JP2024047720A - 半割スラスト軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の運転時に、損傷が生じにくい半割スラスト軸受の提供。【解決手段】半割スラスト軸受は、軸線方向力を受ける摺動面及びその反対側の背面を有し、摺動面と背面との間の軸受壁厚が一定である。半割スラスト軸受は、周方向中央部を含む略平坦な中央領域と、各周方向両端面から周方向中央部側へ向かって３０°以上、８０°以下の円周角度に亘って延びる、２つの端部領域とを有する。半割スラスト軸受の軸線方向に垂直な基準面を、半割スラスト軸受の摺動面側に、摺動面から離間しており、半割スラスト軸受の中央領域における摺動面と平行となる仮想面と定義する。摺動面と基準面との間の軸線方向距離は、径方向のいずれの位置においても、中央領域において最大であり、各端部領域において、径方向のいずれの位置においても中央領域側から周方向端部側に向かって周方向に連続して小さくなる。【選択図】図９

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スラスト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。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。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る。

一般的に半割スラスト軸受の軸線方向力を受ける摺動面およびその反対側の背面は、半割スラスト軸受の軸線方向に垂直な平面と平行になされ、摺動面と背面との間の厚さは、一定になされている。また、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スラストリリーフが形成される。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に形成される。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）。

従来、内燃機関の運転時のクランク軸の撓み変形を考慮して、半割スラスト軸受の摺動面の少なくとも外径側に曲面形状のクラウニング面を設け、それにより半割スラスト軸受の摺動面のクランク軸との局所的な接触応力を低減することが提案されている（特許文献２）。

特開平１１－２０１１４５号公報 特開２０１３－１９５１７号公報

近年、内燃機関の軽量化のためにクランク軸の軸径が小径化され、従来のクランク軸よりも低剛性となっている。このため、内燃機関の運転時にクランク軸に撓みが発生しやすく、クランク軸の振動が大きくなる傾向にあり、半割スラスト軸受の周方向中央部付近の摺動面に対するスラストカラー面の傾斜が特に大きくなる。したがって、半割スラスト軸受の周方向中央部付近の摺動面とクランク軸のスラストカラー面とが接触し、損傷（疲労）が起きやすくなっている。

半割スラスト軸受の周方向中央部付近の摺動面とクランク軸のスラストカラー面とが接触し、損傷（疲労）が起きやすくなることを防止するために特許文献２に記載されたように摺動面の少なくとも外径側に曲面形状のクラウニング面を設けても、上述のクランク軸の撓みによる振動が大きい場合には、特に半割スラスト軸受の周方向中央部付近の摺動面が、クランク軸のスラストカラーと接触し、損傷（疲労）を防止することは困難である。

したがって本発明の目的は、上記問題に対処し、内燃機関の運転時に、損傷（疲労）が生じにくい半割スラスト軸受を提供することである。

本発明の一観点によれば、内燃機関のクランク軸の軸線方向力を受けるための略半円環形状の半割スラスト軸受が提供される。半割スラスト軸受は、軸線方向力を受ける摺動面及びその反対側の背面を有し、摺動面と背面との間の軸受壁厚が一定である。
半割スラスト軸受は、
半割スラスト軸受の周方向中央部を含む略平坦な中央領域と、
半割スラスト軸受の各周方向両端面から周方向中央部側へ向かって３０°以上、８０°以下の円周角度に亘って延びる、２つの端部領域とを有する。半割スラスト軸受の軸線方向に垂直な基準面を以下の通り定義する。すなわち、基準面は、
半割スラスト軸受の摺動面側に、摺動面から離間しており、半割スラスト軸受の中央領域における摺動面と平行となる仮想平面と定義する。そうすると、摺動面と基準面との間の軸線方向距離は、径方向のいずれの位置においても、中央領域において最大であり、各端部領域において、径方向のいずれの位置においても中央領域側から周方向端部側に向かって周方向に連続して小さくなる。

本発明の一具体例によれば、
中央領域における摺動面と基準面との間の軸線方向距離と、周方向端部における摺動面と基準面との間の軸線方向距離との差が５０～１５０μｍである。
。

本発明の一具体例によれば、摺動面に、半割スラスト軸受の周方向両端面にそれぞれ隣接して、２つのスラストリリーフが形成される。

本発明の一具体例によれば、摺動面に少なくとも１つの油溝が形成される。

本発明の一具体例によれば、油溝は、半割スラスト軸受の径方向に延在し、油溝は、溝部及び傾斜部からなり、半割スラスト軸受を摺動面の周方向に切断した断面で見ると、傾斜部は、溝部の一方の端部または両端部に隣接し、摺動面側から溝部側に向かって壁厚が小さくなる。

本発明の半割スラスト軸受によれば、内燃機関の運転時のクランク軸の撓みに起因して半割スラスト軸受の周方向中央部付近の摺動面に対するクランク軸のスラストカラー面の傾斜角度が大きくなった場合でも、半割スラスト軸受の周方向両端部付近の摺動面がクランク軸のスラストカラー面と接触するので、半割スラスト軸受の周方向中央部付近の摺動面のみがクランク軸のスラストカラー面と接触することが防止され、半割スラスト軸受の摺動面の損傷が起きにくい。

軸受装置の分解斜視図である。 半割軸受及びスラスト軸受の正面図である。 軸受装置の断面図である。 従来技術の半割スラスト軸受の正面図である。 図４の従来技術の半割スラスト軸受のＹ２矢視側面図である。 従来技術の半割スラスト軸受の作用を説明するための側面図である。 実施例１の半割スラスト軸受の正面図である。 図７の半割スラスト軸受のＡ－Ａ断面図である。 図７の半割スラスト軸受のＹ１矢視底面図である。 実施例の作用を説明するための半割スラスト軸受の断面図である。 実施例の作用を説明するための半割スラスト軸受の断面図である。 実施例２の半割スラスト軸受の正面図である。 図１２の半割スラスト軸受のＹ３矢視側面図である。 実施例３の半割スラスト軸受の正面図である。 図１４の半割スラスト軸受のＢ－Ｂ断面図である。 本発明の他の形態の半割スラスト軸受の正面図である。 図１６の半割スラスト軸受の周方向端部付近の側面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

（軸受装置の全体構成）
まず、図１～図３を用いて軸受装置１の全体構成を説明する。図１～図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面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。

（従来技術）
次に、図４～図６を用いて、従来の半割スラスト軸受１８の問題点を説明する。
図４は、従来の半割スラスト軸受１８の正面図を示し、図５は、図４に示す半割スラスト軸受１８のＹ２矢視から見た側面図を示す。従来の半割スラスト軸受１８の摺動面１８１および背面１８４は、半割スラスト軸受１８の軸線方向に垂直な平面になっている。

図６は、内燃機関の運転時のクランク軸の撓みに起因して従来の半割スラスト軸受１８の周方向中央部付近の摺動面１８１に対するクランク軸のスラストカラー面１２の傾斜角度が大きくなった状態を示す（符号１８６が周方向端面を示す）。従来の半割スラスト軸受１８の摺動面１８１および背面１８４は、軸線方向に垂直な平面状のため、半割スラスト軸受１８の周方向中央部付近の摺動面１８１に対するクランク軸のスラストカラー面１２の傾斜角度が大きくなった場合、半割スラスト軸受１８の周方向中央部付近の摺動面１８１のみがクランク軸のスラストカラー面１２と強く接触するので、周方向中央部付近の摺動面１８１に損傷（疲労）が起きやすいという問題があった。

（半割スラスト軸受の構成）
次に、図７～図１１を用いて本発明の実施例１の半割スラスト軸受８の構成について説明する。図７は、半割スラスト軸受８の正面図を示し、図８は、図７に示す半割スラスト軸受のＡ－Ａ断面図を示し、図９は、図７に示す半割スラスト軸受８のＹ１矢視の底面図を示す。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、略半円環形状に形成される（半割スラスト軸受８は下記の通り図７の紙面垂直方向に湾曲しているので、「略」半円環形状と称する）。半割スラスト軸受８は、軸線方向を向いた摺動面８１を備え、摺動面８１は軸受合金層から構成される。半割スラスト軸受８は、摺動面８１の反対側に背面８４を備える。

摺動面８１には、潤滑油の保油性を高めるために油溝８１ａを有してもよい。図７および図２には、２つの油溝８１ａ、８１ａが形成されているが、本実施例とは異なり、摺動面８１には、油溝８１ａが１個または３個以上形成されてもよい。ただし、油溝８１ａが形成される場合、油溝８１ａの部分の「摺動面８１」とは、油溝８１ａが存在しないと仮定した場合の仮想面をいう。

半割スラスト軸受８は、半割スラスト軸受８の周方向中央部Ｃを含む中央領域８Ｃと、半割スラスト軸受８の各周方向両端面８３から周方向中央部Ｃ側へ向かって３０°以上、８０°以下の円周角度θ１に亘って延びる２つの端部領域８Ｅを有する。なお、本実施例では端部領域８Ｅの円周角度θ１（周方向長さ）は、径方向内側端部８ｉおよび径方向外側端部８ｏの間で一定としているが、これに限定されないで、端部領域８Ｅの円周角度θ１（周方向長さ）は径方向内側端部８ｉおよび径方向外側端部８ｏの間で変化していてもよい。

中央領域８Ｃにおける摺動面８１は、略平坦（略平面形状）となっている。２つの端部領域８Ｅにおける摺動面８１は、いずれも、半割スラスト軸受８の周方向で全体として摺動面８１側から背面８４側へ向かう方向に凸状に彎曲している。ここで、「彎曲している」とは、各端部領域８Ｅにおける摺動面８１が全体として１つの曲面となるように湾曲していればよく、曲面の曲率が周方向で変化してもよい（他の実施例も同様である）。背面８４は、摺動面８１と平行になされている。すなわち、摺動面８１と背面８４との間の摺動面８１に垂直方向の軸受壁厚Ｔは、一定になされているので、中央領域８Ｃおよび端部領域８Ｅにおける背面８４は、摺動面と対応する形状になる。なお、軸受壁厚Ｔは、僅かな変位（１５μｍ以下）を有していてもよい。

半割スラスト軸受８の軸線方向に垂直な基準面９０を以下の通り定義する。すなわち、基準面９０を、半割スラスト軸受８の摺動面８１が基準面９０を向き、基準面９０が摺動面８１から離間し、半割スラスト軸受８の中央領域８Ｃの摺動面８１が基準面９０と平行となる仮想平面と定義する。
ここで、軸線方向は基準面９０と垂直な方向であり、軸線は、半割スラスト軸受８の円中心を通り軸線方向に延びる仮想線であり、軸線方向距離とは、２つの対象物の軸線方向の離間距離をいう。

基準面９０をこのように定義すると、摺動面８１と基準面９０との間の軸線方向距離Ｌは、中央領域８Ｃにおいて最大（Ｌ１）であり、各端部領域８Ｅにおいては、径方向のいずれの位置においても中央領域８Ｃと隣接する位置８Ｘから摺動面８１の周方向端部８６側（Ｌ２）に向かって（周方向に）連続して小さくなる（図８、図９参照）。この時、半割スラスト軸受８の背面８４と基準面９０との間の軸線方向距離も、径方向のいずれの位置においても中央領域８Ｃにおいて最大であり、各端部領域８Ｅにおいては、径方向のいずれの位置においても中央領域８Ｃと隣接する位置８Ｘから背面８４の周方向端部側に向かって（周方向に）連続して小さくなる。摺動面８１と背面８４は平行なので、背面８４についても同様の関係が成り立つことは言うまでもない。

具体的には、乗用車用等の小型内燃機関のクランク軸（直径が３０～１００ｍｍ程度のジャーナル部を有する）に使用する場合、半割スラスト軸受８の中央領域８Ｃにおける摺動面８１と基準面９０との間の軸線方向距離Ｌ１と周方向端部８６における摺動面８１と基準面９０との間の軸線方向距離Ｌ２の差Ｌ３（Ｌ３＝Ｌ１－Ｌ２）は、例えば２５～２００μｍであり、より好適には５０～１５０μｍである。この軸線方向距離の差Ｌ３が２５μｍ未満の場合には、半割スラスト軸受８の周方向中央部付近の摺動面８１に対するクランク軸のスラストカラー面１２の傾斜角度が大きくなった時に、周方向端部付近の摺動面８１がクランク軸のスラストカラー面１２と接触しなくなり、半割スラスト軸受８の周方向中央部付近の摺動面８１のみがスラストカラー面１２と接触しやすくなる。また、この軸線方向距離の差Ｌ３が２００μｍを超える場合には、半割スラスト軸受８の周方向中央部付近の摺動面８１に対するクランク軸のスラストカラー面１２の傾斜角度が大きくなった時に、周方向端部８６付近の摺動面８１に加わる負荷が大きくなり過ぎて損傷することがある。しかし、これらの寸法は一例に過ぎず、軸線方向距離の差Ｌ３はこの寸法範囲に限定されない。

本実施例の半割スラスト軸受８においては、中央領域８Ｃにおける摺動面（およびそれに対応する背面８４）は、全体が基準面９０と平行（すなわち、平坦）となっている。しかし、これに限定されないで、例えば、中央領域８Ｃにおける摺動面８１および背面８４は、径方向の断面視にて背面８４側から摺動面８１側へ向かって僅かに突出した一つの（凸形状の）彎曲形状を有してもよく、または径方向の断面視にて摺動面８１側から背面８４側へ向かって僅かに突出した一つの（凸形状の）彎曲形状を有してもよく、その他の曲線を有していてもよい。中央領域８Ｃにおける摺動面が径方向で彎曲している場合、半割スラスト８は、中央領域８Ｃの径方向外側端部８ｏにおける摺動面８１と基準面９０との間の軸線方向距離Ｌ１と中央領域８Ｃの径方向内側端部８ｉにおける摺動面８１と基準面９０との間の軸線方向距離Ｌ１が同じとなるように配置された状態が、「半割スラスト軸受８の摺動面８１の径方向中心線ＣＬが基準面９０と平行」になる。この配置の状態での中央領域８Ｃの摺動面８１の径方向内側端部８ｉおよび径方向外側端部８ｏでの軸線方向距離Ｌ１が、「中央領域８Ｃにおける摺動面８１と基準面９０との間の軸線方向距離Ｌ１」と定義される。

また、本実施例の半割スラスト軸受８は、周方向端部８６（周方向端面８３）における端部領域８Ｅの摺動面８１（線状表面）が基準面９０と平行になされている。しかし、これに限定されないで、周方向端部８６（周方向端面８３）における端部領域８Ｅの摺動面８１（線状表面）が基準面９０に対して僅かに傾斜してもよい。周方向端部８６（周方向端面８３）における摺動面８１（線状表面）が基準面９０に対して傾斜している場合、軸線方向距離Ｌ２は、周方向端部８６（周方向端部８３）の摺動面８１（線状表面）にて基準面９０との軸線方向距離Ｌが最小となる位置における軸線方向距離として定義される。

半割スラスト軸受８は、背面８４がシリンダブロック２の受座６に配置され、摺動面８１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３参照）を受けるようになっている。
図１０は、半割スラスト軸受８の中央領域８Ｃの背面８４がシリンダブロック２の受座６と平行となるように（受座６）に接し、且つ、端部領域８Ｅの背面８４の周方向両端部にてシリンダブロック２の受座６との間の軸線方向距離Ｌ４が同じとなるように配置された時の半割スラスト軸受８の断面図である。半割スラスト軸受８の端部領域８Ｅにおける背面８４と受座６との間には、中央領域８Ｃと隣接する位置（中央領域８Ｃと端部領域の境界８Ｘ）から半割スラスト軸受８の周方向端面８３側へ向かって連続して大きくなる軸線方向の隙間Ｓ２が形成される。また、半割スラスト軸受８の端部領域８Ｅにおける摺動面８１は、摺動面８１が向く方向への軸線方向の偏位量が半割スラスト軸受８の中央領域８Ｃと隣接する位置（中央領域８Ｃと端部領域の境界）８Ｘにおいて最小で、周方向端部側へ向かって連続して大きくなる。

（作用）
次に、図１１を用いて本実施例の半割スラスト軸受８の作用を説明する。
図１１は、内燃機関の運転時のクランク軸の撓みに起因して半割スラスト軸受８の周方向中央部付近の摺動面８１に対するクランク軸のスラストカラー面１２の傾斜角度が大きくなった状態を示す。半割スラスト軸受８の摺動面８１は、摺動面８１が向く方向（スラストカラー面１２側）への軸線方向の偏位が周方向端部側へ向かって連続して大きくなっている。このため、半割スラスト軸受８の周方向中央部Ｃ付近の摺動面８１に対するクランク軸のスラストカラー面１２の傾斜角度が大きくなった場合でも、端部領域８Ｅの周方向両端部８６付近の摺動面８１がクランク軸のスラストカラー面１２と接触するので、半割スラスト軸受８の周方向中央部付近の摺動面８１のみがクランク軸のスラストカラー面と接触することが防止される。
また、半割スラスト軸受８の端部領域８Ｅにおける背面８４と受座６との間には、半割スラスト軸受８の周方向端面８３側へ向かって連続して大きくなる軸線方向の隙間Ｓ２が形成され、端部領域８Ｅにおける周方向両端部８６付近の摺動面８１がクランク軸のスラストカラー面１２と接触すると、半割スラスト軸受８の周方向端面８３部付近は、隙間Ｓ２側へ向かって弾性変形することで、摺動面８１の軸線方向の偏位が小さくなる。このため、半割スラスト軸受８の周方向端部８６付近の摺動面８１のみがクランク軸のスラストカラー面１２と接触することも防止される。このため、発明の半割スラスト軸受８は、摺動面８１の損傷が起きにくい。

図１２、図１３を用いて、実施例１とは別の形態の半割スラスト軸受８について説明する。なお、実施例１で説明した内容と同一又は類似の部分の説明については同一の符号を付して説明する。

図１２は、実施例２の半割スラスト軸受８の摺動面８１側を見た正面図を示し、図１３は、図１２の半割スラスト軸受８のＹ３矢視側面図を示す。

（構成）
まず、構成について説明する。本実施例の半割スラスト軸受８の構成は、スラストリリーフ８２、８２の構成を除いて実施例１と概ね同様である。

本実施例の半割スラスト軸受８は、周方向両側の端面８３、８３に隣接する領域にスラストリリーフ８２、８２を備えている。

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の軸受壁厚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。

この場合も、摺動面８１は、油溝８１ａおよびスラストリリーフ８２の部分はそれらが存在しないと仮定した場合の仮想面を含む。中央領域８Ｃにおける摺動面８１は、略平坦となっており、端部領域８Ｅにおける摺動面８１は、半割スラスト軸受８の周方向で全体が摺動面８１から背面８４側へ向かう方向に凸状の１つの曲面となるように彎曲している。

図１２に示すように、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８ｉと径方向外側端部８ｏの間で一定のスラストリリーフ長さＬ５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Ｌ５は、３～２５ｍｍになされる。

ここで、スラストリリーフ長さＬ５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Ｌ５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８２が摺動面８１と交わる点までの垂直方向の長さとして定義される。

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８ｉと径方向外側端部８ｏとの間で一定の深さＲＤ１を有するように形成できる。スラストリリーフ８２の深さＲＤ１は、０．１～１ｍｍにすることができる。

ここで、スラストリリーフ８２の深さＲＤ１とは、半割スラスト軸受８の摺動面８１からスラストリリーフ８２の表面までの摺動面８１に垂直な方向の距離を意味する。換言すれば、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８２の表面まで垂直に測った距離である。したがって深さ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８２の表面から仮想摺動面までの深さとして定義される。

しかし、これらのスラストリリーフ長さＬ５の寸法およびはスラストリリーフ８２の深さＲＤ１の寸法は一例に過ぎず、これらの寸法範囲に限定されない。また、スラストリリーフ長さＬ５の寸法およびはスラストリリーフ８２の深さＲＤ１の寸法は、半割スラスト軸受８の径方向内側端部８iと径方向外側端部８ｏとの間で変化するように形成してもよい。

上記の通り、スラストリリーフ８２を形成した場合、軸線方向距離Ｌ２は、周方向端部におけるスラストリリーフ８２を形成しなかった場合の仮想摺動面と基準面９０との間の軸線方向距離として定義される。

図１４、図１５を用いて、実施例１とは別の形態の半割スラスト軸受８について説明する。なお、実施例１で説明した内容と同一又は類似の部分の説明については同一の符号を付して説明する。

図１４は、実施例３の半割スラスト軸受８の摺動面８１側を見た正面図を示し、図１５は、図１４の半割スラスト軸受８のＢ－Ｂ断面図を示す。

（構成）
まず、構成について説明する。本実施例の半割スラスト軸受８の構成は、油溝８１ａの構成、および傾斜面８５Ｆ、８５Ｒの構成を除いて実施例１と概ね同様である。

この実施例でも、摺動面８１（油溝８１ａおよび傾斜面８５Ｆ、８５Ｒの部分はそれらが存在しないと仮定した場合の仮想面を含む）は、中央領域８Ｃにおいては、略平坦となっており、端部領域８Ｅにおいては半割スラスト軸受８の周方向で全体が摺動面８１から背面８４側へ向かう方向に凸状の１つの曲面となるように彎曲している。

傾斜面８５Ｆ、８５Ｒの構成の理解を容易にするために図１５において摺動面８１および背面８４は、半割スラスト軸受８の軸線方向に垂直な平面と平行となるように描いている。本実施例の半割スラスト軸受８は、摺動面８１側に（半割スラスト軸受の中心から）放射状に延びる４個の油溝８１ａを備えている。

半割スラスト軸受８は、摺動面８１側には、傾斜面８５Ｆ，８５Ｒを備えている。傾斜面８５Ｆ、８５Ｒは、油溝８１ａの周方向端部８１ａＥ、８１ａＥ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が摺動面８１から油溝８１ａの周方向端部８１ａＥ、８１ａＥに向かって徐々に薄くなり、油溝８１ａの周方向端部８１ａＥと隣接する位置において最小の厚さＴ１と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の径方向全長に亘って延びている。傾斜面８５Ｆ、８５Ｒは、内燃機関の運転時に傾斜面８５Ｆ、８５Ｒとスラストカラー面１２のとの間の隙間を流れる油の圧力を高めて、半割スラスト軸受８の負荷能力を高めるために形成される。

摺動面８１からから油溝８１ａの周方向端部８１ａＥと隣接する位置における傾斜面８５Ｆ、８５Ｒの表面までの摺動面８１に垂直方向の長さとして定義される傾斜面の深さＤ０は、５～８０μｍとすることができる。各傾斜面８５Ｆ、８５Ｒの半割スラスト軸受８の周方向に平行方向の長さは、円周角度５°～２５°に相当する長さすることができる。しかし、これらの傾斜面の深さＤ０の寸法およびは傾斜面の長さの寸法は一例に過ぎず、これらの寸法範囲に限定されない。

なお、本実施例に限定されないで、油溝８１ａのスラストカラー面１２の回転方向Ｘ（図１４のＸ矢印方向）の前方側の周方向端部８１ａＥに隣接する傾斜面８５Ｆのみを形成し、油溝８１ａのクランク軸（スラストカラー面１２）の回転方向Ｘの後方側の周方向端部８１ａＥに隣接する傾斜面８５Ｒは形成しないようにしてもよい。

また、半割スラスト軸受８は、端部領域８Ｅにおける摺動面８１の周方向端部８６を含む位置に油溝８１ａが形成される場合には、軸線方向距離Ｌ２は、周方向端部８６における油溝８１aを形成しなかった場合の仮想摺動面と基準面９０との間の軸線方向距離として定義される。

以上、図面を参照して、本発明の実施例を詳述してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更が本発明に含まれることを理解すべきである。

例えば実施例では、半割軸受と半割スラスト軸受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、半割軸受と半割スラスト軸受が一体化したタイプの軸受装置１にも適用できる。

また図１６に示すように、半割スラスト軸受は、位置決め及び回転止めのために、径方向外側に突出する突出部８８を備えていてもよい。なお、突出部８８は、上述した軸線方向距離Ｌ１、Ｌ２および軸受壁厚Ｔの構成を満足していなくてもよい。
また図１６及び１７に示すように、半割スラスト軸受の周方向長さは、実施例１に示す半割スラスト軸受８の周方向端面の位置（スラスト軸受分割平面ＨＰ）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。また、半割スラスト軸受の背面８４と、周方向端面８３に隣接する領域に背面リリーフ８２Ｂを形成することもできる。

また、半割スラスト軸受の摺動面と径方向外側の縁部及び／又は径方向内側の縁部に、周方向に沿って面取りを形成するもこともできる。その場合、半割スラスト軸受の軸受壁厚Ｔは、面取りを形成しなかった場合の軸受壁厚によって表すことができる。

また上記実施例は、軸受装置に半割スラスト軸受を４つ使用する場合について説明しているが、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を使用することで所望の効果を得ることができる。また軸受装置において、本発明の半割スラスト軸受は、クランク軸を回転自在に支承する半割軸受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。

１ 軸受装置
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
８ 半割スラスト軸受
８Ｃ 中央領域
８Ｅ 端部領域
８Ｘ 隣接する位置
８１ 摺動面
８１ａ 油溝
８２ スラストリリーフ
８２Ｂ 背面リリーフ
８３ 周方向両端面
８４ 背面
８５Ｆ 傾斜面
８５Ｒ 傾斜面
８６ 周方向両端部
８８ 突出部
９０ 基準面
Ｃ 周方向中央部
ＨＰ スラスト軸受分割平面
Ｌ１ 軸線方向距離
Ｌ２ 軸線方向距離
Ｌ３ 軸線方向距離の差
Ｌ４ 軸線方向距離
Ｌ５ スラストリリーフ長さ
ＲＤ１ スラストリリーフの深さ
Ｔ 軸受壁厚
Ｔ１ 軸受壁厚
Ｘ 回転方向
θ１ 円周角度

Claims (5)

1. 内燃機関のクランク軸の軸線方向力を受けるための略半円環形状の半割スラスト軸受（８）であって、
   前記半割スラスト軸受は、前記軸線方向力を受ける摺動面（８１）及びその反対側の背面（８４）を有し、前記摺動面（８１）と前記背面（８４）との間の軸受壁厚（Ｔ）が一定である、前記半割スラスト軸受（８）において、
   前記半割スラスト軸受（８）は、
   前記半割スラスト軸受（８）の周方向中央部（Ｃ）を含む略平坦な中央領域（８Ｃ）と、
   前記半割スラスト軸受（８）の各周方向両端面（８３）から前記周方向中央部（Ｃ）側へ向かって３０°以上、８０°以下の円周角度（θ１）に亘って延びる、２つの端部領域（８Ｅ）とを有し、
   前記半割スラスト軸受（８）の軸線方向に垂直な基準面（９０）を、
   前記半割スラスト軸受（８）の前記摺動面（８１）側に、前記摺動面（８１）から離間しており、
   前記半割スラスト軸受（８）の前記中央領域（８Ｃ）における前記摺動面（８１）と平行となる仮想平面
   と定義すると、
   前記摺動面（８１）と前記基準面（９０）との間の軸線方向距離（Ｌ）は、径方向のいずれの位置においても、前記中央領域（８Ｃ）において最大（Ｌ１）であり、各端部領域（８Ｅ）において、径方向のいずれの位置においても、前記中央領域（８Ｃ）側から前記周方向端部（８６）側に向かって周方向に連続して小さくなる、半割スラスト軸受。
2. 前記中央領域（８Ｃ）における前記摺動面（８１）と前記基準面（９０）との間の軸線方向距離（Ｌ１）と、前記周方向端部（８６）における前記摺動面（８１）と前記基準面（９０）との間の軸線方向距離（Ｌ２）との差が５０～１５０μｍである、請求項１に記載された半割スラスト軸受。
3. 前記摺動面（８１）に、前記半割スラスト軸受（８）の周方向端面（８３）にそれぞれ隣接して２つのスラストリリーフ（８２）が形成される、請求項１または請求項２に記載された半割スラスト軸受。
4. 前記摺動面（８１）に、少なくとも１つの油溝（８１ａ）が形成される、請求項１または請求項２に記載された半割スラスト軸受。
5. 前記油溝（８１ａ）は、前記半割スラスト軸受（８）の径方向に延在し、前記油溝（８１ａ）は、溝部及び傾斜部からなり、前記半割スラスト軸受（８）を前記摺動面（８１）の周方向に切断した断面で見ると、前記傾斜部は、前記溝部の一方の端部（８１ａＥ）または両端部に隣接し、摺動面側から溝部側に向かって壁厚が小さくなる、請求項４に記載された半割スラスト軸受。