JP6195053B2 - 半割スラスト軸受とその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は半割スラスト軸受とその製造方法に関し、より詳しくは、例えばクランクシャフトのスラスト面と摺動する半割スラスト軸受とその製造方法に関する。

従来、シリンダブロックの端面に装着されてクランクシャフトのスラスト面と摺動する半割スラスト軸受は公知である（特許文献１）。
図９、図１０に示すように、従来の半割スラスト軸受１は、基材となる半円状の裏金２と、この裏金２の表面２Ａを被覆するライニング層３とを備えており、さらに半割スラスト軸受１の円周方向両端部には、他の箇所の表面よりも徐々に退没させた傾斜面からなるスラストリリーフ４、４が形成されている。また半割スラスト軸受１の摺動面５には略半径方向の２本の油溝６が設けられている。
上記従来の半割スラスト軸受１においては、図１０に示すように、裏金２の厚さとライニング層３の厚さは、それぞれ半径方向で同一の厚さに設定されていた。

特開平１１−２０１１４５号公報

上記半割スラスト軸受１においては、図１０に示すように、半割スラスト軸受１の摺動面５とクランクシャフト８のスラスト面８Ａ（端面）とが摺動する際に、半割スラスト軸受１の摺動面５の一部がクランクシャフト８のスラスト面８Ａと片当たりして局部的に接触することがある。その場合には、その局部的に接触した部分のライニング層３が疲労剥離したり焼付を起こすことがあった。特にその箇所のライニング層３が摩耗して裏金２が露出すると、直ちに焼付に結びつく結果となっていた。上記片当たりは、特にスラストリリーフ４、４に隣接した部分で、また半割スラスト軸受１の内周側の半径方向端縁部で生じやすかった。
本発明は上述した事情に鑑み、局部的な接触が生じてもライニング層の疲労剥離や焼付を起こすことを効果的に防止することができる半割スラスト軸受とその製造方法とを提供するものである。

すなわち請求項１の発明は、半円状に形成した裏金と、該裏金の摺動面側となる一方の表面を被覆するライニング層とを備えた半割スラスト軸受において、
上記ライニング層の少なくとも内周側の半径方向端縁部は、上記裏金の表面と側面とを連続して覆っていて、該裏金の表面と側面とを連続して覆った連続部分に円弧状部が設けられており、かつ上記裏金の少なくとも内周側の半径方向端縁部に、該端縁部の厚さが半径方向中央部分の厚さよりも薄くなる薄肉部が形成されて、上記ライニング層の厚さは、半径方向中央部分の厚さよりも上記薄肉部で厚くなっていることを特徴とするものである。
また請求項３の発明は、半円状に形成した裏金と、該裏金の摺動面側となる一方の表面を被覆するライニング層とを備えた半割スラスト軸受において、
上記ライニング層の少なくとも内周側の半径方向端縁部は、上記裏金の表面と側面とを連続して覆っていて、該裏金の表面と側面とを連続して覆った連続部分に円弧状部が設けられていることを特徴とするものである。

請求項３の構成を有する半割スラスト軸受においては、上記ライニング層の少なくとも内周側の半径方向端縁部に、上記裏金の表面と側面とを連続して覆っていて、該裏金の表面と側面とを連続して覆った連続部分に円弧状部が設けられているので、上記円弧状部によって相手材との片当りを緩和することができるようになり、したがってその箇所のライニング層が疲労剥離したり焼付を起こすことを有効に防止することが可能となる。
また請求項１の構成を有する半割スラスト軸受においては、上記作用効果に加えて、上記裏金の少なくとも内周側の半径方向端縁部に、該端縁部の厚さが半径方向中央部分の厚さよりも薄くなる薄肉部が形成されて、上記ライニング層の厚さは、半径方向中央部分の厚さよりも上記薄肉部で厚くなっているので、その薄肉部におけるなじみ代を従来のものよりも大きくすることができる。
したがって相手材が上記薄肉部におけるライニング層に局部的に接触しても、その箇所のライニング層が疲労剥離したり焼付を起こすことを有効に防止することができる。また、仮にその部分のライニング層が摩耗したとしてもライニング層が厚いので裏金が露出しにくく、したがって裏金が相手材に直接接触することによって生じる焼付を長期間防止することができる。

本発明の第１実施例における半割スラスト軸受２１を製造するための製造工程を示す平面図。 軸受素材１１から半円状素材１４を打ち抜く際の工程図。 図５のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図で、半円状素材１４に油溝１９を形成する際の工程図。 図５のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図で、ライニング層１３の表面を図２の点線Ｃに沿って薄く平坦に切削した状態を示す工程図。 完成した半割スラスト軸受２１の正面図。 第１実施例の変形例を示す要部の断面図。 本発明の第２実施例を示す要部の断面図。 第２実施例の変形例を示す断面図。 従来の半割スラスト軸受１を示す正面図。 図９のＸ−Ｘ線に沿う断面図で、ライニング層３が相手材と片当たりしている状態を示す断面図。

以下、図示実施例について本発明の製造方法を説明すると、図１において、半割スラスト軸受を製造するための軸受素材１１は帯状に形成されており、図２に示すように、該軸受素材１１は帯状の裏金１２と該裏金の表面１２Ａを被覆するライニング層１３とから構成されている。
上記裏金１２の材料としては例えば２ｍｍ厚の鉄系材料を用いることができ、またライニング層１３の材料としては例えば０．３ｍｍのアルミ系合金材料や銅系焼結合金材料を用いることができる。
上記軸受素材１１からプレスによって半円状の半円状素材１４が打ち抜かれ、その際、半円状素材１４は軸受素材１１に対して相対的に上方に打ち抜かれるように設定してある（図２参照）。

プレスによって上記軸受素材１１から半円状素材１４が上方に打ち抜かれると、該半円状素材１４の上面となるライニング層１３の切断面に沿って下方に向かう切断ダレ１５が生じるとともに、軸受素材１１側にはその上面となるライニング層１３の切断面に沿って、上方に向かう切断ダレ１６が生じるようになる。上記切断ダレ１５、１６はライニング層１３だけに生じるのではなく、裏金１２にも生じるようになる。
一般的には、上記切断ダレ１５、１６は可及的に小さくなるように、望ましくは切断ダレ１５、１６が生じないように設定されており、その場合には図１０に示すように裏金２の表面２Ａと側面２Ｂとの成す角度は略直角になり、またライニング層３における表面３Ａと側面３Ｂとの成す角度も略直角となる。しかしながら本実施例では、図示しないプレスのダイとパンチとのクリアランスや両者の切断面の形状を適宜に設定することにより、特にダイとパンチとのクリアランスを大きく設定することにより、上記切断ダレ１５、１６が大きくなるように設定してある。

より具体的には、半円状素材１４のライニング層１３における切断ダレ１５は、裏金１２の表面１２Ａと側面１２Ｂとを連続して覆っていて、ライニング層１３の表面１３Ａと側面１３Ｂとの連続部分に断面円弧状部１３’が形成されるようになる。そして上記切断ダレ１５は、裏金１２の側面１２Ｂの厚さの半分程度を覆うような大きさとなるように設定してある。
また、上記裏金１２に生じる切断ダレも大きくなり、それによって半円状の裏金１２の半径方向両端縁部分に半径方向中央部の厚さよりも断面円弧状に薄くなる薄肉部１７が形成されるようになる。

上述したようにして軸受素材１１から半円状素材１４が打ち抜かれると、次に図５に示すように、上記半円状素材１４の両端部にプレスによってスラストリリーフ１８、１８が成形され、これと同時に円周方向中央部分に２本の略半径方向の油溝１９、１９が成形される。
上記油溝１９は一般には切削によって形成されるが、これをプレスによって成形すると、図３に示すように、油溝１９の両側壁面１９ａはその底面１９ｂから摺動面２０に滑らかに連続するようになる。このような油溝１９の滑らかな表面により、油溝１９に貯溜された油を滑らかに摺動面２０に流出させて潤滑効果を高めることができる。

次に、図２の点線Ｃで示すように、上記ライニング層１３の半径方向中央部分から両端縁部分にかけて、裏金１２の表面１２Ａと平行となるように薄く平坦に切削してそこに摺動面（表面１３Ａ）を形成する。ライニング層１３の表面を薄く平坦に切削することによって上記円弧状部１３’も薄く切削されることになるが、その切削量は僅かなので、ライニング層１３の表面における半径方向両端縁部分の円弧状部１３’は概ねそのまま残存するようになる。
またこの状態では、図４に示すように、半径方向両端縁部分におけるライニング層１３の厚さｔは、すなわち上記薄肉部１７におけるライニング層１３の厚さｔは、半径方向中央部分の厚さｔｃよりも厚くなる。
図５は、完成された半割スラスト軸受２１の正面図である。

上記構成を有する半割スラスト軸受２１においては、ライニング層１３の表面１３Ａと側面１３Ｂとの連続部分に円弧状部１３’が設けられているので、図１０で示す従来の半割スラスト軸受１に比較して、該円弧状部１３’により片当りを緩和することができる。したがって、その箇所のライニング層が疲労剥離したり焼付を起こすことを有効に防止することが可能となる。
また、上記半割スラスト軸受２１の半径方向両端部分でライニング層１３の厚さｔが厚くなっているので、その部分におけるなじみ代を図１０で示した従来のものよりも大きくすることができる。
したがってクランクシャフト８のスラスト面８Ａが半割スラスト軸受２１の半径方向両端部分に局部的に接触しても、その箇所のライニング層１３が疲労剥離したり焼付を起こすことを有効に防止することができる。
また、仮にその部分のライニング層１３が摩耗したとしても裏金１２が露出しにくいので、裏金１２がクランクシャフト８のスラスト面８Ａに直接接触することによって生じる焼付を長期間防止することができる。

図６は、図４、図５で示す第１実施例の変形例を示したもので、第１実施例における円弧状部１３’に面取り２２を施したものである。円弧状部１３’に面取り２２を施しても、該面取り２２によって円弧状部１３’による片当りの緩和効果と同様な緩和効果を期待することができ、したがってその箇所のライニング層が疲労剥離したり焼付を起こすことを有効に防止することが可能となる。
また、上記切断ダレ１５によって形成されたライニング層１３の表面１３Ａと側面１３Ｂとの連続部分の円弧状部１３’は、裏金１２の側面１２Ｂよりも外側に突出しているので、該円弧状部１３’に面取り２２を施しても、このような円弧状部１３’の無い従来の半割スラスト軸受に比較して、裏金１２が露出するのを防止することができる。
特に本実施例の半割スラスト軸受２１においては薄肉部１７が設けられているため、薄肉部１７がない場合に比較して裏金１２が露出するのをより効果的に防止することができる。

次に、図７は本発明の第２実施例を示すもので、本実施例においては上述したプレスによって軸受素材１１から半円状素材１４を上方に打ち抜く際に、加工時に裏金１２に切断ダレを生じさせること無く、ライニング層１３のみに切断面に沿って下方に向かう切断ダレ１５が生じるようにしたものである。
つまり本実施例においては、プレスのダイとパンチとのクリアランスを従来よりも大きく設定しているが、第１実施例のクリアランよりも小さく設定することによって、裏金１２に切断ダレを生じさせること無く、上記ライニング層１３のみに切断ダレ１５が生じるように設定している。したがって本実施例においては、裏金１２の表面１２Ａと側面１２Ｂとが連続する部分１２’は略直角となっているが、ライニング層１３における切断ダレ１５は、裏金１２の表面１２Ａと側面１２Ｂとを連続して覆っていて、かつ両者の連続部分が断面円弧状部１３’となっている。
なおこの切断ダレ１５は、上記第１実施例の切断ダレ１５よりも小さく、側面１２Ｂの厚さの１／３程度を覆うような大きさとなるように設定してある。

上記第２実施例においても、軸受素材１１から半円状素材１４を打ち抜いた後に、該半円状素材１４の両端部にプレスによってスラストリリーフ１８、１８が成形されると同時に油溝１９、１９が成形され、その後に、図７の点線Ｃで示すように、円弧状部１３’を残存させながら上記ライニング層１３の表面を薄く平坦に切削する。
したがって本第２実施例においても、ライニング層１３の表面１３Ａと側面１３Ｂとの連続部分に円弧状部１３’が設けられていることになるので、上記実施例と同様に該円弧状部１３’により片当りを緩和することができるようになり、したがってその箇所のライニング層が疲労剥離したり焼付を起こすことを有効に防止することが可能となる。

さらに図８は上記第２実施例の変形例を示したもので、図６と同様に円弧状部１３’に面取り２２を施したものである。
前述したように、上記円弧状部１３’は裏金１２の側面１２Ｂよりも外側に突出しているので、該円弧状部１３’に面取り２２を施しても、このような円弧状部１３’の無い従来の半割スラスト軸受に比較して、裏金１２が露出するのを防止することができる。

なお、上記薄肉部１７や円弧状部１３’或いは面取り２２は、片当りが発生し易い半割りスラスト軸受１の内周側の半径方向端縁部のみに設けるようにしてもよい。
また図示しないが、上記半割スラスト軸受２１を製造した後に、ライニング層１３の表面全域にロールコーティングにより固体潤滑剤を含む樹脂を塗布して樹脂コーティング層を形成することが望ましい。ライニング層１３の表面全域に樹脂コーティング層を形成すれば、その樹脂コーティング層の厚さ分だけなじみ代を大きくすることができる。

１１ 軸受素材 １２ 裏金
１３ ライニング層 １３’ 円弧状部
１４ 半円状素材 １５、１６ 切断ダレ
１７ 薄肉部 １８ スラストリリーフ
１９ 油溝 ２０ 摺動面
２１ 半割スラスト軸受 ２２ 面取り

Claims (5)

1. 半円状に形成した裏金と、該裏金の摺動面側となる一方の表面を被覆するライニング層とを備えた半割スラスト軸受において、
   上記ライニング層の少なくとも内周側の半径方向端縁部は、上記裏金の表面と側面とを連続して覆っていて、該裏金の表面と側面とを連続して覆った連続部分に円弧状部が設けられており、かつ上記裏金の少なくとも内周側の半径方向端縁部に、該端縁部の厚さが半径方向中央部分の厚さよりも薄くなる薄肉部が形成されて、上記ライニング層の厚さは、半径方向中央部分の厚さよりも上記薄肉部で厚くなっていることを特徴とする半割スラスト軸受。
2. 固体潤滑剤を含有している樹脂コーティング層が上記ライニング層を被覆しており、上記薄肉部の厚さは樹脂コーティング層の厚さ分だけさらに厚くなっていることを特徴とする請求項１に記載の半割スラスト軸受。
3. 半円状に形成した裏金と、該裏金の摺動面側となる一方の表面を被覆するライニング層とを備えた半割スラスト軸受において、
   上記ライニング層の少なくとも内周側の半径方向端縁部は、上記裏金の表面と側面とを連続して覆っていて、該裏金の表面と側面とを連続して覆った連続部分に円弧状部が設けられていることを特徴とする半割スラスト軸受。
4. 上記円弧状部に面取りが設けら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半割スラスト軸受。
5. 上記半割スラスト軸受は表面に略半径方向の油溝を備えており、該油溝の両側壁面はその底面から表面に滑らかに連続していることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の半割スラスト軸受。

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