JP2017207108A - 軸受部材 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の軸受部材及び軸部材間の摩擦抵抗を減少させることによって、フリクションを低減することができる軸受部材を提供すること。【解決手段】軸受部材１１は、第１の領域（０°〜９０°）、第２の領域（９０°〜１８０°）、第３の領域（１８０°〜２７０°）および第４の領域（２７０°〜３６０°）に設けられた複数の凹部を有する。第１の領域（０°〜９０°）および第４の領域（２７０°〜３６０°）は、それぞれ、凹部１２の密度が９０°から０°または２７０°から３６０°に向かって連続的または段階的に減少する分布を有する。第２の領域（９０°〜１８０°）および第３の領域（１８０°〜２７０°）は、それぞれ、凹部１２の密度が９０°から１８０°または２７０°から１８０°に向かって連続的または段階的に減少する分布を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、ピストン往復動型の内燃機関のクランクシャフトまたはクランクピンを支持する軸受部材に関する。

ピストン往復動型内燃機関は自動車用或いは船舶用内燃機関として広く採用されている。この内燃機関の燃費を向上するために、エンジン部品の各部位におけるフリクションを低減する技術が活発に開発されている。中でも、クランクシャフトまたはクランクピンのような回転する軸部材と、その軸部材を回転摺動可能に支持する軸受部材との間のフリクションを低減することは、重要である。

例えば、従来から、すべり軸受としてのジャーナルベアリング内面の荷重集中部位を挟む両側の領域に、撥油性の高い部分を設けることによって、荷重集中部位に十分な油膜圧力を発生させ、以て、潤滑油の粘性抵抗による摩擦損失を低減する技術が知られている（特許文献１を参照。）。

特開２０１１−０５２７４７号公報

クランクシャフトまたはクランクピンからなる軸部材をすべり軸受である軸受部材にて支持する場合、軸部材と軸受部材との間の潤滑形態は、流体潤滑、混合潤滑及び境界潤滑の何れかになる。ストライベック線図によれば、粘度（η）×すべり速度（Ｖ）／面圧（Ｐ）の値が大きくなるに従い、その潤滑形態は、境界潤滑、混合潤滑、流体潤滑の順に変化する。

摩擦抵抗（μ）は、境界潤滑、混合潤滑、流体潤滑の順に小さくなるため、軸受部材及び軸部材間の潤滑形態は、流体潤滑であることが好ましい。流体潤滑では、軸受部材及び軸部材の接触面積（潤滑油によって分離された相対する摩擦面面積）が増加するほど摩擦抵抗（μ）が大きくなる。

したがって、摩擦抵抗（μ）を小さくするためには、軸受部材の内面にディンプル等のテクスチャーを設けて接触面積を減らすことが好ましい。一方で、接触面積を減らしすぎると、軸受部材が受ける面圧（Ｐ）が大きい領域では潤滑形態が流体潤滑から境界潤滑に移行してしまい、摩擦抵抗（μ）が逆に大きくなってしまう。

本発明は上述した課題に対処するためになされた。即ち、本発明の目的の一つは、内燃機関の軸受部材及び軸部材間の摩擦抵抗を減少させることによって、フリクションを低減することができる軸受部材を提供することにある。

本発明は、内燃機関のピストンに連結されるクランクピンまたは前記内燃機関のクランクシャフトである軸部材を支持し、前記軸部材が回転摺動する軸受表面を有する軸受部材（１１）であって、
前記軸部材の回転軸方向と直交する平面にて前記軸受部材を切断した断面において、前記内燃機関のシリンダボアの中心軸線上であって且つ前記ピストンが上死点位置にあるときに前記シリンダボア側に位置する前記軸受部材の円周上の位置を軸受角度０°として前記軸部材の回転方向に０°〜３６０°の軸受角度を取り、軸受角度０°〜９０°に対応する前記軸受表面を第１の領域（０°〜９０°）、軸受角度９０°〜１８０°に対応する前記軸受表面を第２の領域（９０°〜１８０°）、軸受角度１８０°〜２７０°に対応する前記軸受表面を第３の領域（１８０°〜２７０°）、軸受角度２７０°〜３６０°に対応する前記軸受表面を第４の領域（２７０°〜３６０°）と区分した場合において、
前記第１の領域（０°〜９０°）、前記第２の領域（９０°〜１８０°）、前記第３の領域（１８０°〜２７０°）及び前記第４の領域（２７０°〜３６０°）のうちの少なくとも１つの領域に複数の凹部（１２）が設けられ、
前記複数の凹部（１２）が設けられた領域が前記第１の領域（０°〜９０°）である場合には、前記第１の領域（０°〜９０°）の単位表面積に対する前記凹部の開口端面の面積の総和の百分率が、９０°から０°に向かって連続的または段階的に減少する分布を有し、
前記複数の凹部（１２）が設けられた領域が前記第２の領域（９０°〜１８０°）である場合には、前記第２の領域（９０°〜１８０°）の単位表面積に対する前記凹部の開口端面の面積の総和の百分率が、９０°から１８０°に向かって連続的または段階的に減少する分布を有し、
前記複数の凹部（１２）が設けられた領域が前記第３の領域（１８０°〜２７０°）である場合には、前記第３の領域（１８０°〜２７０°）の単位表面積に対する前記凹部の開口端面の面積の総和の百分率が、２７０°から１８０°に向かって連続的または段階的に減少する分布を有し、
前記複数の凹部（１２）が設けられた領域が前記第４の領域（２７０°〜３６０°）である場合には、前記第４の領域（２７０°〜３６０°）の単位表面積に対する前記凹部の開口端面の面積の総和の百分率が、２７０°から３６０°に向かって連続的または段階的に減少する分布を有する軸受部材である。

以下の説明では、「単位表面積に対する凹部の開口端面の面積の総和の百分率（｛凹部の開口端面の面積の総和÷単位表面積｝×１００％）」を「凹部の密度或いは凹部密度」と称する。クランクシャフトまたはクランクピンである軸部材を支持する軸受部材では、軸受角度０°の位置（＝３６０°の位置）及び軸受角度１８０°の位置に燃焼荷重や慣性荷重等の大きな荷重が加わる傾向にある。一方で、軸受角度９０°の位置及び軸受角度２７０°の位置には、大きな荷重は加わらない傾向にある。

すなわち、軸受部材に加わる荷重の大きさは、軸受角度０°（＝３６０°）または１８０°で最大となり、９０°または２７０°に近くなるに従い小さくなる傾向にある。より詳細に述べると、第１の領域（０°〜９０°）では、軸受角度９０°の位置から軸受角度０°の位置に向かって荷重が大きくなる傾向にある。第２の領域（９０°〜１８０°）では、軸受角度９０°の位置から軸受角度１８０°の位置に向かって荷重が大きくなる傾向にある。第３の領域（１８０°〜２７０°）では、軸受角度２７０°の位置から軸受角度１８０°の位置に向かって荷重が大きくなる傾向にある。第４の領域（２７０°〜３６０°）では、軸受角度２７０°の位置から軸受角度３６０°の位置に向かって荷重が大きくなる傾向にある。

このような軸受部材に加わる荷重の大きさの分布に対して、本発明では、第１の領域（０°〜９０°）に凹部を設ける場合には、凹部の密度が９０°から０°に向かって連続的または段階的に減少する分布を有するように凹部を設ける。第２の領域（９０°〜１８０°）に凹部を設ける場合には、凹部の密度が９０°から１８０°に向かって連続的または段階的に減少する分布を有するように凹部を設ける。第３の領域（１８０°〜２７０°）に凹部を設ける場合には、凹部の密度が２７０°から１８０°に向かって連続的または段階的に減少する分布を有するように凹部を設ける。第４の領域（２７０°〜３６０°）に凹部を設ける場合には、凹部の密度が２７０°から３６０°に向かって連続的または段階的に減少する分布を有するように凹部を設ける。

このような構成を有する本発明によれば、軸受部材に加わる荷重が大きい領域では、凹部の密度を小さくして軸部材との接触面積を増加させることにより、潤滑形態が流体潤滑から境界潤滑へと変化してしまう可能性を低くし、以て、摩擦抵抗の増大を防止できる。軸受部材に加わる荷重が小さい領域では、凹部の密度を大きくして軸部材との接触面積を減少させることによって、摩擦抵抗を低減できる。以上によって、境界潤滑が発生しない範囲で（換言すると、潤滑形態を流体潤滑に維持しながら）より摩擦抵抗を低減でき、その結果、フリクションを低減することができる。

図１（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る軸受部材の概略断面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示した軸受部材の展開図である。 図２（ａ）は、凹部の形状を示す概略平面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示した凹部の概略断面図である。 図３（ａ）は、軸受部材の凹部密度の分布の具体例を示す展開図である。図３（ｂ）は、軸受部材の概略断面図である。 図４は、軸受部材の概略断面図である。 図５は、軸受部材の概略断面図である。 図６（ａ）は、凹部の形状の変形例を示す概略平面図である。図６（ｂ）は、凹部の形状の変形例を示す概略平面図である。 図７（ａ）は、凹部の変形例を示す概略平面図である。図７（ｂ）は、凹部の変形例を示す概略平面図である。図７（ｃ）は、凹部の変形例を示す概略平面図である。

以下、本発明の各実施形態に係る軸受部材について図面を参照しながら説明する。実施形態の全図において、同一または対応する部分には同一の符号を付す。なお、以下に説明する実施形態等は本発明の好適な具体例であり、本発明の内容はこれらの実施形態等に限定されない。

＜第１実施形態＞
図１（ａ）および図１（ｂ）に示したように、本発明の第１実施形態に係る軸受部材１１（以下、「第１軸受部材」と称呼される場合がある。）は、円筒を軸方向と平行に半割した形状を有する２つの半割部１１ａ及び１１ｂを組み合わせた構造を有する。

第１軸受部材１１は、ピストン往復動型内燃機関の軸部材（図示省略）を支持するすべり軸受である。軸部材は、ピストン往復動型内燃機関のクランクシャフトまたは同内燃機関のクランクピンであり、第１軸受部材１１は、クランクシャフトを支持するメインベアリングまたはクランクピンを支持するコンロッドベアリングである。軸受部材１１と軸部材との間には、潤滑油（図示省略）が介在し、軸受部材１１と軸部材との間の潤滑形態は流体潤滑となっている。

なお、第１軸受部材１１の回転軸方向と直交する平面にて第１軸受部材１１を切断した断面において、内燃機関のシリンダボア（図示省略）の中心軸線上であって且つピストン（図示省略）が上死点位置にあるときにシリンダボア側に位置する第１軸受部材１１の位置を軸受角度０°とする。矢印に示す軸部材の回転方向に軸受角度を取る。軸受角度０°〜９０°に対応する第１軸受部材１１の内面を第１の領域（０°〜９０°）と称する。軸受角度９０°〜１８０°に対応する第１軸受部材１１の内面を第２の領域（９０°〜１８０°）と称する。軸受角度１８０°〜２７０°に対応する第１軸受部材１１の内面を第３の領域（１８０°〜２７０°）と称する。軸受角度２７０°〜３６０°に対応する第１軸受部材１１の内面を第４の領域（２７０°〜３６０°）と称する。０°の位置と３６０°の位置とは同じである。

第１軸受部材１１は、軸部材が回転摺動する軸受表面となる内面を有する。第１軸受部材１１の内面には、互いに離間した複数の凹部１２が設けられている。

図２（ａ）および図２（ｂ）に示したように、複数の凹部１２は、それぞれ、円形の開口端面を有する。凹部１２の円形の開口端面は、０．０１ｍｍ〜１．０ｍｍの直径Ｄを有し、且つ、０．００１ｍｍ〜０．１ｍｍの凹み深さｈを有する。複数の凹部１２は、規則的に配置されている。より具体的に述べると、複数の凹部１２は、矢印で示した軸部材が摺動する方向（「軸部材摺動方向」と称する。）に並び、且つ、軸部材摺動方向と直交する方向に並ぶマトリックス状に配置されている。

凹部１２は、第１の領域（０°〜９０°）、第２の領域（９０°〜１８０°）、第３の領域（１８０°〜２７０°）及び第４の領域（２７０°〜３６０°）の各領域に設けられている。各領域において、凹部１２は、各領域の一部分に設けられている。

凹部１２が設けられた各領域では、凹部１２の密度は、９０°から０°に近づくにつれ、２７０°から３６０°に近づくにつれ、９０°から１８０°に近づくにつれ、更に、２７０°から１８０°に近づくにつれ、段階的（但し、連続的であってもよい）に減少する分布を有する。

具体的に述べると、第１の領域（０°〜９０°）には、９０°から０°に向かって、領域ｂ１、領域ａ１、領域Ｘ１の順で、段階的に凹部１２の密度が減少するように凹部１２が設けられている。第２の領域（９０°〜１８０°）には、９０°から１８０°に向かって、領域ｄ１、領域ｃ１、領域Ｘ１’の順で、段階的に凹部１２の密度が減少するように凹部１２が設けられている。第３の領域（１８０°〜２７０°）には、２７０°から１８０°に向かって、領域ｄ２、領域ｃ２、領域Ｘ２の順で、段階的に凹部１２の密度が減少するように凹部１２が設けられている。第４の領域（２７０°〜３６０°）には、２７０°から３６０°に向かって、領域ｂ２、領域ａ２、領域Ｘ２’の順で、段階的に凹部１２の密度が減少するように凹部が設けられている。

より具体的に述べると、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示したように、以下に述べる凹部１２の配置領域の面積及び凹部密度で、第１〜第４の各領域に凹部１２が設けられている。なお、以下の説明において「領域（Ｘ°〜Ｙ°）」と表記した場合には、「軸受角度Ｘ°〜Ｙ°に対応する軸受部材１１の内面」を意味する。

［第１の領域（０°〜９０°）］
領域Ｘ１：
領域Ｘ１では、凹部１２の配置領域の面積はＳ０であり、凹部１２の密度はＤ０％（例えば、０％）である。
領域ａ１：
領域ａ１では、凹部１２の配置領域の面積はＳ１であり、凹部１２の密度はＤ１％（Ｄ１＞Ｄ０、例えば５％）である。
領域ｂ１：
領域ｂ１では、凹部１２の配置領域の面積はＳ２であり、凹部１２の密度はＤ２％（Ｄ２＞Ｄ１、例えば１０％）である。
領域Ｘ１は、例えば領域（０°〜３０°）であり、領域ａ１は、例えば領域（３０°〜６０°）であり、領域ｂ１は、例えば領域（６０°〜９０°）である。

［第２の領域（９０°〜１８０°）］
領域ｄ１：
領域ｄ１では、凹部１２の配置領域の面積はＳ２であり、凹部１２の密度はＤ２％（Ｄ２＞Ｄ１、例えば１０％）である。
領域ｃ１：
領域ｃ１では、凹部１２の配置領域の面積はＳ１であり、凹部１２の密度はＤ１％（Ｄ１＞Ｄ０、例えば５％）である。
領域Ｘ１’：
領域Ｘ１’では、凹部１２の配置領域の面積はＳ０であり、凹部１２の密度はＤ０％（例えば０％）である。
領域ｄ１は、例えば領域（９０°〜１２０°）であり、領域ｃ１は、例えば領域（１２０°〜１５０°）であり、領域Ｘ１’は、例えば領域（１５０°〜１８０°）である。

［第３の領域（１８０°〜２７０°）］
領域Ｘ２：
領域Ｘ２では、凹部１２の配置領域の面積はＳ０であり、凹部１２の密度はＤ０％（例えば、０％）である。
領域ｃ２：
領域ｃ２では、凹部１２の配置領域の面積はＳ１であり、凹部１２の密度はＤ１％（Ｄ１＞Ｄ０、例えば５％）である。
領域ｄ２：
領域ｄ２では、凹部１２の配置領域の面積はＳ２であり、凹部１２の密度はＤ２％（Ｄ２＞Ｄ１、例えば１０％）である。
領域Ｘ２は、例えば領域（１８０°〜２１０°）であり、領域ｃ２は、例えば領域（２１０°〜２４０°）であり、領域ｄ２は、例えば領域（２４０°〜２７０°）である。

［第４の領域（２７０°〜３６０°）］
領域ｂ２：
領域ｂ２では、凹部１２の配置領域の面積はＳ２であり、凹部１２の密度はＤ２％（Ｄ２＞Ｄ１、例えば１０％）である。
領域ａ２：
領域ａ２では、凹部１２の配置領域の面積はＳ１であり、凹部１２の密度はＤ１％（Ｄ１＞Ｄ０、例えば５％）である。
領域Ｘ２’：
領域Ｘ２’では、凹部１２の配置領域の面積はＳ０であり、凹部１２の密度はＤ０％（例えば０％）である。
領域ｂ２は、例えば領域（２７０°〜３００°）であり、領域ａ２は、例えば領域（３００°〜３３０°）であり、領域Ｘ２’は、例えば領域（３３０°〜３６０°）である。

（凹部の点対称性）
第１軸受部材１１では、軸部材の回転軸方向と直交する平面にて、対角関係にある領域組（すなわち、下記２つの領域組）が、それぞれ、凹部１２の配置領域の面積及び密度について、円周の中心点Ｒを対称点とした点対称性を有する。
・領域組：第１の領域（０°〜９０°）及び第３の領域（１８０°〜２７０°）
・領域組：第２の領域（９０°〜１８０°）及び第４の領域（２７０°〜３６０°）

具体的に述べると、第１の領域（０°〜９０°）及び第３の領域（１８０°〜２７０°）では、以下に述べる各領域の凹部１２の配置領域の面積及び凹部密度が同じであるので、この領域組は点対称性を有する。

領域Ｘ１及び領域Ｘ２の、凹部１２の配置領域の面積及び凹部密度が、それぞれ面積Ｓ０、密度Ｄ０％であって同じである。領域ａ１及び領域ｃ２の、凹部１２の配置領域の面積及び密度が、それぞれ面積Ｓ１、密度Ｄ１％であって同じである。領域ｂ１及び領域ｄ２の、凹部１２の配置領域の面積及び凹部密度が、それぞれ面積Ｓ２、密度Ｄ２％であって同じである。

第２の領域（９０°〜１８０°）及び第４の領域（２７０°〜３６０°）では、以下に述べる各領域の凹部１２の配置領域の面積及び凹部密度が同じであるので、この領域組は点対称性を有する。

領域ｄ１及び領域ｂ２の、凹部１２の配置領域の面積及び凹部密度が、それぞれ面積Ｓ２、密度Ｄ２％であって同じである。領域ｃ１及び領域ａ２の、凹部１２の配置領域の面積及び凹部密度が、それぞれ面積Ｓ１、密度Ｄ１％であって同じである。領域Ｘ１’及び領域Ｘ２’の、凹部１２の配置領域の面積及び凹部密度が、それぞれ面積Ｓ０、密度Ｄ０％であって同じである。

（凹部の線対称性）
第１軸受部材１１では、軸部材の回転軸方向と直交する平面にて、軸部材の回転方向において隣接する２つの領域からなる下記領域組が、それぞれ、下記直線を対称軸として、凹部１２の配置領域の面積及び凹部密度について、線対称性を有する。
・領域組：第１の領域（０°〜９０°）及び第２の領域（９０°〜１８０°）
対称軸：軸受角度９０°及び軸受角度２７０°を通る直線Ｌ２
・領域組：第３の領域（１８０°〜２７０°）及び第４の領域（２７０°〜３６０°）
対称軸：軸受角度９０°及び軸受角度２７０°を通る直線Ｌ２

具体的に述べると、第１の領域（０°〜９０°）及び第２の領域（９０°〜１８０°）では、以下に述べる各領域の凹部１２の配置領域の面積及び凹部密度が同じである。したがって、この領域組は、軸受角度９０°及び軸受角度２７０°を通る直線Ｌ２を対称軸とした線対称性を有する。

領域Ｘ１及び領域Ｘ１’の、凹部１２の配置領域の面積及び凹部密度が、それぞれ面積Ｓ０、密度Ｄ０％であって同じである。領域ａ１及び領域ｃ１の、凹部１２の配置領域の面積及び凹部密度が、それぞれ面積Ｓ１、密度Ｄ１％であって同じである。領域ｂ１及び領域ｄ１の、凹部１２の配置領域の面積及び凹部密度が、それぞれ面積Ｓ２、密度Ｄ２％であって同じである。

第３の領域（１８０°〜２７０°）及び第４の領域（２７０°〜３６０°）では、以下に述べる各領域の凹部１２の配置領域の面積及び凹部密度が同じである。したがって、この領域組は、軸受角度９０°及び軸受角度２７０°を通る直線Ｌ２を対称軸とした線対称性を有する。

領域Ｘ２及び領域Ｘ２’の、凹部１２の配置領域の面積及び凹部密度が、それぞれ面積Ｓ０、密度Ｄ０％であって同じである。領域ｃ２及び領域ａ２の、凹部１２の配置領域の面積及び凹部密度が、それぞれ面積Ｓ１、密度Ｄ１％であって同じである。領域ｄ２及び領域ｂ２の、凹部１２の配置領域の面積及び凹部密度が、それぞれ面積Ｓ２、密度Ｄ２％であって同じである。

第１軸受部材１１では、以下に述べる凹部１２の点対称性Ａ及び線対称性Ｂの両方を有することによって、第１軸受部材１１を構成する２つの半割部１１ａ及び１１ｂを、同一の部品で構成することができる。その結果、第１軸受部材１１の製造をより低コストで行うことができる。なお、第１軸受部材１１では、点対称性Ａ及び線対称性Ｂの少なくとも１つを有すれば、第１軸受部材１１を構成する２つの半割部１１ａ及び１１ｂを、同一の部品で構成することができる。
（点対称性Ａ）
・第１の領域（０°〜９０°）及び第３の領域（１８０°〜２７０°）の点対称性、並びに、第２の領域（９０°〜１８０°）及び第４の領域（２７０°〜３６０°）の点対称性
（線対称性Ｂ）
・第１の領域（０°〜９０°）及び第２の領域（９０°〜１８０°）の線対称性、並びに、第３の領域（１８０°〜２７０°）及び第４の領域（２７０°〜３６０°）の線対称性

なお、第１軸受部材１１は、上述の点対称性Ａ及び線対称性Ｂの両方を有するので、必然的に以下に述べる領域組が、凹部１２の配置領域の面積及び凹部密度について、下記直線を対称軸とした線対称性を有する。
・領域組：第１の領域（０°〜９０°）及び第４の領域（２７０°〜３６０°）
対称軸：軸受角度０°及び軸受角度１８０°を通る直線Ｌ１
・領域組：第２の領域（９０°〜１８０°）及び第３の領域（１８０°〜２７０°）
対称軸：軸受角度０°及び軸受角度１８０°を通る直線Ｌ１

（軸受部材の幅方向における凹部の線対称性）
第１軸受部材１１では、軸受部材１１の内面を幅方向において均等分割した２つの領域が、凹部１２の配置領域の面積及び凹部密度について、線対称性を有している。すなわち、この２つの領域は、軸受部材１１の内面の幅方向における中心線Ｌ０（図１（ｂ）中に図示）を対称軸とした線対称性を有している。これにより、第１軸受部材１１の取り付け間違いが発生する可能性を低減でき、その結果、製造しやすくなる。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態に係る軸受部材（以下、「第２軸受部材」と称呼される場合がある。）について説明する。この軸受部材は、以下の点のみにおいて第１軸受部材と相違している。
（１）第２軸受部材は、点対称性Ａのみを有し、線対称性Ｂを有していない。
（２）第２軸受部材では、第１の領域（０°〜９０°）及び第４の領域（２７０°〜３６０°）が線対称性を有していない。
（３）第２軸受部材では、第２の領域（９０°〜１８０°）及び第３の領域（１８０°〜２７０°）が線対称性を有していない。
以下、この相違点を中心として説明する。

図４に示したように、第２軸受部材１１では、以下に述べる凹部の配置領域の面積及び密度で、各領域に凹部１２が設けられている。

［第１の領域（０°〜９０°）］
領域Ｘ１：
領域Ｘ１では、凹部１２の配置領域の面積はＳ０であり、凹部１２の密度はＤ％（例えば０％）である。
領域ａ１：
領域ａ１では、凹部１２の配置領域の面積はＳ１であり、凹部１２の密度はＤ１％（Ｄ１＞Ｄ０）である。
領域ｂ１：
領域ｂ１では、凹部１２の配置領域の面積はＳ２であり、凹部１２の密度はＤ２％（Ｄ２＞Ｄ１）である。

［第２の領域（９０°〜１８０°）］
領域ｄ１：
領域ｄ１では、凹部１２の配置領域の面積はＳ２’（≠Ｓ２）であり、凹部１２の密度はＤ２’（≠Ｄ２）％（Ｄ２’＞Ｄ１’）である。
領域ｃ１：
領域ｃ１では、凹部１２の配置領域の面積はＳ１’（≠Ｓ１）であり、凹部１２の密度はＤ１’（≠Ｄ１）％（Ｄ１’＞Ｄ０’）である。
領域Ｘ１’：
領域Ｘ１’では、凹部１２の配置領域の面積はＳ０’（≠Ｓ０）であり、凹部１２の密度はＤ０’％（例えば０％）である。

［第３の領域（１８０°〜２７０°）］
領域Ｘ２：
領域Ｘ２では、凹部１２の配置領域の面積はＳ０であり、凹部１２の密度はＤ０％（例えば０％）である。
領域ｃ２：
領域ｃ２では、凹部１２の配置領域の面積はＳ１であり、凹部１２の密度はＤ１％（Ｄ１＞Ｄ０）である。
領域ｄ２：
領域ｄ２では、凹部１２の配置領域の面積はＳ２であり、凹部１２の密度はＤ２％（Ｄ２＞Ｄ１）である。

［第４の領域（２７０°〜３６０°）］
領域ｂ２：
領域ｂ２では、凹部１２の配置領域の面積はＳ２’であり、凹部１２の密度はＤ２’％（Ｄ２’＞Ｄ１’）である。
領域ａ２：
領域ａ２では、凹部１２の配置領域の面積はＳ１’であり、凹部１２の密度はＤ１’％（Ｄ１’＞Ｄ０’）である。
領域Ｘ２’：
領域Ｘ２’では、凹部１２の配置領域の面積はＳ０’であり、凹部１２の密度はＤ０’％（例えば０％）である。

第２軸受部材１１では、第１の領域（０°〜９０°）及び第３の領域（１８０°〜２７０°）が凹部１２の点対称性を有し、且つ、第２の領域（９０°〜１８０°）及び第４の領域（２７０°〜３６０°）が凹部１２の点対称性を有する。すなわち、第２軸受部材１１は、点対称性Ａを有する。これにより、第２軸受部材１１を構成する２つの半割部１１ａ及び１１ｂを、同一の部品で構成することができ、以て、第２軸受部材１１の製造を低コストで行うことができる。

第２軸受部材１１では、第１の領域（０°〜９０°）及び第２の領域（９０°〜１８０°）が凹部１２の線対称性を有していない、且つ、第３の領域（１８０°〜２７０°）及び第４の領域（２７０°〜３６０°）が凹部１２の線対称性を有していない。したがって、第２軸受部材１１では、上側半分及び下側半分に対して加わる荷重の分布が異なる場合、軸受部材１１に加わる荷重の大きさの分布により適切に対応した凹部１２を、点対称性Ａを維持できる範囲で形成できる。これにより、第２軸受部材１１及び軸部間の摩擦抵抗を低減することができる。

また、第２軸受部材１１では、第１の領域（０°〜９０°）及び第４の領域（２７０°〜３６０°）が凹部１２の線対称性を有していない、且つ、第２の領域（９０°〜１８０°）及び第３の領域（１８０°〜２７０°）が凹部１２の線対称性を有していない。したがって、第２軸受部材１１では、第２軸受部材１１の右側半分及び左側半分に対して加わる荷重の分布が異なる場合でも、軸受部材１１に加わる荷重の大きさの分布により適切に対応した凹部１２を、点対称性Ａを維持できる範囲で形成できる。これにより、第２軸受部材１１及び軸部間の摩擦抵抗を低減することができる。

＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態に係る軸受部材（以下、「第３軸受部材」と称呼される場合がある。）について説明する。この軸受部材は、以下の点のみにおいて第１軸受部材と相違している。
（１）第３軸受部材は、点対称性Ａを有していない、且つ、線対称性Ｂを有していない。
以下、この相違点を中心として説明する。

図５に示したように、第３軸受部材１１では、以下に述べる凹部１２の配置領域の面積及び密度で、各領域に凹部１２が設けられている。

［第１の領域（０°〜９０°）］
領域Ｘ１：
領域Ｘ１では、凹部１２の配置領域の面積はＳ０であり、凹部１２の密度はＤ％（例えば０％）である。
領域ａ１：
領域ａ１では、凹部１２の配置領域の面積はＳ１であり、凹部１２の密度はＤ１％（Ｄ１＞Ｄ０）である。
領域ｂ１：
領域ｂ１では、凹部１２の配置領域の面積はＳ２であり、凹部１２の密度はＤ２％（Ｄ２＞Ｄ１）である。

［第２の領域（９０°〜１８０°）］
領域ｄ１：
領域ｄ１では、凹部１２の配置領域の面積はＳ２’（≠Ｓ２）であり、凹部１２の密度はＤ２’（≠Ｄ２）％（Ｄ２’＞Ｄ１’）である。
領域ｃ１：
領域ｃ１では、凹部１２の配置領域の面積はＳ１’（≠Ｓ１）であり、凹部１２の密度はＤ１’（≠Ｄ１）％（Ｄ１’＞Ｄ０’）である。
領域Ｘ１’：
領域Ｘ１’では、凹部１２の配置領域の面積はＳ０’（≠Ｓ０）であり、凹部１２の密度はＤ０’％（例えば０％）である。

［第３の領域（１８０°〜２７０°）］
領域Ｘ２：
領域Ｘ２では、凹部１２の配置領域の面積はＳ０’（≠Ｓ０）であり、凹部１２の密度はＤ０’％（例えば０％）である。
領域ｃ２：
領域ｃ２では、凹部１２の配置領域の面積はＳ１’（≠Ｓ１）であり、凹部１２の密度はＤ１’％（Ｄ１’＞Ｄ０’）である。
領域ｄ２：
領域ｄ２では、凹部１２の配置領域の面積はＳ２’（≠Ｓ２）であり、凹部１２の密度はＤ２’％（Ｄ２’＞Ｄ１’）である。

［第４の領域（２７０°〜３６０°）］
領域ｂ２：
領域ｂ２では、凹部１２の配置領域の面積はＳ２であり、凹部１２の密度はＤ２％（Ｄ２＞Ｄ１）である。
領域ａ２：
領域ａ２では、凹部１２の配置領域の面積はＳ１であり、凹部１２の密度はＤ１％（Ｄ１＞Ｄ０）である。
領域Ｘ２’：
領域Ｘ２’では、凹部１２の配置領域の面積はＳ０であり、凹部１２の密度はＤ０％（例えば０％）である。

第３軸受部材１１は、点対称性Ａ及び線対称性Ｂを有していない。したがって、第３軸受部材１１では、第１軸受部材１１及び第２軸受部材のように、第３軸受部材１１を構成する２つの半割部１１ａ及び１１ｂが、同一の構成とはなっていない。

第３軸受部材１１では、第１の領域（０°〜９０°）及び第２の領域（９０°〜１８０°）が凹部１２の線対称性を有していない、且つ、第３の領域（１８０°〜２７０°）及び第４の領域（２７０°〜３６０°）が凹部１２の線対称性を有していない。したがって、第３軸受部材１１では、上側半分及び下側半分に対して加わる荷重の分布が異なる場合、軸受部材１１に加わる荷重の大きさの分布により適切に対応した凹部１２を、形成できる。これにより、第３軸受部材１１及び軸部間の摩擦抵抗をより低減することができる。

＜変形例＞
本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。

例えば、上述の実施形態において挙げた構成、方法、工程、形状、材料及び数値等はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料及び数値等を用いてもよい。

また、上述の実施形態の構成、方法、工程、形状、材料及び数値等は、本発明の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることができる。

各実施形態に係る軸受部材１１において、複数の凹部１２の配置は、規則的ではなくランダムであってもよい。

各実施形態に係る軸受部材１１において、凹部１２の開口端面の形状は、円形に限定されず、例えば、楕円形、多角形、図６（ａ）に示したＶ字状、図６（ｂ）に示した直線状等、種々の形状であってもよい。

図６（ａ）に示した凹部１２は、Ｖ字状の開口端面を有する。なお、Ｖ字状が多数連なった形状をヘリンボーン形状と称し、Ｖ字状の開口端面を有する複数の凹部１２をまとめて、ヘリンボーン形状の開口端面を有する凹部と総称する。

図６（ｂ）に示した凹部１２は、軸部材摺動方向に対して傾きを持つ直線状の開口端面を有する。なお、軸部材摺動方向に対して傾きを持つ直線状の開口端面を有する複数の凹部１２をまとめて、スパイラル形状の開口端面を有する凹部と総称する。

各実施形態に係る軸受部材１１において、図７（ａ）〜図７（ｃ）に示したように、軸受表面となる内面に、互いに離間した複数の凹部１２と凹部１２間を連通する溝状凹部１２ａとを有していてもよい。複数の凹部１２間を溝状凹部１２ａで連通させることによって、離間して設けられている複数の凹部１２間で潤滑油が流動しやすくなり、以て、潤滑油が切れる可能性を低くすることができる。

溝状凹部１２ａを設ける方向は、種々の方向を採用でき、どの方向で溝状凹部１２ａを連通させるかによって、凹部１２間を流れる潤滑油の方向を制御できる。

図７（ａ）に示した軸受部材１１では、矢印に示す軸部材摺動方向に沿って、隣り合う凹部１２間を連通する溝状凹部１２ａが設けられている。図７（ｂ）に示した軸受部材１１では、矢印に示す軸部材摺動方向から傾いた方向に沿って隣り合う凹部１２間を連通する溝状凹部１２ａが設けられている。図７（ｃ）に示した軸受部材１１では、矢印に示す軸部材摺動方向に対して垂直な方向に沿って隣り合う凹部１２間を連通する溝状凹部１２ａが設けられている。

各実施形態に係る軸受部材１１において、軸受部材１１の内面を幅方向において均等分割した２つの領域が、凹部１２の配置領域の面積及び凹部密度について、線対称性を有していなくてもよい。軸受部材１１の幅方向は、クランクシャフトまたはピストンピンである軸部材の軸線方向に相当する。ピストンの形状や片当たりの発生等によっては、軸受部材１１に加わる荷重が異なる場合がある。この場合には、負荷に応じた適切な凹部１２を、軸受部材１１の内面に形成することによって、摩擦抵抗をより低減することができ、以て、より一層、フリクションを低減することができる。

各実施形態に係る軸受部材１１において、領域Ｘ１、領域Ｘ１’、領域Ｘ２及び領域Ｘ２’の少なくとも１つの領域には、凹部１２が設けられていてもよい（すなわち、凹部１２の密度が０％より大きくてもよい）。

各実施形態に係る軸受部材１１において、軸受部材１１の内面には、凹部１２に加えて、オイル溝がさらに設けられていてもよい。

各実施形態に係る軸受部材１１において、凹部１２は、第１の領域（０°〜９０°）、第２の領域（９０°〜１８０°）、第３の領域（１８０°〜２７０°）及び第４の領域（２７０°〜３６０°）の１つ、２つまたは３つの領域のみに設けられていてもよい。

各実施形態に係る軸受部材１１において、凹部１２の密度は、連続的に減少する分布を有していてもよい。すなわち、凹部１２の密度は、９０°から０°に近づくにつれ、２７０°から３６０°に近づくにつれ、９０°から１８０°に近づくにつれ、更に、２７０°から１８０°に近づくにつれ、連続的に減少する分布を有していてもよい。

１１…軸受部材、１１ａ、１１ｂ…半割部、１２…凹部、１２ａ…溝状凹部

Claims (1)

1. 内燃機関のピストンに連結されるクランクピンまたは前記内燃機関のクランクシャフトである軸部材を支持し、前記軸部材が回転摺動する軸受表面を有する軸受部材であって、
   前記軸部材の回転軸方向と直交する平面にて前記軸受部材を切断した断面において、前記内燃機関のシリンダボアの中心軸線上であって且つ前記ピストンが上死点位置にあるときに前記シリンダボア側に位置する前記軸受部材の円周上の位置を軸受角度０°として前記軸部材の回転方向に０°〜３６０°の軸受角度を取り、軸受角度０°〜９０°に対応する前記軸受表面を第１の領域（０°〜９０°）、軸受角度９０°〜１８０°に対応する前記軸受表面を第２の領域（９０°〜１８０°）、軸受角度１８０°〜２７０°に対応する前記軸受表面を第３の領域（１８０°〜２７０°）、軸受角度２７０°〜３６０°に対応する前記軸受表面を第４の領域（２７０°〜３６０°）と区分した場合において、
   前記第１の領域（０°〜９０°）、前記第２の領域（９０°〜１８０°）、前記第３の領域（１８０°〜２７０°）及び前記第４の領域（２７０°〜３６０°）のうちの少なくとも１つの領域に複数の凹部が設けられ、
   前記複数の凹部が設けられた領域が前記第１の領域（０°〜９０°）である場合には、前記第１の領域（０°〜９０°）の単位表面積に対する前記凹部の開口端面の面積の総和の百分率が、９０°から０°に向かって連続的または段階的に減少する分布を有し、
   前記複数の凹部が設けられた領域が前記第２の領域（９０°〜１８０°）である場合には、前記第２の領域（９０°〜１８０°）の単位表面積に対する前記凹部の開口端面の面積の総和の百分率が、９０°から１８０°に向かって連続的または段階的に減少する分布を有し、
   前記複数の凹部が設けられた領域が前記第３の領域（１８０°〜２７０°）である場合には、前記第３の領域（１８０°〜２７０°）の単位表面積に対する前記凹部の開口端面の面積の総和の百分率が、２７０°から１８０°に向かって連続的または段階的に減少する分布を有し、
   前記複数の凹部が設けられた領域が前記第４の領域（２７０°〜３６０°）である場合には、前記第４の領域（２７０°〜３６０°）の単位表面積に対する前記凹部の開口端面の面積の総和の百分率が、２７０°から３６０°に向かって連続的または段階的に減少する分布を有する軸受部材。

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