(57)【要約】【課題】回転軸と半割軸受との間に異物が入るのを抑える。【解決手段】溝１７Ａは、合せ面１４Ａに設けられた溝であり、合せ面１４Ａから凹んでいる。溝１７Ｂは、合せ面１４Ｂに設けられた溝であり、合せ面１４Ｂから凹んでいる。クランクピンから供給される潤滑油に異物が混ざっていても、異物が溝１７Ａや溝１７Ｂを通って半割軸受１０の外部に排出されるため、異物がクランクピンと半割軸受１０との間に入るのを抑えることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸を支える内周面および対となる他の半割軸受に突き合される二つの合せ面を有する半円筒形状の半割軸受であって、
前記二つの合せ面の少なくとも一方において、内周面側および外周面側に通ずる溝を有する
半割軸受。
【請求項２】
前記溝を有する合せ面の外周面側において、軸方向の端面と前記溝に通じる通路を有する
請求項１に記載の半割軸受。
【請求項３】
前記溝の深さは、前記通路の深さより浅い
請求項２に記載の半割軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半割軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関では、コネクティングロッドを回転可能に支えるために、一対の半円筒形の軸受（半割軸受という）を突き合せたすべり軸受が用いられている。この軸受においては、潤滑油が回転軸と軸受の間に供給され、回転軸の回転に伴って油膜が形成されて回転軸が軸受から離れ、回転軸が油膜で支持されて回転する。
【０００３】
供給される潤滑油には異物が混ざることがあり、この異物が半割軸受の摺動面と回転軸との間に入り込むと焼き付きに至る。このような焼き付きを防ぐ発明として、例えば、特許文献１に開示されたすべり軸受がある。このすべり軸受は、クラッシリリーフ内から円周方向にわたってダストポケットを有しており、潤滑油内の異物は、ダストポケットに収まる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５２３４１０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されたすべり軸受においては、潤滑油内の異物はダストポケットに収まるが、異物が半割軸受の摺動面と回転軸との間に入るのを防ぐために、半割軸受の形状について改善の余地があった。
【０００６】
本発明は、回転軸と半割軸受との間に異物が入るのを抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、軸を支える内周面および対となる他の半割軸受に突き合される二つの合せ面を有する半円筒形状の半割軸受であって、前記二つの合せ面の少なくとも一方において、内周面側および外周面側に通ずる溝を有する半割軸受を提供する。
【０００８】
本発明においては、前記溝を有する合せ面の外周面側において、軸方向の端面と前記溝に通じる通路を有する構成であってもよい。
【０００９】
本発明においては、前記溝の深さは、前記通路の深さより浅い構成であってもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、回転軸と半割軸受との間に異物が入るのを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る半割軸受１０の平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。
【図３】半割軸受１０を内周面側から見た図。
【図４】半割軸受２０を半割軸受１０側から見た図。
【図５】図４のＢ−Ｂ線断面図。
【図６】半割軸受２０を内周面側から見た図。
【図７】半割軸受１０と半割軸受２０をコネクティングロッドに組み付けたときの溝１７Ａと溝２７Ａの付近の拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態に係る半割軸受１０について図を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る半割軸受１０の平面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。また、図３は、半円筒形状の半割軸受１０を内周面側から見た図である。図においては、直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸で方向を示しており、左右方向をＸ軸の方向、前後方向（幅方向）をＹ軸の方向、上下方向をＺ軸の方向としている。図において「○」の中に「×」が記載されたものは、図面の表から裏に向かう矢印を意味するものとし、「○」の中に「●」が記載されたものは図面の裏から表に向かう矢印を意味するものとする。なお、図面においては、形状や位置関係を容易に理解できるように実際の寸法とは異ならせてある。
【００１３】
半割軸受１０は、半円筒形状に成形されており、後述する上側の半割軸受２０と突き合せて円筒状のすべり軸受を形成し、回転軸を支える。つまり、半割軸受１０は、すべり軸受の下側となる半割軸受であり、本発明に係る半割軸受の一例である。本実施形態に係る半割軸受１０と半割軸受２０は、内燃機関におけるコネクティングロッドに装着され、クランクピンを把持し、コネクティングロッドを支える。なお、半割軸受１０と半割軸受２０に支持される回転軸は、Ｙ軸方向に沿って支持され、図２においては時計方向に回転する。
【００１４】
半割軸受１０は、半円筒形状の外面となる外周面１１と、回転軸を支える内周面１２を有する。半割軸受１０は、外周面１１側から内周面１２側に向かって裏金、ライニング層およびオーバレイ層の３層構造となっている。なお、図２においては、図面が煩雑になるのを防ぐため、裏金、ライニング層およびオーバレイ層を区別した図示を省略している。裏金は、ライニング層の機械的強度を補強するための層である。裏金は、例えば、鋼で形成される。
【００１５】
本実施形態においては、半割軸受１０の肉厚は均一ではなく、図１のＸ軸方向の中心部ほど厚く、中心部から周方向の端部（合せ面）に向かうにつれ薄くなっている。これは、内径仕上円（内周面１２の描く円）の中心が、外径円（外周面１１が描く円）の中心から外側に偏心している（ずれている）ためである。この偏心により、いわゆるオイルリリーフが形成される。オイルリリーフとは、内径仕上円と、原点を外径円と同じとして外径円より半径が短い円である内径基準円との隙間をいう。オイルリリーフの深さ（量）は、合せ面から所定の高さ（例えば６〜１３ｍｍ）を基準として測定され、例えば、０．００５〜０．０２５ｍｍである。オイルリリーフは、合せ面付近のオイルクリアランスを拡大し、くさび膜圧力の形成を助ける。また、さらに、オイルリリーフは、油膜の形成を助け、油量を増加させ軸受を冷却させる。
【００１６】
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与えるための層である。ライニング層は、軸受合金で形成されている。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、鋼で形成された軸の軸受として半割軸受１０が用いられる場合、アルミニウム合金が軸受合金として用いられる。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。
【００１７】
オーバレイ層は、軸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１０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。
【００１８】
半割軸受１０は、クラッシリリーフ１３Ａ、クラッシリリーフ１３Ｂ、合せ面１４Ａ、合せ面１４Ｂ、面取り部１５Ａ、面取り部１５Ｂ、面取り部１６Ａ、面取り部１６Ｂ、溝１７Ａおよび溝１７Ｂを有する。合せ面１４Ａは、上側の半割軸受２０の合せ面に突き合される面であって、半割軸受１０が支える回転軸の回転方向上流側の合せ面であり、合せ面１４Ｂは、上側の半割軸受２０の合せ面に突き合される面であって、半割軸受１０が支える回転軸の回転方向下流側の合せ面である。
【００１９】
溝１７Ａは、合せ面１４Ａに設けられた溝である。溝１７Ａは、内周面１２側と外周面１１側へ通じており、合せ面１４Ａから凹んでいる。溝１７Ａは、Ｘ軸方向に沿っており、合せ面１４ＡのＹ軸方向の中央部に形成されている。図３（ａ）に示したように、溝１７Ａの深さは、クラッシリリーフ１３Ａにかからない深さとなっている。溝１７Ｂは、合せ面１４Ｂに設けられた溝である。溝１７Ｂは、内周面１２と外周面１１側へ通じており、合せ面１４Ｂから凹んでいる。溝１７Ｂは、Ｘ軸方向に沿っており、合せ面１４ＢのＹ軸方向の中央部に形成されている。図３（ｂ）に示したように、溝１７Ｂの深さは、クラッシリリーフ１３Ｂにかからない深さとなっている。なお、溝１７Ａおよび溝１７Ｂの深さを深さＢとした場合、深さＢは、半割軸受１０のＹ軸方向の幅Ｗの１％〜３０％の範囲内であるのが好ましい。また、溝１７Ａおよび溝１７ＢのＹ軸方向の幅を幅Ａとした場合、幅Ａは、半割軸受１０のＹ軸方向の幅Ｗの１％〜３０％の範囲内であるのが好ましい。深さＢと幅Ａを上記の範囲内とすることにより、内周面１２側に侵入した異物を排出することができる。また、組付け時に圧縮応力が高くなるのを防ぎ、クラッシハイトの機能を保つことができる。
【００２０】
面取り部１５Ａは、合せ面１４Ａの内周面１２側を面取り加工して形成された部分であり、面取り部１５Ｂは、合せ面１４Ｂの内周面１２側を面取り加工して形成された部分である。また、面取り部１６Ａは、合せ面１４Ａの外周面１１側を面取り加工して形成された部分であり、面取り部１６Ｂは、合せ面１４Ｂの外周面１１側を面取り加工して形成された部分である。面取り部１６Ａの面取りの寸法は、溝１７Ａの深さより大きい寸法であり、面取り部１６Ｂの面取りの寸法は、溝１７Ｂの深さより大きい寸法である。面取り部１６Ａおよび面取り部１６Ｂの寸法は、半割軸受１０のＹ軸方向の幅Ｗの１％〜５０％の範囲内であるのが好ましい。面取り部１６Ａおよび面取り部１６Ｂの寸法を幅Ｗの１％〜５０％の範囲内とすることにより、組付け時に圧縮応力が高くなるのを防ぎ、クラッシハイトの機能を保つという効果を得ることができる。
【００２１】
溝１７Ａと溝１７Ｂは、例えば切削加工により形成される。溝１７Ａの底までの深さは、Ｘ軸方向およびＹ軸方向へ均一となっており、溝１７Ｂの底までの深さもＸ軸方向およびＹ軸方向へ均一となっている。本実施形態においては、溝１７Ａの深さと溝１７Ｂの深さは同じとなっているが、異なる深さであってもよい。また、本実施形態においては、溝１７ＡのＹ軸方向の幅と溝１７ＢのＹ軸方向の幅は同じとなっているが、異なる幅であってもよい。
【００２２】
クラッシリリーフ１３Ａは、回転軸の回転方向上流側のクラッシリリーフであり、クラッシリリーフ１３Ｂは、回転軸の回転方向下流側のクラッシリリーフである。クラッシリリーフとは、半割軸受１０の内周面１２側において、半割軸受１０のＹ軸方向の幅全体に設けた、幅の広い逃がしである。クラッシリリーフは、半割軸受１０と半割軸受２０をコネクティングロッドに組み付け、合せ面近傍の内周面１２の回転軸側への倒れ込みが発生したときに、回転軸との接触を防ぐためのものである。また、クラッシリリーフは、潤滑作用を果たした潤滑油を合せ面近傍において排出してすべり軸受を冷却する効果や、内周面１２側に侵入した異物を排出する効果を奏する。
【００２３】
次に、半割軸受２０について説明する。図４は、半割軸受１０と対となる上側の半割軸受２０を半割軸受１０側から見た図であり、図５は、図４のＢ−Ｂ線断面図である。半割軸受２０も、半割軸受１０と同様に半円筒形状に成形されており、中心部ほど厚く、中心部から端部（合せ面）に向かうにつれ薄くなっており、オイルリリーフが形成されている。
【００２４】
半割軸受２０は、半円筒形状の外面となる外周面２１と、回転軸を支える内周面２２を有する。半割軸受２０は、外周面２１側から内周面２２側に向かって裏金、ライニング層およびオーバレイ層の３層構造となっている。なお、図５においては、図面が煩雑になるのを防ぐため、裏金、ライニング層およびオーバレイ層を区別した図示を省略している。
【００２５】
半割軸受２０は、クラッシリリーフ２３Ａ、クラッシリリーフ２３Ｂ、合せ面２４Ａ、合せ面２４Ｂ、面取り部２５Ａ、面取り部２５Ｂ、面取り部２６Ａ、面取り部２６Ｂ、溝２７Ａおよび溝２７Ｂを有する。合せ面２４Ａは、合せ面１４Ａに突き合される面であって、半割軸受２０が支える回転軸の回転方向下流側の合せ面であり、合せ面２４Ｂは、合せ面１４Ｂに突き合される面であって、半割軸受２０が支える回転軸の回転方向上流側の合せ面である。
【００２６】
溝２７Ａは、合せ面２４Ａに設けられた溝である。溝２７Ａは、内周面２２側と外周面２１側へ通じており、合せ面２４Ａから凹んでいる。溝２７Ａは、Ｘ軸方向に沿っており、合せ面２４ＡのＹ軸方向の中央部に形成されている。図６（ａ）に示したように、溝２７Ａの深さは、クラッシリリーフ２３Ａにかからない深さとなっている。溝２７Ｂは、合せ面２４Ｂに設けられた溝である。溝２７Ｂは、内周面２２側と外周面２１側へ通じており、合せ面２４Ｂから凹んでいる。溝２７Ｂは、Ｘ軸方向に沿っており、合せ面２４ＢのＹ軸方向の中央部に形成されている。図６（ｂ）に示したように、溝２７Ｂの深さは、クラッシリリーフ１３Ｂにかからない深さとなっている。なお、溝２７Ａおよび溝２７Ｂの深さＤについては、半割軸受２０のＹ軸方向の幅Ｗの１％〜３０％の範囲内であるのが好ましい。また、溝２７Ａおよび溝２７ＢのＹ軸方向の幅Ｃについては、半割軸受２０のＹ軸方向の幅Ｗの１％〜３０％の範囲内であるのが好ましい。
【００２７】
面取り部２５Ａは、合せ面２４Ａの内周面１２側を面取り加工して形成された部分であり、面取り部２５Ｂは、合せ面２４Ｂの内周面１２側を面取り加工して形成された部分である。また、面取り部２６Ａは、合せ面２４Ａの外周面１１側を面取り加工して形成された部分であり、面取り部２６Ｂは、合せ面２４Ｂの外周面１１側を面取り加工して形成された部分である。面取り部２６Ａの面取りの寸法は、溝２７Ａの深さより大きい寸法であり、面取り部２６Ｂの面取りの寸法は、溝２７Ｂの深さより大きい寸法である。面取り部２６Ａおよび面取り部２６Ｂの寸法は、半割軸受２０のＹ軸方向の幅Ｗの１％〜５０％の範囲内であるのが好ましい。
【００２８】
溝２７Ａと溝２７Ｂは、例えば切削加工により形成される。溝２７Ａの底までの深さは、Ｘ軸方向およびＹ軸方向へ均一となっており、溝２７Ｂの底までの深さもＸ軸方向およびＹ軸方向へ均一となっている。本実施形態においては、溝２７Ａの深さと溝２７Ｂの深さは同じとなっているが、異なる深さであってもよい。また、本実施形態においては、溝２７ＡのＹ軸方向の幅と溝２７ＢのＹ軸方向の幅は同じとなっているが、異なる幅であってもよい。
【００２９】
クラッシリリーフ２３Ａは、回転軸の回転方向下流側のクラッシリリーフであり、クラッシリリーフ２３Ｂは、回転軸の回転方向上流側のクラッシリリーフである。
【００３０】
図７は、半割軸受１０と半割軸受２０をコネクティングロッドに組み付けたときの溝１７Ａと溝２７Ａの付近を拡大した図である。面取り部１６Ａや面取り部２６Ａの部分は、内周面１２側から溝１７Ａや溝２７Ａを通った潤滑油が通る通路となる。本明細書においては、合せ面１４ＡからＸ軸方向に引いた仮想線と面取り部１６ＡのＺ軸方向の端からＸ軸方向へ引いた仮想線との距離ｄ１を面取り部１６Ａ（上記通路）の深さと称し、合せ面２４ＡからＸ軸方向に引いた仮想線と面取り部２６ＡのＺ軸方向の端からＸ軸方向へ引いた仮想線との距離ｄ２を面取り部２６Ａ（上記通路）の深さと称する。クランクピン１から供給される潤滑油に異物２が混ざっていても、図７に示したように、潤滑油に混ざっている異物２が溝１７Ａおよび溝１７Ｂを通ってすべり軸受の外部へ排出されるため、異物２がクランクピン１とすべり軸受との間に入るのを抑えることができる。
【００３１】
［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。
【００３２】
上述した実施形態においては、半割軸受１０は、面取り部１５Ａと面取り部１５Ｂを有しているが、半割軸受１０は、面取り部１５Ａと面取り部１５Ｂを有していない構成であってもよい。また、半割軸受１０は、面取り部１６Ａと面取り部１６Ｂを有していない構成であってもよい。半割軸受１０が面取り部１６Ａと面取り部１６Ｂを有していない構成の場合、半割軸受１０が組み付けられるコネクティングロッド側に潤滑油の通路を設けるようにすれば、異物２が通路を通って外部へ排出される。
【００３３】
また、上述した実施形態においては、半割軸受２０は、面取り部２５Ａと面取り部２５Ｂを有しているが、半割軸受２０は、面取り部２５Ａと面取り部２５Ｂを有していない構成であってもよい。また、半割軸受２０は、面取り部２６Ａと面取り部２６Ｂを有していない構成であってもよい。半割軸受２０が面取り部２６Ａと面取り部２６Ｂを有していない構成の場合、半割軸受２０が組み付けられるコネクティングロッド側に潤滑油の通路を設けるようにすれば、異物２が通路を通って外部へ排出される。
【００３４】
上述した実施形態においては、面取り部１６Ａ、面取り部１６Ｂ、面取り部２６Ａおよび面取り部２６Ｂは、Ｃ面取りとしてもよく。また、４５°のＣ面取りではなく他の角度の面取りであってもよい。
【００３５】
上述した実施形態においては、半割軸受１０は、溝１７Ａと溝１７Ｂを有しているが、溝１７Ａと溝１７Ｂのいずれか一方のみを有し、他方を有していない構成であってもよい。また、上述した実施形態においては、半割軸受２０は、溝２７Ａと溝２７Ｂを有しているが、溝２７Ａと溝２７Ｂのいずれか一方のみを有し、他方を有していない構成であってもよい。
【００３６】
上述した実施形態においては、各合せ面には、一つの溝が設けられているが、Ｘ軸方向に沿った溝を各合せ面に複数設けるようにしてもよい。
【００３７】
上述した実施形態においては、コネクティングロッドへ半割軸受１０と半割軸受２０を適用した場合について説明したが、クランクシャフトを支える半割軸受に対して上述した実施形態や変形例の構成を適用してもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１…クランクピン
２…異物
１０…半割軸受
１１…外周面
１２…内周面
１３Ａ…クラッシリリーフ
１３Ｂ…クラッシリリーフ
１４Ａ…合せ面
１４Ｂ…合せ面
１５Ａ…面取り部
１５Ｂ…面取り部
１６Ａ…面取り部
１６Ｂ…面取り部
１７Ａ…溝
１７Ｂ…溝
２０…半割軸受
２１…外周面
２２…内周面
２３Ａ…クラッシリリーフ
２３Ｂ…クラッシリリーフ
２４Ａ…合せ面
２４Ｂ…合せ面
２５Ａ…面取り部
２５Ｂ…面取り部
２６Ａ…面取り部
２６Ｂ…面取り部
２７Ａ…溝
２７Ｂ…溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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