JP5456565B2

JP5456565B2 - 軸受装置

Info

Publication number: JP5456565B2
Application number: JP2010107310A
Authority: JP
Inventors: 裕史大濱; 誠菅谷; 量太相川
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2010-05-07
Filing date: 2010-05-07
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2030-05-07
Also published as: JP2011236944A

Description

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。

一般に、油圧ショベル等の建設機械は、例えば作業装置のブーム、アームおよびバケットをそれぞれ軸受装置により回動可能に連結している。そして、土砂等の掘削作業時には、ブームシリンダ、アームシリンダおよびバケットシリンダを伸縮させることにより、ブーム、アームおよびバケットを回動し、土砂の掘削を行う。

また、この軸受装置は、例えば一側部材に設けられ軸方向に延びるピン挿通孔が形成された筒状のボスと、該ボスのピン挿通孔に軸方向に離間して設けられた一対のブッシュと、前記ボスと軸方向で対向して相手方部材に設けられ前記ピン挿通孔に対応する位置にそれぞれピン保持孔が形成された一対のブラケットと、前記各ブッシュと前記各ブラケットのピン保持孔とに挿通され前記ボスと各ブラケットとを相対回転可能に連結する連結ピンとにより大略構成されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−１２０６９３号公報

ところで、上述した従来技術では、例えば連結ピン全体を高強度の鉄鋼材等を用いて形成する構成としている。このような鉄鋼材を用いて形成された連結ピンは、例えば各ブッシュと摺接する部分の耐摩耗性を確保することができるが、重量が嵩み易くなるという問題がある。

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、連結ピンの耐摩耗性を確保しつつ軽量化を図ることのできる軸受装置を提供することを目的としている。

上述した課題を解決するため、本発明は、一側部材に設けられ軸方向に延びるピン挿通孔が形成された左，右一対のボス部の間の中間部をボスパイプで連結してなる筒状のボスと、該ボスのピン挿通孔に軸方向に離間して設けられた左，右一対のブッシュと、前記ボスと軸方向で対向して相手方部材に設けられ前記ピン挿通孔に対応する位置にそれぞれピン保持孔が形成された一対のブラケットと、前記各ブッシュと前記各ブラケットのピン保持孔とに挿通され前記ボスと各ブラケットとを相対回転可能に連結する連結ピンとを備えてなる軸受装置に適用される。

そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記連結ピンは、軸方向の両端側に位置して前記各ブッシュと前記各ブラケットの各ピン保持孔とに挿通され、少なくともその外周側が鉄鋼材を用いて形成された左，右一対の鉄鋼製軸端側部材と、該左，右一対の鉄鋼製軸端側部材に挟まれて前記ピン保持孔に嵌合されない軸方向の中間部に配置され、少なくともその外周側が繊維強化樹脂を用いて形成された樹脂製中間部材とにより構成したことにある。

また、請求項２の発明は、前記左，右一対の鉄鋼製軸端側部材は中空状または中実状に形成し、前記樹脂製中間部材は中空状または中実状に形成してなる構成としたことにある。

また、請求項３の発明は、前記左，右一対の鉄鋼製軸端側部材と前記樹脂製中間部材とのうち一方の部材の軸方向端面には他方の部材に向けて軸方向に突出する凸部を設け、前記各鉄鋼製軸端側部材と前記樹脂製中間部材とのうち他方の部材の軸方向端面には前記凸部が嵌合する凹部を設け、前記凸部と凹部とを嵌合させた状態で前記各鉄鋼製軸端側部材と前記樹脂製中間部材とを接続する構成としたことにある。

さらに、請求項４の発明は、前記左，右一対の鉄鋼製軸端側部材は軸中心を通って形成される軸中心孔を有する中空状に形成し、前記樹脂製中間部材の軸方向両端部には前記各鉄鋼製軸端側部材に向けて張出した張出し軸部を設け、前記各鉄鋼製軸端側部材の軸中心孔に前記張出し軸部を挿通した状態で前記各鉄鋼製軸端側部材と前記樹脂製中間部材とを接続する構成としたことにある。

請求項１の発明によれば、連結ピンを左，右一対の鉄鋼製軸端側部材と該左，右一対の鉄鋼製軸端側部材に挟まれてピン保持孔に嵌合されない樹脂製中間部材とにより構成しているので、連結ピンの耐摩耗性を確保しつつ軽量化を図ることができる。すなわち、連結ピンのうち各ブッシュと各ブラケットのピン保持孔とに挿通される部分（軸方向両端部）は、少なくとも外周側が高強度の鉄鋼材を用いて形成された鉄鋼製軸端側部材により構成しているので、連結ピンのうち各ブッシュの内周面と摺動する部分の耐摩耗性を確保できると共に各ブラケットのピン保持孔に嵌合される部分の嵌合強度を確保できる。一方、連結ピンのうち各ブッシュの内周面と摺動せず、かつ、各ブラケットのピン保持孔にも嵌合されない部分（軸方向中間部）は、少なくとも外周側が軽量で必要な強度を有する繊維強化樹脂を用いて形成された樹脂製中間部材により構成しているので、連結ピンの軽量化を図ることができる。

また、請求項２の発明によれば、各鉄鋼製軸端側部材を中空状または中実状に形成し、樹脂製中間部材を中空状または中実状に形成してなる構成としているので、これら各鉄鋼製軸端側部材と樹脂製中間部材とを接続することにより連結ピンを容易に形成できる。

また、請求項３の発明によれば、凸部と凹部とを嵌合させた状態で各鉄鋼製軸端側部材と樹脂製中間部材とを接続する構成としているので、これら各鉄鋼製軸端側部材と樹脂製中間部材との接続強度（結合強度）の向上を図ることができる。

さらに、請求項４の発明によれば、各鉄鋼製軸端側部材は軸中心孔を有する中空状に形成してなる構成としているので、各鉄鋼製軸端側部材を中実に形成した場合に比べて更なる軽量化を図ることができる。また、樹脂製中間部材の両端部に設けた張出し軸部を各鉄鋼製軸端側部材の軸中心孔に挿通した状態で各鉄鋼製軸端側部材と樹脂製中間部材とを接続する構成としているので、これら各鉄鋼製軸端側部材と樹脂製中間部材との接続強度（結合強度）の向上を図ることができる。

本発明の第１の実施の形態による軸受装置が適用された油圧ショベルを示す正面図である。軸受装置を図１中の矢示II−II方向からみた拡大断面図である。図２中の連結ピンを単体で示す正面図である。連結ピンを図３中の矢示IV−IV方向からみた断面図である。本発明の第２の実施の形態による連結ピンを示す図４と同様な断面図である。本発明の第３の実施の形態による連結ピンを示す図４と同様な断面図である。本発明の第４の実施の形態による軸受装置を示す図２と同様な断面図である。図７中の連結ピンを単体で示す正面図である。連結ピンを図８中の矢示IX−IX方向からみた断面図である。本発明の第５の実施の形態による連結ピンを示す図４と同様な断面図である。本発明の第１の変形例による連結ピンを示す図４と同様な断面図である。本発明の第２の変形例による連結ピンを示す図４と同様な断面図である。本発明の第３の変形例による連結ピンを示す図４と同様な断面図である。本発明の第４の変形例による連結ピンを示す図４と同様な断面図である。本発明の第５の変形例による連結ピンを示す図４と同様な断面図である。

以下、本発明の実施の形態による軸受装置を油圧ショベルのアームとバケットとの連結部に適用した場合を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。

ここで、図１ないし図４は本発明の第１の実施の形態を示している。図中、１は油圧ショベルの下部走行体、２は該下部走行体１上に旋回可能に搭載された上部旋回体で、該上部旋回体２は、旋回フレーム３を有し、該旋回フレーム３上には、建屋カバー４、キャブボックス５およびカウンタウェイト６等が設けられている。

７は上部旋回体２の前部側に俯仰動可能に設けられた作業装置で、該作業装置７は、上部旋回体２の旋回フレーム３の前部側にピン結合されたブーム７Ａと、ブーム７Ａの先端側にピン結合されたアーム７Ｂと、アーム７Ｂの先端側にピン結合されたバケット７Ｃとによって大略構成されている。

そして、作業装置７は、ブーム７Ａがブームシリンダ７Ｄによって上，下に俯仰動され、アーム７Ｂはアームシリンダ７Ｅによりブーム７Ａに対して俯仰動される。また、バケット７Ｃはバケットシリンダ７Ｆによりリンク７Ｇ，７Ｈを介して回動されるものである。

ここで、例えば作業装置７を構成するブーム７Ａと旋回フレーム３の前部側との間、ブーム７Ａとアーム７Ｂとの間、アーム７Ｂとバケット７Ｃとの間は、それぞれ軸受装置を用いてピン結合されている。以下、この作業装置７のうち、例えば一側部材となるアーム７Ｂと相手方部材となるバケット７Ｃとの間の軸受装置１１を例に挙げ説明する。

１１はアーム７Ｂとバケット７Ｃとを回動可能に連結する軸受装置で、該軸受装置１１は、図２に示すように、後述のアームボス１２、ブッシュ１３、ブラケット１４、連結ピン２１により大略構成されている。

１２はアーム７Ｂの先端側に設けられたボスとしてのアームボスで、該アームボス１２は、軸方向に間隔をもって配置された左，右一対のボス部１２Ａと、該各ボス部１２Ａを連結するボスパイプ１２Ｂとからなり、略円筒状をなして一体に形成されている。ここで、各ボス部１２Ａの内周側には、軸方向に延びるピン挿通孔１２Ｃがそれぞれ設けられている。

１３は各ボス部１２Ａのピン挿通孔１２Ｃ内にそれぞれ嵌着された左，右一対のブッシュで、該各ブッシュ１３は、軸方向に離間して配設され、その内周側は後述の連結ピン２１との摺動面となっている。

１４はバケット７Ｃに溶接等により固着して設けられた左，右一対のブラケットで、該各ブラケット１４は、アームボス１２の軸方向両端側に対向して配置されている。そして、各ブラケット１４には、各ピン挿通孔１２Ｃに対応する位置にそれぞれピン保持孔１４Ａが設けられている。

２１はアームボス１２と各ブラケット１４とを相対回転可能に連結する連結ピンで、該連結ピン２１は、各ブッシュ１３と各ブラケット１４のピン保持孔１４Ａとに挿通されている。ここで、連結ピン２１は、後述の鉄鋼製軸端側部材２２、樹脂製中間部材２３および固着部２４により大略構成されている。

２２は連結ピン２１の軸方向の両端側に位置して各ブッシュ１３と各ブラケット１４のピン保持孔１４Ａとに挿通された左，右一対の鉄鋼製軸端側部材で、該各鉄鋼製軸端側部材２２は、高強度の鉄鋼材を用いて中実の円柱状に形成されたものである。

２３は連結ピン２１の軸方向の中間部に配置された樹脂製中間部材で、該樹脂製中間部材２３は、軽量で必要な強度を有する繊維強化樹脂（ＦＲＰ）、例えば炭素繊維強化樹脂、ガラス繊維強化樹脂、アラミド繊維強化樹脂等を用いて中実の円柱状に形成されたものである。ここで、樹脂製中間部材２３の外径寸法Ａは、各鉄鋼製軸端側部材２２の外径寸法Ｂと同一の寸法（Ａ＝Ｂ）に形成している。

２４は樹脂製中間部材２３の軸方向両端面と各鉄鋼製軸端側部材２２の軸方向端面との間に位置してこれら両面同士を接続する固着部で、該各固着部２４は、例えば鉄鋼材と繊維強化樹脂とを強固に接続することができる接着剤により構成している。そして、樹脂製中間部材２３の軸方向両端面と各鉄鋼製軸端側部材２２の軸方向端面とを突合わせた状態で、これら各鉄鋼製軸端側部材２２と樹脂製中間部材２３とを固着部２４によって接着することにより、１本の連結ピン２１を構成している。

２５はブラケット１４に対する連結ピン２１の廻止めと抜止めとを行う廻止め装置、２６は各ボス部１２Ａのうち各ブラケット１４側の端部内周に装着されたダストシール、２７は各ボス部１２Ａのうち各ブラケット１４とは反対側の端部内周に装着されたオイルシールである。

本実施の形態による油圧ショベルの軸受装置１１は上述の如き構成を有するもので、油圧ショベルの掘削作業時には、軸受装置１１を介してアーム７Ｂの先端側にピン結合されたバケット７Ｃが、バケットシリンダ７Ｆの伸縮動作に応じて連結ピン２１を中心として回動動作を行う。

ここで、本実施の形態では、連結ピン２１を、軸方向の両端側に配置された鉄鋼製軸端側部材２２と、軸方向の中間部に配置された樹脂製中間部材２３とにより構成しているので、連結ピン２１の耐摩耗性を確保しつつ軽量化を図ることができる。

すなわち、連結ピン２１のうち各ブッシュ１３と各ブラケット１４のピン保持孔１４Ａとに挿通される部分（軸方向両端部）は、高強度の鉄鋼材を用いて形成された鉄鋼製軸端側部材２２により構成している。このため、例えば連結ピン全体を鉄鋼材を用いて形成した場合と同様に、連結ピン２１のうち各ブッシュ１３の内周面と摺動する部分の耐摩耗性を確保できると共に、各ブラケット１４のピン保持孔１４Ａに嵌合される部分の嵌合強度を確保できる。

一方、連結ピン２１のうち各ブッシュ１３の内周面と摺動せず、かつ、各ブラケット１４のピン保持孔１４Ａにも嵌合されない部分（軸方向中間部）は、軽量で必要な強度を有する繊維強化樹脂を用いて形成された樹脂製中間部材２３により構成している。このため、例えば連結ピン全体を鉄鋼材を用いて形成した場合に比べ、連結ピン２１の軽量化を図ることができる。

また、本実施の形態では、各鉄鋼製軸端側部材２２を中実の円柱状に形成し、樹脂製中間部材２３を中実の円柱状に形成してなる構成としているので、これら各鉄鋼製軸端側部材２２と樹脂製中間部材２３とを接続することにより連結ピン２１を容易に形成できる。

しかも、樹脂製中間部材２３の外径寸法Ａと各鉄鋼製軸端側部材２２の外径寸法Ｂとを同一寸法としたので、これら樹脂製中間部材２３と各鉄鋼製軸端側部材２２とを接続した状態で、連結ピン２１の外径寸法を長さ方向にわたって同一な寸法にすることができ、連結ピン２１を各ブラケット１４のピン保持孔１４Ａとアームボス１２の各ボス部１２Ａとに挿通する作業を容易に行える。

次に、図５は本発明の第２の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、各鉄鋼製軸端側部材と樹脂製中間部材とを、凹部と凸部とによる凹凸嵌合により接続したことにある。なお、本実施の形態では、上述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。

図中、３１は各ブッシュ１３と各ブラケット１４のピン保持孔１４Ａとに挿通される連結ピンで、該連結ピン３１は、後述の鉄鋼製軸端側部材３２、樹脂製中間部材３３および固着部３４により大略構成されている。

３２は連結ピン３１の軸方向の両端側に位置して各ブッシュ１３と各ブラケット１４のピン保持孔１４Ａとに挿通される左，右一対の鉄鋼製軸端側部材で、該各鉄鋼製軸端側部材３２は、上述した第１の実施の形態による鉄鋼製軸端側部材２２と同様に、高強度の鉄鋼材を用いて中実の円柱状に形成されている。そして、各鉄鋼製軸端側部材３２の軸方向端面には、後述の樹脂製中間部材３３に向けて軸方向に突出する凸部３２Ａを設けている。

ここで、凸部３２Ａは、各鉄鋼製軸端側部材３２の中心軸線Ｃ−Ｃに直交する方向の断面形状が各鉄鋼製軸端側部材３２よりも一回り小さな円形となった円柱状に形成されたもので、その外径寸法Ｄは軸方向にわたって同一寸法に設定されている。

３３は連結ピン３１の軸方向の中間部に配置される樹脂製中間部材で、該樹脂製中間部材３３は、上述した第１の実施の形態による樹脂製中間部材２３と同様に、軽量で必要な強度を有する繊維強化樹脂（ＦＲＰ）を用いて円柱状に形成されている。また、樹脂製中間部材３３の軸方向両端面には、各鉄鋼製軸端側部材３２の凸部３２Ａが嵌合する凹部３３Ａをそれぞれ設けている。

ここで、各凹部３３Ａは、樹脂製中間部材３３の中心軸線Ｃ−Ｃに直交する方向の断面形状を、各鉄鋼製軸端側部材３２の凸部３２Ａと同様に円形とし、その内径寸法Ｅは軸方向にわたって同一寸法に設定されている。また、各凹部３３Ａの内径寸法Ｅは、例えば凸部３２Ａの外径寸法Ｄよりも僅かに小さくすることにより、各凹部３３Ａと各凸部３２Ａとの嵌合が締り嵌めとなるようにしている。

３４は樹脂製中間部材３３の軸方向両端面と各鉄鋼製軸端側部材３２の軸方向端面との間に位置してこれら両面同士を接続する固着部で、該各固着部３４は、例えば鉄鋼材と繊維強化樹脂とを強固に接続することができる接着剤により構成している。そして、各鉄鋼製軸端側部材３２の凸部３２Ａを樹脂製中間部材３３の各凹部３３Ａに圧入嵌合させると共に、これら各鉄鋼製軸端側部材３２と樹脂製中間部材３３とを固着部３４によって接着することにより、１本の連結ピン３１を構成している。

本実施の形態による油圧ショベルの軸受装置は、上述の如き各鉄鋼製軸端側部材３２と樹脂製中間部材３３とにより連結ピン３１を構成するもので、その基本的作用については、上述した第１の実施の形態によるものと格別差異はない。

然るに、本実施の形態によれば、各凸部３２Ａと各凹部３３Ａとを圧入嵌合させた状態で各鉄鋼製軸端側部材３２と樹脂製中間部材３３とを接続する構成としているので、これら各鉄鋼製軸端側部材３２と樹脂製中間部材３３との接続強度（結合強度）の向上を図ることができ、連結ピン３１の信頼性を高めることができる。

次に、図６は本発明の第３の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、各鉄鋼製軸端側部材と樹脂製中間部材とを、テーパ部を設けた凹部と凸部とによる凹凸嵌合により接続することにある。なお、本実施の形態では、上述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。

図中、４１は各ブッシュ１３と各ブラケット１４のピン保持孔１４Ａとに挿通される連結ピンで、該連結ピン４１は、後述の鉄鋼製軸端側部材４２、樹脂製中間部材４３および固着部４４により大略構成されている。

４２は連結ピン４１の軸方向の両端側に位置して各ブッシュ１３と各ブラケット１４のピン保持孔１４Ａとに挿通される左，右一対の鉄鋼製軸端側部材で、該各鉄鋼製軸端側部材４２は、上述した第１の実施の形態による鉄鋼製軸端側部材２２と同様に、高強度の鉄鋼材を用いて中実の円柱状に形成されている。そして、各鉄鋼製軸端側部材４２の軸方向端面には、後述の樹脂製中間部材４３に向けて軸方向に突出する凸部４２Ａを設けている。

ここで、凸部４２Ａは、各鉄鋼製軸端側部材４２の中心軸線Ｆ−Ｆを中心とする円錐台状に形成されている。すなわち、凸部４２Ａの外周面には、凸部４２Ａの基端部から先端部に向けて外径寸法Ｇが徐々に小さくなるように傾斜した円すい凸面状のテーパ部４２Ｂが軸方向全体にわたって設けられている。

４３は連結ピン４１の軸方向の中間部に配置される樹脂製中間部材で、該樹脂製中間部材４３は、上述した第１の実施の形態による樹脂製中間部材２３と同様に、軽量で必要な強度を有する繊維強化樹脂（ＦＲＰ）を用いて円柱状に形成されている。また、樹脂製中間部材４３の軸方向両端面には、各鉄鋼製軸端側部材４２の凸部４２Ａが嵌合する凹部４３Ａをそれぞれ設けている。

ここで、各凹部４３Ａは、各鉄鋼製軸端側部材４２の凸部４２Ａと同様に、樹脂製中間部材４３の中心軸線Ｆ−Ｆを中心とする有底な円錐台状に形成されている。すなわち、凹部４３Ａの内周面には、凹部４３Ａの底部から開口部に向けて内径寸法Ｈが徐々に大きくなるように傾斜した円すい凹面状のテーパ部４３Ｂが軸方向全体にわたって設けられている。

４４は樹脂製中間部材４３の軸方向両端面と各鉄鋼製軸端側部材４２の軸方向端面との間に位置してこれら両面同士を接続する固着部で、該各固着部４４は、例えば鉄鋼材と繊維強化樹脂とを強固に接続することができる接着剤により構成している。そして、各鉄鋼製軸端側部材４２の凸部４２Ａを樹脂製中間部材４３の各凹部４３Ａに嵌合させると共に、これら各鉄鋼製軸端側部材４２と樹脂製中間部材４３とを固着部４４によって接着することにより、１本の連結ピン４１を構成している。

本実施の形態による油圧ショベルの軸受装置は上述の如き各鉄鋼製軸端側部材４２と樹脂製中間部材４３とにより連結ピン４１を構成するもので、その基本的作用については、上述した第１の実施の形態によるものと格別差異はない。

然るに、本実施の形態によれば、各凸部４２Ａと各凹部４３Ａとを嵌合させた状態で各鉄鋼製軸端側部材４２と樹脂製中間部材４３とを接続する構成としているので、これら各鉄鋼製軸端側部材４２と樹脂製中間部材４３との接続強度（結合強度）の向上を図ることができる。

しかも、本実施の形態によれば、凸部４２Ａの外周面と凹部４３Ａの内周面とにそれぞれテーパ部４２Ｂ，４３Ｂを設ける構成としているので、各鉄鋼製軸端側部材４２と樹脂製中間部材４３との接続部の断面強度を軸方向に関して徐々に（少しずつ）変化させることができる。このため、樹脂製中間部材４３の応力集中を低減することができ、連結ピン４１の信頼性を一層高めることができる。

次に、図７ないし図９は本発明の第４の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、各鉄鋼製軸端側部材の軸中心孔に樹脂製中間部材の張出し軸部を挿通することにより、これら各鉄鋼製軸端側部材と樹脂製中間部材とを接続することにある。なお、本実施の形態では、上述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。

図中、５１は各ブッシュ１３と各ブラケット１４のピン保持孔１４Ａとに挿通される連結ピンで、該連結ピン５１は、後述の鉄鋼製軸端側部材５２、樹脂製中間部材５３および固着部５４より大略構成されている。

５２は連結ピン５１の軸方向の両端側に位置して各ブッシュ１３と各ブラケット１４のピン保持孔１４Ａとに挿通された左，右一対の鉄鋼製軸端側部材で、該各鉄鋼製軸端側部材５２は、高強度の鉄鋼材を用いて中空の円柱状（円筒状）に形成されている。すなわち、該各鉄鋼製軸端側部材５２には、軸中心を通る軸中心孔５２Ａが設けられており、全体として中空状の円筒部材として形成されている。

５３は連結ピン５１の軸方向の中間部に配置された樹脂製中間部材で、該樹脂製中間部材５３は、軽量で必要な強度を有する繊維強化樹脂（ＦＲＰ）を用いて円柱状に形成されている。また、樹脂製中間部材５３の軸方向両端部には、各鉄鋼製軸端側部材５２に向けて張出した円柱状の張出し軸部５３Ａが設けられている。ここで、張出し軸部５３Ａの外径寸法Ｉは、樹脂製中間部材５３の中間部（張出し軸部５３Ａに挟まれた部分）の外径寸法Ｊと同一寸法（Ｉ＝Ｊ）に設定されている。これにより、樹脂製中間部材５３はその全長にわたって同一な外径寸法を有する円柱状の棒状部材として形成されている。

また、張出し軸部５３Ａの外径寸法Ｉは、例えば該各鉄鋼製軸端側部材５２の軸中心孔５２Ａの内径寸法Ｋよりも僅かに大きくすることにより、張出し軸部５３Ａと軸中心孔５２Ａとの嵌合が締り嵌めとなるように設定している。

５４は各張出し軸部５３Ａの外周面と軸中心孔５２Ａの内周面との間に位置してこれら両周面同士を接続する固着部で、該各固着部５４は、例えば鉄鋼材と繊維強化樹脂とを強固に接続することができる接着剤により構成している。そして、各鉄鋼製軸端側部材５２の軸中心孔５２Ａに樹脂製中間部材５３の各張出し軸部５３Ａを挿通（圧入嵌合）すると共に、これら各軸中心孔５２Ａと各張出し軸部５３Ａとを固着部５４によって接着することにより、１本の連結ピン５１を構成している。

本実施の形態による油圧ショベルの軸受装置は上述の如き各鉄鋼製軸端側部材５２と樹脂製中間部材５３とにより連結ピン５１を構成するもので、その基本的作用については、上述した第１の実施の形態によるものと格別差異はない。

然るに、本実施の形態によれば、各鉄鋼製軸端側部材５２は軸中心孔５２Ａを有する中空状に形成してなる構成としているので、各鉄鋼製軸端側部材５２を中実に形成した場合に比べて更なる軽量化を図ることができる。また、樹脂製中間部材５３の両端部に設けた各張出し軸部５３Ａを各鉄鋼製軸端側部材５２の軸中心孔５２Ａに挿通（嵌合）した状態で各鉄鋼製軸端側部材５２と樹脂製中間部材５３とを接続する構成としているので、これら各鉄鋼製軸端側部材５２と樹脂製中間部材５３との接続強度（結合強度）の向上を図ることができる。

次に、図１０は本発明の第５の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、各鉄鋼製軸端側部材の軸中心孔に樹脂製中間部材の張出し軸部を挿通することにより、これら各鉄鋼製軸端側部材と樹脂製中間部材とを接続すると共に、連結ピンの外径寸法を長さ方向にわたって同一な寸法にしたことにある。なお、本実施の形態では、上述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。

図中、６１は各ブッシュ１３と各ブラケット１４のピン保持孔１４Ａとに挿通される連結ピンで、該連結ピン６１は、後述の鉄鋼製軸端側部材６２、樹脂製中間部材６３および固着部６４により大略構成されている。

６２は連結ピン６１の軸方向の両端側に位置して各ブッシュ１３と各ブラケット１４のピン保持孔１４Ａとに挿通される左，右一対の鉄鋼製軸端側部材で、該各鉄鋼製軸端側部材６２は、高強度の鉄鋼材を用いて中空の円柱状（円筒状）に形成されている。すなわち、該各鉄鋼製軸端側部材６２には、軸中心を通る軸中心孔６２Ａが設けられており、全体として中空状の円筒部材として形成されている。

６３は連結ピン６１の軸方向の中間部に配置される樹脂製中間部材で、該樹脂製中間部材６３は、軽量で必要な強度を有する繊維強化樹脂（ＦＲＰ）を用いて形成されている。また、樹脂製中間部材６３の軸方向両端部には、各鉄鋼製軸端側部材６２に向けて張出した円柱状の張出し軸部６３Ａが設けられている。ここで、張出し軸部６３Ａの外径寸法Ｌは、樹脂製中間部材６３の中間部（張出し軸部６３Ａに挟まれた部分）の外径寸法Ｍよりも小さくしている。また、樹脂製中間部材６３の中間部の外径寸法Ｍは、各鉄鋼製軸端側部材６２の外径寸法Ｎと同一（Ｍ＝Ｎ）となるようにしている。

また、張出し軸部６３Ａの外径寸法Ｌは、例えば該各鉄鋼製軸端側部材６２の軸中心孔６２Ａの内径寸法Ｐよりも僅かに大きくすることにより、張出し軸部６３Ａと軸中心孔６２Ａとの嵌合が締り嵌めとなるようにしている。

６４は各張出し軸部６３Ａの外周面と軸中心孔６２Ａの内周面との間に位置してこれら両周面同士を接続する固着部で、該各固着部６４は、例えば鉄鋼材と繊維強化樹脂とを強固に接続することができる接着剤により構成している。そして、各鉄鋼製軸端側部材６２の軸中心孔６２Ａに樹脂製中間部材６３の各張出し軸部６３Ａを挿通（圧入嵌合）すると共に、これら各軸中心孔６２Ａと各張出し軸部６３Ａとを固着部６４によって接着することにより、１本の連結ピン６１を構成している。

本実施の形態による油圧ショベルの軸受装置は上述の如き各鉄鋼製軸端側部材６２と樹脂製中間部材６３とにより連結ピン６１を構成するもので、その基本的作用については、上述した第１の実施の形態によるものと格別差異はない。

然るに、本実施の形態によれば、各鉄鋼製軸端側部材６２は軸中心孔６２Ａを有する中空状に形成してなる構成としているので、各鉄鋼製軸端側部材６２を中実に形成した場合に比べて更なる軽量化を図ることができる。また、樹脂製中間部材６３の両端部に設けた各張出し軸部６３Ａを各鉄鋼製軸端側部材６２の軸中心孔６２Ａに挿通した状態で各鉄鋼製軸端側部材６２と樹脂製中間部材６３とを接続する構成としているので、これら各鉄鋼製軸端側部材６２と樹脂製中間部材６３との接続強度（結合強度）の向上を図ることができる。

しかも、本実施の形態によれば、樹脂製中間部材６３の中間部の外径寸法Ｍと各鉄鋼製軸端側部材６２の外径寸法Ｎとを同一寸法としたので、樹脂製中間部材６３の張出し軸部６３Ａを各鉄鋼製軸端側部材６２の軸中心孔６２Ａに挿通した状態で、連結ピン６１の外径寸法をその全長にわたって同一な外径寸法にすることができ、連結ピン６１を各ブラケット１４のピン保持孔１４Ａと各ボス部１２Ａ内とに挿通する作業を容易に行える。

なお、上述した第１の実施の形態では、樹脂製中間部材２３の外径寸法Ａと各鉄鋼製軸端側部材２２の外径寸法Ｂとを同一な寸法に設定した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、例えば図１１に示す第１の変形例のように、樹脂製中間部材１０１の外径寸法Ｑを各鉄鋼製軸端側部材２２の外径寸法Ｂよりも小さくしてもよい。この場合には、更なる軽量化を図れる。

また、上述した第２の実施の形態では、樹脂製中間部材３３を中実状に形成した場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば図１２に示す第２の変形例のように、樹脂製中間部材１１１を中空状に形成してもよい。すなわち、樹脂製中間部材１１１に軸中心を通る軸中心孔１１２を設けることにより、樹脂製中間部材１１１を中空状の円筒部材として形成してもよい。この場合には、各鉄鋼製軸端側部材３２の軸方向端面に設けた凸部３２Ａを樹脂製中間部材１１１の軸中心孔１１２に挿通（圧入嵌合）させることもできる。このことは、第３の実施の形態による樹脂製中間部材４３についても同様である。

また、上述した第２および第３の実施の形態では、各鉄鋼製軸端側部材３２，４２に凸部３２Ａ，４２Ａを設けると共に樹脂製中間部材３３，４３に凹部３３Ａ，４３Ａを設ける構成とした場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば各鉄鋼製軸端側部材に凹部を設けると共に樹脂製中間部材に凸部を設ける構成としてもよい。

また、上述した第２および第３の実施の形態では、凸部３２Ａ，４２Ａおよび凹部３３Ａ，４３Ａの断面形状を円形に形成した場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば凸部および凹部の断面形状を楕円形、多角形等の非円形に形成してもよい。

また、上述した第３の実施の形態では、凸部４２Ａの外周面の軸方向全体にわたってテーパ部４２Ｂを設けると共に凹部４３Ａの内周面の軸方向全体にわたってテーパ部４３Ｂを設けた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、例えば凸部の外周面および凹部の内周面の軸方向一部に、連結ピンの中心軸線に対し傾斜したテーパ部を設けてもよい。

また、上述した第４の実施の形態では、樹脂製中間部材５３を中実状に形成した場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば図１３に示す第３の変形例のように、樹脂製中間部材１２１を（張出し軸部１２１Ａも含んで）中空状に形成してもよい。

また、上述した第５の実施の形態では、樹脂製中間部材６３を中実状に形成した場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば図１４に示す第４の変形例のように、樹脂製中間部材１３１を（張出し軸部１３１Ａも含んで）中空状に形成してもよい。

また、上述した第４および第５の実施の形態では、張出し軸部５３Ａ，６３Ａの断面形状を円形に形成した場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば張出し軸部の断面形状を楕円形、多角形等の非円形に形成してもよい。この場合には、張出し軸部が挿通される軸中心孔の断面形状を張出し軸部の断面形状に合わせる。

また、上述した第１ないし第３の実施の形態では、左，右一対の鉄鋼製軸端側部材２２，３２，４２を別体に形成した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、例えば図１５に示す第５の変形例のように、左，右一対の鉄鋼製軸端側部材１４１を鉄鋼製連結部材１４２により連結して一体形成してもよい。

この場合には、鉄鋼製連結部材１４２の外周側に円筒状の樹脂製中間部材１４３を設けることができる。このように構成した場合には、樹脂製中間部材１４３の内側に心材となる鉄鋼製連結部材１４２が存在するため、連結ピン１４４全体の強度の向上を図ることができる。また、鉄鋼製連結部材１４２の周囲に繊維強化樹脂（ＦＲＰ）を巻きつける工法により樹脂製中間部材１４３を形成することができるため、連結ピン１４４の製作の容易化を図ることができる。

また、上述した各実施の形態では、軸受装置をアームとバケットとの間のピン結合部に適用する場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば作業装置を構成するブームの先端とアームとの間のピン結合部、ブームのフート部と旋回フレームの前部側との間のピン結合部等に軸受装置を適用してもよい。

さらに、上述した各実施の形態では、軸受装置を油圧ショベルに適用した場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、油圧クレーン等の他の建設機械にも広く適用できるものである。

１１軸受け装置
１２アームボス（ボス）
１２Ｃピン挿通孔
１３ブッシュ
１４ブラケット
１４Ａピン保持孔
２１，３１，４１，５１，６１，１４４連結ピン
２２，３２，４２，５２，６２，１４１鉄鋼製軸端側部材
２３，３３，４３，５３，６３，１０１，１１１，１２１，１３１，１４３樹脂製中間部材
３２Ａ，４２Ａ凸部
３３Ａ，４３Ａ凹部
５２Ａ，６２Ａ，１１２軸中心孔
５３Ａ，６３Ａ，１２１Ａ，１３１Ａ張出し軸部

Claims

一側部材に設けられ軸方向に延びるピン挿通孔が形成された左，右一対のボス部の間の中間部をボスパイプで連結してなる筒状のボスと、該ボスのピン挿通孔に軸方向に離間して設けられた左，右一対のブッシュと、前記ボスと軸方向で対向して相手方部材に設けられ前記ピン挿通孔に対応する位置にそれぞれピン保持孔が形成された一対のブラケットと、前記各ブッシュと前記各ブラケットのピン保持孔とに挿通され前記ボスと各ブラケットとを相対回転可能に連結する連結ピンとを備えてなる軸受装置において、
前記連結ピンは、軸方向の両端側に位置して前記各ブッシュと前記各ブラケットの各ピン保持孔とに挿通され、少なくともその外周側が鉄鋼材を用いて形成された左，右一対の鉄鋼製軸端側部材と、該左，右一対の鉄鋼製軸端側部材に挟まれて前記ピン保持孔に嵌合されない軸方向の中間部に配置され、少なくともその外周側が繊維強化樹脂を用いて形成された樹脂製中間部材とにより構成したことを特徴とする軸受装置。
前記左，右一対の鉄鋼製軸端側部材は中空状または中実状に形成し、前記樹脂製中間部材は中空状または中実状に形成してなる構成としてなる請求項１に記載の軸受装置。
前記左，右一対の鉄鋼製軸端側部材と前記樹脂製中間部材とのうち一方の部材の軸方向端面には他方の部材に向けて軸方向に突出する凸部を設け、前記各鉄鋼製軸端側部材と前記樹脂製中間部材とのうち他方の部材の軸方向端面には前記凸部が嵌合する凹部を設け、前記凸部と凹部とを嵌合させた状態で前記各鉄鋼製軸端側部材と前記樹脂製中間部材とを接続する構成としてなる請求項１または２に記載の軸受装置。
前記左，右一対の鉄鋼製軸端側部材は軸中心を通って形成される軸中心孔を有する中空状に形成し、前記樹脂製中間部材の軸方向両端部には前記各鉄鋼製軸端側部材に向けて張出した張出し軸部を設け、前記各鉄鋼製軸端側部材の軸中心孔に前記張出し軸部を挿通した状態で前記各鉄鋼製軸端側部材と前記樹脂製中間部材とを接続する構成としてなる請求項１に記載の軸受装置。