WO2016194768A1 - 内燃機関用軸受および内燃機関用軸受の製造方法 - Google Patents

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建仁 上田
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大豊工業株式会社
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    • F16C2360/00Engines or pumps
    • F16C2360/22Internal combustion engines

Definitions

  • the present invention relates to a bearing used in an internal combustion engine such as an automobile.
  • a bimetal having a lining layer formed of a copper-based or aluminum-based bearing alloy on a back metal formed of steel or the like is used.
  • a bearing is known (for example, Patent Document 1).
  • bearings made of resin are known as bearings that are not used for internal combustion engines but are used in office equipment and the like (for example, Patent Documents 2 and 3).
  • JP 2013-167280 A Japanese Patent Laid-Open No. 2008-19880 JP 2000-87954 A
  • the present invention mainly relates to a technique for improving warm-up characteristics in a bearing for an internal combustion engine.
  • the present invention includes a bearing body formed in a semi-cylindrical shape or a cylindrical shape having an inner peripheral surface that slides with a shaft and an outer peripheral surface that contacts a housing, and the bearing main body is formed of a resin.
  • a bearing for an internal combustion engine is provided that includes a resin layer and a reinforcing layer formed of metal and in contact with the resin layer to reinforce the resin layer.
  • the resin layer forms at least a part of the inner peripheral surface, and the reinforcing layer has both ends of the inner peripheral surface in the rotation axis direction of the shaft, and the inner periphery included in the resin layer
  • the surface may be configured to be sandwiched between the both ends.
  • the resin layer forms at least a part of the outer peripheral surface, and the reinforcing layer has both ends of the outer peripheral surface in the rotation axis direction of the shaft, and the outer peripheral surface included in the resin layer is You may comprise so that it may be pinched
  • the bearing main body may have a mating surface that is formed in a semi-cylindrical shape and comes into contact with another pair of bearings, and the reinforcing layer is exposed at the mating surface.
  • the resin layer may be configured to cover the entire surface of the reinforcing layer.
  • the present invention also provides a method for manufacturing a bearing for an internal combustion engine, comprising: a step of forming a reinforcing layer by processing a metal; and a step of coating the resin on the entire surface of the reinforcing layer to form a resin layer. provide.
  • the present invention includes a step of disposing a reinforcing layer containing metal in a part of the inner space of the mold, a step of injecting a resin between the mold and the reinforcing layer, and forming a resin layer,
  • the manufacturing method of the bearing for internal combustion engines which has this.
  • warm-up characteristics can be improved in a bearing for an internal combustion engine. Further, the mechanical strength can be increased as compared with the case where all the bearings for the internal combustion engine are made of resin.
  • the figure which illustrates the crankshaft 1 in an internal combustion engine The figure which illustrates the external appearance of the main bearing 10
  • the figure which illustrates the external appearance of the semi-cylindrical bearing 11 The figure which illustrates the cross-section of semi-cylindrical bearing 11 Figure illustrating a classic relief
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a crankshaft 1 in an internal combustion engine.
  • a main bearing 10 a connecting rod bearing 20, and a crank washer 30 are used.
  • the main bearing 10 is a bearing that is mounted on a housing (not shown) of a cylinder block (not shown), holds a journal of the crankshaft 1, and supports the crankshaft 1.
  • the connecting rod bearing 20 is a bearing that is attached to the connecting rod 2 to hold the pin of the crankshaft 1 and supports the connecting rod 2.
  • the crank washer 30 is a bearing that is used in combination with the main bearing 10 and supports the axial force of the crankshaft 1.
  • the crank washer 30 also has a function of positioning the crankshaft 1 and the cylinder block in the axial direction.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the external appearance of the main bearing 10.
  • the main bearing 10 is composed of two semi-cylindrical bearings (a semi-cylindrical bearing 11 and a semi-cylindrical bearing 12).
  • the semi-cylindrical bearing 11 is a bearing (upper bearing) mounted on the piston side as viewed from the crankshaft 1
  • the semi-cylindrical bearing 12 is a bearing (lower bearing) mounted on the opposite side.
  • the semi-cylindrical bearing 11 and the semi-cylindrical bearing 12 are examples of a bearing for an internal combustion engine according to the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the external appearance of the semi-cylindrical bearing 11.
  • the semi-cylindrical bearing 11 has a bearing body 111.
  • the bearing body 111 is made of resin and metal.
  • the resin a thermosetting resin or a thermoplastic resin is used.
  • thermosetting resin examples include thermosetting polyimide resin (PI), phenol resin (PF), urea resin (UF), melamine resin (MF), epoxy resin (EP), furan resin (FF), and xylene resin.
  • PI thermosetting polyimide resin
  • PF phenol resin
  • UF urea resin
  • MF melamine resin
  • EP epoxy resin
  • FF furan resin
  • xylene resin examples include thermosetting polyimide resin (PI), phenol resin (PF), urea resin (UF), melamine resin (MF), epoxy resin (EP), furan resin (FF), and xylene resin.
  • XF alkyd resin
  • UP silicon resin
  • SI allyl resin
  • FRP fiber reinforced plastic
  • thermoplastic resin examples include polyvinyl chloride resin (PVC), polyvinylidene chloride resin (PVdC), polyvinyl alcohol resin (PVA), polystyrene resin (PS), acrylonitrile / styrene resin (AS), acrylonitrile / butadiene / styrene.
  • ABS polyethylene resin
  • PE polyethylene / vinyl acetate copolymer resin
  • EVA polypropylene resin
  • POM polyacetal resin
  • PMMA polymethyl methacrylate resin
  • MS acetic acid Cellulose resin
  • PC polycarbonate resin
  • PA polyamide resin
  • PA polyurethane resin
  • PU fluororesin
  • PTFE fluororesin
  • FEP FEP, PFA, etc.
  • PAI Polya Doimide resin
  • PPS polyphenylene sulfide
  • PEEK polyetheretherketone
  • TPI thermoplastic polyimide
  • PBI polybenzimidazole
  • PEI polyetherimide resin
  • PSF polysulfone resin
  • PES polyarylate resin
  • PAR polyarylate resin
  • the heat resistant temperature (for example, continuous use temperature) of the resin is preferably 180 ° C. or higher, and more preferably 200 ° C. or higher.
  • the thermal conductivity of the resin is preferably 1 W / mK or less, and more preferably 0.5 W / mK or less.
  • the water absorption rate of resin is 0.2% or less.
  • a thermoplastic resin has a problem that the glass transition point is lowered by water absorption, and therefore, the water absorption is preferably 0.2% or less.
  • the linear expansion coefficient of the resin is preferably 70 ⁇ 10 ⁇ 6 or less.
  • the bearing body 111 is formed to contain resin, the heat of the lubricating oil is less likely to escape to the housing via the bearing, compared to an example in which the bearing body is entirely made of metal, and the engine is cold-started.
  • the temperature increase rate of the lubricating oil can be improved.
  • the bearing body 111 is formed in a semi-cylindrical shape, and has an inner peripheral surface 112 (sliding surface) that slides with the crankshaft 1 and an outer peripheral surface 113 that contacts a housing (not shown).
  • the diameter of the crankshaft 1 is, for example, ⁇ 30 to 150 mm, and the bearing body 111 has an inner diameter that matches the diameter of the crankshaft 1. Further, the bearing body 111 has a mating surface 114 and a mating surface 115 that are in contact with the semi-cylindrical bearing 12.
  • the semi-cylindrical bearing 11 has an oil groove 116 on the inner peripheral surface 112.
  • the oil groove 116 is a groove for supplying lubricating oil to the sliding surface and holding the supplied lubricating oil.
  • the oil groove 116 is provided with at least one oil hole 117 penetrating from the outer peripheral surface 113 to the inner peripheral surface 112.
  • An oil hole (not shown) is provided in a portion of the crankshaft 1 supported by the semi-cylindrical bearing 11 at a position facing the oil groove 116. This oil hole penetrates to a portion of the crankshaft 1 supported by the connecting rod bearing 20.
  • Lubricating oil is supplied to the outer peripheral surface 113 of the semi-cylindrical bearing 11 through an oil passage (not shown) provided in the cylinder block.
  • the lubricating oil supplied to the outer peripheral surface 113 is supplied to the inner peripheral surface 112 (sliding surface) through the oil hole 117, and lubricates the main bearing.
  • the lubricating oil on the sliding surface is supplied to the sliding surface of the connecting rod bearing 20 through the oil hole of the crankshaft 1.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a cross-sectional structure of the semi-cylindrical bearing 11.
  • FIG. 4A is an external view of the semi-cylindrical bearing 11 viewed from a direction perpendicular to the mating surface.
  • FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
  • This cross section is a cross section perpendicular to the axial direction (a cross section parallel to the sliding direction).
  • the thickness of the bearing body 111 is not uniform, and is thicker toward the center, and becomes thinner from the center toward the end (mating surface).
  • the oil relief refers to a gap on the inner peripheral surface with respect to a circle (a circle passing through the central portion of the inner peripheral surface) based on the central portion of the inner peripheral surface of the semicylindrical bearing.
  • the depth (amount) of the oil relief is measured on the basis of a predetermined height (for example, 6 to 13 mm) from the mating surface, and is, for example, 0.005 to 0.025 mm.
  • Oil relief expands the oil clearance near the mating surface and helps create wedge film pressure. Furthermore, the oil relief helps to form an oil film, increases the amount of oil, and cools the bearing.
  • the oil groove 116 is formed over the entire length in the sliding direction from the mating surface 114 to the mating surface 115.
  • the depth of the oil groove is not uniform, and is deeper in the center of the bearing body 111 and becomes shallower from the center toward the mating surface.
  • the bearing body 111 is provided with a crash relief.
  • crash relief refers to a relief provided for the entire width of the bearing body 111 at a portion of the inner peripheral surface 112 that is in contact with the mating surface 114 and the mating surface 115.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a crush relief.
  • the crush relief is shown exaggerated rather than actual.
  • the difference in position between the inner peripheral surface 112 and the circle drawn by the portion of the inner peripheral surface 112 other than the crash relief at the mating surface is referred to as the depth d of the crash relief, and the crash relief of the inner peripheral surface 112 is formed.
  • the length of the portion that is made is called the length L of the crash relief.
  • the depth d of the crash relief is, for example, 0.01 to 0.06 mm
  • the length L of the crash relief is, for example, 4 to 9.5 mm.
  • the crash relief prevents contact with the shaft even when the inner peripheral surface 112 in the vicinity of the mating surface is slightly tilted toward the mating shaft when the bearing is assembled to the housing.
  • the crush relief has the effect of discharging the lubricating oil in the vicinity of the mating surface, cooling the bearing, and discharging foreign matter that has entered the sliding surface.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a cross-sectional structure of the oil groove 116 and the oil hole 117.
  • FIG. 6 shows a cross section perpendicular to the sliding direction (cross section parallel to the axial direction).
  • the oil groove 116 has a trapezoidal shape with a narrow bottom and a wide opening.
  • the bottom width W of the oil groove 116 is, for example, 2 to 5 mm, and the depth d of the oil groove 116 is smaller than the bottom width W, for example, 0.5 to 1 mm.
  • a portion of the inner peripheral surface 112 other than the oil groove 116 is formed with a fine groove (micro groove) that is finer than the oil groove 116.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a fine groove 118 formed on the inner peripheral surface 112.
  • the fine grooves 118 are formed by regularly arranging grooves having an arc shape in cross section.
  • the top part between two adjacent grooves is not flat but has a sharp shape.
  • the interval between two adjacent apexes is referred to as pitch P
  • the depth of the groove with reference to the apex is referred to as depth h.
  • the pitch P of the fine groove 118 is larger than the depth h.
  • the depth h is preferably 1 to 20 ⁇ m, for example, and more preferably 1 to 6 ⁇ m.
  • the pitch P is preferably 0.1 to 0.4 mm, and more preferably 0.1 to 0.2 mm.
  • the fine grooves 118 approach between the unlubricated state and the fluid lubricated state in the so-called Stribeck diagram, ensuring the fluid lubricated state at an early stage, and improving the conformability and oil retention.
  • the bearing body 111 has an interference (so-called crash). That is, the diameter of the bearing body 111 is longer than the semicircle.
  • the semi-cylindrical bearing 11 has a claw 119 on the outer peripheral surface 113.
  • the claw 119 is an example of a convex portion that serves as a detent for preventing the semicylindrical bearing 11 from rotating relative to the housing. Further, the claw 119 has a function of preventing erroneous assembly and positioning in the circumferential direction and the axial direction.
  • the semi-cylindrical bearing 11 has a so-called tension.
  • tension means that the outer diameter dimension in a free state (not assembled to the housing) when viewed from the axial direction is larger than the inner diameter of the housing.
  • the tension is, for example, 0.8 to 1.3 mm.
  • the tension has the effect of allowing the outer periphery of the semi-cylindrical bearing 11 to conform to the inner periphery of the housing during assembly, and the effect of preventing the semi-cylindrical bearing 11 from moving or dropping from the housing during assembly. .
  • the semi-cylindrical bearing 12 is omitted, but it is the same as the semi-cylindrical bearing 11 except that it does not have oil grooves and oil holes.
  • the detailed description of the connecting rod bearing 20 is also omitted, it is the same as the main bearing 10 in that two semi-cylindrical bearings are used in combination. However, in the connecting rod bearing 20, neither of the two semi-cylindrical bearings has oil grooves and oil holes.
  • the two semi-cylindrical bearings of the connecting rod bearing 20 are another example of the internal combustion engine bearing according to the present invention.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram for explaining an example of a laminated structure of the semicylindrical bearing 11. In FIG. 8, the oil hole 117 is omitted. Note that the laminated structure of the semi-cylindrical bearing 11 shown in FIG.
  • the bearing body 111 includes a resin layer 1111 including at least a part of the inner peripheral surface 112 and a reinforcing layer 1112 formed so as to be in contact with the resin layer 1111.
  • the resin layer 1111 and the reinforcing layer 1112 are preferably in close contact with each other.
  • the resin layer 1111 is formed of a resin.
  • the reinforcing layer 1112 is made of a material having higher rigidity than the resin forming the resin layer 1111 and is formed in close contact with the resin layer 1111 to increase the rigidity of the resin layer 1111.
  • the material of the reinforcing layer 1112 is, for example, a single metal or alloy such as iron, aluminum, or stainless steel.
  • the material of the reinforcing layer 1112 may include a material other than a single metal or an alloy.
  • the reinforcing layer 1112 may be a metal flat plate processed into a semi-cylindrical shape by, for example, a roll bending method, or a plate having a hollow portion such as a wire mesh or punching metal processed into a semi-cylindrical shape. There may be.
  • the resin layer 1111 shown in FIG. 8 is formed so as to cover the entire surface of the reinforcing layer 1112.
  • the resin layer 1111 may be formed by a coating process on the surface of the reinforcing layer 1112. Moreover, you may form by injecting resin with respect to the surface of the reinforcement layer 1112 arrange
  • the laminated structure of the semi-cylindrical bearing 11 is not limited to that shown in FIG.
  • FIG. 9 is a conceptual diagram for explaining another example of the laminated structure of the semi-cylindrical bearing 11.
  • the bearing body 111a of the semi-cylindrical bearing 11 has a reinforcing layer 1112a and a resin layer 1111a.
  • the reinforcing layer 1112a includes both ends of the inner peripheral surface 112 in the direction (axial direction) along the crankshaft 1 (mating shaft). And the inner peripheral surface 112 contained in the resin layer 1111a is comprised so that it may be pinched
  • a bearing body 111b of the semi-cylindrical bearing 11 shown in FIG. 9B has a reinforcing layer 1112b and a resin layer 1111b.
  • the reinforcing layer 1112b shown in FIG. 9B two portions sandwiching the resin layer 1111b from both sides in the axial direction are farther from the shaft by ⁇ t than the inner peripheral surface 112, and do not reach the inner peripheral surface 112. . Therefore, the reinforcing layer 1112b does not constitute the inner peripheral surface 112, and does not contact or slide with the crankshaft 1. On the other hand, the resin layer 1111b protrudes closer to the crankshaft 1 than the reinforcing layer 1112b, and thus contacts and slides with the crankshaft 1.
  • the oil groove 116 is provided in the resin layer and does not reach the reinforcing layer, but the bottom of the oil groove 116 may reach the reinforcing layer.
  • the oil groove 116 may be provided in the reinforcing layer instead of the resin layer.
  • FIG. 10 is a conceptual diagram for explaining another example of the laminated structure of the semi-cylindrical bearing 11.
  • a bearing body 111c of the semi-cylindrical bearing 11 shown in FIG. 10 includes a reinforcing layer 1112c and a resin layer 1111c.
  • the 10 includes at least a part of the outer peripheral surface 113.
  • the reinforcing layer 1112c includes the inner peripheral surface 112, and the oil groove 116 is provided in the reinforcing layer 1112c.
  • the reinforcing layer 1112c includes both end portions of the outer peripheral surface 113 in the axial direction.
  • the outer peripheral surface 113 contained in the resin layer 1111c is comprised so that it may be pinched
  • FIG. 11 is a conceptual diagram for explaining another example of the laminated structure of the semi-cylindrical bearing 11.
  • a bearing body 111d of the semicylindrical bearing 11 shown in FIG. 11 has a reinforcing layer 1112d and a resin layer 1111d.
  • the reinforcing layer 1112d is formed by forming a bead shape at the center of a metal flat plate by, for example, a press working method, and then processing it into a semi-cylindrical shape by, for example, a roll bending method.
  • the bead shape of the reinforcing layer 1112d is formed by being extruded from the inner peripheral surface 112 side toward the outer peripheral surface 113 side, with the inner peripheral surface 112 side being a concave portion and the outer peripheral surface 113 side being a convex portion.
  • the resin layer 1111d is formed so as to cover the entire surface of the reinforcing layer 1112d.
  • the resin layer 1111d may also be formed by coating the surface of the reinforcing layer 1112d, or formed by injecting resin onto the surface of the reinforcing layer 1112d arranged in the mold. May be. Moreover, you may form by compressing resin inject
  • FIG. 12 is a conceptual diagram for explaining another example of the laminated structure of the semi-cylindrical bearing 11.
  • the oil groove 116 and the oil hole 117 are omitted.
  • FIG. 12 shows a view of the bearing main body 111a shown in FIG. 9A viewed from the axial direction.
  • the reinforcing layer 1112a is exposed at the mating surface 114 and the mating surface 115, and may cover the resin layer 1111a. According to this configuration, the compressive load due to the tightening allowance is handled by the reinforcing layer 1112a, so that the load resistance of the bearing body 111a can be ensured.
  • Example 1 the bearings are manufactured one by one by molding a reinforcing layer into a semi-cylindrical shape by roll bending or the like, and then molding a resin layer along the reinforcing layer by injection molding or compression molding.
  • the oil groove, the oil hole, and the fine groove may be formed by forming the oil groove, the oil hole, and the fine groove in a mold, or may be formed by cutting or the like into a semi-cylindrical shape. .
  • FIG. 13 is a flowchart showing a manufacturing method according to Example 2 of the bearing.
  • the bearing may be formed by coating the reinforcing layer.
  • a reinforcing layer that is a metal plate processed into a semi-cylindrical shape by roll bending is disposed at a predetermined position.
  • the resin layer is formed by coating the surface of the reinforcing layer with resin.
  • the bearing may be molded by injection molding or compression molding a resin into a mold in which a reinforcing layer is arranged.
  • a reinforcing layer is disposed in a part of the internal space of the mold.
  • resin is injected or compression molded between the mold and the reinforcing layer.
  • the resin is filled in a portion not occupied by the reinforcing layer in the inner space of the mold, and a resin layer is formed.
  • This resin layer includes an inner peripheral surface 112.
  • the resin layer in step S202 or step S302 may be formed by papermaking in addition to coating, injection molding or compression molding.
  • paper making means a step of producing a slurry by stirring a material containing a resin in water, a step of dehydrating the produced slurry, and pressurizing and heating the dehydrated slurry in a mold. And forming the solid member.
  • FIG. 14 is a flowchart showing a method of molding a resin by papermaking.
  • a material containing resin is blended.
  • this material includes, for example, glass fibers, carbon fibers, inorganic fibers, inorganic fillers, friction modifiers, and the like.
  • step S102 the above-described materials are put into water, stirred and mixed to produce a slurry.
  • step S103 the slurry described above is supplied to the filter and dehydrated.
  • suction filtration, pressure filtration, or the like is applied.
  • step S104 the slurry after dehydration described above is supplied into the mold, and is pressed and heated to be molded into a predetermined shape such as a semi-cylindrical shape.
  • the material is more easily dispersed compared to the case where other processes are applied. Moreover, when the fiber is contained in the material, since the fiber is difficult to be oriented in a specific direction, the strength of the resin molded body can be imparted and the strength can be improved.
  • the specific shape of the bearing is not limited to that exemplified in the embodiment.
  • at least one of an oil groove, an oil hole, a fine groove, an oil relief, a crash relief, and a claw may be omitted.
  • at least one of an oil groove and an oil hole may be provided in the semi-cylindrical bearing 12 and the connecting rod bearing 20, at least one of an oil groove and an oil hole may be provided.
  • the specific sizes of these elements are not limited to those exemplified in the embodiment.
  • the specific shape, number, and position of the oil grooves and oil holes are not limited to those exemplified in the embodiment.
  • the semi-cylindrical bearing may not have tension.
  • the oil groove 116 communicates from the mating surface 114 to the mating surface 115 .
  • the oil groove may be formed only in a part of the circumferential direction.
  • the oil groove is not limited to the one formed on the sliding surface (inner peripheral surface), and may be formed on the outer peripheral surface. That is, the oil groove may be formed on at least one of the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the bearing body.
  • the semi-cylindrical bearing 11 and the semi-cylindrical bearing 12 are exemplified as the bearing according to the present invention, but the bearing is not limited to the semi-cylindrical bearing.
  • the bearing according to the present invention may be, for example, a cylindrical bearing (so-called bush).
  • the shape of the bearing main body constituting this bearing is a cylindrical shape.
  • the cylindrical bearing may be a bearing (so-called flange bush) provided with a flange at any part of the outer peripheral surface such as an axial end.

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Abstract

半円筒型軸受11は、相手軸と摺動する内周面112およびハウジングと接する外周面113を有する半円筒形状に樹脂で形成された軸受本体111を有する。半円筒型軸受11は、内周面の少なくとも一部を含む、樹脂で形成された樹脂層と、その樹脂層に密着して形成され、これを補強する補強層とが積層された構造を有していてもよい。この場合、軸受本体111は、内周面112を含む樹脂層1111と、樹脂層1111に密着して形成された補強層1112と、を有する。補強層1112は、樹脂層1111を形成する樹脂よりも剛性の高い材質が用いられ、樹脂層1111に密着して形成されることにより樹脂層1111の剛性を高める。補強層1112の材質は、例えば鉄、アルミニウムや、ステンレス鋼などの金属である。

Description

内燃機関用軸受および内燃機関用軸受の製造方法
 本発明は、自動車等の内燃機関において用いられる軸受に関する。
 自動車等の内燃機関(エンジン)において用いられる、いわゆる主軸受またはコンロッド軸受としては、鋼等で形成された裏金上に銅系またはアルミニウム系の軸受合金で形成されたライニング層を有するバイメタルを用いた軸受が知られている(例えば特許文献1)。また、内燃機関用ではないが、事務機器等において用いられる軸受としては、樹脂で形成した軸受が知られている(例えば特許文献2および3)。
特開2013-167280号公報 特開2008-19880号公報 特開2000-87954号公報
 自動車の内燃機関に要求される特性の一つに、冷間起動時の潤滑油昇温速度を高めること、いわゆる高い暖機特性の向上がある。しかし、特許文献1記載のように金属で形成された軸受を用いると、熱伝導率が比較的高いため潤滑油の熱が軸受を介して逃げてしまい、潤滑油の温度が上がりにくいという問題があった。特許文献2および3に記載の軸受は事務機器等、無潤滑の環境で用いられるものであり、潤滑油とともに用いられる内燃機関用軸受としては用いることができないという問題があった。
 これに対し本発明は、内燃機関用の軸受において主として暖機特性を改善する技術に関する。
 本発明は、一の態様において、シャフトと摺動する内周面およびハウジングと接する外周面を有する半円筒形状または円筒形状に形成された軸受本体を有し、前記軸受本体は、樹脂で形成された樹脂層と、金属で形成され前記樹脂層に接して該樹脂層を補強する補強層と、を有する内燃機関用軸受を提供する。
 前記樹脂層は、前記内周面の少なくとも一部を形成し、かつ前記補強層は前記内周面のうち前記シャフトの回転軸方向の両端部を有し、前記樹脂層に含まれる該内周面は該両端部により挟まれるように構成されてもよい。
 前記樹脂層は、前記外周面の少なくとも一部を形成し、かつ前記補強層は、前記外周面のうち前記シャフトの回転軸方向の両端部を有し、前記樹脂層に含まれる該外周面は該両端部により挟まれるように構成されてもよい。
 前記軸受本体は、半円筒形状に形成されて対を成す他の軸受と接触する合わせ面を有し、前記補強層は、前記合わせ面において露出しているように構成されてもよい。
 前記樹脂層は、前記補強層の表面全体を覆うように構成されてもよい。
 また、本発明は、金属を加工して補強層を形成する工程と、前記補強層の表面全体に前記樹脂をコーティングして樹脂層を形成する工程と、を有する内燃機関用軸受の製造方法を提供する。
 また、本発明は、金型の内部空間の一部分に金属を含む補強層を配置する工程と、前記金型と、前記補強層との間に樹脂を射出して樹脂層を形成する工程と、を有する内燃機関用軸受の製造方法を提供する。
 本発明によれば、内燃機関用の軸受において暖機特性を改善することができる。また、内燃機関用の軸受のすべてを樹脂で製造した場合に比べて機械強度を高めることができる。
内燃機関におけるクランクシャフト1を例示する図 主軸受10の外観を例示する図 半円筒型軸受11の外観を例示する図 半円筒型軸受11の断面構造を例示する図 クラッシリリーフを例示する図 油溝116および油孔117の断面構造を例示する図 内周面112に形成された微細溝118を例示する図 半円筒型軸受11の積層構造の一例を説明するための概念図 半円筒型軸受11の積層構造の他の一例を説明するための概念図 半円筒型軸受11の積層構造の他の一例を説明するための概念図 半円筒型軸受11の積層構造の他の一例を説明するための概念図 半円筒型軸受11の積層構造の他の一例を説明するための概念図 軸受の例2に係る製造方法を示すフローチャート 抄造により樹脂を成形する方法を示すフローチャート
1.構造
 図1は、内燃機関におけるクランクシャフト1を例示する図である。クランクシャフト1においては、主軸受10、コンロッド軸受20、およびクランクワッシャ30が用いられる。主軸受10は、シリンダブロック(図示略)のハウジング(図示略)に装着してクランクシャフト1のジャーナルを把持し、クランクシャフト1を支える軸受である。コンロッド軸受20は、コネクティングロッド2に装着してクランクシャフト1のピンを把持し、コネクティングロッド2を支える軸受である。クランクワッシャ30は、主軸受10と組み合わせて用いられ、クランクシャフト1の軸方向の力を支える軸受である。クランクワッシャ30は、クランクシャフト1およびシリンダブロックの軸方向の位置決めをする機能も有する。
 図2は、主軸受10の外観を例示する図である。主軸受10は、半円筒形状の2つの軸受(半円筒型軸受11および半円筒型軸受12)から構成される。半円筒型軸受11はクランクシャフト1から見てピストン側に装着される軸受(アッパー軸受)であり、半円筒型軸受12はその反対側に装着される軸受(ロアー軸受)である。半円筒型軸受11および半円筒型軸受12は、本発明に係る内燃機関用軸受の一例である。
 図3は、半円筒型軸受11の外観を例示する図である。半円筒型軸受11は、軸受本体111を有する。この例で、軸受本体111は、樹脂と金属とで形成されている。樹脂としては、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂が用いられる。
 熱硬化性樹脂としては、例えば、熱硬化性ポリイミド樹脂(PI)、フェノール樹脂(PF)、尿素樹脂(UF)、メラミン樹脂(MF)、エポキシ樹脂(EP)、フラン樹脂(FF)、キシレン樹脂(XF)、アルキド樹脂(UP)、シリコン樹脂(SI)、アリル樹脂(PDAP)、またはこれらの樹脂に繊維(ガラス繊維や炭素繊維)を混合した材料(いわゆる繊維強化プラスチック(繊維強化樹脂)、FRP)が用いられる。
 熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリ塩化ビニル樹脂(PVC)、ポリ塩化ビニリデン樹脂(PVdC)、ポリビニルアルコール樹脂(PVA)、ポリスチレン樹脂(PS)、アクリロニトリル・スチレン樹脂(AS)、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂(ABS)、ポリエチレン樹脂(PE)、エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂(EVA)、ポリプロピレン樹脂(PP)、ポリアセタール樹脂(POM)、ポリメチルメタクリレート樹脂(PMMA)、変性アクリル樹脂(MS)、酢酸セルローズ樹脂(CA)、ポリカーボネート樹脂(PC)、ポリエステル樹脂(PET、PTT、PBT、PEN、PBN等)、ポリアミド樹脂(PA)、ポリウレタン樹脂(PU)、フッ素樹脂(PTFE、FEP、PFA等)、ポリアミドイミド樹脂(PAI)、ポリフェニレンスルファイド(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、熱可塑性ポリイミド(TPI)、ポリベンゾイミダゾール(PBI)、ポリエーテルイミド樹脂(PEI)、ポリサルホン樹脂(PSF)、ポリエーテルサルホン樹脂(PES)、ポリアリレート樹脂(PAR)などが用いられる。
 内燃機関で用いられることから、樹脂の耐熱温度(例えば連続使用温度)が180℃以上であることが好ましく、200℃以上であることがより好ましい。また、暖気特性を向上させる観点から、樹脂の熱伝導率が1W/mK以下であることが好ましく、0.5W/mK以下であることがより好ましい。また、寸法変化等の吸水による悪影響を避けるため、樹脂の吸水率が0.2%以下であることが好ましい。特に熱可塑性樹脂においては吸水によりガラス転移点が低下するという問題があるので、吸水率が0.2%以下であることが好ましい。さらに、シリンダブロック内での膨張を抑制する観点から、樹脂の線膨張率が70×10-6以下であることが好ましい。
 軸受本体111が樹脂を含んで形成されていることにより、軸受本体がすべて金属で形成されている例と比較して潤滑油の熱が軸受を介してハウジングに逃げにくくなり、エンジンを冷間起動したときの潤滑油の昇温速度を向上させることができる。
 軸受本体111は半円筒形状に成形されており、クランクシャフト1と摺動する内周面112(摺動面)、およびハウジング(図示略)に接する外周面113を有する。クランクシャフト1の径は、例えばφ30~150mmであり、軸受本体111は、クランクシャフト1の径に合わせた内径を有する。さらに、軸受本体111は、半円筒型軸受12と接する合せ面114および合せ面115を有する。
 この例で、半円筒型軸受11は、内周面112に油溝116を有する。油溝116は、摺動面に潤滑油を供給し、さらに供給された潤滑油を保持するための溝である。また、油溝116には、外周面113から内周面112まで貫通した油孔117が少なくとも1つ設けられている。クランクシャフト1のうち半円筒型軸受11により支持される部分には、油溝116に対向する位置に油孔(図示略)が設けられている。この油孔はクランクシャフト1のうちコンロッド軸受20に支持される部分まで貫通している。潤滑油はシリンダブロック内に設けられた油路(図示略)を介して、半円筒型軸受11の外周面113に供給される。外周面113に供給された潤滑油は油孔117を介して内周面112(摺動面)まで供給され、主軸受を潤滑する。摺動面の潤滑油はクランクシャフト1の油孔を介してコンロッド軸受20の摺動面に供給される。
 図4は、半円筒型軸受11の断面構造を例示する図である。図4(A)は、合せ面に垂直な方向から半円筒型軸受11を見た外観図である。図4(B)は、図4(A)のB-B断面図を示している。この断面は、軸方向に垂直な断面(摺動方向に平行な断面)である。この例で、この断面において、軸受本体111の肉厚は一様ではなく、中心部ほど厚く、中心部から端部(合せ面)に向かうにつれ薄くなっている。これは、内径円(内周面112の描く円)の中心が、外径円(外周面113が描く円)の中心から外側に偏心している(ずれている)ためである。この偏心により、いわゆるオイルリリーフが形成される。オイルリリーフとは、半円筒型軸受内周面の中心部を基準とする円(内周面の中心部を通る円)に対する、内周面の隙間をいう。オイルリリーフの深さ(量)は、合せ面から所定の高さ(例えば6~13mm)を基準として測定され、例えば、0.005~0.025mmである。オイルリリーフは、合せ面付近のオイルクリアランスを拡大し、くさび膜圧力の形成を助ける。また、さらに、オイルリリーフは、油膜の形成を助け、油量を増加させ軸受を冷却させる。
 また、この例では、油溝116は、合せ面114から合せ面115まで摺動方向の全長に渡って形成されている。油溝の深さも一様ではなく、軸受本体111の中心部ほど深く、中心部から合せ面に向かうにつれ浅くなっている。
 さらに、軸受本体111には、クラッシリリーフが設けられている。クラッシリリーフとは、内周面112のうち合せ面114および合せ面115に接する部分において、軸受本体111の幅全体に対して設けた逃がしをいう。
 図5は、クラッシリリーフを例示する図である。なおここでは説明のため、実際よりもクラッシリリーフを誇張して図示している。合せ面の位置における、内周面112のうちクラッシリリーフ以外の部分が描く円と内周面112との位置の差をクラッシリリーフの深さdといい、内周面112のうちクラッシリリーフが形成されている部分の長さをクラッシリリーフの長さLという。クラッシリリーフの深さdは、例えば0.01~0.06mmであり、クラッシリリーフの長さLは、例えば4~9.5mmである。クラッシリリーフは、軸受をハウジングに組付けたときに合せ面近傍の内周面112が相手軸側にわずかに倒れ込んでも、軸との接触を防ぐものである。また、クラッシリリーフは、合せ面近傍において潤滑油を排出させ、軸受を冷却する効果、および摺動面に侵入した異物を排出する効果を有する。
 図6は、油溝116および油孔117の断面構造を例示する図である。図6は、摺動方向に垂直な断面(軸方向に平行な断面)を示している。この断面において、油溝116は、底部が狭く開口部が広い台形の形状を有している。油溝116の底幅Wは、例えば、2~5mmであり、油溝116の深さdは、底幅Wより小さく、例えば、0.5~1mmである。
 この例で、内周面112のうち油溝116以外の部分には、油溝116と比較して微細な微細溝(マイクログルーブ)が形成されている。
 図7は、内周面112に形成された微細溝118を例示する図である。微細溝118は、断面が円弧形状の溝が、規則正しく配置されたものである。この例で、隣り合う2つの溝と溝との間の頂部は平坦ではなく鋭利な形状をしている。隣り合う2つの頂部の間隔をピッチPといい、頂部を基準とした溝の深さを深さhという。微細溝118は、深さhよりもピッチPの方が大きい。深さhは、例えば1~20μmであることが好ましく、1~6μmであることがより好ましい。ピッチPは、例えば0.1~0.4mmであることが好ましく、0.1~0.2mmであることがより好ましい。微細溝118により、いわゆるストライベック線図における無潤滑状態から流体潤滑状態に至るまでの間が接近し、流体潤滑状態が早期に確保され、なじみ性および保油性も向上する。
 また、軸受本体111は、しめしろ(いわゆるクラッシ)を有する。すなわち軸受本体111は、半円よりも径が長い。
 ふたたび図3を参照する。半円筒型軸受11は、外周面113において爪119を有する。爪119は、半円筒型軸受11がハウジングに対して回転してしまうのを抑制するための回り止めとなる凸部の一例である。さらに、爪119は、誤組付け防止や周方向および軸方向において位置決めをする機能を有する。
 また、半円筒型軸受11は、いわゆる張りを有する。張りとは、軸方向から見たときの自由状態(ハウジングに組付けていない状態)における外径寸法を、ハウジングの内径よりも大きくすることをいう。張りは、例えば0.8~1.3mmである。張りは、組付けの際にハウジングの内周に半円筒型軸受11の外周をなじませる効果、および組付けの際に半円筒型軸受11がハウジングから移動または脱落するのを防止する効果を有する。
 半円筒型軸受12の詳細な説明は省略するが、油溝および油孔を有していない点以外は、半円筒型軸受11と同様である。コンロッド軸受20についても詳細な説明は省略するが、2つの半円筒型軸受を組み合わせて用いる点は主軸受10と同様である。ただし、コンロッド軸受20においては、2つの半円筒型軸受はいずれも油溝および油孔を有していない。コンロッド軸受20の2つの半円筒型軸受は、本発明に係る内燃機関用軸受の別の例である。
 また、半円筒型軸受11および半円筒型軸受12が有する軸受本体は、内周面の少なくとも一部を含む、樹脂で形成された樹脂層と、その樹脂層に密着して形成され、これを補強する補強層とが積層された構造を有していてもよい。図8は、半円筒型軸受11の積層構造の一例を説明するための概念図である。この図8において、油孔117を省略する。なお、図8に示す半円筒型軸受11の積層構造は、半円筒型軸受12にも当てはまる。
 図8に示す通り、軸受本体111は、内周面112の少なくとも一部を含む樹脂層1111と、樹脂層1111に接するように形成された補強層1112と、を有する。樹脂層1111と補強層1112密着していることが好ましい。樹脂層1111は、樹脂で形成される。補強層1112は、樹脂層1111を形成する樹脂よりも剛性の高い材質が用いられ、樹脂層1111に密着して形成されることにより樹脂層1111の剛性を高める。補強層1112の材質は、例えば鉄、アルミニウムや、ステンレス鋼などの単一金属または合金である。補強層1112の材質にはまたは単一金属または合金以外の素材が含まれていてもよい。
 補強層1112は、金属の平板を、例えばロール曲げ加工法などにより半円筒形状に加工したものであってもよいし、金網やパンチングメタルといった中空部を有する板を半円筒形状に加工したものであってもよい。
 図8に示す樹脂層1111は、補強層1112の表面全体を覆うように形成される。この樹脂層1111は、補強層1112の表面に対するコーティング処理によって形成されてもよい。また、金型内に配置された補強層1112の表面に対して樹脂を射出することで形成されてもよい。また、補強層1112の表面と加工機との間に注入された樹脂を圧縮することで形成されてもよい。
 また、半円筒型軸受11の積層構造は、図8に示したものに限られない。図9は、半円筒型軸受11の積層構造の他の一例を説明するための概念図である。図9(A)に示すように、半円筒型軸受11の軸受本体111aは、補強層1112aと樹脂層1111aとを有する。
 補強層1112aは、内周面112のうちクランクシャフト1(相手軸)に沿った方向(軸方向)の両端部を含む。そして、樹脂層1111aに含まれる内周面112は、上述した補強層1112aに含まれる両端部により、軸方向の両側から挟まれるように構成されている。
 これにより、クランクシャフト1と内周面112との摺動面において軸方向に力が働いたとしても、樹脂層1111aは補強層1112aに挟まれているので、補強層1112aによって挟まれていない内周面を有する樹脂層に比べて破壊され難い。
 また、図9(B)に示すように樹脂層は補強層よりも相手軸側に突出していてもよい。図9(B)に示す半円筒型軸受11の軸受本体111bは、補強層1112bと樹脂層1111bとを有する。
 図9(B)に示す補強層1112bのうち、樹脂層1111bを軸方向の両側から挟む2つの部位は、内周面112よりも軸からΔtだけ遠くにあり、内周面112に達していない。そのため補強層1112bは、内周面112を構成しておらず、クランクシャフト1と接触・摺動しない。そして、これに対して樹脂層1111bは、補強層1112bよりもクランクシャフト1側に突出しているため、クランクシャフト1と接触・摺動する。
 これにより、クランクシャフト1の熱が直接、補強層1112bを通って外部に逃げることがない。また、クランクシャフト1と補強層1112bとの摺動部分がないため、クランクシャフト1および補強層1112bが互いに削り合ったり、削りかすが樹脂層とクランクシャフトとの摺動を妨害したりすることが防止される。
 なお、図8および図9において、油溝116は、樹脂層に設けられ、補強層まで到達していないが、油溝116の底部は、補強層に達していてもよい。また、油溝116は、樹脂層ではなく補強層に設けられていてもよい。
 図10は、半円筒型軸受11の積層構造の他の一例を説明するための概念図である。図10に示す半円筒型軸受11の軸受本体111cは、補強層1112cと樹脂層1111cとを有する。
 図10に示す樹脂層1111cは、外周面113の少なくとも一部を含む。補強層1112cは内周面112を含み、油溝116は補強層1112cに設けられている。補強層1112cは、外周面113のうち軸方向の両端部を含む。そして、樹脂層1111cに含まれる外周面113は、上述した補強層1112cに含まれる両端部により、軸方向の両側から挟まれるように構成されている。
 この構成により、クランクシャフト1から内周面112を経て補強層1112cを伝わってハウジングなど外部に熱が伝わる経路の断面積は、樹脂層1111cにより狭くなっているから、すべてを補強層(すなわち金属)で軸受本体を製造した場合に比べて、熱が外部に逃げ難い。なお、この場合、補強層1112cがクランクシャフト1と摺動する部分には、摺動性能を向上させるために、樹脂によるコーティングが施されていることが望ましい。
 また、図11は、半円筒型軸受11の積層構造の他の一例を説明するための概念図である。図11に示す半円筒型軸受11の軸受本体111dは、補強層1112dと樹脂層1111dとを有する。補強層1112dは、金属の平板を、例えばプレス加工法などにより中央にビード形状を形成させた後、例えばロール曲げ加工法などにより半円筒形状に加工したものである。補強層1112dのビード形状は、内周面112側から外周面113側に向けて押し出されて形成されており、内周面112側が凹部、外周面113側が凸部となっている。
 樹脂層1111dは、この補強層1112dの表面全体を覆うように形成される。上述したように、この樹脂層1111dも、補強層1112dの表面に対するコーティング処理によって形成されてもよく、また、金型内に配置された補強層1112dの表面に対して樹脂を射出することで形成されてもよい。また、補強層1112dの表面と加工機との間に注入された樹脂を圧縮することで形成されてもよい。
 また、図12は、半円筒型軸受11の積層構造の他の一例を説明するための概念図である。図12では、油溝116や油孔117を省略する。図12には、図9(A)に示した軸受本体111aを軸方向から見た図が示されている。図12に示すように、補強層1112aは、合せ面114および合せ面115において露出しており、樹脂層1111aを覆っていてもよい。この構成によれば、締め代による圧縮荷重を補強層1112aで受け持つため、軸受本体111aの耐荷重性を担保することができる。
2.製造方法
 主軸受10およびコンロッド軸受20の製造方法としては、いくつかの方法が適用可能である。
2-1.例1
 この例で、軸受は、ロール曲げ加工などで半円筒形状などに補強層を成形した後、射出成形または圧縮成形等により補強層に沿って樹脂層を成形することで1個ずつ製造される。油溝、油孔、および微細溝は、金型に油溝、油孔、微細溝を作り込んで成形してもよいし、半円筒形状に成形したものに切削加工等で形成してもよい。
2-2.例2
 図13は、軸受の例2に係る製造方法を示すフローチャートである。軸受は、例えば、図13(A)に示すように、補強層へのコーティングによって成形されてもよい。図13(A)のステップS201において、例えばロール曲げ加工により半円筒形状に加工された金属板である補強層が所定位置に配置される。そしてステップS202において、上述の補強層の表面に樹脂がコーティングされることにより、樹脂層が成形される。
 また、軸受は、例えば、図13(B)に示すように、補強層が配置された金型内へ樹脂を射出成形もしくは圧縮成型することによって成形されてもよい。図13(B)のステップS301において、金型の内部空間の一部分に補強層が配置される。そして、ステップS302において、金型と、補強層との間に樹脂が射出もしくは圧縮成型される。これにより、金型の内部空間において補強層が占めていない部分に樹脂が満たされ、樹脂層が形成される。この樹脂層は内周面112を含む。
 また、ステップS202またはステップS302の樹脂層の成形は、コーティング、射出成形や圧縮成形のほか、抄造によって成形されてもよい。ここで「抄造」とは、樹脂を含む材料を水中で撹拌してスラリーを製造する工程と、製造されたそのスラリーを脱水する工程と、脱水されたそのスラリーを型枠内で加圧および加熱して成形する工程と、を有する固形部材の製造方法である。
 図14は、抄造により樹脂を成形する方法を示すフローチャートである。図14に示すステップS101において、樹脂を含む材料が配合される。この材料には、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂のほか、例えば、ガラス繊維やカーボン繊維、無機繊維、無機充填材、摩擦調整材などが含まれている。
 ステップS102において、上述した材料が水中に投入され、撹拌および混合されてスラリーが製造される。
 ステップS103において、上述したスラリーがフィルターに供給されて脱水される。脱水には、吸引ろ過、加圧ろ過などが適用される。
 ステップS104において、上述した脱水後のスラリーが型枠内に供給され、加圧および加熱されることにより、例えば半円筒形状など、所定の形状に成形される。
 図14に示したステップS101からステップS104までの抄造工程により樹脂成形体を成形すると、他の工程を適用した場合に比べて、材料が均一に分散され易い。また、材料に繊維が含まれている場合、繊維が特定の方向に配向し難いため、樹脂成形体の強度に等方性を付与することができるとともに、その強度を向上することができる。
3.変形例
 本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。以下、変形例をいくつか説明する。以下の変形例のうち2つ以上のものが組み合わせて用いられてもよい。
 軸受の具体的な形状は実施形態で例示したものに限定されない。例えば、油溝、油孔、微細溝、オイルリリーフ、クラッシリリーフ、および爪のうち少なくとも1つは省略されてもよい。あるいは、半円筒型軸受12やコンロッド軸受20において、油溝および油孔の少なくとも一方を設けてもよい。また、これらの要素の具体的なサイズは実施形態で例示したものに限定されない。また、油溝や油孔の具体的形状、数、および位置は実施形態で例示したものに限定されない。さらに、半円筒型軸受は張りを有していなくてもよい。
 実施形態では油溝116が合せ面114から合せ面115まで通じている例を説明した。しかし、油溝は、周方向の一部においてのみ形成されていてもよい。また、油溝は摺動面(内周面)に形成されるものに限定されず、外周面に形成されてもよい。すなわち、油溝は、軸受本体の内周面および外周面の少なくとも一方に形成されればよい。
 実施形態では、本発明に係る軸受として半円筒型軸受11および半円筒型軸受12を例示したが、軸受は半円筒型軸受に限定されない。本発明に係る軸受は、例えば、円筒形状の軸受(いわゆるブッシュ)であってもよい。この場合、この軸受を構成する軸受本体の形状は円筒形状である。なお、ここで円筒形状の軸受は、外周面のうち、例えば軸方向の端部など、いずれかの部位にフランジが設けられたもの(いわゆるフランジブッシュ)であってもよい。
1…クランクシャフト
2…コネクティングロッド
10…主軸受
 11…半円筒型軸受
  111…軸受本体
   1111…補強層
   1112…樹脂層
  112…内周面
  113…外周面
  114…合せ面
  115…合せ面
  116…油溝
  117…油孔
  118…微細溝
  119…爪
 12…半円筒型軸受
20…コンロッド軸受
30…クランクワッシャ

Claims (7)

  1.  シャフトと摺動する内周面およびハウジングと接する外周面を有する半円筒形状または円筒形状に形成された軸受本体を有し、
     前記軸受本体は、
     樹脂で形成された樹脂層と、
     金属で形成され、前記樹脂層と接して該樹脂層を補強する補強層と、
     を有する内燃機関用軸受。
  2.  前記樹脂層は、前記内周面の少なくとも一部を形成し、
     前記補強層は、前記内周面のうち前記シャフトの回転軸方向の両端部を有し、
     前記樹脂層に含まれる該内周面は該両端部によって挟まれる
     ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関用軸受。
  3.  前記樹脂層は、前記外周面の少なくとも一部を形成し、
     前記補強層は、前記外周面のうち前記シャフトの回転軸方向の両端部を有し、
     前記樹脂層に含まれる該外周面は該両端部によって挟まれる
     ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関用軸受。
  4.  前記軸受本体は、半円筒形状に形成されて対を成す他の軸受と接触する合わせ面を有し、
     前記補強層が、前記合わせ面において露出している
     ことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の内燃機関用軸受。
  5.  前記樹脂層は、前記補強層の表面全体を覆う
     ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関用軸受。
  6.  金属を加工して補強層を形成する工程と、
     前記補強層の表面全体に前記樹脂をコーティングして樹脂層を形成する工程と、
     を有する内燃機関用軸受の製造方法。
  7.  金型の内部空間の一部分に金属を含む補強層を配置する工程と、
     前記金型と、前記補強層との間に樹脂を射出して樹脂層を形成する工程と、
     を有する内燃機関用軸受の製造方法。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3341288B1 (en) * 2015-08-25 2023-10-04 Sikorsky Aircraft Corporation Bearing arrangement and an aircraft
JP2019015227A (ja) * 2017-07-06 2019-01-31 住友ベークライト株式会社 シリンダーブロックの製造方法
JP2019019868A (ja) * 2017-07-14 2019-02-07 Nok株式会社 リップ付きブッシュ
US10794419B2 (en) * 2017-07-25 2020-10-06 GM Global Technology Operations LLC Composite connecting rods
JP2021116842A (ja) * 2020-01-24 2021-08-10 トヨタ自動車株式会社 車両用動力伝達機構
JP7335179B2 (ja) * 2020-02-06 2023-08-29 大同メタル工業株式会社 摺動部材

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000018253A (ja) * 1998-06-29 2000-01-18 Daido Metal Co Ltd すべり軸受
JP2006170420A (ja) * 2004-12-20 2006-06-29 Jtekt Corp 二つ割り軸受用外輪およびこれを備えた二つ割り軸受

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1163360A (fr) * 1955-10-05 1958-09-25 Automobiles Unic Soc Nouv Perfectionnement aux coussinets en alliages peu résistants
JP3070815B2 (ja) * 1993-09-03 2000-07-31 トヨタ自動車株式会社 すべり軸受構造
JP3054589B2 (ja) * 1996-02-29 2000-06-19 大同メタル工業株式会社 すべり軸受の軸受構造
JP2000087954A (ja) 1998-09-16 2000-03-28 Fuji Color Service Co Ltd 回転軸の支持構造
ATE426750T1 (de) * 2004-02-12 2009-04-15 Federal Mogul Wiesbaden Gmbh Gleitlagerelement und verfahren zu seiner herstellung
JP4515824B2 (ja) * 2004-05-27 2010-08-04 Ntn株式会社 高精度すべり軸受
JP2008019880A (ja) 2006-07-10 2008-01-31 Mitsubishi Gas Chem Co Inc 耐熱性樹脂軸受け
JP5026200B2 (ja) 2007-08-30 2012-09-12 Ntn株式会社 多層フォイル軸受組立体
JP5298838B2 (ja) * 2008-12-25 2013-09-25 大豊工業株式会社 斜板とその製造方法
DE102009001364B4 (de) * 2009-03-05 2011-01-20 Federal-Mogul Wiesbaden Gmbh Gleitlagerschale zur Lagerung eines rotierenden Gegenläufers
JP5571430B2 (ja) * 2010-03-30 2014-08-13 大同メタル工業株式会社 摺動部材およびその製造方法
JP5797924B2 (ja) * 2010-04-14 2015-10-21 クオドラントポリペンコジャパン株式会社 ポリアミド樹脂板状体
JP2012002247A (ja) * 2010-06-14 2012-01-05 Daido Metal Co Ltd 半割軸受
JP5635352B2 (ja) 2010-09-30 2014-12-03 Ntn株式会社 複合滑り軸受
JP5490050B2 (ja) * 2011-04-14 2014-05-14 トヨタ自動車株式会社 軸部材のすべり軸受構造
JP5962891B2 (ja) 2012-02-15 2016-08-03 大豊工業株式会社 すべり軸受
JP5858845B2 (ja) * 2012-03-29 2016-02-10 大豊工業株式会社 すべり軸受
JP2013245767A (ja) * 2012-05-25 2013-12-09 Taiho Kogyo Co Ltd すべり軸受
WO2014104002A1 (ja) 2012-12-27 2014-07-03 大豊工業株式会社 摺動部材
JP2014234860A (ja) * 2013-05-31 2014-12-15 大豊工業株式会社 すべり軸受
JP2016070297A (ja) 2014-09-26 2016-05-09 本田技研工業株式会社 内燃機関のコネクティングロッド

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000018253A (ja) * 1998-06-29 2000-01-18 Daido Metal Co Ltd すべり軸受
JP2006170420A (ja) * 2004-12-20 2006-06-29 Jtekt Corp 二つ割り軸受用外輪およびこれを備えた二つ割り軸受

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3306124A4 *

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