(57)【要約】      （修正有）【課題】自動車エンジンのクランクシャフト等に用いるすべり軸受に関して、油膜厚さを厚くし、より高いシリンダ内圧に耐えることが可能なすべり軸受を提供する。【解決手段】軸受孔に外周面が装着され、内周面に回転シャフト６が摺接する摺動面１３を有するすべり軸受であって、前記摺動面１３にオイル溝２を形成した。前記オイル溝２は、前記回転シャフト６の回転方向の上流側が開き下流側に頂点を有する向きでＶ字状に形成されたオイル溝要素２０を、複数前記摺動面１３に形成して構成した。【選択図】図３
2011038570.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受孔に外周面が装着され、内周面に回転シャフトが摺接する摺動面を有するすべり軸受であって、
前記摺動面にオイル溝を形成し、
前記オイル溝は、前記回転シャフトの回転方向の上流側が開き下流側に頂点を有する向きでＶ字状に形成されたオイル溝要素を、複数前記摺動面に形成して構成されたことを特徴とするすべり軸受。
【請求項２】
前記オイル溝が、前記オイル溝要素を前記回転シャフトの軸方向に沿って複数連続的に形成して構成された請求項１記載のすべり軸受。
【請求項３】
前記オイル溝が、前記オイル溝要素を前記回転シャフトの軸方向に沿って複数連続的に形成すると共に周方向に間隔を隔てて複数形成して構成された請求項１記載のすべり軸受。
【請求項４】
前記オイル溝が、前記回転シャフトの周方向に隣り合うもの同士の頂点の位相をずらして構成された請求項３に記載のすべり軸受。
【請求項５】
前記オイル溝が、前記オイル溝要素を所定の間隔を以って前記回転シャフトの軸方向及び周方向に沿って複数形成して構成された請求項１記載のすべり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車エンジンのクランクシャフト等に用いるすべり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車エンジンのクランクシャフトの軸受には、通常、潤滑油により潤滑されるすべり軸受が用いられている（特許文献１，２，３）。
【０００３】
すべり軸受は、図７に示すように略半円状に形成された上部軸受１１と下部軸受との端面を当接して環状に形成し（図では上部軸受のみ示している）、夫々が例えばシリンダブロックとベアリングキャップ（図示せず）に取り付けられ、クランクシャフトのジャーナル部（図示せず）を支持するようになっている。上部軸受１１の内周面側の摺動面１３には、所定幅と所定深さを有する環状溝１５を周方向に形成すると共に、摺動面１３の半径方向に環状溝１５と外周面１２とを連通するオイル供給孔１６を複数設けている。図示してないが下部軸受もその内周面側の摺動面には、上部軸受１１と同様な環状溝が形成され、上部軸受１１の環状溝１５に連通するようになっている。
【０００４】
なお、上部軸受１１の外周面１２に係合凸部１４を突出させ、この係合凸部１４をシリンダブロックに形成された係合凹部（図示せず）に係合させることで、軸方向に位置決めするようになっている。
【０００５】
図示しないオイルポンプにより圧送された潤滑油は、シリンダーブロックに形成されたオイル通路（図示せず）を経て上部軸受１１の複数のオイル供給孔１６から環状溝１５に供給され、摺動面１３が潤滑油により潤滑されるようになっている。
図８に示す別の上部軸受１１の摺動面１３には、所定の細かい溝間距離で複数の凹凸溝部２３が周方向の全体に軸方向に沿って形成され、凹凸溝部２３に潤滑油が保持されるようになっている。
【０００６】
すなわち、従来のすべり軸受の内周面側の摺動面１３には、周方向に沿った溝（環状溝１５、凹凸溝部２３）が形成され、そこにオイルを保持するようになっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２４１４４２号公報
【特許文献２】特開２００４−２４５３８８号公報
【特許文献３】特開２００５−２５６９６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このようなすべり軸受は、摺動面１３の潤滑油がクランクシャフトの回転に伴うくさび効果により摺動面１３とジャーナル部との間に油膜を形成し、荷重を支持するための油圧を発生している。
【０００９】
ところで、自動車用ディーゼルエンジンにおいては、近年の排気ガスの清浄化、燃費向上、出力向上によりシリンダ内圧が上昇傾向にある。そのため、軸受の材質を改良するなどの手段により、すべり軸受の耐面圧向上が行われてきた。
【００１０】
しかしながら、油膜厚さそのものは材質を変えても変化はせず、シリンダ内圧の上昇と共に油膜厚さが薄くなり、局部的に油膜が切れたりして金属同士が接触し、焼き付き（かじり）が生じ易いなどの問題がある。また油膜厚さが減ると摺動抵抗も増え、燃費上も好ましくない。
【００１１】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、油膜厚さを厚くし、より高いシリンダ内圧に耐えることが可能なすべり軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために本発明は、軸受孔に外周面が装着され、内周面に回転シャフトが摺接する摺動面を有するすべり軸受であって、前記摺動面にオイル溝を形成し、前記オイル溝は、前記回転シャフトの回転方向の上流側が開き下流側に頂点を有する向きでＶ字状に形成されたオイル溝要素を、複数前記摺動面に形成して構成されたことを特徴とする。
【００１３】
また前記オイル溝が、前記オイル溝要素を前記回転シャフトの軸方向に沿って複数連続的に形成して構成されるのが好ましい。
【００１４】
また前記オイル溝が、前記オイル溝要素を前記回転シャフトの軸方向に沿って複数連続的に形成すると共に周方向に間隔を隔てて複数形成して構成されるのが好ましい。
【００１５】
また前記オイル溝が、前記回転シャフトの周方向に隣り合うもの同士の頂点の位相をずらして構成されてもよい。
【００１６】
また前記オイル溝が、前記オイル溝要素を所定の間隔を以って前記回転シャフトの軸方向及び周方向に沿って複数形成して構成されるのが好ましい。
【００１７】
上記構成によれば、クランクシャフトのジャーナル部とすべり軸受の摺動面との間に供給された潤滑油は、クランクシャフトの回転に伴いＶ字状のオイル溝要素の頂点に向けて流動され、頂点近傍に厚い油膜が形成され、ジャーナル部と摺動面との間に発生する油膜圧力によってジャーナル部を支持するようになる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のすべり軸受によれば、油膜厚さを厚くし、より高いシリンダ内圧に耐えることが可能となる。また同じシリンダ内圧であれば、クランクシャフトのジャーナル部とすべり軸受との間の摺動抵抗を下げ、燃費を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るすべり軸受をエンジンのシリンダブロックに設置した状態を示す断面図である。
【図２】図２は、図１に示すすべり軸受の上部軸受を示す正面図である。
【図３】図３は上部軸受の図で、（Ａ）は図２のＡ―Ａ断面図で、（Ｂ）は（Ａ）のＡ部のオイル溝を拡大した図で、（Ｃ）は（Ｂ）のＢ部拡大図である。
【図４】図４は、潤滑油がオイル溝要素の頂点にかき寄せられる状態を説明する図である。
【図５】図５（Ａ）は、オイル溝の変形例を示す拡大図で、（Ｂ）はオイル溝の他の変形例の拡大図である。
【図６】図６は、上部軸受と下部軸受の変形例を示す斜視図である。
【図７】図７は、従来のすべり軸受の上部軸受を示す図で、（Ａ）は正面図で、（Ｂ）は内側から見た平面図である。
【図８】図８は、従来の他のすべり軸受の上部軸受を示す内側から見た平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２１】
なお、図１〜図６の本実施形態において、図７、図８の従来例で示した部材と同等の機能を有する部材については同一の符号を付して説明する。
【００２２】
図１に示すように、シリンダブロック３とベアリングキャップ４とに半円形状の凹部を設けて軸受孔７が形成されている。この軸受孔７にクランクシャフトのジャーナル部６を支持するすべり軸受１が取り付けられる。すべり軸受１は、シリンダブロック３の内面側に組み付けられる半割円筒形状の上部軸受１１と、ベアリングキャップ４の内面側に組み付けられる半割円筒形状の下部軸受１１ａとからなる２分割構造である。
【００２３】
かかるすべり軸受１は、先ず上部軸受１１の外周面１２の係合凸部１４をシリンダブロック３の係合凹部３２に係合させ、下部軸受１１ａの外周面１２ａの係合凸部（図示せず）をベアリングキャップ４の係合凹部４０に係合させて軸方向に位置決めして、上部軸受１１と下部軸受１１ａとをそれぞれシリンダブロック３及びベアリングキャップ４の内面に組み付ける。次いで、それら組み付けられたシリンダブロック３及びベアリングキャップ４によってジャーナル部６を挟み込むように配置して上部軸受１１と下部軸受１１ａとを互いの端面（周方向両側端面）で突き合わせてボルト５により締め付けるようになっている。
【００２４】
図２及び図３に示すように上部軸受１１の内周面側の摺動面（軸受面）１３には、その軸方向の中心部分に周方向全体に亘って環状溝１５が形成されている。また上部軸受１１には、環状溝１５と連通するオイル供給孔１６が外周面１２から摺動面１３に向けて２個形成されている。図示してないが下部軸受１１ａの摺動面にも、軸方向の中心部分に周方向全体に亘って環状溝が形成されており、上部軸受１１及び下部軸受１１ａを突き合わせてすべり軸受１を構成したとき、連続した環状溝が形成されるようになっている。なお下部軸受１１ａにはオイル供給孔を形成しなくてもよい。
【００２５】
シリンダブロック３にはオイル通路３０が設けられており、その先端はシリンダブロック３と上部軸受１１の外周面１２との間に形成されるオイル供給部３１に連通している。オイル通路３０の他端はオイルポンプ（図示せず）に接続されている。したがってすべり軸受１の摺動面１３には、オイル通路３０、オイル供給部３１、オイル供給孔１６から一定量の潤滑油が供給されるようになっている。なお、供給された潤滑油は摺動面１３を潤滑した後、上部軸受１１及び下部軸受１１ａ両端部からあふれて流れ出し、オイルタンク（図示せず）へ戻るようになっている。
【００２６】
また、クランクシャフトは図示してないが、複数のクランクピンがクランクウェブ、バランスウェイト及びジャーナル部６を介して直列に連結され、両端部に出力用のフランジと、補機やカムシャフト駆動用プーリが取り付けられるようになっている。
【００２７】
そしてクランクシャフトには、エンジンの爆発圧とは別にこれらを駆動するためにラジアル荷重が作用し、これら爆発圧等によるラジアル荷重はジャーナル部６を支持するすべり軸受１により受けられる。このため爆発圧が過大になると、すべり軸受１内の油膜厚さが薄くなり、局部的に油膜が破られ、クランクシャフトのジャーナル部６がすべり軸受１の摺動面１３に直接接触したり、不完全な潤滑状態のままで回転することとなり、すべり軸受１の摩耗が増大し燃費が悪化するのみならず、焼付きを起こしたりする虞がある。
【００２８】
本実施形態のすべり軸受１の特徴は、図３以下に示すように軸受面となる摺動面１３にＶ字状のオイル溝要素２０をジャーナル部６の回転方向の上流側が開き下流側に頂点を有するように複数設けてオイル溝２を形成し、摺動面１３に供給された潤滑油がジャーナル部６の回転に引き摺られてオイル溝要素２０の頂点２１に向けて流動され、頂点２１近傍に厚い油膜を形成させることにある。
【００２９】
オイル溝２は、上部軸受１１及び下部軸受１１ａの各摺動面に形成されており、以下、上部軸受１１の摺動面１３に形成されたオイル溝２について説明するが、下部軸受１１ａの場合も同様である。
【００３０】
図３（Ａ）、（Ｂ）に示すようにオイル溝２は、上部軸受１１の摺動面１３にオイル溝要素２０を複数設けることで形成される。すなわちオイル溝要素２０は、図３（Ｃ）に示すようにジャーナル部６の回転方向Ａの上流側が開き、下流側に頂点２１を有する向きでＶ字状をしており、このオイル溝要素２０がジャーナル部６の軸方向に連続して複数設けられることでオイル溝２が形成される。
【００３１】
このようなオイル溝要素２０は部分的には直線状をなしていて、図３（Ｃ）に示すように二つの互いに傾斜した溝２０ａ，２０ｂからなり、この傾斜溝２０ａ，２０ｂが交差する会合点である頂点２１が所定角度θとなっている。所定角度θは、潤滑油を頂点２１に向けて適確にかき集めることができるように１０〜９０°程度である。傾斜溝２０ａ，２０ｂは、潤滑油を頂点２１に向けてかき集めて油膜を形成するのに十分な長さを有している。またオイル溝要素２０の大きさ（幅及び深さ）は、小さ過ぎると潤滑油をオイル溝要素２０内に保持できないため圧力が生ぜず、大き過ぎると潤滑油が逃げて保持した圧力がなくなるため、幅が１〜１００μｍ、深さが１〜１００μｍ程度であり、好ましくは幅深さ共に５〜３０μｍ程度である。
【００３２】
このようにオイル溝要素２０を軸方向に繰り返し複数設けて形成されたオイル溝２は、図３（Ａ）に示すように環状溝１５の幅方向両端からすべり軸受１の軸方向両端へ向けて形成されると共にすべり軸受１の周方向に間隔を隔てて複数形成されている。
【００３３】
次に、本発明のすべり軸受の作用を説明する。
【００３４】
図１〜図３に示すすべり軸受１において、潤滑油がオイル通路３０、オイル供給部３１、オイル供給孔１６を介して環状溝１５に供給され、潤滑油は環状溝１５から摺動面１３へと流れ込む。
【００３５】
このとき摺動面１３には、ジャーナル部６の回転方向Ａの上流側が開き、下流側に頂点２１を有する向きのＶ字状のオイル溝要素２０が複数形成されているため、ジャーナル部６の回転に引き摺られた潤滑油が複数のオイル溝要素２０に入り込み、それぞれの傾斜溝２０ａ，２０ｂを通って各頂点２１に向けて図４の矢印のごとく流れ、各頂点２１に潤滑油が集中する。このため頂点２１付近の油圧が上昇し、油膜厚さも厚くなる。また油膜が厚くなることによって、ジャーナル部６と摺動面１３との間に発生する油膜圧力によってジャーナル部６を摺動面１３から離す作用をする。
【００３６】
オイル溝要素２０を軸方向に連続的に複数設け、かつ周方向に間隔を隔てて複数設けてオイル溝２が形成されているので、結局、摺動面１３の略全域に亘って均等に油膜が形成されるようになる。このため摺動面１３全体の油膜が厚くなって、ジャーナル部６の回転に対して油膜が切れることなく、より大きな荷重を支持できる。
【００３７】
次に、図５以下に示す他の実施形態について説明する。
【００３８】
図５（Ａ）に示すオイル溝２は、周方向に複数配列されたオイル溝２の隣り合うオイル溝２同士の位相がずれるようにオイル溝要素２０の各頂点２１の位相をずらして形成したものである。本実施形態の場合も、潤滑油がジャーナル部６の回転に引き摺られて、複数のオイル溝要素２０の各頂点２１に向けて図４の矢印のごとく導かれ、各頂点２１に潤滑油が集中する。このため頂点２１付近の油圧が上昇し、油膜厚さも厚くなる。したがってジャーナル部６の回転に対して油膜が切れることなく、より大きな荷重を支持できる。本実施形態では、オイル溝要素２０の各頂点２１の位相をずらして形成しているため、油膜が厚くなる箇所が千鳥配置になる。
【００３９】
図５（Ｂ）に示す別の実施形態に係るオイル溝２は、複数のオイル溝要素２０を連続して形成するのではなく、オイル溝要素２０単体を所定の間隔を以って軸方向及び周方向に複数配設して形成したものである。本実施形態の場合も、潤滑油がジャーナル部６の回転に引き摺られて、複数のオイル溝要素２０の各頂点２１に向けて図４の矢印のごとく導かれ、各頂点２１に潤滑油が集中する。このため頂点２１付近の油圧が上昇し、油膜厚さも厚くなる。したがってジャーナル部６の回転に対して油膜が切れることなく、より大きな荷重を支持できる。
【００４０】
図６に示すオイル溝２は、上部軸受１１と下部軸受１１ａとに環状溝１５を設けることなく、それぞれの摺動面１３，１３ａに複数のオイル溝要素２０を連続して軸方向に設けると共に、これらを周方向に複数配列して形成したものである。なお、上部軸受１１の外周面１２から摺動面１３に向けてオイル供給孔１６を形成している。
【００４１】
本実施形態の場合も、オイル供給孔１６を介して上部軸受１１の摺動面１３に導入された潤滑油がジャーナル部６の回転に引き摺られて、複数のオイル溝要素２０の各頂点２１に向けて図４の矢印のごとく導かれ、各頂点２１に潤滑油が集中する。このため頂点２１付近の油圧が上昇し、油膜厚さも厚くなる。したがってジャーナル部６の回転に対して油膜が切れることなく、より大きな荷重を支持できる。なお本実施形態の場合も、図５（Ａ）に示すように隣り合うオイル溝２同士の頂点２１の位相をずらして形成することができ、また図５（Ｂ）に示すようにオイル溝要素２０単体を所定の間隔を以って軸方向及び周方向に複数形成することができる。
【００４２】
このように本発明によれば、半割円筒形状の上部軸受１１と下部軸受１１ａの摺動面１３には、軸回転方向に対し所定の角度を有する斜め方向に延びるＶ字状のオイル溝要素２０が複数形成されており、ジャーナル部６の回転によって潤滑油がオイル溝要素２０の頂点２１に引き込まれることでくさび油膜が形成され、これによって油膜厚さを厚くし、より高いシリンダ内圧に耐えることが可能となる。このため、ジャーナル部６とすべり軸受１の摺動面１３との金属同士の接触が避けられ、クランクシャフトの回転に伴う摩擦損失を低減できる。
【００４３】
また同じシリンダ内圧であれば、クランクシャフトのジャーナル部６とすべり軸受１との間の摺動抵抗を下げ、燃費を向上することができる。
【００４４】
さらに、すべり軸受１は２分割構造であるので、摺動面１３にＶ字状のオイル溝要素２０などを容易に加工することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１  すべり軸受
２  オイル溝
３  シリンダブロック
４  ベアリングキャップ
６  ジャーナル部
７  軸受孔
１１  上部軸受
１１ａ  下部軸受
１２  外周面
１３  摺動面
１５  環状溝
１６  オイル供給孔
２０  オイル溝要素
２０ａ，２０ｂ  傾斜溝
２１  頂点
３０  オイル通路
３１  オイル供給部
【図１】
2011038570.tif 000003
【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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【図８】
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