JP2009138801A - Thrust washer and crankshaft support structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、軸と軸受との軸方向の対向面間に配置されるスラストワッシャ、及びこのスラストワッシャを用いたクランクシャフト支持構造に関する。 The present invention relates to a thrust washer disposed between axially opposed surfaces of a shaft and a bearing, and a crankshaft support structure using the thrust washer.
軸と軸受との軸方向の対向面間に配置されるスラストワッシャが知られている。例えば内燃機関のクランクシャフトとこれをシリンダブロックの下部にて支持するジャーナル軸受あるいは軸受キャップ(ベアリングビーム、ラダービームなどの軸受キャップの接続構造体を含む)との間に配置される金属製のスラストワッシャが知られている。 A thrust washer is known that is disposed between axially opposed surfaces of a shaft and a bearing. For example, a metallic thrust disposed between a crankshaft of an internal combustion engine and a journal bearing or bearing cap (including a bearing cap connection structure such as a bearing beam and a ladder beam) that supports the crankshaft at the lower portion of the cylinder block Washers are known.
このようなスラストワッシャとして、金属材料の代わりに樹脂を主体として形成したものが知られている(例えば特許文献1,2参照)。更に特許文献2では金属との複合体も提案されている。
金属製のスラストワッシャでは、組み付け後の軸又は軸受の変形に対する吸収性に乏しく局部当たりによる摩擦や摩耗が大きくなる傾向にあり、耐久性や消費エネルギー上の問題が生じる。 Metal thrust washers have poor absorbency against deformation of the shaft or bearing after assembly and tend to increase friction and wear due to local contact, resulting in problems with durability and energy consumption.
特許文献1,2に示されているものはいずれも樹脂を全てあるいは主体としているので軸又は軸受の変形に対する吸収性は十分であるが、少なくとも摺動面は樹脂であり金属に比較して耐久性に乏しく、使用部位によっては剥離や亀裂が生じる。特に、内燃機関のクランクシャフトを支持する場合にはクランクシャフトとシリンダブロック側との熱膨張差により、局部当たりがより強まって耐久性上の問題が大きくなるおそれがある。
Since the materials shown in
本発明は、組み付け後の軸又は軸受の変形に対する吸収性を高めて局部当たりによる摩擦や摩耗を抑制すると共に耐久性をも高めることを目的とするものである。 It is an object of the present invention to increase the absorbability of the assembled shaft or bearing after deformation to suppress friction and wear due to local contact and to enhance durability.
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項1に記載のスラストワッシャは、軸と軸受との軸方向の対向面間に配置されるスラストワッシャであって、前記対向面の一方に対する摺動面側を金属材料として、前記対向面の他方からの局部的な軸方向の圧力に対応して局部的な厚さ方向の圧縮変形を生じる圧縮変形部を形成していることを特徴とする。
In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
The thrust washer according to claim 1 is a thrust washer disposed between the axially opposed surfaces of the shaft and the bearing, wherein the sliding surface side of one of the opposed surfaces is a metal material, It is characterized in that a compression deformation portion is formed which causes a local compressive deformation in the thickness direction in response to a local axial pressure from the other side.
このように本発明のスラストワッシャは、上述した圧縮変形部を形成していることにより、対向面から局部的な軸方向の圧力が生じても、これに対応して局部的な厚さ方向の圧縮変形を生じて吸収することになる。このことにより他の対向面側には広く分散して圧力を伝達することになるので摺動面の局部的な圧力上昇を抑制できるようになる。このように組み付け後の軸又は軸受の変形に対する吸収性を高めて、局部当たりによる摩擦や摩耗を抑制することができる。 As described above, the thrust washer according to the present invention forms the above-described compression deformed portion, so that even if local axial pressure is generated from the opposing surface, the thickness in the local thickness direction corresponding to this pressure is generated. It will be compressed and deformed. As a result, the pressure is transmitted in a widely dispersed manner on the other facing surface side, so that a local pressure increase on the sliding surface can be suppressed. Thus, the absorbency with respect to the deformation | transformation of the axis | shaft or bearing after an assembly | attachment can be improved, and the friction and abrasion by a local part can be suppressed.
しかも摺動面側を金属材料としていることから、耐久性が高く、剥離や亀裂は生じにくい。
請求項2に記載のスラストワッシャでは、請求項1において、前記圧縮変形部は、2枚の金属板間に樹脂製弾性体を配置してなる金属複合体にて形成されていることを特徴とする。
Moreover, since the sliding surface side is made of a metal material, the durability is high, and peeling and cracking are unlikely to occur.
The thrust washer according to
このようにスラストワッシャに圧縮変形部を形成することにより、スラストワッシャが当接する対向面に軸方向の圧力が生じても、これに対応して局部的な厚さ方向の圧縮変形にて吸収する。このことから前述したごとく摺動面の局部的な圧力上昇を抑制できるようになり、組み付け後の軸又は軸受の変形に対する吸収性を高めて、局部当たりによる摩擦や摩耗を抑制することができる。 By forming the compression deformation portion on the thrust washer in this way, even if axial pressure is generated on the opposed surface with which the thrust washer abuts, it is absorbed by local compression deformation in the thickness direction corresponding thereto. . Thus, as described above, the local pressure increase on the sliding surface can be suppressed, the absorbability against the deformation of the shaft or the bearing after assembly is increased, and the friction and wear due to local contact can be suppressed.
しかも前記圧縮変形部は両面とも外側は金属板であり、いずれを摺動面としても耐久性が高く、剥離や亀裂は生じにくい。
請求項3に記載のスラストワッシャでは、請求項2において、前記2枚の金属板の一方又は両方は、バネ鋼板であり波板状に形成されていることを特徴とする。
Moreover, both sides of the compression deformed portion are metal plates, and even if any of them is a sliding surface, the durability is high, and peeling and cracking are unlikely to occur.
The thrust washer according to claim 3 is characterized in that, in
このように金属板がバネ鋼板で波板状に形成されていることにより、組み付け後の軸又は軸受の変形に対する吸収性を一層高めることができ、局部当たりによる摩擦や摩耗を効果的に抑制することができる。 Thus, by forming the metal plate in the shape of a corrugated plate with a spring steel plate, it is possible to further increase the absorbability against deformation of the shaft or the bearing after assembly, and effectively suppress friction and wear due to local contact. be able to.
請求項4に記載のラストワッシャでは、請求項1において、スラストワッシャ全体が1枚のバネ鋼板からなり、該バネ鋼板の一部又は全部が波板状に形成されることで前記圧縮変形部が形成されていることを特徴とする。
The thrust washer according to
このように1枚のバネ鋼板からなるスラストワッシャが、そのバネ鋼板の一部又は全部を波板状としていることにより、圧縮変形部を形成している。このことにより、対向面から局部的な軸方向の圧力が生じても、これに対応してバネ鋼板自体の局部的な厚さ方向の圧縮変形を生じて吸収することができる。このことから前述したごとく摺動面の局部的な圧力上昇を抑制できるようになり、組み付け後の軸又は軸受の変形に対する吸収性を高めて、局部当たりによる摩擦や摩耗を抑制することができる。 Thus, the thrust washer which consists of one spring steel plate forms the compression deformation part by making a part or all of the spring steel plate into the corrugated plate shape. As a result, even if a local axial pressure is generated from the opposing surface, a local compressive deformation in the thickness direction of the spring steel plate itself can be generated and absorbed accordingly. Thus, as described above, the local pressure increase on the sliding surface can be suppressed, the absorbability against the deformation of the shaft or the bearing after assembly is increased, and the friction and wear due to local contact can be suppressed.
しかもスラストワッシャ全体が1枚のバネ鋼板であることから、耐久性が高く、剥離や亀裂は生じにくい。
請求項5に記載のスラストワッシャは、軸と軸受との軸方向の対向面間に配置されるスラストワッシャであって、金属製支持板の少なくとも局部的な軸方向の圧力を受ける側の面にペーパーライニング層を設けたことを特徴とする。
Moreover, since the entire thrust washer is a single spring steel plate, the durability is high and peeling and cracking are unlikely to occur.
The thrust washer according to claim 5 is a thrust washer disposed between the axially facing surfaces of the shaft and the bearing, and is provided on a surface of the metal support plate on the side receiving the pressure in the local axial direction. A paper lining layer is provided.
このようにペーパーライニング層を設けたことにより、ペーパーライニングの柔軟性が、組み付け後の軸又は軸受の変形に対する吸収性を高めて局部当たりによる摩擦や摩耗を抑制し、剥離や亀裂を生じにくくさせる。そしてペーパーライニングは金属製支持板にて支持されていることから全体としても耐久性を高めることができる。 By providing a paper lining layer in this way, the flexibility of the paper lining increases the absorbability against deformation of the shaft or bearing after assembly, suppresses friction and wear due to local contact, and makes it difficult to cause peeling and cracking. . And since paper lining is supported by the metal support plate, durability can be improved as a whole.
請求項6に記載のスラストワッシャでは、請求項5において、前記面の内で局部的な軸方向の圧力を受ける領域についてはペーパーライニング層を薄く又は設けないようにしたことを特徴とする。
A thrust washer according to
特に局部的な軸方向の圧力を受ける領域のペーパーライニングを薄く又は設けないようにしたことにより、対向面から局部的な軸方向の圧力を伝達する変形が生じても、この変形を吸収することができる。このことから、より効果的に摺動面の局部的な圧力上昇を抑制できるようになる。こうして組み付け後の軸又は軸受の変形に対する高い吸収性を生じて、局部当たりによる摩擦や摩耗を効果的に抑制することができる。 In particular, the paper lining in the area that receives the local axial pressure is thin or not provided, so that even if a deformation that transmits the local axial pressure from the opposite surface occurs, this deformation is absorbed. Can do. From this, the local pressure rise of the sliding surface can be more effectively suppressed. Thus, the high absorbency with respect to the deformation | transformation of the axis | shaft or bearing after an assembly | attachment is produced, and the friction and wear by a local part can be suppressed effectively.
請求項7に記載のスラストワッシャでは、請求項1〜6のいずれかにおいて、前記軸は内燃機関のクランクシャフトであり、前記軸受はシリンダブロックのジャーナル軸受又は軸受キャップであることを特徴とする。 A thrust washer according to a seventh aspect is characterized in that, in any one of the first to sixth aspects, the shaft is a crankshaft of an internal combustion engine, and the bearing is a journal bearing or a bearing cap of a cylinder block.
このように前述したスラストワッシャは、軸をクランクシャフトとし、軸受をシリンダブロックのジャーナル軸受又は軸受キャップとして、これらの軸方向の対向面間に配置されるスラストワッシャとして適用できる。このことにより内燃機関のクランクシャフトの軸受部分において、組み付け後のシリンダブロックのジャーナル軸受あるいは軸受キャップの変形に対する吸収性を高めて局部当たりによる摩擦や摩耗を抑制すると共に耐久性をも高めることができる。 As described above, the thrust washer described above can be applied as a thrust washer disposed between opposed surfaces in the axial direction, with a shaft serving as a crankshaft and a bearing serving as a journal bearing or bearing cap of a cylinder block. As a result, in the bearing portion of the crankshaft of the internal combustion engine, it is possible to increase the absorbability against deformation of the journal bearing or bearing cap of the cylinder block after assembly, thereby suppressing friction and wear due to local contact and improving durability. .
請求項8に記載のスラストワッシャでは、請求項1〜7のいずれかにおいて、前記対向面の一方に対する摺動面に固体潤滑被膜を形成したことを特徴とする。
このように摺動面に固体潤滑被膜を形成することにより摩擦や摩耗を一層抑制でき、耐久性もより高くすることができる。
A thrust washer according to an eighth aspect is characterized in that, in any one of the first to seventh aspects, a solid lubricating film is formed on a sliding surface with respect to one of the opposing surfaces.
Thus, by forming a solid lubricating film on the sliding surface, friction and wear can be further suppressed, and durability can be further enhanced.
請求項9に記載のクランクシャフト支持構造は、内燃機関のクランクシャフトと軸受キャップとの軸方向の対向面間にはスラストワッシャを設けず、前記クランクシャフトとシリンダブロックのジャーナル軸受との軸方向の対向面間に請求項1〜8のいずれかに記載のスラストワッシャを配置したことを特徴とする。 In the crankshaft support structure according to the ninth aspect, no thrust washer is provided between the axially opposed surfaces of the crankshaft and the bearing cap of the internal combustion engine, and the axial shaft between the crankshaft and the journal bearing of the cylinder block is provided. The thrust washer according to any one of claims 1 to 8 is arranged between the opposing surfaces.
このようにクランクシャフトと軸受キャップとの軸方向の対向面間にスラストワッシャを設けないタイプの場合は、軸受キャップをシリンダブロックのジャーナル軸受側に対してボルト締結するとシリンダブロックのジャーナル軸受が変形し、組み付け後にスラストワッシャは局部当たりのおそれを生じる。しかし前述したごとく、このクランクシャフト支持構造で用いるスラストワッシャは、組み付け後の軸又は軸受の変形に対する吸収性を高めているので、局部当たりによる摩擦や摩耗を抑制することができ、耐久性も高く、剥離や亀裂は生じにくい。 In this way, when the thrust washer is not provided between the axial facing surfaces of the crankshaft and the bearing cap, if the bearing cap is bolted to the journal bearing side of the cylinder block, the journal bearing of the cylinder block will be deformed. After installation, the thrust washer creates a risk of local contact. However, as described above, the thrust washer used in this crankshaft support structure has improved absorbability against deformation of the shaft or bearing after assembly, so it can suppress friction and wear due to local contact and has high durability. , Peeling and cracking are less likely to occur.
請求項10に記載のクランクシャフト支持構造は、内燃機関のクランクシャフトとシリンダブロックのジャーナル軸受との軸方向の対向面間にスラストワッシャを設け、前記クランクシャフトと軸受キャップとの軸方向の対向面間に請求項1〜8のいずれかに記載のスラストワッシャを配置したことを特徴とする。
The crankshaft support structure according to
クランクシャフトと軸受キャップとの軸方向の対向面間にスラストワッシャを設けるタイプの場合は、このスラストワッシャは、内燃機関運転時には軸受キャップの径方向先端がクランクシャフトの軸方向での振動を生じ、この振動変形によりスラストワッシャは局部当たりのおそれを生じる。しかし前述したごとく、このクランクシャフト支持構造で用いるスラストワッシャは、組み付け後の軸又は軸受の変形に対する吸収性を高めているので、局部当たりによる摩擦や摩耗を抑制することができ、耐久性も高く、剥離や亀裂は生じにくい。 In the case of a type in which a thrust washer is provided between the axially opposed surfaces of the crankshaft and the bearing cap, the thrust washer generates vibration in the axial direction of the crankshaft at the radial end of the bearing cap during operation of the internal combustion engine. Due to this vibration deformation, the thrust washer has a risk of local contact. However, as described above, the thrust washer used in this crankshaft support structure has improved absorbability against deformation of the shaft or bearing after assembly, so it can suppress friction and wear due to local contact and has high durability. , Peeling and cracking are less likely to occur.
[実施の形態1]
図1は車両用内燃機関のシリンダブロック2の下部に形成されているジャーナル軸受4における軸方向に平行な面での縦断面図を示している。図2は軸方向(図1の右方向)から見た構成を表し、この図2におけるA1−A1線断面図が図1に相当する。内燃機関のシリンダブロック2はアルミニウム合金製であり、この下部にはボルト6にて鉄合金製の軸受キャップ8が締結されている。このことによりジャーナル軸受4と軸受キャップ8とは、鉄合金製であるクランクシャフト10のジャーナル部10aを、ベアリングメタル12,14を介して回転可能に支持している。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a journal bearing 4 formed in a lower part of a
ジャーナル軸受4において軸方向の両面には、それぞれ軸受内周面4aに沿って溝16,18が形成されている。溝16,18内には、それぞれ同一形状のスラストワッシャ20,22が配置されている。図3にスラストワッシャ20,22の形状を示す。図3において、(A)は正面図、(B)は左側面図、(C)は(A)におけるA2−A2線断面図である。
スラストワッシャ20,22は平板からなるリング状体を軸に沿って半分に切断した円弧形状をなしている。スラストワッシャ20,22の軸方向の両側表面には、それぞれ金属板24,26が設けられている。この金属板24,26は薄板バネ鋼板であり、この2枚の金属板24,26の間には、金属板24,26と共に局部的な厚さ方向の圧縮変形を生じる弾性体、ここでは樹脂製弾性体であるゴム材28(ウレタンゴム等)が接合状態で積層されて、金属複合体としてのラミネート鋼板を形成している。
The thrust washers 20 and 22 have an arc shape in which a ring-shaped body made of a flat plate is cut in half along the axis.
図4,5は、シリンダブロック2のジャーナル軸受4に対して軸受キャップ8を組み合わせる直前の状態を示している。図6は組み合わせ直後の状態を示し、未だボルト締結はなされていない状態である。したがってシリンダブロック2のジャーナル軸受4にはボルト締結による歪みは生じていない。
4 and 5 show a state immediately before the
そして図1,2にて示したごとくボルト締結して軸受キャップ8をシリンダブロック2の下部に固定すると、ジャーナル軸受4側の溝16,18において、特に軸受キャップ8と当接する側において、軸方向外側へ歪みによる変形部4bを生じる。このことによりスラストワッシャ20,22は軸受キャップ8に近い側の一部がクランクシャフト10側に押される状態となる。
When the
スラストワッシャ20,22の表裏両面は、それぞれ金属板24,26にて覆われているが内部は弾力性に富む柔軟なゴム材28である。このため図1に示したごとく変形部4bにより金属板24,26がゴム材28側へ局部的に押されても、ゴム材28がこの圧力に対応して局部的な厚さ方向の圧縮変形を生じる。このように内部のゴム材28が柔軟に対応することで、変形部4bとは反対側の金属板24,26の広い範囲に、変形部4bからの押圧力を分散する。このことにより変形部4bとは反対側の金属板24,26が局部的に軸方向に飛び出す変形を抑制できる。
Both the front and back surfaces of the
ここで従来例として、図3に示したスラストワッシャ20,22の代わりに、図15に示すごとく全体を金属材料(複数金属の積層体を含む)のみにて形成した従来型のスラストワッシャY1を用いて、図16に示すごとく図1と同様な配置を実施した。尚、図15において(A)は正面図、(B)は左側面図、(C)は(A)におけるX−X線断面図である。ここではスラストワッシャY1の本体Y1aは鋼板であり、摺動面側にはアルミニウムライニング層Y1bが形成されている。更にジャーナル軸受4側の溝16,18の変形部4bに予め対応させて、切り欠き状のリリーフ部Y1cを形成している。
Here, as a conventional example, instead of the
図1の構成と、図16の構成とをそれぞれL型4気筒のディーゼルエンジンに適用して、連続高速耐久試験(300時間)を実施し、本実施の形態のスラストワッシャ20,22と従来型のスラストワッシャY1との耐久性を評価した。この結果、本実施の形態のスラストワッシャ20,22では、摺動面疲労剥離面積は摺動面全体に対して0%であったが、従来型のスラストワッシャY1では15%であった。すなわち従来型のスラストワッシャY1は予めリリーフ部Y1cを形成しても、実際に生じる変形部4bの形状に十分に対応できていないことを示している。
The configuration of FIG. 1 and the configuration of FIG. 16 are applied to an L-type four-cylinder diesel engine, respectively, and a continuous high-speed durability test (300 hours) is performed. The thrust washers 20 and 22 of the present embodiment and the conventional type The durability with the thrust washer Y1 was evaluated. As a result, in the
上述した構成において、請求項との関係は、2枚の金属板24,26とゴム材28との全層が圧縮変形部に相当する。
以上説明した本実施の形態1によれば、以下の効果が得られる。
In the above-described configuration, all the layers of the two
According to the first embodiment described above, the following effects can be obtained.
(イ).このように本実施の形態のスラストワッシャ20,22は、金属板24,26の間にゴム材28を挟んで形成した圧縮変形部を設けている。このことによりジャーナル軸受4側の溝16,18の底面である対向面16a,18aから、変形部4bの発生により局部的な軸方向の圧力が生じても、これに対応して局部的な厚さ方向の圧縮変形を生じて吸収することになる。
(I). As described above, the
このことによりクランクシャフト10の対向面10b側には広く分散して圧力を伝達することになる。したがって摺動面、ここではクランクシャフト10側の金属板24,26の表面の局部的な圧力上昇を抑制できるようになる。このように組み付け後のジャーナル軸受4の変形に対する吸収性を高めて、局部当たりによる摩擦や摩耗を抑制することができる。
As a result, the pressure is transmitted to the
しかも摺動面側は金属板24,26のいずれかであって金属材料としていることから、耐久性が高く、剥離や亀裂は生じにくい。スラストワッシャ20,22両側が金属材料であることから、特に耐久性が高く、剥離や亀裂は一層生じにくい。
Moreover, since the sliding surface side is one of the
(ロ).尚、本実施の形態のクランクシャフト支持構造は、内燃機関のクランクシャフト10と軸受キャップ8との軸方向の対向面間にはスラストワッシャは設けていない。クランクシャフト10とジャーナル軸受4との軸方向の対向面間に配置したスラストワッシャ20,22のみである。
(B). In the crankshaft support structure of the present embodiment, no thrust washer is provided between the axially opposed surfaces of the
このようなタイプの場合は、上述したごとくボルト締結により変形部4bが生じ、組み付け後にスラストワッシャ20,22は局部当たりのおそれを生じる。しかし前述したごとく、このクランクシャフト支持構造で用いるスラストワッシャ20,22は、組み付け後のジャーナル軸受4の変形に対する吸収性を高めている。したがって、このようなタイプのクランクシャフト支持構造においても効果的に局部当たりによる摩擦や摩耗を抑制することができ、耐久性も高く、剥離や亀裂は生じにくい。
In the case of such a type, as described above, the
(ハ).ゴム材28によりスラストワッシャ20,22に柔軟性が生じていることから、クラッチ係合時に生じる軸方向圧力を吸収することができ、N/V比を小さくして燃費を向上させる効果も存在する。
(C). Since the
(ニ).本実施の形態のスラストワッシャ20,22は、図15,16に示した金属材料のみで形成した従来型のスラストワッシャY1に比較し、リリーフ部Y1cの加工が不要となり、更に鉄合金製であるクランクシャフト10とアルミニウム合金製であるシリンダブロック2との熱膨張差も十分に吸収できる。
(D). The thrust washers 20 and 22 of the present embodiment do not require the processing of the relief portion Y1c and are made of an iron alloy, compared to the conventional thrust washer Y1 formed only of the metal material shown in FIGS. The difference in thermal expansion between the
[実施の形態2]
本実施の形態では、図3に示したスラストワッシャ20,22の代わりに、図7に示すスラストワッシャ120が用いられる。図7において(A)は正面図、(B)は左側面図、(C)は(A)におけるA3−A3線断面図である。
[Embodiment 2]
In the present embodiment, a
スラストワッシャ120の全体的な円弧形状は前記スラストワッシャ20,22と同じであるが、表裏面の2枚の金属板124,126が共に薄板バネ鋼板を波板状に形成されている点が前記実施の形態1の場合と異なる。他の構成は前記実施の形態1と同じである。したがって図1〜6も参照して説明する。
The overall circular arc shape of the
このような構成のスラストワッシャ120は、金属板124,126が柔軟性がより高くなることから、内部のゴム材128と共に変形部4b側の金属板124,126も柔軟に対応できる。このため変形部4bとは反対側の金属板124,126の広い範囲に、変形部4bからの押圧力を分散できる。このことにより変形部4bとは反対側の金属板124,126が局部的に軸方向に飛び出す変形を抑制できる。
In the
図7のスラストワッシャ120を用いて図1と同様とした構成と、図16の構成とをそれぞれL型4気筒のディーゼルエンジンに適用して、前記実施の形態1にて実行した連続高速耐久試験(300時間)を実施した。この結果、本実施の形態のスラストワッシャ120では、摺動面疲労剥離面積は摺動面全体に対して0%であったが、前述したごとく従来型のスラストワッシャY1では15%であった。
7 using the
上述した構成において、請求項との関係は、2枚の金属板124,126とゴム材128との全層が圧縮変形部に相当する。
以上説明した本実施の形態2によれば、以下の効果が得られる。
In the above-described configuration, the relationship with the claims is that all layers of the two
According to the second embodiment described above, the following effects can be obtained.
(イ).前記実施の形態1と同様な効果を生じさせることができる。特に本実施の形態のスラストワッシャ120は2枚の金属板124,126についても高い柔軟性が生じていることで、組み付け後のジャーナル軸受4の変形に対する吸収性を一層高めることができ、局部当たりによる摩擦や摩耗を効果的に抑制することができる。
(I). The same effect as in the first embodiment can be produced. In particular, the
[実施の形態3]
本実施の形態では、図3にて示したスラストワッシャ20,22の代わりに、図8にて示すスラストワッシャ220が用いられる。図8において(A)は正面図、(B)は斜視図、(C)は右側面図である。スラストワッシャ220の全体的な円弧形状は前記スラストワッシャ20,22と同じであるが、1枚の薄板バネ鋼板が円弧に沿って波板状に形成されている点が前記実施の形態1の場合と異なる。更にスラストワッシャ220の一面、ここでは図1に示したクランクシャフト10の対向面10bに接触させる面には、固体潤滑被膜を形成している。この固体潤滑被膜としては、MoS2被膜、グラファイト−樹脂コート、Ni−PTFEメッキ被膜等である。尚、スラストワッシャ220の両面に固体潤滑被膜を形成しても良い。
[Embodiment 3]
In the present embodiment, a
他の構成は前記実施の形態1と同じである。したがって図1〜6も参照して説明する。
このような構成のスラストワッシャ220は全体が金属材料であっても柔軟性が高くなることから、変形部4bからの押圧力をスラストワッシャ220内で分散し吸収する。このことにより変形部4bとは反対側が局部的に軸方向に飛び出す変形を抑制できる。
Other configurations are the same as those of the first embodiment. Therefore, it demonstrates with reference to FIGS.
Since the
図8のスラストワッシャ220を用いて図1と同様とした構成と、図16の構成とをそれぞれL型4気筒のディーゼルエンジンに適用して、前記実施の形態1にて実行した連続高速耐久試験(300時間)を実施した。この結果、本実施の形態のスラストワッシャ220では、摺動面疲労剥離面積は摺動面全体に対して0%であったが、前述したごとく従来型のスラストワッシャY1では15%であった。
8 using the
上述した構成において、請求項との関係は、スラストワッシャ220の全体が圧縮変形部に相当する。
以上説明した本実施の形態3によれば、以下の効果が得られる。
In the configuration described above, the
According to the third embodiment described above, the following effects can be obtained.
(イ).スラストワッシャ220が金属材料のみにより形成されていても、前記実施の形態1と同様な効果を生じさせることができる。
[実施の形態4]
本実施の形態では、図3にて示したスラストワッシャ20,22の代わりに、図9にて示すスラストワッシャ320が用いられる。図9において(A)は正面図、(B)は斜視図、(C)は右側面図である。スラストワッシャ320の全体的な円弧形状は前記スラストワッシャ20,22と同じであるが、1枚の鋼板製プレート324が円弧状に形成されて全体の形状を決定している。この鋼板製プレート324の表裏面には部分的にペーパーライニング層326が接着されている。接着剤としては例えばエポキシ樹脂などが用いられる。このスラストワッシャ320は図10に示すごとく組み込まれる。図10におけるスラストワッシャ320以外の構成は前記実施の形態1と同じであるので、同一の構成については同一の符号にて示している。
(I). Even if the
[Embodiment 4]
In the present embodiment, a
図10に示されているごとく、鋼板製プレート324におけるペーパーライニング層326は変形部4bを避けて接着されている。すなわち金属製支持板である鋼板製プレート324の両面の内で、少なくとも変形部4bにより局部的な軸方向の圧力を受ける側の面にペーパーライニング層326を積層している。そして同じ面において、変形部4bから局部的な軸方向の圧力を受ける領域にはペーパーライニング層326は存在していない。したがってスラストワッシャ320は変形部4bから強い軸方向の圧力を受けることはなく、変形部4bとは反対側が局部的に軸方向に飛び出す変形を抑制できる。
As shown in FIG. 10, the
図10の構成と図16の構成とをそれぞれL型4気筒のディーゼルエンジンに適用して、前記実施の形態1にて実行した連続高速耐久試験(300時間)を実施した。この結果、本実施の形態のスラストワッシャ320では、摺動面疲労剥離面積は摺動面全体に対して0%であったが、前述したごとく従来型のスラストワッシャY1では15%であった。
The configuration of FIG. 10 and the configuration of FIG. 16 were each applied to an L-type four-cylinder diesel engine, and the continuous high-speed durability test (300 hours) performed in the first embodiment was performed. As a result, in the
以上説明した本実施の形態4によれば、以下の効果が得られる。
(イ).本実施の形態のスラストワッシャ320は局部的な軸方向の圧力を受ける領域にはペーパーライニング層326を設けていない。このことにより、対向面から局部的な軸方向の圧力を伝達する変形部4bが生じても、この変形部4bの突出を吸収することができる。このことから、摺動面、ここではクランクシャフト10の対向面10b側のペーパーライニング層326の表面における局部的な圧力上昇を抑制できるようになる。したがって組み付け後のジャーナル軸受4の変形に対する吸収性を高めて、局部当たりによる摩擦や摩耗を抑制することができる。
According to the fourth embodiment described above, the following effects can be obtained.
(I). The
このことにより図10に示したごとく摺動面側にペーパーライニング層326を配置したスラストワッシャ320によるクランクシャフト支持構造としても、スラストワッシャ320の耐久性は高く、剥離や亀裂は生じにくい。
As a result, as shown in FIG. 10, even if the crankshaft support structure is constituted by the
[実施の形態5]
本実施の形態のクランクシャフト支持構造は、図11,12に示すごとくである。図11は車両用内燃機関のシリンダブロック402の下部に形成されているジャーナル軸受404における軸方向に平行な面での縦断面図を示している。図12は軸方向(図11の右方向)から見た構成を表し、この図12におけるA4−A4線断面図が図11に相当する。内燃機関のシリンダブロック402の下部にはボルト406にて軸受キャップ408が締結されており、このことによりジャーナル軸受404と軸受キャップ408とは、クランクシャフト410のジャーナル部410aを、ベアリングメタル412,414を介して回転可能に支持している。
[Embodiment 5]
The crankshaft support structure of the present embodiment is as shown in FIGS. FIG. 11 is a longitudinal sectional view of a journal bearing 404 formed in the lower part of the
本実施の形態では前記実施の形態1に示したごとくジャーナル軸受404において軸方向の両面には、それぞれ軸受内周面404aに沿って溝416,418が形成されている。溝416,418内には、それぞれ同一形状のスラストワッシャ420,422が配置されている。図13にスラストワッシャ420,422の形状を示す。図13において、(A)は正面図、(B)は左側面図、(C)は(A)におけるA5−A5線断面図である。
In the present embodiment, as shown in the first embodiment,
このスラストワッシャ420,422は平板からなるリング状体を軸に沿って半分に切断した円弧形状をなし、全体が金属材料から構成されている。尚、前記実施の形態1〜4のごとくの構成のスラストワッシャを用いても良い。
The
本実施の形態では、軸受キャップ408側においても、軸方向の両面には、それぞれ軸受内周面408aに沿って溝417,419が形成されている。これらの溝417,419の最下部には径方向に凹部417b,419bが形成されている。
In the present embodiment, on the
この溝417,419内には、それぞれ同一形状のスラストワッシャ421,423が配置されている。図14にスラストワッシャ421,423の形状を示す。図14において、(A)は正面図、(B)は左側面図、(C)は(A)におけるA6−A6線断面図である。
Thrust
スラストワッシャ421,423は平板からなるリング状体を軸に沿って半分に切断した円弧形状とされ、更に最下部に径方向に突起421a,423aを形成している。スラストワッシャ421,423の軸方向の両側表面には、金属板424,426が設けられ、この金属板424,426は薄板バネ鋼板であり、この2枚の金属板424,426の間には弾性体、ここではウレタンゴムなどのゴム材428が接合状態で積層されて金属複合体としてのラミネート鋼板を形成している。すなわち積層構造としては前記実施の形態1のスラストワッシャと同じである。尚、このような積層構造ではなく、前記実施の形態2〜4のごとくの構成のスラストワッシャを用いても良い。尚、前記実施の形態4(図9)の構成とした場合には、最下部の突起421a,423a周辺領域には、ペーパーライニング層は配置しない構成とする。
The
クランクシャフト410の対向面410bに対するジャーナル軸受404側の対向面416a,418aと、同じくクランクシャフト410の対向面410bに対する軸受キャップ408側の対向面417a,419aとは、ボルトにて締結した状態で同一平面に仕上げ加工されている。したがって図11,12に示したごとくスラストワッシャ420,422を組み込んでボルト406でシリンダブロック402に軸受キャップ408を締結しても、前記実施の形態1〜4(図1,10)に示したごとくの変形部4bは突出しない。したがってジャーナル軸受404側のスラストワッシャ420,422については図13に示したごとくの構成でも局部当たりによる摩擦や摩耗は生じない。
The
軸受キャップ408についてはジャーナル軸受404の先端に2点でボルト締結されている。このため内燃機関運転時の振動により、軸受キャップ408の最下端部分が軸方向への振動変形を引き起こす。本実施の形態では、軸受キャップ408側にもスラストワッシャ421,423を配置したため、軸受キャップ408に生じた振動による変形が大きくなった場合には、スラストワッシャ421,423が、特にその下端部分にて局部当たりをクランクシャフト410の対向面410bに対して生じる。すなわち最下部の突起421a,423a周辺が、軸受キャップ408側の対向面417a,419aによりクランクシャフト410の対向面410b側に押しつけられる。すなわち前記実施の形態1にて説明した変形部4bによる局部当たりと同様な現象を振動により生じる。
The
しかしスラストワッシャ421,423の表裏両面はそれぞれ金属板424,426にて覆われているが内部は弾力性に富む柔軟なゴム材428である。このため軸受キャップ408の軸方向の振動変形により金属板424,426が局部的に押されても内部のゴム材428がこの圧力に対応して局部的な厚さ方向の圧縮変形を生じる。このように内部のゴム材428が柔軟に対応することで、クランクシャフト410の対向面410b側の金属板424,426の広い範囲に、軸受キャップ408の先端側からの押圧力を分散する。このことにより金属板424,426が局部的に軸方向に飛び出す変形を抑制できる。
However, the front and back surfaces of the
上述した構成において、請求項との関係は、2枚の金属板424,426とゴム材428との全層が圧縮変形部に相当する。
以上説明した本実施の形態5によれば、以下の効果が得られる。
In the above-described configuration, all the layers of the two
According to the fifth embodiment described above, the following effects can be obtained.
(イ).このように4枚のスラストワッシャ420,421,422,423を用いたクランクシャフト支持構造においても、軸受キャップ408側のスラストワッシャ421,423については軸受キャップ408の軸方向での振動変形に対する吸収性を高めている。このため、局部当たりによる摩擦や摩耗を抑制することができ、耐久性も高く、剥離や亀裂は生じにくい。
(I). As described above, even in the crankshaft support structure using the four
(ロ).軸受キャップ408側のスラストワッシャ421,423については、実施の形態2〜4の構成を採用しても同様に効果を生じさせることができる。
[その他の実施の形態]
(a).前記実施の形態1(図1〜6)において、スラストワッシャ20,22は2枚の金属板24,26がゴム材28の両側に存在した。これに代えて、摺動するクランクシャフト10の対向面10b側のみ金属板を備えて、摺動しないジャーナル軸受4の対向面16a,18aについてはゴム材28を直接接触させるようにしても良い。前記実施の形態2(図7)においても同様である。
(B). For the
[Other embodiments]
(A). In the first embodiment (FIGS. 1 to 6), the
(b).前記実施の形態2(図7)においては2枚の金属板124,126の全体が波板状に形成されていたが、特に変形部4bが生じる部分の周辺に限って波板状としても良い。
(B). In the second embodiment (FIG. 7), the entire two
又、2枚の金属板124,126を共に波板状とするのではなく、変形部4b(図1)側を波板状とし、クランクシャフト10の対向面10b側は平板状としても良い。
(c).前記実施の形態4(図9,10)においては、スラストワッシャ320の両面にペーパーライニング層326を設けたが、変形部4b側の面のみに設けても良い。
The two
(C). In Embodiment 4 (FIGS. 9 and 10), the
又、ペーパーライニング層326は変形部4bに対応する領域には設けずに、変形部4bからの局部当たりをなくし、あるいは少なくしたが、該当領域でのペーパーライニング層326を薄く形成することにより局部当たりをなくし、あるいは少なくしても良い。
In addition, the
又、ペーパーライニング層326を変形部4b側の面の全面に設けても、ペーパーライニング層326の柔軟性により変形部4bからの局部当たりをなくしたり少なくしたりできるので、局部当たりによる摩擦や摩耗を抑制すると共に、耐久性をも高めることができる。
Further, even if the
(d).前記実施の形態3のスラストワッシャ220では、少なくともクランクシャフト10の対向面10bに接触させる面に固体潤滑被膜を形成したが、実施の形態1,2,5についても少なくともクランクシャフト10の対向面10bに接触させる面に固体潤滑被膜を形成しても良い。
(D). In the
又、前記実施の形態3において薄板バネ鋼板自体が潤滑性が高いものであれば、固体潤滑被膜を形成しなくても良い。
又、前記実施の形態3のスラストワッシャ220については特に変形部4bが生じる部分の周辺に限って波板状としても良い。このことにより波板状部分が柔軟に対応して変形部4bの圧力が摺動面にそのまま伝達されるのを阻止できる。
In the third embodiment, if the thin spring steel plate itself has high lubricity, it is not necessary to form a solid lubricant film.
Further, the
逆に前記実施の形態3のスラストワッシャ220は、変形部4bが生じる部分以外の領域に限って波板状としても良い。このことによりスラストワッシャ220の内でも屈曲せずに厚さの小さい平板状部分が変形部4bに位置することになる。このことにより変形部4bの圧力の伝達を阻止したり、伝達したとしても波板状部分を介して摺動面に伝達することになるため、変形部4bの圧力が摺動面にそのまま伝達されるのを阻止できる。
Conversely, the
(e).前記各実施の形態では内燃機関のクランクシャフトの軸受に関する分野であるために、スラストワッシャはジャーナル軸受や軸受キャップ側に設置されていた。これとは逆に軸側が固定されて軸受側が回転する機構において軸側にスラストワッシャを設置した場合に、軸側にて振動や締結などにより変形部が生じることがある。この場合においても、本発明を適用することで、組み付け後の軸側の変形に対する吸収性を高めて局部当たりによる摩擦や摩耗を抑制すると共に耐久性も高めることができる。 (E). In each of the above embodiments, since the field relates to the bearing of the crankshaft of the internal combustion engine, the thrust washer is installed on the journal bearing or the bearing cap side. On the contrary, when a thrust washer is installed on the shaft side in a mechanism in which the shaft side is fixed and the bearing side rotates, a deformed portion may occur due to vibration or fastening on the shaft side. Even in this case, by applying the present invention, it is possible to increase the absorbability with respect to the deformation on the shaft side after assembly, thereby suppressing friction and wear due to local contact and enhancing durability.
2…シリンダブロック、4…ジャーナル軸受、4a…軸受内周面、4b…変形部、6…ボルト、8…軸受キャップ、10…クランクシャフト、10a…ジャーナル部、10b…対向面、12,14…ベアリングメタル、16,18…溝、16a,18a…対向面、20,22…スラストワッシャ、24,26…金属板、28…ゴム材、120…スラストワッシャ、124,126…金属板、128…ゴム材、220…スラストワッシャ、320…スラストワッシャ、324…鋼板製プレート、326…ペーパーライニング層、402…シリンダブロック、404…ジャーナル軸受、404a…軸受内周面、406…ボルト、408…軸受キャップ、408a…軸受内周面、410…クランクシャフト、410a…ジャーナル部、410b…対向面、412,414…ベアリングメタル、416,418…溝、416a,418a…対向面、417,419…溝、417a,419a…対向面、417b,419b…凹部、420,421,422,423…スラストワッシャ、421a,423a…突起、424,426…金属板、428…ゴム材。
2 ... Cylinder block, 4 ... Journal bearing, 4a ... Bearing inner peripheral surface, 4b ... Deformed part, 6 ... Bolt, 8 ... Bearing cap, 10 ... Crankshaft, 10a ... Journal part, 10b ... Opposing surface, 12, 14 ... Bearing metal, 16, 18 ... groove, 16a, 18a ... opposite surface, 20, 22 ... thrust washer, 24, 26 ... metal plate, 28 ... rubber material, 120 ... thrust washer, 124, 126 ... metal plate, 128 ...
Claims (10)
前記対向面の一方に対する摺動面側を金属材料として、前記対向面の他方からの局部的な軸方向の圧力に対応して局部的な厚さ方向の圧縮変形を生じる圧縮変形部を形成していることを特徴とするスラストワッシャ。 A thrust washer disposed between axially opposed surfaces of a shaft and a bearing,
The sliding surface side with respect to one of the opposing surfaces is made of a metal material, and a compression deformation portion is formed that causes local compressive deformation in the thickness direction in response to local axial pressure from the other of the opposing surfaces. Thrust washer characterized by
金属製支持板の少なくとも局部的な軸方向の圧力を受ける側の面にペーパーライニング層を設けたことを特徴とするスラストワッシャ。 A thrust washer disposed between axially opposed surfaces of a shaft and a bearing,
A thrust washer, characterized in that a paper lining layer is provided on a surface of the metal support plate on the side that receives at least local axial pressure.
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