JP2014070662A - 半割りスラスト軸受 - Google Patents

Abstract

【解決手段】 半割りスラスト軸受１は、半円リング形状の軸受面２の周方向両側に、周方向端４に向って下降するスラストリリーフ５が形成されている。上記軸受面２に固体潤滑剤を含有する樹脂コーティング層９が形成されており、この樹脂コーティング層９の半径方向の断面形状は、上記軸受面２におけるスラストリリーフ５の近傍部分において、中央部分Ｘ１が軸方向に突出した中高形状となっている。
【効果】 上記樹脂コーティング層９を中高形状とすれば、クランク軸のスラスト面１３ａが僅かに振れ回された際に、該スラスト面がスラストリリーフ５の近傍部分における半径方向両端部分Ｘ２、Ｘ３で局部的に強く接触するのを防止することができ、それによってスラストリリーフの近傍部分の軸受面における損傷を低減することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は半割りスラスト軸受に関し、より詳しくは、半円リング形状の軸受面の周方向両端に向って厚さが減少するスラストリリーフを形成した半割りスラスト軸受に関する。

従来、半割りスラスト軸受として、半円リング形状の軸受面の周方向両端に向って厚さが減少するスラストリリーフを形成した半割りスラスト軸受が知られている（特許文献１）。
上記半割りスラスト軸受は、例えばエンジンのクランク軸のスラスト荷重を受けるスラスト軸受として用いられており、２個の半割りスラスト軸受により構成されている。そして一方の半割りスラスト軸受はシリンダブロックの軸受部に、他方の半割りスラスト軸受は軸受キャップにそれぞれ取り付けられ、上記軸受キャップは締結ボルトによってシリンダブロックの軸受部に連結されるようになっている。
また従来、半割りスラスト軸受をシリンダブロックの軸受部側のみに設けることも知られている（引用文献２）。

特開平１１−２０１１４５号公報 特開２００９−１８５９０５号公報

引用文献１のように、シリンダブロックの軸受部に設けられる一方の半割りスラスト軸受の取付け面と、軸受キャップに設けられる他方の半割りスラスト軸受の取付け面とは、通常、シリンダブロックの軸受部に軸受キャップを連結した状態で両取付け面が同一表面となるように切削加工されるので、その結果として両半割りスラスト軸受の軸受面に段差が生じることはない。
これに対し、引用文献２のように、半割りスラスト軸受をシリンダブロックの軸受部側のみに設ける場合には、シリンダブロックの軸受部に軸受キャップを連結した状態で軸受部側の取付け面に切削加工を施すことができない。その結果、上記軸受キャップをボルトによってシリンダブロックの軸受部に連結した際に、特にシリンダブロックがアルミ製の場合等のように充分な強度を確保することが困難な場合には、ボルトの締付力によって軸受部がクランク軸の軸方向に僅かに変形し易くなる。すると、上記変形に伴なって半割りスラスト軸受の周方向端がクランク軸の軸方向に僅かに突出されるようになる。
上記クランク軸は主軸受けによってシリンダブロックに回転自在に軸支されているが、クランク軸と主軸受けとの間にはクリアランスが設けられているので、エンジンの負荷の変動や回転数の変動等によりクランク軸は僅かに振れ回されるようになる。
上記半割りスラスト軸受はクランク軸のスラスト面に当接してスラスト荷重を受け止めるようになっているが、クランク軸のスラスト面が僅かに振れ回されると、該スラスト面は、上記半割りスラスト軸受の周方向端がクランク軸の軸方向に僅かに突出されているに起因して、半割りスラスト軸受の軸受面のうち、特に上記スラストリリーフの近傍部分における半径方向両端部分で局部的に強く接触しやすくなる。
これにより従来、上記スラストリリーフの近傍部分の軸受面において、軸受合金層が早期に疲労したり、軸受合金層が剥離したりする危険性が大きかった。
本発明はそのような事情に鑑み、スラストリリーフの近傍部分の軸受面における損傷を低減することができる半割りスラスト軸受を提供するものである。

すなわち請求項１の発明は、半円リング形状の軸受面の周方向両端に向って厚さが減少するスラストリリーフを形成した半割りスラスト軸受において、
上記軸受面に固体潤滑剤を含有する樹脂コーティング層を形成し、かつ上記軸受面におけるスラストリリーフの近傍部分において、樹脂コーティング層の半径方向の断面形状を、中央部分が軸方向に突出した中高形状としたことを特徴とするものである。

本発明によれば、上記軸受面に固体潤滑剤を含有する樹脂コーティング層が形成されているので、該樹脂コーティング層によってスラストリリーフの近傍部分の軸受面における損傷を低減することができる。
これに加えて、上記樹脂コーティング層は、上記軸受面におけるスラストリリーフの近傍部分において中高形状となっているので、クランク軸のスラスト面が僅かに振れ回された際に、該スラスト面がスラストリリーフの近傍部分における半径方向両端部分で局部的に強く接触するのを防止することができ、それによってスラストリリーフの近傍部分の軸受面における損傷を低減することが可能となる。

本発明の一実施例を示す正面図。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う拡大断面図。 図１の半割りスラスト軸受１をエンジンに組み込んだ状態を示す断面図。

以下図示実施例について本発明を説明すると、図１において、半割りスラスト軸受１は半円リング形状に形成されており、その一方の表面がクランク軸１３のスラスト面１３ａ（図３参照）に当接してスラスト荷重を受け止める軸受面２となっている。
そして半円リング形状となっている軸受面２の中央側の２箇所に略半径方向の油溝３を形成するとともに、半円リング形状の円周方向両側に上記軸受面２から周方向端４に向って下降する、すなわち軸受面２から半割りスラスト軸受１の裏面側に向かって傾斜するスラストリリーフ５を形成してある。

上記半割りスラスト軸受１は、図２に誇張して示すように、例えば鋼板などの裏金７に銅系合金、錫系合金、鉛系合金またはアルミニウム系合金などの軸受合金層８をライニングしたバイメタル材から構成してあり、さらに上記軸受合金層８の表面に固体潤滑剤を含有する樹脂コーティング層９を形成してある。
そして上記樹脂コーティング層９は、上記軸受面２におけるスラストリリーフ５の近傍部分Ｘにおいて、その断面形状を、半径方向の中央部分Ｘ１が両端部分Ｘ２、Ｘ３に比較して軸方向に突出した中高形状としてある。

上記中高形状は、例えば上記樹脂コーティング層９を形成する際に、最初に軸受面２を含む軸受合金層８の表面の全域に均一に樹脂コーティングを施し、次に半径方向の中央部分のみに樹脂コーティングを重ね塗りすることによって形成することができる。
したがって、本実施例では軸受面２の円周方向の全領域で、油溝３とその近傍を除いて半径方向の断面形状が中高形状となっている。

上記樹脂コーティング層９に用いられる樹脂材料としては、例えば一般的なエポキシ樹脂や耐熱性の高いＰＡＩ樹脂、ＰＩ樹脂、ＰＢＩ樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、フッ素系樹脂等を用いることができる。またそれらの樹脂と他の樹脂を混合し、ポリマーアロイ化したものも用いることができる。またそれらの樹脂と基材や添加物との密着性を向上させるためにカップリング材を適宜加えてもよい。
また、上記樹脂コーティング層９に含有される固体潤滑剤としては、例えばグラファイト、カーボンなどの炭素系固体潤滑剤、ＭｏＳ２などを用いることができる。また耐磨耗性向上を目的として窒化物、酸化物、硬質粒子などを用いることができる。
さらに上記樹脂コーティング層９の厚さは、半径方向の中央部分Ｘ１が最も厚く３〜２０μｍとなっており、半径方向の両端部分Ｘ２、Ｘ３で１μｍ程度となっている。

上記構成を有する半割りスラスト軸受１は、図３に示すように、シリンダブロック１１の軸受部１１ａの両側にそれぞれ配置され、各半割りスラスト軸受１の軸受面２がクランク軸１３のスラスト面１３ａ側となるようにして、各半割りスラスト軸受１の裏金７側が軸受部１１ａに形成した半円リング形状の取付け面１１ｂに当接されている。
本実施例では半割りスラスト軸受は軸受キャップ１２側には設けられておらず、したがって該軸受キャップ１２には上記取付け面１１ｂに相当する取付け面は形成されていない。
上記軸受キャップ１２は図示しないボルトによって軸受部１１ａに取り付けられており、その際、上述したようにボルトの締付力によって軸受部１１ａにおけるキャップ１２との接触部分がクランク軸１３の軸方向に僅かに変形した際には、その変形に伴なって半割りスラスト軸受１の周方向端４がクランク軸１３の軸方向に僅かに突出されるようになる。
上記クランク軸１３は２つの半割りすべり軸受１４によって軸受部１１ａに回転自在に軸支されており、この状態において、上記半割りすべり軸受１４がクランク軸１３のラジアル荷重を、また半割りスラスト軸受１がクランク軸１３のスラスト面１３ａに当接してスラスト荷重を受け止めるようになっている。

以上の構成を有する半割りスラスト軸受１によれば、上記軸受面２に固体潤滑剤を含有する樹脂コーティング層９が形成されているので、該樹脂コーティング層９自体によってスラストリリーフ５の近傍部分Ｘの損傷を低減することができる。
これに加えて、上記樹脂コーティング層９は、上記軸受面２におけるスラストリリーフ５の近傍部分において中高形状となっているので、クランク軸１３のスラスト面１３ａが僅かに振れ回されて該スラスト面１３ａと軸受面２とが接触した際に、該スラスト面１３ａがスラストリリーフ５の近傍部分における半径方向両端部分Ｘ２、Ｘ３で局部的に強く接触するのを防止することができ、それによってスラストリリーフの近傍部分の軸受面における損傷を低減することができる。
また上記樹脂コーティング層９は固体潤滑材を含有しているので、接触時のフリクション低減にも効果がある。

なお上述したように、上記本実施例では軸受面２の円周方向の全領域で、半径方向の断面形状が中高形状となっているが、半割りスラスト軸受１の円周方向中央部分Ｃ（図１参照）は、周方向端４のように軸方向に突出されることがないので、中高形状とすることなく平坦に形成しても問題が生じることはない。つまり樹脂コーティング層９の中高形状は、少なくともスラストリリーフ５の近傍部分Ｘで中高形状となっていればよい。
また上記中高形状は、図２に示されているように滑らかな円弧状に形成されているが、半割りスラスト軸受１に加わる負荷の大きさによっては中央部分Ｘ１に平坦部分を有していても良い。
さらに上記樹脂コーティング層９を中高形状とする製造方法は上述した方法に限られるものではなく、塗料の粘度を調整し表面張力を利用して中高形状としたり、塗装後表面を削って中高形状としたりして、結果的に中高形状が得られればいかなる製造方法であってもよい。

ところで、半割りスラスト軸受１に加わるスラスト荷重は、図示しないミッション側（図３の右方）からの荷重のほうが反対側のエンジン側からの荷重よりも大きいので、ミッション側となる半割りスラスト軸受１のみに上記中高形状を形成するようにしてもよい。
また、上記実施例では半割りスラスト軸受１をシリンダブロック１１の軸受部１１ａ側のみに設ける場合について説明しているが、シリンダブロックの軸受部と軸受キャップとのそれぞれに半割りスラスト軸受を設けた場合においても適用することができる。この場合には、損傷を受けやすい半割りスラスト軸受のみに本発明を適用しても良いことは勿論である。

１ 半割りスラスト軸受 ２ 軸受面
４ 周方向端 ５ スラストリリーフ
７ 裏金 ８ 軸受合金層
９ 樹脂コーティング層 １１ シリンダブロック
１１ａ 軸受部 １１ｂ 取付け面
１２ 軸受キャップ １３ クランク軸
１３ａ スラスト面 Ｘ１ 中央部分
Ｘ２、Ｘ３ 両端部分

Claims (3)

1. 半円リング形状の軸受面の周方向両端に向って厚さが減少するスラストリリーフを形成した半割りスラスト軸受において、
   上記軸受面に固体潤滑剤を含有する樹脂コーティング層を形成し、かつ上記軸受面における少なくともスラストリリーフの近傍部分において、樹脂コーティング層の半径方向の断面形状を、中央部分が軸方向に突出した中高形状としたことを特徴とする半割りスラスト軸受。
2. 上記中高形状は、軸受面の円周方向に亘って形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半割りスラスト軸受。
3. 上記半割りスラスト軸受の軸受面に略半径方向の油溝が設けらており、上記油溝とその近傍を除いた軸受面が中高形状となっていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半割りスラスト軸受。

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