JP4589086B2 - すべり軸受 - Google Patents

Description

本発明は、潤滑油を流通させる潤滑油溝が内周面に形成されたすべり軸受に関する。

二つの半円筒状の半割軸受からなるすべり軸受であって、このうちの一方の半割軸受の摺動面に円周方向に沿って潤滑油を流通させる潤滑油溝を形成し、両半割軸受の合わせ面の摺動面側にクラッシリリーフが設けられたすべり軸受が知られている。このようなすべり軸受として、潤滑油溝が半割軸受の円周方向全域に形成されるとともに、この潤滑油溝をクラッシリリーフを通って半割軸受の合わせ面に開口させたすべり軸受が知られている（特許文献１参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２、３が存在する。
特開昭６３−１０９２１５号公報 特公平７−６５６１５号公報 特開２００２−１８６６２４号公報

このようなすべり軸受は、例えば内燃機関のクランク軸を支持する軸受に使用されている。従来のすべり軸受は、潤滑油溝の潤滑油がクラッシリリーフから漏れ易いため、内燃機関の油圧が低下し易い。

そこで、本発明は、油圧の低下を抑制することが可能なすべり軸受を提供することを目的とする。

本発明のすべり軸受は、軸の周囲に潤滑油を供給するための油供給孔を有する半円筒状の半割軸受を備えたすべり軸受であって、前記半割軸受の内周面には、前記油供給孔の開口部から前記半割軸受の両端の合わせ面まで延びる潤滑油溝が形成され、前記内周面の周方向両端部には、前記合わせ面に向かうに従って半径方向外周側に後退するクラッシリリーフが設けられているすべり軸受において、前記潤滑油溝内の前記油供給孔の開口部と前記合わせ面との間には、前記潤滑油溝の流路断面積を流れ方向の前後と比較して減少させるように前記潤滑油溝内に突出する突起部が設けられ、前記突起部は、前記油供給孔の開口部と前記クラッシリリーフとの間であり、かつ前記油供給孔の開口部よりも前記クラッシリリーフに近い位置のみに配置されていることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。

本発明のすべり軸受によれば、突起部によって潤滑油溝内の潤滑油の流れを絞ることができるので、突起部よりも下流側への潤滑油の流出を抑制することができる。そのため、クラッシリリーフからの潤滑油の流出量を減少させ、油圧の低下を抑制することができる。

本発明のすべり軸受において、前記突起部は、前記潤滑油溝の壁面から潤滑油の流れを横断する方向に突出していてもよい（請求項２）。この場合、突起部によって潤滑油の流れを、潤滑油の流れを横断する方向に変化させることができる。そのため、潤滑油に異物が混入していた場合は、この異物を潤滑油溝の脇に排出することができる。

本発明のすべり軸受において、前記潤滑油溝には、前記突起部が複数設けられていてもよい（請求項３）。この場合、複数の突起部によって潤滑油の流れを絞るので、各突起部の突出量を、一つの突起部で流れを絞る場合の突起部の突出量よりも低減させることができる。そのため、潤滑油に異物が混入していた場合は、この異物を突起部よりも下流側に速やかに移動させることができる。また、複数の突起部の配置位置や突出量などを変化させることによって潤滑油溝の圧力損失を変化させることができるので、潤滑油溝内の圧力分布を調整することができる。

以上に説明したように、本発明によれば、突起部や絞り部によって潤滑油の流れを絞り、クラッシリリーフから流出する潤滑油の量を減少させることができる。そのため、油圧の低下を抑制することができる。

（第一の実施形態）
図１は、本発明の第一の実施形態に係るすべり軸受が組み込まれた内燃機関のクランク軸支持部付近の要部を示している。内燃機関１は、シリンダブロック２と、クランク軸３とを備えており、シリンダブロック２の軸支持部４には、すべり軸受５が配置されている。すべり軸受５は、半円筒状の半割軸受としての上側メタル６と、半円筒状の下側メタル７とを備えている。クランク軸３は、上側メタル６及び下側メタル７を介し、シリンダブロック２及び軸受キャップ８により左右に回転自在に支持されている。シリンダブロック２には、不図示のオイルポンプによって汲み上げられた潤滑油が導かれる油供給路９が形成されている。油供給路９は、上側メタル６の外周面側に開口し、上側メタル６の外周面側に沿って延びる油路１０に連通している。油路１０は上側メタル６の外周面によって規定される。

図２は、上側メタル６の拡大図を示している。なお、図２（ａ）は、図２（ｂ）のIIａ−IIａ線における上側メタル６の断面図を、図２（ｂ）は上側メタル６を内周面６ａ側から見た図を示している。上側メタル６は、油路１０の潤滑油をクランク軸３の周囲に供給するための油供給孔１１と、潤滑油溝１２と、クラッシリリーフ１３とを備えている。潤滑油溝１２は、上側メタル６の内周面６ａに、油供給孔１１の開口部１１ａから上側メタル６の両端の合わせ面１４、１４まで延びるように形成されている。クラッシリリーフ１３は、内周面６ａの周方向両端部に、合わせ面１４に向かうに従って半径方向外周側に後退するように設けられている。なお、図１に示したように下側メタル７にも、内周面の周方向両端部にクラッシリリーフ１３が設けられている。

図２（ａ）及び図２（ｂ）に示したように、潤滑油溝１２には、突起部１５、１５が設けられている。突起部１５は、開口部１１ａと合わせ面１４との間に潤滑油溝１２内に突出するように設けられる。そのため、図２（ａ）に示したように、突起部１５は潤滑油溝１２の流路断面積を流れ方向の前後と比較して減少させる。即ち、潤滑油溝１２の流路断面積は、突起部１５が設けられた位置にて減少し、その後突起部１５の下流にて突起部１５が設けられた位置の流路断面積よりも増加する。

図２に示した上側メタル６によれば、突起部１５によって潤滑油溝１２を流れる潤滑油の流れを絞り、圧力損失を増加させることで、突起部１５よりも合わせ面１４側への潤滑油の流出を抑制することができる。そのため、クラッシリリーフ１３から流出する潤滑油の量を減少させることができる。また、このように突起部１５を設けることで、図２（ａ）に範囲Ａで示した場所の潤滑油溝１２の油圧を、範囲Ｂで示した場所の油圧よりも高い状態に維持することができる。そのため、内燃機関の油圧の低下を抑制することができる。

図３は、第一の実施形態のすべり軸受５の第一の変形例を示している。なお、図３において図２と共通する部分には同一符号を付してある。図３（ａ）は、図３（ｂ）のIIIａ−IIIａ線における上側メタル６の断面図を示し、図３（ｂ）は図３（ａ）の上側メタル６を内周面側から見た図を示している。図３（ａ）、（ｂ）に示したように、この第一の変形例では、潤滑油溝１２の開口部１１ａと合わせ面１４との間にそれぞれ突起部１５が複数設けられている。なお、複数の突起部１５の突出量は、それぞれ異なっていてもよいし、同一でもよい。

図３の変形例によれば、開口部１１ａと合わせ面１４との間に設けた複数の突起部１５によって潤滑油溝１２の油圧を調整することができる。例えば図３（ａ）に示した範囲Ｃにおける潤滑油溝１２の油圧を高い状態に維持するとともに、複数の突起部１５が設けられた範囲Ｄにおいて合わせ面１４に向かうに従って油圧を徐々に低下させることができる。複数の突起部１５により潤滑油溝１２の圧力損失を増加させるので、同じ圧力損失を一つの突起部によって設定する場合と比較して、各突起部１５の突出量を減少させることができる。そのため、各突起部１５が設けられた位置の潤滑油溝１２の流路断面積を広くすることができる。従って、潤滑油内に異物が混入している場合は、各突起部１５よりも下流側へ異物を速やかに移動させることができる。

図４は、第一の実施形態のすべり軸受５の第二の変形例を示している。なお、図４において図２と共通する部分には同一符号を付してある。図４（ａ）は、図４（ｂ）のIVａ−IVａ線における上側メタル６の断面図を示し、図４（ｂ）は図４（ａ）の上側メタル６を内周面側から見た図を示している。図４（ｂ）に示したように、この変形例では、突起部１５が潤滑油溝１２の幅を狭くするように潤滑油溝１２の両壁面から潤滑油の流れを横断する方向に突出している。また、図４（ａ）に示したように突起部１５は、その高さが上側メタル６の内周面６ａと同一に設定される。

図５（ａ）は、図４に示した上側メタル６のクラッシリリーフ１３における潤滑油の流れの一例を示している。比較例として、図５（ｂ）に突起部がない上側メタル６のクラッシリリーフ１３における潤滑油の流れの一例を示す。なお、図５（ａ）、（ｂ）において、図中の各矢印の向きは潤滑油の流れの方向を、各矢印の大きさは潤滑油の流れの強さをそれぞれ示す。即ち図中の各矢印は、潤滑油の流れのベクトルを示している。図５（ａ）に示したように、第二の変形例では、突起部１５によってクラッシリリーフ１３における潤滑油の流れの方向を、潤滑油の流れを横断する方向に変化させることができる。また、突起部１５によって潤滑油の流れが絞られるので、クラッシリリーフ１３における潤滑油の流れを比較例よりも弱くすることができる。そのため、クラッシリリーフ１３から流出する潤滑油の量を減少させることができる。

以上に説明したように、このように突起部１５を潤滑油溝１２内に壁面から突出させることで、クラッシリリーフ１３から流出する潤滑油の量を減少させることができる。さらに、潤滑油の流れの方向を、潤滑油の流れを横断する方向に変化させることができるので、潤滑油に異物が混入していた場合は、この異物をクラッシリリーフ１３からすべり軸受５の脇に排出させることができる。一般にクランク軸３内には潤滑油を導くための油路（不図示）が形成されており、この油路には潤滑油溝１２から潤滑油が供給される。この変形例では、異物を潤滑油溝１２の脇に排出させるので、クランク軸３内の油路への異物の流入を抑制することができる。なお、突起部１５は潤滑油溝１２の両壁面から突出させなくてもよい。例えば、図６に示したように潤滑油溝１２の一方の壁面から潤滑油の流れを横断する方向に突出させてもよい。このように突起部１５を突出させることでも、潤滑油の流れを絞ってクラッシリリーフ１３から流出する潤滑油の量を減少させつつ、潤滑油の流れの方向を、潤滑油の流れを横断する方向に変化させることができる。

図７は、第一の実施形態の第三の変形例を示している。図７において図２と共通する部分には同一符号を付してある。図７（ａ）は、図７（ｂ）のVIIａ−VIIａ線における上側メタル６の断面図を示し、図７（ｂ）は図７（ａ）の上側メタル６を内周面側から見た図を示している。図７（ｂ）に示したように、この変形例において突起部１５は、潤滑油溝１２の底面から潤滑油溝１２内に突出し、潤滑油の流れの方向が潤滑油溝１２の幅方向即ち図７（ｂ）の上下方向に変化するように設けられる。図７（ａ）に示したように突起部１５の高さは、上側メタル６の内周面６ａの高さと同一に設定される。

この変形例によれば、突起部１５によって潤滑油溝１２の流路断面積を減少させるとともに、潤滑油の流れの方向を潤滑油溝１２の幅方向に変化させることができる。そのため、クラッシリリーフ１３から流出する潤滑油の量を減少させつつ、異物を潤滑油溝１２の脇に排出することができる。なお、突起部１５の形状は、図７（ｂ）に示した形状に限定されない。突起部１５の形状には、潤滑油の流れを潤滑油溝１２の幅方向に変化させることが可能な種々の形状を適用することができる。

（参考例）
図８は、本発明と共通の部分を有する参考例を示している。この参考例のすべり軸受５も、図２に示したすべり軸受と同様に内燃機関のクランク軸支持部に配置される。なお、図８において図２と共通する部分には同一符号を付してある。図８（ａ）は、図８（ｂ）のVIIIa−VIIIa線における上側メタル６の断面図を示し、図８（ｂ）は図８（ａ）の上側メタル６を内周面側から見た図を示している。図８（ｂ）に示したように、この参考例では潤滑油溝１２に絞り部２０が設けられる点が本発明と異なる。絞り部２０は、開口部１１ａと合わせ面１４との間に、図８（ｂ）に示したように合わせ面１４に向かうに従って潤滑油溝１２の幅が狭まるように設けられる。潤滑油溝１２の深さは、図８（ａ）に示したように絞り部２０よりも上流側と絞り部２０とで同一の深さが維持される。従って、絞り部２０では、潤滑油溝１２の幅を狭めることにより潤滑油溝１２の流路断面積を減少させる。

この参考例では、絞り部２０によって潤滑油の流れを絞ることができるので、クラッシリリーフ１３から流出する潤滑油の量を減少させることができる。そのため、図８（ｂ）に範囲Ｅで示した場所の潤滑油溝１２の油圧を、範囲Ｆで示した場所の潤滑油溝１２に油圧よりも高い状態に維持することができる。そのため、内燃機関の油圧の低下を抑制することができる。なお、絞り部２０は、図８（ｂ）に示したように潤滑油溝１２の幅を狭めるために潤滑油溝１２の両方の壁面の形状を変化させなくてもよい。絞り部２０は、潤滑油溝１２の一方の壁面を他方の壁面側に近付けることによって潤滑油溝１２の幅を狭めてもよい。

本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態にて実施してよい。例えば、下側メタルは、上側メタルと同様の形状にしてもよいし、潤滑油溝等のない平滑な内周面を備えたものでもよい。

本発明の第一の実施形態に係るすべり軸受が組み込まれた内燃機関のクランク軸支持部付近の要部を示す図。 本発明のすべり軸受の上側メタルを拡大して示す図で、（ａ）は（ｂ）のIIａ−IIａ線における上側メタルの断面図を、（ｂ）は上側メタルを内周面側から見た図をそれぞれ示す。 本発明の第一の実施形態の第一の変形例を示す図で、（ａ）は（ｂ）のIIIａ−IIIａ線における上側メタルの断面図を、（ｂ）は上側メタルを内周面側から見た図をそれぞれ示す。 本発明の第一の実施形態の第二の変形例を示す図で、（ａ）は（ｂ）のIVａ−IVａ線における上側メタルの断面図を、（ｂ）は上側メタルを内周面側から見た図をそれぞれ示す。 クラッシリリーフにおける潤滑油の流れの一例を示す図で、（ａ）は図４の上側メタルのクラッシリリーフにおける潤滑油の流れの一例を、（ｂ）は潤滑油溝を横断する方向に突起部がない上側メタルのクラッシリリーフにおける潤滑油の流れの一例をそれぞれ示す。 第二の変形例の他の例を示す図。 本発明の第一の実施形態の第三の変形例を示す図で、（ａ）は（ｂ）のVIIａ−VIIａ線における上側メタルの断面図を、（ｂ）は上側メタルを内周面側から見た図をそれぞれ示す。 本発明と共通の部分を有する参考例に係るすべり軸受を示す図で、（ａ）は（ｂ）のVIIIａ−VIIIａ線における上側メタルの断面図を、（ｂ）は上側メタルを内周面側から見た図をそれぞれ示す。

符号の説明

３ クランク軸
５ すべり軸受
６ 上側メタル（半割軸受）
６ａ 内周面
１１ 油供給孔
１１ａ 開口部
１２ 潤滑油溝
１３ クラッシリリーフ
１４ 合わせ面
１５ 突起部
２０ 絞り部

Claims (3)

1. 軸の周囲に潤滑油を供給するための油供給孔を有する半円筒状の半割軸受を備えたすべり軸受であって、前記半割軸受の内周面には、前記油供給孔の開口部から前記半割軸受の両端の合わせ面まで延びる潤滑油溝が形成され、前記内周面の周方向両端部には、前記合わせ面に向かうに従って半径方向外周側に後退するクラッシリリーフが設けられているすべり軸受において、
   前記潤滑油溝内の前記油供給孔の開口部と前記合わせ面との間には、前記潤滑油溝の流路断面積を流れ方向の前後と比較して減少させるように前記潤滑油溝内に突出する突起部が設けられ、
   前記突起部は、前記油供給孔の開口部と前記クラッシリリーフとの間であり、かつ前記油供給孔の開口部よりも前記クラッシリリーフに近い位置のみに配置されていることを特徴とするすべり軸受。
2. 前記突起部は、前記潤滑油溝の壁面から潤滑油の流れを横断する方向に突出していることを特徴とする請求項１に記載のすべり軸受。
3. 前記潤滑油溝には、前記突起部が複数設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のすべり軸受。

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