JP2002147456A

JP2002147456A - すべり軸受

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Publication number: JP2002147456A
Application number: JP2000340455A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Imai; 智今井; Takayuki Shibayama; 隆之柴山
Original assignee: Daido Metal Co Ltd
Current assignee: Daido Metal Co Ltd
Priority date: 2000-11-08
Filing date: 2000-11-08
Publication date: 2002-05-22

Abstract

(57)【要約】【課題】軸受合金面に溝を形成し、この溝に潤滑油を
貯留して相手軸との摩擦係数の低減化を図ったすべり軸
受において、溝による保油機能を長期に渡って維持で
き、また、相手軸に凝着が起きた場合には、その凝着金
属を除去して焼き付きに至ること防止する。【解決手段】軸受合金面のうち、高荷重が作用する部
位を、周方向に延びる溝１２と、軸受合金面と面一のラ
ンド１３とが、軸線方向に交互に並ぶように、且つ、周
方向に沿って交互に現れるように凹凸状に形成する。こ
の構成によれば、ランド１３が比較的広い面積を有する
こととなるので、ランド１３が摩耗し難くなり、溝１２
の保油機能が長期に渡って発揮される。また、軸受合金
面を周方向に辿ると、溝１２とランド１３とが交互に現
れるので、相手軸であるクランクピンに凝着が起きたよ
うな場合には、ランド１３によって凝着金属を削り取る
ことができ、焼き付きへの進行を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は潤滑油を溜める溝を
形成して回転軸との間の摺動摩擦抵抗を軽減するように
したすべり軸受に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】溝に潤滑油を溜めるよ
うにして回転軸との間の摺動摩擦抵抗を軽減するように
したすべり軸受は実開昭６３−５３９２２号公報、特開
平７−２５９８５８号公報に示されている。これらは、
軸受合金面に周方向に延びる環状の連続した山、或いは
不連続な山を軸方向に多数並べて形成したもので、各山
の隣接位置に形成される環状の空間部（溝）に潤滑油が
貯留されることで、摺動面に維持される潤滑油の量が増
大し、これにより、相手の回転軸との間の摺動摩擦抵抗
を軽減させる、というものである。

【０００３】しかしながら、上述のものでは、山が尖っ
ているため、摩耗が早く進行し、従って山の相互間の溝
が浅くなって早期に保油機能を失う。すると、軸受荷重
が高い部分で金属接触が発生し、凝着が起きる。そし
て、著しい場合には、焼き付きに至るおそれがある。特
に、相手軸が表面処理を施していない生材のままである
場合には、凝着が起き易く、焼き付きを発生し易い。

【０００４】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、溝による保油機能を長期に渡って維持
でき、また、相手軸に凝着が起きた場合には、その凝着
金属を自ら除去して焼き付きに至ること防止できるすべ
り軸受を提供するにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、軸受合金面のうち少なくとも
高荷重が作用する部位に、周方向に延びる溝と、軸受合
金面と面一のランドとを、それら溝とランドが軸線方向
に交互に並ぶように、且つ、周方向に溝とランドとが交
互に存在するように形成したことを特徴とする。ここ
で、ランドとは相手軸と面で接するものをいう。

【０００６】この構成によれば、ランドの面積が尖った
山状のものに比べて広いので、ランドが摩耗し難くな
り、溝の保油機能が長期に渡って発揮される。また、軸
受合金面を周方向に辿ると、溝とランドとが交互に現れ
るので、相手軸に凝着が起きたような場合には、軸受合
金面と面一のランド部分によって凝着金属を削り取るこ
とができ、焼き付きへの進行を効果的に防止できる。

【０００７】請求項２の発明は、軸受合金面のうち少な
くとも高荷重が作用する部位に、周方向に延びる溝を軸
方向に複数並べて形成すると共に、これら複数の溝の相
互間に存在する軸受合金面と面一のランドに硬質部と軟
質部とを、周方向に交互に現れるように設けたことを特
徴とする。この構成によれば、相手軸に凝着が起きた場
合、その凝着金属をランドの硬質部によって除去するこ
とができる。

【０００８】請求項３の発明は、軸受合金面に、溝の深
さ寸法よりも小なる厚さのオーバレイが被着されている
ことを特徴とするものである。オーバレイはランドのみ
ならず、溝内にも被着される。このため、オーバレイが
摩耗して行くと、溝が次第に浅くなって行く。しかしな
がら、請求項３の構成によれば、オーバレイが摩滅して
も、溝が消失することがなく、その保油効果を長期に渡
って発揮する。

【０００９】上記オーバレイは請求項４の発明のよう
に、固体潤滑材を含む構成とすることができ、このよう
にすれば、潤滑性能を更に向上することができる。上述
のような構成であれば、請求項５の発明のように、軸受
合金面によって支持する相手軸に、処理を行わない軟鉄
（生材）の軸を使用しても、焼き付きを起こすおそれが
ない。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を自動車や産業機械
のエンジンに用いられるすべり軸受のうち、コネクティ
ングロッドの大端部に取り付けられるすべり軸受に適用
した第１実施例を図１ないし図５に基づいて説明する。
図５はコネクティングロッド１を示す。このコネクティ
ングロッド１の大端部および小端部は軸受ハウジングと
して機能し、それら大端部および小端部には、すべり軸
受２および３が取り付けられている。

【００１１】コネクティングロッド１は周知のようにク
ランク軸とピストン（いずれも図示せず）との間を接続
するもので、大端部のすべり軸受２はクランク軸のクラ
ンクピン４を受け、小端部のすべり軸受３はピストンピ
ン５を受けるようになっている。なお、小端部のすべり
軸受３は巻きブシュまたは合わせ目のない円筒形のもの
である。

【００１２】さて、大端部のすべり軸受２は２個の半円
筒状の半割軸受６、７を突き合わせて円筒状に構成した
もので、それら半割軸受６、７は図２、図３に示すよう
に、鋼裏金８の内周面に軸受合金層９を被着し、その軸
受合金層９の表面（以下、軸受合金面と称する）にオー
バレイ１０を被着した構成のものである。

【００１３】コネクティングロッド１はピストンに作用
する燃料の爆発圧力をクランク軸に伝える機能を有する
ため、大端部のすべり軸受２は上側に高荷重を受ける。
図４（ａ）、（ｂ）は大端部のすべり軸受２を構成する
上半割軸受６と下半割軸受７の展開図であるが、高荷重
を受ける領域を図４中にＥで示す。この高荷重を受ける
部分Ｅの中心は、すべり軸受２の上側半分である上半割
軸受６の周方向の中心とは一致せず、やや図示右側にず
れた位置にある。そして、すべり軸受２の軸受合金面の
うち、高荷重が作用する領域Ｅは、当該領域Ｅの端から
周方向（図４で左右方向）に沿って溝１２と、軸受合金
面と面一のランド１３とが交互に現れるように凹凸状に
形成されている。

【００１４】すなわち、上記の高荷重領域Ｅには、図１
に示すように、軸線方向（上下方向）に延びる前記溝１
２と前記ランド１３とが上半割軸受６の軸線方向に交互
に並ぶように設けられ、且つ、周方向に溝１２とランド
１３とが交互に設けられている。この場合、溝１２の幅
（上半割軸受６の軸線方向に沿う長さ）Ｂ１とランド１
３の幅Ｂ２とは同寸法とされ、周方向に隣り合う列どう
しの溝１２とランド１３は、互いに幅Ｂ１、Ｂ２寸法だ
け軸線方向にずらして設けられている。これにより、軸
線方向だけでなく、周方向にも溝１２とランド１３とが
交互に現れるようになっている。

【００１５】幅Ｂ１、Ｂ２だけずれる隣どうしの列の溝
１２は、ほぼＹ字形或いは逆Ｙ字形の連通部１２ａによ
って互いに連続するように構成されている。このように
隣どうしの列の溝１２を連通部１２ａによって連続させ
たことにより、ランド１３は周方向に長い六角形とな
る。そして、高荷重を受ける領域Ｅに形成された溝１２
は、その領域Ｅから軸受合金面の周方向端部に向かって
延長されている。

【００１６】上記のような溝１２はエッチングによって
形成したものであり、溝１２とランド１３とを形成した
後、その軸受合金面にオーバレイ１０が被着される。こ
のオーバレイ１０は二硫化モリブデンなどの固体潤滑材
を含む構成とされ、その厚さｔは溝１２の深さｈよりも
小寸法となっている。なお、オーバレイ１０としては、
Ｐｂ合金、Ｓｎ合金、Ａｌ合金或いは樹脂系であっても
良い。

【００１７】一方、下側の半割軸受７の軸受合金面に
は、周方向に延びる溝１４が軸線方向に隔てて多数形成
されている。この溝１４はエッチングによって形成して
も良いが、ボーリング加工によって形成しても良い。図
３はボーリング加工によって形成した溝１４の例を示
し、溝１４の相互間は山部１５となっている。そして、
下半割軸受７の軸受合金面にも、上半割軸受６と同様の
オーバレイ１０が被着されている。

【００１８】このように本実施例によれば、半割軸受
６、７の軸受合金面に周方向に延びる溝１２、１４が形
成されているので、その溝１２、１４に潤滑油が溜めら
れるようになり、相手軸であるクランクピン４との間に
維持される潤滑油量を増大することができる。このた
め、すべり軸受２とクランクピン４との摩擦係数が軽減
され、早期摩耗を防止できる。なお、溝１２、１４は周
方向に延びていて半割軸受６、７の軸線方向端部には開
放されていないので、溝１２、１４内の潤滑油が半割軸
受６、７の軸線方向端部から早期に流れ出てしまうとい
う不具合は生じない。また、溝１２、１４によって潤滑
油を保持できるので、給油のためにすべり軸受と相手軸
との間の隙間を大きくする必要がなく、従って上記隙間
を大きくすることによってすべり軸受２とクランクピン
４との間で打音が発生するといった不具合を防止でき
る。

【００１９】しかも、すべり軸受２の軸受合金面のう
ち、高荷重が作用する領域Ｅには、ランド１３が形成さ
れており、そのランド１３は軸線方向幅Ｂ２が比較的広
く、その面積が比較的大きいこと、および溝１２に潤滑
油が溜められていて当該潤滑油がランド１３に供給され
ることから、ランド１３の早期摩耗を防止できる。

【００２０】その上、高荷重が作用する領域Ｅにおいて
は、溝１２とランド１３とが交互に現れるので、クラン
クピン４が処理の施されていない軟鉄であっても、凝着
が起き難い。また、凝着がおきても、その凝着金属はク
ランクピン４の回転に伴って溝１２からランド１３との
接触に移る際に、そのランド１３によって削り取られる
ようにして除去されるので、焼き付きに至ることを効果
的に防止できる。

【００２１】図６および図７は本発明をクランク軸の主
軸を受けるすべり軸受に適用した第２実施例を示す。こ
のクランク軸の主軸１７を受けるすべり軸受１８は、上
記のクランクピン４を受けるすべり軸受２と同様に上下
２個の半割軸受１９、２０を突き合わせて円筒状に構成
される。

【００２２】すべり軸受１８はコネクティングロッドか
ら燃料の爆発力を受けるため、高荷重を受ける領域は下
半割軸受２０のうち、図６のＦ１で示す部分となる。ま
た、クランク軸には発電機やエアコンのコンプレッサを
駆動するためのベルトが掛けられるため、クランク軸の
停止中はベルトの張力により例えば上半割軸受１９の図
示右端部分Ｆ２に押し付けられるようになる。

【００２３】このため、上記第１実施例と同様の溝１２
とランド１３を交互に形成する部位は、下半割軸受２０
のＦ１部分と上半割軸受１９のＦ２部分となる。そし
て、上半割軸受１９の軸線方向中央部には、周方向に延
びる油溝２１が形成されており、この油溝２１からＦ２
部分の溝１２に向かって円弧状の溝２２が形成されてい
る。この場合、クランク軸の主軸１７は矢印方向に回転
するようになっており、溝２２は油溝２１から主軸１７
の回転方向に延びて溝１２に連なっている。これによ
り、クランク軸の主軸１７の回転に伴って油溝２１内の
潤滑油が溝２２に半ば強制的に押やられ、そして、溝２
２を通じて上半割軸受１９の高荷重部分Ｆ２の溝１２に
供給され、更に下半割軸受２０の高荷重部分Ｆ１の溝１
２に供給されるようになっている。

【００２４】図８は本発明の第３実施例を示す。この実
施例は第１実施例と同様にクランクピンを受けるすべり
軸受２を対象としたもので、第１実施例と異なるところ
を述べる。すなわち、半割軸受６、７の軸受合金面に
は、周方向に沿う溝２３が軸方向に並べて多数形成され
ており、溝２３の相互間は細帯状のランド２４とされて
いる。そして、ランド２４には、硬質部２５と軟質部２
６とが交互に設けられている。なお、硬質部２５は例え
ばレーザによる焼き入れによって形成したものである。

【００２５】このようにしてもランド２４は幅広で面積
が広いので、早期摩耗のおそれがない。また、クランク
ピンに凝着が起きた場合には、クランクピンの回転に伴
って凝着金属の接する部分が軟質部２６から硬質部２５
に変わる際、硬質部２５によって削り取られるようにし
て除去されるので、焼き付きに発展するおそれがない。
なお、図８では溝２３を線で示したが、実際には或る幅
を持っている。

【００２６】なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施
例に限定されるものではなく、以下のような拡張或いは
変更が可能である。ランド２４に硬質部２５と軟質部２
６とを交互に形成する場合、ランド２４の周方向全体に
形成する必要はなく、図９に示す本発明の第４実施例の
ように、高荷重が作用する領域Ｅにだけ設けるようにし
ても良い。高荷重が作用する部分に溝とランドとを形成
する場合、図１０に示す第５実施例のように、溝２７を
格子状に形成し、矩形状のランド２８が縦横に整列する
形態としても良い。また、矩形状のランド２８を周方向
に硬質部と軟質部とが交互に現れるように構成しても良
い。本発明はエンジンに使用されるすべり軸受に限られ
ず、すべり軸受全般に広く適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す要部の拡大図

【図２】図４（ａ）のア−ア線に沿う方向から見た斜視
図

【図３】図４（ｂ）のイ−イ線に沿う方向から見た斜視
図

【図４】（ａ）は上半割軸受の軸受合金面の展開図、
（ｂ）は下半割軸受の軸受合金面の展開図

【図５】コネクティングロッドの正面図

【図６】本発明の第２実施例を示す図４相当図

【図７】クランク軸の主軸を受けるすべり軸受の正面図

【図８】本発明の第３実施例を示す半割軸受の斜視図

【図９】本発明の第４実施例を示す半割軸受の軸受合金
面の展開図

【図１０】本発明の第５実施例を示す図１相当図

【符号の説明】

図中、２はすべり軸受、４はクランクピン（相手軸）、
６、７は半割軸受、８は鋼裏金、９は軸受合金層、１０
はオーバレイ、１２は溝、１３はランド、１７は主軸
（相手軸）、１８はすべり軸受、１９、２０は半割軸
受、２１は油溝、２２、２３は溝、２４はランド、２５
は硬質部、２６は軟質部、２７は溝、２８はランドであ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円筒状に構成される軸受合金面に対して
作用する荷重が周方向各部で大小異なるすべり軸受にお
いて、前記軸受合金面のうち少なくとも高荷重が作用する部位
に、周方向に延びる溝を、当該溝と、前記軸受合金面と面一のランドとが軸線方向
に交互に並ぶように、且つ、周方向に前記溝とランドと
が交互に存在するように形成したことを特徴とするすべ
り軸受。
【請求項２】円筒状に構成される軸受合金面に対して
作用する荷重が周方向で大小異なるすべり軸受におい
て、前記軸受合金面のうち少なくとも高荷重が作用する部位
に、周方向に延びる溝を、当該溝と前記軸受合金面と面一のランドとが軸線方向に
交互に並ぶように形成し、且つ前記ランドに硬質部と軟質部とを、周方向に交互に
現れるように設けたことを特徴とするすべり軸受。
【請求項３】前記軸受合金面には、前記溝の深さ寸法
よりも小なる厚さのオーバレイが被着されていることを
特徴とする請求項１または２記載のすべり軸受。
【請求項４】前記オーバレイは固体潤滑材を含有する
ことを特徴とする請求項３記載のすべり軸受。
【請求項５】内面で支持する相手軸は生材の軸である
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の
すべり軸受。