JP5837896B2 - すべり軸受 - Google Patents
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Description
本発明は、すべり軸受の技術に関し、円筒を軸方向と平行に二分割した半割部材を上下に配置した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、前記軸受の摺動面積を減らし、フリクション低減効果を得るために、前記軸受の幅を狭くする構造がある。しかし、軸受の幅を狭くすると、流出油量が増加していた。そこで、前記軸受の軸方向両端部に、全周に逃げ部分（細溝）を形成した軸受が公知となっている（例えば、特許文献１参照）。
しかし、従来の全周に細溝を形成した軸受では、摺動面積減少により、負荷容量が低下し、良好な潤滑に必要な油膜厚さを確保することができず、且つ、総和の流出油量が多かった。
そこで、本発明は係る課題に鑑み、フリクション低減効果を得ることができ、総和の流出油量を抑えることができる軸受を提供する。
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、請求項１においては、円筒を軸方向と平行に二分割した半割部材を上下に配置したすべり軸受であって前記下側の半割部材の軸方向端部に、円周方向に細溝を設け、
前記細溝は、前記下側の半割部材の回転方向下流側にのみ設け、
前記細溝の回転方向下流側端部は、回転方向下流側合わせ面に近接しており、前記回転方向下流側端部と回転方向下流側合わせ面とは連通しない位置に設定し、
前記細溝の回転方向上流側端部は、回転方向下流側端部よりも上流側であって、回転方向下流側合わせ面から回転方向上流側へ９０度以下の角度で回転させた位置に設定したものである。
前記細溝は、前記下側の半割部材の回転方向下流側にのみ設け、
前記細溝の回転方向下流側端部は、回転方向下流側合わせ面に近接しており、前記回転方向下流側端部と回転方向下流側合わせ面とは連通しない位置に設定し、
前記細溝の回転方向上流側端部は、回転方向下流側端部よりも上流側であって、回転方向下流側合わせ面から回転方向上流側へ９０度以下の角度で回転させた位置に設定したものである。
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
すなわち、油膜圧力の発生を妨げない程度の細溝を設けることで、摺動面積を減らしつつ、フリクション低減効果を得ることができ、かつ、総和の流出油量を抑えることができる。
また、細溝の回転方向下流側端部と合わせ面とが連通していないため、細溝加工時にバリが発生せず、加工が容易となる。また、細溝の回転方向下流側端部と合わせ面とが連通していないため、合わせ面付近の油膜圧力の低下が軽減されるため、下側の半割部材の上流側合わせ面と下流側合わせ面とを逆に組み付けた場合であっても最低限の油膜圧力を保持することができる。
また、細溝の回転方向下流側端部と合わせ面とが連通していないため、細溝加工時にバリが発生せず、加工が容易となる。また、細溝の回転方向下流側端部と合わせ面とが連通していないため、合わせ面付近の油膜圧力の低下が軽減されるため、下側の半割部材の上流側合わせ面と下流側合わせ面とを逆に組み付けた場合であっても最低限の油膜圧力を保持することができる。
次に、発明の実施の形態を説明する。なお、図１はすべり軸受１の正面図であり、画面の上下を上下方向、画面の手前方向及び奥方向を軸方向（前後方向）とする。
まず、第一の実施形態に係るすべり軸受１を構成する半割部材２について図１及び図２を用いて説明する。
すべり軸受１は円筒状の部材であり、図１に示すように、エンジンのクランクシャフト１１のすべり軸受構造に適用される。すべり軸受１は、二つの半割部材２・２で構成されている。二つの半割部材２・２は、円筒を軸方向と平行に二分割した形状であり、断面が半円状となるように形成されている。本実施形態においては、半割部材２・２は上下に配置されており、左右に合わせ面が配置されている。クランクシャフト１１をすべり軸受１で軸支する場合、所定の隙間が形成され、この隙間に対し図示せぬ油路から潤滑油が供給される。
すべり軸受１は円筒状の部材であり、図１に示すように、エンジンのクランクシャフト１１のすべり軸受構造に適用される。すべり軸受１は、二つの半割部材２・２で構成されている。二つの半割部材２・２は、円筒を軸方向と平行に二分割した形状であり、断面が半円状となるように形成されている。本実施形態においては、半割部材２・２は上下に配置されており、左右に合わせ面が配置されている。クランクシャフト１１をすべり軸受１で軸支する場合、所定の隙間が形成され、この隙間に対し図示せぬ油路から潤滑油が供給される。
図２（ａ）においては、上側および下側の半割部材２を示している。なお、本実施形態においては、クランクシャフト１１の回転方向を図１の矢印に示すように正面視時計回り方向とする。また、軸受角度ωは、図２（ｂ）における右端の位置を０度とし、図２（ｂ）において、反時計回り方向を正とする。すなわち、図２（ｂ）において、左端の位置の軸受角度ωが１８０度となり、下端の位置の軸受角度ωが２７０度となるように定義する。
上側の半割部材２の内周には円周方向に溝が設けられており、中心に円形の孔が設けられている。また、上側の半割部材２の左右に合わせ面が配置されている。
下側の半割部材２の内周の摺動面において、その軸方向の端部に細溝３が形成されている。
下側の半割部材２の内周の摺動面において、その軸方向の端部に細溝３が形成されている。
細溝３は下側の半割部材２に設けられる。本実施形態においては、細溝３は軸方向に並列して二本設けられている。細溝３の回転方向下流側端部は、クランクシャフト１１の回転方向下流側合わせ面に近接しており、回転方向下流側端部と回転方向下流側合わせ面とは連通することなく設けられている。
詳細には、細溝３の回転方向下流側端部が、クランクシャフト１１の回転方向下流側合わせ面がある１８０度よりも大きい軸受角度ω０に配置されている。すなわち、細溝３は、クランクシャフト１１の回転方向下流側合わせ面（軸受角度ωが１８０度）よりも大きい軸受角度ωから軸受角度ωが正となる方向（反時計回り方向）に向けて円周方向に設けられる。
下側の半割部材２においては、図２（ｂ）の右側の合わせ面が回転方向上流側合わせ面、図２（ｂ）の左側の合わせ面が回転方向下流側合わせ面となる。
詳細には、細溝３の回転方向下流側端部が、クランクシャフト１１の回転方向下流側合わせ面がある１８０度よりも大きい軸受角度ω０に配置されている。すなわち、細溝３は、クランクシャフト１１の回転方向下流側合わせ面（軸受角度ωが１８０度）よりも大きい軸受角度ωから軸受角度ωが正となる方向（反時計回り方向）に向けて円周方向に設けられる。
下側の半割部材２においては、図２（ｂ）の右側の合わせ面が回転方向上流側合わせ面、図２（ｂ）の左側の合わせ面が回転方向下流側合わせ面となる。
細溝３の長さｌは、回転方向下流側端部（軸受角度がω０）から回転方向上流側端部（軸受角度がω１）までの長さに形成したものである。なお、軸受角度ω１は、ω０よりも大きく２７０度以下である。より詳細には、軸受角度ω１は、通常２２５度よりも大きく２７０度以下である領域に存在する。
細溝３は、図２（ｃ）に示すように、軸受厚さＤよりも浅い深さｄとなるように形成されている。また、細溝３の幅はｗとなるように形成されている。
細溝３は、半割部材２の内側面に切削加工を施すことにより設けられる。この際、回転方向下流側端部と下流側合わせ面とが連通しないことにより、バリが発生しない。すなわち、回転方向下流側端部と下流側合わせ面とが連通するように細溝３を設けた場合には、細溝３の回転方向下流側端部付近に切削加工の際に発生するバリが固着することがあり、バリ取り加工が必要となるが、回転方向下流側端部と下流側合わせ面とが連通しないことにより、バリが発生しないため、バリ取り加工を省くことが可能となる。
次に、細溝３を設けたすべり軸受１の油膜圧力の勾配について図３を用いて説明する。
半割部材２の軸方向端部に細溝３を設けたことにより、図３（ａ）に示すように、半割部材２の軸方向端部における圧力勾配を変化させることができる。すなわち、図３（ｂ）に示す細溝３がない場合と比べて、細溝３において軸受端部から中央部へ向かって下降する圧力勾配の増加に伴って、油の吸い戻し量が増加し、総和の流出油量が抑制される。
半割部材２の軸方向端部に細溝３を設けたことにより、図３（ａ）に示すように、半割部材２の軸方向端部における圧力勾配を変化させることができる。すなわち、図３（ｂ）に示す細溝３がない場合と比べて、細溝３において軸受端部から中央部へ向かって下降する圧力勾配の増加に伴って、油の吸い戻し量が増加し、総和の流出油量が抑制される。
また、本実施形態の比較対象となるすべり軸受１０１を図４に示す。
図４の（ａ）から（ｃ）に示すように、比較対象となるすべり軸受１０１は、二つの半割部材１０２・１０２で構成されている。ここで、上側の半割部材１０２は本実施形態に係る半割部材２と同様の構成であるので説明を省略する。
図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、下側の半割部材１０２の内周の摺動面において、その軸方向の端部に細溝１０３が形成されている。
細溝１０３の回転方向下流側端部は、図４（ｂ）に示すように、クランクシャフト１１の回転方向下流側合わせ面と連通するように設けられている。
このように構成した比較対象となるすべり軸受１０１の油膜圧力の勾配を図３（ｃ）に示す。
図４の（ａ）から（ｃ）に示すように、比較対象となるすべり軸受１０１は、二つの半割部材１０２・１０２で構成されている。ここで、上側の半割部材１０２は本実施形態に係る半割部材２と同様の構成であるので説明を省略する。
図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、下側の半割部材１０２の内周の摺動面において、その軸方向の端部に細溝１０３が形成されている。
細溝１０３の回転方向下流側端部は、図４（ｂ）に示すように、クランクシャフト１１の回転方向下流側合わせ面と連通するように設けられている。
このように構成した比較対象となるすべり軸受１０１の油膜圧力の勾配を図３（ｃ）に示す。
図３（ａ）及び図３（ｃ）を比較すると、比較対象となるすべり軸受１０１の油膜圧力の勾配と比べて、本実施形態に係るすべり軸受１の方が、下流側合わせ面付近の油膜圧力が高くなっている。
このため、図５に示すように、上側の半割部材２に対して、下側の半割部材２の上流側及び下流側の合わせ面を逆に組み付けた場合であっても、油膜圧力を最低限保持することができ、すべり軸受１の良好な潤滑に必要な油膜厚さを保持することができる。
以上のように、円筒を軸方向と平行に二分割した半割部材２・２を上下に配置したすべり軸受１であって前記下側の半割部材２の軸方向端部に、円周方向に細溝３を設け、細溝３の回転方向下流側端部は、回転方向下流側合わせ面に近接しており、前記回転方向下流側端部と回転方向下流側合わせ面とは連通しない位置に設定し、細溝３の回転方向上流側端部は、回転方向下流側端部よりも上流側であって、回転方向下流側合わせ面から回転方向上流側へ９０度以下の角度で回転させた位置に設定したものである。
ここで、回転方向下流側合わせ面における軸受角度ωが１８０°であるから、回転方向上流側端部の軸受角度ω１は、１８０°＜ω０＜ω１≦２７０°となるように構成されている。
このように構成することにより、油膜圧力の発生を妨げない程度の細溝を設けることで、摺動面積を減らしつつ、フリクション低減効果を得ることができ、かつ、総和の流出油量を抑えることができる。
また、細溝３の回転方向下流側端部と合わせ面とが連通していないため、細溝３加工時にバリが発生せず、加工が容易となる。また、細溝３の回転方向下流側端部と合わせ面とが連通していないため、合わせ面付近の油膜圧力の低下が軽減されるため、下側の半割部材２の上流側合わせ面と下流側合わせ面とを逆に組み付けた場合であっても最低限の油膜圧力を保持することができる。
ここで、回転方向下流側合わせ面における軸受角度ωが１８０°であるから、回転方向上流側端部の軸受角度ω１は、１８０°＜ω０＜ω１≦２７０°となるように構成されている。
このように構成することにより、油膜圧力の発生を妨げない程度の細溝を設けることで、摺動面積を減らしつつ、フリクション低減効果を得ることができ、かつ、総和の流出油量を抑えることができる。
また、細溝３の回転方向下流側端部と合わせ面とが連通していないため、細溝３加工時にバリが発生せず、加工が容易となる。また、細溝３の回転方向下流側端部と合わせ面とが連通していないため、合わせ面付近の油膜圧力の低下が軽減されるため、下側の半割部材２の上流側合わせ面と下流側合わせ面とを逆に組み付けた場合であっても最低限の油膜圧力を保持することができる。
１ すべり軸受
２ 半割部材
３ 細溝
１１ クランクシャフト
２ 半割部材
３ 細溝
１１ クランクシャフト
Claims (1)
- 円筒を軸方向と平行に二分割した半割部材を上下に配置したすべり軸受であって前記下側の半割部材の軸方向端部に、円周方向に細溝を設け、
前記細溝は、前記下側の半割部材の回転方向下流側にのみ設け、
前記細溝の回転方向下流側端部は、回転方向下流側合わせ面に近接しており、前記回転方向下流側端部と回転方向下流側合わせ面とは連通しない位置に設定し、
前記細溝の回転方向上流側端部は、回転方向下流側端部よりも上流側であって、回転方向下流側合わせ面から回転方向上流側へ９０度以下の角度で回転させた位置に設定した、
ことを特徴とするすべり軸受。
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