JP2011231903A - Radial plain bearing and bearing structure of rotating shaft - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ラジアルすべり軸受及び回転軸の軸受構造に関し、特に、裏金の内周側にライニング層が形成され、回転軸を潤滑油を介してライニング層で支持する、半割り構造のラジアルすべり軸受、及び回転軸を潤滑油を介してラジアルすべり軸受で支持する回転軸の軸受構造に関する。 The present invention relates to a bearing structure for a radial slide bearing and a rotary shaft, and more particularly, a radial slide bearing having a halved structure in which a lining layer is formed on the inner peripheral side of a back metal and the rotary shaft is supported by a lining layer via lubricating oil. Further, the present invention relates to a bearing structure of a rotating shaft that supports the rotating shaft with a radial slide bearing through lubricating oil.
回転軸を潤滑油を介して支持する軸受構造の関連技術が下記特許文献1,2に開示されている。特許文献1のすべり軸受では、ベアリングメタルの軸方向両端部の厚さが中央部の厚さよりも厚くなるようにベアリングメタルを曲面加工するとともに、ベアリングメタル表面に円周方向の条痕溝を多数設けている。これによって、すべり軸受の軸受全面積に渡って高い油膜圧力を保持し、軸受の潤滑性能の向上、及びベアリング打音の低減を図っている。
The related art of the bearing structure which supports a rotating shaft via lubricating oil is disclosed in the following
また、特許文献2の軸受構造では、低温域から中温域にかけて負の熱膨張率を有し、中温域から高温域にかけて正の熱膨張率を有する熱膨張材料により軸受ハウジングを構成することで、潤滑油が供給される、軸受ハウジングと回転軸との間の隙間を、低温域では大きくし、中温域では小さくし、高温域では再度大きくしている。これによって、低温域における摩擦の抑制、中温域における燃費悪化の抑制、高温域における油膜切れの抑制を図っている。
Further, in the bearing structure of
回転軸を潤滑油を介してラジアルすべり軸受で支持する場合に、低温時には、潤滑油の粘度が高いため、回転軸が回転するときの粘性摩擦損失が大きくなる。粘性摩擦損失を小さくするためには、潤滑油の温度を速やかに上昇させて潤滑油の粘度を速やかに低くする必要があり、そのためには、軸受と回転軸との間の隙間に供給された潤滑油を滞留させ、滞留した潤滑油自体の攪拌発熱により潤滑油の昇温を促進させることが望ましい。一方、潤滑油の粘度が低く、粘性摩擦損失が小さい高温時において、潤滑油による潤滑性能・冷却性能を向上させるためには、軸受と回転軸との間の隙間に供給された潤滑油の排出を促進させて、潤滑油の循環を促進させることが望ましい。 When the rotating shaft is supported by a radial slide bearing through the lubricating oil, the viscosity of the lubricating oil is high at a low temperature, so that the viscous friction loss when the rotating shaft rotates increases. In order to reduce the viscous friction loss, it is necessary to quickly raise the temperature of the lubricating oil to quickly lower the viscosity of the lubricating oil, and for that purpose, it was supplied to the gap between the bearing and the rotating shaft. It is desirable to retain the lubricating oil and promote the temperature rise of the lubricating oil by stirring heat generation of the retained lubricating oil itself. On the other hand, in order to improve the lubrication performance and cooling performance by the lubricating oil at high temperatures when the viscosity of the lubricating oil is low and the viscous friction loss is small, the lubricating oil supplied to the gap between the bearing and the rotating shaft is discharged. It is desirable to promote lubricating oil circulation.
特許文献1では、ベアリングメタルと回転軸との間の隙間は、低温時・高温時に関係なく、軸方向両端部が中央部より小さくなる。そのため、低温時においては、ベアリングメタルと回転軸との間の隙間に滞留する潤滑油の攪拌発熱により潤滑油の昇温を図ることが可能となるものの、高温時においても、ベアリングメタルと回転軸との間の隙間に潤滑油が滞留して潤滑油の循環が促進されなくなる。さらに、高温時において、ベアリングメタルの軸方向両端部と回転軸が接触して磨耗・焼付きが生じる虞がある。 In Patent Document 1, the gap between the bearing metal and the rotating shaft is smaller at both ends in the axial direction than at the center regardless of whether the temperature is low or high. Therefore, at low temperatures, it is possible to raise the temperature of the lubricating oil by stirring heat generation of the lubricating oil staying in the gap between the bearing metal and the rotating shaft, but even at high temperatures, the bearing metal and the rotating shaft The lubricating oil stays in the gap between the two and the circulation of the lubricating oil is not promoted. Further, at high temperatures, both ends of the bearing metal in the axial direction and the rotating shaft may come into contact with each other and wear and seizure may occur.
また、特許文献2では、低温時において、軸受ハウジングと回転軸との間の隙間が大きくなって潤滑油が滞留しないため、滞留した潤滑油自体の攪拌発熱により潤滑油の昇温を促進させることが困難である。そのため、潤滑油の昇温により潤滑油の粘度を速やかに低くして粘性摩擦損失を小さくすることは困難である。
Further, in
本発明は、回転軸を潤滑油を介してラジアルすべり軸受で支持する場合に、低温時に潤滑油の昇温を促進させ、高温時に潤滑油の循環を促進させることを目的とする。 An object of the present invention is to promote the temperature rise of a lubricating oil at a low temperature and promote the circulation of the lubricating oil at a high temperature when the rotary shaft is supported by a radial slide bearing via the lubricating oil.
本発明に係るラジアルすべり軸受及び回転軸の軸受構造は、上述した目的を達成するために以下の手段を採った。 The radial slide bearing and the rotating shaft bearing structure according to the present invention employ the following means in order to achieve the above-described object.
本発明に係るラジアルすべり軸受は、裏金の内周側にライニング層が形成され、回転軸を潤滑油を介してライニング層で支持する、半割り構造のラジアルすべり軸受であって、裏金は、ライニング層より厚い第1の裏金層と、第1の裏金層とライニング層との間に配置され、ライニング層より厚い第2の裏金層と、を含み、第2の裏金層の熱膨張率が第1の裏金層の熱膨張率より高いことを要旨とする。 The radial plain bearing according to the present invention is a radial plain bearing having a half structure in which a lining layer is formed on the inner peripheral side of the back metal and the rotating shaft is supported by the lining layer via a lubricating oil. A first back metal layer thicker than the first layer, and a second back metal layer disposed between the first back metal layer and the lining layer, the thermal expansion coefficient of the second back metal layer being The gist is that it is higher than the thermal expansion coefficient of the 1 back metal layer.
上記構成によれば、低温時においては、ラジアルすべり軸受の割り面近傍での回転軸に対する隙間(オイルリリーフ)が狭くなることで、ライニング層と回転軸との間の隙間に供給された潤滑油が滞留し、この潤滑油の攪拌発熱により潤滑油の昇温を促進させることができる。一方、高温時においては、内周側の第2の裏金層の熱膨張量が外周側の第1の裏金層の熱膨張量より大きくなる裏金の熱膨張により、ラジアルすべり軸受の割り面近傍での回転軸に対する隙間(オイルリリーフ)が広くなることで、ライニング層と回転軸との間の隙間に供給された潤滑油の排出を促進させることができ、潤滑油の循環を促進させることができる。 According to the above configuration, the lubricating oil supplied to the gap between the lining layer and the rotary shaft is reduced at a low temperature by narrowing the gap (oil relief) with respect to the rotary shaft in the vicinity of the split surface of the radial slide bearing. And the temperature rise of the lubricating oil can be promoted by the heat generated by stirring the lubricating oil. On the other hand, at a high temperature, the thermal expansion amount of the second back metal layer on the inner peripheral side is larger than the thermal expansion amount of the first back metal layer on the outer peripheral side, so that in the vicinity of the split surface of the radial plain bearing. Since the clearance (oil relief) with respect to the rotating shaft of the shaft becomes wider, the discharge of the lubricating oil supplied to the clearance between the lining layer and the rotating shaft can be promoted, and the circulation of the lubricating oil can be promoted. .
本発明の一態様では、裏金は、回転軸方向の両端部より中央部が外周側へ窪んでいることが好適である。 In one aspect of the present invention, it is preferable that the back metal has a central portion that is recessed toward the outer peripheral side from both end portions in the rotation axis direction.
上記構成によれば、低温時においては、ラジアルすべり軸受の回転軸方向両端部での回転軸に対する隙間(サイドクリアランス)が狭くなることで、ライニング層と回転軸との間の隙間に供給された潤滑油が滞留し、この潤滑油の攪拌発熱により潤滑油の昇温を促進させることができる。一方、高温時においては、内周側の第2の裏金層の熱膨張量が外周側の第1の裏金層の熱膨張量より大きくなる裏金の熱膨張により、ラジアルすべり軸受の回転軸方向両端部での回転軸に対する隙間(サイドクリアランス)が広くなることで、ライニング層と回転軸との間の隙間に供給された潤滑油の排出を促進させることができ、潤滑油の循環を促進させることができる。 According to the above configuration, when the temperature is low, the clearance (side clearance) with respect to the rotating shaft at both ends in the rotating shaft direction of the radial slide bearing is narrowed so that the gap is supplied to the clearance between the lining layer and the rotating shaft. Lubricating oil is retained, and the temperature rise of the lubricating oil can be promoted by the heat generated by stirring the lubricating oil. On the other hand, at the time of high temperature, both ends of the radial slide bearing in the rotational axis direction are caused by the thermal expansion of the back metal in which the thermal expansion amount of the second back metal layer on the inner peripheral side is larger than the thermal expansion amount of the first back metal layer on the outer peripheral side The clearance (side clearance) with respect to the rotating shaft at the part becomes wider, so that the discharge of the lubricating oil supplied to the clearance between the lining layer and the rotating shaft can be promoted, and the circulation of the lubricating oil can be promoted Can do.
本発明の一態様では、ラジアルすべり軸受は、内燃機関のコネクティングロッドの大端部に装着され、前記回転軸としてクランクシャフトのクランクピンを潤滑油を介してライニング層で支持することが好適である。 In one aspect of the present invention, it is preferable that the radial plain bearing is mounted on a large end portion of a connecting rod of an internal combustion engine, and the crankshaft of the crankshaft is supported by a lining layer via lubricating oil as the rotating shaft. .
また、本発明に係る回転軸の軸受構造は、回転軸を潤滑油を介してラジアルすべり軸受で支持する回転軸の軸受構造であって、前記ラジアルすべり軸受が、本発明に係るラジアルすべり軸受であることを要旨とする。 The bearing structure of the rotating shaft according to the present invention is a rotating shaft bearing structure in which the rotating shaft is supported by a radial slide bearing through lubricating oil, and the radial slide bearing is a radial slide bearing according to the present invention. It is a summary.
以上説明したように、本発明によれば、回転軸を潤滑油を介してラジアルすべり軸受で支持する場合に、低温時に潤滑油の昇温を促進させることができ、高温時に潤滑油の循環を促進させることができる。 As described above, according to the present invention, when the rotary shaft is supported by the radial slide bearing via the lubricating oil, the temperature rise of the lubricating oil can be promoted at a low temperature, and the lubricating oil is circulated at a high temperature. Can be promoted.
以下、本発明を実施するための形態(以下実施形態という)を図面に従って説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態に係るラジアルすべり軸受が用いられる内燃機関のコネクティングロッドの概略構成を示す図であり、図2,3は、本発明の実施形態に係るラジアルすべり軸受を用いた回転軸の軸受構造の概略を示す図である。図1,2は回転軸方向から見た図を示し、図3は回転軸方向に垂直な方向から見た図を示す。ただし、図1〜3を含む各図において、ラジアルすべり軸受(大端部軸受)の厚さや、回転軸(クランクピン)とラジアルすべり軸受(大端部軸受)との間の隙間等のサイズについては、説明の便宜上、実際のサイズよりも大きく図示している。 FIG. 1 is a view showing a schematic configuration of a connecting rod of an internal combustion engine in which a radial slide bearing according to an embodiment of the present invention is used, and FIGS. 2 and 3 use the radial slide bearing according to the embodiment of the present invention. It is a figure which shows the outline of the bearing structure of a rotating shaft. 1 and 2 show views seen from the direction of the rotation axis, and FIG. 3 shows a view seen from the direction perpendicular to the direction of the rotation axis. However, in each figure including FIGS. 1 to 3, the thickness of the radial slide bearing (large end bearing) and the size of the clearance between the rotary shaft (crank pin) and the radial slide bearing (large end bearing), etc. These are shown larger than the actual size for convenience of explanation.
内燃機関のコネクティングロッド10は、ピストン11の往復直線運動を図示しないクランクシャフトに伝達して回転運動に変換する部品である。図1に示すように、コネクティングロッド10は、ピストン11側の小端部12と、クランクシャフト側の大端部13と、小端部12と大端部13との間を繋ぐコラム部14とから構成されている。なお、コネクティングロッド10は、ニッケル・クロム鋼、クロム・モリブデン鋼、チタン合金などの材料から構成され、高い機械的強度が要求される部材である。
The connecting
小端部12は、ピストン11との接続部であって、ピストン11に連結されたピストンピン15が挿通される小端部貫通孔16が形成されている。そして、小端部貫通孔16には、ピストンピン15を支持するための小端部軸受17が設けられる。小端部軸受17は、例えば、爆発行程における高荷重を、ピストン11を介して受けるため、高い負荷容量が要求される。小端部12の運動形態は、コネクティングロッド10全体の往復運動と大端部13の回転運動との合成から揺動運動となるため、小端部軸受17には、軸受内周面の広い範囲に亘って高荷重が作用する。したがって、軸受内周面には、例えば、大端部13に形成される図示しないジェット孔や連通孔から潤滑油が給油され、潤滑油を介して軸荷重を支持する。
The
大端部13は、クランクシャフトとの接続部であって、クランクシャフトのクランクピン18が挿通される大端部貫通孔19が形成されている。そして、大端部貫通孔19には、クランクピン18を支持するための大端部軸受30が設けられる。なお、大端部13は、コラム部14と一体成形された大端部本体20と大端部本体20に締結されるキャップ21とから構成され、大端部本体20にキャップ21を締結して形成される大端部貫通孔19に半割り構造の大端部軸受30が装着される。
The
コラム部14は、上記のように、小端部12と大端部13との間を繋ぐ部分であって、一般的に、コラム部14、小端部12、及び大端部本体20は一体成形される。コラム部14には、大端部13から小端部12に潤滑油を供給するために、例えば、図示しない連通孔が形成される。また、クランクピン18は、上記のように、クランクシャフトと大端部13とを接続する軸であって、ピストン11の往復動による力を受けて回転すると共に、その力をクランクシャフトに伝達するための部材である。
As described above, the
上記のように、コネクティングロッド10がピストン11とクランクシャフトのクランクピン18とを連結することにより、エンジンの作動時にピストン11が図示しないシリンダ内を往復運動すると、その往復運動がコネクティングロッド10を介してクランクシャフトの回転運動に変換され、クランクシャフトの回転動力がエンジン出力として得られる仕組みになっている。
As described above, when the connecting
大端部軸受30は、回転軸であるクランクピン18を潤滑油を介して支持するラジアルすべり軸受(ジャーナルすべり軸受とも称される)であり、図2に示すように、回転軸の周方向に関して2分割された略半円筒形状の半割り軸受31により構成される。一方の半割り軸受31は軸受支持部材としての大端部本体20に装着され、他方の半割り軸受31は軸受支持部材としてのキャップ21に装着され、2つの半割り軸受31の周方向に関する両端部同士を合わせることで、略円筒形状の大端部軸受30が構成される。半割り軸受31は、裏金32と、裏金32の内周側に形成されたライニング層としての軸受合金層33とを含んで構成される。クランクシャフトには、給油路が形成されており、この給油路を経てクランクピン18の外周面と軸受合金層33との間の隙間に潤滑油が供給される。半割り構造の大端部軸受30は、クランクピン18を潤滑油を介してライニング層(軸受合金層33)で支持する。ここでの潤滑油は、油膜を形成することにより、軸と軸受が焼き付くことなく機関を運転すること、軸と軸受内周面との摩擦損失や磨耗を低減することを主な役割とするが、冷却、洗浄、防錆等の役割も果たしている。
The
本実施形態では、裏金32は、低熱膨張率裏金層34と、低熱膨張率裏金層34と軸受合金層33との間(低熱膨張率裏金層34の内周側)に配置された高熱膨張率裏金層35とを含んで構成されるバイメタル構造であり、低熱膨張率裏金層34及び高熱膨張率裏金層35はいずれも正の熱膨張率を有し、さらに、内周側の高熱膨張率裏金層35の熱膨張率が外周側の低熱膨張率裏金層34の熱膨張率より高い。高熱膨張率裏金層35の厚さは低熱膨張率裏金層34の厚さに等しく(あるいはほぼ等しく)、低熱膨張率裏金層34の厚さ及び高熱膨張率裏金層35の厚さは、いずれも軸受合金層33の厚さより厚い。低熱膨張率裏金層34の種類としては、例えば鋼等が挙げられ、高熱膨張率裏金層35の種類としては、例えばアルミニウム合金や銅合金等が挙げられる。また、軸受合金層33の種類としては、例えば銅−鉛合金やアルミニウム合金等が挙げられる。なお、軸受合金層33の内周側にオーバーレイを形成することも可能である。
In the present embodiment, the backing
さらに、本実施形態では、半割り軸受31(裏金32及び軸受合金層33)は、図3に示すように、回転軸方向の両端部より中央部が外周側へ窪むように回転軸方向に関して湾曲している。これによって、半割り軸受31(軸受合金層33)のクランクピン18に対するクリアランスは、回転軸方向の両端部が中央部より狭くなる。この状態では、半割り軸受31(裏金32)は、回転軸方向に関しては、中央部で軸受支持部材としての大端部13(大端部本体20またはキャップ21)に接触し、回転軸方向の両端部では大端部13(大端部本体20またはキャップ21)との間に微小クリアランスが形成される。また、半割り軸受31(裏金32)は、周方向に関しては、合わせ面(両端部)付近で大端部13(大端部本体20またはキャップ21)との間に微小クリアランスが形成される。
Further, in the present embodiment, the half bearing 31 (back
内燃機関の冷間始動直後等、半割り軸受31の温度が低いときは、図2に示すように、半割り軸受31の合わせ面近傍でのクランクピン18に対するクリアランス(オイルリリーフ)36が狭くなることにより、クランクピン18と軸受合金層33との間の隙間に充填された潤滑油の排出が抑制される。さらに、半割り軸受31の温度が低いときは、図3に示すように、半割り軸受31(裏金32)の回転軸方向の両端部が中央部より内周側(クランクピン18側)に張り出しており、半割り軸受31の回転軸方向両端部でのクランクピン18に対するクリアランス(サイドクリアランス)37が狭くなることによっても、クランクピン18と軸受合金層33との間の隙間に充填された潤滑油の排出が抑制される。
When the temperature of the half bearing 31 is low, such as immediately after a cold start of the internal combustion engine, the clearance (oil relief) 36 with respect to the
低温時においては、潤滑油の粘度が高く、クランクピン18が大端部13に対して回転するときの粘性摩擦損失が大きくなりやすいが、本実施形態では、低温時において、オイルリリーフ36及びサイドクリアランス37が狭くなる。そのため、低温時においては、クランクピン18と軸受合金層33との間の隙間に充填された潤滑油が滞留し、滞留した潤滑油自体の攪拌発熱により潤滑油の温度上昇が促進される。これによって、潤滑油の粘度を速やかに低くすることができ、クランクピン18が大端部13に対して回転するときの粘性摩擦損失を低減することができる。
At low temperatures, the viscosity of the lubricating oil is high, and viscous friction loss tends to increase when the
内燃機関の運転とともに半割り軸受31の温度が上昇すると、裏金32が熱膨張する。裏金32の熱膨張の際には、高熱膨張率裏金層35の熱膨張率が低熱膨張率裏金層34の熱膨張率より高いため、内周側の高熱膨張率裏金層35の熱膨張量が外周側の低熱膨張率裏金層34の熱膨張量より大きくなる。そのため、内燃機関の定常運転時等、半割り軸受31の温度が高いときは、半割り軸受31の温度が低いときと比較して、裏金32の周方向に関する曲率が小さくなり、図4に示すように、半割り軸受31の合わせ面近傍でのクランクピン18に対するクリアランス(オイルリリーフ)36が広くなる。これによって、クランクピン18と軸受合金層33との間の隙間に充填された潤滑油の排出が促進される。この状態では、半割り軸受31(裏金32)は、周方向に関して合わせ面(両端部)付近でも大端部13(大端部本体20またはキャップ21)と接触する。
When the temperature of the half bearing 31 increases with the operation of the internal combustion engine, the
さらに、半割り軸受31の温度が高いときは、半割り軸受31の温度が低いときと比較して、裏金32の回転軸方向に関する曲率も小さくなり、図5に示すように、半割り軸受31の回転軸方向両端部でのクランクピン18に対するクリアランス(サイドクリアランス)37が広くなる。これによっても、クランクピン18と軸受合金層33との間の隙間に充填された潤滑油の排出が促進される。この状態では、半割り軸受31(裏金32)は、回転軸方向の両端部でも大端部13(大端部本体20またはキャップ21)と接触する。その際には、内燃機関の定常運転時に相当する温度において、半割り軸受31のクランクピン18に対するクリアランスが回転軸方向において均一となる(回転軸方向の両端部と中央部とで等しくなる)ように、低温時における裏金32の回転軸方向に関する曲率を設計することが好ましい。
Further, when the temperature of the half bearing 31 is high, the curvature of the backing
このように、本実施形態では、潤滑油の粘度が低く、粘性摩擦損失が小さい高温時において、裏金32の熱膨張によりオイルリリーフ36及びサイドクリアランス37が広くなる。したがって、高温時において、潤滑油の循環を促進することができ、潤滑油による潤滑性能・冷却性能を向上させることができる。
Thus, in the present embodiment, the
以上説明した本実施形態では、2分割された半割り軸受31の両方について、裏金32を低熱膨張率裏金層34と高熱膨張率裏金層35によるバイメタル構造にすることが可能である。ただし、本実施形態では、2分割された半割り軸受31のいずれか一方について、裏金32を低熱膨張率裏金層34と高熱膨張率裏金層35によるバイメタル構造にすることも可能である。なお、特許文献3,4のように、1層の(バイメタル構造でない)裏金上に軸受合金層を形成した構造では、軸受合金層の厚さが裏金と比べて薄く、低温時にオイルリリーフやサイドクリアランスを狭くし、高温時に熱膨張によってオイルリリーフやサイドクリアランスを広くする作用を十分に得ることは困難である。
In the present embodiment described above, the
一般に、厚さh1、弾性定数E1、線膨張率α1の材料1と、厚さh2、弾性定数E2、線膨張率α2の材料2とによる、長さlのバイメタル構造において、温度がΔTだけ上昇したときに端部に発生する変位δは、以下の(1)式で表される(金属便覧6.6節p942参照)。
In general, in a bimetallic structure having a length l made of a material 1 having a thickness h1, an elastic constant E1, and a linear expansion coefficient α1, and a
δ=6×ΔT×(α1−α2)×l2×m×n
/[(h1+h2)×(m+1)×(n+1)×(m×n+1)] (1)
ただし、m=E2/E1,n=h2/h1
δ = 6 × ΔT × (α1-α2) × l 2 × m × n
/ [(H1 + h2) × (m + 1) × (n + 1) × (m × n + 1)] (1)
However, m = E2 / E1, n = h2 / h1
本実施形態において、低熱膨張率裏金層34(材料1)を厚さh1=1.25mmの鋼(E1=2.1×1011Pa、α1=1.1×10-5)とし、高熱膨張率裏金層35(材料2)を厚さh2=1.25mmのアルミニウム合金(E2=7.0×1010Pa、α2=2.2×10-5)とすると、ΔT=50℃(例えば20℃→70℃)の温度上昇が生じたときに、(1)式より、径40mmの軸受オイルリリーフ位置におけるクリアランス変化は約0.11mmとなり、回転軸方向の幅15mmの軸受端部と中央部のクリアランス変化は約7μmとなる。一方、1層の(バイメタル構造でない)裏金上に軸受合金層を形成した構造において、裏金(材料1)を厚さh1=2.3mmの鋼(E1=2.1×1011Pa、α1=1.1×10-5)とし、軸受合金層(材料2)を厚さh2=0.2mmのアルミニウム合金(E2=7.0×1010Pa、α2=2.2×10-5)とすると、ΔT=50℃の温度上昇が生じたときに、(1)式より、径40mmの軸受オイルリリーフ位置におけるクリアランス変化は約0.02mmとなり、回転軸方向の幅15mmの軸受端部と中央部のクリアランス変化は約1.4μmとなる。したがって、特許文献3,4のように、1層の(バイメタル構造でない)裏金上に軸受合金層を形成した構造では、熱膨張によるクリアランス変化が小さく、低温時にオイルリリーフやサイドクリアランスを狭くし、高温時に熱膨張によってオイルリリーフやサイドクリアランスを広くする作用を十分に得ることが困難となる。
In this embodiment, the low thermal expansion coefficient back metal layer 34 (material 1) is steel (E1 = 2.1 × 10 11 Pa, α1 = 1.1 × 10 −5 ) having a thickness h1 = 1.25 mm, and high thermal expansion. When the rate back metal layer 35 (material 2) is an aluminum alloy having a thickness h2 = 1.25 mm (E2 = 7.0 × 10 10 Pa, α2 = 2.2 × 10 −5 ), ΔT = 50 ° C. (for example, 20 When the temperature rises (° C. → 70 ° C.), the clearance change at the bearing oil relief position with a diameter of 40 mm is about 0.11 mm from the equation (1), and the bearing end and center portion with a width of 15 mm in the rotation axis direction The clearance change is about 7 μm. On the other hand, in a structure in which a bearing alloy layer is formed on a single-layer (non-bimetallic structure) back metal, the back metal (material 1) is steel having a thickness h1 = 2.3 mm (E1 = 2.1 × 10 11 Pa, α1 = 1.1 × 10 −5 ) and the bearing alloy layer (material 2) is an aluminum alloy (E2 = 7.0 × 10 10 Pa, α2 = 2.2 × 10 −5 ) having a thickness h2 = 0.2 mm. Then, when a temperature increase of ΔT = 50 ° C. occurs, the change in the clearance at the bearing oil relief position with a diameter of 40 mm is about 0.02 mm from the equation (1), and the bearing end and center of the
以上の説明では、本発明の実施形態に係るラジアルすべり軸受を用いた回転軸の軸受構造として、コネクティングロッド10の大端部軸受30を例に挙げて説明した。ただし、本発明に係るラジアルすべり軸受を用いた回転軸の軸受構造は、コネクティングロッド10の大端部軸受30以外に、例えばカムシャフト用軸受等のその他のエンジン部材用軸受にも適用することが可能であり、さらに、エンジン部材用軸受以外の用途に適用することも可能である。このように、本発明に係るラジアルすべり軸受を用いた回転軸の軸受構造は、回転軸を潤滑油を介してラジアルすべり軸受で支持する構造であれば、種々の軸受に適用することが可能である。
In the above description, the large-
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated, this invention is not limited to such embodiment at all, and it can implement with a various form in the range which does not deviate from the summary of this invention. Of course.
10 コネクティングロッド、11 ピストン、12 小端部、13 大端部、14 コラム部、15 ピストンピン、16 小端部貫通孔、17 小端部軸受、18 クランクピン、19 大端部貫通孔、20 大端部本体、21 キャップ、30 大端部軸受、31 半割り軸受、32 裏金、33 軸受合金層、34 低熱膨張率裏金層、35 高熱膨張率裏金層、36 オイルリリーフ、37 サイドクリアランス。 10 connecting rod, 11 piston, 12 small end, 13 large end, 14 column, 15 piston pin, 16 small end through hole, 17 small end bearing, 18 crank pin, 19 large end through hole, 20 Large end body, 21 cap, 30 Large end bearing, 31 Half bearing, 32 Back metal, 33 Bearing alloy layer, 34 Low thermal expansion back metal layer, 35 High thermal expansion back metal layer, 36 Oil relief, 37 Side clearance.
Claims (4)
裏金は、ライニング層より厚い第1の裏金層と、第1の裏金層とライニング層との間に配置され、ライニング層より厚い第2の裏金層と、を含み、
第2の裏金層の熱膨張率が第1の裏金層の熱膨張率より高い、ラジアルすべり軸受。 A radial sliding bearing with a halved structure in which a lining layer is formed on the inner peripheral side of the back metal and the rotating shaft is supported by the lining layer via lubricating oil,
The back metal includes a first back metal layer thicker than the lining layer; and a second back metal layer disposed between the first back metal layer and the lining layer and thicker than the lining layer;
A radial plain bearing in which the thermal expansion coefficient of the second back metal layer is higher than that of the first back metal layer.
裏金は、回転軸方向の両端部より中央部が外周側へ窪んでいる、ラジアルすべり軸受。 A radial plain bearing according to claim 1,
The back metal is a radial plain bearing in which the central part is recessed from the both ends in the direction of the rotation axis toward the outer periphery.
ラジアルすべり軸受は、内燃機関のコネクティングロッドの大端部に装着され、前記回転軸としてクランクシャフトのクランクピンを潤滑油を介してライニング層で支持する、ラジアルすべり軸受。 A radial plain bearing according to claim 1 or 2,
A radial slide bearing is a radial slide bearing that is attached to a large end portion of a connecting rod of an internal combustion engine and supports a crankpin of a crankshaft as a rotating shaft with a lining layer through lubricating oil.
前記ラジアルすべり軸受が、請求項1〜3のいずれか1に記載のラジアルすべり軸受である、回転軸の軸受構造。 A rotating shaft bearing structure in which the rotating shaft is supported by a radial slide bearing through lubricating oil,
The bearing structure of a rotating shaft, wherein the radial slide bearing is the radial slide bearing according to any one of claims 1 to 3.
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