JP2003065322A

JP2003065322A - 滑り軸受

Info

Publication number: JP2003065322A
Application number: JP2001259520A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Matsunaga; 易松永
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2001-08-29
Filing date: 2001-08-29
Publication date: 2003-03-05

Abstract

(57)【要約】【課題】負荷の高い滑り軸受の軸受面の圧力分布を改
善することにより、その滑り軸受の負荷容量を増大す
る。【解決手段】軸受面２と回転軸３が面接触し、該接触
面に潤滑剤Ｌを注油する滑り軸受１１において、滑り軸
受１１の肉厚部分であって、回転軸３の荷重が大きく、
局部的に高い圧力がかかる軸受面２の高圧になる位置１
２に、軸受面２の圧力の最大値を下げて潤滑剤Ｌの最小
油膜厚さｔを厚くするための空洞１３を設け、空洞１３
に冷却流体Ｆを流通させるように構成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術の分野】本発明は、軸受面と回転軸
が面接触する滑り軸受に係り、特に回転軸から大きな荷
重を受ける場合、又は回転軸が高速回転する場合等の負
荷の高い滑り軸受の負荷容量を増大した滑り軸受に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、滑り軸受１は、図３の断面図
に示すように、円筒面を有する軸受面２に対して、回転
軸３が面接触したものである。このような滑り軸受１で
は、回転軸３が矢示方向Ｖに回転すると、その接触面の
面圧力が大き過ぎて、その摩擦熱のために金属の一部が
溶融して粘着する、いわゆる焼付きを生じることがあ
る。そこで、この焼付きを防止するために、例えば軸受
面２に開けた油孔４から筒形状の軸受メタル５を通して
回転軸３に潤滑剤Ｌを注油していた。

【０００３】この潤滑剤Ｌは、図４の圧力分布の説明図
に示すように、軸受面２と回転軸３に形成された、くさ
び状の隙間Ｃに巻き込まれ、圧力が発生していた。この
圧力分布は、例えばレイノルズの解析等により導かれる
ものであり、図示上は軸受面２から周囲に向けて放射状
の矢印Ｐによって表されており、軸受面２は長い矢印Ｐ
になるほど大きな荷重を受けていることを意味する。即
ち、軸受面２において、回転軸３から大きな荷重を受け
る高い圧力を受ける位置６には局部的に高い圧力がかか
っていることを意味する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、回転軸３から
の大きな荷重がかかる滑り軸受１の軸受面２は、局部的
に高い圧力となり、潤滑剤Ｌの最小油膜厚さ（ｔ）も例
えば２．０μｍから０．５μｍ程度に薄くなることがあ
るため、回転軸３の摩擦熱で高熱になり、潤滑剤Ｌが気
化して、回転軸３と軸受面２との焼付きを起こすことが
あり、滑り軸受１として機能しなくなるという問題があ
った。

【０００５】同様に、回転軸３が１００００ｒｐｍ程度
の高速回転するときも、潤滑剤Ｌの最小油膜厚さ（ｔ）
が薄くなるため、高熱を発して焼付きを起こすことがあ
った。

【０００６】本発明は、かかる問題点を解決するために
創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、負
荷の高い滑り軸受の軸受面の圧力分布を改善することに
より、その滑り軸受の負荷容量を増大することができる
滑り軸受を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、軸受面
（２）と回転軸（３）が面接触し、該接触面に潤滑剤
（Ｌ）を注油する滑り軸受（１１）において、該滑り軸
受（１１）の肉厚部分であって、前記回転軸（３）の荷
重が大きく、局部的に高い圧力がかかる前記軸受面
（２）の高圧になる位置（１２）に、該軸受面（２）の
圧力の最大値を下げて前記潤滑剤（Ｌ）の最小油膜厚さ
（ｔ）を厚くするための空洞（１３）を設け、該空洞
（１３）に冷却流体（Ｆ）を流通させるように構成し
た、ことを特徴とする滑り軸受が提供される。

【０００８】上記発明の構成によれば、滑り軸受（１
１）に大きな荷重を受ける高圧位置（１２）にある空洞
（１３）は、回転軸（３）の荷重が大きくなり局部的に
高い圧力が軸受面（２）にかかるときに、その圧力で軸
受面（２）の一部が撓むことにより、軸受面（２）と回
転軸（３）に形成された、くさび状の隙間（Ｃ）形状が
変化して、この高圧位置（１２）の圧力を下げることが
できる。同時に、この高圧位置（１２）の周辺部の圧力
を全体的に上げて、回転軸（３）を支えることができ
る。従って、軸受面（２）における圧力の最大値は下が
るので、潤滑剤（Ｌ）の最小油膜厚さ（ｔ）を厚くする
ことができる。

【０００９】更に、空洞（１３）に冷却流体（Ｆ）を供
給することで、滑り軸受（１１）における大きな荷重を
受ける高圧位置（１２）を効率的に冷却することができ
るので、軸受面（２）と回転軸（３）との摩擦熱の高温
化を抑制して焼付きを防止することができる。このよう
に、回転軸（３）から大きな荷重を受ける位置につい
て、最小油膜厚さ（ｔ）を厚くすることができると共
に、回転軸（３）が高速回転する場合は潤滑剤（Ｌ）が
摩擦熱により気化しないように冷却することができるの
で、滑り軸受（１１）の負荷容量を増大することができ
る。

【００１０】また、前記空洞（１３）は、前記軸受面
（２）の湾曲面に沿った湾曲形状の中空を前記滑り軸受
（１１）の肉厚部分に形成することが好ましい。このよ
うに湾曲形状に形成した空洞（１３）では、回転軸（１
３）からの高い圧力が軸受面（２）にかかると、その圧
力でその軸受面（２）が軸方向に幅広に、かつ湾曲形状
に撓ませることができる。従って、最小油膜厚さ（ｔ）
を広範囲に厚くすることできると共に、高圧位置（１
２）を広範囲に冷却することができるので、この高圧位
置（１２）の圧力を広範囲に下げることができる。

【００１１】更に、冷却流体（Ｆ）としては、前記滑り
軸受（１１）を取り付けた内燃機関に供給する燃料を利
用することができる。

【００１２】このように、空洞（１３）に供給する冷却
液体（Ｆ）が、内燃機関に供給する燃料を冷却剤として
利用することで、軸受面（２）と回転軸（３）による摩
擦熱の高温化を抑制することができる。一方、この滑り
軸受（１１）の冷却に利用した燃料は、加熱されるため
良好な噴霧が得られる程度までに粘度を下げられるの
で、内燃機関に効率よく供給することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図面を参照して説明する。なお、各図において共通の
部材には同一の符号を付し重複した説明を省略する。図
１は本発明の滑り軸受を示す断面図である。図２は本発
明の滑り軸受の高圧位置における圧力分布を示す説明図
である。本発明の滑り軸受１１は、円筒面を有する軸受
面２に対して回転軸３が面接触したものであり、この接
触面に潤滑剤Ｌを注油して潤滑性を付与するものであ
る。

【００１４】この滑り軸受１１の肉厚部分には、回転軸
３から大きな荷重を受けて高圧になる位置（高圧位置１
２）に空洞１３を設けてある。この空洞１３は、湾曲面
に沿った湾曲形状の中空を形成したものである。このよ
うな空洞１３では、図２に示すように、回転軸３の荷重
が大きくなり局部的に高い圧力が軸受面２にかかると、
その圧力でその軸受面２の一部（高圧位置１２）が二点
鎖線の位置から実線の位置まで撓むようになっている
（矢印方向）。この軸受面２における大きな荷重を受け
る高圧位置１２が撓むこと、即ち凹むことにより、軸受
面２と回転軸３との間に形成されたくさび形状の隙間Ｃ
が変化して、この部分の圧力を下げることができる。同
時に、この高圧位置１２周辺部の圧力を全体的に上げ
て、回転軸３を支えることができる。従って、軸受面２
の圧力の最大値は下がるので、最小油膜厚さｔを例えば
０．５μｍから２．０μｍ程度に厚くすることができ
る。

【００１５】このように最小油膜厚さｔ１からｔ２へを
厚くすることで（図２参照）、本発明の滑り軸受１１は
その負荷容量を増大してあるので、軸受面２が回転軸３
から大きな荷重を受けたり、又は回転軸３が高速回転す
るといった滑り軸受１１が高い負荷を受ける場合であっ
ても、この滑り軸受１１が機能しなくなることはない。

【００１６】また、本発明の滑り軸受１１の空洞１３に
は、この滑り軸受１１の周囲から冷却流体Ｆを供給する
注入口１４と、冷却流体Ｆを排出させる排出口１５を開
けてある。この注入口１４から冷却流体Ｆを空洞１３内
に供給することで、軸受面２における高圧位置１２の周
辺部を冷却することができるので、軸受面２と回転軸３
との摩擦熱の高温化を抑制して焼付きを防止することが
でき、滑り軸受１１の負荷容量を増大することができ
る。

【００１７】なお、本発明は上記実施の形態にのみ限定
されるものではなく、空洞１３を滑り軸受１１肉厚部分
に中空を形成し、回転軸３の荷重が大きくなり局部的に
高い圧力が軸受面２にかかるときに、その圧力でその軸
受面２の一部が撓むように構成したものであれば、図示
したような軸受面２の湾曲面に沿った湾曲形状の空間を
形成した形状に限定されず、略円筒形状や略長円筒形状
などの空洞１３でもよい。

【００１８】更に、冷却液体Ｆとしては燃料に限定され
ずに、他の冷却剤、潤滑剤を利用することができ、その
ため本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更
を加え得ることは勿論である。

【００１９】

【発明の効果】上述したように、本発明の滑り軸受は、
回転軸からの大きな荷重を受けて高圧になる位置の空洞
が、局部的に高い圧力が軸受面にかかるときに、その圧
力でその軸受面が撓むことにより、軸受面と回転軸とに
形成された、くさび状の隙間形状が変化して、この高圧
位置の周辺部の圧力を全体的に上げて回転軸を支えるこ
とができる。そこで、軸受面の圧力の最大値は下がり、
潤滑剤の最小油膜厚さを厚くすることができ、滑り軸受
の負荷容量を増大することができるため、この滑り軸受
の耐久性が向上する。従って、滑り軸受の耐用時間を延
ばし、長寿命化を図ることができる。

【００２０】また、本発明の滑り軸受は、空洞に冷却流
体を供給して、滑り軸受を効率的に冷却することができ
るので、軸受面と回転軸との摩擦熱の高温化を抑制して
焼付きを防止することができるため、軸受の耐久性を向
上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の滑り軸受を示す断面図である。

【図２】本発明の滑り軸受の高圧位置における圧力分布
を示す説明図である。

【図３】従来の滑り軸受を示す断面図である。

【図４】従来の滑り軸受の高圧位置における圧力分布を
示す説明図である。

【符号の説明】

２軸受面３回転軸１１滑り軸受１２高圧位置１３空洞Ｌ潤滑剤Ｆ冷却流体Ｃくさび状の隙間ｔ（ｔ１，ｔ２）最小油膜厚さ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸受面（２）と回転軸（３）が面接触
し、該接触面に潤滑剤（Ｌ）を注油する滑り軸受（１
１）において、該滑り軸受（１１）の肉厚部分であって、前記回転軸
（３）の荷重が大きく、局部的に高い圧力がかかる前記
軸受面（２）の高圧になる位置（１２）に、該軸受面
（２）の圧力の最大値を下げて前記潤滑剤（Ｌ）の最小
油膜厚さ（ｔ）を厚くするための空洞（１３）を設け、該空洞（１３）に冷却流体（Ｆ）を流通させるように構
成した、ことを特徴とする滑り軸受。
【請求項２】前記空洞（１３）が、前記軸受面（２）
の湾曲面に沿った湾曲形状の中空を前記滑り軸受（１
１）の肉厚部分に形成したものである、ことを特徴とす
る請求項１の滑り軸受。
【請求項３】前記冷却流体（Ｆ）が、前記滑り軸受
（１１）を取り付けた内燃機関に供給する燃料である、
ことを特徴とする請求項１又は２の滑り軸受。