KR20170118906A

KR20170118906A - 미끄럼 베어링

Info

Publication number: KR20170118906A
Application number: KR1020177026828A
Authority: KR
Inventors: 다이스케 세키; 유지 타카기
Original assignee: 다이호 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2015-02-27
Filing date: 2016-02-26
Publication date: 2017-10-25
Also published as: US20180031031A1; EP3263930A4; JP6178354B2; CN107407330A; JP2016161015A; EP3263930A1; WO2016136998A1

Abstract

본 발명은, 원통을 축 방향과 평행하게 이분할한 반할 부재(2·2)를 상하로 배치한 미끄럼 베어링(1)으로서, 하측 반할 부재(2)의 축 방향 단부에, 회전 방향 하류측에서 원주 방향으로 미세홈(3)을 형성하고, 미세홈(3)의 축 방향 외측에, 크랭크 샤프트(11)와의 맞댐면보다 낮게 형성한 둘레부(2a)를 마련하고, 미세홈(3)의 길이 방향에 직교하는 단면에서 보았을 때, 미세홈(3)의 바닥면(3a)을 곡선상이 되도록 형성한 미끄럼 베어링(1)에 관한 것이다. 이에 따라, 마찰 저감 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 총유출유량을 억제할 수 있다.

Description

미끄럼 베어링

본 발명은 미끄럼 베어링의 기술에 관한 것으로, 원통을 축 방향과 평행하게 이분할한 반할 부재를 상하로 배치한 미끄럼 베어링의 기술에 관한 것이다.

종래, 엔진의 크랭크 샤프트를 지지하기 위한 베어링으로서, 원통 형상을 이분할한 두 개의 부재를 맞대는 반할 구조의 미끄럼 베어링이 공지되어 있지만, 냉간시에 오일의 점도가 높기 때문에 마찰(friction)이 크다는 과제가 있다. 따라서, 상기 베어링의 축 방향 양단부에, 전체 둘레에 걸쳐 클리어런스 부분(미세홈)을 형성한 베어링이 공지되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

특허 문헌 1: 일본 특허공표 2003-532036호 공보

그러나, 종래의 미세홈을 형성한 베어링에서는, 오일의 인입량 증가와 축 방향 양단부로부터의 오일의 누유량 억제를 양립시킬 수 없어, 더 나은 마찰 저감 효과를 기대할 수 없었다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 과제를 감안하여, 총유출유량을 억제할 수 있고, 더 나은 마찰 저감 효과를 얻을 수 있는 미끄럼 베어링을 제공한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상과 같으며, 다음에 이 과제를 해결하기 위한 수단을 설명한다.

즉, 본 발명에서는, 원통을 축 방향과 평행하게 이분할한 반할 부재를 상하로 배치한 미끄럼 베어링으로서, 상기 하측 반할 부재의 축 방향 단부에, 회전 방향 하류측에서 원주 방향으로 미세홈을 형성하고, 상기 미세홈의 축 방향 외측에 상기 미끄럼 베어링의 축과의 맞댐면보다 낮게 형성한 둘레부를 마련하고, 상기 미세홈의 길이 방향과 평행한 단면에서 보았을 때, 상기 미세홈의 바닥면에 산부와 골부가 교대로 배치된다.

본 발명에서는, 상기 골부를, 길이 방향과 평행한 단면에서 보았을 때, 원호상이 되도록 형성한다.

본 발명은 다음과 같은 효과를 갖는다.

즉, 유막 압력의 발생을 방해하지 않는 정도의 미세홈을 마련함으로써, 슬라이딩 면적을 줄이면서 마찰 저감 효과를 얻을 수 있고, 또한 총유출유량을 억제할 수 있다. 또한, 미세홈의 바닥면에 산부와 골부가 교대로 배치됨으로써, 윤활유가 원활하게 인입되고 재흡입유량이 증가해 마찰 저감 효과를 얻을 수 있고, 또한 총유출유량을 억제할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 실시 형태에 따른 미끄럼 베어링을 나타내는 정면도이다.
도 2a는 본 발명의 실시 형태에 따른 미끄럼 베어링을 구성하는 반할 부재를 나타내는 평면도이고, 도 2b는 Ⅱ(B)-Ⅱ(B)선 단면도이고, 도 2c는 Ⅱ(C)-Ⅱ(C)선 단면도이다.
도 3a는 본 발명의 실시 형태에 따른 미세홈을 나타내는 Ⅱ(B)-Ⅱ(B)선 단면 확대도이고, 도 3b는 미세홈을 나타내는 일부 사시도이다.
도 4는, 본 발명의 실시 형태에 따른 미세홈 및 절삭구를 나타내는 Ⅱ(B)-Ⅱ(B)선 단면 확대도이다.
도 5는, 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 반할 부재를 나타내는 Ⅱ(C)-Ⅱ(C)선 단면도이다.

다음으로, 발명의 실시의 형태를 설명한다. 한편, 도 1은 미끄럼 베어링(1)의 정면도이며, 도면의 상하를 상하 방향, 도면의 앞쪽 방향 및 안쪽 방향을 축 방향(전후 방향)으로 한다.

우선, 본 발명의 실시 형태에 따른 미끄럼 베어링(1)을 구성하는 반할 부재(2)에 대해 도 1 및 도 2를 이용해 설명한다.

미끄럼 베어링(1)은 원통형 부재이며, 도 1에 나타낸 바와 같이, 엔진의 크랭크 샤프트(11)의 미끄럼 베어링 구조에 적용된다. 미끄럼 베어링(1)은 2개의 반할 부재(2·2)로 구성되어 있다. 2개의 반할 부재(2·2)는 원통을 축 방향과 평행하게 이분할한 형상이며, 단면이 반원 형상이 되도록 형성된다. 본 실시 형태에서 반할 부재(2·2)는 상하로 배치되고, 좌우에 이음면이 배치된다. 크랭크 샤프트(11)를 미끄럼 베어링(1)으로 지지하는 경우, 소정의 틈새가 형성되고, 이 틈새에 대해 도시하지 않은 유로로부터 윤활유가 공급된다.

도 2a에는 상측 및 하측의 반할 부재(2)를 나타내고 있다. 한편, 본 실시 형태에서는, 크랭크 샤프트(11)의 회전 방향을, 도 1의 화살표에 나타낸 바와 같이, 정면에서 보았을 때 시계 방향으로 한다. 또한, 베어링 각도(ω)는, 도 2b에서 우측단의 위치를 0°로 하고, 반시계 방향을 정(+)으로 한다. 즉, 도 2b에서, 좌측단 위치의 베어링 각도(ω)가 180°가 되고, 하단 위치의 베어링 각도(ω)가 270°가 되도록 정의한다.

상측 반할 부재(2)의 내주에는 원주 방향으로 홈이 마련되고, 중심에 원형의 구멍이 마련된다. 또한, 상측 반할 부재(2)의 좌우에 이음면이 배치된다. 반할 부재(2)는, 도 2c에 나타낸 바와 같이, 코팅층(23)을 갖는다.

하측 반할 부재(2)의 내주에서, 축 방향의 단부에 미세홈(3)이 형성된다.

또한, 미세홈(3)의 축 방향 외측면을 형성하는 둘레부(2a)는, 반할 부재(2)의 외주면으로부터의 높이(h)가 반할 부재(2)의 외주면으로부터 맞댐면까지의 높이(D)보다 낮게 형성된다. 즉, 축 방향 바깥쪽의 둘레부(2a)가 주위의 크랭크 샤프트(11)와의 맞댐면보다 한단 낮아지도록 형성된다.

미세홈(3)에 대해 도 2b 및 도 2c를 이용해 설명한다.

미세홈(3)은 하측 반할 부재(2)에 마련된다. 본 실시 형태에서는, 미세홈(3)이 축 방향으로 나란히 2개 마련되어 있다. 상세하게는, 미세홈(3)은 크랭크 샤프트(11)의 회전 방향 하류측 이음면(베어링 각도(ω)가 180°)과 이격된 위치(베어링 각도(ω)가 ω1)로부터 베어링 각도(ω)가 정이 되는 방향(반시계 방향)을 향해, 베어링 각도 ω2까지 원주 방향으로 마련된다. 하측 반할 부재(2)에서는, 도 2b의 우측 이음면이 회전 방향 상류측 이음면, 도 2b의 좌측 이음면이 회전 방향 하류측 이음면이 된다.

미세홈(3)의 폭은, 도 2c에 나타낸 바와 같이, w가 되도록 형성된다.

또한, 미세홈(3)의 깊이(d)는 반할 부재(2)의 외주면으로부터 맞댐면까지의 높이(D)보다 짧게 형성된다. 또한, 미세홈(3)의 깊이(d)는, 도 3a에 나타낸 바와 같이, 미세홈(3)의 길이 방향 일단으로부터 타단을 향할수록 변화한다.

미세홈(3)의 바닥면(3a)에는, 도 3a에 나타낸 바와 같이, 길이 방향과 평행한 단면인 Ⅱ(B)-Ⅱ(B)선에 따른 단면에서 보았을 때, 산부(3b)와 골부(3c)가 교대로 배치되도록 형성된다.

산부(3b)는 골부(3c)와 골부(3c) 사이에 마련된다. 산부(3b)는 골부(3c)보다 내주측으로 돌출하도록 형성된다.

골부(3c)는, Ⅱ(B)-Ⅱ(B)선에 따른 단면에서 보았을 때, 원호상이 되도록 구성된다. 골부(3c)의 원호상의 단부와 인접하는 골부(3c)의 원호상의 단부는 연속되어 있어, 골부(3c)와 골부(3c)가 연속되는 부분이 산부(3b)가 되도록 형성된다.

미세홈(3)의 바닥면(3a)에, 산부(3b)와 골부(3c)가 교대로 배치되도록 형성됨으로써, 재흡입되는 윤활유의 흐름이 도 3b의 화살표로 나타낸 바와 같이 되므로, 미세홈(3)으로 유입되어 온 윤활유가 미세홈(3)의 측면을 넘어 반할 부재(2)의 축 방향 안쪽으로 유입되기 쉬워진다. 즉, 윤활유가 골부(3c)로부터 산부(3b)를 따라 이동함으로써 반할 부재(2)의 내주면측으로의 흐름을 만들어, 미세홈(3)의 측면을 넘기 쉽게 하는 것이다.

이와 같이 구성함으로써, 윤활유의 재흡입량이 많아져 총유출유량을 억제할 수 있다.

또한, 둘레부(2a)가 미세홈(3)의 바닥면(3a)보다 한단 높게 형성됨으로써, 슬라이딩면으로부터 축 방향 단부로 새는 오일이나 재흡입한 오일이 다시 새지 않게 하는 벽이 되어, 누유량을 억제할 수 있다. 이에 따라, 특히 냉간시의 인입 유량이 증가해, 조기 승온에 의한 마찰 저감 효과를 증대시킬 수 있다.

또한, 둘레부(2a)가 주위의 크랭크 샤프트(11)와의 맞댐면보다 한단 낮게 형성됨으로써, 크랭크 샤프트(11)가 기울어 축 방향 한쪽 단부에만 접촉하는 상태(불균일 접촉하는 상태)가 되었을 때, 둘레부(2a)와 크랭크 샤프트(11)의 접촉 기회를 줄일 수 있기 때문에, 둘레부(2a)의 손상을 방지할 수 있다.

본 실시 형태에 따른 미세홈(3)을 마련함으로써, FMEP 경감량이 증가한다. 특히, 엔진 회전수가 낮은 영역에서 FMEP 경감량이 증가한다. 여기에서, FMEP(Friction Mean Effective Pressure)란, 마찰의 경향을 보기 위한 값으로서, FMEP 경감량이 증가하면 마찰이 저감한다. 예를 들면, 엔진이 냉간 시동할 때 등에, FMEP 경감량이 증가해 마찰이 저감된다.

다음으로, 미세홈(3)의 형성 방법에 대해 설명한다.

미세홈(3)은, 예를 들면, 절삭 가공에 의해 형성된다.

절삭 가공에서는, 절삭구에 의해 반할 부재(2)의 내주면을 절삭한다. 본 실시 형태에서는, 절삭구로서 둥근톱(100)을 이용한다.

보다 자세하게는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 둥근톱(100)을 미세홈(3)의 길이 방향과 평행하게 이동시킴으로써 반할 부재(2)의 내주면을 절삭한다.

이와 같이 구성하여 둥근톱(100)을 이동시킴으로써, 둥근톱(100)의 외주(원호)에 따라 미세홈(3)의 바닥면(3a)에 골부(3c)가 원호상으로 형성되고, 골부(3c)와 골부(3c) 사이에 산부(3b)가 마련된다.

코팅층(23)은 반할 부재(2)의 내주면 상에 도포됨으로써 형성된다. 이때, 코팅층(23)은, 도 2c에 나타낸 바와 같이, 미세홈(3)의 축 방향 내측 단부를 덮도록 형성되고, 보다 자세하게는, 미세홈(3)의 축 방향 내측 측면의 중간부까지 도포되어 있다. 이와 같이 구성함으로써, 미세홈(3)의 축 방향 내측 단부를 코팅층(23)으로 덮음으로써, 크랭크 샤프트(11)가 기울어 축 방향 한쪽 단부에만 접촉하는 상태(불균일 접촉하는 상태)가 되었을 때, 미세홈(3)의 축 방향 내측 단부와 크랭크 샤프트(11)의 마찰을 경감시킬 수 있다.

또한, 도 5에 나타낸 바와 같이, 코팅층(23)은 미세홈(3) 전체를 덮도록 형성할 수도 있다. 이와 같이 구성함으로써, 크랭크 샤프트(11)가 기울어 축 방향 한쪽 단부에만 접촉하는 상태(불균일 접촉하는 상태)가 되었을 때, 미세홈(3)의 축 방향 내측 단부 및 축 방향 외측 단부와, 크랭크 샤프트(11)와의 마찰을 경감시킬 수 있다.

이상과 같이, 원통을 축 방향과 평행하게 이분할한 반할 부재(2·2)를 상하로 배치한 미끄럼 베어링(1)으로서, 하측 반할 부재(2)의 축 방향 단부에, 회전 방향 하류측에서 원주 방향으로 미세홈(3)을 형성하고, 미세홈(3)의 축 방향 외측에 미끄럼 베어링(1)의 크랭크 샤프트(11)와의 맞댐면보다 낮게 형성한 둘레부(2a)를 마련하고, 미세홈(3)의 길이 방향과 평행한 단면에서 보았을 때, 미세홈(3)의 바닥면(3a)에 산부(3b)와 골부(3c)가 교대로 배치된다.

이와 같이 구성함으로써, 유막 압력의 발생을 방해하지 않는 정도의 미세홈(3)을 마련하는 것으로, 슬라이딩 면적을 줄이면서 마찰 저감 효과를 얻을 수 있고, 또한 총유출유량을 억제할 수 있다. 또한, 미세홈(3)의 바닥면(3a)에 산부(3b)와 골부(3c)가 교대로 배치됨으로써, 윤활유가 원활하게 반할 부재(2)의 내주면으로 인입되어 재흡입유량이 증가해 마찰 저감 효과를 얻을 수 있고, 또한 총유출유량을 억제할 수 있다.

또한, 골부(3c)를, 길이 방향과 평행한 단면에서 보았을 때(Ⅱ(B)-Ⅱ(B)선에 따른 단면에서 보았을 때), 원호상이 되도록 형성한다.

이와 같이 구성함으로써, 윤활유가 미세홈(3) 바닥면(3a)의 골부(3c)를 따라 이동함으로써 반할 부재(2)의 내주면으로 인입되기 쉬워져, 원활하게 축 방향 안쪽으로 윤활유를 보낼 수 있다.

1 미끄럼 베어링
2 반할 부재
2a 둘레부
3 미세홈
3a 바닥면
3b 산부
3c 골부
11 크랭크 샤프트

Claims

원통을 축 방향과 평행하게 이분할한 반할 부재를 상하로 배치한 미끄럼 베어링으로서,
상기 하측 반할 부재의 축 방향 단부에, 회전 방향 하류측에서 원주 방향으로 미세홈을 형성하고, 상기 미세홈의 축 방향 외측에 상기 미끄럼 베어링의 축과의 맞댐면보다 낮게 형성한 둘레부를 마련하고,
상기 미세홈의 길이 방향과 평행한 단면에서 보았을 때, 상기 미세홈의 바닥면에 산부와 골부가 교대로 배치되는 것을 특징으로 하는 미끄럼 베어링.
제1항에 있어서,
상기 골부를, 길이 방향과 평행한 단면에서 보았을 때, 원호상이 되도록 형성한 것을 특징으로 하는 미끄럼 베어링.