JP2019138367A - 内燃機関のクランク軸用主軸受 - Google Patents

内燃機関のクランク軸用主軸受 Download PDF

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Abstract

【課題】内燃機関の運転時に異物の摺動面への侵入を防ぎ、且つ摺動面への潤滑油の供給性を高める内燃機関のクランク軸用主軸受を提供すること。【解決手段】本発明によれば、互いに組み合わされて円筒形状を構成する一対の上側および下側半割軸受を有する、クランク軸のジャーナル部用主軸受が提供される。上側半割軸受のみが、その内周面に形成された周方向に延びる油溝と、油溝から上側半割軸受の外周面まで貫通する油穴と、その内周面に形成された複数の軸線方向溝であって、油溝と交差するように軸線方向に延びる複数の軸線方向溝とを有する。軸線方向溝の溝深さD2は、油溝の溝深さD1の10%以下であり、また軸線方向溝の軸線方向長さL2は、上側半割軸受の軸線方向長さL1の70%以上である。【選択図】図3

Description

本発明は、主軸受に関し、特に内燃機関のクランク軸のジャーナル部を支承する主軸受であって、主軸受の内周面に供給された潤滑油が、クランク軸の内部潤滑油路を経て、クランクピンを支承するコンロッド軸受の内周面に供給されるように構成された内燃機関のクランク軸用主軸受に関するものである。
内燃機関のクランク軸は、そのジャーナル部において、一対の半割軸受からなる主軸受を介して内燃機関のシリンダブロック下部に支承される。主軸受に対しては、オイルポンプによって吐出された潤滑油が、シリンダブロック壁内に形成されたオイルギャラリーから主軸受の壁に形成された貫通口(油穴)を通じて、主軸受の内周面に沿って形成された潤滑油溝内に送り込まれる。また、ジャーナル部の直径方向には第1潤滑油路が貫通形成され、この第1潤滑油路の両端開口が主軸受の潤滑油溝と連通するようになっている。さらに、ジャーナル部の第1潤滑油路から、クランクアーム部を通る第2潤滑油路が分岐して形成され、この第2潤滑油路が、クランクピンの直径方向に貫通形成された第3潤滑油路に連通している。このようにして、シリンダブロック壁内のオイルギャラリーから貫通口を通じて主軸受の内周面に形成された潤滑油溝内に送り込まれた潤滑油は、第1潤滑油路、第2潤滑油路および第3潤滑油路を経て、第3潤滑油路の末端に開口した吐出口から、クランクピンと一対の半割軸受から成るコンロッド軸受の摺動面との間に供給される(例えば特許文献1参照)。クランク軸と主軸受およびコンロッド軸受との間には、このようにして潤滑油が供給される。
半割軸受とクランク軸との摺動時の摩擦損失を低減するために、半割軸受の摺動面に複数の微小な凹部や溝を形成することが提案されている(例えば特許文献2および特許文献3参照)。
特開平8−277831号公報 特表2000−504089号公報 特開2002−155946号公報
クランク軸のジャーナル部を支承する主軸受の内周面に沿って形成された潤滑油溝内へ供給される潤滑油中には、潤滑油路内に残留した異物が混入しがちである。ここで、異物とは、油路を切削加工した時の金属加工屑や鋳造時の鋳砂等であり、これら異物は、クランク軸の回転によって潤滑油の流れに付随する。近年の内燃機関には、出力を高めるためにクランク軸の高速回転化が求められており、それゆえ潤滑油よりも比重の大きなこれら異物は、主軸受の内周面に沿って形成された潤滑油溝内を移動する間、遠心力の作用で溝底に沿って移動する。これは、潤滑油溝の上部領域(溝底に近い下部領域ではなく、クランク軸に近い側の領域)を流れる潤滑油中には異物が少ないことを意味する。一方で燃費を向上するためクランク軸の軽量化も求められており、それゆえクランク軸は、主軸受の摺動面とジャーナル部の表面との間の油に発生する圧力によりクランク軸中央で湾曲し、それにより主軸受の軸線方向端部付近の摺動面と接触し、摩擦損失を生じ易くなっている。
特許文献2に記載されたような従来の摺動面に複数の微小な凹部を潤滑油ポケットとして形成した半割軸受は、主軸受の潤滑油溝が微小な凹部と連通していないため摺動面の軸線方向端部付近への油の供給が十分でなく、やはり軸線方向端部付近の摺動面とクランク軸表面とが接触し、摩擦損失が大きくなるという問題があった。
また特許文献3に記載されたような、従来の内周面に沿って形成された潤滑油溝の軸方向両側から端部に向けて斜め方向に延びる複数の浅い傾斜溝を形成した主軸受では、常に大きな変動荷重を受けながら回転するクランク軸が上側半割軸受の内周面から離れる時に、潤滑油の流れもそのクランク軸の移動に付随し、さらに潤滑油溝の下部領域に存在していた異物も潤滑油溝の上部領域に移動する。それにより潤滑油溝に含まれる異物が潤滑油と共に傾斜溝に進入し、さらに、主軸受の摺動面とクランク軸の表面との間に進入してそれら摺動面および表面と接触し、摩擦損失が生じる問題があった。
したがって本発明の目的は、内燃機関の運転時に、摺動面への潤滑油の供給性を高め、且つ上記潤滑油溝内の潤滑油に含まれる異物の摺動面への侵入を防ぐ内燃機関のクランク軸用主軸受を提供することである。
本発明によれば、内燃機関のクランク軸のジャーナル部を回転自在に支持するための主軸受であって、ジャーナル部が、円筒胴部と、円筒胴部を貫通して延びる潤滑油路と、円筒胴部の外周面上に形成された潤滑油路の少なくとも1つの入口開口とを有している、主軸受において、
主軸受が、互いに組み合わされて円筒形状を構成する一対の上側半割軸受および下側半割軸受を有し、
一対の半割軸受のうち上側半割軸受のみが、その内周面に形成された周方向に延びる油溝と、油溝から上側半割軸受の外周面まで上側半割軸受を貫通して延びる少なくとも1つの油穴とを有し、また上側半割軸受は、その内周面に形成された複数の軸線方向溝であって、油溝と交差するように軸線方向に延びる複数の軸線方向溝をさらに有し、
軸線方向溝の溝深さD2が、油溝の溝深さD1の10%以下であり、軸線方向溝の軸線方向長さL2が、上側半割軸受の軸線方向長さL1の70%以上である、主軸受が提供される。
本発明によれば、上側半割軸受の内周面(または摺動面)から径方向に測定した軸線方向溝の溝深さD2が0.5〜30μmであってもよい。
また軸線方向溝の溝幅Wが0.1〜20mmの周方向長さであってもよい。
さらに、少なくとも3つの上記軸線方向溝からなる溝群が、上側半割軸受の内周面上の所定の周方向(円周角度θ1)範囲内に形成されていてもよい。
あるいは上記複数の軸線方向溝は、上側半割軸受の内周面の全周に亘って等間隔に形成されていてもよい。
複数の軸線方向溝は、上側半割軸受の軸線方向の両端部で開口することができる。
あるいは複数の軸線方向溝は、上側半割軸受の軸線方向のいずれの端部でも開口していなくてもよい。
内燃機関のクランク軸を、ジャーナル部およびクランクピン部で裁断した断面図である。 本発明の第1実施例による主軸受およびジャーナル部を軸線方向から見た図である。 本発明の第1実施例による主軸受の上側半割軸受を軸線方向から見た図である。 図3に示す半割軸受を摺動面側から見た平面図である。 図3に示す半割軸受のA−A断面図である。 本発明の第1実施例による主軸受の作用を説明するための部分拡大断面図である。 本発明の第1実施例による主軸受の作用を説明するための部分拡大断面図である。 本発明の第2実施例による主軸受の上側半割軸受を軸線方向から見た図である。 図8に示す半割軸受を摺動面側から見た平面図である。 本発明の第3実施例による主軸受の上側半割軸受を軸線方向から見た図である。 図10に示す半割軸受を摺動面側から見た平面図である。
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。なお、理解を容易にするために、図面において軸線方向溝は誇張して描かれている。
(軸受装置の全体構成)
図1に示すように、本実施例の軸受装置1は、シリンダブロック8の下部に支承されるジャーナル部6と、ジャーナル部6と一体に形成されてジャーナル部6を中心として回転するクランクピン5と、クランクピン5に内燃機関から往復運動を伝達するコンロッド2とを備えている。そして、軸受装置1は、クランク軸を支承するすべり軸受として、ジャーナル部6を回転自在に支承する主軸受4と、クランクピン5を回転自在に支承するコンロッド軸受3とをさらに備えている。
なお、クランク軸は複数のジャーナル部6と複数のクランクピン5とを有するが、ここでは説明の便宜上、1つのジャーナル部6および1つのクランクピン5を図示して説明する。図1において、紙面奥行き方向の位置関係は、ジャーナル部6が紙面の奥側で、クランクピン5が手前側となっている。
ジャーナル部6は、一対の半割軸受41、42によって構成される主軸受4を介して、内燃機関のシリンダブロック下部81に軸支されている。図1で上側にある半割軸受41には、外周面と内周面との間の壁を貫通する油穴41bおよび内周面全長に亘って潤滑油溝41aが形成されている。また、ジャーナル部6は、直径方向に貫通する潤滑油路6aを有し、ジャーナル部6が矢印X方向に回転すると、潤滑油路6aの両端開口(入口開口)6cが交互に主軸受4の潤滑油溝41aに連通する。
クランクピン5は、一対の半割軸受31、32によって構成されるコンロッド軸受3を介して、コンロッド2の大端部ハウジング21(ロッド側大端部ハウジング22およびキャップ側大端部ハウジング23)に軸支されている。
上述したように、主軸受4に対して、オイルポンプによって吐出された潤滑油が、シリンダブロック壁内に形成されたオイルギャラリーから主軸受4の上側半割軸受41の壁に形成された油穴41bを通じて、上側半割軸受41の内周面に沿って形成された潤滑油溝41a内に送り込まれる。
さらに、ジャーナル部6の直径方向に第1の潤滑油路6aが貫通形成され、第1の潤滑油路6aの入口開口6cが潤滑油溝41aと連通している。そして、ジャーナル部6の第1の潤滑油路6aから分岐してクランクアーム部(不図示)を通る第2の潤滑油路5aが形成され、第2の潤滑油路5aが、クランクピン5の直径方向に貫通形成された第3の潤滑油路5bに連通している。
このようにして、潤滑油は、第1の潤滑油路6a、第2の潤滑油路5aおよび第3の潤滑油路5bを経て、第3の潤滑油路5bの端部の吐出口5cから、クランクピン5とコンロッド軸受3の間に形成される隙間に供給される。
(主軸受の構成)
本実施例の主軸受4は、一対の半割軸受41、42の周方向端面76どうしを突き合わせて、全体として円筒形状に組み合わせることによって形成される(図2参照)。半割軸受41、42は、Cu軸受合金またはAl軸受合金である摺動層を有し、あるいはFe合金製の裏金層と、Cu軸受合金またはAl軸受合金である摺動層とを有する。また、摺動層は、摺動面7の上(後述する軸線方向溝71の内面の上を含む)に、軸受合金よりも軟質なBi、Sn、Pbのいずれか1種からなる表面部、あるいはこれら金属を主体とする合金からなる表面部や、合成樹脂を主体とする樹脂組成物からなる表面部を有していてもよい。但し、軸線方向溝71の内面は、これら表面部を有さない方が好ましい。油中に多くの異物が含まれる場合、異物が軸線方向溝71の内面となる軟質な表面部に埋収、堆積し易くなるからである。軸線方向溝71の内面に異物が埋収、堆積すると、軸線方向溝71を流れる油に乱流が発生し易くなる。
図2は、図1に示すジャーナル部6を支承する上側半割軸受41を軸線方向から見た図を示す。
図3および4に示すように、上側半割軸受41の内周面の軸線方向中央に、油溝41aが周方向に延びるように形成されている。実施例1では、油溝41aの溝深さ、油溝41aの軸線方向長さ(油溝41aの幅)は、上側半割軸受41の周方向に亘って概ね一定(同じ寸法)である。小型内燃機関のクランク軸のジャーナル部6の直径が40〜100mmの場合、油溝41aの溝深さは、0.7mm〜2.5mm程度である。ジャーナル部6の直径が大きいほど油溝41aの溝深さは大きくなされる。
なお、油溝41aの軸線方向長さ(幅)が油溝41aの周方向中央部付近で最大となり、油溝41aの周方向両端部側へ向かって小さくなるようにしてもよい。また、油溝41aの溝深さは、油溝41aの周方向中央部付近で最大となり、油溝41aの周方向両端部側へ向かって小さくなるようにしてもよい。
また油溝41a内には、上側半割軸受41の壁を径方向に貫通した油穴41bが形成される。本実施例では、1つの油穴41bが、上側半割軸受41の周方向中央部Cの軸線方向中央に形成される。ジャーナル部6の表面における潤滑油路6aの入口開口6cの直径は一般的に3〜8mm程度であり、油溝41aの軸線方向長さは、潤滑油路6aの入口開口6cの直径よりも若干大きい寸法にされる。実施例1において油穴41bの開口は円形であり、その直径は、油溝41aの軸線方向長さと同じ寸法になされている。なお、油穴41bの開口の寸法、開口の形状、油穴41bの形成位置、形成数は、本実施例に限定されない。
上側半割軸受41の内周面にはさらに、油溝41aと交差するように延びる6つの軸線方向溝71が摺動面7上に形成されている。本実施例では、それぞれ3つの軸線方向溝71からなる2つの溝群711が、上側半割軸受41の周方向中央部Cに関して対称に形成されており、また各溝群711は、所定の円周角度範囲θ1内に形成されている。軸線方向溝71の軸線方向に垂直な断面は図3に示すように円弧形状であるが、矩形、逆台形等であってもよい。
図5は、軸線方向溝71の形成された位置における上側半割軸受41の軸線方向断面(中心軸線を含む平面内の断面)(図3のA−A断面)を示す。また軸線方向断面における油溝41aの形状は矩形であるが、円弧、逆台形等の断面形状を有していてもよい。なお、本実施例において油溝41aの溝深さは軸線方向断面内で一定(D1)であるが、断面形状が円弧、逆台形等である場合、油溝41aの溝深さD1は軸線方向断面内での最大深さを意味することが理解されよう。
軸線方向溝71は、油溝41aの長手方向縁部41a’のところ(すなわち連通部)に、摺動面7から半径方向に溝深さD2を有し、この溝深さD2は、油溝41aの溝深さD1の10%以下である。また本実施例において、軸線方向溝71の軸線方向長さL2は、上側半割軸受41の軸線方向長さL1と等しく、軸線方向長さL1の70%以上であることが好ましい。また、軸線方向溝71の溝深さD2は、0.5〜30μmとすることができ、20μm以下とすることが好ましい。また、軸線方向溝71の周方向長さである溝幅Wは、0.1〜20mmとすることが好ましく、さらに10mm以下とすることが好ましい。
本実施例では、軸線方向溝71の溝深さD2および溝幅Wは、上側半割軸受41の軸線方向に亘って一定であるが、軸線方向で変化していてもよい。
なお、下側半割軸受42は、油溝41aと、油穴41bと、複数の軸線方向溝71を有さない以外は、上側半割軸受41と同じ構成である。
(作用効果)
図6は、4サイクル内燃機関の高速回転時に、クランク軸6が上側半割軸受41の側に移動した状態を示す。上述したように油溝41a内を流れる潤滑油は異物Mを伴っており、潤滑油に比して比重の大きな異物は、主軸受4に対する相対的なクランク軸6の回転により、主軸受4の内周面に沿って形成された潤滑油溝41a内を移動する間、遠心力の作用で溝底に沿って移動する。そのため、この潤滑油溝41aの上部領域を流れる潤滑油中の異物量は少ない。この潤滑油溝41aの上部領域を流れる異物量の少ない潤滑油は、潤滑油溝41aと流体連通する軸線方向溝41内に円滑に流れ、上側半割軸受41の内周面に拡がって、良好な潤滑をもたらす。
図7に示すように、クランク軸6が上側半割軸受41の摺動面7から離れるように移動してクランク軸6の表面と主軸受4の摺動面7との間の隙間が増加する時、潤滑油溝41aの上部領域を流れる潤滑油は、クランク軸6の動きに合わせてクランク軸6と上側半割軸受41の摺動面7との間の隙間に流れ、この潤滑油の流れに付随し潤滑油溝41aの下部領域を流れていた異物Mを含む潤滑油は、潤滑油溝41aの上部領域に移動する。本実施例によれば、軸線方向溝71の溝深さD2が油溝41aの溝深さD1の10%以下であるので、潤滑油溝41aの上部領域に移動した異物Mが軸線方向溝71内に進入し難い。しかし、もし軸線方向溝71の溝深さD2が油溝41aの溝深さD1の10%を超えていると、潤滑油溝41aの溝底面に沿って移動していた異物Mが軸線方向溝71内に進入し、上側半割軸受41の内周面に送られ易い。また、軸線方向溝71の溝深さD2が油溝41aの溝深さD1の10%以下であっても、本発明のすべり軸受と異なり潤滑油溝41aに流体連通する複数の軸線方向溝71がクランク軸6の回転方向に対して90°ではなく同じ方向に傾斜して延びている場合、潤滑油溝41a内における軸線方向溝71の開口部に到達した異物が軸線方向溝71内に進入し易く、したがって上側半割軸受41の摺動面7に送られ易い。
図8および9に示すように、実施例1の上側半割軸受41とは異なり、実施例2の軸線方向溝71aは、上側半割軸受41の軸線方向端部に開口しないように形成されている。すなわち、軸線方向溝71aの軸線方向長さL2は、上側半割軸受41の軸線方向長さL1より小さい。実施例2の上側半割軸受41の他の構成は実施例1と同じである。
(作用効果)
本実施例は、実施例1と同様の効果を有し、さらに、軸線方向溝71aが上側半割軸受41の軸線方向両端部に開口しないため、実施例1よりも軸線方向溝71a内の油が軸受の外部に流出し難い。
図10および11に示すように、実施例1の上側半割軸受とは異なり、実施例3の上側半割軸受41は、その内周面全体に亘って周方向に等間隔に形成された軸線方向溝71aを有する。軸線方向溝71aの軸線方向長さL2は、実施例2と同様に上側半割軸受41の軸線方向長さL1より小さく、したがって軸線方向溝71aは上側半割軸受41の軸線方向両端部に開口しないように構成されている。実施例3の上側半割軸受41の他の構成は実施例1と同じである。
本発明を、一般的な乗用車の内燃機関のクランク軸用主軸受、すなわちジャーナル部6の直径が40mm〜100mm程度であるクランク軸用主軸受に適用する場合、これら等間隔に具備された複数の軸線方向溝71aは、同じ溝深さD2、同じ軸線方向長さL2、および同じ溝幅Wを有することが好ましい。
(作用効果)
本実施例は、実施例1と同様の効果を有し、また、複数の軸線方向溝71aの間に摺動面7が配されているので、内周面全面に軸線方向溝71aを形成した場合と比較して、摺動面7によりジャーナル部6を支承する能力が高い。さらに、実施例1〜2と異なり、軸線方向溝71aが周方向全周に等間隔に形成されているため、実施例1〜2よりも摺動面7に多くの油が送られ易くなり、内周面全体に亘って油が供給される。
なお、実施例1〜3において、上側半割軸受41および下側半割軸受42の周方向の各端部領域に、摺動面7に隣接して、クラッシュリリーフ70を設けてもよい。この場合、複数の軸線方向溝71aは摺動面7上にのみ形成されることができる。
クラッシュリリーフ70は、上側半割軸受41および下側半割軸受42の円周方向端部領域において半割軸受の壁厚を本来の摺動面7から半径方向に減じることによって形成される面のことであり、これは、例えば一対の半割軸受41、42をシリンダブロック下部8の軸受保持穴に組み付けた時に生じ得る半割軸受の周方向端面76の位置ずれや変形を吸収するために形成される。したがってクラッシュリリーフ70の表面の曲率中心位置は、その他の領域(摺動面7)の曲率中心位置と異なる(SAE J506(項目3.26および項目6.4)、DIN1497、セクション3.2、JIS D3102参照)。一般に、乗用車用の小型の内燃機関用軸受の場合、半割軸受の周方向端面76におけるクラッシュリリーフ70の深さ(本来の摺動面7からの周方向端面76におけるクラッシュリリーフ70までの距離)は0.01〜0.05mm程度である。
なお上側半割軸受41および下側半割軸受42の軸受壁厚(クラッシュリリーフ70の形成された領域を除く軸受壁厚、すなわち摺動面7の形成された領域における壁厚)は、周方向で一定であるが、これに限定されないで、半割軸受41、42の軸受壁厚は、周方向中央部Cで最大で、周方向両端面76側へ向かって連続して減少していてもよい。
1 軸受装置
2 コンロッド
3 コンロッド軸受
4 主軸受
5 クランクピン
5a、5b 潤滑油路
5c 吐出口
6 ジャーナル部
6a 潤滑油路
6c 入口開口
31、32 半割軸受
41 上側半割軸受
42 下側半割軸受
41a 油溝
41a’ 縁部
41b 油穴
7 摺動面
70 クラッシュリリーフ
71、71a 軸線方向溝
76 周方向端面
711 溝群
C 半割軸受の周方向中央部
D1 軸線方向溝の溝深さ
D2 油溝の溝深さ
L1 半割軸受の軸線方向長さ
L2 軸線方向溝の軸線方向長さ
W 軸線方向溝の周方向溝幅
X ジャーナル部の回転方向

Claims (7)

  1. 内燃機関のクランク軸のジャーナル部を回転自在に支持するための主軸受であって、ジャーナル部は、円筒胴部と、前記円筒胴部を貫通して延びる潤滑油路と、前記円筒胴部の外周面上に形成された前記潤滑油路の少なくとも1つの入口開口とを有している、主軸受において、
    前記主軸受が、互いに組み合わされて円筒形状を構成する一対の上側半割軸受および下側半割軸受を有し、
    前記一対の半割軸受のうち前記上側半割軸受のみが、その内周面に形成された周方向に延びる油溝と、前記油溝から前記上側半割軸受の外周面まで前記上側半割軸受を貫通して延びる少なくとも1つの油穴とを有し、また前記上側半割軸受は、その内周面に形成された複数の軸線方向溝であって、前記油溝と交差するように軸線方向に延びる複数の軸線方向溝をさらに有し、
    前記軸線方向溝の溝深さ(D2)が、前記油溝の溝深さ(D1)の10%以下であり、前記軸線方向溝の軸線方向長さ(L2)が、前記上側半割軸受の軸線方向長さ(L1)の70%以上である、主軸受。
  2. 前記内周面から径方向に測定した前記軸線方向溝の溝深さ(D2)が0.5〜30μmである、請求項1に記載の主軸受。
  3. 前記軸線方向溝の溝幅(W)が0.1〜20mmの周方向長さである、請求項1または2に記載の主軸受。
  4. 少なくとも3つの前記軸線方向溝からなる溝群が、前記上側半割軸受の内周面上の所定の周方向範囲内に形成されている、請求項1から3までのいずれか一項に記載の主軸受。
  5. 前記複数の軸線方向溝が、前記上側半割軸受の内周面の全周に亘って等間隔に形成されている、請求項1から3までのいずれか一項に記載の主軸受。
  6. 前記軸線方向溝が、前記上側半割軸受の軸線方向の両端部で開口している、請求項1から5までのいずれか一項に記載の主軸受。
  7. 前記軸線方向溝が、前記上側半割軸受の軸線方向のいずれの端部でも開口していない、請求項1から5までのいずれか一項に記載の主軸受。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7100004B2 (ja) * 2019-09-30 2022-07-12 大同メタル工業株式会社 半割軸受およびすべり軸受
JP6876766B2 (ja) * 2019-09-30 2021-05-26 大同メタル工業株式会社 半割軸受およびすべり軸受
EP4328459A1 (de) * 2022-08-23 2024-02-28 Flender GmbH Schmierstoffübergabeanordnung für eine schmierstoffversorgung eines getriebes

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000346045A (ja) * 1999-06-01 2000-12-12 Daido Metal Co Ltd エンジン用主軸受
JP2013536921A (ja) * 2010-09-02 2013-09-26 フェデラル−モーグル ヴィースバーデン ゲーエムベーハー 摺動軸受面での構造化汚物収容部
JP2015113890A (ja) * 2013-12-10 2015-06-22 大豊工業株式会社 軸受装置
JP2017048849A (ja) * 2015-09-02 2017-03-09 大豊工業株式会社 軸受及びその製造方法
JP2018004013A (ja) * 2016-07-06 2018-01-11 大同メタル工業株式会社 内燃機関のクランク軸の軸受装置

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1940301A (en) * 1931-10-23 1933-12-19 Gen Electric Shaft bearing
CH274953A (de) * 1949-07-06 1951-04-30 Sulzer Ag Gleitlager.
US2673767A (en) * 1950-08-16 1954-03-30 Harnischfeger Corp Sleeve bearing
JPS5043798Y1 (ja) * 1970-11-26 1975-12-15
JPS52113445A (en) * 1976-03-19 1977-09-22 Daido Metal Co Ltd Bearing metal
US5052881A (en) * 1990-11-28 1991-10-01 Caterpillar Industrial Inc. Bearing mounting arrangement for a lift mast
US5333955A (en) * 1993-01-11 1994-08-02 Papa George M Automotive main bearing
JPH08277831A (ja) 1995-04-03 1996-10-22 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関のクランク潤滑装置
US6095690A (en) 1996-01-30 2000-08-01 Glyco-Metall-Werke Glyco B.V. & Co. Kg Sliding bearing element with lubricating oil pockets
JP2002015946A (ja) 2000-06-30 2002-01-18 Kyocera Corp セラミックコンデンサ
JP2002155946A (ja) 2000-11-20 2002-05-31 Daido Metal Co Ltd 軸支承部材
JP2004084815A (ja) * 2002-08-27 2004-03-18 Komatsu Ltd 軸受装置
JP2008082355A (ja) * 2006-09-26 2008-04-10 Daido Metal Co Ltd すべり軸受
US20080112658A1 (en) * 2006-11-15 2008-05-15 William Justin Bushing for increased lubrication
JP2011208691A (ja) * 2010-03-29 2011-10-20 Toyota Motor Corp すべり軸受
JP2012002247A (ja) * 2010-06-14 2012-01-05 Daido Metal Co Ltd 半割軸受
DE102011005467B4 (de) * 2011-03-11 2016-04-28 Federal-Mogul Wiesbaden Gmbh Gleitlagerschale mit einer Sammelnut
EP2921726A1 (en) * 2014-03-18 2015-09-23 ThyssenKrupp Metalúrgica Campo Limpo Ltda. Friction minimized sliding bearing arrangement
JP6120417B2 (ja) * 2015-02-09 2017-04-26 大同メタル工業株式会社 内燃機関のクランク軸用主軸受
JP2016223539A (ja) * 2015-05-29 2016-12-28 大豊工業株式会社 内燃機関用軸受および内燃機関用軸受の製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000346045A (ja) * 1999-06-01 2000-12-12 Daido Metal Co Ltd エンジン用主軸受
JP2013536921A (ja) * 2010-09-02 2013-09-26 フェデラル−モーグル ヴィースバーデン ゲーエムベーハー 摺動軸受面での構造化汚物収容部
JP2015113890A (ja) * 2013-12-10 2015-06-22 大豊工業株式会社 軸受装置
JP2017048849A (ja) * 2015-09-02 2017-03-09 大豊工業株式会社 軸受及びその製造方法
JP2018004013A (ja) * 2016-07-06 2018-01-11 大同メタル工業株式会社 内燃機関のクランク軸の軸受装置

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