JP2014224578A - すべり軸受の製造方法及びすべり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】細溝を形成したすべり軸受の製造方法及びすべり軸受であって、細溝の加工時間及び加工コストを低減し、生産性を向上させることができる細溝を形成したすべり軸受の製造方法及びすべり軸受を提供する。【解決手段】すべり軸受１の製造方法は、円形のカッター２０を用いて切削加工することにより細溝３を形成する工程を含み、細溝３の最大深さｔは、細溝３の長さ方向中央３ｄに対応する軸受角度θ＋α／２における深さｄであり、前記工程において、円形のカッター２０の中心位置Ｐ（ｘ、ｙ）が細溝３の長さ方向中央３ｄの位置Ｃと、軸受中心Ｏとを結ぶ軸受半径上を移動するように、かつ、円形のカッター２０の中心位置Ｐ（ｘ、ｙ）が、最大深さｔと同じ長さだけ移動するように切削加工することにより細溝３を形成するものである。【選択図】図２

Description

本発明は、すべり軸受の製造方法及びすべり軸受の技術に関し、円筒を軸方向と平行に二分割した半割部材を上下に配置したすべり軸受の製造方法及びすべり軸受の技術に関する。

従来、エンジンのクランクシャフトを軸支するための軸受であって、円筒形状を二分割した二つの部材を合わせる半割れ構造のすべり軸受が公知となっている。また、前記軸受の摺動面積を減らし、フリクション低減効果を得るために、前記軸受の幅を狭くする構造がある。しかし、軸受の幅を狭くすると、流出油量が増加していた。そこで、前記軸受の軸方向両端部に、逃げ部分（細溝）を形成したすべり軸受が公知となっている（例えば、特許文献１参照）。
また、前記細溝を下側の半割部材に設け、前記細溝の回転方向下流側端部は、回転方向下流側合わせ面に近接しており、前記回転方向下流側端部と回転方向下流側合わせ面とは連通しない位置に設定する構成としたすべり軸受がある。
前記細溝は、細溝の回転方向下流側端部と合わせ面とが連通していないため、合わせ面付近の油膜圧力の低下が軽減されるため、下側の半割部材の上流側合わせ面と下流側合わせ面とを逆に組み付けた場合であっても最低限の油膜圧力を保持することができる。

特表２００３−５３２０３６号公報

前記細溝を形成する方法として、円形のカッターを用いて切削加工を行う工程を含む方法があった。しかし、従来は、小型のカッターを用いて細溝長さ方向に移動させることにより切削加工を行っていたため、加工時間及び加工コストが増加していた。

そこで、本発明は係る課題に鑑み、細溝を形成したすべり軸受の製造方法及びすべり軸受であって、細溝の加工時間及び加工コストを低減し、生産性を向上させることができる細溝を形成したすべり軸受の製造方法及びすべり軸受を提供する。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、円筒を軸方向と平行に二分割した半割部材を上下に配置し、前記下側の半割部材の軸方向端部に、円周方向に細溝を設け、前記細溝の回転方向下流側端部は、回転方向下流側合わせ面に近接しており、前記回転方向下流側端部と回転方向下流側合わせ面とは連通しない位置に設定するすべり軸受の製造方法であって、前記すべり軸受の製造方法は、円形のカッターを用いて切削加工することにより前記細溝を形成する工程を含み、前記細溝の最大深さは、前記細溝の長さ方向中央における深さであり、前記工程において、前記円形のカッターの中心位置が前記細溝の長さ方向中央の位置と、軸受中心とを結ぶ軸受半径上を移動するように、かつ、前記円形のカッターの中心位置が、最大深さと同じ長さだけ移動するように切削加工することにより細溝を形成するものである。

請求項２においては、円筒を軸方向と平行に二分割した半割部材を上下に配置し、前記下側の半割部材の軸方向端部に、円周方向に細溝を設け、前記細溝の回転方向下流側端部は、回転方向下流側合わせ面に近接しており、前記回転方向下流側端部と回転方向下流側合わせ面とは連通しない位置に設定するすべり軸受の製造方法であって、前記すべり軸受の製造方法は、円形のカッターを用いて切削加工することにより前記細溝を形成する工程を含み、前記工程で用いられる円形のカッターの中心位置は、軸受半径と、前記細溝の回転方向下流側端部の位置する軸受角度と、前記細溝の回転方向上流側端部の位置する軸受角度と、前記細溝の長さ方向中央の位置する軸受角度と、最大深さとから、算出され、前記円形のカッターの半径は、前記円形のカッターの中心位置と、軸受半径と、前記細溝の回転方向下流側端部の位置する軸受角度とから、算出されるものである。

請求項３においては、円筒を軸方向と平行に二分割した半割部材を上下に配置したすべり軸受であって、前記下側の半割部材の軸方向端部に、円周方向に細溝を設け、前記細溝の回転方向下流側端部は、回転方向下流側合わせ面に近接しており、前記回転方向下流側端部と回転方向下流側合わせ面とは連通しない位置に設定し、前記細溝は、円形のカッターによって切削加工を行う形成方法により形成され、前記細溝の底面は、前記細溝の長さ方向中央において最大深さとなり、前記細溝の回転方向上流側端部および回転方向下流側端部においてすべり軸受の内周面と同じ位置となるように形成されるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

すなわち、油膜圧力の発生を妨げない程度の細溝を設けることで、摺動面積を減らしつつ、フリクション低減効果を得ることができ、かつ、総和の流出油量を抑えることができる。
また、細溝の回転方向下流側端部と合わせ面とが連通していないため、細溝加工時にバリが発生せず、加工が容易となる。また、円形のカッターを軸受の内周面方向に押し付けるだけで細溝を形成することができるため、円形のカッターを円周方向へ移動させることなく細溝を形成することができ、バリの発生を防ぐことができる。結果として、細溝を容易に形成することができ、生産性が向上し、加工コストを低減することができる。

本発明の実施形態に係るすべり軸受を示す正面図。 （ａ）本発明の実施形態に係るすべり軸受を構成する半割部材を示す平面図。（ｂ）同じくＡ−Ａ線断面図。（ｃ）同じくＢ−Ｂ線断面図。 本発明の実施形態に係るすべり軸受及び円形のカッターを示すＡ−Ａ線断面図。 本発明の実施形態に係るすべり軸受及び円形のカッターを示す正面図。

次に、発明の実施の形態を説明する。なお、図１はすべり軸受１の正面図であり、画面の上下を上下方向、画面の手前方向及び奥方向を軸方向（前後方向）とする。

まず、第一の実施形態に係るすべり軸受１を構成する半割部材２について図１及び図２を用いて説明する。
すべり軸受１は円筒状の部材であり、図１に示すように、エンジンのクランクシャフト１１のすべり軸受構造に適用される。すべり軸受１は、二つの半割部材２・２で構成されている。二つの半割部材２・２は、円筒を軸方向と平行に二分割した形状であり、断面が半円状となるように形成されている。本実施形態においては、半割部材２・２は上下に配置されており、左右に合わせ面２ａ・２ｂが配置されている。クランクシャフト１１をすべり軸受１で軸支する場合、所定の隙間が形成され、この隙間に対し図示せぬ油路から潤滑油が供給される。

図２（ａ）においては、上側および下側の半割部材２を示している。なお、本実施形態においては、クランクシャフト１１の回転方向を図１の矢印に示すように正面視時計回り方向とする。また、軸受角度ωは、図２（ｂ）における右端の位置を０度とし、図２（ｂ）において、反時計回り方向を正とする。すなわち、図２（ｂ）において、左端の位置の軸受角度ωが１８０度となり、下端の位置の軸受角度ωが２７０度となるように定義する。

上側の半割部材２の内周には円周方向に溝が設けられており、中心に円形の孔が設けられている。また、上側の半割部材２の左右に合わせ面２ａ・２ｂが配置されている。
下側の半割部材２の内周の摺動面において、その軸方向の端部に細溝３が形成されている。

細溝３は下側の半割部材２に設けられる。本実施形態においては、細溝３は軸方向に並列して二本設けられている。細溝３の回転方向下流側端部３ａは、クランクシャフト１１の回転方向下流側合わせ面２ａに近接しており、回転方向下流側端部３ａと回転方向下流側合わせ面２ａとは連通することなく設けられている。
詳細には、図３に示すように、細溝３の回転方向下流側端部３ａが、クランクシャフト１１の回転方向下流側合わせ面２ａがある１８０度よりも大きい軸受角度θに配置されている。すなわち、細溝３は、クランクシャフト１１の回転方向下流側合わせ面２ａ（軸受角度ωが１８０度）よりも大きい軸受角度θから軸受角度ωが増加する方向（反時計回り方向）に向けて円周方向に設けられる。
下側の半割部材２においては、図２（ｂ）の右側の合わせ面が回転方向上流側合わせ面２ｂ、図２（ｂ）の左側の合わせ面が回転方向下流側合わせ面２ａとなる。

細溝３の長さｌは、回転方向下流側端部３ａ（軸受角度ωがθ）から回転方向上流側端部３ｂ（軸受角度ωがθ＋α）までの長さに形成したものである。なお、αは、０よりも大きく（２７０°−θ）よりも小さい。

細溝３の底面３ｃは、図２（ｂ）及び（ｃ）にしめすように、Ａ−Ａ線断面視において、略円弧状に形成される。ここで、図２（ｃ）に示すように、ある軸受角度ωにおける半割部材２の内周面から底面３ｃまでの深さを底面３ｃの深さｄとする。回転方向下流側端部３ａ（軸受角度ωがθ）及び回転方向上流側端部３ｂ（軸受角度ωがθ＋α）においては、底面３ｃの深さｄは約０ｍｍとなり、細溝３の長さ方向中央３ｄ（軸受角度ωがθ＋２／α）においては、細溝３の深さｄは最大深さｔとなるように形成される。
また、図２（ｃ）に示すように、細溝３の幅はｗとなる。

次に、本実施形態に係る細溝３の形成方法について説明する。
細溝３は、半割部材２の内側面に円形のカッター２０を用いて切削加工を施すことにより設けられる。
ここで、円形のカッター２０の中心位置をＰとする。円形のカッター２０を移動させることにより、中心位置Ｐも移動する。
円形のカッター２０の外周端は、図３に示すように、回転方向下流側端部３ａ、回転方向上流側端部３ｂ及び長さ方向中央３ｄにおける底面３ｃと接する位置まで移動可能とする。ここで、回転方向下流側端部３ａにおける底面３ｃの位置をＡ、回転方向上流側端部における底面３ｃの位置をＢ、長さ方向中央３ｄにおける底面３ｃの位置をＣと定義する。円形のカッター２０の外周端がＡ、Ｂ、及びＣと接する位置に移動したときの円形のカッター２０の中心位置ＰをＰ_１とする。

細溝３の形成工程においては、まず、円形のカッター２０の中心位置Ｐ_１を次の通り求める。
図３に示すように、すべり軸受１の半径をＲ_１とし、細溝３の回転方向下流側端部の位置する軸受角度ωをθとし、細溝３の回転方向上流側端部３ｂの位置する軸受角度ωをθ＋αとし、細溝３の最大深さをｔとする。このとき、細溝３の最大深さｔが形成される細溝３の長さ方向中央３ｄにおける軸受角度ωはθ＋α／２で表される。
ここで細溝３の回転方向下流側端部３ａの位置をＡとすると、Ａは以下の座標で表される。

また、細溝３の回転方向上流側端部３ｂの位置をＢとすると、Ｂは以下の座標で表される。

また、細溝３の最大深さｔが形成される細溝３の長さ方向中央３ｄの位置をＣとすると、Ｃは以下の座標で表される。

ここで、円形のカッター２０の半径をＲ_２とすると、Ｒ_２と位置Ａ、Ｂ及びＣとの間には以下のような関係が成立する。

ここで、ｘ、ｙは円形のカッター２０の外周端がＡ、Ｂ、及びＣと接する位置に移動したときの円形のカッター２０の中心位置Ｐ_１の座標である。また、Ｒ_ｔはＲ_１とｔとの和である。

前記Ｒ_２と位置Ａ、Ｂ及びＣとの関係から、ｘ、ｙは、Ｒ_１、θ、α及びｔを用いて次のように表される。

ここで、θ_Ａは、Ａにおける軸受角度ωであり、θである。
また、θ_Ｂは、Ｂにおける軸受角度ωであり、θ＋αである。
また、θ_Ｃは、Ｃにおける軸受角度ωであり、θ＋α／２である。

また、円形のカッター２０の半径Ｒ_２は、Ｒ_１、θ及びｔを用いて次のように表される。

例えば、Ｒ_１が２４ｍｍであり、ｔが０．２ｍｍであり、θが１８１度でありαが４５度である場合には、上記数式７、８及び９から円形のカッター２０の半径Ｒ_２は１６．３ｍｍであり、中心位置Ｐ_１を表す座標（ｘ、ｙ）は（−６．５２、−４．４７）となる。

回転方向下流側端部３ａと回転方向下流側合わせ面２ａとが連通しないことにより、バリが発生しない。すなわち、回転方向下流側端部３ａと下流側合わせ面２ａとが連通するように細溝３を設けた場合には、細溝３の回転方向下流側端部３ａ付近に切削加工の際に発生するバリが固着することがあり、バリ取り加工が必要となるが、回転方向下流側端部３ａと回転方向下流側合わせ面２ａとが連通しないことにより、バリが発生しないため、バリ取り加工を省くことが可能となる。

また、細溝３の形成工程において、円形のカッター２０を用いて切削加工を行い、円形のカッター２０の半径Ｒ_２及び中心位置Ｐ_１を前記数式によって算出することにより、円形のカッター２０をすべり軸受１の内周面方向に押し付けるだけで細溝３を形成することができるため、円形のカッター２０を円周方向へ移動させることなく細溝３を形成することができ、バリの発生を防ぐことができる。結果として、細溝３を容易に形成することができ、生産性が向上し、加工コストを低減することができる。

また、図４に示すように、円形のカッター２０の中心位置Ｐは、細溝３の長さ方向中央３ｄの位置Ｃと、軸受中心Ｏとを結ぶ軸受半径Ｒ_１上を移動するように、かつ、円形のカッター２０の中心位置が、最大深さｔと同じ長さだけ移動するように切削加工する。すなわち、円形のカッター２０は、半割部材２の内周面に対して、直交する方向にのみ移動する。図４においては、中心位置Ｐ_１から細溝３の長さ方向中央３ｄの位置Ｃと、軸受中心Ｏとを結ぶ軸受半径Ｒ_１上を最大深さｔだけ中心方向に移動させた位置が、円形のカッター２０の始動位置Ｐ_０となる。切削加工を行う際は、円形のカッター２０の中心位置ＰをＰ_０からＰ_１まで移動させることで、円形のカッター２０を二点鎖線の位置から実線の位置まで移動させて細溝３を形成する。

このように構成することにより、円形のカッター２０をすべり軸受１の内周面方向に押し付けるだけで細溝３を形成することができるため、円形のカッター２０を円周方向へ移動させることなく細溝３を形成することができ、バリの発生を防ぐことができる。結果として、細溝３を容易に形成することができ、生産性が向上し、加工コストを低減することができる。

以上のように、円筒を軸方向と平行に二分割した半割部材２・２を上下に配置し、下側の半割部材２の軸方向端部に、円周方向に細溝３を設け、細溝３の回転方向下流側端部３ａは、回転方向下流側合わせ面２ａに近接しており、回転方向下流側端部３ａと回転方向下流側合わせ面２ａとは連通しない位置に設定するすべり軸受１の製造方法であって、すべり軸受１の製造方法は、円形のカッター２０を用いて切削加工することにより細溝３を形成する工程を含み、細溝３の最大深さｔは、細溝３の長さ方向中央３ｄに対応する軸受角度θ＋α／２における深さｄであり、前記工程において、円形のカッター２０の中心位置Ｐ（ｘ、ｙ）が細溝３の長さ方向中央３ｄの位置Ｃと、軸受中心Ｏとを結ぶ軸受半径上を移動するように、かつ、円形のカッター２０の中心位置（ｘ、ｙ）が、最大深さｔと同じ長さだけ移動するように切削加工することにより細溝３を形成するものである。

また、円筒を軸方向と平行に二分割した半割部材２・２を上下に配置し、下側の半割部材２の軸方向端部に、円周方向に細溝３を設け、細溝３の回転方向下流側端部３ａは、回転方向下流側合わせ面２ａに近接しており、回転方向下流側端部３ａと回転方向下流側合わせ面２ａとは連通しない位置に設定するすべり軸受１の製造方法であって、すべり軸受１の製造方法は、円形のカッター２０を用いて切削加工することにより細溝３を形成する工程を含み、前記工程で用いられる円形のカッター２０の中心位置Ｐ_１（ｘ、ｙ）は、軸受半径Ｒ_１と、細溝３の回転方向下流側端部３ａの位置する軸受角度θと、細溝３の回転方向上流側端部３ｂの位置する軸受角度θ＋αと、細溝３の長さ方向中央の位置する軸受角度θ＋α／２と、最大深さｔとから、算出され、円形のカッター２０の半径Ｒ_２は、円形のカッター２０の中心位置Ｐ_１（ｘ、ｙ）と、軸受半径Ｒ_１と、細溝３の回転方向下流側端部３ａの位置する軸受角度θとから、算出されるものである。

また、円筒を軸方向と平行に二分割した半割部材２・２を上下に配置したすべり軸受１であって前記下側の半割部材２の軸方向端部に、円周方向に細溝３を設け、細溝３の回転方向下流側端部３ａは、回転方向下流側合わせ面２ａに近接しており、回転方向下流側端部３ａと回転方向下流側合わせ面２ａとは連通しない位置に設定し、細溝３は、円形のカッター２０によって切削加工を行う形成方法により形成され、細溝３の底面３ｃは、細溝３の長さ方向中央３ｄにおいて最大深さｔ（位置Ｃ）となり、細溝３の回転方向上流側端部３ｂおよび回転方向下流側端部３ａにおいてすべり軸受１の内周面と同じ位置Ａ・Ｂとなるように形成されるものである。

１ すべり軸受
２ 半割部材
２ａ 回転方向下流側合わせ面
３ 細溝
３ａ 回転方向下流側端部
３ｂ 回転方向上流側端部
３ｃ 底面
３ｄ 長さ方向中央
１１ クランクシャフト
２０ カッター

Claims (3)

1. 円筒を軸方向と平行に二分割した半割部材を上下に配置し、前記下側の半割部材の軸方向端部に、円周方向に細溝を設け、前記細溝の回転方向下流側端部は、回転方向下流側合わせ面に近接しており、前記回転方向下流側端部と回転方向下流側合わせ面とは連通しない位置に設定するすべり軸受の製造方法であって、
   前記すべり軸受の製造方法は、円形のカッターを用いて切削加工することにより前記細溝を形成する工程を含み、
   前記細溝の最大深さは、前記細溝の長さ方向中央における深さであり、
   前記工程において、前記円形のカッターの中心位置が前記細溝の長さ方向中央の位置と、軸受中心とを結ぶ軸受半径上を移動するように、かつ、前記円形のカッターの中心位置が、最大深さと同じ長さだけ移動するように切削加工することにより細溝を形成するすべり軸受の製造方法。
2. 円筒を軸方向と平行に二分割した半割部材を上下に配置し、前記下側の半割部材の軸方向端部に、円周方向に細溝を設け、前記細溝の回転方向下流側端部は、回転方向下流側合わせ面に近接しており、前記回転方向下流側端部と回転方向下流側合わせ面とは連通しない位置に設定するすべり軸受の製造方法であって、
   前記すべり軸受の製造方法は、円形のカッターを用いて切削加工することにより前記細溝を形成する工程を含み、
   前記工程で用いられる円形のカッターの中心位置は、軸受半径と、前記細溝の回転方向下流側端部の位置する軸受角度と、前記細溝の回転方向上流側端部の位置する軸受角度と、前記細溝の長さ方向中央の位置する軸受角度と、最大深さとから、算出され、
   前記円形のカッターの半径は、前記円形のカッターの中心位置と、軸受半径と、前記細溝の回転方向下流側端部の位置する軸受角度とから、算出されることを特徴とするすべり軸受の製造方法。
3. 円筒を軸方向と平行に二分割した半割部材を上下に配置したすべり軸受であって、
   前記下側の半割部材の軸方向端部に、円周方向に細溝を設け、
   前記細溝の回転方向下流側端部は、回転方向下流側合わせ面に近接しており、前記回転方向下流側端部と回転方向下流側合わせ面とは連通しない位置に設定し、
   前記細溝は、円形のカッターによって切削加工を行う形成方法により形成され、
   前記細溝の底面は、前記細溝の長さ方向中央において最大深さとなり、前記細溝の回転方向上流側端部および回転方向下流側端部においてすべり軸受の内周面と同じ位置となるように形成されることを特徴とするすべり軸受。

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