JPH0754847A - すべり軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 すべり軸受の提供。 【構成】 すべり軸受１の軸受面となる軸受合金層４
に、周方向に連続して延在する複数の周方向溝５と、中
心軸線方向に延在し、深い周方向溝５にて寸断されて不
連続をなす複数の中心軸線方向溝６とを形成し、両溝
５，６の間に四角錐状をなす多数の凸部７を形成する。 【効果】 運転初期における回転軸とのなじみ面の形成
が容易であり、摩耗量を少なくして早期に初期摩耗を完
了することができると共に、定常運転時の摩耗量も焼付
きの危険が低減されることで少なくなる。その結果、従
来のすべり軸受よりも長寿命化が期待できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関等で用いられ
ているすべり軸受に関し、詳しくは、回転軸を支持する
多数の凸部を有するすべり軸受に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、すべり軸受の軸受面となる軸受合
金層を凸凹状に形成することが行われている。このすべ
り軸受の軸受面構造を凸凹状に加工する技術としては、
例えばブラスト、砥粒によつて表面を荒らす技術、機械
加工による条痕加工、更には、化学的エッチング技術に
よつてすべり軸受の表面を凸凹状にする技術等が知られ
ている。そして、上記の機械加工による条痕加工は、ブ
ローチ加工又はボーリング加工のいずれかによる表面仕
上げによつて一般に施されている。

【発明が解決しようとする課題】

【０００３】しかしながら、このような従来のすべり軸
受にあつては、機械加工による条痕加工、つまりブロー
チ加工又はボーリング加工によつて得られる凸凹状の仕
上げ条痕構造のいずれにあつても、その軸受面構造は、
鋸刃のような凸凹形状をなし、その凸凹の深さは、日本
工業規格における自動車機関用半割り軸受（Ｄ３１０
２）では３．２Ｓ粗さ（Ｒｍａｘ）と規定している。

【０００４】そして、同じ粗さの凸凹に仕上げたもので
あつても、ボーリング加工にて形成した凸凹溝は、すべ
り軸受の周方向に延在して形成されている。このため、
初期摩耗時に、軸受面の環状をなす凸部の剪断抵抗が大
きいことに起因して凸部先端の摩耗粉が加工硬化して硬
くなり易く、この摩耗粉が軸受面を荒らすことになる。
その結果、軸受合金層によつて広く支持された状態にな
るまで、初期摩耗の完了による完全ななじみ面の形成が
遅れ、その間の摩耗量が多くなり、耐久性を低下させる
という技術的課題がある。

【０００５】他方、ブローチ加工にて形成した凸凹溝
は、すべり軸受の周方向に対して直角つまり中心軸線方
向に延在して凸凹溝が形成され、ボーリング加工したも
のよりも潤滑油が排出されて潤滑不良を生じ易いので、
運転初期（新品時）、定常運転の摩耗状態共に、回転軸
との金属接触が起き易く、早期に摩耗を生ずる。

【０００６】本発明は、潤滑性能を確保すると共に、運
転初期において、早期に軸受合金層による広い軸受面を
形成させるように軸受面構造を工夫することによつて、
前記技術的課題の解決を図るものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような従
来の技術的課題に鑑みてなされたものであり、その構成
は、すべり軸受１の軸受面となる軸受合金層４に、周方
向に連続して延在する複数の周方向溝５と、中心軸線方
向に延在し、深い周方向溝５にて寸断されて不連続をな
す複数の中心軸線方向溝６とを形成し、両溝５，６の間
に四角錐状をなす多数の凸部７を形成することを特徴と
するすべり軸受である。そして、中心軸線方向溝６の深
さは、初期摩耗量以下に設定することができる。

【０００８】

【作用】このような軸受面構造を備えるすべり軸受１に
よつて回転軸を回転自在に支持すれば、運転初期（新品
時）の軸受合金層４の軸受面構造は、多数の四角錐状を
なす凸部７を有し、多数の頂点によつて回転軸を支持し
ている。運転を開始し、回転軸を回転すれば、回転軸と
各頂点とが接触し、多数の凸部７の先端部が剪断されて
摩耗粉を生ずる。

【０００９】しかして、連続の周方向溝５が中心軸線方
向溝６によつて寸断されて、四角錐状をなす多数の凸部
７の先端部が不連続に形成されているので、凸部７は、
摩耗により容易に剪断され、加工硬化が小さく、この摩
耗粉が軸受面に介在してもザラツキ摩耗は起き難い。か
つ、回転軸の回転に伴つて周方向に連続する複数の周方
向溝５に沿つて流動する潤滑油は、中心軸線方向に延在
する複数の中心軸線方向溝６により、すべり軸受１の中
心軸線方向の端部から外部に流出する。

【００１０】その際、両溝５，６に受入れられた凸部７
の先端部の摩耗粉が、潤滑油と共に外部に排出される。
このため、摩耗粉の介在による軸受合金層４のザラツキ
摩耗は更に起き難い。このように、運転開始時には、凸
凹状をなすすべり軸受１の軸受面と回転軸との真の接触
面積は、見掛けの接触面積に対して非常に小さい値であ
るが、摩耗により、四角錐状をなす多数の凸部７の頂点
の回転軸との接触面積が広がり、回転軸の荷重を充分に
支えられるようになると、初期摩耗が終了する。かくし
て、ザラツキ摩耗により軸受合金層４に新たに凹凸が形
成され、接触面積を減少することが起きにくいので、早
期に初期摩耗が終了する。

【００１１】すなわち、本発明に係るすべり軸受１によ
れば、その軸受面に複数の周方向溝５及び中心軸線方向
溝６を形成したことにより、初期摩耗進行時には充分な
潤滑性能が確保されることと相まつて、中心軸線方向の
溝のみを備えるすべり軸受と比較してザラツキ摩耗が少
なく、回転軸とのなじみ面が形成され易くなる。更に、
中心軸線方向溝６は、深い周方向溝５にて寸断されて不
連続をなして比較的浅いので、初期摩耗完了時には、中
心軸線方向溝６が削減されて主として周方向溝５のみと
なり、回転軸の回転に伴う潤滑性能は良好に確保され
る。

【００１２】そして、すべり軸受１の内面に複数の周方
向溝５及び中心軸線方向溝６を形成すると共に、複数の
中心軸線方向溝６の深さを初期摩耗する厚さ以下に設定
すれば、運転初期に際して摩耗粉が潤滑油と共に中心軸
線方向溝６から良好に流出するので、初期摩耗進行時に
は周方向溝のみを形成したすべり軸受よりもザラツキ摩
耗が減少し、回転軸とのなじみ面が形成され易くなると
共に、定常摩耗時には周方向溝５のみを加工したすべり
軸受と同等の軸受面形状になり、油膜形成及び荷重支持
性能の共に優れる軸受となる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１〜図５は、本発明に係る半割りすべり
軸受の１実施例を示す。先ず、図１，図３を参照して半
割りすべり軸受１の概略について説明する。半割りすべ
り軸受１は、半円筒状をなす金属裏金２の内周面に軸受
合金層４をライニングして構成され、一端部に位置決め
用の爪部３が形成されている。軸受合金層４は、例えば
アルミニウム合金の軸受材にて形成されている。この半
割りすべり軸受１の軸受合金層４に、周方向に連続して
延在する周方向溝５と、中心軸線方向に延在し、深さの
深い周方向溝５にて寸断されて不連続な中心軸線方向溝
６とを形成する。なお、半割りすべり軸受１の適所に
は、図示を省略した油孔が形成され、ハウジングへの組
付状態にて、軸受合金層４の表面に潤滑油が供給される
ようになつている。

【００１４】先ず、最初の内面加工として軸受合金層４
にボーリング加工を施し、図２に示すように周方向に連
続して延在する複数の周方向溝５を平行に形成する。周
方向溝５は、図３，図４に示すように三角形断面を有
し、約５ミクロン程度の深さを有している。なお、図２
に示す矢印Ａは、図外の回転軸の回転方向を示す。

【００１５】次に、周方向溝５を形成した軸受合金層４
にブローチ加工を施し、図１に示すように中心軸線方向
に延在する複数の中心軸線方向溝６を平行に形成する。
中心軸線方向溝６は、図４に示すように三角形断面を有
し、約２ミクロン程度の深さを有している。しかして、
中心軸線方向溝６は、周方向溝５と交差することによつ
て寸断されて不連続をなしている。

【００１６】このように複数の加工を施して得られた半
割りすべり軸受１の軸受合金層４の軸受面構造は、図４
に示すようにボーリング加工による連続の周方向溝５
と、周方向溝５に交差するブローチ加工による不連続な
中心軸線方向溝６とが、それぞれ所定の深さにて形成さ
れることで、頂点８を有する四角錐状をなす多数の凸部
７が形成される。但し、実際に形成される凸部７の形
は、かなり大小変形した形状のものを含んでいて良く、
例えば、頂点８が若干の平坦面を形成していてもよい。

【００１７】次に、上記実施例の作用について説明す
る。このような軸受面構造を備える半割りすべり軸受１
は、その一対を突き合わせて図外のハウジングに組付
け、回転軸を回転自在に支持する。運転初期（新品時）
の軸受合金層４の軸受面構造は、多数の四角錐状をなす
凸部７を有し、多数の頂点８によつて回転軸を支持して
いる。この状態から運転を開始して回転軸を回転すれ
ば、回転軸と各頂点８とが接触し、多数の凸部７の先端
部が剪断されて摩耗粉を生ずる。すなわち、回転軸との
接触部では高負荷となり、この部分で軸受合金層４の軸
受材料の溶融、剪断を生じて摩耗粉となる。

【００１８】しかして、従来のボーリング加工のみによ
つて形成された周方向の線状の凸部の受ける剪断抵抗と
は異なり、ブローチ加工による中心軸線方向溝６により
連続する周方向の線状の凸部が切断れて凸部７の先端部
が小さいので、剪断抵抗がはるかに小さく摩耗粉の加工
硬化が小さいので、この摩耗粉が軸受面に介在してもザ
ラツキ摩耗が起こり難い。

【００１９】一方、ボーリング加工による周方向に連続
する複数の周方向溝５に沿つて流動する潤滑油は、ブロ
ーチ加工による中心軸線方向に延在する複数の中心軸線
方向溝６に分岐して流入し、半割りすべり軸受１の中心
軸線方向の端部から外部に流出する。その際、両溝５，
６に受入れられた凸部７の先端部の摩耗粉が、潤滑油と
共に外部に排出される。このため、摩耗粉による軸受合
金層４のザラツキ摩耗（凸凹溝）は起き難い。このよう
にして、運転開始時には、凸凹状であつたすべり軸受１
の軸受面と回転軸との真の接触面積は、見掛けの接触面
積に対して非常に小さい値であるが、初期摩耗の進行に
より、凸部７の頂点８が摩耗して接触面積が広がり、回
転軸荷重を充分に支えられるようになり、初期摩耗が終
了する。

【００２０】ところで、一般的な軸受材料の再結晶温度
は軸受使用温度よりも高いので、剪断による摩耗粉は加
工硬化しており、半割りすべり軸受１の軸受合金層４よ
り硬くなるので、この摩耗粉が回転軸との間に存在する
と、摩耗粉が軸受面を荒らしてザラツキ摩耗を起こした
り新たな凸凹ができ、そのため初期摩耗の完了が遅れて
摩耗量が多くなる。ボーリング加工のみではブローチ加
工のみに比べてその作用は顕著である。但し、ブローチ
加工による中心軸線方向溝のみを形成したすべり軸受で
は、摩耗粉の加工硬化は小さく、これによるザラツキ摩
耗は起こり難く、また、潤滑油による摩耗粉の除去作用
にも優れるが、軸受面での潤滑油膜形成能力が劣る。

【００２１】すなわち、ブローチ加工は、潤滑油が中心
軸線方向つまり外部に排出され易い形状になつているの
で、剪断された摩耗粉も同時に排出され、半割りすべり
軸受１の軸受面を荒らしたザラツキ摩耗を起こし難く、
一般に初期摩耗の完了は早い。しかしながら、ブローチ
加工による中心軸線方向溝のみを備える場合には、潤滑
油が中心軸線方向溝に供給され難いため、運転初期状態
及び定常摩耗状態共に、ボーリング加工による周方向の
溝のみを備える半割りすべり軸受に比べ、回転軸と金属
接触する頻度が高く、その結果、摩耗、焼付が起こり易
い。

【００２２】これに対し、本発明に係る半割りすべり軸
受１によれば、その軸受面にボーリング加工及びブロー
チ加工の両方を施し、複数の周方向溝５及び中心軸線方
向溝６を形成したことにより、初期摩耗進行時の潤滑性
能に優れる。このため、ブローチ加工による中心軸線方
向の溝のみを備える半割りすべり軸受と比較してもザラ
ツキ摩耗が少なく、回転軸とのなじみ面が形成され易く
なると共に、ボーリング加工による周方向の溝のみを備
える半割りすべり軸受と比較しても摩耗、焼付が起こり
難くなる。加えて、ブローチ加工の粗さをボーリング加
工の粗さよりも小さく、かつ、初期摩耗する厚さ以下に
設定することにより、具体的には、周方向溝５を約５ミ
クロン程度の深さに形成し、また、中心軸線方向溝６
を、周方向溝５よりも浅い約２ミクロン程度の深さに形
成することにより、定常摩耗時にはボーリング加工によ
る周方向の溝のみを備える半割りすべり軸受と同等の軸
受面形状になり、油膜形成及び荷重支持性能に優れる軸
受となる。

【００２３】次に、周方向溝５及び中心軸線方向溝６を
形成した半割りすべり軸受１の２個と従来の表面仕上げ
加工を施した半割りすべり軸受の２個とをそれぞれ突き
合わせてエンジンに組み込み、実機による初期なじみ性
能の比較試験を行い、本発明品の試験終了後の軸受面を
走査電子顕微鏡にて調査した。試験前の軸受面の四角錐
状をなす凸部７の頂点８は、運転開始後に回転軸と摺接
し、剪断を受けて摩耗粉となるが、本発明品は、摩耗粉
による軸受合金層４のザラツキ摩耗（凸凹溝）はほとん
どみられず、一部にブローチ加工による中心軸線方向溝
６の痕跡が残つているものの、全体的には図５に示すよ
うに周方向溝５のみの表面形状が観察され、この状態に
て初期摩耗が終了していた。

【００２４】これに対して従来品は、摩耗粉に起因する
と思われるザラツキ摩耗による凸凹溝が軸受合金層に残
つており、本発明品の方が回転軸とのなじみ面の形成に
要する時間が短く、ひいては初期摩耗量が少ないことが
分かつた。これは、本発明品は、前述したように従来の
ボーリング加工のみによつて形成された凸部の受ける剪
断抵抗と比較して、隣接する周方向溝５，５間の凸部が
ブローチ加工による中心軸線方向溝６によつて寸断され
て小さくなつているので、多数の四角錐状をなす凸部７
の頂点８の摩耗による摩耗粉の加工硬化の程度が比較的
小さいことに加え、摩耗粉が、ブローチ加工による中心
軸線方向溝６から潤滑油と共に外部に排出され易い結果
である。

【００２５】

【発明の効果】以上の説明によつて理解されるように、
本発明に係るすべり軸受によれば、すべり軸受の軸受合
金層に、周方向に連続して延在する周方向溝と、中心軸
線方向に延在し、周方向溝にて寸断されて不連続な中心
軸線方向溝とを形成し、両溝の間に凸部を形成したた
め、従来のすべり軸受よりも運転初期における回転軸と
のなじみ面の形成が容易であり、摩耗量を少なくして早
期に初期摩耗を完了することができると共に、定常運転
時の周方向の潤滑油が確保されて摩耗量が少なく焼付き
の危険も低減される。その結果、従来のすべり軸受より
も長寿命化が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の１実施例に係る半割りすべり軸受を
示す斜視図。

【図２】 同じくボーリング加工のみを施した半割りす
べり軸受を示す斜視図。

【図３】 図２のIII-III 線断面図。

【図４】 同じく運転初期の半割りすべり軸受の軸受合
金層の一部を拡大して示す斜視図。

【図５】 同じく初期摩耗後の半割りすべり軸受の軸受
合金層の一部を拡大して示す斜視図。

【符号の説明】

１：半割りすべり軸受（すべり軸受）、２：金属裏金、
３：爪、４：軸受合金層、５：周方向溝、６：中心軸線
方向溝、７：凸部、８：頂点。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 すべり軸受（１）の軸受面となる軸受合
   金層（４）に、周方向に連続して延在する複数の周方向
   溝（５）と、中心軸線方向に延在し、深い周方向溝
   （５）にて寸断されて不連続をなす複数の中心軸線方向
   溝（６）とを形成し、両溝（５，６）の間に四角錐状を
   なす多数の凸部（７）を形成することを特徴とするすべ
   り軸受。
2. 【請求項２】 中心軸線方向溝（６）の深さが、初期摩
   耗量以下に設定されることを特徴とする請求項１のすべ
   り軸受。