JPH1082423A

JPH1082423A - すべり軸受

Info

Publication number: JPH1082423A
Application number: JP9215493A
Authority: JP
Inventors: Hideki Akita; 秀樹秋田; Makoto Ota; 誠太田; Hideaki Nakatani; 英昭中谷; Kazuyoshi Hatano; 和好波多野; Manabu Ogasawara; 学小笠原
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1993-10-22
Filing date: 1997-07-28
Publication date: 1998-03-31

Abstract

(57)【要約】【課題】数年間以上の長期間にわたって無給脂で摺動
させることができる、低速、高面圧用のすべり軸受を提
供する。【解決手段】軸を支持するブッシュを有し、前記ブッ
シュは多孔質の鉄系焼結材からなるすべり軸受におい
て、前記ブッシュは２６０ｃＳｔ〜９５０ｃＳｔの範囲
内の粘度を有する潤滑油が含浸されていることを特徴と
するすべり軸受。このすべり軸受は６．０Ｋｇｆ／ｍｍ
² 以上の動作面圧および２〜５ｃｍ／秒の範囲内の摺動
速度の環境下で使用することが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はすべり軸受に関する。更
に詳細には、本発明は長期間にわたって無給脂で摺動さ
せることができる、低速、高面圧用のすべり軸受に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】建設機械等の掘削装置においては、その
駆動機構を動作させるために、この駆動機構を構成する
各部材を相対的に回動または揺動可能に連結し、シリン
ダその他のアクチュエータで駆動するように構成してい
る。例えば、油圧ショベルにおいては、アームの先端に
バケットが連結されるが、このバケットによる掘削動作
はバケットシリンダを作動させることにより、バケット
をアームとの連結部を中心として回動または揺動させる
ようにする。このため、バケットとアームとはこれらの
いずれかに設けたすべり軸受用のブッシュと、このブッ
シュに挿入される軸とによって連結される。

【０００３】従来から使用されているすべり軸受の一例
の断面図を図１３に示す。ボス１の内部にすべり軸受用
のブッシュ２が嵌着されている。ブッシュの側部外周に
はダストシール３が圧入されている。ボス１の両側部に
はブラケット６が設けられ、ボス１とブラケット６との
隙間にはシム５が介在している。そして、この隙間の上
端の外部にＯ−リング４が装着されている。両端のブラ
ケット６およびブッシュ２を貫通して軸７が挿入されて
いる。軸７は、この軸とブラケット６を貫通する回転係
止ボルト８により、回転不能にされている。この回転係
止ボルト８の装着位置と反対側の軸の側端からブッシュ
２の略中央部に向けてグリース給脂孔３０が配設されて
いる。グリース給脂孔３０の一端には封止栓３２が螺着
されている。グリース給脂孔３０の内部にはグリース３
４が充填されている。

【０００４】掘削作業時には、すべり軸受用のブッシュ
と軸とは低速で摺動するが、極めて大きな面圧がかか
る。このため、このような高面圧用のすべり軸受にあっ
ては、その摺動面にグリースなどの糊状潤滑油を十分に
介在させておかなければ、早期に焼き付き、かじり、偏
摩耗などが生じる。従って、頻繁に給脂を行わなければ
ならないが、この給脂作業は必ずしも容易に実施できる
わけではない。

【０００５】また、新たなグリースを給脂するためには
軸受内の液状化した古いグリースを軸受外へ排出しなけ
ればならない。この給脂および排出は一般的に掘削作業
が行われている現場で行われる。この場合、排出された
液状化グリースは現場の土壌表面に蒔き散らかされて廃
棄され、土壌汚染の問題を引き起こす。特に、最近で
は、都市部での宅地造成および造園作業において、液状
化グリースを土壌表面に廃棄したり、散乱させることは
環境保護の観点から問題である。

【０００６】長期間にわたってグリースなどの潤滑剤を
補給しなくても、摺動面における潤滑性を維持する手段
として、図１４に示されるように、ブッシュ２の摺動面
に黒鉛３６などの固体潤滑剤を埋設したり、あるいは、
ブッシュ自体を自己潤滑性のあるプラスチック材などで
形成するか、または特殊なものとして磁気軸受や空気軸
受などが開発されている。しかし、磁気軸受や空気軸受
は高荷重用の軸受としては不適当である。一方、固体潤
滑剤（例えば、黒鉛）や自己潤滑性部材（例えば、プラ
スチック）を使用した軸受にも様々な欠点が存在する。
例えば、固体潤滑剤を使用する軸受の場合、母材金属同
士の接触があり、微視的な“かじり”発生が避けられな
い。また、プラスチックなどのような自己潤滑性部材
は、強度および硬さ不足から突発的な異常摩耗や変形
（クリープ現象）を起こすことがある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、数年間以上の長期間にわたって無給脂で摺動させる
ことができる、低速、高面圧用のすべり軸受を提供する
ことである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明では、軸を支持するブッシュを有し、前記ブ
ッシュは多孔質の鉄系焼結材からなるすべり軸受におい
て、前記ブッシュは２６０ｃＳｔ〜９５０ｃＳｔの範囲
内の粘度を有する潤滑油が含浸されていることを特徴と
するすべり軸受を提供する。本発明のすべり軸受は６．
０Ｋｇｆ／ｍｍ² 以上の動作面圧および２〜５ｃｍ／秒
の範囲内の摺動速度の環境下で使用することが好まし
い。

【０００９】

【作用】前記のように、本発明のすべり軸受は、多孔質
ブッシュに高粘度の潤滑油を含浸させることにより、低
速、高面圧の環境下でも長期間（例えば、５年間以上）
にわたり無給脂のまま連続的に使用することができる。
特公昭６３−６０２４７号公報には、軸を回転自在に嵌
挿する軸受メタル（本発明における多孔質ブッシュに相
当する）の軸孔に、複数の傾斜した溝を形成すると共
に、前記軸と、前記溝を含む軸孔との間に、潤滑油を介
在させた動圧軸受が開示されている。この軸受メタルは
多孔質性の焼結合金からなり、この焼結合金の多孔部分
に動粘度が１０００Ｃ／Ｓ相当のオイルを含浸させると
共に、前記軸と軸孔との間に、潤滑油として、前記オイ
ルと同一種かつ同一動粘度のグリースを介在させて流体
膜を形成する。この動圧軸受では、動圧作用を生じない
軸の回転始動時には軸受メタルのオイルで潤滑機能が達
成され、また、始動後には、グリースによる流体膜が形
成され、この動圧作用により軸が非接触状態で支持され
る態勢となる。このように、特公昭６３−６０２４７号
公報に記載された動圧軸受では、グリースの流体膜によ
る動圧作用が主たる潤滑作用を発揮し、軸受メタル内に
含浸された潤滑油は従たる潤滑機能しか果たさない。こ
れに対し、本発明の軸受では、グリースを使用する必要
はなく、多孔質ブッシュに含浸された２６０〜９５０ｃ
Ｓｔの範囲内の粘度を有する潤滑油だけで全ての潤滑作
用が果たされる。本発明の軸受ではグリースを使用する
必要がないので、多孔質ブッシュの軸孔にグリース流体
膜形成用の溝などを形成する必要もない。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明のすべり軸
受を具体的に説明する。

【００１１】図１は本発明のすべり軸受を備える軸受組
立体の一例の断面図である。本発明のすべり軸受の基本
的な構成自体は図１４に示されたすべり軸受と同じであ
る。従って、図１４における部材と同一の部材について
は同じ参照符号を使用して説明する。図１に示された本
発明のすべり軸受においても、ボス１の内部にブッシュ
９が嵌着されている。ボス１の両側部にはブラケット６
が設けられ、ボス１とブラケット６との隙間にはシム５
が介在している。そして、この隙間の上端の外部にＯ−
リング４が装着されている。両端のブラケット６および
ブッシュ２を貫通して軸１０が挿入されている。軸１０
は、この軸とブラケット６を貫通する回転係止ボルト８
により、回転不能にされている。

【００１２】本発明のすべり軸受を構成するブッシュ９
は例えば、銅粉と鉄粉とから形成された多孔質複合焼結
合金である。その他の素材からなる多孔質ブッシュも使
用できる。このブッシュの気孔率は５〜３０％程度であ
ることが好ましい。気孔率が５％未満では高粘度潤滑油
の含浸量が不十分となり、無給脂軸受として使用できな
い恐れがある。一方、気孔率が３０％よりも高いと、ブ
ッシュ自体の機械的強度が弱くなり、使用中に破壊する
危険性がある。ブッシュ内の気孔は相互に連通している
ことが好ましい。

【００１３】この多孔質ブッシュに２６０〜９５０ｃＳ
ｔの範囲内の粘度を有する高粘度潤滑油を含浸させる。
粘度が２６０ｃＳｔ未満では潤滑油の流動性が高過ぎる
ため、ブッシュの気孔内に止めさせておくことが困難に
なり、使用中に“かじり”などが発生し、無給脂軸受を
構成することができない。一方、粘度が９５０ｃＳｔを
越える潤滑油の場合、ブッシュの多孔部分内に含浸させ
ることが非常に困難となるばかりか、仮に含浸させるこ
とができたとしても、摩擦熱によって摺動部に滲み出た
潤滑油が再び多孔質部に戻りづらくなり、長期的に安定
した摺動特性を維持できなくなる恐れがある。

【００１４】多孔質ブッシュに含浸させる潤滑油は、粘
度が前記範囲内のものであれば、その組成自体は特に限
定されない。鉱物油あるいは合成油など一般に市販され
ている組成の潤滑油は全て使用できる。但し、グリース
は繊維を含有するのでブッシュに含浸させることはでき
ない。この潤滑油にはＭｏＳ₂ ，ＷＳ₂ ，六方晶形Ｂ
Ｎ，グラファイトなどの、粒径が５００μｍ以下の固体
潤滑性微粒子を配合することもできる。これらの固体潤
滑性微粒子は本発明のすべり軸受を寒冷地で使用する際
に効果を発揮する。

【００１５】本発明の多孔質ブッシュに高粘度潤滑油を
含浸させる場合、潤滑油を加熱してより低粘度に液状化
させ、この液状化潤滑油内にブッシュを浸漬し、真空雰
囲気下で静置する。これにより、ブッシュの気孔内の空
気が吸い出され、代わりに液状化潤滑剤がブッシュの気
孔内に吸引される。このブッシュを空気中に取り出して
室温にまで放冷すると液状化潤滑油はブッシュの気孔内
で再び元の高粘度潤滑油に戻り流動性を失う。斯くし
て、高粘度潤滑油をブッシュの気孔内に留めておくこと
ができる。高粘度潤滑油の加熱温度は特に限定されな
い。各粘度に応じて加熱温度は変化する。従って、潤滑
油が液状化するまで加熱すればよい。このような作業は
当業者に容易である。また、液状化潤滑油へのブッシュ
の浸漬時間および真空度も特に限定されない。浸漬時間
および真空度も使用する潤滑油の粘度により左右され
る。重要なことは、ブッシュの気孔が潤滑油で飽和され
るまで、ブッシュを液状化潤滑油内に浸漬させておくこ
とである。一例として、粘度が４６０ｃＳｔの潤滑油を
６０〜８０℃にまで加熱し、２×１０^-2ｍｍＨｇの真空
下で、ブッシュをこの潤滑油に浸漬させる場合、約１時
間でブッシュの気孔が潤滑油で飽和される。

【００１６】ブッシュ９の摺動面は浸炭、窒化または浸
硫処理法などにより表面改質処理することが好ましい。
例えば、ブッシュ９の摺動面に厚さ１〜３ｍｍ、好まし
くは２ｍｍ程度の浸炭硬化層を形成させると、ブッシュ
の耐摩耗性を向上させることができる。ブッシュ９に挿
入される軸１０は例えば、鉄鋼材からなる。この鉄鋼製
の軸１０を浸炭，窒化および高周波焼入れした後、その
外表面を、化成（例えば、燐酸亜鉛，燐酸マンガンな
ど）または浸硫処理法などにより表面改質処理すること
が好ましい。理由は明らかでないが、軸１０の表面改質
処理を行うとブッシュ９内に含浸されている高粘度潤滑
油との“ぬれ”性が改善され、潤滑効果およびトライボ
ロジ特性が向上する。

【００１７】ボス１とブッシュ９は当業者に周知の任意
の方法により相互に嵌着固定させることができる。例え
ば、焼きばめまたは冷却ばめなどのような収縮ばめによ
り相互に嵌着固定させることができる。

【００１８】図２はブッシュ９と軸１０との界面の模式
的な部分拡大断面図である。図示されているように、多
孔質ブッシュ９の気孔内１４に含浸されている高粘度潤
滑油１６がブッシュ９の内周面上に表出して薄い油膜１
８を形成する。この油膜１８がブッシュ９と軸１０との
間の摺動界面となり、潤滑効果が発揮され、優れたトラ
イボロジ特性が得られる。ブッシュの気孔内に含浸され
た高粘度潤滑油は流動性が極めて低いので、ブッシュと
軸が相対的な摺動を繰り返しても、ブッシュから流失さ
れることはない。その結果、潤滑油膜１８は極めて長期
間にわたって安定的に供給され続ける。これにより、本
発明の無給脂すべり軸受を確実に得ることができる。特
に、低速，高荷重下で揺動駆動する軸１０とブッシュ９
間における“かじり現象”はミクロ的な金属接触によっ
て引き起こされるが、本発明により粘度２６０ｃＳｔ〜
９５０ｃＳｔの潤滑油を含浸させると、微視的な“油だ
まり（油膜１８）”の存在によって、かじりなどによる
損傷を皆無にすることができる。

【００１９】再び図１を参照する。ブッシュ９に含浸さ
れた高粘度潤滑油は、時には、前記の潤滑油膜１８（図
２参照）を形成するのに必要十分な供給量を超えて、軸
１０とブッシュ９との摺動界面に滲出してくることがあ
る。この滲出は主に、軸１０とブッシュ９との摺動によ
る摩擦熱によって潤滑油が膨張し、かつ、粘度が若干低
下するために起こるものと思われる。この滲出してきた
液状化潤滑油が軸受外へ漏出すると、軸１０とブッシュ
９間のトライボロジ特性の低下のみならず、従来のグリ
ースの場合と同様に、環境汚染を起こすので好ましくな
い。このため、本発明のすべり軸受では、ブッシュ９の
両側面に遮油部材１２を配設し、この遮油部材１２をブ
ッシュ９に向かって当接させるように、ダストシール３
が軸１０とボス１の間に圧入されている。この遮油部材
１２は軟質で弾性を有し、吸油性の素材から形成されて
いることが好ましい。この目的にかなう素材としては、
例えば、不織布、織布、多孔質弾性プラスチック，海
綿，石綿，フエルトなどが挙げられる。コスト，耐久性
および吸油性の点からフエルトが好ましい。ブッシュ９
から滲出してきた液状化潤滑油は軸１０の長手方向に沿
って移動する際、フエルト製の遮油部材と接触し、フエ
ルト内に吸収される。その結果、液状化潤滑油が軸受外
へ漏出することは効果的に防止される。

【００２０】図３はブッシュに含浸させる潤滑油の面圧
と摩擦係数との関係を示す特性図である。前記のような
多孔質複合焼結合金からなる、気孔率が１５％の、浸炭
焼入れしたブッシュ３個にそれぞれ粘度２３０ｃＳｔ
（出光石油から市販されている出光ダフニスーパーギヤ
２３０），粘度３６０ｃＳｔ（出光石油から市販されて
いる出光ダフニスーパーギヤ３６０）および粘度４６０
ｃＳｔ（出光石油から市販されている出光ダフニスーパ
ーギヤ４６０）の潤滑油を前記のような方法で含浸させ
た。このブッシュを使用し、図１に示されるようなすべ
り軸受組立体を組み立てた。このすべり軸受組立体に様
々な値の面圧を加え、１２０度の角度で揺動させながら
軸受の耐かじり性を測定した。図３に示された結果から
明らかなように、粘度２３０ｃＳｔの潤滑油の場合、約
５Ｋｇｆ／ｍｍ² 程度の面圧でかじりが発生する。これ
に対し、本発明による粘度３６０ｃＳｔおよび４６０ｃ
Ｓｔの潤滑油の場合、１０Ｋｇｆ／ｍｍ² 以上の面圧で
もかじりの兆候すら認められない。

【００２１】図４は従来のグリース給脂型すべり軸受と
本発明の高粘度潤滑油含浸型すべり軸受のトライボロジ
特性を比較した特性図である。従来のグリース給脂型す
べり軸受は図１３に示されるような構成のすべり軸受組
立体を使用した。軸７にはＳ４５Ｃ高周波焼入鋼を使用
し、ブッシュ２には同じくＳ４５Ｃ高周波焼入鋼を使用
した。グリースには（株）出光興産から市販されている
ダフニコロネックスＥＰＮｏ．２を使用した。一方、本
発明の高粘度潤滑油含浸型すべり軸受は図１に示される
ようなすべり軸受組立体を使用した。軸１０にはＳ４５
Ｃ高周波焼入鋼を使用し、ブッシュ９には多孔質複合焼
結合金（Ｆｅ／Ｃｕ）からなる、気孔率が１５％の、浸
炭焼入れしたブッシュを使用した。このブッシュに粘度
４６０ｃＳｔの潤滑油（出光石油から市販されている出
光ダフニスーパーギヤ４６０を使用）を含浸させた。図
４に示された結果から明らかなように、従来のグリース
給脂型すべり軸受の場合、面圧が５Ｋｇｆ／ｍｍ² を超
えるあたりからかじりの兆候が認められるが、本発明の
すべり軸受の場合、面圧が１０Ｋｇｆ／ｍｍ² を超えて
もかじりの兆候は全く認められない。

【００２２】図５および図６は本発明のすべり軸受を８
００時間にわたって連続的に揺動運動させた際の、ブッ
シュおよび軸の摩耗量を示す特性図である。このすべり
軸受は基本的に図１に示されるような構成を有する。軸
１０にはＳ４５Ｃ高周波焼入鋼を使用し、ブッシュ９に
は多孔質複合焼結合金（Ｆｅ／Ｃｕ）からなる、気孔率
が１５％の、浸炭焼入れしたブッシュを使用した。この
ブッシュに粘度４６０ｃＳｔの潤滑油（出光石油から市
販されている出光ダフニスーパーギヤ４６０を使用）を
含浸させた。面圧８Ｋｇｆ／ｍｍ² 、揺動角１２０度、
荷重方向一定、しゅう速１２ｒｐｍの条件で試験した。
測定結果は揺動方向としてＸ１およびＸ２方向とＹ１お
よびＹ２方向にそれぞれ分けて示す。図５に示された結
果から明らかなように、８００時間経過後であっても、
揺動方向に拘り無く、ブッシュは殆ど偏摩耗を受けてい
ない。同様に、軸も８００時間経過後であっても、揺動
方向に拘り無く、殆ど偏摩耗を受けていない。また、摩
耗量もせいぜい０．４ｍｍ程度と極めて少量である。換
言すれば、これらの結果は、本発明の高粘度潤滑油含浸
焼結ブッシュを使用するすべり軸受では、８Ｋｇｆ／ｍ
ｍ² の高面圧でも、８００時間の連続運転中にかじりが
全く発生しなかったことを示す。

【００２３】本発明のすべり軸受を組立後に所定時間
（例えば、５０時間程度）摺動させ続けると、ブッシュ
に含浸させた潤滑油以外の黒色で高粘度の潤滑物質が生
成されることを発見した。この新たな黒色の高粘度潤滑
物質は多分、軸とブッシュとの摺動によるメカノケミス
トリ反応による生成物であると思われる。ブッシュに含
浸させた潤滑油とこの新たな黒色の高粘度潤滑物質との
混合物が長期無給脂摺動の実現に寄与しているものと思
われる。“メカノケミストリ”とは、固体物質に摩砕，
摩擦，延伸，圧縮などの機械的エネルギを加えることに
よって引き起こされる構造，相転移，反応性，吸着性，
触媒活性等の変化をいう（岩波理化学事典，第４版，１
２７６頁参照）。

【００２４】図７及び図８は黒色の高粘度潤滑物質の組
成分析の結果を示すチャート図である。図７（ａ）はブ
ッシュ９に含浸させた潤滑油，出光ダフニスーパーギヤ
４６０（新品で未使用の状態のもの）の赤外線分光分析
結果を示すチャート図であり、図７（ｂ）はこの潤滑油
が含浸されたブッシュと軸を１００時間摺動させること
により生成された黒色の高粘度潤滑物質の赤外線分光分
析結果を示すチャート図である。これから明らかなよう
に、黒色の高粘度潤滑物質は赤外線波長１７２０ｃｍ^-1
と１６６０ｃｍ^-1に、新品潤滑油とは異なる顕著な吸収
帯が認められた。赤外線波長１７２０ｃｍ^-1はカルボニ
ル基（エステル）に帰属するものであり、一方、波長１
６６０ｃｍ^-1は炭素間二重結合（オレフィン）に帰属す
るものである。これらの結果から、含浸潤滑油は化学的
に変質していることが確認できた。

【００２５】図８は、黒色の高粘度潤滑物質から油状成
分と固形物を分離し、乾燥後に粉末にしてＸ線によって
同定解析したチャート図である。この結果、固形物は主
として、ＳｉＯ₂，Ｆｅ₃Ｏ₄，Ｃ，グラファイト，α−
Ｆｅ₂Ｏ₃から構成されていることが判明した。従って、
図７の結果と合わせて、軸１０とブッシュ９との摺動部
にメカノケミストリ反応が生じていることが確認でき
る。

【００２６】図９は、黒色の高粘度潤滑物質の生成が確
認されたすべり軸受を分解し、軸１０とブッシュ９の摺
動面の変化を触針式の粗さ計で測定した結果の波形図で
ある。（ａ）は軸１０の表面粗さを示す波形図である。
図示された結果から明らかなように、軸１０のブッシュ
９との摺動面は、駆動前の表面粗さ１０〜１２μｍが１
μｍ以下の鏡面状態にまで改善されているが、ブッシュ
９と摺動しない、ダストシール３との接触部及び高周波
焼入れ部は、依然として駆動前の表面粗さのままであ
る。一方、（ｂ）はブッシュ９の表面粗さを示す波形図
であるが、ブッシュの全面にわたって、１μｍ以下の鏡
面状態にまで改善されていることが認められる。軸１０
とブッシュ９との間に再々認められる“かじり損傷”は
皆無であった。

【００２７】図１０は、本発明のすべり軸受の別の実施
例を示す部分断面図である。軸１０とブッシュ９との片
当り（例えば、軸／ブッシュの隙間や軸の変形などに起
因するもの）現象に対して強度的信頼性を向上させるた
めに、ブッシュ９の両端にクラウニング部２０が設けら
れている。

【００２８】図１１は、本発明のすべり軸受の他の実施
例を示す部分断面図である。図１１では、Ｏ−リング４
から侵入してくる土砂等（例えば、ビッカース硬さ（Ｈ
ｖ）＝１０００程度のＳｉＯ₂ ）に起因する摩耗作用に
よりボス１およびブラケット６の摩耗損傷を防ぐため
に、土砂等と同等あるいはそれ以上の硬さを有する耐摩
耗板２２を配設している。この耐摩耗板２２により、す
べり軸受組立体のトライボロジ特性のみならず、軸受自
体の強度向上およびガタの発生防止を図っている。

【００２９】図１２は、本発明のすべり軸受の更に別の
実施例を示す部分断面図である。図１２では、多孔質複
合焼結合金ブッシュ９の端面部などの強度不足を補うた
めに、このブッシュ９とボス１の間に更に鉄鋼製（例え
ば、Ｓ４５Ｃ焼入鋼）の高強度ブッシュ２４を介在させ
ている。この高強度ブッシュ２４の存在により、本発明
のすべり軸受を一層高い面圧下で使用することが可能に
なる。

【００３０】本発明のすべり軸受は６Ｋｇｆ／ｍｍ² 以
上の高面圧および１．０Ｋｇｆ・ｍ／ｍｍ² ・ｓ以上の
高ＰＶ値の条件下で使用するのに特に適する。本発明の
すべり軸受は例えば、掘削機械のフロント部品用軸受、
クレーンのアーム用軸受、ダム水門のローラゲイト軸
受、プレス金型の上下スライドカム軸受、水力発電水車
案内羽根軸受、海上クレーンアンローダピン軸受など、
低速、高面圧用途に特に適する。

【００３１】無給脂軸受として多孔質含油軸受自体は公
知である。例えば、鋳成銅合金含油軸受、粉末焼結含油
軸受などが使用されてきた。しかし、従来の多孔質含油
軸受では、比較的低粘度の潤滑油が使用されており、高
面圧下では、軸とブッシュとの摺動による摩擦熱によ
り、潤滑油の粘度が一層低下することと、軸とブッシュ
との摺動運動とにより、相当量の潤滑油がブッシュおよ
び摺動面から早期に外部へ排出されてしまう。このた
め、潤滑油のロスが大きく、給脂間隔をある程度は長く
することはできるが、全く無給脂で数年以上の長期間に
わたって駆動させることはできない。また、従来の多孔
質含油軸受のＰＶ値は１Ｋｇｆ・ｍ／ｍｍ²・ｓ未満で
あるが、最近の掘削機械では高効率、高出力化に伴っ
て、そのフロント部のＰＶ値は１Ｋｇｆ・ｍ／ｍｍ² ・
ｓ以上で、摩擦係数（μ）が０．１５以下であることが
強く望まれている。従来の低粘度潤滑油を含浸させた多
孔質含油軸受は、このような数値要件を満たす無給脂す
べり軸受組立体とはなり得ない。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
６Ｋｇｆ／ｍｍ² 以上の高面圧を受ける使用環境下で、
数年間以上の長期間（例えば、５年間）にわたって無給
脂で摺動させることができるすべり軸受が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のすべり軸受の一例を備えたすべり軸受
組立体の一例の概要断面図である。

【図２】図１に示されたすべり軸受組立体における軸と
ブッシュとの摺動界面の部分拡大断面図である。

【図３】本発明のすべり軸受におけるブッシュに含浸さ
せる潤滑油の粘度の種類に応じた、面圧と摩擦係数の関
係を示す特性図である。

【図４】従来のグリース給脂型すべり軸受と本発明の高
粘度潤滑油含浸型すべり軸受のトライボロジ特性を比較
した特性図である。

【図５】本発明のすべり軸受を８００時間にわたって連
続的に揺動運動させた際のブッシュの摩耗量を示す特性
図である。

【図６】本発明のすべり軸受を８００時間にわたって連
続的に揺動運動させた際の軸の摩耗量を示す特性図であ
る。

【図７】黒色の高粘度潤滑物質の赤外線分光分析の結果
を示すチャート図であり、（ａ）は新品で未使用の潤滑
油のチャート図であり、（ｂ）はこの潤滑油が含浸され
たブッシュと軸を１００時間摺動させることにより生成
された黒色の高粘度潤滑物質のチャート図である。

【図８】黒色の高粘度潤滑物質から油状成分と固形物を
分離し、乾燥後に粉末にしてＸ線によって同定解析した
チャート図である。

【図９】黒色の高粘度潤滑物質の生成が確認されたすべ
り軸受を分解し、軸１０とブッシュ９の摺動面の変化を
触針式の粗さ計で測定した結果の波形図であり、（ａ）
は軸１０の表面粗さを示す波形図であり、（ｂ）はブッ
シュ９の表面粗さを示す波形図である

【図１０】本発明のすべり軸受の別の例の部分概要断面
図である。

【図１１】本発明のすべり軸受の他の例の部分概要断面
図である。

【図１２】本発明のすべり軸受の更に別の例の部分概要
断面図である。

【図１３】従来のグリース給脂型すべり軸受を備えたす
べり軸受組立体の一例の概要断面図である。

【図１４】従来の固体潤滑剤埋込型ブッシュの一例の部
分概要断面斜視図である。

【符号の説明】

１ボス２従来の鉄製ブッシュ３ダストシール４Ｏ−リング５シム６ブラケット８回転係止ボルト９多孔質複合焼結合金ブッシュ１０軸１２遮油部材１４気孔１６高粘度潤滑油１８油膜２０クラウニング２２耐摩耗板２４高強度ブッシュ３０グリース給脂孔３２封止栓３４グリース３６黒鉛

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者波多野和好茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内 (72)発明者小笠原学茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸を支持するブッシュを有し、前記ブッ
シュは多孔質の鉄系焼結材からなるすべり軸受におい
て、前記ブッシュは２６０ｃＳｔ〜９５０ｃＳｔの範囲
内の粘度を有する潤滑油が含浸されていることを特徴と
するすべり軸受。
【請求項２】前記ブッシュは気孔率が５〜３０％の、
銅粉と鉄粉との複合焼結合金からなり、前記気孔は連通
気孔であり、前記ブッシュは浸炭、窒化または浸硫窒化
処理法により表面改質処理されている請求項１のすべり
軸受。
【請求項３】６Ｋｇｆ／ｍｍ² 以上の面圧で使用され
る請求項１のすべり軸受。
【請求項４】６Ｋｇｆ／ｍｍ² 以上の面圧および２〜
５ｃｍ／秒の範囲内の摺動速度で使用される請求項３の
すべり軸受。
【請求項５】前記潤滑油はＭｏＳ2 ，ＷＳ2 ，六方晶
形ＢＮおよびグラファイトからなる群から選択される少
なくとも１種類以上の、粒径が５００μｍ以下の固体潤
滑剤を更に含有する請求項１のすべり軸受。
【請求項６】前記ブッシュの外周側壁面に遮油部材が
当接されている請求項１のすべり軸受。
【請求項７】前記遮油部材は軟質で、弾性を有し、吸
油性の素材から形成されている請求項６のすべり軸受。
【請求項８】前記遮油部材は不織布、織布、多孔質弾
性プラスチック，海綿，石綿またはフエルトから形成さ
れている請求項７のすべり軸受。
【請求項９】前記ブッシュはクラウニング加工されて
いる請求項１のすべり軸受。
【請求項１０】内周面にブッシュが配設されたボス
と、ブラケットとを有し、前記ボスと前記ブラケットと
の摺接面には、それぞれ高硬度の耐摩耗板が配設されて
いる請求項１のすべり軸受。
【請求項１１】ボスを有し、該ボスの内周面には、半
径方向外方寄りに高強度ブッシュが、更に半径方向内方
寄りに多孔質複合焼結合金ブッシュが配設されている請
求項１のすべり軸受。
【請求項１２】掘削機械のフロント部品用軸受として
使用される請求項１のすべり軸受。
【請求項１３】クレーンのアーム用軸受として使用さ
れる請求項１のすべり軸受。
【請求項１４】ダム水門のローラゲイト軸受として使
用される請求項１のすべり軸受。
【請求項１５】プレス金型の上下スライドカム軸受と
して使用される請求項１のすべり軸受。
【請求項１６】水力発電水車案内羽根軸受として使用
される請求項１のすべり軸受。
【請求項１７】海上クレーンアンローダピン軸受とし
て使用される請求項１のすべり軸受。