JP2019203559A - 半割軸受およびすべり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の運転時に乱流発生による摩擦損失を低減できる内燃機関のクランク軸のすべり軸受を構成する半割軸受、およびそのすべり軸受の提供。【解決手段】本発明の半割軸受は、半円筒形状を有し内周面が摺動面を形成している。半割軸受の摺動面に複数の凹部が形成されており、凹部は、摺動面から半割軸受の外径側に後退した平滑な凹部表面を有し、凹部表面は、半割軸受の摺動面に垂直ないずれの断面視にても、半割軸受の外径側に凸の曲線を形成している。凹部表面には、凹部表面から半割軸受の外径側に向かって後退した複数の周方向溝が形成され、周方向溝は、半割軸受の周方向に延び、それにより、凹部表面は平滑面と周方向溝とが交互に配置されている。【選択図】図４

Description

本発明は、内燃機関のクランク軸を支承するすべり軸受を構成する半割軸受に関するものである。本発明は、この半割軸受を備えた、燃機関のクランク軸を支承する円筒形状のすべり軸受にも関するものである。

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成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間に供給される（例えば、特許文献１参照）。クランク軸の表面と主軸受およびコンロッド軸受の摺動面との間に油が供給される。

このようなすべり軸受において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を形成することが提案されている（例えば特許文献２、特許文献３および特許文献４参照）。

特開平８−２７７８３１号公報 実開昭５８−１４９６２２号公報 特開２００８−９５７２１号公報 特表２０００−５０４０８９号公報

上記の特許文献２から特許文献４まで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形成した半割軸受は、内燃機関の運転時の半割軸受の摺動面とクランク軸の表面とが近接する動作時に、凹部付近の油の流れに乱流が生じる。この乱流の発生により摩擦損失が発生し、さらに凹部に隣接する摺動面と軸表面との間の油の圧力が大きく低下するために、軸の負荷を支承できなくなり摺動面と軸表面とが接触し、摩擦損失が大きくなるという問題があった。

本発明の目的は、内燃機関の運転時にこのような乱流の発生による摩擦損失を低減できる内燃機関のクランク軸のすべり軸受を構成する半割軸受、およびそのすべり軸受を提供することである。

本発明に係る半割軸受は、内燃機関のクランク軸を支承するすべり軸受を構成するものである。この半割軸受は、半円筒形状を有し、内周面が摺動面を形成している。この半割軸受の摺動面には、複数の凹部が形成されている。凹部は、摺動面から半割軸受の外径側に後退した平滑な凹部表面を有し、凹部表面は、半割軸受の摺動面に垂直ないずれの断面視にても、半割軸受の外径側に凸形状の曲線を形成している。凹部表面には、凹部表面から半割軸受の外径側に向かって後退した複数の周方向溝が形成され、この周方向溝は、半割軸受の周方向に延び、それにより、凹部表面は平滑面と周方向溝とが交互に配置されるようになっている。

本発明の一具体例では、摺動面から凹部表面の最深部までの間の長さである凹部の深さＤ１は、２〜５０μｍであることが好ましい。

本発明の一具体例では、周方向溝の深さが０．２〜３μｍであることが好ましい。また、周方向溝の幅が５〜５０μｍであることが好ましい。また、周方向溝のピッチが５〜１００μｍであることが好ましい。

本発明の一具体例では、凹部の摺動面での開口形状は、円形、又は楕円形、又は四角形であることが好ましい。
また、凹部の開口形状が楕円形であり、その楕円形の長軸が半割軸受の周方向を向いていることが好ましい。

本発明の一具体例では、複数の凹部は、半割軸受の摺動面の全体に均一に形成されていることが好ましい。

本発明の一具体例では、凹部は、半割軸受の周方向中央部に近いほど深さＤ１（摺動面から凹部表面の最深部までの間の長さ）が大きいこと、換言すれば、周方向端部に近いほど凹部の深さＤ１が小さくなることが好ましい。

本発明の一具体例では、凹部は、半割軸受の周方向中央部に近いほど、開口面積が大きいことが好ましい。

また、本発明は、上記に説明した半割軸受を備えた、内燃機関のクランク軸を支承する円筒形状のすべり軸受にも関するものである。このすべり軸受は、上記に説明した半割軸受の一対を組み合わせて構成することが好ましい。

クランク軸の軸受装置を示す概略図。 本発明の第１の具体例による半割軸受を軸受の軸線方向から見た図。 図２に示す半割軸受を摺動面側から見た平面図。 図３の凹部を摺動面側から見た図。 図４のＡ−Ａ断面（周方向）の断面図。 図４のＢ−Ｂ断面（軸線方向）の断面図。 周方向溝の断面図。 半割軸受と軸との動きを示す図。 図４の凹部の油の流れを示す図。 比較例の凹部を摺動面側から見た図。 本発明の第２の具体例による半割軸受を軸受の軸線方向から見た図。 図１１に示す半割軸受を摺動面側から見た平面図。 本発明の第３の具体例による半割軸受を摺動面側から見た図。 図９の凹部を摺動面側から見た図。 本発明の第４の具体例による半割軸受の凹部を摺動面側から見た図。 本発明の第５の具体例による半割軸受の凹部を摺動面側から見た図。

以下、本願発明の具体例について図面を参照しながら説明する。

図１に内燃機関の軸受装置１を概略的に示す。この軸受装置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、内周面全長に亘って油溝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の両端の入口開口６ｃが交互に主軸受４の油溝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の壁に形成された貫通口を通じて主軸受４の内周面に沿って形成された油溝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と連通できるようになっており、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（図示せず）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。

一般に主軸受４およびコンロッド軸受３は、その摺動面と軸表面との間の油に圧力が発生することで、クランク軸からの動荷重負荷を支承する。内燃機関の運転時、主軸受４およびコンロッド軸受３の摺動面に加わる負荷の大きさおよびその方向は、常に変動し、その負荷と釣り合う油膜圧力を発生するように、ジャーナル部６およびクランクピン５の中心軸線が主軸受４およびコンロッド軸受３の軸受中心軸に対して偏心しながら移動する。このため、主軸受４およびコンロッド軸受３の軸受隙間（軸表面と摺動面との間の隙間）は、摺動面の何れの位置においても、常に変化する。例えば、４サイクル内燃機関では、燃焼行程において、コンロッド軸受や主軸受に加わる負荷が最大となり、この時、例えばコンロッド軸受では、クランクピン５が、図１の紙面上側の半割軸受３１の周方向中央部付近の摺動面７に向かう方向（矢印Ｑ）（図８参照）に移動し、この半割軸受の周方向中央部付近の摺動面とクランクピンの表面が最も近接し、この部分の摺動面に向かう方向の負荷が加わる。
なお、主軸受では、図１に示す紙面下側の軸受キャップ８２側に組まれる半割軸受の周方向中央部付近の摺動面に向かう方向の負荷が加わり、下側の半割軸受の周方向中央部付近の摺動面とジャーナル部６の表面が最も近接する。

従来技術の複数の微小な凹部を摺動面に形成した半割軸受では、微小凹部を有する半割軸受の摺動面と軸表面とが離間した状態から、相対的に近接するように動作し、摺動面と軸表面が最近接したとき、凹部内の油は圧縮され高圧となり、凹部内から摺動面と軸表面との隙間に流出する。図１０（比較例）に示すように微小な凹部１７１の表面が平滑である場合、凹部内で高圧となり摺動面と軸表面との間の隙間に流出する油流のうち、一部のみが軸の回転方向Ｚと同方向を向くが、大部分の油流は軸の回転方向Ｚと異なる方向を向く油流Ｆ１´となる。この軸の回転方向Ｚと異なる方向を向く油流Ｆ１´が形成されると、摺動面と軸表面との間の隙間には、回転する軸表面に付随する油流Ｆ２が形成されているため、流れ方向が異なる油流同士が、凹部の開口に隣接する摺動面と軸表面との間で衝突を起こし、それにより乱流が発生する。乱流の発生により摩擦損失は生じる。乱流により凹部開口に隣接する摺動面と軸表面との間の油の圧力が大きく低下すると、軸の負荷を支承できなくなり摺動面と軸表面とが接触し、摩擦損失が大きくなるからである。

本発明は、このような従来技術の問題に対処するものである。以下、本発明の半割軸受をコンロッド軸受３に適用した例を示して説明する。しかし、本発明は、コンロッド軸受３に限定されないで、主軸受４を構成する半割軸受として構成することもできる。
コンロッド軸受３または主軸受４を構成する一対の半割軸受のうち、両方が発明の半割軸受とすることもできるが、一方が発明の半割軸受であり他方は従来の摺動面が凹部を有さない半割軸受であってもよい。

図２は、本発明に係る半割軸受（コンロッド軸受３）の第１の具体例（軸受の軸線方向から見た図）を示す。コンロッド軸受３は、一対の半割軸受３１、３２の周方向の端面７６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。円筒形状の内周面を形成する面が摺動面７である。

半割軸受３１、３２の厚さは、周方向で一定であることが好ましい。しかし、周方向中央部で厚さが最大で、周方向の両端面７６側へ向かって連続して減少するようにしてもよい。

図３に、半割軸受の摺動面に配された凹部、図４に摺動面側から見た凹部の一例を示す。もちろん本発明はこの形態の限定されるものではない。尚、以後、理解を容易にするために各図面において凹部７１は誇張して描かれている。
半割軸受３１、３２には、複数の凹部７１が摺動面７に形成されている。この例では、凹部７１は、開口形状や深さ等の寸法が同じものが摺動面のほぼ全面に均一に設けられている。なお、摺動面７での複数の凹部７１の均一な配置とは、幾何学的に厳密な均一な配置を意味するものではなく、略均一な配置であればよい。なお、図３は、半円筒形の半割軸受３１、３２を摺動面側上方からから見た平面図であるから、周方向の端部７６付近の凹部の形状は歪んで描かれている。

図４は、摺動面７での開口形状が円形の凹部７１を示す。なお、開口形状が「円形」とは、幾何学的に厳密な円形を意味するものではなく、略円形であればよい。凹部７１の平滑な表面７１Ｓには、複数の周方向溝７１Ｇが形成されている。複数の周方向溝７１Ｇの伸長方向は、半割軸受３１、３２の周方向Ｍと平行になされている。周方向溝７１Ｇは、凹部７１の周縁から対向する周縁まで延在することが望ましい。凹部７１の平滑な表面７１Ｓと周方向溝７１Ｇは、半割軸受３１、３２の軸線方向に交互に配置されている。平滑表面７１Ｓは、溝や突起などの形成されていない平滑な面であるが、（周方向溝に比べて十分小さい）微小な凹凸が存在してもよい。

凹部表面（周方向溝を除いた凹部の表面７１Ｓ）は、半割軸受３１、３２の周方向に平行な断面視（図４のＡ−Ａ断面）にて、半割軸受３１、３２の外径側に膨出する、すなわち外径側に凸の曲線となっている（図５）。なお、周方向溝７１Ｇの部分を半割軸受３１、３２の周方向断面でみた場合でも、半割軸受３１、３２の外径側に膨出するようになっている。
さらに、凹部７１は、半割軸受３１、３２の周方向以外のいずれの方向の断面（ここで、「断面」は摺動面７に垂直方向の断面をいう）においても、半割軸受３１、３２の外径側に膨出する曲線となっている。例として、半割軸受の軸線方向の断面視（図４のＢ−Ｂ断面）の凹部７１表面を図６に示す。

凹部７１の摺動面７からの深さ（凹部に隣接する摺動面からの凹部最深部の深さ）Ｄ１は、２〜５０μｍとすることが好ましく、２〜２５μｍとすることがより好ましい。凹部７１の摺動面７における開口が円形状である場合の開口径は、０．０５〜５ｍｍとすることができる。凹部の開口形状が楕円形又はそれ以外の形状の場合には、その開口の面積が、円形状開口の面積に相当する面積となる円形開口部寸法（円相当径）とすることが好ましい。

複数の周方向溝７１Ｇは、凹部７１の周縁から半割軸受３１、３２の周方向と平行な方向に延びるが、半割軸受３１、３２の周方向に対し僅かに傾斜（最大１°）することは許容される。

周方向溝７１Ｇの深さＤ２（図７参照）は、０．２〜３μｍとすることが好ましい。周方向溝７１Ｇの深さＤ２は、凹部７１の深さＤ１よりも小さくなされる。ここで、「周方向溝の深さ」とは、周方向溝をその幅方向断面で見た場合の、周方向溝に隣接する平滑面からの、周方向溝の最深部の深さをいう。
また、周方向溝７１Ｇの幅Ｗ（凹部７１の表面７１Ｓにおける周方向溝７１Ｇの半割軸受の軸線方向の長さ、図７参照）は、５〜５０μｍとすることが好ましい。また、周方向溝７１Ｇの幅Ｗは、１つの凹部７１に対して、少なくとも５以上の周方向溝７１Ｇが形成される寸法にすることが好ましい。各凹部７１は、凹部の表面における半割軸受３１、３２の軸線方向でのピッチＰ（隣接する周方向溝７１Ｇの最深部の間の、半割軸受３１、３２の軸線方向の長さ、図７参照）は、５〜１００μｍとすることが好ましい。

一具体例によれば 周方向溝７１Ｇは、凹部７１の表面７１Ｓからの深さＤ２が、周方向端部を除き周方向溝７１Ｇの延びる方向（長手方向）に亘って一定になされ、幅Ｗも周方向溝７１Ｇの長手方向に亘って一定になされる（図６参照）。周方向溝７１Ｇの断面形状はＶ形状であることが好ましいが、Ｖ形状に限定されないで他の形状でもよい。
しかし、周方向溝７１Ｇの深さＤ２や幅Ｗは、周方向溝７１Ｇの長手方向に沿って変化させてもよい。この場合、「周方向溝の深さ」、「周方向溝の幅」は、周方向溝７１Ｇの最大溝深さ、最大幅をいい、これらの最大値が上記寸法となることが好ましい。

本実施例のコンロッド軸受３は、一対の半割軸受の周方向の端面７６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。一対の半割軸受のうちの両方が本発明の半割軸受３１、３２であることが好ましいが、一方のみが本発明の半割軸受３１、３２であってもよい。半割軸受３１、３２は、Ｃｕ軸受合金またはＡｌ軸受合金である摺動層を有することができる。あるいは、Ｆｅ合金製の裏金層上にＣｕ軸受合金またはＡｌ軸受合金の摺動層を有することができる。また、円筒形状の内周面である摺動面７（凹部７１の内面を含む摺動層の表面）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、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もよい。但し、凹部７１の表面は、このような表面部を有さない方が好ましい。凹部７１の表面や周方向溝７１Ｇの表面が軟質であると、油中に多くの異物が含まれる場合、異物が埋収、堆積しやすくなるからである。凹部７１の表面や周方向溝７１Ｇに内面に異物が埋収、堆積すると、凹部を流れる油に乱流が発生しやすくなる。

上記のとおり本発明の半割軸受は、平滑な表面７１Ｓおよび複数の周方向溝７１Ｇからなる凹部７１を摺動面に有するが、この半割軸受において摩擦損失が減少する理由を以下に説明する。
複数の凹部７１を有する半割軸受３１の摺動面７と軸５の表面が、離間した状態から相対的に近接するように動作し、摺動面５と軸５の表面が最近接した状態を図８に示す。そのとき、凹部７１内の油は、圧縮され高圧となり凹部７１内から摺動面７と軸５の隙間へ流出する。凹部７１の表面には、半割軸受３１の周方向Ｍと平行な方向に延びる複数の周方向溝７１Ｇが形成されているため、軸５の表面に付随し軸５の表面の回転方向Ｚに流れる油流Ｆ２の一部が、凹部７１の周方向溝７１Ｇに回転方向Ｚの後方側の摺動面７と軸の隙間から凹部７１内に流れる油流Ｆ２１を形成するようになる。それにより、凹部７１内の油は、周方向溝７１Ｇに誘導され、半割軸受３１の周方向Ｍ（軸５の回転方向Ｚ）と同方向に向かって流れ、摺動面７と軸５の隙間に周方向Ｍに沿って流出（Ｆ１）する（図９）。

他方、摺動面７と軸５の表面との間の隙間には、回転する軸表面に付随する油流Ｆ２が形成されている。この油流Ｆ３の流れ方向と凹部７１から流出する油流Ｆ１の流れ方向は、同方向を向くために乱流が発生し難く、摩擦損失が生じ難い。

図１０は、本発明とは異なる凹部１７１を摺動面７側から見たものである。この凹部２７１は、摺動面７での開口形状が円形であり、凹部１７１の表面は平滑になされている。その他は、上記で説明したものと同じである。

図１０に示すように凹部１７１の表面が平滑である場合、凹部内で高圧となり摺動面／軸隙間に流出する油流は全方向に流れるため、その一部のみが軸５の表面の回転方向Ｚと同方向を向くが、大部分の油流は軸５の表面の回転方向Ｚと異なる方向を向く油流Ｆ１´となる。この軸５の表面の回転方向Ｚと異なる方向を向く油流Ｆ１´が形成されると、摺動面／軸隙間には、回転する軸５の表面に付随する油流Ｆ２が形成されているため、流れ方向の異なる油流同士が、凹部１７１の開口に隣接する摺動面７と軸５の表面との間で衝突を起こし、それにより乱流が発生して、それにより摩擦損失が生じる。乱流により凹部開口に隣接する摺動面と軸５の表面との間の油の圧力が大きく低下するので、軸５表面からの負荷を支承できなくなり摺動面７と軸５の表面とが接触し、摩擦損失が大きくなる。

以下、本発明の他の形態の非限定的具体例を説明する。
第２の具体例
図１１および図１２は、複数の凹部７１が、半割軸受３１、３２の周方向中央ＣＬを基準とし、所定の円周角度θ１（−１５°〜１５°）の範囲のみに均一に形成される。なお、半割軸受３１、３２には、摺動面７の周方向の両端部７６にクラッシュリリーフ７０が形成されてもよい。他の構成は既に説明した半割軸受３１、３２の構成と同じである。なお、円周角度は、半割軸受３１，３２の円環形状の中心を中心とする角度であり、本明細書では、上記の通り半割軸受の周方向中央部ＣＬを基準（０°）に取っている（図１１）。

クラッシュリリーフ７０は、半割軸受３１、３２の円周方向端部領域において壁部の厚さを本来の摺動面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３１、３２をコンロッド２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、その他の領域における摺動面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、半割軸受の円周方向端面におけるクラッシュリリーフ７０の深さ（本来の摺動面からの周方向端面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。

凹部７１の形成範囲は、半割軸受３１、３２の周方向中央部付近の摺動面７のみに限定されないで、周方向の任意の範囲の摺動面７に形成することもできる。また、凹部７１は、クラッシュリリーフ７０に形成してもよい。

第３の具体例
図１３および図１４に示す例では、複数の凹部７１が摺動面７にほぼ均一に配されているが、凹部７１は楕円形状の開口を有し、その長軸Ｌ１が半割軸受３１、３２の周方向Ｍと平行な方向を向いており、短軸Ｌ２が半割軸受３１、３２の軸線方向と平行な方向を向いている。なお、凹部７１の楕円形状の開口の長軸Ｌ１は、半割軸受３１、３２の周方向に対し僅かに傾斜（最大３°）していることは許容される。（なお、図１３は半円筒形の半割軸受３１、３２を摺動面側からから見た平面図であるから、周方向の端部７６付近の凹部７１Ｅの形状は歪んで描かれている。）

この凹部７１の凹部表面は、半割軸受３１、３２の周方向に平行な断面視および軸線方向に平行な断面視にて、半割軸受３１、３２の外径側に膨出（外径側に凸）するだけでなく、半割軸受３１、３２の周方向および軸線方向に平行な方向以外のいずれの方向の断面視でも、半割軸受３１、３２の外径側に膨出（外径側に凸）する曲面となっている。

凹部７１は、半割軸受３１、３２の周方向中央部ＣＬに近くに位置するものほど、凹部７１の深さＤ１（最大深さ）が大きく、周方向端面７６に近いほど凹部深さＤ１が小さくなっている。また、半割軸受３１、３２の周方向中央部ＣＬに近くに位置するものほど、凹部７１の開口の面積が大きく、周方向端面７６に近いほど凹部の開口の面積が小さくなっている。

本具体例の半割軸受３１、３２は、複数の凹部７１が、楕円形状の開口を有し、その長軸Ｌ１が半割軸受３１、３２の周方向Ｍと平行な方向を向いている。このため、半割軸受３１、３２の摺動面７と軸５の表面が最近接した時に、凹部７１内の油は、周方向溝７１Ｇに誘導されて半割軸受３１、３２の周方向Ｍ（軸５の表面の回転方向Ｚ）と同方向に向かって流れやすくなり、半割軸受３１、３２の摺動面／軸隙間に半割軸受３１、３２の周方向Ｍと同方向に向かって流出しやすくなる。

また、４サイクル内燃機関では、上記のように半割軸受３１、３２の周方向中央部付近の摺動面７と軸５の表面が最も近接し、直接接触が生じやすい。
本実施例の半割軸受３１、３２の凹部７１は、半割軸受３１、３２の周方向中央部ＣＬに近くに位置するものほど凹部７１の開口面積が大きくなっているため、摺動面７の周方向中央部ＣＬの近くに位置する凹部７１ほど、摺動面と軸５の表面が近接したとき、凹部７１内部で圧力が高くなる油の量が多くなり、半割軸受３１、３２の周方向中央部付近の摺動面７と軸５の表面とが直接接触しにくくなる。
なお、内燃機関の運転時、半割軸受３１、３２の摺動面７の周方向端部に近いほど、軸５の表面との接触が生じやすい仕様の内燃機関の場合、本実施例とは異なり、半割軸受３１、３２の凹部７１は、半割軸受３１、３２の周方向端部の近くに位置するものほど、摺動面７における凹部７１の開口面積が大きく、周方向中央部ＣＬの近くに位置するほど凹部７１の開口面積が小さくなるようにすることができる。

第４の具体例
図１５は、摺動面７での開口形状が四角形である凹部７１を示す。矢印Ｚは、軸回転方向を示し、凹部の開口形状の四角形の２辺は、軸回転方向と平行に配される。なお、図１５は、周方向溝７１Ｇを省略して図示している。
なお、凹部７１の表面は、半割軸受３１、３２の周方向に平行な断面視および軸線方向に平行な断面視にて、半割軸受３１、３２の外径側に膨出（外径側に凸）するだけでなく、半割軸受３１、３２の周方向および軸線方向に平行な方向以外のいずれの方向の断面視でも、半割軸受３１、３２の外径側に膨出（外径側に凸）する曲面となっている。

第５の具体例
図１６に摺動面７での開口形状が四角形である凹部７１を示す。図１５とは異なり、凹部の開口形状の四角形の対角線が、軸回転方向Ｚと平行となるように配される。図１７に示す凹部７１の表面は、半割軸受３１、３２の周方向に平行な断面視および軸線方向に平行な断面視にて、半割軸受３１、３２の外径側に膨出（外径側に凸）するだけでなく、半割軸受３１、３２の周方向および軸線方向に平行な方向以外のいずれの方向の断面視でも、半割軸受３１、３２の外径側に膨出（外径側に凸）する曲面となっている。なお、図１６も周方向溝７１Ｇを省略して図示している。

上記に凹部７１の開口形状として、円形、楕円形および四角形を示したが、これらの開口形状は、幾何学的に厳密な円形、楕円形および四角形を意味するものではなく、略円形、略楕円形、および略四角形であればよい。さらに、凹部７１の開口形状は、これらの形状に限定されないで、他の形状であってもよい。
上記説明は、発明の半割軸受を内燃機関のクランク軸のクランクピンを支承するコンロッド軸受に適用した例を示したが、発明の半割軸受は、クランク軸のジャーナル部を支承する主軸受を構成する一対の半割軸受の一方または両方に適用することができる。また、半割軸受は、油穴や油溝を有するようにしてもよく、半割軸受は、凹部７１を除く摺動面の全体が半割軸受の周方向に延びる複数の溝部を有して構成してもよい。

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、４２ 半割軸受
４１ａ 油溝
７ 摺動面
７０ クラッシュリリーフ
７１ 凹部
７１Ｇ 周方向溝
７１Ｓ 平滑面
７６ 周方向端面
Ｍ 半割軸受の周方向
ＣＬ 半割軸受の周方向中央
Ｄ１ 凹部の深さ
Ｄ２ 周方向溝の深さ
Ｗ 周方向溝の幅
Ｚ クランクピンの回転方向
Ｘ ジャーナル部の回転方向
Ｑ 軸の移動方向
θ１ 凹部形成の角度範囲

Claims (11)

1. 内燃機関のクランク軸を支承するすべり軸受を構成する半割軸受であって、半円筒形状を有し、内周面が摺動面を形成している前記半割軸受において、
   前記半割軸受の前記摺動面に複数の凹部が形成されており、前記凹部は、前記摺動面から前記半割軸受の外径側に後退した平滑な凹部表面を有し、
   前記凹部表面は、前記半割軸受の摺動面に垂直ないずれの断面視にても、前記半割軸受の外径側に凸の曲線を形成しており、
   前記凹部表面には、前記凹部表面から前記半割軸受の外径側に向かって後退した複数の周方向溝が形成され、該周方向溝は、前記半割軸受の周方向に延び、それにより、前記凹部表面は平滑面と前記周方向溝とが交互に配置されていることを特徴とする半割軸受。
2. 前記凹部の深さが２〜５０μｍであることを特徴とする請求項１に記載された半割軸受。
3. 前記周方向溝の最大深さが０．２〜３μｍであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された半割軸受。
4. 前記周方向溝の幅が５〜５０μｍであることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された半割軸受。
5. 前記周方向溝のピッチが５〜１００μｍであることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載された半割軸受。
6. 前記複数の凹部が、前記半割軸受の摺動面の全体に均一に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載された半割軸受。
7. 前記凹部は、前記半割軸受の周方向中央部に近いほど深さが大きくなることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載された半割軸受。
8. 前記凹部は、前記半割軸受の周方向中央部に近いほど、開口面積が大きくなることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載された半割軸受。
9. 前記凹部の開口形状が楕円形であり、該楕円形の長軸が前記半割軸受の周方向を向いていることを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載された半割軸受。
10. 請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載された半割軸受を備えた、内燃機関のクランク軸を支承する円筒形状のすべり軸受。
11. 前記半割軸受の一対を組み合わせて構成されていることを特徴とする請求項１０に記載されたすべり軸受。