JPH0419404B2 - - Google Patents

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JPH0419404B2
JPH0419404B2 JP58139877A JP13987783A JPH0419404B2 JP H0419404 B2 JPH0419404 B2 JP H0419404B2 JP 58139877 A JP58139877 A JP 58139877A JP 13987783 A JP13987783 A JP 13987783A JP H0419404 B2 JPH0419404 B2 JP H0419404B2
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JP
Japan
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rotating shaft
bearing
sliding bearing
load
oil film
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JP58139877A
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Yoichi Nakamura
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Publication of JPS6030824A publication Critical patent/JPS6030824A/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10Construction relative to lubrication
    • F16C33/1025Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
    • F16C33/106Details of distribution or circulation inside the bearings, e.g. details of the bearing surfaces to affect flow or pressure of the liquid
    • F16C33/1075Wedges, e.g. ramps or lobes, for generating pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
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    • F16C33/1025Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
    • F16C33/103Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant retained in or near the bearing

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はデイーゼル機関用滑り軸受装置に関
し、軸受メタルとそれに支承される回転軸の間に
形成される荷重部の油膜圧力を、回転軸の回転運
動を利用して増大させ、軸受の荷重支持能力を向
上させる分野で利用されるものである。
〔従来の技術〕 軸受メタルと回転軸からなる軸受装置は、いわ
ゆる、平軸受として広く機械や種々の装置に使用
されている。この平軸受装置は第1図a,bに示
すように、回転軸1が軸受対応面2の給油穴3を
除けば円筒状であり、軸受メタル4の内周面5
も、高速軸受に採用されている三円弧軸受を除け
ば円筒面であつて、反荷重側6に油溜り7が設け
られているのが通常である。
このような平軸受における軸受荷重の支持は、
第2図に示すように回転軸1と軸受メタル4との
間に形成される楔状の〓間8に潤滑油を押し込む
ことによつて発生する油膜の圧力と、回転軸1に
作用する矢印9方向のラジアル荷重によつて軸受
メタル4と回転軸1との〓間8に充されている潤
滑油を外方に排出しようとするときに生じる圧力
とのバランスによつている。
なお、この場合、回転部1および軸受メタル4
は通常のデイーゼル機関にあつては、サブミクロ
ンから1ミクロン程度までの表面粗さに仕上げら
れているため、荷重部である楔状部の潤滑油の流
れは一般的に層流状態と考えて差し支えなく、そ
の速度分布は、第3図に示すように、回転軸1の
表面では回転軸1の外周速度に等しく、軸受メタ
ル4の表面では零となる直線的で、その平均流速
はVである。
〔発明が解決しようとする課題〕 ところで、例えばデイーゼル機関などでは、近
年、燃焼効率を向上させるため、高い燃焼圧力を
使用する趨勢にある。その結果、燃焼圧力を伝達
する軸部、とりわけ、クランク軸に大きな力が作
用し、そこに採用されている平軸受の軸受荷重を
増大させている。
したがつて、最近、荷重容量の大きな軸受が望
まれ、上述した構造の平軸受装置において、主と
して、軸受材料をホワイトメタルから鉛青銅に、
さらには、アルミニウム合金に変更した荷重容量
の大きい軸受装置が考案されてきている。しか
し、材料の変更による荷重容量の増大を図つて
も、油膜の支持力には限界があり、その改良が強
く要望されている。
ちなみに、特開昭52−113445号公報には、軸受
メタルの内面に油溝,油溜,油穴またはそれ等に
類するものを1〜2種以上形成させる場合に、そ
の油溜りの形状を半球凹状としたものが記載され
ている。これは、大形デイーゼル機関のクロスヘ
ツド型軸受メタルにおける油切れ防止を狙いとし
ているようである。
クロスヘツド型軸受は揺動型軸受であつて、通
常の滑り軸受装置と違い、軸の回転によつて油膜
を形成することの困難な軸受であることから、上
記の油溜りを必要としている。しかし、ラジアル
荷重が作用する回転軸と、これを支承する軸受メ
タルからなる通常「滑り軸受」と呼ばれる軸受装
置(例えば、クランクピン軸受や主軸受)は、ク
ロスヘツド型軸受のような揺動型軸受と異なり、
軸受内に軸の回転による楔型の油膜が動的に形成
されることは上で述べたとおりである。そして、
軸と軸受メタルの間に形成される油膜の速度分布
は、軸表面側が最大で軸受側表面は零となるた
め、軸受メタル側に凹部を設けても油膜発生を強
めることはできない。
また、実開昭54−150044号公報には、ポンプイ
ン型あるいはヘリングボーン型の軸受が記載され
ている。これは、空気を作動流体とした精密軸受
で、油を潤滑油として使用できないOA機器や家
電製品に適用されるものである。かりに、この形
式の軸受をエンジンに使用するとすれば、空気と
は違つて、粘度のレベルの大きい油を圧縮するこ
とになるので、摩擦損失が過大になり、到底実用
化できない。
本発明は上述した要望を実現するためになされ
たもので、平軸受で負荷容量が高いとされている
鉛青銅軸受やアルミニウム合金軸受と回転軸とを
組み合わせた滑り軸受の負荷能力を、回転軸の軸
受対応面に機械的な加工処置を施すことによつ
て、より一層向上させることができる滑り軸受装
置を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の構成を第7図に基づいて説明すると、
ラジアル荷重が作用する回転軸10とこれを支承
するため外嵌された軸受メタル13とからなる滑
り軸受装置であつて、回転軸10の表面11に、
その回転軸10および軸受メタル13の表面粗さ
の数倍ないしは最小油膜厚さに相当する浅い深さ
を有する多数の凹陥穴12が、ほぼ均一分布配置
となるように刻設されている滑り軸受装置であ
る。
〔実施例〕
以下、本発明をその実施例に基づいて詳細に説
明する。
第4図は本発明の実施例であり、滑り軸受装置
に採用される回転軸10の断面図である。ラジア
ル荷重が作用する回転軸10の軸受対応面である
表面11には、その回転軸10および軸受メタル
13の表面粗さの数倍ないしは最小油膜厚さに相
当する浅い深さを有する凹陥穴12が、ほぼ均一
分布配置となるように多数刻設されている。
この凹陥穴12は、例えば第5図aに示すよう
にその平面形が円形状であり、その分布は第5図
a,bに示すように、格子配置や千鳥配置のほぼ
均一なものとされている。また、その平面形が長
円形状であつてもよいが、その場合には、周方向
または軸方向に配置されたり、第6図に示すよう
に螺旋方向に配置される。いずれにしても、その
軸表面に設ける凹陥穴12は、次に述べるように
ミクロン単位の浅いものである。
ところで、第7図に示すように回転軸10と軸
受メタル13との間に形成される荷重部である楔
状の〓間14の最も狭い部分15の幅が、例えば
10μ(0.01mm)程度であれば、前述の凹陥穴12の
サイズは、後述する効果を発揮させるために例え
ば直径が20μ,深さが5μ,相互の配置間隔が1〜
2mm程度としておくとよい。
このような実施例によれば、次のようにして荷
重部における潤滑油膜内の流れを乱流状態にする
ことができて、荷重能力を向上させることができ
る。
第7図に示すように、回転軸10が回転すると
軸受メタル13との間に形成される楔状の〓間1
4に潤滑油が押し込まれる。このとき発生する油
膜の圧力と、回転軸10に作用するラジアル荷重
によつて、軸受メタル13と回転軸10との〓間
14に充されている潤滑油を外方に排出しようと
するときに生じる圧力とのバランスにより軸荷重
が支承される。その際、回転軸10の表面11に
刻設されている多数の凹陥穴12により、荷重部
の潤滑油の流れが掻き乱されると共にポンプ作用
が生じて、その流れが第8図に示すように乱流状
態となると共にその油量が増大する。
その結果、その平均流速Uが、同一の回転速度
を有する平滑な円筒状回転軸の場合のV(第3図
参照)に比べて増加する。したがつて、潤滑油が
〓間14内により速やかに押し込まれ、油膜の圧
力が増大する。また、凹陥穴12が潤滑油を貯留
する機能をも発揮するので、回転軸10と軸受メ
タル13の接近によつて押し出される潤滑油は、
凹陥穴12にも押し込まれ、これによつて油膜の
圧力が高く保持される。加えて、潤滑油内に微小
な異物が混入していても、〓間が最も狭くなつて
いる部分15における回転軸10の表面11およ
び軸受メタル13の内周面16に傷をつけること
なく、第9図に示すように凹陥穴12内に異物を
退避させ、かつ、一時的に貯留しておくことがで
きる。
例えば軸荷重が350Kg/cm2であつた滑り軸受に
本発明を適用すると、その許容荷重の20〜30%ア
ツプは容易に可能となる。また、潤滑油の循環量
も増大するので、回転軸および軸受メタルの冷却
効果が向上する。
〔発明の効果〕
本発明は以上の実施例で詳細に説明したよう
に、回転軸の表面に、その回転軸および軸受メタ
ルの表面粗さの数倍ないしは最小油膜厚さに相当
する浅い深さを有し、ほぼ均一分布配置となるよ
うに刻設された多数の凹陥穴により、荷重部にお
ける〓間が潤滑油の乱流境界層となる。したがつ
て、その平均流速を増加させることができると共
に、その循環潤滑油量を増大させることができ
る。その結果、滑り軸受の許容軸受荷重が大幅に
増大すると共に、軸受の冷却をより一層高めるこ
とができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図aは従来の滑り軸受の概略構成断面図、
第1図bは同図aの−線断面図、第2図はラ
ジアル荷重の作用している回転軸が回転している
場合の軸受状態図、第3図は〓間における潤滑油
の速度分布図、第4図は本発明の実施例であるデ
イーゼル機関用滑り軸受装置における回転軸の断
面図、第5図a,bは回転軸の表面に刻設された
凹陥穴の分布図、第6図は回転軸の表面に刻設さ
れた異なる形状の凹陥穴およびその分布図、第7
図はラジアル荷重の作用している回転軸が回転し
ている場合の軸受状態図、第8図は荷重部におけ
る潤滑油の乱流境界層速度分布図、第9図は第7
図のA部拡大図である。 10……回転軸、1……回転軸の表面、12…
…凹陥穴、13……軸受メタル。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ラジアル荷重が作用する回転軸とこれを支承
    するため外嵌された軸受メタルとからなるデイー
    ゼル機関用滑り軸受において、 前記回転軸の表面に、当該回転軸および軸受メ
    タルの表面粗さの数倍ないしは最小油膜厚さに相
    当する深さを有する多数の凹陥穴が、ほぼ均一分
    布配置となるように刻設され、 荷重部における潤滑油膜内の油流れを乱流状態
    にすることができるようにしたことを特徴とする
    滑り軸受装置。 2 前記凹陥穴は、その平面形が円形状であるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の滑
    り軸受装置。 3 前記凹陥穴は、その平面形が長円形状で、回
    転軸表面の周方向、軸方向または螺旋方向に配置
    されていることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項に記載の滑り軸受装置。
JP58139877A 1983-07-29 1983-07-29 滑り軸受装置 Granted JPS6030824A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58139877A JPS6030824A (ja) 1983-07-29 1983-07-29 滑り軸受装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58139877A JPS6030824A (ja) 1983-07-29 1983-07-29 滑り軸受装置

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Publication Number Publication Date
JPS6030824A JPS6030824A (ja) 1985-02-16
JPH0419404B2 true JPH0419404B2 (ja) 1992-03-30

Family

ID=15255644

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58139877A Granted JPS6030824A (ja) 1983-07-29 1983-07-29 滑り軸受装置

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Families Citing this family (3)

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JP2008095903A (ja) * 2006-10-13 2008-04-24 Ihi Corp テクスチャを有するすべり軸受とその性能予測方法
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JPS52113445A (en) * 1976-03-19 1977-09-22 Daido Metal Co Ltd Bearing metal

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Publication number Publication date
JPS6030824A (ja) 1985-02-16

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