JP2018112280A - 半割スラスト軸受 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明によれば、半円環形状の半割スラスト軸受であって、軸線方向力を受けるための摺動面と、摺動面の反対側の背面とを有し、且つ軸線方向に垂直な基準面を背面側に画定している半割スラスト軸受において、基準面から摺動面までの軸線方向距離が、半割スラスト軸受のいずれの径方向位置においても、半割スラスト軸受の周方向中央部で最大で、半割スラスト軸受の周方向両端部へ向かって小さくなっており、且つ軸線方向距離は半割スラスト軸受のいずれの周方向位置においても、半割スラスト軸受の径方向に亘って一定、又は半割スラスト軸受の径方向内側端部で最大で、径方向外側端部へ向かって小さくなっている、半割スラスト軸受が提供される。
【選択図】図2
Description
さらに、半割スラスト軸受の摺動面に、半割スラスト軸受の周方向端部から、頂部(半割スラスト軸受の周方向中央における外径端)の高さの略半分まで延びる傾斜面(スラストリリーフ)を形成し、それにより摺動面に対する傾斜面の傾斜角度を小さくすることも提案されている(特許文献3参照)。
基準面から摺動面までの軸線方向距離が、半割スラスト軸受のいずれの径方向位置においても、半割スラスト軸受の周方向中央部で最大で、半割スラスト軸受の周方向両端部へ向かって小さくなっており、且つ
前記軸線方向距離が、前記半割スラスト軸受のいずれの周方向位置においても、前記半割スラスト軸受の径方向に亘って一定、或いは前記半割スラスト軸受の径方向内側端部で最大で、径方向外側端部へ向かって小さくなっている
ことを特徴とする半割スラスト軸受が提供される。
半割スラスト軸受の背面は平坦であり且つ基準面内に位置していてもよい。
半割スラスト軸受の周方向端面に垂直な方向から半割スラスト軸受を見たとき、摺動面が、周方向中央部で最も突出した凸形状の輪郭を有していてもよい。この摺動面の輪郭は、曲線から構成されることができ、或いは直線から構成されることができる。
また周方向中央部における半割スラスト軸受の最大軸線方向距離と、周方向両端部の径方向外側端部における軸線方向距離との差が、50〜800μmであってもよい。
まず、図1、5及び6を用いて本発明の半割スラスト軸受8を有する軸受装置1の全体構成を説明する。図1、5及び6に示すように、シリンダブロック2の下部に軸受キャップ3を取り付けて構成された軸受ハウジング4には、両側面間を貫通する円形孔である軸受孔(保持孔)5が形成されており、側面における軸受孔5の周縁には円環状凹部である受座6、6が形成されている。軸受孔5には、クランク軸のジャーナル部11を回転自在に支承する半割軸受7、7が円筒状に組み合わされて嵌合される。受座6、6には、クランク軸のスラストカラー面12を介して軸線方向力f(図6参照)を受ける半割スラスト軸受8、8が円環状に組み合わされて嵌合される。
次に、図2〜4を用いて実施例1の半割スラスト軸受8の構成について説明する。本実施例の半割スラスト軸受8は、鋼製の裏金層に薄い軸受合金層を接着したバイメタルによって、半円環形状の平板に形成される。半割スラスト軸受8は軸線方向を向いた摺動面81(軸受面)を備え、摺動面8は軸受合金層から構成される。摺動面81には、潤滑油の保油性を高めるために、周方向両端面83、83の間に2つの油溝81a、81aが形成されている。
なお、摺動面81の油溝81aが形成された部分では、背面84aから、油溝81aを形成しなかった場合の仮想摺動面(摺動面81の延長面)までの軸方向距離が上記関係を満たすように半割スラスト軸受8が形成される。
次に、図5、6及び9を用いて、従来の半割スラスト軸受8の作用を説明する。
より詳細には、周方向両端面83を含む面に垂直な方向から半割スラスト軸受8を見たとき、クランク軸のスラストカラー面12は、(1)半割スラスト軸受8のクランク軸の回転方向後方側の周方向端部側に傾斜している状態から、半割スラスト軸受8の摺動面81と平行になるまでの間は、半割スラスト軸受8のクランク軸の回転方向の後側の周方向端部付近の摺動面81とのみ接触し、また(2)摺動面81と平行になった直後から、半割スラスト軸受8のクランク軸の回転方向前方側の周方向端面側に傾斜している間は、半割スラスト軸受8のクランク軸の回転方向前方側の周方向端部付近の摺動面81とのみ接する。
さらに、特許文献3に記載される半割スラスト軸受では、傾斜面の軸受壁厚が、半割スラスト軸受の周方向端部を除いて、スラスト軸受の径方向内側端部より径方向外側端部のほうが大きくなるため、半割スラスト軸受の周方向端部付近の特に外径側の摺動面(傾斜面)とクランク軸のスラストカラー面12とが直接接触し、より損傷が起きやすい。
次に、図10A〜11Eを用いて本実施例の半割スラスト軸受8の効果を説明する。
本実施例の半割スラスト軸受8は、背面84a(基準面84)から摺動面81までの軸線方向距離Tが、半割スラスト軸受8のいずれの径方向位置においても周方向中央部で最大で、周方向両端部へ向かって小さくなっており、且つ半割スラスト軸受のいずれの周方向位置においても半割スラスト軸受の径方向に亘って一定になっている。これにより、図10A〜Eに示すように半割スラスト軸受8の背面84aに対するスラストカラー面12の傾斜変化が生じても、図10A〜11Eに示すように摺動面81とスラストカラー面12との接触位置が、半割スラスト軸受8のクランク軸の回転方向後方側の周方向端部(図10A及び11A)からクランク軸の回転方向前方側の周方向端部(図10E及び11E)へ、クランク軸の回転に伴って周方向に順次移動する。このため本実施例の半割スラスト軸受8では、周方向両端部付近の摺動面81のみが常時クランク軸のスラストカラー面12と直接接触し、損傷(疲労)することが防止される。
また本実施例の半割スラスト軸受8では、上記のように軸線方向距離Tが半割スラスト軸受8の径方向に亘って一定である。したがって、内燃機関の運転時に発生するクランク軸の撓みによりスラストカラー面12が傾斜しても、半割スラスト軸受8のいずれの周方向位置でも半割スラスト軸受8の摺動面81の外径側の領域がスラストカラー面12と強く接触することが防止される。
本実施例の軸受装置1の全体構成は、実施例1と同様である。半割スラスト軸受108の構成も、摺動面181の形状を除いて実施例1と概ね同様である。
特に本実施例において、軸受壁厚は、いずれの周方向位置においても、径方向の内側端部の軸受壁厚TIが最大で、径方向の外側端部の軸受壁厚TOが最小となるように形成される(図14参照)。したがって本実施例において、半割スラスト軸受108の軸受壁厚は、周方向中央部の径方向内側端部で最大(TC)で、周方向両端部の径方向外側端部で最小(TE)である(図13参照)。
なお、実施例2の半割スラスト軸受108では、摺動面181は、図14に示す径方向断面において直線状の輪郭を有するように形成されているが、曲線状の輪郭を有する曲面として形成されてもよい。
本実施例の軸受装置1の全体構成は、実施例1と同様である。半割スラスト軸受208の構成も、摺動面281の形状及び油溝281aの形状を除いて実施例1及び2と概ね同様である。
特に、半割スラスト軸受208は、図16に示すように、摺動面281のいずれの周方向位置においても、半割スラスト軸受208の径方向内側端部の軸受壁厚TIが最大で、径方向外側端部の軸受壁厚TOが最小となるように形成される(図17参照)。油溝281aは、半割スラスト軸受208の摺動面281上に、半割スラスト軸受208の周方向両端面283を含む面に垂直な方向(すなわち図16の紙面と垂直方向)に延びるように形成されている。
また図18及び19に示すように、半割スラスト軸受308の周方向長さは、実施例1に示す通常の半割スラスト軸受8の周方向端面の位置HRから所定の長さS1だけ短く形成されてもよい。さらに、半割スラスト軸受308は、周方向両端部近傍において内周面を半径Rの円弧状に切り欠かれてもよい。その場合、半割スラスト軸受の周方向端部における軸受壁厚Tは、長さS1や切り欠きを形成しなかった場合の半割スラスト軸受の周方向端部での軸受壁厚によって表すことができる。
11 ジャーナル部
12 スラストカラー面
2 シリンダブロック
3 軸受キャップ
4 軸受ハウジング
5 軸受孔(保持孔)
6 受座
7 半割軸受
71 潤滑油溝
72 貫通孔
73 クラッシュリリーフ
74 周方向両端面
75 摺動面
8 半割スラスト軸受
81 摺動面
81a 油溝
82 スラストリリーフ
83 周方向両端面
84 基準面
84a 背面
85 周方向中央部
86 周方向両端部
87 背面リリーフ
88 突出部
108 半割スラスト軸受
181 摺動面
208 半割スラスト軸受
281 摺動面
281a 油溝
308 半割スラスト軸受
f 軸線方向力
T 軸受壁厚
Claims (6)
- 内燃機関のクランク軸の軸線方向力を受けるための半円環形状の半割スラスト軸受であって、前記軸線方向力を受けるための摺動面と、前記摺動面の反対側の背面とを有し、且つ軸線方向に垂直な基準面を前記背面側に画定している半割スラスト軸受において、
前記基準面から前記摺動面までの軸線方向距離が、前記半割スラスト軸受のいずれの径方向位置においても前記半割スラスト軸受の周方向中央部で最大で、前記半割スラスト軸受の周方向両端部へ向かって小さくなっていること、及び
前記軸線方向距離が、前記半割スラスト軸受のいずれの周方向位置においても前記半割スラスト軸受の径方向に亘って一定であること、又は前記半割スラスト軸受のいずれの周方向位置においても前記半割スラスト軸受の径方向内側端部で最大で、径方向外側端部へ向かって小さくなっていること
を特徴とする半割スラスト軸受。 - 前記背面が平坦であり、且つ前記基準面内に位置している、請求項1に記載の半割スラスト軸受。
- 前記半割スラスト軸受の周方向端面に垂直な方向から前記半割スラスト軸受を見たとき、前記半割スラスト軸受の前記摺動面が、前記周方向中央部で最も突出した凸形状の輪郭を有している、請求項1又は2に記載の半割スラスト軸受。
- 前記摺動面の前記輪郭が曲線から構成される、請求項3に記載の半割スラスト軸受。
- 前記摺動面の前記輪郭が直線から構成される、請求項3に記載の半割スラスト軸受。
- 前記周方向中央部における前記半割スラスト軸受の最大軸線方向距離と、前記周方向両端部の径方向外側端部における軸線方向距離との差が50〜800μmである、請求項1から5までのいずれか一項に記載の半割スラスト軸受。
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2017
- 2017-01-13 JP JP2017004255A patent/JP6757673B2/ja active Active
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