(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線の周りに半円弧状に延在し、前記軸線に沿う方向に面する一方の側面にてクランクシャフトを支持する半割スラスト軸受において、周方向に隔置され前記クランクシャフトに摺接する複数のランド部と、対応するランド部に対し前記クランクシャフトの回転方向遅れ側に位置し、対応するランド部まで高さが漸次増大する複数のテーパ部と、対応するテーパ部に対し前記回転方向遅れ側に位置し、周方向を横切って延在する複数の溝部と、を有し、前記複数の溝部のうちの一つは前記半割スラスト軸受の前記回転方向遅れ側の端部に設けられており、前記複数のランド部のうちの一つは前記半割スラスト軸受の回転方向進み側の端部に設けられている半割スラスト軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クランクシャフトを支持する半割スラスト軸受に係る。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの車両に搭載されるエンジンのクランクシャフトを支持するスラスト軸受として、例えば下記の特許文献１に記載されているように、軸線の周りに半円弧状に延在し一方の側面にてクランクシャフトを支持する半割スラスト軸受が知られている。半割スラスト軸受はクランクシャフトのクランクとクランクケースのようなエンジン部品との間に介装され、クランクシャフトがエンジン部品に対し円滑に回転する状況を確保しつつ、クランクからエンジン部品に作用するスラストを支持する。
【０００３】
クランク及びエンジン部品が直接摺動することを防止すべく、クランク及びエンジン部品との間にも潤滑油が供給される。特に、特許文献１に記載された半割スラスト軸受においては、周方向の両端にそれらよりも中央側のランド部へ向かうにつれて漸次高さが増大するテーパ部が設けられている。よって、クランクの回転方向遅れ側のテーパ部とクランクとの間の潤滑油は、その粘性によってクランクの回転方向へ移動され、テーパ部とクランクとの間にて圧縮されるので、潤滑油の圧力は漸次高くなり、くさび油膜圧力が発生される。よって、テーパ部が設けられていない場合に比して、クランク及びスラスト軸受のランド部の摩耗の進行を抑制することができると共に、エンジンの摩擦損失を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１２６１９９号公報
【発明の概要】
【０００５】
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、特に複数のテーパ部が設けられる場合には、テーパ部の周方向長さを大きくすることができず、テーパ部の表面とクランクとの間の空隙を大きくすることができない。よって、テーパ部に供給され保持される潤滑油の量を多くすることができないため、潤滑油を途切れなく連続的にテーパ部からクランクとランド部との間へ供給することができなくなり、それらの間の潤滑が不十分になり易い。
【０００６】
本発明の主要な課題は、クランクシャフトを支持する半割スラスト軸受において、テーパ部からクランクとランド部との間へ供給される潤滑油の量が不十分になることに起因してそれらの間の潤滑が不十分になる虞を低減することである。
【０００７】
〔課題を解決するための手段及び発明の効果〕
本発明によれば、軸線（１２）の周りに半円弧状に延在し、軸線に沿う方向に面する一方の側面（１４）にてクランクシャフト（１６）を支持する半割スラスト軸受（１０）が提供される。
【０００８】
スラスト軸受（１０）は、周方向に隔置されクランクシャフト（１６）に摺接する複数のランド部（２４）と、対応するランド部に対しクランクシャフトの回転方向遅れ側に位置し、対応するランド部まで高さが漸次増大する複数のテーパ部（２６）と、対応するテーパ部に対し回転方向遅れ側に位置し、周方向を横切って延在する複数の溝部（２８）と、を有し、複数の溝部のうちの一つは半割スラスト軸受（１０）の回転方向遅れ側の端部に設けられており、複数のランド部（２４）のうちの一つは半割スラスト軸受の回転方向進み側の端部に設けられている。
【０００９】
上記の構成によれば、テーパ部とクランクシャフトとの間の潤滑油がランド部へ向けて移動することにより、溝部内の潤滑油がテーパ部とクランクシャフトとの間へ引き込まれる。溝への潤滑油の供給及び溝部からテーパ部とクランクシャフトとの間への潤滑油の移動は、クランクシャフトが回転している間継続的に生じる。よって、スラスト軸受の回転方向遅れ側の端部に溝部が設けられていない従来のスラスト軸受の場合に比して、ランド部とクランクシャフトとの間へ供給される潤滑油の量が不十分になることに起因してそれらの間の潤滑が不十分になる虞を低減することができる。
また、上記の構成によれば、複数のランド部のうちの一つは半割スラスト軸受の回転方向進み側の端部に設けられているので、該一つのランド部は半割スラスト軸受の回転方向進み側の端部においてクランクシャフトに摺接する。よって、半割スラスト軸受の回転方向進み側の端部にテーパ部又は溝部が設けられている場合に比して、半割スラスト軸受の回転方向進み側の端部におけるクランクシャフトに対する支持性能を高くすることができる。
【００１０】
上記説明においては、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態に対応する発明の構成に対し、その実施形態で用いられた符号が括弧書きで添えられている。しかし、本発明の各構成要素は、括弧書きで添えられた符号に対応する実施形態の構成要素に限定されるものではない。本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る半割スラスト軸受を示す正面図である。
【図２】各部の高さの差を誇張して図１に示されたスラスト軸受の一部を示す拡大部分斜視図である。
【図３】スラスト軸受及びクランクシャフトをスラスト軸受の径方向の中央に沿って切断して示す拡大部分断面図である。
【図４】実施形態に係る一対の半割スラスト軸受が一対のクランクシャフトの支持に適用された構造の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に添付の図を参照しつつ、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。
【００１３】
図１乃至図３において、本発明の実施形態に係る半割スラスト軸受が符号１０にて全体的に示されている。スラスト軸受１０は、軸線１２の周りに半円弧状に延在し、軸線１２に沿う方向に面する一方の側面１４にて回転部材であるクランクシャフト１６を支持するようになっている。側面１４とは反対側の側面１８は、軸線１２に垂直な平面状をなし、径方向内側の周面２０及び径方向外側の周面２２は、それぞれ軸線１２の周りに延在する半円筒状をなしている。なお、以下の説明において、「回転方向」は、クランクシャフト１６の回転方向であり、図１において矢印Ａにて示された時計回り方向であり、この方向は図３においては矢印Ｂにて示されている。また、「高さ」は、側面１８を基準とする軸線１２に沿う方向の高さである。
【００１４】
図示の実施形態においては、スラスト軸受１０は、周方向に配列されたそれぞれ三つのランド部２４、テーパ部２６及び溝部２８を有している。ランド部２４は、互いに周方向に隔置され、クランクシャフト１６に後述のように油膜を介して摺接するようになっている。テーパ部２６は、対応するランド部２４に対し回転方向遅れ側に位置し、高さが回転方向進み側へ向かうにつれて対応するランド部２４まで漸次増大している。溝部２８は、対応するテーパ部２６に対し回転方向遅れ側に位置し、径方向に延在している。なお、図１においては、各溝部２８にはハッチングが付されている。
【００１５】
各溝部２８の底面の高さは、対応するテーパ部２６の回転方向遅れ側の端部の高さよりも小さい。なお、各溝部２８の底面の高さと対応するテーパ部２６の回転方向遅れ側の端部の高さとの差は、後述のように溝部２８内に潤滑油を保持すると共に、溝部２８内の潤滑油がテーパ部２６へ良好に移動し得る大きさである。この大きさは、使用される潤滑油の粘性などの特性に応じて設定されてよい。最も回転方向進み側のランド部２４は、スラスト軸受１０の回転方向進み側の端部に位置している。最も回転方向遅れ側の溝部２８は、スラスト軸受１０の回転方向遅れ側の端部に位置している。
【００１６】
また、図示の実施形態においては、図１で見て左半分及び右半分におけるクランクシャフト１６に対するランド部２４の摺接面積が実質的に同一になるよう、左半分のランド部２４の周方向の長さの和は、右半分のランド部２４の周方向の長さの和と実質的に等しい。更に、回転方向最も遅れ側のテーパ部２６の周方向の長さは、他の二つのテーパ部２６の周方向の長さと実質的に同一の値に設定されており、三つの溝部２８の周方向の長さは実質的に同一の値に設定されている。
【００１７】
図４は、実施形態に係る一対の半割スラスト軸受が一対のクランクシャフトの支持に適用された構造の一例を示している。なお、図４において、左右の半割スラスト軸受及びクランクシャフトはそれぞれＬ及びＲが付された符号にて示されている。
【００１８】
図４において、３０はクランクシャフト１６Ｌ及び１６Ｒを回転軸線３２の周りに回転可能に支持するエンジン部材を示している。クランクシャフト１６Ｌ及び１６Ｒは、それぞれクランク部１６ＬＣ及び１６ＲＣと一体をなすシャフト部１６ＬＳ及び１６ＲＳを有している。シャフト部１６ＬＳ及び１６ＲＳは、エンジン部材３０に設けられた孔３４に挿入され、ジャーナル軸受３６Ｌ及び３６Ｒにより回転軸線３２の周りに回転可能に支持されている。クランクシャフト１６Ｌ及び１６Ｒは、図４の右方から見て時計回り方向へ回転する。
【００１９】
一対の半割スラスト軸受１０Ｌ及び１０Ｒは、それぞれエンジン部材３０の両側にてエンジン部材３０とクランクシャフト１６Ｌ及び１６Ｒのクランク部１６ＬＣ及び１６ＲＣとの間に配設されている。スラスト軸受１０Ｌ及び１０Ｒは、それぞれ側面１８Ｌ及び１８Ｒにてエンジン部材３０に当接するよう、エンジン部材３０に設けられた窪み３８Ｌ及び３８Ｒに部分的に嵌め込まれている。ランド部２４Ｌ及び２４Ｒは、それぞれクランク部１６ＬＣ及び１６ＲＣに摺接するようクランク部に近接して対向している。スラスト軸受１０Ｌ及び１０Ｒは、軸線１２Ｌ及び１２Ｒが回転軸線３２と整合するよう、それぞれジャーナル軸受３６Ｌ及び３６Ｒの端部上に配置され、径方向内側の周面２０Ｌ及び２０Ｒにてそれぞれジャーナル軸受３６Ｌ及び３６Ｒの端部に当接している。
【００２０】
クランクシャフト１６Ｌ及び１６Ｒは回転軸線３２の周りに同一の方向へ回転するが、スラスト軸受１０Ｌ及び１０Ｒは互いに逆向きに配設されている。よって、クランクシャフト１６Ｒは図１乃至図３に示された形態をなしているが、クランクシャフト１６Ｌは図１乃至図３に示された形態に対し左右対称の形態をなしている。
【００２１】
実施形態において、図には示されていないエンジンの運転中には、潤滑油供給装置により、潤滑油がスラスト軸受１０の周囲へ供給され、スラスト軸受１０とクランクシャフト１６との間が潤滑される。クランクシャフト１６は、溝部２８からテーパ部２６を経てランド部２４へ向かう方向へ、スラスト軸受１０に対し回転軸線３２の周りに回転する。
【００２２】
よって、テーパ部２６とクランクシャフト１６との間に供給された潤滑油は、その粘性によりクランクシャフト１６に引きずられることにより、テーパ部２６の高さが高い側へ移動され、潤滑油の圧力は漸次高くなる。この現象によりくさび油膜圧力が発生されるので、ランド部２４とクランクシャフト１６とが直接接触して摺動しないよう潤滑が行われる。従って、クランクシャフト１６及びスラスト軸受１０の摩耗の進行が抑制されると共に、摩擦損失が低減される。
【００２３】
溝２８がスラスト軸受１０の周方向の両端の間にしか設けられていない場合には、それらの溝部への潤滑油の供給は径方向に限られてしまう。これに対し、実施形態によれば、スラスト軸受１０の回転方向遅れ側の端部には、最も回転方向遅れ側の溝部２８が設けられており、この溝２８には径方向だけでなく、図３で見て左側からも潤滑油が供給される。最も回転方向遅れ側のテーパ部２６とクランクシャフト１６との間に供給された潤滑油はランド部２４へ向けて移動するので、その潤滑油の移動により溝部２８内の潤滑油が、図３において破線の矢印にて示されているように、テーパ部２６とクランクシャフト１６との間へ引き込まれる。溝２８への潤滑油の供給及び溝部２８からテーパ部２６とクランクシャフト１６との間への潤滑油の移動は、クランクシャフト１６が回転している間継続的に生じる。
【００２４】
よって、実施形態によれば、スラスト軸受１０が溝部２８を有していても、溝部２８がスラスト軸受１０の回転方向遅れ側の端部に設けられていない場合に比して、スラスト軸受１０とクランクシャフト１６との間の潤滑を効果的に行わせることができる。従って、クランクシャフト１６及びスラスト軸受１０の摩耗の進行の抑制及びエンジンの摩擦損失の低減を効果的に行わせることができる。
また、実施形態によれば、複数のランド部２４のうちの一つはスラスト軸受１０の回転方向進み側の端部に設けられているので、該一つのランド部はスラスト軸受の回転方向進み側の端部においてクランクシャフト１６に摺接する。よって、スラスト軸受の回転方向進み側の端部にテーパ部２６又は溝部２８が設けられている場合に比して、スラスト軸受の回転方向進み側の端部におけるクランクシャフトに対する支持性能を高くすることができる。
【００２５】
特に、実施形態によれば、図１で見て左半分のランド部２４の周方向の長さの和は、右半分のランド部２４の周方向の長さの和と実質的に等しい。よって、図１で見て左半分及び右半分におけるクランクシャフト１６に対するランド部２４の摺接面積は実質的に同一である。従って、例えば三つのランド部２４の周方向の長さが同一である場合のように、左右の摺接面積の差が大きい場合に比して、最も回転方向遅れ側のランド部２４の摺接負荷を低減し、その摩耗の進行を抑制することができる。
【００２６】
以上においては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【００２７】
例えば、三つのランド部２４、テーパ部２６及び溝部２８の周方向の長さは、上述の実施形態の関係とは異なる関係にあってもよい。例えば、図１で見て左半分のランド部２４の周方向の長さの和は、右半分のランド部２４の周方向の長さの和と実質的に等しい。しかし、三つのランド部２４の周方向の長さは同一であってもよい。また、三つのテーパ部２６及び溝部２８の周方向の長さは、互いに異なっていてもよい。
【００２８】
また、上述の実施形態においては、テーパ部２６と溝部２８との間の壁は径方向に延在しているが、径方向に対しテーパ部２６の傾斜方向と同一の方向へ傾斜していてもよい。また、テーパ部２６の回転方向遅れ側の端部の角部は実質的に垂直であるが、面取り又はＲ取りされていてもよい。
【００２９】
また、上述の実施形態においては、三つの溝部２８は径方向に延在しているが、最も回転方向遅れ側の溝部以外の二つの溝部は、エンジンに組み込まれた状況において上下方向に延在するよう形成されてもよい。
【００３０】
また、上述の実施形態においては、ランド部２４、テーパ部２６及び溝部２８はそれぞれ三つずつ設けられている。しかし、これらの数は三つ以外の複数であってもよい。
【００３１】
また、上述の実施形態においては、スラスト軸受１０が支持する回転部材は、クランクシャフトであるが、回転部材はスラスト荷重が支持されるべき任意の回転部材であってよい。
【符号の説明】
【００３２】
１０…半割スラスト軸受、１２…軸線、１６…クランクシャフト、２４…ランド部、２６…テーパ部、２８…溝部、３０…エンジン部材
【図１】
0006725318.tif 000002
【図２】
0006725318.tif 000003
【図３】
0006725318.tif 000004
【図４】
0006725318.tif 000005