(57)【要約】【課題】フランジの半割軸受への組付けにばらつきが生じるのを防ぐ。【解決手段】半割軸受部材１１は、軸方向の端面に台形形状の凹部を有し、フランジ部材１２は、凹部に嵌る台形形状の凸部を内周面側に有する。フランジ部材１２を冷却すると凸部が収縮し、凸部の周方向の幅が凹部の開口部の幅より狭くなる。凸部が収縮したフランジ部材１２は、常温の凹部に嵌められる。フランジ部材１２の温度が上昇すると、凸部が膨張し、常温下においては、凸部の軸方向中央側の幅が凹部の開口部の幅より広くなり、凸部は凹部の内部から外へ外れにくくなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相手軸と摺動する内周面を有する半円筒形状の半割軸受部材と、
前記半割軸受部材の軸方向の少なくとも一方の端に組付けられたフランジ部材と、
を有する滑り軸受であって、
前記半割軸受部材は、前記軸方向の端面において、前記軸方向に凹んだ複数の凹部を有し、
前記フランジ部材は、前記複数の凹部に対応する位置の各々に凸部を有し、
前記凸部は前記凹部に嵌り、
前記凹部は、周方向の幅が第１幅である第１部分と、前記第１部分より前記端面側にあり、前記第１部分より周方向の幅が狭い第２部分を有し、
前記凹部に嵌った前記凸部は、周方向の幅が前記第２部分より広い部分を前記第２部分より前記軸方向の中央側に有する
滑り軸受。
【請求項２】
前記複数の凹部のうち前記周方向の端に位置する凹部は、前記周方向の端に位置しない凹部より前記軸方向の深さが深い
請求項１に記載の滑り軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フランジを有する軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関では、クランク軸（主軸）を回転可能に支持するために、フランジが組付けられた半割軸受を上下に配置した滑り軸受が用いられている。この滑り軸受においては、半割軸受は、クランク軸の軸方向と垂直な方向の荷重を受け、フランジは、軸方向の荷重を受ける。半割軸受にフランジを組付ける方法としては、例えば、特許文献１に開示された方法のように、フランジが有する凸部を半割軸受が有する凹部に嵌め、凹部の周囲をかしめる方法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−２００３８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された方法では、製造時において、複数の凸部を複数の凹部に嵌めたあとに凹部の周囲をかしめるが、かしめる際の荷重や位置にばらつきが生じ得る。このようにかしめる際の荷重や位置にばらつきが生じると、凸部を固定する力が位置によって異なり、半割軸受をシリンダブロックに組付ける前にフランジが半割軸受から外れてしまうおそれがある。
【０００５】
本発明は、フランジの半割軸受への組付けにばらつきが生じるのを防ぐことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、相手軸と摺動する内周面を有する半円筒形状の半割軸受部材と、前記半割軸受部材の軸方向の少なくとも一方の端に組付けられたフランジ部材と、を有する滑り軸受であって、前記半割軸受部材は、前記軸方向の端面において、前記軸方向に凹んだ複数の凹部を有し、前記フランジ部材は、前記複数の凹部に対応する位置の各々に凸部を有し、前記凸部は前記凹部に嵌り、前記凹部の周方向の幅は、前記端面側へ漸減し、前記凹部に嵌った前記凸部の周方向の幅は、前記端面側へ漸減し、前記凸部は、前記凹部の前記端面における前記周方向の幅より広い部分を有する滑り軸受を提供する。
【０００７】
本発明においては、前記複数の凹部のうち前記周方向の端に位置する凹部は、前記周方向の端に位置しない凹部より前記軸方向の深さが深い構成であってもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、フランジの半割軸受への組付けにばらつきが生じるのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る軸受１０を例示した図。
【図２】半割軸受部材１１の正面図。
【図３】半割軸受部材１１の平面図。
【図４】フランジ部材１２の正面図。
【図５】フランジ部材１２の平面図。
【図６】フランジ部材１３の正面図。
【図７】フランジ部材１３の平面図。
【図８】変形例に係る半割軸受部材１１の平面図。
【図９】変形例に係る凸部１２２の一例を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［実施形態］
図１は、本発明の一実施形態に係る軸受１０を例示した図である。軸受１０は、例えば自動車のエンジンのシリンダブロックＢ（ハウジングの一例）においてクランクシャフトＳを支持する滑り軸受の一例である。クランクシャフトＳは、円柱形状の軸であり、軸受１０に対し相対的に回転する。クランクシャフトＳは、軸受１０に対する相手軸の一例である。
【００１１】
軸受１０は、半割軸受部材１１、フランジ部材１２、およびフランジ部材１３を有する。半割軸受部材１１は、円筒を軸方向に沿って２分割した半円筒形状を有する。半割軸受部材１１の内周面は、クランクシャフトＳの外周面と摺動する。半割軸受部材１１は、軸方向に垂直な荷重を受ける主軸受である。フランジ部材１２およびフランジ部材１３は、輪形を直径に沿って２分割した半円環の形状を有する。フランジ部材１２およびフランジ部材１３は、クランクシャフトＳからの軸方向の荷重（スラスト荷重）を受けるスラスト軸受（スラストワッシャ）である。なお、フランジ部材１２およびフランジ部材１３の形状は、半円環の形状に限定されるものではなく、周方向の長さが半円環の形状より短い弧形の形状であってもよい。
【００１２】
軸受１０は、クランクシャフトＳの外周のうち、周方向の半分を支持する。すなわち、クランクシャフトＳを全周に渡って支持するために、シリンダブロックＢにおいて軸受１０が配置される位置毎に、２つの軸受１０が用いられる。図１の例では、クランクシャフトＳの外周の上側半分を支持する軸受１０ａおよびクランクシャフトＳの外周の下側半分を支持する軸受１０ｂの２つの軸受を示している。なお、軸受１０ａおよび軸受１０ｂは必ずしも２つを組で用いられる必要はなく、いずれか一方のみが用いられてもよい。また、２つを組で用いる場合には、軸受１０ａおよび軸受１０ｂの両方が必ずしもフランジ部材を有さなくてもよく、いずれか一方の軸受のみ、もしくは双方の軸方向の片側端部にのみフランジ部材を設けてもよい。
【００１３】
以下、説明の便宜のため、座標系を定義する。この座標系において、相手軸の軸方向をｚ方向とし、軸の周方向および径方向の位置を極座標系（ｒ，θ）で表す。θは基準面（例えば水平面）からの変位角を、ｒは基準点からの距離を表す。
【００１４】
半割軸受部材１１は、半円筒形状の外面となる外周面側からクランクシャフトＳを支持する内周面側に向かって例えば、裏金、ライニング層およびオーバレイ層の多層構造となっている。裏金は、半割軸受部材１１に機械的強度を与える層である。裏金は、例えば鋼で形成される。
【００１５】
ライニング層は、軸受としての特性、例えば、摩擦特性、耐焼付性、耐摩耗性、なじみ性、異物埋収性（異物ロバスト性）、および耐腐食性等の特性を改善するための層である。ライニング層は、軸受合金で形成される。ライニング層は、軸との凝着を防ぐため、軸と同じ材料系は避け、軸とは別の材料系が用いられる。例えば、クランクシャフトＳが鋼で形成されていた場合、軸受合金としてはアルミニウム合金等、鋼とは異なる合金が用いられる。なおアルミニウム合金以外にも、銅合金など、アルミニウム以外の金属をベースにした合金が用いられてもよい。
【００１６】
オーバレイ層は、クランクシャフトＳを支持する内周面を形成し、ライニング層の摩擦係数、なじみ性、耐腐食性、および異物埋収性（異物ロバスト性）等の特性を改善するための層である。オーバレイ層は、例えば、少なくともバインダー樹脂を含む。バインダー樹脂としては、例えば熱硬化性樹脂が用いられる。具体的には、バインダー樹脂は、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）樹脂、ポリイミド（ＰＩ）樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエーテルケーテルケトン樹脂、およびポリフェニレンサルファイド樹脂のうち少なくとも一種を含む。オーバレイ層は、さらに固体潤滑材を含んでもよい。固体潤滑材は、摩擦特性を改善するために添加される。固体潤滑剤は、例えば、ＭｏＳ2、ＷＳ2、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、グラファイト、ｈ−ＢＮ、およびＳＢ2Ｏ3のうち少なくとも一種を含む。例えばＭｏＳ2は、良好な潤滑性を与える。また、ＰＴＦＥは分子間凝集力が小さいので、摩擦係数を低減する効果がある。さらに、グラファイトは濡れ性を向上させ、初期なじみ性を向上させる。初期なじみ性とは、摺動開始後に相手材と摺接する際、摺動面が摩耗して平滑になり、摺動性を向上させる性質である。初期なじみ性の発現により摺動性が向上すると、摺動層全体としての摩耗量が低減される。なお、本実施形態においては、半割軸受部材１１は、オーバレイ層を備える構成であるが、オーバレイ層を備えず裏金とライニング層の２層構造であってもよい。また、オーバレイ層を軸受１０ａおよび軸受１０ｂのいずれか一方のみに設けてもよい。
【００１７】
フランジ部材１２およびフランジ部材１３は、半割軸受部材１１と同様の材料で形成される。フランジ部材１２およびフランジ部材１３は、半割軸受部材１１とは別個に製造され、その後、半割軸受部材１１に対して組付けられる。なお、フランジ部材１２およびフランジ部材１３は、半割軸受部材１１とは異なる材料で形成され、または異なる厚みで形成されていてもよい。
【００１８】
図２は、半割軸受部材１１の正面図であり、図３は、半割軸受部材１１の平面図である。また、図４は、フランジ部材１２の正面図、図５は、フランジ部材１２の平面図、図６は、フランジ部材１３の正面図、図７は、フランジ部材１３の平面図である。
【００１９】
半割軸受部材１１は、他の軸受１０と接する合せ面１１５および合せ面１１６を有する。半割軸受部材１１の＋ｚ方向側の端面１１１には、フランジ部材１２を組付けるために、凹部１１２ａ、凹部１１２ｂおよび凹部１１２ｃが形成されている。また、半割軸受部材１１の−ｚ方向側の端面１１３には、フランジ部材１３を組付けるために、凹部１１４ａ、凹部１１４ｂおよび凹部１１４ｃが形成されている。なお、凹部１１２ａ、凹部１１２ｂおよび凹部１１２ｃは、各々同じ形状とサイズであるため、以下の説明においては、各々を区別する必要がない場合は凹部１１２とする。また、凹部１１４ａ、凹部１１４ｂおよび凹部１１４ｃについても、各々同じ形状とサイズであるため、以下の説明においては、各々を区別する必要がない場合は凹部１１４とする。
【００２０】
凹部１１２は、端面１１１から−ｚ方向に設けられた切欠きである。凹部１１２の周方向の幅は、端面１１１の部分（凹部１１２の開口部の部分：第２部分）では幅ｗ１であり、端面１１３側（凹部１１２の底側）の端の部分（第１部分）では幅ｗ２となっている。本実施形態においては、幅ｗ１＜幅ｗ２であり、凹部１１２の周方向の幅は、端面１１３側から端面１１１に向かって周方向の幅が漸減した先細りの形状（径方向に見て台形形状）となっている。また、凹部１１２の軸方向への深さは、Ｌ１となっている。凹部１１２ａと凹部１１２ｃは、凹部１１２ｂから周方向へ予め定められた間隔を開けて設けられている。
【００２１】
凹部１１４は、端面１１３から＋ｚ方向に設けられた切欠きである。凹部１１４ｃの周方向の幅は、端面１１３の部分（凹部１１４の開口部の部分）では幅ｗ１であり、端面１１１側（凹部１１４の底側）の端の部分では幅ｗ２となっている。即ち、凹部１１４の周方向の幅は、端面１１１側から端面１１３に向かって周方向の幅が漸減した先細りの形状（径方向に見て台形形状）となっている。また、凹部１１４の軸方向への深さは、Ｌ１となっている。凹部１１４ａと凹部１１４ｃは、凹部１１４ｂから周方向へ予め定められた間隔を開けて設けられている。
【００２２】
フランジ部材１２は、他の軸受１０のフランジ部材に対向する合せ面１２３および合せ面１２４を有する。フランジ部材１２の径方向の内側の内周面１２１には、フランジ部材１２を半割軸受部材１１に組付けるために、凸部１２２ａ、凸部１２２ｂおよび凸部１２２ｃが形成されている。また、フランジ部材１２においてスラスト荷重を受けるスラスト面１２５には、油溝１２６ａおよび油溝１２６ｂが形成されている。凸部１２２ａ、凸部１２２ｂおよび凸部１２２ｃは、各々同じ形状とサイズであるため、以下の説明においては、各々を区別する必要がない場合は凸部１２２とする。
【００２３】
凸部１２２は、内周面１２１から径方向に突出して形成されている。凸部１２２の周方向の幅は、スラスト面１２５側の端の部分では幅ｗ３であり、−ｚ方向側の端の部分では幅ｗ４となっている。本実施形態においては、幅ｗ３＜幅ｗ４であり、凸部１２２の周方向の幅は、−ｚ方向側から＋ｚ方向側に向かって周方向の幅が漸減した先細りの形状（径方向に見て台形形状）となっている。油溝１２６ａおよび油溝１２６ｂは、潤滑油を保持し、さらに半割軸受部材１１からの潤滑油の給油を受ける給油経路となる溝である。
【００２４】
フランジ部材１３は、他の軸受１０のフランジ部材に対向する合せ面１３３および合せ面１３４を有する。フランジ部材１３の径方向の内側の内周面１３１には、フランジ部材１３を半割軸受部材１１に組付けるために、凸部１３２が形成されている。また、フランジ部材１３においてスラスト荷重を受けるスラスト面１３５には、油溝１３６ａおよび油溝１３６ｂが形成されている。凸部１３２ａ、凸部１３２ｂおよび凸部１３２ｃは、各々同じ形状とサイズであるため、以下の説明においては、各々を区別する必要がない場合は凸部１３２とする。
【００２５】
凸部１３２は、内周面１３１から径方向に突出して形成されている。凸部１３２の周方向の幅は、スラスト面１３５側の端の部分では幅ｗ３であり、＋ｚ方向側の端の部分では幅ｗ４となっている。即ち、凸部１３２の周方向の幅は、＋ｚ方向側から−ｚ方向側に向かって周方向の幅が漸減した先細りの形状（径方向に見て台形形状）となっている。油溝１３６ａおよび油溝１３６ｂは、潤滑油を保持し、さらに半割軸受部材１１からの潤滑油の給油を受ける給油経路となる溝である。
【００２６】
凹部１１２および凹部１１４の幅と、凸部１２２および凸部１３２の幅との関係は、常温下においては、幅ｗ１＞幅ｗ３であり、幅ｗ２＞幅ｗ４となっている。また、常温下においては、幅ｗ４＞幅ｗ１となっている。
【００２７】
半割軸受部材１１へのフランジ部材１２およびフランジ部材１３の組付けは、冷やしばめにより行われる。具体的には、フランジ部材１２およびフランジ部材１３を液体窒素で冷却する。液体窒素で冷却されることにより、フランジ部材１２およびフランジ部材１３は収縮し、凸部１２２においては、スラスト面１２５側の端の部分では幅ｗ３より狭い幅ｗ３１となり、−ｚ方向側の端の部分では幅ｗ４より狭い幅ｗ４１となる。また、凸部１３２においても、スラスト面１３５側の端の部分では幅ｗ３より狭い幅ｗ３１となり、＋ｚ方向側の端の部分では幅ｗ４より狭い幅ｗ４１となる。
【００２８】
収縮後においては、幅ｗ４１＜幅ｗ１となり、凸部１２２の周方向の幅は幅ｗ１より狭くなるため、常温である半割軸受部材１１の凹部１１２に対して、＋ｚ方向側から−ｚ方向側へ凸部１２２を嵌めることができる。また、凸部１３２の周方向の幅も幅ｗ１より狭くなるため、常温である半割軸受部材１１の凹部１１４に対して、−ｚ方向側から＋ｚ方向側へ凸部１３２を嵌めることができる。
【００２９】
凸部１２２を凹部１１２に嵌め、凸部１３２を凹部１１４に嵌めた後、フランジ部材１２およびフランジ部材１３の温度が上昇すると、フランジ部材１２およびフランジ部材１３は膨張する。そして温度が常温となると、凸部１２２においては、スラスト面１２５側の端の部分では幅が幅ｗ３に戻り、−ｚ方向側の端の部分では幅が幅ｗ４となる。また、凸部１３２においても、スラスト面１３５側の端の部分では幅が幅ｗ３となり、＋ｚ方向側の端の部分では幅が幅ｗ４となる。常温下においては、幅ｗ４と幅ｗ１の関係は、幅ｗ４＞幅ｗ１であるため、凸部１２２は、凹部１１２の内部から外へ外れにくく、凸部１３２は、凹部１１４の内部から外へ外れにくくなり、フランジ部材１２およびフランジ部材１３は、半割軸受部材１１に一体化される。
【００３０】
本実施形態に係る軸受１０によれば、かしめによりフランジを半割軸受に組付ける場合と比較すると、組付けの際に凹部１１２および凹部１１４に荷重がかからない。このため、凸部が外れやすくなる凹部がなくなり、フランジ部材１２およびフランジ部材１３が半割軸受部材１１から外れにくく、フランジ部材の半割軸受部材への組付けにばらつきが生じにくくなる。
【００３１】
なお、フランジ部材１２およびフランジ部材１３が半割軸受部材１１と一体となっている状態は、少なくとも軸受１０のシリンダブロックＢへの組付けが終わるまでに維持されていればよく、シリンダブロックＢへの組付け後、エンジンを駆動したときに一体の状態が維持されている必要は必ずしもない。凸部１２２および凸部１３２は、軸方向の荷重を受けて半割軸受部材１１から外れてもよい。この場合、フランジ部材１２とフランジ部材１３は、エンジンの稼働時には負荷に応じて移動し、シリンダブロックＢと接して荷重を受ける。
【００３２】
［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。例えば、上述の実施形態を以下のように変形して本発明を実施してもよい。なお、上述した実施形態および以下の変形例は、各々を組み合わせてもよい。
【００３３】
上述した実施形態においては、凹部１１２と凹部１１４の軸方向への深さは、いずれも同じ深さとなっているが、同じ深さの構成に限定されるものではない。図８は、変形例に係る半割軸受部材１１の平面図である。図８に示したように、凹部１１２ａと凹部１１２ｃについて、軸方向への深さをＬ１より深いＬ２としてもよい。また、凹部１１４ａと凹部１１４ｃの軸方向への深さについても、軸方向への深さをＬ１より深いＬ２としてもよい。この変形例によれば、実施形態の構成と比較すると、シリンダブロックＢへ軸受１０を組付ける際に、半割軸受部材１１に嵌められたフランジ部材１２およびフランジ部材１３の可動範囲が広くなるため、組付けが行いやすくなる。
【００３４】
上記の説明においては、冷やしばめによりフランジ部材１２およびフランジ部材１３を半割軸受部材１１に組付けているが、半割軸受部材１１を加熱し、周方向の幅が広がった凹部１１２に凸部１２２を嵌めてフランジ部材１２を半割軸受部材１１に組付け、周方向の幅が広がった凹部１１４に凸部１３２を嵌めてフランジ部材１３を半割軸受部材１１に組付けてもよい。
【００３５】
半割軸受部材１１における凹部の形状および数、並びにフランジ部材１２とフランジ部材１３における凸部の形状および数は、実施形態で説明したものに限定されず、他の形状や数であってもよい。また、凹部および凸部の位置は等間隔で配置されなくてもよい。
【００３６】
フランジ部材１２およびフランジ部材１３は、シリンダブロックＢに対する相対的な回転防止のため回り止めの凸部を外周面に有していてもよい。また、油溝１２６の形状および数と油溝１３６の形状および数も、実施形態で説明したものに限定されるものでなく、他の形状や数であってもよい。
【００３７】
上述した実施形態においては、半割軸受部材１１に対してフランジ部材１２およびフランジ部材１３が組付けられているが、フランジ部材１２またはフランジ部材１３の一方のみが半割軸受部材１１に組付けられた構成であってもよい。
【００３８】
上述した実施形態においては、凸部１２２および凸部１３２は、径方向に見たときに台形の形状となっているが、径方向に見たときの形状は台形に限定されるものではない。例えば、図９（ａ）に示した凸部２２２のように、凸部１２２（凸部１３２）の一部を台形に切り欠いた形状であってもよく、また、図９（ｂ）に示した凸部３２２のように、凸部１２２（凸部１３２）の一部を半円形に切り欠いた形状であってもよい。また、図９（ｃ）に示した凸部４２２のように、＋ｚ方向側の端と−ｚ方向側の端との間において、幅ｗ１より広い部分がある構成としてもよい。また、凸部は、−ｚ方向側に＋ｚ方向側より周方向の幅が広い部分がある構成であればよく、図９（ｄ）に示した凸部５２２のように、＋ｚ方向側で一定の幅の部分と、−ｚ方向側で＋ｚ方向側より幅が広い一定の幅の部分を有する構成であってもよい。
【００３９】
上述した実施形態においては、相手軸を支持するために同一の軸受１０を２つ用いたが、ここで用いられる２つの軸受は、例えば内周面（摺動面）の形状が異なっていてもよい。例えば、上側および下側のいずれか一方の摺動面には油溝や油孔が設けられていてもよい。また、軸受１０の用途はクランクシャフトＳを支持するものに限定されない。
【００４０】
上述した実施形態においては、凸部と凹部は相似形となっているが、本発明は、凸部と凹部が相似形の構成に限定されるものではない。例えば、凹部１１２に対して凸部５２２を嵌める構成であってもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１０…軸受
１１…半割軸受部材
１１１…端面
１１２…凹部
１１３…端面
１１４…凹部
１１５…合せ面
１１６…合せ面
１２…フランジ部材
１２１…内周面
１２２…凸部
１２３…合せ面
１２４…合せ面
１２５…スラスト面
１２６ａ…油溝
１２６ｂ…油溝
１３…フランジ部材
１３１…内周面
１３２…凸部
１３３…合せ面
１３４…合せ面
１３５…スラスト面
１３６ａ…油溝
１３６ｂ…油溝
２２２…凸部
３２２…凸部
４２２…凸部
【図１】
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【図２】
2018141485.tif 000004
【図３】
2018141485.tif 000005
【図４】
2018141485.tif 000006
【図５】
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【図６】
2018141485.tif 000008
【図７】
2018141485.tif 000009
【図８】
2018141485.tif 000010
【図９】
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