構造では、ダスト止めリップ部１８を配置したことによって、外部から内部へのゴミなどの異物の侵入が防止されるので、良好なシール状態を実現することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次にこの発明の旋回輪軸受のシール構造の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の形態を示す断面図であり、図２はシール部材の形状を示す横断面図である。
【００２１】
旋回輪軸受１は、同軸回りに相対回転可能に配置された内輪２と外輪３とを備える。内輪２の外周部２ａには周方向に沿って転動体用凹溝４が形成されると共に、外輪３の内周部３ａにも周方向に沿って転動体用凹溝５が形成されており、球状の転動体６が転動体用凹溝４、５に嵌入している。従って、内輪２と外輪３は、内輪２の外周部２ａと外輪３の内周部３ａとの間に転動体６を介在すると共に、環状隙間７をあけた状態で同軸回りに相対回転可能となる。また、内輪２の内周部２ｂには、複数個の歯（図示せず）が周方向に沿って形成されている。尚、内輪２の軸線方向長さは、外輪３の軸線方向長さよりも大きく設定されており、また外輪３は内輪２に対して軸線方向に沿って上方側にずれた位置に配置されている。
【００２２】
上記構成の旋回輪軸受１は、下部走行体８と上部旋回体９との間に配置され、下部走行体８の上部に内輪２の軸方向側部がボルト１０で固定される一方、外輪３の軸方向側部には下部走行体８とは反対側に上部旋回体９がボルト１１で固定される。上部旋回体９は旋回減速機（図示せず）を備えており、この旋回減速機の出力ピニオン（図示せず）は内輪２の内周部２ｂに形成されている歯に歯合されている。従って、出力ピニオンが回転することによって、上部旋回体９は旋回輪軸受の軸線回りに旋回する。そして、内輪２の内周側には環状の油槽１２を形成し、この油槽１２にグリースを満たして歯面の潤滑を行い、歯面の耐久性を向上させている。
【００２３】
また、内輪２の外周部２ａの下方側には、シール部材１３が装着されている。シール部材１３は、ゴムなどの弾性材料から成り、内輪２の外周部２ａに形成された凹溝１４に取付部１５を嵌入させて環状隙間７の外部側開口部７ａに対向するように円環状に装着される。
【００２４】
シール部材１３は、図２に示すように、方形状の横断面を有する本体部１６を有し、この本体部１６の一側部１６ａが受け部であり、この受け部１６ａを挟んで位置する一対の角部に、上記取付部１５とリップ部１７とが形成されている。すなわちシール部材１３は、上記凹溝１４内に嵌入される取付部１５と、この取付部１５から上記外部側開口部７ａの反対側に延びると共に、受け部１６ａを備える本体部１６と、上記受け部１６ａの外側から上記外部側開口部７ａに向かって傾斜して延びるリップ部１７とを有している。以下、シール部材１３に関しては、受け部１６ａが形成された側を上とする。上記受け部１６ａの幅Ｗ１は、外部側開口部７ａの幅Ｗ２よりも大きく設定されている。幅Ｗ１は、本体部１６ａの取付部１５側の側面１６ｂからリップ部１７の根元近傍までの長さを意味する。本実施形態では、取付部１５を本体部１６の受け部１６ａよりも上方に突出させて形成して受け部１６ａを溝部としたけれども、取付部１５を同一平面上に形成して、受け部１６ａを平面部としてもよい。
【００２５】
リップ部１７は、受け部１６ａの端部から取付部１５側に向かって上方に傾斜して延びており、その先端部は取付部１５の上面よりも上方に位置している。また、リップ部１７の外側には、ダスト止めリップ部１８が形成されている。ダスト止めリップ部１８は、リップ部１７とは反対側に向かって上方に傾斜して延びており、その先端部は取付部１５の上面よりも上方で、リップ部１７の先端部よりも下方に位置している。
【００２６】
このような形状のシール部材１３は、装着前は略棒状の部材であり、内輪２の外周部２ａの凹溝１４に取付部１５を嵌入、接着すると共に、さらに取付部１５側の側面１６ｂを内輪２の外周部２ａに接着剤を用いて接着させて円環状に装着される。このとき、凹溝１４の上方側面１４ａと外輪３の下方側面３ｂとはほぼ同じ高さとなるように形成されているので、シール部材１３を内輪２に装着した際には、図１に示すように、リップ部１７は外部側開口部７ａに向かって湾曲して延びると共に、外側表面１７ａが外輪３の下方表面３ｂに接触する一方、ダスト止めリップ部１８は外部側開口部７ａとは反対側に向かって湾曲して延びると共に、内側表面１８ａが外輪３の下方表面３ｂに接触する。なおこれらリップ部１７、１８の接触する外輪３の下方表面３ｂは、図示するような水平面に限らず、傾斜面や垂直面であってもよく、特許請求の範囲における軸方向側部３ｂとはそのような態様をも含むものである。
【００２７】
以上のように本実施の形態によれば、シール部材１３は凹溝１４に嵌入されて配置されると共に、本体部１６が内輪２の外周部２ａに接着されているので、しっかりと固定されると共に、リップ部１７、１８の接触状態もほぼ一定に保たれる。従って、外輪３が回転しても良好なシール状態を実現することができる。
【００２８】
また、環状隙間７からグリースが流出してきた際には、グリースの押圧力は本体部１６の受け部１６ａに作用するが、本体部１６は上述したようにしっかりと固定されているので、グリースの押圧力によって本体部１６が湾曲することはなく、リップ部１７、１８の接触状態を保つことができる。また、グリースの押圧力はリップ部１７にも作用するが、リップ部１７の外側表面１７ａを外輪３の下方側面３ｂに接触させる方向に作用するので、リップ部１７が外側に押し開かれることはなく、接触状態を保つことができる。従って、内部に充填されているグリースが外部に漏れ出すことを防止して、良好なシール状態を維持することができる。
【００２９】
さらに、使用するシール部材１３は１個だけであるので、凹溝１４を１つだけ形成すればよく、２個のシール部材を用いる従来のシール構造に比べてダ肉部分を減らして外輪３又は内輪２の軸方向長さを短くすることができ、旋回輪軸受１の小型化が可能となる。
【００３０】
また、シール部材１３が損傷した場合でも、シール部材１３は外側に配置されているので、上部旋回体９の取外しのような大掛かりな作業を行うことなく、容易に交換作業を行うことができる。これによって、シール構造の改修費用を低減することができる。
【００３１】
さらに、ダスト止めリップ部１８を配置したことによって、外部から内部へのゴミなどの異物の侵入が防止されるので、良好なシール状態を実現することができる。
【００３２】
以上にこの発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、図３に示すように、内輪２をボルト１０で固定する下部走行体８のフランジ部８ａに凹溝１４を形成してシール部材１３を装着するようにしてもよい。この構造では、内輪２の下方部に形成していた凹溝と凹溝を補強するダ肉部分を削除できるので、旋回輪軸受１の小型化を図ることができる。
【００３３】
また、旋回輪軸受１を用いる旋回構造の形態によっては、外輪３側、例えば外輪３の内周部３ａにシール部材１３を装着するようにしてもよい。さらに、ダスト止めリップ部１８を分離して構成し、必要に応じて後付けするようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す断面図である。
【図２】シール部材の横断面図である。
【図３】他の実施の形態を示す断面図である。
【図４】従来例を示す断面図である。
【図５】他の従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
１  旋回輪軸受
２  内輪
２ａ  外周部
３  外輪
３ａ  内周部
３ｂ  下方側面
７  環状隙間
７ａ  外部側開口部
１３  シール部材
１４  凹溝
１６  本体部
１６ａ  一側部（受け部）
１７  リップ部
１８  ダスト止めリップ部
Ｗ１  受け部の幅
Ｗ２  外部側開口部の幅
【図１】
0004179432.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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