(57)【要約】  リング状のアウターシール部５１と、このアウターシール部５１の内側に設けられたリング状のインナーシール部５２と、このインナーシール部５２とアウターシール部５１とを接続する接続部５３と、この接続部５３に設けられたインナーリング６０とを備える。アウターシール部５１、インナーシール部５２および接続部５３は、弾性体からなる同一材料によって一体形成されている。インナーシール部５２は、アウターシール部５１より剛性が高く形成されているとともに、接続部５３に接続されるリング状の基端側から先端側へ向かうに従って、インナーシール部５２のリング中心軸線に次第に接近するリング状シール面５２Ａを備える。【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受けシールにおいて、
リング状のアウターシール部と、
このアウターシール部の内側に設けられたリング状のインナーシール部と、
このインナーシール部と前記アウターシール部とを接続する接続部と、
この接続部に設けられたリング状剛性部とを備え、
前記アウターシール部、前記インナーシール部および前記接続部は、弾性体からなる同一材料によって一体形成され、
前記インナーシール部は、前記アウターシール部より剛性が高く形成され、かつ、前記接続部に接続されるリング状の基端側から先端側へ向かうに従って、前記インナーシール部のリング中心軸線に次第に接近するリング状シール面を備えることを特徴とする軸受けシール。
【請求項２】
前記インナーシール部は、内周面に前記リング状シール面を有するテーパ筒状に形成され、かつ、前記基端側から先端側へ向かうに従って肉厚が次第に薄くなるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の軸受けシール。
【請求項３】
前記インナーシール部は、前記先端側に肉厚部を有していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の軸受けシール。
【請求項４】
前記リング状剛性部は、前記アウターシール部、前記インナーシール部および前記接続部とは別部材でかつ剛性体から構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の軸受けシール。
【請求項５】
前記リング状剛性部は、その一部または全部が、前記接続部に埋め込まれていることを特徴とする請求項４に記載の軸受けシール。
【請求項６】
前記リング状剛性部は、その一部が、前記接続部に接していることを特徴とする請求項４に記載の軸受けシール。
【請求項７】
前記アウターシール部を囲むようにリング状に構成される剛性体からなるアウターリングが設けられていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の軸受けシール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として油圧ショベルなどの建設機械におけるピンヒンジジョイントに用いる軸受けシールに関する。
【背景技術】
【０００２】
建設機械の油圧ショベルにおいては、ブームとアーム、アームとバケットはピンにより揺動自在に連結されている。
ピンで連結された部分、つまり、ピンヒンジジョイントにおいては、一般的に、そのピンとボスとの間にグリース等の潤滑油を充填してスムーズに揺動できるようにすると共に、金属接触による摩耗、異音発生を防止するようにしている。
また、ピンとボスとの間に外部からの土砂等が侵入するのを防止すると共に、ピンとボス間の隙間から潤滑油が漏れ出てしまうのを防止するため、ラジアルリップシールと呼ばれる軸受けシールが用いられている。【０００３】
この種の軸受けシールとしては、例えば、特許文献１に開示されたものが知られている。
特許文献１に記載された軸受けシールは、図１４に示すように、たわみ環１と、引張環２と、シール環３を備えている。たわみ環１がボス４に嵌め込まれると共に、シール環３がピン５に接するように取付けられる。
このような軸受けシールにおいては、たわみ環１の外周に取付環６を装着し、ボス４に対して嵌め込み易くしている。【０００４】
特許文献１に記載された軸受けシールにおいては、シール環３をピン５に装着する際に引張環２を半径方向に伸ばして拡径し、その収縮による締め付け力でシール環３をピン５に圧接させている。これによって、シール環３に大きな半径方向の面圧（つまり、シール面圧）、例えば２０Ｎ／ｃｍの面圧を発生させるようにしている。
このために、引張環２としては、大きな引張り係数、例えば３００〜１４，０００ＭＰａの引張り係数と、大きな伸び、例えば少なくとも５％の伸びを持つ材料が使用されている。【０００５】
前述したように、引張環２による締め付け力でもってシール環３にシール面圧を発生させているため、シール環３にはシールリップ３ａとスタビライザリップ３ｂの２つのシールリップを設けることで、シール性を向上させることが必要となっている。
つまり、シールリップを１つのみで形成すると、引張環２は幅方向（ピン５の軸方向）において均等に収縮せず、シールリップの倒れが発生しピン５に正しく圧接しなくなり、シール性が悪化する。このため、前述のようにスタビライザリップ３ｂを追加して形成することで、引張環２を幅方向において均等に収縮させ、シールリップがピン５に正しく圧接して通常時のシール性を良好に保てるようにしている。【０００６】
シール環３がシールリップ３ａとスタビライザリップ３ｂとを有しているので、ピン５とボス４とが相対的に回転した際には、シールリップ３ａとスタビライザリップ３ｂの２ヶ所で摩擦力が発生し、その摩擦力は大きくなる。
この大きな摩擦力に対抗するため、たわみ環１の強度を高めている。つまり、摩擦力が大きくなると、ピン５とボス４とが相対的に回転した際に、たわみ環１に大きな回転力が作用することになる。このため、たわみ環１の強度が弱いとたわみ環１が破損してしまうことがあるので、前述のようにたわみ環１の強度を高めてたわみ環１が破損しないようにしている。【０００７】
【特許文献１】特開平０６−２０１０５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述のボス４とピン５との間には隙間があり、衝撃による振動が作用した時などには、ピン５は同隙間分だけ半径方向に動く。
このピン５の半径方向の動き（変位）に追随して、シール環３も半径方向に変位すれば、シール性を損なうことがない。しかし、前述のようにシール環３は引張環２の締付け力でもってピン５に圧接しており、しかも、たわみ環１の強度が高く半径方向に変位し難い構成となっているため、ピン５の半径方向への変位に対してシール環３が半径方向に追従しにくい。このため、ピン５の半径方向の変位によって、シール環３のシールリップ３ａとピン５との間には隙間が生じてしまい、シール性が低下して、シール部から土砂が侵入したり、潤滑油が漏れ出たりするという問題があった。【０００９】
つまり、油圧ショベルなどの建設機械では、衝撃による振動が大きく、そのピンヒンジジョイントに用いた軸受けシールにおいては、ピン５が高速で半径方向に繰り返して変位することになる。
ピン５が半径方向の一方（例えば図１４で上方）側に変位すると、たわみ環１は変位し難いのでシール環３、引張環２の半径方向の一方（例えば図１４で上半分）側がピン５により押圧されて変形することになる。このとき、シール環３、引張環２の半径方向の他方（例えば図１４で下半分）側はピン５の変位が速い上に、たわみ環１は変位し難いことによってピン５の変位に対して追従することが遅れ、シールリップ３ａのピン５に対する圧接状態が崩れてシールリップ３ａとピン５とが離れてしまう。
これらが相俟って、特許文献１に示すような従来の軸受けシールでは、通常時のシール性は良いが、衝撃による振動が作用した際にはシール性が低下してしまう問題があった。【００１０】
本発明の目的は、通常時のシール性が良く、しかも、衝撃による振動が作用した際においてもシール性が悪化するのを防止することができる軸受けシールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
軸受けシールにおいて、
リング状のアウターシール部と、
このアウターシール部の内側に設けられたリング状のインナーシール部と、
このインナーシール部と前記アウターシール部とを接続する接続部と、
この接続部に設けられたリング状剛性部とを備え、
前記アウターシール部、前記インナーシール部および前記接続部は、弾性体からなる同一材料によって一体形成され、
前記インナーシール部は、前記アウターシール部より剛性が高く形成され、かつ、前記接続部に接続されるリング状の基端側から先端側へ向かうに従って、前記インナーシール部のリング中心軸線に次第に接近するリング状シール面を備えることを特徴とする軸受けシール。【００１２】
ここで、弾性体としては、例えば、高い耐土砂摩耗性をもつウレタンゴムの他、ＮＢＲ、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の材料を用いることも可能である。
また、インナーシール部の剛性をアウターシール部の剛性より高くするには、例えば、インナーシール部の断面形状とアウターシール部の断面形状を変えることにより、対応できる。
また、インナーシール部に設けられるリング状シール面は、軸受けシールが軸部の外周面に装着された状態において、軸部外周面に圧接して軸部外周をシールする面を指す。リング状シール面の形状としては、基端側から先端側へ向かうに従って、インナーシール部のリング中心軸線に次第に接近する形状であればどのような形状でもよく、例えば、円錐面等が好適である。【００１３】
第２発明に係る軸受けシールは、第１発明において、
前記インナーシール部は、内周面に前記リング状シール面を有するテーパ筒状に形成され、かつ、前記基端側から先端側へ向かうに従って肉厚が次第に薄くなるように形成されていることを特徴とする。
第３発明に係る軸受けシールは、第１発明または第２発明において、
前記インナーシール部は、前記先端側に肉厚部を有していることを特徴とする。【００１４】
第４発明に係る軸受けシールは、第１発明から第３発明のいずれかにおいて、
前記リング状剛性部は、前記アウターシール部、前記インナーシール部および前記接続部とは別部材でかつ剛性体から構成されていることを特徴とする。
ここで、別部材として構成するリング状剛性部としては、例えば、プラスチック、カーボン、ＳＰＣ等の材料からなるリング状部材を採用することができる。【００１５】
第５発明に係る軸受けシールは、第４発明において、
前記リング状剛性部は、その一部または全部が、前記接続部に埋め込まれていることを特徴とする。
第６発明に係る軸受けシールは、第４発明において、
前記リング状剛性部は、その一部が、前記接続部に接していることを特徴とする。
ここで、リング状剛性部を接続部に埋め込むには、アウターシール部、インナーシール部および接続部の一体成形時に、その成形型内にリング状剛性部をセットして一体的に埋め込む方法のほか、接続部にリング状剛性部収納溝を形成しておき、この収納溝内に後からリング状剛性部を組み込む方法でもよい。【００１６】
第７発明に係る軸受けシールは、第１発明から第６発明のいずれかにおいて、
前記アウターシール部を囲むようにリング状に構成される剛性体からなるアウターリングが設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
第１発明に係る軸受けシールによれば、インナーシール部は、接続部に接続されるリング状の基端側から先端側へ向かうに従って、インナーシール部のリング中心軸線に次第に接近するリング状シール面を備えているから、軸受けシールが軸部（ピンなど）に装着されると、インナーシール部のリング状シール面の少なくとも最内周縁部が軸部外周面に圧接され、外側に弾性変形される。このとき、インナーシール部の外側への弾性変形量に応じて、リング状シール面と軸部外周面との接触面積が変化するので、軸受け内部にかかる圧力に応じて最適なシール面積を確保できる。【００１８】
インナーシール部が外側へ弾性変形し、リング状シール面が軸部外周面に圧接された状態において、インナーシール部とアウターシール部との間の接続部にはリング状剛性部が配置されているから、つまり、半径方向に伸びないリング状剛性部が配置されているから、インナーシール部はリング状剛性部に支えられ、軸部に対してシール面圧を発生させることができる。そのため、インナーシール部を軸部に正しく圧接した状態に保つことができるため、軸部とインナーシール部の当接部分に隙間が生じるのを防止でき、外部から土砂等が侵入したり、隙間からグリース等の潤滑油が漏れ出てしまうのを防止できる。従って、通常時におけるシール性を良好に保つことができる。【００１９】
一方、インナーシール部がリング状剛性部によって径方向の変形が抑えられることと、インナーシール部の剛性がアウターシール部の剛性より高く形成されていることから、衝撃等による振動によって軸部が、ボス（軸受け部）との隙間分だけ半径方向に動いた場合にも、インナーシール部は、軸部との当接状態や軸部に対する圧接力が大きく変化することなく、軸部と共に径方向へ変位される。と同時に、アウターシール部が、軸部の径方向の変位を吸収すべく、弾性変形し、軸部の変位を吸収する。従って、衝撃による振動が作用した際においても、シール性が悪化するのを防止することができる。【００２０】
また、アウターシール部とインナーシール部と接続部が弾性体からなる同一材料によって一体形成されているから、一度の成形工程によって、アウターシール部とインナーシール部と接続部を同時に成形することができる。従って、製造工程数の削減、製造経費節減、部品点数の削減に寄与できる。しかも、これらが同一材料によって一体形成されていることは、アウターシール部とインナーシール部とを別部材で形成する場合に比べ、全体としてコンパクトに構成できるから、特に、小型の軸受け構造にも適用できる利点がある。【００２１】
第２発明に係る軸受けシールによれば、インナーシール部は、テーパ筒状で、かつ、基端側から先端側へ向かうに従って肉厚が次第に薄くなるように形成されているから、軸受けシールが軸部に装着されると、軸部の外径寸法と軸受けシールの内径寸法との関係に応じて、インナーシール部のリング状シール面が先端側から基端側に沿って外側に弾性変形される。つまり、軸部の外径寸法に対して軸受けシールの内径寸法が小さくなるに従って、インナーシール部のリング状シール面が基端側から先端側に向かって徐々に弾性域内で拡張され、インナーシール部のリング状シール面と軸部の外周面との接触圧力が連続的に増大するから、高いシール性を発揮できる。【００２２】
第３発明に係る軸受けシールによれば、インナーシール部は、先端側に肉厚部を有しているから、軸受けシールが軸部（ピンなど）に装着され、リング状シール面の最内周縁部が軸部外周面に圧接され、外側に弾性変形されると、先端側の肉厚部が伸長される。すると、その反力によって軸部に対する締め付け力が高まるので、軸部に対する密着性を向上させることができる。【００２３】
第４発明に係る軸受けシールによれば、リング状剛性部を、アウターシール部、インナーシール部および接続部とは別部材の剛性体で構成したので、軸受けに作用する力に応じてリング状剛性部に最適な材料を選択することができる。
従って、リング状剛性部を最適なものとして、インナーシール部のシール性をより確実に維持することができる。【００２４】
第５発明に係る軸受けシールによれば、リング状剛性部の一部または全部が、接続部に埋め込まれているから、アウターシール部、インナーシール部および接続部の一体成形時に、リング状剛性部も一体的に埋め込むことができる。従って、工数低減が図れるとともに、全体として小型化できる。
第６発明に係る軸受けシールによれば、リング状剛性部の一部が、接続部に接しているから、リング状剛性部を接着や機械的係止具などを利用して接続部に固定できる。従って、リング状剛性部を接続部に埋め込む場合に比べ、取り付けが簡単にできる。【００２５】
第７発明に係る軸受けシールによれば、アウターシールを囲むように剛性体からなるアウターリングを設けたので、軸受け部へ軸受けシールを嵌合し固定することが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係る回動装置を表す断面図。
【図２】図２は、前記第１実施形態に係る軸受けシールの構造を表す概要斜視図。
【図３】図３は、前記第１実施形態に係る軸受けシールの装着状態を表す断面図。
【図４】図４は、前記第１実施形態に係る軸受けシールの作用を説明するための断面図。
【図５】図５は、本発明の第２実施形態に係る軸受けシールの構造を表す概要斜視図。
【図６】図６は、前記第２実施形態に係る軸受けシールの装着状態を表す断面図。
【図７】図７は、前記第２実施形態に係る軸受けシールの作用を説明するための断面図。
【図８】図８は、前記第２実施形態の軸受けシールの変形例１を表す断面図。
【図９】図９は、前記第２実施形態の軸受けシールの変形例２を表す断面図。
【図１０】図１０は、前記第２実施形態の軸受けシールの変形例３を表す断面図。
【図１１】図１１は、前記第２実施形態の軸受けシールの変形例４を表す断面図。
【図１２】図１２は、前記第２実施形態の軸受けシールの変形例５を表す断面図。
【図１３】図１３は、前記第２実施形態の軸受けシールの変形例６を表す断面図。
【図１４】図１４は、従来例における軸受けシールの断面図。
【符号の説明】
【００２７】
１０，４０…アウターリング、２０，５０…シール、２５，５１…アウターシール部、２６，５２…インナーシール部、２６Ａ，５２Ａ…リング状シール面、２６Ｂ，５２Ｂ…最内周縁部、２６Ｃ，５２Ｃ…最外周縁部、２７…接続部（リング状剛性部）、５２Ｄ…肉厚部、５３…接続部、６０，６１〜６５…インナーリング（リング状剛性部）、Ａ，Ｂ，Ｂ１〜Ｂ６…軸受けシール。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
＜第１実施形態＞
(回動装置１００の全体構成)
図１には、本発明の第１実施形態に係る回動装置１００が示されている。この回動装置１００は、油圧ショベルを構成するブームとアームとを連結するピンヒンジジョイントとして用いられ、例えば、一方の部材となるアームには、軸部としてのピン１０１が設けられ、他方の部材となるブームには、軸受けとしてのボス１０２が設けられている。
ピン１０１は、円柱状の鋼製材料から構成され、アーム端部に設けられるブラケット１０３にボルト等によって固定されている。
ボス１０２は、円柱状のピン１０１を内挿する円筒状の鋼製材料から構成され、ボス１０２の内径はピン１０１の外径よりも大きく、これらの間に隙間が形成されている。また、ボス１０２の円筒端面開口部分には、隙間を覆うように、ストッパ部材としてのシム１０４が設けられている。ボス１０２の円筒内周面の中央には、軸受部１０５が圧入され、この軸受部１０５の軸受け面によってピン１０１が支承されている。そして、ピン１０１の外周面が軸受部１０５の軸受け面に対して摺動することによって、ブーム及びアーム間が回動する。【００２９】
このような回動装置１００において、軸受部１０５の外側でシム１０４の内側には、ボス１０２の内部円筒状の空間と外部空間の間をシールする軸受けシールＡが設けられている。この軸受けシールＡによってシールされたボス１０２の内部空間には、グリース等の潤滑油が封入されており、封入された潤滑油が軸受部１０５の軸受け面及びピン１０１の外周面との間に入り込むことにより、両者の摺動性が向上され、回動装置１００の回動がスムーズに行われる。【００３０】
（軸受けシールＡの構造）
図２には、軸受けシールＡの詳細構造が示されている。図３には、軸受けシールＡの装着状態が示されている。軸受けシールＡは、アウターリング１０と、シール２０とを備えている。
アウターリング１０は、剛性体によって形成され、シール２０を外側から囲むリング状に形成されている。つまり、ボス１０２の内周面に沿って固着される円筒状のボス固着部１１と、このボス固着部１１の内端（図３中左側端）からボス固着部１１の中心へ向かうに従って外側（図３中左側）に傾斜するテーパ筒状のスカート部１２とを備える形状に形成されている。なお、アウターリング１０の材質としては、剛性の高い材料であればよく、例えば、ＳＰＣ鋼等を採用することができるほか、ＳＰＣ鋼に限らず、プラスチック、カーボン等種々の材料を選択することができる。【００３１】
シール２０は、リング状のアウターシール部２５と、このアウターシール部２５の内側に設けられたリング状のインナーシール部２６と、このインナーシール部２６とアウターシール部２５とを接続する接続部２７とを備え、これらが同じ弾性体によって一体形成されている。弾性体としては、高い耐土砂摩耗性をもつウレタンゴムの他、ＮＢＲ、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の材料を用いることも可能である。【００３２】
アウターシール部２５は、アウターリング固着部２５Ａと、弾性変形部２５Ｂとを備えている。
アウターリング固着部２５Ａは、外径寸法がアウターリング１０のボス固着部１１の内径寸法と略同じ円筒状に形成され、外周面がアウターリング１０のボス固着部１１の内周面に固着されている。
弾性変形部２５Ｂは、アウターリング固着部２５Ａの内周面中央部（軸方向中央）から中心部へ向かって肉厚が薄肉状（軸方向の肉厚が薄肉状）に延設され、さらに、中心部へ向かって肉厚が次第に厚くなるように（軸方向の肉厚が次第に厚くなるように）形成されている。【００３３】
接続部２７は、弾性変形部２５Ｂの内周面と同じ厚さのまま中心部に向かって一体的に形成されている。本実施形態のシール２０では、アウターシール部２５の弾性変形部２５Ｂから接続部２７へ向かうに従って、剛性が次第に高くなる（変形しにくい）形状に形成され、接続部２７の部分が最も変形しにくい部分に形成されている。本実施形態では、この接続部２７の部分にリング状剛性部が形成されている。【００３４】
インナーシール部２６は、接続部２７の内周面内端からピン１０１の端部へ向かって（潤滑油収納空間とは反対側へ向かって）リング状内径寸法が次第に小さくなるテーパ筒状に形成されている。つまり、インナーシール部２６は、接続部２７に接続されるリング状の基端側から先端側（図３中右側方向：反潤滑油収納空間方向）へ向かうに従って、インナーシール部２６のリング中心軸線に次第に接近する円錐面状のリング状シール面２６Ａを有するテーパ筒状に形成され、かつ、基端側から先端側へ向かうに従って肉厚が次第に薄くなるように形成されている。軸受けシールＡがピン１０１の外周面に装着された状態においては、リング状シール面２６Ａの少なくとも最内周縁部２６Ｂがピン１０１の外周面に圧接された状態で外側に弾性変形される。ピン１０１の外径寸法に対して軸受けシールＡの内径寸法が小さくなるに従って（つまり、両者の差が大きくなるに従って）、リング状シール面２６Ａとピン１０１の外周面との接触圧力が、最内周縁部２６Ｂから最外周縁部２６Ｃへ向かって徐々に増大していく。
ここで、インナーシール部２６の剛性は、リング状剛性部を兼ねる接続部２７の剛性より低く、かつ、アウターシール部２５の剛性より高くなるように、アウターシール部２５、リング状剛性部を兼ねる接続部２７およびインナーシール部２６の断面形状が形成されている。【００３５】
（軸受けシールＡの装着状態）
軸受けシールＡをピン１０１に装着しない状態においては、インナーシール部２６の先端側内径寸法（最内周縁部２６Ｂの内径寸法）は、ピン１０１の外径寸法よりも小さい。軸受けシールＡにピン１０１を挿入する際、ピン１０１を、インナーシール部２６の先端部分を拡げながらピン１０１を挿入し、所望の位置まで移動させる。
ピン１０１が所望位置まで挿入されると、インナーシール部２６のリング状シール面２６Ａの最内周縁部２６Ｂがピン１０１の外周面に圧接され、外側に弾性変形される。このとき、インナーシール部２６の外側への弾性変形量に応じて、リング状シール面２６Ａとピン１０１の外周面との接触面積が変化するので、軸受けシールＡにかかる圧力に応じた適切なシール面積を確保できる。
この状態において、アウターリング１０は、ボス１０２の円筒内面に密着しているため、シール性が確保されている。また、インナーシール部２６は、外側のリング状剛性部を兼ねる接続部２７によって径方向外側への変形が抑えられ、インナーシール部２６のリング状シール面２６Ａがピン１０１の外周面に付勢された状態で当接されている。従って、この状態において、ピン１０１の外周面及びインナーシール部２６間のシール性が確保される。【００３６】
（軸受けシールＡの作用）
図４には、軸受けシールＡが回動装置１００に装着された状態において、ボス１０２に対してピン１０１が径方向に変位した状態が示されている。
図４において、二点鎖線で示される中立位置にあるピン１０１に対して、ピン１０１が設けられるアームに大きな力が作用すると、ピン１０１は、その中心軸に直交する径方向に変位して、実線で描かれた位置まで変位する。すると、軸受けシールＡのインナーシール部２６は、リング状剛性部を兼ねる接続部２７によって径方向の変形が抑えられるため、インナーシール部２６のピン１０１への当接状態や、その付勢力が変化することなく、ピン１０１と共に径方向に変位する。【００３７】
このとき、アウターシール部２５は、ピン１０１の変位を吸収すべく、弾性変形部２５Ｂが変形し、ピン１０１の変位を吸収する。つまり、図４の上部においては、弾性変形部２５Ｂが圧縮され、アウターシール部２５の内側の隙間（アウターリング固着部２５Ａと接続部２７との間の径方向隙間）が狭まる。図４の下部においては、弾性変形部２５Ｂが膨張変形され、アウターシール部２５の内側の隙間（アウターリング固着部２５Ａと接続部２７との間の径方向隙間）が大きくなる。
つまり、アウターシール部２５がインナーシール部２６に比べて径方向に変位し易い構成であるので、ピン１０１が軸受部１０５との隙間分だけ半径方向に動いた際には、アウターシール部２５がピン１０１の変位に迅速に追随して径方向に変位することができるから、インナーシール部２６がピン１０１から離れにくい。そのため、通常時のシール性を良好に保つと共に、衝撃によって高速振動が作用しても、シール性が悪化するのを防止できる。【００３８】
なお、第１実施形態においては、アウターリング１０及びシム１０４が設けられているから、ボス１０２の内部に潤滑油を注入しても内圧によって軸受けシールＡがピン１０１の軸方向外側に変位することがない。
また、アウターシール部２５、リング状剛性部を兼ねる接続部２７およびインナーシール部２６が弾性体からなる同一材料によって一体形成されているから、一度の成形工程によって、アウターシール部２５、リング状剛性部を兼ねる接続部２７およびインナーシール部２６を同時に成形することができる。従って、製造工程数の削減、製造経費節減、部品点数の削減に寄与できる。【００３９】
また、アウターシール部２５、リング状剛性部を兼ねる接続部２７およびインナーシール部２６の断面形状を変えることによって、インナーシール部２６の剛性がリング状剛性部を兼ねる接続部２７の剛性より低く、かつ、アウターシール部２５の剛性より高くなるようにしたので、断面形状を変えるだけで、各部に要求される機能を満足させることができる。【００４０】
＜第２実施形態＞
図５〜図７には、本発明の第２実施形態が示されている。これらの図の説明にあたって、第１実施形態と同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
（第２実施形態の構成）
第２実施形態は、第１実施形態に対して、軸受けシールが異なる。【００４１】
（軸受けシールＢの構造）
図５には、第２実施形態の軸受けシールＢの詳細構造が示されている。図６には、軸受けシールＢが回動装置１００に装着された状態が示されている。軸受けシールＢは、径の異なる複数のリング状部材を同心円状に組み合わせて構成され、最外周に配置されたリング状のアウターリング４０と、このアウターリング４０の内側に配置されたリング状のシール５０と、リング状剛性部としてのインナーリング６０とを備える。【００４２】
アウターリング４０は、剛性体によって形成され、シール５０を外側から囲むリング状に形成されている。つまり、ボス１０２の内周面に沿って固着される円筒状のボス固着部４１と、このボス固着部４１の外端（図６中右側端：反潤滑油収納空間側端）からボス固着部４１の中心へ向かって略直角に折曲されたリング状のフランジ部４２とを備える形状に形成されている。なお、アウターリング４０の材質としては、第１実施形態のアウターリング１０と同じ材料が用いられている。【００４３】
シール５０は、リング状のアウターシール部５１と、このアウターシール部５１の内側に設けられたリング状のインナーシール部５２と、このインナーシール部５２とアウターシール部５１とを接続する接続部５３とを備え、これらアウターシール部５１、インナーシール部５２および接続部５３が弾性体からなる同一材料によって一体形成されているとともに、インナーシール部５２がアウターシール部５１より剛性が高く形成されている。弾性体としては、第１実施形態の弾性体と同じ材料が用いられている。【００４４】
アウターシール部５１は、アウターリング固着部５１Ａと、他の部分より最も変形しやすい部位（易変形部位）としての薄肉変形部５１Ｂとを備えた断面略Ｕ字状に形成されている。
アウターリング固着部５１Ａは、外径寸法がアウターリング４０のボス固着部４１の内周寸法と略同じ円筒状に形成され、外周面がアウターリング４０のボス固着部４１の内周面に固着されている。
薄肉変形部５１Ｂは、アウターリング固着部５１Ａの外端（反潤滑油収納空間側端）からこのアウターリング固着部５１Ａの内周面との間に空間を隔ててかつこれと略平行に円筒状に延設され、この円筒部分の肉厚が他の部分（接続部５３など）よりも薄く形成されている。この薄肉変形部５１Ｂにより、ピン１０１が径方向に変位したとき、インナーシール部５２の変形よりアウターシール部５１の変形が大きくなるように形成されている。つまり、アウターシール部５１は、一部に他の部分より弾性変形しやすい薄肉変形部５１Ｂを有している。【００４５】
接続部５３は、薄肉変形部５１Ｂの内端（図６中左側端：潤滑油収納空間側端）からアウターリング固着部５１Ａの中心へ向かって略直角に延設された断面略矩形状のリング状部に形成されている。【００４６】
インナーシール部５２は、接続部５３から、反潤滑油収納空間側（図６中右側）へ向かうに従って内径寸法が次第に小さくなるテーパ筒状に形成されている。つまり、インナーシール部５２は、接続部５３に接続されるリング状の基端側から先端側（図６中右側方向：反潤滑油収納空間方向）へ向かうに従って、インナーシール部２６のリング中心軸線に次第に接近する円錐面状のリング状シール面５２Ａを有するテーパ筒状に形成され、かつ、基端側から先端側へ向かうに従って肉厚が次第に薄くなるように形成されている。軸受けシールＢがピン１０１に装着された状態においては、リング状シール面５２Ａの少なくとも最内周縁部５２Ｂがピン１０１の外周面に圧接された状態で外側に弾性変形される。ピン１０１の外径寸法に対して軸受けシールＢの内径寸法が小さくなるに従って、（つまり、両者の差が大きくなるに従って）、リング状シール面５２Ａとピン１０１の外周面との接触圧力が、最内周縁部５２Ｂから最外周縁部５２Ｃに向かって徐々に増加する。また、インナーシール部２６の先端側には、テーパ筒状先端外周面が外側に膨らんだ肉厚部５２Ｄが形成されている。
ここで、インナーシール部５２の剛性は、インナーリング６０の剛性より低く、かつ、アウターシール部５１の剛性より高くなるように、アウターシール部５１およびインナーシール部５２の断面形状が形成されている。【００４７】
インナーリング６０は、アウターシール部５１、インナーシール部５２および接続部５３のシール５０とは別部材で断面略矩形状のリング状剛性体から形成され、インナーシール部５２とアウターシール部５１との間、ここでは、アウターシール部５１とインナーシール部５２とを接続する接続部５３に埋設された状態で設けられている。インナーリング６０の材質としては、剛性が高いものを採用するのが好ましく、例えば、ＳＰＣ鋼等を採用することができるほか、所定の剛性を有するものであれば、ＳＰＣ鋼に限らず、プラスチック、カーボン等種々の材料を選択することができる。【００４８】
（軸受けシールＢの装着状態）
軸受けシールＢをピン１０１に装着しない状態においては、インナーシール部５２の先端側内径寸法（最内周縁部５２Ｂの内径寸法）は、ピン１０１の外径寸法よりも小さい。軸受けシールＢにピン１０１を挿入する際、軸受けシールＢに対してピン１０１を、インナーシール部５２の先端部分を拡げながら挿入し、所望の位置まで移動させる。
ピン１０１が所望位置まで挿入されると、インナーシール部５２のリング状シール面５２Ａの最内周縁部５２Ｂがピン１０１の外周面に圧接され、外側に弾性変形される。このとき、インナーシール部５２の外側への弾性変形量に応じて、リング状シール面５２Ａとピン１０１の外周面との接触面積が変化するので、軸受けシールＢに作用する圧力に応じて、最適なシール面積を確保できる。
この状態において、アウターリング４０は、ボス１０２の円筒内面に密着しているため、シール性が確保されている。インナーシール部５２は、外側のインナーリング６０によって径方向外側への変形が抑えられ、インナーシール部５２の先端部分がピン１０１の外周面に付勢された状態で当接されている。従って、この状態でピン１０１の外周面及びインナーシール部５２間のシール性が確保される。【００４９】
（軸受けシールＢの作用）
図７には、軸受けシールＢが回動装置１００に装着された状態において、ボス１０２に対してピン１０１が径方向に変位した状態が示されている。
図７において、二点鎖線で示される中立位置にあるピン１０１に対して、ピン１０１が設けられるアームに大きな力が作用すると、ピン１０１は、その中心軸に直交する径方向に変位して、実線で描かれた位置まで変位する。
この際、軸受けシールＢのインナーシール部５２は、インナーリング６０によって径方向の変形が抑えられているため、インナーシール部５２のピン１０１への当接状態や、その付勢力が変化することなく、ピン１０１と共に径方向に変位される。インナーシール部５２の外側に設けられたアウターシール部５１は、ピン１０１の変位を吸収すべく、薄肉変形部５１Ｂが変形し、ピン１０１の変位を吸収する。【００５０】
具体的には、図７の上部においては、薄肉変形部５１Ｂの変形によりアウターシール部５１の内側のＵ字隙間が潰れる。図７の下部においては、薄肉変形部５１Ｂの変形によりアウターシール部５１の内側のＵ字隙間が大きくなる。つまり、これらのアウターシール部５１の変形によりピン１０１のボス１０２に対する変位が吸収され、インナーリング６０によってインナーシール部５２のピン１０１の外周面に対する当接状態が維持される。【００５１】
一方、ボス１０２の内部側にグリース等の潤滑油を注入した場合、軸受けシールＢは、この潤滑油の圧力によって、ピン１０１の軸方向外側に突出しようとするが、アウターリング４０によってその動きが規制される上、さらには、ストッパ部材としてのシム１０４によっても同方向の動きが規制される。尚、アウターシール部５１はアウターリング４０なしでボス１０２に直接取り付けてもよい。【００５２】
（変形例）
本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
第２実施形態では、インナーリング６０を、アウターシール部５１とインナーシール部５２との接続部５３に埋設したが、これに限らず、次に示す構成でもよい。
図８に示す構成の軸受けシールＢ１（変形例１）では、インナーリング６１の片面（一部）が接続部５３の内端面側（図８中左側端面）に接した状態で固着されている。インナーリング６１は、内外径寸法が接続部５３の内外径寸法と略同じで、かつ、軸方向寸法（ピン１０１の軸方向寸法）が内外径寸法差より薄いリング板状に形成されている。なお、インナーリング６１の寸法は、インナーシール部５２およびアウターシール部５１の変形を阻害しない寸法であれば、上記例に限られない。
この構成によれば、第２実施形態で述べた効果のほか、インナーリング６０を接続部５３に埋設する場合に比べ、インナーリング６１の取り付けを簡素化できる。インナーリング６１を固着する方法としては、接着等のほか、係止具などで機械的に固着してもよい。【００５３】
図９に示す構成の軸受けシールＢ２（変形例２）では、インナーリング６２の内周面（一部）が接続部５３の外周面に接した状態で固着されている。インナーリング６２は、内径寸法および外径寸法が接続部５３の外径寸法より僅か大きく（径方向の厚みが薄く）、かつ、軸方向寸法（ピン１０１の軸方向寸法）が径方向寸法差に比べて厚いリング状に形成されている。
この構成によれば、第２実施形態で述べた効果、および、変形例１の軸受けシールＢ１で述べた効果のほか、接続部５３の外周面にインナーリング６２を嵌合して取り付けることもできるから、取り付けをより簡素化できる。【００５４】
図１０に示す構成の軸受けシールＢ３（変形例３）では、インナーリング６３の外周面（一部）が接続部５３の内周面に接した状態で固着されている。インナーリング６３は、インナーリング６２と比べて、内外径寸法が異なるのみである。
この構成によれば、変形例２の軸受けシールＢ２と同様な効果が期待できる。【００５５】
図１１に示す構成の軸受けシールＢ４（変形例４）では、インナーリング６４の一部が接続部５３の外端面側に埋設されている。つまり、接続部５３の外端面側において、薄肉変形部５１Ｂとインナーシール部５２との間に一部が埋設された状態で設けられている。インナーリング６４は、インナーリング６０に対して、断面形状が僅か小さい点で相違するのみである。
この構成によれば、第２実施形態と同様な効果が期待できる。【００５６】
図１２に示す構成の軸受けシールＢ５（変形例５）では、インナーリング６５が接続部５３の内部に完全に埋設された状態で設けられている。インナーリング６５は、インナーリング６０に対して、断面形状が僅か小さい点で相違するのみである。
この構成によれば、第２実施形態と同様な効果が期待できる。インナーリング６５を接続部５３内に埋設するには、シール５０の成形時に、その成形キャビティ内にインナーリング６５をセットしておけば、一体成形できる。【００５７】
図１３に示す構成の軸受けシールＢ６（変形例６）では、インナーリング６６の全体が接続部５３に完全に埋設された状態で設けられている。この例では、接続部５３に、インナーリング６６を収納するための収納溝６７と、この収納溝６７と接続部５３の内端面とを連通する開口溝６８とが形成され、この開口溝６８を開いた状態にして、インナーリング６６が収納溝６７に収納されている。なお、インナーリング６６は、インナーリング６０に対して、断面形状が僅か小さい点で相違するのみである。
この構成によれば、変形例５の軸受けシールＢ５に比べ、インナーリング６６を後から、つまりシール５０を成形した後から、インナーリング６６を接続部５３内に埋設することができる。従って、シール５０の成形が簡単にできる。
なお、前記変形例１〜６で述べたインナーリング６１〜６６の寸法、形状については、この例に限られるものでなく、これ以外の寸法や形状であってもよい。【００５８】
前記第１，第２実施形態および変形例１〜５では、軸受けシールＡ，Ｂ，Ｂ１〜Ｂ６を、アウターリング１０，４０を介してボス１０２の内周面に固着したが、アウターリング１０，４０を省略して、アウターシール部２５，５１をボス１０２の内周面に固着するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、油圧ショベルなどの建設機械におけるピンジョイントに利用できる他、ロボットや、各種加工機械の軸受け部分にも利用することができる。
【図１】
2006049152.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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年8月30日(2006.8.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】請求の範囲
【請求項１】軸受けシールにおいて、
リング状のアウターシール部と、
このアウターシール部の内側に設けられたリング状のインナーシール部と、
このインナーシール部と前記アウターシール部とを接続する接続部と、
この接続部に設けられたリング状剛性部とを備え、
前記アウターシール部、前記インナーシール部および前記接続部は、弾性体からなる同一材料によって一体形成され、
前記インナーシール部は、前記アウターシール部より剛性が高く形成され、かつ、前記接続部に接続されるリング状の基端側から先端側へ向かうに従って、前記インナーシール部のリング中心軸線に次第に接近するリング状シール面を備え、
前記インナーシール部は、内周面に前記リング状シール面を有するテーパ筒状に形成され、かつ、前記基端側から先端側へ向かうに従って肉厚が次第に薄くなるように形成されており、
前記インナーシール部を一つだけ有することを特徴とする軸受けシール。
【請求項２】（削除）
【請求項３】前記インナーシール部は、前記先端側に肉厚部を有していることを特徴とする請求項１に記載の軸受けシール。
【請求項４】（削除）
【請求項５】（削除）
【請求項６】（削除）
【請求項７】（削除）
【請求項８】前記リング状剛性部は、前記アウターシール部、前記インナーシール部、および前記接続部と同一材料によって一体形成されていることを特徴とする請求項１または請求項３に記載の軸受けシール。
【請求項９】前記リング状剛性部は、前記アウターシール部、前記インナーシール部および前記接続部とは別部材でかつ剛性体から構成されていることを特徴とする請求項１または請求項３に記載の軸受けシール。
【請求項１０】前記リング状剛性部は、その一部または全部が、前記接続部に埋め込まれていることを特徴とする請求項９に記載の軸受けシール。
【請求項１１】前記リング状剛性部は、その一部が、前記接続部に接していることを特徴とする請求項９に記載の軸受けシール。
【請求項１２】前記アウターシール部を囲むようにリング状に構成される剛性体からなるアウターリングが設けられていることを特徴とする請求項１、請求項３、または請求項８から請求項１０のいずれかに記載の軸受けシール。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
ら土砂が侵入したり、潤滑油が漏れ出たりするという問題があった。
［０００９］
つまり、油圧ショベルなどの建設機械では、衝撃による振動が大きく、そのピンヒンジジョイントに用いた軸受けシールにおいては、ピン５が高速で半径方向に繰り返して変位することになる。
ピン５が半径方向の一方（例えば図１４で上方）側に変位すると、たわみ環１は変位し難いのでシール環３、引張環２の半径方向の一方（例えば図１４で上半分）側がピン５により押圧されて変形することになる。このとき、シール環３、引張環２の半径方向の他方（例えば図１４で下半分）側はピン５の変位が速い上に、たわみ環１は変位し難いことによってピン５の変位に対して追従することが遅れ、シールリップ３ａのピン５に対する圧接状態が崩れてシールリップ３ａとピン５とが離れてしまう。
これらが相俟って、特許文献１に示すような従来の軸受けシールでは、通常時のシール性は良いが、衝撃による振動が作用した際にはシール性が低下してしまう問題があった。
［００１０］
本発明の目的は、通常時のシール性が良く、しかも、衝撃による振動が作用した際においてもシール性が悪化するのを防止することができる軸受けシールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
［００１１］
軸受けシールにおいて、
リング状のアウターシール部と、
このアウターシール部の内側に設けられたリング状のインナーシール部と、
このインナーシール部と前記アウターシール部とを接続する接続部と、
この接続部に設けられたリング状剛性部とを備え、
前記アウターシール部、前記インナーシール部および前記接続部は、弾性体からなる同一材料によって一体形成され、
前記インナーシール部は、前記アウターシール部より剛性が高く形成され、かつ、前記接続部に接続されるリング状の基端側から先端側へ向かうに従って、前記インナーシール部のリング中心軸線に次第に接近するリング状シール面を備え、
前記インナーシール部は、内周面に前記リング状シール面を有するテーパ筒状に
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
形成され、かつ、前記基端側から先端側へ向かうに従って肉厚が次第に薄くなるように形成されており、
前記インナーシール部を一つだけ有することを特徴とする軸受けシール。
［００１２］
ここで、弾性体としては、例えば、高い耐土砂摩耗性をもつウレタンゴムの他、ＮＢＲ、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の材料を用いることも可能である。
また、インナーシール部の剛性をアウターシール部の剛性より高くするには、例えば、インナーシール部の断面形状とアウターシール部の断面形状を変えることにより、対応できる。
また、インナーシール部は、内周面にリング状シール面を有するテーパ筒状に形成され、かつ、基端側から先端側へ向かうに従って肉厚が次第に薄くなるように形成されていることを特徴とする。ここで、インナーシール部に設けられるリング状シール面は、軸受けシールが軸部の外周面に装着された状態において、軸部外周面に圧接して軸部外周をシールする面を指す。リング状シール面の形状としては、基端側から先端側へ向かうに従って、インナーシール部のリング中心軸線に次第に接近する形状であればどのような形状でもよく、例えば、円錐面等が好適である。
［００１３］
第２発明に係る軸受けシールは、第１発明において、
前記インナーシール部は、前記先端側に肉厚部を有していることを特徴とする。
第３発明に係る軸受けシールは、第１発明または第２発明において、
前記リング状剛性部は、前記アウターシール部、前記インナーシール部、および前記接続部と同一材料によって一体形成されていることを特徴とする。
［００１４］
第４発明に係る軸受けシールは、第１発明または第２発明において、
前記リング状剛性部は、前記アウターシール部、前記インナーシール部および前記接続部とは別部材でかつ剛性体から構成されていることを特徴とする。
ここで、別部材として構成するリング状剛性部としては、例えば、プラスチック、カーボン、ＳＰＣ等の材料からなるリング状部材を採用することができる。
［００１５］
第５発明に係る軸受けシールは、第４発明において、
前記リング状剛性部は、その一部または全部が、前記接続部に埋め込まれていることを特徴とする。
第６発明に係る軸受けシールは、第４発明において、
前記リング状剛性部は、その一部が、前記接続部に接していることを特徴とする。
ここで、リング状剛性部を接続部に埋め込むには、アウターシール部、インナーシール部および接続部の一体成形時に、その成形型内にリング状剛性部をセットして
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
って、衝撃による振動が作用した際においても、シール性が悪化するのを防止することができる。
［００２０］
また、アウターシール部とインナーシール部と接続部が弾性体からなる同一材料によって一体形成されているから、一度の成形工程によって、アウターシール部とインナーシール部と接続部を同時に成形することができる。従って、製造工程数の削減、製造経費節減、部品点数の削減に寄与できる。しかも、これらが同一材料によって一体形成されていることは、アウターシール部とインナーシール部とを別部材で形成する場合に比べ、全体としてコンパクトに構成できるから、特に、小型の軸受け構造にも適用できる利点がある。
［００２１］
さらに、インナーシール部は、テーパ筒状で、かつ、基端側から先端側へ向かうに従って肉厚が次第に薄くなるように形成されているから、軸受けシールが軸部に装着されると、軸部の外径寸法と軸受けシールの内径寸法との関係に応じて、インナーシール部のリング状シール面が先端側から基端側に沿って外側に弾性変形される。つまり、軸部の外径寸法に対して軸受けシールの内径寸法が小さくなるに従って、インナーシール部のリング状シール面が基端側から先端側に向かって徐々に弾性域内で拡張され、インナーシール部のリング状シール面と軸部の外周面との接触圧力が連続的に増大するから、高いシール性を発揮できる。
［００２２］
第２発明に係る軸受けシールによれば、インナーシール部は、先端側に肉厚部を有しているから、軸受けシールが軸部（ピンなど）に装着され、リング状シール面の最内周縁部が軸部外周面に圧接され、外側に弾性変形されると、先端側の肉厚部が伸長される。すると、その反力によって軸部に対する締め付け力が高まるので、軸部に対する密着性を向上させることができる。
第３発明に係る軸受けシールによれば、リング状剛性部は、アウターシール部、インナーシール部、および接続部と同一材料によって一体形成されているから、一度の成形工程によって、アウターシール部、リング状剛性部、接続部、およびインナーシール部を同時に成形することができる。従って、製造工程数の削減、製造経費節減、部品点数の削減に寄与できる。
［００２３］
第４発明に係る軸受けシールによれば、リング状剛性部を、アウターシール部、インナーシール部および接続部とは別部材の剛性体で構成したので、軸受けに作用する力に応じてリング状剛性部に最適な材料を選択することができる。
従って、リング状剛性部を最適なものとして、インナーシール部のシール性をより確実に維持することができる。
【国際調査報告】
2006049152.tif 000016
2006049152.tif 000017
2006049152.tif 000018
2006049152.tif 000019