すべり軸受
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転軸を支持する円筒形のすべり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】回転軸を回転可能に支持するすべり軸受は、ハウジングの内周に沿って円筒形に構成されている。このすべり軸受の内周面と、回転軸との間に供給される潤滑油による潤滑効果や冷却効果によって、摩耗や焼付きが抑制され、また、潤滑油による緩衝作用によって騒音の抑制効果ももたらされている。これらの抑制効果は、すべり軸受の内面と回転軸との間に形成される油膜の厚さが厚いほど、すなわち保持される油量が多いほど大きくなる。従来から保持される油量を多くすることを目的として、内周面に深さ数μｍの円周方向に延びる細溝を多数並列して設けた発明がなされている。
【０００３】特開昭５９ー７３６２０号公報には、すべり軸受の内周全面にわたって、円周方向に対して０〜５度程度の角度で延びる細溝を軸線方向に多数等間隔に形成したすべり軸受を開示している。これにより細溝内に多量の潤滑油を供給することができて、放熱が促進されるとしている（従来技術１）。
【０００４】実開昭６３ー５３９２２号公報には、すべり軸受の内周に円周方向に延びる細溝のピッチを軸受メタルの軸線方向中央部よりも両端部付近の方を粗くして摺動面幅の割合を大きくしたすべり軸受を開示している。これにより、回転軸が片当たりする両端部の細溝の数を減らすことにより、細溝を形成することによる軸荷重を受ける面積の減少を少しでも減らして面圧を小さくし、耐久性の低下を抑制しようとするものである（従来技術２）。
【０００５】実開昭６３ー６２６２１号公報には、すべり軸受の内周に円周方向に延びる細溝を軸受メタルの軸線方向中央部よりも両端部付近の方を粗くしたすべり軸受を開示している。この従来技術３では、各細溝の先端（細溝の底部）を結んだ線を鼓形状にして、細溝が両端付近では、深くなるようにしている。これにより、従来技術２とは逆に、回転軸の片当たりによる衝撃荷重が大きくなる両端部では油量が多くなり、この両端部における発熱が抑制されるとしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】これらの従来技術１〜３では、いずれもすべり軸受の円周方向に多数の細溝を形成して、軸線方向で細溝の側壁が堤として機能し、軸線方向に潤滑油が流出する抵抗となって、潤滑油の流入圧力の低下するのを抑制するとともに、細溝内に潤滑油を流して、放熱を促しているものである。
【０００７】しかし、長期間にわたって使用されると、摩耗が進行して細溝が消失する。この際、これらの細溝による非焼付き性や耐摩耗性の効果が急速に失われてしまう。特に、従来技術３では、両端部付近の細溝を深くしているが、片当たりにより優先的に摩耗するため、やはりほぼ同時期に摩耗して消失してしまうことになる。この発明では、すべり軸受の内周面の円周方向に形成した細溝の深さに着目して、特に保油性が長期に安定し、耐摩耗性に優れたすべり軸受とすることを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、内周面に円周方向に延びる多数の細溝を軸線方向に並列して設けたすべり軸受において、前記細溝は深さの異なる浅溝と深溝とからなり、この浅溝と深溝とを一単位とする溝群を並列形成することにより、軸線方向中央部付近に深溝が存在するように構成したことを特徴とする。この構成により、すべり軸受として使用された際に、浅溝及び深溝内に多量の潤滑油が保持される。特に、各溝間の側壁の堤作用によって軸線方向に潤滑油が流出する抵抗になって、焼付きが防止され、回転軸との間に形成される油膜が厚くなる。これにより、焼付きが防止され、また耐摩耗性に優れたすべり軸受とすることができる。また、長期使用により浅溝が摩耗消失しても、深溝に保持される潤滑油によって、安定した非焼付性及び耐摩耗性が維持されるすべり軸受とすることができる。また、ボーリング加工により、複数の溝を同時に切削する刃先を有する一個の切削バイト、または、複数の切削バイトを組み合わせることによって容易に加工することができる。
【０００９】請求項２の発明では、軸線方向の両端部に深い溝の割合が多くなるようにしているために、この両端部に大量の潤滑油が供給されて、なじみ性や耐摩耗性を一層向上させる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、内燃機関の内、高負荷ディーゼルエンジンのクランク軸用のすべり軸受であって、二個の半円筒形状の軸受メタル１０ａ，１０ｂを円筒形に組み合わせて構成されるすべり軸受を例に詳細に説明する。
【００１１】図１は、二個の軸受メタル１０ａ，１０ｂが円筒形に組み合わされてハウジング２内に取付けられた状態を示し、軸受メタル１０ａ，１０ｂと回転軸３の間には、潤滑油４が供給されている。このようにして使用される軸受メタル１０ａの内周面は、耐摩耗性などすべり軸受の軸受特性を満足するため、例えば銅系合金、アルミニウム系合金、錫系または鉛系合金の摺動材がライニングされており、必要に応じて錫系あるいは鉛系合金や合成樹脂系のオーバーレイが施されている。
【００１２】また、軸受メタル１０ａ，１０ｂの内表面には、図２に示すように、軸線方向の両端部１２、１３にわたって、円周方向に対して３度傾いてほぼ直交する方向に、約０．２ｍｍピッチで多数の細溝１１が螺旋状に平行して形成される。なお、細溝１１は、ボーリング加工やフォトエッチングなどにより形成されている。ボーリング加工による場合には、複数の溝を同時に切削する刃先を有する一個の切削バイト、または、複数の切削バイトを組み合わせて装着するなどにより、複数の溝１１を一単位と加工される。このように形成される細溝１１によって、軸受メタル１０ａの軸線方向に深さＤが７μｍの深溝１５と、深溝１５、１５との間に３つの２μｍの深さｄの浅溝１６が繰り返し形成されている（図３参照）。
【００１３】軸受メタル１０ａがハウジング２に組み付けられて使用されると、図４に示すように、初期のなじみ運転時には、回転軸３との間隙に深溝１５及び浅溝１６内に多量の潤滑油４が保持されるばかりでなく、各深浅溝１５、１６間の側壁の堤作用によって潤滑油が軸線方向に流出する抵抗になって、流入圧力が高まり、回転軸との間に、高い油圧の安定した厚い油膜が形成される。この安定した厚い油膜の存在によって、非焼付性と耐摩耗性が発揮される。
【００１４】さらに長期にわたって使用されて、浅溝１６が摩耗により消失した際にも、一点鎖線で示すように、深溝１５により、潤滑油が保持されるとともに高い流入圧力が維持されて、急速に細溝１１による効果が失われることが無く、安定した非焼付性及び耐摩耗性が維持される。なお、深溝１５または浅溝１６の縦断面形状は、図３に示すＶ字形ばかりでなく、以下に示すように適宜変更して実施することができる。
【００１５】図５に示す実施例は、深浅両溝１５ａ、１６ａの間に形成される頂部を平坦とし、図３に示す実施例よりも軸荷重を受ける面積を増やすことによって耐摩耗性を高めた例である。特に高負荷時に耐摩耗性に優れたすべり軸受になる。
【００１６】図６に示す例は、頂部及び底部を平坦にした深浅両溝１５ｂ、１６ｂに形成している。この実施例では、深溝１５ｂと浅溝１６ｂのいずれも同一ピッチで形成するとともに、図３に示す実施例よりも深浅両溝１５ｂ、１６ｂ間に大量の潤滑油を保持することができる。従って、図３に示す実施例よりも、高速回転する回転軸に適応するすべり軸受となる。なお、浅溝１６ｂが摩耗して、浅溝１６ｂが消失してしまうまで、軸荷重を受ける面積が変わらないために、安定した軸受特性が維持される。
【００１７】図７に示す例は、深浅両溝１５ｃ、１６ｃを円弧面により形成している。この実施例では、実施例３に示す実施例よりも浅溝１６ｃ間に大量の潤滑油を保持することができる。このため、図３に示す実施例よりも、高速回転する回転軸に適用するすべり軸受とされる。
【００１８】図８は、軸線方向の両端部１２、１３に深溝１５ｄの割合を多くして設けるとともに、中央部に浅溝１６ｄの割合を多くして設けている。このようになじみ運転時における片当たりによる大きな局部面圧を受けやすい軸線方向の両端部１２、１３に深溝１６ｄの割合を増すことによって、潤滑油の量を多くして、両端部１２、１３の焼付きや摩耗をより一層軽減することができる。
【００１９】以上、いくつかの実施例について説明したが、深溝と浅溝の深さやピッチなども適宜選択し、組み合せることができる。さらには深溝と深溝との間に設けられる浅溝の数も適宜選択することもできる。又、本発明によるすべり軸受は、ライニング上に鉛系合金、錫系合金、アルミニウム系合金あるいは合成樹脂系のオーバーレイが施し、同様な形状においても同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】すべり軸受の使用状態を示す断面図
【図２】軸受メタルの斜視図
【図３】一部の断面図
【図４】同、作用を説明する一部の断面図
【図５】他例の一部断面図
【図６】他例の一部断面図
【図７】他例の一部断面図
【図８】他例の一部断面図
【符号の説明】
１０ａ…軸受メタル
１１…細溝
１５…深溝
１６…浅溝
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転軸を支持する円筒形のすべり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】回転軸を回転可能に支持するすべり軸受は、ハウジングの内周に沿って円筒形に構成されている。このすべり軸受の内周面と、回転軸との間に供給される潤滑油による潤滑効果や冷却効果によって、摩耗や焼付きが抑制され、また、潤滑油による緩衝作用によって騒音の抑制効果ももたらされている。これらの抑制効果は、すべり軸受の内面と回転軸との間に形成される油膜の厚さが厚いほど、すなわち保持される油量が多いほど大きくなる。従来から保持される油量を多くすることを目的として、内周面に深さ数μｍの円周方向に延びる細溝を多数並列して設けた発明がなされている。
【０００３】特開昭５９ー７３６２０号公報には、すべり軸受の内周全面にわたって、円周方向に対して０〜５度程度の角度で延びる細溝を軸線方向に多数等間隔に形成したすべり軸受を開示している。これにより細溝内に多量の潤滑油を供給することができて、放熱が促進されるとしている（従来技術１）。
【０００４】実開昭６３ー５３９２２号公報には、すべり軸受の内周に円周方向に延びる細溝のピッチを軸受メタルの軸線方向中央部よりも両端部付近の方を粗くして摺動面幅の割合を大きくしたすべり軸受を開示している。これにより、回転軸が片当たりする両端部の細溝の数を減らすことにより、細溝を形成することによる軸荷重を受ける面積の減少を少しでも減らして面圧を小さくし、耐久性の低下を抑制しようとするものである（従来技術２）。
【０００５】実開昭６３ー６２６２１号公報には、すべり軸受の内周に円周方向に延びる細溝を軸受メタルの軸線方向中央部よりも両端部付近の方を粗くしたすべり軸受を開示している。この従来技術３では、各細溝の先端（細溝の底部）を結んだ線を鼓形状にして、細溝が両端付近では、深くなるようにしている。これにより、従来技術２とは逆に、回転軸の片当たりによる衝撃荷重が大きくなる両端部では油量が多くなり、この両端部における発熱が抑制されるとしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】これらの従来技術１〜３では、いずれもすべり軸受の円周方向に多数の細溝を形成して、軸線方向で細溝の側壁が堤として機能し、軸線方向に潤滑油が流出する抵抗となって、潤滑油の流入圧力の低下するのを抑制するとともに、細溝内に潤滑油を流して、放熱を促しているものである。
【０００７】しかし、長期間にわたって使用されると、摩耗が進行して細溝が消失する。この際、これらの細溝による非焼付き性や耐摩耗性の効果が急速に失われてしまう。特に、従来技術３では、両端部付近の細溝を深くしているが、片当たりにより優先的に摩耗するため、やはりほぼ同時期に摩耗して消失してしまうことになる。この発明では、すべり軸受の内周面の円周方向に形成した細溝の深さに着目して、特に保油性が長期に安定し、耐摩耗性に優れたすべり軸受とすることを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、内周面に円周方向に延びる多数の細溝を軸線方向に並列して設けたすべり軸受において、前記細溝は深さの異なる浅溝と深溝とからなり、この浅溝と深溝とを一単位とする溝群を並列形成することにより、軸線方向中央部付近に深溝が存在するように構成したことを特徴とする。この構成により、すべり軸受として使用された際に、浅溝及び深溝内に多量の潤滑油が保持される。特に、各溝間の側壁の堤作用によって軸線方向に潤滑油が流出する抵抗になって、焼付きが防止され、回転軸との間に形成される油膜が厚くなる。これにより、焼付きが防止され、また耐摩耗性に優れたすべり軸受とすることができる。また、長期使用により浅溝が摩耗消失しても、深溝に保持される潤滑油によって、安定した非焼付性及び耐摩耗性が維持されるすべり軸受とすることができる。また、ボーリング加工により、複数の溝を同時に切削する刃先を有する一個の切削バイト、または、複数の切削バイトを組み合わせることによって容易に加工することができる。
【０００９】請求項２の発明では、軸線方向の両端部に深い溝の割合が多くなるようにしているために、この両端部に大量の潤滑油が供給されて、なじみ性や耐摩耗性を一層向上させる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、内燃機関の内、高負荷ディーゼルエンジンのクランク軸用のすべり軸受であって、二個の半円筒形状の軸受メタル１０ａ，１０ｂを円筒形に組み合わせて構成されるすべり軸受を例に詳細に説明する。
【００１１】図１は、二個の軸受メタル１０ａ，１０ｂが円筒形に組み合わされてハウジング２内に取付けられた状態を示し、軸受メタル１０ａ，１０ｂと回転軸３の間には、潤滑油４が供給されている。このようにして使用される軸受メタル１０ａの内周面は、耐摩耗性などすべり軸受の軸受特性を満足するため、例えば銅系合金、アルミニウム系合金、錫系または鉛系合金の摺動材がライニングされており、必要に応じて錫系あるいは鉛系合金や合成樹脂系のオーバーレイが施されている。
【００１２】また、軸受メタル１０ａ，１０ｂの内表面には、図２に示すように、軸線方向の両端部１２、１３にわたって、円周方向に対して３度傾いてほぼ直交する方向に、約０．２ｍｍピッチで多数の細溝１１が螺旋状に平行して形成される。なお、細溝１１は、ボーリング加工やフォトエッチングなどにより形成されている。ボーリング加工による場合には、複数の溝を同時に切削する刃先を有する一個の切削バイト、または、複数の切削バイトを組み合わせて装着するなどにより、複数の溝１１を一単位と加工される。このように形成される細溝１１によって、軸受メタル１０ａの軸線方向に深さＤが７μｍの深溝１５と、深溝１５、１５との間に３つの２μｍの深さｄの浅溝１６が繰り返し形成されている（図３参照）。
【００１３】軸受メタル１０ａがハウジング２に組み付けられて使用されると、図４に示すように、初期のなじみ運転時には、回転軸３との間隙に深溝１５及び浅溝１６内に多量の潤滑油４が保持されるばかりでなく、各深浅溝１５、１６間の側壁の堤作用によって潤滑油が軸線方向に流出する抵抗になって、流入圧力が高まり、回転軸との間に、高い油圧の安定した厚い油膜が形成される。この安定した厚い油膜の存在によって、非焼付性と耐摩耗性が発揮される。
【００１４】さらに長期にわたって使用されて、浅溝１６が摩耗により消失した際にも、一点鎖線で示すように、深溝１５により、潤滑油が保持されるとともに高い流入圧力が維持されて、急速に細溝１１による効果が失われることが無く、安定した非焼付性及び耐摩耗性が維持される。なお、深溝１５または浅溝１６の縦断面形状は、図３に示すＶ字形ばかりでなく、以下に示すように適宜変更して実施することができる。
【００１５】図５に示す実施例は、深浅両溝１５ａ、１６ａの間に形成される頂部を平坦とし、図３に示す実施例よりも軸荷重を受ける面積を増やすことによって耐摩耗性を高めた例である。特に高負荷時に耐摩耗性に優れたすべり軸受になる。
【００１６】図６に示す例は、頂部及び底部を平坦にした深浅両溝１５ｂ、１６ｂに形成している。この実施例では、深溝１５ｂと浅溝１６ｂのいずれも同一ピッチで形成するとともに、図３に示す実施例よりも深浅両溝１５ｂ、１６ｂ間に大量の潤滑油を保持することができる。従って、図３に示す実施例よりも、高速回転する回転軸に適応するすべり軸受となる。なお、浅溝１６ｂが摩耗して、浅溝１６ｂが消失してしまうまで、軸荷重を受ける面積が変わらないために、安定した軸受特性が維持される。
【００１７】図７に示す例は、深浅両溝１５ｃ、１６ｃを円弧面により形成している。この実施例では、実施例３に示す実施例よりも浅溝１６ｃ間に大量の潤滑油を保持することができる。このため、図３に示す実施例よりも、高速回転する回転軸に適用するすべり軸受とされる。
【００１８】図８は、軸線方向の両端部１２、１３に深溝１５ｄの割合を多くして設けるとともに、中央部に浅溝１６ｄの割合を多くして設けている。このようになじみ運転時における片当たりによる大きな局部面圧を受けやすい軸線方向の両端部１２、１３に深溝１６ｄの割合を増すことによって、潤滑油の量を多くして、両端部１２、１３の焼付きや摩耗をより一層軽減することができる。
【００１９】以上、いくつかの実施例について説明したが、深溝と浅溝の深さやピッチなども適宜選択し、組み合せることができる。さらには深溝と深溝との間に設けられる浅溝の数も適宜選択することもできる。又、本発明によるすべり軸受は、ライニング上に鉛系合金、錫系合金、アルミニウム系合金あるいは合成樹脂系のオーバーレイが施し、同様な形状においても同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】すべり軸受の使用状態を示す断面図
【図２】軸受メタルの斜視図
【図３】一部の断面図
【図４】同、作用を説明する一部の断面図
【図５】他例の一部断面図
【図６】他例の一部断面図
【図７】他例の一部断面図
【図８】他例の一部断面図
【符号の説明】
１０ａ…軸受メタル
１１…細溝
１５…深溝
１６…浅溝
【特許請求の範囲】
【請求項１】 内周面に円周方向に延びる多数の細溝を軸線方向に並列して設けたすべり軸受において、前記細溝は深さの異なる浅溝と深溝とからなり、この浅溝と深溝とを一単位とする溝群を並列形成することにより、軸線方向中央部付近に深溝が存在するように構成したことを特徴とするすべり軸受。
【請求項２】 軸線方向の両端部に深い溝の割合が多くなるようにしたことを特徴とする請求項１記載のすべり軸受。
【請求項１】 内周面に円周方向に延びる多数の細溝を軸線方向に並列して設けたすべり軸受において、前記細溝は深さの異なる浅溝と深溝とからなり、この浅溝と深溝とを一単位とする溝群を並列形成することにより、軸線方向中央部付近に深溝が存在するように構成したことを特徴とするすべり軸受。
【請求項２】 軸線方向の両端部に深い溝の割合が多くなるようにしたことを特徴とする請求項１記載のすべり軸受。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図８】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図８】
【図５】
【図６】
【図７】
【特許番号】特許第３３０５９７９号（Ｐ３３０５９７９）
【登録日】平成１４年５月１０日（２００２．５．１０）
【発行日】平成１４年７月２４日（２００２．７．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平９−８５９１０
【出願日】平成９年３月１８日（１９９７．３．１８）
【公開番号】特開平１０−２５９８２７
【公開日】平成１０年９月２９日（１９９８．９．２９）
【審査請求日】平成１０年１１月６日（１９９８．１１．６）
【出願人】（５９１００１２８２）大同メタル工業株式会社 (179)
【参考文献】
【文献】実開 昭６３−６２６２１（ＪＰ，Ｕ）
【文献】実開 昭６３−６８５１４（ＪＰ，Ｕ）
【登録日】平成１４年５月１０日（２００２．５．１０）
【発行日】平成１４年７月２４日（２００２．７．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成９年３月１８日（１９９７．３．１８）
【公開番号】特開平１０−２５９８２７
【公開日】平成１０年９月２９日（１９９８．９．２９）
【審査請求日】平成１０年１１月６日（１９９８．１１．６）
【出願人】（５９１００１２８２）大同メタル工業株式会社 (179)
【参考文献】
【文献】実開 昭６３−６２６２１（ＪＰ，Ｕ）
【文献】実開 昭６３−６８５１４（ＪＰ，Ｕ）
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