JP2005249024A

JP2005249024A - すべり軸受

Info

Publication number: JP2005249024A
Application number: JP2004058552A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kitahara; 健北原; Katsumi Asai; 克己浅井; Arihiro Kimura; 有宏木村; Atsushi Okado; 篤岡戸; Masaaki Sakamoto; 雅昭坂本
Original assignee: Daido Metal Co Ltd
Current assignee: Daido Metal Co Ltd
Priority date: 2004-03-03
Filing date: 2004-03-03
Publication date: 2005-09-15
Also published as: DE102005009470A1; DE102005009470B4; US7234870B2; US20050196084A1

Abstract

【課題】クラッシュリリーフが形成されていながら、潤滑部分での油圧低下を防止できるすべり軸受を提供する。
【解決方法】半割形状のすべり軸受１に形成されたクラッシュリリーフ切上り部３ａと油溝切上り５ａとの間には、油溝５内に保持される潤滑油がクラッシュリリーフ３内に流入することを阻止する流入阻止部４が円周方向で０〜１５度の範囲で形成されている。これにより、油溝５内に保持される潤滑油が流入阻止部４によってクラッシュリリーフ３内への流入が阻止され、クラッシュリリーフ３からすべり軸受１の外部への潤滑油の漏れを低減することができるため、潤滑油の潤滑部分での油圧が低下することがない。
【選択図】図１

Description

２個を組み合わせて円筒形を構成する半割形状に形成され且つ円周方向に沿って内周面に油溝が形成されると共に円周方向の両端部内周面にクラッシュリリーフが形成されてハウジングに固定されるすべり軸受に関するものである。

従来から、内燃機関用のクランクシャフト等の回転軸を支持するすべり軸受においては、２個を組み合わせて円筒形とする半割形状のすべり軸受が用いられており、このすべり軸受の内周に円周方向で形成された油溝によって、すべり軸受と回転軸との間に潤滑油を供給して油膜を形成する構造としている。このようなすべり軸受においては、油溝内の潤滑油がすべり軸受の合わせ目付近から漏れることを防止するため、油溝をすべり軸受の円周方向の全体に亘って設けず、すべり軸受の端部から所定の間隔をおいて油溝の端部を位置させることにより、油溝内の潤滑油がすべり軸受の合わせ目に進入しないようにするものが提案されている（例えば、特許文献１）。
実公昭６１−５７３号公報

一方、上記したような半割形状のすべり軸受の場合、すべり軸受をハウジングに組み付ける際に、すべり軸受同士の端部の合わせ目でずれが生じたり、あるいはすべり軸受のクラッシュハイト（高さ）が高すぎた場合に合わせ目付近で変形を起こしてしまうことがある。そして、この合わせ目のずれや変形が径方向内側への膨らみ等となって軸に局部当たりすることがある。このため、すべり軸受の円周方向の両端部の内周面にクラッシュリリーフを形成することにより、すべり軸受の端部と軸との局部当たりを防止するものが提案されている。そして、このようなクラッシュリリーフが形成されたすべり軸受においては、油溝に供給された潤滑油がこのクラッシュリリーフに流入し、クラッシュリリーフから軸方向へ潤滑油が漏れることにより、潤滑系統内での油圧が低下するという問題があった。

ところで、上記した特許文献１に開示されるすべり軸受にはクラッシュリリーフが形成されていないため、クラッシュリリーフによる潤滑油の漏れによって潤滑系統内での油圧が低下するという問題がない反面、すべり軸受の端部と軸とが局部当たりするという問題があった。

本発明は、上記した事情に鑑みなされたもので、その目的とするところは、クラッシュリリーフが形成されていながら、潤滑系統内での油圧低下を防止できるすべり軸受を提供することにある。

そこで、請求項１に係る発明について、図面を参照して説明すると、図１乃至図４に示すように、２個を組み合わせて円筒形を構成する半割形状に形成され且つ円周方向に沿って内周面に油溝５が形成されると共に円周方向の両端部７内周面にクラッシュリリーフ３が形成されてハウジング１０，１５に固定されるすべり軸受１において、前記クラッシュリリーフ３の中央クラウン部２側の端部に形成されるクラッシュリリーフ切上り部３ａから中央クラウン部（図２の符号２で示す、すべり軸受１の縦中心線の位置）側に向けて円周方向で０〜１５度の範囲には、前記油溝５の端部に形成される油溝切上り部５ａが位置し、前記０〜１５度の範囲であって前記油溝５の延長上に形成される部分は、前記油溝５内に保持される潤滑油が前記クラッシュリリーフ３内に流入することを阻止する流入阻止部４として形成されていることを特徴とするすべり軸受１とした。

また、請求項２に係る発明では、図面を参照して説明すると、図４に示すように、請求項１に記載される前記すべり軸受１は、前記ハウジング１０，１５の内周面であって、前記すべり軸受１が装着された際に前記油溝５の裏面側と対応する位置にハウジング溝１２，１６が形成されている場合において、前記流入阻止部４には、前記流入阻止部４が疲労することを防止する疲労防止浅溝４ａが、前記油溝５の幅寸法で前記クラッシュリリーフ３深さよりも浅く形成されていることを特徴とするすべり軸受１とした。

請求項１に係る発明においては、半割形状のすべり軸受１に形成されたクラッシュリリーフ切上り部３ａと油溝切上り５ａとの間には、油溝５内に保持される潤滑油がクラッシュリリーフ３内に流入することを阻止する流入阻止部４が円周方向で０〜１５度の範囲で形成されている。これにより、油溝５内に保持される潤滑油が流入阻止部４によってクラッシュリリーフ３内への流入が阻止され、クラッシュリリーフ３からすべり軸受１の外部への潤滑油の漏れを低減することができるため、潤滑油の潤滑系統内での油圧が低下することがない。このため、例えば、通常のエンジンにおいては、メインシャフト用すべり軸受へ給油した後にコンロッド用すべり軸受に給油しているが、メインシャフト用すべり軸受への給油時で油圧が低下することがないので、コンロッド用すべり軸受への給油量が減少することがなく、コンロッドでの焼付や摩耗が発生することがない。このように、クラッシュリリーフ３からの潤滑油の漏れが低減されるため、コンロッド用すべり軸受等の他の摺動部における不具合も防止することができる。また、油圧低下を防止することにより、エンジンの可変バルブ機構等の制御に必要な油圧を供給及び確保することができる。

そして、流入阻止部４は円周方向で０〜１５度の範囲で形成されるが、これは角度が０度、即ち、クラッシュリリーフ切上り部３ａと油溝切上り部５ａとが少なくとも一致する位置でなければ流入阻止部４が形成されず、また、１５度を超えると油溝５を十分な長さとすることができなくなり、油溝５で供給及び保持する潤滑油の量が減少してしまうためである。つまり、流入阻止部４を円周方向で０〜１５度の範囲で形成することにより、油溝５の十分な長さを確保することができ、必要な潤滑油量を供給及び保持することができる。

また、請求項２に係る発明においては、流入阻止部４が疲労することを防止する疲労防止浅溝４ａが、油溝５の幅寸法でクラッシュリリーフ３深さよりも浅く形成されている。このように、すべり軸受１が取り付けられているハウジング１０，１５にすべり軸受１の油溝５の裏面側と対応する位置でハウジング溝１２，１６が形成されている場合において、疲労防止浅溝４ａが形成されているため、すべり軸受１の流入阻止部４の裏面側が油膜圧力によりハウジング溝１２，１６内に突出するように変形してしまうことがない。また、この疲労防止浅溝４ａは、クラッシュリリーフ３深さよりも浅く形成されているため、すべり軸受１の油溝５からクラッシュリリーフ３への潤滑油の流入を最小限に抑えることができる。

以下、本発明の実施形態について図１乃至図４を参照して説明する。図１は、ハウジング１０，１５とすべり軸受１との関係を示す分解斜視図であり、図２は、すべり軸受１によって軸２０を支持する状態の断面図であり、図３は、すべり軸受１の断面図（ハッチングは省略してある）であり、図４は、ハウジング１０，１５にハウジング溝１２，１６が形成されている場合のハウジング１０，１５とすべり軸受１との関係を示す分解斜視図であり、図５は、当たり防止浅溝４ａを示す断面図（ハッチングは省略してある）である。なお、上記した図は、実施形態に係るすべり軸受１の概略図であり、構成，構造等を理解し易くするために各箇所が誇張あるいは省略して描かれている。

なお、本実施形態に係るすべり軸受１は、その使用例の１つとして、自動車エンジンのメインシャフト等を支持するものについて説明する。図１に示すように、本実施形態にかかるすべり軸受１は、半割形状に形成されており、このすべり軸受１を２個組み合わせることにより円筒形に構成して軸２０（図２参照）を回転可能に支持するものである。このすべり軸受１の内周面は、非焼付性などすべり軸受１の軸受特性を満足するために、例えば、銅系合金、アルミニウム合金、錫系または鉛系合金の摺動材がライニングされており、必要に応じて錫系あるいは鉛系合金や合成樹脂系のオーバーレイが施されている。

また、すべり軸受１の内周面には、すべり軸受１とすべり軸受１に支持される軸２０（図３参照）との間に潤滑油を供給するための油溝５が、円周方向に沿って軸方向ほぼ中央に形成されている。この油溝５は、所定の範囲に亘って一定の深さで形成されると共に、その両端部が徐々にその深さが浅くなる油溝漸減部５ｂとして形成され、その油溝漸減部５ｂの延長線と内周面との交わる部分が油溝切上り部５ａとして形成されている。また、この油溝５のほぼ中央には、油溝５に潤滑油を供給するための供給穴６がすべり軸受１に貫通して形成されている。

また、すべり軸受１の円周方向の両端部７の内周面が凹形状に切り欠かれ、軸方向に亘ってクラッシュリリーフ３として形成されている。このクラッシュリリーフ３は、２つのすべり軸受１を組み合わせて円筒形状にした際、すべり軸受１同士の端部７の合わせ目でずれが生じた場合、あるいはすべり軸受１のクラッシュハイト（高さ）が高すぎた場合等に起こる合わせ目付近での変形を吸収するためのものである。この合わせ目でのずれや変形は、径方向での膨らみ等となって軸２０に局部当たりすることがあるため、予め円周方向の両端部７の内周面を凹形状に切り欠いてクラッシュリリーフ３を形成しておくことにより、その局部当たりを防止するものである。このクラッシュリリーフ３は、すべり軸受１の中央クラウン部２側に向けて徐々にその深さが浅くなっており、その最端部がクラッシュリリーフ切上り部３ａとして形成されている。なお、クラッシュリリーフの深さは、０．０１〜０．０５ｍｍの範囲で設定されるものである。

また、上記した油溝切上り部５ａとクラッシュリリーフ切上り部３ａとの間であって油溝５の延長上の部分は、油溝５内に保持される潤滑油がクラッシュリリーフ３内に流入することを阻止する流入阻止部４として形成されている。この流入阻止部４は、すべり軸受１の内周面と同一の面として形成されるものである。なお、上記したクラッシュリリーフ３，流入阻止部４及び油溝５については、後に詳述する。

上記のように構成されるすべり軸受１は、図１に示すように、エンジンを構成するハウジング１０（例えば、シリンダブロック）及びハウジング１５（例えば、キャップ）にそれぞれ装着され、このハウジング１０及びハウジング１５を組み合わせることにより円筒形に構成され、エンジン内部に組み付けられる。そして、ハウジング１０，１５によってエンジン内部に組み付けられたすべり軸受１によって、図２に示すように、軸（メインシャフト）２０が支持される。このとき、前述したように、すべり軸受１の円周方向の両端部７の内周面には、クラッシュリリーフ３が形成されているため、すべり軸受１の端部７が変形して軸２０に局部当たりすることを防止できる。

しかして、すべり軸受１によって支持された軸２０が回転する際、潤滑油供給ポンプ（図示しない）から送出される潤滑油が、ハウジング１０に形成された油穴１１から供給穴６を介して油溝５内に供給される。そして、油溝５からすべり軸受１の内周面全体に給油されることにより、すべり軸受１と軸２０との間に油膜が生成され、この油膜により軸２０が滑らかに回転可能となる。また、油溝５に供給された潤滑油は、軸２０の直径方向に貫通して穿設される第１油通路２１から軸２０の軸方向に穿設される第２油通路２２を通って、コンロッドシャフト（図示しない）を支持するすべり軸受（図示しない）に対して供給されてその潤滑を行なうようになっている。

以上、すべり軸受１の構成，取り付け，作用等について説明したが、次に、本発明の要部を構成する流入阻止部４について、図３を参照して説明する。

前述したように、油溝切上り部５ａとクラッシュリリーフ切上り部３ａとの間であって油溝５の延長上の部分は、油溝５内に保持される潤滑油がクラッシュリリーフ３内に流入することを阻止する流入阻止部４として形成されている。図３に示すように、クラッシュリリーフ切上り部３ａから中央クラウン部２側に向けて円周方向で所定の角度θの範囲に油溝切上り部５ａが位置しており、この角度θの範囲が流入阻止部４として形成されている。このθは０〜１５度の範囲で設定されるが、これはθが０度、即ち、クラッシュリリーフ切上り部３ａと油溝切上り部５ａとが少なくとも一致する位置でなければ流入阻止部４が形成されず、また、１５度を超えると油溝５を十分な長さとすることができなくなり、油溝５で供給及び保持する潤滑油の量が減少してしまうためである。なお、好ましくは、θは１〜１３度で設定することが望ましい。これは、θの下限値を１度とすることにより、流入阻止部４の先端部を平坦とすることができるため油溝５からクラッシュリリーフ３への潤滑油の流入防止の効果をより高めることができ、また、θの上限値を１３度とすることにより、油溝５の長さをより長くすることができ、潤滑油供給及び保持の効果をより高めることができるためである。

このように、クラッシュリリーフ切上り部３ａと油溝切上り部５ａとの間に流入阻止部４が形成されているため、油溝５内に供給及び保持される潤滑油のクラッシュリリーフ３内への流入を阻止し、クラッシュリリーフ３からすべり軸受１の外部への潤滑油の漏れを低減することができる。これにより、メインシャフト用のすべり軸受１への給油時で油圧が低下することがないので、コンロッド用のすべり軸受への給油量が減少することがなく、コンロッドでの焼付や摩耗が発生することがない。また、クラッシュリリーフ３からの潤滑油の漏れが低減されることにより、コンロッド用のすべり軸受等の他の摺動部における潤滑油供給不足による不具合も防止することもできる。更に、油圧低下を防止することにより、エンジンの可変バルブ機構等の制御に必要な油圧を確保することができる。

また、クラッシュリリーフ切上り部３ａは、図３に示すように、すべり軸受１の端部７から中央クラウン部２側に向けて所定の角度αの位置に形成されており、この角度αは、すべり軸受１の内径により異なるが、通常０〜２５度の範囲で設定される。ただし、好ましくはα＋θは、１〜３０度、より好ましくは１〜２０度とすることが望ましい。

また、油溝５は、前述したように、所定の範囲に亘って一定の深さで形成されると共に、その両端部が徐々にその深さが浅くなる油溝漸減部５ｂとして形成され、その油溝漸減部５ｂの延長線と内周面との交わる部分が油溝切上り部５ａとして形成されているが、図３に示す角度βは、油溝切上り部５ａから、油溝５と油溝漸減部５ｂとの境までの間の角度を示している。即ち、油溝５の端部は、角度βの範囲に亘って油溝漸減部５ｂとして形成されている。この角度βは、
β＝ｔａｎ^-1（［Ｒ²−｛（Ｒ²−ｒ²＋ａ²）／２ａ｝²］^1/2／｛（Ｒ²−ｒ²＋ａ²）／２ａ｝）
の式で表される。ここで、
・Ｒ：すべり軸受内径／２
・ｒ：油溝漸減部半径
・Ｔ：完成肉厚
・Ｇ：溝底厚さ
・ａ＝（Ｒ＋Ｔ）−（ｒ＋Ｇ）
である。なお、油溝漸減部５ｂの半径ｒは、油溝５を形成する際のカッター半径によって決まるものである。

上記のように、βの値はすべり軸受１の内径等の諸寸法によって決まるものであるが、βの値が小さいほど油溝５の容積が大きくなり、潤滑油の保持量を多くすることができるため、βの値は極力小さくすることが望ましい。

以上、実施形態（第１実施形態）に係るすべり軸受１に形成される流入阻止部４等について説明したが、次に、流入阻止部４に疲労防止浅溝４ａが形成されている実施形態（第２実施形態）について図４を参照して説明する。なお、第１実施形態と同じ機能を奏する部材については、第１実施形態と同じ符号が付してある。

まず、図４に示す第２実施形態に係るハウジング１０，１５の内周面には、ハウジング溝１２，１６が、円周方向全体に沿って軸方向ほぼ中央にそれぞれ形成されている。このハウジング溝１２，１６は、所定の範囲に亘って一定の深さで形成されるものであり、すべり軸受１が装着された際に、すべり軸受１に形成された油溝５の裏面側と対応する位置に形成されるものである。

このように、すべり軸受１が装着される内周面にハウジング溝１２，１６が形成される場合があるが、このようなハウジング１０，１５に装着されるすべり軸受１の流入阻止部４には、図４及び図５に示すように、流入阻止部４に疲労することを防止するための疲労防止浅溝４ａが油溝５の幅寸法で形成されている。この疲労防止浅溝４ａは、すべり軸受１の流入阻止部４の裏面側に対応する面が、ハウジング溝１２，１６内に突出するように変形し、疲労してしまうことを防止するためのものである。即ち、流入阻止部４に疲労防止浅溝４ａが形成されていない場合には、軸２０が油膜圧力を介して流入阻止部４を押圧するが、すべり軸受１の流入阻止部４の裏面側には、上記のようにハウジング溝１２，１６が形成されているため、押圧された流入阻止部４の裏面側がこのハウジング溝１２，１６内に突出するように変形してしまう。そこで、流入阻止部４に疲労防止浅溝４ａを形成することにより、流入阻止部４の裏面側がハウジング溝１２，１６内に突出するように変形してしまうことを防止するようにしたものである。また、疲労防止浅溝４ａは、０．０１〜０．０５ｍｍの範囲の深さでクラッシュリリーフ３深さよりも浅く形成されており、このため、すべり軸受１の油溝５からクラッシュリリーフ３への潤滑油の流入を最小限に抑えることができる。

なお、上記した実施形態にかかるすべり軸受１は、その使用例の１つとして、自動車エンジンのメインシャフト等を支持するものについて説明したが、自動車エンジンに限らず、その他の内燃機関等にも用いることができる。

ハウジングとすべり軸受との関係を示す分解斜視図である。すべり軸受によって軸を支持する状態の断面図である。すべり軸受の断面図である。ハウジングにハウジング溝が形成されている場合のハウジングとすべり軸受との関係を示す分解斜視図である。当たり防止浅溝を示す断面図である。

符号の説明

１すべり軸受
２中央クラウン部
３クラッシュリリーフ
３ａクラッシュリリーフ切上り部
４流入阻止部
４ａ疲労防止浅溝
５油溝
５ａ油溝切上り部
５ｂ油溝漸減部
６供給穴
７端部
１０ハウジング
１１油穴
１２ハウジング溝
１５ハウジング
１６ハウジング溝
２１第１油通路
２２第２油通路

Claims

２個を組み合わせて円筒形を構成する半割形状に形成され且つ円周方向に沿って内周面に油溝が形成されると共に円周方向の両端部内周面にクラッシュリリーフが形成されてハウジングに固定されるすべり軸受において、
前記クラッシュリリーフの中央クラウン部側の端部に形成されるクラッシュリリーフ切上り部から中央クラウン部側に向けて円周方向で０〜１５度の範囲には、前記油溝の端部に形成される油溝切上り部が位置し、
前記０〜１５度の範囲であって前記油溝の延長上に形成される部分は、前記油溝内に保持される潤滑油が前記クラッシュリリーフ内に流入することを阻止する流入阻止部として形成されていることを特徴とするすべり軸受。
前記ハウジングの内周面であって、前記すべり軸受が装着された際に前記油溝の裏面側と対応する位置にハウジング溝が形成されている場合において、
前記流入阻止部には、浅溝が、前記油溝の幅寸法で前記クラッシュリリーフ深さよりも浅く形成されていることを特徴とする請求項１記載のすべり軸受。