JP2016114079A

JP2016114079A - 半割軸受

Info

Publication number: JP2016114079A
Application number: JP2014250676A
Authority: JP
Inventors: 大輔関; Daisuke Seki
Original assignee: Taiho Kogyo Co Ltd
Current assignee: Taiho Kogyo Co Ltd
Priority date: 2014-12-11
Filing date: 2014-12-11
Publication date: 2016-06-23

Abstract

【課題】従来技術に比べて漏れ油量を抑制する。【解決手段】半割軸受１は、基材層１０を有する。この基材層１０は、他の半割軸受と突合せて形成した円筒状の軸受において軸２が収容される側の面である内周面１３を有する。基材層１０は、他の半割軸受と突合せる２つの接合面１４，１５を有する。基材層１０の内周面１３の少なくとも端部領域には基材層１０の材料よりも軟らかい材料で構成された被覆層１７が設けられている。基材層１０には、クラッシュリリーフが設けられていないため、接合面１４，１５において軸２は被覆層１７としゅう動し、内周面１３に供給された潤滑油は被覆層１７に阻まれて接合面１４，１５と軸２との間から外部に漏れ出し難くなる。また、被覆層１７は、基材層１０よりも軟らかいため、組付けの際に軸２などから受けた応力を吸収する。【選択図】図１

Description

本発明は、半割軸受からの漏れ油量を抑制する技術に関する。

内燃機関では、クランク軸（主軸）やコネクティングロッド軸などを回転可能に支持するために、一対の半円筒形の軸受（半割軸受という）から成る軸受が用いられる。一対の半割軸受の各接合面を互いに突合せて例えばクランク軸のジャーナル部に組付けると、半割軸受の円周方向における端面に位置ずれや変形が生じることがある。これらの位置ずれや変形を吸収するため、半割軸受にクラッシュリリーフを設けることがある。クラッシュリリーフは、各半割軸受の円周方向の端部領域において壁部の厚さを回転中心と同心である本来の内周面から半径方向に減じることによって形成される逃し空間である。

種々の目的でクラッシュリリーフを設けた半割軸受が提案されている。例えば、特許文献１に記載されたクラッシュリリーフは、所与の寸法にすることで、組付けの際に生じる位置ずれや変形を吸収するとともに、異物の捕捉性及び排出性を高めている。

特開２０１３−１７０６８０号公報

しかしながら、クラッシュリリーフは、壁部の厚さを本来の内周面から半径方向に減じたものであるため、これを設けることにより、接合面において軸との間に潤滑油が漏れ出る開口部となる空間が生じ、漏れ油量が増大していた。
本発明の目的の一つは、従来技術に比べて漏れ油量が抑制された半割軸受を提供することである。

上述した課題を解決するため、本発明に係る半割軸受は、対をなす他の半割軸受と突合せて全体として内周面の側に軸を収容する円筒状の軸受を形成する半割軸受であって、前記他の半割軸受と突合せる２つの接合面および前記内周面を有し、クラッシュリリーフが設けられていない基材層と、前記内周面のうち２つの前記接合面のいずれかに隣接する端部領域を被覆して前記軸としゅう動する、前記基材層よりも軟らかい材料で構成された被覆層と、を有することを特徴とする。

好ましくは、前記被覆層は、前記端部領域を含む、前記内周面の全面を被覆するとよい。

本発明によれば、従来技術に比べて漏れ油量を抑制することができる。

半割軸受の概要を示す図。従来の半割軸受の一例を示す図。

１．実施形態
以下、本発明の一実施形態に係る半割軸受１の構造を説明する。図において、半割軸受１の各構成が配置される空間をｘｙｚ右手系座標空間として表す。図に示す座標記号のうち、白い円の中に互いに交差する２本の斜線を描いた記号は、紙面手前側から奥側へ向かう矢印を表す。空間においてｘ軸に沿う方向をｘ軸方向という。また、ｘ軸方向のうち、ｘ成分が増加する方向を＋ｘ方向といい、ｘ成分が減少する方向を−ｘ方向という。ｙ、ｚ成分についても、上記の定義に沿ってｙ軸方向、＋ｙ方向、−ｙ方向、ｚ軸方向、＋ｚ方向、−ｚ方向を定義する。

図１は、半割軸受１の概要を示す図である。半割軸受１は、対をなす下方側の半割軸受（図示せず）と突合せて全体として軸２を収容する円筒状のすべり軸受を形成する上方側の半割軸受である。この半割軸受１が収容する軸２は、クランク軸（主軸）である。図１において、半割軸受１は収容する軸２がｘ軸方向に沿うように配置されている。なお、図１において＋ｚ方向が上方である。

半割軸受１を下方から上方へ向かう方向（＋ｚ方向）に見た形状を図１（ａ）に示す。半割軸受１は、アルミ合金や銅合金など、金属で形成された基材層１０を有する。この基材層１０は、他の半割軸受と突合せて形成した円筒状の軸受において軸２が収容される側の面である内周面１３を有する。内周面１３は、軸２の回転中心Ｏから半径ｒの距離にある円周面である。内周面１３には周方向に沿って潤滑油を供給する溝（図示せず）と、この溝に潤滑油を外周面１９から供給する油孔（図示せず）とが形成されていてもよい。なお、軸２の半径ｒａは、内周面１３の半径ｒ以下である（ｒａ≦ｒ）。

半割軸受１を幅方向（ｘ軸方向）の中心（図１（ａ）の矢視Ib−Ib）で切断した断面図を図１（ｂ）に示す。内周面１３に収容される軸２は、矢印Ｄ０に沿って回転する。この矢印Ｄ０が示す回転方向により上流側および下流側を定義する。

基材層１０は、他の半割軸受と突合せる２つの接合面１４，１５を有する。すなわち、基材層１０は、他の半割軸受と突合せる２つの接合面および内周面、を有する基材層の一例である。接合面１４は上流側の接合面であり、接合面１５は下流側の接合面である。接合面１４，１５は、いずれも下方側（−ｚ方向）の半割軸受の接合面と突合せる接合面である。

この基材層１０には、クラッシュリリーフが設けられていない。すなわち、基材層１０の内周面１３のうち、接合面１４，１５にかかる端部領域は、他の領域と同じく軸２の回転中心から半径ｒの距離にあり、壁部の厚さは減じられていない。

基材層１０の内周面１３の全面には樹脂を材料とする被覆層１７が設けられている。被覆層１７の材料である樹脂は、基材層１０の材料であるアルミ合金や銅合金などの金属よりも軟らかい材料である。なお、被覆層１７は、基材層１０の材料よりも軟らかい材料であれば樹脂に限られず、例えば、メッキ、硬質膜、固体潤滑剤、軟質金属などであってもよい。

被覆層１７は、内周面１３と軸２とに挟まれるため、被覆層１７の厚みｔと軸２の半径ｒａとの合計は、内周面１３の半径ｒ以下である（ｔ＋ｒａ≦ｒ）。

図２は、従来の半割軸受の一例を示す図である。従来の半割軸受７は、半割軸受１の基材層１０に相当する基材層７０を有する。基材層７０は、アルミ合金や銅合金など、金属で形成されている。基材層７０は、基材層１０が有する内周面１３、接合面１４，１５、および外周面１９にそれぞれ相当する内周面７３、接合面７４，７５、および外周面７９を有する。半割軸受７は、内周面７３の側に半径ｒａの軸２を収容する。内周面７３は、軸２の回転中心Ｏから半径ｒ（ｒａ≦ｒ）の距離にある。

ただし、図２に示すように、接合面７４，７５の内周面７３の側には、それぞれ深さｄ、高さｈのクラッシュリリーフ７１，７２が設けられている。クラッシュリリーフ７１，７２は、基材層７０を切削した空間であり、組付けの際に生じる位置ずれや変形を吸収する逃し空間である。このため、半割軸受７において、内周面７３と接合面７４，７５とは隣接しておらず、クラッシュリリーフ７１，７２を介して隔てられている。

クラッシュリリーフ７１，７２のそれぞれの深さｄはいずれも、軸２の回転中心Ｏと同心である半割軸受７の内周面７３から肉厚が減少した量である。上述したとおり内周面７３は、回転中心Ｏから半径ｒの距離にあるので、接合面７４，７５における基材層７０は、クラッシュリリーフ７１，７２が設けられていることにより回転中心Ｏから（半径ｒ＋深さｄ）の距離にある。

また、クラッシュリリーフ７１，７２のそれぞれの高さｈはいずれも、接合面７４，７５を下端面として水平面上に置いた場合に、その水平面からクラッシュリリーフが設けられている一方の端部までの高さである。

内周面７３の全面には厚みｔの被覆層７７が設けられている（ｔ＋ｒａ≦ｒ）。一般に、被覆層７７は、基材層７０よりも軟らかい樹脂などの材料が用いられる。半割軸受７は、被覆層７７を介して軸２に接する。クラッシュリリーフ７１，７２が設けられているため内周面７３の周方向の両端は、接合面７４，７５に至っておらず、被覆層７７はクラッシュリリーフ７１，７２の上に設けられていない。なお、内周面７３には周方向に沿って潤滑油を供給する溝（図示せず）と、この溝に潤滑油を外周面７９から供給する油孔（図示せず）とが形成されていてもよい。

図２に示すように、クラッシュリリーフ７１，７２が設けられていると、接合面７４，７５と軸２との間に空間が生じる。接合面７４，７５と軸２との間に空間があると、内周面７３に供給された潤滑油がその空間を通って外部に漏れ出し易くなる。

一方、図１に示すように、内周面１３にクラッシュリリーフが設けられておらず、基材層１０よりも軟らかい材料で構成された被覆層１７が内周面１３の全面（少なくとも２つの接合面１４，１５のいずれかに隣接する端部領域）を被覆していると、接合面１４，１５のいずれかにおいて軸２は、被覆層１７としゅう動し、軸２と半割軸受１との間には空間が生じ難い。したがって、内周面１３に供給された潤滑油は、被覆層１７に阻まれて接合面１４，１５と軸２との間から外部に漏れ出し難くなり、漏れ油量が抑制される。

また、被覆層１７は、基材層１０よりも軟らかいため、組付けの際に軸２や他の半割軸受から応力を受けたとしても、変形したり摩耗したりして、軸２や他の半割軸受と馴染む形状になる。つまり半割軸受１は、内周面１３の端部領域に被覆層１７を設けたことにより、他の半割軸受および軸２に組付けた場合に生じる力が吸収されるため、従来に比べて位置ずれや変形が生じ難くなる。

２．変形例
以上が実施形態の説明であるが、この実施形態の内容は以下のように変形し得る。また、以下の変形例を組み合わせてもよい。

２−１．被覆層が設けられる領域
上述した実施形態において、基材層１０の内周面１３の全面には樹脂を材料とする被覆層１７が設けられていたが、被覆層１７は内周面１３の全面に設けられていなくてもよく、内周面１３のうち接合面１４，１５のいずれかに隣接する端部領域を被覆していればよい。内周面１３の側に保持される潤滑油は、主に接合面１４，１５を介して外部に漏れ出るので、内周面１３の端部領域を被覆していれば漏れ油量の抑制効果が生じる。

２−２．被覆層が設けられる厚み
被覆層１７は、内周面１３の端部領域において、内周面１３の他の領域よりも厚く設けられていてもよい。また、被覆層１７は、内周面１３の端部領域において、軸２の周面よりも軸２の回転中心Ｏに近い位置まで設けられていてもよい。

被覆層１７のうち軸２の周面よりも軸２の回転中心Ｏに近い位置まで設けられた部分は、回転開始の際に軸２としゅう動するが、基材層１０の材料よりも軟らかい材料で構成されているため、軸２との摩擦で削られる。その結果、被覆層１７は、軸２と馴染む形状になり、漏れ油量が抑制される。

２−３．被覆層の製造方法
被覆層１７は、薬剤処理や熱処理などにより内周面１３の表面を改質して製造されてもよい。要するに、被覆層１７は、基材層１０よりも軟らかい材料で構成され、軸２と半割軸受１との摩擦抵抗を減らすものであればよい。

２−４．その他
上述した実施形態において軸２は、クランク軸（主軸）であったが、コネクティングロッドの軸であってもよい。また半割軸受１は、上方側のみに限らず下方側のものであってもよい。

１…半割軸受、１０…基材層、１３…内周面、１４，１５…接合面、１７…被覆層、１９…外周面、２…軸、７…半割軸受、７０…基材層、７１，７２…クラッシュリリーフ、７３…内周面、７４，７５…接合面、７７…被覆層、７９…外周面

Claims

対をなす他の半割軸受と突合せて全体として内周面の側に軸を収容する円筒状の軸受を形成する半割軸受であって、
前記他の半割軸受と突合せる２つの接合面および前記内周面を有し、クラッシュリリーフが設けられていない基材層と、
前記内周面のうち２つの前記接合面のいずれかに隣接する端部領域を被覆して前記軸としゅう動する、前記基材層よりも軟らかい材料で構成された被覆層と、
を有することを特徴とする半割軸受。
前記被覆層は、前記端部領域を含む、前記内周面の全面を被覆する
ことを特徴とする請求項１に記載の半割軸受。