JP4124510B2 - 溝付すべり軸受 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はすべり軸受に関し、より詳しくは、内周面の少なくとも一部に円周方向と交差する多数の溝を形成した溝付すべり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、すべり軸受として、内周面の一部若しくは全周に円周方向と交差する多数の溝を形成した溝付すべり軸受は周知である。
これらの溝は潤滑油の供給用溝として利用されており、概して溝数が少なく、かつ大きく形成されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、金属同士が接触して摺動すると凝着が起きることが知られているが、従来、溝付すべり軸受の溝を凝着防止用の溝として利用することは全く考慮されていなかった。
本発明は、仮に凝着が生じたとしても、少なくとも約０．１ミリ秒の間に回転軸の凝着部分が溝を通過すると該溝により凝着が寸断されるという知見に基づいてなされたもので、そのような条件を満たす溝付すべり軸受を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、内周面の少なくとも一部に円周方向と交差する多数の溝を形成した溝付すべり軸受において、
軸支する回転軸の軸径をＤミリメートル、溝が円周方向と交差する角度をα度、溝と溝とのピッチをｐミリメートルとしたときに、α×Ｄ／ｐの値が７０００から１００００の範囲となるように溝のピッチｐと角度αとを設定して、上記回転軸の回転数が１５００ｒｐｍ以上となった際に、少なくとも約０．１ミリ秒の間に回転軸の凝着部分が上記溝を通過するように設定したものである。
【０００５】
【作用】
上記構成によれば、後に詳述するように、回転軸の軸径Ｄや、溝が円周方向と交差する角度α、或いは溝と溝とのピッチｐを適宜に設定しても、上記条件式α×Ｄ／ｐの値が７０００から１００００の範囲となるように溝のピッチｐと角度αとを設定して、上記回転軸の回転数が１５００ｒｐｍ以上となった際に、少なくとも約０．１ミリ秒の間に回転軸の凝着部分が上記溝を通過するように設定していれば、凝着を効果的に防止することが可能となる。
【０００６】
【実施例】
以下図示実施例について本発明を説明すると、図１は半円筒状又は円筒状に形成した溝付すべり軸受１の内周面を展開して示した正面図で、その内周面に円周方向と交差する溝２を多数形成している。
上記溝２は、溝付すべり軸受１の円周方向に対してα度だけ傾いており、また各溝２は一定のピッチｐミリメートルを有している。また同図において、ａは隣接した溝２の円周方向における間隔（ミリメートル）を表わしている。
そして本発明においては、上記溝付すべり軸受１によって軸支する図示しない回転軸の軸径をＤミリメートルとしたときに、α×Ｄ／ｐの値が７０００から１００００の範囲となるように溝２のピッチｐと角度αとを設定したものである。
【０００７】
より具体的には、回転軸の回転数を１５００ｒｐｍとしたとき、該回転軸は１秒間で２５回、回転することになる。このときの回転軸の周速度は、軸支する回転軸の軸径をＤミリメートルとすると、Ｄ＝４０ミリメートルのとき、３１４０ミリメートル／秒となる。したがって０．１ミリ秒の間では、回転軸は０．３１４ミリメートル移動することになる。同様に、回転軸の軸径Ｄが５０ミリメートル、７０ミリメートル、１００ミリメートルでは、回転軸は０．１ミリ秒の間にそれぞれ０．３９２５ミリメートル、０．５４９５ミリメートル、０．７８５０ミリメートル移動することになる。
前述したように、仮に凝着が生じたとしても約０．１ミリ秒で回転軸の凝着部分が溝２を通過すると該溝２により凝着が寸断されるので、隣接した溝２の円周方向における間隔ａを上記値に設定すればよい。すなわち、下記の通りとなる。
Ｄ＝４０ミリメートルのとき、ａ＝０．３１４ミリメートル
Ｄ＝５０ミリメートルのとき、ａ＝０．３９２５ミリメートル
Ｄ＝７０ミリメートルのとき、ａ＝０．５４９５ミリメートル
Ｄ＝１００ミリメートルのとき、ａ＝０．７８５０ミリメートル
ところで、上記回転軸の回転数を１５００ｒｐｍとしたのは、これ未満の回転数では軸受に大きな負荷がかかることがなく、実際上凝着が発生することがないからである。他方、回転軸の回転数が１５００ｒｐｍを越える場合には、回転軸の周速度は上記の場合よりも早くなり、溝２に出会う回数が増加するだけで減少することがないからである。
【０００８】
ところで、図１において、ｓｉｎα＝ｐ／ａであるから、α＝ｓｉｎ^−１ｐ／ａとなる。
そこでピッチｐを種々に設定して角度αを求めると表１となる。
【表１】

【０００９】
そして表１の角度αに軸径Ｄ／ピッチｐを掛けると、表２となる。
【表２】

上記表２から理解されるように、α×Ｄ／ｐの値は７０００〜１００００となり、この値であれば、約０．１ミリ秒の間に回転軸の凝着部分が溝２を通過するようになるので、該溝２により凝着を寸断することができる。
【００１０】
なお図示しないが、上記溝２は、エンジンの爆発圧力を受ける部分のみ、すなわちエンジンのクランクシャフトを軸支するメインベアリングの場合には、ピストンとは反対側となる面のみに上記溝２を形成してもよい。特に上記溝付すべり軸受１を半割すべり軸受から構成する場合には、エンジンの爆発圧力を受ける側の半割すべり軸受のみに上記溝２を形成することができる。
【００１１】
図２は本発明の第２実施例を示したもので、本実施例では上記溝２がＶ字形を有するヘリングボーン溝から形成されている。そして本実施例では、そのＶ字形の頂部２ａが軸の回転方向前方側となるように配置してある。
本実施例においても上記実施例と同様に、α×Ｄ／ｐの値が７０００から１００００の範囲となるように溝２のピッチｐと角度αとを設定してあることは勿論である。
そして本実施例によれば、ヘリングボーン溝２のＶ字形の頂部２ａを軸の回転方向前方側となるように配置してあるので、溝内の油はその粘性により上記頂部２ａ側に案内され、溝付すべり軸受１の端面から外部に横漏れするのを防止することができる。
【００１２】
図３は本発明の第３実施例を示したもので、本実施例では第１実施例と同様に溝２を円周方向に対して斜めに形成してあるが、各溝２の両端部は、溝付すべり軸受１の端面に開口させずに閉鎖させている。
そして本実施例においても、α×Ｄ／ｐの値が７０００から１００００の範囲となるように溝２のピッチｐと角度αとを設定してあることは勿論である。
このような構成においても、ヘリングボーン溝の場合と同様に、溝内の油が溝付すべり軸受１の端面から外部に横漏れするのを防止することができる。
なお本実施例の場合、少なくとも回転軸の回転方向前方側に位置する溝の端部（図３の左側の端部）のみを、溝付すべり軸受１の端面に開口させずに閉鎖させるようにしてもよい。
【００１３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、α×Ｄ／ｐの値が７０００から１００００の範囲となるように溝のピッチｐと角度αとを設定して、回転軸の回転数が１５００ｒｐｍ以上となった際に、少なくとも約０．１ミリ秒の間に回転軸の凝着部分が上記溝を通過するように設定したので、凝着を効果的に防止することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例における溝付すべり軸受１のすべり面を展開して示す正面図。
【図２】本発明の第２実施例における溝付すべり軸受１のすべり面を展開して示す正面図。
【図３】本発明の第３実施例における溝付すべり軸受１のすべり面を展開して示す正面図。
【符号の説明】
１…溝付すべり軸受 ２…溝 Ｄ…軸径
α…角度 ｐ…ピッチ

Claims (5)

1. 内周面の少なくとも一部に円周方向と交差する多数の溝を形成した溝付すべり軸受において、
   軸支する回転軸の軸径をＤミリメートル、溝が円周方向と交差する角度をα度、溝と溝とのピッチをｐミリメートルとしたときに、α×Ｄ／ｐの値が７０００から１００００の範囲となるように溝のピッチｐと角度αとを設定して、上記回転軸の回転数が１５００ｒｐｍ以上となった際に、少なくとも約０．１ミリ秒の間に回転軸の凝着部分が上記溝を通過するように設定したことを特徴とする溝付すべり軸受。
2. 上記溝は、エンジンの爆発圧力を受ける部分のみに形成されていることを特徴とする請求項１に記載の溝付すべり軸受。
3. 上記溝付すべり軸受が半割すべり軸受から構成され、かつエンジンの爆発圧力を受ける側の半割すべり軸受のみに上記溝が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の溝付すべり軸受。
4. 上記溝がＶ字形を有するヘリングボーン溝から形成され、そのＶ字形の頂部が軸の回転方向前方側に配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の溝付すべり軸受。
5. 上記溝が円周方向に対して斜めに形成されており、かつ回転軸の回転方向前方側に位置する溝の端部は、すべり軸受の端面に開口されずに閉鎖されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の溝付すべり軸受。

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