JP2020045925A

JP2020045925A - すべり軸受

Info

Publication number: JP2020045925A
Application number: JP2018172692A
Authority: JP
Inventors: 伸太郎加藤; Shintaro Kato; 昴平深見; Kohei FUKAMI
Original assignee: Taiho Kogyo Co Ltd
Current assignee: Taiho Kogyo Co Ltd
Priority date: 2018-09-14
Filing date: 2018-09-14
Publication date: 2020-03-26
Also published as: US20210254660A1; DE112019004582T5; CN112673183A; WO2020054142A1

Abstract

【課題】軸受背面のホルダに対するあたりの向上と、材料歩留まりの向上が図られたすべり軸受を提供する。【解決手段】すべり軸受１は、円筒を軸方向と平行に二分割した一対の上側半割部材２と下側半割部材３からなるものであって、上側半割部材２の円筒軸方向の端面２ｃ・２ｄに硬化部２５を有し、下側半割部材３の円筒軸方向の端面３ｃ・３ｄに硬化部３５を有している。硬化部２５・３５は、レーザーの熱影響によって材料の性質が変化した部位であるレーザー変質部Ｋである。【選択図】図２

Description

本発明は、すべり軸受の技術に関する。

従来、エンジンのクランクシャフトを軸支するための軸受であって、円筒形状を二分割した二つの部材を合わせる半割れ構造のすべり軸受が公知となっている。また、このようなすべり軸受においては、円筒形状の外周面から内周面まで貫通する油孔が形成される構成が公知となっている。油孔を備えたすべり軸受としては、例えば、特許文献１に開示されたものがある。

特開２０１６−１９１４２０号公報

従来、すべり軸受の製造に用いるブランク材は、ダイとパンチを用いたプレス切断によって所定の形状に切り揃えられ、そのブランク材をプレス成型して、略半円状の半割部材とされる。プレス切断されたブランク材には、切断面から所定の範囲で加工硬化層が形成されている。このような加工硬化層は、ホルダに対するすべり軸受のあたり面積の減少を招く要因となるため、すべて切削加工によって除去されている。従来のすべり軸受では、加工硬化層の除去量が多くなっているため、すべり軸受の製造における材料歩留まりを向上させることが求められている。

そこで、本発明は係る課題に鑑みてなされたものであり、軸受背面のホルダに対するあたりの向上と、材料歩留まりの向上が図られたすべり軸受を提供するものである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、本発明に係るすべり軸受は、円筒を軸方向と平行に二分割した一対の半割部材からなるすべり軸受であって、前記半割部材の円筒軸方向の端面に硬化部を有することを特徴とする。

また、本発明に係るすべり軸受は、一体の円筒部材からなるすべり軸受であって、前記円筒部材の円筒軸方向の端面に硬化部を有することを特徴とする。

また、本発明に係るすべり軸受における前記硬化部は、レーザー変質部であることを特徴とする。

また、本発明に係るすべり軸受は、前記半割部材の外周面の円筒軸に平行な線に沿った形状において変曲点がないことを特徴とする。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

本発明に係るすべり軸受は、軸受背面のホルダに対するあたりの向上と、材料歩留まりの向上との両立を図ることができる。

本発明の一実施形態に係るすべり軸受によるクランクシャフトの支持状態を示す正面図。すべり軸受を構成する上側半割部材を示す図、（ａ）平面図、（ｂ）底面図。すべり軸受を構成する下側半割部材を示す図、（ａ）平面図、（ｂ）底面図。上側半割部材を示す図、（ａ）図２（ａ）におけるＡ−Ａ線で切断した端面模式図、（ｂ）従来例の端面模式図。ブランク材の切断方法を説明するための斜視模式図。

次に、発明の実施の形態を説明する。なお、以下では、図１中に示す矢印Ｕ、矢印Ｄ、矢印Ｌ、矢印Ｒ、で指し示す方向を、上方向、下方向、左方向、右方向とそれぞれ規定し、他の各図においても同様とする。また、図１における紙面手前側を前方、紙面奥側を後方と規定し、他の各図においても同様とする。なお、前方は矢印Ｆ、後方は矢印Ｂで表す（図５参照）。また、すべり軸受１の円筒軸まわりの軸受角度ωを、図１における右端の位置を０度とし、図１における反時計回りを正方向として規定する。すなわち、図１における上端の位置の軸受角度ωを９０度、左端の位置の軸受角度ωを１８０度、下端の位置の軸受角度ωを２７０度と規定する。また、クランクシャフト５の回転方向は、図１における時計まわりとする。

まず、すべり軸受の全体構成について説明する。
図１に示すすべり軸受１は、本発明の係るすべり軸受の一実施形態である。すべり軸受１は、円筒状の形状を有するメタル軸受であり、エンジンのクランクシャフト５のすべり軸受構造に適用されるものである。

すべり軸受１は、上側半割部材２と下側半割部材３で構成されている。各半割部材２・３は、円筒を、その円筒軸を通る平面で二分割した形状をそれぞれ有しており、円筒軸方向視において半円状の形状を有している。なお、円筒軸方向視におけるすべり軸受１の円周に沿う方向を円周方向と規定し、前記円周方向に直交する方向を半径方向と規定する。

すべり軸受１は、各半割部材２・３の合わせ面が水平面上に位置するように、下側半割部材３の上に上側半割部材２を配置して構成される。

図２は、本発明に係るすべり軸受を構成する上側半割部材の実施形態であり、図２（ａ）（ｂ）に示すように、内周面２ａ、外周面２ｂ、前側の端面２ｃ、後側の端面２ｄを備えている。また、上側半割部材２は、合わせ面２０、クラッシュリリーフ２１、面取り部２２、油溝２３、油孔２４、硬化部２５を備えている。

合わせ面２０は、下側半割部材３の合わせ面（後述する合わせ面３０）に接する平面状の部位であり、上側半割部材２の左右両端部において、下向きの面として左右一対で形成されている。クラッシュリリーフ２１は、上側半割部材２の内周面２ａの左右両端の縁部を切り欠いた部位であり、左右一対で形成されている。面取り部２２は、合わせ面２０の内周面２ａ側端部とクラッシュリリーフ２１の下端部とを接続する平面状の部位であり、左右一対で形成されている。

油溝２３は、上側半割部材２の内周面２ａの前後方向中央において、円周方向に沿って略矩形状の断面を有する溝部を形成した部位である。

油孔２４は、上側半割部材２の軸受角度ωが９０度の位置において形成される貫通孔であり、油溝２３に連通している。なお、本実施形態では、上側半割部材２の軸受角度ωが９０度の位置に油孔２４を形成する場合を例示しているが、油孔２４の形成位置はこれに限定されるものではない。

硬化部２５は、上側半割部材２の各端面２ｃ・２ｄから範囲ｄで形成されている部位であり、その他の部位に比して硬化している。硬化部２５は、上側半割部材２の材料となる鋼板（後述するブランク材Ｂ）を切り出す際に、レーザー加工機によってレーザー切断することで、その切断面近傍がレーザーによる熱影響で性質が変化されて形成される部位（後述するレーザー変質部Ｋ）である。硬化部２５の範囲ｄは３５０μｍ以下である。

また、図３（ａ）（ｂ）に示すように、下側半割部材３は、内周面３ａ、外周面３ｂ、前側の端面３ｃ、後側の端面３ｄを備えている。また、下側半割部材３は、合わせ面３０、クラッシュリリーフ３１、面取り部３２、硬化部３５を備えている。

合わせ面３０は、上側半割部材２の合わせ面２０に接する平面状の部位であり、下側半割部材３の左右両端部において、上向きの面として左右一対で形成されている。クラッシュリリーフ３１は、下側半割部材３の内周面３ａの左右両端の縁部を切り欠いた部位であり、左右一対で形成されている。面取り部３２は、合わせ面３０の内周面３ａ側端部とクラッシュリリーフ３１の下端部とを接続する平面状の部位であり、左右一対で形成されている。なお、本実施形態で示す下側半割部材３には油孔を設けていないが、下側半割部材３に油孔を設けてもよい。

硬化部３５は、下側半割部材３の各端面３ｃ・３ｄから範囲ｄで形成されている部位であり、その他の部位に比して硬化している。硬化部３５は、下側半割部材３の材料となる鋼板（後述するブランク材Ｂ）を切り出す際に、レーザー加工機によってレーザー切断することで、その切断面近傍がレーザーによる熱影響で性質が変化されて形成される部位（後述するレーザー変質部Ｋ）である。硬化部３５の範囲ｄは３５０μｍ以下である。

ここで、ブランク材の切断方法について、説明する。
図５に示す如く、上側半割部材２および下側半割部材３の元となるブランク材Ｂは、板状のバイメタルＰを固定しておき、レーザー加工機の照射ヘッドＨを所定の方向に走査しつつバイメタルＰの表面所定位置にレーザーＬを照射して、スリット状の形態に切り出される。この際、ブランク材ＢのレーザーＬによる切断面には、端面から所定の範囲ｄでレーザー変質部Ｋが形成されている。レーザー変質部Ｋは、硬化部２５・３５となる部位であり、図２、図３に示すように上側半割部材２の端面２ｃ・２ｄおよび下側半割部材３の端面３ｃ・３ｄに現れる。

そして、このようにして切り出されたブランク材Ｂをダイとパンチでプレス加工し半円状に曲げ、さらに面取りや溝部等を形成することで、上側半割部材２および下側半割部材３が形成され、これにより、図１に示すようなすべり軸受１が製造される。

ここで、上側半割部材２の硬化部２５について、さらに詳細に説明する。なお、ここでは上側半割部材２の硬化部２５を例示して説明するが、下側半割部材３の硬化部３５においても同様の説明が可能であり、説明を省略する。

図４（ａ）に示すように、上側半割部材２は、各端面２ｃ・２ｄにおいて、硬化部２５を備えている。硬化部２５は、レーザー加工によって形成された部位であり、レーザーの熱影響によって焼入れ硬化された部位である。

例えば、図４（ｂ）に示す従来の上側半割部材は、ブランク材を切り出す際に、ダイとパンチによってプレス切断を行っており、半割部材の周方向端面には、材料の塑性流動に伴う加工硬化層が形成されている。このような加工硬化層は、端面から７００〜１０００μｍ程度の範囲に及んでいる。加工硬化層は、すべり軸受のホルダに対するあたり面積を減少させる要因となるため、従来すべて除去されている。従来のすべり軸受では、前後両側の端部に端面から７００〜１０００μｍ程度の範囲に切削加工を施して、加工硬化層を除去している。

一方、図４（ａ）に示す上側半割部材２では、ブランク材を切り出す際に、レーザー切断を行うため、半割部材の端面には、材料の塑性流動に伴う加工硬化層が形成されていない。レーザー切断で形成される硬化部２５は、端面からの範囲ｄが２００〜４００μｍ程度であり、従来の加工硬化層に比して範囲が小さくなっている。

また、図４（ｂ）に示す従来の上側半割部材とは異なり、図４（ａ）に示す上側半割部材２は、その外周面２ｂの円筒軸に平行な線に沿った形状において変曲点がない。このような形状を有するすべり軸受は、すべり軸受１のホルダ（図示せず）に対するあたり面積の減少が抑えられているため、硬化部２５を除去する必要がない。

これに関して、従来のプレス切断によってブランク材を切り出した際に形成される加工硬化層は硬化の度合いが大きいが、レーザー切断によってブランク材を切り出した際に形成される硬化部２５は硬化の度合いがかなり小さい。よって、切り出したブランク材を半円状に曲げ加工する際に、ブランク材に無用な応力を生じさせることなく、精度良く曲げ加工することができる。このことがすべり軸受の外周面２ｂの円筒軸に平行な線に沿った形状において変曲点がない理由であると考えられる。

即ち、すべり軸受１における硬化部２５は、上側半割部材２の円筒軸方向の端面からの範囲ｄが３５０μｍ以下であり、上側半割部材２の外周面２ｂの円筒軸に平行な線に沿った形状において変曲点がない。すべり軸受１では、このような構成により、ホルダ（図示せず）に対する面あたり性の改善が図られている。

このように、すべり軸受１を構成する上側半割部材２では、前後両側の端部において端面からの範囲ｄが２００〜４００μｍ程度の硬化部２５を備えているが、この硬化部２５には切削加工を施す必要がない。もしくは、上側半割部材２において、仮に、硬化部２５を除去する場合であっても、硬化部２５の除去量は、従来の加工硬化層の除去量に比して少なくて済む。

そして、硬化部２５を備えた上側半割部材２では、従来に比して切削加工により除去される部位を削減することができるため、材料歩留まりの向上を図ることができる。

即ち、すべり軸受１は、円筒を軸方向と平行に二分割した一対の上側半割部材２と下側半割部材３からなるものであって、上側半割部材２の円筒軸方向の端面２ｃ・２ｄに硬化部２５を有し、下側半割部材３の円筒軸方向の端面３ｃ・３ｄに硬化部３５を有している。このような構成により、すべり軸受１の製造における材料歩留まりの向上を図ることができる。

また、すべり軸受１における硬化部２５・３５は、レーザー変質部Ｋであり、切削加工により除去する必要がないため、材料歩留まりのさらなる向上が図られる。

なお、本実施形態で示したすべり軸受１は、レーザー変質部Ｋを備えたブランク材Ｂから成形した半割軸受からなるものを例示しているが、ブランク材Ｂを円筒状に成形した一体の円筒部材からなるすべり軸受（いわゆる円筒形ブッシュ）においても、硬化部の存在によって同様の効果を得ることができる。即ち、ブランク材Ｂより成形した一体の円筒部材からなるすべり軸受では、円筒部材の円筒軸方向の端面に硬化部が形成され、これにより、円筒部材のホルダに対する背面あたりの向上と材料歩留まりの向上が図られる。

１すべり軸受
２上側半割部材
２ｃ・２ｄ端面
３下側半割部材
３ｃ・３ｄ端面
２５硬化部
３５硬化部
Ｋレーザー変質部

Claims

円筒を軸方向と平行に二分割した一対の半割部材からなるすべり軸受であって、
前記半割部材の円筒軸方向の端面に硬化部を有する、
ことを特徴とするすべり軸受。
一体の円筒部材からなるすべり軸受であって、
前記円筒部材の円筒軸方向の端面に硬化部を有する、
ことを特徴とするすべり軸受。
前記硬化部は、レーザー変質部である、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のすべり軸受。
前記すべり軸受の外周面の円筒軸に平行な線に沿った形状において変曲点がない、
ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載のすべり軸受。