JP3416367B2 - すべり軸受装置 - Google Patents
すべり軸受装置Info
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- JP3416367B2 JP3416367B2 JP32630795A JP32630795A JP3416367B2 JP 3416367 B2 JP3416367 B2 JP 3416367B2 JP 32630795 A JP32630795 A JP 32630795A JP 32630795 A JP32630795 A JP 32630795A JP 3416367 B2 JP3416367 B2 JP 3416367B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、舶用大型ディ−ゼ
ル機関のクランク軸を支持する主軸受装置に関する。
ル機関のクランク軸を支持する主軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術を図５、６によって説明す
る。図５は従来の舶用大型ディ−ゼル機関の主軸受部の
横断面図、図６は図５のVI−VI断面図である。クランク
軸１は公知のエンジン要素で長手方向は多くの主軸受で
支持されている。前記主軸受は、鉄系の裏金２−１にホ
ワイトメタルやケルメット等の軸受材料２−２をライニ
ングした半割円筒状の上軸受メタル２ａと半割円筒状の
下軸受メタル２ｂを備え、下軸受メタル２ｂの外周面を
軸受サドル３の円筒状内面に嵌合すると共に、上軸受メ
タル２ａの外面に軸受冠４の円筒状取付面を嵌合し、か
つ、上軸受メタル２ａと下軸受メタル２ｂの半割面２ａ
−１と２ｂ−１をお互いに突き合せた状態で、軸受冠４
を軸受サドル３の取付面３−１にボルト５で締結する。
る。図５は従来の舶用大型ディ−ゼル機関の主軸受部の
横断面図、図６は図５のVI−VI断面図である。クランク
軸１は公知のエンジン要素で長手方向は多くの主軸受で
支持されている。前記主軸受は、鉄系の裏金２−１にホ
ワイトメタルやケルメット等の軸受材料２−２をライニ
ングした半割円筒状の上軸受メタル２ａと半割円筒状の
下軸受メタル２ｂを備え、下軸受メタル２ｂの外周面を
軸受サドル３の円筒状内面に嵌合すると共に、上軸受メ
タル２ａの外面に軸受冠４の円筒状取付面を嵌合し、か
つ、上軸受メタル２ａと下軸受メタル２ｂの半割面２ａ
−１と２ｂ−１をお互いに突き合せた状態で、軸受冠４
を軸受サドル３の取付面３−１にボルト５で締結する。
【０００３】軸受サドル３は、その両サイドがタイボル
ト支柱６と、その下部側は補強板７と一体化され、台板
８を形成する基本要素になっている。そして、台板８の
両下部は、取付部８−１を介して、相手据えつけ部に取
り付けられている。また、台板８の上部には、架構９並
びにシリンダ−ブロック１０がタイボルト６−１の締め
付けによって、強固に連結されている。なお、軸受メタ
ル２ａ、２ｂの内面には、潤滑油が提供されており、ク
ランク軸１の回転に伴う流体力学作用によって、前記ク
ランク軸１を油膜で支持している。
ト支柱６と、その下部側は補強板７と一体化され、台板
８を形成する基本要素になっている。そして、台板８の
両下部は、取付部８−１を介して、相手据えつけ部に取
り付けられている。また、台板８の上部には、架構９並
びにシリンダ−ブロック１０がタイボルト６−１の締め
付けによって、強固に連結されている。なお、軸受メタ
ル２ａ、２ｂの内面には、潤滑油が提供されており、ク
ランク軸１の回転に伴う流体力学作用によって、前記ク
ランク軸１を油膜で支持している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】クランク軸１には、シ
リンダ内の爆発力とピストンの慣性力が加わる。このた
め、クランク軸１を支持する主軸受には、前記の力とク
ランク軸弾性変形による片当たりが同時に作用する。こ
の結果、主軸受の軸受メタル２ａまたは２ｂの内面に
は、局所的に高い油膜圧力が生じる。この高い油膜圧力
は、軸受面の特定位置に発生するが、荷重並びに片当た
りがクランク軸１の一回転の間に変化する変動負荷のた
め、前記特定位置の油膜圧力も一回転中に大きな変動を
繰り返す。この油膜圧力変動に比例した応力変動範囲が
軸受材料２−２の疲労強度をオ−バして、所定の時間経
過後、割れや剥離などの損傷が表れる課題がある。
リンダ内の爆発力とピストンの慣性力が加わる。このた
め、クランク軸１を支持する主軸受には、前記の力とク
ランク軸弾性変形による片当たりが同時に作用する。こ
の結果、主軸受の軸受メタル２ａまたは２ｂの内面に
は、局所的に高い油膜圧力が生じる。この高い油膜圧力
は、軸受面の特定位置に発生するが、荷重並びに片当た
りがクランク軸１の一回転の間に変化する変動負荷のた
め、前記特定位置の油膜圧力も一回転中に大きな変動を
繰り返す。この油膜圧力変動に比例した応力変動範囲が
軸受材料２−２の疲労強度をオ−バして、所定の時間経
過後、割れや剥離などの損傷が表れる課題がある。
【０００５】ところで、油膜圧力が局部的に高くなる条
件は、大きな二次元片当たりが生じる場合である。ここ
に、二次元片当たりとは、水平軸回りのクランク軸傾き
と、垂直軸回りのクランク軸傾きが同時に作用する状態
であり、とりわけ、上軸受メタル２ａと下軸受メタル２
ｂの合わせ面付近を軸心が移動中（変動荷重に釣り合う
位置に軸心が変位する）に二次元片当たりを受けると、
合わせ面で油膜圧力発生が遮断されること、二次元片当
たりに対する追随性が構造上大きくならないことから、
同合わせ面近傍の軸受端付近に１００ＭＰａを越える高
い油膜圧力が発生する。なお、同部分の片当たり追随性
を大きくできない理由は、クランク軸１からの作用力が
集中通過する箇所であり、強度確保上、より剛性を高め
なければならないためである。
件は、大きな二次元片当たりが生じる場合である。ここ
に、二次元片当たりとは、水平軸回りのクランク軸傾き
と、垂直軸回りのクランク軸傾きが同時に作用する状態
であり、とりわけ、上軸受メタル２ａと下軸受メタル２
ｂの合わせ面付近を軸心が移動中（変動荷重に釣り合う
位置に軸心が変位する）に二次元片当たりを受けると、
合わせ面で油膜圧力発生が遮断されること、二次元片当
たりに対する追随性が構造上大きくならないことから、
同合わせ面近傍の軸受端付近に１００ＭＰａを越える高
い油膜圧力が発生する。なお、同部分の片当たり追随性
を大きくできない理由は、クランク軸１からの作用力が
集中通過する箇所であり、強度確保上、より剛性を高め
なければならないためである。
【０００６】本発明の目的はクランク軸の二次元片当た
りにより発生する高い油膜圧力を弾性変形して分散平準
化するすべり軸受装置を提供するにある。
りにより発生する高い油膜圧力を弾性変形して分散平準
化するすべり軸受装置を提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
軸受メタル裏金の内面にホワイトメタル、ケルメット等
の軸受材をライニングした各半割円筒状の上軸受メタル
と下軸受メタルとを備え前記下軸受メタルを軸受サドル
に嵌合すると共に前記上軸受メタルの外側に軸受冠を嵌
合し前記上軸受メタルと前記下軸受メタルの半割面を互
いに突き合せた状態で前記軸受冠を前記軸受サドルにボ
ルトで締結した基本構成のすべり軸受装置において、前
記軸受サドルの内面に、前記軸受メタル裏金の板厚の１
／３以上の穴径を有する複数の凹穴を軸受両端から軸受
幅の１／３の範囲に設けたことを特徴としている。
軸受メタル裏金の内面にホワイトメタル、ケルメット等
の軸受材をライニングした各半割円筒状の上軸受メタル
と下軸受メタルとを備え前記下軸受メタルを軸受サドル
に嵌合すると共に前記上軸受メタルの外側に軸受冠を嵌
合し前記上軸受メタルと前記下軸受メタルの半割面を互
いに突き合せた状態で前記軸受冠を前記軸受サドルにボ
ルトで締結した基本構成のすべり軸受装置において、前
記軸受サドルの内面に、前記軸受メタル裏金の板厚の１
／３以上の穴径を有する複数の凹穴を軸受両端から軸受
幅の１／３の範囲に設けたことを特徴としている。
【０００８】請求項２記載のすべり軸受装置は、軸受メ
タル裏金の内面にホワイトメタル、ケルメット等の軸受
材をライニングした各半割円筒状の上軸受メタルと下軸
受メタルとを備え前記下軸受メタルを軸受サドルに嵌合
すると共に前記上軸受メタルの外側に軸受冠を嵌合し前
記上軸受メタルと前記下軸受メタルの半割面を互いに突
き合せた状態で前記軸受冠を前記軸受サドルにボルトで
締結した基本構成のすべり軸受装置において、前記軸受
サドルの内面に、前記軸受メタル裏金の板厚の１／３以
上の穴径を有する複数の凹穴を軸受の一端部から軸受幅
の１／４の範囲に設けたことを特徴としている。
タル裏金の内面にホワイトメタル、ケルメット等の軸受
材をライニングした各半割円筒状の上軸受メタルと下軸
受メタルとを備え前記下軸受メタルを軸受サドルに嵌合
すると共に前記上軸受メタルの外側に軸受冠を嵌合し前
記上軸受メタルと前記下軸受メタルの半割面を互いに突
き合せた状態で前記軸受冠を前記軸受サドルにボルトで
締結した基本構成のすべり軸受装置において、前記軸受
サドルの内面に、前記軸受メタル裏金の板厚の１／３以
上の穴径を有する複数の凹穴を軸受の一端部から軸受幅
の１／４の範囲に設けたことを特徴としている。
【０００９】請求項３記載のすべり軸受装置は、請求項
１または２の何れかの項において、前記凹穴を等径の円
形に形成したことを特徴としている。
１または２の何れかの項において、前記凹穴を等径の円
形に形成したことを特徴としている。
【００１０】請求項４記載のすべり軸受装置は、請求項
１または２の何れかの項において、前記凹穴を直径の異
なる円形に形成したことを特徴としている。
１または２の何れかの項において、前記凹穴を直径の異
なる円形に形成したことを特徴としている。
【００１１】請求項５記載のすべり軸受装置は、請求項
１または２の何れかの項において、前記凹穴を四角形ま
たは楕円形の何れかに形成したことを特徴としている。
１または２の何れかの項において、前記凹穴を四角形ま
たは楕円形の何れかに形成したことを特徴としている。
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【００１５】かかる発明によれば、クランク軸の二次元
片当たりにより、局所的に高い油膜圧力が発生しようと
すると、軸受メタル裏金（２−１）と軸受サドル（３）
の内面間に設けた多数の凹穴存在により、圧力が高い部
分では、軸受メタルが図３の様に弾性変形するため、潤
滑面では局所的に油膜厚さが増え、油膜圧力は周囲に分
散し平準化する。この効果は、凹穴の最大寸法（穴径
ｄ）に大きく関係するが、軸受メタル裏金の板厚ｔとの
相互作用が強く、図４に示すように、概ね、同板厚ｔの
１／３以上から影響が出始める。
片当たりにより、局所的に高い油膜圧力が発生しようと
すると、軸受メタル裏金（２−１）と軸受サドル（３）
の内面間に設けた多数の凹穴存在により、圧力が高い部
分では、軸受メタルが図３の様に弾性変形するため、潤
滑面では局所的に油膜厚さが増え、油膜圧力は周囲に分
散し平準化する。この効果は、凹穴の最大寸法（穴径
ｄ）に大きく関係するが、軸受メタル裏金の板厚ｔとの
相互作用が強く、図４に示すように、概ね、同板厚ｔの
１／３以上から影響が出始める。
【００１６】数値解析や計測などで最大油膜圧力発生箇
所を予め把握した場合、これを狙い打ちして、ピ−ク圧
発生点から円周方向、軸方向に凹穴寸法を漸減させるこ
とで、少ない凹穴数でより一層の圧力分散、一様化作用
が得られる。更に、穴の大きさを円周方向、軸方向に分
布させる（一箇所以上の最大値を持たせる）と、あるク
ランク角タイミングで局所的に高圧になっていた油膜圧
力が低下するのみならず、その前後のクランク角タイミ
ングでの油膜圧力とも差が減少し、同位置の油膜圧力を
時間軸で見ると、圧力変動が少なくより一層メタル割れ
などに有利になる。
所を予め把握した場合、これを狙い打ちして、ピ−ク圧
発生点から円周方向、軸方向に凹穴寸法を漸減させるこ
とで、少ない凹穴数でより一層の圧力分散、一様化作用
が得られる。更に、穴の大きさを円周方向、軸方向に分
布させる（一箇所以上の最大値を持たせる）と、あるク
ランク角タイミングで局所的に高圧になっていた油膜圧
力が低下するのみならず、その前後のクランク角タイミ
ングでの油膜圧力とも差が減少し、同位置の油膜圧力を
時間軸で見ると、圧力変動が少なくより一層メタル割れ
などに有利になる。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を第１実施例
により図１を用いて説明する。図１は本発明の第１実施
例に係る大型舶用ディ−ゼルエンジンの主軸受の軸受サ
ドルの斜視図である。この第１実施例においては、特に
高い油膜圧力発生箇所が実験計測により把握できたた
め、凹穴１１の施行範囲を狙い打ちし軸受サドル３の内
面に設けた。６はタイボルト支柱、７は補強板、３−１
は取付面である。凹穴１１は円形で、直径は軸受メタル
裏金の厚さの略１／２、深さは２ｍｍで軸受メタル裏金
が変形しても穴底に接触しない。
により図１を用いて説明する。図１は本発明の第１実施
例に係る大型舶用ディ−ゼルエンジンの主軸受の軸受サ
ドルの斜視図である。この第１実施例においては、特に
高い油膜圧力発生箇所が実験計測により把握できたた
め、凹穴１１の施行範囲を狙い打ちし軸受サドル３の内
面に設けた。６はタイボルト支柱、７は補強板、３−１
は取付面である。凹穴１１は円形で、直径は軸受メタル
裏金の厚さの略１／２、深さは２ｍｍで軸受メタル裏金
が変形しても穴底に接触しない。
【００１８】なお、凹穴１１を設けた範囲は、水平軸か
ら円周方向に張角３０度、出力側の軸受端部から軸受幅
の１／４長で、千鳥配列とした。ところで、高い油膜圧
力発生位置が予め精度良く把握出来ない場合は、全円周
方向に凹穴１１を設け、軸方向へは軸受端から軸受幅の
１／３長さで、両端部に設けるのが望ましい。一方、凹
穴１１の形状は、図２に示すとおり、真円以外に楕円
や、四角形状も採用できる。更に、凹穴寸法を円周方向
に変化させ、クランク軸一回転中に複数箇所発生する高
い油膜圧力を、適正に分散せることができる。図２
（ａ）は円凹穴平行配列すなわち多数の凹穴を等径の円
形に形成しての平行配列、図２（ｂ）は楕円凹穴平行配
列すなわち多数の凹穴を楕円に形成しての平行配列、図
２（ｃ）は四角凹穴平行配列すなわち多数の凹穴を四角
形に形成しての平行配列、図２（ｄ）は四角凹穴千鳥配
列すなわち多数の凹穴を四角形に形成しての千鳥配列、
図２（ｅ）は寸法変化円凹穴すなわち多数の凹穴を直径
の異なる円形に形成したものである。
ら円周方向に張角３０度、出力側の軸受端部から軸受幅
の１／４長で、千鳥配列とした。ところで、高い油膜圧
力発生位置が予め精度良く把握出来ない場合は、全円周
方向に凹穴１１を設け、軸方向へは軸受端から軸受幅の
１／３長さで、両端部に設けるのが望ましい。一方、凹
穴１１の形状は、図２に示すとおり、真円以外に楕円
や、四角形状も採用できる。更に、凹穴寸法を円周方向
に変化させ、クランク軸一回転中に複数箇所発生する高
い油膜圧力を、適正に分散せることができる。図２
（ａ）は円凹穴平行配列すなわち多数の凹穴を等径の円
形に形成しての平行配列、図２（ｂ）は楕円凹穴平行配
列すなわち多数の凹穴を楕円に形成しての平行配列、図
２（ｃ）は四角凹穴平行配列すなわち多数の凹穴を四角
形に形成しての平行配列、図２（ｄ）は四角凹穴千鳥配
列すなわち多数の凹穴を四角形に形成しての千鳥配列、
図２（ｅ）は寸法変化円凹穴すなわち多数の凹穴を直径
の異なる円形に形成したものである。
【００１９】
【発明の効果】クランク軸の二次元片当たりによって発
生する高い油膜圧力は、軸受メタル裏金と軸受サドルの
内面間に設けた多数の凹穴部分の軸受裏金が、圧力の大
きさに応じて弾性変形するため、油膜圧力は周囲に分散
し平準化する。この結果、軸受メタルの割れや剥離など
の損傷が防止でき、軸受信頼性が向上すると共に、軸受
サイズを更に小型化できディ−ゼル機関全体のコンパク
ト化が可能になる
生する高い油膜圧力は、軸受メタル裏金と軸受サドルの
内面間に設けた多数の凹穴部分の軸受裏金が、圧力の大
きさに応じて弾性変形するため、油膜圧力は周囲に分散
し平準化する。この結果、軸受メタルの割れや剥離など
の損傷が防止でき、軸受信頼性が向上すると共に、軸受
サイズを更に小型化できディ−ゼル機関全体のコンパク
ト化が可能になる
【図１】本発明の第１実施例に係る大型舶用ディ−ゼル
エンジンの主軸受装置の軸受サドルの斜視図。
エンジンの主軸受装置の軸受サドルの斜視図。
【図２】本発明による凹穴形状と配列図。
【図３】本発明に係る第１実施例の凹穴を設けた軸受メ
タル裏金の弾性変形を示す図。
タル裏金の弾性変形を示す図。
【図４】本発明に係る凹穴径と軸受メタル裏金の厚さと
の比が最高油膜圧力に及ぼす効果を示す線図。
の比が最高油膜圧力に及ぼす効果を示す線図。
【図５】従来例の大型舶用ディ−ゼルエンジンの主軸受
部の横断面図。
部の横断面図。
【図６】図５におけるVI−VI断面図。
１…クランク軸、２ａ…上軸受メタル、２ｂ…下軸受メ
タル、２ａ−１…半割面、２ｂ−１…半割面、２−１…
軸受メタル裏金、２−２…軸受材料、３…軸受サドル、
４…軸受冠、５…ボルト、６…タイボルト支柱、６−１
…タイボルト、７…補強板、８…台板、８−１…取付
脚、９…架構、１０…シリンダブロック、１１…凹穴。
タル、２ａ−１…半割面、２ｂ−１…半割面、２−１…
軸受メタル裏金、２−２…軸受材料、３…軸受サドル、
４…軸受冠、５…ボルト、６…タイボルト支柱、６−１
…タイボルト、７…補強板、８…台板、８−１…取付
脚、９…架構、１０…シリンダブロック、１１…凹穴。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F16C 3/00 - 9/06
F16C 17/00 - 17/26
F16C 21/00 - 27/08
F16C 33/00 - 33/28
F16C 35/00 - 43/08
Claims (5)
- 【請求項１】 軸受メタル裏金の内面にホワイトメタ
ル、ケルメット等の軸受材をライニングした各半割円筒
状の上軸受メタルと下軸受メタルとを備え前記下軸受メ
タルを軸受サドルに嵌合すると共に前記上軸受メタルの
外側に軸受冠を嵌合し前記上軸受メタルと前記下軸受メ
タルの半割面を互いに突き合せた状態で前記軸受冠を前
記軸受サドルにボルトで締結した基本構成のすべり軸受
装置において、前記軸受サドルの内面に、前記軸受メタ
ル裏金の板厚の１／３以上の穴径を有する複数の凹穴を
軸受両端から軸受幅の１／３の範囲に設けたことを特徴
とするすべり軸受装置。 - 【請求項２】 軸受メタル裏金の内面にホワイトメタ
ル、ケルメット等の軸受材をライニングした各半割円筒
状の上軸受メタルと下軸受メタルとを備え前記下軸受メ
タルを軸受サドルに嵌合すると共に前記上軸受メタルの
外側に軸受冠を嵌合し前記上軸受メタルと前記下軸受メ
タルの半割面を互いに突き合せた状態で前記軸受冠を前
記軸受サドルにボルトで締結した基本構成のすべり軸受
装置において、前記軸受サドルの内面に、前記軸受メタ
ル裏金の板厚の１／３以上の穴径を有する複数の凹穴を
軸受の一端部から軸受幅の１／４の範囲に設けたことを
特徴とするすべり軸受装置。 - 【請求項３】 前記凹穴を等径の円形に形成したことを
特徴とする請求項１または２の何れかの項に記載のすべ
り軸受装置。 - 【請求項４】 前記凹穴を直径の異なる円形に形成した
ことを特徴とする請求項１または２の何れかの項に記載
のすべり軸受装置。 - 【請求項５】 前記凹穴を四角形または楕円形の何れか
に形成したことを特徴とする請求項１または２の何れか
の項に記載のすべり軸受装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32630795A JP3416367B2 (ja) | 1995-11-22 | 1995-11-22 | すべり軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32630795A JP3416367B2 (ja) | 1995-11-22 | 1995-11-22 | すべり軸受装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09144759A JPH09144759A (ja) | 1997-06-03 |
| JP3416367B2 true JP3416367B2 (ja) | 2003-06-16 |
Family
ID=18186307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32630795A Expired - Fee Related JP3416367B2 (ja) | 1995-11-22 | 1995-11-22 | すべり軸受装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3416367B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002048124A (ja) | 2000-08-03 | 2002-02-15 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関用連接棒 |
| JP2008095903A (ja) * | 2006-10-13 | 2008-04-24 | Ihi Corp | テクスチャを有するすべり軸受とその性能予測方法 |
| US8245687B2 (en) * | 2010-01-07 | 2012-08-21 | Mahle International Gmbh | Profiled connecting rod bore with micro-dimples |
| JP5878851B2 (ja) * | 2012-09-12 | 2016-03-08 | 住友重機械工業株式会社 | 減速装置 |
| CN105583232A (zh) * | 2015-12-18 | 2016-05-18 | 重庆麦拓科技有限公司 | 一种轧机及其辊箱 |
| JP2017133541A (ja) * | 2016-01-25 | 2017-08-03 | 三菱重工業株式会社 | 連接棒およびこれを備えたクロスヘッド型エンジン |
| CN115030958B (zh) * | 2022-06-06 | 2024-02-13 | 浙江江南石化机械有限公司 | 一种高密度熔融泵银轴瓦及其加工方法、设备 |
-
1995
- 1995-11-22 JP JP32630795A patent/JP3416367B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09144759A (ja) | 1997-06-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20030311 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |