JP6936752B2 - 半割スラスト軸受 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関のクランク軸の軸線方向力を受ける摺動面を有する半円環形状の半割スラスト軸受に関するものである。

内燃機関のクランク軸は、そのジャーナル部において、一対の半割軸受を円筒形状に組み合わせて構成される主軸受を介して、内燃機関のシリンダブロック下部に回転自在に支持されている。一対の半割軸受のうちの一方又は両方は、クランク軸の軸線方向力を受ける半割スラスト軸受と組み合わせて用いられる。判割スラスト軸受は、半割軸受の軸線方向に向いた両端面の一方又は両方に配設される。

半割スラスト軸受は、クランク軸の軸方向に生じる軸線方向力を受ける。すなわち、クラッチによってクランク軸と変速機とが接続される際等に、クランク軸に対して入力される軸線方向力を支承することを目的として配置される。

内燃機関のクランク軸は、そのジャーナル部において、一対の半割軸受から成る主軸受を介して内燃機関のシリンダブロック下部に支承される。潤滑油は、シリンダブロック壁内のオイルギャラリーから主軸受の壁内の貫通口を通じて、主軸受の内周面に沿って形成された潤滑油溝内に送り込まれる。このように、潤滑油は、主軸受の潤滑油溝内に供給され、その後に半割スラスト軸受に供給される。

ところで、近年、内燃機関の燃費向上のために潤滑油供給用のオイルポンプが小型化されているため、軸受に対する潤滑油の供給量が減少している。これに伴って、主軸受の端面からの潤滑油の漏れ量が減少し、半割スラスト軸受に対する潤滑油の供給量も減少する傾向にある。この対策として、例えば、半割スラスト軸受の摺動面に細溝を並設して形成することや（例えば特許文献１参照）、摺動面に複数の微小な凹部を形成することによって、潤滑油の保油性を高める技術が提案されている（例えば特許文献２参照）。

特開２００１−３２３９２８号公報 特表２０００−５０４０８９号公報

上記したように、近年、半割スラスト軸受に対する潤滑油の供給量の減少に伴い、内燃機関の運転時に半割スラスト軸受の摺動面とクランク軸のスラストカラー面とが、直接接触することが起こり、それにより摩擦損失が生じやすくなっている。さらに、近年、内燃機関の軽量化のためにクランク軸の軸径が小径化され、従来のクランク軸よりも剛性が小さくなっている。このため、内燃機関の運転時にクランク軸に撓みが発生しやすく、クランク軸の振動が大きくなる傾向にある。したがって、半割スラスト軸受の周方向中央部付近の摺動面とクランク軸のスラストカラー面とが直接に接触し、焼付などの損傷が起きやすくなっている。
この状況に対処するために、特許文献１は、摺動面に周方向に沿った油溝を設けることによって、特許文献２は、摺動面に複数の微小な凹部を設けることによって、それぞれ摺動面の潤滑油の保油性を高める構成を開示している。

しかし、特許文献１や特許文献２の技術を採用しても、上述のクランク軸の撓みによる振動が大きい場合には、特に半割スラスト軸受の周方向中央部付近の径方向の外側縁部付近および内側縁部付近の摺動面が、クランク軸のスラストカラーと接触して焼き付きの発生を防止することは困難である。

本発明の目的は、内燃機関の運転時の焼付の発生を抑制した内燃機関のクランク軸の半割スラスト軸受を提供することである。

本発明による、内燃機関のクランク軸の軸線方向力を受けるための半円環形状の半割スラスト軸受は、軸線方向力を受ける摺動面およびその反対側の背面を有し、摺動面に複数の凹部が形成され、該凹部は、半割スラスト軸受の摺動面から背面側に向かって後退した凹部表面を有し、この凹部表面は、半割スラスト軸受の中心線方向断面視にて、半割スラスト軸受の背面側に向かって凸になっている。凹部表面には、凹部表面から半割スラスト軸受の背面側に向かって後退した複数の中心線方向溝が形成され、この中心線方向溝は、半割スラスト軸受の中心線方向（Ｖ）に延び、それにより、凹部表面は平滑面と中心線方向溝とが半割スラスト軸受の水平方向（Ｈ）に交互に配置されるようになっている。
ここで、半割スラスト軸受の「水平方向（Ｈ）」とは、半割スラスト軸受の両端面の中心点同士を結ぶ方向であり、半割スラスト軸受の「中心線方向（Ｖ）」（または垂直方向）は、摺動面に平行でかつ水平方向（Ｈ）に垂直な方向をいう。

本発明の一具体例によれば、凹部の深さが２〜５０μｍであることが好ましい。
本発明の一具体例によれば、中心線方向溝の深さが０．２〜３μｍであることが好ましい。また、中心線方向溝の幅が５〜５０μｍであることが好ましい。また、中心線方向溝のピッチが５〜１００μｍであることが好ましい。

本発明の一具体例によれば、凹部の開口形状が、円形、楕円形、又は四角形の形状を有することが好ましい。さらに、凹部の開口形状が楕円形であり、楕円形の長軸が半割スラスト軸受の中心線方向を向いていることが好ましい。
本発明の一具体例によれば、凹部表面は、半割軸受の水平方向断面視にても、半割スラスト軸受の背面側に凸になっていることが好ましい。

本発明の一具体例によれば、複数の凹部が、半割スラスト軸受の摺動面の全体に均一に形成されていることが好ましい。
本発明の一具体例によれば、凹部の開口形状が楕円形であり、該楕円形の長軸は、半割スラスト軸受の中心線方向（Ｖ）を向いていることが好ましい。

軸受装置の分解斜視図。 本発明の一具体例による半割スラスト軸受の正面図。 図２の凹部を摺動面側から見た図。 図２のＡ−Ａ断面（中心線方向）の断面図。 図２のＢ−Ｂ断面（水平方向）の断面図。 中心線方向溝の断面図。 半割軸受及びスラスト軸受の正面図。 軸受装置の断面図。 図３の凹部の油の流れを示す図。 本発明の第２の具体例による半割スラスト軸受の正面図。 図１０の凹部を摺動面側から見た図。 本発明の第３の具体例による半割スラスト軸受の正面図。 本発明の第４の具体例による半割スラスト軸受の凹部を摺動面側から見た図。 図１３のＣ−Ｃ断面（中心線方向断面）の断面図。 本発明の第５の具体例による半割スラスト軸受の凹部を摺動面側から見た図。 本発明の別形態による一対の半割スラスト軸受の突合せ部を摺動面側から見た図。 従来技術による凹部を摺動面側から見た図。

以下、本発明実施の形態及びその利点を、添付の概略図面を参照して以下に詳細に説明する。以下の具体例はあくまで例示のために示しており、本発明を限定するものではない。

（軸受装置の全体構成）
まず、図１、図７及び図８を用いて本発明の半割スラスト軸受８を備える軸受装置１の全体構成を説明する。図１、図７及び図８に示すように、シリンダブロック２の下部に軸受キャップ３を取り付けて構成された軸受ハウジング４には、両側面間を貫通する円形孔である軸受孔５が形成されており、側面における軸受孔５の周縁には円環状凹部である受座６、６が形成されている。軸受孔５には、クランク軸のジャーナル部１１を回転自在に支承する半割軸受７、７が円筒状に組み合わされて嵌合されている。受座６、６には、クランク軸のスラストカラー１２を介して軸線方向力ｆ（図８参照）を受ける半割スラスト軸受８、８が円環状に組み合わされて嵌合されている。

図７に示すように、主軸受を構成する半割軸受７のうち、シリンダブロック２側（上側）の半割軸受７の内周面には潤滑油溝７１が形成され、潤滑油溝７１から外周面に貫通する貫通孔７２が形成されている。なお、潤滑油溝は、上下両方の半割軸受に形成することもできる。また、半割軸受７には、半割軸受７どうしの当接面に隣接して、両端にクラッシュリリーフが形成されている。

軸受装置１においては、オイルポンプ（図示せず）から加圧されて吐出された潤滑油は、シリンダブロック２の内部油路から半割軸受７の壁を貫通する貫通孔７２を通り、半割軸受７の内周面の潤滑油溝７１に供給される。潤滑油溝７１内に供給された潤滑油は、一部は半割軸受７の内周面に供給され、一部はジャーナル部表面の図示しないクランク軸の内部油路の開口に侵入してクランクピン側へ送られ、一部は主軸受を構成する一対の半割軸受７、７のクラッシュリリーフ表面とクランク軸のジャーナル部１１の表面との間の隙間を通じて、半割軸受７、７の幅方向両端から外部へ流出する。半割軸受７の幅方向両端から外部へ流出した潤滑油は、主に半割スラスト軸受８の摺動面８１とクランク軸のスラストカラー１２の表面との間の隙間に流れる。（以後、この摺動面８１とスラストカラー１２の表面との間の隙間を「摺動面８１／スラストカラー１２隙間」という。）

一般にスラスト軸受８は、その摺動面とクランク軸のスラストカラー表面との間の油に圧力が発生することで、クランク軸からの軸線方向力ｆを支承する

内燃機関の運転時、クランク軸の撓みによる振動が大きくなると、クランク軸のスラストカラー１２の表面は、半割スラスト軸受８の摺動面８１に対して傾斜角度を変化させながら、或いはうねりながら近接する動作と離間する動作を繰り返すが、特に半割スラスト軸受の周方向中央部付近（半割スラスト軸受の周方向中央から周方向端部側へ向かって円周角で−３０°から＋３０°の範囲）にて、半割スラスト軸受の摺動面の径方向の外側縁部または内側縁部とスラストカラー１２の表面が最も近接する。クランク軸のスラストカラー１２の表面が半割スラスト軸受８の周方向中央部付近の摺動面８１に近接する動作中には、二面間の隙間内の油が圧縮されて圧力が高まるが、近接する動作の過程で圧力が高くなった油は、スラストカラー１２の表面に付随し半割スラスト軸受８の周方向に流れるため、半割スラスト軸受８の摺動面８１の径方向の外側縁部側や内側縁部側に向かって流れ難い。このため、半割スラスト軸受８の、周方向中央部付近の摺動面８１の径方向の外側縁部付近や内側縁部付近が、スラストカラー１２の表面と、直接接触し焼付などの損傷が起きやすい。

従来技術（特許文献１）の複数の周方向細溝を摺動面の周方向全長に亘って形成した半割スラスト軸受では、半割スラスト軸受の周方向中央部付近の摺動面とスラストカラー１２の表面とが離間した状態から、相対的に近接するように動作する過程で、半割スラスト軸受の摺動面とスラストカラーの表面との間の油は周方向溝内を流動し、油溝やスラストリリーフでの周方向溝の開放端から油溝内やスラストリリーフ隙間へ流出するため、二面が最も近接した時であっても、油の圧力が十分に高くならない。このため、半割スラスト軸受の周方向中央部付近の摺動面の径方向の外側縁部付近や内側縁部付近とスラストカラー１２の表面とが直接接触し、損傷（焼付）が起きやすい。

また、従来技術（特許文献２）の複数の微小な凹部を摺動面に形成した半割スラスト軸受では、微小凹部を有する半割スラスト軸受の摺動面とスラストカラーの表面とが離間した状態から、相対的に近接するように動作し、摺動面とスラストカラーの表面が最近接したとき、凹部内の油は圧縮され高圧となり、凹部内から摺動面とスラストカラーの表面との間の隙間（摺動面／スラストカラー隙間）に流出する。図１７に示すように微小凹部１８４の表面が平滑である場合、凹部内で高圧となり摺動面／スラストカラー隙間に流出する油流は全方向に流れる（Ｆ２）ため、各方向に流出する油流に圧力が分散される。その油流の一部である半割スラスト軸受の摺動面の径方向の外側縁部側や内側縁部側へ向かう油流を含み凹部から隙間に各方向に向かい流出する油流の圧力は低いため、凹部から隙間に流出した直後に回転するスラストカラーの表面に付随して半割スラスト軸受の周方向に向きを変える。このため、半割スラスト軸受の周方向中央部付近の摺動面の径方向の外側縁部付近や内側縁部付近は、油の量が少なく、スラストカラーの表面が直接接触し、損傷（焼付）が起きやすい。

本発明は、このような従来技術の問題に対処するものである。本発明に係る半割スラス軸受の構成の一例を下記に説明する。

（半割スラスト軸受の構成）
図２〜図７に本発明の第１の具体例による半割スラスト軸受８の構成を示す。この半割スラスト軸受８は、鋼製の裏金層に薄い軸受合金層を接着させたバイメタルによって、半円環形状の平板に形成されたものである。半割スラスト軸受８は、軸受合金層の表面でありスラストカラー１２を支承する摺動面８１を有し、摺動面８１は、裏金層の軸受合金層を接着させた側と反対側の表面である背面と平行になされている。半割スラスト軸受８は、軸受合金層表面の周方向両側の端面８３、８３に隣接する領域にスラストリリーフ８１ｂ、８１ｂを備えていてもよい。また、軸受合金層表面には、摺動面８への油の供給性を高めるために、両側のスラストリリーフ８１ｂ、８１ｂの間に２つの油溝８１ａ、８１ａが形成されていてもよい。本明細書において「摺動面８１」とは、軸受合金層表面からスラストリリーフ８１ｂ、８１ｂや油溝８１ａ、８１ａを除いた平面を指すものとする。

スラストリリーフ８１ｂは、半割スラスト軸受８の摺動面８１側において周方向両側の端部領域に、端面に向かって徐々に壁厚が薄くなるように形成される壁厚減少領域であり、半割スラスト軸受８の周方向端面の径方向全長に亘って形成される。スラストリリーフ８１ｂは、半割スラスト軸受８を分割型の軸受ハウジング４内に組み付けた際の位置ずれ等に起因する、一対の半割スラスト軸受８、８の周方向端面８３、８３どうしの位置ずれを緩和するために形成されるものである。

図２に、半割スラスト軸受８の摺動面８１に配された複数の凹部８４、図３に摺動面側から見た凹部８４の一例を示す。もちろん本発明はこの形態の限定されるものではない。なお、理解を容易にするために各図面において凹部は誇張して描かれている。

半割スラスト軸受８の摺動面８１に形成された複数の凹部８４は、この例では、開口形状や開口面積や深さ等の寸法が同じものが、摺動面のほぼ全面に均一に設けられている。なお、摺動面８１での複数の凹部８４の均一な配置とは、幾何学的に厳密な均一な配置を意味するものではなく、略均一な配置であればよい。

ここで、半割スラスト軸受８の「水平方向Ｈ」および「中心線方向Ｖ」について説明しておく。上記に説明したとおり、半割スラスト軸受８の水平方向Ｈとは、半割スラスト軸受８の両周方向端面８３、８３の中心点同士を結ぶ方向であり、半割スラスト軸受の中心線方向（垂直方向）Ｖは、摺動面に平行でかつ水平方向Ｈに垂直な方向をいう。半割スラスト軸受８が図２に示すような完全な半円環形状であれば、その両周方向端面８３、８３は同一の仮想平面９０内にあるため、中心線方向Ｖはこの仮想平面９０に垂直な方向、水平方向Ｈはこの平面９０に平行かつ摺動面８１に平行な方向とも定義できる。しかし、半割スラスト軸受８は完全な半円環形状でなくてもよく、例えば図１６のように端面が傾斜していてもよい。そのため、上記のとおりの定義とした。
なお、「中心線」は、半割スラスト軸受８の半円環形状の中心点を通り、水平方向Ｈ（或いは仮想平面９０）に垂直な摺動面内の仮想線をいう。この中心線が通過する半割スラスト軸受８の部分を半割スラスト軸受の「周方向中央Ｃ」という。

図３は、摺動面８１への開口形状が円形の凹部８４を示す。凹部８４の平滑な表面８４Ｓには、複数の中心線方向溝８４Ｇが形成されている。複数の中心線方向溝８４Ｇの伸長方向は、半割スラスト軸受８の中心線方向Ｖと平行になされ、凹部８４の平滑な表面８４Ｓと中心線方向溝８４Ｇは、半割スラスト軸受８の水平方向Ｈに交互に配置されている。平滑表面８４Ｓは、溝や突起などの形成されていない平滑な面であるが、（中心線方向溝に比べて十分小さい）微小な凹凸が存在してもよい。

凹部表面は、半割スラスト軸受８の中心線方向Ｖに沿って切断した断面、図３のＡ−Ａ断面）にて、半割スラスト軸受８の背面側に膨出する、すなわち背面側に凸の曲線を形成するようになっている（図４）。なお、「凹部表面」とは、中心線方向溝を除いた凹部の平滑表面をいう。なお、中心線方向溝の部分を半割スラスト軸受８の中心線方向断面でみた場合でも、半割スラスト軸受８の背面側に膨出するようになっている。
一具体例によれば、凹部８４は、半割スラスト軸受の水平方向Ｈに沿って切断した断面で見ても背面側に凸の曲線を形成するようになっていることが好ましい。さらに、半割スラスト軸受８のいずれの方向の断面（ここで、「断面」は摺動面７に中心線方向の断面をいう）においても、背面側に凸の曲線を形成するようになっていることが好ましい。

凹部８４の摺動面８１からの深さＤ１は、２〜５０μｍとすることが好ましく、２〜２５μｍとすることがより好ましい。ここで、凹部８４の深さは、摺動面を凹部開口部まで延長させた仮想面と、凹部の平滑面の最深部との間の距離をいう。凹部８４の摺動面８１における開口が円形状である場合の開口径は、０．０５〜５ｍｍとすることができる。凹部の開口形状が円形状以外の場合には、その開口の面積が、円形状開口の面積に相当する面積となる円形開口部寸法（円相当径）とすることが好ましい。

複数の中心線方向溝８４Ｇは、半割スラスト軸受の摺動面側から見て、凹部８４の周縁から半割スラスト軸受８の中心線方向Ｖに延びる。なお、中心線方向溝８４Ｇは、半割スラスト軸受８の中心線方向Ｖに対し僅かに傾斜（最大３°）して延びることは許容される。

中心線方向溝８４Ｇの深さＤ２は、０．２〜３μｍとすることが好ましい。中心線方向溝８４Ｇの深さＤ２は、凹部８４の深さＤ１よりも小さくなされる。ここで、「中心線方向溝の深さ」とは、中心線方向溝をその幅方向断面で見た場合の、中心線方向溝に隣接する平滑面からの、中心線方向溝の最深部の深さをいう。
また、中心線方向溝８４Ｇの幅Ｗ（凹部８４の表面８４Ｓにおける中心線方向溝８４Ｇの半割スラスト軸受の水平方向Ｈの長さ、図６参照）は、５〜５０μｍとすることが好ましい。なお、中心線方向溝８４Ｇの幅Ｗは、１つの凹部８４に対して、少なくとも５以上の中心線方向溝８４Ｇが形成される寸法にすることが好ましい。各凹部８４は、凹部の表面における半割スラスト軸受８の水平方向ＨでのピッチＰ（隣接する中心線方向溝８４Ｇの最深部の間の、半割スラスト軸受の水平方向Ｈの長さ、図６参照）は、５〜１００μｍとすることが好ましい。

一具体例によれば中心線方向溝８４Ｇは、凹部８４の表面８４Ｓからの深さＤ２が、周方向端部を除き中心線方向溝８４Ｇの延びる方向（長手方向）に亘って一定になされ、幅Ｗも中心線方向溝８４Ｇの長手方向に亘って一定になされる（図５参照）ことが好ましい。中心線方向溝８４Ｇの断面形状はＶ形状であることが好ましいが、Ｖ形状に限定されないで他の形状でもよい。
しかし、中心線方向溝８４Ｇの深さＤ２や幅Ｗは、中心線方向溝８４Ｇの長手方向に沿って変化させてもよい。この場合、「中心線方向溝の深さ」、「中心線方向溝の幅」は、中心線方向溝８４Ｇの最大溝深さ、最大幅をいい、これらの最大値が上記寸法となることが好ましい。

本実施例の半割スラスト軸受８は、Ｃｕ軸受合金またはＡｌ軸受合金からなる摺動層をＦｅ合金製の裏金層上に有することができる。しかし、裏金層を有さずにＣｕ軸受合金またはＡｌ軸受合金のみで半割スラスト軸受を形成してもよい。また、摺動面８１（凹部８４の内面を含む摺動層の表面）に軸受合金よりも軟質なＢｉ、Ｓｎ、Ｐｂのいずれか1種からなる、あるいはこれら金属を主体とする合金からなる表面部や合成樹脂を主体とする樹脂組成物からなる表面部を有してもよい。但し、凹部８４の表面は、このような表面部を有さない方が好ましい。凹部８４の表面８４Ｓや中心線方向溝８４Ｇの表面が軟質であると、油中に多くの異物が含まれる場合、異物が埋収、堆積しやすくなるからである。凹部８４の表面８４Ｓや中心線方向溝８４Ｇの内面に異物が埋収、堆積すると、凹部を流れる油に乱流が発生しやすくなる。

上記のとおり本発明の半割スラスト軸受８は、平滑な表面８４Ｓおよび複数の中心線方向溝８４Ｇからなる凹部８４を摺動面に有するが、この半割スラスト軸受において損傷（焼付）が起き難い理由を以下に説明する。
上記のように、内燃機関の運転時、クランク軸の撓みによる振動が大きくなると、クランク軸のスラストカラー１２の表面は、半割スラスト軸受８の摺動面８１に対して傾斜角度を変化させながら、あるいはうねりながら近接する動作と離間する動作を繰り返すが、特に半割スラスト軸受の周方向中央部付近にて、半割スラスト軸受の摺動面の径方向の外側縁部または内側縁部とスラストカラー１２の表面が最も近接する。
半割スラスト軸受８の摺動面８１とクランク軸のスラストカラー１２の表面が、離間した状態から相対的に近接するように動作し、摺動面８１とスラストカラー１２の表面が最近接した状態を図９に示す。そのとき、凹部８４内の油は圧縮され高圧となり、凹部８４内から摺動面８１／スラストカラー１２隙間へ流出する。凹部８４の表面には、半割スラスト軸受８の中心線方向Ｖと平行な方向に延びる複数の中心線方向溝８４Ｇが形成されているため、凹部８４内の油は、中心線方向溝８４Ｇに誘導され（Ｆ１）、半割スラスト軸受８の中心線方向Ｖと同方向に向かって流れ、摺動面８１／スラストカラー１２隙間に半割スラスト軸受８の径方向の外側縁部および内側縁部に向かって流出する。

摺動面８１／スラストカラー１２隙間には、回転するスラストカラー１２の表面に付随する油流が形成されている。上記のように凹部８４内で高圧となった油は、摺動面８１／スラストカラー１２隙間に、主に半割スラスト軸受８の中心線方向Ｖに流れる油流Ｆ１となるため、油流Ｆ１は強いものとなる。この半割スラスト軸受８の中心線方向Ｖに流れる油流Ｆ１は、半割スラスト軸受８の周方向中央部付近においても、回転するスラストカラー１２の表面に付随する油流に勝るようになり、油が半割スラスト軸受８の摺動面の径方向の外側縁部および内側縁部へ送られるようになる。
この油流により、半割スラスト軸受の周方向中央部付近にて、半割スラスト軸受８の摺動面８１の径方向の外側縁部または内側縁部とスラストカラー１２の表面が最も近接しても、この両面が直接接触することが生じ難い。

なお、本具体例では、半割スラスト軸受８の周方向中央部付近（半割スラスト軸受の周方向中央Ｃから周方向端部側へ向かって−３０°から＋３０°の範囲）の領域以外の摺動面８１にも半割スラスト軸受８の中心線方向Ｖと平行な方向に延びる複数の中心線方向溝８４Ｇを有する凹部８４を有する。その理由は、摺動面８１の凹部８４は、配置位置が、半割スラスト軸受８の周方向端面８３に近いほど、中心線方向溝８４Ｇの伸長方向と半割スラスト軸受の周方向との作る角度が小さくなり、凹部８４から流出する油流Ｆ１が半割スラスト軸受８の周方向に向かって流れ、回転するスラストカラー１２の表面に付随して半割スラスト軸受８の周方向中央部側へ向かって油が多く送られ易くなるからである。

以下、本発明の他の形態の非限定的具体例を説明する。
第２の具体例
図１０および図１１に示す例では、複数の凹部８４が摺動面全体にほぼ均一に配されているが、凹部８４は楕円形状の開口を有し、その長軸Ｌ１が半割スラスト軸受８の中心線方向Ｖと平行な方向を向いており、短軸Ｌ２が半割スラスト軸受８の水平方向Ｈを向いている。なお、凹部８４の楕円形状の開口の長軸Ｌは、半割スラスト軸受８の中心線方向Ｖに対し僅かに傾斜（最大３°）していることは許容される。

この凹部８４の表面は、半割スラスト軸受８の中心線方向断面視にて、半割スラスト軸受８の背面側に膨出（背面側に凸）するだけでなく、半割スラスト軸受８の中心線方向以外のいずれの方向の断面視でも、半割スラスト軸受８の背面側に膨出（背面側に凸）する曲面となっていてもよい。各凹部８４の摺動面８１からの最大深さＤ１は、同じにできる。

本具体例の半割スラスト軸受８は、複数の凹部８４が、楕円形状の開口を有し、その長軸Ｌ１が半割スラスト軸受８の中心線方向Ｖと平行な方向を向いている。このため、半割スラスト軸受８の周方向中央部付近の摺動面８１とスラストカラー１２の表面が最近接した時に、凹部８４内の油は、中心線方向溝８４Ｇに誘導されて半割スラスト軸受８の径方向の外側縁部および内側縁部に向かって流れやすくなり、半割スラスト軸受８の摺動面／スラストカラー隙間に半割スラスト軸受８の径方向の外側縁部および内側縁部に向かって流出しやすくなる。

第３の具体例
図１２に示す例では、２本の油溝８１ａ、８１ａが形成され、複数の凹部８４は、２本の油溝８１ａ、８１ａの間の領域の摺動面８１のみにほぼ均一に配され、油溝８１ａと周方向端面８３（またはスラストリリーフ８１ｂ）との間の領域には凹部８４は形成されない。他の構成は既に説明した第１の具体例に説明した半割スラスト軸受の構成と同じである。

上記にように、内燃機関の運転時、クランク軸の撓みによる振動が大きくなると、特に半割スラスト軸受８の周方向中央部付近にて、半割スラスト軸受８の摺動面８１の径方向の外側縁部または内側縁部とスラストカラー１２の表面が最も近接して二面が直接接触しやすい。このため、複数の凹部８４は、スラストカラー１２の表面と接触が起きやすい半割スラスト軸受８の周方向中央部付近の摺動面８１（半割スラスト軸受の周方向中央Ｃから周方向端部側へ向かって−３０°から＋３０°の範囲の領域）のみに形成することができる。
なお、内燃機関の運転時、クランク軸の撓みにより振動が発生し、半割スラスト軸受８の摺動面８１の周方向端部付近にて、スラストカラー１２の表面との接触が生じやすい仕様の内燃機関の場合、本実施例とは異なり、複数の凹部８４は、半割スラスト軸受８の周方向両端面８３付近の摺動面８１のみに形成にすることができる。

第４の具体例
図１３に示す例は、摺動面８１での開口形状が四角形である凹部８４を示す。矢印Ｖは、半割スラスト軸受８の中心線方向Ｖを示し、凹部の開口形状の四角形の２辺は、半割スラスト軸受８の中心線方向Ｖを向くように配される。なお、図１４は、中心線方向溝８４Ｇを省略して図示している。
図１４は、図１３に示す凹部８４のＣ―Ｃ部の断面（半割スラスト軸受８の平行方向Ｈ断面（平行方向Ｈに沿って切断した断面））を示す。この断面形状は、逆台形形状であり、凹部８４の表面の径方向の両端部を除く表面は、摺動面８１と平行になされている。図１４も、中心線方向溝８４Ｇを省略して図示している。なお、凹部８４の半割スラスト軸受８の中心線方向Ｖ断面視での表面は、半割スラスト軸受８の背面側に膨出する曲面となっている。

第５の具体例
図１５に摺動面８１での開口形状が四角形である凹部８４を示す。図１３とは異なり、凹部の開口形状の四角形の対角線が、半割スラスト軸受８の中心線方向Ｖを向くように配される。図１５に示す凹部８４は、凹部８４の半割スラスト軸受８に中心線方向Ｖに平行な断面視での表面、及び、半割スラスト軸受８の平行方向Ｈに平行な断面視での表面は、半割スラスト軸受８の背面側に膨出する曲面となっている。なお、図１５も中心線方向溝８４Ｇを省略して図示している。

上記では凹部８４の開口形状として、円形、楕円形および四角形を示したが、これらの開口形状は、幾何学的に厳密な円形、楕円形および四角形を意味するものではなく、略円形、略楕円形、および略四角形であればよい。さらに、凹部８４の開口形状は、これらの形状に限定されないで、他の形状であってもよい。

以上、本発明の半割スラスト軸受を具体例により説明してきた。
上記説明は、発明の半割スラスト軸受は、一対を組み合わせて円環形状とし内燃機関のクランク軸の軸線方向力をうけるスラスト軸受に適用した例を示したが、発明の半割スラスト軸受は、単独で内燃機関のクランク軸の軸線方向力をうけるスラスト軸受にも適用できる。

また、上記のとおり、本発明の半割スラスト軸受は、裏金層と軸受合金とからなるバイメタルでもよく、裏金層のない軸受合金のみで構成することもできる（この場合でも、スラストカラーと接触すべき表面を摺動面、その反対側の表面を背面とする）。

また、本発明の半割スラスト軸受は、周方向長さが円周角度１８０°である半円環形状に限定されないで、周方向長さが円周角度で１８０°よりも若干、小さくした略半円環形状であってもよい。また、本発明の半割スラスト軸受は、油溝、スラストリリーフは、図に示す形状に限定されないで、他の形状であってもよく、また、油溝やスラストリリーフの構成を有さなくてもよい。

また、本具体例では、摺動面は、裏金層の軸受合金層を接着させた側と反対側の表面（背面）と平行になされており、摺動面の厚さは一定であるが、これに限定されないで、摺動面の厚さは、摺動面の半割スラスト軸受の径方向の内側縁部で最大で径方向の外側縁部に向かって減少するように変化させてもよい。また、摺動面の厚さは、半割スラスト軸受の周方向で変化させてもよい。
また、本具体例では、凹部８３は、摺動面８１のみに形成したが、これに限定されないで、スラストリリーフ８１ｂの表面や油溝８１ａの表面にも、凹部８３と同様の凹部を形成することもできる。

また誤組付け防止のため、図１６に示すように一対の半割スラスト軸受８の２つの突合せ部のうち一方のみあるいは両方の突合せ部において、それぞれの半割スラスト軸受８の周方向端面を傾斜端面８３Ａとして形成し、それにより傾斜端面同士の突合せ部とすることもできる。この場合、傾斜端面８３Ａは、傾斜していない他方の周方向端面を通る平面に対して所定の角度θ１だけ傾斜して形成されている。あるいは、それぞれの周方向端面は傾斜端面８３Ａに代えて、対応する凹凸形状といった他の形状とすることもできる。

Claims (9)

1. 内燃機関のクランク軸の軸線方向力を受けるための半円環形状の半割スラスト軸受であって、
   前記半割スラスト軸受は、前記軸線方向力を受ける摺動面およびその反対側の背面を有し、
   前記摺動面に、開口が前記摺動面により囲まれた複数の凹部が形成され、該凹部は、前記半割スラスト軸受の前記摺動面から前記背面側に向かって後退した凹部表面を有し、該凹部表面は、前記半割スラスト軸受の中心線方向断面視にて、前記半割スラスト軸受の前記背面側に向かって凸の曲線を形成しており、
   前記凹部表面には、該凹部表面から前記半割スラスト軸受の前記背面側に向かって後退した複数の中心線方向溝が形成され、該中心線方向溝は、前記半割スラスト軸受の中心線方向（Ｖ）に延び、それにより、前記凹部表面には平滑面と前記中心線方向溝とが前記半割スラスト軸受の水平方向（Ｈ）に交互に配置されている、半割スラスト軸受。
2. 前記凹部の深さが２〜５０μｍである、請求項１に記載された半割スラスト軸受。
3. 前記中心線方向溝の深さが０．２〜３μｍである、請求項１または請求項２に記載された半割スラスト軸受。
4. 前記中心線方向溝の幅が５〜５０μｍである、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された半割スラスト軸受。
5. 前記中心線方向溝のピッチが５〜１００μｍである、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載された半割スラスト軸受。
6. 前記凹部の開口形状が、円形、楕円形、又は四角形の形状を有する、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載された半割スラスト軸受。
7. 前記凹部表面は、前記半割スラスト軸受の水平方向断面視にても、前記半割スラスト軸受の前記背面側に向かって凸になっている、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載された半割スラスト軸受。
8. 前記複数の凹部が、前記半割スラスト軸受の前記摺動面の全体に均一に形成されている、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載された半割スラスト軸受。
9. 前記凹部の開口形状が楕円形であり、該楕円形の長軸は、前記半割スラスト軸受の前記中心線方向（Ｖ）を向いている、請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載された半割スラスト軸受。

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