KR102449029B1

KR102449029B1 - 하프 베어링 및 슬라이딩 베어링

Info

Publication number: KR102449029B1
Application number: KR1020200127252A
Authority: KR
Inventors: 료타 이토; 세이지 아마노; 시호 고토
Original assignee: 다이도 메탈 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2019-09-30
Filing date: 2020-09-29
Publication date: 2022-09-29
Also published as: US20210095712A1; JP7100004B2; CN112576613B; CN112576613A; US11261904B2; DE102020212263A1; JP2021055747A; KR20210038394A

Abstract

[과제] 내연기관의 크랭크축을 지승하는 슬라이딩 베어링에 있어서, 운전 시에 오일 중에 존재하는 수분을 베어링 외부로 배출함으로써 베어링의 손상을 일어나기 어렵게 하는 것.
[해결 수단] 본 발명에 의하면, 슬라이딩 베어링용의 반원통 형상의 하프 베어링에 있어서, 그 내주면에 형성된 적어도 1개의 축선 방향 홈을 가지며, 축선 방향 홈은, 내주면으로부터 하프 베어링의 직경 방향 외측으로 후퇴한 평활한 홈표면을 가지며, 홈표면은, 하프 베어링의 축선 방향에 수직한 단면에 있어서 직경 방향 외측을 향하여 볼록 형상의 곡선을 형성하고, 또한 축선 방향에 평행한 단면에 있어서 축선 방향으로 연장되는 직선을 형성하고 있는, 하프 베어링이 제공된다. 하프 베어링은, 홈표면에, 홈표면으로부터 직경 방향 외측으로 후퇴하도록 형성된 복수의 축선 방향 세홈을 추가로 가지며, 복수의 축선 방향 세홈은, 하프 베어링의 상기 축선 방향으로 연장되어 있다.

Description

하프 베어링 및 슬라이딩 베어링{HALF BEARING AND SLIDING BEARING}

본 발명은, 내연기관의 크랭크축을 지승(支承)하는 슬라이딩 베어링을 구성하는 하프 베어링에 관한 것이다. 또한 본 발명은, 이 하프 베어링을 가지며, 내연기관의 크랭크축을 지승하는 원통 형상의 슬라이딩 베어링에도 관한 것이다.

내연기관의 크랭크축은, 그 저널부에 있어서, 한 쌍의 하프 베어링으로 이루어지는 주(主)베어링을 개재하여 내연기관의 실린더 블록 하부에 지승된다. 주베어링을 윤활하기 위하여, 오일 펌프에 의해 토출된 윤활유가, 실린더 블록벽 내에 형성된 오일 갤러리로부터 주베어링의 벽에 형성된 관통구를 통과하여, 주베어링의 내주면을 따라 형성된 윤활유홈 내로 보내진다. 저널부의 직경 방향에는 제 1 윤활유로가 관통 형성되며, 이 제 1 윤활유로의 양단 개구가 주베어링의 윤활유홈과 연통(連通)하게 되어 있다. 추가로, 크랭크 아암부를 통과하는 제 2 윤활유로가 저널부의 제 1 윤활유로로부터 분기되어서 형성되고, 크랭크핀의 직경 방향으로 관통 형성된 제 3 윤활유로에 연통하고 있다. 따라서 실린더 블록벽 내의 오일 갤러리로부터 관통구를 통과하여 주베어링의 내주면에 형성된 윤활유홈 내로 보내진 윤활유는, 제 1 윤활유로, 제 2 윤활유로 및 제 3 윤활유로를 거쳐서, 제 3 윤활유로의 말단에 개구한 토출구로부터, 한 쌍의 하프 베어링으로 이루어지는 커넥팅 로드 베어링의 슬라이딩면과 크랭크핀의 사이에도 공급된다(예를 들면 특허문헌 1 참조). 이처럼 하여, 크랭크축 표면과, 주베어링의 슬라이딩면 및 커넥팅 로드 베어링의 슬라이딩면의 사이에 오일이 공급된다.

종래 기술에서는, 주베어링이나 커넥팅 로드 베어링과 같은 슬라이딩 베어링에 있어서 크랭크축과의 슬라이딩 시의 소부(燒付) 손상을 저감하기 위하여, 슬라이딩 베어링을 구성하는 하프 베어링의 슬라이딩면에 복수의 미소(微小)한 오목부를 형성하는 것이 제안되고 있다(예를 들면 특허문헌 2, 특허문헌 3 및 특허문헌 4 참조).

일본국 공개특허 특개평8-277831호 공보 일본국 공개실용신안 실개소58-149622호 공보 일본국 공개특허 특개2008-95721호 공보 일본국 특허공표 특표2000-504089호 공보

종래, 내연기관 내의 윤활유에 냉각수 등의 수분이 혼입되는 경우가 있다. 특허문헌 2~4에 기재되어 있는 바와 같이 슬라이딩면에 복수의 미소한 오목부를 형성한 종래의 하프 베어링에서는, 운전 시의 크랭크축의 회전에 의해, 수분이 혼입된 윤활유에 원심력이 작용하고, 오일에 대하여 비중이 큰 수분이 슬라이딩면의 오목부 내에 고이기 쉽다.

내연기관의 운전 시에는(특히 크랭크축이 고속 회전하는 운전 조건 하에서) 하프 베어링의 슬라이딩면과 크랭크축 표면이 근접하는 동작이 반복되지만, 슬라이딩면과 크랭크축 표면이 최접근하는 순간, 오목부 내에서 오일이 압축되어 고온이 된다. 오목부 내에서 고온이 된 오일 중의 수분은 기화하고, 이것이 하프 베어링의 슬라이딩면과 크랭크축 표면 사이에 유출되면, 슬라이딩면은 캐비테이션 이로젼(cavitation erosion)을 일으켜, 손상이 일어나기 쉬워진다고 하는 문제가 있었다.

따라서 본 발명의 목적은, 내연기관의 운전 시에 오일 중에 존재하는 수분을 베어링 외부로 배출함으로써 베어링의 손상을 일어나기 어렵게 하는 내연기관의 크랭크축의 슬라이딩 베어링을 구성하는 하프 베어링, 및 그 슬라이딩 베어링을 제공하는 것이다.

본 발명에 관련된 하프 베어링은, 내연기관의 크랭크축을 지승하는 슬라이딩 베어링을 구성하도록 이루어져 있다. 이 하프 베어링은 반원통 형상이며, 또한 슬라이딩면을 포함하는 내주면을 가진다. 또한 하프 베어링은, 내주면에 형성된 적어도 1개의 축선 방향 홈을 가진다. 축선 방향 홈은, 내주면으로부터 하프 베어링의 직경 방향 외측으로 후퇴한 평활한 홈표면을 가지며, 홈표면은, 하프 베어링의 축선 방향에 수직한 단면으로 보았을 때에 있어서 직경 방향 외측을 향하여 볼록 형상의 곡선을 형성하고, 또한 축선 방향에 평행한 단면에 있어서 축선 방향으로 연장되는 직선을 형성한다. 하프 베어링은 추가로 홈표면에, 홈표면으로부터 직경 방향 외측으로 후퇴하도록 형성된 복수의 축선 방향 세홈(細溝)을 가지며, 이들 복수의 축선 방향 세홈은, 하프 베어링의 축선 방향으로 연장되어 있다.

본 발명의 일 실시형태에서는, 하프 베어링은, 홈표면에, 홈표면으로부터 직경 방향 외측으로 후퇴하도록 형성된 복수의 둘레 방향 세홈을 추가로 가지고 있어도 되고, 복수의 둘레 방향 세홈은, 복수의 축선 방향 세홈과 교차하도록 하프 베어링의 둘레 방향으로 연장되어 있다. 여기에서, 축선 방향 홈의 홈표면으로부터의 축선 방향 세홈의 깊이는, 축선 방향 홈의 홈표면으로부터의 둘레 방향 세홈의 깊이보다도 크고, 또한 축선 방향 홈의 홈표면에 있어서의 축선 방향 세홈의 폭은, 축선 방향 홈의 홈표면에 있어서의 둘레 방향 세홈의 폭보다도 크다.

본 발명의 일 실시형태에서는, 내주면으로부터 홈표면의 최심부(最深部)까지의 길이인 축선 방향 홈의 깊이는 2~50㎛인 것이 바람직하다. 또한 축선 방향 홈의 둘레 방향 길이는, 하프 베어링의 내경 전체 둘레 중, 중심각에서 약 0.5~10°의 범위 내인 것이 바람직하다(예를 들면 축선 방향 홈의 둘레 방향 길이는, 내연기관의 하프 베어링의 내경이 φ50㎜인 경우, 약 1~4㎜인 것이 바람직하다).

본 발명의 일 실시형태에서는, 축선 방향 홈의 홈표면으로부터의 축선 방향 세홈의 깊이는 0.3㎛~10㎛인 것이 바람직하다. 또한, 축선 방향 홈의 홈표면에 있어서의 축선 방향 세홈의 폭은 10~150㎛인 것이 바람직하다. 추가로, 축선 방향 세홈의 피치는 10~200㎛인 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시형태에서는, 축선 방향 홈의 홈표면으로부터의 둘레 방향 세홈의 깊이는 0.05~3㎛인 것이 바람직하다. 또한, 축선 방향 홈의 홈표면에 있어서의 둘레 방향 세홈의 폭은 5~85㎛인 것이 바람직하다. 추가로, 둘레 방향 세홈의 피치는 5~100㎛인 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시형태에서는, 복수의 축선 방향 홈이 하프 베어링의 내주면에 형성되어 있어도 된다.

본 발명의 일 실시형태에서는, 복수의 축선 방향 홈이, 둘레 방향에 대략 등간격으로, 하프 베어링의 내주면에 형성되어 있어도 된다.

본 발명의 일 실시형태에서는, 축선 방향 홈이, 하프 베어링의 축선 방향 중 어느 단면에도 도달하여 있지 않고, 따라서 어느 단면에서도 개구하고 있지 않고 폐색되어 있어도 된다.

또한 본 발명은, 상기 하프 베어링을 가지는 내연기관의 크랭크축을 지승하기 위한 원통 형상의 슬라이딩 베어링에도 관한 것이다. 바꾸어 말하면, 이 슬라이딩 베어링은, 적어도 일방이 상기 하프 베어링인 한 쌍의 하프 베어링으로 구성된다.

도 1은 내연기관의 크랭크축의 베어링 장치를 나타내는 개략도이다.
도 2는 한 쌍의 하프 베어링에 대한 크랭크핀의 움직임을 나타내는 도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 하프 베어링을 축선 방향에서 본 도이다.
도 4는 도 3에 나타내는 하프 베어링을 내주면측에서 본 평면도, 및 축선 방향 홈의 홈표면의 확대도이다.
도 5는 도 3에 나타내는 하프 베어링을 내주면측에서 본 개략 사시도, 및 축선 방향 홈의 홈표면의 확대 사시도이다.
도 6은 도 4의 선 A-A를 따른 축선 방향 홈의 둘레 방향 단면도이다.
도 7은 도 4의 선 B-B를 따른 축선 방향 홈의 축선 방향 단면도이다.
도 8은 도 6을 확대하여 나타내는 확대 단면도이다.
도 9는 크랭크축의 고속 회전 시의 축선 방향 홈의 오일의 흐름을 나타내는 도이다.
도 10은 크랭크축의 저속으로부터 중속 회전 시의 축선 방향 홈의 오일의 흐름을 나타내는 도이다.
도 11은 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 하프 베어링을 축선 방향에서 본 도이다.
도 12는 도 11에 나타내는 하프 베어링을 내주면측에서 본 평면도, 및 축선 방향 홈의 홈표면의 확대도이다.
도 13은 제 2 실시형태에 의한 축선 방향 홈의 홈표면을 확대하여 나타내는 개략 사시도이다.
도 14는 도 11의 선 A-A를 따른 축선 방향 홈의 둘레 방향 단면도이다.
도 15는 도 11의 선 B'-B'를 따른 축선 방향 홈의 축선 방향 단면도이다.
도 16은 도 15를 확대하여 나타내는 확대 단면도이다.
도 17은 도 14를 확대하여 나타내는 확대 단면도이다.
도 18은 크랭크축의 저속으로부터 중속 회전 시의 축선 방향 홈의 오일의 흐름을 나타내는 도이다.
도 19는 본 발명의 제 3 실시형태에 의한 한 쌍의 하프 베어링 및 크랭크핀을 축선 방향에서 본 도이다.
도 20은 도 19에 나타내는 하프 베어링을 내주면측에서 본 평면도이다.
도 21은 본 발명의 제 4 실시형태에 의한 한 쌍의 하프 베어링 및 크랭크핀을 축선 방향에서 본 도이다.
도 22는 도 21에 나타내는 하프 베어링을 내주면측에서 본 평면도이다.
도 23은 본 발명의 제 5 실시형태에 의한 한 쌍의 하프 베어링 및 크랭크핀을 축선 방향에서 본 도이다.
도 24는 도 23에 나타내는 하프 베어링을 내주면측에서 본 평면도이다.

이하, 본원 발명의 실시형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

도 1에 내연기관의 베어링 장치(1)를 개략적으로 나타낸다. 이 베어링 장치(1)는, 실린더 블록(8)의 하부에 지승되는 저널부(6)와, 저널부(6)와 일체로 형성되어서 저널부(6)를 중심으로 하여 회전하는 크랭크핀(5)과, 크랭크핀(5)에 내연기관으로부터 왕복 운동을 전달하는 커넥팅 로드(2)를 가지고 있다. 또한 베어링 장치(1)는, 크랭크축을 지승하는 슬라이딩 베어링으로서, 저널부(6)를 자유롭게 회전할 수 있도록 지승하는 주베어링(4)과, 크랭크핀(5)을 자유롭게 회전할 수 있도록 지승하는 커넥팅 로드 베어링(3)을 추가로 가지고 있다.

또한, 크랭크축은 복수의 저널부(6)와 복수의 크랭크핀(5)을 가지지만, 여기에서는 설명의 편의상, 1개의 저널부(6) 및 1개의 크랭크핀(5)을 도시하여 설명한다. 도 1에 있어서, 지면 안길이 방향의 위치 관계는, 저널부(6)가 지면의 안쪽이며, 크랭크핀(5)이 앞쪽으로 되어 있다.

저널부(6)는, 한 쌍의 하프 베어링(41,42)에 의해 구성되는 주베어링(4)을 개재하여, 내연기관의 실린더 블록 하부(81)에 축지지되어 있다. 도 1에서 상측에 있는 하프 베어링(41)에는, 내주면 전체 길이에 걸쳐서 오일홈(41a)이 형성되어 있다. 또한 저널부(6)는, 직경 방향으로 관통하는 윤활유로(6a)를 가지며, 저널부(6)가 화살표 X 방향으로 회전하면, 윤활유로(6a)의 양단의 입구 개구(6c)가 번갈아 주베어링(4)의 오일홈(41a)에 연통한다.

크랭크핀(5)은, 한 쌍의 하프 베어링(31,32)에 의해 구성되는 커넥팅 로드 베어링(3)을 개재하여,(로드측 대단부(大端部) 하우징(22) 및 캡측 대단부 하우징(23)에 의해 구성된다) 커넥팅 로드(2)의 대단부 하우징(21)에 축지지되어 있다.

저널부(6)의 제 1 윤활유로(6a)로부터 분기되어서 크랭크 아암부(도시 생략)를 통과하는 제 2 윤활유로(5a)가 형성되어 있으며, 이 제 2 윤활유로(5a)는, 크랭크핀(5)의 직경 방향으로 관통 형성된 제 3 윤활유로(5b)에 연통하고 있다.

따라서 상기 서술한 바와 같이, 오일 펌프에 의해 토출된 윤활유는, 실린더 블록벽 내에 형성된 오일 갤러리로부터 주베어링(4)의 벽에 형성된 관통구를 통과하여, 주베어링(4)의 내주면을 따라 형성된 오일홈(41a) 내로 보내지고, 저널부(6)와 주베어링(4)의 사이에 형성되는 간극에 공급된다.

한편, 윤활유는, 제 1 윤활유로(6a), 제 2 윤활유로(5a) 및 제 3 윤활유로(5b)를 거쳐서, 제 3 윤활유로(5b)의 단부의 토출구(5c)로부터, 크랭크핀(5)과 커넥팅 로드 베어링(3)의 사이에 형성되는 간극에도 공급된다.

일반적으로 주베어링(4) 및 커넥팅 로드 베어링(3)은, 그들의 슬라이딩면과 크랭크축 표면(저널부(6) 및 크랭크핀(5)의 표면)의 사이의 오일에 압력을 발생시킴으로써, 크랭크축(6)으로부터의 동적 부하를 지승한다. 내연기관의 운전 시, 주베어링(4) 및 커넥팅 로드 베어링(3)의 슬라이딩면에 가해지는 부하의 크기 및 방향은 항상 변동하며, 그 부하와 조화되는 오일막 압력을 발생시키도록, 저널부(6) 및 크랭크핀(5)의 중심축선이 주베어링(4) 및 커넥팅 로드 베어링(3)의 베어링 중심축에 대하여 편심(偏心)하면서 이동한다. 이 때문에, 주베어링(4) 및 커넥팅 로드 베어링(3)의 베어링 간극(크랭크축 표면과 슬라이딩면의 사이의 간극)은, 슬라이딩면 중 어느 위치에 있어서도 항상 변화된다. 예를 들면 4사이클 내연기관에서는 커넥팅 로드 베어링(3)이나 주베어링(4)에 가해지는 부하는 연소 행정에 있어서 최대가 되지만, 이 연소 행정 중, 커넥팅 로드 베어링(3)이 지승하는 크랭크핀(5)은, 도 2에 나타내는 바와 같이 지면 상측의 하프 베어링(31)의 둘레 방향 중앙부 부근의 슬라이딩면(70)을 향하는 방향(화살표 Q)으로 이동하고, 그에 의해 크랭크핀(5)의 표면이 하프 베어링(31)의 둘레 방향 중앙부 부근의 슬라이딩면(70)과 가장 접근하는 것과 함께, 이 이동 방향으로 부하가 가해진다.

또한, 연소 행정 중의 주베어링(4)에 있어서는, 도 1에 나타내는 지면 하측의 베어링 캡(82)에 조립된 하프 베어링(42)의 둘레 방향 중앙부 부근의 슬라이딩면을 향하는 방향으로 부하가 가해져, 저널부(6)의 표면은 하측의 하프 베어링(42)의 둘레 방향 중앙부 부근의 슬라이딩면과 가장 접근한다.

상기 서술한 바와 같이, 종래, 내연기관 내의 윤활유에 냉각수 등의 수분이 혼입되는 경우가 있다. 특허문헌 2~4에 기재되어 있는 바와 같이 슬라이딩면에 복수의 미소한 오목부를 형성한 종래의 하프 베어링에서는, 운전 시의 크랭크축의 회전에 의해, 수분이 혼입된 윤활유에 원심력이 작용하고, 오일에 대하여 비중이 큰 수분이 슬라이딩면의 오목부 내에 고이기 쉽다.

내연기관의 운전 시에는(특히 크랭크축이 고속 회전하는 운전 조건 하에서) 하프 베어링의 슬라이딩면과 크랭크축 표면이 근접하는 동작이 반복되지만, 슬라이딩면과 크랭크축 표면이 최접근하는 순간, 오목부 내에서 오일이 압축되어 고온이 된다. 오목부 내에서 고온이 된 오일 중의 수분은 기화하고, 이것이 하프 베어링의 슬라이딩면과 크랭크축 표면과 사이에 유출되면, 슬라이딩면은 캐비테이션 이로젼을 일으키고, 손상이 일어나기 쉬워진다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은, 이러한 종래 기술의 문제에 대처하는 것이다. 이하, 본 발명의 하프 베어링을 커넥팅 로드 베어링에 적용한 실시형태에 대하여 설명한다. 그러나, 본 발명의 하프 베어링은 커넥팅 로드 베어링에 대한 적용에 한정되지 않으며, 주베어링에 적용하여도 되는 것이 이해될 것이다.

또한, 커넥팅 로드 베어링(3) 또는 주베어링(4)을 구성하는 한 쌍의 하프 베어링 중 양방이 발명의 하프 베어링이어도 되고, 혹은 한 쌍의 하프 베어링 중 일방이 발명의 하프 베어링이고, 타방이 슬라이딩면에 축선 방향 홈을 가지지 않는 종래의 하프 베어링이어도 된다.

(제 1 실시형태)

도 3은, 본 발명에 관련된 하프 베어링(31,32)의 제 1 실시형태를 축선 방향에서 본 도이다. 커넥팅 로드 베어링(3)은, 하프 베어링(31,32)의 둘레 방향 단면(76)끼리를 맞대고, 전체로서 원통 형상으로 조합함으로써 구성된다. 본 실시형태에 있어서, 원통 형상의 내주면(7)은 슬라이딩면(70)을 가진다.

도 2 및 3에 나타내는 바와 같이, 하프 베어링(31,32)의 벽두께는 둘레 방향에 걸쳐서 일정한 것이 바람직하다. 그러나, 벽두께는 둘레 방향 중앙부에서 최대이고, 양쪽 둘레 방향 단면(76)측으로 향하여 연속적으로 감소하고 있어도 된다.

도 4는, 1개의 축선 방향 홈(71)이 슬라이딩면(70)에 배치된 하프 베어링(31,32)을 슬라이딩면(70)측에서 본 도이다. 그러나, 본 발명은 이 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 복수의 축선 방향 홈(71)이 슬라이딩면(70)의 축선 방향에 걸쳐서 형성되어 있어도 된다. 또한, 이해를 용이하게 하기 위하여, 각 도면에 있어서 축선 방향 홈(71)은 논 스케일로 그려져 있다.

도 3 및 4에 나타내는 바와 같이, 축선 방향 홈(71)은, 슬라이딩면(70)으로부터 직경 방향 외측을 향하여 후퇴한 평활한 홈표면(71S)을 가진다. 또한 도 4의 확대도에 나타내는 바와 같이, 이 홈표면(71S)에는, 하프 베어링(31,32)의 축선 방향으로 연장되는 복수의 축선 방향 세홈(71A)이 형성되어 있다. 또한, 복수의 축선 방향 세홈(71A)은 하프 베어링(31,32)의 축선 방향과 평행한 방향으로 연장되지만, 축선 방향에 대하여 근소하게 경사하는 것(최대 1°)은 허용된다. 또한 축선 방향 세홈(71A)은 하프 베어링(31,32)의 일방의 축선 방향 단면(77)으로부터 타방의 축선 방향 단면(77)까지 연장되어 있는 것이 바람직하다.

도 5는, 하프 베어링(31)을 내주면측에서 본 개략 사시도, 및 축선 방향 홈(71)을 확대하여 나타내는 확대 사시도이다. 이해되는 바와 같이, 축선 방향 홈(71)의 평활한 홈표면(71S)은 복수의 축선 방향 세홈(71A)의 사이에 복수의 소표면(분할 표면)(71S')을 가지며, 따라서 홈표면(71S)과 복수의 축선 방향 세홈(71A)은, 도 4에 나타내는 선 A-A를 따라 번갈아 배치되어 있다. 소표면(71S')은, 홈이나 돌기 등이 형성되어 있지 않은 평활한 면이지만, (축선 방향 세홈에 비하여 충분히 작은) 미소한 요철이 존재하여도 된다.

도 6은, 도 4에 나타내는 축선 방향 홈(71)의 A-A 단면이며, 도 7은, 도 4에 나타내는 축선 방향 홈(71)의 B-B 단면의 확대도이다. 도 6에 나타내는 슬라이딩면(70)으로부터의 축선 방향 홈(71)의 깊이(축선 방향 홈(71)에 인접하는 슬라이딩면(70)으로부터의 축선 방향 세홈(71A)의 최심부까지의 깊이)(D)는, 2~50㎛인 것이 바람직하고, 2~25㎛인 것이 보다 바람직하다. 또한 축선 방향 홈(71)의 둘레 방향 길이(L)는, 하프 베어링(31)의 내경 전체 둘레 중, 중심각에서 약 0.5~10°의 범위 내인 것이 바람직하다(예를 들면 축선 방향 홈(71)의 둘레 방향 길이(L)는, 내연기관의 하프 베어링의 내경이 φ50㎜인 경우, 약 1~4㎜인 것이 바람직하다).

축선 방향 홈(71)의 깊이(D)가 지나치게 얕으면, 베어링 외부로 배출되는, 오일 중에 혼입된 수분량이 지나치게 적어져 버린다. 반대로 깊이(D)가 지나치게 깊으면, 베어링 외부로 배출되는 유량이 지나치게 많아서 슬라이딩면으로의 급유가 극단적으로 줄어버린다. 축선 방향 홈(71)의 둘레 방향 길이(L)가 지나치게 짧으면, 베어링 외부로 배출되는, 오일 중에 혼입된 수분량이 지나치게 적어져 버린다. 반대로 축선 방향 홈(71)의 둘레 방향 길이(L)가 지나치게 길면, 베어링 외부로 배출되는 유량이 지나치게 많아서 슬라이딩면으로의 급유가 극단적으로 줄어버린다.

도 8은, 도 6에 나타내는 축선 방향 홈(71)의 A-A 단면의 확대도이다. 도 8에 나타내는 축선 방향 세홈(71A)의 깊이(DA)(축선 방향 세홈(71A)의 길이 방향에 수직한 단면에 있어서의, 축선 방향 세홈(71A)에 인접하는 홈표면(71S)으로부터의 축선 방향 세홈(71A)의 최심부까지의 깊이)는, 0.3~100㎛인 것이 바람직하다. 축선 방향 세홈(71A)의 깊이(DA)는, 축선 방향 홈(71)의 깊이(D)보다도 작게 이루어진다.

또한 축선 방향 세홈(71A)의 폭(WA)(홈표면(71S)에 있어서의 축선 방향 세홈(71A)의 둘레 방향의 길이)은, 10~150㎛인 것이 바람직하다. 추가로, 축선 방향 홈(71)의 홈표면(71S)에 있어서의 축선 방향 세홈(71A)의 둘레 방향의 피치(PA)(인접하는 축선 방향 세홈(71A)의 최심부의 사이의 둘레 방향의 거리)는, 10~200㎛인 것이 바람직하다.

축선 방향 세홈(71A)의 깊이(DA)나 폭(WA)이 상기 치수 범위에서 벗어나서 지나치게 작으면, 내연기관의 크랭크축의 고속 회전 시에 축선 방향 홈(71) 내의 오일 중에 혼입된 수분이 외부로 배출되기 어려워진다. 반대로 깊이(DA)나 폭(WA)이 지나치게 크면, 내연기관의 크랭크축의 저속으로부터 중속 회전 시에 축선 방향 홈(71) 내의 오일이 외부로 지나치게 배출되어, 슬라이딩면(70)으로의 급유가 부족하게 되어버린다.

홈표면(축선 방향 세홈을 제외한 축선 방향 홈의 표면)(71S)은, 하프 베어링(31,32)의 축선 방향에 수직한 단면(도 4의 A-A 단면)에 있어서, 하프 베어링(31,32)의 직경 방향 외측을 향하여 팽출(膨出)하는 곡선, 즉 직경 방향 외측으로 볼록 형상의 곡선이다(도 6 참조). 또한, 축선 방향 세홈(71A)도 또한, 하프 베어링(31,32)의 축선 방향에 수직한 단면에 있어서, 하프 베어링(31,32)의 직경 방향 외측으로 팽출하도록 형성되어 있다. 홈표면(71S)은, 하프 베어링(31,32)의 축선 방향에 평행한 단면(도 4의 B-B 단면)에 있어서, 슬라이딩면(70)으로부터 하프 베어링(31,32)의 직경 방향 외측으로 후퇴하고 있으며, 또한 축선 방향으로 연장되는 직선이다(도 7 참조).

축선 방향 세홈(71A)의 피치(PA)가 상기 치수 범위에서 벗어나서 지나치게 크고, 축선 방향 세홈(71A)의 폭(WA)이 지나치게 작은 경우, 평활한 홈표면(71S)이 극단적으로 커진다. 이 경우, 슬라이딩면(70)과 크랭크핀(5)이 최접근하였을 때에 홈표면(71S) 상의 오일에 압력이 발생하지만, 축선 방향 세홈(71A)의 폭(WA)이 작기 때문에 크랭크축의 고속 회전 시에, 오일 중에 혼입된 수분의 배출량이 적어진다.

반대로 축선 방향 세홈(71A)의 피치(PA)가 상기 치수 범위에서 벗어나서 지나치게 작으며, 또한 축선 방향 세홈(71A)의 폭(WA)이 지나치게 클 경우, 홈표면(71S)이 극단적으로 작아진다. 이 경우, 압력이 발생하는 범위가 작으며, 크랭크핀(5)의 지승이 불충분하게 되기 때문에, 슬라이딩면(70)과 크랭크핀(5)이 직접 접촉하기 쉬워진다.

또한, 홈표면(71S)이 없는(축선 방향 세홈(71A)이 둘레 방향에 직접 이어지도록 배치되는) 경우, 슬라이딩면(70)과 크랭크핀(5)이 최접근하였을 때에 축선 방향 홈(71) 내에서 오일이 압축되기 어려우며, 압력이 발생하기 어렵게 되기 때문에, 슬라이딩면(70)과 크랭크핀(5)이 직접 접촉하기 쉬워진다.

본 실시형태에서는, 축선 방향 세홈(71A)은, 축선 방향 홈(71)의 홈표면(71S)으로부터의 깊이(DA)가 축선 방향 세홈(71A)의 신장 방향(길이 방향)에 걸쳐서 일정하며, 또한 폭(WA)이 축선 방향 세홈(71A)의 신장 방향에 걸쳐서 일정하도록 형성되어 있다. 또한, 축선 방향 세홈(71A)의 단면 형상은 U형상인 것이 바람직하지만(도 8 참조), U형상에 한정되지 않으며, 다른 형상이어도 된다.

그러나, 축선 방향 세홈(71A)의 깊이(DA)나 폭(WA)은, 축선 방향 세홈(71A)의 신장 방향을 따라 변화하고 있어도 된다. 이 경우, 축선 방향 세홈(71A)의 깊이(DA) 및 폭(WA)은 상기 서술한 바와 같이 최대 홈깊이 및 최대 홈폭이며, 이들의 최대값이 상기 치수 범위 내인 것이 바람직하다.

본 실시형태의 커넥팅 로드 베어링(3)은, 한 쌍의 하프 베어링의 각각의 둘레 방향 단면(76)을 맞대고, 전체로서 원통 형상으로 조합함으로써 형성된다. 한 쌍의 하프 베어링 중 양방이 본 발명의 하프 베어링(31,32)인 것이 바람직하지만, 일방만이 본 발명의 하프 베어링(31,32)이어도 된다. 하프 베어링(31,32)은, Cu 베어링 합금 또는 Al 베어링 합금인 슬라이딩층을 가지고 있어도 된다. 또는, 하프 베어링(31,32)은, Fe 합금제의 백메탈층 상에 Cu 베어링 합금 또는 Al 베어링 합금의 슬라이딩층을 가지고 있어도 된다. 또한, 원통 형상의 내주면의 슬라이딩면(70) 및 홈표면(71S)(슬라이딩층의 표면)에, 베어링 합금보다도 연질인 Bi, Sn, Pb 중 어느 1종으로 이루어지는, 또는 이들 금속을 주체로 하는 합금으로 이루어지는 표면부나, 합성 수지를 주체로 하는 수지 조성물로 이루어지는 표면부를 가지고 있어도 된다. 단, 축선 방향 홈(71)의 홈표면(71S)은, 이러한 표면부를 가지지 않는 쪽이 바람직하다. 축선 방향 홈(71)의 홈표면(71S)이나, 축선 방향 세홈(71A)의 표면이 연질이면, 축선 방향 홈(71)의 평활한 홈표면(71S)에 소성 변형이나 과도한 탄성 변형 등이 발생하여, 유압이 충분하게 발생하지 않고, 슬라이딩면(70)과 축(5)이 접촉하기 쉬워지기 때문이다.

상기한 바와 같이 본 발명의 하프 베어링에는, 평활한 홈표면(71S)을 가지는 축선 방향 홈(71)이 슬라이딩면(70)에 형성되고, 추가로 복수의 축선 방향 세홈(71A)이 홈표면(71S)에 형성되지만, 이 하프 베어링에 의해 베어링 손상이 감소되는 이유를 이하에 설명한다.

내연기관의 운전 시, 수분이 혼입된 오일에는, 크랭크축의 회전에 의해 원심력이 작용하므로, 오일에 대하여 비중이 큰 수분은, 축선 방향 홈(71) 내에 있어서 홈표면(71S)이나 축선 방향 세홈(71A)의 표면 가까이에 고이기 쉽다.(따라서 축선 방향 홈(71) 내의 슬라이딩면(70)측의 오일에는, 물이 혼입되어 있지 않거나, 혼입량이 매우 적다.)

내연기관의 크랭크축이 고속 회전하는 운전 조건에 있어서, 축선 방향 홈(71)을 가지는 하프 베어링(31)의 슬라이딩면(70)과 크랭크핀(5)의 표면은, 이간한 상태로부터 상대적으로 근접하여 동작한다. 도 2는, 슬라이딩면(70)과 크랭크핀(5)의 표면이 최근접한 상태를 나타낸다. 이 때, 축선 방향 홈(71) 내의 오일은 압축되어서 고압이 되고, 따라서 고온이 되지만, 하프 베어링(31,32)을 내주면측에서 본 도 9에 화살표 M으로 나타내는 바와 같이, 축선 방향 홈(71) 내에 있어서 홈표면(71S)이나 축선 방향 세홈(71A)의 표면 가까이의 수분이 혼입된 오일은, 수분이 기화하기 전에 축선 방향 홈(71)의 표면에 형성된 축선 방향 세홈(71A)으로 유도되어, 대부분이 외부에 축선 방향으로 배출된다.

이 때문에 캐비테이션 이로젼에 의한 슬라이딩면(70)의 손상을 저감할 수 있다.

또한 크랭크축이 저속으로부터 중속 회전하는 내연기관의 (상용(常用))운전 조건에 있어서는, 슬라이딩면(70)과 크랭크핀(5)의 표면이 근접하는 동작 시에서도 그들의 사이의 간극이 커, 축선 방향 홈(71) 내의 오일이 고온이 되지 않기 때문에 수분의 기화가 일어나기 어렵다. 축선 방향 홈(71) 내의 슬라이딩면(70)측의 수분이 혼입되어 있지 않은(또는 혼입량이 매우 적은) 오일은, 도 10에 화살표 N으로 나타내는 바와 같이 회전하는 크랭크축의 표면에 부수되어서 슬라이딩면(70)으로 보내진다. 따라서 슬라이딩면(70)에 윤택한 오일이 공급되어, 베어링 손상을 일어나기 어렵게 할 수 있다.

축선 방향 홈(71)이 홈표면(71S)만으로 이루어지는 경우, 크랭크축이 고속 회전하는 운전 조건에 있어서, 오일 중에 혼입된 수분은, 외부로 배출되기 전에 기화하여, 슬라이딩면(70)측으로 보내져서, 캐비테이션 이로젼이 일어나기 쉬워진다.

(제 2 실시형태)

이하, 본 발명의 비한정적인 다른 실시형태에 대하여 설명한다.

도 11은, 본 발명에 관련된 하프 베어링(31',32')의 제 2 실시형태를 축선 방향에서 본 도이며, 도 12는, 하프 베어링(31',32')을 슬라이딩면(70)측에서 본 도이다. 그러나, 본 발명은 이 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 복수의 축선 방향 홈(71)이 슬라이딩면(70)의 축선 방향에 걸쳐서 형성되어 있어도 된다. 또한, 이해를 용이하게 하기 위하여, 각 도면에 있어서 축선 방향 홈(71)은 논 스케일로 그려져 있다.

도 12의 확대도에 나타내는 바와 같이, 제 2 실시형태에서는, 축선 방향 홈(71)의 홈표면(71S)에는, 하프 베어링(31',32')의 둘레 방향으로 연장되는 복수의 둘레 방향 세홈(71C)과, 축선 방향으로 연장되는 복수의 축선 방향 세홈(71A)이 형성되어 있다. 따라서 각 둘레 방향 세홈(71C)의 신장 방향은, 각 축선 방향 세홈(71A)의 신장 방향과 수직한 것이 이해될 것이다. 다른 구성은, 제 1 실시형태와 마찬가지이다.

또한, 복수의 둘레 방향 세홈(71C)은 하프 베어링(31',32')의 둘레 방향과 평행한 방향으로 연장되지만, 둘레 방향에 대하여 근소하게 경사하는 것(최대 1°)은 허용된다. 또한 둘레 방향 세홈(71C)은, 축선 방향 홈(71)의 테두리로부터 대향하는 테두리까지 연장되어 있는 것이 바람직하다.

도 13은, 홈표면(71S)을 확대하여 나타내는 개략 사시도이다. 이해되는 바와 같이, 축선 방향 홈(71)의 평활한 홈표면(71S)은 복수의 둘레 방향 세홈(71C)과 복수의 축선 방향 세홈(71A)의 사이에 복수의 소표면(71S')을 가지며, 따라서 홈표면(71S)과 복수의 둘레 방향 세홈(71C)은, 도 12에 나타내는 선 B'-B'를 따라 번갈아 배치되어 있다. 마찬가지로, 홈표면(71S)과 복수의 축선 방향 세홈(71A)은, 도 12에 나타내는 선 A-A를 따라 번갈아 배치되어 있다. 소표면(71S')은, 홈이나 돌기 등이 형성되어 있지 않은 평활한 면이지만,(둘레 방향 세홈이나 축선 방향 세홈에 비하여 충분히 작다) 미소한 요철이 존재하여도 된다.

도 14는, 도 12에 나타내는 축선 방향 홈(71)의 A-A 단면이며, 제 1 실시형태와 마찬가지이다. 도 15는, 도 12에 나타내는 축선 방향 홈(71)의 B'-B' 단면의 확대도이며, 도 16은, 도 15에 나타내는 축선 방향 홈(71)의 B'-B' 단면을 추가로 확대한 도이다. 도 16에 나타내는 둘레 방향 세홈(71C)의 깊이(DC)(둘레 방향 세홈(71C)의 길이 방향에 수직한 단면에 있어서의, 둘레 방향 세홈(71C)에 인접하는 홈표면(71S)으로부터의 둘레 방향 세홈(71C)의 최심부까지 깊이)는, 0.05~3㎛인 것이 바람직하고, 또한 축선 방향 홈(71)의 깊이(D)보다도 작게 이루어진다.

둘레 방향 세홈(71C)의 폭(WC)(홈표면(71S)에 있어서의 둘레 방향 세홈(71C)의 축선 방향의 길이)은, 5~85㎛인 것이 바람직하다. 추가로, 축선 방향 홈(71)의 홈표면(71S)에 있어서의 둘레 방향 세홈(71C)의 축선 방향의 피치(PC)(인접하는 둘레 방향 세홈(71C)의 최심부의 사이의 축선 방향의 거리)는, 5~100㎛인 것이 바람직하다.

둘레 방향 세홈(71C)의 깊이(DC)나 폭(WC)이 상기 치수 범위에서 벗어나서 지나치게 작으면, 내연기관의 크랭크축의 저속으로부터 중속 회전 시에 둘레 방향 세홈(71C)으로부터 흐르는 오일이 감소하여, 슬라이딩면(70)으로의 급유량을 늘리는 효과가 충분하지 않게 된다. 반대로 깊이(DC)나 폭(WC)이 지나치게 크면, 내연기관의 크랭크축의 고속 회전 시에 축선 방향 홈(71) 내의 수분이 혼입된 오일이 다량 슬라이딩면(70)으로 보내져, 외부로 배출되기 어려워진다.

도 17은, 도 14에 나타내는 축선 방향 홈(71)의 A-A 단면의 확대도이다. 제 1 실시형태와 마찬가지로, 도 17에 나타내는 축선 방향 세홈(71A)의 깊이(DA)(축선 방향 세홈(71A)의 길이 방향에 수직한 단면에 있어서의, 축선 방향 세홈(71A)에 인접하는 홈표면(71S)으로부터의 축선 방향 세홈(71A)의 최심부까지의 깊이)는, 0.3~100㎛인 것이 바람직하다. 축선 방향 세홈(71A)의 깊이(DA)는, 축선 방향 홈(71)의 깊이(D)보다도 작게 이루어진다.

홈표면(둘레 방향 세홈 및 축선 방향 세홈을 제외한 축선 방향 홈의 표면)(71S)은, 하프 베어링(31',32')의 축선 방향에 수직한 단면(도 12의 A-A 단면)에 있어서, 하프 베어링(31',32')의 직경 방향 외측을 향하여 팽출하는 곡선, 즉 직경 방향 외측으로 볼록 형상의 곡선이다(도 14 참조). 또한, 둘레 방향 세홈(71C) 및 축선 방향 세홈(71A)도 또한, 하프 베어링(31',32')의 축선 방향에 수직한 단면에 있어서, 하프 베어링(31',32')의 직경 방향 외측으로 팽출하도록 형성되어 있다. 홈표면(71S)은, 하프 베어링(31',32')의 축선 방향에 평행한 단면(도 12의 B'-B' 단면)에 있어서, 슬라이딩면(70)으로부터 하프 베어링(31',32')의 직경 방향 외측으로 후퇴하고 있으며, 또한 축선 방향으로 연장되는 직선이다(도 15 참조).

둘레 방향 세홈(71C)의 피치(PC)가 상기 치수 범위에서 벗어나서 지나치게 크고, 또한 둘레 방향 세홈(71C)의 폭(WC)이 지나치게 작은 경우, 평활한 홈표면(71S)이 극단적으로 커진다. 이 경우, 슬라이딩면(70)과 크랭크핀(5)이 최접근하였을 때에 홈표면(71S) 상의 오일에 압력이 발생하지만, 둘레 방향 세홈(71C)의 폭(WC)이 작기 때문에 크랭크축의 저속으로부터 중속 회전 시에 슬라이딩면(70)으로의 급유량을 늘리는 효과가 충분하지 않게 된다.

반대로 둘레 방향 세홈(71C)의 피치(PC)가 상기 치수 범위에서 벗어나서 지나치게 작으며, 또한 둘레 방향 세홈(71C)의 폭(WC)이 지나치게 클 경우, 홈표면(71S)이 극단적으로 작아진다. 이 경우, 압력이 발생하는 범위가 작으며, 크랭크핀(5)의 지승이 불충분하게 되기 때문에, 슬라이딩면(70)과 크랭크핀(5)이 직접 접촉하기 쉬워진다.

또한, 홈표면(71S)이 없는(축선 방향 세홈(71A)이 둘레 방향에 직접 이어지도록, 및/또는 둘레 방향 세홈(71C)이 축선 방향으로 직접 이어지도록 배치되는) 경우, 슬라이딩면(70)과 크랭크핀(5)이 최접근하였을 때에 축선 방향 홈(71) 내에서 오일이 압축되기 어려우며, 압력이 발생하기 어렵게 되기 때문에, 슬라이딩면(70)과 크랭크핀(5)이 직접 접촉하기 쉬워진다.

또한 본 실시형태에서는, 둘레 방향 세홈(71C)은, 축선 방향 홈(71)의 홈표면(71S)으로부터의 깊이(DC)가, 둘레 방향 단부를 제외하고 둘레 방향 세홈(71C)의 신장 방향(길이 방향)에 걸쳐서 일정하며, 또한 폭(WC)이 둘레 방향 세홈(71C)의 신장 방향에 걸쳐서 일정하도록 형성되어 있다. 또한, 둘레 방향 세홈(71C)의 단면 형상도 또한 U형상인 것이 바람직하지만(도 16 참조), U형상에 한정되지 않으며, 다른 형상이어도 된다.

그러나, 둘레 방향 세홈(71C)의 깊이(DC)나 폭(WC)은, 둘레 방향 세홈(71C)의 신장 방향을 따라 변화하고 있어도 된다. 이 경우, 둘레 방향 세홈(71C)의 깊이(DC) 및 폭(WC)은 상기 서술한 바와 같이 둘레 방향 세홈(71C)의 최대 홈깊이 및 최대 홈폭이며, 이들의 최대값이 상기 치수 범위 내인 것이 바람직하다.

본 실시예는, 실시형태 1과 같이, 축선 방향 홈(71) 내에 있어서 홈표면(71S)이나 축선 방향 세홈(71A)의 표면 가까이의 수분이 혼입된 오일은, 수분이 기화하기 전에 축선 방향 홈(71)의 홈표면(71S)에 형성된 축선 방향 세홈(71A)으로 유도되어, 대부분이 외부에 축선 방향으로 배출된다.

이 때, 축선 방향 세홈(71A)의 깊이는 둘레 방향 세홈(71C)의 깊이보다도 큰 것이 필요하다. 만약 둘레 방향 세홈(71C)이 축선 방향 세홈(71A)보다도 깊으면, 축선 방향 홈(71) 내의 수분이 혼입된 오일이 둘레 방향 세홈(71C)으로 유도되어서 슬라이딩면에 흘러버려, 외부로 배출되기 어렵다. 그 때문에, 수분이 혼입된 오일이 축선 방향 세홈(71A)으로 유도되어, 외부로 배출되기 쉽게하기 위하여,

축선 방향 세홈(71A)의 깊이>둘레 방향 세홈(71C)의 깊이

라고 하는 관계가 필요하다.

또한 크랭크축이 저속으로부터 중속 회전하는 내연기관의 (상용)운전 조건에 있어서는, 슬라이딩면(70)과 크랭크핀(5)의 표면이 근접하는 동작 시에서도 그들의 사이의 간극이 커, 축선 방향 홈(71) 내의 오일이 고온이 되지 않는다. 이 때, 축선 방향 홈(71)의 홈표면(71S)에 둘레 방향 세홈(71C)도 형성되어 있기 때문에, 축선 방향 홈(71)의 축선 방향 단부로부터 외부로의 오일의 배출 저항이 되고, 오일은 도 18에 화살표 N'으로 나타내는 바와 같이 제 1 실시형태보다도 다량 둘레 방향 세홈(71C)으로 유도되어서 슬라이딩면(70)으로 보내진다. 따라서 슬라이딩면(70)에 윤택한 오일이 공급되어, 베어링 손상을 일어나기 어렵게 할 수 있다.

(제 3 실시형태)

도 19 및 20은, 복수의 축선 방향 홈(71)이 내주면의 전체 둘레에 걸쳐서 마련된 하프 베어링(131)을 나타낸다. 또한, 하프 베어링(131,132)의 내주면(7)은, 슬라이딩면(70)과, 양쪽 둘레 방향 단면(76)에 인접하여 형성된 크래시 릴리프(72)를 가지고 있다. 다른 구성은 이미 설명한 하프 베어링(31,32)과 마찬가지이다.

이 실시형태에서는, 형상이나 치수가 같은 복수의 축선 방향 홈(71)이 내주면(7)의 대략 전체 면에 대략 등간격으로 마련되어 있다. 또한, 도 20은, 반원통 형상의 하프 베어링(131)을 내주면측에서 본 평면도이며, 이 때문에 둘레 방향 단면(76) 부근의 축선 방향 홈(71)의 형상은 왜곡하여 그려져 있다. 또한 도 20에서는, 축선 방향 세홈(71A)은 생략되어, 나타나 있지 않다.

크래시 릴리프(72)는, 하프 베어링(131,132)의 둘레 방향 단부 영역에 있어서 벽부의 두께를 본래의 슬라이딩면(70)으로부터 직경 방향으로 줄임으로써 형성되는 면이며, 예를 들면 한 쌍의 하프 베어링(131,132)을 커넥팅 로드(2)에 조립하였을 때에 생길 수 있는 하프 베어링(131,132)의 둘레 방향 단면(76)의 위치 어긋남이나 변형을 흡수하기 위하여 형성된다. 따라서 크래시 릴리프(72)의 표면의 곡률 중심 위치는, 그 외의 영역에 있어서의 슬라이딩면(70)의 곡률 중심 위치와 다르다(SAE J506(항목 3.26 및 항목 6.4), DIN1497, 섹션 3.2, JIS D3102 참조). 일반적으로, 승용차용의 소형의 내연기관용 베어링의 경우, 하프 베어링의 원주방향 단면에 있어서의 크래시 릴리프(72)의 깊이(본래의 슬라이딩면으로부터 크래시 릴리프(72)까지의 거리)는 0.01~0.05㎜ 정도이다.

4사이클 내연기관 중에서도 고속 회전형의 엔진에서는 크랭크축이 접촉하여 회전하는 경향이 있어, 하프 베어링(131)의 전체 둘레에서 슬라이딩면(70)과 크랭크핀(5)의 표면이 접근하여, 직접 접촉이 생기기 쉽다. 본 실시형태의 하프 베어링(131)의 축선 방향 홈(71)은, 하프 베어링(131)의 전체 둘레에 마련되어 있기 때문에, 크랭크축이 연속하여 고속 회전하는 내연기관의 운전 조건에 있어서도, 오일 중에 혼입된 수분을 배출하는 개소가 많아진다. 따라서 기화한 수분에 의한 슬라이딩면(70)의 캐비테이션 이로젼을 억제할 수 있어, 하프 베어링(131)의 슬라이딩면(70)의 손상을 일으키기 어려워진다.

또한, 축선 방향 홈(71)의 형성 범위는, 하프 베어링(131)의 내주면(7)의 둘레 방향 중앙부 부근만으로 한정되지 않으며, 둘레 방향의 임의의 범위로 형성할 수 있다. 추가로, 축선 방향 홈(71)은 크래시 릴리프(72)에 형성되어 있어도 된다. 또한, 도 19 및 20에는 5개의 축선 방향 홈(71)이 그려져 있지만, 이에 한정되지 않는다.

(제 4 실시형태)

도 21 및 22는, 복수의 축선 방향 홈(71)이 내주면의 둘레 방향의 일부에 마련된 하프 베어링(231)을 나타낸다. 하프 베어링(231,232)의 내주면(7)은, 슬라이딩면(70)과, 양쪽 둘레 방향 단면(76)에 인접하여 형성된 크래시 릴리프(72)를 가지고 있다. 다른 구성은 이미 설명한 하프 베어링(31,32)과 마찬가지이다. 또한, 도 21에서는, 축선 방향 세홈(71A)은 생략되어, 나타나 있지 않다.

이 실시형태에서는, 형상이나 치수가 같은 복수의 축선 방향 홈(71)이, 내주면(7)의 둘레 방향의 일부에 마련되어 있다. 또한, 도 22는, 반원통 형상의 하프 베어링(231)을 내주면측에서 본 평면도이며, 이 때문에 둘레 방향 단면(76) 부근의 축선 방향 홈(71)의 형상은 왜곡하여 그려져 있다.

본 실시형태의 하프 베어링(231)은, 내주면(7)의 일부에 복수의 축선 방향 홈(71)이 마련되어 있기 때문에, 크랭크축이 연속하여 고속 회전하는 내연기관의 운전 조건에 있어서도, 축선 방향 홈(71) 내에서 고온이 된 오일을 배출하는 개소가 많아진다. 따라서 슬라이딩면(70)의 온도 상승을 억제할 수 있다. 추가로, 내주면(7)의 전체 둘레에 걸쳐서 축선 방향 홈(71)을 형성한 경우와 비교하여, 슬라이딩면(70)에 의해 크랭크핀(5)을 지승하는 능력이 높기 때문에, 하프 베어링(231)의 슬라이딩면(70)과 크랭크핀(5)의 표면이 직접 접촉하기 어려워진다.

또한, 운전 시에 하프 베어링(231)의 내주면(7)의 둘레 방향 중앙부에 가까울수록 크랭크핀(5)의 표면과의 접촉이 생기기 쉬운 사양의 내연기관의 경우, 본 실시형태와는 달리, 복수의 축선 방향 홈(71)을, 하프 베어링(231)의 내주면(7)의 둘레 방향 중앙부 가까이에 배치할 수도 있다.

상기 서술한 바와 같이 내연기관의 사양에 의해 축선 방향 홈(71)의 위치나 수를 변경할 수 있다. 또한 축선 방향 홈(71)은 크래시 릴리프(72)에 형성되어도 된다. 도 21 및 22에는 6개의 축선 방향 홈(71)이 그려져 있지만, 이에 한정되지 않는다.

(제 5 실시형태)

도 23 및 24는, 축선 방향 홈(71)이 하프 베어링(331)의 축선 방향 단면(77)에 도달하여 있지 않고, 축선 방향 홈(71)이 축선 방향으로 폐색된 실시형태를 나타낸다. 이에 의해, 오일이 과잉하게 배출되는 것이 방지된다.

또한, 도 24에서는, 축선 방향 세홈(71A)은 생략되어, 나타나 있지 않다. 또한 도 23 및 24에는 1개의 축선 방향 홈(71)이 그려져 있지만, 이는 일례에 지나지 않고, 축선 방향으로 폐색된 구성은, 상기 서술 중 어느 실시형태에도 적용할 수 있다. 본 실시예에 있어서, 축선 방향 홈(71)은, 그 축선 방향 길이(L2)의 중앙이 하프 베어링(331)의 축선 방향 길이(L1)의 중앙과 일치하도록 형성된다. 또한 축선 방향 홈(71)은, 그 축선 방향 길이(L2)가, 하프 베어링(331)의 축선 방향 길이(L1)의 70%~95%가 되도록 형성되는 것이 바람직하다.

본 실시형태에서는, 둘레 방향 세홈(71C)은, 축선 방향 홈(71)의 홈표면(71S)으로부터의 깊이(DC)가, 둘레 방향 단부를 제외하고 둘레 방향 세홈(71C)의 신장 방향(길이 방향)에 걸쳐서 일정하며, 또한 폭(WC)이 둘레 방향 세홈(71C)의 신장 방향에 걸쳐서 일정하도록 형성되어 있다. 또한, 둘레 방향 세홈(71C)의 단면 형상은 U형상인 것이 바람직하지만, U형상에 한정되지 않으며, 다른 형상이어도 된다.

상기 설명은, 본 발명의 하프 베어링을 내연기관의 크랭크축의 크랭크핀을 지승하는 커넥팅 로드 베어링에 적용한 예를 이용하여 이루어져 있지만, 본 발명의 하프 베어링은, 크랭크축의 저널부를 지승하는 주베어링을 구성하는 한 쌍의 하프 베어링의 일방 또는 양방에 적용할 수도 있다. 또한 하프 베어링은, 예를 들면 오일 구멍이나 오일홈을 추가로 가지고 있어도 되고, 또한 축선 방향 홈(71)을 제외하는 슬라이딩면의 전체에 하프 베어링의 둘레 방향으로 연장되는 복수의 미세 홈부를 가지고 있어도 된다.

1 베어링 장치
2 커넥팅 로드
3 커넥팅 로드 베어링
31,32,31',32' 하프 베어링
4 주베어링
41,42 하프 베어링
41a 오일홈
5 크랭크핀
5a,5b 윤활유로
5c 토출구
6 저널부
6a 윤활유로
6c 입구 개구
7 내주면
70 슬라이딩면
72 크래시 릴리프
71 축선 방향 홈
71C 둘레 방향 세홈
71A 축선 방향 세홈
71S 평활면
71S' 소표면
76 둘레 방향 단면
131,132 하프 베어링
231,232 하프 베어링
331,332 하프 베어링
D 축선 방향 홈의 깊이
DA 축선 방향 세홈의 깊이
DC 둘레 방향 세홈의 깊이
WA 축선 방향 세홈의 폭
WC 둘레 방향 세홈의 폭
PA 축선 방향 세홈의 피치
PC 둘레 방향 세홈의 피치
L 축선 방향 홈의 둘레 방향의 길이
L1 하프 베어링의 축선 방향의 길이
L2 축선 방향 홈의 축선 방향의 길이
Q 크랭크핀의 이동 방향

Claims

내연기관의 크랭크축을 지승하는 슬라이딩 베어링을 구성하도록 이루어진 반원통 형상을 가지는 하프 베어링에 있어서,
상기 하프 베어링은, 그 내주면에 형성된 적어도 1개의 축선 방향 홈을 가지며, 상기 축선 방향 홈은, 상기 내주면으로부터 상기 하프 베어링의 직경 방향 외측으로 후퇴한 평활한 홈표면을 가지며, 상기 홈표면은, 상기 하프 베어링의 축선 방향에 수직한 단면에 있어서 상기 직경 방향 외측을 향하여 볼록 형상의 곡선을 형성하고, 또한 상기 축선 방향에 평행한 단면에 있어서 상기 축선 방향으로 연장되는 직선을 형성하고 있는, 하프 베어링에 있어서,
상기 하프 베어링은, 상기 홈표면에, 상기 홈표면으로부터 상기 직경 방향 외측으로 후퇴하도록 형성된 복수의 축선 방향 세홈을 추가로 가지며, 상기 복수의 축선 방향 세홈은, 상기 하프 베어링의 상기 축선 방향으로 연장되고, 또한 상기 내주면으로부터 상기 축선 방향 세홈의 최심부까지의 깊이가 2~50㎛인, 하프 베어링.
삭제
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 홈표면으로부터의 상기 축선 방향 세홈의 깊이가 0.3㎛~10㎛이며, 상기 홈표면 상에 있어서의 상기 축선 방향 세홈의 폭이 10~150㎛이며, 또한 상기 축선 방향 세홈의 피치가 10~200㎛인, 하프 베어링.
삭제
제 1 항에 있어서,
복수의 상기 축선 방향 홈이 상기 내주면에 형성되어 있는, 하프 베어링.
제 6 항에 있어서,
상기 복수의 축선 방향 홈이 둘레 방향에 등간격으로 형성되어 있는, 하프 베어링.
제 1 항에 있어서,
상기 축선 방향 홈이, 상기 하프 베어링의 축선 방향 중 어느 단면에서도 개구하고 있지 않고, 폐색되어 있으며, 상기 축선 방향 홈의 축선 방향 길이는, 하프 베어링의 축선 방향 길이의 70~95%가 되도록 형성되어 있는, 하프 베어링.
제 1 항에 기재된 하프 베어링을 가지는, 내연기관의 크랭크축을 지승하기 위한 원통 형상의 슬라이딩 베어링.
제 9 항에 있어서,
상기 하프 베어링의 쌍으로 이루어지는, 슬라이딩 베어링.