(57)【要約】【課題】スラスト面のポーラス層の剥離及びスラストワッシャ表面への埋収を防止するクランクシャフトの支持構造を提供する。【解決手段】ジャーナル部１１ａと、スラスト面１１ｂとを備え、窒化処理が施されたクランクシャフト１１を支持する支持構造であって、ジャーナル部１１ａをすべり軸受１０によって軸支し、すべり軸受１０の軸方向の少なくとも一方にスラストワッシャ２０が設けられ、スラストワッシャ２０のスラスト面１１ｂと対向する面に、固体潤滑剤を含む樹脂からなるコーティング被膜２２を設け、コーティング被膜２２の硬度は、スラスト面１１ｂの硬度よりも低くなるように構成した。【選択図】図３
2015183735.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジャーナル部と、スラスト面とを備え、窒化処理が施されたクランクシャフトを支持する支持構造であって、
前記ジャーナル部をすべり軸受によって軸支し、前記すべり軸受の軸方向の少なくとも一方にスラストワッシャを設け、
前記スラストワッシャの前記スラスト面と対向する面に、固体潤滑剤を含む樹脂からなるコーティング被膜を設け、
前記コーティング被膜の硬度は、前記スラスト面の硬度よりも低くなるように構成したことを特徴とするクランクシャフトの支持構造。
【請求項２】
前記樹脂は、ポリアミドイミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、これら樹脂のジイソシアネート変性、ＢＰＤＡ変性、スルホン変性樹脂、エポキシ樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド、またはエラストマーのいずれか１種以上を含有することを特徴とする請求項１に記載のクランクシャフトの支持構造。
【請求項３】
前記固体潤滑剤は、グラファイト、カーボン、二硫化モリブデン、ポリテトラフルオロエチレン、窒化ホウ素、二硫化タングステン、またはフッ素系樹脂のいずれか１種以上を含有することを特徴とする請求項１または２に記載のクランクシャフトの支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のクランクシャフトの支持構造の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、クランクシャフトのジャーナル部を軸支する支持構造であって、ジャーナル部の軸方向に対する荷重を支持するためのスラストワッシャを備える支持構造が公知となっている（例えば、特許文献１参照）。スラストワッシャは、すべり軸受の軸方向に対向するように二枚設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１３８８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術におけるスラストワッシャは、金属によって形成されており、その表面にアルミニウムを含む合金などのライニング層を設けることによって耐焼き付き性、耐疲労性、耐摩耗性を向上させている。
しかし、従来技術におけるライニング層は硬度が高かった。また、スラストワッシャと接触するクランクシャフトのスラスト面は、窒化処理が施されておりその表面にはポーラス層が形成されている。スラスト面は、ジャーナル部と異なりその加工工程で凹凸が発生しやすく、前記ポーラス層を除去加工することが困難であった。そのため、図３（ｂ）に示すように、前記ポーラス層と硬度の高いライニング層との接触により、ポーラス層が剥離し、その破片がスラストワッシャ表面に埋収されることがあった。そして、スラスト面のポーラス層の剥離及びスラストワッシャ表面への埋収により、かじりや焼き付きが発生していた。
【０００５】
本発明は、以上の如き状況を鑑みてなされたものであり、スラスト面のポーラス層の剥離及びスラストワッシャ表面への埋収を防止するクランクシャフトの支持構造を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１においては、ジャーナル部と、スラスト面とを備え、窒化処理が施されたクランクシャフトを支持する支持構造であって、前記ジャーナル部をすべり軸受によって軸支し、前記すべり軸受の軸方向の少なくとも一方にスラストワッシャを設け、前記スラストワッシャの前記スラスト面と対向する面に、固体潤滑剤を含む樹脂からなるコーティング被膜を設け、前記コーティング被膜の硬度は、前記スラスト面の硬度よりも低くなるように構成したものである。
【０００７】
請求項２においては、前記樹脂は、ポリアミドイミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、これら樹脂のジイソシアネート変性、ＢＰＤＡ変性、スルホン変性樹脂、エポキシ樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド、またはエラストマーのいずれか１種以上を含有するものである。
【０００８】
請求項３においては、前記固体潤滑剤は、グラファイト、カーボン、二硫化モリブデン、ポリテトラフルオロエチレン、窒化ホウ素、二硫化タングステン、またはフッ素系樹脂のいずれか１種以上を含有するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１０】
すなわち、スラスト面のポーラス層の剥離及びスラストワッシャ表面への埋収を防止することができ、かじりや焼き付きを無くすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係るすべり軸受の断面図。
【図２】（ａ）同じくすべり軸受の上部断面図（ｂ）同じくＡ−Ａ線断面図。
【図３】（ａ）同じくスラストワッシャ及びクランクシャフトのスラスト面の拡大断面図。（ｂ）従来技術に係るスラストワッシャ及びクランクシャフトのスラスト面の拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下では、本実施形態に係るすべり軸受１０について説明する。
【００１３】
なお、以下では、説明の便宜上、図１における紙面の上下方向を基準として上下方向を規定する。また、図１における紙面の左右方向を基準として左右方向を規定する。
【００１４】
まず、クランクシャフト１１の支持構造について、図１及び図２を用いて説明する。
クランクシャフト１１は、複数のジャーナル部１１ａとスラスト面１１ｂとを有しており、各ジャーナル部１１ａが軸支されることによってクランクシャフト１１が支持されるものである。
【００１５】
クランクシャフト１１は、表面を硬化させるために窒化処理が施されている。窒化処理とは、クランクシャフト１１を構成する金属を高温の窒素雰囲気に暴露することにより、表面を硬化させる処理である。窒化処理が施されたクランクシャフト１１の表面は硬化するが、表層には、多孔性のポーラス層１１ｃが形成される（図３（ａ）参照）。ポーラス層１１ｃは脆性が高く、剥離しやすい。そこで、クランクシャフト１１に窒化処理を施した後、その表層からポーラス層１１ｃを除去する処理を行う。ジャーナル部１１ａにおいては、ポーラス層１１ｃは完全に除去されるが、スラスト面１１ｂにおいては、スラスト面１１ｂをバニッシング加工することにより発生した凹凸のために、ポーラス層１１ｃが完全に除去されず一部残ってしまっていた。
【００１６】
クランクシャフト１１の各ジャーナル部１１ａは、シリンダブロック１２と、シリンダブロック１２の下部に設けられた軸受キャップ１３とによって支持される。
【００１７】
より詳細には、シリンダブロック１２には断面視半円状のクランクシャフト支持部１２ａが設けられ、軸受キャップ１３には断面視半円状のクランクシャフト支持部１３ａが設けられる。
そして、シリンダブロック１２と軸受キャップ１３とを合わせることで、クランクシャフト支持部１２ａ及びクランクシャフト支持部１３ａによって形成される円筒状の空間に、円筒状のすべり軸受１０が配設される。このように構成することによって、クランクシャフト１１は、すべり軸受１０によって回動可能に軸支される。
図２（ａ）に示すように、上側の半割部材１４は、断面視半円状の部材であり、内周には円周方向に溝１４ａが設けられており、中心に円形の孔１４ｂが設けられている。
また、すべり軸受１０において、軸方向の両面には、それぞれ内周面に沿ってワッシャ取付溝１６が設けられている。より詳しくは、ワッシャ取付溝１６は、シリンダブロック１２の前後面及び軸受キャップ１３の前後面に設けられている。ワッシャ取付溝１６内には、それぞれ同一形状のスラストワッシャ２０が設けられている。
【００１８】
スラストワッシャ２０は、クランクシャフト１１のスラスト面１１ｂと対向する面がワッシャ取付溝１６から突出した状態で、ワッシャ取付溝１６に取り付けられている。これにより、スラストワッシャ２０がクランクシャフト１１のスラスト方向の荷重を受けるように構成される。
【００１９】
スラストワッシャ２０は、円弧状に形成された板状の部材であり、本実施形態においては、シリンダブロック１２側にのみ設けられている。スラストワッシャ２０は、アルミニウムを含む合金などの金属によって構成されており、本実施形態においては、図３（ａ）に示すように、スラスト面１１ｂ側を形成するアルミニウムを含む合金からなるライニング層２０ｂとシリンダブロック１２側を形成する鉄からなる板材２０ｃとのバイメタル構造で形成されている。
【００２０】
スラストワッシャ２０は、油溝２０ａを有する。長手方向が上下方向と平行になるように設けられている。また、油溝２０ａは、所定の間隔を空けて複数設けられており、本実施形態においては、図１に示すように、二つ設けられている。
【００２１】
スラストワッシャ２０は、その内周面に爪２１が設けられている。爪２１は、複数設けられており、本実施形態においては、三つ設けられている。また、上側の半割部材１４の軸方向端面には、爪２１を嵌合するための溝１４ｃが設けられている。溝１４ｃは、爪２１の長手方向の幅よりも少し長い長さで設けられている。
【００２２】
図３（ａ）に示すように、スラストワッシャ２０のスラスト面１１ｂと対向する面には、固体潤滑剤を含む樹脂からなるコーティング被膜２２が設けられている。コーティング被膜２２は、スラストワッシャ２０のライニング層２０ｂの表面を被覆するものである。
【００２３】
コーティング被膜２２は、固体潤滑剤を含む樹脂から構成されている。また、コーティング被膜２２の硬度は、スラスト面１１ｂの硬度よりも低くなるように構成している。
【００２４】
固体潤滑剤は、グラファイト、カーボン、二硫化モリブデン、ポリテトラフルオロエチレン、窒化ホウ素、二硫化タングステン、並びにフッ素系樹脂、軟質金属（例えばＳｎ、Ｂｉなど）のいずれか１種以上を含有するものである。
【００２５】
樹脂は、ポリアミドイミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、これら樹脂のジイソシアネート変性、ＢＰＤＡ変性、スルホン変性樹脂、エポキシ樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド、並びにエラストマーのいずれか１種以上を含有する。
【００２６】
図３（ａ）に示すように、矢印に示す軸方向への力がかかると、コーティング被膜２２とスラスト面１１ｂとが接触する。このとき、コーティング被膜２２の硬度は、スラスト面１１ｂの硬度よりも低くなるように構成しているため、スラスト面１１ｂに形成されたポーラス層１１ｃが剥離し難くなる。これにより、剥離したポーラス層１１ｃがコーティング被膜２２側に埋収される可能性も低くなる。また、コーティング被膜２２の硬度が低いため、潤滑油のなじみ性も向上する。
【００２７】
以上のように、ジャーナル部１１ａと、スラスト面１１ｂとを備え、窒化処理が施されたクランクシャフト１１を支持する支持構造であって、ジャーナル部１１ａをすべり軸受１０によって軸支し、すべり軸受１０の軸方向の少なくとも一方にスラストワッシャ２０が設けられ、スラストワッシャ２０のスラスト面１１ｂと対向する面に、固体潤滑剤を含む樹脂からなるコーティング被膜２２を設け、コーティング被膜２２の硬度は、スラスト面１１ｂの硬度よりも低くなるように構成したものである。
このように構成することにより、スラスト面１１ｂのポーラス層１１ｃの剥離及びスラストワッシャ２０表面への埋収を防止することができ、かじりや焼き付きを無くすことができる。
【００２８】
なお、本実施形態においては、スラストワッシャ２０は、バイメタル構造で構成されているが、これに限定されるものではなく、例えば、スラストワッシャは、アルミニウムを含む合金のみからなる板材で構成されていてもよい。
【符号の説明】
【００２９】
１０    すべり軸受
１１    クランクシャフト
１１ａ  ジャーナル部
１１ｂ  スラスト面
１１ｃ  ポーラス層
１２    シリンダブロック
１３    軸受キャップ
１４    半割部材
１６    ワッシャ取付溝
２０    スラストワッシャ
２２    コーティング被膜
【図１】
2015183735.tif 000003
【図２】
2015183735.tif 000004
【図３】
2015183735.tif 000005