JP6181685B2 - すべり軸受の製造方法及びすべり軸受 - Google Patents

Description

本発明は、すべり軸受の製造方法の技術に関し、円筒を軸方向と平行に二分割した半割部材を上下に配置したすべり軸受の製造方法及びすべり軸受の技術に関する。

従来、エンジンのクランクシャフトを軸支するための軸受であって、円筒形状を二分割した二つの部材を合わせる半割れ構造のすべり軸受が公知となっているが、冷間時に油の粘度が高いためフリクションが大きいという課題がある。そこで、前記軸受の軸方向両端部に、全周に逃げ部分（細溝）を形成した軸受が公知となっている（例えば、特許文献１参照）。

特表２００３−５３２０３６号公報

しかし、従来の細溝を形成した軸受では、油の引込み量増加と軸方向両端部からの油の漏れ量抑制を両立することができず、更なるフリクション低減効果が期待できなかった。

そこで、本発明は係る課題に鑑み、総和の流出油量を抑えることができ、更なるフリクション低減効果を得ることができるすべり軸受の製造方法及びすべり軸受を提供する。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、円筒を軸方向と平行に二分割した半割部材を上下に配置したすべり軸受の製造方法であって、前記製造方法は、前記下側の半割部材の軸方向端部に、回転方向下流側において円周方向に細溝を設ける第一の工程と、前記細溝の表面にショットブラスト加工を施す第二の工程と、前記半割部材の表面にコーティング層を形成する第三の工程とを有し、前記第三の工程において、前記細溝の一部であって、上流側端部及び下流側端部のみにコーティング層を形成したものである。

即ち、請求項２においては、前記第三の工程において形成される前記コーティング層は、二硫化モリブデン、グラファイト、カーボン、ポリテトラフルオロエチレン、窒化ホウ素、二硫化タングステン、または、フッ素系樹脂の少なくともいずれか一つを含むものである。
また、請求項３においては、前記細溝の軸方向外側面に周縁部が形成され、前記周縁部の前記半割部材の外周面からの高さは、前記半割部材の外周面から当接面までの高さよりも低くなるように形成されるものである。

請求項４においては、請求項１から請求項３のいずれか一項の製造方法によって製造されたすべり軸受である。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

すなわち、油膜圧力の発生を妨げない程度の細溝を設けることで、摺動面積を減らしつつ、フリクション低減効果を得ることができ、かつ、総和の流出油量を抑えることができる。また、ショットブラスト加工により、細溝の表面に複数の窪みを設けて梨地面を形成することにより、潤滑油を細溝内で保持し、漏れ油量を低減させることができ、コーティング層を細溝の上流側端部及び下流側端部に設けることでコーティング層の親油性によって、漏れ油量を低減させることができることができるので、総和の流出油量を抑えることができる。

本発明の実施形態に係るすべり軸受を示す正面図。 （ａ）本発明の実施形態に係るすべり軸受を構成する半割部材を示す平面図。（ｂ）同じくＡ−Ａ線断面図。（ｃ）同じくＢ−Ｂ線断面図。 本発明の実施形態に係る半割部材の製造方法を示すフローチャート図。 （ａ）本発明の実施形態に係る半割部材を示すＡ−Ａ線断面一部拡大図。（ｂ）平面一部拡大図。

次に、発明の実施の形態を説明する。なお、図１はすべり軸受１の正面図であり、画面の上下を上下方向、画面の手前方向及び奥方向を軸方向（前後方向）とする。

まず、本発明の実施形態に係るすべり軸受１を構成する半割部材２について図１及び図２を用いて説明する。
すべり軸受１は円筒状の部材であり、図１に示すように、エンジンのクランクシャフト１１のすべり軸受構造に適用される。すべり軸受１は、二つの半割部材２・２で構成されている。二つの半割部材２・２は、円筒を軸方向と平行に二分割した形状であり、断面が半円状となるように形成されている。本実施形態においては、半割部材２・２は上下に配置されており、左右に合わせ面が配置されている。クランクシャフト１１をすべり軸受１で軸支する場合、所定の隙間が形成され、この隙間に対し図示せぬ油路から潤滑油が供給される。

図２（ａ）においては、上側及び下側の半割部材２を示している。なお、本実施形態においては、クランクシャフト１１の回転方向を図１の矢印に示すように正面視時計回り方向とする。また、軸受角度ωは、図２（ｂ）における右端の位置を０度とし、図２（ｂ）において、反時計回り方向を正とする。すなわち、図２（ｂ）において、左端の位置の軸受角度ωが１８０度となり、下端の位置の軸受角度ωが２７０度となるように定義する。

上側の半割部材２の内周には円周方向に溝が設けられており、中心に円形の孔が設けられている。また、上側の半割部材２の左右に合わせ面が配置されている。半割部材２は、図２（ｃ）に示すように、金属層２１及びライニング層２２を有する。
下側の半割部材２の内周において、その軸方向の端部に細溝３が形成されている。
また、細溝３の軸方向外側面を形成する周縁部２ａは、半割部材２の外周面からの高さｈが、半割部材２の外周面から当接面までの高さＤよりも低くなるように形成されている。すなわち、軸方向外側の周縁部２ａが周囲のクランクシャフト１１との当接面よりも一段低くなるように形成されている。

細溝３について図２（ｂ）及び図２（ｃ）を用いて説明する。
細溝３は下側の半割部材２に設けられる。本実施形態においては、細溝３は軸方向に並列して二本設けられている。詳細には、細溝３は、クランクシャフト１１の回転方向下流側合わせ面（軸受角度ωが１８０度）と離間した位置（軸受角度ωがω１）から軸受角度ωが正となる方向（反時計回り方向）に向けて、軸受角度ω２まで円周方向に設けられる。下側の半割部材２においては、図２（ｂ）の右側の合わせ面が回転方向上流側合わせ面、図２（ｂ）の左側の合わせ面が回転方向下流側合わせ面となる。
細溝３の幅は、図２（ｃ）に示すように、ｗとなるように形成されている。
また、細溝３の深さｄは、半割部材２の外周面から当接面までの高さＤよりも短くなるように形成されている。

また、周縁部２ａが細溝３の底面３ａよりも一段高くなるように形成されていることにより、摺動面から軸方向端部に漏れる油や吸い戻した油が再度漏れないための壁となり、漏れ油量を抑制できる。これにより、特に冷間時の引き込み油量が増加し、早期昇温による低フリクション効果を増大することができる。

また、周縁部２ａが周囲のクランクシャフト１１との当接面よりも一段低くなるように形成されていることにより、クランクシャフト１１が傾いて軸方向片側端部にのみ接触する状態（片当りする状態）となったときに、周縁部２ａとクランクシャフト１１との接触機会を減らすことができるため、周縁部２ａの損傷を防止することができる。

本実施形態に係る細溝３を設けたことにより、ＦＭＥＰ軽減量が増加する。特に、エンジン回転数が低い領域において、ＦＭＥＰ軽減量が増加する。ここで、ＦＭＥＰとは、フリクションの傾向を見るための値であり、ＦＭＥＰ軽減量が増加するとフリクションが低減する。例えば、エンジンが冷間始動する際などにおいて、ＦＭＥＰ軽減量が増加し、フリクションが低減する。

次に、すべり軸受１を構成する下側の半割部材２の製造方法について、図３を用いて説明する。
下側の半割部材２の製造方法は、金属層２１にライニング層２２を貼設するライニング層形成工程と、ライニング層２２及び金属層２１を半円形状に成形する成形工程と、細溝３を形成する第一の工程である細溝形成工程と、周縁部２ａを形成する第二の工程である周縁部形成工程と、細溝３及び周縁部２ａにショットブラスト加工を加えて梨地面を形成する梨地面形成工程と、ライニング層２２の表面に図示せぬコーティング層を形成するコーティング層形成工程と、を備える。以下に、各工程について具体的に説明する。

ライニング層形成工程においては、金属層２１にライニング層２２を貼設する。より詳しくは、金属層２１及びライニング層２２に圧延処理を加えることにより、金属層２１にライニング層２２を貼設する。ここで、金属層２１とは、金属からなる素材で構成されており、例えば鉄系の材料からなる素材で構成されている。また、ライニング層２２は、金属層２１よりも硬度が低い金属からなる素材で構成されており、例えばアルミニウム系の材料からなる素材で構成されている。

次に、成形工程においては、金属層２１及びライニング層２２を半円形状に成形する。より詳しくは、金属層２１及びライニング層２２をプレス成型することにより半円形状に成形する。

次に、細溝形成工程においては、細溝３を形成する。さらに、周縁部形成工程においては、周縁部２ａを形成する。細溝３及び周縁部２ａは、切削加工により形成される。
切削加工は、円鋸のような刃具によって行われる。
また、周縁部形成工程においては、周縁部２ａの内周面２ｃを、細溝３の底面３ａよりも内周側に形成する。

次に、梨地面形成工程においては、細溝３及び周縁部２ａに対してショットブラスト加工を行うことにより、梨地面を形成する。ここで、ショットブラスト加工においては、投射剤を細溝３及び周縁部２ａに対して衝突させることにより、無数の窪みを作成する。これにより、細溝３及び周縁部２ａには、図４（ｂ）の点描部に示すように、梨地面が形成される。梨地面の無数の窪みに潤滑油が保持されることで、細溝３及び周縁部２ａからの漏れ油量を低減することができる。

次に、コーティング層形成工程においては、ライニング層２２の表面（内周面）に図示せぬコーティング層２３を形成する。ここで、コーティング層２３は、二硫化モリブデン、グラファイト、カーボン、ポリテトラフルオロエチレン、窒化ホウ素、二硫化タングステン、または、フッ素系樹脂の少なくともいずれか一つを含むものである。このように構成することにより、コーティング層２３は親油性を有する。

図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、細溝３の上流側端部及び下流側端部の内周面の少なくとも一部にはコーティング層２３ａ・２３ａが設けられている。コーティング層２３ａ・２３ａは、梨地面が形成された細溝３の表面に形成されている。このように構成することにより、細溝３の上流側端部及び下流側端部に流れてきた潤滑油をコーティング層２３ａ・２３ａで捕集することができる。

また、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、周縁部２ａの上流側端部及び下流側端部の内周面の少なくとも一部にはコーティング層２３ｂ・２３ｂが設けられている。コーティング層２３ｂ・２３ｂは、梨地面が形成された細溝３の表面に形成されている。このように構成することにより、周縁部２ａの上流側端部及び下流側端部に流れてきた潤滑油をコーティング層２３ｂ・２３ｂで捕集することができる。

以上のように、円筒を軸方向と平行に二分割した半割部材２・２を上下に配置したすべり軸受の製造方法であって、前記製造方法は、下側の半割部材２の軸方向端部に、回転方向下流側において円周方向に細溝３を設ける細溝形成工程（第一の工程）と、細溝３の表面にショットブラスト加工を施す梨地面形成工程（第二の工程）と、半割部材２の表面にコーティング層２３を形成するコーティング層形成工程（第三の工程）と、を有し、コーティング層形成工程において、細溝３の上流側端部及び下流側端部にコーティング層２３ａを形成したものである。
このように構成することにより、油膜圧力の発生を妨げない程度の細溝３を設けることで、摺動面積を減らしつつ、フリクション低減効果を得ることができ、かつ、総和の流出油量を抑えることができる。また、ショットブラスト加工により、細溝３の表面に複数の窪みを設けて梨地面を形成することにより、潤滑油を細溝３内で保持し、漏れ油量を低減させることができ、コーティング層２３ａを細溝３の上流側端部及び下流側端部に設けることでコーティング層２３ａの親油性によって、漏れ油量を低減させることができることができるので、総和の流出油量を抑えることができる。

また、コーティング層形成工程において形成されるコーティング層２３は、二硫化モリブデン、グラファイト、カーボン、ポリテトラフルオロエチレン、窒化ホウ素、二硫化タングステン、または、フッ素系樹脂の少なくともいずれか一つを含むものである。
このように構成することにより、コーティング層２３は親油性を有し、コーティング層２３の親油性によって、漏れ油量を低減させることができることができるので、総和の流出油量を抑えることができる。

１ すべり軸受
２ 半割部材
２ａ 周縁部
３ 細溝
１１ クランクシャフト
２１ 金属層
２２ ライニング層
２３・２３ａ コーティング層

Claims (4)

1. 円筒を軸方向と平行に二分割した半割部材を上下に配置したすべり軸受の製造方法であって、
   前記製造方法は、前記下側の半割部材の軸方向端部に、回転方向下流側において円周方向に細溝を設ける第一の工程と、前記細溝の表面にショットブラスト加工を施す第二の工程と、前記半割部材の表面にコーティング層を形成する第三の工程とを有し、
   前記第三の工程において、前記細溝の一部であって、上流側端部及び下流側端部のみにコーティング層を形成したことを特徴とするすべり軸受の製造方法。
2. 前記第三の工程において形成される前記コーティング層は、二硫化モリブデン、グラファイト、カーボン、ポリテトラフルオロエチレン、窒化ホウ素、二硫化タングステン、または、フッ素系樹脂の少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする請求項１に記載のすべり軸受の製造方法。
3. 前記細溝の軸方向外側面に周縁部が形成され、
   前記周縁部の前記半割部材の外周面からの高さは、前記半割部材の外周面から当接面までの高さよりも低くなるように形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のすべり軸受の製造方法。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項の製造方法によって製造されたことを特徴とするすべり軸受。

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