(57)【要約】【課題】潤滑油が径方向へ流出する量を抑制する。【解決手段】ワッシャ１は、半環状に形成された平板の部材であるワッシャ本体を有する。ワッシャ本体の一方の端面を第１面１０ａと呼ぶ。ワッシャ１は、この端面で相手部材と摺動し、その相手部材のスラスト荷重を受ける。第１面１０ａは、ランド部１１ａと、テーパ部１２ａと、油溝１３ａとを有する。ランド部１１ａは、軸Ｏに垂直な面、すなわち、第１面１０ａに沿った部分である。テーパ部１２ａは、ランド部１１ａに隣接しランド部１１ａ対して周方向に傾斜している部分である。油溝１３ａは、テーパ部１２ａに潤滑油を供給する溝である。被覆層１４ａは、第１面１０ａのうち外周面１８に隣接した一部の領域を被覆している。被覆層１４ａは、少なくともテーパ部１２ａの周方向に沿って径方向の一部を被覆する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状または半環状に形成され、軸方向の端面で他の部材と摺動するワッシャ本体と、
前記端面の一部の領域を被覆する、樹脂が含まれた被覆層と、を有し、
前記端面は、軸方向に突出したランド部と、該ランド部の周方向に隣接し該ランド部に対して該周方向に傾斜したテーパ部と、を有し、
前記被覆層は、少なくとも前記テーパ部の前記周方向に沿って径方向の一部を被覆する
ことを特徴とするワッシャ。
【請求項２】
前記被覆層は、焼成されていない熱硬化性の樹脂を含む
ことを特徴とする請求項１に記載のワッシャ。
【請求項３】
前記端面には、前記テーパ部に潤滑油を供給する油溝が設けられている
ことを特徴とする請求項１または２に記載のワッシャ。
【請求項４】
前記ランド部、および前記テーパ部が、前記端面の反対側の端面にも設けられている
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のワッシャ。
【請求項５】
前記端面は、前記ランド部と、該ランド部の周方向の両側にそれぞれ前記テーパ部とを有する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のワッシャ。
【請求項６】
前記ランド部の前記周方向における一方の側に設けられたテーパ部は、該ランド部の該周方向における他方の側に設けられたテーパ部と該ランド部を介して対称である
ことを特徴とする請求項５に記載のワッシャ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潤滑油を介して他の部材と摺動するワッシャに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のエンジンなどには、他の部材（相手部材という）と摺動してその相手部材のスラスト荷重を受ける摺動部材が用いられる。これらの摺動部材において摩擦抵抗を低減するため摺動面にテーパ部とランド部とを設けて相手部材との間にくさび状の隙間を形成し、流体動力学的な効果によって軸受の負荷能力を生じさせるものがある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、スラストディスクと対向する軸受パッドの表面または表面下に、軸受パッドの厚さ方向への熱の伝播を遮断する断熱層が設けられているテーパランド型スラスト軸受が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−７７８０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これらの摺動部材に設けられたテーパ部およびランド部がいわゆる「くさび効果」により負荷能力を生じさせるためには、潤滑油などの流体が一定量以上、上述したくさび状の隙間に保持されていなければならない。しかし、相手部材の回転に伴って摺動部材の摺動面に供給された潤滑油が径方向に流されてしまい、くさび状の隙間が十分な潤滑油を保持しない場合がある。
【０００６】
これに対し本発明は、潤滑油が径方向へ流出する量を抑制するワッシャを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、環状または半環状に形成され、軸方向の端面で他の部材と摺動するワッシャ本体と、前記端面の一部の領域を被覆する、樹脂が含まれた被覆層と、を有し、前記端面は、軸方向に突出したランド部と、該ランド部の周方向に隣接し該ランド部に対して該周方向に傾斜したテーパ部と、を有し、前記被覆層は、少なくとも前記テーパ部の前記周方向に沿って径方向の一部を被覆することを特徴とするワッシャを提供する。
【０００８】
本発明において、前記被覆層は、焼成されていない熱硬化性の樹脂を含んでもよい。
【０００９】
本発明において、前記端面には、前記テーパ部に潤滑油を供給する油溝が設けられていてもよい。
【００１０】
本発明において、前記ランド部、および前記テーパ部が、前記端面の反対側の端面にも設けられていてもよい。
【００１１】
本発明において、前記端面は、前記ランド部と、該ランド部の周方向の両側にそれぞれ前記テーパ部とを有してもよい。
【００１２】
本発明において、前記ランド部の前記周方向における一方の側に設けられたテーパ部は、該ランド部の該周方向における他方の側に設けられたテーパ部と該ランド部を介して対称であってもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、潤滑油が径方向へ流出する量を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係るワッシャ１の一例を示す図。
【図２】軸Ｏを中心とした半円に沿ってワッシャ１を切断した断面Ｓｃを示す図。
【図３】ランド部１１ａにおいて被覆層１４ａが消滅したワッシャ１を示す図。
【図４】ランド部１１ａの被覆層１４ａが消滅したワッシャ１の軸方向の形状を示す図。
【図５】変形例４における高さが一様でない被覆層１４ａを示す図。
【図６】ランド部１１ａの高さまで削られた被覆層１４ａを示す図。
【図７】変形例６における被覆層１４ａを示す図。
【図８】変形例７における被覆層１４ａを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
１．実施形態
図１は、本発明の実施形態に係るワッシャ１の一例を示す図である。以下、図においてワッシャ１が配置される空間をｘｙｚ右手系座標空間として表し、座標記号のうち、円の中に点を描いた記号は、紙面奥側から手前側に向かう矢印を表す。空間においてｘ軸に沿う方向をｘ軸方向という。また、ｘ軸方向のうち、ｘ成分が増加する方向を＋ｘ方向といい、ｘ成分が減少する方向を−ｘ方向という。ｙ、ｚ成分についても、上記の定義に沿ってｙ軸方向、＋ｙ方向、−ｙ方向、ｚ軸方向、＋ｚ方向、−ｚ方向を定義する。
【００１６】
ワッシャ１は、軸Ｏを囲う環を軸Ｏが含まれる平面で二等分に分割した形状（半環状という）に形成された平板の部材であるワッシャ本体を有する。図１に示す通り、環の軸Ｏはｚ軸方向に沿って配置されている。なお、ワッシャ本体の材質には、スチールやブロンズ（例えばリン青銅）など様々な金属が好適に用いられる。
【００１７】
ワッシャ本体は表裏に互いに平行な端面を有する。ワッシャ本体の一方の端面を第１面１０ａと呼び、他方の端面を第２面１０ｂと呼ぶ。第１面１０ａはワッシャ本体の＋ｚ方向の側であり、第２面１０ｂ（図１において図示せず）はワッシャ本体の−ｚ方向の側である。ワッシャ１は、これら２つの端面で相手部材（他の部材）と摺動し、その相手部材のスラスト荷重（軸方向に沿った荷重）を受ける。
【００１８】
ワッシャ本体は、半環の内側（軸側）の面である内周面１７と、外側の面である外周面１８とを有する。内周面１７には、図示しない回転軸が収容される。例えばこの回転軸には潤滑油を供給する孔が設けられており、この孔から供給された潤滑油は内周面１７から第１面１０ａや第２面１０ｂに流動する。
【００１９】
第１面１０ａは、ランド部１１ａと、テーパ部１２ａと、油溝１３ａとを有する。ランド部１１ａは、軸Ｏに垂直な面、すなわち、第１面１０ａに沿った部分である。テーパ部１２ａは、ランド部１１ａに隣接しランド部１１ａ対して周方向に傾斜している部分である。
【００２０】
油溝１３ａは、テーパ部１２ａに潤滑油を供給する溝である。図１に示す油溝１３ａは、内周面１７から外周面１８にわたって潤滑油を通すように径方向に向かって設けられている。
【００２１】
また、第１面１０ａの一部の領域は、被覆層１４ａによって被覆されている。被覆層１４ａには、少なくとも樹脂が含まれている。
【００２２】
ここで、被覆層１４ａに含まれる樹脂は、焼成されていない熱硬化性の樹脂である。この樹脂としては、例えば、ＰＡＩ（ポリアミドイミド；Polyamide imide）、ＰＩ（ポリイミド；Polyimide）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン；polytetrafluoroethylene）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン；polyetheretherketone）などが挙げられる。
【００２３】
樹脂が焼成されていないとは、樹脂の硬さが、４５ｍｇｆ／μｍ2以下であることをいう。ここで硬さとは、ナノインデンテーション法により、樹脂をｎ＝５としたときの平均値である。測定条件は荷重：１５０ｍｇ、ステップインターバル：２０ｍｓｅｃ、分割数５００とする。
【００２４】
図１に示す例で被覆層１４ａは、第１面１０ａのうち外周面１８に隣接した一部の領域を被覆している。被覆層１４ａの形状は、半環状でありテーパ部１２ａの外周面１８に沿った部分を含む。外周面１８に沿った形状とは、つまり、ワッシャ１において周方向に沿った形状である。これにより、テーパ部１２ａは径方向の一部が被覆される。すなわち、被覆層１４ａは、少なくともテーパ部１２ａの周方向に沿って径方向の一部を被覆する。
【００２５】
図１に示す位相θは、ｘｙ平面上において軸Ｏを中心とした円周上の点の位置を示す値であり、軸Ｏからその点へ向いたベクトルと、＋ｘ方向のベクトルとが成す角度で表される。この角度は、＋ｘ方向のベクトルから反時計回りに回転して上述した円周上の点のベクトルに一致するまでの角度である。したがって、位相θは０度のときに＋ｘ方向を示し、９０度のときに＋ｙ方向を示し、１８０度のときに−ｘ方向を示し、２７０度のときに−ｙ方向を示す。
【００２６】
ここで、ワッシャ１の断面によりランド部１１ａ、テーパ部１２ａ、油溝１３ａ、および被覆層１４ａのｚ軸方向の形状を説明する。図２は、軸Ｏを中心としてｘｙ平面上に描いた半円に沿ってワッシャ１を切断した断面Ｓｃを示す図である。断面Ｓｃはｘｙ平面上において軸Ｏを中心とする半円に沿っている。ここで、この半円とは、図１に示すように、内周面１７よりも外側であり、外周面１８より内側の点（例えばこれらの中間点）を通る半円である。
【００２７】
図２には、ｚ軸方向の位置を示す「ｚ」と、位相θを示す「θ」とで構成されるｚθ座標で、軸Ｏの側から見て、断面Ｓｃを表した形状が示されている。なお、ｚθ座標で横軸のθは図２に示す左に向かって増加する。
【００２８】
ランド部１１ａは、ｚ＝０の平面から＋ｚ方向に高さｄ１を有する。テーパ部１２ａは、ワッシャ１の周方向においてランド部１１ａの一方の側に隣接して設けられている。テーパ部１２ａは、周方向においてランド部１１ａから厚みが減少するように傾斜した部分であり、その最も薄い部分はｚ＝０の平面から＋ｚ方向に高さｄ２を有する。したがって、高さｄ２は高さｄ１よりも低い。
【００２９】
図２に示すワッシャ１において、テーパ部１２ａは、ランド部１１ａよりもθが増加する側（図２における左側）に隣接している。すなわち、図１に示す通りワッシャ１を＋ｚ方向から見た場合に、第１面１０ａに設けられたテーパ部１２ａは、いずれもランド部１１ａから見て反時計回りの側に隣接している。
【００３０】
油溝１３ａは、テーパ部１２ａの周方向においてランド部１１ａが隣接する側の反対側の端部に隣接していて、その高さは高さｄ２よりも低い高さｄ３である。
【００３１】
被覆層１４ａは、断面Ｓｃにはなく、断面Ｓｃよりも外側、つまり、外周面１８に近い側の第１面１０ａに設けられている。被覆層１４ａは、第１面１０ａの一部の領域を被覆するコーティングであり、図２に示す例においては、位相θや軸Ｏからの距離ｒに関わらず、ｚ＝０の平面から＋ｚ方向に高さｄ１よりも高い高さｄ４の位置まで突出している。つまり、図２に示す被覆層１４ａは、ｚ＝０の平面からの＋ｚ方向の高さが一様に高さｄ４となっている。
【００３２】
なお、図３において示される位置は相対的であり、実際には高さｄ４＞高さｄ１＞高さｄ２≫高さｄ３である。すなわち、高さｄ４と高さｄ１との差や、高さｄ１と高さｄ２との差は、高さｄ２と高さｄ３との差に比べて小さい。例えば、高さｄ４＝１．０５ｍｍ、高さｄ１＝１．０ｍｍ（ミリメートル）、高さｄ２＝０．９７５ｍｍ、高さｄ３＝０．８ｍｍである。
【００３３】
また、テーパ部１２ａおよび油溝１３ａは、ランド部１１ａよりも−ｚ方向に凹んだ部位である。したがって、ランド部１１ａはテーパ部１２ａよりも＋ｚ方向に突出した部位であり、テーパ部１２ａよりも第１面１０ａと摺動する相手部材に近い部位である。
【００３４】
また、第２面１０ｂにも、ランド部１１ｂ、テーパ部１２ｂ、油溝１３ｂ、および被覆層１４ｂが設けられている。ランド部１１ｂ、テーパ部１２ｂ、油溝１３ｂ、および被覆層１４ｂは、大きさ、すなわち、周方向の長さとｚ軸方向の高さ、およびこれらの周方向における並び方などがそれぞれ、ランド部１１ａ、テーパ部１２ａ、油溝１３ａ、被覆層１４ａと共通である。
【００３５】
上述した通り、被覆層１４ａは、少なくともテーパ部１２ａの周方向に沿って径方向の一部を被覆するので、テーパ部１２ａに沿って径方向に潤滑油が流動すると、外周面１８の側において＋ｚ方向に突出した被覆層１４ａに到達する。この潤滑油は、被覆層１４ａより＋ｚ方向に低いテーパ部１２ａを伝わって流れていたため、被覆層１４ａを越えて外周面１８に流出し難い。
【００３６】
つまり、被覆層１４ａは、少なくともテーパ部１２ａに沿って径方向に流出しようとする潤滑油を止める。流出が抑制された潤滑油は、周方向に沿って流動し、テーパ部１２ａからこのテーパ部１２ａに隣接するランド部１１ａに誘導され易く、この方向に進むほど、テーパ部１２ａと相手部材との隙間が狭くなるため、いわゆる「くさび効果」が発生し易い。
【００３７】
また、ランド部１１ａや油溝１３ａにおいても、径方向に潤滑油が流動すると、この潤滑油は、これらよりも＋ｚ方向に突出している被覆層１４ａに到達し、その進行を阻まれ易い。したがって、ランド部１１ａや油溝１３ａに沿って径方向に流出しようとする潤滑油も被覆層１４ａを越えて外周面１８に流出し難い。流出が抑制された潤滑油は、周方向に進み、「くさび効果」の発生に寄与する。
【００３８】
以上説明した通り、被覆層１４ａにより潤滑油は、径方向の流れが抑えられ、周方向に沿ってランド部１１ａに近づく「くさび形状」の隙間に誘導され易いから「くさび効果」が発生し易く、ワッシャ１の負荷能力が向上し易い。
【００３９】
なお、ランド部１１ａにおいて外周面１８に隣接する一部の領域を被覆する被覆層１４ａは、使用により削られて消滅してもよい。図３はランド部１１ａにおいて被覆層１４ａが消滅したワッシャ１を示す図である。また、図４は、ランド部１１ａにおいて被覆層１４ａが消滅したワッシャ１の軸方向の形状を示す図である。
【００４０】
図３に示すワッシャ１では、ランド部１１ａにおいて外周面１８の側の部分領域を被覆していた被覆層１４ａは、相手部材との摺動摩擦により削られて消滅している。そのため、被覆層１４ａが残っているのは、テーパ部１２ａと油溝１３ａの一部である。
【００４１】
そして、図４に示す通り、残存している被覆層１４ａは相手部材との摺動により一様に削られた結果、ｚ＝０の平面からの＋ｚ方向の高さがランド部１１ａの高さと同じ高さｄ１になっている。
【００４２】
この場合であっても、テーパ部１２ａに沿って径方向に流出しようとする潤滑油は残存している被覆層１４ａによって阻まれるので、テーパ部１２ａは潤滑油を保持しやすく、保持された潤滑油は周方向に沿って流動してくさび効果を発生させ易い。
【００４３】
２．変形例
以上が実施形態の説明であるが、この実施形態の内容は以下のように変形し得る。また、以下の変形例を組み合わせてもよい。
【００４４】
２−１．変形例１
上述した実施形態において、テーパ部１２ａは、周方向の全領域においてランド部１１ａに対して傾斜していたが、ランド部１１ａに隣接していない領域においては傾斜していない部分を有していてもよい。
【００４５】
この構成であっても、テーパ部１２ａがランド部１１ａと隣接する領域においてはランド部１１ａに対して周方向に傾斜しているため、互いに隣接するテーパ部１２ａとランド部１１ａとの成す角は比較的鋭角であり、テーパ部１２ａの表面を流れる潤滑油がこの傾斜に沿って相手部材との隙間が狭くなる方に誘導されて、くさび効果を奏する。
【００４６】
２−２．変形例２
上述した実施形態において、ワッシャ１の第１面１０ａにはランド部１１ａ、テーパ部１２ａ、油溝１３ａ、被覆層１４ａが、第２面１０ｂにはランド部１１ｂ、テーパ部１２ｂ、油溝１３ｂ、被覆層１４ｂがそれぞれ設けられていたが、これらは第１面１０ａ、第２面１０ｂのいずれか一方の端面にだけ設けられていてもよい。
【００４７】
２−３．変形例３
上述した実施形態において、テーパ部１２ａおよびテーパ部１２ｂは、ランド部１１ａまたはランド部１１ｂの周方向における一方の側だけに設けられていたが、両側に設けられていてもよい。
【００４８】
テーパ部１２ａおよびテーパ部１２ｂが、ランド部１１ａまたはランド部１１ｂの周方向における両側に設けられている場合、一方の側に設けられたテーパ部１２ａおよびテーパ部１２ｂは、それぞれ他方の側に設けられたテーパ部１２ａ、テーパ部１２ｂと、ランド部１１ａ、ランド部１１ｂを介して互いに鏡像対称であってもよい。この構成により、相手部材の回転方向の正逆に関わらず、摺動によって潤滑油が誘導される隙間の形状は同じになる。
【００４９】
２−４．変形例４
上述した実施形態において、被覆層１４ａは、ｚ＝０の平面からの＋ｚ方向の高さが一様に高さｄ４となっていたが、この高さは異なっていてもよい。例えば、被覆層１４ａは、被覆された面からの厚みが一様であってもよい。
【００５０】
図５は、変形例４における高さが一様でない被覆層１４ａを示す図である。図５に示す被覆層１４ａは、＋ｚ方向に厚みが一様になるようにランド部１１ａ、テーパ部１２ａ、および油溝１３ａの一部を被覆する。
【００５１】
図６は、ランド部１１ａの高さまで削られた被覆層１４ａを示す図である。図６に示す通り、相手部材との摺動によってランド部１１ａの高さまで被覆層１４ａが削られると、この後は、被覆層１４ａよりも硬い材質で形成されているワッシャ本体が相手部材と直接に摺動するため、被覆層１４ａはこれ以上、削られ難い。
【００５２】
この場合、被覆層１４ａは、ｚ方向の高さが一様ではないため、例えば油溝１３ａを被覆する部分で＋ｚ方向の高さが高さｄ１に至らない欠落部Ｐなどが生じることがある。この欠落部Ｐが生じたとしても、残存している被覆層１４ａが、径方向への潤滑油の流出を阻止し易いため、テーパ部１２ａには潤滑油が保持され易く、その結果、くさび効果が発生し易い。
【００５３】
２−５．変形例５
上述した実施形態および変形例４において、被覆層１４ａは、ランド部１１ａを被覆する部分が消滅した後も効果を奏することを述べたが、予めランド部１１ａを除く領域に被覆されていてもよい。
【００５４】
２−６．変形例６
上述した実施形態および変形例において、被覆層１４ａは、ワッシャ本体のうち外周面１８に隣接した部分を被覆していたが、被覆する箇所はこの部分に限られない。被覆層１４ａは、例えば、内周面１７に隣接した部分を被覆してもよい。
【００５５】
図７は、変形例６における被覆層１４ａを示す図である。図７に示すように、被覆層１４ａは、ワッシャ本体の周方向における全領域のうち、内周面１７に隣接する部分を被覆している。この場合、例えば、潤滑油は外周面１８から内周面１７に向かって供給されてもよい。この構成では、外周面１８から供給されテーパ部１２ａに沿って内周面１７に流出しようとする潤滑油が被覆層１４ａによって阻止され易いため、阻止された潤滑油がテーパ部１２ａに保持され易く、くさび効果を発生させ易い。
【００５６】
２−７．変形例７
上述した実施形態および変形例において、被覆層１４ａは、第１面１０ａのうち、外周面１８または内周面１７に隣接する部分を被覆していたが、第１面１０ａのうち、径方向に異なる位置を被覆してもよい。
【００５７】
図８は、変形例７における被覆層１４ａを示す図である。図８に示すように、被覆層１４ａは、第１面１０ａのうち位相θが０に近い側で外周面１８に隣接した部分を被覆しており、位相θが１８０度に近い側で内周面１７に隣接した部分を被覆している。この場合であっても、被覆層１４ａは、少なくともテーパ部１２ａの周方向に沿って径方向の一部を被覆するので、流出しようとする潤滑油を阻止し易い。
【００５８】
潤滑油は、例えば、位相θが０に近い側では、相手部材の回転によって受ける遠心力により外周面１８に向かって流出し易く、位相θが１８０度に近い側では、重力により内周面１７に向かって流出し易いことがある。このような状況下において、図８に示したワッシャ１では、潤滑油が第１面１０ａの外に流出しようとする部分に被覆層１４ａが設けられているため、潤滑油の流出が抑制され易い。したがって、この場合においても、ワッシャ１は、くさび効果を発生させ易い。
【００５９】
２−８．変形例８
上述した実施形態および変形例において、ワッシャ１のワッシャ本体は半環状に形成されていたが、形状はこれに限られない。ワッシャ本体の形状は、例えば環状に形成されていてもよい。すなわち、ワッシャ本体は、環状または半環状に形成されていればよい。また、ワッシャ本体の形状は、二を超える複数の部分に分割された形状であってもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１…ワッシャ
１０ａ…第１面
１０ｂ…第２面
１１ａ，１１ｂ…ランド部
１２ａ，１２ｂ…テーパ部
１３ａ，１３ｂ…油溝
１４ａ，１４ｂ…被覆層
１７…内周面
１８…外周面
【図１】
2017172607.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2017172607.tif 000007
【図６】
2017172607.tif 000008
【図７】
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【図８】
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