JP2017110761A - すべり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】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すべり軸受を提供する。
【解決手段】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、下側の半割部材２の軸方向端部に、回転方向上流側合わせ面から所定の軸受角度まで円周方向に細溝３を設けた。また、細溝３は、回転方向上流側合わせ面から最小油膜厚さの位置Ｐ１よりも回転方向上流側の位置まで設け、もしくは、細溝３は、回転方向上流側合わせ面から油膜圧力勾配が最大となる位置Ｐ２よりも回転方向上流側の位置まで設けた。
【選択図】図２

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）。

特表２００３−５３２０３６号公報

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すべり軸受を提供する。

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、円筒状に形成したすべり軸受であって、
前記すべり軸受の下部の軸方向端部に円周方向を長手方向とする細溝を設け、
前記細溝は、回転方向上流側端部を前記すべり軸受の最下点よりも回転方向上流側に設け、回転方向下流側端部を前記すべり軸受の最下点よりも回転方向下流側に設けたことを
たものである。

また、請求項２においては、前記細溝の長さは、前記細溝による最小油膜厚さの減少率が２０％以下となる長さに設定したものである。

また、請求項３においては、前記細溝の軸方向外側に周縁部を形成し、前記周縁部の前記細溝底面からの高さは０ｍｍよりも高く、前記すべり軸受の軸との当接面よりも低くなるように形成したものである。

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。

本発明の第一の実施形態に係るすべり軸受を示す正面図。 （ａ）本発明の第一の実施形態に係るすべり軸受を構成する半割部材を示す平面図。（ｂ）同じく（ａ）のＩ−Ｉ線断面図。（ｃ）同じく（ａ）のＩＩ−ＩＩ線断面図。 本発明の第二の実施形態に係るすべり軸受を示す正面図。 （ａ）本発明の第二の実施形態に係るすべり軸受の正面断面図。（ｂ）同じく（ａ）のＩ−Ｉ線断面図。

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。

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の内周の当接面において、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。詳細には、細溝３は、円周方向を長手方向として設けられる。

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は、図２（ｂ）に示すように、回転方向上流側端部３ａと、回転方向下流側端部３ｂとを備える。
細溝３の回転方向下流側端部３ａは、軸受角度ωがω１となる位置に配置されている。
ここで、軸受角度ωがω１となる位置は、すべり軸受１の最下点Ｐ１（軸受角度ωが２７０°）よりも回転方向上流側の位置である。ω１は、２７０°以上であって３１５°以下である。

細溝３の回転方向下流側端部３ａは、軸受角度ωがω２となる位置に配置されている。
ここで、軸受角度ωがω２となる位置は、すべり軸受１の最下点Ｐ１（軸受角度ωが２７０°）よりも回転方向下流側の位置である。ω１は、２２５°以上であって２７０°以下である。

このように構成することにより、すべり軸受１の最下点Ｐ１付近に細溝３を設けることができるので、下方向に移動してきた異物等を細溝３内に取り込みやすくなるため、クランクシャフト１１の損傷を防ぐことができる。

また、細溝３の長さｌは、細溝３による最小油膜厚さの減少率が２０％以下となる長さに設定したものである。最小油膜厚さの減少率とは、細溝を設けなかったすべり軸受の最小油膜厚さに対する細溝３を設けたすべり軸受１の最小油膜厚さの割合（％）を１００％から減算した値である。また、最小油膜厚さの減少率が２０％以下となる長さとは、すべり軸受１が安全な潤滑を行うのに最低限必要な油膜厚さである。最小油膜厚さの減少率が２０％以下となる長さは、回転方向上流側端部の軸受角度ω１と回転方向下流側端部の軸受角度ω２との差の絶対値が９０°以下となるような長さである。

細溝３の幅は、図２（ｃ）に示すように、ｗとなるように形成されている。
また、細溝３の底面から当接面までの高さｄは、半割部材２の外周面から当接面までの高さＤよりも短くなるように形成されている。
また、細溝３の軸方向外側面を形成する周縁部２ａは、細溝３の底面からの高さｈが、細溝３の底面から当接面までの高さｄよりも低くなるように形成されている。すなわち、軸方向外側の周縁部２ａが周囲のクランクシャフト１１との当接面よりも一段低くなるように形成されている。

周縁部２ａが周囲のクランクシャフト１１との当接面よりも一段低くなるように形成されていることにより、クランクシャフト１１が傾いて軸方向片側端部にのみ接触する状態（片当りする状態）となったときに、周縁部２ａとクランクシャフト１１との接触機会を減らすことができるため、周縁部２ａの損傷を防止することができる。

また、周縁部２ａが周囲の当接面よりも一段低くなるように形成されていることにより、すべり軸受１の軸方向端部における隙間が広がり、吸い戻し油量が増えてトータルの流出油量が低減される。

以上のように、円筒状に形成したすべり軸受１であって、すべり軸受１の下部の軸方向端部に円周方向を長手方向とする細溝３・３を設け、細溝３・３は、回転方向上流側端部３ａをすべり軸受１の最下点Ｐ１よりも回転方向上流側に設け、回転方向下流側端部３ｂをすべり軸受１の最下点Ｐ１よりも回転方向下流側に設けたものである。
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３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、すべり軸受１の最下点Ｐ１付近に細溝３を設けることができるので、下方向に移動してきた異物等を細溝３内に取り込みやすくなるため、クランクシャフト１１の損傷を防ぐことができる。

また、細溝３の長さｌは、細溝３による最小油膜厚さの減少率が２０％以下となる長さに設定したものである。
このように構成することにより、負荷容量の低下を抑えつつ、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の軸方向外側に周縁部２ａを形成し、周縁部２ａの細溝３底面からの高さｈは０ｍｍよりも高く、すべり軸受１のクランクシャフト１１との当接面よりも低くなるように形成したものである。
このように構成することにより、クランクシャフト１１が傾いて軸方向片側端部にのみ接触する状態（片当りする状態）となったときに、周縁部２ａとクランクシャフト１１との接触機会を減らすことができるため、周縁部２ａの損傷を防止することができる。

次に、第二の実施形態に係るすべり軸受２１について図１及び図２を用いて説明する。
すべり軸受２１は円筒状の部材である。すべり軸受２１は、板状の金属を円筒状に形成することで設けられる。

図４（ａ）においては、すべり軸受２１の断面図を示している。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４（ａ）における右端の位置を０度とし、図４（ａ）において、反時計回り方向を正とする。すなわち、図４（ａ）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。

すべり軸受２１の内周の当接面において、その軸方向の端部に細溝３が形成されている。
細溝３はすべり軸受２１の下部に設けられる。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。詳細には、細溝３は、円周方向を長手方向として設けられる。

細溝３は、図４（ａ）に示すように、回転方向上流側端部３ａと、回転方向下流側端部３ｂとを備える。
細溝３の回転方向下流側端部３ａは、軸受角度ωがω１となる位置に配置されている。
ここで、軸受角度ωがω１となる位置は、すべり軸受２１の最下点Ｐ１（軸受角度ωが２７０°）よりも回転方向上流側の位置である。ω１は、２７０°以上であって３１５°以下である。

細溝３の回転方向下流側端部３ａは、軸受角度ωがω２となる位置に配置されている。
ここで、軸受角度ωがω２となる位置は、すべり軸受２１の最下点Ｐ１（軸受角度ωが２７０°）よりも回転方向下流側の位置である。ω１は、２２５°以上であって２７０°以下である。

このように構成することにより、すべり軸受２１の最下点Ｐ１付近に細溝３を設けることができるので、下方向に移動してきた異物等を細溝３内に取り込みやすくなるため、クランクシャフト１１の損傷を防ぐことができる。

また、細溝３の長さｌは、細溝３による最小油膜厚さの減少率が２０％以下となる長さに設定したものである。最小油膜厚さの減少率とは、細溝を設けなかったすべり軸受の最小油膜厚さに対する細溝３を設けたすべり軸受２１の最小油膜厚さの割合（％）を１００％から減算した値である。また、最小油膜厚さの減少率が２０％以下となる長さとは、すべり軸受２１が安全な潤滑を行うのに最低限必要な油膜厚さである。最小油膜厚さの減少率が２０％以下となる長さは、回転方向上流側端部の軸受角度ω１と回転方向下流側端部の軸受角度ω２との差の絶対値が９０°以下となるような長さである。

細溝３の幅は、図４（ｂ）に示すように、ｗとなるように形成されている。
また、細溝３の底面から当接面までの高さｄは、すべり軸受２１の外周面から当接面までの高さＤよりも短くなるように形成されている。
また、細溝３の軸方向外側面を形成する周縁部２１ａは、細溝３の底面からの高さｈが、細溝３の底面から当接面までの高さｄよりも低くなるように形成されている。すなわち、軸方向外側の周縁部２１ａが周囲のクランクシャフト１１との当接面よりも一段低くなるように形成されている。

周縁部２１ａが周囲のクランクシャフト１１との当接面よりも一段低くなるように形成されていることにより、クランクシャフト１１が傾いて軸方向片側端部にのみ接触する状態（片当りする状態）となったときに、周縁部２１ａとクランクシャフト１１との接触機会を減らすことができるため、周縁部２１ａの損傷を防止することができる。

また、周縁部２１ａが周囲の当接面よりも一段低くなるように形成されていることにより、すべり軸受２１の軸方向端部における隙間が広がり、吸い戻し油量が増えてトータルの流出油量が低減される。

１ すべり軸受
２ 半割部材
２ａ 周縁部
３ 細溝
１１ クランクシャフト

Claims (3)

1. 円筒状に形成したすべり軸受であって、
   前記すべり軸受の下部の軸方向端部に円周方向を長手方向とする細溝を設け、
   前記細溝は、回転方向上流側端部を前記すべり軸受の最下点よりも回転方向上流側に設け、回転方向下流側端部を前記すべり軸受の最下点よりも回転方向下流側に設けた、
   ことを特徴とするすべり軸受。
2. 前記細溝の長さは、前記細溝による最小油膜厚さの減少率が２０％以下となる長さに設定した、
   ことを特徴とする請求項１に記載のすべり軸受。
3. 前記細溝の軸方向外側に周縁部を形成し、前記周縁部の前記細溝底面からの高さは０ｍｍよりも高く、前記すべり軸受の軸との当接面よりも低くなるように形成した、
   ことを特徴とする請求項１から２のいずれか一項に記載のすべり軸受。

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