(57)【要約】【課題】スラストワッシャとクランクシャフトのスラスト面との接触を防止することができるすべり軸受を提供する。【解決手段】シリンダブロック１２と、シリンダブロック１２の下方に設けられた軸受キャップ１３と、によって形成され、シリンダブロック１２と軸受キャップ１３との内周面に半割部材１４が設けられ、シリンダブロック１２側の半割部材１４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は円弧状に形成され、１８０度よりも小さい円弧状に形成されており、スラストワッシャ２０の回転方向下流側の円周方向端部２０ｃは、シリンダブロック１２と軸受キャップ１３との合わせ面から所定の長さＤ１を離して形成されており、スラストワッシャ２０の軸方向外側表面にはテクスチャ２５が設けられており、テクスチャ２５は、少なくとも回転方向下流側の円周方向端部２０ｃまで形成されるものである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトのジャーナル部を軸支するすべり軸受であって、
シリンダブロックと、前記シリンダブロックの下方に設けられた軸受キャップと、によって形成され、
前記シリンダブロックと軸受キャップとの内周面に半割部材が設けられ、
前記シリンダブロック側の半割部材の軸方向の少なくとも一方にスラストワッシャが設けられ、
前記スラストワッシャは円弧状に形成され、１８０度よりも小さい円弧状に形成されており、
前記スラストワッシャの回転方向下流側の円周方向端部は、前記シリンダブロックと軸受キャップとの合わせ面から所定の長さを離して形成されており、
前記スラストワッシャの軸方向外側表面にはテクスチャが設けられており、
前記テクスチャは、少なくとも回転方向下流側の円周方向端部まで形成されることを特徴とするすべり軸受。
【請求項２】
前記スラストワッシャの回転方向上流側の円周方向端部には、スラストリリーフが設けられることを特徴とする請求項１に記載のすべり軸受。
【請求項３】
前記テクスチャの円周方向の長さは、前記スラストワッシャの半径方向の幅に対して少なくとも４倍以上の長さとなるように形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のすべり軸受。
【請求項４】
前記シリンダブロックには、前記スラストワッシャの回転方向下流側の円周方向端部と当接する回り止め部が形成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のすべり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、すべり軸受、特に、内燃機関のクランクシャフトのすべり軸受の技術に関する。
【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すべり軸受であって、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すべり軸受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。また、スラストワッシャは、上下に分割された半割ワッシャ部材で構成されており、上側の半割ワッシャ部材は、シリンダブロックに設けられた溝に取り付けられ、下側の半割ワッシャ部材は、軸受キャップに設けられた溝に取り付けられている。また、半割ワッシャ部材とクランクシャフトのスラスト面との局部あたりや片あたりを防ぐために、半割ワッシャ部材には、周方向両側の端部に向かって軸方向内側に傾斜するスラストリリーフが設けられている。
【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】
従来技術における半割ワッシャ部材は、略半円形状（中心角が略１８０度の円弧形状）に形成されている。このため周方向の長さが長くなり、加工の際に平面度を保持するのが困難であった。そのため、半割ワッシャ部材とクランクシャフトのスラスト面との接触が発生し易かった。また、従来技術における半割ワッシャ部材は表面に油膜が形成され難く、半割ワッシャ部材とクランクシャフトのスラスト面との接触が発生し易かった。
【０００５】
そこで本発明は、以上の如き状況を鑑みてなされたものであり、スラストワッシャとクランクシャフトのスラスト面との接触を防止することができるすべり軸受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、クランクシャフトのジャーナル部を軸支するすべり軸受であって、シリンダブロックと、前記シリンダブロックの下方に設けられた軸受キャップと、によって形成され、前記シリンダブロックと軸受キャップとの内周面に半割部材が設けられ、前記シリンダブロック側の半割部材の軸方向の少なくとも一方にスラストワッシャが設けられ、前記スラストワッシャは円弧状に形成され、１８０度よりも小さい円弧状に形成されており、前記スラストワッシャの回転方向下流側の円周方向端部は、前記シリンダブロックと軸受キャップとの合わせ面から所定の長さを離して形成されており、前記スラストワッシャの軸方向外側表面にはテクスチャが設けられており、前記テクスチャは、少なくとも回転方向下流側の円周方向端部まで形成されるものである。
【０００７】
請求項２においては、前記スラストワッシャの回転方向上流側の円周方向端部には、スラストリリーフが設けられるものである。
【０００８】
請求項３においては、前記テクスチャの円周方向の長さは、前記スラストワッシャの半径方向の幅に対して少なくとも４倍以上の長さとなるように形成されるものである。
【０００９】
請求項４においては、前記シリンダブロックには、前記スラストワッシャの回転方向下流側の円周方向端部と当接する回り止め部が形成されるものである。
【発明の効果】
【００１０】
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、クランクシャフトのスラスト面とスラストワッシャとの接触を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第一の実施形態に係るすべり軸受の断面図。
【図２】（ａ）第一の実施形態に係るすべり軸受の上部断面図（ｂ）同じく曲線Ａにおける断面図。
【図３】（ａ）第二の実施形態に係るすべり軸受の上部断面図（ｂ）同じく曲線Ａにおける断面図。
【図４】（ａ）第三の実施形態に係るすべり軸受の上部断面図（ｂ）同じく曲線Ａにおける断面図。
【図５】（ａ）第四の実施形態に係るすべり軸受の上部断面図（ｂ）同じく曲線Ａにおける断面図。
【図６】（ａ）第五の実施形態に係るすべり軸受の上部断面図（ｂ）同じく曲線Ａにおける断面図。
【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、すべり軸受１０の構成について、図１及び図２を用いて説明する。
すべり軸受１０は、内燃機関のクランクシャフト１１のジャーナル部１１ａを軸支する部材であり、シリンダブロック１２の下部に設けられている。すべり軸受１０は、シリンダブロック１２と、この下部に設けられた軸受キャップ１３と、によって形成されており、シリンダブロック１２と軸受キャップ１３との内周面には半割部材１４が設けられている。シリンダブロック１２と軸受キャップ１３とは固定部材である螺子１５によって固定されている。
【００１５】
シリンダブロック１２は、軽金属によって形成されており、例えば、アルミニウムを含む合金によって形成されている。
軸受キャップ１３は、シリンダブロック１２と同材料の金属またはシリンダブロック１２よりも比重の重い金属によって形成されており、例えば、鉄を含む合金によって形成されている。
【００１６】
二つの半割部材１４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。クランクシャフト１１をすべり軸受１０で軸支する場合、クランクシャフト１１の外周面を、二つの半割部材１４を介して、シリンダブロック１２及び軸受キャップ１３の内周面で軸支するものである。また、クランクシャフト１１の外周面と半割部材１４の内周面との間には、所定の隙間（クリアランス）が形成され、この隙間に対し潤滑油が供給される。
【００１７】
半割部材１４は、溝１４ａ及び孔１４ｂを有する。
図２（ａ）に示すように、上側の半割部材１４の内周には、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】
ワッシャ取付溝１６は、シリンダブロック１２のすべり軸受１０を形成する他の面よりも軸方向内側に凹んだ溝として形成されている。ワッシャ取付溝１６は、軸方向から見て円弧状に形成されている。
【００１９】
ワッシャ取付溝１６は、円周方向端部１６ａを有する。円周方向端部１６ａは、シリンダブロック１２の下面と連通している。
【００２０】
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、ワッシャ取付溝１６に収納されている。
【００２１】
スラストワッシャ２０は、油溝２０ａと、回転方向上流側の円周方向端部２０ｂと、回転方向下流側の円周方向端部２０ｃと、スラストリリーフ２０ｄとを有する。
油溝２０ａは、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。
【００２２】
回転方向上流側の円周方向端部２０ｂは、軸方向から見てワッシャ取付溝１６の円周方向端部１６ａと同一の位置に配置されている。すなわち、軸方向から見てシリンダブロック１２と軸受キャップ１３との合わせ面と同一の位置に配置されている。
回転方向下流側の円周方向端部２０ｃは、ワッシャ取付溝１６の円周方向端部１６ａから所定の長さＤ１離した位置に配置されている。ここで、所定の長さＤ１は、スラストワッシャ２０の中心角をθ１とすると、Ｄ１＝ｓｉｎ（１８０−θ１）となる。
回転方向上流側の円周方向端部２０ｂから、下流側にスラストリリーフ２０ｄが設けられている。
スラストリリーフ２０ｄは、回転方向上流側の円周方向端部２０ｂから下流側に所定の角度θ２まで形成されている。スラストリリーフ２０ｄは、クランクシャフト１１のスラスト面１１ｂとスラストワッシャ２０との衝突を防止するための面であり、回転方向下流側から上流側へ向かうにつれて、軸方向後側（半割部材１４側）へ傾斜するように形成されている。これにより、局部あたりによる焼付きや早期疲労などを防止することができる。
【００２３】
次に、スラストワッシャ２０の表面に設けられたテクスチャ２５について説明する。
テクスチャ２５は、スラストワッシャ２０の軸方向外側（スラスト面１１ｂと対向する側）に設けられている。テクスチャ２５は、数〜数十μｍの凹部を有する凹凸部によって形成されている。凹凸部は規則性のあるパターンを形成しており、本実施形態においては、へリングボーン形状に形成されている。より詳しくは、周方向に沿ってＶ字形状を等間隔に並べた形状に形成されている。またＶ字の開放側が上流側を向くように配置されている。
【００２４】
次に、スラストワッシャ２０の長さＬ１、ワッシャ取付溝１６の長さＬ２、スラストリリーフ２０ｄの長さＬ３、及びテクスチャ２５の長さＬ４について説明する。
【００２５】
スラストワッシャ２０の長さＬ１は、スラストワッシャ２０の円周方向端部２０ｂから円周方向端部２０ｃまでの長さである。本実施形態においては、スラストワッシャ２０の中心角θ１が、１２０°＜θ１＜１８０°となるように形成されている。このように、中心角θ１が１８０°である場合と比較して、スラストワッシャ２０の長さＬ１を短く形成したことにより、スラストワッシャ２０の平面度を向上させることができる。
【００２６】
また、ワッシャ取付溝１６の長さＬ２は、スラストワッシャ２０の長さＬ１と同一の長さとなるように構成している。すなわち、ワッシャ取付溝１６は回転方向上流側における合わせ面と連通している。また、ワッシャ取付溝１６は、スラストワッシャ２０の回転方向下流側の円周方向端部２０ｃと当接する回り止め部としての回り止め面１２ｂを有している。回転方向下流側の円周方向端部２０ｃと回り止め面１２ｂとが当接することにより、スラストワッシャ２０が回転方向下流側へ回転するのを防止している。
【００２７】
また、スラストリリーフ２０ｄの長さＬ３は、回転方向上流側の円周方向端部２０ｂから中心角θ２回転した位置までの長さである。本実施形態においては、中心角θ２は、０°＜θ２＜６０°となるように形成している。
【００２８】
また、テクスチャ２５の長さＬ４は、テクスチャ２５が形成される部分の長さであり、本実施形態においては、スラストリリーフ２０ｄの回転方向下流側の円周方向端部からスラストワッシャ２０の回転方向下流側の円周方向端部２０ｃまで設けられている。テクスチャ２５の中心角θ３は、０°＜θ３＜６０°となるように設けられている。
【００２９】
テクスチャ２５は、表面加工によって形成するが、スラストワッシャ２０の平面度が低いと、テクスチャ２５を形成し難くなる。そこで、本実施形態においては、スラストワッシャ２０の長さＬ１を短く形成したことにより、スラストワッシャ２０の平面度を向上させたため、テクスチャ２５を容易に形成することができるのである。
【００３０】
テクスチャ２５の長さＬ４は、スラストワッシャ２０の半径方向の幅Ｈ１の４倍以上となるように形成されている。このように構成することにより、油膜圧力を発生させるために必要なテクスチャ２５の面積を確保することができる。
【００３１】
次に、クランクシャフト１１回転時のスラストワッシャ２０の役割について説明する。
クランクシャフト１１回転時には、スラストワッシャ２０が軸方向の力を受ける。このとき、スラストワッシャ２０の回転方向下流側の円周方向端部２０ｃがワッシャ取付溝１６の円周方向端部１６ａから所定の長さＤ１だけ離して形成されているため、クランクシャフト１１のスラスト面１１ｂとスラストワッシャ２０との片あたりが発生しやすい部分にスラストワッシャ２０が形成されないため、焼付きや早期疲労などを防止することができる。
【００３２】
また、回転方向上流側にスラストリリーフ２０ｄを設けたため、焼付きや早期疲労などを防止することができる。スラストリリーフ２０ｄは、０°＜θ２＜６０°の範囲で形成されているため、スラストリリーフ２０ｄから流出する漏れ油量を低減することができる。
また、テクスチャ２５を設けたため、テクスチャ２５表面に保持される潤滑油の油量が増加し、油膜圧力を発生させることができる。
【００３３】
以上のように、クランクシャフト１１のジャーナル部１１ａを軸支するすべり軸受１０であって、シリンダブロック１２と、シリンダブロック１２の下方に設けられた軸受キャップ１３と、によって形成され、シリンダブロック１２と軸受キャップ１３との内周面に半割部材１４が設けられ、シリンダブロック１２側の半割部材１４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は円弧状に形成され、１８０度よりも小さい円弧状に形成されており、スラストワッシャ２０の回転方向下流側の円周方向端部２０ｃは、シリンダブロック１２と軸受キャップ１３との合わせ面から所定の長さＤ１を離して形成されており、スラストワッシャ２０の軸方向外側表面にはテクスチャ２５が設けられており、テクスチャ２５は、少なくとも回転方向下流側の円周方向端部２０ｃまで形成されるものである。
このように構成することにより、テクスチャ２５テクスチャ２５表面に保持される潤滑油の油量が増加し、油膜圧力を発生させることができるため、スラストワッシャ２０とクランクシャフト１１のスラスト面１１ｂとの接触を防止することができる。
【００３４】
また、スラストワッシャ２０の回転方向上流側の円周方向端部２０ｂには、スラストリリーフ２０ｄが設けられるものである。
このように構成することにより、局部あたりによる焼付きや早期疲労などを防止することができ、スラストワッシャ２０とクランクシャフト１１のスラスト面１１ｂとの接触を防止することができる。
【００３５】
また、テクスチャ２５の円周方向の長さＬ４は、スラストワッシャ２０の半径方向の幅Ｈ１に対して少なくとも４倍以上の長さとなるように形成されるものである。
このように構成することにより、油膜圧力を発生させるために必要なテクスチャ２５の面積を確保することができ、スラストワッシャ２０とクランクシャフト１１のスラスト面１１ｂとの接触を防止することができる。
【００３６】
また、シリンダブロック１２には、スラストワッシャ２０の回転方向下流側の円周方向端部２０ｃと当接する回り止め面１２ｂが形成されるものである。
このように構成することにより、スラストワッシャ２０の全長を短くしつつ、スラストワッシャ２０が回転方向下流側へ回転するのを防止することができる。
【００３７】
次に、本発明の第二の実施形態にかかるすべり軸受１０について、図３を用いて説明する。
なお、第一の実施形態と同一の符号を付した部材については同一の構成であるので説明を省略する。
【００３８】
スラストワッシャ１２０の表面に設けられたテクスチャ１２５について説明する。
テクスチャ１２５は、スラストワッシャ１２０の軸方向外側（スラスト面１１ｂと対向する側）に設けられている。テクスチャ１２５は、数〜数十μｍの凹部を有する凹凸部によって形成されている。凹凸部は規則性のあるパターンを形成しており、本実施形態においては、テーパランド状に形成されている。より詳しくは、周方向に沿って上流側から下流側に向かうにつれて軸方向外側へと傾斜するテーパ部１２５ａと軸方向と直交するランド部１２５ｂとを交互に並べた形状に形成されている。
【００３９】
このように構成することにより、テクスチャ２５表面に保持される潤滑油の油量が増加し、油膜圧力を発生させることができる。
【００４０】
次に、本発明の第三の実施形態にかかるすべり軸受１０について、図４を用いて説明する。
なお、第一の実施形態と同一の符号を付した部材については同一の構成であるので説明を省略する。
【００４１】
スラストワッシャ２２０の表面に設けられたテクスチャ２２５について説明する。
テクスチャ２２５は、スラストワッシャ２２０の軸方向外側（スラスト面１１ｂと対向する側）に設けられている。テクスチャ２２５は、数〜数十μｍの凹部を有する凹凸部によって形成されている。凹凸部は規則性のあるパターンを形成しており、本実施形態においては、ステップランド状に形成されている。より詳しくは、周方向に沿って軸方向と直交するランド部２２５ａとランド部２２５ａよりも軸方向内側（半割部材１４側）へ凹ませた凹部２２５ｂとを交互に並べた形状に形成されている。
【００４２】
このように構成することにより、テクスチャ２５表面に保持される潤滑油の油量が増加し、油膜圧力を発生させることができる。
【００４３】
次に、本発明の第四の実施形態にかかるすべり軸受１０について、図５を用いて説明する。
なお、第一の実施形態と同一の符号を付した部材については同一の構成であるので説明を省略する。
【００４４】
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３１６が設けられている。より詳しくは、ワッシャ取付溝３１６は、シリンダブロック１２の前後面に設けられている。ワッシャ取付溝３１６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。
【００４５】
ワッシャ取付溝３１６は、シリンダブロック１２のすべり軸受１０を形成する他の面よりも軸方向内側に凹んだ溝として形成されている。ワッシャ取付溝３１６は、軸方向から見て半円状に形成されている。
【００４６】
ワッシャ取付溝３１６は、円周方向端部３１６ａ及び円周方向端部３１６ｂを有する。円周方向端部３１６ａ及び円周方向端部３１６ｂは、シリンダブロック１２の下面と連通している。
【００４７】
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、ワッシャ取付溝３１６に収納されている。
【００４８】
また、ワッシャ取付溝３１６には、回り止め部としての回り止め部材３２５が設けられている。回り止め部材３２５は、円柱状の部材であり、ワッシャ取付溝３１６の底面に固設されている。回り止め部材３２５は、スラストワッシャ２０の回転方向下流側の円周方向端部２０ｂと当接する位置に設けられている。
【００４９】
このように構成することにより、ワッシャ取付溝３１６にスラストワッシャ２０を配置した場合に、回転方向下流側の円周方向端部２０ｃと回り止め部材３２５とが当接することにより、スラストワッシャ２０が回転方向下流側へ回転するのを防止している。
【００５０】
次に、本発明の第五の実施形態にかかるすべり軸受１０について、図６を用いて説明する。
なお、第一の実施形態と同一の符号を付した部材については同一の構成であるので説明を省略する。
【００５１】
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４１６が設けられている。より詳しくは、ワッシャ取付溝４１６は、シリンダブロック１２の前後面に設けられている。ワッシャ取付溝４１６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。
【００５２】
ワッシャ取付溝４１６は、シリンダブロック１２のすべり軸受１０を形成する他の面よりも軸方向内側に凹んだ溝として形成されている。ワッシャ取付溝４１６は、軸方向から見て半円状に形成されている。
【００５３】
ワッシャ取付溝４１６は、円周方向端部４１６ａ及び円周方向端部４１６ｂを有する。円周方向端部４１６ａ及び円周方向端部４１６ｂは、シリンダブロック１２の下面と連通している。
【００５４】
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、ワッシャ取付溝４１６に収納されている。
【００５５】
また、スラストワッシャ２０には、その内周面に回り止め部としての爪４２１が設けられている。爪４２１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４２１を嵌合するための溝１４ｃが設けられている。溝１４ｃは、爪４２１の長手方向の幅よりも少し長い長さで設けられている。
【００５６】
このように構成することにより、スラストワッシャ２０が回転方向下流側へ回転するのを防止している。
【００５７】
なお、本実施形態においては、スラストワッシャ２０、１２０、及び２２０はシリンダブロック側にのみ設けられているが、これに限定するものではなく、例えば、スラストワッシャを上下に分割される半割ワッシャ部材で構成し、シリンダブロック側及び軸受キャップ側に設けることもできる。
【００５８】
また、本実施形態においては、スラストワッシャ２０、１２０、及び２２０は軸方向両側に設けられているが、これに限定するものではなく、スラストワッシャが、軸方向の少なくとも一側に設けられる構成としても良い。
【符号の説明】
【００５９】
１０    すべり軸受
１１    クランクシャフト
１１ａ  ジャーナル部
１２    シリンダブロック
１２ｂ  回り止め面（回り止め部）
１３    軸受キャップ
１４    半割部材
１６    ワッシャ取付溝
１６ａ  円周方向端部
２０    スラストワッシャ
２０ｂ  円周方向端部
２０ｃ  円周方向端部
２５    テクスチャ
【図１】
2015169293.tif 000003
【図２】
2015169293.tif 000004
【図３】
2015169293.tif 000005
【図４】
2015169293.tif 000006
【図５】
2015169293.tif 000007
【図６】
2015169293.tif 000008