JP4271624B2

JP4271624B2 - 建設機械の関節用すべり軸受

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Publication number: JP4271624B2
Application number: JP2004184534A
Authority: JP
Inventors: 和夫丸山; 元博宮坂; 理馬渡
Original assignee: Hitachi Powdered Metals Co Ltd
Current assignee: Hitachi Powdered Metals Co Ltd
Priority date: 2004-06-23
Filing date: 2004-06-23
Publication date: 2009-06-03
Anticipated expiration: 2024-06-23
Also published as: EP1617090A3; CN100362251C; US20050286822A1; EP1617090A2; EP1617090B1; KR100827358B1; CN1712748A; US7234871B2; KR20060035557A; JP2006009846A

Description

この発明は、建設機械用軸受のように、軸受摺動面に高い面圧が作用し、軸と軸受との摺動が揺動運動であるような用途に好適なすべり軸受に関する。

従来、寸法が比較的大きい円筒形状のすべり軸受は、材料の歩留まりがよい粉末冶金技術によって製造したものが提供されている。建設機械用のすべり軸受のように比較的大型で、高い面圧が作用し、かつすべり速度が遅く揺動するものでは、特許文献１に記載されているように、軟質な銅が分散し、熱処理された硬質な鉄系焼結合金からなり、合金の気孔中に使用面圧に相応しい高粘度の潤滑油、グリース、またはワックス、これらの混合物、およびこれらに固体潤滑物質や極圧添加剤を加えた潤滑物質を含浸することが開示されている。

建設機械用のすべり軸受の耐久性を改善する手段として、特許文献２には、円周方向に延びる高低差が２〜１２.５μｍ程度の凹凸条を軸方向に複数並列させ、内周面の表層部が緻密化されて気孔量が少ない軸受とすることによって、凹条が潤滑油を保持し摩擦摺動部に潤滑油を供給して耐久性が向上することが開示されている。また、特許文献３には、摺動面へ潤滑剤を供給し易くし、異常な摩耗を防止するために、内周面にＸ字状の油溝を設けた構造が提案されている。
特開平１０−２４６２３０号公報特開２００３−２２２１３３号公報実公平８−２４９４号公報

軟質な銅が分散し、熱処理された鉄系焼結合金に、潤滑油やワックスなどを含浸した軸受は、耐摩耗性に優れたものであるが、更に耐久性のある軸受が期待されている。また、内周面に油溝を設けると、潤滑油が摺動面に供給されやすく、耐久性が向上するが、高低差が数μｍ程度の凹凸条の場合には、摩耗して凹凸条が消滅した面が拡がると潤滑油の供給が悪くなる虞がある。また、Ｘ字状の油溝の場合には、切削加工により油溝を形成するので、製造が煩雑であるという課題がある。

本発明の高荷重用すべり軸受は、軸受合金が焼入れ組織の鉄系焼結合金からなり、内周面に摺動方向と直交する方向に対し傾斜角度が１０〜４０゜の範囲内の傾斜溝を備えており、前記傾斜溝は溝幅２〜８ｍｍの範囲内で、溝表面の内周面に占める面積が５０％以下の範囲内で、且つ摺動方向と直交する仮想線が軸受内周のどの位置においても軸受面と前記傾斜溝の両方に交差する配置であり、使用する際には、少なくとも前記傾斜溝内に潤滑剤を含ませることを特徴とする。
この場合、前記傾斜溝の深さは、軸受内周円筒面からの最大深さが０.５〜３ｍｍの範囲内であることが好ましい。
また、前記の傾斜溝を備えると共に、前記軸受面に切削加工によって形成した高低差が２〜２０μｍの範囲内の円周方向に延びる凹凸条を螺旋状または複数の環状に備えていることを特徴とする。

これらの傾斜溝または前記傾斜溝と軸受面の円周方向に延びる凹凸条とを備えた軸受材料は、
（Ａ）マルテンサイトを含む金属組織の鉄合金基地中に銅粒子および銅合金粒子の少なくとも一方が分散しておりＣｕ含有量が７〜３０質量％の焼結合金、
（Ｂ）上記焼結合金（Ａ）中に前記鉄基合金基地より硬質な鉄基合金粒子またはコバルト基合金粒子が５〜３０質量％の範囲内で分散している金属組織の焼結合金、または、
（Ｃ）前記焼結合金（Ａ）中または前記焼結合金（Ｂ）中に黒鉛および二硫化モリブデンの少なくとも一方の粒子が３質量％以下の範囲内で含有している焼結合金、
のいずれかであることを特徴とする。

これらの高荷重用すべり軸受は、軸と軸受の摺動が揺動状態で使用され、軸面と摺動面に作用する面圧が２０ＭＰａ以上の高い圧力下で使用されることを特徴とする。

本発明の高荷重用すべり軸受は、軸受材料がマルテンサイト組織を含む鉄合金基地に軟質な銅または銅合金相が分散しているので、高い面圧に耐える強度と相手部材との馴染み性とを兼ね備えている。また、潤滑剤の流出漏洩が少なく、高面圧に適合する粘度の潤滑剤を伴って良好な耐摩耗性を発揮する。さらに、軸受の内周に設けた摺動方向と直交する方向に対し１０〜４０゜の範囲内で傾斜した溝により、溝中の潤滑油等を摺動部へ供給するので、摺動が揺動で高面圧であっても耐久性が良好なものになる。
この傾斜溝は、特に、摺動方向と直交する仮想線が軸受内周のどの位置においても軸受面と前記傾斜溝とに交差するように、溝幅、傾斜角度、溝の本数を設定して配置するので、軸受内周のどの部分に軸の荷重が掛かっても、軸面は常に軸受面と油溝との両方に接しているため潤滑作用が良好である。傾斜溝の溝深さは０.５〜３ｍｍの範囲内とし、溝の容積が比較的大きいので、潤滑剤を多く蓄えることができる。また、軸受要素の外部から異物が浸入した場合にも、異物の逃げ場になるので摩耗を遅延させる効果も期待できる。さらに装置に軸受を設置する際に軸受の方向性を考慮する必要がない。傾斜溝は金型を用いて粉末成形する際に形成することができるので、能率良く生産することができる。

さらに、切削加工の際の切削バイトにより、摺動面に高低差が２〜２０μｍの範囲内の円周方向に延びる凹凸条を螺旋状または複数の環状に形成した軸受は、潤滑油の保持と摺動面への供給が増大し、耐久性がより良好なものになる。傾斜溝と凹凸条とを設けると、凹凸条が摩耗して一部が消滅し、凹凸条からの潤滑油の供給が減少しても、その部分には傾斜溝から潤滑油が供給されるので、軸受要素が長寿命になり、保守頻度が少なくてすむという効果がある。

次に、本発明の実施形態を説明する。
１．焼結合金
まず、すべり軸受の焼結合金は、以下に示す６種類の形態が好適である。
（１）焼結合金１
焼結合金１は、鉄粉、銅粉、黒鉛粉を以下の成分組成となるように混合し、圧粉成形および焼結したものである。組成が質量比でＣ：０.３〜１.５％、Ｃｕ：７〜３０％、残りが実質的にＦｅからなり、基地がマルテンサイトを主とする組織の鉄炭素系合金であり、基地中に銅および／または鉄を含む銅合金の形で粒子状に分散したものである。不可避的に含有する不純物としては、鉄粉中に通常含まれるＭｎおよびＳｉが挙げられる。

基地の組織は全てマルテンサイトであってもよく、一部にトルースタイトやベーナイトが含まれていても同等の性質を示す。さらに、一部にソルバイトが含まれてもよい。基地の硬さはマイクロビッカース硬さで４５０〜７５０程度が良い。また、Ｃは黒鉛の形で混合粉に添加し、焼結によってＣをＦｅの基地中に拡散させる。また、焼結は、銅粉の形で添加されたＣｕがＦｅと完全に合金化しない温度と時間で行い、焼結後に焼入れ焼戻しする。なお、焼入れは、焼結の冷却過程で行うこともできる。
ここで、Ｃが０.３質量％を下回ると材料強度が不十分で摩耗しやすくなり、１.５質量％を超えて含有すると硬くなり過ぎて相手部材である軸の摩耗を促進する。よって、焼結合金中のＣ含有量は０.３〜１.５質量％とする。なお、黒鉛粉の添加量が多い範囲では、焼結体の基地に遊離黒鉛の形で残存する場合があり、遊離黒鉛は固体潤滑作用を奏する。

Ｃｕは、焼結中に一部がＦｅの基地中に拡散し、一部はＦｅを溶かし混んで銅合金を形成する。よって、焼結合金を冷却すると、鉄炭素系合金の基地に銅または銅合金相の形態で分散した組織状態になる。銅または銅合金相は比較的軟質であるから、相手部材である軸への攻撃性を抑える作用を呈するとともに、適度に変形して軸との馴染み性を向上させる。
しかし、Ｃｕの含有量が７質量％を下回るとその効果は不充分であり、一方、３０質量％を超えると材料強度が低くなるので、面圧が高い場合は摩耗し易くなる。したがって、Ｃｕの含有量は７〜３０質量％の範囲が好適である。なお、Ｃｕの含有量は１５質量％前後が最も適当である。

焼結合金の気孔には、後記の潤滑剤を含浸することが望ましい。焼結合金の開放気孔率は通常の焼結含油軸受と同様に１５〜２０％程度が好ましい。面圧が特に高く軸受材料の強度および耐摩耗性が一層求められる場合には密度が高い方が耐久性がよくなる。また、密度を低く設定しておいて、内周面を研削砥石や切削用バイトで加工し、表面に開放する気孔を閉鎖することによっても、密度が高いものと同様な性質を付与することができる。なお、気孔率が２５％より多い（密度：約５.８Ｍｇ／ｍ^３より低い）と材料強度が低くなるために耐摩耗性が低下することがあるので注意が必要である。

（２）焼結合金２
焼結合金２は、前記焼結合金１の組織中に、組成が質量比でＣ：０.６〜１.７％、Ｃｒ：３〜５％、Ｗ：１〜２０％、Ｖ：０.５〜６％を含有する比較的硬質なＦｅ基合金粒子を、焼結合金２の全体質量に対して５〜３０％分散させたものである。このＦｅ基合金粒子は、高速度工具鋼（ハイス）の一種に相当する組成で、粉末ハイスの原料である合金粉の形態で混合粉に添加する。この焼結合金２は、マルテンサイトを含む鉄炭素系基地に更に硬い合金粒子が分散しているため、軸との摺動時に基地の変形を低減し、基地への負担を低減する。よって、より高面圧（例えば、面圧８０ＭＰａ以上）で使用するのに適する軸受になる。

ここで、焼結合金２全体の質量に対するＦｅ基合金粒子の含有量が５％未満であると、上記の効果が不充分となり、含有量が３０％を上回ると相手部材の摩耗を促進し、結局は軸受としての性能が劣化する。したがって、Ｆｅ基合金粒子の含有量は５〜３０質量％とする。Ｆｅ基合金粒子は、マルテンサイトを含む鉄炭素系基地よりも硬質であれば成分組成は任意であるが、成分に含まれる炭素等の元素が焼結中に基地へ拡散して硬さが均一化してしまうようなものは製造コストの割に効果が不充分となる。
また、そのような硬質粒子としてＮｉ基硬質合金を用いることも考えられるが、その場合には、Ｎｉ基硬質合金のＮｉが周辺の基地中へ一方的に拡散して硬質合金の硬さが低下し、しかも、硬質合金と基地との固着性が悪く不適当である。よって、硬質粒子を構成するＦｅ基合金粒子としては、上記のような不都合が生じないものを選択する必要があり、例えば、以下に示す合金が好適である。

（３）焼結合金３
焼結合金３は、前記焼結合金１の合金組織中に、組成が質量比でＣ：０.６〜１.７％、Ｃｒ：３〜５％、Ｗ：１〜２０％、Ｖ：０.５〜６％、ＭｏまたはＣｏの少なくとも１種：２０％以下を含有する比較的硬質なＦｅ基合金粒子を焼結合金３の全体質量に対して５〜３０％分散させた合金である。このＦｅ基合金粒子は、高速度工具鋼の一種に相当する組成で、粉末ハイスの原料である合金粉の形態で添加される。この焼結合金３の作用、効果は前述と同様である。

（４）焼結合金４
焼結合金４は、前記焼結合金１の合金組織中に、組成が質量比でＭｏ：５５〜７０％を含有する比較的硬質なＭｏ−Ｆｅ合金粒子を焼結合金４の全体質量に対して５〜３０質量％分散させた合金である。このＭｏ−Ｆｅ合金粒子は、ＪＩＳ（日本工業規格）に規定された炭素含有量が少ないフェロモリブデン合金粉の形で混合粉に添加される。この焼結合金４の作用、効果は前述と同様である。

（５）焼結合金５
焼結合金５は、前記焼結合金１の合金組織中に、組成が質量比でＣｒ：５〜１５％、Ｍｏ：２０〜４０％、Ｓｉ：１〜５％を含有するＣｏ合金粒子を焼結合金５の全体質量に対して５〜３０質量％分散させた合金である。この合金粒子は、肉盛り溶射用に市販されている耐熱耐摩耗性合金粉末（例えば、キャポット社製、商品名：コバメット）である。この焼結合金５の作用、効果は前述と同様である。なお、焼結合金２〜５は、特開平８−１０９４５０号公報において本出願人が既に提案した合金である。

（６）焼結合金６
焼結合金６は、前記焼結合金１〜５の合金組織中に、黒鉛、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、窒化硼素、窒化けい素、弗化黒鉛、エンスタタイトの少なくとも１種の粒子を３質量％以下含有させた合金である。固体潤滑作用のあるこれらの粒子は、摺動中の金属接触を少なくし、耐摩耗性を向上させる。中でも黒鉛あるいは二硫化モリブデンが好ましい。これらの成分は、含有量が多いほど効果があるが、３％を超えて含有すると合金の強度を低下させて摩耗を促進することがある。

次に、本発明の油溝付きすべり軸受の形態について、図を参照して説明する。図１は、本発明の円筒形状軸受の実施例の斜視図である。軸受１は、内周面に摺動方向と直交する方向に対して傾斜した傾斜溝２を備えている。図１の実施例では溝数は８本である。また、軸受面３は切削加工で形成された高低差が２〜２０μｍの範囲内の円周方向に延びる凹凸条４を有する。

２．傾斜溝
図２は軸受１の内周面を展開した図であり、図の縦方向が軸受１の長さ方向を示し、図の横方向が内周面の摺動方向である。内周面には傾斜溝２が等間隔に配置され、隣り合う傾斜溝２の間が軸受面３である。傾斜溝２は、摺動方向と直交する仮想線に対する傾斜角度θが１０〜４０゜の範囲内であり、溝幅ｗは２〜８ｍｍの範囲内である。軸受内周面に占める溝表面の面積は５０％を超えない範囲内で、且つ摺動方向と直交する仮想線ａ、ｂ、ｃが軸受内周面のどの位置においても軸受面および前記傾斜溝の両方に交差するような傾斜溝２の配置とされる。

傾斜溝２の断面形状は、円弧、Ｕ字、Ｖ字、矩形などを採用することができる。傾斜溝２の縁は、軸−軸受間の隙間と傾斜溝とを潤滑剤が往来しやすいように面取りすることが望ましい。傾斜溝２の幅ｗが２ｍｍより狭いと傾斜溝中の潤滑剤が軸受面および相手軸面に供給され難く潤滑効果が低くなり、顕著な耐久性の向上が認められないので２ｍｍ以上とする。傾斜溝２の幅が広いと相手軸を潤滑し易くなり、軸受面と軸面間との隙間に潤滑剤が供給されやすくなるが、幅が１０ｍｍを超えると潤滑剤が軸受要素の外へ漏洩しやすくなる。また、傾斜溝２の中央が相手軸の荷重が最大となるような位置に軸受を装着した場合には、軸受面の面圧が傾斜溝２の中央で最も高くなる結果、潤滑性は良好となるが、摩耗を促進することになるので、最大８ｍｍ程度とすることが望ましい。なお、傾斜溝２の幅ｗは４〜６ｍｍ程度が好適である。

傾斜溝２は、軸受内周の円筒面から溝の底までの深さが０.５〜３ｍｍの範囲内が好ましい。０.５ｍｍより浅い傾斜溝では、潤滑剤を蓄える容積が少なく、潤滑効果が早期に失われることがあり、一方、３ｍｍより深い傾斜溝にすると、軸受の肉厚が薄くなり強度不足になる虞があるほか、潤滑油が流出しやすくなる。より好ましくは１〜２ｍｍ程度である。

傾斜溝の傾斜角度θは、前記のように摺動方向と直交する方向（図２の縦方向）に対する傾きである。溝に傾斜がない場合（溝が摺動方向と直交する方向）は、望ましい溝幅と溝数にしても、溝が相手軸の荷重が最大である位置に装着した場合は、溝の両縁に荷重が多く掛かり、摩耗の原因になる。また、軸受を装着する際に位置合わせをする必要があり、煩雑である。一方、傾斜角度θが９０°（摺動方向と同方向）では、摺動によって潤滑剤が溝内を往来し、静圧軸受のように軸受の外部から潤滑剤を絶えず供給しない限り、軸受面に潤滑剤の供給が不充分になり易い。
これに対し、本発明のように傾斜角度θだけ傾斜溝２を傾斜させると、上記の欠点を解消することができる。斜角度θは１０゜より小さいと、前記の摺動方向と直交する仮想線が、軸受内周のどの位置においても軸受面と前記傾斜溝と交差するように傾斜溝２を配置する要件を満たすためには、溝の数を多くする必要があり、内周に占める軸受面３の面積が少なくなり、軸受面に高い面圧を受けることになるので好ましくない。傾斜溝の傾斜角度θが４０゜を超えると、金型で傾斜溝付き円筒形状に粉末成形する際に、成形体を金型から抜き出すことが困難になる。なお、傾斜角度θは２０゜前後が好適である。

傾斜溝２の本数は、内周面に占める傾斜溝２の表面積が５０％を超えない範囲内で、且つ摺動方向と直交する仮想線が軸受内周のどの位置においても軸受面と前記傾斜溝と交差するような配置とする。これは、図２の傾斜溝２の配置のように、摺動方向と直交する破線の仮想線ａ、ｂ、ｃのように、いずれの仮想線においても、軸受面３と少なくとも１本以上の傾斜溝２との両方に交差している状態である。このような傾斜溝２の配置であれば、軸受１を使用する際に溝の位置を考慮せずに装着しても、軸受１の内周面の荷重が最大に作用する線（図２中の仮想線に相当する）は面圧を受けて、摺動面である軸受面３と潤滑剤を貯蔵、供給、回収する傾斜溝２とが同時に当接するので、耐摩耗性が優れたものとなる。建設機械用の揺動軸受では、軸受１の内周面に大きく荷重が作用する部分が内周の１／４〜１／６程度で、１カ所またはほぼ対角線方向に２カ所のものがあるが、いずれの場合でも、荷重が作用する領域に傾斜溝２が存在し潤滑が良好に行われる。また、傾斜溝２の表面積が軸受内周面の５０％を超えると、軸受面３の割合が減少するので、単位面積当たりの負荷が大きくなるため摩耗が早くなることがあり、好ましくない。

表１は、軸受１の内径寸法ｄ（ｍｍ）と長さ寸法Ｌ（ｍｍ）が等しい場合で、それぞれ、傾斜溝２の傾斜角θが２０゜と３０゜、溝幅ｗが２、４、６および８（ｍｍ）における傾斜溝本数と、そのときの内周面に占める傾斜溝２の表面積の比率ｆ（％）を示したものである。表１中の本数ｎは、摺動方向と直交する仮想線が軸受内周のどの位置においても軸受面と前記傾斜溝と交差するための最小の本数を示している。表１の面積比が少ないものは傾斜溝の本数を増加させることができることを表している。

このような傾斜溝２は、前記の組成になるように各種の原料粉末を混合し、金型を用いて圧粉成形する際に形成することができる。粉末成形型は、ダイ、コアロッド、上下のパンチで構成され、成形プレスに装着される通常のもので、コアロッドには傾斜溝２を造形する凸条が斜歯状に形成されたものが用いられる。成形体を金型から抜き出しやすくするために、コアロッドまたはダイと下パンチを回転自在にすることが望ましい。
また、金型の構造を簡略にして、コアロッドの上端部には斜歯状の凸条を設けない構造にすることができる。その場合、圧粉成形体の内周に形成される傾斜溝２は、上パンチ側に対応する軸受端面附近が閉塞され、軸受面３を形成する。このように一端が閉塞された傾斜溝２であっても、実用上支障なく使用することができる。必要に応じて、閉塞側端面を切削加工で除去してもよい。成形体は還元性ガス中で、温度１０８０〜１１５０℃程度で焼結した後、熱処理を施し、旋盤あるいは研削盤で加工する。

３．円周方向に延びる凹凸条
上述の傾斜溝２によって、軸受１の耐久性が向上するが、それに加えて、軸受面３に円周方向に延びる凹凸条４を設けたものは、凹条に潤滑剤を蓄えて、高荷重が作用する部分に供給する効果を奏し、より好ましい軸受１になる。凹凸条４は、旋盤のバイトによる切削加工によって形成され、凹凸条の高低差（凹条の深さ）は２〜２０μｍの範囲内が好適である。
凹凸条４の高低差が２μｍに満たない場合は、内周面を円筒研削盤を用いて砥石で研磨した面の性質と大差はなく、凹凸条の効果が認められない。凹凸条４の高低差を大きくすると潤滑油を保持する効果が増加するが、高荷重が作用する部分では、凸条の摩耗量が多くなるので、最大２０μｍ程度にすることが望ましい。凹凸条４は螺旋状、環状のどちらでも効果があるが、螺旋状の方が能率良く形成できる。凹凸条４の軸方向のピッチは、約０.１〜０.５ｍｍ程度が好適である。

次に、図３は、本発明の軸受のうち、傾斜溝２と凹凸条４の両方を設けた軸受１と相手軸５との摺動による摩耗と潤滑について説明するための、荷重作用部附近の縦断面図である。寸法形状等は誇張して記載されている。軸受１の内周には傾斜溝２が軸を中心として円周方向に角度４５゜置きに８本形成されており、軸受面３には円周方向に延びる凹凸条４が形成されている。これら傾斜溝２と凹凸条４の凹部には面圧に相応しい粘度の潤滑剤を含浸してある。
軸５は、傾斜溝２内と凹凸条４内から潤滑剤を得て、運転の初期には凹凸条４の凸部の上部と接して摺動する。軸５または軸受１が揺動回転することにより、潤滑剤は凹凸条４内および傾斜溝２内と凹凸条４内とを往来すると想定される。運転の初期段階で、凹凸条４の凸部は、高面圧で摺動するため、最も面圧が高く作用する部分の近傍が摩耗（図３の摩耗部６）して減少する。面圧が高く作用する部分の近傍は、傾斜溝２および凹凸条４の凹条から潤滑剤の供給を受けて軸受１と相手軸５との金属接触が防止されて低い摩擦で摺動する。摩耗部６は、面圧に耐えられる受圧面積を形成すると拡大が停止する。

このように、傾斜溝２は容量の大きい潤滑剤供給手段であり、円周方向に延びる凹凸条４は、高面圧作用部を初期摩耗させて新しい受圧面を形成し、残りのその他の部分の多数の凹条によって軸面を隈無く潤滑する効果を奏する。図３では、傾斜溝２と凹凸条４の両方を設けた軸受１について説明したが、軸受１が凹凸条４を設けずに、軸受面３が研削されたものの場合には、前記の初期摩耗の現象がないだけで、傾斜溝２から潤滑剤を受けて良好に摺動する。

４．潤滑剤
次に、本発明の高面圧に適する軸受１の傾斜溝２または凹凸条４に含まれる潤滑剤としては、面圧が２０ＭＰａ以上と高いものの用途が対象であり、公知の各種潤滑技術文献に記載されているような、使用される面圧に相応しい粘度、潤滑性を兼ね備えたものが用いられる。また、軸受１が比較的大きく、傾斜溝２の溝幅ｗおよび溝深さも比較的大きいので、軸受要素からの流出漏洩が少ないように、潤滑剤が常温で蜂蜜状、水飴状、マヨネーズ状、あるいはグリース（半固態）状のものが好適である。
潤滑剤の付与は、焼結合金の気孔への含浸処理、あるいは潤滑剤への浸漬、軸受組立て時の塗布等によって行うことができる。焼結合金の気孔内に含浸する潤滑剤も同様であるが、ワックス状やグリース状のものは、加熱して低粘度の状態にしたり、低粘度の潤滑油と混合して流動性を与えて真空中で含浸する。

例えば、高面圧用の高粘度の工業用潤滑油の他、前記の特許文献１に記載されているような潤滑剤が挙げられる。潤滑剤の選定は、軸受の大きさ、使用される面圧および使用環境（夏期と冬季、熱帯地と寒冷地等）、保守の難易度などを考慮して、粘度や潤滑性のグレードを決定する。
使用する潤滑剤の具体例を以下に示す。
（１）ＩＳＯＶＧ４６０相当（４０℃における動粘度４６０ｍｍ^２／ｓ＝ｃＳｔ）以上の粘度グレードの工業用潤滑油、
（２）金属石鹸、増稠剤、極圧添加剤、固体潤滑剤などを含有するグリース、そのグリースと潤滑油との混合物、
（３）石油系ワックスや合成ワックスおよび固体潤滑剤を含有するワックス、それらワックスと潤滑油との混合物、および
（４）極圧添加剤および／または固体潤滑剤を含有する滴点が６０℃以上のワックス、そのワックスと潤滑油との混合物。

以上説明したように、本発明の軸受は、比較的大型で、２０ＭＰａ以上の面圧が作用し、滑り速度が比較的低く、揺動状態で作動するような用途に好適である。このような用途としては、例えば、ブルドーザーやパワーショベルのような建設機械の関節用軸受の他、プレス機械用軸受、車輌等制動装置リンク用軸受、ヒンジ用軸受、物品移送ロボットの関節軸受、キャスター用軸受などが挙げられる。

本発明の軸受の一実施例の斜視図である。本発明の軸受の傾斜溝および軸受面の配置を説明するための内周面展開図である。本発明の軸受の使用状態を説明するための一部拡大縦断面図である。

符号の説明

１軸受
２傾斜溝
３軸受面
４凹凸条
５軸
６摩耗部
ａ、ｂ、ｃ仮想線
θ 傾斜角
ｗ溝幅

Claims

軸と軸受が揺動状態で摺動し、軸と摺動面に作用する面圧が２０ＭＰａ以上で使用される軸受であって、軸受合金が焼入れ組織の鉄系焼結合金からなり、摺動方向と直交する方向に対し傾斜角度１０〜４０゜の範囲の傾斜溝を内周面に備え、前記傾斜溝が幅２〜８ｍｍの範囲内で、溝表面の内周面に占める面積が５０％以下の範囲内で、且つ摺動方向と直交する仮想線が軸受内周のどの位置においても軸受面と前記傾斜溝との両方に交差する配置に形成され、少なくとも前記傾斜溝内に高粘度の工業用潤滑油、グリース、グリースと工業用潤滑油の混合物、ワックス、ワックスと工業用潤滑油の混合物のいずれかからなる潤滑剤を含むことを特徴とする建設機械の関節用すべり軸受。
前記傾斜溝の最大溝深さが０.５〜３ｍｍの範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の建設機械の関節用すべり軸受。
前記軸受面が、切削加工により形成された高低差が２〜２０μｍの範囲内の、円周方向に延びる螺旋状または複数の環状の凹凸条を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の建設機械の関節用すべり軸受。
前記鉄系焼結合金が、
（Ａ）マルテンサイトを含む金属組織の鉄合金基地中に銅粒子および銅合金粒子の少なくとも一方が分散しており、Ｃｕ含有量が７〜３０質量％の合金、
（Ｂ）前記合金（Ａ）中に前記鉄基合金基地より硬質な鉄基合金粒子またはコバルト基合金粒子が５〜３０質量％の範囲内で分散した金属組織の合金、または、
（Ｃ）前記合金（Ａ）中または前記合金（Ｂ）中に黒鉛、二硫化モリブデンの少なくとも一方の粒子を３質量％以下の範囲内で含有する合金、
のいずれかであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の建設機械の関節用すべり軸受。