(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向にブッシュ嵌着穴が形成されたボス部材と、前記ボス部材の軸方向両側に設けられた相手方部材と、前記ボス部材のブッシュ嵌着穴内に挿通され、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、前記ボス部材のブッシュ嵌着穴内に嵌着された外側ブッシュと、外周側が前記外側ブッシュ内に摺動可能に嵌合されると共に内周側が前記連結ピンに嵌着され、前記外側ブッシュの端面と軸方向で摺接する鍔部が径方向外向きに突出して設けられた内側ブッシュと、前記内側ブッシュの鍔部とボス部材との間をシールする第１のシール手段と、前記内側ブッシュと連結ピンとの間をシールする第２のシール手段とからなる軸受装置において、
前記第１のシール手段は、前記ボス部材のブッシュ嵌着穴内に取付けられる金属リングと、前記金属リングの内周側に固着され、前記内側ブッシュの鍔部外周面に弾性的に摺接するリップ部が径方向内向きに突出して設けられた第１のシールリングと、前記金属リングと第１のシールリングのリップ部との間に弾性変形状態で装着され、このリップ部を前記内側ブッシュの鍔部に弾性的に押付ける第１の弾性リングとから形成し、
前記第２のシール手段は、外周側が前記鍔部の内周側に形成したシール溝内に取付けられる取付部となり、内周側が径方向内向きに突出して前記連結ピンの外周面に弾性的に当接するリップ部となった第２のシールリングと、前記第２のシールリングの取付部とリップ部との間に弾性変形状態で装着され、このリップ部を前記連結ピンに弾性的に押付けると共に前記シール溝内に弾性的に当接する第２の弾性リングとから構成したことを特徴とする軸受装置。
【請求項２】
前記第１のシール手段には、前記金属リングの外周側とボス部材のブッシュ嵌着穴との間に位置して環状の弾性体を設けてなる請求項１に記載の軸受装置。
【請求項３】
軸方向にブッシュ嵌着穴が形成されたボス部材と、前記ボス部材の軸方向両側に設けられた相手方部材と、前記ボス部材のブッシュ嵌着穴内に挿通され、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、前記ボス部材のブッシュ嵌着穴内に嵌着された外側ブッシュと、外周側が前記外側ブッシュ内に摺動可能に嵌合されると共に内周側が前記連結ピンに嵌着され、前記外側ブッシュの端面と軸方向で摺接する鍔部が径方向外向きに突出して設けられた内側ブッシュと、前記内側ブッシュの鍔部とボス部材との間をシールする第１のシール手段と、前記内側ブッシュと連結ピンとの間をシールする第２のシール手段とからなる軸受装置において、
前記第１のシール手段は、外周側が前記ボス部材のブッシュ嵌着穴に形成した第１のシール溝内に取付けられる取付部となり、内周側が径方向内向きに突出して前記内側ブッシュの鍔部外周面に弾性的に摺接するリップ部となった第１のシールリングと、前記第１のシールリングの取付部とリップ部との間に弾性変形状態で装着され、このリップ部を前記内側ブッシュの鍔部に弾性的に押付けると共に前記第１のシール溝内に弾性的に当接する第１の弾性リングとから形成し、
前記第２のシール手段は、外周側が前記鍔部の内周側に形成した第２のシール溝内に取付けられる取付部となり、内周側が径方向内向きに突出して前記連結ピンの外周面に弾性的に当接するリップ部となった第２のシールリングと、前記第２のシールリングの取付部とリップ部との間に弾性変形状態で装着され、このリップ部を前記連結ピンに弾性的に押付けると共に前記第２のシール溝内に弾性的に当接する第２の弾性リングとから構成したことを特徴とする軸受装置。
【請求項４】
前記第１，第２のシールリングのうち少なくとも一つのシールリングには、前記リップ部と軸方向の異なる位置で径方向内向きに突出した環状の突起部を設け、当該シールリングの内周側には、この突起部と前記リップ部との間に位置して環状の油溜め室を形成す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。
【請求項５】
前記相手方部材は、前記連結ピンの端部側を挿嵌するピン挿嵌穴が形成された一対のブラケットからなり、前記各ブラケットの内周側には、前記連結ピンとの間をシールする第３のシール手段を設け、前記第３のシール手段は、外周側が前記ブラケットのピン挿嵌穴に形成したシール溝内に取付けられる取付部となり、内周側が径方向内向きに突出して前記連結ピンの外周面に弾性的に当接するリップ部となった第３のシールリングと、前記第３のシールリングの取付部とリップ部との間に弾性変形状態で装着され、このリップ部を前記連結ピンに弾性的に押付けると共に前記シール溝内に弾性的に当接する第３の弾性リングとから構成してなる請求項１，２または３に記載の軸受装置。
【請求項６】
前記第１，第２，第３のシールリングのうち少なくとも一つのシールリングには、前記リップ部と軸方向の異なる位置で径方向内向きに突出した環状の突起部を設け、当該シールリングの内周側には、この突起部と前記リップ部との間に位置して環状の油溜め室を形成する構成としてなる請求項５に記載の軸受装置。
【請求項７】
軸方向にブッシュ嵌着穴が形成されたボス部材と、前記ボス部材の軸方向両側に設けられた相手方部材と、前記ボス部材のブッシュ嵌着穴内に挿通され、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、前記ボス部材のブッシュ嵌着穴内に嵌着された外側ブッシュと、外周側が前記外側ブッシュ内に摺動可能に嵌合されると共に内周側が前記連結ピンに嵌着され、前記外側ブッシュの端面と軸方向で摺接する鍔部が径方向外向きに突出して設けられた内側ブッシュと、前記内側ブッシュの鍔部とボス部材との間をシールする第１のシール手段と、前記内側ブッシュと連結ピンとの間をシールする第２のシール手段とからなる軸受装置において、
前記第１のシール手段は、外周側が前記ボス部材のブッシュ嵌着穴内に取付けられる取付部となり、内周側が径方向内向きに突出して前記内側ブッシュの鍔部外周面に弾性的に摺接するリップ部となった第１のシールリングと、前記第１のシールリングの取付部とリップ部との間に弾性変形状態で装着され、このリップ部を前記内側ブッシュの鍔部に弾性的に押付ける第１の弾性リングとから形成し、
前記第２のシール手段は、外周側が前記鍔部の内周側に形成したシール溝内に取付けられる取付部となり、内周側が径方向内向きに突出して前記連結ピンの外周面に弾性的に当接するリップ部となった第２のシールリングと、前記第２のシールリングの取付部とリップ部との間に弾性変形状態で装着され、このリップ部を前記連結ピンに弾性的に押付けると共に前記シール溝内に弾性的に当接する第２の弾性リングとから構成したことを特徴とする軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、例えば油圧ショベル等に用いられる軸受装置は、軸方向にブッシュ嵌着穴が形成されたボス部材と、前記ボス部材の軸方向両側に設けられた相手方部材と、前記ボス部材のブッシュ嵌着穴内に挿通され、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、前記ボス部材のブッシュ嵌着穴内に嵌着された外側ブッシュと、外周側が前記外側ブッシュ内に摺動可能に嵌合され、内周側が前記連結ピンに嵌着された内側ブッシュとから構成されている（特開平９−３９７０号、実開昭５９−１３５９５１号公報等）。
【０００３】
この種の従来技術による軸受装置は、例えば油圧ショベルの作業装置を構成するブーム、アーム、バケット等の各連結部に用いられている。そして、例えばアームとバケットとの連結部では、アームの先端側に設けられたボス部材としてのアームボスと、バケットに設けられた相手方部材としてのブラケットとが連結ピンを介して回動可能に連結されている。
【０００４】
また、この軸受装置では、内側ブッシュが外側ブッシュから軸方向に突出し、この突出端側には、外側ブッシュの端面と軸方向で摺接する環状の鍔部が径方向外向きに突出して設けられている。さらに、内側ブッシュの鍔部外周側には、アームボスとの間をシールする第１のシール手段が設けられ、内側ブッシュの内周側には、連結ピンとの間をシールする第２のシール手段が設けられている。
【０００５】
ここで、第１のシール手段には、例えばゴム等の弾性材料からなるシールリングが設けられ、このシールリングは、内径寸法が内側ブッシュの鍔部の外径よりも僅かに小さく形成されている。そして、このシールリングは、外周側が金属リング等を介してアームボスのブッシュ嵌着穴内に取付けられ、内周側が内側ブッシュの鍔部外周面に弾性的に摺接することにより、外部からのダスト、水分等がアームボスと鍔部との間に侵入するのを防止している。
【０００６】
また、第２のシール手段も同様に、ゴム等のシールリングによって構成され、内径寸法が連結ピンの外径よりも僅かに小さく形成されている。そして、このシールリングは、内側ブッシュの内周側に形成したシール溝内に装着され、この状態で連結ピンの外周面に弾性的に当接することにより、内側ブッシュと連結ピンとの間をシールしている。
【０００７】
そして、油圧ショベルの運転中には、バケットがアームの先端側で回動されると、ブラケットが連結ピンと共にアームボスに対して回動し、このとき内側ブッシュは外側ブッシュとの間で摺動する構成となっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術では、第１のシール手段に設けられたシールリングの内径寸法を内側ブッシュの鍔部の外径よりも予め小さく形成し、シールリングを弾性変形させた状態で鍔部の外周面に締代（締付け力）をもって摺接させることにより、これらの間のシール性を保持している。また、第２のシール手段でも同様に、シールリングを連結ピンの外周面に締代をもって当接させることにより、これらの間のシール性を高めるようにしている。
【０００９】
しかし、シールリングはゴム等の弾性材料によって形成されているため、油圧ショベルを長期間に亘って使用するうちに経時劣化や非可逆性の変形等を生じる傾向があり、その弾性力が徐々に低下して締付け力が緩む場合がある。
【００１０】
このため、従来技術では、第１，第２のシール手段のシール性を長期間に亘って保持するのが難しいという問題がある。特に、バケットは、掘削作業中に土砂等と頻繁に接触したり、水中の土砂等をくみ上げるときに水没させたりするため、アームとバケットとのピン結合部には、シールリングの締付け力が僅かに緩んでいるだけでも土砂、水分等の異物が侵入し易くなり、この異物によって軸受装置が摩耗、損傷し、円滑に作動できなくなる虞れがある。
【００１１】
これに対し、例えば軟質の弾性材料等によってシールリングを形成し、シールリングを大きく弾性変形させた状態で装着することにより、その弾性復原力を利用して適切な締付け力を保持する方法が考えられる。しかし、この場合には、シールリングが早期に摩耗し易くなり、耐久性が低下するという問題がある。
【００１２】
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、本発明は、第１，第２のシール手段のシール性を長期間に亘って良好に保持でき、外側ブッシュと内側ブッシュとの摺動面および内側ブッシュと連結ピンとの間を安定してシールし続けることができると共に、耐久性、寿命を大幅に向上できるようにした軸受装置を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために本発明は、軸方向にブッシュ嵌着穴が形成されたボス部材と、ボス部材の軸方向両側に設けられた相手方部材と、ボス部材のブッシュ嵌着穴内に挿通され、ボス部材を相手方部材に連結する連結ピンと、ボス部材のブッシュ嵌着穴内に嵌着された外側ブッシュと、外周側が外側ブッシュ内に摺動可能に嵌合されると共に内周側が連結ピンに嵌着され、外側ブッシュの端面と軸方向で摺接する鍔部が径方向外向きに突出して設けられた内側ブッシュと、内側ブッシュの鍔部とボス部材との間をシールする第１のシール手段と、内側ブッシュと連結ピンとの間をシールする第２のシール手段とからなる軸受装置に適用される。
【００１４】
そして、請求項１の発明が採用する特徴は、前記第１のシール手段は、ボス部材のブッシュ嵌着穴内に取付けられる金属リングと、金属リングの内周側に固着され、内側ブッシュの鍔部外周面に弾性的に摺接するリップ部が径方向内向きに突出して設けられた第１のシールリングと、金属リングと第１のシールリングのリップ部との間に弾性変形状態で装着され、このリップ部を前記内側ブッシュの鍔部に弾性的に押付ける第１の弾性リングとから形成し、前記第２のシール手段は、外周側が鍔部の内周側に形成したシール溝内に取付けられる取付部となり、内周側が径方向内向きに突出して連結ピンの外周面に弾性的に当接するリップ部となった第２のシールリングと、第２のシールリングの取付部とリップ部との間に弾性変形状態で装着され、このリップ部を連結ピンに弾性的に押付けると共にシール溝内に弾性的に当接する第２の弾性リングとから構成したことにある。
【００１５】
このように構成することにより、第１のシール手段は、シールリングのリップ部が内側ブッシュの鍔部外周面に弾性的に摺接するから、ボス部材と鍔部との間をシールできる。また、第２のシール手段は、シールリングのリップ部が連結ピンの外周面に弾性的に当接することにより、内側ブッシュと連結ピンとの間をシールすることができる。そして、第１，第２のシール手段は、シールリングのリップ部による締付け力が緩んだ場合でも、リップ部の締付け力を弾性リングによって補償することができる。
【００１６】
また、請求項２の発明では、前記第１のシール手段には、金属リングの外周側とボス部材のブッシュ嵌着穴との間に位置して環状の弾性体を設けている。
【００１７】
これにより、第１のシール手段では、金属リングを弾性体を介してボス部材のブッシュ嵌着穴内に弾性的に取付けることができるから、金属リングとボス部材との間を弾性体によってシールすることができる。
【００１８】
一方、請求項３の発明が採用する特徴は、前記第１のシール手段は、外周側が前記ボス部材のブッシュ嵌着穴に形成した第１のシール溝内に取付けられる取付部となり、内周側が径方向内向きに突出して前記内側ブッシュの鍔部外周面に弾性的に摺接するリップ部となった第１のシールリングと、前記第１のシールリングの取付部とリップ部との間に弾性変形状態で装着され、このリップ部を前記内側ブッシュの鍔部に弾性的に押付けると共に前記第１のシール溝内に弾性的に当接する第１の弾性リングとから形成し、前記第２のシール手段は、外周側が前記鍔部の内周側に形成した第２のシール溝内に取付けられる取付部となり、内周側が径方向内向きに突出して前記連結ピンの外周面に弾性的に当接するリップ部となった第２のシールリングと、前記第２のシールリングの取付部とリップ部との間に弾性変形状態で装着され、このリップ部を前記連結ピンに弾性的に押付けると共に前記第２のシール溝内に弾性的に当接する第２の弾性リングとから構成したことにある。
【００１９】
これにより、第１のシールリングは、取付部がボス部材の第１のシール溝内に弾性的に取付けられ、リップ部が内側ブッシュの鍔部外周面に弾性的に摺接するから、前記第１のシールリングによってボス部材と鍔部との間をシールできる。また、第２のシールリングも同様に、内側ブッシュと連結ピンとの間をシールすることができる。そして、第１，第２の弾性リングは、これらの第１，第２のシールリングのリップ部による締付け力が緩んだ場合でも、弾性的な復原力によってリップ部の締付力を補償することができる。
また、請求項４の発明によると、前記第１，第２のシールリングのうち少なくとも一つのシールリングには、前記リップ部と軸方向の異なる位置で径方向内向きに突出した環状の突起部を設け、当該シールリングの内周側には、この突起部と前記リップ部との間に位置して環状の油溜め室を形成する構成としている。これにより、第１，第２のシールリングのうち少なくとも一つのシールリングの内周側に形成した環状の油溜め室内には、例えば軸受装置の組立時に潤滑剤を予め塗布しておくことができ、この潤滑剤をシールリングのリップ部に長期間に亘って供給することができる。
【００２０】
また、請求項５の発明によると、前記相手方部材は、連結ピンの端部側を挿嵌するピン挿嵌穴が形成された一対のブラケットからなり、該各ブラケットの内周側には、前記連結ピンとの間をシールする第３のシール手段を設け、前記第３のシール手段は、外周側が前記ブラケットのピン挿嵌穴に形成したシール溝内に取付けられる取付部となり、内周側が径方向内向きに突出して前記連結ピンの外周面に弾性的に当接するリップ部となった第３のシールリングと、前記第３のシールリングの取付部とリップ部との間に弾性変形状態で装着され、このリップ部を前記連結ピンに弾性的に押付けると共に前記シール溝内に弾性的に当接する第３の弾性リングとから構成している。
【００２１】
これにより、第３のシール手段は、第３のシールリングのリップ部が連結ピンの外周面に弾性的に当接するから、ブラケットと連結ピンとの間を第３のシールリングによりシールでき、この状態でリップ部の締付け力を弾性リングによって補償することができる。
【００２２】
さらに、請求項６の発明では、前記第１，第２，第３のシールリングのうち少なくとも一つのシールリングには、リップ部と軸方向の異なる位置で径方向内向きに突出した環状の突起部を設け、当該シールリングの内周側には、この突起部と前記リップ部との間に位置して環状の油溜め室を形成する構成としている。
【００２３】
これにより、第１，第２，第３のシールリングのうち少なくとも一つのシールリングの内周側に形成した環状の油溜め室内には、例えば軸受装置の組立時に潤滑剤を予め塗布しておくことができ、この潤滑剤をシールリングのリップ部に長期間に亘って供給することができる。
【００２４】
一方、請求項７の発明が採用する特徴は、前記第１のシール手段は、外周側がボス部材のブッシュ嵌着穴内に取付けられる取付部となり、内周側が径方向内向きに突出して内側ブッシュの鍔部外周面に弾性的に摺接するリップ部となった第１のシールリングと、第１のシールリングの取付部とリップ部との間に弾性変形状態で装着され、このリップ部を内側ブッシュの鍔部に弾性的に押付ける第１の弾性リングとから形成し、前記第２のシール手段は、外周側が鍔部の内周側に形成したシール溝内に取付けられる取付部となり、内周側が径方向内向きに突出して連結ピンの外周面に弾性的に当接するリップ部となった第２のシールリングと、第２のシールリングの取付部とリップ部との間に弾性変形状態で装着され、このリップ部を連結ピンに弾性的に押付けると共にシール溝内に弾性的に当接する第２の弾性リングとから構成したことにある。
【００２５】
これにより、第１のシール手段はボス部材と鍔部との間をシールでき、第２のシール手段は内側ブッシュと連結ピンとの間をシールすることができる。また、第１，第２のシール手段は、シールリングのリップ部による締付け力を弾性リングによって補償することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による実施の形態を、図１ないし図９を参照しつつ詳細に説明する。
【００２７】
ここで、図１ないし図３は本発明による第１の実施の形態を示し、本実施の形態では、軸受装置を油圧ショベルのピン結合部に適用した場合を例に挙げて説明する。
【００２８】
１は油圧ショベルの下部走行体、２は前記下部走行体１上に旋回可能に搭載された上部旋回体を示し、前記上部旋回体２の旋回フレーム３上には、運転室４、機械室等が設けられている。
【００２９】
５は上部旋回体２の前部に俯仰動可能に取付けられた作業装置で、前記作業装置５は、上部旋回体２の旋回フレーム３にピン結合されたブーム６と、前記ブーム６の先端側にピン結合されたアーム７と、前記アーム７の先端側にピン結合されたバケット８等とから構成されている。そして、ブーム６、アーム７およびバケット８は、それぞれブームシリンダ９、アームシリンダ１０およびバケットシリンダ１１によって回動される。
【００３０】
ここで、これらの各ピン結合部には本実施の形態による軸受装置が装備され、例えばアーム７とバケット８とは、図２に示す如く、この軸受装置を介して回動可能に連結されている。
【００３１】
１２はアーム７の先端側に設けたボス部材としてのアームボスで、前記アームボス１２は略円筒状に形成され、その内周側には軸方向の両端側に位置してブッシュ嵌着穴１２Ａ，１２Ａが形成されている。また、アームボス１２内には、軸方向の中間部に位置して環状の凹部１２Ｂが形成され、この凹部１２Ｂと各ブッシュ嵌着穴１２Ａとの間に位置して径方向内向きに突出した環状突起１２Ｃ，１２Ｃが形成されている。さらに、アームボス１２には、後述のグリス収容空間２２内に給脂を行うための給脂口およびニップル（いずれも図示せず）等が設けられている。
【００３２】
１３，１３はバケット８の外側に相手方部材として突設された左，右一対のブラケットで、前記各ブラケット１３は、アームボス１２の軸方向両端側に配設され、その内周側にはピン挿嵌穴１３Ａが軸方向に形成されている。
【００３３】
１４はアームボス１２と左，右のブラケット１３とを回動可能に連結した連結ピンで、前記連結ピン１４は、軸方向の両端側が各ブラケット１３のピン挿嵌穴１３Ａ内に挿嵌され、軸方向の中間部がアームボス１２内に挿通されている。そして、連結ピン１４は、一端側が抜止めピン１５を介して一方のブラケット１３に抜止めおよび回り止め状態で固定されている。
【００３４】
１６，１６はアームボス１２の各ブッシュ嵌着穴１２Ａ内に嵌着された一対の外側ブッシュで、前記各外側ブッシュ１６は、グリス収容空間２２に面した軸方向の内側端面がアームボス１２の環状突起１２Ｃに当接し、軸方向の外側端面が後述する内側ブッシュ１７の鍔部１７Ｂと摺接している。
【００３５】
１７，１７は各外側ブッシュ１６内に摺動可能に嵌合された一対の内側ブッシュで、前記各内側ブッシュ１７は、外側ブッシュ１６よりも長尺の略円筒状に形成され、外周側が外側ブッシュ１６との摺動面となっている。また、内側ブッシュ１７の内周側にはピン嵌着穴１７Ａが軸方向に形成され、このピン嵌着穴１７Ａ内には連結ピン１４が嵌着されている。
【００３６】
ここで、内側ブッシュ１７には、外側ブッシュ１６の軸方向外側に位置して径方向外向きに突出した環状の鍔部１７Ｂが一体形成されている。そして、鍔部１７Ｂの外周側には、アームボス１２との間に位置して後述する第１のシール装置２３を収容する環状のシール収容空間１８，１８が形成されている。また、内側ブッシュ１７内には、鍔部１７Ｂの内周側に位置して後述する第２のシール装置２８を装着する環状のシール溝１７Ｃが形成されている。
【００３７】
１９はアームボス１２内に配設されたグリスシール用のパイプで、前記パイプ１９は、各外側ブッシュ１６間に位置して各内側ブッシュ１７の外周側に嵌合され、止め輪２０，２０によって軸方向に位置決めされている。また、パイプ１９には、各内側ブッシュ１７との間に位置してＯリング２１，２１が装着されている。さらに、パイプ１９の外周側には、アームボス１２の凹部１２Ｂ内に位置して環状のグリス収容空間２２が形成され、このグリス収容空間２２内には、アームボス１２の給脂口等を介してグリスＧが充填されている。
【００３８】
そして、グリス収容空間２２内のグリスＧは、外側ブッシュ１６と内側ブッシュ１７との摺動面に供給されると共に、連結ピン１４と内側ブッシュ１７との間に浸入するのをパイプ１９、Ｏリング２１によって規制されている。
【００３９】
２３，２３は内側ブッシュ１７の鍔部１７Ｂとアームボス１２との間をシールする第１のシール手段としての第１のシール装置で、前記各シール装置２３は、図３に示す如く、後述の金属リング２４、第１のシールリング２６および第１の弾性リング２７からなり、アームボス１２の軸方向両端側で各シール収容空間１８内に配設されている。
【００４０】
２４はシール装置２３を構成する断面略コ字状の金属リングで、前記金属リング２４は、外周側にゴム等からなる筒状の弾性体２５が固着された筒部２４Ａと、筒部２４Ａの軸方向両端側を径方向内向きに屈曲させることにより形成された環状の屈曲部２４Ｂ，２４Ｃとからなり、金属リング２４は、弾性体２５を介してアームボス１２のブッシュ嵌着穴１２Ａ内に弾性的に嵌合されている。
【００４１】
２６は金属リング２４の内周側に固着された第１のシールリングで、前記シールリング２６は、例えばウレタンゴム等の弾性材料によって断面略「く」字状に形成されている。そして、シールリング２６は、金属リング２４の筒部２４Ａおよび屈曲部２４Ｂに接合された接合部２６Ａと、接合部２６Ａから径方向内側および軸方向外側に向けて斜めに突出し、先端側が内側ブッシュ１７の鍔部１７Ｂの外周面に弾性的に摺接するリップ部２６Ｂとから構成されている。
【００４２】
２７はシールリング２６よりも軟質の弾性材料である例えばニトリルゴム（ＮＢＲ）等により形成された第１の弾性リングで、前記弾性リング２７は、径方向に圧縮されるように柔軟性をもって大きく弾性変形した状態で金属リング２４とシールリング２６のリップ部２６Ｂとの間に装着され、リップ部２６Ｂを図３中の矢示Ａ方向に向けて鍔部１７Ｂに弾性的に押付けている。
【００４３】
２８，２８は内側ブッシュ１７のシール溝１７Ｃ内に装着された第２のシール手段としての第２のシール装置で、前記各シール装置２８は、図３に示す如く、後述する第２のシールリング２９と、第２の弾性リング３０とから構成されている。そして、シール装置２８は、内側ブッシュ１７と連結ピン１４との間にがたつき等による僅かな隙間が形成される場合でも、この隙間をシールしてダスト、水分等の侵入を防止するものである。
【００４４】
２９はウレタンゴム等の弾性材料から断面略コ字状に形成された第２のシールリングで、前記シールリング２９は、シール溝１７Ｃ内に弾性的に取付けられた断面略Ｌ字状の取付部２９Ａと、取付部２９Ａから径方向内側および軸方向外側に向けて斜めに突出したリップ部２９Ｂとからなり、リップ部２９Ｂは、先端側が連結ピン１４の外周面に弾性的に摺接している。
【００４５】
３０はニトリルゴム等により弾性リング２７とほぼ同様に形成された第２の弾性リングで、前記弾性リング３０は、径方向に圧縮されるように大きく弾性変形した状態でシールリング２９の取付部２９Ａとリップ部２９Ｂとの間に装着されている。そして、弾性リング３０は、取付部２９Ａを図３中の矢示Ｂ方向に向けてシール溝１７Ｃに弾性的に押付け、リップ部２９Ｂを矢示Ｃ方向に向けて連結ピン１４に弾性的に押付けている。また、弾性リング３０は、軸方向外側の端部３０Ａがシール溝１７Ｃに弾性的に当接している。
【００４６】
本実施の形態による軸受装置は上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。
【００４７】
まず、油圧ショベルの運転中には、図１中のバケット８がアーム７の先端側で回動されると、図２中の各ブラケット１３が連結ピン１４、内側ブッシュ１７と共にアームボス１２に対して回動する。これにより、内側ブッシュ１７は外側ブッシュ１６との間で摺動し、これらの摺動面には、グリス収容空間２２内に予め収容されたグリスＧが供給される。
【００４８】
また、第１のシール装置２３は、外部からのダスト、水分等がアームボス１２と内側ブッシュ１７の鍔部１７Ｂとの間を介して外側ブッシュ１６と内側ブッシュ１７との摺動面に侵入したり、これらの摺動面に供給されるグリスＧがアームボス１２から外部へと多量に漏れ出したりするのを防止する。さらに、第２のシール装置２８は、内側ブッシュ１７と連結ピン１４との間をシールし、これらの間にダスト、水分等が侵入して摩耗、錆等が生じるのを防止する。
【００４９】
一方、油圧ショベルを長期間に亘って使用するうちに、例えば第１のシール装置２３のシールリング２６が経時劣化等を生じて弾性力が低下したり、そのリップ部２６Ｂが摩耗したりすると、内側ブッシュ１７の鍔部１７Ｂに対する締付け力が弱くなってくる。しかし、この場合には、弾性リング２７の押付け力がリップ部２６Ｂの締付け力を補償するように作用し、リップ部２６Ｂは十分な締付力をもって鍔部１７Ｂの外周面に摺接し続ける。
【００５０】
特に、リップ部２６Ｂが摩耗後退したときには、これを補償するように弾性リング２７の形状が径方向内側等に向けて復原し、摩耗後退したリップ部２６Ｂの先端側を鍔部１７Ｂの外周面に押付ける。これにより、リップ部２６Ｂは、初期状態とほぼ同様の締付け力をもって鍔部１７Ｂの外周面に摺接した状態を保持する。また、第２のシール装置２８も同様に、シールリング２９のリップ部２９Ｂによる締付け力が弾性リング３０の復原力によって補償されるため、初期状態とほぼ同様の締付け力をもって連結ピン１４の外周面に当接した状態を長期間に亘り保持する。
【００５１】
かくして、本実施の形態では、金属リング２４、シールリング２６および弾性リング２７からなる第１のシール装置２３をアームボス１２のブッシュ嵌着穴１２Ａと内側ブッシュ１７の鍔部１７Ｂとの間に装着し、シールリング２９および弾性リング３０からなる第２のシール装置２８を内側ブッシュ１７と連結ピン１４との間に装着する構成としたから、アームボス１２と内側ブッシュ１７の鍔部１７Ｂとの間をシール装置２３によって確実にシールすることができる。
【００５２】
これにより、外部からのダスト、水分等がアームボス１２と鍔部１７Ｂとの間を介して外側ブッシュ１６と内側ブッシュ１７との摺動面に侵入し、これらの摺動面が摩耗、損傷されたり、前記摺動面に供給されるグリスＧがアームボス１２から外部へと多量に漏出したりするのをシール装置２３によって確実に防止でき、外側ブッシュ１６と内側ブッシュ１７とを円滑に摺動させることができる。
【００５３】
また、内側ブッシュ１７と連結ピン１４との間にがたつき等による僅かな隙間が形成される場合でも、この隙間をシール装置２８によってシールでき、これらの間に侵入したダスト、水分等により内側ブッシュ１７、連結ピン１４に摩耗、錆等が発生するのをシール装置２８によって確実に防止することができる。
【００５４】
そして、シール装置２３では、例えばシールリング２６の経時劣化、摩耗等によってリップ部２６Ｂの締付け力が緩んだ場合でも、この締付け力を弾性リング２７の復原力（押付け力）によって確実に補償でき、リップ部２６Ｂを鍔部１７Ｂの外周面に対し常に適切な締付け力をもって摺接させ続けることができる。また、シール装置２８でも、シールリング２９のリップ部２９Ｂの締付け力を弾性リング３０の復原力によって確実に補償でき、リップ部２９Ｂを連結ピン１４の外周面に対して長期間に亘り安定した状態で当接させることができる。
【００５５】
従って、本実施の形態によれば、第１，第２のシール装置２３，２８のシール性を長期間に亘って良好な状態に保持でき、外側ブッシュ１６と内側ブッシュ１７との摺動面、内側ブッシュ１７と連結ピン１４との間を安定してシールし続けることができると共に、耐久性、寿命を大幅に向上させることができる。
【００５６】
そして、この場合には、弾性リング２７，３０をシールリング２６，２９よりも軟質の弾性材料によって構成したから、耐摩耗性を有する弾性材料によってシールリング２６，２９を形成でき、かつリップ部２６Ｂ，２９Ｂに対して弾性リング２７，３０により長期間の弾性力（締付け力）を与えることができ、シール装置２３，２８のシール性能を大幅に高めることができる。
【００５７】
また、第１のシール装置２３には、シールリング２６の外周側に位置して金属リング２４を設けたから、外部からの衝撃等に対してシール装置２３の強度を向上させることができる。そして、シール装置２３の剛性を金属リング２４によって高めることができるから、軸受装置の組立時には、シール装置２３をアームボス１２のブッシュ嵌着穴１２Ａ内に容易に嵌合させることができ、シール装置２３の取付作業を効率よく行うことができる。
【００５８】
さらに、金属リング２４の外周側に弾性体２５を設け、金属リング２４を弾性体２５を介してアームボス１２のブッシュ嵌着穴１２Ａ内に取付けるようにしたから、金属リング２４とアームボス１２との間を弾性体２５によって確実にシールでき、シール性能を安定化することができる。
【００５９】
また、第２のシール装置２８では、弾性リング３０の端部３０Ａを内側ブッシュ１７のシール溝１７Ｃ内に弾性的に当接させたから、シールリング２９だけでなく弾性リング３０によっても内側ブッシュ１７と連結ピン１４との間をシールでき、シール性をより高めることができる。
【００６０】
次に、図４および図５は本発明による第２の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、第１のシール手段をブッシュ嵌着穴に形成したシール溝内に装着する構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前記第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。
【００６１】
３１は本実施の形態による軸受装置に設けたボス部材としてのアームボスを示し、前記アームボス３１には、第１の実施の形態によるアームボス１２とほぼ同様に、ブッシュ嵌着穴３１Ａ，３１Ａ、凹部３１Ｂおよび環状突起３１Ｃ，３１Ｃが設けられている。しかし、アームボス３１には、各ブッシュ嵌着穴３１Ａの軸方向外側寄りに位置して後述する第１のシール装置３８を装着する環状の第１のシール溝３２，３２が形成されている。
【００６２】
３３，３３はアームボス３１の各ブッシュ嵌着穴３１Ａ内に嵌着された一対の外側ブッシュで、前記各外側ブッシュ３３は、第１の実施の形態による外側ブッシュ１６よりも薄肉に形成されている。
【００６３】
３４，３４は各外側ブッシュ３３内に摺動可能に嵌合された一対の内側ブッシュで、前記各内側ブッシュ３４は、第１の実施の形態による内側ブッシュ１７とほぼ同様に、ピン挿嵌穴３４Ａ、鍔部３４Ｂおよび第２のシール溝３４Ｃを有し、鍔部３４Ｂは、外側ブッシュ３３の端面と軸方向で摺接している。また、各内側ブッシュ３４の外周側には、グリスシール用のパイプ３５が嵌合され、パイプ３５との間に位置してＯリング３６，３６が装着されている。そして、パイプ３５の外周側にはグリス収容空間３７が形成されている。
【００６４】
３８，３８はアームボス３１のシール溝３２内に装着された第１のシール手段としての第１のシール装置で、前記各シール装置３８は、図５に示す如く、ウレタンゴム等の弾性材料により断面略コ字状に形成された第１のシールリング３９と、ＮＢＲ等の弾性材料によって形成された第１の弾性リング４０とからなり、第１の実施の形態によるシール装置２８とほぼ同様に構成されている。そして、シール装置３８は、アームボス３１と内側ブッシュ３４の鍔部３４Ｂとの間をシールしている。
【００６５】
また、シールリング３９は、取付部３９Ａが第１のシール溝３２内に弾性的に取付けられ、リップ部３９Ｂが鍔部３４Ｂの外周面に弾性的に摺接している。さらに、弾性リング４０は、径方向に圧縮されるように大きく弾性変形した状態でシールリング３９の取付部３９Ａとリップ部３９Ｂとの間に装着され、リップ部３９Ｂを内側ブッシュ３４の鍔部３４Ｂに弾性的に押付けると共に、軸方向外側の端部４０Ａが第１のシール溝３２内に弾性的に当接している。
【００６６】
４１，４１は内側ブッシュ３４の第２のシール溝３４Ｃ内に装着された第２のシール手段としての第２のシール装置で、前記各シール装置４１は、第１の実施の形態によるシール装置２８とほぼ同様に、取付部４２Ａおよびリップ部４２Ｂを有する断面略コ字状に形成された第２のシールリング４２と、シールリング４２の取付部４２Ａとリップ部４２Ｂとの間に位置して径方向に弾性変形した状態で装着され、端部４３Ａが第２のシール溝３４Ｃ内に弾性的に当接した第２の弾性リング４３とからなり、内側ブッシュ３４と連結ピン１４との間をシールしている。
【００６７】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第１の実施の形態とほぼ同一の作用効果を得ることができるが、特に本実施の形態では、アームボス３１にシール溝３２を形成したので、第１のシール装置３８を外部からの衝撃等に対して確実に保護することができる。そして、例えば金属リング等を用いることなくシール装置３８を形成でき、シール装置３８に対する部品点数の削減、信頼性の向上を図ることができる。
【００６８】
次に、図６および図７は本発明による第３の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、ブラケットと連結ピンとの間をシールする第３のシール手段を設けたことにある。なお、本実施の形態では、前記第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。
【００６９】
５１，５１は本実施の形態による軸受装置に設けた相手方部材としてのブラケットを示し、前記各ブラケット５１には、第１の実施の形態によるブラケット１３とほぼ同様に、ピン挿嵌穴５１Ａが形成されている。しかし、各ブラケット５１には、図７に示す如く、ピン挿嵌穴５１Ａ内に位置して後述する第３のシール装置５３を装着する環状のシール溝５２，５２が形成されている。
【００７０】
５３，５３，…はブラケット５１の各シール溝５２内に装着された第３のシール手段としての第３のシール装置５３で、前記各シール装置５３は、第１の実施の形態によるシール装置２８とほぼ同様に、取付部５４Ａおよびリップ部５４Ｂを有する断面略コ字状に形成された第３のシールリング５４と、シールリング５４の取付部５４Ａとリップ部５４Ｂとの間に位置して径方向に弾性変形した状態で装着され、端部５５Ａがシール溝５２内に弾性的に当接した第３の弾性リング５５とからなり、ブラケット５１と連結ピン１４との間をシールしている。
【００７１】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第１の実施の形態とほぼ同一の作用効果を得ることができるが、特に本実施の形態では、ブラケット５１と連結ピン１４との間にがたつき等による僅かな隙間が形成される場合でも、この隙間に外部からのダスト、水分等が侵入するのをシール装置５３によって確実に防止でき、耐久性、信頼性を向上させることができる。また、シール装置５３をブラケット５１のシール溝５２内に装着することにより、外部からの衝撃等に対してシール装置５３を保護することができる。
【００７２】
次に、図８は本発明による第４の実施の形態を示し、本実施の形態では、前記第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。しかし、本実施の形態の特徴は、第２のシール手段としてのシール装置６１に対して後述の油溜め室６４を形成したことにある。
【００７３】
ここで、第２のシール装置６１は、第１の実施の形態によるシール装置２８とほぼ同様に、シールリング６２および弾性リング６３からなり、内側ブッシュ１７と連結ピン１４との間をシールしている。そして、シールリング６２は、内側ブッシュ１７のシール溝１７Ｃ内に取付けられた取付部６２Ａと、基端側が取付部６２Ａに一体形成され、先端側が径方向内側および軸方向外側に向けて斜めに突出したリップ部６２Ｂとから構成されている。
【００７４】
しかし、シールリング６２には、リップ部６２Ｂの基端側に位置して環状の突起部６２Ｃが一体形成されている。そして、突起部６２Ｃは、先端（内周）側がリップ部６２Ｂと軸方向の異なる位置で径方向内向きに突出し、リップ部６２Ｂと共に連結ピン１４の外周面に弾性的に摺接している。
【００７５】
これにより、シール装置６１の内周側には、シールリング６２のリップ部６２Ｂ、突起部６２Ｃおよび連結ピン１４の外周面との間に位置して環状の油溜め室６４が形成されている。そして、例えば軸受装置の組立時には、グリス等の潤滑剤Ｇ′が油溜め室６４内に予め塗布され、この潤滑剤Ｇ′は、シールリング６２のリップ部６２Ｂと連結ピン１４との間に長期間に亘って供給される。
【００７６】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第１の実施の形態とほぼ同一の作用効果を得ることができるが、特に本実施の形態では、油溜め室６４内に予め塗布しておいた潤滑剤Ｇ′をシールリング６２のリップ部６２Ｂと連結ピン１４との間に長期間に亘って供給でき、シール装置６１のシール性、耐久性を大幅に向上させることができる。
【００７７】
なお、前記第１の実施の形態では、金属リング２４を有する第１のシール装置２３をシール収容空間１８に設ける構成としたが、本発明はこれに限らず、第１の実施の形態に対する変形例として、図９に示すように構成してもよい。即ち、図９において、７１は第１の実施の形態で第１のシール装置２３に代えて用いられる第１のシール装置を示し、このシール装置７１は、シールリング７２および弾性リング７３によって構成され、シール収容空間１８に装着されている。この場合、シール装置７１は、例えば止め輪７４等を用いてシール収容空間１８内に位置決めされている。これにより、シール装置７１の構造を簡略化でき、その部品点数を削減することができる。
【００７８】
また、前記第１の実施の形態では、金属リング２４の外周側に弾性体２５を設ける構成としたが、本発明はこれに限らず、弾性体２５を省略し、金属リング２４をアームボス１２のブッシュ嵌着穴１２Ａ内に直接嵌合させる構成としてもよい。
【００７９】
さらに、前記各実施の形態では、第４の実施の形態におけるシール装置６１の内周側に環状の油溜め室６４を設ける構成としたが、本発明はこれに限らず、第１ないし第３の実施の形態におけるシール装置２３，２８，３８，４１，５３，７１の内周側に油溜め室を設ける構成としてもよい。
【００８０】
また、前記第３の実施の形態では、前記第１の実施の形態に対して第３のシール装置５３を設ける構成としたが、本発明はこれに限らず、前記第２の実施の形態に対してシール装置５３を設ける構成としてもよい。
【００８１】
そして、前記各実施の形態では、油圧ショベルのピン結合部を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば油圧クレーン等の建設機械や、農業用および産業用の機械等に設けられたピン結合部に適用してもよい。
【００８２】
【発明の効果】
以上詳述した通り、請求項１の発明によれば、第１のシール手段によってボス部材と内側ブッシュの鍔部との間をシールし、第２のシール手段によって内側ブッシュと連結ピンとの間をシールする構成としたから、第１，第２のシールリングの経時劣化等によってリップ部の締付け力が緩んだ場合でも、この締付け力を第１，第２の弾性リングの復原力によって確実に補償でき、これらのリップ部を鍔部または連結ピンの外周面に対し常に適切な締付け力をもって摺接させることができる。従って、外側ブッシュと内側ブッシュとの摺動面、内側ブッシュと連結ピンとの間を第１，第２のシール手段によって長期間に亘り安定してシールし続けることができ、耐久性、寿命を大幅に向上させることができる。また、第１のシール手段では、その強度、取付作業性を金属リングによって高めることができ、第２のシール手段では、弾性リングが内側ブッシュのシール溝内に弾性的に当接することにより、シール性を確実に高めることができる。
【００８３】
また、請求項２の発明によれば、金属リングを弾性体を介してボス部材のブッシュ嵌着穴内に取付ける構成としたから、金属リングとアームボスとの間を弾性体によって確実にシールでき、シール性能を安定化することができる。
【００８４】
一方、請求項３の発明によれば、シールリング、弾性リングからなる第１のシール手段をボス部材に形成した第１のシール溝内に装着する構成としたので、第１のシール手段を外部からの衝撃等に対して確実に保護でき、第１のシール手段に対する部品点数の削減、信頼性の向上を図ることができる。
また、請求項４の発明によると、第１，第２のシールリングのうち少なくとも一つのシールリングには、その内周側に油溜め室を設ける構成としているので、例えば軸受装置の組立時に油溜め室内に予め塗布しておいた潤滑剤を当該シールリングのリップ部に対し長期間に亘って供給でき、シール性、耐久性を大幅に向上させることができる。
【００８５】
また、請求項５の発明によれば、ブラケットの連結ピンとの間に第３のシール手段を設ける構成としたので、これらの間にがたつき等による僅かな隙間が形成される場合でも、この隙間に外部からのダスト、水分等が侵入するのを第３のシール手段によって確実に防止でき、耐久性、信頼性を向上させることができる。また、第３のシール手段をブラケットのシール溝内に装着することにより、外部からの衝撃等に対して第３のシール手段を保護することができる。
【００８６】
さらに、請求項６の発明によれば、第１，第２，第３のシールリングのうち少なくとも一つのシールリングには、その内周側に油溜め室を設ける構成としているので、例えば軸受装置の組立時に油溜め室内に予め塗布しておいた潤滑剤を当該シールリングのリップ部に対し長期間に亘って供給でき、シール性、耐久性を大幅に向上させることができる。
【００８７】
一方、請求項７の発明によれば、シールリング、弾性リングからなる第１のシール手段をボス部材のブッシュ嵌着穴と内側ブッシュの鍔部外周側との間に装着する構成としたので、第１のシール手段の構造を簡略化でき、その部品点数を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による軸受装置が適用される油圧ショベルを示す外観図である。
【図２】図１中の矢示II−II方向からみた軸受装置の縦断面図である。
【図３】第１，第２のシール手段を示す図２中の要部拡大図である。
【図４】第２の実施の形態による軸受装置を示す縦断面図である。
【図５】第１，第２のシール手段を示す図４中の要部拡大図である。
【図６】第３の実施の形態による軸受装置を示す縦断面図である。
【図７】第３のシール手段を示す図６中の要部拡大図である。
【図８】第４の実施の形態による軸受装置のシール手段を示す拡大図である。
【図９】第１の実施の形態に対する変形例を示す図３と同様の要部拡大図である。
【符号の説明】
１２，３１  アームボス（ボス部材）
１２Ａ，３１Ａ  ブッシュ嵌着穴
１３，５１  ブラケット（相手方部材）
１３Ａ  ピン挿嵌穴
１４  連結ピン
１６，３３  外側ブッシュ
１７，３４  内側ブッシュ
１７Ｂ，３４Ｂ  鍔部
１７Ｃ，３２，３４Ｃ，５２  シール溝
２３，３８，７１  第１のシール装置（第１のシール手段）
２４  金属リング
２５  弾性体
２６，３９，７２  第１のシールリング
２６Ｂ，２９Ｂ，３９Ｂ，４２Ｂ，５４Ｂ，６２Ｂ  リップ部
２７，４０，７３  第１の弾性リング
２８，４１，６１  第２のシール装置（第２のシール手段）
２９，４２，６２  第２のシールリング
２９Ａ，３９Ａ，４２Ａ，５４Ａ，６２Ａ  取付部
３０，４３，６３  第２の弾性リング
５３  第３のシール装置（第３のシール手段）
５４  第３のシールリング
５５  第３の弾性リング
６２Ｃ  突起部
６４  油溜め室
【図１】
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【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】
0003764262.tif 000008
【図８】
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【図９】
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