WO2006049152A1

WO2006049152A1 - 軸受けシール

Info

Publication number: WO2006049152A1
Application number: PCT/JP2005/020081
Authority: WO
Inventors: Hiroshi Yamamoto; Jun Maruyama; Masato Miyake; Kazuhiro Hatake; Toru Matsuyama
Original assignee: Komatsu Ltd.
Priority date: 2004-11-02
Filing date: 2005-11-01
Publication date: 2006-05-11
Also published as: US20080054573A1; KR100871644B1; US7946592B2; CN101052832B; EP1826466A4; JPWO2006049152A1; KR20070062593A; CN101052832A; EP1826466A1

Abstract

　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。　

Description

明細書

軸受けシール

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、アームとパケットはピンにより揺動自在に連結されて!、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力も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、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、る。

[0004] 特許文献 1に記載された軸受けシールにお!、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。これによつて、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 20NZcm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, OOOMPa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、シール性が悪ィ匕する。このため、前述のようにスタビライザリップ 3bを追カ卩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、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!/、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ケ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

発明が解決しょうとする課題

[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、し力も、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ぐ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〖こなる。

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、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、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、通常時のシ一ル性は良いが、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かあつた。

[0010] 本発明の目的は、通常時のシール性が良ぐし力も、衝撃による振動が作用した際においてもシール性が悪ィ匕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カゝ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、高ヽ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、基端側力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ぐ例えば、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ヽ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、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力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等の材料力も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、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、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、。

[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力もなるアウターリングが設けられて、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力も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、軸受け内部に力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、外部力土砂等が侵入したり、隙間力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ぐ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ベぐ弾性変形し、軸部の変位を吸収する。従つて、衝撃による振動が作用した際においても、シール性が悪ィ匕するのを防止することがでさる。

[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力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。し力も、これらが同一材料によって一体形成されてヽることは、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、基端側力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力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力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, 52Α· ··リング状シール面、 26B, 52Β· ··最内周縁部、 2 6C, 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, Β, B1〜： Β6…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 1 03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力も構成され、ボス 1 02の内径はピン 101の外径よりも大きぐ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 Α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、ダ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 10 0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ぐ例えば、 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力つ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の内周面内端力もピン 101の端部へ向かって（潤滑油収納空間とは反対側へ向力つて）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力も先端側（図 3中右側方向:反潤滑油収納空間方向)へ向力に従って、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 1S 最内周縁部 26B力も最外周縁部 26Cへ向力つ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の剛性より低ぐかつ、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 2 6A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 26 A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に力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、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のインナ一シール部 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の変位を吸収すベぐ弾性変形部 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力、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、シール性が悪ィ匕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、。

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およびインナーシ一ル部 26が弾性体力もなる同一材料によって一体形成されているから、一度の成形ェ程によって、アウターシール部 25、リング状剛性部を兼ねる接続部 27およびインナ一シール部 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およびインナーシ一ル部 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の剛性より低ぐかつ、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つて、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ィ匕する。

(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!/、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の中心へ向力つ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実施形態のァゥターリング 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が弾性体力も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）力も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っ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、インナ一シール部 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 51 B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の中心へ向力つ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）へ向力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）へ向力うに従って、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 52 Aとピン 101の外周面との接触圧力が、最内周縁部 52B力も最外周縁部 52Cに向かつて徐々に増加する。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の剛性より低ぐかつ、ァウタ一シール部 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力形成され、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ぐ例えば、 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 5 2A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 52 A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によつ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、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ぐピン 101と共に径方向に変位される。インナーシ一ル部 52の外側に設けられたアウターシール部 51は、ピン 101の変位を吸収すベぐ薄肉変形部 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力アウターリング 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ぐ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に埋設した力これに限らず、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 5 1の変形を阻害しな、寸法であれば、上記例に限られな、。

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力、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、ィンナーリング 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 5 3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!/、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、その成形キヤビティ内にインナ一リング 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、ィンナーリング 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！ヽ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ぐ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力アウターリング 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

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、口ボットや、各種加工機械の軸受け部分にも利用することができる。

Claims

請求の範囲

[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、

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カゝ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。

[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ヽることを特徴とする請求項 1に記載の軸受けシール。

[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。

[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力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!、ずれかに記載の軸受けシール。

[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!/、ることを特徴とする請求項 4に記載の軸受けシール。

[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。

[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力も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。