(57)【要約】【課題】  ボス部材の耐久性を確保しつつ軽量化を図る。【解決手段】  ボス部材２２のうち連結ピン２８が嵌合する部位を、強度が大きな鉄鋼材料を用いて形成された一対の鉄鋼製ボス筒体２３によって構成すると共に、ボス部材２２のうち連結ピン２８が接触しない軸方向の中間部位を、鉄鋼材料よりも軽量な繊維強化樹脂を用いて形成された樹脂製連結パイプ２４によって構成する。これにより、ボス部材２２のうち連結ピン２８が嵌合する各鉄鋼製ボス筒体２３の耐摩耗性、耐久性を確保しつつ、ボス部材２２のうち連結ピン２８が接触しない樹脂製連結パイプ２４を軽量化することができ、ボス部材２２全体の軽量化を図ることができる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に延びるピン挿通孔が形成された筒状のボス部材と、該ボス部材を挟んで軸方向で対向し前記ボス部材のピン挿通孔に対応するピン挿通孔が形成された一対の相手方部材と、前記ボス部材のピン挿通孔と前記各相手方部材のピン挿通孔とに挿通され前記ボス部材と各相手方部材とを連結する連結ピンとを備えてなる軸受装置において、
前記ボス部材は、鉄鋼材料を用いて形成され、前記各相手方部材と対向し内周側が前記連結ピンが嵌合するピン嵌合孔となった一対の鉄鋼製ボス筒体と、樹脂材料を用いて形成され、前記各鉄鋼製ボス筒体間を連結する樹脂製連結パイプとにより構成したことを特徴とする軸受装置。
【請求項２】
前記各鉄鋼製ボス筒体のうち前記樹脂製連結パイプと対面する軸方向の端面には、前記樹脂製連結パイプの内周面に嵌合する位置合せ部を前記ピン嵌合孔と同心状に設け、前記樹脂製連結パイプは軸方向両端側の内周面を前記位置合せ部に嵌合させた状態で前記各鉄鋼製ボス筒体間を連結する構成としてなる請求項１に記載の軸受装置。
【請求項３】
前記樹脂製連結パイプの内周面または外周面には、鉄鋼材料を用いてパイプ状に形成された鉄鋼製補強パイプを固着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。
【請求項４】
前記樹脂製連結パイプは、繊維強化樹脂を用いて形成してなる請求項１，２または３に記載の軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
一般に、建設機械の代表例としての油圧ショベルは、自走可能な下部走行体と、該下部走行体上に旋回可能に搭載された上部旋回体と、該上部旋回体の前部側に俯仰動可能に設けられた作業装置とにより大略構成されている。ここで、油圧ショベルの作業装置は、通常、ブーム、アーム、バケット、及びこれらを駆動するブームシリンダ、アームシリンダ、バケットシリンダ等によって構成されている。
【０００３】
そして、上部旋回体とブームとの連結部、ブームとアームとの連結部、アームとバケットとの連結部、ブームシリンダと上部旋回体及びブームとの連結部、アームシリンダとブーム及びアームとの連結部、バケットシリンダとアーム及びバケットリンクとの連結部は、それぞれ軸受装置を用いて互いに回動可能に連結されている。
【０００４】
この軸受装置は、軸方向に延びるピン挿通孔が形成された筒状のボス部材と、該ボス部材を挟んで軸方向で対向し前記ボス部材のピン挿通孔に対応するピン挿通孔が形成された一対の相手方部材と、ボス部材のピン挿通孔と各相手方部材のピン挿通孔とに挿通されこれらボス部材と各相手方部材とを連結する連結ピンとを備えて構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１２０６９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した従来技術による軸受装置は、ボス部材を、各相手方部材と対向し内周側が連結ピンが嵌合するピン嵌合孔となった一対のボス筒体と、これら一対のボス筒体間を連結する連結パイプとにより構成している。そして、一対のボス筒体と連結パイプとは、それぞれ鉄鋼材料を用いて形成され、これら各ボス筒体と連結パイプとは溶接等の手段を用いて固着されている。
【０００７】
この場合、ボス部材を構成する一対のボス筒体は、そのピン嵌合孔に連結ピンが嵌合されるため、鉄鋼材料を用いて形成することにより、大きな強度や耐久性を確保する必要がある。これに対し、ボス部材を構成する連結パイプは、一対のボス筒体間を連結するものであるため、各ボス筒体のように大きな強度や耐久性を要求されるものではない。
【０００８】
このため、従来技術のように、ボス部材を構成する一対のボス筒体と連結パイプとを、いずれも鉄鋼材料を用いて形成した場合には、軸受装置全体の重量が増大してしまう。この結果、油圧ショベルにおいては、多数の軸受装置を備えた作業装置の重量が増大するだけでなく、この作業装置との重量バランスをとるカウンタウエイトの重量も増大することとなり、走行時の燃費性能や、作業装置を用いた掘削作業等の作業性能が低下してしまうという問題がある。
【０００９】
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、ボス部材の耐久性を確保しつつ軽量化を図ることが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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するため、本発明は、軸方向に延びるピン挿通孔が形成された筒状のボス部材と、該ボス部材を挟んで軸方向で対向し前記ボス部材のピン挿通孔に対応するピン挿通孔が形成された一対の相手方部材と、前記ボス部材のピン挿通孔と前記各相手方部材のピン挿通孔とに挿通され前記ボス部材と各相手方部材とを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。
【００１１】
そして、請求項１の発明の特徴は、前記ボス部材は、鉄鋼材料を用いて形成され、前記各相手方部材と対向し内周側が前記連結ピンが嵌合するピン嵌合孔となった一対の鉄鋼製ボス筒体と、樹脂材料を用いて形成され、前記各鉄鋼製ボス筒体間を連結する樹脂製連結パイプとにより構成したことにある。
【００１２】
請求項２の発明は、前記各鉄鋼製ボス筒体のうち前記樹脂製連結パイプと対面する軸方向の端面には、前記樹脂製連結パイプの内周面に嵌合する位置合せ部を前記ピン嵌合孔と同心状に設け、前記樹脂製連結パイプは軸方向両端側の内周面を前記位置合せ部に嵌合させた状態で前記各鉄鋼製ボス筒体間を連結する構成としたことにある。
【００１３】
請求項３の発明は、前記樹脂製連結パイプの内周面または外周面には、鉄鋼材料を用いてパイプ状に形成された鉄鋼製補強パイプを固着する構成としたことにある。
【００１４】
請求項４の発明は、前記樹脂製連結パイプは、繊維強化樹脂を用いて形成したことにある。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、鉄鋼材料を用いて形成された一対の鉄鋼製ボス筒体と、樹脂材料を用いて形成された樹脂製連結パイプとによってボス部材を構成したので、連結ピンが嵌合する各鉄鋼製ボス筒体の強度や耐久性を確保しつつ、樹脂製連結パイプを軽量化することにより、ボス部材全体の軽量化を図ることができる。即ち、ボス部材のうち連結ピンが嵌合する部位を、強度が大きな鉄鋼材料を用いて形成された一対の鉄鋼製ボス筒体によって構成したので、ボス部材のうち連結ピンが嵌合する部位の耐摩耗性、耐久性を確保することができる。一方、樹脂製連結パイプは、一対のボス筒体間を連結するだけで連結ピンが接触することはないので、鉄鋼材料よりも軽量な樹脂材料を用いて形成することができ、この分、ボス部材全体の軽量化を図ることができる。
【００１６】
請求項２の発明によれば、一対の鉄鋼製ボス筒体に設けた位置合せ部を樹脂製連結パイプの軸方向両端側の内周面に嵌合させることにより、鉄鋼製ボス筒体と樹脂製連結パイプとを容易に接続することができる。また、各鉄鋼製ボス筒体の軸方向端面と樹脂製連結パイプの軸方向端面との接合部の接合強度を高めることができる。一方、各鉄鋼製ボス筒体に形成されたピン嵌合孔の軸中心線を、樹脂製連結パイプを介して確実に一致させることができるので、各鉄鋼製ボス筒体のピン嵌合孔に連結ピンを挿通するときの作業性を高めることができる。さらに、各鉄鋼製ボス筒体と樹脂製連結パイプとの接合に際して溶接加工を行う必要がないので、鉄鋼製ボス筒体と樹脂製連結パイプとの接合部分に開先加工等の機械加工を施す必要がなく、鉄鋼製ボス筒体に対する機械加工の工数を低減することができる。
【００１７】
請求項３の発明によれば、樹脂製連結パイプの内周面または外周面に鉄鋼製補強パイプを固着することにより、他層構造の連結パイプを形成することができ、樹脂製連結パイプの強度を高めることができる。この結果、樹脂製連結パイプのみを用いて各鉄鋼製ボス筒体間を連結する場合に比較して、ボス部材全体の強度を高めることができる。しかも、鉄鋼製補強パイプを溶接によって各鉄鋼製ボス筒体に接合することにより、樹脂製連結パイプのみを接着剤を用いて各鉄鋼製ボス筒体に接着する場合に比較して、各鉄鋼製ボス筒体と樹脂製連結パイプとの接合部の強度を高めることができ、ボス部材全体の強度を一層高めることができる。
【００１８】
請求項４の発明によれば、樹脂製連結パイプの素材として繊維強化樹脂を用いることにより、樹脂製連結パイプの軽量化を図りつつ樹脂製連結パイプ自体の強度をも高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【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た油圧ショベルを示す正面図である。
【図２】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３】図２中のボス部材を単体で示す断面図である。
【図４】ボス部材を構成する各鉄鋼製ボス筒体、樹脂製連結パイプを分解した状態で示す断面図である。
【図５】鉄鋼製ボス筒体と樹脂製連結パイプとの接合部を拡大して示す要部拡大の断面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態によるボス部材を単体で示す図３と同様な断面図である。
【図７】図６中の樹脂製連結パイプと鉄鋼製補強パイプとを示す分解斜視図である。
【図８】鉄鋼製ボス筒体と樹脂製連結パイプ及び鉄鋼製補強パイプとの接合部を拡大して示す要部拡大の断面図である。
【図９】変形例による鉄鋼製ボス筒体と樹脂製連結パイプとの接合部を拡大して示す図５と同様な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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ブームとブームシリンダとのピン結合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。
【００２１】
まず、図１ないし図５は本発明の第１の実施の形態を示している。図中、１は建設機械の代表例としての油圧ショベルを示し、該油圧ショベル１は、自走可能なクローラ式の下部走行体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、後述の作業装置７とにより大略構成されている。ここで、上部旋回体３は、ベースとなる旋回フレーム４を有し、該旋回フレーム４の前部左側には運転室を画成するキャブ５が設けられ、旋回フレーム４の後端側には作業装置７との重量バランスをとるカウンタウエイト６が設けられている。
【００２２】
７は上部旋回体３を構成する旋回フレーム４の前端側に俯仰動可能に設けられた作業装置を示している。この作業装置７は、旋回フレーム４の前端側にピン結合されたブーム８と、ブーム８の先端側にピン結合されたアーム９と、アーム９の先端側にピン結合されたバケット１０と、旋回フレーム４とブーム８との間に設けられた左，右のブームシリンダ１１と、ブーム８とアーム９との間に設けられたアームシリンダ１２と、バケットリンク１３を介してアーム９とバケット１０との間に設けられたバケットシリンダ１４とにより大略構成されている。
【００２３】
ここで、例えば旋回フレーム４とブーム８との間、ブーム８とアーム９との間、アーム９とバケット１０との間、ブームシリンダ１１と旋回フレーム４及びブーム８との間、アームシリンダ１２とブーム８及びアーム９との間、バケットシリンダ１４とアーム９及びバケットリンク１３との間は、それぞれ軸受装置を用いて相対回転可能にピン結合されている。
【００２４】
そこで、作業装置７を構成するブーム８とブームシリンダ１１との間をピン結合する軸受装置２１について、以下に説明する。
【００２５】
この場合、ブーム８は、上，下方向で対面しつつ前，後方向に延びる上面板８Ａ、下面板８Ｂと、左，右方向で対面しつつ上面板８Ａと下面板８Ｂとの間を連結する左側面板８Ｃ、右側面板８Ｄとにより、内部が中空で横断面が四角形状のボックス構造体として形成されている。また、左，右の側面板８Ｃ，８Ｄの長さ方向の中間部には円形状のボス部材取付孔８Ｅが穿設され、このボス部材取付孔８Ｅには、後述するボス部材２２の各鉄鋼製ボス筒体２３が溶接等の手段を用いて固着されている（図２参照）。
【００２６】
一方、ブーム８にピン結合されるブームシリンダ１１は、ブーム８と旋回フレーム４の前端側との間に、ブーム８を挟んで左，右に１本ずつ配置され、これら左，右のブームシリンダ１１は、チューブ１１Ａと、該チューブ１１Ａ内に摺動可能に挿嵌されたピストン(図示せず)と、該ピストンに基端側が固定され、先端側がチューブ１１Ａから外部に突出したロッド１１Ｂとにより構成されている。ここで、各ブームシリンダ１１（チューブ１１Ａ）のボトム側にはボトム側取付アイ（図示せず）が設けられ、該ボトム側取付アイは旋回フレーム４の前端側にピン結合される構成となっている。一方、各ブームシリンダ１１のロッド１１Ｂの先端側には、後述するロッド側取付アイ２６が一体に設けられている。
【００２７】
次に、２１はブーム８と左，右のブームシリンダ１１のロッド１１Ｂとの間をピン結合する軸受装置を示している。この軸受装置２１は、図２に示すように、後述のボス部材２２と、一対のロッド側取付アイ２６と、連結ピン２８とにより大略構成されている。
【００２８】
２２はブーム８に設けられた円筒状のボス部材を示し、該ボス部材２２は、ブーム８の左，右の側面板８Ｃ，８Ｄを貫通して左，右方向に延び、その内周側には、後述する連結ピン２８が挿通されるピン挿通孔２２Ａが設けられている。そして、ボス部材２２は、図３及び図４に示すように、後述の各鉄鋼製ボス筒体２３と、樹脂製連結パイプ２４とにより構成されている。
【００２９】
２３は後述の各ロッド側取付アイ２６と対向してボス部材２２の軸方向の両端側に配置された左，右一対の鉄鋼製ボス筒体を示し、これら各鉄鋼製ボス筒体２３は、鉄鋼材料を用いて全体として円筒状に形成されている。ここで、各鉄鋼製ボス筒体２３の内周側は、ボス部材２２のピン挿通孔２２Ａの一部を構成するピン嵌合孔２３Ａとなり、該ピン嵌合孔２３Ａ内には、後述の連結ピン２８が嵌合する構成となっている。
【００３０】
また、各鉄鋼製ボス筒体２３の軸方向中間部の外周側には、全周に亘って大径な円板状の取付フランジ部２３Ｂが一体に形成され、この取付フランジ部２３Ｂは、ブーム８のボス部材取付孔８Ｅに嵌合するものである。そして、各鉄鋼製ボス筒体２３は、取付フランジ部２３Ｂの外周縁部を、ブーム８のボス部材取付孔８Ｅの内周縁部に全周溶接することにより、ブーム８内に固定されるものである。
【００３１】
一方、各鉄鋼製ボス筒体２３のうち後述の樹脂製連結パイプ２４と対面する軸方向端面２３Ｃには、樹脂製連結パイプ２４に向けて軸方向に突出する短尺な円筒状の位置合せ部２３Ｄが一体形成されている。この位置合せ部２３Ｄは、鉄鋼製ボス筒体２３のピン嵌合孔２３Ａの軸中心線と同心状に設けられ、位置合せ部２３Ｄの外周面が、後述する樹脂製連結パイプ２４のピン挿通孔２４Ａの内周面２４Ｃに嵌合することにより、各鉄鋼製ボス筒体２３と樹脂製連結パイプ２４とを、互いの軸中心線とが同心状に重なるように位置合せすることができる構成となっている。
【００３２】
次に、２４はボス部材２２の軸方向の中間部を構成する樹脂製連結パイプを示し、該樹脂製連結パイプ２４は、一対の鉄鋼製ボス筒体２３間を一体的に連結するものである。ここで、樹脂製連結パイプ２４は、軽量で適度な強度を有する樹脂材料、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の繊維強化樹脂（ＦＲＰ）を用いて円筒状に形成されている。この場合、例えば炭素繊維強化樹脂は、金属材料に比較して比重が１.９と小さく、かつ金属材料よりも比強度（単位比重量当たりの強度）が大きいため、適度な強度を有する軽量な材料として適している。
【００３３】
また、樹脂製連結パイプ２４の内周側は、各鉄鋼製ボス筒体２３のピン嵌合孔２３Ａよりも大きな孔径を有するピン挿通孔２４Ａとなり、該ピン挿通孔２４Ａは、各鉄鋼製ボス筒体２３のピン嵌合孔２３Ａと共にボス部材２２のピン挿通孔２２Ａを構成している。そして、樹脂製連結パイプ２４の軸方向端面２４Ｂを、各鉄鋼製ボス筒体２３の軸方向端面２３Ｃに突合せた状態で、樹脂製連結パイプ２４のピン挿通孔２４Ａのうち軸方向両端側の内周面２４Ｃが、各鉄鋼製ボス筒体２３に設けられた位置合せ部２３Ｄの外周面に嵌合する構成となっている。
【００３４】
２５は各鉄鋼製ボス筒体２３の軸方向端部と樹脂製連結パイプ２４の軸方向両端部との間に位置し、これら鉄鋼製ボス筒体２３と樹脂製連結パイプ２４とを接続する左，右の固着部を示している。これら各固着部２５は、例えば鉄鋼材料と繊維強化樹脂とを強固に接着する接着剤により構成され、鉄鋼製ボス筒体２３の軸方向端面２３Ｃと樹脂製連結パイプ２４の軸方向端面２４Ｂとの間、及び鉄鋼製ボス筒体２３の位置合せ部２３Ｄの外周面と樹脂製連結パイプ２４のピン挿通孔２４Ａの内周面２４Ｃとの間に設けられるものである。
【００３５】
そして、各鉄鋼製ボス筒体２３の軸方向端面２３Ｃと位置合せ部２３Ｄの外周面とに接着剤を塗布した状態で、樹脂製連結パイプ２４の軸方向端面２４Ｂを、各鉄鋼製ボス筒体２３の軸方向端面２３Ｃに突合せる。これにより、一対の鉄鋼製ボス筒体２３と樹脂製連結パイプ２４とを固着部２５によって強固に接合することができ、これら鉄鋼製ボス筒体２３と樹脂製連結パイプ２４とが一体化されたボス部材２２が形成されている。
【００３６】
次に、２６はボス部材２２を挟んで軸方向で対向する一対の相手方部材としてのロッド側取付アイを示し、該各ロッド側取付アイ２６は、ブームシリンダ１１を構成するロッド１１Ｂの先端部に一体形成されている。ここで、各ロッド側取付アイ２６は、軸方向の寸法が短尺な円筒体からなり、その内周側はピン挿通孔２６Ａとなっている。そして、各ロッド側取付アイ２６のピン挿通孔２６Ａには、２個の円筒状のブッシュ２７が軸方向に離間して嵌着され、各ブッシュ２７の内周面２７Ａは、後述する連結ピン２８の摺動面となっている。
【００３７】
２８はボス部材２２のピン挿通孔２２Ａと各ロッド側取付アイ２６のピン挿通孔２６Ａとに挿通された連結ピンを示し、該連結ピン２８は、ボス部材２２と各ロッド側取付アイ２６とを相対回転可能に連結するものである。ここで、連結ピン２８の両端側は、ボス部材２２を構成する各鉄鋼製ボス筒体２３のピン嵌合孔２３Ａに嵌合すると共に、各ロッド側取付アイ２６に取付けられたブッシュ２７の内周面２７Ａに摺動可能に嵌合している。
【００３８】
また、各ロッド側取付アイ２６から突出した連結ピン２８の両端部には、径方向に貫通するボルト挿通孔２８Ａが穿設されている。そして、各ボルト挿通孔２８Ａには、抜止め用のボルト２９が挿通され、該各ボルト２９は、２個のナット３０によって連結ピン２８に対して抜止めされている。
【００３９】
これにより、連結ピン２８は、各ボルト２９によって軸方向に抜止めされた状態で、ブーム８に設けられたボス部材２２と、各ブームシリンダ１１のロッド１１Ｂに設けられたロッド側取付アイ２６との間を、相対回転可能に連結している。
【００４０】
本実施の形態による軸受装置２１は上述の如き構成を有するもので、油圧ショベル１の作業装置７を用いて土砂の掘削作業を行うときには、左，右のブームシリンダ１１のロッド１１Ｂを伸縮させることにより、ブーム８が旋回フレーム４に対して上，下方向に回動（俯仰動）する。このとき、ブーム８と各ブームシリンダ１１のロッド１１Ｂとは、軸受装置２１を介して相対回転可能に連結されているので、ロッド１１Ｂの伸縮動作を軸受装置２１を介して円滑にブーム８に伝えることができる。
【００４１】
ここで、本実施の形態では、ブーム８のボス部材２２を、鉄鋼材料を用いて形成された一対の鉄鋼製ボス筒体２３と、繊維強化樹脂を用いて形成された樹脂製連結パイプ２４とによって構成したので、連結ピン２８が嵌合する各鉄鋼製ボス筒体２３の強度や耐久性を確保しつつ、樹脂製連結パイプ２４を軽量化することにより、ボス部材２２全体の軽量化を図ることができる。
【００４２】
即ち、本実施の形態による軸受装置２１は、ボス部材２２のうち連結ピン２８が嵌合する部位を、強度が大きな鉄鋼材料を用いて形成された一対の鉄鋼製ボス筒体２３によって構成している。このため、例えばボス部材全体を鉄鋼材料を用いて形成した場合と同様に、ボス部材２２のうち連結ピン２８が嵌合する部位の耐摩耗性、耐久性を確保することができる。
【００４３】
一方、本実施の形態による軸受装置２１は、ボス部材２２のうち、連結ピン２８が接触しない軸方向の中間部位を、鉄鋼材料よりも軽量な繊維強化樹脂を用いて形成された樹脂製連結パイプ２４によって構成している。このため、例えばボス部材全体を鉄鋼材料を用いて形成した場合に比較して、樹脂製連結パイプ２４を軽量化した分、ボス部材２２全体の軽量化を図ることができる。
【００４４】
この場合、各鉄鋼製ボス筒体２３の軸方向端面２３Ｃに、ピン嵌合孔２３Ａと同心状に位置合せ部２３Ｄを設け、この位置合せ部２３Ｄを、樹脂製連結パイプ２４のピン挿通孔２４Ａに嵌合させることにより、各鉄鋼製ボス筒体２３と樹脂製連結パイプ２４とを容易に接続することができる。しかも、各鉄鋼製ボス筒体２３の軸方向端面２３Ｃと樹脂製連結パイプ２４の軸方向端面２４Ｂとの接合部を、位置合せ部２３Ｄによって補強することができ、その接合強度を高めることができる。
【００４５】
また、各鉄鋼製ボス筒体２３に形成されたピン嵌合孔２３Ａの軸中心線を、樹脂製連結パイプ２４を介して確実に一致させることができるので、各鉄鋼製ボス筒体２３のピン嵌合孔２３Ａに連結ピン２８を挿通するときの作業性を高めることができる。
【００４６】
さらに、各鉄鋼製ボス筒体２３と樹脂製連結パイプ２４とは、接着剤を用いた固着部２５によって強固に接合されるので、各鉄鋼製ボス筒体２３と樹脂製連結パイプ２４とを溶接によって接合する必要がない。従って、例えばボス部材全体を鉄鋼材料を用いて形成した場合に比較して、ボス筒体と連結パイプとの接合部分に開先加工等の機械加工を施す必要がなく、各鉄鋼製ボス筒体２３と樹脂製連結パイプ２４とに対する機械加工の工数を低減することができるので、製造コストの削減にも寄与することができる。
【００４７】
次に、図６ないし図８は本発明の第２の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、樹脂製連結パイプの内周面に、鉄鋼材料を用いて形成された鉄鋼製補強パイプを固着したことにある。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。
【００４８】
図中、３１は本実施の形態によるボス部材を示し、該ボス部材３１は、第１の実施の形態によるボス部材２２とほぼ同様に、後述する一対の鉄鋼製ボス筒体３２と、樹脂製連結パイプ３３とにより構成され、その内周側はピン挿通孔３１Ａとなっている。しかし、樹脂製連結パイプ３３の内周面３３Ｃに後述の鉄鋼製補強パイプ３３が固着されている点で、第１の実施の形態によるボス部材２２とは異なるものである。
【００４９】
３２はボス部材３１の軸方向の両端側に配置された左，右一対の鉄鋼製ボス筒体を示し、これら各鉄鋼製ボス筒体３２は、第１の実施の形態による鉄鋼製ボス筒体２３と同様に、鉄鋼材料を用いて全体として円筒状に形成され、その内周側は連結ピン２８が嵌合するピン嵌合孔３２Ａとなっている。また、各鉄鋼製ボス筒体３２の軸方向中間部の外周側には、ブーム８のボス部材取付孔８Ｅに溶接によって固着される円板状の取付フランジ部３２Ｂが一体に形成されている。
【００５０】
一方、各鉄鋼製ボス筒体３２のうち後述の樹脂製連結パイプ３３と対面する軸方向端面３２Ｃには、樹脂製連結パイプ３３の内周面３３Ｃに嵌合する短尺な円筒状の大径位置合せ部３２Ｄと、後述する鉄鋼製補強パイプ３４の内周面３４Ｂに嵌合する短尺な円筒状の小径位置合せ部３２Ｅとが一体形成されている。これら大径位置合せ部３２Ｄと小径位置合せ部３２Ｅとは、鉄鋼製ボス筒体３２のピン嵌合孔３２Ａの軸中心線と同心状に設けられている。
【００５１】
次に、３３は本実施の形態による樹脂製連結パイプを示している。この樹脂製連結パイプ３３は、図７に示すように、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の繊維強化樹脂（ＦＲＰ）を用いて形成された、半円弧状の断面形状を有する一対の樹脂製半割パイプ３３Ａからなっている。これら各樹脂製半割パイプ３３Ａは、後述する鉄鋼製補強パイプ３４の外周面に接着することにより、当該鉄鋼製補強パイプ３４を内装した円筒体として構成されている。そして、樹脂製連結パイプ３３の軸方向端面３３Ｂを、各鉄鋼製ボス筒体３２の軸方向端面３２Ｃに突合せた状態で、樹脂製連結パイプ３３の軸方向両端側の内周面３３Ｃが、各鉄鋼製ボス筒体３２に設けられた大径位置合せ部３２Ｄの外周面に嵌合する構成となっている。
【００５２】
３４は樹脂製連結パイプ３３の内周面３３Ｃに固着して設けられた鉄鋼製補強パイプで、該鉄鋼製補強パイプ３４は、樹脂製連結パイプ３３を補強するものである。ここで、鉄鋼製補強パイプ３４は、例えば鉄鋼製ボス筒体３２の素材と同様な鉄鋼材料を用いて樹脂製連結パイプ３３よりも薄肉な円筒状に形成されている。また、鉄鋼製補強パイプ３４は、樹脂製連結パイプ３３の内径寸法とほぼ等しい外径寸法を有し、鉄鋼製補強パイプ３４の軸方向寸法は、樹脂製連結パイプ３３よりも僅かに短尺に形成されている。そして、鉄鋼製補強パイプ３４の軸方向端面３４Ａを、各鉄鋼製ボス筒体３２の軸方向端面３２Ｃに突合せた状態で、鉄鋼製補強パイプ３４の軸方向両端側の内周面３４Ｂが、各鉄鋼製ボス筒体３２に設けられた小径位置合せ部３２Ｅの外周面に嵌合する構成となっている。
【００５３】
３５は樹脂製連結パイプ３３を構成する各樹脂製半割パイプ３３Ａの内周面３３Ｃと鉄鋼製補強パイプ３４の外周面との間を接続する固着部を示し、この固着部３５は、例えば鉄鋼材料と繊維強化樹脂とを強固に接着する接着剤により構成されている。そして、各樹脂製半割パイプ３３Ａの内周面３３Ｃと鉄鋼製補強パイプ３４の外周面とに接着剤を塗布した状態で、図７に示すように、各樹脂製半割パイプ３３Ａによって鉄鋼製補強パイプ３４を外周側から挟込むことにより、各樹脂製半割パイプ３３Ａからなる樹脂製連結パイプ３３と鉄鋼製補強パイプ３４とを固着部３５によって強固に接合することができる。これにより、内周面３３Ｃに鉄鋼製補強パイプ３４が固着された二層構造の樹脂製連結パイプ３３を形成することができ、この樹脂製連結パイプ３３の強度を高めることができる構成となっている。
【００５４】
３６は各鉄鋼製ボス筒体３２の軸方向端部と樹脂製連結パイプ３３の軸方向両端部との間を接続する左，右の固着部を示している。これら各固着部３６は、例えば鉄鋼材料と繊維強化樹脂とを強固に接着する接着剤により構成され、鉄鋼製ボス筒体３２の軸方向端面３２Ｃと樹脂製連結パイプ３３の軸方向端面３３Ｂとの間、及び鉄鋼製ボス筒体３２の大径位置合せ部３２Ｄの外周面と樹脂製連結パイプ３３の内周面３３Ｃとの間に設けられるものである。
【００５５】
そして、各鉄鋼製ボス筒体３２の軸方向端面３２Ｃと大径位置合せ部３２Ｄの外周面とに接着剤を塗布した状態で、各鉄鋼製ボス筒体３２の大径位置合せ部３２Ｄの外周面に樹脂製連結パイプ３３の内周面３３Ｃを嵌合させると共に、各鉄鋼製ボス筒体３２の軸方向端面３２Ｃに樹脂製連結パイプ３３の軸方向端面３３Ｂを突合せることにより、一対の鉄鋼製ボス筒体３２と樹脂製連結パイプ３３とを固着部３６によって強固に接合することができる構成となっている。
【００５６】
３７は各鉄鋼製ボス筒体３２の軸方向端部と鉄鋼製補強パイプ３４の軸方向両端部との間を接続する左，右の固着部を示している。これら各固着部３７は、例えば鉄鋼材料同士を強固に接着する接着剤により構成され、鉄鋼製ボス筒体３２の軸方向端面３２Ｃと鉄鋼製補強パイプ３４の軸方向端面３４Ｂとの間、及び鉄鋼製ボス筒体３２の小径位置合せ部３２Ｅの外周面と鉄鋼製補強パイプ３４の内周面３４Ｂとの間に設けられるものである。
【００５７】
そして、各鉄鋼製ボス筒体３２の軸方向端面３２Ｃと小径位置合せ部３２Ｅの外周面とに接着剤を塗布した状態で、各鉄鋼製ボス筒体３２の小径位置合せ部３２Ｅの外周面に鉄鋼製補強パイプ３４の内周面３４Ｂを嵌合させると共に、各鉄鋼製ボス筒体３２の軸方向端面３２Ｃに鉄鋼製補強パイプ３４の軸方向端面３４Ａを突合せることにより、一対の鉄鋼製ボス筒体３２と鉄鋼製補強パイプ３４とを固着部３７によって強固に接合することができる構成となっている。
【００５８】
本実施の形態によるボス部材３１は上述の如き構成を有するもので、本実施の形態においても、ボス部材３１のうち連結ピン２８が嵌合する部位を、強度が大きな鉄鋼材料を用いて形成された一対の鉄鋼製ボス筒体３２によって構成し、ボス部材３１のうち、連結ピン２８が接触しない軸方向の中間部位を、鉄鋼材料よりも軽量な繊維強化樹脂を用いて形成された樹脂製連結パイプ３３によって構成している。このため、ボス部材３１は、例えばボス部材全体を鉄鋼材料を用いて形成した場合に比較して、連結ピン２８が嵌合する各鉄鋼製ボス筒体３２の耐摩耗性、耐久性を確保しつつ、樹脂製連結パイプ３３を軽量化した分、全体の軽量化を図ることができる。
【００５９】
しかも、本実施の形態では、樹脂製連結パイプ３３の内周面３３Ｃに、鉄鋼材料を用いて薄肉な円筒状に形成された鉄鋼製補強パイプ３４を固着することにより、樹脂製連結パイプ３３を二層構造とすることができ、当該樹脂製連結パイプ３３の強度を高めることができる。この結果、樹脂製連結パイプのみを用いて各鉄鋼製ボス筒体間を連結する場合に比較して、樹脂製連結パイプ３３の耐圧縮性を高めることができる。
【００６０】
この場合、樹脂製連結パイプ３３を一対の樹脂製半割パイプ３３Ａによって構成し、各樹脂製半割パイプ３３Ａの内周面３３Ｃと鉄鋼製補強パイプ３４との間を固着部３５によって接着したので、樹脂製連結パイプ３３と鉄鋼製補強パイプ３４との接着部の面積を大きく確保することができ、樹脂製連結パイプ３３と鉄鋼製補強パイプ３４とを強固に固着することができ、耐剥離性を高めることができる。
【００６１】
なお、上述した第１の実施の形態によるボス部材２２は、一対の鉄鋼製ボス筒体２３の軸方向端面２３Ｃに円筒状の位置合せ部２３Ｄを設け、この位置合せ部２３Ｄの外周面に、樹脂製連結パイプ２４の軸方向両端側の内周面を嵌合させる場合を例示している。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば図９に示す変形例のように、鉄鋼製ボス筒体３８の軸方向端面３８Ａを軸方向と直交する平坦面として形成し、この鉄鋼製ボス筒体３８の軸方向端面３８Ａと樹脂製連結パイプ２４の軸方向端面２４Ｂとを突合せた状態で、両者間を固着部２５によって接続する構成としてもよい。
【００６２】
また、上述した第１の実施の形態では、ボス部材２２を構成する樹脂製連結パイプ２４を、繊維強化樹脂（ＦＲＰ）を用いて形成した場合を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、例えば繊維材を含まない樹脂材料を用いて樹脂製連結パイプを形成してもよい。また、樹脂材料を用いて形成したパイプ体の外面を繊維強化樹脂によってコーティングすることにより、樹脂製連結パイプを形成してもよい。
【００６３】
また、上述した第２の実施の形態によるボス部材３１は、樹脂製連結パイプ３３の内周面３３Ｃに固着された鉄鋼製補強パイプ３４と各鉄鋼製ボス筒体３２との間を接着剤からなる固着部３７によって固着している。しかし、本発明はこれに限らず、例えば鉄鋼製補強パイプ３４と各鉄鋼製ボス筒体３２との間を溶接によって接合してもよく、この場合は、鉄鋼製補強パイプ３４と各鉄鋼製ボス筒体３２との接合部の強度を一層高めることができる。
【００６４】
また、上述した第２の実施の形態によるボス部材３１は、樹脂製連結パイプ３３の内周面３３Ｃに鉄鋼製補強パイプ３４を固着する構成としている。しかし、本発明はこれに限らず、樹脂製連結パイプの外周面に鉄鋼製補強パイプを固着する構成としてもよい。
【００６５】
さらに、上述した各実施の形態では、ブーム８とブームシリンダ１１のロッド１１Ｂとの間をピン結合する軸受装置２１を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば旋回フレーム４とブームシリンダ１１のチューブ１１Ａとの間のピン結合部、ブーム８とアームシリンダ１２とのピン結合部、アーム９とアームシリンダ１２とのピン結合部等に用いられる軸受装置に広く適用することができる。
【符号の説明】
【００６６】
２１  軸受装置
２２，３１  ボス部材
２２Ａ，２４Ａ，２６Ａ，３１Ａ  ピン挿通孔
２３，３２，３８  鉄鋼製ボス筒体
２３Ａ，３２Ａ  ピン嵌合孔
２３Ｃ，３２Ｃ，３８Ａ  軸方向端面
２３Ｄ  位置合せ部
３２Ｄ  大径位置合せ部
３２Ｅ  小径位置合せ部
２４，３３  樹脂製連結パイプ
２４Ｂ，３３Ｂ  軸方向端面
２４Ｃ，３３Ｃ  内周面
２６  ロッド側取付アイ（相手方部材）
２８  連結ピン
３４  鉄鋼製補強パイプ
【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】
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【図８】
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【図９】
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