JP2018087582A

JP2018087582A - スラストワッシャ

Info

Publication number: JP2018087582A
Application number: JP2016229947A
Authority: JP
Inventors: 唯志難波; Tadashi Namba
Original assignee: Taiho Kogyo Co Ltd
Current assignee: Taiho Kogyo Co Ltd
Priority date: 2016-11-28
Filing date: 2016-11-28
Publication date: 2018-06-07

Abstract

【課題】スラストワッシャにおいてワッシャの内周側面を介した潤滑油の供給を向上させる。【解決手段】ワッシャ３１は、スラスト面３１１、背面３１２、スラスト面３１１から背面３１２まで貫通する孔、およびその孔側の内周側面３１４を有するワッシャ本体３１９と、内周側面３１４に形成され、少なくともスラスト面３１１と連通する溝３１４１とを有する。【選択図】図４

Description

本発明はスラストワッシャに関する。

自動車のエンジン等においてスラスト荷重を受けるための摺動部材が知られている。特許文献１には、スラスト面に油溝が形成されたワッシャが記載されている。特許文献２には、ワッシャは記載されていないものの、摺動面に軸方向溝が形成された軸受が記載されている。

特開２００２−１４７４４２号公報特開２００５−３３７３８１号公報

特許文献１の技術によっては、ワッシャの内周側面を介した潤滑油の供給が十分でない場合があった。
これに対し本発明は、スラストワッシャにおいてワッシャの内周側面を介した潤滑油の供給を向上させる技術を提供する。

本発明は、スラスト面、背面、当該スラスト面から当該背面まで貫通する孔、および当該孔側の側面を有するスラストワッシャ本体と、前記側面に形成され、少なくとも前記スラスト面と連通する溝とを有するスラストワッシャを提供する。

前記溝は、前記孔を通るシャフトの回転方向に沿って前記スラスト面に対して斜めに形成されてもよい。

前記溝は、前記背面に連通してもよい。

前記溝は、前記側面において複数形成され、前記複数の溝は、前記側面において等間隔で配置されてもよい。

前記スラストワッシャ本体は、樹脂で形成されてもよい。

本発明によれば、スラストワッシャにおいてワッシャの内周側面を介した潤滑油の供給を向上させることができる。

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ｚ軸に平行な断面の模式図。ワッシャ３１の外観を例示する三面図。内周側面３１４の構造を例示する模式図。内周側面３１４の構造の別の例を示す模式図。内周側面３１４の構造のさらに別の例を示す模式図。内周側面３１４の構造のさらに別の例を示す模式図。内周側面３１４の構造のさらに別の例を示す模式図。内周側面３１４の構造のさらに別の例を示す模式図。内周側面３１４の構造のさらに別の例を示す模式図。

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、シャフト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。シャフト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。この例で、半割軸受１０は組付け時に重力に対し相対的に上に配置される、いわゆるアッパ軸受であり、半割軸受２０は下に配置されるロア軸受である。半割軸受１０はアッパ側のハウジング（図示略）に固定される。アッパ側のハウジングには、さらにワッシャ３１およびワッシャ３２が固定される。半割軸受２０ロア側のハウジング（図示略）に固定される。ロア側のハウジングには、さらにワッシャ４１およびワッシャ４２が固定される。なお以下の説明において、シャフト９が延びる方向（図のｚ方向）を「軸方向」といい、シャフト９の回転に沿った方向（図のθ方向）を「周方向」といい、シャフト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。

半割軸受１０および半割軸受２０は、例えば、裏金、ライニング層、およびオーバレイ層の３層構造を有する（これらの層構造は図示略）。裏金は、軸受に機械的強度を与えるための層である。裏金は、例えば、鋼で形成される。ライニング層は、軸受の摺動面（軸と接触する面）に沿って設けられ、軸受としての特性、例えば、摩擦特性、耐焼付性、耐摩耗性、なじみ性、異物埋収性（異物ロバスト性）、および耐腐食性等の特性を与えるための層である。ライニング層は、軸受合金で形成されている。軸との凝着を防ぐため、軸と同じ材料系は避け、軸受合金としては軸とは別の材料系が用いられることが好ましい。例えば、シャフト９が鋼で形成された場合、軸受合金としてはアルミニウム合金または銅合金が用いられる。オーバレイ層は摺動面を形成する層であり、ライニング層の摩擦係数、なじみ性、耐腐食性、および異物埋収性（異物ロバスト性）等の特性を改善するための層である。オーバレイ層は、例えば、少なくともバインダー樹脂を含む。バインダー樹脂としては、例えば熱硬化性樹脂が用いられる。具体的には、バインダー樹脂は、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）樹脂、ポリイミド（ＰＩ）樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂、ポリアセタール樹脂、およびポリフェニレンサルファイド樹脂のうち少なくとも一種を含む。オーバレイ層は、さらに固体潤滑材等の添加剤を含んでもよい。固体潤滑材は、摩擦特性を改善するために添加される。固体潤滑剤は、例えば、ＭｏＳ₂、ＷＳ₂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、グラファイト、ｈ−ＢＮ、およびＳｂ₂Ｏ₃のうち少なくとも一種を含む。

ワッシャ３１、ワッシャ３２、ワッシャ４１、およびワッシャ４２は、全て樹脂で形成される。樹脂としては、例えば、ＰＡＩ樹脂、ＰＩ樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂、ポリアセタール樹脂、およびポリフェニレンサルファイド樹脂のうち少なくとも一種が用いられる。この樹脂は半割軸受１０および半割軸受２０のオーバレイ層のバインダー樹脂と同一のものであってもよいし、異なるものであってもよい。

図２は、半割軸受１０、ワッシャ３１、およびワッシャ３２の、ｚ軸に平行な断面の模式図である。半割軸受１０の摺動面（図２の下側）に対しては、例えば、オイルポンプ（図示略）から、シャフト９（例えばクランクシャフト）内に形成された油路（図示略）を介して潤滑油が供給される。ワッシャ３１およびワッシャ３２のスラスト面（摺動面。図２の外側）に対しては、直接的な給油はされないものの、半割軸受１０の摺動面から軸方向の両側に溢れた潤滑油がワッシャ３１およびワッシャ３２のスラスト面に供給され、油膜を形成する。

図３は、ワッシャ３１の外観を例示する三面図である。なお、以下ではワッシャ３１について説明をするが、ワッシャ３２、ワッシャ４１、およびワッシャ４２の構造も同様である。ワッシャ３１は、スラスト面３１１、背面３１２、合せ面３１３、内周側面３１４、外周側面３１５、および合せ面３１６を有する。これらの表面構造は、ワッシャ本体３１９に形成される。スラスト面３１１は、スラスト荷重を受ける面（摺動面）である。背面３１２は、スラスト面３１１の背面であり、ハウジングにより支持される。ワッシャ３１は、半円の中心にスラスト面３１１から背面３１２まで貫通する半円形の孔（シャフト９を通す孔）を有する。合せ面３１３および合せ面３１６は、ロア側のワッシャ４１と対向する面である。内周側面３１４は、シャフト９に対向する面である。外周側面３１５は、ハウジングに対向する面である。

図４は、内周側面３１４の構造を例示する模式図である。内周側面３１４は円筒の側面のような曲面形状を有しているが、ここでは内周側面３１４を仮想的に平面に展開した図を示す。内周側面３１４は、複数の溝３１４１を有する。溝３１４１は、半割軸受１０の摺動面から溢れた潤滑油をスラスト面３１１まで導くための溝である。この例で、溝３１４１は、一端がスラスト面３１１まで達している（スラスト面３１１に連通している）ものの、他端は背面３１２に達しておらず、内周側面３１４において終端している。複数の溝３１４１は、全て同一の形状を有しており、一定の間隔（ピッチ）で形成されている。一例として、溝３１４１の幅は０．５〜２ｍｍであり、ピッチは１〜２ｍｍである。なおワッシャ３１の軸方向の幅（厚み）は、例えば１〜３ｍｍである。

また、溝３１４１は、内周側面３１４において、合せ面３１３側の端部から合せ面３１６側の端部まで、ほぼ一様に形成されている。周方向の特定の位置に偏らずに一様に溝３１４１が形成されることにより、周方向の位置によらずスラスト面３１１に均一に潤滑油を供給することができる。

複数の溝３１４１は、シャフト９の回転方向に沿って、スラスト面３１１に対して斜めに傾いている。溝３１４１がシャフト９の回転方向に沿って傾いているとは、溝３１４１のスラスト面３１１側の端が、反対側の端よりもシャフト９の回転方向（図のＲ方向）の下流側に位置することをいう。このような傾きを与えることにより、シャフト９の回転に伴う潤滑油の流れが、内周側面３１４において背面３１４２からスラスト面３１１に向かう方向に向かい易く、スラスト面３１１への潤滑油の供給が円滑になる。

ワッシャ３１は、例えば射出成型により成型される。溝３１４１は金型に作り込んでおけばよいので、射出成型によれば、ワッシャ３１の成型と同時に溝３１４１を形成することができる。樹脂の射出成型によれば、例えばワッシャ３１を金属で形成し、切削加工により溝３１４１を形成する例と比較して、より少ない工数で溝３１４１を形成することができる。

図５は、内周側面３１４の構造の別の例を示す模式図である。図４の例と異なり、この例では、溝３１４１はスラスト面３１１および背面３１２の双方に達している（連通している）。半割軸受１０にはコンロッド軸受（図示略）に潤滑油を供給するための油孔が形成される場合があり、その油孔を介してワッシャ３１の背面３１２側から潤滑油が供給されることがある。このような場合に、溝３１４１が背面３１２からスラスト面３１１まで連通していると潤滑油を引き込みやすくなる。

図６〜１０は、内周側面３１４の構造のさらに別の例を示す模式図である。図６は、溝３１４１がスラスト面３１１に対し斜めになっておらず、スラスト面３１１および背面３１２に対し垂直に形成される例を示す。図６の例は、溝３１４１が斜めに形成される例と比較して製造が容易である。図７は、溝３１４１が台形である例を示す。この台形は、スラスト面３１１側が短辺である。スラスト面３１１側の油路が狭くなっていることによって、スラスト面３１１で油膜圧力が形成され易い。図８は、溝３１４１が逆台形である例を示す。逆台形とは、スラスト面３１１側が長辺である台形をいう。図９は、溝３１４１が円弧形状を有する例を示す。図１０は、溝３１４１がいわゆるヘリングボーン形状を有する例を示す。スラスト面３１１側の油路が狭くなっていることによって、スラスト面３１１で油膜圧力が形成され易い。なお、図６〜１０では溝３１４１が背面３１２まで達している例を示したが、これらの形状の溝において、背面３１２側の端は内周側面３１４内で終端してもよい。

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。

ワッシャの形状は実施形態で例示したものに限定されない。ワッシャは半円形状ではなく、円形状を有してもよい。また、ワッシャの材質は実施形態で例示したものに限定されない。例えば、ワッシャは、組成の異なる複数の樹脂層が積層された構造を有していてもよい。あるいは、ワッシャは、少なくとも一部が金属により形成されてもよい。また、ワッシャは例えばスラスト面において油溝等の表面構造を有してもよい。

ワッシャの内周側面に形成される溝の形状は実施形態で例示したものに限定されない。スラスト面に潤滑油を供給できるものであれば溝はどのような形状を有してもよい。また、溝は内周側面において一様に形成されず、その分布は周方向において偏りを有してもよい。また、内周側面に形成される溝は複数形成されるものに限定されず、単一の溝が形成されてもよい。

本発明に係るワッシャは、エンジンの主軸受に用いられるものに限定されない。いわゆるデフワッシャ等、エンジン以外の部品に用いられるものであってもよい。

１…軸受、９…シャフト、１０…半割軸受、２０…半割軸受、３１…ワッシャ、３２…ワッシャ、４１…ワッシャ、４２…ワッシャ、３１１…スラスト面、３１２…背面、３１３…合せ面、３１４…内周側面、３１５…外周側面、３１６…合せ面、３１９…ワッシャ本体、３１４１…溝

Claims

スラスト面、背面、当該スラスト面から当該背面まで貫通する孔、および当該孔側の側面を有するスラストワッシャ本体と、
前記側面に形成され、少なくとも前記スラスト面と連通する溝と
を有するスラストワッシャ。
前記溝は、前記孔を通るシャフトの回転方向に沿って前記スラスト面に対して斜めに形成される
ことを特徴とする請求項１に記載のスラストワッシャ。
前記溝は、前記背面に連通する
ことを特徴とする請求項１または２に記載のスラストワッシャ。
前記溝は、前記側面において複数形成され、
前記複数の溝は、前記側面において等間隔で配置される
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載のスラストワッシャ。
前記スラストワッシャ本体は、樹脂で形成される
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載のスラストワッシャ。