JP2000320687A

JP2000320687A - ダストシール

Info

Publication number: JP2000320687A
Application number: JP11125863A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Yuasa; 孝之湯浅; Susumu Ishibashi; 進石橋
Original assignee: Caterpillar Mitsubishi Ltd; Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd
Current assignee: Caterpillar Japan Ltd; Caterpillar Mitsubishi Ltd
Priority date: 1999-05-06
Filing date: 1999-05-06
Publication date: 2000-11-24

Abstract

(57)【要約】【課題】高いシール性を維持できるようにすること。【解決手段】補強環４と、補強環４に装着されたシー
ル部材６とを含み、シール部材６はリップ部６６を備え
ているダストシール２。シール部材６の外周面には弾性
リング体７が嵌合保持される。リップ部６６は、軸１２
８の外周面に嵌合されると、それ自体の弾性圧縮力に加
えて弾性リング体７の弾性圧縮力により軸１２８の外周
面に圧接させられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種の機械におけ
る軸受部、例えば、建設機械である油圧ショベルのブー
ムとアームとを連結する軸受部、アームとバケットとを
連結する軸受部等において、ダストの浸入防止（防
塵）、防水等のために適用されるダストシールに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】機械における軸受部、例えば、建設機械
である油圧ショベルのブームとアームとを連結する軸受
部には、ダストの浸入防止（防塵）あるいは防水等のた
めにダストシールが使用されている。軸受部は、アーム
側に設けられた一対のボス部と、ボス部の各々に形成さ
れた共通の軸線を有する貫通孔に、それぞれ軸受を介し
て相対回転しうるよう支持された軸（ピン）とを備えて
いる。軸の両端部はボス部の各々の外側に突出してお
り、突出した軸の両端部に、ブーム側に設けられたヨー
ク部の連結孔が嵌合されている。軸の一端は固定手段に
よってヨーク部の片側に固定されている。軸の他端部に
はヨーク部の他側に隣接してスナップリングが装着され
ている。以上の如くして軸受部が構成され、アームがブ
ームに対し相対回転自在に支持される。

【０００３】上記軸受部において、軸受の各々はプレー
ンベアリングから構成されている。軸受の各々の内周面
には、周方向に延在する環状の溝と、環状の溝に交叉し
て軸線方向に直線状に延在する複数の溝とが形成され、
環状の溝が形成された部分には貫通孔が形成されてい
る。上記溝の各々及び貫通孔の各々はグリースの通路を
構成する。ボス部の各々にはグリースの注入孔が形成さ
れ、注入孔の各々の一端はボス部の表面に開口し、他端
は対応する軸受の上記貫通孔に連通している。ボス部の
各々の注入孔の各々からグリースが注入（圧入）され
る。グリースは、対応する軸受の貫通孔から各溝を通し
て軸受と軸との間に供給される。

【０００４】上記ボス部の各々の軸線方向の外側一端部
であって、軸受の各々の軸線方向の外側一端に隣接した
一端部には、それぞれダストシールのための環状の装着
部が形成され、この装着部の各々内にダストシールが装
着されている。ダストシールの典型例は、断面がＬ形の
補強環と、補強環に一体に装着された環状のシール部材
とを含んでいる。シール部材は、対応する軸受の軸線方
向の一端から離れる方向に向かって該軸線に近付く方向
に傾斜して延びる環状のリップ部と、リップ部の半径方
向外側に形成された環状の凹部（くぼみ部）とを備えて
いる。シール部材のシール面はリップ部の先端部の内周
面により規定され、リップ部の先端部の内周面は、それ
自体の弾性圧縮力によって軸の外周面に圧接させられ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のダストシー
ルによる軸受部のシールは、シール部材のリップ部の弾
性圧縮力のみにより行なわれるよう構成されているの
で、軸の外周面に対する緊縛力が比較的小さくしかもク
リープが大きいので緊縛力が変化して当初の緊縛力を維
持できず、シール性が低下する。シール性が低下すると
ダストの浸入が大きくなり、軸受部の耐久性を低下させ
る。更にはまた、特に軸受として長時間給脂間隔用ベア
リングが装着された場合には、リップ部におけるシール
面の潤滑材が徐々に失われてゆく傾向がみられ、その結
果、摩擦係数が大きくなって摩耗が促進される。また上
記従来のダストシールにおいては、シール部材がリップ
部の半径方向外側に環状の凹部（くぼみ部）を備えてい
るので、この凹部内に土砂が堆積し易い。凹部内に土砂
が堆積するとリップ部のシール面から浸入する可能性が
高くなる。更にはまた、軸（ピン）をシール部材のリッ
プ部を通して軸受内に挿入する際（組み込む際）、軸の
先端がシール部材のリップ部の凹部寄りに偏心して当た
った場合には、リップ部を容易に反転させて損傷させる
おそれがある。

【０００６】本発明は上記事実に基づいてなされたもの
であり、その目的は、軸の外周面に対する緊縛力が比較
的大きくしかもリップ部にクリープ及び摩耗が発生して
も当初の緊縛力を維持することができ、その結果高いシ
ール性を維持することができる、新規なダストシールを
提供することである。

【０００７】本発明の他の目的は、リップ部におけるシ
ール面の摩擦係数を低減することができ、したがって該
シール面の摩耗を低減することができる、新規なダスト
シールを提供することである。

【０００８】本発明のその他の目的及び特徴は、本発明
に従って構成されたダストシールの実施形態について、
添付図面を参照して詳細に説明する後の記載から明らか
になるであろう。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の一局面によれ
ば、補強環と、該補強環に装着された環状のシール部材
とを含み、該シール部材は環状のリップ部を備えている
ダストシールにおいて、該リップ部の外周面には弾性リ
ング体が嵌合保持され、該リップ部は、シールすべき軸
の外周面に嵌合されると、それ自体の弾性圧縮力に加え
て該弾性リング体の弾性圧縮力により該軸の外周面に圧
接させられる、ことを特徴とするダストシール、が提供
される。

【００１０】本発明の他の局面によれば、補強環と、該
補強環に装着された環状のシール部材とを含み、該シー
ル部材は環状のリップ部を備えているダストシールにお
いて、該リップ部の外周面に嵌合保持された弾性リング
体と、該補強環に装着された環状の補助シール部材とを
備え、該シール部材及び該補助シール部材がシールすべ
き軸の外周面に嵌合されると、該シール部材の該リップ
部は、それ自体の弾性圧縮力に加えて該弾性リング体の
弾性圧縮力により該軸の外周面に圧接させられ、該補助
シール部材の該内周面は該軸の外周面に圧接させられか
つ該リップ部の内周面と該軸の外周面と該補助シール部
材の内周縁部における該リップ部側の側面との間には環
状の隙間が形成される、ことを特徴とするダストシー
ル、が提供される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適実施形態を添
付図面を参照して更に詳細に説明する。なお図１〜図５
において、相互に実質上同一部分には、同一符号が付さ
れている。図１を参照して、全体を番号１００で示す油
圧ショベルは、下部走行体１０２と、下部走行体１０２
上に旋回自在に装着された上部旋回体１０４とを備えて
いる。上部旋回体１０４には運転室１０６、エンジン１
０８、作業機１１０等が備えられている。作業機１１０
は、一端部が上部旋回体１０４に回転自在に支持された
ブーム１１２と、ブーム１１２の他端部にその一端部寄
りの部分が回転自在に支持されたアーム１１４と、アー
ム１１４の他端部に回転自在に支持されたバケット１１
６とを備えている。ブーム１１２は、ブーム１１２と上
部旋回体１０４との間に設けられたブームシリンダ１１
８によって作動させられ、アーム１１４は、アーム１１
４とブーム１１２との間に設けられたアームシリンダ１
２０によって作動させられ、またバケット１１６は、バ
ケット１１６とアーム１１４との間に設けられたバケッ
トシリンダ１２２によって作動させられるよう構成され
ている。

【００１２】図１及び図２を参照して、ブーム１１２と
アーム１１４との間に設けられる軸受部は、アーム１１
４側に設けられた一対のボス部１２４と、ボス部１２４
の各々に形成された共通の軸線Ｌを有する貫通孔１２５
に、それぞれ軸受１２６を介して相対回転しうるよう支
持された軸（ピン）１２８とを備えている。軸１２８の
両端部はボス部１２４の各々の外側に突出するよう位置
付けられている。ボス部１２４の各々の外側に突出した
軸１２８の両端部に、ブーム１１２側に設けられたヨー
ク部１３０が、それに形成された連結孔１３２を介して
嵌合されている。軸１２８の一端には、固定手段の一部
を構成するプレート部材１３４が一体に固着され、プレ
ート部材１３４はまた、ヨーク部１３０の片側に、固定
手段の他の部分を構成するボルト１３６により固定され
ている。軸１２８の他端部の外周部に形成された図示し
ない環状溝にはヨーク部１３０の他側に隣接してスナッ
プリング１３８が装着されている。軸１２８はブーム１
１２のヨーク部１３０に相対回転できないよう一体的に
固定される。以上の如くして軸受部が構成され、アーム
１１４がブーム１１２に対し相対回転自在に支持され
る。

【００１３】上記軸受部において、軸受１２６の各々は
それ自体公知のプレーンベアリングから構成されてい
る。図示はされていないが、軸受１２６の各々の内周面
には、周方向に延在する環状の溝と、環状の溝に交叉し
て軸線Ｌ方向に直線状に延在する複数の溝とが形成さ
れ、環状の溝が形成された部分には貫通孔が形成されて
いる。上記溝の各々及び貫通孔の各々は潤滑材であるグ
リースの通路を構成する。ボス部１２４の各々にはグリ
ースの注入孔（図示せず）が形成され、注入孔の各々の
一端は対応するボス部１２４の表面に開口し、他端は対
応する軸受１２６の上記貫通孔に連通している。ボス部
１２４の各々の注入孔の各々からグリースが注入され
る。グリースは、対応する軸受１２６の貫通孔から各溝
を通して軸受１２６と軸１２８との間に供給される。

【００１４】図２と共に図３を参照して、上記ボス部１
２４の各々の軸線Ｌ方向の外側一端部であって、貫通孔
１２５の各々の軸線Ｌ方向の外側一端に隣接した一端部
には、それぞれ後述するダストシール２のための環状の
装着部１４０が形成されている。装着部１４０の各々
は、対応する貫通孔１２５よりも大径の内周面１４２
と、内周面１４２の内側端と対応する貫通孔１２５の軸
線Ｌ方向の外側一端との間に形成される環状の段部１４
４とから構成されている。段部１４４は、内周面１４２
の内側端から半径方向内側に向かって軸線Ｌに対し直角
に延びる環状の端面により形成されている。装着部１４
０の各々における段部１４４の半径方向内側への延長上
に、対応する上記軸受１２６の軸線Ｌ方向の一端面（外
側面）が位置付けられている。以上のような装着部１４
０の各々内に本発明のダストシール２が装着されてい
る。上記ボス部１２４の各々における軸受部の構成及び
それに使用されるダストシール２の構成は相互に実質上
同一である。

【００１５】図７を参照して、本発明におけるダストシ
ール２は、金属製の補強環４と、補強環４に一体に装着
された環状のシール部材６とを含んでいる。なお、以下
の説明において、軸線Ｌ方向の一方とは図３、図４、図
７、図８及び図１１において右方を意味し、また軸線Ｌ
方向の他方とは上記各図において左方を意味するものと
する。更にはまた、上記軸線Ｌは、ダストシール２の軸
線と共通であり、したがってダストシール２を構成する
全ての環状部材（以下において説明する、補強環４、シ
ール部材６、弾性リング体７、押さえ環８及び補助シー
ル部材９）の共通の軸線である。補強環４は、円筒部４
２と、円筒部４２の軸線Ｌ方向の他方側の一端から半径
方向内側に直角に延びる環状のフランジ部４４とを備
え、断面がＬ形状をなしている。弾性を有しかつ耐摩耗
性を有する材料、例えば、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、ポ
リウレタン等の合成ゴム、その他の弾性を有する合成樹
脂から形成されるシール部材６は、シール部材６の軸線
Ｌに平行な円筒部６２と、円筒部６２の軸線Ｌ方向の他
方側の一端から半径方向内側に直角に延びる環状の本体
部６４と、本体部６４の内周縁に一体に形成されてシー
ル部材６の内周縁部を規定するリップ部６６と、リップ
部６６の半径方向外側に形成された環状の凹部６８とを
備えている。リップ部６６は、シール部材６の軸線Ｌ方
向の他方から一方に向かってかつ軸線Ｌに近付く方向に
傾斜して延びるよう形成されている。なおリップ部６６
が本体部６４の内周縁と一体に接続される部分は、リッ
プ部６６の基部を規定する。凹部６８は、シール部材６
の外周面と同心の内周面と、該内周面の奥側の一端から
半径方向内側に直角に延びる端面と、該端面の半径方向
内端から軸線Ｌ方向の一方に向かってかつ軸線Ｌに近付
く方向に傾斜して延びる傾斜面６９とから構成されてい
る。傾斜面６９は、リップ部６６の外周面６９でもあ
る。リップ部６６の外周面６９は軸線Ｌに近付く方向に
傾斜角度θ１をもって傾斜して延びるよう形成されてい
る。

【００１６】シール部材６は、その円筒部６２の外周面
が補強環４の円筒部４２の内周面に、またその本体部６
４の軸線Ｌ方向の他方側の面（軸線Ｌ方向における凹部
６８と反対側の面）が補強環４のフランジ部４４におけ
る円筒部４２側の面に、またリップ部６６の、本体部６
４から軸線Ｌ方向の他方側に補強環４のフランジ部４４
の厚さ分だけ突出した端部の外周面がフランジ部４４の
内周面に、それぞれ焼付けられることにより補強環４に
一体に固着される。補強環４のフランジ部４４の表面
と、リップ部６６の、本体部６４から補強環４のフラン
ジ部４４の厚さ分だけ突出した端面とは軸線Ｌに直交す
る同一面上に位置付けられる。上記説明から明らかなよ
うに、補強環４の円筒部４２はシール部材６の外周面を
覆い、補強環４のフランジ部４４はシール部材６の軸線
Ｌ方向の他方側の（凹部６８と反対側の）少なくとも一
部を覆うように、シール部材６に固着される。

【００１７】シール部材６の凹部６８内には弾性リング
体７が嵌合保持される。弾性を有する材料、例えば、ニ
トリルゴム（ＮＢＲ）等の合成ゴムあるいはその他の弾
性を有する合成樹脂から形成される弾性リング体７は、
ほぼ台形状の断面を有し、その外周縁部における軸線Ｌ
方向の他方側の角部に面取りが形成され、内周面が軸線
Ｌ方向の一方に向かってかつ軸線Ｌに近付く方向に傾斜
した傾斜面７ａから構成されている。すなわち弾性リン
グ体７の内周面７ａは軸線Ｌに近付く方向に傾斜角度θ
２をもって傾斜して延びるよう形成されている。図７か
ら明らかなように、弾性リング体７の傾斜面７ａの、軸
線Ｌに対する傾斜角度θ２は、凹部６８の傾斜面６９す
なわちシール部材６のリップ部６６の外周面（傾斜面）
６９の、軸線Ｌに対する傾斜角度θ１よりも若干大きく
形成されている。弾性リング体７の小径側内周面（軸線
Ｌ方向の一方側の内周面）７ａと軸線Ｌ方向端面（軸線
Ｌ方向の一方側の端面）との間に形成される角部には、
断面がほぼＬ形状をなす環状の切欠き７ｂが形成されて
いる。切欠き７ｂは、内周面７ａの最小径を規定する先
端から半径方向外方に軸線Ｌに対しほぼ直角に延びる環
状の端面と、環状の端面の外径を規定する環状の段部と
からなる。環状の段部は、切欠き７ｂにおける環状の端
面と、弾性リング体７の軸線Ｌ方向の一方側の端面であ
って、切欠き７ｂにおける環状の端面よりも半径方向外
側の端面との間に形成される。弾性リング体７をシール
部材６の凹部６８内に嵌合（挿入）した状態で、弾性リ
ング体７の外周面は凹部６８の最大外径面である内周面
に当接し、弾性リング体７の軸線Ｌ方向の他方側の面
は、凹部６８の軸線Ｌ方向の最奥部である端面に当接
し、弾性リング体７の軸線Ｌ方向の一方側の面は、凹部
６８の開放端から若干軸線Ｌ方向の一方に突出するよう
位置付けられ、そして弾性リング体７の内周面７ａは、
リップ部６６の外周面６９の外周面に嵌合させられる。
上記したように、弾性リング体７の傾斜面７ａの傾斜角
度θ２とリップ部６６の外周面６９の傾斜角度θ１との
間には、θ２＞θ１の関係が規定されているので、リッ
プ部６６の外周面６９と弾性リング体７の傾斜面７ａと
の間には、軸線Ｌ方向の一方から他方に向かうにしたが
って徐々に大きくなるような環状の隙間が形成される。

【００１８】上記弾性リング体７は、周方向に複数個、
この実施形態においては１２個に分割されている。具体
的に説明すると、図５及び図６に示されているように、
弾性リング体７は、それぞれ実質上同一の構成を有する
弾性円弧部材７７から構成されている。弾性円弧部材７
７の各々を形成する材料及び断面形状は、いうまでもな
く上記した弾性リング体７と実質上同一であり、また弾
性円弧部材７７の周方向の両端面は、弾性円弧部材７７
の軸心（Ｌ）から３０度の角度で延びる２本の直線と一
致する面上に位置付けられるよう形成されている。した
がって、弾性円弧部材７７の各々の周方向の端面を相互
に隣接する弾性円弧部材７７に対し密接させて環状（円
形状）に配列することにより、上記した環状の弾性リン
グ体７が容易に構成されると共に、環状の凹部６８内に
その状態で容易に挿入されて装着される。

【００１９】ダストシール２はまた、弾性リング体７を
保持するための押さえ環８を備えている。金属製の押さ
え環８は、円筒部８２と、円筒部８２の軸線Ｌ方向の一
方側の一端から半径方向内側に直角に延びる環状の押さ
えフランジ部８４とを備えている。押さえ環８の円筒部
８２の内周面が補強環４の円筒部４２の外周面に圧着
（焼きばめ）されることにより、押さえ環８は補強環４
に固着されると共に、押さえ環８の押さえフランジ部８
４は、弾性リング体７の軸線Ｌ方向の外側面（軸線Ｌ方
向の一方側の面）を押さえるよう位置付けられる（図４
参照）。その結果、弾性リング体７は、軸線Ｌ方向の他
方に向かう方向（凹部６８の軸線Ｌ方向の最奥部に向か
う方向）に若干圧縮された状態で、凹部６８内に嵌合保
持される（図４参照）。弾性リング体７は、上記した如
く押さえ環８の押さえフランジ部８４によって軸線Ｌ方
向の他方に向かう方向に若干圧縮されることにより、凹
部６８の開放端から若干軸線Ｌ方向の一方に突出した片
側面がシール部材６の片側面と実質上同一面上に位置付
けられる（図４参照）。なお、押さえ環８の円筒部８２
の内周面が、補強環４の円筒部４２の外周面を覆うよう
に圧着される軸線Ｌ方向の範囲は、軸線Ｌ方向の一方側
の一端から軸線Ｌ方向の他方側に向かう全範囲ではな
く、補強環４の円筒部４２の外周面の、軸線Ｌ方向の他
方側の一部の領域を残すように規定されている。したが
って押さえ環８の円筒部８２の内周面が、補強環４の円
筒部４２の外周面を覆うように圧着された状態で、補強
環４の円筒部４２の外周面の、軸線Ｌ方向の他方側の一
部の領域は露呈された状態となる（図４参照）。

【００２０】ダストシール２は更にまた、リップ部６６
の基部側におけるシール部材６の端面に密接するよう補
強環４に装着された環状の補助シール部材９を備えてい
る。弾性を有する材料、例えば、ニトリルゴム（ＮＢ
Ｒ）、ポリウレタン等の合成ゴム、あるいはその他の弾
性を有する合成樹脂から形成される補助シール部材９
は、円筒部９２と、円筒部９２の軸線Ｌ方向の他方側の
一端から半径方向内側に直角に延びる環状の本体部９４
とを備えている。本体部９４の内周縁部は、リップ部６
６側である補助シール部材９の軸線Ｌ方向の一方側（軸
線Ｌ方向における円筒部９２側）に向かってかつ軸線Ｌ
に近付く方向に若干傾斜して延びるよう形成されてい
る。本体部９４の内周縁部には、周方向に間隔をおいて
複数個の貫通孔９６が形成されている。なお、これら複
数個の貫通孔９６に代えて図示しないスリット（内周面
から半径方向外方に向かって一定の幅で所定の長さだけ
延びると共に軸方向の一端から他端に抜けるようなスリ
ット）を形成する実施形態もある。補助シール部材９の
内周縁部における、リップ部６６側の端面には、該端面
からリップ部６６方向に延び出す羽根部（突出部）９７
が周方向に間隔をおいて複数個形成されている。羽根部
９７は、補助シール部材９の内周縁部における、貫通孔
９６の半径方向内側に形成され、各々の内周面は補助シ
ール部材９の内周面、したがって本体部９４の内周面と
一致するよう構成されている。補助シール部材９の内周
縁部からリップ部６６方向に突出した羽根部９７の各々
の周方向の両端面は、補助シール部材９の軸線Ｌと平行
に延在するよう形成されているが、軸線Ｌに対して周方
向の一方に向かって傾斜して延在するよう構成する実施
形態もある。

【００２１】上記の如く構成された補助シール部材９の
円筒部９２の内周面が補強環４の円筒部４２の外周面
（上記の如く、押さえ環８の円筒部８２の内周面が圧着
されていない露呈された軸線Ｌ方向の他方側の一部領域
における外周面）に嵌合されることにより、補助シール
部材９は、補強環４に装着されると共に補助シール部材
９の本体部９４は、少なくとも補強環４のフランジ部４
４の軸線Ｌ方向の他方側の表面に密接して位置付けられ
る。実施形態では、補強環４のフランジ部４４の上記表
面の、半径方向内側に向かう延長上にシール部材６のリ
ップ部６６の軸線Ｌ方向の他方側の一端面が存在するの
で、補助シール部材９の本体部９４はリップ部６６の該
一端面にも密接して位置付けられる（図４参照）。上記
の如くして補助シール部材９が補強環４に装着された状
態で、補助シール部材９の円筒部９２の外周面の直径
は、押さえ環８の円筒部８２の外周面の直径よりも若干
小さくなるよう規定されている（図４参照）。

【００２２】図４を参照して、以上のとおりにして組み
立てられたダストシール２は、その押さえ環８の円筒部
８２の外周面が、ボス部１２４の装着部１４０の内周面
１４２内に圧入されることにより、ボス部１２４の装着
部１４０に装着される。補助シール部材９の円筒部９２
の外径は、押さえ環８の円筒部８２の外径よりも若干小
さく規定されているので、上記圧入は円滑かつ確実に遂
行され、該圧入によって補助シール部材９の円筒部９２
が損傷されることもない。ダストシール２がボス部１２
４の装着部１４０に装着された状態で、補助シール部材
９の本体部９４の表面（軸線Ｌ方向の他方側の表面）
は、装着部１４０の段部１４４の表面及びそれと実質上
同一面上に位置する軸受１２６の軸線Ｌ方向の一方側の
端面に実質上密接して位置付けられる。上記リップ部６
６は、軸受１２６の上記端面から離れる方向に向かって
かつ軸線Ｌに近付く方向に傾斜して延びるよう位置付け
られる。また補助シール部材９の本体部９４の内周縁部
も、軸受１２６の上記端面から離れる方向に向かってか
つ軸線Ｌに近付く方向に傾斜して延びるよう位置付けら
れる。ダストシール２がボス部１２４の装着部１４０に
装着された状態において、しかも軸１２８が嵌合されな
い状態において、弾性リング体の内周面の傾斜角度θ２
と、リップ部６６の外周面の傾斜角度θ１との間には、
θ２＞θ１の関係が保持されている。

【００２３】図３を参照して、ダストシール２がボス部
１２４の装着部１４０に装着された後、軸受１２６内に
軸１２８が挿入されて組み込まれる。シール部材６に軸
１２８の外周面が嵌合されると、リップ部６は軸１２８
の外周面によって半径方向外方に弾性的に拡大されるよ
う、その傾斜した内周面の径が規定されているので、弾
性リング体７もリップ部６６を介して凹部６８内で圧縮
される。これによりリップ部６６の内周面は、それ自体
の弾性圧縮力に加えて弾性リング体７の弾性圧縮力によ
り軸１２８の外周面に圧接させられる。その結果、リッ
プ部６６の軸１２８の外周面に対する緊縛力が、従来の
リップ部６６のみの弾性圧縮力に比較して大きくなり、
しかもリップ部６６にクリープ及び摩耗が発生しても、
弾性リング体７の弾性圧縮力によって当初の緊縛力を維
持することができるので、高いシール性を維持すること
ができる。高いシール性を維持できることに起因して、
ダストの浸入を効果的に防止することができ、軸受部の
耐久性を向上させることができる。上記ダストシール２
においては、リップ部６６が軸１２８の外周面に嵌合さ
れた状態で、弾性リング体７の、リップ部６６の外周面
６９に作用する弾性圧縮力が、リップ部６６の、軸１２
８の外周面に作用する弾性圧縮力よりも大きくなるよう
に規定されている。これは、弾性リング体７を、その弾
性力がリップ部６６の弾性力よりも大きな弾性力を有す
る材料により形成することにより、容易に達成される。

【００２４】この作用を図８を参照して更に具体的に説
明すると、リップ部６６が軸１２８の外周面に嵌合され
ると、締め代Ｓだけ半径方向外方にその内周面したがっ
てその外周面６９も拡大される。このため、リップ部６
６は、軸１２８の外周面に対しＦ１の弾性圧縮力をもっ
て締め付ける。他方、弾性リング体７は、リップ部６６
の外周面６９が半径方向外方に拡大されることにより、
その内周面７ａがリップ部６６の外周面６９に対しＦ２
の弾性圧縮力をもって締め付ける。そして弾性リング体
７の弾性力はリップ部６６の弾性力よりも大きな弾性力
を有する材料により形成されることにより、Ｆ２／Ｓ＞
Ｆ１／Ｓの関係が成立することになる。これによりリッ
プ部６６にクリープ及び摩耗が発生しても、弾性リング
体７の弾性圧縮力によって当初の緊縛力を維持すること
ができ、高いシール性を長期にわたって維持することが
できるのである。また、ダストの侵入を従来のリップ部
６６のみのダストシールにおける以上に効果的に防止す
ることができる。

【００２５】上記した如く、シール部材６に軸１２８の
外周面が嵌合されて、リップ部６６が軸１２８の外周面
によって半径方向外方に弾性的に拡大されると、リップ
部６６の外周面６９は弾性リング体７の内周面７ａに圧
接させられる。そしてリップ部６６の外周面６９はシー
ル部材６の軸線Ｌに近付く方向に傾斜角度θ１をもって
傾斜して延びるよう形成され、弾性リング体７の内周面
７ａは軸線Ｌに近付く方向に傾斜角度θ２をもって傾斜
して延びるよう形成され、θ２＞θ１に規定されている
ので、リップ部６６のシール面に常に適切で先端部に高
い面圧Ｐ（図８参照）を得ることができる。その結果、
リップ部６６にクリープ及び摩耗が発生しても、弾性リ
ング体７の弾性圧縮力によって当初の緊縛力を維持する
ことができ、高いシール性を長期にわたって維持するこ
とができるのである。また、ダストの侵入を従来のリッ
プ部６６のみのダストシールにおける以上に効果的に防
止することができる。

【００２６】上記したダストシール２においてはまた、
弾性リング体７の小径側（軸線Ｌの一方側）内周面と軸
線Ｌ方向端面との間に形成される角部には、断面がほぼ
Ｌ形状をなす環状の切欠き７ｂが形成されている。この
構成により、弾性リング体７の内周面７ａの小径側の内
周縁部に設けられる締め代に相当する圧縮代ｈを十分確
実に逃げることができ、その結果、リップ部６６の、軸
１２８の外周面に対する面圧Ｐを、過剰でも過少でもな
い適性な面圧Ｐとすることができる（図８参照）。

【００２７】上記したダストシール２においてはまた、
弾性リング体７は周方向に複数個に分割されている。す
なわち、先に述べたように、弾性リング体７は、それぞ
れ実質上同一の構成を有する１２個の弾性円弧部材７７
から構成され、それらが環状の凹部６８内に円形に配列
されて挿入・取り付けられる。リップ部６６が軸１２８
の外周面に嵌合されると、締め代Ｓだけ半径方向外方に
その内周面が拡大されるので、弾性リング体７の内周面
７ａの小径側が圧縮代ｈだけ半径方向外方に拡大され
る。弾性リング体７が上記の如く分割されているので、
圧縮代ｈに起因して切欠き７ｂには、たわみによる片持
梁力が作用する。その結果、リップ部６６の、軸１２８
の外周面に対するシール面に常に均一な力を、その円周
の全面にわたって、及びシール面の軸線Ｌ方向の全領域
にわたって付与することができる。これによりリップ部
６６の、軸１２８の外周面に対する面圧Ｐを、過剰でも
過少でもない適性な面圧Ｐとすることができる（図９及
び図１０参照）。弾性リング体７を一体に形成する実施
形態もあるが、フープ力の作用によって切欠き７ｂ側の
内周面には過剰に大きな弾性力が発生するおそれがある
ので、上記の如く周方向に複数個に分割されるよう構成
することが好ましい。

【００２８】また、軸受１２６内に軸１２８が挿入され
て組み込まれると、補助シール部材９の本体部９４の内
周面は軸１２８の外周面に圧接させられると共に、シー
ル部材６のリップ部６６の内周面と軸１２８の外周面と
上記本体部９４の内周縁部におけるリップ部６６側の側
面との間には環状の隙間Ｓ１が形成される。そしてこの
隙間Ｓ１は、本体部９４の貫通孔９６（又は貫通孔９６
に代わる図示しないスリット）の各々を介して、軸受１
２６の内周面と軸１２８の外周面との間に形成される隙
間Ｓ２に連通されるよう構成される。したがって、先に
述べたように、ボス部１２４の図示しない注入孔からグ
リースが注入されると、グリースは、軸受１２６の図示
しない貫通孔から軸受１２６の図示しない溝を通して軸
受１２６と軸１２８との間の上記隙間Ｓ２に供給され
る。このようにして注入されたグリースは、補助シール
部材９の本体部９４における貫通孔９６の各々を通し
て、及び本体部９４の内周縁部のたわみ（弾性変形）に
よって上記隙間Ｓ１に充填される。本体部９４の内周縁
部に形成された上記軸線Ｌ方向の一方側への傾斜は、グ
リース注入時における上記たわみを容易にし、グリース
の隙間Ｓ１への流入、充填を円滑に遂行させる。上記貫
通孔９６（又は貫通孔９６に代わる図示しないスリッ
ト）の各々はグリースの通路として機能する。

【００２９】上記の如き補助シール部材９を設けること
により、上記隙間Ｓ１、したがってリップ部６６のシー
ル面の軸線Ｌ方向の直内側にグリースを介在させる（溜
める）ことが可能となるので、シール部材６のリップ部
６６におけるシール面の摩擦係数を低減することがで
き、したがってその摩耗を低減することができる。この
ため軸受として長時間給脂間隔用ベアリングを装着した
場合においてもその摩擦係数を低く維持することがで
き、摩耗を低減することができる。リップ部６６の上記
面圧Ｐが弾性リング体７により従来のリップ部６６のみ
のダストシールにおける面圧よりも高くなるので、リッ
プ部６６のシール面にはリップ部６６の磨耗を低減させ
るに必要なグリースを供給する必要があるが、上記の如
き補助シール部材９を設けることは、このような潤滑効
果を十分確実に達成せしめるものである。更にはまた、
軸受１２６側から直接リップ部６６へグリースの軸線Ｌ
方向への圧力が作用することが防止される（堰の機能を
も有する）ので、リップ部６６のシール面からグリース
が過剰に漏出することが防止される。

【００３０】上記補助シール部材９の内周縁部におけ
る、リップ部６６側の端面には、該端面からリップ部６
６方向に延び出す羽根部９７が周方向に間隔をおいて複
数個形成されている。このような構成により、補助シー
ル部材９と軸１２８との間に相対回転が生ずると、隙間
Ｓ１内に溜められたグリースに流れ及びポンピング作用
が発生する（図８において矢印ｆは上記グリースの流れ
の方向を示している）。その結果、隙間Ｓ１に溜められ
たグリースがリップ部６６のシール面に向けて積極的に
移動せしめられ、グリースがシール面の全面に均等に行
き渡り、リップ部６６のシール面の潤滑効果が促進さ
れ、摩耗の低減を一層効果的に遂行することを可能とす
るものである。

【００３１】上記ダストシール２においてはまた、シー
ル部材６の凹部６８内には弾性リング体７が嵌合保持さ
れ、しかも弾性リング体７の軸線方向外側面は、押さえ
環８の押さえフランジ部８４によってその大部分が押さ
えられ、したがってカバーされているので、凹部６８は
弾性リング体７によって実質上充填され、従来の如き外
側が開放された凹部（くぼみ部）が実質上存在しなくな
る。その結果、シール部材６には従来の如く凹部６８内
に土砂が堆積する不具合は完全に防止され、堆積した土
砂がシール部材６のリップ部６６のシール面から浸入す
ることも防止され、軸受部の耐久性が確保される。

【００３２】シール部材６に凹部が実質上存在しなくな
ることに起因して、軸１２８の組み込み時におけるリッ
プ部６６の損傷を防止することができる。すなわち、図
２において左側のボス部１２４に装着されたダストシー
ル２は、右側のボス部１２４に装着されたダストシール
２に対し、その軸線Ｌ方向の向きが対称的に位置付けら
れる。したがって図２において左側のボス部１２４に装
着されたダストシール２においては、リップ部６６は、
軸受１２６の上記端面から離れる方向に向かって（図２
において左側に向かって）かつ軸線Ｌに近付く方向に傾
斜して延びるよう位置付けられるが、軸１２８は、図２
において軸線Ｌ方向の左から右へ挿入して組み付けられ
る。このため、軸１２８を、図２において左側のダスト
シール２におけるシール部材６のリップ部６６を通して
軸受１２５内に挿入する際（組み込む際）、軸１２８の
先端（図２において右端）がシール部材６のリップ部６
６の凹部６８寄りに偏心して当たった場合、従来の如く
リップ部６６の半径方向外側に環状の凹部が存在する場
合には、リップ部６６を容易に反転させて損傷させるお
それがあるが、本発明のダストシール２のシール部材６
には、凹部６８が弾性リング体７によって充填されて実
質上存在しなくなるので凹部６８の部分がガイドの役割
を果たし、リップ部６６を損傷させることなく軸１２８
が挿入される。

【００３３】図１１には、本発明におけるダストシール
２の他の実施形態が示されている。この実施形態におい
て、シール部材６は、本体部６４と、リップ部６６とか
ら構成され、先の実施形態における円筒部６２を備えて
いない。したがって、シール部材６は、本体部６４の外
周面が補強環４の円筒部４２の内周面に、またその本体
部６４の軸線Ｌ方向の他方側の面（軸線Ｌ方向における
凹部６８と反対側の面）が補強環４のフランジ部４４に
おける円筒部４２側の面に、またリップ部６６の、本体
部６４から軸線Ｌ方向の他方側に補強環４のフランジ部
４４の厚さ分だけ突出した端部の外周面がフランジ部４
４の内周面に、それぞれ焼付けられることにより補強環
４に一体に固着される。先の実施形態における環状の凹
部６８は、補強環４の円筒部４２の内周面と、シール部
材６の本体部６４の軸線Ｌ方向の一方側の端面と、シー
ル部材６の外周面６９との間により形成される。弾性リ
ング体７は、先の実施形態と同じとおりにして凹部６８
内に挿入され、シール部材６のリップ部６６の外周面に
嵌合保持される。その他の構成は先に述べた実施形態と
実質上同一であるので、説明は省略する。このダストシ
ール２は、上記したように、シール部材６の構成が先に
述べた実施形態と若干相違するのみで、基本的構成は先
に述べた実施形態と実質上同一である。したがって図１
１に示すダストシール２は、図１〜図１０により説明し
た先の実施形態におけるダストシール２と実質上同一の
作用効果が得られることは明確であり、更なる説明は省
略する。

【００３４】以上、本発明を実施形態に基づいて添付図
面を参照しながら詳細に説明したが、本発明は上記実施
形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱す
ることなく、更に他の種々の変形あるいは修正が可能で
ある。例えば、上記実施形態において、ダストシール２
は、補強環４と、補強環４に一体的に装着されかつリッ
プ部６６及びシール部材６と、凹部６８内に嵌合された
弾性リング体７と、弾性リング体７を凹部６８内に保持
する押さえ環８と、補助シール部材９とから構成されて
いるが、押さえ環８及び補助シール部材９を除く残りの
部材により構成される実施形態もある。この実施形態の
場合、弾性リング体７とシール部材６の凹部６８との間
には、弾性リング体７を凹部６８から抜け出さないよう
に保持するための係止手段、例えば、凹部６８の外径を
規定する内周面及びリップ部６６の外周面に形成される
環状の係止突起又は環状の被係止溝のうちの一方と、弾
性リング体７の外周面及び内周面に形成される環状の係
止突起又は環状の被係止溝のうちの他方とからなる係止
手段を設ける必要があろう。そしてこの実施形態の場
合、ダストシール２は補強環４を利用してボス部１２４
の装着部１４０に装着される。この実施形態において
も、軸１２８の外周面に対する緊縛力が比較的大きくし
かもリップ部６６にクリープ及び摩耗が発生しても当初
の緊縛力を維持することができ、その結果高いシール性
を維持することができる、土砂の堆積を防止することが
できる、等の効果は達成しうる。ダストシール２を、補
助シール部材９のみを除く残りの部材により構成する実
施形態の場合には、上記効果に加えて更に、軸１２８の
組み込み時におけるリップ部６６の損傷を防止すること
ができる、との効果が得られる。

【００３５】また上記実施形態において、補助シール部
材９に、上記複数個の貫通孔９６又は図示しないスリッ
ト、内周縁部の傾斜、羽根部９７のいずれをも設けない
実施形態もある。その場合においても、補助シール部材
９を設けることによって、上記隙間Ｓ１が形成され、リ
ップ部６６のシール面に隣接した位置にグリースが溜め
られるので、先に述べたリップ部６６のシール面の潤滑
効果は得られるものである。これに関連して、上記弾性
リング体７を分割することなく、一体に形成する実施形
態も可能となる。弾性リング体７を一体に形成した場合
には、先に述べたように、リップ部６６のシール面の面
圧が過剰に高くなるおそれがある。しかしながら上記補
助シール部材９を併設することによって、リップ部６６
のシール面の潤滑効果を向上せしめられるので、リップ
部６６の磨耗を所望のとおりに低減させることは十分可
能となるのである。なお、上記実施形態において、本発
明のダストシール２は、潤滑材としてグリースが使用さ
れている軸受部に適用されているが、これに限るもので
はなく、高粘度オイルが使用される軸受部にも適用可能
である。

【００３６】

【発明の効果】本発明のダストシールによれば、軸の外
周面に対する緊縛力が比較的大きくしかもリップ部にク
リープ及び摩耗が発生しても当初の緊縛力を維持するこ
とができ、その結果高いシール性を維持することができ
る。また、リップ部におけるシール面の摩擦係数を低減
することができ、したがってその摩耗を低減することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明におけるダストシールの実施形態を備え
た軸受部を含む油圧ショベルの側面図。

【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図。

【図３】図２のＢ部拡大図。

【図４】図３に示すダストシールがボス部の装着部に装
着された状態を部分的に示す断面図。

【図５】図４に示すダストシールにおける一部の構成要
素を図４において右方から見た部分図。

【図６】図３に示すダストシールに含まれる弾性リング
体を構成する一つの弾性円弧部材の斜視図。

【図７】図４に示すダストシールの一部を分解した状態
で示す断面図。

【図８】図３の要部を拡大して示す図であって、本発明
の作用効果の一部を説明するための図。

【図９】図８に示すダストシールにおける一部の構成要
素を部分的に示す斜視概略図であって、本発明の作用効
果の一部を説明するための図。

【図１０】図９に示す弾性リング体の一部を示す斜視図
であって、本発明の作用効果の一部を説明するための
図。

【図１１】本発明におけるダストシールの他の実施形態
を示す図であって、図３と同じ態様を示す図。

【符号の説明】

２ダストシール４補強環６シール部材６６リップ部６８凹部７弾性リング体７ｂ切欠き８押さえ環９補助シール部材７７弾性円弧部材９４貫通孔９７羽根部１２４ボス部１２６軸受１２８軸Ｌ軸線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】補強環と、該補強環に装着された環状の
シール部材とを含み、該シール部材は環状のリップ部を
備えているダストシールにおいて、該リップ部の外周面には弾性リング体が嵌合保持され、
該リップ部は、シールすべき軸の外周面に嵌合される
と、それ自体の弾性圧縮力に加えて該弾性リング体の弾
性圧縮力により該軸の外周面に圧接させられる、ことを
特徴とするダストシール。
【請求項２】該軸の外周面に嵌合された状態で、該弾
性リング体の、該リップ部の外周面に作用する弾性圧縮
力が、該リップ部の、該軸の外周面に作用する弾性圧縮
力よりも大きくなるように規定されている、請求項１記
載のダストシール。
【請求項３】該リップ部の外周面は該シール部材の軸
線に近付く方向に傾斜角度θ１をもって傾斜して延びる
よう形成され、該弾性リング体の内周面は該軸線に近付
く方向に傾斜角度θ２をもって傾斜して延びるよう形成
され、θ２＞θ１に規定されている、請求項１又は請求
項２記載のダストシール。
【請求項４】該弾性リング体の小径側内周面と軸線方
向端面との間に形成される角部には、断面がほぼＬ形状
をなす環状の切欠きが形成されている、請求項１〜３の
いずれか１項に記載のダストシール。
【請求項５】該弾性リング体は周方向に複数個に分割
されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載のダス
トシール。
【請求項６】該リップ部の基部側における該シール部
材の端面に密接するよう該補強環に装着された環状の補
助シール部材を備え、該補助シール部材の内周面が該リ
ップ部と共に該軸の外周面に嵌合されると、該補助シー
ル部材の該内周面は該軸の外周面に圧接させられかつ該
リップ部の内周面と該軸の外周面と該補助シール部材の
内周縁部における該リップ部側の側面との間には環状の
隙間が形成される、請求項１〜５のいずれか１項に記載
のダストシール。
【請求項７】該補助シール部材の内周縁部は、該リッ
プ部側に向かってかつ該軸線に近付く方向に傾斜して延
びる、請求項６記載のダストシール。
【請求項８】該補助シール部材の内周縁部における、
該リップ部側の端面には、該端面から該リップ部方向に
延び出す羽根部が周方向に間隔をおいて複数個形成され
ている、請求項６又は請求項７記載のダストシール。
【請求項９】該補助シール部材の内周縁部には周方向
に間隔をおいて複数個の貫通孔又はスリットが形成され
ている、請求項６〜８のいずれか１項に記載のダストシ
ール。
【請求項１０】補強環と、該補強環に装着された環状
のシール部材とを含み、該シール部材は環状のリップ部
を備えているダストシールにおいて、該リップ部の外周面に嵌合保持された弾性リング体と、
該補強環に装着された環状の補助シール部材とを備え、
該シール部材及び該補助シール部材がシールすべき軸の
外周面に嵌合されると、該シール部材の該リップ部は、
それ自体の弾性圧縮力に加えて該弾性リング体の弾性圧
縮力により該軸の外周面に圧接させられ、該補助シール
部材の該内周面は該軸の外周面に圧接させられかつ該リ
ップ部の内周面と該軸の外周面と該補助シール部材の内
周縁部における該リップ部側の側面との間には環状の隙
間が形成される、ことを特徴とするダストシール。