JP2014095431A - 半割スラスト軸受 - Google Patents
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Abstract
【課題】熱が蓄積しにくく焼付が生じにくい半割スラスト軸受を提供する。
【解決手段】内燃機関のクランク軸の軸線方向力を受ける半円環形状の半割スラスト軸受8である。そして、軸線方向力を受ける摺動面81側に周方向両側の端面に隣接して、端面に向かって壁厚が薄くなるように傾斜して形成されるスラストリリーフ82、82と、少なくともクランク軸の回転方向の後方側のスラストリリーフ82の表面に形成される複数のリリーフ溝83、・・・と、スラストリリーフ82と摺動面81との間に位置する中間領域84と、中間領域84においてリリーフ溝83、・・・に連続して形成され、摺動面81に向かって断面積が減少するように形成される中間溝85、・・・と、を備える。
【選択図】図2
【解決手段】内燃機関のクランク軸の軸線方向力を受ける半円環形状の半割スラスト軸受8である。そして、軸線方向力を受ける摺動面81側に周方向両側の端面に隣接して、端面に向かって壁厚が薄くなるように傾斜して形成されるスラストリリーフ82、82と、少なくともクランク軸の回転方向の後方側のスラストリリーフ82の表面に形成される複数のリリーフ溝83、・・・と、スラストリリーフ82と摺動面81との間に位置する中間領域84と、中間領域84においてリリーフ溝83、・・・に連続して形成され、摺動面81に向かって断面積が減少するように形成される中間溝85、・・・と、を備える。
【選択図】図2
Description
本発明は、内燃機関のクランク軸の軸線方向力を受けるスラスト軸受に関するものである。
内燃機関のクランク軸は、そのジャーナル部において、一対の半割軸受を円筒形状に組み合わせて構成される主軸受を介して、内燃機関のシリンダブロック下部に回転自在に支持されている。
一対の半割軸受のうちの一方又は両方は、クランク軸の軸線方向力を受ける半割スラスト軸受と組み合わせて用いられる。半割スラスト軸受は、半割軸受の軸線方向に向いた両端面の一方又は両方に配設される。
半割スラスト軸受は、クランク軸の軸方向に生じる軸線方向力Fを受ける。すなわち、クラッチによってクランク軸と変速機とが接続される際に、クランク軸に対して衝撃的に入力される軸線方向力Fを支承することを目的として配置される。
半割スラスト軸受の摺動面側には、周方向両端近傍において周方向端部へ向かって部材厚さが薄くなるように傾斜するスラストリリーフが形成されている。スラストリリーフは、半割スラスト軸受を分割型軸受ハウジング内に組み付ける際の一対の半割スラスト軸受の端面どうしの位置ずれを吸収するために形成される(特許文献1の図10参照)。
内燃機関のクランク軸は、そのジャーナル部において、一対の半割軸受から成る主軸受を介して内燃機関のシリンダブロック下部に支承される。潤滑油は、シリンダブロック壁内のオイルギャラリーから主軸受の壁内の貫通口を通じて、主軸受の内周面に沿って形成された潤滑油溝内に送り込まれる。このように、潤滑油は、主軸受の潤滑油溝内に供給され、その後に半割スラスト軸受に供給される。
ところで、近年、内燃機関の潤滑油供給用のオイルポンプが小型化されているため、軸受に対する潤滑油の供給量が減少している。これに伴って、主軸受の端面からの潤滑油の漏れ量が減少し、半割スラスト軸受に対する潤滑油の供給量も減少する傾向にある。
この対策として、例えば、半割スラスト軸受の摺動面に細溝を並設して形成することによって、潤滑油の保油性を高める技術が提案されている(特許文献2参照)。
しかしながら、特許文献2の技術を採用しても、上述の軸線方向力Fは衝撃的に入力されるため、特に半割スラスト軸受のクランク軸回転方向後方側のスラストリリーフに近接する摺動面が、クランク軸のスラストカラーと接触することを防止することは困難である。このため、発進・停止を繰り返す運転条件下で使用されると、接触による熱が蓄積して、半割スラスト軸受の摺動面に焼付が生じる可能性がある。
そこで、本発明は、熱が蓄積しにくく、焼付が生じにくい半割スラスト軸受を提供することを目的としている。
前記目的を達成するために、本発明の半割スラスト軸受は、内燃機関のクランク軸の軸線方向力を受ける半円環形状の半割スラスト軸受であり、軸線方向力を受ける摺動面側に周方向両側の端面に隣接して、端面に向かって壁厚が薄くなるように傾斜して形成されるスラストリリーフと、少なくともクランク軸の回転方向の後方側のスラストリリーフの表面に形成される複数のリリーフ溝と、スラストリリーフと摺動面との間に位置する中間領域と、中間領域においてリリーフ溝に連続して形成され、摺動面に向かって断面積が減少するように形成される中間溝と、を備えている。
ここにおいて、クランク軸は、ジャーナル部とクランクピン部とクランクアーム部とを備える部材を意図する。また、半割スラスト軸受は、円環形を略半分に分割した形状の部材であることを意図するが、厳密な意味で半分であることを意図するものではない。
このように、本発明の半割スラスト軸受は、スラストリリーフと、少なくともクランク軸の回転方向の後方側のスラストリリーフの表面に形成される複数のリリーフ溝と、スラストリリーフと摺動面との間に位置する中間領域と、中間領域においてリリーフ溝に連続して形成され、摺動面に向かって断面積が減少するように形成される中間溝と、を備えている。このため、中間領域において潤滑油の油流が乱流となり、熱伝導が促進されるようになるため、熱が蓄積しにくく、焼付が生じにくくなる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
(軸受装置の全体構成)
まず、図1、図5及び図6を用いて本発明の半割スラスト軸受8を備える軸受装置1の全体構成を説明する。図1、図5及び図6に示すように、シリンダブロック2の下部に軸受キャップ3を取り付けて構成された軸受ハウジング4には、両側面間を貫通する円形孔である軸受孔5が形成されており、側面における軸受孔5の周縁には円環状凹部である受座6、6が形成されている。軸受孔5には、クランク軸のジャーナル部11を回転自在に支承する半割軸受7、7が円筒状に組み合わされて嵌合されている。受座6、6には、クランク軸のスラストカラー12を介して軸線方向力Fを受ける半割スラスト軸受8、8が円環状に組み合わされて嵌合されている。
まず、図1、図5及び図6を用いて本発明の半割スラスト軸受8を備える軸受装置1の全体構成を説明する。図1、図5及び図6に示すように、シリンダブロック2の下部に軸受キャップ3を取り付けて構成された軸受ハウジング4には、両側面間を貫通する円形孔である軸受孔5が形成されており、側面における軸受孔5の周縁には円環状凹部である受座6、6が形成されている。軸受孔5には、クランク軸のジャーナル部11を回転自在に支承する半割軸受7、7が円筒状に組み合わされて嵌合されている。受座6、6には、クランク軸のスラストカラー12を介して軸線方向力Fを受ける半割スラスト軸受8、8が円環状に組み合わされて嵌合されている。
主軸受を構成する半割軸受7のうち、シリンダブロック2側(上側)の半割軸受7の内周面には潤滑油溝71が形成され、潤滑油溝71から外周面に貫通する貫通孔72が形成されている。なお、潤滑油溝は、上下両方の半割軸受に形成することもできる。
また、半割軸受7には、半割軸受7どうしの当接面に隣接して、クラッシュリリーフ73が形成されている(図5参照)。クラッシュリリーフ73は、半割軸受7の周方向端面に隣接する領域の壁厚が、周方向端面に向かって徐々に薄くなるように形成された壁厚減少領域である。クラッシュリリーフ73は、一対の半割軸受7、7を組み付けた状態における、突合せ面の位置ずれや変形を吸収することを企画して形成される。
(半割スラスト軸受の構成)
次に、図2〜図6を用いて実施例の半割スラスト軸受8の構成について説明する。本実施例の半割スラスト軸受8は、鋼製の裏金層に、薄い軸受合金層を接着させたバイメタルによって、半円環形状の平板に形成されるものである。半割スラスト軸受8は、軸受合金層によって構成された側面である摺動面81(軸受面)と、周方向両側の端面に隣接する領域にスラストリリーフ82、82と、摺動面81とスラストリリーフ82、82の間に位置する中間領域84、84とを備えている。
次に、図2〜図6を用いて実施例の半割スラスト軸受8の構成について説明する。本実施例の半割スラスト軸受8は、鋼製の裏金層に、薄い軸受合金層を接着させたバイメタルによって、半円環形状の平板に形成されるものである。半割スラスト軸受8は、軸受合金層によって構成された側面である摺動面81(軸受面)と、周方向両側の端面に隣接する領域にスラストリリーフ82、82と、摺動面81とスラストリリーフ82、82の間に位置する中間領域84、84とを備えている。
摺動面81には、潤滑油の保油性を高めるために、両側のスラストリリーフ82、82の間に2つの油溝81a、81aが形成されている。
スラストリリーフ82は、摺動面81において周方向両側の端面に隣接する領域に、端面に向かって徐々に壁厚が薄くなるように形成される傾斜面状の壁厚減少領域である。スラストリリーフ82は、半割スラスト軸受8を分割型の軸受ハウジング4内に組み付けた際の位置ずれ等に起因する、一対の半割スラスト軸受8、8の周方向端面どうしの位置ずれを緩和するために形成されるものである。なお、スラストリリーフ82の傾斜面は、平面であってもよいし曲面であってもよい。
スラストリリーフ82の具体的な寸法としては、図2、図3に示すように、乗用車用等の小型内燃機関のクランク軸(ジャーナル部の直径が30〜100mm程度)の場合には、半割スラスト軸受8の周方向端部における摺動面81からのスラストリリーフ82の端面での深さRD1を、0.1mm〜1mmとし、スラストリリーフ82の長さL1を、3mm〜20mmとすることができる。
そして、図2に示すように、本実施例のスラストリリーフ82には、複数のリリーフ溝83、・・・が径方向に並ぶように形成されている。リリーフ溝83は、半割スラスト軸受8の周方向両端面を結ぶ線分に対して直交する方向に延設されている。ただし、リリーフ溝83は、線分と略直交していればよく、わずかに傾斜していてもよい。
図4に示すように、複数のリリーフ溝83、・・・は、すべて同じ円弧状断面を有している。すなわち、複数のリリーフ溝83、・・・の溝幅GW及び溝深さDGは、すべて同寸法に設定することができる。また、複数のリリーフ溝83、・・・の各々は、溝の延長方向に沿って溝幅GW及び溝深さDGを一定にすることができる。
このように、各リリーフ溝83の溝幅GW及び溝深さDGを一定にして各リリーフ溝83内を流れる潤滑油量を一定にすると、後述する中間領域で乱流の潤滑油流が発生しやすくなる。これに対して、リリーフ溝83の断面積がリリーフ溝83の延長方向に変化すると、リリーフ溝83を流れる潤滑油に対する油路抵抗が変化して、後述する中間領域に送られる潤滑油の油量が減少する可能性がある。
リリーフ溝83の具体的な寸法は、乗用車用等の小型内燃機関のクランク軸(ジャーナル部の直径が30mm〜100mm程度)の場合には、リリーフ溝の溝幅GWを0.05mm〜3mmとし、溝深さDGを、5μm〜30μmとすることができる。
リリーフ溝83は、半割スラスト軸受8の径方向に3つ以上形成することが好ましく、径方向に5つ以上形成することがより好ましい。このように、リリーフ溝83の数を3以上にすることで、油流の方向を規定しやすくなるうえ、リリーフ溝83から溢れ出る油流どうしが2箇所以上で衝突するようになる。
なお、本実施例では、リリーフ溝83の断面形状が円弧形状の場合について説明したが、これに限定されるものではなく、V字状やU字状であってもよい。また、スラストリリーフ面に、複数のリリーフ溝83を隙間なく形成した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、隣接するリリーフ溝83、83間に平坦面を設けることもできる。
中間領域84は、摺動面81とスラストリリーフ82との間に位置する領域であり、摺動面81に連続して形成された平面内に、リリーフ溝83に連続する中間溝85が形成された領域である。言い換えると、中間領域84は、摺動面81に連続する平面部と中間溝85とが半割スラスト軸受8の径方向に交互に存在する混在領域となっている。
中間溝85は、リリーフ溝83内を流れてきた潤滑油の流れを絞ることができるように、中間領域84内でスラストリリーフ82側から摺動面81側に向かって、溝の断面積(溝の延長方向に直交する方向に見た凹部の面積)が徐々に減少するように形成されている。具体的には、中間溝85の溝幅及び溝深さは、スラストリリーフ82側から摺動面81側へ向かって直線的に漸減する。なお、中間溝85は、スラストリリーフ82側から摺動面81側に向かって断面積が減少すればよく、延長方向に断面積が直線的に減少するものでなくてもよく、放物線状や円弧状など、曲線的に減少するものであってもよい。
中間領域84の長さL2は、0.2mm以上かつ2.0mm以下とすることが好ましい。長さL2が0.2mm未満の場合には、クランク軸の軸線方向力Fが作用するときに、中間領域84においてリリーフ溝83を流れる潤滑油の体積が少なくなり、結果として乱流となる潤滑油の体積も少なくなるため、冷却効果が低くなる。一方、長さL2が2mmを超えると、図7に示す発熱部Hと乱流発生部Eとの距離が離れすぎてしまうため、半割スラスト軸受8内部の熱伝導効率が低くなって冷却効果が低くなる。
ここにおいて、中間領域84の長さL2とは、摺動面81側の中間溝85の頂点(中間溝85の端部)と、スラストリリーフ82側のリリーフ溝83の幅が狭くなり始める点と、の距離をいうものとする。後述する実施例2に示すように、リリーフ溝83(及び中間溝85)が曲がって形成されている場合には、リリーフ溝83の延長方向に沿った長さをいうものとする。
なお、図2及び図5に示すように、本実施例では、半割スラスト軸受8の周方向両端部のスラストリリーフ82、82に隣接してリリーフ溝83、中間領域84及び中間溝85を形成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、少なくともクランク軸の回転方向の後方側のスラストリリーフ82にリリーフ溝83、中間領域84及び中間溝85を形成すれば、本発明の作用効果を得ることができる。ここにおいて、「クランク軸の回転方向の後方側のスラストリリーフ」とは、1つの半割スラスト軸受8に着目した場合に、両端部にあるスラストリリーフ82のうち、回転するクランク軸のスラストカラー12上の任意の点が1番目に通過するスラストリリーフ82のことを示している。ただし、半割スラスト軸受8のクランク軸の回転方向の前方側及び後方側の両方にリリーフ溝83、中間領域84及び中間溝85を形成することによって、軸線方向力Fの入力側の半割スラスト軸受8と反対側の半割スラスト軸受8とを共通の構成にできるうえ、誤組み付けを防止できる。
(作用)
次に、図5及び図6を用いて、本実施例の半割スラスト軸受8の作用を説明する。「給油作用」、「潤滑油の絞り作用」、「乱流による冷却作用」に分けて説明する。
次に、図5及び図6を用いて、本実施例の半割スラスト軸受8の作用を説明する。「給油作用」、「潤滑油の絞り作用」、「乱流による冷却作用」に分けて説明する。
(給油作用)
軸受装置1においては、オイルポンプ(不図示)から加圧されて吐出された潤滑油は、シリンダブロック2の内部油路から半割軸受7の壁を貫通する貫通孔72を通り、半割軸受7の内周面の潤滑油溝71に供給される。潤滑油溝71内に供給された潤滑油は、一部は主軸受の内周面に供給され、一部はジャーナル部表面の図示しないクランク軸の内部油路の開口に侵入してクランクピン側へ送られ、一部は主軸受を構成する一対の半割軸受7、7のクラッシュリリーフ73表面とクランク軸のジャーナル部11表面との間の隙間を通じて、主軸受の幅方向両端から外部へ流出する。
軸受装置1においては、オイルポンプ(不図示)から加圧されて吐出された潤滑油は、シリンダブロック2の内部油路から半割軸受7の壁を貫通する貫通孔72を通り、半割軸受7の内周面の潤滑油溝71に供給される。潤滑油溝71内に供給された潤滑油は、一部は主軸受の内周面に供給され、一部はジャーナル部表面の図示しないクランク軸の内部油路の開口に侵入してクランクピン側へ送られ、一部は主軸受を構成する一対の半割軸受7、7のクラッシュリリーフ73表面とクランク軸のジャーナル部11表面との間の隙間を通じて、主軸受の幅方向両端から外部へ流出する。
主軸受の中心は、半割スラスト軸受8の中心と一致させ、また、主軸受を構成する半割軸受7の周方向両端面を結ぶ水平線は、半割スラスト軸受8の周方向両端面を結ぶ水平線と平行に形成されており、クラッシュリリーフ73の位置とスラストリリーフ82の位置とが対応している。したがって、主軸受(半割軸受7)の幅方向両端から外部へ流出した潤滑油は、主に半割スラスト軸受8のスラストリリーフ82表面とクランク軸のスラストカラー12表面との間の隙間(「スラストリリーフ隙間」)に流れる。
(潤滑油の絞り作用)
以下では、本発明の作用効果が顕著であるクランク軸の回転方向の後方側の作用について説明する。クランク軸の回転方向の後方側のスラストリリーフ隙間に侵入した潤滑油は、スラストリリーフ82に形成された複数のリリーフ溝83、・・・に沿って案内される。
以下では、本発明の作用効果が顕著であるクランク軸の回転方向の後方側の作用について説明する。クランク軸の回転方向の後方側のスラストリリーフ隙間に侵入した潤滑油は、スラストリリーフ82に形成された複数のリリーフ溝83、・・・に沿って案内される。
リリーフ溝83、・・・に沿って案内されて、クランク軸の回転方向の後方側のスラストリリーフ隙間に侵入した潤滑油は、半割スラスト軸受8の外径側のスラストリリーフ隙間から外部へ流出しにくくなるため、スラストリリーフ82と摺動面81との間に位置する中間領域84へ多量に送られる。
そして、クランク軸と変速機とがクラッチにより遮断された状態から接続された直後、軸方向のトルク反力が発生し、クランク軸にはクランク軸の回転力の出力側の端部から軸線方向力Fが衝撃的に入力し、クランク軸は出力側の反対方向に変位させられる。半割スラスト軸受8の摺動面81は、この軸線方向力Fを最大荷重として受けることになる。
軸線方向力Fを受けて、半割スラスト軸受8の摺動面81とスラストカラー12表面とが接触する直前まで近接した状態では、中間領域84の中間溝85の凹部の開口(表面における中間溝85の凹部の開口)は、クランク軸のスラストカラー12表面によって、ほぼ閉塞される(図7参照)。
このとき、中間溝85の凹部は、中間領域84において中間溝85の凹部の横断面積が、摺動面側へ向かって急激に減少するように構成されているため、中間溝85の凹部内の潤滑油の油流が絞られる。
このため、図8に示すようにスラストリリーフ82のリリーフ溝83側から中間溝85へと流れてきた多量の潤滑油の一部は摺動面81方向へ侵入し、残りの潤滑油は中間溝85から溢れ出る。したがって、中間領域84及び中間領域84の手前において、リリーフ溝83又は中間溝85から漏れ出た潤滑油の油流どうしが衝突するため、中間領域84に隣接するスラストリリーフ82表面とクランク軸のスラストカラー12表面との間の隙間(図7のE)で潤滑油は乱流となる。
(乱流による冷却作用)
乱流となった潤滑油は、半割スラスト軸受8のクランク軸の回転方向の後方側の摺動面81の発熱部Hを直接には冷却しない。すなわち、図7に示すように、まず、乱流発生部Eで、半割スラスト軸受8が持つ熱が乱流となった潤滑油に伝導される。次に、半割スラスト軸受8の内部において、発熱部Hと乱流発生部Eの熱勾配を打ち消すように熱伝導が起こる。このように、半割スラスト軸受8内部の熱伝導を介して、結果として発熱部Hが冷却される。
乱流となった潤滑油は、半割スラスト軸受8のクランク軸の回転方向の後方側の摺動面81の発熱部Hを直接には冷却しない。すなわち、図7に示すように、まず、乱流発生部Eで、半割スラスト軸受8が持つ熱が乱流となった潤滑油に伝導される。次に、半割スラスト軸受8の内部において、発熱部Hと乱流発生部Eの熱勾配を打ち消すように熱伝導が起こる。このように、半割スラスト軸受8内部の熱伝導を介して、結果として発熱部Hが冷却される。
本発明では、クランク軸の最大の軸線方向力Fが半割スラスト軸受8に加わる度に、この冷却作用が生じるので、半割スラスト軸受8のスラストカラー12との接触による発熱が蓄熱しにくく、焼付が起こりにくい。すなわち、車両用の内燃機関が発進・停止を繰り返す使用条件下であっても、接触による発熱が、接触部に蓄熱し難く、焼付が起きにくい。
これに対して、従来型のクラッシュリリーフを備える半割スラスト軸受では、潤滑油は乱流となりにくく、熱が蓄積されやすい。すなわち、従来型の半割スラスト軸受では、リリーフ溝が存在しないため、潤滑油は遠心力によって半径方向外側のスラストリリーフ隙間から外部へ流出する量が多くなる。さらに、従来型の半割スラスト軸受では、溝の断面積が減少する中間領域が存在しないため、潤滑油が層流になりやすく、いっそう乱流が形成されにくい。
なお、本発明とは異なり、内燃機関の運転中に、半割スラスト軸受のスラストリリーフ部の隙間を流れる潤滑油に、常時、乱流が発生するようにすると機械的損失が増加する。一方、本発明では、クランク軸からの最大の軸線方向力Fが半割スラスト軸受8に加わる瞬間以外の内燃機関の定常運転時において、スラストカラー12表面と半割スラスト軸受8の摺動面81との間に所定の隙間が形成されていることによって、潤滑油は層流状態となるため機械的損失の増加を伴わない。
(効果)
次に、本実施例の半割スラスト軸受8の効果を列挙して説明する。
次に、本実施例の半割スラスト軸受8の効果を列挙して説明する。
(1)本実施例の半割スラスト軸受8は、軸線方向力Fを受ける摺動面81側には周方向両側の端面に隣接する領域に端面に向かって壁厚が薄くなるように傾斜して形成されるスラストリリーフ82と、少なくともクランク軸の回転方向の後方側のスラストリリーフ82表面に形成される複数のリリーフ溝83、・・・と、スラストリリーフ82と摺動面81との間に位置する中間領域84と、中間領域84においてリリーフ溝83、・・・に連続して形成され、摺動面81に向かって断面積が減少するように形成される中間溝85、・・・と、を備えている。このように構成することで、中間領域84において潤滑油の油流が乱流となり、熱伝導が促進されるようになるため、熱が蓄積しにくく、焼付が生じにくい半割スラスト軸受8となる。
(2)中間領域84は、中間溝85の深さ、及び、中間溝85の幅が摺動面81に向かって徐々に小さくなることによって形成されるため、中間領域84の全体において潤滑油の油流を中間溝85から溢れ出させて乱流を生じさせることができる。
(3)リリーフ溝83及び中間溝85は、半割スラスト軸受8の端面に対して直交方向に、直線状に延設されるため、潤滑油の流速を維持して乱流を生じやすくすることができる。
(4)リリーフ溝83及び中間溝85は、半割スラスト軸受8の半径方向に3つ以上並設されていることによって、潤滑油の油流の衝突箇所を増やして、いっそう熱伝導の効率を高めることができる。
(5)中間領域84の長さL2は、0.2mm以上かつ2mm以下にされていることによって、中間溝85を流れる潤滑油の体積を所定量に維持しつつ、発熱部Hと乱流発生部Eとの距離を近くして、冷却効果を高めることができる。
以下、図9〜図11を用いて、実施例1とは別の形態のリリーフ溝83を備える半割スラスト軸受8A、8Bについて説明する。なお、実施例1で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。
まず、構成について説明する。本実施例の半割スラスト軸受8A、8Bは、摺動面81(軸受面)と、スラストリリーフ82、82と、中間領域84、84とを備えている。スラストリリーフ82には、複数のリリーフ溝83、・・・が径方向に並ぶように形成されている。中間領域84には、リリーフ溝83、・・・に連続して、複数の中間溝85、・・・が径方向に並ぶように形成されている。
そして、図9に示す半割スラスト軸受8Aのリリーフ溝83及び中間溝85は、半割スラスト軸受8Aの周方向に沿って円弧状に延設されている。さらに、各リリーフ溝83は、互いに平行になるように形成されている。なお、リリーフ溝83の中心は、半割スラスト軸受8A自体の中心と一致させることが好ましいが、一致していなくてもよい。また、各リリーフ溝83の長さは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
また、図10に示す半割スラスト軸受8Bのスラストリリーフ82表面は、内径側と外径側とで長さが異なっており、かつ、スラストリリーフ82表面が傾斜している。
すなわち、半割スラスト軸受8Bのスラストリリーフ82表面には、リリーフ溝83及び中間溝85が半割スラスト軸受8Bの周方向両端面を結ぶ線分に直交する方向に延設されている。そして、半径方向内側のスラストリリーフ82の長さL4は、半径方向外側の長さL3よりも長くされている。
図11は、半割スラスト軸受8Bのクランク軸回転方向の後方側の周方向端面を示すが、半割スラスト軸受8Bのスラストリリーフ82表面は、径方向内向きに傾斜するように形成されている。換言すると、半割スラスト軸受8Bのスラストリリーフ82の半径方向内側の深さRD3は、半径方向内側の深さRD2よりも深くされている。
次に、効果について説明する。本実施例の半割スラスト軸受8Aのリリーフ溝83及び中間溝85は、半割スラスト軸受8Aの周方向に沿うように円弧状に延設されている。したがって、クランク軸の回転に伴って移動する潤滑油が、リリーフ溝83内を流れて中間領域84に侵入しやすくなり、潤滑油の流量が増加するため、いっそう熱伝導効率を高めることができる。
また、本実施例の半割軸受8Bのスラストリリーフ82は、端面におけるスラストリリーフの半径方向内側の深さRD3は、半径方向外側の深さRD2よりも深くされ、かつ、スラストリリーフ82の半径方向内側の長さL4は、半径方向外側の長さL3よりも長くされている。このため、潤滑油が、半割軸受7のクラッシュリリーフ73隙間から、半割スラスト軸受8Bのスラストリリーフ82へと流入しやすくなる。さらに、スラストリリーフ82へと流入した潤滑油が、半割スラスト軸受8Bの半径方向外側のスラストリリーフ82隙間から外部へと流出しにくくなる。
なお、この他の構成および作用効果については、前記実施の形態と略同様であるため説明を省略する。
以上、図面を参照して、本発明の実施例を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
例えば、図12及び図13に示すように、位置決め及び回転止めのために、半径方向外側に突出する突出部86を備える半割スラスト軸受8Cに、本発明を適用することもできる。この半割スラスト軸受8Cの摺動面81と反対側の背面の周方向両端部には、テーパーTをつけて背面リリーフ87を形成することもできる。さらに、半割スラスト軸受8Cの円周方向長さは、実施例1に示す通常の半割スラスト軸受8よりも所定の長さS1だけ短くすることもできるし、周方向端部近傍において内周辺を半径Rの円弧状に切り欠くこともできる。
また、実施例では、1つの軸受装置1につき、本発明の半割スラスト軸受8を4個使用する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、少なくとも1個の本発明の半割スラスト軸受8を使用することで所望の効果を得ることができる。また、本発明の半割スラスト軸受8は、クランク軸を回転自在に支承する半割軸受7の軸線方向の一方又は両方の端面に一体に形成されてもよい。
さらに、実施例では、中間領域84が、中間溝85の深さ、及び、中間溝85の幅が摺動面81に向かって徐々に小さくなることにより形成される場合について説明したが、これに限定されるものではなく、深さのみが徐々に小さくなってもよいし、幅のみが徐々に小さくなってもよい。
GW リリーフ溝の幅
DG リリーフ溝の深さ
L1 スラストリリーフの長さ
L2 中間領域の長さ
L3 外側のスラストリリーフの長さ
L4 内側のスラストリリーフの長さ
RD1 スラストリリーフの深さ
RD2 外側のスラストリリーフの深さ
RD3 内側のスラストリリーフの深さ
1 軸受装置
7 半割軸受
11 ジャーナル部
12 スラストカラー
73 クラッシュリリーフ
8、8A、8B 半割スラスト軸受
81 摺動面
82 スラストリリーフ
83 リリーフ溝
84 中間領域
85 中間溝
DG リリーフ溝の深さ
L1 スラストリリーフの長さ
L2 中間領域の長さ
L3 外側のスラストリリーフの長さ
L4 内側のスラストリリーフの長さ
RD1 スラストリリーフの深さ
RD2 外側のスラストリリーフの深さ
RD3 内側のスラストリリーフの深さ
1 軸受装置
7 半割軸受
11 ジャーナル部
12 スラストカラー
73 クラッシュリリーフ
8、8A、8B 半割スラスト軸受
81 摺動面
82 スラストリリーフ
83 リリーフ溝
84 中間領域
85 中間溝
Claims (7)
- 内燃機関のクランク軸の軸線方向力を受ける半円環形状の半割スラスト軸受であって、
前記軸線方向力を受ける摺動面側に周方向両側の端面に隣接して、前記端面に向かって壁厚が薄くなるように傾斜して形成されるスラストリリーフと、
少なくとも前記クランク軸の回転方向の後方側のスラストリリーフの表面に形成される複数のリリーフ溝と、
前記スラストリリーフと前記摺動面との間に位置する中間領域と、
前記中間領域において前記リリーフ溝に連続して形成され、前記摺動面に向かって断面積が減少するように形成される中間溝と、を備えることを特徴とする半割スラスト軸受。 - 前記中間領域において、前記中間溝の深さ、及び、前記中間溝の幅が前記摺動面に向かって徐々に小さくなることを特徴とする請求項1に記載の半割スラスト軸受。
- 前記リリーフ溝及び前記中間溝は、前記端面に対して直交方向に、直線状に延設されることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の半割スラスト軸受。
- 前記リリーフ溝及び前記中間溝は、前記半割スラスト軸受の周方向に沿って円弧状に延設されることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の半割スラスト軸受。
- 前記リリーフ溝及び前記中間溝は、前記半割スラスト軸受の半径方向に3つ以上並設されていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の半割スラスト軸受。
- 前記中間領域の長さは、0.2mm以上かつ2mm以下にされていることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の半割スラスト軸受。
- 前記端面における前記スラストリリーフの半径方向内側の深さは、半径方向外側の深さよりも深くされているとともに、
前記スラストリリーフの半径方向内側の長さは、半径方向外側の長さよりも長くされていることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の半割スラスト軸受。
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-
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- 2012-11-09 JP JP2012247503A patent/JP2014095431A/ja active Pending
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