JP6942471B2 - 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承される。

一対の半割軸受のうちの一方又は両方が、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。半割スラスト軸受は、半割軸受の軸線方向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。

半割スラスト軸受の周方向両端近傍の摺動面側には、周方向端面へ向かって軸受部材の厚さが薄くなるようにスラストリリーフが形成される。一般にスラストリリーフは、半割スラスト軸受の周方向端面から摺動面までの長さや周方向端面での深さが、径方向の位置によらずに一定になるように形成される。スラストリリーフは、半割スラスト軸受を分割型軸受ハウジング内に組み付ける際の一対の半割スラスト軸受の端面同士の位置ずれを吸収するために形成される（特許文献１の図１０参照）。

また従来、内燃機関の運転時のクランク軸の撓み変形を考慮して、半割スラスト軸受の摺動面の少なくとも外径側に曲面形状のクラウニング面を設け、それにより半割スラスト軸受の摺動面のクランク軸との局所的な接触応力を低減することも提案されている（特許文献２）。
さらに、半割スラスト軸受の摺動面に、半割スラスト軸受の周方向端部から、頂部（半割スラスト軸受の周方向中央における外径端）の高さの略半分まで延びる傾斜面（スラストリリーフ）を形成し、それにより摺動面に対する傾斜面の傾斜角度を小さくすることも提案されている（特許文献３参照）。

特開平１１−２０１１４５号公報 特開２０１３−１９５１７号公報 特開２０１３−２３８２７７号公報

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低剛性となっており、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。このためクランク軸のスラストカラー面は半割スラスト軸受の摺動面に対して傾斜しながら摺接し、且つその傾斜方向はクランク軸の回転に伴い変化する。したがって半割スラスト軸受の周方向両端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接触し、損傷（疲労）が起きやすくなっている。

また、一対の半割軸受からなる主軸受の軸線方向の各端部に一対の半割スラスト軸受が組み付けられる場合、分割型軸受ハウジング内に組み付けた際の一対の半割スラスト軸受の端面同士の位置がずれていると、一方の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の間の隙間が、他方の半割スラスト軸受とクランク軸のスラストカラー面との間の隙間よりも大きくなる。あるいは、主軸受の軸線方向の各端部に１つの半割スラスト軸受だけが組み付けられる場合、この半割スラスト軸受が配置されない分割型軸受ハウジングの側面とクランク軸のスラストカラー面との間に大きな隙間が形成される。このような隙間が形成された状態で内燃機関の運転がなされクランク軸の撓みが発生すると、クランク軸のスラストカラー面は形成された隙間側へさらに傾斜する。

このような隙間側へ大きく傾斜した状態でクランク軸が回転すると、半割スラスト軸受の周方向両端面を含む面内での半割スラスト軸受の摺動面に対するスラストカラー面の傾斜がより大きくなる。さらに、このスラストカラー面の傾斜は、半割スラスト軸受の周方向両端面を含む面内において、（ａ）半割スラスト軸受のクランク軸の回転方向後方側の周方向端部付近の摺動面とスラストカラー面とが接触し、クランク軸の回転方向前方側の周方向端部付近の摺動面とスラストカラー面とが離間した傾斜状態と、（ｂ）半割スラスト軸受のクランク軸の回転方向前方側の周方向端部付近の摺動面とスラストカラー面とが接触し、クランク軸の回転方向後方側の周方向端部付近の摺動面とスラストカラー面とが離間した傾斜状態とを、クランク軸の回転に伴って繰り返す。半割スラスト軸受は、その周方向両端部付近の摺動面のみが常時クランク軸のスラストカラー面と直接接触するので、損傷（疲労）が起きやすい。

上述のクランク軸の撓みによるスラストカラー面の隙間側への傾斜が大きく、したがって半割スラスト軸受の周方向両端面を含む面内でのスラストカラー面の傾斜が大きい場合、特許文献２や特許文献３に記載される技術を採用しても、半割スラスト軸受の周方向両端部付近の摺動面のみが常時クランク軸のスラストカラー面と接触するのを防止するのは困難であった。

したがって本発明の目的は、内燃機関の運転時に、損傷（疲労）が生じにくい半割スラスト軸受を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の１つの観点によれば、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、軸線方向力を受けるための摺動面と、摺動面の反対側の背面とを有し、且つ軸線方向に垂直な基準面を背面側に画定している半割スラスト軸受において、
前記摺動面は、前記半割スラスト軸受の周方向中央部を境界とする２つの平面からなり、
基準面から摺動面までの軸線方向距離が、半割スラスト軸受のいずれの径方向位置においても、半割スラスト軸受の周方向中央部で最大で、半割スラスト軸受の周方向両端部へ向かって小さくなっており、
各周方向端面から周方向中央部に向かって円周角度４０°〜５０°の位置に、半割スラスト軸受の径方向内側端部と径方向外側端部との間で前記軸線方向距離が一定であるただ１つの等厚部が形成され、
この等厚部より周方向端部側の半割スラスト軸受の領域では、軸線方向距離は径方向内側端部で最大で、径方向外側端部へ向かって小さくなっており、また
等厚部より周方向中央部側の半割スラスト軸受の領域では、軸線方向距離は径方向内側端部で最小で、径方向外側端部へ向かって大きくなっている
ことを特徴とする半割スラスト軸受が提供される。
ここで、軸線方向距離は、半割スラスト軸受の周方向両端面を含む面と平行ないずれの断面内においても、半割スラスト軸受の外周側で最小であり、周方向中央部側へ向かって大きくなっている。
半割スラスト軸受の背面は平坦であり且つ基準面内に位置していてもよい。
半割スラスト軸受の周方向端面に垂直な方向から半割スラスト軸受を見たとき、摺動面が、周方向中央部で最も突出した凸形状の輪郭を有していてもよい。この摺動面の輪郭は、曲線から構成されることができる。
また周方向中央部の径方向外側端部における半割スラスト軸受の最大軸線方向距離と、周方向両端部の径方向外側端部における軸線方向距離との差が、５０〜８００μｍであってもよい。
摺動面を構成する２つの平面は、周方向中央部に延びる半割スラスト軸受の中心線に関して線対称であってもよい。
１つの等厚部は、各周方向端面から周方向中央部に向かって円周角度４５°の位置に形成されていてもよい。

ここで、クランク軸は、ジャーナル部とクランクピン部とクランクアーム部とを有する部材である。また半割スラスト軸受は、円環を略半分に分割した形状の部材であるが、厳密に半分であることを意図するものではない。

上記構成を有する本発明の半割スラスト軸受によれば、内燃機関の運転時のクランク軸の撓みに起因して半割スラスト軸受の摺動面に対するスランク軸のスラストカラー面の傾斜角度が大きくなった場合でも、摺動面とスラストカラー面との接触位置がクランク軸の回転に伴って周方向に順次移動するので、半割スラスト軸受の周方向両端部付近の摺動面のみが常時クランク軸のスラストカラー面と接触することが防止され、半割スラスト軸受の摺動面の損傷が起きにくい。
また、本発明のスラスト軸受は、径方向にわたって軸線方向距離が一定である等厚部の位置よりも周方向中央部側の領域では、軸線方向距離は径方向内側端部で最小で、外側端部に向かって大きくなっている。このため、内燃機関の運転時にクランク軸の撓みによりスラストカラー面が隙間側へ大きく傾斜したときでも、半割スラスト軸受の周方向中央部側の領域の摺動面は、径方向の全長にわたってスラストカラー面と接触してクランク軸の軸線方向負荷ｆを支えるので、損傷が起き難い。
これに対し、従来の半割スラスト軸受は、周方向中央部付近の摺動面は軸線方向距離が径方向にわたって一定であるように形成されているため、クランク軸の撓みによりスラストカラー面が隙間側へ大きく傾斜すると、周方向中央部付近の領域では径方向内側端部側の摺動面のみがスラストカラー面と接触し、損傷が起こる場合がある。

軸受装置の分解斜視図である。 実施例１の半割スラスト軸受の正面図である。 図２の半割スラスト軸受のＹ１矢視側面図である。 図２の半割スラスト軸受のＹ２矢視側面図である。 図２の半割スラスト軸受のＡ１−Ａ１断面図である。 図２の半割スラスト軸受のＡ２−Ａ２断面図である。 図２の半割スラスト軸受のＡ３−Ａ３断面図である。 半割軸受及びスラスト軸受の正面図である。 軸受装置の断面図である。 図８の上側の半割軸受の正面図である。 図１０の半割軸受を径方向の内側から見た底面図である。 運転中のスラストカラー面と一対の半割スラスト軸受の接触状態を示す断面図である。 周方向両端面側から見た運転中のスラストカラー面の摺動面に対する傾斜の変化を示す図である。 周方向両端面側から見た運転中のスラストカラー面の摺動面に対する傾斜を示す図である。 周方向両端面側から見た運転中のスラストカラー面の摺動面に対する傾斜を示す図である。 周方向両端面側から見た運転中のスラストカラー面の摺動面に対する傾斜を示す図である。 周方向両端面側から見た運転中のスラストカラー面の摺動面に対する傾斜を示す図である。 図１３Ａに対応する、摺動面を正面側から見た摺動面とスラストカラー面の接触位置を示す図である。 図１３Ｂに対応する、摺動面を正面側から見た摺動面とスラストカラー面の接触位置を示す図である。 図１３Ｃに対応する、摺動面を正面側から見た摺動面とスラストカラー面の接触位置を示す図である。 図１３Ｄに対応する、摺動面を正面側から見た摺動面とスラストカラー面の接触位置を示す図である。 図１３Ｅに対応する、摺動面を正面側から見た摺動面とスラストカラー面の接触位置を示す図である。 本発明の他の形態の半割スラスト軸受の正面図である。 図１５の半割スラスト軸受の周方向端部付近の側面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

（軸受装置の全体構成）
まず、図１、８及び９を用いて本発明の半割スラスト軸受８を有する軸受装置１の全体構成を説明する。図１、８及び９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（保持孔）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る。受座６、６には、クランク軸のスラストカラー面１２を介して軸線方向力ｆ（図９参照）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る。

図８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、また潤滑油溝７１内には外周面に貫通する貫通孔７２が形成されている（図１０及び１１も参照）。潤滑油溝７１は、上下両方の半割軸受に形成することもできる。半割軸受７はまた、周方向両端面７４に隣接する摺動面７５上にクラッシュリリーフ７３を有する。

（半割スラスト軸受の構成）
次に、図２〜７を用いて実施例１の半割スラスト軸受８の構成について説明する。本実施例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したバイメタルによって、半円環形状の平板に形成される。半割スラスト軸受８は軸線方向を向いた摺動面８１（軸受面）を備え、摺動面８は軸受合金層から構成される。摺動面８１は、半割スラスト軸受８の周方向中央部８５を境界とする２つの平面から構成される。これら２つの平面は、好ましくは、半割スラスト軸受８の周方向中央部８５を通して延びる中心線（境界）に関して線対称である。また摺動面８１には、潤滑油の保油性を高めるために、周方向両端面８３、８３の間に２つの油溝８１ａ、８１ａが形成されている。

半割スラスト軸受８は軸線方向に垂直な基準面８４を画定しており、この基準面８４内に、シリンダブロック２の受座６に配置されるように適合された実質的に平坦な背面８４ａを有する（図３参照）。さらに、半割スラスト軸受８は、基準面８４（背面８４ａ）から軸線方向に離れた摺動面８１を有し、摺動面８１は、クランク軸のスラストカラー面１２を介して軸線方向力ｆ（図９参照）を受けるように適合されている。半割スラスト軸受８は、基準面８４から摺動面８１までの軸線方向距離が、半割スラスト軸受８のいずれの径方向位置においても、半割スラスト軸受８の周方向中央部８５で最大で、半割スラスト軸受の周方向両端部へ向かって小さくなるように形成される。したがって、例えば半割スラスト軸受８の径方向中央位置（図２の一点鎖線位置）においても、基準面８４から摺動面８１までの軸線方向距離は周方向中央部８５で最大（ＴＣ）で、周方向両端部８６で最小（ＴＥ）となることが理解されよう。

本実施例において、基準面８４（背面８４ａ）から摺動面８１までの軸線方向距離は、半割スラスト軸受８の軸受壁厚Ｔに一致する。
本実施例において、各周方向端面８３と周方向中央部８５との間には、径方向外側端部と径方向内側端部との間で軸受壁厚が一定である等厚部Ｍ（図５参照）がただ１つ形成されている。より具体的には、等厚部Ｍは、半割スラスト軸受８の各周方向端面８３から周方向中央部８５へ向かって円周角度４５°の位置に配置され、この等厚部Ｍより周方向端面８３側の領域ＸＥでは、軸受壁厚が径方向内側端部（厚さＴＩ）で最大で、径方向外側端部（厚さＴＯ）へ向かって小さくなっており（図６参照）、一方、等厚部Ｍより周方向中央部８５側の領域ＸＣでは、軸受壁厚が径方向内側端部（厚さＴＩ）で最小で、径方向外側端部（厚さＴＯ）へ向かって大きくなっている（図７参照）。
上記構成による摺動面８１（２つの平面）は、換言すると、半割スラスト軸受８の周方向中央部の径方向外側端部から周方向両端部の径方向外側端部へ向かって軸受壁厚が減少するように背面８３に対して傾斜した平面からなる。したがって軸受壁厚は、等厚部Ｍよりも周方向中央部８５側の領域ＸＣ及び等厚部Ｍよりも周方向両端面８３側の領域ＸＥのいずれでも、周方向両端面８３を含む面と平行な任意の断面内で、半割スラスト軸受８の外周側で最小であり、周方向中央部８５側へ向かって大きくなっていることが、図４からも理解されよう。
なお、摺動面８１の油溝８１ａが形成された部分では、背面８４ａから、油溝８１ａを形成しなかった場合の仮想摺動面（摺動面８１の延長面）までの軸方向距離が上記関係を満たすように半割スラスト軸受８が形成される。
また、等厚部Ｍの配置位置は、半割スラスト軸受８の各周方向端面８３から周方向中央部８５へ向かって円周角度４５°の位置に限定されないで、各周方向端面８３から周方向中央部８５へ向かって円周角度４０°〜５０°の範囲内に一つの等厚部Ｍが配置されるようにすればよい。

上述したように半割スラスト軸受８の周方向両端部における軸受壁厚ＴＥは、周方向中央部における軸受壁厚ＴＣに対して小さく形成される（図３参照）。したがって半割スラスト軸受８の周方向両端面を含む面に垂直な方向から見て、半割スラスト軸受８の摺動面８１は、周方向中央部８５が最も突出した凸形状の輪郭を有している（図３参照）。より具体的には、乗用車用等の小型内燃機関のクランク軸（直径が３０〜１００ｍｍ程度のジャーナル部を有する）に使用する場合、半割スラスト軸受８の周方向中央部８５の径方向外側端部における軸受壁厚と、周方向両端部の径方向外側端部における軸受壁厚の差は、例えば５０〜８００μｍであり、より好適には２００〜４００μｍである。しかし、これらの寸法は一例に過ぎず、軸受壁厚の差はこの寸法範囲に限定されない。

（作用）
次に、図８、９及び１２を用いて、従来の半割スラスト軸受８の作用を説明する。

一般に、半割軸受７は半割スラスト軸受８と同心に、且つ主軸受を構成する半割軸受７の周方向両端面７４を含む平面が、半割スラスト軸受８の周方向両端面８３を含む平面と実質的に一致するように配置される。

内燃機関の運転時、特にクランク軸が高速回転する運転条件では、クランク軸に撓み（軸線方向の撓み）が発生してクランク軸の振動が大きくなる。この大きな振動により、クランク軸には半割スラスト軸受８の摺動面８１へ向かう軸線方向力ｆが周期的に発生する。半割スラスト軸受８の摺動面８１は、この軸線方向力ｆを受ける。

一対の半割軸受７、７からなる主軸受の軸線方向の各端部に一対の半割スラスト軸受８、８が組み付けられる場合、分割型軸受ハウジング４に組み付けた際に一対の半割スラスト軸受８、８の端面８３、８３同士の位置が軸線方向にずれていると、一方の半割スラスト軸受８の摺動面８１とクランク軸のスラストカラー面１２との間の隙間が、他方の半割スラスト軸受８の摺動面８１とスラストカラー面１２との間の隙間よりも大きくなる（図１２参照）。あるいは、主軸受の軸線方向の各端部に１つの半割スラスト軸受８だけが組み付けられる場合、半割スラスト軸受８が配置されないほうの分割型軸受ハウジング４の側面とクランク軸のスラストカラー面１２との間に大きな隙間が形成される。このような隙間が形成された状態で内燃機関が運転されクランク軸の撓みが発生すると、クランク軸のスラストカラー面１２は大きな隙間側へさらに傾斜する。このような隙間側へ大きく傾斜した状態でクランク軸が回転すると、半割スラスト軸受８の周方向両端面８３を含む面内での半割スラスト軸受８に対するスラストカラー面１２の傾斜がより大きくなり、また半割スラスト軸受８の周方向両端部付近の摺動面８１のみが常時クランク軸のスラストカラー面１２と直接接触するので、上述した通り損傷（疲労）が起きやすくなる。
より詳細には、周方向両端面８３を含む面に垂直な方向から半割スラスト軸受８を見たとき、クランク軸のスラストカラー面１２は、（１）半割スラスト軸受８のクランク軸の回転方向後方側の周方向端部側に傾斜している状態から、半割スラスト軸受８の摺動面８１と平行になるまでの間は、半割スラスト軸受８のクランク軸の回転方向の後側の周方向端部付近の摺動面８１とのみ接触し、また（２）摺動面８１と平行になった直後から、半割スラスト軸受８のクランク軸の回転方向前方側の周方向端面側に傾斜している間は、半割スラスト軸受８のクランク軸の回転方向前方側の周方向端部付近の摺動面８１とのみ接する。

ここで、特許文献２に記載されるように半割スラスト軸受の摺動面の外径側に曲面から構成されるクラウニング面を設けたとしても、基準面８４から摺動面８１までの軸線方向距離がいずれの径方向位置においても周方向中央部で最大となるように半割スラスト軸受８が形成されていない場合、換言すれば、周方向両端面８３を含む面に垂直な方向から半割スラスト軸受８を見たときに半割スラスト軸受８の摺動面８１の輪郭が周方向中央部で最も突出した凸形状でない場合（例えば、周方向両端面８３を含む面に垂直な方向から半割スラスト軸受８を見たときに摺動面８１の輪郭が一直線である場合）、上記理由により、特に半割スラスト軸受８の周方向端部付近の摺動面８１とクランク軸のスラストカラー面１２とが直接接触し、損傷が起きやすい。

あるいは、特許文献３に記載されるように半割スラスト軸受の摺動面に、半割スラスト軸受の周方向端部から、頂部まで高さの略半分まで延びる傾斜面（スラストリリーフ）を形成し、それにより摺動面に対する傾斜面の傾斜角度を小さくしたとしても、半割スラスト軸受８の周方向両端面８３を含む面に垂直な方向から見たときに半割スラスト軸受８の摺動面８１の輪郭が周方向中央部で最も突出した凸形状でない場合、やはり上記理由により、特に半割スラスト軸受の周方向端部付近の摺動面８１（傾斜面）とクランク軸のスラストカラー面１２とが直接接触し、損傷が起きやすい。
さらに、特許文献３に記載される半割スラスト軸受では、傾斜面の軸受壁厚が、半割スラスト軸受の周方向端部を除いて、スラスト軸受の径方向内側端部より径方向外側端部のほうが大きくなるため、半割スラスト軸受の周方向端部付近の特に外径側の摺動面（傾斜面）とクランク軸のスラストカラー面１２とが直接接触し、より損傷が起きやすい。

（効果）
次に、図１３Ａ〜１４Ｅを用いて本実施例の半割スラスト軸受８の効果を説明する。

図１３Ａ〜Ｅは、半割スラスト軸受８の周方向両端面８３を含む面に垂直な方向から半割スラスト軸受８を見たときの（すなわち周方向両端面８３を含む面内における）摺動面８１に対するスラストカラー面１２の運転中の傾斜の変化を順に示し、図１４Ａ〜Ｅは、半割スラスト軸受８の摺動面８１を正面側から見たときの、図１３Ａ〜Ｅに対応する摺動面８１とスラストカラー面１２の接触位置の変化を示す。図１４Ａ〜Ｅの破線円は、半割スラスト軸受８の摺動面８１とスラストカラー面１２の接触部（接触により負荷を最も受ける摺動面の位置）を示す。例えば図１３Ｂ及びこれに対応する図１４Ｂから、摺動面８１とスラストカラー面１２の接触部が図１４Ａに示される周方向端部付近から離れた後も、図１４Ｃに示される周方向中央部へ到達するまでは、スラストカラー面１２は、周方向両端面８３を含む面内で摺動面８１に対して傾斜していることが理解されよう。
本実施例の半割スラスト軸受８は、背面８４ａ（基準面８４）から摺動面８１までの軸線方向距離Ｔが、半割スラスト軸受８のいずれの径方向位置においても周方向中央部８５で最大で、周方向両端部へ向かって小さくなっている。また、各周方向端面８３と周方向中央部８５との間には、径方向外側端部と径方向内側端部との間で軸線方向距離が一定である等厚部Ｍがただ１つ形成され、この等厚部Ｍは、半割スラスト軸受８の各周方向端部から周方向中央部へ向かって円周角度４５°の位置に配置される。軸線方向距離は、等厚部Ｍより周方向端部側の領域ＸＥでは径方向内側端部（厚さＴＩ）で最大で、径方向外側端部（厚さＴＯ）へ向かって小さくなっており、また等厚部Ｍよりも周方向中央部側の領域ＸＣでは径方向内側端部（厚さＴＩ）で最小で、径方向外側端部（厚さＴＯ）へ向かって大きくなっている。
この構成により、軸線方向距離は、周方向両端面８３を含む面と平行な任意の断面内で、半割スラスト軸受８の外周側で最小であり、周方向中央部８５側へ向かって大きくなっていることが理解されよう。
これにより、図１３Ａ〜Ｅに示すように半割スラスト軸受８の背面８４ａに対するスラストカラー面１２の傾斜変化が生じても、図１３Ａ〜１４Ｅに示すように摺動面８１とスラストカラー面１２との接触位置が、半割スラスト軸受８のクランク軸の回転方向後方側の周方向端部（図１３Ａ及び１４Ａ）からクランク軸の回転方向前方側の周方向端部（図１３Ｅ及び１４Ｅ）へ、クランク軸の回転に伴って周方向に順次移動する。このため本実施例の半割スラスト軸受８では、周方向両端部付近の摺動面８１のみが常時クランク軸のスラストカラー面１２と直接接触し、損傷（疲労）することが防止される。
また本実施例の半割スラスト軸受８は、上記のように等厚部Ｍよりも周方向端面８３側の領域ＸＥにおいて軸線方向距離Ｔが半割スラスト軸受８の径方向内側端部で最大で、径方向外側端部へ向かって小さくなるように形成され（図６参照）、したがって半割スラスト軸受の周方向両端面を含む面内において内燃機関の運転時に発生するクランク軸の撓みによりスランク軸のスラストカラー面１２が半割スラスト軸受の摺動面に傾斜した場合でも、半割スラスト軸受８の周方向両端部付近の摺動面８１の外径側の領域がスラストカラー面１２と強く接触することが防止される。
さらに、本実施例のスラスト軸受８は、径方向で軸線方向距離が一定である等厚部Ｍの位置よりも周方向中央部側の領域ＸＣにおいて、軸線方向距離が径方向内側端部で最小で、径方向外側端部に向かって大きくなるように形成される（図７参照）。このため、内燃機関の運転時に発生するクランク軸の撓みによりスラストカラー面１２が隙間側へ大きく傾斜した場合（図１２参照）でも、半割スラスト軸受８の周方向中央部の領域の摺動面は、径方向の全長にわたってスラストカラー面と接触し、クランク軸の軸線方向負荷ｆを支えるので、損傷が起き難い。

以上、図面を参照して、本発明の実施例を詳述してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更が本発明に含まれることを理解すべきである。

例えば実施例では、半割軸受と半割スラスト軸受が分離しているタイプの軸受装置１について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、半割軸受と半割スラスト軸受が一体化したタイプの軸受装置１にも適用できる。

また図１５に示すように、位置決め及び回転止めのために、径方向外側に突出する突出部８８を備えた半割スラスト軸受１０８に本発明を適用することもできる。なお、突出部８８は、上述した軸線方向距離Ｔの構成を満足していなくてもよい。また図１５及び１６に示すように半割スラスト軸受の摺動面８１の周方向両端部付近にスラストリリーフ８２を設けてもよい。さらに、図１６に示すように半割スラスト軸受１０８の摺動面８１と反対側の背面８４ａの周方向両端部にテーパーを設けて、背面リリーフ８７を形成することもできる。なお、スラストリリーフ８２や背面リリーフ８７を設けた場合、上述した半割スラスト軸受の周方向両端部における径方向外側端部の軸受壁厚ＴＥは、スラストリリーフ８２や背面リリーフ８７を設けなかった場合の仮想の摺動面８１（摺動面８１を周方向両端部まで延長した面）と仮想の背面８４ａ（背面８４ａを周方向両端部まで延長した面）と間の軸線方向距離で定義される。
また図１５及び１６に示すように、半割スラスト軸受１０８の周方向長さは、実施例１に示す通常の半割スラスト軸受８の周方向端面の位置ＨＲから所定の長さＳ１だけ短く形成されてもよい。さらに、半割スラスト軸受１０８は、周方向両端部近傍において内周面を半径Ｒの円弧状に切り欠かれてもよい。その場合、半割スラスト軸受の周方向端部における軸受壁厚Ｔは、長さＳ１や切り欠きを形成しなかった場合の半割スラスト軸受の周方向端部での軸受壁厚によって表すことができる。

また、半割スラスト軸受の摺動面の径方向外側の縁部及び／又は径方向内側の縁部に、周方向に沿って面取りを形成するもこともできる。その場合、半割スラスト軸受の径方向内側端部での軸受壁厚ＴＩ及び径方向外側端部での軸受壁厚ＴＯは、面取りを形成しなかった場合の半割スラスト軸受の径方向内側端部及び外径側端部での軸受壁厚によって表すことができる。

上記実施例は２つの油溝１８１ａを摺動面に形成した半割スラスト軸受に関するが、本発明はこれに限定されず、半割スラスト軸受は１つ又は３つ以上の油溝を有していてもよい。あるいは油溝１８１ａは、図１５に示すように円周角度４５°の位置に等厚部Ｍと対応するように形成してもよい。

摺動面８１は、半割スラスト軸受８の周方向中央部８５を境界とする２つの平面から構成されるが、２つの平面の境界部に形成される角部は、滑らかな曲面状にすることもできる。

また上記実施例は、軸受装置に半割スラスト軸受を４つ使用する場合について説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、少なくとも１つの本発明による半割スラスト軸受を使用することで所望の効果を得ることができる。また軸受装置において、本発明の半割スラスト軸受は、クランク軸を回転自在に支承する半割軸受の軸線方向の一方又は両方の端面に一体に形成されてもよい。

１ 軸受装置
１１ ジャーナル部
１２ スラストカラー面
２ シリンダブロック
３ 軸受キャップ
４ 軸受ハウジング
５ 軸受孔（保持孔）
６ 受座
７ 半割軸受
７１ 潤滑油溝
７２ 貫通孔
７３ クラッシュリリーフ
７４ 周方向両端面
７５ 摺動面
８ 半割スラスト軸受
８１ 摺動面
８１ａ 油溝
８２ スラストリリーフ
８３ 周方向両端面
８４ 基準面
８４ａ 背面
８５ 周方向中央部
８６ 周方向両端部
８７ 背面リリーフ
８８ 突出部
１０８ 半割スラスト軸受
１８１ａ 油溝
ｆ 軸線方向力
Ｔ 軸受壁厚
Ｍ 等厚部
ＸＣ 中央部側領域
ＸＥ 端部側領域

Claims (6)

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、前記軸線方向力を受けるための摺動面と、前記摺動面の反対側の背面とを有し、且つ軸線方向に垂直な基準面を前記背面側に画定している半割スラスト軸受において、
   前記摺動面は、前記半割スラスト軸受の周方向中央部を境界とする２つの平面からなり、
   前記基準面から前記摺動面までの軸線方向距離が、前記半割スラスト軸受のいずれの径方向位置においても前記半割スラスト軸受の周方向中央部で最大で、前記半割スラスト軸受の周方向両端部へ向かって小さくなっており、
   前記各周方向端面から前記周方向中央部に向かって円周角度４０°〜５０°の位置に、前記半割スラスト軸受の径方向内側端部と径方向外側端部との間で前記軸線方向距離が一定であるただ１つの等厚部が形成され、
   前記等厚部より前記周方向端部側の前記半割スラスト軸受の領域では、前記軸線方向距離は前記径方向内側端部で最大で、前記径方向外側端部へ向かって小さくなっており、また
   前記等厚部より前記周方向中央部側の前記半割スラスト軸受の領域では、前記軸線方向距離は前記径方向内側端部で最小で、前記径方向外側端部へ向かって大きくなっている
   ことを特徴とする半割スラスト軸受。
2. 前記背面が平坦であり、且つ前記基準面内に位置している、請求項１に記載の半割スラスト軸受。
3. 前記半割スラスト軸受の前記周方向端面に垂直な方向から前記半割スラスト軸受を見たとき、前記半割スラスト軸受の前記摺動面が、前記周方向中央部で最も突出した凸形状の輪郭を有している、請求項１又は２に記載の半割スラスト軸受。
4. 前記周方向中央部の径方向外側端部における前記半割スラスト軸受の最大軸線方向距離と、前記周方向両端部の径方向外側端部における軸線方向距離との差が５０〜８００μｍである、請求項１から３までのいずれか一項に記載の半割スラスト軸受。
5. 前記２つの平面は、前記周方向中央部に延びる前記半割スラスト軸受の中心線に関して線対称である、請求項１から４までのいずれか一項に記載の半割スラスト軸受。
6. 前記１つの等厚部が、前記各周方向端面から前記周方向中央部に向かって円周角度４５°の位置に形成されている、請求項１から５までのいずれか一項に記載の半割スラスト軸受。

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