JP2020159531A - Half-split thrust bearing for crank shaft of internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

To provide a half-split thrust bearing for a crank shaft of an internal combustion engine hardly causing fatigue in an operation.SOLUTION: According to the present invention, a semi-annular half-split thrust bearing having an Fe alloy back metal layer defining a first surface and a second surface, and a bearing alloy layer disposed on the first surface and defining a sliding face, is provided. Two thrust relieves are formed in adjacent to both end faces in a circumferential direction of the half-split thrust bearing, and each thrust relief has a thrust relief surface formed so that a wall thickness of the half-split thrust bearing is gradually thinned from the sliding face toward a circumferential end face. The thrust relief surface is composed of the bearing alloy layer, the back metal layer is formed so that a thickness thereof is gradually thinned toward the circumferential end face in the thrust relief, and the circumferential end face has a back metal end face and a bearing alloy end face. A plurality of solid lubrication members composed of at least one of MoS2, WS2, graphite and h-BN are arranged in a scattered manner on the bearing alloy end face.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、内燃機関のクランク軸の軸線方向力を受ける半割スラスト軸受に関するものである。 The present invention relates to a half-thrust bearing that receives an axial force of a crankshaft of an internal combustion engine.

内燃機関のクランク軸は、そのジャーナル部において、一対の半割軸受を円筒形状に組み合わせて構成される主軸受を介して、内燃機関のシリンダブロック下部に回転自在に支承される。 In its journal portion, the crankshaft of an internal combustion engine is rotatably supported under a cylinder block of an internal combustion engine via a main bearing formed by combining a pair of half bearings in a cylindrical shape.

一対の半割軸受のうちの一方又は両方が、クランク軸の軸線方向力を受ける半割スラスト軸受と組み合わせて用いられる。半割スラスト軸受は、半割軸受の軸線方向端面の一方又は両方に配設される。 One or both of the pair of half-split bearings are used in combination with half-split thrust bearings that receive axial force on the crankshaft. The half-split thrust bearing is arranged on one or both of the axial end faces of the half-split bearing.

半割スラスト軸受は、クランク軸に生じる軸線方向力を受ける。すなわち、クラッチによってクランク軸と変速機とが接続される際等に、クランク軸に対して入力される軸線方向力を支承することを目的として配置されている。 The half-thrust bearing receives an axial force generated on the crankshaft. That is, it is arranged for the purpose of bearing the axial force input to the crankshaft when the crankshaft and the transmission are connected by the clutch.

半割スラスト軸受の周方向両端近傍の摺動面側には、周方向端面へ向かって軸受部材の厚さが薄くなるようにスラストリリーフが形成されている。一般にスラストリリーフは、半割スラスト軸受の周方向端面から摺動面までの長さや周方向端面での深さが、径方向の位置によらずに一定になるよう形成される。スラストリリーフは、半割スラスト軸受を分割型軸受ハウジング内に組み付ける際の一対の半割スラスト軸受の端面同士の位置ずれを吸収するために形成される(特許文献1の図10参照)。 Thrust relief is formed on the sliding surface side of the half-split thrust bearing near both ends in the circumferential direction so that the thickness of the bearing member decreases toward the end face in the circumferential direction. Generally, the thrust relief is formed so that the length from the circumferential end face to the sliding surface and the depth at the circumferential end face of the half-split thrust bearing are constant regardless of the radial position. The thrust relief is formed to absorb the misalignment between the end faces of the pair of half-split thrust bearings when the half-split thrust bearing is assembled in the split bearing housing (see FIG. 10 of Patent Document 1).

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。このとき潤滑油は、シリンダブロック壁内のオイルギャラリーから主軸受の壁内の貫通口を通じて、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。潤滑油はこのようにして主軸受の潤滑油溝内に供給され、その後半割スラスト軸受に供給される。なお、内燃機関のクランク軸の軸線方向力を受けるスラスト軸受には、一般に、Fe合金製の裏金層の一方の表面にアルミニウム軸受合金層又は銅軸受合金層を形成した積層構造体が用いられる。 The crankshaft of the internal combustion engine is supported in the journal portion of the crankshaft of the internal combustion engine via a main bearing composed of a pair of half bearings under the cylinder block of the internal combustion engine. At this time, the lubricating oil is sent from the oil gallery in the cylinder block wall through the through hole in the wall of the main bearing into the lubricating oil groove formed along the inner peripheral surface of the main bearing. The lubricating oil is thus supplied into the lubricating oil groove of the main bearing and is supplied to the latter half thrust bearing. As the thrust bearing that receives the axial force of the crankshaft of the internal combustion engine, a laminated structure in which an aluminum bearing alloy layer or a copper bearing alloy layer is formed on one surface of a back metal layer made of Fe alloy is generally used.

特開平11−201145号公報JP-A-11-201145

クランク軸と変速機とが接続されること等によってクランク軸に対して入力される軸線方向力が半割スラスト軸受の摺動面に加わると、ほぼ同時に、半割スラスト軸受の周方向端面付近には衝撃力が加わるため、スラストリリーフあるいはスラストリリーフと隣接する摺動面の軸受合金層に疲労(割れや剥離)が生じる場合がある。
より詳細には、半割スラスト軸受は、シリンダブロック及び軸受キャップの側面に設けられた受け座(座面)に嵌合され使用されるが、受け座の内径は、半割スラスト軸受の外径よりも若干大きく形成されているので、半割スラスト軸受は周方向に僅かに移動可能である。一方、一対の半割スラスト軸受を円環形状に組み合わせて使用する場合(例えば特許文献1の図10参照)、クランク軸からの軸線方向力がスラスト軸受の摺動面に入力する瞬間、クランク軸のスラストカラー面は、一対の半割スラスト軸受の両方の摺動面と同時に接触するのではなく、先に一方の半割スラスト軸受の摺動面と接触しがちである。このため、一方の半割スラスト軸受がスラストカラー面の回転とともに僅かに周方向に移動し、一方の半割スラスト軸受のクランク軸の回転方向の前方側の周方向端面が、他方の半割スラスト軸受のクランク軸の回転方向の後方側の周方向端面と衝突し、それら半割スラスト軸受の周方向端面付近に衝撃的な負荷が加わる。クランク軸と変速機とが接続されるたびに繰り返し加わるこの衝撃的な負荷の影響で、半割スラスト軸受の周方向端面に隣接するスラストリリーフあるいはスラストリリーフと隣接する摺動面の軸受合金層に疲労(割れや鋼裏金層からの剥離)が起き易い。
When the axial force input to the crankshaft is applied to the sliding surface of the half-split thrust bearing by connecting the crankshaft and the transmission, etc., almost at the same time, it is near the circumferential end face of the half-split thrust bearing. Since an impact force is applied to the bearing alloy layer, fatigue (cracking or peeling) may occur in the thrust relief or the bearing alloy layer on the sliding surface adjacent to the thrust relief.
More specifically, the half-split thrust bearing is used by being fitted to a receiving seat (seat surface) provided on the side surface of the cylinder block and the bearing cap, and the inner diameter of the receiving seat is the outer diameter of the half-split thrust bearing. The half-thrust bearing is slightly movable in the circumferential direction because it is formed slightly larger than the above. On the other hand, when a pair of half-split thrust bearings are used in combination in an annular shape (see, for example, FIG. 10 of Patent Document 1), the crankshaft is at the moment when the axial force from the crankshaft is input to the sliding surface of the thrust bearing. The thrust collar surface of is not in contact with both sliding surfaces of a pair of half-split thrust bearings at the same time, but tends to come into contact with the sliding surfaces of one half-split thrust bearing first. Therefore, one half-split thrust bearing moves slightly in the circumferential direction with the rotation of the thrust collar surface, and the circumferential end face on the front side of the crankshaft of one half-thrust bearing in the rotation direction is the other half-split thrust. It collides with the circumferential end faces on the rear side of the bearing crankshaft in the rotational direction, and a shocking load is applied to the vicinity of the circumferential end faces of those half-thrust bearings. Due to the impact of this shocking load, which is repeatedly applied each time the crankshaft and transmission are connected, the thrust relief adjacent to the circumferential end face of the half-split thrust bearing or the bearing alloy layer on the sliding surface adjacent to the thrust relief Fatigue (cracking and peeling from the steel backing layer) is likely to occur.

したがって本発明の目的は、運転時に疲労が生じ難い内燃機関のクランク軸用半割スラスト軸受を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a half-thrust bearing for a crankshaft of an internal combustion engine, which is less likely to cause fatigue during operation.

上記目的を達成するために、本発明によれば、
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、第1の表面及び第1の表面の反対側の第2の表面を画成するFe合金製の裏金層と、裏金層の第1の表面上に設けられた軸受合金層とを有し、軸受合金層は、裏金層と反対側に半割スラスト軸受の摺動面を画成し、半割スラスト軸受の周方向両端面に隣接して2つのスラストリリーフが形成され、各スラストリリーフは、摺動面から周方向端面に向かって半割スラスト軸受の壁厚が薄くなるように形成されたスラストリリーフ表面を有する、半割スラスト軸受において、
スラストリリーフ表面は軸受合金層からなり、また裏金層はスラストリリーフにおいて周方向端面に向かって厚さが薄くなるように形成され、したがって周方向端面は、裏金層が露出する裏金端面と、軸受合金層が露出する軸受合金端面とを有し、
軸受合金端面上に散在するように配置された複数の固体潤滑部材をさらに有し、固体潤滑部材は、MoS、WS、黒鉛、及びh−BNのうちの少なくとも1種以上からなる、半割スラスト軸受
が提供される。
In order to achieve the above object, according to the present invention
A semi-annular half-thrust bearing for receiving the axial force of the crank shaft of an internal combustion engine, which is made of an Fe alloy that defines a first surface and a second surface opposite to the first surface. It has a back metal layer and a bearing alloy layer provided on the first surface of the back metal layer, and the bearing alloy layer defines a sliding surface of a half-thrust bearing on the opposite side to the back metal layer, and is half. Two thrust reliefs were formed adjacent to both end faces in the circumferential direction of the split thrust bearing, and each thrust relief was formed so that the wall thickness of the half thrust bearing became thinner from the sliding surface toward the end face in the circumferential direction. In a half-thrust bearing with a thrust leaf surface,
The surface of the thrust relief is composed of a bearing alloy layer, and the back metal layer is formed in the thrust relief so as to become thinner toward the circumferential end face. Therefore, the peripheral end face is the back metal end face where the back metal layer is exposed and the bearing alloy. Has a bearing alloy end face with exposed layers
It further comprises a plurality of solid lubricating members interspersed on the end face of the bearing alloy, the solid lubricating member consisting of at least one of MoS 2 , WS 2 , graphite, and h-BN. Split thrust bearings are provided.

軸受合金端面における固体潤滑部材の面積率(AR1)は1〜10%とすることができる。 The area ratio (AR1) of the solid lubricating member on the end face of the bearing alloy can be 1 to 10%.

軸受合金端面上の固体潤滑部材の厚さは0.1〜10nmとすることができる。 The thickness of the solid lubricating member on the end face of the bearing alloy can be 0.1 to 10 nm.

周方向端面における軸受合金端面の軸線方向長さ(T1)は、周方向端面の軸線方向長さ(TE)の30〜60%とすることができる。 The axial length (T1) of the bearing alloy end face on the circumferential end face can be 30 to 60% of the axial length (TE) of the circumferential end face.

裏金端面上の、軸受合金端面から所定の軸線方向距離(T3)までの範囲内にも固体潤滑部材が散在するように配置され、またこの所定の軸線方向距離(T3)は、周方向端面における裏金端面の軸線方向長さ(T2)の25%〜50%とすることができる。 Solid lubricating members are arranged so as to be scattered within a range from the bearing alloy end face to a predetermined axial distance (T3) on the back metal end face, and the predetermined axial distance (T3) is set on the circumferential end face. It can be 25% to 50% of the axial length (T2) of the back metal end face.

裏金端面上の、軸受合金端面から所定の軸線方向距離(T3)までの範囲内における固体潤滑部材の面積率(AR2)は、軸受合金端面における固体潤滑部材の面積率(AR1)の2〜5倍(AR2/AR1=1.5〜2.5)とすることができる。 The area ratio (AR2) of the solid lubricating member in the range from the bearing alloy end face to the predetermined axial distance (T3) on the back metal end face is 2 to 5 of the area ratio (AR1) of the solid lubricating member on the bearing alloy end face. It can be doubled (AR2 / AR1 = 1.5 to 2.5).

上述したように、クランク軸用の半割スラスト軸受は、内燃機関のクランク軸の軸線方向力を受けるが、本発明によれば、半割スラスト軸受の周方向端面の軸受合金端面には、固体潤滑部材が散在するように設けられているため、軸受合金端面が衝撃負荷を受けた際に微小滑りが生じ、軸受合金層に加わる負荷が緩和される。
このため、スラストリリーフ表面の領域やスラストリリーフに隣接する摺動面の領域における軸受合金層には衝撃負荷が伝播し難く、したがってこれらの領域の軸受合金層に疲労が生じ難い。
As described above, the half-split thrust bearing for the crankshaft receives the axial force of the crankshaft of the internal combustion engine, but according to the present invention, the bearing alloy end face of the circumferential end face of the half-split thrust bearing is solid. Since the lubricating members are provided so as to be scattered, minute slip occurs when the end face of the bearing alloy receives an impact load, and the load applied to the bearing alloy layer is alleviated.
Therefore, it is difficult for the impact load to propagate to the bearing alloy layer in the region of the thrust relief surface or the region of the sliding surface adjacent to the thrust relief, and therefore fatigue is unlikely to occur in the bearing alloy layer in these regions.

軸受装置の分解斜視図である。It is an exploded perspective view of a bearing device. 軸受装置の正面図である。It is a front view of the bearing device. 軸受装置の断面図である。It is sectional drawing of the bearing device. 実施例1の半割スラスト軸受の正面図である。It is a front view of the half-thrust bearing of Example 1. FIG. 実施例1の半割スラスト軸受の周方向端部の軸線方向に平行な断面図である。It is sectional drawing parallel to the axial direction of the circumferential end portion of the half-split thrust bearing of Example 1. FIG. 図5に示す周方向端部の拡大側面図である。It is an enlarged side view of the peripheral end portion shown in FIG. 半割軸受の正面図である。It is a front view of a half bearing. 図7に示す半割軸受を径方向内側から見た底面図である。It is a bottom view which looked at the half bearing shown in FIG. 7 from the inside in the radial direction. 実施例3の半割スラスト軸受の正面図である。It is a front view of the half-thrust bearing of Example 3. FIG. 実施例3の半割スラスト軸受の周方向端部の側面図である。It is a side view of the peripheral end portion of the half-split thrust bearing of Example 3. FIG. 実施例4の半割スラスト軸受の周方向端部の側面図である。It is a side view of the peripheral end portion of the half-split thrust bearing of Example 4. FIG. 実施例1の半割スラスト軸受の周方向端面の正面図である。It is a front view of the end face in the circumferential direction of the half-split thrust bearing of Example 1. FIG. 実施例1の半割スラスト軸受の周方向端面を、図6のZI矢視方向から見た拡大側面図である。FIG. 5 is an enlarged side view of the circumferential end surface of the half-split thrust bearing of the first embodiment as viewed from the direction of the ZI arrow in FIG. 実施例1の半割スラスト軸受の周方向端面を、図6のZII矢視方向から見た拡大正面図である。FIG. 5 is an enlarged front view of the circumferential end surface of the half-split thrust bearing of the first embodiment as viewed from the direction of arrow ZII in FIG.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(軸受装置の全体構成)
まず、図1〜3を用いて本発明の実施例1に係る軸受装置1の全体構成を説明する。図1〜3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12を介して軸線方向力f(図3参照)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。
(Overall configuration of bearing device)
First, the overall configuration of the bearing device 1 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 1 to 3, the bearing housing 4 formed by attaching the bearing cap 3 to the lower portion of the cylinder block 2 is formed with bearing holes (holding holes) 5 which are circular holes penetrating between both side surfaces. The bearing holes 6 and 6 which are annular recesses are formed on the peripheral edge of the bearing hole 5 on the side surface. Half-split bearings 7 and 7 that rotatably support the journal portion 11 of the crankshaft are combined and fitted in the bearing hole 5 in a cylindrical shape. Half-split thrust bearings 8 and 8 that receive an axial force f (see FIG. 3) via a thrust collar 12 of a crankshaft are combined and fitted to the receiving seats 6 and 6 in an annular shape.

図2に示すように、主軸受を構成する半割軸受7のうち、シリンダブロック2側(上側)の半割軸受7の内周面には潤滑油溝71が形成され、また潤滑油溝71内には外周面に貫通する貫通孔72が形成されている(図7及び8も参照)。なお、潤滑油溝は、上下両方の半割軸受に形成することもできる。 As shown in FIG. 2, of the half-split bearings 7 constituting the main bearing, a lubricating oil groove 71 is formed on the inner peripheral surface of the half-split bearing 7 on the cylinder block 2 side (upper side), and the lubricating oil groove 71 is also formed. A through hole 72 penetrating the outer peripheral surface is formed inside (see also FIGS. 7 and 8). The lubricating oil groove can also be formed in both the upper and lower half bearings.

また半割軸受7には、半割軸受7同士の当接面に隣接して、周方向両端部にクラッシュリリーフ73、73が形成されている(図2参照)。クラッシュリリーフ73は、半割軸受7の周方向端面に隣接する領域の壁厚が、周方向端面に向かって徐々に薄くなるように形成された壁厚減少領域である。クラッシュリリーフ73は、一対の半割軸受7、7を組み付けたときの突合せ面の位置ずれや変形を吸収することを企画して形成される。 Further, the half-split bearing 7 is formed with crash reliefs 73 and 73 at both ends in the circumferential direction adjacent to the contact surface between the half-split bearings 7 (see FIG. 2). The crush relief 73 is a wall thickness reduction region formed so that the wall thickness of the region adjacent to the circumferential end face of the half bearing 7 gradually becomes thinner toward the circumferential end face. The crash relief 73 is formed by planning to absorb the misalignment and deformation of the butt surface when the pair of half bearings 7 and 7 are assembled.

(半割スラスト軸受の構成)
次に、図2〜6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、Fe合金製の裏金層84に薄い軸受合金層85を接着したバイメタルを用いて、半円環形状の平板に形成される。なお、裏金層84のFe合金として、鋼やステンレス鋼等を用いることができる。また軸受合金層85として、Cu軸受合金やAl軸受合金等を用いることができる。軸受合金層85は、Fe合金製の裏金層84に対し硬さが低く(軟らかく)、したがって外力を受けた場合に弾性変形量が多い。
半割スラスト軸受8は、周方向中央領域に軸受合金層85から構成される摺動面81(軸受面)と、周方向両端面83、83に隣接する領域にスラストリリーフ82、82とを有し、スラストリリーフ82は、平坦なスラストリリーフ表面(平面)82sを有している。摺動面81には、潤滑油の保油性を高めるために、両側のスラストリリーフ82、82の間に2つの油溝81a、81aが形成されている。
(Composition of half-thrust bearing)
Next, the configuration of the half-split thrust bearing 8 of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 2 to 6. The half-split thrust bearing 8 of this embodiment is formed in a semi-annular flat plate using a bimetal in which a thin bearing alloy layer 85 is bonded to a back metal layer 84 made of Fe alloy. As the Fe alloy of the back metal layer 84, steel, stainless steel, or the like can be used. Further, as the bearing alloy layer 85, a Cu bearing alloy, an Al bearing alloy, or the like can be used. The bearing alloy layer 85 has a lower hardness (softer) than the back metal layer 84 made of Fe alloy, and therefore has a large amount of elastic deformation when subjected to an external force.
The half-split thrust bearing 8 has a sliding surface 81 (bearing surface) composed of a bearing alloy layer 85 in the central region in the circumferential direction, and thrust reliefs 82 and 82 in regions adjacent to both end surfaces 83 and 83 in the circumferential direction. However, the thrust relief 82 has a flat thrust relief surface (flat surface) 82s. Two oil grooves 81a and 81a are formed on the sliding surface 81 between the thrust reliefs 82 and 82 on both sides in order to improve the oil retention property of the lubricating oil.

スラストリリーフ82は、周方向両端面83、83に隣接する摺動面81側の領域に、半割スラスト軸受8の壁厚Tが端面に向かって徐々に薄くなるように形成される壁厚減少領域であり、半割スラスト軸受8の周方向端面83の径方向全長に亘って延びている。スラストリリーフ82は、半割スラスト軸受8を分割型の軸受ハウジング4内に組み付けた際の位置ずれ等に起因する、一対の半割スラスト軸受8、8の周方向端面83、83同士の位置ずれを緩和するために形成される。 The thrust relief 82 is formed in a region on the sliding surface 81 side adjacent to both end faces 83 and 83 in the circumferential direction so that the wall thickness T of the half-split thrust bearing 8 gradually becomes thinner toward the end face. It is a region and extends over the entire radial direction of the circumferential end face 83 of the half-split thrust bearing 8. The thrust relief 82 is misaligned between the circumferential end faces 83, 83 of the pair of half-thrust bearings 8, 8 due to misalignment when the half-split thrust bearing 8 is assembled in the split type bearing housing 4. Is formed to alleviate.

図4に示すように、本実施例のスラストリリーフ82は、半割スラスト軸受8の径方向内側端部と径方向外側端部の間で一定のスラストリリーフ長さL1を有している。
乗用車用等の小型内燃機関のクランク軸(ジャーナル部の直径が30〜100mm程度)に使用する場合、半割スラスト軸受8の周方向端面83からのスラストリリーフ長さL1は、3〜25mmになされる。
As shown in FIG. 4, the thrust relief 82 of the present embodiment has a constant thrust leaf length L1 between the radial inner end portion and the radial outer end portion of the half-split thrust bearing 8.
When used for the crankshaft of a small internal combustion engine for passenger cars (the diameter of the journal portion is about 30 to 100 mm), the thrust relief length L1 from the circumferential end face 83 of the half-split thrust bearing 8 is set to 3 to 25 mm. Ru.

ここで、スラストリリーフ長さL1とは、半割スラスト軸受8の周方向両端面83を通る平面(スラスト軸受分割平面HP)から垂直方向に測った長さとして定義される。特に、径方向内側端部におけるスラストリリーフ長さL1は、半割スラスト軸受8の周方向端面83から、スラストリリーフ表面82sが摺動面81の内周縁と交わる点までの垂直方向の長さとして定義される。 Here, the thrust relief length L1 is defined as a length measured in the vertical direction from a plane (thrust bearing division plane HP) passing through both end faces 83 in the circumferential direction of the half-split thrust bearing 8. In particular, the thrust relief length L1 at the radial inner end is defined as the vertical length from the circumferential end surface 83 of the half-split thrust bearing 8 to the point where the thrust leaf surface 82s intersects the inner peripheral edge of the sliding surface 81. Defined.

また半割スラスト軸受8のスラストリリーフ82は、周方向端面83において、半割スラスト軸受8の径方向内側端部と径方向外側端部との間で一定の軸線方向深さRD1を有するように形成される。
スラストリリーフ82の軸線方向の深さRD1は、0.1〜1mmになされることができる。
Further, the thrust leaf 82 of the half-split thrust bearing 8 has a constant axial depth RD1 between the radial inner end portion and the radial outer end portion of the half-split thrust bearing 8 on the circumferential end surface 83. It is formed.
The axial depth RD1 of the thrust relief 82 can be 0.1 to 1 mm.

ここで、軸線方向深さとは、半割スラスト軸受8の摺動面81を含む平面からスラストリリーフ表面82sまでの軸線方向距離を意味する。換言すれば、軸線方向深さは、摺動面81をスラストリリーフ82上まで延長した仮想摺動面からスラストリリーフ表面82sまで垂直に測った距離である。したがって軸線方向深さRD1は、特に、半割スラスト軸受8の周方向端面83におけるスラストリリーフ表面82sから仮想摺動面までの深さとして定義される。 Here, the axial depth means the axial distance from the plane including the sliding surface 81 of the half-split thrust bearing 8 to the thrust relief surface 82s. In other words, the axial depth is the distance measured vertically from the virtual sliding surface extending the sliding surface 81 onto the thrust relief 82 to the thrust relief surface 82s. Therefore, the axial depth RD1 is specifically defined as the depth from the thrust relief surface 82s to the virtual sliding surface on the circumferential end surface 83 of the half-split thrust bearing 8.

図5に示すように、裏金層84は2つの表面、すなわち軸受合金層85が接着される第1の表面84aと、半割スラスト軸受8の背面を構成する第2の表面84bとを画成している。 As shown in FIG. 5, the back metal layer 84 defines two surfaces, that is, a first surface 84a to which the bearing alloy layer 85 is adhered and a second surface 84b forming the back surface of the half-thrust bearing 8. are doing.

なお、実際の製造の観点から、スラストリリーフ表面82sの形状は、摺動面81に垂直な周方向断面で、僅かに湾曲した曲線であってもよく、同様にスラストリリーフ82における裏金層84の第1の表面84aの形状は、摺動面81に垂直な周方向断面で、僅かに湾曲した曲線であってもよい。 From the viewpoint of actual production, the shape of the thrust relief surface 82s may be a slightly curved curve with a circumferential cross section perpendicular to the sliding surface 81, and similarly, the back metal layer 84 of the thrust relief 82. The shape of the first surface 84a may be a slightly curved curve with a circumferential cross section perpendicular to the sliding surface 81.

軸受合金層85は、スラストリリーフ表面82sが軸受合金層85からなるように、裏金層84の第1の表面84aを覆って周方向端面83まで延びている。したがって図5及び6に示されるように、半割スラスト軸受8の周方向端面83は、軸受合金層85が露出する軸受合金端面86と、裏金層84が露出する裏金端面87とを有する。 The bearing alloy layer 85 covers the first surface 84a of the back metal layer 84 and extends to the peripheral end surface 83 so that the thrust relief surface 82s is composed of the bearing alloy layer 85. Therefore, as shown in FIGS. 5 and 6, the circumferential end surface 83 of the half-split thrust bearing 8 has a bearing alloy end surface 86 in which the bearing alloy layer 85 is exposed and a back metal end surface 87 in which the back metal layer 84 is exposed.

図12は、周方向端面83(すなわち軸受合金端面86及び裏金端面87)をその正面(図6のZII矢視方向)から見た図である。また図13Aは、周方向端面83を横から見た、すなわちスラストリリーフ表面82s側(図6のZI矢視方向)から見た拡大図であり、図13Bは、軸受合金端面86をその正面(図6のZII矢視方向)からみた拡大図である。特に図13A及び13Bに示されるように、軸受合金端面86には、複数の固体潤滑部材88が散在するように設けられ、したがって軸受合金端面86には、軸受合金層85が露出した部分と固体潤滑部材88とが混在していることが理解される(図13B)。この固体潤滑部材88は、MoS、WS、黒鉛、及びh−BNのうちの少なくとも1種以上からなり、また軸受合金端面86の表面積に対する固体潤滑部材88全体の面積率は1〜10%である。 FIG. 12 is a view of the circumferential end surface 83 (that is, the bearing alloy end surface 86 and the back metal end surface 87) viewed from the front surface (ZII arrow direction in FIG. 6). Further, FIG. 13A is an enlarged view of the circumferential end surface 83 viewed from the side, that is, from the thrust relief surface 82s side (ZI arrow viewing direction in FIG. 6), and FIG. 13B shows the bearing alloy end surface 86 in front of the thrust relief surface 86. It is an enlarged view seen from the ZII arrow view direction of FIG. In particular, as shown in FIGS. 13A and 13B, the bearing alloy end face 86 is provided so that a plurality of solid lubricating members 88 are scattered, and therefore, the bearing alloy end face 86 is provided with a portion where the bearing alloy layer 85 is exposed and a solid. It is understood that the lubricating member 88 is mixed (FIG. 13B). The solid lubricating member 88 is composed of at least one of MoS 2 , WS 2 , graphite, and h-BN, and the area ratio of the entire solid lubricating member 88 to the surface area of the bearing alloy end face 86 is 1 to 10%. Is.

実施例1において、固体潤滑部材88の厚さT4、すなわち軸受合金端面86からの垂直方向高さT4は0.1〜10nmである。
固体潤滑部材88の厚さT4が0.1nm未満であると、衝撃負荷を受けた際に軸受合金85に加わる衝撃負荷を緩和する作用が不十分であり、しかし厚さT4が10nmを超えると、衝撃負荷を受けた際に固体潤滑部材88に割れが発生したり、軸受合金端面86からせん断され易くなる場合がある。
In the first embodiment, the thickness T4 of the solid lubricating member 88, that is, the vertical height T4 from the bearing alloy end face 86 is 0.1 to 10 nm.
If the thickness T4 of the solid lubricating member 88 is less than 0.1 nm, the action of alleviating the impact load applied to the bearing alloy 85 when an impact load is applied is insufficient, but if the thickness T4 exceeds 10 nm. When the solid lubricating member 88 is subjected to an impact load, the solid lubricating member 88 may be cracked or easily sheared from the bearing alloy end face 86.

また実施例1において、周方向端面83における軸受合金端面86の軸線方向長さT1は、周方向端面83の軸線方向長さ(厚さ)TEに対して30〜60%である。その理由は、周方向端面83における軸受合金端面86の軸線方向長さT1が、周方向端面83の軸線方向長さTEに対して60%を超えると、周方向端面83における裏金端面87の割合が小さくなりすぎて、周方向端面83付近の裏金層87が塑性変形する場合があるからである。 Further, in the first embodiment, the axial length T1 of the bearing alloy end face 86 in the circumferential end face 83 is 30 to 60% with respect to the axial length (thickness) TE of the circumferential end face 83. The reason is that when the axial length T1 of the bearing alloy end face 86 in the circumferential end face 83 exceeds 60% with respect to the axial length TE of the circumferential end face 83, the ratio of the back metal end face 87 in the circumferential end face 83. Is too small, and the back metal layer 87 near the peripheral end face 83 may be plastically deformed.

なお、図6において、スラストリリーフ表面82sと軸受合金端面86の接続部、及びスラストリリーフ82における裏金層84の第1の表面84aと裏金端面87の接続部は、直線的に形成されて(すなわち角を形成して)いるが、これら接続部は、曲線的に形成されて(すなわちアールを付されて)いてもよい。 In FIG. 6, the connection portion between the thrust relief surface 82s and the bearing alloy end surface 86 and the connection portion between the first surface 84a of the back metal layer 84 and the back metal end surface 87 in the thrust relief 82 are formed linearly (that is,). Although they form corners), these connections may be curved (ie, rounded).

(実施例1による作用)
上述したようにクランク軸からの軸線方向力fが半割スラスト軸受8の摺動面81に入力するのとほぼ同時に、一方の半割スラスト軸受8の周方向端面83と他方の半割スラスト軸受8の周方向端面83とが衝突し、それにより、それら半割スラスト軸受8の周方向端面83付近に衝撃的な負荷が加わる。なお、本実施例の構成とは異なり、図1に示すシリンダブロック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のうちシリンダブロック2の側面にだけ軸受孔5の周縁の円環状凹部である受座6が形成され、したがって軸受ハウジング4の一方の側面にただ1つの半割スラスト軸受が配置される場合には、半割スラスト軸受8の周方向端面83は、軸受キャップ3の端面(分割面)と衝突し、それにより半割スラスト軸受8の周方向端面83付近に衝撃的な負荷が加わる。
(Action according to Example 1)
As described above, almost at the same time that the axial force f from the crankshaft is input to the sliding surface 81 of the half-split thrust bearing 8, the circumferential end surface 83 of one half-thrust bearing 8 and the other half-thrust bearing 8 are input. The circumferential end faces 83 of 8 collide with each other, whereby a shocking load is applied to the vicinity of the circumferential end faces 83 of the half-split thrust bearings 8. In addition, unlike the configuration of this embodiment, of the bearing housing 4 configured by attaching the bearing cap 3 to the lower part of the cylinder block 2 shown in FIG. 1, the annular shape of the peripheral edge of the bearing hole 5 is provided only on the side surface of the cylinder block 2. When a recess 6 is formed and therefore only one half-thrust bearing is arranged on one side of the bearing housing 4, the circumferential end face 83 of the half-thrust bearing 8 is the bearing cap 3. It collides with the end face (split surface), and as a result, a shocking load is applied to the vicinity of the circumferential end face 83 of the half-split thrust bearing 8.

本実施例では、半割スラスト軸受の周方向端面83の軸受合金端面86に、固体潤滑部材88が散在するように設けられているため、軸受合金端面86が衝撃負荷を受けた際に微小滑りが生じ、軸受合金層85に加わる負荷が緩和される。このため、スラストリリーフ表面82sの領域やスラストリリーフ82に隣接する摺動面81の領域における軸受合金層85には衝撃負荷が伝播し難く、したがってこれらの領域の軸受合金層85に疲労が生じ難い。 In this embodiment, since the solid lubricating members 88 are provided so as to be scattered on the bearing alloy end face 86 of the circumferential end face 83 of the half-split thrust bearing, the bearing alloy end face 86 slips slightly when an impact load is applied. Is generated, and the load applied to the bearing alloy layer 85 is alleviated. Therefore, it is difficult for the impact load to propagate to the bearing alloy layer 85 in the region of the thrust relief surface 82s and the region of the sliding surface 81 adjacent to the thrust relief 82, and therefore fatigue is unlikely to occur in the bearing alloy layer 85 in these regions. ..

また本発明では、固体潤滑部材88が軸受合金端面86上に散在していることにより、スラスト軸受8の周方向端面83に衝撃負荷が加わったとき、各固体潤滑部材は軸受合金端面86内に押し込まれ、周囲を軸受合金により囲まれ拘束されるので、軸受合金端面86に平行な方向への固体潤滑部材88の変形が起き難く、固体潤滑部材88は軸受合金端面86からせん断され難い。
これに対して、本発明とは異なり軸受合金端面86全面に固体潤滑部材を設けた場合、上述した軸受合金による周囲拘束作用がないため、固体潤滑部材の変形が大きく、固体潤滑部材に割れが発生し、軸受合金端面86から容易にせん断される。
あるいは、予め固体潤滑部材の粒子が軸受合金端面86と面一となるように埋収されていると、内燃機関を運転する際の熱で半割スラスト軸受8の軸受合金が固体潤滑部材88よりも多く熱膨張するため、軸受合金端面86に対して固体潤滑部材の表面が窪んだ状態となり、本発明と同じ作用が得られない。
Further, in the present invention, since the solid lubricating members 88 are scattered on the bearing alloy end face 86, when an impact load is applied to the circumferential end face 83 of the thrust bearing 8, each solid lubricating member is placed in the bearing alloy end face 86. Since it is pushed in and surrounded by the bearing alloy and restrained, the solid lubricating member 88 is unlikely to be deformed in the direction parallel to the bearing alloy end face 86, and the solid lubricating member 88 is unlikely to be sheared from the bearing alloy end face 86.
On the other hand, unlike the present invention, when the solid lubricating member is provided on the entire surface of the end face 86 of the bearing alloy, the solid lubricating member is greatly deformed and the solid lubricating member is cracked because the above-mentioned bearing alloy does not have a peripheral restraining action. It is generated and easily sheared from the bearing alloy end face 86.
Alternatively, if the particles of the solid lubricating member are embedded so as to be flush with the end face 86 of the bearing alloy, the bearing alloy of the half-split thrust bearing 8 is formed from the solid lubricating member 88 by the heat generated when the internal combustion engine is operated. Since a large amount of thermal expansion occurs, the surface of the solid lubricating member is recessed with respect to the bearing alloy end face 86, and the same operation as that of the present invention cannot be obtained.

なお、本実施例とは異なり、軸受合金端面86における固体潤滑部材88の面積率が1%未満であると、衝撃負荷を受けた際に微小な滑りがおこって衝撃負荷を緩和する作用が不十分であり、一方、面積率が30%を越えると固体潤滑部材88が軸受合金端面86からせん断され易くなる場合がある。 Unlike this embodiment, if the area ratio of the solid lubricating member 88 on the bearing alloy end face 86 is less than 1%, a minute slip occurs when an impact load is applied, and the action of alleviating the impact load is ineffective. On the other hand, if the area ratio exceeds 30%, the solid lubricating member 88 may be easily sheared from the bearing alloy end face 86.

(軸受合金層及び裏金層の寸法)
図5は、半割スラスト軸受8の周方向端部83近傍を、内側(図4のYI矢視方向)から見た側面の断面図である。
乗用車用等の小型内燃機関のクランク軸(ジャーナル部の直径が30〜100mm程度)に使用する場合、摺動面81が形成される領域において、半割スラスト軸受8の厚さTは1.5〜3.5mmであり、裏金層84の厚さTBは1.1〜3.2mmであり、軸受合金層85の厚さTAは0.1mm〜0.7mmである。摺動面81が形成される領域において、裏金層84の厚さTBおよび軸受合金層85の厚さTAは、一定とすることが好ましい。
また図5及び6に示すように、スラストリリーフ82が形成された領域において、軸受合金層85および裏金層84の厚さは、周方向中央側から周方向端面83に向かって小さくなっている。周方向端面83での軸受合金端面86の軸線方向長さ(厚さ)T2は、0.05〜0.6mmとすることが好ましい。
(Dimensions of bearing alloy layer and back metal layer)
FIG. 5 is a cross-sectional view of a side surface of the half-split thrust bearing 8 as viewed from the inside (YI arrow direction in FIG. 4) in the vicinity of the circumferential end 83.
When used for the crankshaft of a small internal combustion engine for passenger cars (the diameter of the journal portion is about 30 to 100 mm), the thickness T of the half-split thrust bearing 8 is 1.5 in the region where the sliding surface 81 is formed. The thickness of the back metal layer 84 is 1.1 to 3.2 mm, and the thickness TA of the bearing alloy layer 85 is 0.1 mm to 0.7 mm. In the region where the sliding surface 81 is formed, the thickness TB of the back metal layer 84 and the thickness TA of the bearing alloy layer 85 are preferably constant.
Further, as shown in FIGS. 5 and 6, in the region where the thrust relief 82 is formed, the thickness of the bearing alloy layer 85 and the back metal layer 84 decreases from the central side in the circumferential direction toward the end surface 83 in the circumferential direction. The axial length (thickness) T2 of the bearing alloy end face 86 on the circumferential end face 83 is preferably 0.05 to 0.6 mm.

(軸受合金層の材質)
軸受合金は、従来から既知のCu軸受合金やAl軸受合金を用いることができる。例えば、Cu軸受合金は、Sn、P、Ni、Zn、Fe、Ag、Bi、Pbから選ばれる1種以上の成分を含むCu合金であればよい。Al軸受合金は、Si、Sn、Cu、Fe、Cr、Mg、Mn、Zr、Ti、Vから選ばれる1種以上の成分を含むAl合金であればよい。なお、Cu軸受合金およびAl軸受合金は、上記に示す以外の成分を含むようにすることもできる。
(Material of bearing alloy layer)
As the bearing alloy, conventionally known Cu bearing alloys and Al bearing alloys can be used. For example, the Cu bearing alloy may be a Cu alloy containing one or more components selected from Sn, P, Ni, Zn, Fe, Ag, Bi, and Pb. The Al bearing alloy may be an Al alloy containing at least one component selected from Si, Sn, Cu, Fe, Cr, Mg, Mn, Zr, Ti, and V. The Cu bearing alloy and the Al bearing alloy may contain components other than those shown above.

(裏金層の材質)
裏金層は、0.03〜0.35質量%の炭素を含有するFe合金を用いることができる。
さらに、裏金層の組成は、0.03〜0.35質量%のC、0.4質量%以下のSi、1質量%以下のMn、0.04質量%以下のP、0.05質量%以下のSを含み、残部がFe及び不可避不純物であることが好ましい。
なお、裏金層の組成は、上記組成に限定されないで他のFe合金であってもよい。
(Material of back metal layer)
For the back metal layer, an Fe alloy containing 0.03 to 0.35% by mass of carbon can be used.
Further, the composition of the back metal layer is 0.03 to 0.35% by mass of C, 0.4% by mass or less of Si, 1% by mass or less of Mn, 0.04% by mass or less of P, 0.05% by mass. It is preferable that the following S is contained and the balance is Fe and unavoidable impurities.
The composition of the back metal layer is not limited to the above composition, and may be another Fe alloy.

(固体潤滑部材の面積率の測定)
半割スラスト軸受8の周方向端面83の軸受合金端面86における固体潤滑部材88の面積率は、EPMA(電子線マイクロアナライザー)を用い、倍率5000倍で軸受合金端面86の複数箇所(例えば3箇所以上)について成分の定量分析を行うことで確認できる。定量分析における検出元素として、固体潤滑部材を構成する元素(例えばMoSの場合は、Mo元素、S元素)及び軸受合金に含まれる成分元素(例えばAl軸受合金の場合は、Al元素、Si元素、Sn元素等)を選択し、これら元素の特性X線強度をZAF補正計算法により質量濃度に変換した後、体積濃度に変換する。各測定箇所での固体潤滑部材を構成する元素の合計の体積濃度が、固体潤滑部材の体積濃度であり、各測定箇所でのこの体積濃度の値を算術平均して固体潤滑部材88の面積割合が確認できる。なお、軸受合金が固体潤滑部材と同じ元素を含む組成である場合には、上記固体潤滑部材の元素の体積濃度の値から、軸受合金に含まれる固体潤滑部材と同じ元素の体積濃度分を除いた値が、固体潤滑部材88の面積割合となる。この定量分析は、倍率は5000倍に限定されないで、例えば5000倍を超える倍率で行なってもよい。
なお、後述する半割スラスト軸受8の周方向端面83の、軸受合金端面86に隣接する裏金端面87における固体潤滑部材88の面積率も同様の方法で測定することができる。
(Measurement of area ratio of solid lubrication member)
The area ratio of the solid lubricating member 88 in the bearing alloy end face 86 of the circumferential end face 83 of the half-split thrust bearing 8 is a plurality of places (for example, 3 places) of the bearing alloy end face 86 at a magnification of 5000 times using EPMA (electron microanalyzer). The above) can be confirmed by performing a quantitative analysis of the components. Elements constituting the solid lubricating member (for example, Mo element and S element in the case of MoS 2 ) and component elements contained in the bearing alloy (for example, Al element and Si element in the case of Al bearing alloy) as detection elements in the quantitative analysis. , Sn element, etc.), and after converting the characteristic X-ray intensity of these elements into mass concentration by the ZAF correction calculation method, it is converted into volume concentration. The total volume concentration of the elements constituting the solid lubricating member at each measurement point is the volume concentration of the solid lubricating member, and the value of this volume concentration at each measurement point is arithmetically averaged to determine the area ratio of the solid lubricating member 88. Can be confirmed. When the bearing alloy has a composition containing the same element as the solid lubricating member, the volume concentration of the same element as the solid lubricating member contained in the bearing alloy is excluded from the value of the volume concentration of the element of the solid lubricating member. The value is the area ratio of the solid lubricating member 88. This quantitative analysis is not limited to 5000 times, and may be performed at a magnification exceeding 5000 times, for example.
The area ratio of the solid lubricating member 88 on the back metal end surface 87 adjacent to the bearing alloy end surface 86 of the circumferential end surface 83 of the half-split thrust bearing 8 described later can also be measured by the same method.

(固体潤滑部材の被覆方法)
固体潤滑部材の被覆方法として、一般的な投射法等を用いて、軸受合金端面86を固体潤滑部材88で被覆することが可能である。固体潤滑部材88の固体潤滑剤粒子を室温もしくは固体潤滑剤が分解しない温度に加熱した状態で圧縮気体の力により周方向端面86に衝突させ被覆する一般的な投射法を用いて、固体潤滑剤の粒子径、投射速度、投射時間、圧縮気体圧力等の条件の調整により半割スラスト軸受8の周方向端面83の軸受合金端面86、または、軸受合金端面86およびこれに隣接する裏金端面87の所定の領域にも固体潤滑剤を散在するように被覆させることができる。
(Coating method of solid lubricating member)
As a coating method for the solid lubricating member, it is possible to coat the bearing alloy end face 86 with the solid lubricating member 88 by using a general projection method or the like. A solid lubricant is coated by using a general projection method in which the solid lubricant particles of the solid lubricant member 88 are heated to room temperature or a temperature at which the solid lubricant does not decompose and then collide with the peripheral end face 86 by the force of a compressed gas to cover the solid lubricant. By adjusting conditions such as particle size, projection speed, projection time, and compressed gas pressure, the bearing alloy end face 86 of the circumferential end face 83 of the half-split thrust bearing 8 or the bearing alloy end face 86 and the back metal end face 87 adjacent thereto A predetermined area can also be coated with the solid lubricant so as to be scattered.

本実施例では、半割軸受7と半割スラスト軸受8が分離しているタイプの軸受装置1について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、半割軸受7と半割スラスト軸受8が一体化したタイプの軸受装置1にも適用できる。また、半割スラスト軸受8は、軸受合金層85の摺動面81や、スラストリリーフ表面82sおよび/または裏金層84の第2の表面84bに、固体潤滑部材が散在するように被覆することもできる。 In this embodiment, the bearing device 1 of the type in which the half-split bearing 7 and the half-split thrust bearing 8 are separated has been described, but the present invention is not limited to this, and the half-split bearing 7 and the half-split thrust are not limited to this. It can also be applied to a bearing device 1 of a type in which a bearing 8 is integrated. Further, the half-split thrust bearing 8 may cover the sliding surface 81 of the bearing alloy layer 85, the thrust relief surface 82s and / or the second surface 84b of the back metal layer 84 so that the solid lubricating members are scattered. it can.

以上、図面を参照して、本発明の実施例を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は本発明に含まれる。 Although the embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and design changes to the extent that the gist of the present invention is not deviated from the present invention. Included in the invention.

実施例2の半割スラスト軸受8では、裏金端面87の、軸受合金端面86に隣接する領域89にも固体潤滑部材が散在するように形成されており、その他の構成は、実施例1と同じである。
具体的には、本実施例では、軸受合金端面86に加えて、裏金端面87の、軸受合金端面86から所定の軸線方向距離T3までの範囲89にも固体潤滑部材88が散在しており、この軸線方向距離T3は、周方向端面における裏金端面87の軸線方向長さT2の25%〜50%である(図12)。
裏金層84の裏金端面87のスラストリリーフ表面82s側に固体潤滑部材88を形成することで、微小すべりが発生し、軸受合金端面86に隣接する裏金端面87の領域89においても衝撃負荷が緩和される。
一方、裏金層84の裏金端面87の背面側(スラストリリーフ表面82sと反対側)では、裏金端面87のみが露出しているため、衝撃負荷は、主に裏金端面87のうち軸受合金層85から離間した領域に加わる。このため、スラストリリーフ表面82sの領域やスラストリリーフ82に隣接する摺動面81の領域における軸受合金層85には衝撃負荷が伝播し難く、したがってこれらの領域の軸受合金層85に疲労が生じ難い。
また、裏金層84の表面(裏金端面87)は、軸受合金層85の表面(軸受合金端面86)に比べて、相手部材と衝撃的に接する際の摩擦力が高い。このため、衝撃負荷を受けた際に微小すべりが発生し易くなるように、裏金端面87上の、軸受合金端面から所定の軸線方向距離T3までの範囲89内における固体潤滑部材88の面積率(AR2)は、軸受合金端面86における固体潤滑部材88の面積率(AR1)の1.5〜2.5倍(AR2/AR1=2〜5)であることが好ましい。
裏金端面87上の、軸受合金端面から所定の軸線方向距離T3までの範囲89内における固体潤滑部材88の面積率が軸受合金端面86における固体潤滑部材88の面積率の1.5倍未満であると、裏金端面87においても衝撃負荷を緩和する作用が十分に得られ難い場合があり、また2.5倍を超えると、固体潤滑部材88が裏金端面87からせん断され易くなる場合がある。
In the half-thrust bearing 8 of the second embodiment, the solid lubricating members are formed so as to be scattered in the region 89 of the back metal end face 87 adjacent to the bearing alloy end face 86, and the other configurations are the same as those of the first embodiment. Is.
Specifically, in this embodiment, in addition to the bearing alloy end face 86, the solid lubricating member 88 is scattered in the range 89 of the back metal end face 87 from the bearing alloy end face 86 to the predetermined axial distance T3. The axial distance T3 is 25% to 50% of the axial length T2 of the back metal end surface 87 in the circumferential end surface (FIG. 12).
By forming the solid lubricating member 88 on the thrust relief surface 82s side of the back metal end surface 87 of the back metal layer 84, minute slip occurs, and the impact load is alleviated also in the region 89 of the back metal end surface 87 adjacent to the bearing alloy end surface 86. To.
On the other hand, on the back side of the back metal end surface 87 of the back metal layer 84 (the side opposite to the thrust relief surface 82s), only the back metal end surface 87 is exposed, so that the impact load is mainly from the bearing alloy layer 85 of the back metal end surface 87. Join a distant area. Therefore, it is difficult for the impact load to propagate to the bearing alloy layer 85 in the region of the thrust relief surface 82s and the region of the sliding surface 81 adjacent to the thrust relief 82, and therefore fatigue is unlikely to occur in the bearing alloy layer 85 in these regions. ..
Further, the surface of the back metal layer 84 (back metal end surface 87) has a higher frictional force when it comes into impact contact with the mating member than the surface of the bearing alloy layer 85 (bearing alloy end surface 86). Therefore, the area ratio of the solid lubricating member 88 within the range 89 from the bearing alloy end face to the predetermined axial distance T3 on the back metal end face 87 so that minute slip is likely to occur when an impact load is applied. AR2) is preferably 1.5 to 2.5 times (AR2 / AR1 = 2 to 5) the area ratio (AR1) of the solid lubricating member 88 on the bearing alloy end face 86.
The area ratio of the solid lubricating member 88 on the back metal end surface 87 within the range 89 from the bearing alloy end surface to the predetermined axial distance T3 is less than 1.5 times the area ratio of the solid lubricating member 88 on the bearing alloy end surface 86. In some cases, it may be difficult to sufficiently obtain the effect of alleviating the impact load on the back metal end surface 87, and if it exceeds 2.5 times, the solid lubricating member 88 may be easily sheared from the back metal end surface 87.

例えば図9及び10に示すように、位置決め及び回転止めのために、半径方向外側に突出する突出部8pを備える半割スラスト軸受8’に本発明を適用することもできる。さらに、この半割スラスト軸受8’の円周方向長さは、実施例1に示す半割スラスト軸受8よりも所定の長さS1だけ短くてもよい。また、半割スラスト軸受8’は、周方向端部83近傍において内周面を半径Rの円弧状に切り欠くこともできる。同様に、半割スラスト軸受8’の摺動面側の径方向外側縁部や径方向内側縁部に、周方向に亘って面取りを形成するもこともできる。 For example, as shown in FIGS. 9 and 10, the present invention can also be applied to a half-thrust bearing 8'with a protruding portion 8p protruding outward in the radial direction for positioning and rotation stop. Further, the circumferential length of the half-split thrust bearing 8'may be shorter than the half-split thrust bearing 8 shown in the first embodiment by a predetermined length S1. Further, the half-split thrust bearing 8'can also have an inner peripheral surface cut out in the vicinity of the peripheral end portion 83 in an arc shape having a radius R. Similarly, chamfers may be formed in the radial outer edge portion and the radial inner edge portion on the sliding surface side of the half-split thrust bearing 8'over the circumferential direction.

図11に示すように、実施例4による半割スラスト軸受8’’は、摺動面81と反対側の背面(裏金層84の第2表面84b)の周方向両端部にもスラストトリリーフに似た形状の背面リリーフ90を有することができる。なお、この場合に、裏金層84の厚さは背面リリーフ90を形成しなかった場合の第2の表面84bから測定される厚さとして定義される。
あるいは背面リリーフ90は、摺動面81と平行な平面を有するように構成することもできる。
なお、図11に示すように背面リリーフ90のリリーフ長さL3は、上述したスラストリリーフ82のスラストリリーフ長さL1より大きいが、これに限定されるものではなく、スラストリリーフ長さL1と同じであってもよく、あるいはスラストリリーフ長さL1よりも小さくてもよい。
As shown in FIG. 11, the half-split thrust bearing 8 ″ according to the fourth embodiment also has thrust relief on both ends in the circumferential direction of the back surface (second surface 84b of the back metal layer 84) opposite to the sliding surface 81. It can have a back relief 90 with a similar shape. In this case, the thickness of the back metal layer 84 is defined as the thickness measured from the second surface 84b when the back surface relief 90 is not formed.
Alternatively, the back relief 90 may be configured to have a plane parallel to the sliding surface 81.
As shown in FIG. 11, the relief length L3 of the back relief 90 is larger than the thrust relief length L1 of the above-mentioned thrust relief 82, but is not limited to this, and is the same as the thrust relief length L1. It may be present, or it may be smaller than the thrust relief length L1.

また実施例1では、軸受装置1に半割スラスト軸受8を4つ使用しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、少なくとも1つの本発明による半割スラスト軸受8を使用することで所望の効果を得ることができる。また、本発明による半割スラスト軸受8と従来のスラスト軸受を対として構成した円環形状のスラスト軸受を使用してもよい。さらに、本発明の軸受装置1において、半割スラスト軸受8は、クランク軸を回転自在に支承する半割軸受7の軸線方向の一方又は両方の端面に一体に形成されてもよい。 Further, in the first embodiment, four half-split thrust bearings 8 are used in the bearing device 1, but the present invention is not limited to this, and at least one half-split thrust bearing 8 according to the present invention is used. This makes it possible to obtain the desired effect. Further, a ring-shaped thrust bearing composed of a half-split thrust bearing 8 according to the present invention and a conventional thrust bearing as a pair may be used. Further, in the bearing device 1 of the present invention, the half-split thrust bearing 8 may be integrally formed on one or both end faces in the axial direction of the half-split bearing 7 that rotatably supports the crankshaft.

L1 径方向内側端部におけるスラストリリーフ長さ
RD1 周方向端面におけるスラストリリーフ深さ
1 軸受装置
4 軸受ハウジング
7 半割軸受
8 半割スラスト軸受
11 ジャーナル部
12 スラストカラー
71 潤滑油溝
72 貫通孔
73 クラッシュリリーフ
81 摺動面
82 スラストリリーフ
82s スラストリリーフ表面
83 周方向端面
84 裏金層
84a 第1の表面
84b 第2の表面
85 軸受合金層
86 軸受合金端面
87 裏金端面
88 固体潤滑部材
89 裏金端面の所定の範囲
90 背面リリーフ
L1 Thrust relief length at the inner end in the radial direction RD1 Depth of thrust leaf at the end face in the circumferential direction 1 Bearing device 4 Bearing housing 7 Half bearing 8 Half thrust bearing 11 Journal part 12 Thrust collar 71 Lubricating oil groove 72 Through hole 73 Crash Relief 81 Sliding surface 82 Thrust relief 82s Thrust relief surface 83 Circumferential end face 84 Back metal layer 84a First surface 84b Second surface 85 Bearing alloy layer 86 Bearing alloy end face 87 Back metal end face 88 Solid lubricating member 89 Predetermined back metal end face Range 90 back relief

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、第1の表面及び前記第1の表面の反対側の第2の表面を画成するFe合金製の裏金層と、前記裏金層の前記第1の表面上に設けられた軸受合金層とを有し、前記軸受合金層は、前記裏金層と反対側に前記半割スラスト軸受の摺動面を画成し、前記半割スラスト軸受の周方向両端面に隣接して2つのスラストリリーフが形成され、各スラストリリーフは、前記摺動面から前記周方向端面に向かって前記半割スラスト軸受の壁厚が薄くなるように形成されたスラストリリーフ表面を有する、半割スラスト軸受において、
前記スラストリリーフ表面は前記軸受合金層からなり、また前記裏金層は前記スラストリリーフにおいて前記周方向端面に向かって厚さが薄くなるように形成され、したがって前記周方向端面は、前記裏金層が露出する裏金端面と、前記軸受合金層が露出する軸受合金端面とを有し、
前記軸受合金端面上に散在するように配置された複数の固体潤滑部材をさらに有し、前記固体潤滑部材は、MoS、WS、黒鉛、及びh−BNのうちの少なくとも1種以上からなる
半割スラスト軸受。
A semi-annular half-thrust bearing for receiving axial force of the crank shaft of an internal combustion engine, which is an Fe alloy that defines a first surface and a second surface opposite to the first surface. The back metal layer is provided with a bearing alloy layer provided on the first surface of the back metal layer, and the bearing alloy layer is a sliding surface of the half-thrust bearing on the opposite side to the back metal layer. Two thrust reliefs are formed adjacent to both end faces in the circumferential direction of the half-split thrust bearing, and each thrust relief is formed from the sliding surface toward the end face in the circumferential direction of the half-split thrust bearing. In a half-thrust bearing having a thrust relief surface formed so that the wall thickness is thin,
The surface of the thrust leaf is made of the bearing alloy layer, and the back metal layer is formed in the thrust leaf so as to become thinner toward the peripheral end face, so that the back metal layer is exposed on the peripheral end face. It has a back metal end face and a bearing alloy end face from which the bearing alloy layer is exposed.
It further has a plurality of solid lubricating members arranged so as to be scattered on the end face of the bearing alloy, and the solid lubricating member comprises at least one of MoS 2 , WS 2 , graphite, and h-BN. Half-split thrust bearing.
前記軸受合金端面における前記固体潤滑部材の面積率(AR1)が1〜10%である、請求項1に記載の半割スラスト軸受。 The half-thrust bearing according to claim 1, wherein the area ratio (AR1) of the solid lubricating member on the end face of the bearing alloy is 1 to 10%. 前記軸受合金端面上の前記固体潤滑部材の厚さが0.1〜10nmである、請求項1又は2に記載の半割スラスト軸受。 The half-thrust bearing according to claim 1 or 2, wherein the solid lubricating member on the end face of the bearing alloy has a thickness of 0.1 to 10 nm. 前記周方向端面における前記軸受合金端面の軸線方向長さ(T1)が、前記周方向端面の軸線方向長さ(TE)の30〜60%である、請求項1から3までのいずれか一項に記載の半割スラスト軸受。 Any one of claims 1 to 3, wherein the axial length (T1) of the bearing alloy end face on the circumferential end face is 30 to 60% of the axial length (TE) of the circumferential end face. Half-split thrust bearing described in. 前記裏金端面上の、前記軸受合金端面から所定の軸線方向距離(T3)までの範囲内にも前記固体潤滑部材が散在するよう配置され、また前記所定の軸線方向距離(T3)は、前記周方向端面における前記裏金端面の軸線方向長さ(T2)の25%〜50%である、請求項1から4までのいずれか一項に記載の半割スラスト軸受。 The solid lubricating members are arranged so as to be scattered within a range from the bearing alloy end face to a predetermined axial distance (T3) on the back metal end face, and the predetermined axial distance (T3) is the circumference. The half-split thrust bearing according to any one of claims 1 to 4, which is 25% to 50% of the axial length (T2) of the back metal end face in the direction end face. 前記裏金端面上の、前記軸受合金端面から前記所定の軸線方向距離(T3)までの範囲内における前記固定潤滑部材の面積率(AR2)が、前記軸受合金端面における前記固体潤滑部材の面積率(A1)の1.5〜2.5倍である、請求項5に記載の半割スラスト軸受。 The area ratio (AR2) of the fixed lubricating member within the range from the bearing alloy end face to the predetermined axial distance (T3) on the back metal end face is the area ratio of the solid lubricating member on the bearing alloy end face (T3). The half-split thrust bearing according to claim 5, which is 1.5 to 2.5 times that of A1).
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