WO2020054142A1 - すべり軸受 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a technology of a sliding bearing.
- a plain bearing having a half-split structure in which two members obtained by dividing a cylindrical shape into two parts, which is a bearing for supporting an engine crankshaft is known. Further, in such a plain bearing, a configuration in which an oil hole penetrating from a cylindrical outer peripheral surface to an inner peripheral surface is formed is known. As a sliding bearing provided with an oil hole, for example, there is one disclosed in Patent Document 1.
- a blank material used for manufacturing a plain bearing is cut into a predetermined shape by press cutting using a die and a punch, and the blank material is press-molded into a substantially semicircular half-split member.
- a work hardened layer is formed in a predetermined range from the cut surface on the blank material cut by press. Since such a work hardened layer causes a reduction in the area of the slide bearing against the holder, it is entirely removed by cutting. In conventional slide bearings, since the amount of work hardened layer removed is large, it is required to improve the material yield in the manufacture of slide bearings.
- the present invention has been made in view of the above problems, and provides a sliding bearing in which the contact of the back surface of the bearing with the holder and the material yield are improved.
- the slide bearing according to the present invention is a slide bearing including a pair of half members obtained by dividing a cylinder into two parallel to the axial direction, and having a hardened portion on an end surface of the half member in the cylindrical axis direction.
- the slide bearing according to the present invention is a slide bearing composed of an integral cylindrical member, characterized in that the cylindrical member has a hardened portion on an end surface in a cylindrical axial direction.
- the hardened portion is a laser deteriorated portion.
- the plain bearing according to the present invention is characterized in that there is no inflection point in the shape along the line parallel to the cylindrical axis on the outer peripheral surface of the half member.
- the present invention has the following effects.
- the plain bearing according to the present invention can achieve both improvement in contact with the holder on the back side of the bearing and improvement in material yield.
- FIG. 1 is a front view showing a state in which a crankshaft is supported by a slide bearing according to an embodiment of the present invention.
- the figure which shows the upper half member which comprises a sliding bearing (A) Top view, (B) Bottom view.
- FIG. 3A is a diagram illustrating an upper half member
- FIG. 2A is a schematic end view cut along line AA in FIG. 2A
- FIG. 2B is a schematic end view of a conventional example.
- FIG. 3 is a schematic perspective view for explaining a method of cutting a blank material.
- a sliding bearing 1 shown in FIG. 1 is an embodiment of the sliding bearing according to the present invention.
- the sliding bearing 1 is a metal bearing having a cylindrical shape, and is applied to a sliding bearing structure of a crankshaft 5 of an engine.
- the sliding bearing 1 is composed of an upper half member 2 and a lower half member 3.
- Each of the half members 2 and 3 has a shape obtained by dividing a cylinder into two by a plane passing through the cylinder axis, and has a semicircular shape when viewed in the cylinder axis direction. Note that a direction along the circumference of the slide bearing 1 as viewed in the cylindrical axis direction is defined as a circumferential direction, and a direction perpendicular to the circumferential direction is defined as a radial direction.
- the sliding bearing 1 is configured by arranging the upper half member 2 on the lower half member 3 such that the mating surfaces of the half members 2 and 3 are located on a horizontal plane.
- FIG. 2 shows an embodiment of an upper half member constituting the plain bearing according to the present invention.
- an inner peripheral surface 2a As shown in FIGS. 2A and 2B, an inner peripheral surface 2a, an outer peripheral surface 2b, a front end surface 2c, A rear end face 2d is provided.
- the upper half member 2 includes a mating surface 20, a crush relief 21, a chamfered portion 22, an oil groove 23, an oil hole 24, and a hardened portion 25.
- the mating surface 20 is a planar portion that is in contact with a mating surface (a mating surface 30 described later) of the lower half member 3, and is formed as a pair of right and left downward surfaces at both left and right ends of the upper half member 2.
- the crush relief 21 is a part of the inner peripheral surface 2a of the upper half member 2 with the left and right edges cut off, and is formed as a pair of left and right sides.
- the chamfered portion 22 is a planar portion connecting the end of the mating surface 20 on the inner peripheral surface 2a side and the lower end of the crush relief 21, and is formed as a pair of left and right.
- the oil groove 23 is a portion where a groove having a substantially rectangular cross section is formed along the circumferential direction at the center of the inner peripheral surface 2a of the upper half member 2 in the front-rear direction.
- the oil hole 24 is a through hole formed at a position where the bearing angle ⁇ of the upper half member 2 is 90 degrees, and communicates with the oil groove 23.
- the case where the oil hole 24 is formed at the position where the bearing angle ⁇ of the upper half member 2 is 90 degrees is illustrated, but the formation position of the oil hole 24 is not limited to this. Absent.
- the hardened portion 25 is a portion formed in a range d from each of the end faces 2c and 2d of the upper half member 2, and is hardened as compared with the other portions.
- the hardened portion 25 is laser cut by a laser processing machine when cutting out a steel plate (blank material B described later) as a material of the upper half member 2, and the property changes near the cut surface due to thermal influence of the laser. This is a portion (laser-altered portion K described later) formed.
- the range d of the hardened portion 25 is 350 ⁇ m or less.
- the lower half member 3 includes an inner peripheral surface 3a, an outer peripheral surface 3b, a front end surface 3c, and a rear end surface 3d.
- the lower half member 3 includes a mating surface 30, a crush relief 31, a chamfered portion 32, and a hardened portion 35.
- the mating surface 30 is a planar portion that is in contact with the mating surface 20 of the upper half member 2, and is formed as a pair of left and right upper surfaces at both left and right end portions of the lower half member 3.
- the crush reliefs 31 are portions of the inner peripheral surface 3a of the lower half-split member 3 with the left and right edges cut off, and are formed as a pair of left and right sides.
- the chamfered portion 32 is a planar portion that connects the end of the mating surface 30 on the inner peripheral surface 3a side and the lower end of the crush relief 31, and is formed as a pair of left and right sides.
- the lower half member 3 shown in the present embodiment is not provided with an oil hole, the lower half member 3 may be provided with an oil hole.
- the hardened portion 35 is a portion formed in a range d from each of the end faces 3c and 3d of the lower half member 3, and is hardened as compared with the other portions.
- the hardened portion 35 is laser cut by a laser processing machine when cutting out a steel plate (blank material B to be described later) as a material of the lower half member 3, so that the properties near the cut surface are affected by the heat of the laser. It is a portion formed by being changed (laser altered portion K described later).
- the range d of the hardened portion 35 is 350 ⁇ m or less.
- a method of cutting the blank material will be described.
- a blank B serving as a base of the upper half member 2 and the lower half member 3 is fixed with a plate-shaped bimetal P, and the irradiation head H of the laser processing machine is moved in a predetermined direction.
- a predetermined position on the surface of the bimetal P is irradiated with the laser L while scanning, and cut out into a slit shape.
- a laser-transformed portion K is formed on the cut surface of the blank material B by the laser L within a predetermined range d from the end face.
- the laser deteriorated portions K are portions to be the hardened portions 25 and 35, and appear on the end surfaces 2c and 2d of the upper half member 2 and the end surfaces 3c and 3d of the lower half member 3 as shown in FIGS. .
- the blank material B cut out in this manner is pressed with a die and a punch to be bent into a semicircular shape, and further, a chamfer, a groove and the like are formed.
- the plain bearing 1 as shown in FIG. 1 is manufactured.
- the hardened portion 25 of the upper half member 2 will be described in more detail.
- the hardened portion 25 of the upper half member 2 will be described as an example, but the same description can be applied to the hardened portion 35 of the lower half member 3 and the description is omitted.
- the upper half member 2 has a hardened portion 25 on each of the end faces 2c and 2d.
- the hardened part 25 is a part formed by laser processing, and is a part hardened and hardened by the thermal influence of the laser.
- the conventional upper half member shown in FIG. 4 (B) performs press cutting with a die and a punch when cutting a blank material.
- An accompanying work hardened layer is formed.
- Such a work hardened layer extends from the end face to a range of about 700 to 1000 ⁇ m.
- the work hardened layer has conventionally been entirely removed because it causes a reduction in the contact area of the plain bearing with the holder.
- the work hardened layer is removed by cutting the front and rear ends in a range of about 700 to 1000 ⁇ m from the end face.
- the upper half member 2 shown in FIG. 4A changes in shape along a line parallel to the cylindrical axis of the outer peripheral surface 2b. There are no points. In the sliding bearing having such a shape, the reduction of the contact area of the sliding bearing 1 with respect to the holder (not shown) is suppressed, so that it is not necessary to remove the hardened portion 25.
- the work hardened layer formed when the blank material is cut out by the conventional press cutting has a high degree of hardening, but the hardened portion 25 formed when the blank material is cut out by the laser cutting has a hardened degree. Pretty small. Therefore, when bending the cut blank material into a semicircular shape, the blank material can be bent accurately without generating unnecessary stress on the blank material. This is considered to be the reason why there is no inflection point in the shape of the outer peripheral surface 2b of the plain bearing along the line parallel to the cylindrical axis.
- the hardened portion 25 of the sliding bearing 1 has a range d from the cylindrical axial end surface of the upper half member 2 of 350 ⁇ m or less and extends along a line parallel to the cylindrical axis of the outer peripheral surface 2b of the upper half member 2. No inflection point in the bent shape. With such a configuration, the sliding bearing 1 has improved surface contact with a holder (not shown).
- the upper half member 2 constituting the sliding bearing 1 has the hardened portion 25 having a range d of about 200 to 400 ⁇ m from the end face at both front and rear ends. No processing is required. Alternatively, even if the hardened portion 25 is removed from the upper half member 2, the amount of the hardened portion 25 to be removed is smaller than that of the conventional work hardened layer.
- the number of parts removed by cutting can be reduced as compared with the related art, so that the material yield can be improved.
- the plain bearing 1 is composed of a pair of an upper half member 2 and a lower half member 3 obtained by dividing a cylinder into two in parallel with the axial direction, and an end surface 2c of the upper half member 2 in the cylindrical axis direction.
- 2d has a hardened portion 25
- the lower half member 3 has hardened portions 35 on end surfaces 3c and 3d in the cylindrical axis direction.
- the hardened portions 25 and 35 in the sliding bearing 1 are laser deteriorated portions K and need not be removed by cutting, so that the material yield can be further improved.
- the plain bearing 1 shown in the present embodiment is an example of a half bearing formed from a blank material B having a laser-transformed portion K
- an integrated bearing obtained by molding the blank material B into a cylindrical shape is used.
- the same effect can be obtained also in a plain bearing (so-called cylindrical bush) made of a cylindrical member due to the presence of the hardened portion. That is, in the plain bearing made of an integral cylindrical member formed from the blank material B, a hardened portion is formed on the end surface of the cylindrical member in the axial direction of the cylinder. Is achieved.
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Abstract
軸受背面のホルダに対するあたりの向上と、材料歩留まりの向上が図られたすべり軸受を提供する。すべり軸受1は、円筒を軸方向と平行に二分割した一対の上側半割部材2と下側半割部材3からなるものであって、上側半割部材2の円筒軸方向の端面2c・2dに硬化部25を有し、下側半割部材3の円筒軸方向の端面3c・3dに硬化部35を有している。硬化部25・35は、レーザーの熱影響によって材料の性質が変化した部位であるレーザー変質部Kである。
Description
本発明は、すべり軸受の技術に関する。
従来、エンジンのクランクシャフトを軸支するための軸受であって、円筒形状を二分割した二つの部材を合わせる半割れ構造のすべり軸受が公知となっている。また、このようなすべり軸受においては、円筒形状の外周面から内周面まで貫通する油孔が形成される構成が公知となっている。油孔を備えたすべり軸受としては、例えば、特許文献1に開示されたものがある。
従来、すべり軸受の製造に用いるブランク材は、ダイとパンチを用いたプレス切断によって所定の形状に切り揃えられ、そのブランク材をプレス成型して、略半円状の半割部材とされる。プレス切断されたブランク材には、切断面から所定の範囲で加工硬化層が形成されている。このような加工硬化層は、ホルダに対するすべり軸受のあたり面積の減少を招く要因となるため、すべて切削加工によって除去されている。従来のすべり軸受では、加工硬化層の除去量が多くなっているため、すべり軸受の製造における材料歩留まりを向上させることが求められている。
そこで、本発明は係る課題に鑑みてなされたものであり、軸受背面のホルダに対するあたりの向上と、材料歩留まりの向上が図られたすべり軸受を提供するものである。
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
即ち、本発明に係るすべり軸受は、円筒を軸方向と平行に二分割した一対の半割部材からなるすべり軸受であって、前記半割部材の円筒軸方向の端面に硬化部を有することを特徴とする。
また、本発明に係るすべり軸受は、一体の円筒部材からなるすべり軸受であって、前記円筒部材の円筒軸方向の端面に硬化部を有することを特徴とする。
また、本発明に係るすべり軸受における前記硬化部は、レーザー変質部であることを特徴とする。
また、本発明に係るすべり軸受は、前記半割部材の外周面の円筒軸に平行な線に沿った形状において変曲点がないことを特徴とする。
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
本発明に係るすべり軸受は、軸受背面のホルダに対するあたりの向上と、材料歩留まりの向上との両立を図ることができる。
次に、発明の実施の形態を説明する。なお、以下では、図1中に示す矢印U、矢印D、矢印L、矢印R、で指し示す方向を、上方向、下方向、左方向、右方向とそれぞれ規定し、他の各図においても同様とする。また、図1における紙面手前側を前方、紙面奥側を後方と規定し、他の各図においても同様とする。なお、前方は矢印F、後方は矢印Bで表す(図5参照)。また、すべり軸受1の円筒軸まわりの軸受角度ωを、図1における右端の位置を0度とし、図1における反時計回りを正方向として規定する。すなわち、図1における上端の位置の軸受角度ωを90度、左端の位置の軸受角度ωを180度、下端の位置の軸受角度ωを270度と規定する。また、クランクシャフト5の回転方向は、図1における時計まわりとする。
まず、すべり軸受の全体構成について説明する。
図1に示すすべり軸受1は、本発明の係るすべり軸受の一実施形態である。すべり軸受1は、円筒状の形状を有するメタル軸受であり、エンジンのクランクシャフト5のすべり軸受構造に適用されるものである。
図1に示すすべり軸受1は、本発明の係るすべり軸受の一実施形態である。すべり軸受1は、円筒状の形状を有するメタル軸受であり、エンジンのクランクシャフト5のすべり軸受構造に適用されるものである。
すべり軸受1は、上側半割部材2と下側半割部材3で構成されている。各半割部材2・3は、円筒を、その円筒軸を通る平面で二分割した形状をそれぞれ有しており、円筒軸方向視において半円状の形状を有している。なお、円筒軸方向視におけるすべり軸受1の円周に沿う方向を円周方向と規定し、前記円周方向に直交する方向を半径方向と規定する。
すべり軸受1は、各半割部材2・3の合わせ面が水平面上に位置するように、下側半割部材3の上に上側半割部材2を配置して構成される。
図2は、本発明に係るすべり軸受を構成する上側半割部材の実施形態であり、図2(A)(B)に示すように、内周面2a、外周面2b、前側の端面2c、後側の端面2dを備えている。また、上側半割部材2は、合わせ面20、クラッシュリリーフ21、面取り部22、油溝23、油孔24、硬化部25を備えている。
合わせ面20は、下側半割部材3の合わせ面(後述する合わせ面30)に接する平面状の部位であり、上側半割部材2の左右両端部において、下向きの面として左右一対で形成されている。クラッシュリリーフ21は、上側半割部材2の内周面2aの左右両端の縁部を切り欠いた部位であり、左右一対で形成されている。面取り部22は、合わせ面20の内周面2a側端部とクラッシュリリーフ21の下端部とを接続する平面状の部位であり、左右一対で形成されている。
油溝23は、上側半割部材2の内周面2aの前後方向中央において、円周方向に沿って略矩形状の断面を有する溝部を形成した部位である。
油孔24は、上側半割部材2の軸受角度ωが90度の位置において形成される貫通孔であり、油溝23に連通している。なお、本実施形態では、上側半割部材2の軸受角度ωが90度の位置に油孔24を形成する場合を例示しているが、油孔24の形成位置はこれに限定されるものではない。
硬化部25は、上側半割部材2の各端面2c・2dから範囲dで形成されている部位であり、その他の部位に比して硬化している。硬化部25は、上側半割部材2の材料となる鋼板(後述するブランク材B)を切り出す際に、レーザー加工機によってレーザー切断することで、その切断面近傍がレーザーによる熱影響で性質が変化されて形成される部位(後述するレーザー変質部K)である。硬化部25の範囲dは350μm以下である。
また、図3(A)(B)に示すように、下側半割部材3は、内周面3a、外周面3b、前側の端面3c、後側の端面3dを備えている。また、下側半割部材3は、合わせ面30、クラッシュリリーフ31、面取り部32、硬化部35を備えている。
合わせ面30は、上側半割部材2の合わせ面20に接する平面状の部位であり、下側半割部材3の左右両端部において、上向きの面として左右一対で形成されている。クラッシュリリーフ31は、下側半割部材3の内周面3aの左右両端の縁部を切り欠いた部位であり、左右一対で形成されている。面取り部32は、合わせ面30の内周面3a側端部とクラッシュリリーフ31の下端部とを接続する平面状の部位であり、左右一対で形成されている。なお、本実施形態で示す下側半割部材3には油孔を設けていないが、下側半割部材3に油孔を設けてもよい。
硬化部35は、下側半割部材3の各端面3c・3dから範囲dで形成されている部位であり、その他の部位に比して硬化している。硬化部35は、下側半割部材3の材料となる鋼板(後述するブランク材B)を切り出す際に、レーザー加工機によってレーザー切断することで、その切断面近傍がレーザーによる熱影響で性質が変化されて形成される部位(後述するレーザー変質部K)である。硬化部35の範囲dは350μm以下である。
ここで、ブランク材の切断方法について、説明する。
図5に示す如く、上側半割部材2および下側半割部材3の元となるブランク材Bは、板状のバイメタルPを固定しておき、レーザー加工機の照射ヘッドHを所定の方向に走査しつつバイメタルPの表面所定位置にレーザーLを照射して、スリット状の形態に切り出される。この際、ブランク材BのレーザーLによる切断面には、端面から所定の範囲dでレーザー変質部Kが形成されている。レーザー変質部Kは、硬化部25・35となる部位であり、図2、図3に示すように上側半割部材2の端面2c・2dおよび下側半割部材3の端面3c・3dに現れる。
図5に示す如く、上側半割部材2および下側半割部材3の元となるブランク材Bは、板状のバイメタルPを固定しておき、レーザー加工機の照射ヘッドHを所定の方向に走査しつつバイメタルPの表面所定位置にレーザーLを照射して、スリット状の形態に切り出される。この際、ブランク材BのレーザーLによる切断面には、端面から所定の範囲dでレーザー変質部Kが形成されている。レーザー変質部Kは、硬化部25・35となる部位であり、図2、図3に示すように上側半割部材2の端面2c・2dおよび下側半割部材3の端面3c・3dに現れる。
そして、このようにして切り出されたブランク材Bをダイとパンチでプレス加工し半円状に曲げ、さらに面取りや溝部等を形成することで、上側半割部材2および下側半割部材3が形成され、これにより、図1に示すようなすべり軸受1が製造される。
ここで、上側半割部材2の硬化部25について、さらに詳細に説明する。なお、ここでは上側半割部材2の硬化部25を例示して説明するが、下側半割部材3の硬化部35においても同様の説明が可能であり、説明を省略する。
図4(A)に示すように、上側半割部材2は、各端面2c・2dにおいて、硬化部25を備えている。硬化部25は、レーザー加工によって形成された部位であり、レーザーの熱影響によって焼入れ硬化された部位である。
例えば、図4(B)に示す従来の上側半割部材は、ブランク材を切り出す際に、ダイとパンチによってプレス切断を行っており、半割部材の周方向端面には、材料の塑性流動に伴う加工硬化層が形成されている。このような加工硬化層は、端面から700~1000μm程度の範囲に及んでいる。加工硬化層は、すべり軸受のホルダに対するあたり面積を減少させる要因となるため、従来すべて除去されている。従来のすべり軸受では、前後両側の端部に端面から700~1000μm程度の範囲に切削加工を施して、加工硬化層を除去している。
一方、図4(A)に示す上側半割部材2では、ブランク材を切り出す際に、レーザー切断を行うため、半割部材の端面には、材料の塑性流動に伴う加工硬化層が形成されていない。レーザー切断で形成される硬化部25は、端面からの範囲dが200~400μm程度であり、従来の加工硬化層に比して範囲が小さくなっている。
また、図4(B)に示す従来の上側半割部材とは異なり、図4(A)に示す上側半割部材2は、その外周面2bの円筒軸に平行な線に沿った形状において変曲点がない。このような形状を有するすべり軸受は、すべり軸受1のホルダ(図示せず)に対するあたり面積の減少が抑えられているため、硬化部25を除去する必要がない。
これに関して、従来のプレス切断によってブランク材を切り出した際に形成される加工硬化層は硬化の度合いが大きいが、レーザー切断によってブランク材を切り出した際に形成される硬化部25は硬化の度合いがかなり小さい。よって、切り出したブランク材を半円状に曲げ加工する際に、ブランク材に無用な応力を生じさせることなく、精度良く曲げ加工することができる。このことがすべり軸受の外周面2bの円筒軸に平行な線に沿った形状において変曲点がない理由であると考えられる。
即ち、すべり軸受1における硬化部25は、上側半割部材2の円筒軸方向の端面からの範囲dが350μm以下であり、上側半割部材2の外周面2bの円筒軸に平行な線に沿った形状において変曲点がない。すべり軸受1では、このような構成により、ホルダ(図示せず)に対する面あたり性の改善が図られている。
このように、すべり軸受1を構成する上側半割部材2では、前後両側の端部において端面からの範囲dが200~400μm程度の硬化部25を備えているが、この硬化部25には切削加工を施す必要がない。もしくは、上側半割部材2において、仮に、硬化部25を除去する場合であっても、硬化部25の除去量は、従来の加工硬化層の除去量に比して少なくて済む。
そして、硬化部25を備えた上側半割部材2では、従来に比して切削加工により除去される部位を削減することができるため、材料歩留まりの向上を図ることができる。
即ち、すべり軸受1は、円筒を軸方向と平行に二分割した一対の上側半割部材2と下側半割部材3からなるものであって、上側半割部材2の円筒軸方向の端面2c・2dに硬化部25を有し、下側半割部材3の円筒軸方向の端面3c・3dに硬化部35を有している。このような構成により、すべり軸受1の製造における材料歩留まりの向上を図ることができる。
また、すべり軸受1における硬化部25・35は、レーザー変質部Kであり、切削加工により除去する必要がないため、材料歩留まりのさらなる向上が図られる。
なお、本実施形態で示したすべり軸受1は、レーザー変質部Kを備えたブランク材Bから成形した半割軸受からなるものを例示しているが、ブランク材Bを円筒状に成形した一体の円筒部材からなるすべり軸受(いわゆる円筒形ブッシュ)においても、硬化部の存在によって同様の効果を得ることができる。即ち、ブランク材Bより成形した一体の円筒部材からなるすべり軸受では、円筒部材の円筒軸方向の端面に硬化部が形成され、これにより、円筒部材のホルダに対する背面あたりの向上と材料歩留まりの向上が図られる。
1 すべり軸受
2 上側半割部材
2c・2d 端面
3 下側半割部材
3c・3d 端面
25 硬化部
35 硬化部
K レーザー変質部
2 上側半割部材
2c・2d 端面
3 下側半割部材
3c・3d 端面
25 硬化部
35 硬化部
K レーザー変質部
Claims (4)
- 円筒を軸方向と平行に二分割した一対の半割部材からなるすべり軸受であって、
前記半割部材の円筒軸方向の端面に硬化部を有する、
ことを特徴とするすべり軸受。 - 一体の円筒部材からなるすべり軸受であって、
前記円筒部材の円筒軸方向の端面に硬化部を有する、
ことを特徴とするすべり軸受。 - 前記硬化部は、レーザー変質部である、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のすべり軸受。 - 前記すべり軸受の外周面の円筒軸に平行な線に沿った形状において変曲点がない、
ことを特徴とする請求項1から請求項3の何れか一項に記載のすべり軸受。
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