JP6123985B2 - 半割りスラスト軸受 - Google Patents

Description

本発明は半円リング形状の半割りスラスト軸受に関し、より詳しくは、軸受面に略半径方向の油溝が形成された半割りスラスト軸受に関する。

従来、半割りスラスト軸受として、半円リング形状の裏金上に軸受合金層と樹脂コーティング層とが順次積層されて該樹脂コーティング層の表面が軸受面となっており、かつ該軸受面に略半径方向の油溝が形成された半割りスラスト軸受が知られている（特許文献１の図７）。
半割りスラスト軸受は、例えばクランク軸のスラスト面に当接してスラスト荷重を受け止めるようになっており、上記油溝内の油は、クランク軸のスラスト面の回転に伴なって、該油溝の側壁面を流動して軸受面に流出してその部分を潤滑するようになる。
そして上記油溝は、樹脂コーティング層と軸受合金層とを貫通して裏金に至る深さを有しており、したがって油溝の側壁面は、裏金と軸受合金層と樹脂コーティング層の各露出面から構成されることになる。

特開平１１−２０１１４５号公報

ところで従来は、油溝内の油が軸受面に流出することに対して格別の配慮はなされておらず、上記油溝内の油は、油溝の側壁面を構成する裏金と軸受合金層と樹脂コーティング層の各露出面を順次流動して上記軸受面に流出することになる。
その結果として、油溝内の油は滑らかに軸受面に流出しておらず、従来、充分な油量を軸受面に供給するには油溝を大きくしたり供給油量を増大させていた。
本発明はそのような事情に鑑み、油溝内の油が滑らかに軸受面に流出することができるようにして、油溝を大きくしたり供給油量を増大させる必要性を低減することができるようにした半割りスラスト軸受を提供するものである。

すなわち請求項１の発明は、半円リング形状の裏金上に軸受合金層と樹脂コーティング層とが順次積層されて該樹脂コーティング層の表面が軸受面となっており、かつ該軸受面に略半径方向の油溝が形成された半割りスラスト軸受において、
上記油溝の側壁面は軸受面に向かって拡開する傾斜面となっており、かつ上記樹脂コーティング層は上記軸受面から側壁面にかけて、該側壁面を構成する裏金の露出面と軸受合金層の露出面との両者を滑らかに覆う被覆部を有しており、
上記樹脂コーティング層は、少なくとも油溝に隣接した箇所において、半割りスラスト軸受の半径方向の中央部分が両端部分に比較して軸方向に突出した中高形状となっていることを特徴とするものである。

本発明によれば、上記油溝の側壁面は軸受面に向かって拡開する傾斜面となっており、かつ上記樹脂コーティング層の被覆部は上記軸受面から側壁面にかけて、該側壁面を構成する裏金の露出面と軸受合金層の露出面との両者を滑らかに覆っているので、上記油溝内の油は従来のように裏金と軸受合金層との各露出面を順次流動して上記軸受面に流出することがなく、従来に比較して、油溝内の油をその被覆部により滑らかに側壁面から軸受面に流出させることができるようになる。
したがって油溝を大きくしたり供給油量を増大させることなく、充分な量の油を軸受面に供給することが可能となる。

本発明の一実施例を示す正面図。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う拡大断面図。

以下図示実施例について本発明を説明すると、図１において、半割りスラスト軸受１は半円リング形状に形成されており、その一方の表面が、例えば図示しないクランク軸のスラスト面に当接してスラスト荷重を受け止める軸受面２となっている。
上記半円リング形状となっている軸受面２の中央側の２箇所に略半径方向の油溝３を形成してあり、また半円リング形状の円周方向両側に上記軸受面２から周方向端４に向って下降する、すなわち軸受面２から半割りスラスト軸受１の裏面側に向かって傾斜するスラストリリーフ５を形成してある。

上記半割りスラスト軸受１は、図２に誇張して示すように、例えば鋼板などの裏金７に銅系合金、錫系合金、鉛系合金またはアルミニウム系合金などの軸受合金層８をライニングしたバイメタル材から構成してあり、さらに上記軸受合金層８の表面に固体潤滑剤を含有する樹脂コーティング層９を形成してある。
上記油溝３の両側の側壁面３ａは、それぞれ軸受面２に向かって拡開する傾斜面となっており、かつ上記樹脂コーティング層９は、上記軸受面２から側壁面３ａにかけて両者を滑らかに覆う被覆部９ａを有しており、両被覆部９ａは上記油溝３の底面３ｂの全域を覆っている。つまり樹脂コーティング層９の被覆部９ａは、油溝３の全面を覆っている。

上記樹脂コーティング層９は、その断面形状を、図１に示す半径方向の中央部分Ｘ１が両端部分Ｘ２、Ｘ３に比較して軸方向に突出した中高形状としてある。この中高形状は、例えば上記樹脂コーティング層９を形成する際に、最初に軸受面２を含む軸受合金層８の表面の全域に均一に樹脂コーティングを施し、次に半径方向の中央部分のみに樹脂コーティングを重ね塗りすることによって形成することができる。したがって本実施例では、軸受面２の円周方向の全領域で、半径方向の断面形状が中高形状となっている。
なお、樹脂コーティング層９を中高形状とする他の製造方法としては、塗料の粘度を調整し表面張力を利用して中高形状としたり、塗装後表面を削って中高形状としてもよい。

上記樹脂コーティング層９に用いられる樹脂材料としては、例えば一般的なエポキシ樹脂や耐熱性の高いＰＡＩ樹脂、ＰＩ樹脂、ＰＢＩ樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、フッ素系樹脂等を用いることができる。またそれらの樹脂と他の樹脂を混合し、ポリマーアロイ化したものも用いることができる。またそれらの樹脂と基材や添加物との密着性を向上させるためにカップリング材を適宜加えてもよい。
また、上記樹脂コーティング層９に含有される固体潤滑剤としては、例えばグラファイト、カーボンなどの炭素系固体潤滑剤、ＭｏＳ２などを用いることができる。また耐磨耗性向上を目的として窒化物、酸化物、硬質粒子などを用いることができる。
さらに上記樹脂コーティング層９の厚さは、半径方向の中央部分Ｘ１が最も厚く３〜２０μｍとなっており、半径方向の両端部分Ｘ２、Ｘ３で１μｍ程度となっている。

以上の構成を有する半割りスラスト軸受１によれば、上記油溝３の側壁面３ａは軸受面２に向かって拡開する傾斜面となっており、かつ上記樹脂コーティング層９の被覆部９ａは、上記軸受面２から側壁面３ａにかけて両者を滑らかに覆っている。
したがって図示しないクランク軸のスラスト面が図２の矢印Ａ方向に回転された際には、油溝３内の油は特に図２の左側の被覆部９ａにより滑らかに側壁面３ａから軸受面２に流出して、軸受面２とクランク軸のスラスト面との間を効果的に潤滑するようになる。これに対し、例えば軸受合金層８における軸受面２側表面と側壁面３ａ側表面との連続部分に存在する角部Ｃで例示するように、油溝３内の油が軸受面２に流出する流路にそのような角部Ｃが存在する場合には、その角部Ｃは油溝３内の油が軸受面２側に流出するのを阻害するようになる。
しかるにそのような角部Ｃがなく、軸受面２から側壁面３ａにかけて両者を滑らかに覆っている被覆部９ａは、油溝３を大きくしたり供給油量を増大させることなく、充分な量の油を軸受面３に供給することに寄与する。
さらに本実施例においては、樹脂コーティング層９の被覆部９ａは、油溝３の底面３ｂを含めてその全面を覆っているので、底面３ｂが露出している場合に比較して、気泡が付着するのを抑え、キャビテーションエロージョンを防止できる。

また本実施例では、上記樹脂コーティング層９は中高形状となっているので、クランク軸のスラスト面が僅かに振れ回されて該スラスト面と軸受面２とが接触した際に、特に油溝３における半径方向両端部分Ｘ２、Ｘ３がスラスト面と接触しようとした際に、上記中高形状と角部Ｃのない滑らかな被覆部９ａの形状とにより両者が局部的に強く接触するのを防止することができ、それによって半径方向両端部分Ｘ２、Ｘ３における損傷を低減することができる。
また上記樹脂コーティング層９は固体潤滑材を含有しているので、接触時のフリクション低減にも効果がある。

なお、上記実施例では樹脂コーティング層９の被覆部９ａは、油溝３の底面３ｂを含めてその全面を覆っているが、必ずしもこれに限定されるものではなく、底面３ｂやこれに隣接した側壁面３ａの一部を露出させてもよい。この場合には、被覆部９ａは、上記軸受面２から側壁面３ａにかけて両者を滑らかに覆うように形成するために、少なくとも軸受合金層８を完全に覆うような深さにまで形成することが望ましい。
また上記実施例では油溝３の両側の側壁面３ａをそれぞれ軸受面２に向かって拡開する傾斜面とし、かつ樹脂コーティング層９の被覆部９ａによって軸受面２から側壁面３ａにかけて両者を滑らかに覆わせているが、図２における回転方向の前方側（図２の左側）のみに傾斜面と被覆部９ａとを設けてもよい。

１ 半割りスラスト軸受 ２ 軸受面
３ 油溝 ３ａ 側壁面
３ｂ 底面 ５ スラストリリーフ
７ 裏金 ８ 軸受合金層
９ 樹脂コーティング層 ９ａ 被覆部
Ｘ１ 中央部分 Ｘ２、Ｘ３ 両端部分

Claims (3)

1. 半円リング形状の裏金上に軸受合金層と樹脂コーティング層とが順次積層されて該樹脂コーティング層の表面が軸受面となっており、かつ該軸受面に略半径方向の油溝が形成された半割りスラスト軸受において、
   上記油溝の側壁面は軸受面に向かって拡開する傾斜面となっており、かつ上記樹脂コーティング層は上記軸受面から側壁面にかけて、該側壁面を構成する裏金の露出面と軸受合金層の露出面との両者を滑らかに覆う被覆部を有しており、
   上記樹脂コーティング層は、少なくとも油溝に隣接した箇所において、半割りスラスト軸受の半径方向の中央部分が両端部分に比較して軸方向に突出した中高形状となっていることを特徴とする半割りスラスト軸受。
2. 上記被覆部は、上記油溝の全面を覆っていることを特徴とする請求項１に記載の半割りスラスト軸受。
3. 上記被覆部は、上記軸受合金層８を覆って油溝の底面に隣接した位置まで伸びていることを特徴とする請求項１に記載の半割りスラスト軸受。

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