JP6323833B2

JP6323833B2 - すべり軸受

Info

Publication number: JP6323833B2
Application number: JP2014157229A
Authority: JP
Inventors: 裕史 ▲高▼木
Original assignee: Taiho Kogyo Co Ltd
Current assignee: Taiho Kogyo Co Ltd
Priority date: 2014-07-31
Filing date: 2014-07-31
Publication date: 2018-05-16
Anticipated expiration: 2034-07-31
Also published as: JP2016033414A

Description

本発明は、すべり軸受の技術に関し、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。また、前記軸受の摺動面積を減らし、フリクション低減効果を得るために、前記軸受の幅を狭くする構造がある。しかし、軸受の幅を狭くすると、流出油量が増加していた。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、従来の全周に細溝を形成した軸受では、摺動面積減少により、負荷容量が低下し、良好な潤滑に必要な油膜厚さを確保することができず、且つ、総和の流出油量が多かった。

そこで、本発明は係る課題に鑑み、フリクション低減効果を得ることができ、総和の流出油量を抑えることができる軸受を提供する。

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であって前記下側の半割部材の軸方向端部に、円周方向に細溝を設け、前記細溝は、底面と、前記底面の軸方向外側端と半割部材の内周面との間に設けられた第一の側壁と、底面の軸方向内側端と半割部材の内周面との間に設けられた第二の側壁と、から構成されており、前記第一の側壁は、前記底面から半割部材の内周面へ向かうにつれて軸方向外側へ傾斜するように形成されており、前記第二の側壁は、前記底面から半割部材の内周面へ向かうにつれて軸方向内側へ傾斜するように形成されており、前記第一の側壁の前記底面に対する傾斜角は、前記第二の側壁の前記底面に対する傾斜角よりも大きいものである。

請求項２においては、前記第一の側壁の前記底面に対する傾斜角は、６０°以上９０°以下であるものである。

請求項３においては、前記第二の側壁の前記底面に対する傾斜角は、３０°以上９０°以下であるものである。

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、軸方向内側の側壁の傾斜角を小さくすることにより、軸方向内側への油の引き込み量を増加させることができる。これにより、軸受内周面に油が広がり易くなり、冷間始動時においても十分な油膜が形成され、摩擦熱によって油膜を早期に昇温させることができるためフリクションを低減させることができる。

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半割部材を示す平面拡大図。（ｂ）同じくＡ−Ａ線断面拡大図。本発明の実施形態に係る半割部材を示すＢ−Ｂ線断面拡大図。

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。また、すべり軸受１を形成する円筒の底面の円周に沿う方向を円周方向と定義する。また、すべり軸受１を形成する円筒の中心軸及び側面と直交する方向、すなわち、側面壁の厚さ方向を半径方向と定義する。

まず、第一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１における右端の位置を０度とし、図１において、反時計回り方向を正とする。すなわち、図１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。
下側の半割部材２の内周面２ａにおいて、その軸方向の端部に細溝３が形成されている。
半割部材２の内周面２ａは、クランクシャフト１１を軸支する摺動面である。

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。細溝３の回転方向下流側端部は、クランクシャフト１１の回転方向下流側合わせ面に近接しており、回転方向下流側端部と回転方向下流側合わせ面とは連通することなく設けられている。
詳細には、細溝３の回転方向下流側端部が、クランクシャフト１１の回転方向下流側合わせ面がある１８０度よりも大きい軸受角度ω０に配置されている。すなわち、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）よりも大きい軸受角度ωから軸受角度ωが正となる方向（反時計回り方向）に向けて円周方向に設けられる。
下側の半割部材２においては、図１の右側の合わせ面が回転方向上流側合わせ面、図１の左側の合わせ面が回転方向下流側合わせ面となる。

図２（ｂ）に示すように、細溝３の円周方向の長さｌは、回転方向下流側端部（軸受角度がω０）から回転方向上流側端部（軸受角度がω１）までの長さに形成したものである。なお、軸受角度ω１は、ω０よりも大きく２７０度以下である。より詳細には、軸受角度ω１は、通常２２５度よりも大きく２７０度以下である領域に存在する。

次に、細溝３のＢ−Ｂ断面について図２（ｃ）を用いて説明する。ここで、本実施形態に係る二本の細溝３は対称性のある構造であり同様の構成であるから、軸方向前側に設けられた細溝３について説明する。
細溝３は、図２（ｃ）に示すように、底面３ａと、底面３ａの軸方向外側端と半割部材２の内周面２ａとの間に設けられた第一の側壁３ｂと、底面３ａの軸方向内側端と半割部材２の内周面２ａとの間に設けられた第二の側壁３ｃと、から構成されている。
細溝３の底面３ａは、細溝３の半径方向外側に形成される面であり、半割部材２の内周面２ａよりも半径方向外側に設けられている。言い換えれば、図２（ｃ）のように、内周面２ａと外周面との間の長さ（軸受厚さ）Ｄよりも、底面３ａと外周面との間の長さｄの方が小さくなるように形成されている。

第一の側壁３ｂは、底面３ａの軸方向外側端と半割部材２の内周面２ａとの間に設けられた壁面であり、底面３ａから半割部材２の内周面２ａへ向かうにつれて軸方向外側へ傾斜するように形成されている。
第二の側壁３ｃは、底面３ａの軸方向内側端と半割部材２の内周面２ａとの間に設けられた壁面であり、底面３ａから半割部材２の内周面２ａへ向かうにつれて軸方向内側へ傾斜するように形成されている。
すなわち、細溝３の軸方向の幅は、半径方向内側に向かうにつれて底面３ａの幅ｗ２よりも広がるように形成されている。半割部材２の内周面２ａと半径方向において同じ高さにおける細溝の幅ｗ１が最も大きくなるように形成されている。

次に、第一の側壁３ｂの傾斜角θ１及び第二の側壁３ｃの傾斜角θ２について説明する。
ここで、傾斜角とは、底面３ａに対する角度であり、図３（ｃ）に示すように、底面３ａを延長した直線と第一の側壁３ｂによってできる角度のうち、細溝３の反対側にできる角度と、底面３ａを延長した直線と第二の側壁３ｃによってできる角度のうち、細溝３の反対側にできる角度である。

第一の側壁３ｂの傾斜角θ１は、６０°以上９０°以下である。傾斜角θ１の角度を６０度以上とすることにより、軸方向外側へ漏れる油の量を一定以下に抑えることができる。また、第一の側壁３ｂに傾斜を設けることにより、細溝３を設ける際のバリの発生を抑制することができる。

第二の側壁３ｃの傾斜角θ２は、３０°以上９０°以下である。傾斜角θ２の角度を３０°以上とすることにより、摺動面積の減少による負荷容量の低下を回避しつつ、内周面２ａの軸方向内側への引き込み量を確保することができる。また、第二の側壁３ｃに傾斜を設けることにより、細溝３を設ける際のバリの発生を抑制することができる。

第一の側壁３ｂの傾斜角θ１は、第二の側壁３ｃの傾斜角θ２よりも大きくなるように構成されている。言い換えれば、第一の側壁３ｂの傾斜面は、第二の側壁３ｃの傾斜面よりも急になるように形成されている。
このように構成することにより、第二の側壁３ｃ側からの油の引き込み量が増大し、半割部材２の軸方向内側に供給される油が増大する。このため、クランクシャフト１１とすべり軸受１との間に潤滑油膜を形成しやすくなり、冷間始動時においても十分な油膜が形成され、摩擦熱によって油膜を早期に昇温させることができるためフリクションを低減させることができる。

なお、本実施形態においては、円周方向から見た細溝３の断面において、底面３ａ、第一の側壁３ｂ及び第二の側壁３ｃを直線状に形成しているが、これに限定するものではなく、円周方向から見た細溝の断面において、底面または側壁を曲線状に形成することもできる。

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を上下に配置したすべり軸受１であって前記下側の半割部材２の軸方向端部に、円周方向に細溝３を設け、細溝３は、底面３ａと、底面３ａの軸方向外側端と半割部材２の内周面２ａとの間に設けられた第一の側壁３ｂと、底面３ａの軸方向内側端と半割部材２の内周面２ａとの間に設けられた第二の側壁３ｃと、から構成されており、第一の側壁３ｂは、底面３ａから半割部材２の内周面２ａへ向かうにつれて軸方向外側へ傾斜するように形成されており、第二の側壁３ｃは、底面３ａから半割部材２の内周面２ａへ向かうにつれて軸方向内側へ傾斜するように形成されており、第一の側壁３ｂの底面３ａに対する傾斜角θ１は、第二の側壁３ｃの底面３ａに対する傾斜角θ２よりも大きいものである。
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、第二の側壁３ｃの傾斜角θ２を小さくすることにより、軸方向内側への油の引き込み量を増加させることができる。これにより、軸受内周面に油が広がり易くなり、冷間始動時においても十分な油膜が形成され、摩擦熱によって油膜を早期に昇温させることができるためフリクションを低減させることができる。

また、第一の側壁３ｂの底面３ａに対する傾斜角θ１は、６０°以上９０°以下であるものである。
このように構成することにより、第一の側壁３ｂ側からの漏れ油量が増大するのを防止しつつ、細溝３を形成するときのバリの発生を抑制することができる。

また、第二の側壁３ｃの底面３ａに対する傾斜角θ２は、３０°以上９０°以下であるものである。
このように構成することにより、軸方向内側への引き込み量を確保しつつ、細溝３を形成するときのバリの発生を抑制することができる。

１すべり軸受
２半割部材
２ａ内周面
３細溝
３ａ底面
３ｂ第一の側壁
３ｃ第二の側壁
１１クランクシャフト

Claims

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であって前記下側の半割部材の軸方向端部に、円周方向に細溝を設け、
前記細溝は、底面と、前記底面の軸方向外側端と半割部材の内周面との間に設けられた第一の側壁と、底面の軸方向内側端と半割部材の内周面との間に設けられた第二の側壁と、から構成されており、
前記第一の側壁は、前記底面から半割部材の内周面へ向かうにつれて軸方向外側へ傾斜するように形成されており、前記第二の側壁は、前記底面から半割部材の内周面へ向かうにつれて軸方向内側へ傾斜するように形成されており、
前記第一の側壁の前記底面に対する傾斜角は、前記第二の側壁の前記底面に対する傾斜角よりも大きい
ことを特徴とするすべり軸受。
前記第一の側壁の前記底面に対する傾斜角は、６０°以上９０°以下である
ことを特徴とする請求項１に記載のすべり軸受。
前記第二の側壁の前記底面に対する傾斜角は、３０°以上９０°以下である
ことを特徴とする請求項１または２に記載のすべり軸受。