(57)【要約】軸２２とブッシュ１６を有し、ブッシュ１６は多数の気孔２５を有する多孔質の焼結材からなるすべり軸受組立体１２において、ブッシュ１６にはＭｏＳ２，ＷＳ２，及び六方晶形ＢＮのうち少なくとも１種類以上から構成される固体潤滑性微粒子２６を２．０〜３０ｗｔ％含有する潤滑油２４が含浸されており、軸２２とブッシュ１６は６Ｋｇｆ／ｍｍ２以上の面圧及び２〜５ｃｍ／秒の範囲内の摺動速度で使用される。これにより、極低速、微小揺動の環境下でも無給脂で摺動可能な期間を延長することができる。
2005019664.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも軸（２２）とブッシュ（１６）を有し、前記ブッシュ（１６）は多数の気孔（２５）を有する多孔質の焼結材からなるすべり軸受組立体（１２）において、前記ブッシュ（１６）にはＭｏＳ２，ＷＳ２，及び六方晶形ＢＮのうち少なくとも１種類以上から構成される固体潤滑性微粒子（２６）を２．０〜３０ｗｔ％含有する潤滑油（２４）が含浸されており、前記軸（２２）とブッシュ（１６）は６Ｋｇｆ／ｍｍ２以上の面圧及び２〜５ｃｍ／秒の範囲内の摺動速度で使用されることを特徴とするすべり軸受組立体。
【請求項２】
少なくとも軸（２２）とブッシュ（１６）を有し、前記ブッシュ（１６）は多数の気孔（２５）を有する多孔質の焼結材からなるすべり軸受組立体（１２）において、前記ブッシュ（１６）にはグラファイトから構成される固体潤滑性微粒子（２６）を３．０〜５．０ｗｔ％含有する潤滑油（２４）が含浸されており、前記軸（２２）とブッシュ（１６）は６Ｋｇｆ／ｍｍ２以上の面圧及び２〜５ｃｍ／秒の範囲内の摺動速度で使用されることを特徴とするすべり軸受組立体。
【請求項３】
前記固体潤滑性微粒子（２６）を含有する潤滑油（２４）の粘度は５６〜１５００ｃＳｔ（ａｔ２５．５℃）の範囲内であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のすべり軸受組立体。
【請求項４】
前記ブッシュ（１６）は気孔率が５〜３０ｖｏｌ％の複合焼結合金からなり、前記多数の気孔（２５）は互いに連通され、前記ブッシュ（１６）は浸炭、窒化及び浸流窒化処理法のうち少なくとも１つの方法により表面改質処理されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のすべり軸受組立体。
【請求項５】
前記固体潤滑性微粒子（２６）は前記ブッシュ（１６）の気孔（２５）を閉塞しない大きさであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のすべり軸受組立体。
【請求項６】
前記軸（２２）は浸炭、高周波焼入れ、レーザ焼入れ及び窒化のうち少なくとも１つの処理を行った後、化成若しくは浸硫処理法により表面改質処理されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のすべり軸受組立体。
【請求項７】
多数の気孔（２５）を有する多孔質の焼結材からなり、ＭｏＳ２，ＷＳ２，及び六方晶形ＢＮのうち少なくとも１種類以上から構成される固体潤滑性微粒子（２６）を２．０〜３０ｗｔ％含有する潤滑油が含浸され、６Ｋｇｆ／ｍｍ２以上の面圧及び２〜５ｃｍ／秒の範囲内の摺動速度で使用されることを特徴とするすべり軸受。
【請求項８】
多数の気孔（２５）を有する多孔質の焼結材からなり、グラファイトから構成される固体潤滑性微粒子（２６）を３．０〜５．０ｗｔ％含有する潤滑油が含浸され、６Ｋｇｆ／ｍｍ２以上の面圧及び２〜５ｃｍ／秒の範囲内の摺動速度で使用されることを特徴とするすべり軸受。
【請求項９】
前記固体潤滑性微粒子（２６）を含有する潤滑油（２４）の粘度は５６ｃＳｔ〜１５００ｃＳｔ（ａｔ  ２５．５℃）の範囲内であることを特徴とする請求項７又は請求項８記載のすべり軸受。
【請求項１０】
気孔率が５〜３０ｖｏｌ％の複合焼結合金からなり、前記多数の気孔（２５）は互いに連通され、浸炭、窒化及び浸流窒化処理法のうち少なくとも１つの方法により表面改質処理されていることを特徴とする請求項７又は請求項８記載のすべり軸受。
【請求項１１】
前記固体潤滑性微粒子（２６）は前記気孔（２５）を閉塞しない大きさであることを特徴とする請求項７又は請求項８記載のすべり軸受。
【請求項１２】
浸炭、高周波焼入れ、レーザ焼入れ及び窒化のうち少なくとも１つの処理を行った後、化成若しくは浸硫処理法により表面改質処理された軸（２２）と共に使用されることを特徴とする請求項７又は請求項８記載のすべり軸受。
【請求項１３】
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７又は請求項８記載のすべり軸受。
【請求項１４】
クレーンのアーム用軸受として使用される請求項７又は請求項８記載のすべり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、すべり軸受組立体及びすべり軸受に関し、さらに詳しくは、極低速、微小揺動の環境下でも無給脂で摺動可能な期間を延長することができるすべり軸受組立体及びすべり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】  建設機械等の掘削機械においては、駆動機構を動作させるために、その駆動機構を構成する各部材を相対的に回動又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、油圧ショベルの作業装置においてはブームの先端にアームが連結されアームの先端にはバケットが連結されるが、掘削作業の際にはアームシリンダ及びバケットシリンダをそれぞれ駆動させ、アームをブームとの連結部を中心として、またバケットをアームとの連結部を中心として回動又は揺動させることにより、土砂等を掘削するようになっている。これらの連結部は、軸とブッシュとを備えたすべり軸受組立体を介して連結されている。【０００３】  このすべり軸受組立体の従来技術としては、鉄系焼結合金からなる多孔質ブッシュに潤滑油を含浸させたものがある（例えば、特許文献１参照。）。このすべり軸受体においては、軸とブッシュとが摺動する際にはその摩擦熱によってブッシュに含浸させた潤滑油が摺動面に滲出し、薄い油膜を形成するようになっている。これにより、軸とブッシュとの間に介在させるグリースが不要となり、またブッシュに含浸させた潤滑油の流動性は極めて低いことから潤滑油の流失を抑制することができ、その結果、低速・高面圧の環境下でも比較的長期間に渡って無給脂で摺動させることが可能なようになっている。【０００４】
【特許文献１】特許第２８３２８００号公報
【発明の開示】
【０００５】  しかしながら、上記従来技術では以下のような課題が存在する。
すなわち、上記従来技術では、軸とブッシュとの摺動による摩擦熱によってブッシュに含浸させた潤滑油を滲出させるため、例えば軸とブッシュがわずか数ｍｍ程度しか摺動しない微小揺動時や極低速で摺動する際においては充分に潤滑効果を発揮できず、局所的な面圧が生じて軸表面又はブッシュ内周面に“かじり”等の局所的な摩耗・損傷及びこれに伴う異音が生じる可能性があった。
【０００６】  本発明は、上記従来技術の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、極低速、微小揺動の環境下でも無給脂で摺動可能な期間を延長することができるすべり軸受組立体及びすべり軸受を提供することにある。
【０００７】  （１）上記目的を達成するために、本発明は、少なくとも軸とブッシュを有し、前記ブッシュは多数の気孔を有する多孔質の焼結材からなるすべり軸受組立体において、前記ブッシュにはＭｏＳ２，ＷＳ２，及び六方晶形ＢＮのうち少なくとも１種類から構成される固体潤滑性微粒子を２．０〜３０ｗｔ％含有する潤滑油が含浸されており、前記軸とブッシュは６Ｋｇｆ／ｍｍ２以上の面圧及び２〜５ｃｍ／秒の範囲内の摺動速度で使用されるものとする。
【０００８】  本発明においては、軸とブッシュとが相対的に摺動すると、その摩擦熱によりブッシュの気孔内に含浸されている潤滑油がブッシュの内周面上に表出し、薄い油膜を形成する。このとき、潤滑油に含有されている固体潤滑性微粒子についてもブッシュの内周面上に表出する。このようにして潤滑油と共に固体潤滑性微粒子がブッシュと軸との間の摺動面に入ることにより、固体潤滑性微粒子を構成する微細な層が層方向に滑って潤滑効果が発揮される。そして、軸とブッシュとの摺動が停止すると、摺動面で油膜を形成している潤滑油は固体潤滑性微粒子と共に毛細管現象によってブッシュが有する多数の気孔内に吸入される。このブッシュの気孔内に含浸された潤滑油は流動性が極めて低いため、軸とブッシュとが摺動を繰り返しても潤滑油の流失は極めて少ない。その結果、固体潤滑性微粒子入りの潤滑油は長期間に渡り安定的に供給される。
【０００９】  ここで、例えば潤滑油が固体潤滑性微粒子を含まない前述した従来技術のような構造のすべり軸受組立体では、軸とブッシュとがわずか数ｍｍ程度しか摺動しない微小揺動や極低速摺動の場合には充分な摩擦熱が発生しないことから充分な潤滑効果を発揮できず、局所的な面圧が生じて軸の表面又はブッシュ内周面に“かじり”等の局所的な摩耗・損傷及びこれに伴う異音が生じる可能性があった。
【００１０】  これに対し、本発明のすべり軸受組立体によれば、上述したように潤滑油が含有する固体潤滑性微粒子の潤滑効果により優れたトライボロジ特性が得られ、さらにこの固体潤滑性微粒子の含有量を２．０〜３０ｗｔ％の範囲内とすることにより優れた耐荷重特性の向上効果を得ることができる。したがって、極低速、微小揺動の環境下でも上記かじり等による軸の表面及びブッシュの内周面の摩耗・損傷及びこれに伴う異音を抑制することができ、無給脂で摺動可能な期間を延長することができる。
【００１１】  （２）上記目的を達成するために、また本発明は、少なくとも軸とブッシュを有し、前記ブッシュは多数の気孔を有する多孔質の焼結材からなるすべり軸受組立体において、前記ブッシュにはグラファイトから構成される固体潤滑性微粒子を３．０〜５．０ｗｔ％含有する潤滑油が含浸されており、前記軸とブッシュは６Ｋｇｆ／ｍｍ２以上の面圧及び２〜５ｃｍ／秒の範囲内の摺動速度で使用されるものとする。
【００１２】  （３）上記（１）又は（２）において、好ましくは、前記固体潤滑性微粒子を含有する潤滑油の粘度は５６〜１５００ｃＳｔ（ａｔ  ２５．５℃）の範囲内であるものとする。
【００１３】  一般に、潤滑油の粘度が１５００ｃＳｔを超えると流動性が低下するため、潤滑油がブッシュの気孔内に戻るための毛細管現象が起こりにくくなる。その結果、多孔質焼結合金（すなわちブッシュ）への含浸が困難となる。
本発明によれば、固体潤滑性微粒子を含有する潤滑油の粘度を１５００ｃＳｔ以内とするので、上記のような事態を防止することができ、長期的に安定した摺動特性を維持することができる。
【００１４】  （４）上記（１）又は（２）において、また好ましくは、前記ブッシュは気孔率が５〜３０ｖｏｌ％の複合焼結合金からなり、前記多数の気孔は互いに連通され、前記ブッシュは浸炭、窒化及び浸流窒化処理法のうち少なくとも１つの方法により表面改質処理されているものとする。
このようにして、例えばブッシュの軸との摺動面に厚さ１ｍｍ〜３ｍｍ（好ましくは２ｍｍ）程度の浸炭硬化層を形成させることにより、ブッシュの耐摩耗性を向上することができる。
【００１５】  （５）上記（１）又は（２）において、また好ましくは、前記固体潤滑性微粒子は前記ブッシュの気孔を閉塞しない大きさであるものとする。
【００１６】  （６）上記（１）又は（２）において、前記軸は浸炭、高周波焼入れ、レーザ焼入れ及び窒化のうち少なくとも１つの処理を行った後、化成若しくは浸硫処理法により表面改質処理されているものとする。
【００１７】  これにより軸の耐摩耗性を向上することができると共に、軸の表面を例えばＺｎ（亜鉛）、Ｍｎ（マンガン）、Ｓ（硫黄）等の極圧付与物質を用いて浸炭、高周波焼入れ、レーザ焼入れ又は窒化した後、化成若しくは浸硫処理法により表面改質処理を行うことにより、ブッシュ内に含浸されている潤滑油との“ぬれ性”が改善され、潤滑効果及びトライボロジ特性をさらに向上することができる。
【００１８】  （７）上記目的を達成するために、本発明のすべり軸受は、多数の気孔を有する多孔質の焼結材からなり、ＭｏＳ２，ＷＳ２，及び六方晶形ＢＮのうち少なくとも１種類以上から構成される固体潤滑性微粒子を２．０〜３０ｗｔ％含有する潤滑油が含浸され、６Ｋｇｆ／ｍｍ２以上の面圧及び２〜５ｃｍ／秒の範囲内の摺動速度で使用されるものとする。
【００１９】  （８）上記目的を達成するために、また本発明のすべり軸受は、多数の気孔を有する多孔質の焼結材からなり、グラファイトから構成される固体潤滑性微粒子を３．０〜５．０ｗｔ％含有する潤滑油が含浸され、６Ｋｇｆ／ｍｍ２以上の面圧及び２〜５ｃｍ／秒の範囲内の摺動速度で使用されるものとする。
【００２０】  （９）上記（７）又は（８）において、好ましくは、前記固体潤滑性微粒子を含有する潤滑油の粘度は５６ｃＳｔ〜１５００ｃＳｔ（ａｔ  ２５．５℃）の範囲内であるものとする。
【００２１】  （１０）上記（７）又は（８）において、また好ましくは、気孔率が５〜３０ｖｏｌ％の複合焼結合金からなり、前記多数の気孔は互いに連通され、浸炭、窒化及び浸流窒化処理法のうち少なくとも１つの方法により表面改質処理されているものとする。
【００２２】  （１１）上記（７）又は（８）において、また好ましくは、前記固体潤滑性微粒子は前記気孔を閉塞しない大きさであるものとする。
【００２３】  （１２）上記（７）又は（８）において、また好ましくは、浸炭、高周波焼入れ、レーザ焼入れ及び窒化のうち少なくとも１つの処理を行った後、化成若しくは浸硫処理法により表面改質処理された軸と共に使用されるものとする。
【００２４】  （１３）上記（７）又は（８）において、また好ましくは、掘削機械のフロント部品用軸受として使用されるものとする。
【００２５】  （１４）上記（７）又は（８）において、また好ましくは、クレーンのアーム用軸受として使用されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００２６】［図１］本発明のすべり軸受組立体の一実施の形態を備えた油圧ショベルの全体構造を表す側面図である。
［図２］本発明のすべり軸受組立体の一実施の形態の内部構造を示す断面図である。
［図３］本発明のすべり軸受組立体の一実施の形態で用いる潤滑油内に様々な濃度で固体潤滑性微粒子を含有させた場合のブッシュの耐荷重特性を示す図である。
［図４］本発明のすべり軸受組立体の一実施の形態におけるＭｏＳ２含有量とそのＭｏＳ２を含有した潤滑油の粘度との関係を示す図である。
［図５］本発明のすべり軸受組立体の一実施の形態を構成するブッシュと軸との摺動面の模式的な部分拡大断面図である。
［図６］本発明のすべり軸受組立体の他の実施の形態で用いる潤滑油内に様々な濃度で固体潤滑性微粒子を含有させた場合のブッシュの耐荷重特性を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】１２      軸受組立体
１６      ブッシュ（すべり軸受）
２２      軸
２４      潤滑油
２５      気孔
２６      固体潤滑性微粒子
２６’    固体潤滑性微粒子
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】  以下、本発明のすべり軸受組立体及びすべり軸受の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。【００２９】  まず、本発明のすべり軸受組立体及びすべり軸受の一実施の形態を図１乃至図５を参照しつつ説明する。
図１は本発明のすべり軸受組立体の一実施の形態を備えた油圧ショベルの全体構造を表す側面図である。【００３０】  この図１において、１は走行体、２はこの走行体１上に旋回可能に搭載した旋回体、３はこの旋回体２上の一方側（図１中左側）に設けた運転室、４は上記旋回体２上の他方側（図１中右側）に設けたエンジン室、５は上記旋回体２上の運転室３側に設けた作業装置であり、油圧ショベルはこれら走行体１、旋回体２、運転室３、エンジン室４、及び作業装置５によって概略構成されている。【００３１】  また、６は上記旋回体２に俯仰動可能に設けたブーム、７はこのブーム６駆動用のブーム用油圧シリンダ、８はブーム６の先端に回動可能に設けたアーム、９はこのアーム８駆動用のアーム用油圧シリンダ、１０はアーム８の先端に回動可能に設けたバケット、１１はこのバケット１０駆動用のバケット用油圧シリンダであり、上記作業装置５はこれらブーム６、アーム８、バケット１０、及び各油圧シリンダ７，９，１１により構成されている。【００３２】  これら作業装置５の構成部材であるブーム６、アーム８、バケット１０、及び各油圧シリンダ７，９，１１は、すべり軸受組立体１２によって相互に回動又は揺動可能に連結されている。なお、実際には作業装置５に使用される各すべり軸受組立体はその設置場所に応じて大きさ、形状等が異なるが、ここでは作業装置５に使用されるすべり軸受組立体はすべて同一とし、すべり軸受組立体１２と総称する。【００３３】  図２はこのすべり軸受組立体１２の内部構造を示す断面図である。
この図２において、１５はボス、１６はこのボス１５の内部に例えば焼きばめ又は冷却ばめ等の収縮ばめによって嵌着固定されたブッシュ、１７，１７はこのブッシュ１６の両側面に配設された遮油部材、１８，１８はこれら遮油部材１７，１７をブッシュ１６に向かって当接させるようにボス１５内のブッシュ１６の両側に圧入されたダストシール、１９，１９はボス１５の両側に配置されるブラケット、２０，２０はこれらブラケット１９，１９とボス１５との隙間にそれぞれ設けたシム、２１，２１はブラケット１９，１９とボス１５との隙間の外周側にそれぞれ装着されたＯリングである。また、２２はブラケット１９，１９及びブッシュ１６を貫通して挿入され、ブッシュ１６と摺動可能な軸、２３はこの軸２２及びブラケット１９を貫通して設けた回転係止ボルトであり、この回転係止ボルト２３により軸２２とブラケット１９とは回転不能となっている。【００３４】  上記ブッシュ１６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からなり、潤滑油２４（後述の図５参照）を含浸させるための互いに連通した多数の気孔２５（後述の図５参照）を有している。本実施の形態ではブッシュ１６の気孔率は例えば２０ｖｏｌ％程度である。なお、このブッシュの気孔率は５〜３０ｖｏｌ％程度であることが好ましい。すなわち、気孔率が５ｖｏｌ％未満である場合には潤滑油の含浸量が不充分となり（その結果後述する固体潤滑性微粒子の気孔内への含浸量も不充分となり）、無給脂軸受として充分に機能しない可能性があるからである。一方、気孔率が３０ｖｏｌ％よりも大きい場合には、ブッシュ１６自身の機械的強度が低下するからである。なお、ブッシュ１６を構成する複合焼結合金は、銅粉と鉄粉以外の他の素材から形成してもよい。【００３５】  このようなブッシュ１６に、本実施の形態では例えば４６０ｃＳｔ（ａｔ  ２５．５℃）の粘度を有する潤滑油２４を含浸させている。なお、この含浸させる潤滑油の粘度（正確には後述する固体潤滑性微粒子を含有した状態での粘度）は５６〜１５００ｃＳｔ（ａｔ  ２５．５℃）の範囲内であることが好ましい。すなわち、粘度が１５００ｃＳｔを超えると潤滑油の流動性が低下するため、摩擦熱によって摺動部に滲み出た潤滑油が再びブッシュ１６の気孔内に戻るための毛細管現象が起こりにくくなり、長期的に安定した摺動特性を維持できない可能性があるからである。なお、この潤滑油２４としては、鉱物油あるいは合成油等、一般に市販されている組成の潤滑油は全て使用でき、粘度が上記範囲内のものであればその組成自体は特に限定されるものではない。但し、グリースについては繊維を含有していることからブッシュ１６に含浸させることができないため、除外される。【００３６】  また本実施の形態では、上記ブッシュ１６に含浸させる潤滑油２４に、ＭｏＳ２（二硫化モリブデン），ＷＳ２（二硫化タングステン）、及び六方晶形ＢＮ（窒化ホウ素）のうち少なくとも１種類以上から構成される固体潤滑性微粒子２６（後述の図５参照）を例えば２０％含有させている。これらの固体潤滑性微粒子２６は層状構造をなしているため、それらが層方向に滑ることにより優れた潤滑効果を発揮する。この固体潤滑性微粒子２６の��有量は２．０〜３０ｗｔ％の範囲内とするのが好ましい。この理由を、図３及び図４を用いて以下に説明する。【００３７】  図３は潤滑油（ここでは粘度４６０ｃＳｔの潤滑油）内に様々な濃度（重量％）で固体潤滑性微粒子（ここではＭｏＳ２）を含有させた場合のブッシュ１６の耐荷重特性を示す図である。
この図３に示すように、ＭｏＳ２を１．５％含有させた潤滑油を用いた場合には潤滑油のみを用いた場合に比べ耐荷重特性は若干低下するが、ＭｏＳ２含有量を２．０％にすると潤滑油のみの場合に比べて耐荷重特性は向上する。そして、ＭｏＳ２含有量を３．０〜５．０％に増やすとさらに耐荷重特性は向上し、１０％以上とすると圧力を６０ＭＰａまで増加させても摩擦係数はほとんど変わらず、耐荷重特性を格段に向上することができる。したがって、ＭｏＳ２含有量の下限は耐荷重特性の向上効果を得ることができる２．０％とするのが好ましい。【００３８】  一方、図４はＭｏＳ２含有量とこのＭｏＳ２を含有した潤滑油の粘度との関係を示す図である。
この図４に示すように、ＭｏＳ２含有量を２０％にすると潤滑油の粘度は約１５００ｃＳｔ（ａｔ  ２５．５℃）まで上昇し、ＭｏＳ２含有量が３０％を超えると潤滑油の粘度は１５００ｃＳｔより大きくなる。一般に潤滑油の粘度が１５００ｃＳｔを超えると、流動性が低下するために多孔質焼結合金への含浸が困難となるばかりでなく、前述したように摩擦熱によって摺動部に滲み出た潤滑油が再びブッシュ１６の気孔内に戻るための毛細管現象が起こりにくくなり、軸受性能の低下が懸念されることから、ＭｏＳ２含有量の上限はこのＭｏＳ２を含有した潤滑油の粘度が約１５００ｃＳｔ以下となる３０％とするのが好ましい。【００３９】  以上のことから、潤滑油２４のＭｏＳ２含有量は２．０〜３０ｗｔ％の範囲内とすることが好ましい。なお、潤滑油２４に含有させる固体潤滑性微粒子（ＭｏＳ２，ＷＳ２、及び六方晶形ＢＮ）２６の粒径は、ブッシュ１６の気孔２５から摺動部に円滑に出入りできるように、気孔２５を閉塞しない程度に充分小さいものとなっている（例えば０．１μｍ〜１００μｍ程度である）。【００４０】  以上のような固体潤滑性微粒子２６を含有した潤滑油２４は、通常、以下のようにしてブッシュ１６に含浸される。
まず、固体潤滑性微粒子２６と潤滑油２４とを十分に攪拌して固体潤滑性微粒子２６を潤滑油２４中に均一に分散させた上で、潤滑油２４を加熱してより低粘度にして液状化させる。そして、この固体潤滑性微粒子２６入りの潤滑油２４内にブッシュ１６を浸漬し、真空雰囲気下で静置する。【００４１】  これにより、ブッシュ１６の気孔２５内の空気が吸い出され、その代わりに固体潤滑性微粒子２６入りの潤滑油２４が気孔２５内に吸引される。このようにして気孔２５内に潤滑油２４を含浸させた上でブッシュ１６を空気中に取り出して室温まで放冷すると、固体潤滑性微粒子２６入りの潤滑油２４はブッシュ１６の気孔２５内で再び元の粘度に戻り、流動性を失う。このようにして、固体潤滑性微粒子２６入りの潤滑油２４をブッシュ１６の気孔２５内に留めることができるようになっている。【００４２】  上記の固体潤滑性微粒子２６入りの潤滑油２４の加熱温度は特に限定されるものではなく、使用する潤滑油２４の粘度に応じて変える必要があるが、潤滑油２４が液状化するまで加熱するようにすれば足りる。但し、固体潤滑性微粒子２６にポリエチレン、ポリイミド、ポリアセタール、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等の樹脂系素材を用いる場合には、加熱温度はその樹脂の耐熱温度未満とする必要がある。また、固体潤滑性微粒子２６入りの潤滑油２４へのブッシュ１６の浸漬時間及び真空度についても特に限定されるものではなく、使用する潤滑油２４の粘度に応じて変えるものであるが、ブッシュ１６の気孔２５が固体潤滑性微粒子２６入りの潤滑油２４で飽和されるまで浸漬する必要がある。一例を挙げると、粘度が４６０ｃＳｔの固体潤滑性微粒子入りの潤滑油を６０℃〜８０℃程度まで加熱し、２×１０２ｍｍＨｇの真空化でブッシュを潤滑油に浸漬させる場合、ブッシュの気孔が固体潤滑性微粒子入り潤滑油で飽和されるのに約１時間を要する。【００４３】  軸２２は鉄鋼材から構成されており、その表面（外周面）は、浸炭、高周波焼入れ、レーザ焼入れ及び窒化のうち少なくとも１つの処理を行った後、化成（例えば燐酸亜鉛、燐酸マンガン等）若しくは浸硫処理法により表面改質処理されている。このようにＺｎ（亜鉛）、Ｍｎ（マンガン）、Ｓ（硫黄）等の極圧付与物質を用いて軸２２の表面改質処理を行うことにより、ブッシュ１６内に含浸されている潤滑油２４との“ぬれ性”も改善され、潤滑効果及びトライボロジ特性を向上することができるようになっている。【００４４】  なお、ブッシュ１６の軸２２との摺動面（すなわち内周面）についても、軸２２の表面と同様に浸炭、焼入れ、窒化、及び浸硫処理法等により表面改質処理を行うようにしてもよい。例えば、ブッシュ１６の摺動面に厚さ１ｍｍ〜３ｍｍ（好ましくは２ｍｍ）程度の浸炭硬化層を形成させることにより、ブッシュ１６の耐摩耗性を向上することができる。【００４５】  以上において、ブッシュ１６は特許請求の範囲の請求項７乃至請求項１４に記載のすべり軸受を構成すると共に、請求項１３記載の掘削機械のフロント部品用軸受をも構成する。【００４６】  次に、上記構成の本発明のすべり軸受組立体及びすべり軸受の一実施の形態の動作及び作用を図５を用いて以下に説明する。図５は���ッシュ１６と軸２２との摺動面の模式的な部分拡大断面図である。
この図５に示すように、軸２２とブッシュ１６とが相対的に摺動すると、その摩擦熱によりブッシュ１６の気孔２５内に含浸されている潤滑油２４がブッシュ１６の内周面上に表出し、薄い油膜Ｍを形成する。このとき、潤滑油２４に含有されている固体潤滑性微粒子２６についてもブッシュ１６の内周面上に表出する。このようにして潤滑油２４と共に固体潤滑性微粒子２６がブッシュ１６と軸２２との間の摺動面に入ることにより、固体潤滑性微粒子２６を構成する微細な層が層方向に滑って優れた潤滑効果を発揮する。そして、軸２２とブッシュ１６との摺動が停止すると、摺動面で油膜Ｍを形成している潤滑油２４は固体潤滑性微粒子２６と共に毛細管現象によってブッシュ１６が有する多数の気孔２５内に吸入される。この気孔５内に含浸された潤滑油２４の流動性は極めて低いため、軸２２とブッシュ１６とが摺動を繰り返しても、潤滑油２４及び固体潤滑性微粒子２６の流失は極めて少ない。その結果、固体潤滑性微粒子２６入りの潤滑油２４が安定的に供給される期間を比較的長期間（例えば５年程度）とすることができる。【００４７】  このとき、例えば潤滑油２４が固体潤滑性微粒子２６を含まない前述した従来技術のようなすべり軸受組立体では、軸とブッシュがわずか数ｍｍ程度しか摺動しない微小揺動や極低速摺動をする際には発生する摩擦熱が微量であることから充分な潤滑効果を発揮できず、局所的な面圧が生じて軸２２の表面又はブッシュ１６内周面に“かじり”等の局所的な摩耗・損傷及びこれに伴う異音が生じる可能性があった。【００４８】  これに対し、本実施の形態のすべり軸受組立体１２によれば、上述したように潤滑油２４が含有する固体潤滑性微粒子２６による潤滑効果によって優れたトライボロジ特性が得られ、さらにこの固体潤滑性微粒子２６の含有量を２．０〜３０ｗｔ％の範囲内とすることにより、前述の図３に示すように優れた耐荷重特性の向上効果を得ることができる。したがって、極低速、微小揺動の環境下でも上記かじり等による軸２２の表面及びブッシュ１６の内周面の摩耗・損傷及びこれに伴う異音を抑制することができ、無給脂で摺動可能な期間を延長することができる。【００４９】  また本実施の形態によれば、潤滑油２４は温度によって粘度が変わることからその潤滑効果は温度依存性が高いのに対し、固体潤滑性微粒子２６の潤滑効果は温度依存性が低いため、例えば油圧ショベルが寒冷地で使用される場合であってもすべり軸受組立体１２は潤滑効果を充分に発揮することができる。【００５０】  次に、本発明のすべり軸受組立体及びすべり軸受の他の実施の形態を図６を参照しつつ説明する。本実施の形態は、上記一実施の形態においてはＭｏＳ２，ＷＳ２、及び六方晶形ＢＮのうち少なくとも１種類以上から構成される固体潤滑性微粒子２６を潤滑油２４に２０％含有させたのに対し、グラファイトから構成される固体潤滑性微粒子２６’を潤滑油２４に例えば３．０％含有させたものである。【００５１】  本実施の形態では、上記したように潤滑油２４にグラファイトから構成される固体潤滑性微粒子２６’を例えば３．０％含有させているが、この固体潤滑性微粒子２６’の含有量は３．０〜５．０ｗｔ％の範囲内とするのが好まし��。この理由を、図６を用いて以下に説明する。【００５２】  図６は潤滑油（ここでは粘度４６０ｃＳｔの潤滑油）内に様々な濃度（重量％）で固体潤滑性微粒子（ここではグラファイト（カーボン）から構成される固体潤滑性微粒子）を含有させた場合のブッシュ１６の耐荷重特性を示す図である。
この図６に示すように、グラファイト（カーボン）を１．０％又は１０％含有させた潤滑油を用いた場合には、潤滑油のみを用いた場合に比べて耐荷重特性はさほど変化しない。一方、グラファイト含有量を３．０％にすると圧力を４５ＭＰａまで増加させても摩擦係数はほとんど変わらず、耐荷重特性を格段に向上することができる。また、グラファイト含有量を５．０％とした場合にも潤滑油のみの場合に比べて耐荷重特性は向上している。以上から、グラファイト含有量は３．０〜５．０ｗｔ％の範囲内とするのが好ましい。【００５３】  なお、潤滑油２４に含有させる固体潤滑性微粒子２６’の粒径は、前述した一実施の形態と同様に、ブッシュ１６の気孔２５から摺動部に円滑に出入りできるように、気孔２５を閉塞しない程度に充分小さいものとなっている（例えば０．１μｍ〜１００μｍ程度である）。【００５４】  本実施の形態のすべり軸受組立体１２によっても、潤滑油２４が含有する固体潤滑性微粒子２６’による潤滑効果によって優れたトライボロジ特性が得られ、さらにこの固体潤滑性微粒子２６’の含有量を３．０〜５．０ｗｔ％の範囲内とすることにより、上記図６に示すように優れた耐荷重特性の向上効果を得ることができる。したがって、極低速、微小揺動の環境下でも上記かじり等による軸２２の表面及びブッシュ１６の内周面の摩耗・損傷及びこれに伴う異音を抑制することができ、無給脂で摺動可能な期間を延長することができる。また前述の一実施の形態と同様に、固体潤滑性微粒子２６’の潤滑効果は温度依存性が低いため、例えば油圧ショベルが寒冷地で使用される場合であってもすべり軸受組立体１２は潤滑効果を充分に発揮することができる。【００５５】  なお、以上述べた２つの実施形態のすべり軸受組立体１２は６ｋｇｆ／ｍｍ２以上の高面圧及び１．０ｋｇｆ・ｍ／ｍｍ２・ｓ以上の高ＰＶ値の条件下で使用するのに適するものである。したがって、上述してきた油圧ショベルの作業装置５に用いる軸受組立体１２のような掘削機械のフロント部品用軸受に限らず、例えば、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等、低速、高面圧の条件下で用いられる軸受に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５６】  請求項１記載の発明によれば、多孔質の焼結材からなるブッシュにＭｏＳ２，ＷＳ２，及び六方晶形ＢＮのうち少なくとも１種類以上から構成される固体潤滑性微粒子を２．０〜３０ｗｔ％含有した潤滑油を含浸させる。これにより、潤滑油の粘度の上昇を抑制しつつ、優れた耐荷重特性の向上効果を得ることができる。したがって、極低速、微小揺動の環境下でもかじり等による軸の表面及びブッシュの内周面の摩耗・損傷及びこれに伴う異音を抑制することができ、無給脂で摺動可能な期間を延長することができる。【００５７】  また請求項２記載の発明によれば、多孔質の焼結材からなるブッシュにグラファイトから構成される固体潤滑性微粒子を３．０〜５．０ｗｔ％含有した潤滑油を含浸させる。これにより、潤滑油の粘度の上昇を抑制しつつ、優れた耐荷重特性の向上効果を得ることができる。したがって、極低速、微小揺動の環境下でもかじり等による軸の表面及びブッシュの内周面の摩耗・損傷及びこれに伴う異音を抑制することができ、無給脂で摺動可能な期間を延長することができる。
【図１】
2005019664.tif 000003
【図２】
2005019664.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年9月5日(2005.9.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも軸（２２）とブッシュ（１６）を有し、前記ブッシュ（１６）は多数の気孔（２５）を有する多孔質の焼結材からなるすべり軸受組立体（１２）において、前記ブッシュ（１６）にはＭｏＳ2，ＷＳ2，及び六方晶形ＢＮのうち少なくとも１種類以上から構成される固体潤滑性微粒子（２６）を２.０〜３０ｗｔ％含有する潤滑油（２４）が含浸されており、前記軸（２２）とブッシュ（１６）は６Ｋｇｆ／ｍｍ2以上の面圧及び２〜５ｃｍ／秒の範囲内の摺動速度で使用されることを特徴とするすべり軸受組立体。
【請求項２】
少なくとも軸（２２）とブッシュ（１６）を有し、前記ブッシュ（１６）は多数の気孔（２５）を有する多孔質の焼結材からなるすべり軸受組立体（１２）において、前記ブッシュ（１６）にはグラファイトから構成される固体潤滑性微粒子（２６’）を３.０〜５．０ｗｔ％含有する潤滑油（２４）が含浸されており、前記軸（２２）とブッシュ（１６）は６Ｋｇｆ／ｍｍ2以上の面圧及び２〜５ｃｍ／秒の範囲内の摺動速度で使用されることを特徴とするすべり軸受組立体。
【請求項３】
前記固体潤滑性微粒子（２６，２６’）を含有する潤滑油（２４）の粘度は５６〜１５００ｃＳｔ（ａｔ  ２５．５℃）の範囲内であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のすべり軸受組立体。
【請求項４】
前記ブッシュ（１６）は気孔率が５〜３０ｖｏｌ％の複合焼結合金からなり、前記多数の気孔（２５）は互いに連通され、前記ブッシュ（１６）は浸炭、窒化及び浸硫窒化処理法のうち少なくとも１つの方法により表面改質処理されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のすべり軸受組立体。
【請求項５】
前記固体潤滑性微粒子（２６，２６’）は前記ブッシュ（１６）の気孔（２５）を閉塞しない大きさであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のすべり軸受組立体。
【請求項６】
前記軸（２２）は浸炭、高周波焼入れ、レーザ焼入れ及び窒化のうち少なくとも１つの処理を行った後、化成若しくは浸硫処理法により表面改質処理されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のすべり軸受組立体。
【請求項７】
多数の気孔（２５）を有する多孔質の焼結材からなり、ＭｏＳ2，ＷＳ2，及び六方晶形ＢＮのうち少なくとも１種類以上から構成される固体潤滑性微粒子（２６）を２.０〜３０ｗｔ％含有する潤滑油が含浸され、６Ｋｇｆ／ｍｍ2以上の面圧及び２〜５ｃｍ／秒の範囲内の摺動速度で使用されることを特徴とするすべり軸受。
【請求項８】
多数の気孔（２５）を有する多孔質の焼結材からなり、グラファイトから構成される固体潤滑性微粒子（２６’）を３.０〜５．０ｗｔ％含有する潤滑油が含浸され、６Ｋｇｆ／ｍｍ2以上の面圧及び２〜５ｃｍ／秒の範囲内の摺動速度で使用されることを特徴とするすべり軸受。
【請求項９】
前記固体潤滑性微粒子（２６，２６’）を含有する潤滑油（２４）の粘度は５６ｃＳｔ〜１５００ｃＳｔ（ａｔ  ２５．５℃）の範囲内であることを特徴とする請求項７又は請求項８記載のすべり軸受。
【請求項１０】
気孔率が５〜３０ｖｏｌ％の複合焼結合金からなり、前記多数の気孔（２５）は互いに連通され、浸炭、窒化及び浸硫窒化処理法のうち少なくとも１つの方法により表面改質処理されていることを特徴とする請求項７又は請求項８記載のすべり軸受。
【請求項１１】
前記固体潤滑性微粒子（２６，２６’）は前記気孔（２５）を閉塞しない大きさであることを特徴とする請求項７又は請求項８記載のすべり軸受。
【請求項１２】
浸炭、高周波焼入れ、レーザ焼入れ及び窒化のうち少なくとも１つの処理を行った後、化成若しくは浸硫処理法により表面改質処理された軸（２２）と共に使用されることを特徴とする請求項７又は請求項８記載のすべり軸受。
【請求項１３】
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７又は請求項８記載のすべり軸受。
【請求項１４】
クレーンのアーム用軸受として使用される請求項７又は請求項８記載のすべり軸受。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
（４）上記（１）又は（２）において、また好ましくは、前記ブッシュは気孔率が５〜３０ｖｏｌ％の複合焼結合金からなり、前記多数の気孔は互いに連通され、前記ブッシュは浸炭、窒化及び浸硫窒化処理法のうち少なくとも１つの方法により表面改質処理されているものとする。
このようにして、例えばブッシュの軸との摺動面に厚さ１ｍｍ〜３ｍｍ（好ましくは２ｍｍ）程度の浸炭硬化層を形成させることにより、ブッシュの耐摩耗性を向上することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
（１０）上記（７）又は（８）において、また好ましくは、気孔率が５〜３０ｖｏｌ％の複合焼結合金からなり、前記多数の気孔は互いに連通され、浸炭、窒化及び浸硫窒化処理法のうち少なくとも１つの方法により表面改質処理されているものとする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
次に、上記構成の本発明のすべり軸受組立体及びすべり軸受の一実施の形態の動作及び作用を図５を用いて以下に説明する。図５はブッシュ１６と軸２２との摺動面の模式的な部分拡大断面図である。
この図５に示すように、軸２２とブッシュ１６とが相対的に摺動すると、その摩擦熱によりブッシュ１６の気孔２５内に含浸されている潤滑油２４がブッシュ１６の内周面上に表出し、薄い油膜Ｍを形成する。このとき、潤滑油２４に含有されている固体潤滑性微粒子２６についてもブッシュ１６の内周面上に表出する。このようにして潤滑油２４と共に固体潤滑性微粒子２６がブッシュ１６と軸２２との間の摺動面に入ることにより、固体潤滑性微粒子２６を構成する微細な層が層方向に滑って優れた潤滑効果を発揮する。そして、軸２２とブッシュ１６との摺動が停止すると、摺動面で油膜Ｍを形成している潤滑油２４は固体潤滑性微粒子２６と共に毛細管現象によってブッシュ１６が有する多数の気孔２５内に吸入される。この気孔２５内に含浸された潤滑油２４の流動性は極めて低いため、軸２２とブッシュ１６とが摺動を繰り返しても、潤滑油２４及び固体潤滑性微粒子２６の流失は極めて少ない。その結果、固体潤滑性微粒子２６入りの潤滑油２４が安定的に供給される期間を比較的長期間（例えば５年程度）とすることができる。
【国際調査報告】
2005019664.tif 000009
2005019664.tif 000010