JP2005256966A - すべり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】 すべり軸受の中央部付近での高油膜圧力による変形が生じた場合であっても、すべり軸受と軸との間に潤滑油による油膜を適切に保つことができるすべり軸受を提供する。
【解決方法】 接触多部３１の凸部８ｂはその凸部平坦部９ｂ寸法ａ₂が小さく、接触少部３０の凸部８ａはその凸部平坦部９ａ寸法ａ₁が大きく形成されている。これにより、すべり軸受１の軸方向中央部を挟んで軸方向の所定の範囲である接触少部３０では、凸部８ａが油膜が破断することなく、また、接触少部３１以外の範囲であって軸方向端部１３側に位置する接触多部３０では、凸部８ｂ，８ｄがなじみ摩耗し易いため早期に摩耗して油膜が形成される。このため、すべり軸受１と軸２０との間全体に亘って、潤滑油による油膜を適切に保つことができる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、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、その内周面に所定の溝間距離及び所定の深さ寸法で複数の凹凸溝部が円周方向に沿って形成されたすべり軸受に関するものである。

従来から、内燃機関のクランクシャフト等を支持するためのすべり軸受においては、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ており、その内周面に円周方向に沿って複数の溝部を形成することにより溝部内に潤滑油を保持し、この潤滑油によって形成される油膜によって軸とすべり軸受の内周面との金属接触による焼付きや摩耗を抑制するようにしている。このような内周面に溝部が形成されたすべり軸受においては、溝部での潤滑油の保持性を長期に安定させることにより耐摩耗性を向上させるため、溝深さの異なる浅溝と深溝とが形成されているもの（例えば、特許文献１）が提案されている。
特開平１０−２５９８２７号公報

一方、すべり軸受は通常、軸の回転時に軸方向の中央部付近で油膜による油膜圧力が高く、軸方向の両端部で油膜圧力が低くなるため、中央部付近が圧力を受けて軸から離れると共に、両端部が軸に接近するように凹状に変形する。これにより、すべり軸受の軸方向中央部付近では軸との接触が少なく、両端部では軸との接触が多くなるため、すべり軸受の両端部と中央部付近とで摩耗の状態が異なる。この場合、すべり軸受と軸との間に潤滑油による油膜を適切に保つために、中央部付近では油膜を破断させず、また、両端部では局部的に早期に摩耗させて油膜を形成させる必要がある。ところが、上記した特許文献１に開示されるすべり軸受においては、すべり軸受の中央部付近での高油膜圧力による変形が考慮されていないため、すべり軸受と軸との間に潤滑油による油膜を適切に保つことができない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、すべり軸受の中央部付近での高油膜圧力による変形が生じた場合であっても、すべり軸受と軸との間に潤滑油による油膜を適切に保つことが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及び図４〜図６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、その内周面に所定の溝間距離及び所定の深さ寸法で複数の凹凸溝部４ａ〜４ｊが円周方向に沿って形成されたすべり軸受１において、前記凹凸溝部４ａ〜４ｊの凸部８ａ〜８ｊを平坦状に形成すると共に、前記凹凸溝部４ａ〜４ｊの溝間距離ｐと、前記凹凸溝部４ａ〜４ｊの凸部平坦部９ａ〜９ｊ寸法ａとが、すべり軸受１の軸方向両端部から軸方向中央部に向かう所定の範囲であって軸２０の回転時に主に軸２０と接触する接触多部３１と該接触多部３１が接触する面積よりも少ない接触少部３０において、（イ）０．０１ｍｍ≦ｐ≦１．０ｍｍ（ロ）０≦ａ／ｐ＜１．０（ハ）〔接触多部３１におけるａ／ｐ〕≦〔接触少部３０におけるａ／ｐ〕の関係とな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１及び図４〜図６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、その内周面に所定の溝間距離及び所定の深さ寸法で複数の凹凸溝部４ａ〜４ｊが円周方向に沿って形成されたすべり軸受１において、前記凹凸溝部４ａ〜４ｊの凸部８ａ〜８ｊを平坦状に形成すると共に、前記凹凸溝部４ａ〜４ｊの溝間距離ｐと、前記凹凸溝部４ａ〜４ｊの凸部平坦部９ａ〜９ｊ寸法ａとが、すべり軸受１の軸方向両端部から軸方向中央部に向かう所定の範囲であって軸２０の回転時に主に軸２０と接触する接触多部３１と該接触多部３１が接触する面積よりも少ない接触少部３０において、（イ）０．０１ｍｍ≦ｐ≦１．０ｍｍ（ロ）接触多部３１ ０≦ａ／ｐ＜１．０、接触少部３０ ０＜ａ／ｐ＜１．０（ハ）〔接触多部３１におけるａ／ｐ〕≦〔接触少部３０におけるａ／ｐ〕の関係となることを特徴とするすべり軸受１とした。

また、請求項３に係る発明では、図面を参照して説明すると、図１及び図４〜図６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、その内周面に所定の溝間距離及び所定の深さ寸法で複数の凹凸溝部４ａ〜４ｊが円周方向に沿って形成されたすべり軸受１において、前記凹凸溝部４ａ〜４ｊの凸部８ａ〜８ｊを平坦状に形成すると共に、前記凹凸溝部４ａ〜４ｊの溝間距離ｐと、前記凹凸溝部４ａ〜４ｊの凸部平坦部９ａ〜９ｊ寸法ａとが、すべり軸受１の軸方向両端部から軸方向中央部に向かう所定の範囲であって軸２０の回転時に主に軸２０と接触する接触多部３１と該接触多部３１が接触する面積よりも少ない接触少部３０において、（イ）０．０１ｍｍ≦ｐ≦１．０ｍｍ（ロ）接触多部３１ ０≦ａ／ｐ≦０．４、接触少部３０ ０＜ａ／ｐ≦０．７（ハ）〔接触多部３１におけるａ／ｐ〕≦〔接触少部３０におけるａ／ｐ〕の関係となることを特徴とするすべり軸受１とした。

また、請求項４に係る発明では、図面を参照して説明すると、図３及び図５に示すように、請求項１乃至請求項３に記載される前記すべり軸受１は、軸２０との干渉を防止するためのクラウニング１２ａ，１２ｂを内周面の軸方向端部に内周面から外周面に向けて傾斜状に形成すると共に、前記凹凸溝部４ｅ〜４ｈの深さ寸法ｃと、前記クラウニング１２ａ，１２ｂの深さ寸法ｂとが、すべり軸受１の中央クラウン部（符号２で示す、すべり軸受１の縦中心線の位置）を挟んで円周方向の所定の範囲であって軸２０の回転時に主に荷重を受ける主荷重部２５と該主荷重部２５が受ける荷重よりも小さい非荷重部２６において、（ニ）１≦主荷重部２５におけるｂ／ｃ≦２００（ホ）０．１≦非荷重部に２６おけるｂ／ｃ≦２０（ヘ）〔非荷重部２６におけるｂ／ｃ〕＜〔主荷重部２５におけるｂ／ｃ〕となることを特徴とするすべり軸受１とした。

また、請求項５に係る発明では、請求項１乃至請求項４に記載される前記すべり軸受１は、その内周面には、オーバーレイ層が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、〔接触多部３１におけるａ／ｐ〕≦〔接触少部３０におけるａ／ｐ〕であるため、接触多部３１の凸部８ｂ，８ｄ，８ｆ，８ｈ，８ｊはその凸部平坦部９ｂ寸法ａ₂が小さく、接触少部３０の凸部８ａ，８ｃ，８ｅ，８ｇ，８ｉはその凸部平坦部９ａ寸法ａ₁が大きく形成されている。これにより、すべり軸受１の軸方向中央部を挟んで軸方向の所定の範囲である接触少部３０では、凸部８ａ，８ｃ，８ｅ，８ｇ，８ｉにおいて、油膜が破断することなく、また、接触少部３０以外の範囲であって軸方向端部１３側に位置する接触多部３１では、凸部８ｂ，８ｄ，８ｆ，８ｈ，８ｊがなじみ摩耗し易いため早期に摩耗して油膜が形成される。このため、すべり軸受１と軸２０との間全体に亘って、潤滑油による油膜を適切に保つことができ、すべり軸受１を高速、高荷重という過酷な条件下においても使用することができる。また、すべり軸受１と軸２０との間の潤滑油が十分な量となり、潤滑油内でのキャビテーションの発生を抑制することができるため、キャビテーションによるすべり軸受１表面の侵食を防止することができる。

なお、溝間距離ｐは、上記のように０．０１ｍｍ≦ｐ≦１．０ｍｍの範囲で設定されるものであるが、溝間距離ｐが０．０１ｍｍよりも小さいと凹凸溝部４ａ〜４ｊの断面積が小さくなり過ぎて十分な潤滑油を保持することができず、１．０ｍｍを超えると後述する凸部８ａ〜８ｊの接触面積が大きくなり過ぎて早期になじみ摩耗させることができなくなる。

また、ａ／ｐは、上記のように０≦ａ／ｐ＜１．０の範囲で設定されるものであるが、これは、ａ／ｐは１．０より小さくなければ凹凸溝部４ａ〜４ｊが存在しなくなってしまうためである。

請求項２に係る発明においては、〔接触多部３１におけるａ／ｐ〕≦〔接触少部３０におけるａ／ｐ〕であるため、接触多部３１の凸部８ｂ，８ｄ，８ｆ，８ｈ，８ｊはその凸部平坦部９ｂ寸法ａ₂が小さく、接触少部３０の凸部８ａ，８ｃ，８ｅ，８ｇ，８ｉはその凸部平坦部９ａ寸法ａ₁が大きく形成されている。これにより、すべり軸受１の軸方向中央部を挟んで軸方向の所定の範囲である接触少部３０では、凸部８ａ，８ｃ，８ｅ，８ｇ，８ｉにおいて、油膜が破断することなく、また、接触少部３０以外の範囲であって軸方向端部１３側に位置する接触多部３１では、凸部８ｂ，８ｄ，８ｆ，８ｈ，８ｊがなじみ摩耗し易いため早期に摩耗して油膜が形成される。このため、すべり軸受１と軸２０との間全体に亘って、潤滑油による油膜を適切に保つことができ、すべり軸受１を高速、高荷重という過酷な条件下においても使用することができる。また、すべり軸受１と軸２０との間の潤滑油が十分な量となり、潤滑油内でのキャビテーションの発生を抑制することができるため、キャビテーションによるすべり軸受１表面の侵食を防止することができる。

なお、溝間距離ｐは、上記のように０．０１ｍｍ≦ｐ≦１．０ｍｍの範囲で設定されるものであるが、溝間距離ｐが０．０１ｍｍよりも小さいと凹凸溝部４ａ〜４ｊの断面積が小さくなり過ぎて十分な潤滑油を保持することができず、１．０ｍｍを超えると後述する凸部８ａ〜８ｊの接触面積が大きくなり過ぎて早期になじみ摩耗させることができなくなる。

また、ａ／ｐは、上記のように０≦ａ／ｐ＜１．０の範囲で設定されるものであるが、これは、ａ／ｐは１．０より小さくなければ凹凸溝部４ａ〜４ｊが存在しなくなってしまうためである。また、接触多部３１が０≦ａ／ｐであることにより、接触多部３１では凸部８ｄのように先端が尖鋭な形状となる場合があるため、軸２０との接触によるなじみ摩耗がし易い構成となり、接触少部３０が０＜ａ／ｐであることにより、接触少部３０では凸部８ａ，８ｃ，８ｅ，８ｇ，８ｉのように先端が尖鋭な形状とならず凸部平坦部９ａ，９ｃ，９ｅ，９ｇ，９ｉが形成されるため、軸２０との接触面積が大きくなってより大きな荷重を受けられる構成となる。

請求項３に係る発明においては、〔接触多部３１におけるａ／ｐ〕≦〔接触少部３０におけるａ／ｐ〕であるため、接触多部３１の凸部８ｂ，８ｄ，８ｆ，８ｈ，８ｊはその凸部平坦部９ｂ寸法ａ₂が小さく、接触少部３０の凸部８ａ，８ｃ，８ｅ，８ｇ，８ｉはその凸部平坦部９ａ寸法ａ₁が大きく形成されている。これにより、すべり軸受１の軸方向中央部を挟んで軸方向の所定の範囲である接触少部３０では、凸部８ａ，８ｃ，８ｅ，８ｇ，８ｉにおいて、油膜が破断することなく、また、接触少部３０以外の範囲であって軸方向端部１３側に位置する接触多部３１では、凸部８ｂ，８ｄ，８ｆ，８ｈ，８ｊがなじみ摩耗し易いため早期に摩耗して油膜が形成される。このため、すべり軸受１と軸２０との間全体に亘って、潤滑油による油膜を適切に保つことができ、すべり軸受１を高速、高荷重という過酷な条件下においても使用することができる。また、すべり軸受１と軸２０との間の潤滑油が十分な量となり、潤滑油内でのキャビテーションの発生を抑制することができるため、キャビテーションによるすべり軸受１表面の侵食を防止することができる。

なお、溝間距離ｐは、上記のように０．０１ｍｍ≦ｐ≦１．０ｍｍの範囲で設定されるものであるが、溝間距離ｐが０．０１ｍｍよりも小さいと凹凸溝部４ａ〜４ｊの断面積が小さくなり過ぎて十分な潤滑油を保持することができず、１．０ｍｍを超えると後述する凸部８ａ〜８ｊの接触面積が大きくなり過ぎて早期になじみ摩耗させることができなくなる。

また、ａ／ｐは、上記のように、接触多部３１は０≦ａ／ｐ≦０．４、接触少部３０は０＜ａ／ｐ≦０．７の範囲で設定されるものであるが、接触多部３１を０≦ａ／ｐ≦０．４とすることにより、接触多部３１における凸部８ｂ，８ｄ，８ｆ，８ｈ，８ｊが尖鋭な形状となるため、凸部８ｂ，８ｄ，８ｆ，８ｈ，８ｊをより早期になじみ摩耗させることができる。また、接触少部３０を０＜ａ／ｐ≦０．７とすることにより、接触少部３０における凸部８ａ，８ｃ，８ｅ，８ｇ，８ｉが尖鋭な形状とならないため、凸部８ａ，８ｃ，８ｅ，８ｇ，８ｉを大きな荷重を受けるのに適した形状とすることができる。また、溝間距離に対する凸部平坦部９ａ，９ｃ，９ｅ，９ｇ，９ｉの幅寸法の割合を０．７以下とすることにより、凹凸溝部４ａ，４ｃ，４ｅ，４ｇ，４ｉの断面積が必要以上に小さくなることがなく、十分な量の潤滑油を保持することができる。

請求項４に係る発明においては、すべり軸受１の内周面の軸方向端部１３に内周面から外周面に向けて傾斜状にクラウニング１２ａ，１２ｂが形成されているため、すべり軸受１の中心部付近が油膜圧力を受けて凹状に変形し、軸方向の両端部１３が軸２０に局部当たりをする場合であっても、クラウニング１２ａ，１２ｂによる逃げによって、すべり軸受１の使用初期だけでなく継続的になじみ性を向上させることができる。これは、クラウニング１２ａ，１２ｂ、が形成されていない場合には、すべり軸受１の端部１３が受ける荷重が大きいため、使用初期ではなじみ摩耗し易いが、すべり軸受１を長時間使用することにより摩耗が進んで焼付が起こる可能性があるが、クラウニング１２ａ，１２ｂを形成しておくことにより、すべり軸受１を長時間使用した場合であってもクラウニング１２ａ，１２ｂの逃げによって焼付を起こすことがなく、なじみ摩耗する状態が継続されるためである。これにより、すべり軸受１を高速、高荷重という過酷な条件下においても使用することができる。

また、〔非荷重部２６におけるｂ／ｃ〕＜〔主荷重部２５におけるｂ／ｃ〕であるため、主荷重部２５におけるクラウニング１２ａの深さ寸法ｂは、非荷重部２６におけるクラウニング１２ｂの深さ寸法ｂよりも大きく形成されている。このため、すべり軸受１の中心部付近が油膜圧力を受けて凹状に変形し、軸方向の両端部１３が軸２０に局部当たりをする場合に、より大きな荷重を受ける主荷重部２５ではその変形量が非荷重部２６よりも大きいが、クラウニング１２ａの深さ寸法ｂも大きく形成されて軸２０に対する逃げが大きいため、すべり軸受１の両端部１３が軸２０に接近するように大きく変形して面圧が増大することがない。これにより、大きな荷重を受ける主荷重部２５でもすべり軸受の使用初期だけでなく継続的になじみ性を向上させることができる。

なお、ｂ／ｃは、上記のように、それぞれ、〔１≦主荷重部２５におけるｂ／ｃ≦２００〕，〔０．１≦非荷重部２６におけるｂ／ｃ≦２０〕の範囲で設定されるものであるが、主荷重部２５におけるｂ／ｃが１未満である場合、〔凹凸溝部４ｅ，４ｆの深さ寸法ｃ〕＞〔クラウニング１２ａの深さ寸法ｂ〕となり、荷重に対してクラウニング量が不足するため、軸方向端部で平らにならず、片当たり吸収能力（なじみ性）が不足してしまう。

一方、主荷重部２５におけるｂ／ｃが２００を超える場合、クラウニング１２ａが深くなり過ぎ、荷重状態での受圧面積（負荷能力）が不足してしまう。

また、非荷重部２６におけるｂ／ｃが０．１未満である場合、クラウニング１２ｂの深さ寸法ｂが小か、あるいは凹凸溝部４ｇ，４ｈの深さ寸法ｃが大となる。非荷重部２６はあまり荷重が掛からない領域であるため、クラウニング１２ｂの深さ寸法ｂが小であってもなじみ性での影響は少なく無視できるが、凹凸溝部４ｇ，４ｈの深さ寸法ｃが大であると、凹凸溝部４ｇ，４ｈが深くなり過ぎ、油膜破断となりすべり軸受１の摺動特性が劣ってしまう。

一方、非荷重部２６におけるｂ／ｃが２０を超える場合、クラウニング１２ｂの深さ寸法ｂが大か、あるいは凹凸溝部４ｇ，４ｈの深さ寸法ｃが小となる。非荷重部２６はあまり荷重が掛からない領域であるため、クラウニング１２ｂの深さ寸法ｂが大であっても受圧面積が不足することはなく、すべり軸受１としての影響は無視できるが、凹凸溝部４ｇ，４ｈの深さ寸法ｃが小であると、凹凸溝部４ｇ，４ｈが浅くなり過ぎ、凹凸溝部４ｇ，４ｈでの潤滑油の保持量が少なくなり過ぎて油膜保持ができなくなり、すべり軸受１としての摺動特性が劣ってしまう。

また、請求項５に係る発明においては、すべり軸受１の内周面には、オーバーレイ層が形成されている。これにより、すべり軸受１の摺動特性の向上を図ることができる。

以下、本発明の実施形態について図１乃至図６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、第１及び第２実施形態に係るすべり軸受１の図１におけるＡ−Ａ断面示す拡大図であり、図５は、第３実施形態に係るすべり軸受１の図１におけるＡ−Ａ断面及びＢ−Ｂ断面を示す拡大図であり、図６は、第４実施形態に係るすべり軸受１の図１におけるＡ−Ａ断面示す拡大図である。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、自動車エンジンのクランク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、アルミニウム系合金、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層が形成されている。オーバーレイ層を形成することにより、すべり軸受１の摺動特性の向上を図ることができる。

また、すべり軸受１の内周面には、所定の溝間距離ｐで複数の凹凸溝部４ａ〜４ｆが円周方向の全体に沿って形成されている。この溝間距離ｐは、０．０１ｍｍ≦ｐ≦１．０ｍｍの範囲で設定されるものであるが、溝間距離ｐが０．０１ｍｍよりも小さいと凹凸溝部４ａ〜４ｊの断面積が小さくなり過ぎて十分な潤滑油を保持することができず、１．０ｍｍを超えると後述する凸部８ａ〜８ｊの断面積が大きくなり過ぎて早期になじみ摩耗させることができなくなる。なお、凹凸溝部４ａ〜４ｊは、後述する接触少部３０の範囲においては４ａ，４ｃ，４ｅ，４ｇ，４ｉで示し、同じく後述する接触多部３１においては４ｂ，４ｄ，４ｆ，４ｈ，４ｊで示している。また、凹凸溝部４ａ〜４jの断面形状はそれぞれ図４（Ａ），（Ｂ）、図５（Ａ），（Ｂ）、図６で示している。なお、図４（Ａ）は第１実施形態に係る断面Ａ−Ａ、図４（Ｂ）は第２実施形態に係る断面Ａ−Ａ、図５（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ第３実施形態に係るＡ−Ａ断面及びＢ−Ｂ断面、図６は、第４実施形態に係るＡ−Ａ断面を示している。なお、凹凸溝部４ａ〜４ｊの深さはｃで示しており、ｃ≦１０μｍの範囲で設定されるものである。

また、図５（Ａ），（Ｂ）で示す第３実施形態に係るすべり軸受１の内周面の軸方向端部には、すべり軸受１の端部７と軸２０との干渉を防止するためのクラウニング１２ａ，１２ｂが内周面から外周面に向けて傾斜状に形成されている。このクラウニング１２ａ，１２ｂは、後述する主荷重部２５（図３参照）の範囲においては、クラウニング１２ａで示し、同じく後述する非荷重部２６（図３参照）においては、クラウニング１２ｂで示している。そして、主荷重部２５におけるクラウニング１２ａの断面形状をそれぞれ図５（Ａ）で示し、非荷重部２６におけるクラウニング１２ｂの断面形状を図５（Ｂ）で示している。なお、主荷重部２５におけるクラウニング１２ａ及び非荷重部２６におけるクラウニング１２ｂの深さは、図４で示すように、それぞれｂ₁，ｂ₂で示しており、ｂ₁≦２０μｍ，ｂ₂≦２０μｍの範囲で設定されるものである。

ここで、上記した接触少部３０及び接触多部３１について説明すると、接触多部３１は、すべり軸受１に支持される軸２０の回転時に主に軸２０と接触する部分であり、すべり軸受１の軸方向両端部１３から軸方向中央部に向かう所定の範囲で示されるものである。この接触多部３１は、左右の軸方向端部１３から軸方向中央部に向けてそれぞれｙ寸法で示され、このｙは通常、すべり軸受１の軸方向全長の１５〜３０％の範囲とされている。そして、接触多部３１以外の範囲は、軸２０の回転時に軸２０と接触する面積が接触多部３１よりも少ない接触少部３０であり、ｘで示している。なお、接触多部３１と接触少部３０の範囲は左右対称でなくてもよい。

また、上記した主荷重部２５及び非荷重部２６について図３を参照して説明すると、主荷重部２５は、すべり軸受１に支持される軸２０の回転時に主に荷重を受ける部分であり、すべり軸受１の中央クラウン部２を挟んで円周方向の所定の範囲で示されるものである。この主荷重部２５は、中央クラウン部２から左右にそれぞれ角度αで示され、このαは通常３０〜６０度の範囲とされている。そして、主荷重部２５以外の範囲は、軸２０の回転時に受ける荷重が主荷重部２５よりも小さい非荷重部２６であり、角度β（９０度−α）で示している。なお、主荷重部２５と非荷重部２６の範囲は左右対称でなくてもよい。

そして、図４〜図６で示すように、上記した凹凸溝部４ａ〜４ｊの凸部８ａ〜８ｊのうち、凸部８ａ〜８ｃ，８ｅ〜８ｊの先端には、凸部平坦部９ａ〜９ｃ，９ｅ〜９ｊがそれぞれ形成されている。このように、第２実施形態に係る接触多部３１の凸部８ｄを除いて、凸部８ａ〜８ｃ，８ｅ〜８ｊの先端には、凸部平坦部９ａ〜９ｃ，９ｅ〜９ｊがそれぞれ形成されている。なお、中央クラウン部２の位置であって、すべり軸受１の軸方向ほぼ中央には、図１に示すように、すべり軸受１内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。

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。

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を介してすべり軸受１内に供給される。そして、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凹凸溝部４ａ〜４ｊ及びクラウニング１２ａ，１２ｂについて、図４乃至図６を参照して説明する。なお、以下の説明において、接触少部３０における凸部に凸部平坦部が形成されている場合、その幅寸法をａ₁、接触多部３１における凸部に凸部平坦部が形成されている場合、その幅寸法をａ₂としているが、幅寸法ａ₁及び幅寸法ａ₂を総称したものが幅寸法ａである。

まず、本発明に係るすべり軸受１においては、上記した幅寸法ａ₁，ａ₂と溝間距離ｐとの関係は、０≦ａ₁／ｐ＜１．０，０≦ａ₂／ｐ＜１．０となっている。なお、ａ₁／ｐ，ａ₂／ｐは、１よりも小さくなければ上記と同様に凹凸溝部４ａ，４ｂが存在しなくなってしまうため、ａ₁／ｐ＜１．０，ａ₂／ｐ＜１．０となっている。そして、ａ₁／ｐとａ₂／ｐとの関係は、ａ₂／ｐ≦ａ₁／ｐとなっている。即ち、〔接触多部３１におけるａ／ｐ〕≦〔接触少部３０におけるａ／ｐ〕であるため、接触多部３１の凸部８ｂ，８ｄ，８ｆ，８ｈ，８ｊはその凸部平坦部９ｂと同様に寸法ａ₂が小さく、接触少部３０の凸部８ａ，８ｃ，８ｅ，８ｇ，８ｉはその凸部平坦部９ａと同様に寸法ａ₁が大きく形成されている。これにより、すべり軸受１の軸方向中央部を挟んで軸方向の所定の範囲である接触少部３０では、凸部８ａ，８ｃ，８ｅ，８ｇ，８ｉがなじみ摩耗し難いため、油膜が破断することなく、また、接触少部３０以外の範囲であって軸方向端部１３側に位置する接触多部３１では、凸部８ｂ，８ｄ，８ｆ，８ｈ，８ｊがなじみ摩耗し易いため早期に摩耗して油膜が回復される。このため、すべり軸受１と軸２０との間全体に亘って、潤滑油による油膜を適切に保つことができ、すべり軸受１を高速、高荷重という過酷な条件下においても使用することができる。また、すべり軸受１と軸２０との間の潤滑油が十分な量となり、潤滑油内でのキャビテーションの発生を抑制することができるため、キャビテーションによるすべり軸受１表面の侵食を防止することができる。

そこで、本発明に係る第１実施形態について図４（Ａ）を参照して説明すると、第１実施形態に係るすべり軸受１には、接触少部３０の凹凸溝部４ａの凸部８ａの先端に凸部平坦部９ａが形成されると共に、接触多部３１の凹凸溝部４ｂの凸部８ｂの先端に凸部平坦部９ｂが形成されている。この凸部平坦部９ａの幅寸法ａ₁と凸部平坦部９ｂの幅寸法ａ₂との関係は、ａ₂＜ａ₁となっているため、接触多部３１の凸部８ｂの接触面積は、接触少部３０の凸部８ａの接触面積よりも小さく、軸２０との接触によるなじみ摩耗をし易い構成となっている。このため、凸部８ｂが早期に摩耗して油膜を回復させることができる。

上記した第１実施形態においては、接触少部３０の凹凸溝部４ａの凸部８ａ及び接触多部３１の凹凸溝部４ｂの凸部８ｂに、それぞれ凸部平坦部９ａ，９ｂが形成されているものについて説明したが、次に、接触多部３１の凹凸溝部４ｄの凸部８ｄには凸部平坦部が形成されていない第２実施形態について図４（Ｂ）を参照して説明する。

第２実施形態に係る接触多部３１の凹凸溝部４ｄの凸部８ｄの先端は、第１実施形態に係る接触少部３０の凹凸溝部４ａの凸部８ａ及び接触多部３１の凹凸溝部４ｂの凸部８ｂと異なり、図４（Ｂ）に示すように、凸部平坦部が形成されておらず尖鋭な形状となっている。即ち、ａ₂＝０，ａ₂／ｐ＝０で示されることとなる。このように、凸部８ｄの先端に凸部平坦部を形成しないことにより、凸部８ｄをより早期になじみ摩耗させることができる。

以上、接触多部３１の凹凸溝部４ｄの凸部８ｄの先端には凸部平坦部が形成されていない第２実施形態について説明したが、次に、すべり軸受１の内周面の軸方向端部１３にクラウニング１２ａ，１２ｂが形成されている第３実施形態について図５を参照して説明する。

図５（Ａ），（Ｂ）に示す第３実施形態に係るすべり軸受１においては、上記したように、すべり軸受１の内周面の軸方向端部１３に内周面から外周面に向けて傾斜状にクラウニング１２ａ，１２ｂが形成されている。このようにクラウニング１２ａ，１２ｂが形成されているため、すべり軸受１の中心部付近が油膜圧力を受けて凹状に変形し、軸方向の両端部１３が軸２０に局部当たりをする場合であっても、クラウニング１２ａ，１２ｂによる逃げによって、すべり軸受１の使用初期だけでなく継続的になじみ性を向上させることができる。これは、クラウニング１２ａ，１２ｂ、が形成されていない場合には、すべり軸受１の端部１３が受ける荷重が大きいため、使用初期ではなじみ摩耗し易いが、すべり軸受１を長時間使用することにより摩耗が進んで焼付が起こる可能性があり、このため、クラウニング１２ａ，１２ｂを形成しておくことにより、すべり軸受１を長時間使用した場合であってもクラウニング１２ａ，１２ｂの逃げによって焼付を起こすことがなく、なじみ摩耗する状態が継続されるためである。これにより、すべり軸受１を高速、高荷重という過酷な条件下においても使用することができる。

また、上記したクラウニング１２ａ，１２ｂの深さ寸法ｂ₁，ｂ₂と主荷重部２５の凹凸溝部４ｅ，４ｆ及び非荷重部２６の凹凸溝部４ｇ，４ｈの深さ寸法ｃとの関係は、それぞれ１≦ｂ₁／ｃ≦２００，０．１≦ｂ₂／ｃ≦２０となっている。

なお、ｂ₁／ｃが１未満である場合、〔凹凸溝部４ｅ，４ｆの深さ寸法ｃ〕＞〔クラウニング１２ａの深さ寸法ｂ₁〕となり、荷重に対してクラウニング量が不足するため、軸方向端部で片当たり吸収能力（なじみ性）が不足してしまう。

一方、ｂ₁／ｃが２００を超える場合、クラウニング１２ａが深くなり過ぎ、荷重状態での受圧面積（負荷能力）が不足してしまう。

また、ｂ₂／ｃが０．０１未満である場合、クラウニング１２ｂの深さ寸法ｂ₂が小か、あるいは凹凸溝部４ｇ，４ｈの深さ寸法ｃが大となる。非荷重部２６はあまり荷重が掛からない領域であるため、クラウニング１２ｂの深さ寸法ｂ₂が小であってもなじみ性での影響は少なく無視できるが、凹凸溝部４ｇ，４ｈの深さ寸法ｃが大であると、凹凸溝部４ｇ，４ｈが深くなり過ぎ、油膜破断となりすべり軸受１の摺動特性が劣ってしまう。

一方、ｂ₂／ｃが２００を超える場合、クラウニング１２ｂの深さ寸法ｂ₂が大か、あるいは凹凸溝部４ｇ，４ｈの深さ寸法ｃが小となる。非荷重部２６はあまり荷重が掛からない領域であるため、クラウニング１２ｂの深さ寸法ｂ₂が大であっても受圧面積が不足することはなく、すべり軸受１としての影響は無視できるが、凹凸溝部４ｇ，４ｈの深さ寸法ｃが小であると、凹凸溝部４ｇ，４ｈが浅くなり過ぎ、凹凸溝部４ｇ，４ｈでの潤滑油の保持量が少なくなり過ぎて油膜保持ができなくなり、すべり軸受１としての摺動特性が劣ってしまう。

そして、ｂ₁／ｃとｂ₂／ｃとの関係は、ｂ₂／ｃ＜ｂ₁／ｃ、即ち、〔非荷重部におけるｂ／ｃ〕＜〔主荷重部におけるｂ／ｃ〕となっている。このため、主荷重部２５におけるクラウニング１２ａの深さ寸法ｂは、非荷重部２６におけるクラウニング１２ｂの深さ寸法ｂよりも大きく形成されている。このため、すべり軸受１の中心部付近が油膜圧力を受けて凹状に変形し、軸方向の両端部１３が軸２０に局部当たりをする場合に、より大きな荷重を受ける主荷重部２５ではその変形量が非荷重部２６よりも大きいが、クラウニング１２ａの深さ寸法ｂも大きく形成されて軸２０に対する逃げが大きいため、すべり軸受１の両端部１３が軸２０に接近するように大きく変形して面圧が増大することがない。これにより、大きな荷重を受ける主荷重部２５でもすべり軸受の使用初期だけでなく継続的になじみ性を向上させることができる。なお、クラウニング部での凹凸溝記載は省略している。

なお、上記した第３実施形態に係る接触多部３１の凹凸溝部４ｆ、４ｈの凸部８ｆ，８ｈには、凸部平坦部９ｆ，９ｈが形成されているものを示したが、第２実施形態に係る接触多部３１の凹凸溝部４ｄの凸部８ｄのように、凸部平坦部が形成されていないものであってもよい。

以上、すべり軸受１の内周面の軸方向端部１３に、内周面から外周面に向けて傾斜状にクラウニング１２ａ，１２ｂが形成されている第３実施形態について説明したが、上記した第１〜第３実施形態においては、すべり軸受１の軸方向中央部近傍に接触少部３０が形成されると共に、軸方向両端部１３近傍に接触多部３１が形成されるものを示したが、これに限らず、すべり軸受１の軸方向中央部に接触多部３１が形成されると共に、軸方向両端部１３に接触少部３０が形成されるものであってもよい。このような実施形態（第４実施形態）について図６を参照して説明する。

図６に示すように、第４実施形態に係るすべり軸受１では、第１〜第３実施形態に係るすべり軸受１とは逆に、すべり軸受１の軸方向両端部１３から軸方向中央部に向かう所定の範囲で接触少部３０が形成されており、この接触少部３０以外の範囲が接触多部３１として形成されている。第１〜第３実施形態と同様に、接触多部３１は軸２０の回転時に主に軸２０と接触する部分であって凹凸溝部４ｉが形成されており、また、接触少部３０は軸２０の回転時に軸２０と接触する面積が接触多部３１よりも少ない部分であって凹凸溝部４ｊが形成されている。そして、凹凸溝部４ｉの凸部８ｉ及び凹凸溝部４ｊの凸部８ｊには、それぞれ凸部平坦部９ｉ，９ｊが形成されており、その幅寸法がそれぞれａ₁，ａ₂となっており、凸部平坦部９ｉの幅寸法ａ₁と凸部平坦部９ｊの幅寸法ａ₂との関係は、第１実施形態と同様にａ₂＜ａ₁となっている。

このように、第１〜第３実施形態とは異なり、すべり軸受１の軸方向中央部分に接触多部３１が形成されているため、軸方向中央部分では軸２０との接触によるなじみ摩耗をし易い構成となっており、凸部８ｉが早期に摩耗して油膜を回復させるようになっている。一方、すべり軸受１の軸方向端部１３から軸方向中央部に向かう所定の範囲に接触少部３０が形成されているため、軸方向端部１３部分では油膜が破断することがない。

このような第４実施形態に示す構成のすべり軸受１は、すべり軸受１に支持される軸２０が、例えば軸方向中央部の径が大きい、いわゆる太鼓形状に形成されている場合等に用いられるものである。これは、軸２０が太鼓形状に形成されている場合には、すべり軸受１の軸方向中央部において軸２０との接触が多くなるためである。

なお、上記した第４実施形態に係る接触多部３１の凹凸溝部４ｊの凸部８ｊには、凸部平坦部９ｊが形成されているものを示したが、第２実施形態に係る接触多部３１の凹凸溝部４ｄの凸部８ｄのように、凸部平坦部が形成されていないものであってもよい。

以上、第１〜第４実施形態に係る凹凸溝部４ａ〜４ｊ，凸部８ａ〜８ｊ及びクラウニング１２ａ，１２ｂ等について説明したが、接触少部３０においては、０≦ａ₁／ｐ＜１．０で設定されているとして説明した。しかし、好ましくは、０＜ａ₁／ｐ≦０．７の範囲で設定されることが望ましい。こうすることにより、接触少部３０における凸部８ａ，８ｃ，８ｅ，８ｇ，８ｉが尖鋭な形状とならないため、凸部８ａ，８ｃ，８ｅ，８ｇ，８ｉを大きな荷重を受けるのに適した形状とすることができる。また、溝間距離に対する凸部平坦部９ａ，９ｃ，９ｅ，９ｇ，９ｉの幅寸法の割合を０．７以下とすることにより、凹凸溝部４ａ，４ｃ，４ｅ，４ｇ，４ｉの断面積が必要以上に小さくなることがなく、十分な量の潤滑油を保持することができる。

また、第１〜第４実施形態において、接触多部３１においては、０≦ａ₂／ｐ＜１．０で設定されているとして説明した。しかし、好ましくは、０≦ａ₂／ｐ≦０．４の範囲で設定されることが望ましい。これにより、接触多部３１における凸部８ｂ，８ｄ，８ｆ，８ｈ，８ｊが尖鋭な形状となるため、凸部８ｂ，８ｄ，８ｆ，８ｈ，８ｊをより早期になじみ摩耗させることができる。また、溝断面形状について図４，５，６では円弧状を示しているが、Ｖ字形であってもよい。

また、以上説明したすべり軸受１は、その使用例の１つとして、自動車エンジンのクランク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。 第１及び第２実施形態に係るすべり軸受の図１におけるＡ−Ａ断面示す拡大図である。 第３実施形態に係るすべり軸受の図１におけるＡ−Ａ断面及びＢ−Ｂ断面を示す拡大図である。 第４実施形態に係るすべり軸受の図１におけるＡ−Ａ断面示す拡大図である。

符号の説明

１ すべり軸受
２ 中央クラウン部
４ａ〜４ｊ 凹凸溝部
５ 油溝
６ 供給穴
７ 端部
８ａ〜８ｊ 凸部
９ａ〜９ｃ，９ｅ〜９ｊ 凸部平坦部
１０ ハウジング
１１ 油穴
１３ 軸方向端部
１５ ハウジング
２０ 軸
２１ 第１油通路
２２ 第２油通路
２５ 主荷重部
２６ 非荷重部
３０ 接触少部
３１ 接触多部

Claims (5)

1. 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、その内周面に所定の溝間距離及び所定の深さ寸法で複数の凹凸溝部が円周方向に沿って形成されたすべり軸受において、
   前記凹凸溝部の凸部を平坦状に形成すると共に、前記凹凸溝部の溝間距離ｐと、前記凹凸溝部の凸部平坦部寸法ａとが、すべり軸受の軸方向両端部から軸方向中央部に向かう所定の範囲であって軸の回転時に主に軸と接触する接触多部と該接触多部が接触する面積よりも少ない接触少部において、
   （イ）０．０１ｍｍ≦ｐ≦１．０ｍｍ
   （ロ）０≦ａ／ｐ＜１．０
   （ハ）接触多部におけるａ／ｐ≦接触少部におけるａ／ｐ
   上記（イ）〜（ハ）の関係となることを特徴とするすべり軸受。
2. 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、その内周面に所定の溝間距離及び所定の深さ寸法で複数の凹凸溝部が円周方向に沿って形成されたすべり軸受において、
   前記凹凸溝部の凸部を平坦状に形成すると共に、前記凹凸溝部の溝間距離ｐと、前記凹凸溝部の凸部平坦部寸法ａとが、すべり軸受の軸方向両端部から軸方向中央部に向かう所定の範囲であって軸の回転時に主に軸と接触する接触多部と該接触多部が接触する面積よりも少ない接触少部において、
   （イ）０．０１ｍｍ≦ｐ≦１．０ｍｍ
   （ロ）接触多部 ０≦ａ／ｐ＜１．０、接触少部 ０＜ａ／ｐ＜１．０
   （ハ）接触多部におけるａ／ｐ≦接触少部におけるａ／ｐ
   上記（イ）〜（ハ）の関係となることを特徴とするすべり軸受。
3. 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、その内周面に所定の溝間距離及び所定の深さ寸法で複数の凹凸溝部が円周方向に沿って形成されたすべり軸受において、
   前記凹凸溝部の凸部を平坦状に形成すると共に、前記凹凸溝部の溝間距離ｐと、前記凹凸溝部の凸部平坦部寸法ａとが、すべり軸受の軸方向両端部から軸方向中央部に向かう所定の範囲であって軸の回転時に主に軸と接触する接触多部と該接触多部が接触する面積よりも少ない接触少部において、
   （イ）０．０１ｍｍ≦ｐ≦１．０ｍｍ
   （ロ）接触多部 ０≦ａ／ｐ≦０．４、接触少部 ０＜ａ／ｐ≦０．７
   （ハ）接触多部におけるａ／ｐ≦接触少部におけるａ／ｐ
   上記（イ）〜（ハ）の関係となることを特徴とするすべり軸受。
4. 軸との干渉を防止するためのクラウニングを内周面の軸方向端部に内周面から外周面に向けて傾斜状に形成すると共に、前記凹凸溝部の深さ寸法ｃと、前記クラウニングの深さ寸法ｂとが、すべり軸受の中央クラウン部を挟んで円周方向の所定の範囲であって軸の回転時に主に荷重を受ける主荷重部と該主荷重部が受ける荷重よりも小さい非荷重部において、
   （ニ）１≦主荷重部におけるｂ／ｃ≦２００
   （ホ）０．１≦非荷重部におけるｂ／ｃ≦２０
   （ヘ）非荷重部におけるｂ／ｃ＜主荷重部におけるｂ／ｃ
   上記（ニ）〜（ヘ）の関係となることを特徴とする請求項１乃至請求項３記載のすべり軸受。
5. 前記すべり軸受の内周面には、オーバーレイ層が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載のすべり軸受。
   
   

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