以下、本発明の実施の形態による軸受装� ��を、油圧ショベルに設けられた作業装置の� ��ームとバケットとの連結部に適用した場合� ��例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明す� ��。

 まず、図1ないし図9は、本発明の第1の実施� ��形態による軸受装置を示している。
 図中、1は建設機械としての油圧ショベルで 、該油圧ショベル1は、例えばクローラ式の� �部走行体2と、該下部走行体2上に旋回可能に 搭載された上部旋回体3と、該上部旋回体3の� ��部側に俯仰動可能に設けられた作業装置4と により大略構成されている。この場合、下部 走行体2と上部旋回体3は、油圧ショベル1の車 体を構成するものである。

 そして、作業装置4は、上部旋回体3の前� �側にピン結合され、ブームシリンダ5によっ� ��俯仰動されるブーム6と、該ブーム6の先端� �にピン結合され、アームシリンダ7によって� ��仰動されるアーム8と、該アーム8の先端側� �ピン結合され、バケットシリンダ9によって� ��動される作業具としてのバケット10とによ� �大略構成されている。

 ここで、ブーム6、アーム8、バケット10、 ブームシリンダ5、アームシリンダ7、バケッ� ��シリンダ9の各ピン結合部に設けられた軸受 装置のうち、代表例としてアーム8とバケッ� �10との間に設けられた軸受装置11について詳� ��する。

 即ち、11は例えばアーム8とバケット10と� �間に設けられた軸受装置で、該軸受装置11は 、アーム8の先端側にバケット10を回動可能に 連結するもので、後述のボス部材12、ブッシ� ��14、ブラケット15,16、連結ピン17、ダストシ� ��ル20等により構成されている。

 12はアーム8の先端部に設けられたボス部� ��で、該ボス部材12は、例えば鋼管を用いて� �筒状に形成されている。ここで、ボス部材12 の内周側には、図2に示すように軸方向の中� �部に位置し、後述のブッシュ14が嵌合される ブッシュ嵌合穴12Aと、軸方向の両端側に位置 し後述のダストシール20が嵌合されるシール� ��合穴12Bとが設けられている。

 そして、シール嵌合穴12Bの穴径は、ブッ� ��ュ嵌合穴12Aの穴径と等しいか、または僅か� ��大きい寸法に形成されている。これにより� ��ボス部材12のブッシュ嵌合穴12A内には、後� �のブッシュ14が軸方向外側のシール嵌合穴12B 側から、例えば圧入等の手段を用いて強制的 な外力を加えることにより嵌合されるもので ある。

 また、ボス部材12には、該ボス部材12内に グリース等の潤滑剤を給脂するため軸方向の 左,右両側に潤滑剤通路12Cが径方向に穿設さ� �ている。そして、これらの潤滑剤通路12Cは� �図2、図3に示すようにボス部材12の外周側で� ��脂ニップル13によって閉塞されるものであ� �。

 14はボス部材12のブッシュ嵌合穴12A内に圧 入等の手段によって嵌着された円筒状のブッ シュである。このブッシュ14の内周側は、後� ��の連結ピン17が挿通されるピン挿通穴14Aと� �っている。また、ブッシュ14の両端側には、 ボス部材12の潤滑剤通路12Cと対応する外周部� ��に全周に亘って形成された環状の凹溝14Bと� ��この凹溝14Bからピン挿通穴14Aに向けて径方� ��に貫通する潤滑剤通路14Cとが形成されてい� ��。

 これにより、給脂ニップル13から給脂さ� �た潤滑剤は、ボス部材12の潤滑剤通路12C、ブ ッシュ14の凹溝14B、潤滑剤通路14Cを通じて、� ��ッシュ14のピン挿通穴14Aと後述の連結ピン17 との間の摺動面に向けて供給されるものであ る。

 また、ブッシュ14の軸方向両端側には、� �2~図6に示すように環状の平坦面からなり、� �述のダストシール20(ブッシュ端面当接部20B)� ��対面して配置される端面14Dが設けられてい� ��。また、この端面14Dの径方向内側には、斜� ��に角度α(図4参照)で傾斜した環状のテーパ� �からなる径方向内側の面取り部14Eが設けら� �ている。さらに、端面14Dの径方向外側には� �面取り部14Eと同等な角度で斜めに傾斜した� �状のテーパ面からなる径方向外側の面取り� �14Fが設けられている。

 そして、この場合の面取り部14Fは、ボス� ��材12のブッシュ嵌合穴12A内にブッシュ14を押 込むように嵌合するときのガイド面となるよ うにテーパ状に形成されている。また、径方 向内側の面取り部14Eについても、後述の連結 ピン17をブッシュ14のピン挿通穴14A内に挿通� �るときのガイド面となるようにテーパ状に� �成されている。ここで、面取り部14Eは、角� �α(例えば、40°<α<50°、好ましくはα=45°) のテーパ面となっている。

 15,16はバケット10に一体に設けられた相手 方部材としての左,右のブラケットで、該ブ� �ケット15,16は、ボス部材12を左,右両側から挟 むように配設されている。そして、左,右の� �ラケット15,16には、ボス部材12のブッシュ嵌� ��穴12Aと同軸となるようにピン挿通穴15A,16Aが 穿設され、これらのピン挿通穴15A,16A内には� �述の連結ピン17が挿通される。

 これにより、左,右のブラケット15,16はボ� ��部材12に対して相対回転可能に連結される� �のである。また、右側のブラケット16には、 図2に示すように外側面に固定環16Bが溶接手� �により固定して設けられ、この固定環16B内� �は後述のボルト18が径方向に挿通される。

 17は軸受装置11の一部を構成する連結ピン で、該連結ピン17は、軸方向の一端側に大径� ��フランジ部17Aが設けられ、他端側には径方� ��に貫通するボルト挿通穴17Bが穿設されてい� ��。そして、連結ピン17は、軸方向の一端側� �ブラケット15のピン挿通穴15Aに挿通され、軸 方向の中間部がブッシュ14のピン挿通穴14Aに� ��動可能に挿通され、軸方向の他端側がブラ� ��ット16のピン挿通穴16Aに挿通される。これ� �より、連結ピン17は、ボス部材12を左,右のブ ラケット15,16間に回動可能に連結するもので� ��る。

 18は連結ピン17の抜止めを行うボルトで、 このボルト18は、図2に示す如く連結ピン17の� ��ランジ部17Aをブラケット15に当接させた状� �で、連結ピン17のボルト挿通穴17Bに対してブ ラケット16側の固定環16Bを介して挿通される� ��そして、この状態でボルト18の先端側には� �ット19が螺着され、これによりボルト18は、� ��結ピン17をブラケット15,16に対して抜止め状 態および廻止め状態に保持するものである。

 20はブッシュ14の軸方向両端側に位置して ボス部材12と連結ピン17との間に設けられた� �ストシールで、該ダストシール20は、外部か らの異物(例えば、ダスト、雨水)がブッシュ1 4のピン挿通穴14Aと連結ピン17の外周面との間 に入り込むのを防止し、両者の摺動面を異物 から保護するものである。そして、ダストシ ール20は、図7~図9に示すように断面U字状のリ ング体として形成されている。

 ここで、ダストシール20は、図3、図4に示 すように、ボス部材12のシール嵌合穴12B内に� ��代をもって嵌合される筒状の嵌合筒部20Aと� ��該嵌合筒部20Aから連結ピン17に向けて径方� �内向きに延び、ブッシュ14の端面14Dに面接触 状態で当接する環状のブッシュ端面当接部20B と、該ブッシュ端面当接部20Bの径方向内側に 位置し均一な内径をもって形成された円筒面 20Cと、前記ブッシュ端面当接部20Bおよび円筒 面20Cの径方向内側部位からブッシュ14とは軸� ��向の反対側、即ちブラケット15,16側に向け� �漸次縮径するように斜めに傾斜して延び、� �の最小径部となる先端部が連結ピン17の外周 面に適度な弾性力をもって摺動するリップ部 20Dと、後述のシール突起20Eとにより構成され ている。

 即ち、ダストシール20には、図4、図9に示 すようにブッシュ端面当接部20Bの径方向内側 部位から断面三角形状をなして突出するシー ル突起20Eが一体形成されている。そして、該 シール突起20Eは、均一な内径をもった円筒面 20Cに対して、リップ部20Dとは軸方向で逆向き に突出している。また、シール突起20Eは、断 面三角形の鋭角状をなす先端部20E1 を有し、 先端部20E1 が後述の仮想線21となす角度βは� �面取り部14Eの角度αよりも小さい角度(β<α )に形成されている。

 この場合、ブッシュ14の端面14D側に形成� �れる面取り部14Eの角度αは、40°<α<50°に 設定され、好ましくは45度(α=45°)のテーパ面� ��して形成されている。これに対し、シール� ��起20Eが仮想線21となす角度βは、例えば30°� �りも大きく、角度αよりも小さい角度(30°< β<α)に設定するのが好ましい。具体的には 、面取り部14Eの角度α=45°の場合、シール突� �20Eの角度βは、30°<β<45°に設定する。な お、シール突起20Eの角度βを、例えば30°以下 まで小さくすると、シール突起20Eが薄肉とな って強度低下を招き、早期に損傷、破損され る可能性が高くなるものである。

 また、ダストシール20は、シール突起20E� �基端とブッシュ端面当接部20Bとの間に鈍角� �の角部からなる境界部20Fを有している。こ� �境界部20Fは、図4に示すようにブッシュ14の� �面14Dと面取り部14Eとの境界位置と同等の径� �向寸法(同等な高さ位置)をもって形成されて いる。即ち、境界部20Fは、図4、図9中に二点� ��線で示す仮想線21上に配置されている。

 ここで、仮想線21は、ブッシュ14の端面14D と面取り部14Eとの境界位置と、ダストシール 20の境界部20Fとの間を結ぶ直線(軸線と平行な 直線)からなり、例えば連結ピン17の軸線、ま たはダストシール20の均一な円筒面20Cに対し� ��平行な直線として規定されるものである。

 そして、ダストシール20の嵌合筒部20Aを� �ス部材12のシール嵌合穴12B内に嵌合し、ブッ シュ14の端面14Dにブッシュ端面当接部20Bを対� ��させるときには、図5に示すように、シール 突起20Eの先端部20E1 がブッシュ14の面取り部1 4Eに先に接触した状態で被さる。

 次に、この状態からダストシール20をボ� �部材12内に押込んだときには、図6に示すよ� �にダストシール20のブッシュ端面当接部20Bが ブッシュ14の端面14Dに面接触するように当接� ��る。このときに、シール突起20Eは、ブッシ� ��14の面取り部14Eに被さるように、即ち面取� �部14Eの一部を覆うように当接する。

 これにより、シール突起20Eは、後述の如� ��潤滑剤の一部がブッシュ14の面取り部14E側� �ら流出し、端面14Dとブッシュ端面当接部20B� �の間に入り込むのを防ぎ、ブッシュ14の端面 14Dとダストシール20のブッシュ端面当接部20B� ��の間を封止状態に保つものである。

 また、ダストシール20は、例えば高硬度� �ステル系ウレタン、ポリエチレン、ポリエ� �テルエーテルケトン、ポリイミド、ポリア� �タール、ポリエチレンテレフタレート(PET)、 充填材入りのポリテトラフルオロエチレン(PT FE)またはポリオキシメチレン(POM)等からなる� ��己潤滑性を有した可撓性樹脂材料を用いて� ��成される。そして、これらの可撓性樹脂材� ��は、例えば合成ゴム等の軟質樹脂材料に比� ��して硬い材質であり、強度の高い樹脂材料� ��用いられるものである。

 また、ダストシール20は、図9に示す如く� ��合筒部20Aの厚さ寸法aが、例えば1.8~2.2mm(1.8mm ≦a≦2.2mm)、好ましくはa=2mm程度に設定されて いる。また、ブッシュ端面当接部20Bの厚さ寸 法bは、例えば1.8mm≦b≦2.2mm程度、好ましくは b=2mm程度に設定される。さらに、リップ部20D� ��厚さ寸法cは、例えば1.3mm≦b≦1.7mm程度、好� ��しくはc=1.5mm程度に設定されるものである。

 本実施の形態による油圧ショベル1は上述 の如き構成を有するもので、次に、油圧ショ ベル1を操作して掘削作業等を行うときの動� �について説明する。

 まず、オペレータは、上部旋回体3のキャ ブ内に搭乗し、該キャブ内に設けられた走行 用の操作レバーを操作することにより、下部 走行体2のクローラを駆動して油圧ショベル1� ��前進または後退させることができる。また� ��作業用の操作レバーを操作することにより� ��作業装置4を俯仰動させて土砂の掘削作業等 を行うことができる。

 また、作業装置4のバケット10を動作させ� ��ときには、バケットシリンダ9を伸縮するこ とにより、アーム8の先端側で軸受装置11の連 結ピン17を中心にしてバケット10を回動させ� �ことができる。このときに、ボス部材12と連 結ピン17との間に設けられたダストシール20� �、ブッシュ14のピン挿通穴14Aと連結ピン17と� ��摺動面にダスト(土砂)、水等の異物が入り� �むのを阻止するものである。

 この場合、ダストシール20の嵌合筒部20A� �、ボス部材12のシール嵌合穴12Bよりも予め大 径に形成され、シール嵌合穴12B内に締代をも って嵌合される。そして、このときにブッシ ュ端面当接部20Bは、ブッシュ14の端面14Dに弾� ��変形状態で当接される。また、ダストシー� ��20のリップ部20Dは、その先端側が連結ピン17 の外周面に適度な弾性力をもって摺接し、外 部からの異物がブッシュ14のピン挿通穴14Aと� ��結ピン17の外周面との間に入り込むのを防� �するものである。

 ところで、軸受装置11の最初の組立時、� �たは保守、点検等を行うメンテナンス時等� �は、グリース等の潤滑剤を給脂ニップル13側 から給脂する。このとき、潤滑剤は、ボス部 材12の潤滑剤通路12C、ブッシュ14の凹溝14B、� �滑剤通路14Cを通じてピン挿通穴14Aと連結ピ� �17との間の摺動面に向けて供給される。しか し、軸受装置11のブッシュ14と連結ピン17との 間に給脂された潤滑剤は、その一部が連結ピ ン17の外周面に沿って軸方向外側に流出し、� ��ストシール20のブッシュ端面当接部20Bとブ� �シュ14の端面14Dとの間に入り込む可能性があ る。

 そして、仮に、潤滑剤の一部がダストシ� ��ル20のブッシュ端面当接部20B側に入り込む� �、この潤滑剤の給脂作業に伴う給脂圧力に� �り、ダストシール20にはブッシュ14の端面14D� ��ら引き離される方向(ブラケット15,16に近づ� ��方向)に押圧力が作用する。このように、潤 滑剤から受ける押圧力が原因となって、ダス トシール20は、その一部がボス部材12のシー� �嵌合穴12Bから抜出してしまう虞れがある。

 そこで、本実施の形態によれば、ダスト� ��ール20にシール突起20Eを一体に形成し、こ� �シール突起20Eは、ブッシュ端面当接部20Bの� �方向内側部位からリップ部20Dとは逆向きに� �出してブッシュ14の面取り部14Eに被さるよう に当接する構成としている。また、この場合 のシール突起20Eは、ブッシュ端面当接部20Bの 径方向内側部位(境界部20Fの位置)から断面三� ��形状をなして内向きに突出し、その先端部2 0E1 の角度βを面取り部14Eの角度αよりも小さ い角度(β<α)に設定する構成としている。

 これにより、ダストシール20をボス部材12 のシール嵌合穴12B内に装着する場合には、図 5に示すようにブッシュ端面当接部20Bがブッ� �ュ14の端面14Dに対面する途中状態で、シール 突起20Eの先端部20E1 が先にブッシュ14の面取� ��部14Eに接触する。その後に、ダストシール2 0をボス部材12内に強く押込んだ組付け段階で は、図6に示すようにダストシール20のブッシ ュ端面当接部20Bがブッシュ14の端面14Dに広く� ��接触するように当接する。このとき、シー� ��突起20Eは、その全体がブッシュ14の面取り� �14Eに被さるように、即ち面取り部14Eを覆う� �うに当接することができる。

 この結果、グリース等の潤滑剤を給脂ニ� ��プル13側から給脂したときに、ブッシュ14と 連結ピン17との間に給脂された潤滑剤の一部� ��連結ピン17の外周面に沿って軸方向外側(面� ��り部14E側)に流出しても、シール突起20Eは、 この流出した潤滑剤がダストシール20のブッ� ��ュ端面当接部20Bとブッシュ14の端面14Dとの� �に入り込むのを抑えることができる。従っ� �、ブッシュ14の端面14Dとダストシール20のブ� ��シュ端面当接部20Bとの間を封止状態に保つ� ��とができる。

 このように、シール突起20Eを設けたこと� ��より、ブッシュ14と連結ピン17との間に給脂 された潤滑剤が面取り部14E側に流入するのが 阻止される。このため、前記潤滑剤は、図6� �の矢示A方向へと円筒面20Cに沿って流れ、そ� ��一部はリップ部20Dを径方向外側へと押上げ� ��ように弾性変形させ、リップ部20Dの外側へ� ��余剰油となって排出される。

 従って、本実施の形態では、ダストシー� ��20にシール突起20Eを設けることにより、外� �から給脂された潤滑剤の押圧力等がブッシ� �14の端面14Dとダストシール20のブッシュ端面� ��接部20Bとの間に作用するのを抑えることが� ��き、ダストシール20をボス部材12のシール嵌 合穴12B内で安定した姿勢に保つことができる 。そして、ダストシール20のシール突起20Eに� ��り、ブッシュ14の端面14Dとダストシール20の ブッシュ端面当接部20Bとの間を封止状態に保 つことができ、給脂圧力によるダストシール 20の抜出し防止を図ることができる。

 このため、例えば前述した特許文献1によ る従来技術のように、ダストシール20には、� ��合筒部20Aの外周側に、特別な抜止め部等を� ��加して設ける必要がなくなる。これにより� ��ダストシール20の成形、加工等を容易に行� �ことができ、生産性の向上、製造コストの� �減等を図ることができる。

 また、前述した嵌合筒部20A、ブッシュ端� ��当接部20B、リップ部20Dおよびシール突起20E� ��からなるダストシール20は、高硬度エステ� �系ウレタン、ポリエチレン、ポリエーテル� �ーテルケトン、ポリイミド、ポリアセター� �、ポリエチレンテレフタレート(PET)、充填材 入りのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)また はポリオキシメチレン(POM)等からなる自己潤� ��性を有した可撓性樹脂材料によって形成す� ��ことができる。

 そして、これらの可撓性樹脂材料は、自� ��潤滑性を有することにより、例えばダスト� ��ール20のリップ部20Dが連結ピン17の外周面に 低摩擦で摺動するのを補償でき、リップ部20D の摩耗、損傷等を長期間にわたり抑えること ができる。また、可撓性樹脂材料は、例えば 合成ゴム等の軟質樹脂材料に比較して硬い材 質であり、強度の高い樹脂材料が用いられる ため、ダストシール20としての耐久性、寿命� ��高めることができ、長期にわたって安定し� ��シール効果を発揮することができる。

 また、ダストシール20のシール突起20Eは� �ブッシュ14の面取り部14Eに対して先端部20E1  が先に接触した状態で、当該面取り部14Eに被 さるように当接している。この結果、シール 突起20Eの先端部20E1 側は、テーパ面となった 面取り部14Eに対して所謂リップの如く当接す ることができ、面取り部14Eとシール突起20Eと の当接面をシール状態に保つことができる。

 しかも、面取り部14Eを角度αの傾斜面と� �て形成したときに、シール突起20Eの先端部20 E1 の角度βを、例えば30°よりも大きく、角� �αよりも小さい角度に設定している(30°<β& lt;α)。これにより、図5、図6に示す如く、シ� ��ル突起20の先端部20E1 を面取り部14Eのテー� �面に密着するように当接でき、両者の間の� �ール性能を高めることができる。しかも、� �ール突起20Eはダストシール20の一部として一 体成形できるので、ダストシール20にシール� ��起20Eを容易に設けることができ、生産性の� ��上、製造コストの低減等を図ることができ� ��。

 次に、図10は本発明の第2の実施の形態を� ��し、第2の実施の形態の特徴は、ダストシー ルの嵌合筒部内に剛性を有したリングを埋め 込んで設ける構成としたことにある。なお、 第2の実施の形態では、前述した第1の実施の� ��態と同一の構成要素に同一の符号を付し、� ��の説明を省略するものとする。

 図中、31は第2の実施の形態で採用したダ� ��トシールで、該ダストシール31は、第1の実� ��の形態で述べたダストシール20とほぼ同様� �構成され、嵌合筒部31A、ブッシュ端面当接� �31B、円筒面31C、リップ部31D、先端部31E1 を� �ったシール突起31Eおよび境界部31Fを有して� �る。しかし、第2の実施の形態によるダスト� ��ール31は、嵌合筒部31A内に後述の金属環32を 埋設している点で、第1の実施の形態による� �ストシール20と相違している。

 32は剛性を有したリングを構成する金属� �を示し、この金属環32は、ダストシール31の� ��周にわたって延びる金属製のリングにより� ��成されている。そして、金属環32は、ダス� �シール31の嵌合筒部31A内に図10に示す如く埋� ��込まれ、その周囲は嵌合筒部31Aを形成する� ��脂材料により完全に覆われている。

 このため、ダストシール31の嵌合筒部31A� �、例えば第1の実施の形態で述べたダストシ� ��ル20の嵌合筒部20Aよりも金属環32の肉厚分だ け厚肉に形成されている。そして、剛体から なる金属環32は、ダストシール31の嵌合筒部31 Aをボス部材12のシール嵌合穴12B内に嵌合した ときに、その嵌合力を高める機能を有し、ボ ス部材12のシール嵌合穴12B内で嵌合筒部31Aを� ��止め状態に保持するものである。

 かくして、このように構成される第2の実 施の形態では、ダストシール31のブッシュ端� ��当接部31Bに、その径方向内側部位からリッ� ��部31Dとは逆向きに突出するシール突起31Eを� ��体に形成している。このため、このシール� ��起31Eは、ブッシュ14の面取り部14Eに被さる� �うに、即ち面取り部14Eを覆うように当接す� �ことができ、前述した第1の実施の形態とほ� ��同様の作用効果を得ることができる。

 しかも、第2の実施の形態では、ダストシ ール31の嵌合筒部31A内に金属環32を、図10に示 す如く埋設する構成としている。これにより 、ボス部材12のシール嵌合穴12B内に嵌合した� ��きに、ダストシール31の嵌合筒部31Aの嵌合� �を、金属環32により確実に高めることができ 、ボス部材12のシール嵌合穴12B内で嵌合筒部3 1Aを抜止め状態に保持することができる。

 なお、前記第1の実施の形態では、ダスト シール20の嵌合筒部20Aの厚さ寸法aを、例えば 1.8mm≦a≦2.2mmに形成する場合を例に挙げて説� ��した。しかし、本発明はこれに限らず、厚� ��寸法aを、例えば1.8mm未満として嵌合筒部を� ��成してもよく、または厚さ寸法aを2.2mmより� ��大きい寸法に形成してもよい。そして、こ� ��点は、ブッシュ端面当接部20Bの厚さ寸法bに ついても同様である。

 また、前記第1の実施の形態では、リップ 部20Dの厚さ寸法cを、例えば1.3mm≦c≦1.7mmに形 成する場合を例に挙げて説明した。しかし、 本発明はこれに限らず、厚さ寸法cを、例え� �1.3mm未満としてダストシールのリップ部を形 成してもよく、または厚さ寸法cを1.8mmよりも 大きい寸法に形成してもよい。

 即ち、第1の実施の形態で採用したダスト シール20の嵌合筒部20A、ブッシュ端面当接部2 0B、リップ部20D等の寸法は、ボス部材12、連� �ピン17等の外形寸法、設置スペース等の設計 に関する条件で、適宜に設定されるもので、 上述した数値に限定されるものではない。そ して、この点は第2の実施の形態で述べたダ� �トシール31にも同様に適用することができる 。

 また、各実施の形態では、軸受装置11を� �ーム8とバケット10との間のピン結合部に適� �した場合を例に挙げて説明した。しかし、� �発明はこれに限るものではなく、例えば作� �装置4を構成するブーム6の先端とアーム8と� �間のピン結合部、ブーム6のフート部と上部� ��回体3との間のピン結合部、各シリンダ5,7,9� ��ピン結合部等に軸受装置を適用してもよい� ��

 さらに、各実施の形態では、軸受装置11� �油圧ショベル1に適用した場合を例に挙げて� ��明したが、本発明はこれに限らず、油圧ク� ��ーン、リフトトラック等の他の建設機械に� ��広く適用できるものである。