JP2017215027A

JP2017215027A - 軸受

Info

Publication number: JP2017215027A
Application number: JP2016111006A
Authority: JP
Inventors: 幸隆村本; Yukitaka Muramoto
Original assignee: Taiho Kogyo Co Ltd
Current assignee: Taiho Kogyo Co Ltd
Priority date: 2016-06-02
Filing date: 2016-06-02
Publication date: 2017-12-07

Abstract

【課題】局所的な荷重を受ける使用環境においても局所的な損傷を抑制する。
【解決手段】軸受（１０）は、軸と摺動する摺動面（１１１）を有する軸受本体（１１）と、スラスト荷重を受けるスラスト面（１２１）を有し、軸受本体（１１）と一体成形されたワッシャ（１２、１３）と、内周面（１１１）とスラスト面（１２１）との間の一部に、軸の周方向に沿って形成された隙間（１４、１５、１６、１７）とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明はワッシャを有するすべり軸受に関する。

自動車等のエンジンにおいて用いられる軸受として、ワッシャ（フランジ）と半割軸受とを一体成形した軸受が知られている。例えば特許文献１には、半円筒形状を有する軸受本体の軸方向の両端にワッシャが一体成形された軸受が記載されている。この軸受においては、一端のワッシャの厚さと他端のワッシャの厚さとが異なっている。

特表２００８−５４２６５７号公報

軸受は使用環境によって局所的な荷重を受けることがある。特許文献１に記載された軸受は、局所的な荷重による局所的な疲労または焼付きのような損傷が発生することがあった。

これに対し本発明は、局所的な荷重を受ける使用環境においても局所的な損傷を抑制できる軸受を提供する。

本発明は、軸と摺動する内周面を有する軸受本体と、スラスト荷重を受けるスラスト面を有し、前記軸受本体と一体成形されたワッシャと、前記内周面と前記スラスト面との間の一部に、前記軸の周方向に沿って形成された隙間とを有する軸受を提供する。

前記軸受本体が半円筒の形状を有しており、前記隙間の一端が、前記軸受本体における前記周方向の端部に達していてもよい。

前記軸受本体と前記ワッシャとが、前記周方向の中心において接続されていてもよい。

前記軸受本体が半円筒の形状を有しており、前記隙間が、前記軸受本体における前記周方向の中心を通ってもよい。

本発明によれば、軸受本体とワッシャとが一体成形された軸受において、局所的な荷重を受ける使用環境においても局所的な損傷を抑制することができる。

一実施形態に係る軸受１の外観を例示する図。半割軸受１０の構造を例示する図。図２のＡ−Ａ断面における構造を例示する図。半割軸受１０に局所的なスラスト荷重がかかった例を示す図。半割軸受１０の構造の別の例を示す図。半割軸受１０の構造のさらに別の例を示す図。半割軸受１０の構造のさらに別の例を示す図。

図１は、一実施形態に係る軸受１の外観を例示する図である。軸受１は、軸９を支持するためのものであり、２つの半割軸受、半割軸受１０および半割軸受２０を組み合わせた軸受である。軸９は回転する軸、例えばエンジンのクランクシャフトである。すなわち軸受１は、エンジンのいわゆる主軸受として用いられる軸受である。半割軸受１０は、軸受本体１１、ワッシャ１２、およびワッシャ１３を有する。軸受本体１１、ワッシャ１２、およびワッシャ１３は、一体成形されている。なお以下の説明において、軸９が延びる方向（図のｚ方向）を「軸方向」といい、軸９の回転に沿った方向（図のθ方向）を「周方向」といい、軸９の回転中心から放射状に延びる方向（図のｒ方向）を「径方向」という。

軸受本体１１は、半円筒の形状を有している。軸受本体１１は、内周面１１１、外周面１１２、合わせ面１１３、および合わせ面１１４を有する。外周面１１２は、ハウジング（図示略）により支持される。内周面１１１は、少なくともその一部が軸９と摺動する（すなわち内周面１１１は摺動面を含む）。合わせ面１１３および合わせ面１１４は、他の半割軸受２０と組み合わせるときに他の半割軸受２０と対向する面である。軸受本体１１の軸方向の一端（図の手前側）にはワッシャ１２が、他端（図の奥側）にはワッシャ１３が、それぞれ接続されている。

ワッシャ１２は、スラスト荷重を受けるスラスト軸受であり、半円形の板から径の小さい半円を抜いた形状（半ドーナツ型）を有する。ワッシャ１２は、スラスト面１２１および背面１２２を有する（背面１２２は図１では隠れていて見えない）。背面１２２は、ハウジング（図示略）により支持される。スラスト面１２１は、スラスト荷重を受けるための面である。スラスト面１２１には、油溝１２１１および油溝１２１２が形成されている。油溝１２１１および油溝１２１２は、軸受本体１１の内周面１１１からスラスト面１２１への潤滑油の供給経路として機能し、さらに潤滑油を保持するための溝である。なお、ワッシャ１３もワッシャ１２と同じ構造を有している。

図２は、半割軸受１０の構造を例示する図である。図の下段は正面図を、上段は平面図を、それぞれ示している。軸受本体１１とワッシャ１２との間の一部には、周方向に延びる隙間（スリット）１４および隙間１５が形成されている。なお、軸受本体１１、ワッシャ１２、およびワッシャ１３は一体成形されているので、軸受本体とワッシャ１２またはワッシャ１３との境界を厳密に定めることは難しい。「軸受本体１１とワッシャ１２との間」とは、具体的には、内周面１１１とスラスト面１２１との間を意味する。この例で、隙間１４の一端は、合わせ面１１３まで達している。隙間１４の他端は軸受本体１１の周方向の中心までは達していない。なお周方向の中心とは、合わせ面１１３から合わせ面１１４を結ぶ線を基準（０°）として角度θを定義した場合に、θ＝９０°である位置をいう。隙間１５は、一端が合わせ面１１４まで達しており、他端は周方向の中心までは達していない。また、内周面１１１とワッシャ１３との間には、周方向に延びる隙間１６および隙間１７が形成されている。隙間１６は、一端が合わせ面１１３まで達しており、他端は周方向の中心までは達していない。隙間１７は、一端が合わせ面１１４まで達しており、他端は周方向の中心までは達していない。

この例で、ワッシャ１２と軸受本体１１とは、周方向の中心（より詳細には中心を含む領域である接続部１８）においてのみ接続されており、他の領域においては離間している。隙間１４の周方向の距離Ｌｓ１および隙間１５の周方向の距離Ｌｓ２はいずれも、接続部１８の周方向の距離Ｌｃよりも長い（当然、距離Ｌｓ１および距離Ｌｓ２の和も、距離Ｌｃよりも長い）。なお、距離Ｌｓ１、距離Ｌｓ２、および距離Ｌｃは、想定されるスラスト荷重等に応じて決定されるものであり、これはあくまで一例である。

さらに、軸受本体１１は、油孔１９を有する。油孔１９は、潤滑油の出入口となる孔である。また、内周面１１１には、油溝１１１１が形成されている。油溝１１１１は、潤滑油の供給経路、例えばコンロッドベアリング（図示略）への潤滑油の供給経路として機能する。

図３は、図２のＡ−Ａ断面、すなわち隙間１４および隙間１６が形成されている領域における、軸方向に平行な断面の構造を例示する図である。この断面において、隙間１４および隙間１６は、径方向に沿って延びている（すなわち径方向に平行に形成されている）。換言すると、隙間１４および隙間１６は、内周面１１１から外周面１１２まで貫通している。図示は省略するが隙間１５および隙間１７についても同様である。

なお既に説明したように、軸受本体１１、ワッシャ１２、およびワッシャ１３は、それぞれ別体で形成したものを接合したのではなく、一体成形されたものである。したがって、「ワッシャ１２と軸受本体１１とが接続されている」とは、それぞれ独立した部品として形成されたワッシャ１２と軸受本体１１とが溶接等により接合されていることを意味するのではなく、ワッシャ１２と軸受本体１１との間で一体性または連続性が保たれていることをいう。また、「軸受本体１１とワッシャ１２との間に隙間が形成されている」とは、ワッシャ１２と軸受本体１１との間で一体性または連続性を乱す構造が形成されていることをいう。また、「ワッシャ１２と軸受本体１１との間」とは、スラスト面１２１と内周面１１１との間をいう。

本願発明者らの研究によれば、エンジン軸受においては、ワッシャの特定の位置が損傷しやすいことが分かった。これは、ワッシャの特定の位置にスラスト荷重が集中する傾向があることを意味している。具体的に損傷する箇所は使用環境に応じて異なるが、ある種の軸受においては合わせ面近傍が損傷しやすいこと、すなわち合わせ面近傍にスラスト荷重が集中しやすいことが分かっている。

図４は、半割軸受１０に局所的なスラスト荷重がかかった例を示す図である。ここでは、スラスト面１３１において合わせ面１１３の近傍が局所的な荷重Ｆを受けた例を示している。荷重Ｆによりワッシャ１３は弾性変形するが、本実施形態では隙間１６があることにより、（隙間１６が無い例と比較して）より大きな弾性変形が可能である。この弾性変形により局所的な荷重を他の箇所に逃がすことができ、合わせ面１１３の近傍におけるワッシャ１３の損傷を抑制することができる。

半割軸受１０は、例えば、裏金およびライニング層を積層したバイメタルにより形成される。裏金は、例えば半割軸受１０に機械的強度を与えるための層であり、例えば鋼により形成される。ライニング層は、摺動面またはスラスト面として露出し、例えば摺動特性を調整するための層であり、例えばアルミニウム合金や銅合金により形成される。なお、半割軸受１０の材料の構造はこれに限定されない。例えば、半割軸受１０は鋼等の単層の材料により形成されていてもよい。あるいは、ライニング層の上に樹脂を含むコーティング層が形成されてもよい。

半割軸受１０は、例えば以下のように製造される。まず、板材に対する曲げ加工により、ワッシャ１２およびワッシャ１３となる部分が形成される。次に、その板材が、さらに半円筒形状に曲げ加工される。続いて、切削加工により、隙間１４〜１７が形成される。

なお半割軸受２０の構造について詳細な説明は省略するが、例えば、半割軸受２０は、油孔１９および油溝１１１１を有さない点以外は半割軸受１０と同じ構造を有している。

本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。以下、変形例をいくつか説明する。以下の変形例のうち２つ以上のものが組み合わせて用いられてもよい。

図５は、半割軸受１０の構造の別の例を示す図である。軸受本体１１とワッシャ１２との間の隙間の数および位置並びに接続部の数および位置は、図２の例に限定されない。図２の例と対比すると、図５の例は、接続部１８を有しておらず、隙間２１並びに接続部２２および接続部２３を有する。隙間２１は、軸受本体１１とワッシャ１２との間の、周方向の中心を通っている。本願発明者らの研究によれば、ある種の軸受においては合わせ面近傍に加えて、周方向の中心近傍が損傷しやすいこと、すなわち合わせ面近傍および周方向の中心近傍にスラスト荷重が集中しやすいことが分かっている。周方向の中心を通る隙間２１を形成することにより、周方向の中心近傍におけるワッシャ１２の損傷を抑制することができる。ワッシャ１３についても同様である。

図６は、半割軸受１０の構造のさらに別の例を示す図である。軸方向に平行な断面における隙間１４および隙間１６の向きは、図３の例に限定されない。図６の例では、隙間１４および隙間１６は、軸方向に沿って延びている（すなわち軸方向に平行に形成されている）。この例によれば、ワッシャ１２またはワッシャ１３が軸方向に変位しても軸受本体１１と接触することがないので、より大きな変位マージンを得ることができる。隙間１５および隙間１７についても同様である。

図７は、半割軸受１０の構造のさらに別の例を示す図である。隙間１４および隙間１６は、内周面１１１から外周面１１２まで貫通しておらず、一方側にのみ形成されていてもよい。図７の例では、隙間１４および隙間１６が外周面１１２側に形成されており、内周面１１１までは貫通していない。この例においても、弾性変形によるワッシャ１２またはワッシャ１３の変位量は、隙間１４および隙間１６が形成されていない例よりも大きくなり、スラスト面の損傷を抑制することができる。

半割軸受１０の具体的形状は実施形態で例示したものに限定されない。例えば、軸受本体１１は、油孔１９および油溝１１１１を有していなくてもよい。また、軸受本体１１の形状は、円筒形、１／３円筒形、１／４円筒形など、半円筒形以外の形状であってもよい。ワッシャ１２のスラスト面に形成される油溝の形状および数は図２で例示したものに限定されない。さらに、半割軸受１０の用途は、エンジンの主軸受に限定されない。例えばコンロッド軸受等、他の用途に用いられてもよい。

１…軸受
１０…半割軸受
１１…軸受本体
１１１…内周面
１１１１…油溝
１１２…外周面
１２…ワッシャ
１２１…スラスト面
１２１１…油溝
１２１２…油溝
１２２…背面
１３…ワッシャ
１４…隙間
１５…隙間
１６…隙間
１７…隙間
１８…接続部
１９…油孔
２１…隙間
２２…接続部
２３…接続部
２０…半割軸受
９…軸

Claims

軸と摺動する内周面を有する軸受本体と、
スラスト荷重を受けるスラスト面を有し、前記軸受本体と一体成形されたワッシャと、
前記内周面と前記スラスト面との間の一部に、前記軸の周方向に沿って形成された隙間と
を有する軸受。
前記軸受本体が半円筒の形状を有しており、
前記隙間の一端が、前記軸受本体における前記周方向の端部に達している
ことを特徴とする請求項１に記載の軸受。
前記軸受本体と前記ワッシャとが、前記周方向の中心において接続されている
ことを特徴とする請求項２に記載の軸受。
前記軸受本体が半円筒の形状を有しており、
前記隙間が、前記軸受本体における前記周方向の中心を通る
ことを特徴とする請求項１に記載の軸受。