JP2016114078A

JP2016114078A - 半割軸受

Info

Publication number: JP2016114078A
Application number: JP2014250675A
Authority: JP
Inventors: 大輔関; Daisuke Seki
Original assignee: Taiho Kogyo Co Ltd
Current assignee: Taiho Kogyo Co Ltd
Priority date: 2014-12-11
Filing date: 2014-12-11
Publication date: 2016-06-23

Abstract

【課題】従来技術に比べて漏れ油量を抑制する。【解決手段】基材層１０は、軸２が収容される側の面である内周面１３と、他の半割軸受と突合せる２つの接合面１４，１５とを有する。接合面１４，１５の内周面１３の側には、それぞれ深さｄ、高さｈのクラッシュリリーフが設けられている。クラッシュリリーフには樹脂を材料とする被覆層１１，１２が設けられている。被覆層１１，１２の材料である樹脂は、基材層１０の材料であるアルミ合金や銅合金などの金属よりも軟らかい材料であるため、組付けの際に軸２や他の半割軸受から応力を受けたとしても、変形したり摩耗したりして、軸２や他の半割軸受と馴染む形状になる。その結果、半割軸受１には、従来に比べて位置ずれや変形が生じ難くなる。【選択図】図１

Description

本発明は、半割軸受からの漏れ油量を抑制する技術に関する。

内燃機関では、クランク軸（主軸）やコネクティングロッド軸などを回転可能に支持するために、一対の半円筒形の軸受（半割軸受という）から成る軸受が用いられる。一対の半割軸受の各接合面を互いに突合せて例えばクランク軸のジャーナル部に組付けると、半割軸受の円周方向における端面に位置ずれや変形が生じることがある。これらの位置ずれや変形を吸収するため、半割軸受にクラッシュリリーフを設けることがある。クラッシュリリーフは、各半割軸受の円周方向の端部領域において壁部の厚さを回転中心と同心である本来の内周面から半径方向に減じることによって形成される逃し空間である。

種々の目的でクラッシュリリーフを設けた半割軸受が提案されている。例えば、特許文献１に記載されたクラッシュリリーフは、所与の寸法にすることで、組付けの際に生じる位置ずれや変形を吸収するとともに、異物の捕捉性及び排出性を高めている。

特開２０１３−１７０６８０号公報

しかしながら、クラッシュリリーフは、壁部の厚さを本来の内周面から半径方向に減じたものであるため、これを設けることにより、接合面において軸との間に潤滑油が漏れ出る開口部となる空間が生じ、漏れ油量が増大していた。
本発明の目的の一つは、従来技術に比べて漏れ油量が抑制された半割軸受を提供することである。

上述した課題を解決するため、本発明に係る半割軸受は、対をなす他の半割軸受と突合せて全体として内周面の側に軸を収容する円筒状の軸受を形成する半割軸受であって、前記他の半割軸受と突合せる２つの接合面および前記内周面を有する基材層と、２つの前記接合面のそれぞれにおいて、前記内周面の側で軸線方向にのびるクラッシュリリーフと、前記基材層よりも軟らかい材料で構成され、前記クラッシュリリーフを被覆して前記軸と接触する第１被覆層と、を有することを特徴とする。

好ましくは、前記第１被覆層は、前記内周面よりも前記軸の回転中心に近い位置まで前記クラッシュリリーフを被覆する部分を有するとよい。

また、好ましくは、前記内周面を被覆して前記軸に接触する第２被覆層を有するとよい。

本発明によれば、従来技術に比べて漏れ油量を抑制することができる。

本発明に係る半割軸受の概要を示す図。従来の半割軸受の一例を示す図。

１．実施形態
以下、本発明の一実施形態に係る半割軸受１の構造を説明する。図において、半割軸受１の各構成が配置される空間をｘｙｚ右手系座標空間として表す。図に示す座標記号のうち、白い円の中に互いに交差する２本の斜線を描いた記号は、紙面手前側から奥側へ向かう矢印を表す。空間においてｘ軸に沿う方向をｘ軸方向という。また、ｘ軸方向のうち、ｘ成分が増加する方向を＋ｘ方向といい、ｘ成分が減少する方向を−ｘ方向という。ｙ、ｚ成分についても、上記の定義に沿ってｙ軸方向、＋ｙ方向、−ｙ方向、ｚ軸方向、＋ｚ方向、−ｚ方向を定義する。

図１は、半割軸受１の概要を示す図である。半割軸受１は、対をなす下方側の半割軸受（図示せず）と突合せて全体として軸２を収容する円筒状のすべり軸受を形成する上方側の半割軸受である。この半割軸受１が収容する軸２は、クランク軸（主軸）である。図１において、半割軸受１は収容する軸２がｘ軸方向に沿うように配置されている。なお、図１において＋ｚ方向が上方である。

半割軸受１を下方から上方へ向かう方向（＋ｚ方向）に見た形状を図１（ａ）に示す。半割軸受１は、アルミ合金や銅合金など、金属で形成された基材層１０を有する。この基材層１０は、他の半割軸受と突合せて形成した円筒状の軸受において軸２が収容される側の面である内周面１３を有する。内周面１３は、軸２の回転中心Ｏから半径ｒの距離にある円周面である。内周面１３には周方向に沿って潤滑油を供給する溝（図示せず）と、この溝に潤滑油を外周面１９から供給する油孔（図示せず）とが形成されていてもよい。

半割軸受１を幅方向（ｘ軸方向）の中心（図１（ａ）の矢視Ib−Ib）で切断した断面図を図１（ｂ）に示す。内周面１３に収容される軸２は、矢印Ｄ０に沿って回転する。この矢印Ｄ０が示す回転方向により上流側および下流側を定義する。

基材層１０は、他の半割軸受と突合せる２つの接合面１４，１５を有する。すなわち、基材層１０は、他の半割軸受と突合せる２つの接合面および内周面、を有する基材層の一例である。接合面１４は上流側の接合面であり、接合面１５は下流側の接合面である。接合面１４，１５は、いずれも下方側（−ｚ方向）の半割軸受の接合面と突合せる接合面である。

図１に示すように、接合面１４，１５の内周面１３の側には、それぞれ深さｄ、高さｈのクラッシュリリーフが設けられている。クラッシュリリーフは、基材層１０を切削した空間であり、組付けの際に生じる位置ずれや変形を吸収する逃し空間である。

各クラッシュリリーフの深さｄは、軸２の回転中心Ｏと同心である半割軸受１の内周面１３から肉厚が減少した量である。上述したとおり内周面１３は、回転中心Ｏから半径ｒの距離にあるので、接合面１４，１５における基材層１０は、クラッシュリリーフが設けられていることにより回転中心Ｏから（半径ｒ＋深さｄ）の距離にある。

また、各クラッシュリリーフの高さｈは、接合面１４，１５を下端面として水平面上に置いた場合に、その水平面からクラッシュリリーフが設けられている一方の端部までの高さ（上方側への距離）である。なお、図１に示したクラッシュリリーフは例示に過ぎず、実際の大きさを示すものではない。

これらのクラッシュリリーフには樹脂を材料とする被覆層１１，１２が設けられている。被覆層１１，１２の材料である樹脂は、基材層１０の材料であるアルミ合金や銅合金などの金属よりも軟らかい材料である。なお、これら被覆層１１，１２は、基材層１０の材料よりも軟らかい材料であれば樹脂に限られず、例えば、メッキ、硬質膜、固体潤滑剤、軟質金属などであってもよい。すなわち、被覆層１１，１２は、基材層よりも軟らかい材料で構成され、クラッシュリリーフを被覆して軸と接触する第１被覆層の一例である。

図２は、従来の半割軸受の一例を示す図である。図２に示す半割軸受７は、上述した半割軸受１から被覆層１１，１２を除いたものである。すなわち、半割軸受７は、例えば基材層７０のみから形成され、基材層７０に設けられた接合面７４，７５には深さｄで高さｈのクラッシュリリーフ７１，７２がそれぞれ設けられており、これらのクラッシュリリーフ７１，７２には被覆層が設けられていない。なお、内周面７３には周方向に沿って潤滑油を供給する溝（図示せず）と、この溝に潤滑油を外周面７９から供給する油孔（図示せず）とが形成されていてもよい。

図２に示すように、クラッシュリリーフ７１，７２が設けられていて、これらに被覆層が設けられていないと、接合面７４，７５と軸２との間に空間が生じる。接合面７４，７５と軸２との間に空間があると、内周面７３に供給された潤滑油がその空間を通って外部に漏れ出し易くなる。

一方、図１に示すように、各クラッシュリリーフに被覆層１１，１２が設けられていると、接合面１４，１５において軸２は、被覆層１１，１２と接触し、軸２と半割軸受１との間には空間が生じ難い。したがって、内周面１３に供給された潤滑油は、被覆層１１，１２に阻まれて接合面１４，１５と軸２との間から外部に漏れ出し難くなり、漏れ油量が抑制される。

また、被覆層１１，１２は、基材層１０よりも軟らかいため、組付けの際に軸２や他の半割軸受から応力を受けたとしても、変形したり摩耗したりして、軸２や他の半割軸受と馴染む形状になる。つまり半割軸受１は、クラッシュリリーフに被覆層１１，１２を設けたことにより、他の半割軸受および軸２に組付けた場合に生じる力が吸収されるため、クラッシュリリーフを設けない場合に比べて位置ずれや変形が生じ難い。

２．変形例
以上が実施形態の説明であるが、この実施形態の内容は以下のように変形し得る。また、以下の変形例を組み合わせてもよい。

２−１．被覆層の厚み
被覆層１１，１２は、一部または全部がクラッシュリリーフの深さよりも厚く設けられていてもよい。すなわち、被覆層１１，１２は、内周面１３よりも軸２の回転中心Ｏに近い位置までクラッシュリリーフを被覆する部分を有していてもよい。被覆層１１，１２のうち内周面１３よりも軸２の回転中心Ｏに近い位置まで設けられた部分は、回転開始の際に軸２と接触するが、基材層１０の材料よりも軟らかい材料で構成されているため、基材層１０に比べて軸２との摩擦で削られ易い。その結果、被覆層１１，１２は、軸２と馴染む形状になり、漏れ油量が抑制される。

２−２．内周面の被覆層
内周面１３のうち、潤滑油を介して軸２と接触する部分には被覆層（第２被覆層）が設けられていてもよい。特に、内周面１３に潤滑油を供給する溝を設けた場合、この溝のエッジが軸２と接触し、偏った荷重が加わったときに半割軸受１や軸２が損傷する可能性がある。したがって、これらの損傷を回避させるために、内周面１３の摩擦抵抗を減らすことが望ましい。そこで、内周面１３のうち軸２と接触する部分には、摩擦抵抗を減らすための被覆層が設けられているとよい。この被覆層は、基材層１０よりも軟らかいことが望ましく、例えば、樹脂やメッキ、硬質膜、固体潤滑剤、軟質金属などであってもよい。また、薬剤処理や熱処理などにより内周面１３の表面を改質して得られたものであってもよい。

２−３．その他
上述した実施形態において軸２は、クランク軸（主軸）であったが、コネクティングロッド軸であってもよい。また半割軸受１は、上方側のみに限らず下方側のものであってもよい。

１…半割軸受、１０…基材層、１１，１２…被覆層、１３…内周面、１４，１５…接合面、１９…外周面、２…軸、７…半割軸受、７１，７２…クラッシュリリーフ、７３…内周面、７４，７５…接合面、７９…外周面

Claims

対をなす他の半割軸受と突合せて全体として内周面の側に軸を収容する円筒状の軸受を形成する半割軸受であって、
前記他の半割軸受と突合せる２つの接合面および前記内周面を有する基材層と、
２つの前記接合面のそれぞれにおいて、前記内周面の側で軸線方向にのびるクラッシュリリーフと、
前記基材層よりも軟らかい材料で構成され、前記クラッシュリリーフを被覆して前記軸と接触する第１被覆層と、を有する
ことを特徴とする半割軸受。
前記第１被覆層は、前記内周面よりも前記軸の回転中心に近い位置まで前記クラッシュリリーフを被覆する部分を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の半割軸受。
前記内周面を被覆して前記軸に接触する第２被覆層を有する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の半割軸受。