JPH11336763A - ブッシュ、建設機械用すべり軸受装置及びブッシュの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 焼結金属材の空孔内に高分子樹脂、特に流動
性の悪いフッ素系樹脂を液状あるいは固形状で配置で
き、耐荷重性能を向上できるようにする。 【解決手段】 ボス部１２を左，右のブラケット１３，
１４間に連結ピン１５を用いて回動可能に連結する。そ
して、ボス部１２内には連結ピン１５を回動可能に支持
するためのブッシュ２０を設ける。ブッシュ２０のブッ
シュ本体２１は、鉄粉と銅粉とからなる複合焼結合金に
より筒状体として成形し、このブッシュ本体には空孔率
が３０体積％以下、好ましくは２０体積％の空孔を形成
する。そして、ブッシュ本体２１の空孔内にはフッ素系
樹脂材料としての４〜７フッ化環状エーテルからなる充
填材を含浸させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば油圧ショベ
ル等の建設機械に設けられる作業用のフロント部等に好
適に用いられるブッシュ、建設機械用すべり軸受装置及
びブッシュの製造方法に関し、特に、長時間に亘って無
給脂で使用するようにしたブッシュ、建設機械用すべり
軸受装置及びブッシュの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、油圧ショベル等の建設機械にあ
っては、作業用のフロント部を構成するブーム、アーム
及びバケット等を互いに回動可能に連結するためにすべ
り軸受装置を設ける構成としている。

【０００３】この種の従来技術によるすべり軸受装置
は、前記ブーム、アーム及びバケット等のうち一方の部
材に設けられるボス部と、前記ボス部内に固着して設け
られ内周側がピン穴となった筒状のブッシュと、前記ボ
ス部の左，右両側に位置して相手方の部材に設けられピ
ン穴がそれぞれ穿設された一対のブラケットと、前記各
ブラケット間にボス部を相対回動可能に連結するため各
ブラケットのピン穴及びブッシュのピン穴内に挿通され
た連結ピンとから構成されている。

【０００４】そして、特開平８−１０５４４４号公報に
記載のすべり軸受装置（以下、第１の従来技術という）
では、ボス部内に設けたブッシュにより連結ピンを回動
可能に支持するため、ブッシュを多孔質の焼結金属材料
により筒状体として形成し、ブッシュの空孔内には、例
えば２４０ｃＳｔ〜１５００ｃＳｔの範囲の高い粘度を
有する潤滑油を含浸させる構成としている。

【０００５】この場合、前記ボス部と各ブラケットとを
相対的に回動させるときには、連結ピンがブッシュのピ
ン穴内で、例えば６ｋｇｆ／ｍｍ² 以上の面圧をもって
低速駆動され、その摺動速度は２〜５ｃｍ／秒程度とな
っている。そして、ブッシュの空孔内に含浸させた高粘
度の潤滑油は、ピン穴内で連結ピンが摺動（回動）する
ときの摩擦熱等により粘度が下がるために、空孔内から
連結ピンとの摺動面に滲み出すようになり、この状態で
連結ピンとブッシュとの摺動面に潤滑用の油膜を形成す
るものである。

【０００６】また、前記第１の従来技術では、前述した
高粘度の潤滑油中に、ＭｏＳ₂ （二硫化モリブデン）、
ＷＳ₂ （二硫化タングステン）、六方晶形ＢＮ（窒化硼
素）及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
を含有させ、例えば寒冷地等での使用時における潤滑性
能を向上できるようにしている。

【０００７】一方、比較的低い面圧条件下で高速駆動さ
れるシャフト等の軸受材料として、焼結金属等からなる
多孔質材料を用い、その空孔に高分子樹脂を含浸させる
構成としたものが知られており、その主な軸受材料とし
ては以下の３つが代表として挙げられる。

【０００８】即ち、特開平８−１２１４８３号公報に
は、例えば油圧ポンプ等の回転軸を支持する軸受材料
（以下、第２の従来技術という）が開示されている。そ
して、この軸受材料は多孔質の焼結金属からなり、その
空孔内に高分子量のフッ素樹脂を主成分とし、粉末鉛と
低分子量のフッ素樹脂とを添加したものを含浸させる構
成としている。

【０００９】また、特開平８−１１８０３号公報には、
例えば自動車用ショックアブソーバーのブッシュとして
用いられる複層軸受の製造方法（以下、第３の従来技術
という）が開示されている。そして、この場合には複合
軸受を製造するために、四フッ化エチレン樹脂を粒子径
が０．２〜０．４μｍの乳化状態として、これに固体潤
滑剤の粉末を均一に混合、共凝析して、樹脂粉末を形成
しておき、この樹脂粉末を、有機溶剤で湿潤後、多孔質
金属上に散布してから押込み被覆し、その後加熱して有
機溶剤を除去してから、焼成することにより複層軸受を
製造する構成としている。

【００１０】さらに、特開平７−４８５８８号公報に
は、例えば音響機器や映像機器に用いる低摩擦係数焼結
含油軸受（以下、第４の従来技術という）が開示され、
この場合には多孔質焼結軸受部材に、クロロフルオロエ
チレンのオリゴマーを含有するシリコーン系合成油を含
浸させる構成としている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した第
１の従来技術による建設機械用のすべり軸受装置では、
多孔質の鉄系焼結材料によりブッシュを形成し、その空
孔内に粘度の高い潤滑油（またはこの潤滑油中に粒径が
５００μｍ以下の固体潤滑剤を含有したもの）を含浸さ
せる構成としている。

【００１２】このため、連結ピンをブッシュのピン穴に
対して、例えば６ｋｇｆ／ｍｍ² 以上の高い面圧（高い
荷重条件）をもって、２〜５ｃｍ／秒程度の低速度で摺
動させる場合でも、両者の摺動面を潤滑状態に保持し得
るものである。

【００１３】しかし、第１の従来技術では、粘度の高い
潤滑油をブッシュの空孔内に含浸させているに過ぎない
から、連結ピンがブッシュに対して摺動するときの摩擦
熱等で潤滑油の粘度が低下した状態では、この潤滑油が
連結ピンとブッシュの間から外部に漏れてしまうことが
あり、さらに高い面圧条件下や微小運動になるような摺
動条件では摩耗が進行する可能性があり、無給脂ブッシ
ュとして必ずしも十分な寿命を確保するのが難しいとい
う問題がある。

【００１４】また、第２の従来技術による軸受材料で
は、高分子量のフッ素樹脂に粉末の鉛と低分子量のフッ
素樹脂を添加し、これらを多孔質の焼結金属に含浸させ
ることにより、例えば油圧ポンプ等の回転軸を支持する
のに適した軸受を製造するようにしている。

【００１５】しかし、この軸受材料は、素材となる焼結
金属の気孔率（空孔率）を高くしない限り、素材の内部
までフッ素樹脂等を含浸させることができない。このた
め、例えば建設機械用のすべり軸受装置のように高い荷
重条件下で使用し、素材の空孔率を低くして材料の強度
を確保する必要がある場合には、フッ素樹脂等を含浸さ
せるのが難しく、高荷重下での使用には適さないという
問題がある。

【００１６】また、第３の従来技術による複層軸受は、
４フッ化エチレン樹脂と固体潤滑剤を混合、共凝析して
樹脂粉末を予め形成しておき、この樹脂粉末を有機溶剤
で湿潤させた状態で、これらを鋼板上に形成した多孔質
金属焼結層上に散布してから押し込み被覆し、その後加
熱して有機溶剤を除去してから焼成して得られるもので
ある。

【００１７】しかし、この場合にも多孔質金属の空孔率
を高くしない限り、空孔内に十分な量の樹脂粉末を含浸
させるのが難しく、建設機械用のすべり軸受装置のよう
に高い荷重条件下で使用には適さないという問題があ
る。

【００１８】さらに、第４の従来技術による低摩擦係数
焼結含油軸受は、多孔質焼結軸受部材にクロロフルオロ
エチレンのオリゴマーを含有するシリコーン系合成油を
含浸させるものであり、これらは多孔質焼結材料中に液
体状で存在することになる。このため、運転中に液垂れ
等が発生し易く、周囲を汚染させる原因となるばかり
か、建設機械用のすべり軸受装置のように、高荷重下で
低速駆動されたり、摺動（運動）距離が短い運転条件下
では摺動面に十分な油膜を形成し続けるのが難しいとい
う問題がある。

【００１９】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、本発明は耐摩耗性や低摩擦係数を必要と
する建設用機械部品等の軸受部材として好適に使用で
き、高い荷重条件下で低速駆動される連結ピンを長期間
に亘って無給脂で回動可能に支持できるようにしたブッ
シュ、建設機械用すべり軸受装置及びブッシュの製造方
法を提供することを目的としている。

【００２０】また、本発明の他の目的は、焼結金属材の
空孔率を低くして高い材料強度を確保できる上に、フッ
素系樹脂材料からなる高分子樹脂（潤滑油を含んでもよ
い）を空孔内に良好に含浸させることができ、無給脂軸
受としての寿命を確実に延ばすことができるようにした
ブッシュ、建設機械用すべり軸受装置及びブッシュの製
造方法を提供することにある。

【００２１】さらに、本発明の別の目的は、焼結金属材
の空孔内に高分子樹脂、特に流動性の悪いフッ素系樹脂
を液状あるいは固形状で配置することが可能となり、耐
荷重性能を向上できると共に、液状化した樹脂や油分の
漏れ出しを確実に抑えることができるようにしたブッシ
ュ、建設機械用すべり軸受装置及びブッシュの製造方法
ものである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項１の発明が採用する構成は、高荷重下で
低速駆動される連結ピンを回動可能に支持するためのブ
ッシュであって、焼結金属材料により筒状体として形成
され、少なくとも内周面側に多数の空孔を有したブッシ
ュ本体と、前記ブッシュ本体の各空孔内に充填されたフ
ッ素系樹脂材料からなる充填材とにより構成している。

【００２３】このように構成することにより、ブッシュ
本体の各空孔内に充填したフッ素系樹脂材料からなる充
填材は、ブッシュ本体内を摺動（回動）する連結ピンに
接触することによって、連結ピンとブッシュ本体との金
属接触を防止し、連結ピンとブッシュとの摺動面を潤滑
状態に保持することができる。

【００２４】一方、請求項２の発明が採用する構成は、
高荷重下で低速駆動される連結ピンを回動可能に支持す
るためのブッシュであって、焼結金属材料により筒状体
として形成され、少なくとも内周面側に多数の空孔を有
したブッシュ本体と、前記ブッシュ本体の各空孔内に充
填されたフッ素系樹脂材料と潤滑油とからなる充填材と
により構成している。

【００２５】このように構成することにより、ブッシュ
本体の各空孔内に充填されたフッ素系樹脂材料と潤滑油
とからなる充填材は、ブッシュ本体の内周側で連結ピン
と接触することによって、連結ピンとブッシュ本体との
金属接触を防止し、連結ピンとブッシュとの摺動面を潤
滑状態に保持することができる。そして、充填材に含ま
せた潤滑油は、連結ピンからの摩擦熱等で粘度が下がる
ことにより、その一部が空孔内から連結ピンとの摺動面
に滲み出すようになり、この状態で連結ピンとブッシュ
との摺動面に潤滑用の油膜を形成することができる。

【００２６】また、請求項３の発明では、潤滑油は２４
０〜１５００ｃＳｔの範囲の粘度を有してなる構成とし
ている。

【００２７】また、請求項４の発明では、ブッシュ本体
は、鉄系粉末冶金製の焼結金属材料からなり、その内周
側には空孔を４〜３０体積％の比率で形成してなる構成
としている。これにより、焼結金属材料からなるブッシ
ュ本体の空孔率を、特に連結ピンとの摺動面側で低く抑
えることができ、高荷重条件下での使用にも耐える十分
な材料強度を確保できる。

【００２８】また、請求項５の発明では、ブッシュ本体
は内周側から外周側に向けて空孔の比率を漸次増加さ
せ、内周側では４〜１５体積％の比率とし、外周側では
３０体積％以下の比率をもって前記空孔を形成してなる
構成としている。

【００２９】このよう構成することにより、焼結金属材
料からなるブッシュ本体の空孔率を径方向内側から外側
に向けて漸次高くするように形成でき、空孔内に含浸さ
せたフッ素系樹脂材料（潤滑油を含んでもよい）が連結
ピンとの摺動面に滲み出すのを少なく制御することがで
きる。

【００３０】また、請求項６の発明では、充填材はブッ
シュ本体の空孔内に５０〜９８体積％の比率をもって含
浸させる構成としている。

【００３１】また、請求項７の発明では、フッ素系樹脂
材料として４〜７フッ化環状エーテルを用いる構成とし
ている。この場合には、例えば空孔の比率（割合）が３
０体積％以下であるブッシュ本体の空孔部分に、フッ素
系樹脂材料としての４〜７フッ化環状エーテルまたは４
〜７フッ化環状エーテルと潤滑油とを含ませる。

【００３２】即ち、４〜７フッ化環状エーテルは、特有
の非晶質性に基づき結合の手をＸ，Ｙ，Ｚ方向の３方向
いずれにも備えており、自由な変形が可能である。これ
により、空孔率が３０体積％以下と低い場合であって
も、その空孔部分に容易に入り込むことができる。

【００３３】さらに、この４〜７フッ化環状エーテル
は、反応時において末端にＣＦ＝Ｏ基を備え、この基に
よって他の物質との密着性が良好であるという性質を持
っている。このため、４〜７フッ化環状エーテルが空孔
内に一旦入り込んだ後には、空孔から再流出する割合を
低く保つことができ、ブッシュ本体の内周側で空孔率が
３０体積％以下であっても、４〜７フッ化環状エーテル
を空孔内に均一に含浸させることができる。

【００３４】従って、フッ素系樹脂材料としての４〜７
フッ化環状エーテル（４〜７フッ化環状エーテルと潤滑
油）の自己潤滑性により、ブッシュの耐摩耗性を向上で
き、摩擦係数の低減化を図ることができる上に、高負荷
条件下で使用され、高い摺動面圧が加わる場合にも無給
脂ブッシュとしての寿命を十分に確保することができ
る。

【００３５】また、請求項８の発明では、フッ素系樹脂
材料として４フッ化エチレン樹脂を用いる構成としてい
る。これにより、例えば空孔の比率（割合）が３０体積
％以下であるブッシュ本体の空孔部分に、フッ素系樹脂
材料としての４フッ化エチレン樹脂または４フッ化エチ
レン樹脂と潤滑油とを含ませることができる。

【００３６】そして、この場合でもブッシュ本体の空孔
率が３０体積％以下と低い場合であっても、その空孔内
に４フッ化エチレン樹脂を充填することができる。そし
て、４フッ化エチレン樹脂を空孔内に一旦充填した後に
は、空孔から再流出する割合を低く保つことができ、ブ
ッシュ本体の内周側で空孔率が３０体積％以下であって
も、４フッ化エチレン樹脂を空孔内に均一に含浸させる
ことができる。

【００３７】従って、フッ素系樹脂材料としての４フッ
化エチレン樹脂（４フッ化エチレン樹脂と潤滑油）の自
己潤滑性により、ブッシュの耐摩耗性を向上でき、摩擦
係数の低減化を図ることができる上に、高負荷条件下で
使用され、高い摺動面圧が加わる場合にも無給脂ブッシ
ュとしての寿命を十分に確保することができる。

【００３８】一方、請求項９の発明は、建設機械のフロ
ント部を構成する少なくとも２部材間に設けられ、前記
２部材を回動可能に連結する連結ピンと、前記連結ピン
を回動可能に支持するため前記２部材のうち少なくとも
一方の部材に設けられ、内周側が前記連結ピン用のピン
穴となった筒状のブッシュとからなる建設機械用すべり
軸受装置に適用される。

【００３９】そして、請求項９の発明が採用する構成の
特徴は、前記ブッシュを、焼結金属材料により筒状体と
して形成され、少なくとも内周面側に多数の空孔を有し
たブッシュ本体と、前記ブッシュ本体の空孔内に充填さ
れたフッ素系樹脂材料からなる充填材とによって構成し
たことにある。

【００４０】また、請求項１０の発明が採用する構成の
特徴は、ブッシュを、焼結金属材料により筒状体として
形成され、少なくとも内周面側に多数の空孔を有したブ
ッシュ本体と、前記ブッシュ本体の空孔内に充填された
フッ素系樹脂材料と潤滑油とからなる充填材とによって
構成したことにある。

【００４１】このように構成した場合でも、ブッシュ本
体の各空孔内に充填したフッ素系樹脂材料またはフッ素
系樹脂材料と潤滑油とによって、連結ピンとブッシュ本
体との金属接触を防止でき、連結ピンとブッシュとの摺
動面を潤滑状態に保持することができる。そして、フッ
素系樹脂材料（フッ素系樹脂材料と潤滑油）の自己潤滑
性により、ブッシュの耐摩耗性を向上でき、摩擦係数の
低減化を図ることができる上に、高負荷条件下で使用さ
れ、高い摺動面圧が加わる場合にも無給脂ブッシュを用
いたすべり軸受装置としての寿命を十分に確保すること
ができる。

【００４２】さらに、請求項１１の発明では、建設機械
のフロント部を構成する２部材のうち一方の部材には、
内周側にブッシュが嵌着される筒状のボス部を設け、他
方の部材には前記ボス部の左，右両側に位置し、連結ピ
ンによりボス部に対して回動可能に連結される左，右の
ブラケットを設ける構成としている。

【００４３】一方、請求項１２の発明は、高荷重下で低
速駆動される連結ピンを回動可能に支持するために用い
るブッシュの製造方法であって、少なくとも内周面側に
多数の空孔を有した筒状のブッシュ本体を鉄系粉末冶金
製の焼結金属材料により形成するブッシュ本体の形成工
程と、前記ブッシュ本体の各空孔内に少なくともフッ素
系樹脂材料からなる充填材を溶媒と共に充填する充填工
程と、前記各空孔内で充填材を乾燥させ、前記溶媒を各
空孔内から除去する乾燥工程とを含むようにしている。

【００４４】そして、請求項１３の発明では、ブッシュ
本体の内周側に空孔を４〜３０体積％の比率で形成し、
乾燥工程後には空孔に対する充填材の含浸率を５０〜９
８体積％の比率としている。

【００４５】また、請求項１４の発明では、充填材とし
てフッ素系樹脂材料と潤滑油とを用いるようにしてい
る。

【００４６】また、請求項１５の発明では、フッ素系樹
脂材料を４〜７フッ化環状エーテルとし、充填工程では
４〜７フッ化環状エーテルのポリマーをパーフルオロ溶
液により溶解した液体として各空孔内に充填してなるブ
ッシュの製造方法を採用している。

【００４７】上記の製造方法では、４〜７フッ化環状エ
ーテルをパーフルオロ溶液等の溶媒を用いて溶解させる
ことにより、４〜７フッ化環状エーテルの溶液を形成
し、空孔率が３０体積％以下であるブッシュ本体の各空
孔内に前記溶液（前記溶液と潤滑油）を含浸させた後
に、これらを乾燥させて前記溶媒を除去することがで
き、これによってブッシュ本体の各空孔内に４〜７フッ
化環状エーテル（４〜７フッ化環状エーテルと潤滑油）
を良好に配置することができる。そして、空孔に対する
４〜７フッ化環状エーテル（４〜７フッ化環状エーテル
と潤滑油）の含浸率を５０体積％以上で、９８体積％以
下に設定することができる。

【００４８】さらに、請求項１６の発明では、フッ素系
樹脂材料を４フッ化エチレン樹脂とし、充填工程では４
フッ化エチレン樹脂の粒子を溶媒により混合分散させた
溶液として各空孔内に充填してなるブッシュの製造方法
を採用している。

【００４９】この場合には、４フッ化エチレン樹脂の粒
子を、例えばキシレンあるいはトルエン系の溶媒に溶解
させ、混合分散状態の溶液とし、空孔率が３０体積％以
下となったブッシュ本体の各空孔内に前記溶液（前記溶
液と潤滑油）を含浸させた後に、これらを乾燥させて前
記溶媒を除去することができ、これによってブッシュ本
体の各空孔内に４フッ化エチレン樹脂（４フッ化エチレ
ン樹脂と潤滑油）を良好に配置することができる。そし
て、空孔に対する４フッ化エチレン樹脂（４フッ化エチ
レン樹脂と潤滑油）の含浸率を５０体積％以上で、９８
体積％以下に設定することができる。

【００５０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
ブッシュ、建設機械用すべり軸受装置及びブッシュの製
造方法を、油圧ショベルに適用した場合を例に挙げ添付
図面を参照して詳細に説明する。

【００５１】ここで、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は油圧ショベルの下
部走行体、２は下部走行体１上に旋回可能に搭載された
上部旋回体で、上部旋回体２は旋回フレーム３を有し、
旋回フレーム３上には運転室４、機械室５及びカウンタ
ウエイト６等が設けられている。

【００５２】７は上部旋回体２の旋回フレーム３前部に
俯仰動可能に設けられた作業装置としてのフロント部
で、フロント部７はブーム８、アーム９及びバケット１
０等からなり、これらは後述のすべり軸受装置１１等を
用いて互いに回動可能に連結されている。

【００５３】次に、図２を参照してアーム９とバケット
１０との間に設けるすべり軸受装置１１について説明す
る。

【００５４】１２はアーム９の先端側に一体に設けられ
る筒状のボス部で、ボス部１２内には後述のブッシュ２
０が圧入されている。１３，１４はバケット１０に一体
に設けられたブラケットで、ブラケット１３，１４はボ
ス部１２を左，右両側から挟むように配設され、後述の
連結ピン１５によりボス部１２に対して相対回動可能に
連結されている。そして、ブラケット１３，１４には後
述するブッシュ２０のピン穴２０Ａと対応する位置にピ
ン穴１３Ａ，１４Ａが穿設されている。

【００５５】１５はボス部１２をブラケット１３，１４
間に連結した連結ピンで、連結ピン１５は、例えば高周
波焼入鋼（Ｓ４５Ｃ）等の高強度材料を用いて形成さ
れ、長さ方向中間部はブッシュ２０のピン穴２０Ａ内に
摺動可能に挿嵌されている。そして、連結ピン１５は両
端側がブラケット１３，１４のピン穴１３Ａ，１４Ａ内
に挿通され、例えばブラケット１４側で係止ボルト１６
等により抜止め及び廻止め状態に保持されている。

【００５６】１７，１７はボス部１２の両端とブラケッ
ト１３，１４との隙間内に配設されたシム板を示し、各
シム板１７の内周側には連結ピン１５が挿通されてい
る。そして、各シム板１７はボス部１２とブラケット１
３，１４との間の隙間調整を行い、ボス部１２がブラケ
ット１３，１４に対して相対回動するときに、両者が直
接摺動するのを防止するものである。

【００５７】１８，１８はボス部１２とブラケット１
３，１４との外周側に装着されたシール部材としてのＯ
リングで、各Ｏリング１８は各シム板１７の径方向外側
に位置してボス部１２とブラケット１３，１４との間の
隙間内に外部のダスト等が侵入するのを防止している。

【００５８】１９，１９はブッシュ２０の軸方向両側に
位置してボス部１２内に装着されたダストシールで、各
ダストシール１９は連結ピン１５の外周面に摺接し、連
結ピン１５とブッシュ２０との摺動面を外部のダスト等
から保護するものである。

【００５９】２０は本実施の形態で用いるブッシュで、
ブッシュ２０は鉄系粉末冶金製の焼結金属材料、例えば
鉄粉と銅粉との複合焼結合金により円筒状をなす筒状体
として形成され、内周側が連結ピン１５用のピン穴２１
Ａとなった多孔質のブッシュ本体２１と、図３に示す如
くブッシュ本体２１の各空孔２２内に充填された充填材
２３とによって構成されている。そして、充填材２３は
フッ素系樹脂材料としての４〜７フッ化環状エーテルか
らなり、後述の如く各空孔２２を実質的に埋めるように
なっている。

【００６０】ここで、焼結合金からなるブッシュ本体２
１の組織構造について説明するに、図３に示す如くベー
スとなる鉄材２４中に銅材２５がほぼ均等に分散して存
在すると共に、多孔質構造をなす多数の空孔２２，２
２，…が形成されている。そして、これらの各空孔２２
はブッシュ本体２１の内周（ピン穴２１Ａ）側から外周
側に亘り連続気泡状をなして、例えば４〜３０体積％、
好ましくは２０体積％程度の比率（空孔率）をもって形
成されている。

【００６１】本実施の形態による油圧ショベル用すべり
軸受装置は上述の如き構成を有するもので、次に、その
作動について説明する。

【００６２】即ち、油圧ショベルのフロント部７により
土砂等の掘削作業を行う場合には、フロント部７のブー
ム８を上，下に俯仰動させると共に、ブーム８の先端側
でアーム９を俯仰動させる。そして、このときにアーム
９の先端側ではバケット１０を回動させ、バケット１０
の先端側で土砂等を掘削する。

【００６３】この場合、バケット１０をアーム９の先端
側に回動可能に連結したすべり軸受装置１１は、アーム
９側のボス部１２とバケット１０のブラケット１３，１
４とを連結ピン１５によってピン結合し、このときに連
結ピン１５にはバケット１０と掘削土砂等の重量が負荷
される。

【００６４】このため、連結ピン１５を回動可能に支持
するブッシュ２０の内周面（ピン穴２１Ａ）には、例え
ば６ｋｇｆ／ｍｍ² 以上の高い面圧が作用することが多
い。そして、ブッシュ２０内での連結ピン１５の摺動速
度は、例えば２〜５ｃｍ／秒以下の低い速度となってい
る。

【００６５】次に、ブッシュ２０の製造方法について図
５を参照して説明するに、まず第１工程（ブッシュ本体
形成工程）では、鉄粉と銅粉との複合焼結合金により多
孔質のブッシュ本体２１を形成する。そして、ブッシュ
本体２１中の各空孔２２は、ブッシュ本体２１の内周側
から外周側に亘り、例えば４〜３０体積％程度の空孔率
に調整する。

【００６６】この場合、連結ピン１５とブッシュ２０と
の間に、例えば６ｋｇｆ／ｍｍ² 以上の高い面圧が負荷
されることを勘案すると、ブッシュ２０の強度を確保す
るために空孔率を、好ましくは２０体積％程度とし、連
続した多孔質構造をなす空孔２２をブッシュ本体２１の
径方向に形成していることが望ましい。

【００６７】次に、第２工程（充填工程）では、充填材
２３としての４〜７フッ化環状エーテルのポリマーを、
パーフルオロ溶液等の溶媒（例えば３〜２０％程度の混
合割合）を用いて溶解させることにより４〜７フッ化環
状エーテルの溶液を形成し、この溶液をブッシュ本体２
１の各空孔２２内に含浸させる。

【００６８】そして、第３工程（乾燥工程）では、４〜
７フッ化環状エーテルの溶液を含浸させたブッシュ本体
２１を乾燥炉内で乾燥させ、パーフルオロ溶液等の溶媒
を除去することによって、ブッシュ本体２１の各空孔２
２内に４〜７フッ化環状エーテルからなる充填材２３を
配置する。

【００６９】これにより、空孔２２に対する４〜７フッ
化環状エーテルの含浸率を５０体積％以上で、９８体積
％以下に設定することができ、ブッシュ本体２１の各空
孔２２内には４〜７フッ化環状エーテルからなる充填材
２３を均一に含浸させることができる。

【００７０】このようにブッシュ２０を製造した後に
は、筒状のボス部１２内にブッシュ２０を圧入または焼
き嵌め等の手段を用いて嵌着する。そして、ブッシュ２
０のピン穴２１Ａ内には連結ピン１５を摺動可能に挿嵌
し、すべり軸受装置１１を組立てる。この場合、連結ピ
ン１５の外周面とブッシュ２０の内周面との少なくとも
いずれか一方に、予めグリース等の潤滑油を塗布してお
くことにより、連結ピン１５の挿嵌作業を円滑に行うこ
とができる。

【００７１】かくして、本実施の形態によれば、鉄粉と
銅粉とからなる複合焼結合金により筒状のブッシュ本体
２１を成形し、このブッシュ本体２１には空孔率が３０
体積％以下、好ましくは２０体積％の空孔２２を形成す
ると共に、ブッシュ本体２１の空孔２２内にはフッ素系
樹脂材料としての４〜７フッ化環状エーテルからなる充
填材２３を含浸させる構成としたから、下記のような作
用効果を得ることができる。

【００７２】即ち、充填材２３として用いる４〜７フッ
化環状エーテルは、特有の非晶質性に基づき結合の手を
Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の３方向いずれにも備え、自由な変形が
可能となっているから、ブッシュ本体２１の空孔率が３
０体積％以下と低い場合であっても、その空孔２２内に
容易に入り込むことができる。

【００７３】また、熱硬化性樹脂である４〜７フッ化環
状エーテルの溶液は、前記乾燥工程で樹脂として固化す
る反応時に、その末端にＣＦ＝Ｏ基を備えることによっ
て他の物質との密着性が良好になるという性質を持って
いる。このため、４〜７フッ化環状エーテルからなる充
填材２３が空孔２２内に一旦入り込んだ後には、空孔２
２から再流出する割合を低く保つことができ、ブッシュ
本体２１の内周側で空孔率が３０体積％以下であって
も、４〜７フッ化環状エーテルを空孔２２内に均一に含
浸させることができる。

【００７４】さらに、充填材２３を構成するフッ素系樹
脂材料としての４〜７フッ化環状エーテルは自己潤滑性
を有しているから、ブッシュ２０内で連結ピン１５を相
対回動させるときにも、両者の摺動面に薄い油膜を形成
でき、この油膜によってブッシュ２０と連結ピン１５と
の金属接触を防止することができる。

【００７５】そして、上述の如く製作したブッシュ２０
内に連結ピン１５を挿嵌し、連結ピン１５をブッシュ２
０に対して１２０度の角度で繰返し回動（揺動）させる
ことにより図４に示す如き特性データを得た。この場
合、両者の摺動面には６ｋｇｆ／ｍｍ² の面圧を加え、
その摺動速度は２ｃｍ／秒程度に設定した。

【００７６】即ち、図４に示す特性データによれば、摺
動試験の初期段階ではブッシュ２０の内周面側での摩擦
係数μが、０．３を越えるレベルにあったが、摺動試験
を続けるに従って徐々に低下してゆくことが確認され
た。そして、摺動試験を３００時間以上に亘って続ける
と、摩擦係数μが０．１程度まで小さくできることが分
かった。

【００７７】従って、本実施の形態によれば、すべり軸
受装置１１に用いるブッシュ２０のブッシュ本体２１を
多孔質粉末冶金製の焼結金属材料により筒状に形成し、
ブッシュ本体２１の各空孔２２内には４〜７フッ化環状
エーテルのポリマーからなる充填剤２３を含浸させるこ
とによって、ブッシュ２０の耐摩耗性を向上でき、摩擦
係数の低減化を図ることができる。

【００７８】そして、面圧が６ｋｇｆ／ｍｍ² 以上にな
る過酷な摺動条件においても、４〜７フッ化環状エーテ
ルからなる充填材２３の自己潤滑性能を活用して、連結
ピン１５とブッシュ２０との金属接触を防止でき、高い
荷重条件下で低速駆動される連結ピン１５をブッシュ２
０により長期間に亘って無給脂で回動可能に支持するこ
とができる。

【００７９】また、焼結金属材からなるブッシュ本体２
１の空孔率を低くして高い材料強度を確保できる上に、
空孔２２内には４〜７フッ化環状エーテルからなる高分
子樹脂の充填材２３を良好に含浸させることができ、無
給脂軸受としての寿命を確実に延ばすことができる。

【００８０】次に、図６は本発明の第２の実施の形態を
示し、本実施の形態では前記第１の実施の形態と同一の
構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するもの
とする。しかし、本実施の形態の特徴は、ブッシュ本体
３１に形成する空孔３２の比率を、ブッシュ本体３１の
内周側から外周側に向けて漸次増加させる構成としたこ
とにある。

【００８１】ここで、ブッシュ本体３１は前記第１の実
施の形態で述べたブッシュ本体２１とほぼ同様に構成さ
れ、内周側には連結ピン１５が挿嵌されるピン穴３１Ａ
が形成されている。しかし、ブッシュ本体３１は空孔３
２の比率が内周側で４〜１５体積％程度となり、外周側
では空孔率が３０体積％程度まで漸次増加する構成とな
っている。

【００８２】この場合、ブッシュ本体３１の空孔率は内
周側から外周側に向け径方向で徐々に変化させる構成と
してもよく、これ以外に、例えばブッシュ本体３１の径
方向中間位置を境にして大きく変化させ構成としてもよ
く、それぞれの場合に必要に応じて成形方法を選択す
る。そして、多孔質構造の空孔３２は互いに連通する構
成とするのがよく、これらの空孔３２内には、第１の実
施の形態と同様に４〜７フッ化環状エーテルからなる充
填材２３を均一に含浸させる。

【００８３】かくして、このよう構成される本実施の形
態でも、前記第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を
得ることができるが、特に本実施の形態では、焼結金属
材料からなるブッシュ本体３１を、その空孔率が径方向
内側から外側に向けて漸次高くなるように形成でき、各
空孔３２に含浸した４〜７フッ化環状エーテルからなる
樹脂製の充填材２３が、連結ピン１５との摺動によりピ
ン穴３１Ａ側に滲み出すように流出するのを抑制でき
る。

【００８４】次に、図７は本発明の第３の実施の形態を
示し、本実施の形態では前記第１の実施の形態と同一の
構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するもの
とする。しかし、本実施の形態の特徴は、ブッシュ本体
２１の空孔２２内に含浸させた充填材４１を、フッ素系
樹脂材料としての４〜７フッ化環状エーテル４２と、潤
滑油４３とによって構成したことにある。

【００８５】ここで、潤滑油４３としては、本出願人が
先に特開平８−１０５４４４号公報で提案した、例えば
２４０ｃＳｔ〜１５００ｃＳｔの範囲の高い粘度を有す
る潤滑油（出光石油から市販されている出光ダフニスー
パーギヤ３６０、出光ダフニスーパーギヤ４６０等）を
採用してもよく、これ以外にも広い粘度範囲に亘る種々
の潤滑油を使用してもよいものである。

【００８６】そして、この場合には図５に例示した第２
の工程において、４〜７フッ化環状エーテル４２のポリ
マーと潤滑油４３とをパーフルオロ溶液等の溶媒で溶液
状に分散させ、これを空孔２２内に含浸させた後に乾燥
させることにより、ブッシュ本体２１の空孔２２内に４
〜７フッ化環状エーテル４２と潤滑油４３とからなる充
填材４１を配置することができる。

【００８７】かくして、このように構成される本実施の
形態でも、前記第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果
を得ることができるが、特に本実施の形態では、ブッシ
ュ本体２１の空孔２２内に４〜７フッ化環状エーテル４
２と潤滑油４３とからなる充填材４１を含浸させる構成
としたから、連結ピン１５とブッシュ２０の摺動面に
は、潤滑油４３によって油膜を良好に形成できると共
に、自己潤滑性を有する４〜７フッ化環状エーテル４２
によって金属接触の防止作用を発揮させることができ
る。

【００８８】そして、４〜７フッ化環状エーテル４２と
潤滑油４３とからなる充填材４１により耐荷重性を向上
させることができ、空孔２２内からの潤滑油４３の漏れ
出しを低減できる。これにより、一度給脂を行うと、ブ
ッシュ２０の内周側から油が流失するのを抑制でき、そ
の後の給脂作業がほとんど不要となり、油圧ショベルの
フロント部７に設けるすべり軸受装置１１等のメンテナ
ンス性を確実に高めることができる。

【００８９】また、過酷な摺動条件においても金属接触
が起こりにくくなると共に、油の流失がほとんど起こら
なくなったため、特別な給脂作業を不要でき、ブッシュ
２０の耐摩耗性を向上でき、摩擦係数の低減化を図るこ
とができる上に、高負荷条件下で使用され、高い摺動面
圧が加わる場合にも無給脂ブッシュとしての寿命を十分
に確保することができる。

【００９０】次に、図８は本発明の第４の実施の形態を
示し、本実施の形態では前記第１の実施の形態と同一の
構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するもの
とする。しかし、本実施の形態の特徴は、ブッシュ本体
２１の空孔２２内に含浸させた充填材５１をフッ素系樹
脂材料としての４フッ化エチレン樹脂により構成したこ
とにある。

【００９１】ここで、ブッシュ本体２１の空孔２２内に
充填材５１を含浸させる場合には、図５に例示した第２
の工程において、４フッ化エチレン樹脂の粒子を、例え
ばキシレンあるいはトルエン系の溶媒に溶解させ、混合
分散状態の溶液とし、空孔率が３０体積％以下となった
ブッシュ本体２１の各空孔２２内に前記溶液を含浸させ
る。

【００９２】そして、その後の第３の工程では、これら
を乾燥炉内等で乾燥させることにより前記溶媒を除去
し、これによってブッシュ本体２１の各空孔２２内に４
フッ化エチレン樹脂からなる充填材５１を良好に配置す
ることができる。また、この場合でも、空孔２２に対す
る４フッ化エチレン樹脂の含浸率を５０体積％以上で、
９８体積％以下に設定することができる。

【００９３】かくして、このように構成される本実施の
形態でも、前記第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果
を得ることができるが、特に本実施の形態では、ブッシ
ュ本体２１の空孔２２内に４フッ化エチレン樹脂からな
る充填材５１を含浸させる構成としたから、自己潤滑性
を有する４フッ化エチレン樹脂によって、連結ピン１５
とブッシュ２０との摺動面における金属接触を防止で
き、両者の摺動面を潤滑状態に保持することができる。

【００９４】そして、４フッ化エチレン樹脂からなる充
填材５１により耐荷重性を向上させることができ、その
後の給脂作業がほとんど不要となり、油圧ショベルのフ
ロント部７に設けるすべり軸受装置１１等のメンテナン
ス性を確実に高めることができる。

【００９５】次に、図９は本発明の第５の実施の形態を
示し、本実施の形態では前記第１の実施の形態と同一の
構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するもの
とする。しかし、本実施の形態の特徴は、ブッシュ本体
２１の空孔２２内に含浸させた充填材６１を、フッ素系
樹脂材料としての４フッ化エチレン樹脂６２と、潤滑油
６３とによって構成したことにある。

【００９６】ここで、潤滑油６３としては、前記第３の
実施の形態で述べた潤滑油４３と同様のものでよい。そ
して、この場合には図５に例示した第２の工程におい
て、４フッ化エチレン樹脂６２の粒子と潤滑油６３と
を、例えばキシレンあるいはトルエン系の溶媒に溶解さ
せ、混合分散状態の溶液とし、空孔率が３０体積％以下
となったブッシュ本体２１の各空孔２２内に前記溶液を
含浸させた後に乾燥させることにより、ブッシュ本体２
１の空孔２２内に４フッ化エチレン樹脂６２と潤滑油６
３とからなる充填材６１を配置することができる。

【００９７】かくして、このように構成される本実施の
形態でも、前記第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果
を得ることができるが、特に本実施の形態では、ブッシ
ュ本体２１の空孔２２内に４フッ化エチレン樹脂６２と
潤滑油６３とからなる充填材６１を含浸させる構成とし
たから、連結ピン１５とブッシュ２０の摺動面には、潤
滑油６３によって油膜を良好に形成できると共に、自己
潤滑性を有する４フッ化エチレン樹脂６２によって金属
接触の防止作用を発揮させることができる。

【００９８】そして、４フッ化エチレン樹脂６２と潤滑
油６３とからなる充填材６１により耐荷重性を向上させ
ることができ、空孔２２内からの潤滑油６３の漏れ出し
を低減できる。これにより、一度給脂を行うと、ブッシ
ュ２０の内周側から油が流失するのを抑制でき、その後
の給脂作業がほとんど不要となり、油圧ショベルのフロ
ント部７に設けるすべり軸受装置１１等のメンテナンス
性を確実に高めることができる。

【００９９】次に、図１０は本発明の第６の実施の形態
を示し、本実施の形態では前記第１の実施の形態と同一
の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するも
のとする。しかし、本実施の形態の特徴は、ブッシュ７
１の内周側に連結ピン１５用のピン穴７１Ａを穿設する
と共に、その軸方向両端側にはテーパ状に拡開するクラ
ウニング部７１Ｂ，７１Ｂを形成したことにある。

【０１００】かくして、このように構成される本実施の
形態でも、前記第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果
を得ることができるが、特に本実施の形態では、ブッシ
ュ７１の内周側にクラウニング部７１Ｂを設けることに
より、連結ピン１５とブッシュ７１との片当り（例え
ば、両者間の隙間や連結ピン１５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ことがで
きる。

【０１０１】次に、図１１は本発明の第７の実施の形態
を示し、本実施の形態では前記第１の実施の形態と同一
の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するも
のとする。しかし、本実施の形態の特徴は、ボス部１２
とブラケット１３，１４との隙間内に耐摩耗板８１，８
２をそれぞれ配設する構成としたことにある。

【０１０２】ここで、各耐摩耗板８１，８２は、例えば
土砂（ＳｉＯ₂ ）等と同等のビッカース硬さ（Ｈｖ＝１
０００程度）またはこれ以上の硬度を有した材料により
環状板として形成され、連結ピン１５の外周側に挿通し
た状態で、ボス部１２の両端とブラケット１３，１４と
の間にそれぞれ配設されている。

【０１０３】かくして、このように構成される本実施の
形態でも、前記第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果
を得ることができるが、特に本実施の形態では、耐摩耗
板８１，８２を採用したことにより、ボス部１２とブラ
ケット１３，１４との間の隙間内に、Ｏリング１８の外
側から侵入してくる土砂等のダストによりボス部１２と
ブラケット１３，１４との端面が摩耗、損傷されるのを
防止できる。

【０１０４】そして、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８１，８２を用いることにより、
侵入してくる土砂等に対するトライボロジ特性（摩擦に
関連した特性）を向上できると共に、ボス部１２とブラ
ケット１３，１４との端面間でのガタの発生等を抑え、
軸受装置としての強度や耐久性を高めることが可能とな
る。

【０１０５】なお、前記第２の実施の形態では、ブッシ
ュ本体３１の空孔３２内に４〜７フッ化環状エーテルか
らなる充填材２３を含浸させるものとして述べたが、本
発明はこれに限るものではなく、例えば第３の実施の形
態で述べた充填材４１を空孔３２内に含浸させてもよ
く、第４，第５の実施の形態で述べた充填材５１，６１
を空孔３２内に含浸させる構成としてもよいものであ
る。

【０１０６】また、前記第６の実施の形態では、ブッシ
ュ７１のブッシュ本体に形成する空孔内に、４〜７フッ
化環状エーテルからなる充填材２３を含浸させてもよ
く、これ以外に、例えば第３，第４，第５の実施の形態
で述べた充填材４１，５１，６１を空孔内に含浸させる
構成としてもよいものである。そして、この点について
は、第７の実施の形態についても同様である。

【０１０７】一方、前記各実施の形態では、すべり軸受
装置１１のボス部１２内にブッシュ２０（７１）を設け
た場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限るも
のではなく、例えばブラケット１３，１４と連結ピン１
５との間にブッシュを設ける場合にも適用できるもので
ある。

【０１０８】また、前記各実施の形態では、油圧ショベ
ルのフロント部７を構成するアーム９とバケット１０と
の間に設けたすべり軸受装置１１を例に挙げて説明した
が、本発明はこれに限らず、例えば上部旋回体２の旋回
フレーム３とブーム８との間に設けるすべり軸受装置、
ブーム８とアーム９との間に設けるすべり軸受装置等に
適用してもよく、また、ブームシリンダ、アームシリン
ダまたはバケットシリンダの端側に設けるすべり軸受装
置に適用してもよい。

【０１０９】さらに、本発明は油圧ショベルに限らず、
例えば油圧クレーン等の各種の建設機械に設けるすべり
軸受装置にも適用でき、建設機械以外の用途であって
も、高荷重下で低速駆動される連結ピンを回動可能に支
持するためのブッシュには好適に使用できるものであ
る。

【０１１０】

【発明の効果】以上詳述した通り、請求項１に記載の発
明によれば、ブッシュ本体を焼結金属材料から多孔質の
筒状体として形成し、ブッシュ本体の空孔内にはフッ素
系樹脂材料からなる充填材を充填させる構成としたか
ら、すべり軸受用のブッシュを安価な製造コストで製作
でき、その摺動特性は高粘度の潤滑油を予め含浸させた
従来技術の無給脂ブッシュと同等以上の低摩擦特性を発
揮できると共に、さらに高い面圧にも耐えることがで
き、低速・高荷重運転でも十分な耐久性をもった無給脂
ブッシュとして使用することができる。

【０１１１】また、請求項２に記載の発明では、ブッシ
ュ本体の各空孔内にフッ素系樹脂材料と潤滑油とからな
る充填材を配置する構成としたから、連結ピンとブッシ
ュとの摺動面には、フッ素系樹脂材料と潤滑油とからな
る充填材によって薄い油膜を形成でき、この油膜が連結
ピンとブッシュとの摺動界面となって金属接触を防止す
ることができる。そして、仮に前記油膜が破れるような
ことがあってもフッ素系樹脂材料の自己潤滑性によって
金属接触を防止し続けることができると共に、空孔内の
潤滑油が摺動面側ヘと流出するのをフッ素系樹脂材料に
より抑えることができる。

【０１１２】また、請求項３に記載の発明では、２４０
〜１５００ｃＳｔの粘度を有する潤滑油を使用すること
により、連結ピンとブッシュとの摺動面に良好な油膜を
形成でき、連結ピンとブッシュとの金属接触を防止する
ことができる。

【０１１３】また、請求項４に記載の発明では、鉄系粉
末冶金製の焼結金属材料からなるブッシュ本体の内周側
に、空孔を４〜３０体積％の比率で形成する構成として
いるから、焼結金属材料からなるブッシュ本体の空孔率
を低くして高い材料強度を確保できる上に、フッ素系樹
脂材料（潤滑油を含んでもよい）を空孔内に良好に含浸
させることができ、無給脂軸受としての寿命を確実に延
ばすことができる。

【０１１４】また、請求項５の発明では、ブッシュ本体
の内周側から外周側に向けて空孔の比率を漸次増加さ
せ、内周側では４〜１５体積％の比率とし、外周側では
３０体積％以下の比率をもって空孔を形成する構成とし
たから、焼結金属材料からなるブッシュ本体の空孔率を
径方向内側から外側に向けて漸次高くするように形成で
き、空孔内に含浸させたフッ素系樹脂材料（潤滑油を含
んでもよい）が連結ピンとの摺動面に滲み出すのを少な
く制御することができる。

【０１１５】また、請求項６に記載の発明では、ブッシ
ュ本体の空孔内に充填材を５０〜９８体積％の比率で含
浸させる構成としているから、各空孔内には高い密度を
もってフッ素系樹脂材料（潤滑油を含んでもよい）を充
填することができる。

【０１１６】また、請求項７の発明では、フッ素系樹脂
材料として４〜７フッ化環状エーテルを用いる構成とし
ているから、例えば空孔の比率（割合）が３０体積％以
下であるブッシュ本体の空孔内にも４〜７フッ化環状エ
ーテルまたは４〜７フッ化環状エーテルと潤滑油とを確
実に含浸させることができる。そして、熱硬化性樹脂で
ある４〜７フッ化環状エーテルの溶液が樹脂として固化
する反応時に、その末端にＣＦ＝Ｏ基を備えることによ
って他の物質との密着性が良くなるため、４〜７フッ化
環状エーテルが空孔内に一旦入り込んだ後には、空孔か
ら再流出する割合を低く保つことができ、ブッシュ本体
の空孔率が３０体積％以下であっても、４〜７フッ化環
状エーテルを空孔内に均一に含浸させることができる。

【０１１７】従って、フッ素系樹脂材料としての４〜７
フッ化環状エーテル（４〜７フッ化環状エーテルと潤滑
油）の自己潤滑性により、ブッシュの耐摩耗性を向上で
き、摩擦係数の低減化を図ることができる上に、高負荷
条件下で使用され、高い摺動面圧が加わる場合にも無給
脂ブッシュとしての寿命を十分に確保することができ
る。

【０１１８】また、請求項８に記載の発明では、フッ素
系樹脂材料として４フッ化エチレン樹脂を用いる構成と
しているから、ブッシュ本体の空孔率が３０体積％以下
と低い場合であっても、その空孔内に４フッ化エチレン
樹脂を充填でき、空孔から再流出する割合を低く保つこ
とができる。そして、４フッ化エチレン樹脂（４フッ化
エチレン樹脂と潤滑油）の自己潤滑性により、ブッシュ
の耐摩耗性を向上でき、摩擦係数の低減化を図ることが
できる上に、高負荷条件下で使用され、高い摺動面圧が
加わる場合にも無給脂ブッシュとしての寿命を十分に確
保することができる。

【０１１９】一方、請求項９に記載の発明では、建設機
械用すべり軸受装置に適用するブッシュをブッシュ本体
とフッ素系樹脂材料からなる充填材とにより構成してい
るから、組立時等に一度給脂を行うと、軸受部から油が
流失することがなくなって、その後の給脂が殆ど必要が
なくなり、例えば油圧ショベルのフロント部等に設ける
すべり軸受装置のメンテナンス作業を容易に行うことが
できる。そして、耐摩耗性や低摩擦係数を必要とする建
設機械用の軸受装置として好適に使用でき、高い荷重条
件下で低速駆動される連結ピンを長期間に亘って無給脂
で回動可能に支持することができる。

【０１２０】また、請求項１０に記載の発明では、建設
機械用すべり軸受装置に適用するブッシュ本体の空孔内
にフッ素系樹脂材料と潤滑油とからなる充填材を配置す
る構成としているから、潤滑油と共にフッ素系樹脂材料
の自己潤滑性により、ブッシュの耐摩耗性を向上でき、
摩擦係数の低減化を図ることができる上に、高負荷条件
下で使用され、高い摺動面圧が加わる場合にも無給脂ブ
ッシュを用いたすべり軸受装置としての寿命を十分に確
保することができる。

【０１２１】さらに、請求項１１に記載の発明では、ボ
ス部とブラケットとの間を連結ピンとブッシュとにより
回動可能に連結でき、高い摺動面圧が加わる場合にも無
給脂ブッシュを用いたすべり軸受装置としての寿命を十
分に延ばすことができる。

【０１２２】一方、請求項１２に記載の発明では、筒状
のブッシュ本体を鉄系粉末冶金製の焼結金属材料により
形成した後に、ブッシュ本体の各空孔内に少なくともフ
ッ素系樹脂材料からなる充填材を溶媒と共に充填し、そ
の後に各空孔内で充填材を乾燥させることにより溶媒を
各空孔内から除去するようにしているから、焼結金属材
の空孔内に高分子樹脂、特に流動性の悪いフッ素系樹脂
材料を液状あるいは固形状で配置することが可能とな
り、耐荷重性能を向上できると共に、液状化した樹脂や
油分の漏れ出しを確実に抑えることができる。

【０１２３】そして、請求項１３に記載の発明では、ブ
ッシュ本体の内周側に空孔を４〜３０体積％の比率で形
成し、乾燥工程後には空孔に対する充填材の含浸率を５
０〜９８体積％の比率としているから、ブッシュ本体の
強度を確保できると共に、各空孔内には高い密度をもっ
てフッ素系樹脂材料（潤滑油を含んでもよい）を充填す
ることができる。

【０１２４】また、請求項１４に記載の発明では、充填
材としてフッ素系樹脂材料と潤滑油とを用いるようにし
ているから、潤滑油と共にフッ素系樹脂材料の自己潤滑
性により、ブッシュの耐摩耗性を向上でき、摩擦係数の
低減化を図ることができる。

【０１２５】また、請求項１５に記載の発明では、４〜
７フッ化環状エーテルをパーフルオロ溶液等の溶媒を用
いて溶解させることにより、４〜７フッ化環状エーテル
の溶液を形成し、空孔率が３０体積％以下であるブッシ
ュ本体の各空孔内に前記溶液（前記溶液と潤滑油）を含
浸させた後に、これらを乾燥させて前記溶媒を除去する
ことができ、これによってブッシュ本体の各空孔内に４
〜７フッ化環状エーテル（４〜７フッ化環状エーテルと
潤滑油）を良好に配置することができる。そして、空孔
に対する４〜７フッ化環状エーテル（４〜７フッ化環状
エーテルと潤滑油）の含浸率を５０体積％以上で、９８
体積％以下に設定することができる。

【０１２６】さらに、請求項１６に記載の発明では、４
フッ化エチレン樹脂の粒子を溶媒に溶解させて混合分散
状態の溶液とし、空孔率が３０体積％以下となったブッ
シュ本体の各空孔内に前記溶液（前記溶液と潤滑油）を
含浸させた後に、これらを乾燥させて前記溶媒を除去す
ることができ、これによってブッシュ本体の各空孔内に
４フッ化エチレン樹脂（４フッ化エチレン樹脂と潤滑
油）を良好に配置することができる。そして、空孔に対
する４フッ化エチレン樹脂（４フッ化エチレン樹脂と潤
滑油）の含浸率を５０体積％以上で、９８体積％以下に
設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態によるすべり軸受装
置が適用された油圧ショベルを示す正面図である。

【図２】図１中のすべり軸受装置を拡大して示す縦断面
図である。

【図３】図２中に示すブッシュの組織構造図である。

【図４】第１の実施の形態によるブッシュの摺動試験デ
ータを示す特性線図である。

【図５】ブッシュの製造工程を示す工程説明図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態によるブッシュの一
部を拡大して示す横断面図である。

【図７】本発明の第３の実施の形態によるブッシュの組
織構造図である。

【図８】本発明の第４の実施の形態によるブッシュの組
織構造図である。

【図９】本発明の第５の実施の形態によるブッシュの組
織構造図である。

【図１０】本発明の第６の実施の形態によるすべり軸受
装置を示す縦断面図である。

【図１１】本発明の第７の実施の形態によるすべり軸受
装置を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ 下部走行体 ２ 上部旋回体 ７ フロント部 ９ アーム １０ バケット １１ すべり軸受装置 １２ ボス部 １３，１４ ブラケット １５ 連結ピン ２０，７１ ブッシュ ２１，３１ ブッシュ本体 ２２，３２ 空孔 ２３，４１，５１，６１ 充填材 ２４ 鉄材 ２５ 銅材 ４２ ４〜７フッ化環状エーテル ４３，６３ 潤滑油 ６２ ４フッ化エチレン樹脂

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (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

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高荷重下で低速駆動される連結ピンを回
   動可能に支持するためのブッシュであって、焼結金属材
   料により筒状体として形成され、少なくとも内周面側に
   多数の空孔を有したブッシュ本体と、前記ブッシュ本体
   の各空孔内に充填されたフッ素系樹脂材料からなる充填
   材とにより構成してなるブッシュ。
2. 【請求項２】 高荷重下で低速駆動される連結ピンを回
   動可能に支持するためのブッシュであって、焼結金属材
   料により筒状体として形成され、少なくとも内周面側に
   多数の空孔を有したブッシュ本体と、前記ブッシュ本体
   の各空孔内に充填されたフッ素系樹脂材料と潤滑油とか
   らなる充填材とにより構成してなるブッシュ。
3. 【請求項３】 前記潤滑油は２４０〜１５００ｃＳｔの
   範囲の粘度を有してなる請求項２に記載のブッシュ。
4. 【請求項４】 前記ブッシュ本体は、鉄系粉末冶金製の
   焼結金属材料からなり、その内周側には前記空孔を４〜
   ３０体積％の比率で形成してなる請求項１，２または３
   に記載のブッシュ。
5. 【請求項５】 前記ブッシュ本体は内周側から外周側に
   向けて前記空孔の比率を漸次増加させ、内周側では４〜
   １５体積％の比率とし、外周側では３０体積％以下の比
   率をもって前記空孔を形成してなる請求項１，２，３ま
   たは４に記載のブッシュ。
6. 【請求項６】 前記充填材はブッシュ本体の空孔内に５
   ０〜９８体積％の比率をもって含浸させる構成としてな
   る請求項１，２，３，４または５に記載のブッシュ。
7. 【請求項７】 前記フッ素系樹脂材料は４〜７フッ化環
   状エーテルからなる請求項１，２，３，４，５または６
   に記載のブッシュ。
8. 【請求項８】 前記フッ素系樹脂材料は４フッ化エチレ
   ン樹脂からなる請求項１，２，３，４，５または６に記
   載のブッシュ。
9. 【請求項９】 建設機械のフロント部を構成する少なく
   とも２部材間に設けられ、前記２部材を回動可能に連結
   する連結ピンと、前記連結ピンを回動可能に支持するた
   め前記２部材のうち少なくとも一方の部材に設けられ、
   内周側が前記連結ピン用のピン穴となった筒状のブッシ
   ュとからなる建設機械用すべり軸受装置において、 前記ブッシュは、焼結金属材料により筒状体として形成
   され、少なくとも内周面側に多数の空孔を有したブッシ
   ュ本体と、前記ブッシュ本体の空孔内に充填されたフッ
   素系樹脂材料からなる充填材とによって構成したことを
   特徴とする建設機械用すべり軸受装置。
10. 【請求項１０】 建設機械のフロント部を構成する少な
    くとも２部材間に設けられ、前記２部材を回動可能に連
    結する連結ピンと、前記連結ピンを回動可能に支持する
    ため前記２部材のうち少なくとも一方の部材に設けら
    れ、内周側が前記連結ピン用のピン穴となった筒状のブ
    ッシュとからなる建設機械用すべり軸受装置において、 前記ブッシュは、焼結金属材料により筒状体として形成
    され、少なくとも内周面側に多数の空孔を有したブッシ
    ュ本体と、前記ブッシュ本体の空孔内に充填されたフッ
    素系樹脂材料と潤滑油とからなる充填材とによって構成
    したことを特徴とする建設機械用すべり軸受装置。
11. 【請求項１１】 前記建設機械のフロント部を構成する
    ２部材のうち一方の部材には、内周側に前記ブッシュが
    嵌着される筒状のボス部を設け、他方の部材には前記ボ
    ス部の左，右両側に位置し、前記連結ピンによりボス部
    に対して回動可能に連結される左，右のブラケットを設
    ける構成としてなる請求項９または１０に記載の建設機
    械用すべり軸受装置。
12. 【請求項１２】 高荷重下で低速駆動される連結ピンを
    回動可能に支持するために用いるブッシュの製造方法で
    あって、 少なくとも内周面側に多数の空孔を有した筒状のブッシ
    ュ本体を鉄系粉末冶金製の焼結金属材料により形成する
    ブッシュ本体の形成工程と、 前記ブッシュ本体の各空孔内に少なくともフッ素系樹脂
    材料からなる充填材を溶媒と共に充填する充填工程と、 前記各空孔内で充填材を乾燥させ、前記溶媒を各空孔内
    から除去する乾燥工程とからなるブッシュの製造方法。
13. 【請求項１３】 前記ブッシュ本体の内周側には前記空
    孔を４〜３０体積％の比率で形成し、前記乾燥工程後に
    は空孔に対する前記充填材の含浸率を５０〜９８体積％
    の比率としてなる請求項１２に記載のブッシュの製造方
    法。
14. 【請求項１４】 前記充填材はフッ素系樹脂材料と潤滑
    油とからなる請求項１２または１３に記載のブッシュ。
15. 【請求項１５】 前記フッ素系樹脂材料は４〜７フッ化
    環状エーテルからなり、前記充填工程では４〜７フッ化
    環状エーテルのポリマーをパーフルオロ溶液により溶解
    した液体として前記各空孔内に充填してなる請求項１
    ２，１３または１４に記載のブッシュの製造方法。
16. 【請求項１６】 前記フッ素系樹脂材料は４フッ化エチ
    レン樹脂からなり、前記充填工程では４フッ化エチレン
    樹脂の粒子を溶媒により混合分散させた溶液として前記
    各空孔内に充填してなる請求項１２，１３または１４に
    記載のブッシュの製造方法。