JP6536774B2

JP6536774B2 - すべり軸受

Info

Publication number: JP6536774B2
Application number: JP2014077359A
Authority: JP
Inventors: 克宏芦原; 悠一朗梶木; 裕紀高田; 暁拡本田; 村上　元一; 元一村上
Original assignee: Taiho Kogyo Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Taiho Kogyo Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-04-03
Filing date: 2014-04-03
Publication date: 2019-07-03
Anticipated expiration: 2034-04-03
Also published as: JP2015197215A

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（溝部）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、従来の全周に溝部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、前記すべり軸受によって保持する軸の回転方向における上側の前記半割部材の下手側の端面と、下側の前記半割部材の前記軸の回転方向における上手側の端面との合わせ面の位置を０°と規定し、該０°の位置から前記軸の回転方向に対する反対方向への回転角度として軸受角度を規定する場合において、下側の前記半割部材に、下側の前記半割部材の軸方向の両端面に、円周方向を長手方向とし、前記半割部材の内周面よりも半径方向外側へ凹んだ軸方向に並列する２つの段差部を設け、前記２つの段差部の軸方向内側のそれぞれの周縁部に、前記段差部の底部よりも前記半割部材の半径方向外側へ凹んだ溝部を設け、前記段差部および前記溝部は、前記軸の回転方向におけるそれぞれの上流側端部が、前記軸受角度が２２５°よりも大きく２７０°以下の位置にそれぞれ形成されており、前記段差部の当該上流側端部よりも前記軸の回転方向における上流側には、前記段差部が形成されておらず、かつ、前記溝部の当該上流側端部よりも前記軸の回転方向における上流側には前記溝部が形成されていないものである。

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溝部を設けることで、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、前記溝部の周縁部に段差部を設けることで、効果的に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。

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。（ｃ）同じくＢ−Ｂ線断面拡大図。同じく、溝部の幅の和の半割部材の幅に対する割合と漏れ油量との関係を示すグラフ図。（ａ）本発明の第二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。（ｃ）同じくＢ−Ｂ線断面拡大図。（ａ）本発明の第三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。（ｃ）同じく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前後方向とする。

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で構成されている。二つの半割部材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。ここで、すべり軸受１を形成する円筒の中心軸方向を軸方向（前後方向）と定義する。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。

図２においては、上側および下側の半割部材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。

図２（ｃ）に示すように、半割部材２の軸方向の幅はＷ１である。また半割部材２の軸受厚さ（半径方向の長さ）はＨ１である。また、下側の半割部材２においては、図１の左側の合わせ面が回転方向下流側合わせ面２ａ、図１の右側の合わせ面が回転方向上流側合わせ面２ｂとなる。

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の内周の摺動面において、その軸方向の両端面と連通する段差部３が形成されている。また、段差部３の軸方向中央側に、円周方向を長手方向とし、段差部３よりも半径方向外側へ凹んだ溝部４を設けている。本実施形態においては段差部３及び溝部４は二本ずつ設けている。

次に、段差部３の詳細な構成について図２を用いて説明する。

段差部３の円周方向の長さｌは、回転方向下流側端部３ａ（軸受角度が１８０度）から回転方向上流側端部３ｂ（軸受角度がω１）までの長さに形成したものである。段差部３の回転方向下流側端部３ａは、半割部材２の回転方向下流側合わせ面２ａに連通するように設けられている。なお、軸受角度ω１は、１８０度よりも大きく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。
また、段差部３の内周面３ｃから半割部材２の外周面までの長さＨ２は、半割部材２の軸受厚さＨ１以下となるように形成されている。
段差部３の軸方向の幅Ｗ２の和は、図２（ｃ）に示すように、半割部材２の軸方向の幅Ｗ１よりも短くなるように構成されている。

次に、溝部４の詳細な構成について図２を用いて説明する。

溝部４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、溝部４は、軸方向に並列して二本設けられている。溝部４の回転方向下流側端部４ａは、半割部材２の回転方向下流側合わせ面２ａに連通するように設けられている。

溝部４の円周方向の長さｌは、図２（ｂ）に示すように、段差部３の円周方向の長さｌと同じ長さとなるように設けられている。

溝部４の半径方向の深さＨ３は、図２（ｃ）に示すように、軸受厚さＨ１よりも短くなるように形成されている。
また、段差部３の内周面３ｃから溝部４の底面４ｃまでの半径方向の長さＨ４は、図２（ｃ）に示すように、溝部４の半径方向の深さＨ３以下となるように形成されている。すなわち、溝部４は、段差部３よりも半径方向外側へ凹んでいる。

二本の溝部４の軸方向の幅Ｗ３の和は、図２（ｃ）に示すように、半割部材２の軸方向の幅Ｗ１よりも短くなるように構成されている。

次に、溝部４の軸方向の幅Ｗ３について詳細に説明する。
二本の溝部４の軸方向の幅Ｗ３の和は、０ｍｍ以上であって半割部材２の軸方向の幅Ｗ１から段差部３の軸方向の幅Ｗ２の和を減算した長さ以下となるように構成されている。
本実施形態においては、溝部４の軸方向の幅Ｗ３の和は、半割部材２の軸方向の幅Ｗ１から段差部３の軸方向の幅Ｗ２の和を減算した長さよりも短く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、フリクション低減効果及び漏れ油量低減効果を得ることができる。

また、溝部４の軸方向の幅Ｗ３の和の、半割部材２の軸方向の幅Ｗ１に対する割合は、０％以上であって６０％以下となるように形成したものである。本実施形態においては、溝部４の軸方向の幅Ｗ３の和の、半割部材２の軸方向の幅Ｗ１に対する割合は、略４０％となるように形成したものである。

このように構成することにより、フリクション低減効果及び漏れ油量低減効果を効果的に得ることができる。例えば、図３に示すように、溝部４の軸方向の幅Ｗ３の和の、半割部材２の軸方向の幅Ｗ１に対する割合が６０％を超えると、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なくなり、フリクションが増加する。そのため、溝部４の軸方向の幅Ｗ３の和の、半割部材２の軸方向の幅Ｗ１に対する割合が６０％になるまで、漏れ油量低減効果は大きくなり、それ以降の漏れ油量低減効果は一定となる。

次に、第二の実施形態に係る半割部材２について説明する。なお、第一の実施形態と同一の名称の部材については同一の符号を付している。
図４（ａ）から（ｃ）には、第二の実施形態である半割部材２が示されている。本実施形態においては、溝部が設けられず、段差部３の軸方向端面側の側面が半割部材２の軸方向端面と連通している。
すなわち、本実施形態においては、溝部４の軸方向の長さは０ｍｍとなり、半割部材２の軸方向の幅Ｗ１に対する割合は０％となる。
このような構成においても、フリクション低減効果及び漏れ油量低減効果を効果的に得ることができる。

次に、第三の実施形態に係る半割部材２について説明する。なお、第一の実施形態と同一の名称の部材については同一の符号を付している。
図５（ａ）から（ｃ）には、第三の実施形態である半割部材２が示されている。本実施形態においては、段差部３が半割部材２の軸方向両端部に二つ設けられており、二つの段差部３の間に溝部４が一つ設けられている。

次に、段差部３の詳細な構成について図５を用いて説明する。

段差部３の円周方向の長さｌは、回転方向下流側端部３ａ（軸受角度が１８０度）から回転方向上流側端部３ｂ（軸受角度がω１）までの長さに形成したものである。段差部３の回転方向下流側端部３ａは、半割部材２の回転方向下流側合わせ面２ａに連通するように設けられている。なお、軸受角度ω１は、１８０度よりも大きく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。
また、段差部３の内周面３ｃから半割部材２の外周面までの長さＨ２は、半割部材２の軸受厚さＨ１以下となるように形成されている。
段差部３の軸方向の幅Ｗ２の和は、図５（ｃ）に示すように、半割部材２の軸方向の幅Ｗ１よりも短くなるように構成されている。
本実施形態においては、段差部３の軸方向の幅Ｗ２の和は、半割部材２の軸方向の幅Ｗ１から溝部４の軸方向の幅Ｗ３を減算した長さである。

次に、溝部４の詳細な構成について図５を用いて説明する。

溝部４の円周方向の長さｌは、図５（ｂ）に示すように、段差部３の円周方向の長さｌと同じ長さとなるように設けられている。

溝部４の半径方向の深さＨ３は、図５（ｃ）に示すように、軸受厚さＨ１よりも短くなるように形成されている。
溝部４の軸方向の幅Ｗ３は、図５（ｃ）に示すように、半割部材２の軸方向の幅Ｗ１よりも短くなるように構成されている。本実施形態においては、溝部４の軸方向の幅Ｗ３は、半割部材２の軸方向の幅Ｗ１から段差部３の軸方向の幅Ｗ２の和を減算した長さである。

また、本実施形態においては溝部４の軸方向の幅Ｗ３の、半割部材２の軸方向の幅Ｗ１に対する割合は、略６０％となるように形成したものである。
このように構成することにより、フリクション低減効果及び漏れ油量低減効果を得ることができる。

なお、第一から第三の実施形態に係るすべり軸受においては、溝部を二本または一本で構成しているがこれに限定するものではなく、三本以上で構成することも可能である。

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、下側の半割部材２に、円周方向を長手方向とし、半割部材２の内周面よりも半径方向外側へ凹んだ段差部３を設けたものである。
このように構成することにより、段差部３を設けることで、油の吸い戻し量を多くするように調節することができる。

また、段差部３の軸方向中央側に、円周方向を長手方向とし、段差部３よりも半径方向外側へ凹んだ溝部４を設け、溝部４の軸方向の幅Ｗ３の和が、０ｍｍより大きく半割部材２の軸方向の幅Ｗ１から段差部３の軸方向の幅Ｗ２の和を減算した長さ以下となるように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溝部４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、溝部４の軸方向の幅Ｗ３の和の、半割部材２の軸方向の幅Ｗ１に対する割合は、０％より大きく６０％以下となるように形成したものである。
このように構成することにより、漏れ油量低減効果及びフリクション低減効果をより効果的に得ることができる。

１すべり軸受
２半割部材
２ａ回転方向下流側合わせ面
２ｂ回転方向上流側合わせ面
３段差部
３ａ回転方向下流側端部
３ｂ回転方向上流側端部
４溝部
４ａ回転方向下流側端部
４ｂ回転方向上流側端部
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、
前記すべり軸受によって保持する軸の回転方向における上側の前記半割部材の下手側の端面と、下側の前記半割部材の前記軸の回転方向における上手側の端面との合わせ面の位置を０°と規定し、該０°の位置から前記軸の回転方向に対する反対方向への回転角度として軸受角度を規定する場合において、
下側の前記半割部材に、下側の前記半割部材の軸方向の両端面に、円周方向を長手方向とし、前記半割部材の内周面よりも半径方向外側へ凹んだ軸方向に並列する２つの段差部を設け、
前記２つの段差部の軸方向内側のそれぞれの周縁部に、前記段差部の底部よりも前記半割部材の半径方向外側へ凹んだ溝部を設け、
前記段差部および前記溝部は、前記軸の回転方向におけるそれぞれの上流側端部が、前記軸受角度が２２５°よりも大きく２７０°以下の位置にそれぞれ形成されており、前記段差部の当該上流側端部よりも前記軸の回転方向における上流側には、前記段差部が形成されておらず、かつ、前記溝部の当該上流側端部よりも前記軸の回転方向における上流側には前記溝部が形成されていない
ことを特徴とするすべり軸受。