JP7111470B2 - Half thrust bearings, thrust bearings, bearing devices and internal combustion engines - Google Patents

Half thrust bearings, thrust bearings, bearing devices and internal combustion engines Download PDF

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Description

本発明は、自動車、船舶用、一般産業機械等の内燃機関において、特に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に関し、とりわけ、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、基板上に被覆された軟質金属被覆層が摺動面を形成する半割スラスト軸受に係るものである。更に、本発明は、この半割スラスト軸受を有するスラスト軸受、及びこのスラスト軸受を備えた軸受装置、並びにこの軸受装置を備えた内燃機関にも関するものである。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semi-annular half-split thrust bearing for receiving the axial force of a crankshaft in internal combustion engines such as automobiles, ships, and general industrial machinery. The present invention relates to a half-split thrust bearing having a sliding surface and a back surface on the opposite side of the sliding surface, wherein a soft metal coating layer coated on a substrate forms the sliding surface. Furthermore, the present invention also relates to a thrust bearing comprising this half thrust bearing, a bearing device comprising this thrust bearing, and an internal combustion engine comprising this bearing device.

内燃機関のクランク軸は、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。 A crankshaft of an internal combustion engine is rotatably supported in a lower portion of a cylinder block of the internal combustion engine via a main bearing formed by combining a pair of half bearings in a cylindrical shape at a journal portion. One or both of the pair of half bearings are used in combination with a half thrust bearing that receives the axial force of the crankshaft. The half thrust bearing is arranged on one or both of the axial end faces of the half bearing. The half thrust bearing receives the axial forces that occur on the crankshaft. That is, it is arranged for the purpose of supporting the axial force that is input to the crankshaft when the crankshaft and the transmission are connected by the clutch.

半割スラスト軸受として、鋼製などの裏金層に薄い軸受合金層を接着したバイメタルが用いられるが、更にその上に軟質金属層を被覆したものも周知である(引用文献1等)。耐食性の高い軟質金属層を被覆することにより、軸受合金の腐食を防止するとともに、焼付きや摩耗を抑制することが可能になっている。 As a half-split thrust bearing, a bimetal is used in which a thin bearing alloy layer is adhered to a backing metal layer made of steel or the like, but it is also well known that a soft metal layer is further coated thereon (Patent Document 1, etc.). By coating the bearing alloy with a soft metal layer with high corrosion resistance, it is possible to prevent corrosion of the bearing alloy and suppress seizure and wear.

特開2013-72449号公報JP 2013-72449 A

近年、エンジンの高性能化、高機能化が進んでいる。それに伴い軸のような相手部材の低剛性化が進み軸受の高面圧化が求められている。このような条件は軸受にとっては厳しい使用環境になっている。特に、アイドリングストップやハイブリッド車の適用により、優れた耐焼付き性能を有することが望まれている。 In recent years, the performance and functions of engines have been improved. Along with this, the rigidity of mating members such as shafts has been reduced, and there has been a demand for higher surface pressure of bearings. Such conditions are severe operating environments for bearings. In particular, it is desired to have excellent anti-seizure performance due to the application of idling stop and hybrid vehicles.

このような軸受においては、運転時に、相手部材(例えば軸部材)表面と摺動部材の摺動面との間に潤滑油等の流体潤滑膜が形成されることにより、相手部材表面と摺動部材の摺動面との直接接触が防がれている。従来技術によるスラスト軸受に付与された軟質金属被覆層は均一な層厚さで被覆が施されているが、油膜圧力が不足して支承能力不足になり、上記使用環境下において焼付きを招く可能性がある。焼付きを防ぐためには摺動面全面での油膜形成が必要であるが、厳しいエンジン環境で優れた耐焼付き性能を有するには、上記従来技術では不十分である。 In such a bearing, during operation, a fluid lubricating film such as lubricating oil is formed between the surface of a mating member (for example, a shaft member) and the sliding surface of the sliding member, thereby preventing sliding on the surface of the mating member. Direct contact with the sliding surface of the member is prevented. The soft metal coating layer applied to thrust bearings by conventional technology has a uniform layer thickness, but the oil film pressure is insufficient, resulting in insufficient bearing capacity, which can lead to seizure under the above operating environment. have a nature. In order to prevent seizure, it is necessary to form an oil film on the entire sliding surface, but the above-mentioned prior art is insufficient to achieve excellent anti-seizure performance in a severe engine environment.

本発明は、優れた油膜形成を促進することにより優れた耐焼付き性能を有する半割スラスト軸受、ひいてはスラスト軸受を提供することを目的としている。本発明は、さらに、このスラスト軸受を備えた軸受装置や内燃機関を提供することを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a half thrust bearing, and thus a thrust bearing, which has excellent anti-seizure performance by promoting the formation of an excellent oil film. A further object of the present invention is to provide a bearing device and an internal combustion engine equipped with this thrust bearing.

本発明の一観点によれば、半円環形状を有し、軸線方向力を受けるための摺動面と、この摺動面の反対側の背面とを有し、基板上に被覆された軟質金属被覆層が摺動面を形成している半割スラスト軸受が提供される。この半割スラスト軸受は、軟質金属被覆層の厚さが、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いることを特徴とする。
なお、ここで「半円環形状」とは、2つの半円により内周および外周が規定された形状であるが、これらは幾何学的厳密に半円である必要はない。例えば、外周面または内周面の一部が(例えば周方向端面で)径方向に突出していてもよく、周方向端面から(例えば周方向端面垂直方向に)延長部が存在してもよい。
According to one aspect of the present invention, a soft body having a semi-annular shape and having a sliding surface for receiving an axial force and a back surface opposite to the sliding surface is coated on a substrate. A half thrust bearing is provided in which a metallized layer forms a sliding surface. This half thrust bearing is characterized in that the thickness of the soft metal coating layer is maximum at the circumferential central portion of the half thrust bearing and decreases toward both circumferential ends of the half thrust bearing. .
Here, the term "semi-circular shape" means a shape whose inner circumference and outer circumference are defined by two semicircles, but these are not necessarily geometrically strictly semicircular. For example, a portion of the outer or inner surface may project radially (e.g., at the circumferential edge), and there may be an extension from the circumferential edge (e.g., perpendicular to the circumferential edge).

本発明の一具体例によれば、周方向中央部が、円周角度で75°~105°の位置にあることが好ましい。 According to one embodiment of the invention, it is preferred that the circumferential central portion lies at a circumferential angle of between 75° and 105°.

本発明の一具体例によれば、半割スラスト軸受の周方向端面に沿って半割スラスト軸受を見たとき、半割スラスト軸受の摺動面が、周方向中央部で突出した凸形状の輪郭を有していることが好ましい。 According to a specific example of the present invention, when the half thrust bearing is viewed along the circumferential end surface of the half thrust bearing, the sliding surface of the half thrust bearing has a convex shape that protrudes at the center in the circumferential direction. It preferably has contours.

本発明の一具体例によれば、摺動面の輪郭が曲線から構成されることが好ましい。 According to one embodiment of the invention, the profile of the sliding surface preferably consists of curvilinear lines.

本発明の一具体例によれば、摺動面の輪郭が直線から構成されることが好ましい。
また、本発明の一具体例によれば、摺動面の輪郭が曲線と直線から構成されていてもよい。
According to one embodiment of the invention, the profile of the sliding surface preferably consists of straight lines.
Also, according to an embodiment of the present invention, the contour of the sliding surface may consist of curved lines and straight lines.

本発明の一具体例によれば、軟質金属被覆層の厚さが円周角度に対して、以下の式で規定されることが好ましい。
t(θ)/tmax×100 = A×exp[-{(θ-B)/C}]+D (1)
ここで、t(θ)は円周角度θにおける軟質金属被覆層の厚さの値であり、tmaxは軟質金属被覆層の厚さの最大値であり、Bは軟質金属被覆層の厚さが最大となる円周角度(°)の値であり、A、C、Dは、10≦C≦100、30≦D≦95であり、A=100-Dを満たす定数である。
According to one embodiment of the present invention, the thickness of the soft metal coating layer is preferably defined by the following formula with respect to the circumference angle.
t(θ)/t max ×100=A×exp[−{(θ−B)/C} 2 ]+D (1)
where t(θ) is the thickness of the soft metal coating layer at the circumference angle θ, t max is the maximum thickness of the soft metal coating layer, and B is the thickness of the soft metal coating layer. is the maximum circumferential angle (°), and A, C, and D are constants satisfying 10≦C≦100 and 30≦D≦95, where A=100−D.

本発明の一具体例によれば、(1)式により規定される軟質金属被覆層の厚さの円周角度に対する曲線の傾きが最大となる位置が、B位置から15°~65°離れた位置にあることが好ましく、20°~60°離れた位置にあることが更に好ましい。 According to a specific example of the present invention, the position where the slope of the curve of the thickness of the soft metal coating layer defined by the formula (1) with respect to the circumferential angle is maximum is 15° to 65° away from the position B. It is preferred that they are positioned, and more preferred that they are separated by 20° to 60°.

本発明の一具体例によれば、(1)式により規定されるt(θ)/tmax×100の円周角度に対する曲線の接線の最大傾きが、0.10~1.20であることが好ましく、0.15~0.90であることが更に好ましい。 According to one embodiment of the present invention, the maximum slope of the tangent of the curve to the circumference angle of t(θ)/t max ×100 defined by formula (1) is 0.10 to 1.20. is preferred, and 0.15 to 0.90 is more preferred.

本発明の他の観点によれば、本発明は、2つの半割スラスト軸受からなるスラスト軸受であって、この2つの半割スラスト軸受のうちの少なくとも1つが、上記の本発明の半割スラスト軸受であるスラスト軸受が提供される。 According to another aspect of the present invention, the present invention is a thrust bearing comprising two half thrust bearings, wherein at least one of the two half thrust bearings is the above half thrust bearing of the present invention. A bearing, a thrust bearing, is provided.

本発明の一具体例によれば、半割スラスト軸受は、内燃機関のクランク軸の軸線方向力を受けるための半割スラスト軸受であることが好ましい。 According to one embodiment of the invention, the half thrust bearing is preferably a half thrust bearing for receiving axial forces of a crankshaft of an internal combustion engine.

本発明の更に他の観点によれば、本発明は、上記の本発明の半割スラスト軸受を備えた軸受装置も提供される。 According to still another aspect of the present invention, the present invention also provides a bearing device comprising the above-described half thrust bearing of the present invention.

本発明の更に他の観点によれば、本発明は、上記の本発明の軸受装置を備えた内燃機関も提供される。 According to still another aspect of the present invention, the present invention also provides an internal combustion engine equipped with the above bearing device of the present invention.

本発明の軟質金属被覆を施した半割スラスト軸受は、軟質金属被覆層の厚さの周方向の分布を制御することによって、油膜形成を促進し、耐食性を損なうことなく、耐焼付き性能を向上させることができる。 The half thrust bearing coated with the soft metal coating of the present invention promotes the formation of an oil film by controlling the thickness distribution of the soft metal coating layer in the circumferential direction, thereby improving the anti-seizure performance without impairing the corrosion resistance. can be made

本発明の構成及びその多くの利点を、添付の概略図面を参照して以下により詳細に述べる。図面は、例示の目的で、いくつかの非限定的な実施例を示す。 The configuration of the invention and its many advantages are described in more detail below with reference to the accompanying schematic drawings. The drawings show, for illustrative purposes, some non-limiting examples.

軸受装置の分解斜視図。FIG. 2 is an exploded perspective view of the bearing device; 軸受装置の断面図。Sectional drawing of a bearing device. 本発明の半割スラスト軸受の一例の正面図。1 is a front view of an example of a half thrust bearing of the present invention; FIG. 図3の半割スラスト軸受のY1矢視側面図。Y1 arrow side view of the half thrust bearing of FIG. 本発明の半割スラスト軸受の一例を、半径方向中央部で周方向に切断した断面の展開図。FIG. 2 is an exploded view of a cross section of an example of the half thrust bearing of the present invention cut in the circumferential direction at the center portion in the radial direction; 本発明の半割スラスト軸受の他の例を、半径方向中央部で周方向に切断した断面の展開図。FIG. 4 is a developed view of a cross section of another example of the half thrust bearing of the present invention, cut in the circumferential direction at the center portion in the radial direction; 本発明の半割スラスト軸受の更に他の例を、半径方向中央部で周方向に切断した断面の展開図。FIG. 10 is a development view of a cross section of still another example of the half thrust bearing of the present invention, cut in the circumferential direction at the center portion in the radial direction; 本発明の半割スラスト軸受の更に他の例を、半径方向中央部で周方向に切断した断面の展開図。FIG. 10 is a development view of a cross section of still another example of the half thrust bearing of the present invention, cut in the circumferential direction at the center portion in the radial direction; 本発明の半割スラスト軸受の更に他の例を、半径方向中央部で周方向に切断した断面の展開図。FIG. 10 is a development view of a cross section of still another example of the half thrust bearing of the present invention, cut in the circumferential direction at the center portion in the radial direction; 本発明の半割スラスト軸受の軟質金属被覆層の形成に用いるめっき装置の例を示す模式図。FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a plating apparatus used for forming the soft metal coating layer of the half thrust bearing of the present invention; 図10のめっき装置における陰極(基板)、陽極とスリット板の位置関係を示す模式図。FIG. 11 is a schematic diagram showing the positional relationship between a cathode (substrate), an anode and a slit plate in the plating apparatus of FIG. 10; 図10のめっき装置による軟質金属被覆層の厚さ制御の原理を示す図。FIG. 11 is a diagram showing the principle of thickness control of the soft metal coating layer by the plating apparatus of FIG. 10;

まず、図1及び図2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の一例の全体構成を説明する。図1及び図2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2参照)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。半割スラスト軸受8は、円環状に組み合せず、例えばシリンダブロック2側のみに嵌合されてもよい。 First, the overall configuration of an example of a bearing device 1 having a half thrust bearing 8 of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, a bearing housing 4 configured by attaching a bearing cap 3 to a lower portion of a cylinder block 2 is formed with a bearing hole (holding hole) 5 which is a circular hole penetrating between both side surfaces. Circular recessed seats 6, 6 are formed on the peripheral edge of the bearing hole 5 on the side surface. Into the bearing hole 5, half bearings 7, 7 for rotatably supporting a journal portion 11 of the crankshaft are fitted together in a cylindrical shape. Half thrust bearings 8, 8 which receive an axial force f (see FIG. 2) via a thrust collar surface 12 of the crankshaft are fitted to the seats 6, 6 in an annular manner. The half thrust bearings 8 may be fitted only on the cylinder block 2 side, for example, without being combined in an annular shape.

次に、本発明の半割スラスト軸受8の一例の正面図および斜視図を図3および図4に示す。半割スラスト軸受8は、半円環形状の平板に形成された基板89上に軟質金属被覆層88を有している。基板89は、通常、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構成されることが好ましいが、裏金のみの構成、またはその他の構成でもよい。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81は軟質金属被覆層から構成される。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の間に少なくとも1つの油溝81a(図3では2つの油溝を図示している)が形成されていてもよい。 Next, FIGS. 3 and 4 show a front view and a perspective view of an example of the half thrust bearing 8 of the present invention. The half thrust bearing 8 has a soft metal coating layer 88 on a substrate 89 formed in a semi-annular flat plate. Substrate 89 is generally preferably constructed of a bimetal with a thin layer of bearing alloy adhered to a steel backing layer, but may be of a backing-only construction or of other constructions. The half thrust bearing 8 has a sliding surface 81 (bearing surface) facing in the axial direction, and the sliding surface 81 is composed of a soft metal coating layer. The sliding surface 81 is formed with at least one oil groove 81a (two oil grooves are shown in FIG. 3) between both circumferential end surfaces 83, 83 in order to improve the lubricating oil retention. may be

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4参照)。背面84aは基板89の底面でもある。基板89は、基準面84(背面84a)から軸線方向反対側の上面82を有し、基板の上面には、軟質金属被覆層88が被覆されている。軟質金属被覆層88の表面は、基準面84(背面84a)から軸線方向に離れた摺動面81を形成し、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2参照)を受けるようになっている。 The half thrust bearing 8 defines an axially vertical reference plane 84 in which a substantially flat back surface 84 a adapted to be placed on the seat 6 of the cylinder block 2 . (see FIG. 4). The back surface 84 a is also the bottom surface of the substrate 89 . The substrate 89 has a top surface 82 axially opposite from a reference surface 84 (back surface 84a), and a soft metal coating layer 88 is coated on the top surface of the substrate. The surface of the soft metal coating layer 88 forms a sliding surface 81 axially spaced from the reference surface 84 (back surface 84a), and the sliding surface 81 receives the axial force f (See FIG. 2).

図5は、半割スラスト軸受8を、所定の半径で切断した断面を展開した図であり、図5に示された半割スラスト軸受8の横方向両端部が半割スラスト軸受8の周方向両端面83(円周角度0°、180°)、図5に示された半割スラスト軸受8の横方向中央が、半割スラスト軸受8の周方向中央85(円周角度90°)を示す。円周角度は、半割スラスト軸受8の円環形状の中心を中心とする周方向両端面83からの角度を言う。本明細書では、クランク軸の摺動する方向(図3に矢印SDで示す)の後方側端面を0°、摺動方向前方側端面を180°にとる(図3参照)。(ただし、摺動方向前方側端面を0°にとっても、本発明の範囲には影響はない。) FIG. 5 is a developed cross-sectional view of the half thrust bearing 8 cut at a predetermined radius. Both lateral ends of the half thrust bearing 8 shown in FIG. Both end faces 83 (circumferential angles of 0° and 180°) and the lateral center of the half thrust bearing 8 shown in FIG. . The circumferential angle refers to the angle from both circumferential direction end faces 83 centering on the center of the annular shape of the half thrust bearing 8 . In this specification, the rear end face in the sliding direction (indicated by arrow SD in FIG. 3) of the crankshaft is taken as 0°, and the front end face in the sliding direction is taken as 180° (see FIG. 3). (However, even if the sliding direction front side end surface is set to 0°, the scope of the present invention is not affected.)

図5には、基板89上の軟質金属被覆層88を示す。軟質金属被覆層88は、軟質金属被覆層の厚さが、半割スラスト軸受の周方向中央部86で最大で、半割スラスト軸受の周方向両端部83へ向かって小さくなっている。なお、周方向中央部86は、厳密に周方向中央85(円周角度90°)に位置する必要はなく、摺動方向に見た軟質金属被覆層88の厚さ分布が全体として凸状を示せばよい。好ましい周方向中央部86は、円周角度で75°~105°の位置である。
軟質金属被覆層は、厚さの最大値が2~30μm程度、最小値が1~28μm程度になることが好ましい。厚さの最大値および最小値がこの範囲であると、軟質金属被覆層の摩耗による早期の基板露出と耐疲労性の悪化を防ぐことができるため、より耐焼付き性が向上する。
FIG. 5 shows soft metallization layer 88 on substrate 89 . The thickness of the soft metal coating layer 88 is maximum at the circumferential central portion 86 of the half thrust bearing and decreases toward the circumferential end portions 83 of the half thrust bearing. It should be noted that the circumferential central portion 86 does not have to be positioned strictly at the circumferential central portion 85 (circumferential angle of 90°), and the thickness distribution of the soft metal coating layer 88 seen in the sliding direction as a whole should be convex. just show it. A preferred circumferential central portion 86 is at a circumferential angle of 75° to 105°.
The soft metal coating layer preferably has a maximum thickness of about 2 to 30 μm and a minimum thickness of about 1 to 28 μm. When the maximum and minimum thicknesses are within this range, early exposure of the substrate and deterioration of fatigue resistance due to abrasion of the soft metal coating layer can be prevented, thereby further improving seizure resistance.

このような分布形状に制御することによって、潤滑油の油膜形成が容易になり、耐食性を損なうことなく、耐焼付き性能が向上する。この機構は以下の通りである。
軟質金属は、低荷重において弾性変形、高荷重において塑性変形が生じることにより、ストレッチ(伸縮)作用が起こるために、軟質金属被覆層の厚さの大きい周方向中央部を中心にストレッチ作用を発揮して、潤滑油の流れ分布による油膜圧力が発生し、スラスト軸受け面全体で優れた油膜形成を促すことができ、耐焼付性が向上する。
Controlling the distribution shape in this manner facilitates the formation of an oil film of the lubricating oil, improving the anti-seizure performance without impairing the corrosion resistance. This mechanism is as follows.
The soft metal undergoes elastic deformation under low load and plastic deformation under high load, which causes stretching (expansion and contraction). Therefore, the soft metal coating layer exhibits stretching mainly in the central part in the circumferential direction where the thickness is large. As a result, an oil film pressure is generated due to the flow distribution of the lubricating oil, which promotes the formation of an excellent oil film over the entire thrust bearing surface, thereby improving seizure resistance.

更に、軟質金属被覆層88の周方向の厚さ分布は、円周角度に対して、以下の式で規定される分布を有することが好ましい。
t(θ)/tmax×100=A×exp[-{(θ-B)/C}]+D (1)
ここで、t(θ)は円周角度θにおける軟質金属被覆層88の厚さの値であり、tmaxは軟質金属被覆層の厚さの最大値であり、Bは軟質金属被覆層の厚さが最大となる円周角(°)の値であり、A、C、Dは、10≦C≦100、30≦D≦95であり、A=100-Dを満たす定数である。
Furthermore, the thickness distribution of the soft metal coating layer 88 in the circumferential direction preferably has a distribution defined by the following formula with respect to the circumferential angle.
t(θ)/t max ×100=A×exp[−{(θ−B)/C} 2 ]+D (1)
where t(θ) is the value of the thickness of the soft metal coating layer 88 at the circumferential angle θ, t max is the maximum thickness of the soft metal coating layer, and B is the thickness of the soft metal coating layer. is the value of the circumferential angle (°) at which the is the maximum, and A, C, and D are constants satisfying 10≦C≦100 and 30≦D≦95, where A=100−D.

(1)式により規定される軟質金属被覆層88の厚さの円周角度に対する曲線の接線の傾きが最大となる位置が、B位置(周方向中央部86)から15°~65°離れた位置にあることが好ましく、B位置から20°~60°離れた位置にあることが更に好ましい。また、(1)式により規定されるt(θ)/tmax×100の円周角度に対する曲線の接線の最大傾きが、0.10~1.20であることが好ましく、接線の最大傾きが、0.15~0.90であることが更に好ましい。これらの条件を満たすことにより、油膜形成が更に容易になり、耐焼付き性能が更に向上する。 (1) The position where the slope of the tangent of the curve with respect to the circumferential angle of the thickness of the soft metal coating layer 88 defined by the formula is maximum is 15° to 65° away from the B position (circumferential center portion 86) It is preferably at the B position, and more preferably at a distance of 20° to 60° from the B position. In addition, the maximum slope of the tangent line of the curve with respect to the circumference angle of t (θ) / t max × 100 defined by the formula (1) is preferably 0.10 to 1.20, and the maximum slope of the tangent line is , 0.15 to 0.90. Satisfying these conditions facilitates the formation of an oil film and further improves the anti-seizure performance.

この軟質金属被覆層88の周方向厚さ分布は、いずれの径方向位置においても成立することが好ましい。しかし、径方向中央の半径位置で、この厚さ分布が成立していればよい。この場合でも、油膜形成は容易になる。なお、軟質金属被覆層88の周方向厚さ分布がいずれの径方向位置においても成立する場合でも、周方向中央部86の円周角度が一致する必要がない。ただし、いずれの径方向位置においても、周方向中央部86の円周角度が75°~105°であることが好ましい。 It is preferable that the circumferential thickness distribution of the soft metal coating layer 88 is established at any radial position. However, it suffices if this thickness distribution is established at the radial position in the center in the radial direction. Even in this case, oil film formation is facilitated. Note that even if the circumferential thickness distribution of the soft metal coating layer 88 is established at any radial position, the circumferential angles of the circumferential central portion 86 do not need to match. However, it is preferable that the circumferential angle of the circumferential central portion 86 is 75° to 105° at any radial position.

上記の軟質金属被覆層88の周方向厚さ分布は、全体的な分布であり、局所的に見れば小さな凹凸は存在するが、このような局所的凹凸は存在してもよい。 The thickness distribution in the circumferential direction of the soft metal coating layer 88 is the overall distribution, and small irregularities exist when viewed locally, but such local irregularities may exist.

半割スラスト軸受8の基板89の上面82は、図5に示すように平坦面であることが好ましい。この場合、軟質金属被覆層88の厚さ分布が摺動面81の輪郭形状になる。この場合、摺動面81の輪郭形状の周方向中央部と円周方向端部との高低差は1~17μm程度が好ましい。
しかし、基板89の上面82は平坦面でなくてもよい。例えば、図6に示すように周方向中央部が高くなったものや、あるいは図8、図9のような周方向の中央に向かって低くなってもよく、その他の形状でもよい。この場合、摺動面81の輪郭形状は、中央が高くなってもよく(図6)、平坦でもよく(図8)、中央が低くなってもよく(図9)、その他の形状でもよい。
なお、何れの形状であっても、スラストリリーフ87が形成されてもよい(図7)。スラストリリーフ87は、摺動面81側の周方向両端面に隣接する領域に、壁厚が端面に向かって徐々に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延びている。スラストリリーフ87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同士の位置ずれを緩和するために形成される。
The upper surface 82 of the substrate 89 of the half thrust bearing 8 is preferably flat as shown in FIG. In this case, the thickness distribution of the soft metal coating layer 88 becomes the contour shape of the sliding surface 81 . In this case, it is preferable that the height difference between the circumferential central portion and the circumferential end portion of the contour shape of the sliding surface 81 is about 1 to 17 μm.
However, the top surface 82 of the substrate 89 need not be flat. For example, as shown in FIG. 6, the central part in the circumferential direction may be raised, or it may be lowered toward the central part in the circumferential direction as shown in FIGS. 8 and 9, or other shapes may be used. In this case, the contour shape of the sliding surface 81 may be raised at the center (FIG. 6), flat (FIG. 8), lowered at the center (FIG. 9), or may have other shapes.
A thrust relief 87 may be formed in any shape (FIG. 7). The thrust relief 87 is a wall thickness decreasing region formed in a region adjacent to both circumferential end faces on the side of the sliding surface 81 such that the wall thickness gradually decreases toward the end face. It extends over the entire radial length of the circumferential end face. The thrust relief 87 is designed to prevent misalignment between the circumferential end surfaces 83, 83 of the pair of half thrust bearings 8, 8 due to misalignment when the half thrust bearing 8 is assembled in the split bearing housing 4, or the like. formed to alleviate

更に、本発明の半割スラスト軸受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86で最大で、半割スラスト軸受の周方向両端部83へ向かって小さくなるように形成されることが好ましい。すなわち、半割スラスト軸受8の周方向に沿って半割スラスト軸受8を見たとき、半割スラスト軸受8の摺動面81が、周方向中央部で突出した凸形状の輪郭を有していることが好ましく、この摺動面81の輪郭が曲線から構成されてもよく、直線から構成されてもよい。 Further, in the half thrust bearing 8 of the present invention, the axial distance from the reference surface 84 to the sliding surface 81 is equal to the circumferential center of the half thrust bearing 8 at any radial position of the half thrust bearing 8 . It is preferably formed to be maximum at portion 86 and to become smaller toward circumferentially opposite ends 83 of the half thrust bearing. That is, when the half thrust bearing 8 is viewed along the circumferential direction of the half thrust bearing 8, the sliding surface 81 of the half thrust bearing 8 has a protruding contour at the center in the circumferential direction. The contour of the sliding surface 81 may be composed of curved lines or straight lines.

半割スラスト軸受8の基板89の上面82が平坦面の場合には、この摺動面81の輪郭は、軟質金属被覆層88の厚さ分布により決定され、軟質金属被覆層88の最大厚さのところで摺動面81が突出していることになる。内燃機関の作動時に、輪郭が周方向中央部で突出していることによって、相手軸材の回転運動に伴って、周方向中央部を中心とするくさび膜作用による油膜圧力が発生する。さらに、上記に説明した軟質金属被覆層によるストレッチ作用による油膜圧力の発生と相まって、スラスト軸受面全体で優れた油膜形成を促すことができ、耐焼付き性が向上すると共に摩耗が抑制される。
半割スラスト軸受8の基板89の上面82が平坦面でなく、摺動面81の輪郭の最大突出部が、軟質金属被覆層88の厚さの最大の位置と一致しない場合があっても、摺動面81の輪郭の最大突出部と軟質金属被覆層88の最大厚さのところとが、周方向中央85近傍に近接して位置するため、上記と同様の効果が得られる。
When the upper surface 82 of the substrate 89 of the half thrust bearing 8 is a flat surface, the contour of this sliding surface 81 is determined by the thickness distribution of the soft metal coating layer 88, and the maximum thickness of the soft metal coating layer 88 is determined by the thickness distribution of the soft metal coating layer 88. The sliding surface 81 protrudes at the point. During operation of the internal combustion engine, due to the protruding profile at the circumferential center portion, oil film pressure is generated due to the wedge film action around the circumferential center portion as the mating shaft member rotates. Furthermore, together with the generation of oil film pressure due to the stretching action of the soft metal coating layer described above, it is possible to promote the formation of an excellent oil film on the entire thrust bearing surface, thereby improving the seizure resistance and suppressing wear.
Even if the upper surface 82 of the substrate 89 of the half thrust bearing 8 is not flat and the maximum protrusion of the contour of the sliding surface 81 does not coincide with the maximum thickness of the soft metal coating layer 88, Since the maximum protrusion of the outline of the sliding surface 81 and the maximum thickness of the soft metal coating layer 88 are located close to the center 85 in the circumferential direction, the same effect as described above can be obtained.

軟質金属被覆層88を形成する軟質金属は、Pb、Sn、Bi,In、Ag、Al、Cu、Sn、Mg等軟質金属から選ばれた純金属またはそれらの合金からなり、下地金属よりも硬さが小さい金属層を形成する。軟質金属被覆層88の硬さが下地金属よりも小さい限り、Ni、Cr、Ti、Zr等の元素を含有してもよい。
さらに、軟質金属被覆層は、軟質金属の他に、硬質粒子を含んでもよい。硬質粒子としては、例えば、酸化アルミニウム、酸化鉄などの酸化物、窒化アルミニウム、窒化ケイ素などの窒化物、炭化モリブデン、炭化ケイ素などの炭化物、ダイヤモンドから選ばれる1種または2種以上があり、好ましい硬質粒子含有量は0.1~10体積%である。この硬質粒子を含有することにより、摺動層の耐摩耗性を高めることが可能となる。
The soft metal that forms the soft metal coating layer 88 is made of a pure metal selected from soft metals such as Pb, Sn, Bi, In, Ag, Al, Cu, Sn, Mg, or an alloy thereof, and is harder than the base metal. forming a metal layer with a small thickness. Elements such as Ni, Cr, Ti, and Zr may be contained as long as the hardness of the soft metal coating layer 88 is lower than that of the underlying metal.
Furthermore, the soft metal coating layer may contain hard particles in addition to the soft metal. The hard particles include, for example, one or more selected from oxides such as aluminum oxide and iron oxide, nitrides such as aluminum nitride and silicon nitride, carbides such as molybdenum carbide and silicon carbide, and diamond, which are preferable. The hard particle content is between 0.1 and 10% by volume. By containing these hard particles, it becomes possible to improve the wear resistance of the sliding layer.

半割スラスト軸受8の基板89は、上記の通り、裏金層と、この裏金層上に設けられた軸受合金層とを備えることが好ましい。裏金層としては、Fe合金、Cu、Cu合金等の金属板を用いることができ、軸受合金層は、銅合金、アルミニウム合金、錫合金などの合金から形成できる。裏金層がなく、高強度なアルミニウム合金又は銅合金などの軸受合金層のみを用いることもできる。 As described above, the substrate 89 of the half thrust bearing 8 preferably has a backing metal layer and a bearing alloy layer provided on the backing metal layer. A metal plate such as an Fe alloy, Cu, or a Cu alloy can be used as the back metal layer, and the bearing alloy layer can be formed from an alloy such as a copper alloy, an aluminum alloy, or a tin alloy. It is also possible to use only a high-strength bearing alloy layer such as an aluminum alloy or a copper alloy without the back metal layer.

軟質金属被覆層88の形成は、例えば電気メッキ、PVD、CVDによる蒸着、溶射などを用いることが好ましい。軟質金属被覆層88を基板89上に形成する方法の一例について以下に説明する。 The soft metal coating layer 88 is preferably formed by electroplating, PVD, CVD vapor deposition, thermal spraying, or the like. An example method of forming the soft metallization layer 88 on the substrate 89 is described below.

図10に本発明の半割スラスト軸受の軟質金属被覆層の形成に用いるめっき装置90の例を示す。めっき液94中に陽極93と陰極95が対向して配置され、一方の表面に軟質金属被覆層を形成すべき基板89が陰極95に取り付けられる。陽極93と陰極95の間に、スリット92を設けた絶縁材料でできたスリット板91が配置される。図11に、陰極95上の基板89、陽極93、スリット板91の位置関係を示す。図11では、スリット92は一本の細長形状を有するものであるが、スリット92の形状は、所望の被覆層分布を得るために他の形状を用いることができる。通常、めっき厚さは、電流値やめっき時間により定まるが、この装置構成では、スリット92の幅、寸法および形状、スリット92から基板89までの距離、基板89に対するスリット92の位置により、基板89の各位置におけるめっき厚さを変化させることが可能になる。これらのパラメータを適宜選択することにより、摺動面全体での層厚分布を制御できる。 FIG. 10 shows an example of a plating apparatus 90 used for forming the soft metal coating layer of the half thrust bearing of the present invention. An anode 93 and a cathode 95 are placed facing each other in a plating solution 94 , and a substrate 89 on which a soft metal coating layer is to be formed on one surface is attached to the cathode 95 . Between an anode 93 and a cathode 95 a slit plate 91 made of insulating material with slits 92 is arranged. FIG. 11 shows the positional relationship of the substrate 89 on the cathode 95, the anode 93, and the slit plate 91. As shown in FIG. In FIG. 11, the slit 92 has a single elongated shape, but other shapes of the slit 92 can be used to obtain the desired coating layer distribution. Normally, the plating thickness is determined by the current value and the plating time. It becomes possible to change the plating thickness at each position of . By appropriately selecting these parameters, the layer thickness distribution over the entire sliding surface can be controlled.

図12に、このめっき装置1による軟質金属被覆層の厚さ制御の原理を示す。陽極93と陰極95との間に電源96を接続して電圧を印加すると、陽極93から陰極95に向かって電流が流れ、金属イオン97が陰極に向かって移動する。陽極93と陰極95との間に絶縁性のスリット板91が配置されているため、電流はスリット板91に遮られ、スリット92を通って陰極95に向かって流れる。基板95から陽極93までの移動距離によって電流密度99の大小が支配されるため、基板89とスリット92との位置関係によって電流密度に分布ができる。電流密度の大きい箇所はめっきが厚くなり、逆に電流密度が小さい箇所はめっきが薄くなる。図12に示す場合には、スリット92の対向する基板89の中央部の厚さが大きくなり、端部の厚さが小さくなる。したがって、スリット幅やスリット位置の制御によって膜厚分布の制御が可能になる。
なお、このスリットを用いた軟質金属被覆層の厚さ制御は、PVD,CVD等にも適用可能である。
FIG. 12 shows the principle of thickness control of the soft metal coating layer by the plating apparatus 1. As shown in FIG. When a voltage is applied by connecting a power supply 96 between the anode 93 and the cathode 95, current flows from the anode 93 to the cathode 95, and metal ions 97 move toward the cathode. Since the insulating slit plate 91 is arranged between the anode 93 and the cathode 95 , the current is blocked by the slit plate 91 and flows through the slit 92 toward the cathode 95 . Since the size of the current density 99 is governed by the moving distance from the substrate 95 to the anode 93 , the current density is distributed according to the positional relationship between the substrate 89 and the slit 92 . The plating becomes thicker where the current density is high, and conversely, the plating becomes thinner where the current density is low. In the case shown in FIG. 12, the thickness of the central portion of the substrate 89 facing the slit 92 is large, and the thickness of the edge portion is small. Therefore, the film thickness distribution can be controlled by controlling the slit width and slit position.
The thickness control of the soft metal coating layer using this slit can also be applied to PVD, CVD, and the like.

鋼裏金上の銅合金(Cu-Zn)の軸受合金層を接着した平坦な半円環形状の基板(外径75mm、内径55mm、厚さ1.5mm)を準備した。軟質金属として、Pb-Sn合金を用いた。図10~図12を用いて説明しためっき装置を用いてPb-Sn合金のめっき付けを行い、周方向中央部で軟質金属被覆層の厚さが最大になり、周方向両端部に向かって厚さが小さくなる軟質金属被覆層を形成した(以下、この形状を凸部という)。このような凸部を有する半割スラスト軸受の試料Aおよび、軟質金属被覆層の厚さがほぼ均一な(凸部のない)試料Bを作製した。試料Aの軟質金属被覆層の厚さは、周方向中央部で10μm(円周角度70°)、周方向端部で6μmであった。試料Bの軟質金属被覆層の厚さは、ほぼ均一に10μmとした。軟質金属被覆層の厚さは、径方向中央の各円周角度で試料を切り出し、光学顕微鏡による断面観察によって厚さを測定した。 A flat semicircular substrate (outer diameter 75 mm, inner diameter 55 mm, thickness 1.5 mm) was prepared by adhering a copper alloy (Cu—Zn) bearing alloy layer on a steel backing. A Pb—Sn alloy was used as the soft metal. Pb—Sn alloy is plated using the plating apparatus described with reference to FIGS. A soft metal coating layer with a smaller thickness was formed (this shape is hereinafter referred to as a convex portion). A sample A of the half thrust bearing having such protrusions and a sample B having a soft metal coating layer with a substantially uniform thickness (no protrusions) were prepared. The thickness of the soft metal coating layer of Sample A was 10 μm (circumferential angle of 70°) at the central portion in the circumferential direction and 6 μm at the end portions in the circumferential direction. The thickness of the soft metal coating layer of sample B was set to approximately uniform 10 μm. The thickness of the soft metal coating layer was measured by cutting out a sample at each circumferential angle in the center in the radial direction and observing the cross section with an optical microscope.

試料Aおよび試料Bを用いて表2の条件で焼付き試験を行なった。相手軸材としてS55Cを用い、相手軸材を1500rpmで回転させながら、1MPa/10minの割合で荷重を増加させ、焼付きの発生しない最大の荷重を非焼付き面圧とした。潤滑油としてVG22を100℃で200cc/minの割合で供給した。試験結果は、表1に示すとおり、軟質金属被覆層の厚さのほぼ均一な試料Bが非焼付き面圧4MPaであったのに対して、周方向中央部に凸部を有する試料Aが非焼付き面圧5MPaとなり、周方向中央部に凸部を有することにより耐焼付性が改善される結果となった。 A seizure test was conducted using the samples A and B under the conditions shown in Table 2. S55C was used as the mating shaft material, and the load was increased at a rate of 1 MPa/10 min while rotating the mating shaft material at 1500 rpm. VG22 was supplied as a lubricating oil at 100° C. at a rate of 200 cc/min. As shown in Table 1, the test results were as follows: sample B, which had a soft metal coating layer with a substantially uniform thickness, had a non-seizure surface pressure of 4 MPa; The non-seizure surface pressure was 5 MPa, and the result was that the seizure resistance was improved by having the convex portion in the center in the circumferential direction.

Figure 0007111470000001
Figure 0007111470000001

Figure 0007111470000002
Figure 0007111470000002

次に、半割スラスト軸受の軟質金属被覆層の厚さが最大になる位置(以下、凸部位置という)による耐焼付性への影響を調べるために、形状、材質、製造方法は試料Aと同じとしたままで、凸部位置のみを円周角度で70°~110°まで変化させた試料1~7を作製した。これらの試料を上記の条件で焼付き試験に供した。結果を表3に示す。凸部位置が円周角度で75°~105°の試料は非焼付き面圧が6MPaであったが、凸部位置が円周角度で70°、110°の試料は非焼付き面圧が5MPaとなった。これは、円周角度で75°~105°に凸部を有することにより油膜形成が容易となり、非焼付き面圧が向上したと考えられる。 Next, in order to investigate the effect on seizure resistance of the position where the thickness of the soft metal coating layer of the half thrust bearing is maximum (hereinafter referred to as the position of the convex portion), the shape, material, and manufacturing method were the same as that of sample A. Samples 1 to 7 were prepared by changing only the position of the convex portion from 70° to 110° in circumferential angle while keeping the same. These samples were subjected to the seizure test under the above conditions. Table 3 shows the results. The non-seizure surface pressure was 6 MPa for the samples where the projections were positioned at a circumferential angle of 75° to 105°. 5 MPa. It is considered that this is because the formation of the oil film is facilitated by having the convex portions at the circumferential angle of 75° to 105°, and the anti-seizure surface pressure is improved.

Figure 0007111470000003
Figure 0007111470000003

次に、凸部位置を90°に固定したまま、軟質金属被覆層の厚さの円周角度に対する分布を変化させた。この分布を式(1)
t(θ)/tmax×100=A×exp[-{(θ-B)/C}]+D (1)
に従う分布とした。t(θ)は円周角度θの位置での軟質金属被覆層の厚さであり、tmaxは凸部位置での軟質金属被覆層の厚さであり、10μmとした。Bは凸部位置の円周角度90°である。凸部位置θ=Bではt(θ)=tmaxとなるのでA+D=100となり、Dが決まればAも決まる。
そこで、CおよびDの値を変化させて耐焼付性に及ぼす影響を調べた。変化させたCおよびDならびに非焼付き面圧を表4に示す。
Next, the distribution of the thickness of the soft metal coating layer with respect to the circumferential angle was varied while the position of the convex portion was fixed at 90°. Equation (1) expresses this distribution
t(θ)/t max ×100=A×exp[−{(θ−B)/C} 2 ]+D (1)
The distribution was assumed to follow t(θ) is the thickness of the soft metal coating layer at the position of the circumferential angle θ, and t max is the thickness of the soft metal coating layer at the convex position, which is set to 10 μm. B is the circumferential angle of 90° at the convex position. At the convex position θ=B, t(θ)= tmax , so A+D=100, and if D is determined, A is also determined.
Therefore, the effects on seizure resistance were investigated by changing the values of C and D. Table 4 shows the changed C and D and the non-seizure surface pressure.

Figure 0007111470000004
Figure 0007111470000004

表4の結果から、試料11~14が試料15~18よりも大きな非焼付き面圧が得られた。これにより、(1)式のパラメータCおよびDが、10≦C≦100かつ30≦D≦95を満たすものは耐焼付性が向上することがわかった。CおよびDのうちのいずれか一方がこの範囲を外れても非焼付き面圧は小さくなった。
次に、パラメータCおよびDをこの範囲内で更に変化させて、その場合の最大傾斜位置の円周角度と耐焼付性との関係を調べた。その結果を表5に示す。
From the results in Table 4, Samples 11-14 had a higher non-seizure surface pressure than Samples 15-18. From this, it was found that the seizure resistance is improved when the parameters C and D in the formula (1) satisfy 10≤C≤100 and 30≤D≤95. Even if either one of C and D was out of this range, the non-seizure surface pressure was reduced.
Next, the parameters C and D were further varied within this range, and the relationship between the circumferential angle of the maximum tilt position and the seizure resistance in that case was investigated. Table 5 shows the results.

Figure 0007111470000005
Figure 0007111470000005

表5の結果から、試料22~26が試料21、27よりも大きな非焼付き面圧が得られ、試料23~25が更に大きな非焼付き面圧が得られた。これにより、(1)式のパラメータCおよびDが、10≦C≦100かつ30≦D≦95を満たすもののうち、最大傾斜位置の円周角度が、凸部位置の円周角度から15°~65°離れた位置にあるものは耐焼付性が向上し、20°~60°離れた位置にあるものは耐焼付性が更に向上することがわかった。
次に、その最大傾斜位置での式(1)により表された曲線A×exp[-{(θ-B)/C}]+D(すなわち、t(θ)/tmax×100)の接線の傾き(最大傾斜)の値と耐焼付性との関係を調べた。その結果を表6に示す。
From the results in Table 5, Samples 22 to 26 obtained higher non-seizure surface pressure than Samples 21 and 27, and Samples 23 to 25 obtained even higher non-seizure surface pressure. As a result, among parameters C and D in formula (1) satisfying 10≦C≦100 and 30≦D≦95, the circumferential angle at the maximum tilt position is 15° to 15° from the circumferential angle at the projection position. It was found that the seizure resistance was improved at a position separated by 65°, and the seizure resistance was further improved at a position separated by 20° to 60°.
Then, the tangent to the curve A×exp[−{(θ−B)/C} 2 ]+D (ie, t(θ)/t max ×100) represented by equation (1) at its maximum tilt position The relationship between the value of the slope (maximum slope) and seizure resistance was investigated. Table 6 shows the results.

Figure 0007111470000006
Figure 0007111470000006

表6の結果から、試料32~41が試料31、42に比べて大きな非焼付き面圧が得られ、試料33~37が更に大きな非焼付き面圧が得られた。これにより、最大傾斜値が0.10~1.20であるものは耐焼付性が向上し、0.15~0.90のものは耐焼付性が更に向上することがわかった。 From the results in Table 6, Samples 32 to 41 obtained higher non-seizure surface pressure than Samples 31 and 42, and Samples 33 to 37 obtained even higher non-seizure surface pressure. From this, it was found that the seizure resistance is improved when the maximum slope value is 0.10 to 1.20, and the seizure resistance is further improved when the maximum slope value is 0.15 to 0.90.

更に、軟質金属被覆層の厚さの耐焼付性への影響を調べるために、円周角度90°の位置に凸部を設け、10≦C≦100かつ30≦D≦95を満たし、最大傾斜位置の円周角度が、凸部位置の円周角度から20°~60°離れた位置にあり、最大傾斜値を0.15~0.90に調整したものについて、軟質金属被覆層の厚さを表7のとおり変化させた試料43~47を作製した。すなわち、凸部位置での軟質金属被覆層の厚さを2~30μm、軟質金属被覆層の最小厚さを1~28μmに変化させた。しかし、表7に示すとおり、非焼付き面圧はいずれの試料でも13MPaであり、軟質金属被覆層の厚さによらず一定の結果が得られた。したがって、上記要件を設定すれば、軟質金属被覆層の絶対厚さによらず優れた耐焼付性が得られることがわかった。 Furthermore, in order to investigate the effect of the thickness of the soft metal coating layer on the seizure resistance, a convex portion was provided at a circumferential angle of 90°, satisfying 10 ≤ C ≤ 100 and 30 ≤ D ≤ 95, and the maximum inclination The thickness of the soft metal coating layer when the circumferential angle of the position is 20° to 60° away from the circumferential angle of the convex position and the maximum inclination value is adjusted to 0.15 to 0.90 were changed as shown in Table 7 to prepare samples 43 to 47. That is, the thickness of the soft metal coating layer at the positions of the convex portions was varied from 2 to 30 μm, and the minimum thickness of the soft metal coating layer was varied from 1 to 28 μm. However, as shown in Table 7, the non-seizure surface pressure was 13 MPa for all samples, and constant results were obtained regardless of the thickness of the soft metal coating layer. Therefore, it was found that if the above requirements are set, excellent seizure resistance can be obtained regardless of the absolute thickness of the soft metal coating layer.

Figure 0007111470000007
Figure 0007111470000007

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
8 半割スラスト軸受
81 摺動面
81a 油溝
82 基板の上面
83 周方向両端面
84 基準面
84a 背面
85 周方向中央
86 周方向中央部
87 スラストリリーフ
88 軟質金属被覆層
89 基板
f 軸線方向力
SD 摺動方向
90 めっき装置
91 スリット板
92 スリット
93 陽極
94 めっき液
95 陰極
96 電源
97 金属イオン
98 電流密度ベクトル
Reference Signs List 1 bearing device 11 journal portion 12 thrust collar surface 2 cylinder block 3 bearing cap 4 bearing housing 5 bearing hole (holding hole)
6 receiving seat 7 half bearing 8 half thrust bearing 81 sliding surface 81a oil groove 82 upper surface of substrate 83 both circumferential direction end surfaces 84 reference surface 84a rear surface 85 circumferential center 86 circumferential center portion 87 thrust relief 88 soft metal coating layer 89 Substrate f Axial force SD Sliding direction 90 Plating device 91 Slit plate 92 Slit 93 Anode 94 Plating solution 95 Cathode 96 Power source 97 Metal ion 98 Current density vector

Claims (12)

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、前記摺動面の反対側の背面とを有し、基板上に被覆された軟質金属被覆層が前記摺動面を形成している半割スラスト軸受において、
前記軟質金属被覆層の厚さが、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、前記軟質金属被覆層の厚さが円周角度に対して、以下の式で規定され、
t(θ)/tmax×100 = A×exp[-{(θ-B)/C}]+D (1)
ここで、t(θ)は円周角度θにおける前記軟質金属被覆層の厚さの値であり、tmaxは前記軟質金属被覆層の厚さの最大値であり、Bは前記軟質金属被覆層の厚さが最大となる円周角度(°)の値であり、A、C、Dは、10≦C≦100、30≦D≦95であり、A=100-Dを満たす定数であり、
前記周方向中央部が、円周角度で75°~105°の位置であり、前記摺動面の輪郭形状の周方向中央部と円周方向端部との高低差が1~17μmの範囲であることを特徴とする半割スラスト軸受。
A semi-annular half-split thrust bearing having a sliding surface for receiving an axial force and a rear surface opposite to the sliding surface, and a soft metal coating layer coated on a substrate. In the half thrust bearing forming the sliding surface,
The soft metal coating layer has a maximum thickness at a circumferential central portion of the half thrust bearing and decreases toward both circumferential ends of the half thrust bearing. is defined by the following formula for the circumference angle,
t(θ)/t max ×100=A×exp[−{(θ−B)/C} 2 ]+D (1)
where t(θ) is the thickness value of the soft metal coating layer at the circumference angle θ, t max is the maximum thickness of the soft metal coating layer, and B is the soft metal coating layer is the value of the circumferential angle (°) at which the thickness of the
The center portion in the circumferential direction is positioned at a circumferential angle of 75° to 105°, and the height difference between the center portion in the circumferential direction and the end portions in the circumferential direction of the contour shape of the sliding surface is in the range of 1 to 17 μm. A half thrust bearing characterized by:
前記軟質金属被覆層の厚さの最大値が2~30μmであることを特徴とする請求項1に記載された半割スラスト軸受。 2. The half thrust bearing according to claim 1, wherein the soft metal coating layer has a maximum thickness of 2 to 30 μm . 前記半割スラスト軸受の周方向に沿って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突出した凸形状の輪郭を有していることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載された半割スラスト軸受。 When the half thrust bearing is viewed along the circumferential direction of the half thrust bearing, the sliding surface of the half thrust bearing has a protruding convex contour at the center portion in the circumferential direction. 3. A half thrust bearing according to claim 1 or 2, characterized in that: 前記摺動面の前記輪郭が曲線から構成されることを特徴とする請求項3に記載された半割スラスト軸受。 4. A half thrust bearing according to claim 3, wherein said profile of said sliding surface consists of curved lines. 前記(1)式により規定される前記軟質金属被覆層の厚さの円周角度に対する曲線の接線の傾きが最大となる位置が、B位置から15°~65°離れた位置にあることを特徴とする請求項1から請求項までのいずれか1項に記載された半割スラスト軸受。 The position where the slope of the tangent line of the curve with respect to the circumferential angle of the thickness of the soft metal coating layer defined by the formula (1) is maximum is located at a distance of 15° to 65° from the position B. A half thrust bearing according to any one of claims 1 to 4 , wherein 前記曲線の接線の傾きが最大となる位置が、B位置から20°~60°離れた位置にあることを特徴とする請求項に記載された半割スラスト軸受。 6. The half thrust bearing according to claim 5 , wherein the position where the slope of the tangent line of the curve is maximum is at a position separated from position B by 20° to 60°. 前記(1)式により規定されるt(θ)/tmax×100の円周角度に対する曲線の接線の最大傾きが、0.10~1.20であることを特徴とする請求項1から請求項までのいずれか1項に記載された半割スラスト軸受。 Claims 1 to 1, characterized in that the maximum slope of the tangent line of the curve with respect to the circumference angle of t(θ)/t max ×100 defined by the formula (1) is 0.10 to 1.20. A half thrust bearing according to any one of items up to item 6 . 前記接線の最大傾きが、0.15~0.90であることを特徴とする請求項に記載された半割スラスト軸受。 8. The half thrust bearing according to claim 7 , wherein the maximum inclination of said tangent line is 0.15 to 0.90. 2つの半割スラスト軸受からなるスラスト軸受であって、該2つの半割スラスト軸受のうちの少なくとも1つが、請求項1から請求項までのいずれか1項に記載された半割スラスト軸受であることを特徴とするスラスト軸受。 A thrust bearing comprising two half thrust bearings, wherein at least one of the two half thrust bearings is a half thrust bearing according to any one of claims 1 to 8 . A thrust bearing characterized by: 内燃機関のクランク軸の軸線方向力を受けるための半割スラスト軸受であることを特徴とする請求項1から請求項までのいずれか1項に記載された半割スラスト軸受。 9. A half thrust bearing according to any one of claims 1 to 8 , characterized in that it is a half thrust bearing for receiving an axial force of a crankshaft of an internal combustion engine. 請求項1から請求項までのいずれか1項に記載された半割スラスト軸受を備えた軸受装置。 A bearing device comprising the half thrust bearing according to any one of claims 1 to 8 . 請求項11に記載された軸受装置を有する内燃機関。 An internal combustion engine comprising a bearing arrangement according to claim 11 .
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