JPH07119735A - 半割軸受構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】クラッシュハイトを有する半割型の一対のすべ
り軸受を用いた軸受構造において、すべり軸受端部の軸
受ハウジングに対する密着力を高めて、フレッティング
摩耗の発生を抑制する。 【構成】すべり軸受３，４を軸受ハウジング１，２の凹
部７，８に装着する。この状態では、すべり軸受３，４
の両端部が、軸受ハウジング１，２から対向する軸受ハ
ウジング２，１側へ突出する。両すべり軸受３，４にて
ジャーナル部１１を挟み込んだ状態の軸受ハウジング
１，２を、ボルト５，６によって相互に締付ける。締付
けにより、両すべり軸受３，４の端部同志を圧接させて
軸受ハウジング１，２を互いに当接させる。両すべり軸
受３，４の端部同志の合わせ面１２と、すべり軸受３，
４の端部外周面での接線Ｌとのなす角度を９０°よりも
小さく設定し、接線Ｌに直交する力を発生させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半割型の一対のすべり
軸受を用いて、クランクシャフト等の軸を回転可能ある
いは回動可能に支持するための半割軸受構造に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、内燃機関のクランクシャフト等を
支持するために使用されるすべり軸受としては、例え
ば、実開昭５６−７１５２６号公報に開示された半割型
のすべり軸受がある。この技術では、図５に示すよう
に、ブロック側軸受ハウジング３１の凹部３１ａに半円
状のすべり軸受３２が装着され、キャップ側軸受ハウジ
ング３３の凹部３３ａに半円状のすべり軸受３４が装着
される。そして、両すべり軸受３２，３４内にクランク
シャフトのジャーナル部３５が嵌装され、ボルト３６に
よってキャップ側軸受ハウジング３３がブロック側軸受
ハウジング３１に締付けられる。この締付けにより、ジ
ャーナル部３５が両すべり軸受３２，３４にて回転可能
に支持される。

【０００３】また、前記公報に特に記載はなされていな
いが、通常、半割型のすべり軸受３２，３４を用いた軸
受構造では、同すべり軸受３２，３４を軸受ハウジング
３１，３３の各凹部３１ａ，３３ａ内面に密着させるこ
とが重要である。そこで、一般には、ボルト３６による
締付け前の状態において、すべり軸受３２，３４の両端
部が、同すべり軸受３２，３４の装着された軸受ハウジ
ング３１，３３から対向する軸受ハウジング３３，３１
側へ突出するように形成される。すべり軸受３２，３４
の両端部の軸受ハウジング３１，３３からの突出高さ
は、クラッシュハイトと呼ばれており、すべり軸受３
２，３４の材質、軸受幅、内径等に応じて、「０」より
も大きな値に設定される。

【０００４】そして、ボルト３６によりキャップ側軸受
ハウジング３３がブロック側軸受ハウジング３１に締付
けられると、押付け力Ｐが発生し両すべり軸受３２，３
４の両端が圧接される。クラッシュハイトが「０」にな
るまで、締付けが行われると、各すべり軸受３２，３４
は所定の圧力ｐで凹部３１ａ，３３ａの内面に密着す
る。この圧力ｐは前記押付け力Ｐの分力であり、すべり
軸受３２，３４外周面の各部での接線と直交する方向の
力である。この圧力ｐにより、すべり軸受３２，３４の
両端部を除く大部分が凹部３１ａ，３３ａに密着する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記したよ
うにすべり軸受３２，３４はそれぞれ半円状をなしてお
り、それらの端部同志の合わせ面３７と、すべり軸受３
２，３４の外端縁での接線Ｌとがなす角度は９０°であ
る。換言すると、外端縁での接線Ｌの方向と押付け力Ｐ
の方向とが一致する。このため、すべり軸受３２，３４
の外端縁では、その接線と直交する方向の圧力ｐが発生
せず、凹部３１ａ，３３ａの内面にほとんど密着しな
い。その結果、クランクシャフトの回転にともない、す
べり軸受３２，３４の端部で微動すべりが起こり、フレ
ッティング摩耗が発生するおそれがあった。

【０００６】フレッティング摩耗は、巨視的に静止状態
で接触している接触面において、微小な振動が加わった
ときに生ずる摩耗である。この場合、両すべり軸受３
２，３４の端部と凹部３１ａ，３３ａとの間で微動すべ
りが発生し、両者が互いに凝着して、フレッティング摩
耗に至る。

【０００７】なお、すべり軸受３２，３４の端部の密着
力を高めるために、クラッシュハイトを大きく設定する
ことも考えられる。しかし、この対策では、ボルト３６
の締付けにより、すべり軸受３２，３４の端部に大きな
応力が加わって座屈したり、大きな締付け力を得るため
に太く剛性の高いボルト３６が必要となる等、新たな問
題が生ずる。

【０００８】本発明は前述した事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、クラッシュハイトを有する半割
型の一対のすべり軸受を用いた軸受構造において、すべ
り軸受端部の軸受ハウジングに対する密着力を高めて、
フレッティング摩耗の発生を抑制できる半割軸受構造を
提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、対向配置される一対の軸受ハウジングと、
前記各軸受ハウジングの凹部に装着され、かつ自身の両
端部が、同軸受ハウジングから対向する軸受ハウジング
側へ突出する半割型の一対のすべり軸受と、前記両すべ
り軸受により軸を挟み込んだ状態の両軸受ハウジングを
相互に締付けるための締結部材とを備え、前記締結部材
の締付けにより、両すべり軸受の端部同志を圧接させて
両軸受ハウジングを互いに当接させ、同すべり軸受にて
軸を支持するようにした半割軸受構造において、前記両
すべり軸受の端部同志の合わせ面と、すべり軸受の端部
外周面での接線とのなす角度を９０°よりも小さく設定
している。

【００１０】

【作用】半割軸受構造の各構成部品を用いて軸を支持す
る際には、両軸受ハウジングの凹部にすべり軸受を装着
する。この装着時には、各すべり軸受の両端部が軸受ハ
ウジングから突出する。この際の両端部の突出高さ（ク
ラッシュハイト）は「０」よりも大きい。

【００１１】両すべり軸受間で軸を挟み込み、締結部材
によって両軸受ハウジングを相互に締付ける。この締付
けにより、すべり軸受の端部同志が当接する。この際、
軸受ハウジングは他方の軸受ハウジングから若干離間し
ている。

【００１２】締結部材の締付けにより押付け力が発生
し、両すべり軸受の両端が圧接される。クラッシュハイ
トが「０」になるまで締付けが行われると、軸受ハウジ
ングが互いに当接し合う。

【００１３】前記すべり軸受の端部同志の圧接により、
各すべり軸受は所定の圧力で軸受ハウジングの凹部に密
着する。この圧力は前記押付け力の分力であり、すべり
軸受外周面の各部での接線と直交する方向の力である。
この圧力をｐ、締結部材の締付けによる押付け力をＰ、
接線と両すべり軸受の端部同志の合わせ面とのなす角度
をθとすると、圧力ｐはｐ＝Ｐｃｏｓθで表される。

【００１４】この式によると、すべり軸受の中央部では
角度θが「０」であるため、圧力ｐは最も大きな値（ｐ
＝Ｐ）となる。この中央部から両端部にかけては角度θ
が増加し、前記圧力ｐが徐々に小さくなる。本発明で
は、すべり軸受の端部での角度θを９０°よりも小さな
値に設定している。このため、すべり軸受の端部におい
ては「０」よりも大きな圧力ｐが得られる。従って、こ
の圧力ｐによりすべり軸受の端部が軸受ハウジングの凹
部内面に密着される。

【００１５】

【実施例】以下、本発明を、クランクシャフトのジャー
ナル部を回転可能に支持するための半割軸受構造に具体
化した一実施例を図１〜図４に従って説明する。

【００１６】図１に示すように、本実施例の軸受構造
は、構成部品として、ブロック側軸受ハウジング１と、
キャップ側軸受ハウジング２と、半割型の上下一対のす
べり軸受３，４と、締結部材としての左右一対のボルト
５，６とを備えている。

【００１７】ブロック側軸受ハウジング１は、内燃機関
のシリンダブロックに一体に設けられ、自身の下部に、
下面を開放した凹部７を有している。キャップ側軸受ハ
ウジング２は、前記ブロック側軸受ハウジング１とほぼ
対称形状をなしており、自身の上部に、上面を開放した
凹部８を有している。そして、両軸受ハウジング１，２
が上下に対向配置されて、軸受ハウジング１の下面１ａ
に軸受ハウジング２の上面２ａが当接されたとき、両凹
部７，８によって取付け孔９が形成されるようになって
いる。

【００１８】図１及び図２に示すように、前記すべり軸
受３，４は軸としてのジャーナル部１１を回転可能に支
持するためのものである。上側のすべり軸受３はブロッ
ク側軸受ハウジング１の凹部７に装着される。すべり軸
受３の両端部は、同すべり軸受３が軸受ハウジング１に
装着されたとき、その下面１ａから下方へ突出するよう
になっている。

【００１９】また、下側のすべり軸受４はキャップ側軸
受ハウジング２の凹部８に装着される。すべり軸受４の
両端部は、同すべり軸受４が軸受ハウジング２に装着さ
れたとき、その上面２ａから上方へ突出するようになっ
ている。すべり軸受３，４の両端部の軸受ハウジング
１，２からの突出高さは、クラッシュハイトＨｃと呼ば
れる。

【００２０】前記ボルト５，６は、すべり軸受３，４の
装着された軸受ハウジング１，２を相互に締結するため
のものである。両ボルト５，６は、上下両すべり軸受
３，４の左右近傍位置において、両軸受ハウジング１，
２にあけられた孔（図示しない）に下側から螺入され
る。これらのボルト５，６の締付けにより、すべり軸受
３，４の対向する端部同志が圧接される。クラッシュハ
イトＨｃが「０」になるまで締付けが行われると、軸受
ハウジング２の上面２ａが軸受ハウジング１の下面１ａ
に当接される。

【００２１】このような基本的構成に加え、本実施例で
は、両すべり軸受３，４の端部同志の合わせ面１２と、
すべり軸受３，４の端部外周面での接線Ｌとのなす角度
θが９０°よりも小さくなるように、上下両凹部７，８
の内面形状及び上下両すべり軸受３，４の外周面形状を
設定している。より詳しくは、すべり軸受３，４の内周
面を円形とし、同すべり軸受３，４の中央部から両端部
にかけて、肉厚を徐々に大きくしている。凹部７，８内
面の形状は、このすべり軸受３，４の形状に対応したも
のとなっている。

【００２２】なお、図では特に示されていないが、すべ
り軸受３，４には、その内周面及び外周面を連通させる
油孔や、同内周面に沿って延びる油溝等が形成されてい
る。前記各構成部品を用いてクランクシャフトをシリン
ダブロックに支持する際には、図２に示すように、両軸
受ハウジング１，２の凹部７，８にすべり軸受３，４を
装着する。この装着時には、各すべり軸受３，４の両端
部が、軸受ハウジング１，２から下方あるいは上方へ突
出する。この際の両端部のクラッシュハイトＨｃは
「０」よりも大きい。

【００２３】続いて、両すべり軸受３，４間でクランク
シャフトのジャーナル部１１を挟み込み、一対のボルト
５，６によって軸受ハウジング２を軸受ハウジング１に
締付ける。この締付けにより、すべり軸受３の端部と、
これに対向するすべり軸受４の端部とが当接する。この
際、軸受ハウジング２の上面２ａは軸受ハウジング１の
下面１ａから下方へ若干離間している。

【００２４】ボルト５，６の締付けにより押付け力Ｐが
発生し、両すべり軸受３，４の両端が圧接される。クラ
ッシュハイトＨｃが「０」になるまで締付けが行われる
と、軸受ハウジング２の上面２ａが軸受ハウジング１の
下面１ａに当接される。

【００２５】また、前記端部同志の圧接により、すべり
軸受３，４は所定の圧力ｐで軸受ハウジング１，２の凹
部７，８に密着する。この圧力ｐは前記押付け力Ｐの分
力であり、すべり軸受３，４外周面の各部での接線Ｌと
直交する方向の力である。圧力ｐは、図３に示すよう
に、前記接線Ｌと両すべり軸受３，４の端部同志の合わ
せ面１２とのなす角度をθとすると、ｐ＝Ｐｃｏｓθで
表すことができる。

【００２６】この式によると、図４に示すようにすべり
軸受３，４の中央部では、角度θが「０」であるため、
圧力ｐは最も大きな値（ｐ＝Ｐ）となる。この中央部か
ら端部にかけて角度θが増加し、圧力ｐが徐々に小さく
なる。

【００２７】ここで、すべり軸受３，４の外周面を仮に
円形にすると、同すべり軸受３，４の外端縁においては
前記角度θが「９０°」となり、圧力ｐが「０」とな
る。これに対し、本実施例では、すべり軸受３，４の端
部に対応する、両凹部７，８の内面及びすべり軸受３，
４の外周面を非円形にすることで、前記角度θを９０°
よりも小さな値に設定している。

【００２８】このため、すべり軸受３２，３４が円形で
ある従来技術とは異なり、本実施例では、「０」よりも
大きな圧力ｐが得られる。従って、すべり軸受３，４
を、部位によらず比較的均一の力でもって軸受ハウジン
グ１，２の凹部７，８の内面に密着させることができ
る。その結果、特にすべり軸受３，４の端部での密着力
を高めて、フレッティング摩耗やスラッジの堆積を抑制
し、すべり軸受３，４の破損や焼付きを未然に防止でき
る。

【００２９】さらに、本実施例によると次に示す効果も
奏する。すべり軸受３，４端部での密着力を高める対策
としては、本実施例以外にもクラッシュハイトＨｃを大
きく設定することも考えられるが、このようにすると、
大きな締付け力（ボルト軸力）を得るために太く剛性の
高いボルト５，６が必要となってしまう。

【００３０】これに対して、本実施例では、特にクラッ
シュハイトＨｃを大きくすることなく、すべり軸受３，
４の端部や凹部７，８の形状を変更しているだけなの
で、ボルト５，６を細くして軽量化を図ることができ
る。この軽量化にともない、回転部分での慣性力を小さ
くし、すべり軸受３，４に作用する荷重を低減できる。
この低減により、すべり軸受３，４の軸受幅を狭くしフ
リクションを少なくできる。また、前記軸受幅が狭くて
すむ分、内燃機関の全長を短くし、さらに軽量化を図る
ことができる。

【００３１】また、前記軸受荷重の低減により、内燃機
関内のオイルポンプを、能力の小さなものに変更するこ
とが可能となり、その分、低フリクション化を図ること
ができる。さらに、軸受荷重の低減により、高回転域で
の運転が可能となる。

【００３２】なお、本発明は前記実施例以外の箇所、例
えばクランクシャフトのクランクピンにコネクティング
ロッドの大端部を回転可能に支持するための軸受構造に
も適用できる。また、本発明の軸受構造は、軸を回動可
能に支持する際にも適用できる。

【００３３】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、両
すべり軸受の端部同志の合わせ面と、すべり軸受の端部
外周面での接線とのなす角度を９０°よりも小さく設定
したので、すべり軸受端部の軸受ハウジングに対する密
着力を高めて、フレッティング摩耗の発生を抑制するこ
とができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した一実施例における半割軸受
構造の部分側面図である。

【図２】一実施例において、ボルトによりキャップ側軸
受ハウジングをブロック側軸受ハウジングに締付ける前
の半割軸受構造を示す部分側面図である。

【図３】一実施例の半割軸受構造において、すべり軸受
端部に作用する力関係を説明するための作用説明図であ
る。

【図４】一実施例のすべり軸受の外周面に作用する圧力
の分布を示す半割軸受構造の部分側面図である。

【図５】従来の半割軸受構造を示す部分側面図である。

【符号の説明】

１…ブロック側軸受ハウジング、２…キャップ側軸受ハ
ウジング、３，４…すべり軸受、５，６…締結部材とし
てのボルト、７，８…凹部、１１…軸としてのジャーナ
ル部、１２…合わせ面、Ｌ…接線、θ…角度

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向配置される一対の軸受ハウジング
   と、 前記各軸受ハウジングの凹部に装着され、かつ自身の両
   端部が、同軸受ハウジングから対向する軸受ハウジング
   側へ突出する半割型の一対のすべり軸受と、 前記両すべり軸受により軸を挟み込んだ状態の両軸受ハ
   ウジングを相互に締付けるための締結部材とを備え、前
   記締結部材の締付けにより、両すべり軸受の端部同志を
   圧接させて両軸受ハウジングを互いに当接させ、同すべ
   り軸受にて軸を支持するようにした半割軸受構造におい
   て、 前記両すべり軸受の端部同志の合わせ面と、すべり軸受
   の端部外周面での接線とのなす角度を９０°よりも小さ
   く設定したことを特徴とする半割軸受構造。