JP2015536424A - 軸受シェル - Google Patents

Abstract

滑り軸受のための軸受シェルであって、凸面状の外面と、軸受シェルの端面に近い外面から突き出た位置合わせ部とを備えている。位置合わせ部は、端面から離れるほど減少する軸方向幅を有する第１のテーパ部を有している。第１のテーパ部の各側面は、軸受シェルの軸方向端面と平行な面から２〜１０?の角度をもって離れるように傾斜している。【選択図】図２Ａ

Description

本発明は、滑り軸受のための軸受シェルに関し、特に、エンジンのクランクシャフトの軸受アセンブリのための軸受シェルに関するものである。

エンジンの軸受アセンブリ、例えばクランクシャフトの主軸受やコネクティングロッドの軸受は、一般に、回転軸を保持する一対の並べられたハウジングを備えており、各々のハウジングは軸受シェルと共に並べられている。それぞれのハウジングは、概して半円筒状のくぼみを有し、該くぼみは、概して中空半円筒状の軸受シェルを支えるように形成されている。軸受シェルは、典型的に、そのくぼんだ内面上に１層以上設けられた支持層を備えており、その最も内側の層は回転軸に面する滑走面を構成している。

それぞれの軸受アセンブリにおける軸受シェルは互いに異なっていてもよく（例えば、異なる材質または特徴を有する）、各ハウジングに対して（すなわち、軸受アセンブリの正しい半部に対して）正しい軸受シェルが取り付けられるのが保証されていることが好ましい。代わりにまたは加えて、軸受シェルはそれらの周縁に沿って非対称であってもよく（例えば、軸受シェルが特定の方向の軸の回転に最適化されているとき）、この場合、軸受シェルが正しい向きでハウジングに対して取り付けられるのが保証されていることが必要である。軸受ハウジングに対する軸受シェルの正しい取付けを保証するために、軸受シェルは位置合わせ部を備えていてもよく、この位置合わせ部は軸受シェルの凸面状の外面から外側へ突き出ている。ハウジングは、軸受シェルの突き出した位置合わせ部を保持するための対応する位置合わせ穴を備えている。

図１Ａおよび図１Ｂは、１つ目のタイプの位置合わせ部１０２を有する軸受シェル１００を示しており、この位置合わせ部は第１の工程により生成される。この第１の工程では、軸受シェルの外面１０４の湾曲の中心に関して、細い帯状の物体が金型の内部へ外に向かって押し出される（すなわち、放射状に打ち抜かれる）。位置合わせ部１０２は、軸受シェル１００の軸方向端面１０８に平行な平行側面１０６を有している（すなわち、一定の軸方向幅Ｗを有しており、この軸方向幅は軸受シェルに保持される軸の回転軸に平行かつ軸方向端面１０８に垂直に測定される）。軸受シェル１００の凸面状の外面から突き出た位置合わせ部１０２の突出量は、端面１１０における最大突出量から徐々に小さくなっている。例えば、軸受シェルがおよそ２０ｍｍ幅（軸方向において）であってその直径が６０ｍｍであるなら、位置合わせ部は３ｍｍ幅であってもよいし、軸受シェルの凸面状の外面から１〜２ｍｍ突き出ていてもよいし、端面から周縁回りにおよそ５ｍｍ延びていてもよい。

図１Ａおよび図１Ｂにおいて、位置合わせ部１０２は、一方の軸方向端面１０８に対して他方よりも近いように図示されている。しかしながら、位置合わせ部の位置は個々の必要性に応じて選択されてもよく、２つの軸方向端面１０８から等距離を隔てて配置される場合があってもよい。

２つ目のタイプの位置合わせ部は、端面の軸方向に細い外側の部分にパンチが押し下げられる「圧印加工」工程により形成され、打ち抜かれた物質の流れ（すなわち、変形）が生じる。物質は、軸受シェルを保持する圧印ダイの対応する穴の内部へ流れ出し、幅広の（すなわち、軸受シェルの軸方向に沿った）形状を有する位置合わせ部、および外方へ突き出たへりを作り出し、それは端面からわずかに離れている。軸受シェルの内面からのどのような対応する突き出しも回避されるべきである。この２つ目のタイプの位置合わせ部、および対応する製造方法は、ＵＳ２０１２０２７３２８Ａに記載されている。

１つ目または２つ目のタイプの位置合わせ部は、軸受ハウジングに対する取付けにおいて、軸受シェルの所定の向きに関する明白な表示を提供し（例えば、手動の組み立てにおいては作業者に視覚的な表示を提供し、あるいは自動の組み立てにおいては検出可能な向きの表示を提供する）、それにより誤った取付けが物理的に回避される。しかしながら、不利なことに、上記のような位置合わせ部は組み立ての間において、軸受シェルと軸受ハウジングとの間の精確な軸方向の位置合わせを必要とし、そのことが組み立てをより複雑にすると共に、特に自動組み立ての信頼性を低下させる。

本発明の第１の態様では、滑り軸受のための軸受シェルを提供する。この軸受シェルは、凸面状の外面と、上記軸受シェルの端面に近い上記外面から突き出た位置合わせ部とを備えている。上記位置合わせ部は、上記端面から離れるほど減少する軸方向幅を有する第１のテーパ部を有し、上記第１のテーパ部の各側面は、上記軸受シェルの軸方向端面と平行な面から２〜１０°の角度をもって離れるように傾斜していることを特徴とする。

本発明の第２の態様は、ハウジングおよび上記第１の態様に係る軸受シェルを備え、上記軸受シェルは、上記ハウジングの凹部の内部に収容されていることを特徴とするエンジンである。

本発明の第３の態様では、滑り軸受のための軸受シェルの製造方法を提供する。この軸受シェルは、凸面状の外面と、上記軸受シェルの端面に近い上記外面から突き出た位置合わせ部とを備えている。上記位置合わせ部は、上記端面から離れるほど減少する軸方向幅を有する第１のテーパ部を有し、上記第１のテーパ部の各側面は、上記軸受シェルの軸方向端面と平行な面から２〜１０°の角度をもって離れるように傾斜している。そして、軸受シェルの製造方法は、軸受シェルまたは軸受シェルのための平坦な材料片を提供し、上記位置合わせ部を形成することを特徴とする。

有利なことに、そのような位置合わせ部は、対応する軸受ハウジングに対する軸受シェルの取付けをより複雑でなくかつより信頼性の高いものにする。特にそのような位置合わせ部は、対応する軸受ハウジングに対する軸受シェルの取付けにおいて、既知の位置合わせ部よりも広い位置合わせ許容誤差を与える。さらに、そのような位置合わせ部は、組み立てにおいて軸受シェルと軸受ハウジングとのある程度の軸方向の自動位置合わせをもたらす。有利なことに、軸受シェルの軸方向端面と平行な面から離れるように第１のテーパ部の各側面に１０°までの角度をつけることは、ハウジングの対応する穴に容易に取り付けられる位置合わせ部をもたらす。

テーパ部の各側面は、軸受シェルの軸方向端面と平行な面から３〜７°の角度をもって離れるように傾斜していてもよい。テーパ部の各側面は、軸受シェルの軸方向端面と平行な面からおおよそ５°の角度をもって離れるように傾斜していてもよい。

位置合わせ部は、端面に近接する追加部と、端面から離れた第１のテーパ部とを有していてもよい。有利なことに、追加部を設けることにより位置合わせ部が補強される。

追加部は、端面から離れるにしたがって減少する軸方向幅を有する第２のテーパ部であってもよく、第１のテーパ部は、第２のテーパ部よりも大きく傾斜している。第２のテーパ部の軸方向幅は、第１のテーパ部の各側面が軸受シェルの軸方向端面から離れるように傾斜するように、１°以下の角度をもって先細になっていてもよい。

追加部は、一定の軸方向幅を有していてもよい。

第１のテーパ部は、当該テーパ部の側面同士が交わらないように傾斜していてもよい。有利なことに、テーパ部の側面同士が交わらない場合には、位置合わせ部と軸受シェルの基部との間のより強い接続がもたらされる。

第１のテーパ部は、少なくともその平均軸方向幅の半分の周方向長さを有していてもよく、その平均軸方向幅よりも周方向長さの方が長いことが好ましい。有利なことに、第１のテーパ部の所定の傾斜に対するより長い周方向長さは、より大きな軸方向の位置ずれに対する自動位置合わせを可能とする。

位置合わせ部は、端面から離れるにしたがって位置合わせ部の周方向長さに沿って突出量が減少するように、軸受シェルの外面から突き出ていてもよい。

位置合わせ部は、軸受シェルの実質的に端面の段階から周方向に延びていてもよい（すなわち、位置合わせ部は、その末端が端面とほぼ面一になっていてもよい）。

位置合わせ部は、軸受シェルの端面から周方向に離れていてもよい。位置合わせ部は、その最大軸方向幅よりも小さい範囲で端面から離れていてもよい。

位置合わせ部は、圧印加工、型付け加工および打抜き加工のいずれかにより形成されてもよい。

図１Ａは、従来技術に係る軸受シェルと位置合わせ部を部分的に示す斜視図である。 図１Ｂは、図１Ａの位置合わせ部を軸受シェルの外面に垂直な方向から見た図である。 図２Ａは、本発明の１つ目の実施形態に係る軸受シェルと位置合わせ部を部分的に示す斜視図である。 図２Ｂは、図２Ａの位置合わせ部を軸受シェルの外面に垂直な方向から見た図である。 図２Ｃは、対応するハウジングに取り付けられている図２Ｂの位置合わせ部を示す図である。 図３Ａは、本発明の２つ目の実施形態に係る軸受シェルと位置合わせ部を部分的に示す斜視図である。 図３Ｂは、図３Ａの位置合わせ部を軸受シェルの外面に垂直な方向から見た図である。 図４Ａは、その他の実施形態に係る軸受シェルを、軸受シェルの外面に垂直な方向から見た図である。 図４Ｂは、その他の実施形態に係る軸受シェルを、軸受シェルの外面に垂直な方向から見た図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図２Ａおよび図２Ｂは、本発明の１つ目の実施形態に係る軸受シェル２００の端部を示している。軸受シェル２００は概して中空半円筒状であって、凸面状の外面２０４から外方へ（すなわち、放射状に）突き出た位置合わせ部２０２が設けられている。この位置合わせ部は、軸受シェルの湾曲の中心から遠ざかるように突き出ている。

位置合わせ部２０２は、先細になった軸方向幅Ｗを有していて、軸受シェル２００の対応する軸方向側面２０８に対してそれぞれが角度θ＝５°をもって傾斜した側面２０６を有している。位置合わせ部２０２は、軸受シェル２００の端面２１０とほぼ面一になった第１の端部２１２を有している。位置合わせ部２０２は、軸受シェル２００の端面２１０から最も離れた直線状の第２の端部２１４を有している。位置合わせ部は、端面２１０に近接した第１の端部２１２におけるＷ１から、端面から最も離れた第２の端部２１４におけるＷ２に向かって先細になっている。位置合わせ部２０２が軸受シェル２００の凸面状の外面２０４から外方へ突き出ている長さＰは、端面２１０に近接する第１の端部２１２において最大であり、位置合わせ部２０２の周方向長さＬ（すなわち、端面２１０に垂直）に沿って先細になって、位置合わせ部の反対側の第２の端部２１４においてゼロまで減少する。

図２Ｃは、部分的に取り付けられた軸受シェル２００とハウジング２５０との相対的な位置を示しており、この場合、軸受シェルは矢印Ａで示す方向に向かってハウジングへ挿入されている。有利なことに、本発明の位置合わせ部２０２は、軸方向（すなわち、軸方向端面２０８に垂直であって、軸受シェルに保持される回転シャフトの回転軸の方向）において、軸受シェル２００とハウジング２５０との間における自動位置合わせを可能とする。そのため、軸受シェル２００とハウジング２５０をまず取り付けようとしたときにそれらの間に相対的な軸方向の位置合わせ不良Ｍが存在する場合、位置合わせ部２０２の側面２０６と、位置合わせ部が内部に保持される対応する位置合わせ穴２５２の側面２５６との間の機械的な相互作用により、軸受シェルとハウジングはそれらがいったん完全に取り付けられれば軸方向に位置合わせがなされる。

図２Ａに示す実施形態では、軸受シェル２００の凸面状の外面２０４から位置合わせ部２０２が突き出た長さＰは、端面２１０から最も離れた第２の端部２０４においてゼロまで先細になっている。

図２Ａおよび図２Ｂに示す実施形態では、位置合わせ部は、端面２１０と概ね水平な（面一の）第１の端部２１２から周方向に延びている。そのような位置合わせ部は、外方（径方向）への打抜き加工または型付け加工により好都合に形成されてもよい。

打抜き加工の場合、打ち抜き具は軸受シェルのくぼんだ内面に対して矢印Ｆ１で示す向きに駆動され、一方で凸面状の外面２０４は対応する穴を有するダイにより支持され、その穴の中で位置合わせ部が形成される。打ち抜き具の表面は、くぼんだ内面の打ち抜き具が当たる部分に対応して傾斜しており、それによって位置合わせ部２０２の第１の端部２１２が凸面状の外面から最大長さをもって外方へ突き出る。共有部２１６は、位置合わせ部２０２の側面２０６と軸受シェル２００の基部との間に形成され、一方で位置合わせ部は第２の端部２１４において軸受シェルの基部に接続されたままであり、第２の端部において位置合わせ部は曲がっている。

あるいは、位置合わせ部３０２の端部３１８は、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、軸受シェル３００の端面３１０からＳだけわずかに離れていてもよい。そのような位置合わせ部３０２は、圧印加工によって好都合に形成されてもよく、この圧印加工では、位置合わせ部３０２を形成するために、軸受シェル３００の端面３１０に向かって矢印Ｆ２の方向へ圧印パンチが下降駆動される。この圧印加工では、軸受シェル３００は対応するくぼみを有する圧印ダイに支持され、圧印パンチが端面３１０に向かって駆動されると、当該くぼみに位置合わせ部３０２の材料が流れ込む。

位置合わせ部はその周方向長さに沿って複数の区分を有していてもよく、端面から遠い方の区分は、端面に近い方の区分よりも鋭く先細になっている。図４Ａに示すように、ある実施形態では、端面４１０から最も離れた位置合わせ部区分４０２Ａは、本発明に従って軸方向幅Ｗにおいて先細になっており、端面に最も近い位置合わせ部区分４０２Ｂは、一定の軸方向幅Ｗ１を有している。あるいは、図４Ｂに示すように、端面４１０’に最も近い位置合わせ部区分４０２Ｂ’は軸方向幅において先細になっていてもよいが、軸受シェル１００の端面から最も遠い位置合わせ部区分４０２Ａ’よりも傾斜が小さい（すなわち、φ＜θ）。

本明細書に示す図面は、概略図であって正確な縮尺ではない。

本明細書の記述および請求項において、「備える」という語や「含む」という語およびこれらの変形は、「包含するがこれに限定されるものではない」という意味であり、それらの語は他の部分、付加物、要素、整数またはステップを除外することを意図してはいない（そして除外しない）。本明細書の記述および請求項において、特に断りのない限り単数形は複数形を包含する。

発明の特定の側面、実施形態または例示と併せて記載された特徴、整数、特性、化合物、化学成分または化学基は、矛盾しない限り、本明細書に記載されたいずれの側面、実施形態または例示にも適用可能であると理解される。本明細書（添付の請求項、要約書および図面を含む）で開示された全ての特徴と開示されたどの方法あるいは工程の全てのステップとの少なくとも一方は、そのような特徴およびステップの少なくとも一方が相互に矛盾する組合せを除いて、どのような組合せにおいても組み合わせられる。本発明は、いずれの上記実施形態の細部にまで限定されるものではない。本発明は、本明細書（添付の請求項、要約書および図面を含む）に開示された任意の新しい一つのまたは組み合わされた特徴にまでおよび、あるいは、開示された任意の一つのまたは組み合わされた任意の方法または工程のステップにまでおよぶ。

読者の注意は、このアプリケーションに関連して本明細書と同時にあるいは本明細書よりも前に提出された全ての論文や文書、および本明細書と共に公衆の閲覧に付された全ての論文や文書に向けられる。そのような論文や文書の内容は参照により本明細書中に包含される。

Claims (16)

1. 滑り軸受のための軸受シェルであって、
   凸面状の外面と、
   上記軸受シェルの端面に近い上記外面から突き出た位置合わせ部とを備え、
   上記位置合わせ部は、上記端面から離れるほど減少する軸方向幅を有する第１のテーパ部を有し、
   上記第１のテーパ部の各側面は、上記軸受シェルの軸方向端面と平行な面から２〜１０°の角度をもって離れるように傾斜している
   ことを特徴とする軸受シェル。
2. 請求項１において、
   上記テーパ部の各側面は、上記軸受シェルの軸方向端面と平行な面から３〜７°の角度をもって離れるように傾斜している
   ことを特徴とする軸受シェル。
3. 請求項１または２において、
   上記位置合わせ部は、上記端面に近接する追加部と、上記端面から離れた上記第１のテーパ部とを有する
   ことを特徴とする軸受シェル。
4. 請求項３において、
   上記追加部は、上記端面から離れるにしたがって減少する軸方向幅を有する第２のテーパ部であって、
   上記第１のテーパ部は、上記第２のテーパ部よりも大きく傾斜している
   ことを特徴とする軸受シェル。
5. 請求項３において、
   上記追加部は、一定の軸方向幅を有している
   ことを特徴とする軸受シェル。
6. 請求項１〜５のいずれか１項において、
   上記第１のテーパ部は、該第１のテーパ部の側面同士が交わらないように傾斜している
   ことを特徴とする軸受シェル。
7. 請求項１〜６のいずれか１項において、
   上記第１のテーパ部は、少なくとも該第１のテーパ部の平均軸方向幅の半分の周方向長さを有している
   ことを特徴とする軸受シェル。
8. 請求項１〜７のいずれか１項において、
   上記位置合わせ部は、上記端面から離れるにしたがって上記位置合わせ部の周方向長さに沿って突出量が減少するように、上記軸受シェルの上記外面から突き出ている
   ことを特徴とする軸受シェル。
9. 請求項１〜８のいずれか１項において、
   上記位置合わせ部は、上記軸受シェルの実質的に上記端面の段階から周方向に延びている
   ことを特徴とする軸受シェル。
10. 請求項１〜８のいずれか１項において、
    上記位置合わせ部は、上記軸受シェルの上記端面から周方向に離れている
    ことを特徴とする軸受シェル。
11. ハウジングと、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の軸受シェルとを備え、
    上記軸受シェルは、上記ハウジングの凹部の内部に収容されている
    ことを特徴とするエンジン。
12. 凸面状の外面と、
    軸受シェルの端面に近い上記外面から突き出た位置合わせ部とを備え、
    上記位置合わせ部は、上記端面から離れるほど減少する軸方向幅を有する第１のテーパ部を有し、
    上記第１のテーパ部の各側面は、上記軸受シェルの軸方向端面と平行な面から２〜１０°の角度をもって離れるように傾斜している、滑り軸受のための軸受シェルの製造方法であって、
    軸受シェルまたは軸受シェルのための平坦なブランクを提供し、上記位置合わせ部を形成する
    ことを特徴とする軸受シェルの製造方法。
13. 請求項１２において、
    上記位置合わせ部は、圧印加工、型付け加工および打抜き加工のいずれかにより形成される
    ことを特徴とする軸受シェルの製造方法。
14. 添付する説明および図２Ａから図４のいずれか１つを参照して本明細書中に実質的に記載された半軸受。
15. 添付する説明および図２Ａから図４のいずれか１つを参照して本明細書中に実質的に記載された半軸受を備えたエンジン。
16. 添付する説明および図２Ａから図４のいずれか１つを参照して本明細書中に実質的に記載された半軸受の製造方法。

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