特許 6804578 内燃機関のクランク軸用の半割スラスト軸受

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6804578

(24)【登録日】2020年12月4日

(45)【発行日】2020年12月23日

(54)【発明の名称】内燃機関のクランク軸用の半割スラスト軸受

(51)【国際特許分類】

   F16C 9/02 20060101AFI20201214BHJP

   F16C 17/04 20060101ALI20201214BHJP

   F02F 7/00 20060101ALN20201214BHJP

【ＦＩ】

   F16C9/02

   F16C17/04 Z

   !F02F7/00 301F

【請求項の数】7

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2019-21307(P2019-21307)

(22)【出願日】2019年2月8日

(65)【公開番号】特開2020-128773(P2020-128773A)

(43)【公開日】2020年8月27日

【審査請求日】2019年10月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】591001282

【氏名又は名称】大同メタル工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000855

【氏名又は名称】特許業務法人浅村特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】後藤 志歩

【審査官】 古▲瀬▼ 裕介

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１７−１１０７０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−２０５７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２０１１４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１０６５５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１２６０９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１２６１９９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｃ ３／００−９／０６

Ｆ１６Ｃ １７／００−１７／２６

Ｆ１６Ｃ ３３／００−３３／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関のクランク軸の軸線方向力を受けるための半円環形状の半割スラスト軸受であって、第１の表面及び前記第１の表面に平行な第２の表面を有するＦｅ合金製の裏金層と、前記裏金層の前記第１の表面上に設けられて、前記第１の表面に平行な前記半割スラスト軸受の摺動面を画成する軸受合金層とを有し、また前記半割スラスト軸受の周方向両端面に隣接して２つのスラストリリーフが形成され、各スラストリリーフは、前記摺動面から前記周方向端面に向かって前記半割スラスト軸受の壁厚が薄くなるように形成されたスラストリリーフ表面を有している、半割スラスト軸受において、
前記裏金層は、前記半割スラスト軸受の前記周方向端面の少なくとも一部を構成する露出端面と、前記第１の表面から傾斜して延びる露出傾斜面であって、前記スラストリリーフ表面の少なくとも一部を構成する露出傾斜面と、前記露出端面及び前記露出傾斜面の間に形成される遷移面とをさらに有し、また
前記遷移面は、前記軸受合金層と同じ軸受合金からなる被覆部材によって覆われ、前記被覆部材は、前記半割スラスト軸受の前記周方向端面の少なくとも一部を構成する被覆端面と、前記スラストリリーフ表面の少なくとも一部を構成する被覆傾斜面とを有している
半割スラスト軸受。

【請求項2】

前記半割スラスト軸受の前記周方向端面における前記被覆端面の軸線方向長さ（Ａ１）が０．２〜１．５ｍｍである、請求項１に記載の半割スラスト軸受。

【請求項3】

前記半割スラスト軸受の前記周方向端面における、前記摺動面からの前記スラストリリーフの軸線方向深さ（ＲＤ１）が、前記半割スラスト軸受の径方向内側端部と径方向外側端部の間で一定であり、且つ０．１〜１ｍｍである、請求項１又は２に記載の半割スラスト軸受。

【請求項4】

前記半割スラスト軸受の前記周方向端面からの前記スラストリリーフの長さ（Ｌ１）が、前記半割スラスト軸受の径方向内側端部と径方向外側端部の間で一定であり、且つ３〜２５ｍｍである、請求項１から３までのいずれか一項に記載の半割スラスト軸受。

【請求項5】

少なくとも前記摺動面がオーバーレイ層により被覆されている、請求項１から４までのいずれか一項に記載の半割スラスト軸受。

【請求項6】

前記軸受合金層は、前記摺動面から傾斜して延びる軸受合金傾斜面であって、前記スラストリリーフ表面の少なくとも一部を構成する軸受合金傾斜面を有している、請求項１に記載の半割スラスト軸受。

【請求項7】

前記軸受合金傾斜面と前記露出傾斜面と前記被覆傾斜面とは少なくとも部分的に同一平面内に延び、また前記露出端面と前記被覆端面とは少なくとも部分的に同一平面内に延びる、請求項６に記載の半割スラスト軸受。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃機関のクランク軸の軸線方向力を受ける半割スラスト軸受に関するものである。

【背景技術】

【0002】

内燃機関のクランク軸は、そのジャーナル部において、一対の半割軸受を円筒形状に組み合わせて構成される主軸受を介して、内燃機関のシリンダブロック下部に回転自在に支承される。

【0003】

一対の半割軸受のうちの一方又は両方が、クランク軸の軸線方向力を受ける半割スラスト軸受と組み合わせて用いられる。半割スラスト軸受は、半割軸受の軸線方向端面の一方又は両方に配設される。

【0004】

半割スラスト軸受は、クランク軸に生じる軸線方向力を受ける。すなわち、クラッチによってクランク軸と変速機とが接続される際等に、クランク軸に対して入力される軸線方向力を支承することを目的として配置されている。

【0005】

半割スラスト軸受の周方向両端近傍の摺動面側には、周方向端面へ向かって軸受部材の厚さが薄くなるようにスラストリリーフが形成されている。一般にスラストリリーフは、半割スラスト軸受の周方向端面から摺動面までの長さや周方向端面での深さが、径方向の位置によらずに一定になるよう形成される。スラストリリーフは、半割スラスト軸受を分割型軸受ハウジング内に組み付ける際の一対の半割スラスト軸受の端面同士の位置ずれを吸収するために形成される（特許文献１の図１０参照）。

【0006】

内燃機関のクランク軸は、そのジャーナル部において、一対の半割軸受からなる主軸受を介して、内燃機関のシリンダブロック下部に支承される。このとき潤滑油は、シリンダブロック壁内のオイルギャラリーから主軸受の壁内の貫通口を通じて、主軸受の内周面に沿って形成された潤滑油溝内に送り込まれる。潤滑油はこのようにして主軸受の潤滑油溝内に供給され、その後半割スラスト軸受に供給される。なお、内燃機関のクランク軸の軸線方向力を受けるスラスト軸受には、一般に、Ｆｅ合金製の裏金層の一方の表面にアルミニウム軸受合金層又は銅軸受合金層を形成した積層構造体が用いられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開平１１−２０１１４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

クランク軸と変速機とが接続されること等によってクランク軸に対して入力される軸線方向力が半割スラスト軸受の摺動面に加わると、ほぼ同時に、半割スラスト軸受の周方向端面付には衝撃力が加わるため、スラストリリーフ或いはスラストリリーフと隣接する摺動面の軸受合金層に疲労（割れや剥離）が生じる場合がある。
より詳細には、半割スラスト軸受は、シリンダブロック及び軸受キャップの側面に設けられた受け座（座面）に嵌合され使用されるが、受け座の内径は、半割スラスト軸受の外径よりも若干大きく形成されているので、半割スラスト軸受は周方向に僅かに移動可能である。一方、一対の半割スラスト軸受を円環形状に組み合わせて使用する場合（例えば特許文献１の図１０参照）、クランク軸からの軸線方向力がスラスト軸受の摺動面に入力する瞬間、クランク軸のスラストカラー面は、一対の半割スラスト軸受の両方の摺動面と同時に接触するのではなく、先に一方の半割スラスト軸受の摺動面と接触しがちである。このため、一方の半割スラスト軸受がスラストカラー面の回転とともに僅かに周方向に移動し、一方の半割スラスト軸受のクランク軸の回転方向の前方側の周方向端面が、他方の半割スラスト軸受のクランク軸の回転方向の後方側の周方向端面と衝突し、それら半割スラスト軸受の周方向端面付近に衝撃的な負荷が加わる。クランク軸と変速機とが接続されるたびに繰り返し加わるこの衝撃的な負荷の影響で、半割スラスト軸受の周方向端面に隣接するスラストリリーフ或いはスラストリリーフと隣接する摺動面の軸受合金層に疲労（割れや鋼裏金層からの剥離）が起きやすい。

【0009】

したがって本発明の目的は、運転時に疲労が生じ難い内燃機関のクランク軸用半割スラスト軸受を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的を達成するために、本発明によれば、
内燃機関のクランク軸の軸線方向力を受けるための半円環形状の半割スラスト軸受であって、第１の表面及び第１の表面に平行な第２の表面を有するＦｅ合金製の裏金層と、裏金層の第１の表面上に設けられて、第１の表面に平行な半割スラスト軸受の摺動面を画成する軸受合金層とを有し、また半割スラスト軸受の周方向両端面に隣接して２つのスラストリリーフが形成され、各スラストリリーフは、摺動面から周方向端面に向かって半割スラスト軸受の壁厚が薄くなるように形成されたスラストリリーフ表面を有している、半割スラスト軸受において、
裏金層は、半割スラスト軸受の周方向端面の少なくとも一部を構成する露出端面と、第１の表面から傾斜して延びる露出傾斜面であって、スラストリリーフ表面の少なくとも一部を構成する露出傾斜面と、露出端面及び露出傾斜面の間に形成される遷移面とをさらに有し、また
遷移面は、軸受合金層と同じ軸受合金からなる被覆部材によって覆われ、被覆部材は、半割スラスト軸受の周方向端面の少なくとも一部を構成する被覆端面と、スラストリリーフ表面の少なくとも一部を構成する被覆傾斜面とを有している
半割スラスト軸受が提供される。
軸受合金層は、摺動面から傾斜して延びる軸受合金傾斜面であって、スラストリリーフ表面の少なくとも一部を構成する軸受合金傾斜面を有していてもよい。
軸受合金傾斜面と露出傾斜面と被覆傾斜面とは少なくとも部分的に同一平面内に延びていてもよく、また露出端面と被覆端面とは少なくとも部分的に同一平面内に延びていてもよい。

【0011】

半割スラスト軸受の周方向端面における被覆端面の軸線方向長さ（Ａ１）は、好適には、０．２〜１．５ｍｍであってもよい。

【0012】

半割スラスト軸受の周方向端面における、摺動面からのスラストリリーフの軸線方向深さ（ＲＤ１）は、好適には、半割スラスト軸受の径方向内側端部と径方向外側端部の間で一定であり、且つ０．１〜１ｍｍであってもよい。

【0013】

半割スラスト軸受の周方向端面からのスラストリリーフの長さ（Ｌ１）は、好適には、半割スラスト軸受の径方向内側端部と径方向外側端部の間で一定であり、且つ３〜２５ｍｍであってもよい。

【0014】

また、少なくとも摺動面がオーバーレイ層により被覆されてもよい。

【発明の効果】

【0015】

上述したように、クランク軸用の半割スラスト軸受は、内燃機関のクランク軸の軸線方向力を受けるが、本発明によれば、周方向端面に部分的に被覆部材が設けられているため、すなわち裏金層の遷移面が軸受合金層と同じ材料からなる被覆部材によって覆われるため、半割スラスト軸受の周方向端面のスラストリリーフ表面側ではまず軸受合金製の被覆部材が衝撃負荷を受けて弾性変形することで裏金層に加わる負荷が緩和される。一方、半割スラスト軸受の周方向端面の背面側（スラストリリーフ表面と反対側）では、被覆部材と比べて弾性変形が起き難い裏金層の露出端面が露出しているため、衝撃負荷は、主に周方向端面のうち被覆部材から離間した領域（すなわち裏金層の露出端面）に加わる。よって、スラストリリーフ表面やスラストリリーフに隣接する摺動面下の軸受合金層には衝撃負荷が伝播し難く、したがってこれらの領域の軸受合金層に疲労が生じ難い。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】軸受装置の分解斜視図である。

【図2】軸受装置の正面図である。

【図3】軸受装置の軸線方向断面図である。

【図4】実施例１の半割スラスト軸受の正面図である。

【図5】実施例１の半割スラスト軸受の周方向端部近傍を、内側（図４のＹＩ矢視方向）から見た拡大側面図である。

【図6】図５に示す周方向端部近傍の軸線方向断面図である。

【図7】軸受合金層上にオーバーレイ層を形成した半割スラスト軸受の断面図である。

【図8】実施例２の半割スラスト軸受の正面図である。

【図9】実施例２の半割スラスト軸受の周方向端部近傍を内側から見た拡大側面図である。

【図10】実施例３の半割スラスト軸受の周方向端部近傍を内側から見た拡大側面図である。

【図11】半割軸受の正面図である。

【図12】図１１に示す半割軸受を径方向内側から見た底面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

【実施例1】

【0018】

（軸受装置の全体構成）
まず、図１〜３を用いて本発明の実施例１に係る軸受装置１の全体構成を説明する。図１〜３に示すように、シリンダブロック２の下部に軸受キャップ３を取り付けて構成された軸受ハウジング４には、両側面間を貫通する円形孔である軸受孔（保持孔）５が形成されており、側面における軸受孔５の周縁には円環状凹部である受座６、６が形成されている。軸受孔５には、クランク軸のジャーナル部１１を回転自在に支承する半割軸受７、７が円筒状に組み合わされて嵌合される。受座６、６には、クランク軸のスラストカラー１２を介して軸線方向力ｆ（図３参照）を受ける半割スラスト軸受８、８が円環状に組み合わされて嵌合される。

【0019】

図２に示すように、主軸受を構成する半割軸受７のうち、シリンダブロック２側（上側）の半割軸受７の内周面には潤滑油溝７１が形成され、また潤滑油溝７１内には外周面に貫通する貫通孔７２が形成されている（図１１及び１２も参照）。なお、潤滑油溝７１は、上下両方の半割軸受に形成することもできる。

【0020】

さらに、半割軸受７には、半割軸受７同士の当接面に隣接して、周方向両端部にクラッシュリリーフ７３、７３が形成されている（図２、１１及び１２参照）。クラッシュリリーフ７３は、半割軸受７の周方向端面に隣接する領域の壁厚が、周方向端面に向かって徐々に薄くなるように形成された壁厚減少領域である。クラッシュリリーフ７３は、一対の半割軸受７、７を組み付けたときの突合せ面の位置ずれや変形を吸収することを企画して形成される。

【0021】

（半割スラスト軸受の構成）
次に、図２〜５を用いて実施例１の半割スラスト軸受８の構成について説明する。本実施例の半割スラスト軸受８は、周方向中央領域に形成された、軸線方向力ｆを受ける摺動面８１（軸受面）と、周方向両端面８３、８３に隣接する領域に形成されたスラストリリーフ８２、８２とを有し、スラストリリーフ８２は、平坦なスラストリリーフ表面（平面）８２ｓを有している。摺動面８１には、潤滑油の保油性を高めるために、両側のスラストリリーフ８２、８２の間に２つの油溝８１ａ、８１ａが形成されている。

【0022】

スラストリリーフ８２は、周方向両端面８３に隣接する摺動面８１側の領域に、半割スラスト軸受８の壁厚Ｔが周方向端面８３に向かって徐々に薄くなるように、半割スラスト軸受８の径方向全長に亘って形成される壁厚減少領域である。スラストリリーフ８２は、半割スラスト軸受８を分割型の軸受ハウジング４内に組み付けた際の位置ずれ等に起因する、一対の半割スラスト軸受８、８の周方向端面８３、８３同士の位置ずれを緩和するために形成される。

【0023】

図４に示すように、本実施例のスラストリリーフ８２は、半割スラスト軸受８の径方向内側端部と径方向外側端部の間で一定であるスラストリリーフ長さＬ１を有している。特に乗用車用等の小型内燃機関のクランク軸（ジャーナル部の直径が３０〜１００ｍｍ程度）に使用する場合、半割スラスト軸受８の周方向端面８３からのスラストリリーフ８２の長さＬ１は、３〜２５ｍｍである。

【0024】

ここで、スラストリリーフ８２の長さＬ１とは、半割スラスト軸受８の周方向両端面８３を含む平面（スラスト軸受分割平面ＨＰ）から垂直方向に測った長さとして定義される。特に、径方向内側端部におけるスラストリリーフ長さＬ１は、半割スラスト軸受８の周方向端面８３から、スラストリリーフ表面８２ｓが摺動面８１の内周縁と交わる点までの垂直方向の長さとして定義される。

【0025】

また半割スラスト軸受８のスラストリリーフ８２は、周方向端面８３において、半割スラスト軸受８の径方向内側端部と径方向外側端部との間で一定である軸線方向深さＲＤ１を有するように形成される。スラストリリーフ８２の軸線方向の深さＲＤ１は、０．１〜１ｍｍとすることができる。

【0026】

ここで、スラストリリーフ８２の軸線方向深さとは、半割スラスト軸受８の摺動面８１を含む平面からスラストリリーフ表面８２ｓまでの軸線方向距離を意味する。換言すれば、スラストリリーフ８２の軸線方向深さは、摺動面８１をスラストリリーフ８２上まで延長した仮想摺動面からスラストリリーフ表面８２ｓまで垂直に測った距離である。したがって半割スラスト軸受８の周方向端面８３におけるスラストリリーフ８２の軸線方向深さＲＤ１は、摺動面８１を延長した仮想摺動面から、スラストリリーフ表面８２ｓと周方向端面８３との交点までの距離として定義される。

【0027】

半割スラスト軸受８は、Ｆｅ合金製の裏金層８４に薄い軸受合金層８５を接着したバイメタルを用いて、半円環形状の平板に形成される（図６も参照）。摺動面８１を画成する軸受合金層８５として、Ｃｕ軸受合金やＡｌ軸受合金等を用いることができ、また裏金層８４のＦｅ合金として、鋼やステンレス鋼等を用いることができる。軸受合金層８５は、Ｆｅ合金製の裏金層８４に対して硬さが低く（軟らかく）、したがって外力を受けた場合に裏金層８４より弾性変形量が多い。

【0028】

裏金層８４は２つの表面、すなわち軸受合金層８５が接着される第１の表面８４ａと、半割スラスト軸受８の背面を構成する、第１の表面８４ａに平行な第２の表面８４ｂとを有する。さらに、裏金層８４は、スラストリリーフ表面８２ｓの一部を構成するように第１の表面８４ａから傾斜して延びる露出傾斜面８４ｉと、第２の表面８４ｂに隣接し且つ半割スラスト軸受８の周方向端面８３の一部を構成する露出端面８４ｅと、露出傾斜面８４ｉとの露出端面８４ｅの間に形成される遷移面８４ｔとを有する。

【0029】

図６に示すように、半割スラスト軸受はさらに、裏金層８４の遷移面８４ｔを覆うように設けられた被覆部材８６を有する。この被覆部材８６は、裏金層８４の露出傾斜面８４ｉと同一平面内に延びる被覆傾斜面８６ｉであって、それによりスラストリリーフ表面８２ｓの一部を構成する被覆傾斜面８６ｉと、裏金層８４の露出端面８４ｅと同一平面内に延びる被覆端面８６ｅであって、それにより半割スラスト軸受８の周方向端面８３の一部を構成する被覆端面８６ｅとを有する。被覆部材８６は、軸受合金層８５と同じ軸受合金から形成される。

【0030】

軸受合金層８５は、摺動面８１から傾斜して延びる軸受合金傾斜面８５ｉであって、それによりスラストリリーフ表面８２ｓの一部を構成する軸受合金傾斜面８５ｉを有する。
実施例１では、この軸受合金傾斜面８５ｉと、露出傾斜面８４ｉと、被覆傾斜面８６ｉとが段差なしに整列してスラストリリーフ表面８２ｓを構成し、また露出端面８４ｅと被覆端面８６ｅとが段差なしに整列して周方向端面８３を構成している。
なお、半割スラスト軸受８の周方向端面８３は、例えば露出端面８４ｅの遷移面８４ｔに隣接する側が被覆端面８６ｅとともに平坦（面一）であり、しかし露出端面８４ｅの第２表面８４ｂに隣接する側がその平坦面よりも窪んでいるように形成されていてもよい。

【0031】

また実際の製造の観点から、スラストリリーフ表面８２ｓの形状は、摺動面８１に垂直な周方向断面で、僅かに湾曲した曲線であってもよいことが理解されよう。

【0032】

より詳細には、被覆部材８６の形状は、半割スラスト軸受８の摺動面８１及び周方向端面８３に垂直な断面において、裏金層８４の露出傾斜面８４ｉと露出端面８４ｅとを延長したときの交点Ｐ１、裏金層８４の露出傾斜面８４ｉと遷移面８４ｔとの交点Ｐ２、及び裏金層８４の遷移面８４ｔと露出端面８４ｅとの交点Ｐ３によって囲まれる部分として定義される。
交点Ｐ１からＰ３までの距離である被覆材８６の軸線方向長さＡ１は０．２〜１．５ｍｍであることが好ましく、特に半割スラスト軸受８の周方向端面８３の長さＡの１０〜４０％であることが好ましい。
また交点Ｐ１からＰ２までの距離である被覆部材８６の被覆傾斜面８６ｉに沿った長さ（厚さ）Ａ２は０．２〜１ｍｍであることが好ましい。
なお、被覆部材８６は、半割スラスト軸受８の周方向端面８３の径方向全長に亘って設けられる。
さらに、半割スラスト軸受８の摺動面８１及び周方向端面８３に垂直な断面において、裏金層８４の露出傾斜面８４ｉの露出長さＡ３は１〜１０ｍｍであることが好ましい。

【0033】

実施例１において、遷移面８４ｔは平坦な表面として形成されているが、被覆部材８６に向かって凸形状の曲面、すなわち被覆部材８６と反対側に曲率中心を有する曲率半径の曲面として形成されてもよい。或いは遷移面８４ｔは、全体として被覆部材８６側に凸形状となるように、複数の平面から、又は不連続な表面から形成されていてもよい。
またスラストリリーフ表面８２ｓと周方向端面８３の間のコーナーはＲ形状であってもよい。

【0034】

なお、図７に示すように、判割スラスト軸受８の軸線方向断面において、軸受合金層８５の摺動面８１上にオーバーレイ層８７を形成することもできる。オーバーレイ層８７として、Ｓｎ、Ｓｎ合金、Ｂｉ、Ｂｉ合金、Ｐｂ、Ｐｂ合金等の金属や合金、或いは樹脂摺動材料を用いることができる。樹脂摺動材料は、樹脂バインダと固体潤滑剤とから形成される。樹脂バインダとしては公知の樹脂を用いることができるが、耐熱性の高いポリアミドイミド、ポリイミド及びポリベンゾイミダゾールの一種以上を用いることが好ましい。また、ポリアミドイミド、ポリイミド及びポリベンゾイミダゾールの一種以上からなる耐熱性の高い樹脂と、ポリアミド、エポキシ及びポリエーテルサルフォンの一種以上からなる樹脂１〜２５体積％とを混合した樹脂組成物や、ポリマーアロイ化した樹脂組成物を樹脂バインダとして使用してもよい。固体潤滑剤としては、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、黒鉛、ポリテトラフルオロエチレン、窒化ホウ素等を用いることができる。樹脂摺動材料に対する固体潤滑剤の添加割合は、好ましくは２０〜８０体積％である。また、樹脂摺動材料の耐摩耗性を高めるために、セラミックスや金属間化合物等の硬質粒子を樹脂摺動材料に対して０．１〜１０体積％含有させてもよい。

【0035】

このオーバーレイ層８７は、クランク軸の軸線方向力ｆを受ける軸受合金層８５の摺動面８１のみでなく、スラストリリーフ表面８２ｓ、油溝８１ａの表面、半割スラスト軸受８の外径面、内径面、背面、周方向端面等にも付与されてもよい。オーバーレイ層８７の厚さは０．５〜２０μｍであり、望ましくは１〜１０μｍである。
なお、本明細書において、摺動面８１、スラストリリーフ表面８２ｓ、背面８４ｂ、周方向端面８３は、オーバーレイ層８７を付与しなかった場合の表面として定義される。

【0036】

（実施例１による作用）
上述したようにクランク軸からの軸線方向力ｆが半割スラスト軸受８の摺動面８１に入力するのとほぼ同時に、一方の半割スラスト軸受８の周方向端面８３と他方の半割スラスト軸受８の周方向端面８３とが衝突し、それにより、それら半割スラスト軸受８の周方向端面８３付近に衝撃的な負荷が加わる。なお、本実施例の構成とは異なり、図１に示すシリンダブロック２の下部に軸受キャップ３を取り付けて構成された軸受ハウジング４のうちシリンダブロック２の側面にだけ軸受孔５の周縁の円環状凹部である受座６が形成され、したがって軸受ハウジング４の一方の側面にただ１つの半割スラスト軸受が配置される場合には、半割スラスト軸受８の周方向端面８３は、軸受キャップ３の端面（分割面）と衝突し、それにより半割スラスト軸受８の周方向端面８３付近に衝撃的な負荷が加わる。
しかし、本実施例では、周方向端面８３のスラストリリーフ８２に隣接する側に軸受合金層８５と同じ軸受合金製の被覆部材８６が形成されているため、この部材が衝撃負荷を受けて弾性変形し、それにより周方向端面８３において、軸受合金層８５に隣接する裏金層８４の領域に加わる負荷が緩和される。一方、周方向端面８３の背面側（スラストリリーフ表面８２ｓから離間した側）では、被覆部材８６と比較して弾性変形が起き難い裏金層８４の露出表面８４ｃが露出しているので、衝撃負荷は、主に裏金層８３の、スラストリリーフ表面８２ｓから離間した領域に加わることになる。さらに、スラストリリーフ表面８２ｓには、被覆部材８６に隣接して裏金層８４の露出傾斜面８４ｉが形成されており、したがって被覆部材８６と、軸受合金傾斜面８５ｉ（すなわち軸受合金層８５）とが離間している。このためスラストリリーフ８２の領域及びスラストリリーフ８２に隣接する摺動面８１の領域における軸受合金層８４には衝撃負荷が伝播し難く、これらの領域の軸受合金層８４に疲労が生じ難い。

【0037】

なお、本実施例とは異なり、半割スラスト軸受８の周方向端面８３の全体（全面）に亘って被覆部材８６を形成した場合、従来の半割スラスト軸受と同じく、衝撃負荷は、周方向端面の領域における裏金層に、その厚さ方向（軸線方向）の位置に関係なく均等に伝播するため、スラストリリーフの領域やスラストリリーフに隣接する摺動面の領域における裏金層にも衝撃負荷が伝播し、そこに隣接する軸受合金層に疲労が生じやすくなる。
また、被覆部材８６の軸線方向長さＡ１が大きすぎる場合も、周方向端面８３において衝撃負荷を主に支える裏金層の表面（露出表面８４ｅ）の割合が小さくなるので、被覆部材８６の表面（被覆端面８６ｅ）にも大きな衝撃負荷が加わる。このように被覆部材８６の表面に大きな衝撃負荷が加わると、被覆部材８６の軸受合金に疲労が生じやすい。
さらに、被覆部材８６の軸線方向長さＡ１や厚さＡ２が小さすぎる場合、衝撃負荷を緩和する軸受合金の弾性変形が小さく、衝撃負荷の緩和が不十分となる。このためスラストリリーフ８２の領域やスラストリリーフ８２に隣接する摺動面８１の領域における裏金層８４に大きい衝撃負荷が伝播し、軸受合金層８５に疲労が生じやすい。

【0038】

内燃機関の運転時、クランク軸に撓みが発生すると、クランク軸のスラストカラー面１２とスラストリリーフ表面８２ｓとが接触する場合がある。スラストリリーフ表面８２ｓにおける裏金傾斜面８４ｉの露出長さＡ３が長すぎる場合、裏金傾斜面８４ｉとクランク軸のスラストカラー１２とが接触しやすくなり、焼付が発生する可能性がある。
これとは逆に裏金傾斜面８４ｉの露出長さＡ３が短すぎる場合、被覆部材８６の受けた衝撃負荷が、スラストリリーフ８２の領域及びスラストリリーフ８２に隣接する摺動面８１の領域における軸受合金層８４に伝播してしまう可能性がある。

【0039】

（軸受合金層及び裏金層の寸法）
図５は、実施例１の半割スラスト軸受の周方向端部近傍を、内側（図４のＹＩ矢視方向）から見た拡大側面図であり、図６は、図５に示す周方向端部近傍の軸線方向断面図である。
乗用車用等の小型内燃機関のクランク軸（ジャーナル部の直径が３０〜１００ｍｍ程度）に使用する場合、摺動面８１が形成される領域において、半割スラスト軸受８の厚さＴは１．５〜３．５ｍｍであり、軸受合金層８５の厚さＴＡは０．１ｍｍ〜０．７ｍｍであり、裏金層８４の厚さＴＢは１．１〜３．２ｍｍである。摺動面８１が形成される領域において、軸受合金層８５の厚さＴＡ及び裏金層８４の厚さＴＢはそれぞれ一定であることが好ましい。
また半割スラスト軸受８のスラストリリーフ８２は、半割スラスト軸受８の壁厚が周方向端面８３に向かって徐々に薄くなるように形成されている。周方向端面８３における半割スラスト軸受８の軸線方向の厚さＡ、すなわち裏金層８４の露出傾斜面８４ｉと露出端面８４ｅとを延長したときの交点Ｐ１から第２の表面８４ｂまでの軸線方向距離Ａは０．６〜２．７ｍｍである。

【0040】

（半割スラスト軸受の製造）
本実施例の半割スラスト軸受８は、裏金層８４と軸受合金層８５とからなる平板形状の複層摺動材料を、一対の雄型と雌型、及びプレス機を用いて半円環形状に切断することによって成型される。一般に、一対の雄型と雌型の切断部の間の隙間は、切断によるバリを小さくするために狭くなされてきた。しかし、本実施例の半割スラスト軸受８の製造において、半円環形状の内周面や外周面の切断部では隙間は従来と同じく狭くなされるが、周方向端部では隙間は従来よりも広くなされる。このためプレス成型時、周方向端面８３付近の裏金層８４上の軸受合金層８５は、裏金層８４の側面（周方向端面８３）を覆うように隙間内を塑性流動しながら切断されて、周方向端面８３の一部に付着する。さらに、切削加工によってスラストリリーフ表面８２ｓを形成することにより、裏金層８４の露出傾斜面８４ｉ及び遷移面８４ｔ、並びに遷移面８４ｂ上の軸受合金からなる被覆部材８６がもたらされる。

【0041】

なお、本実施例では、半割軸受７と半割スラスト軸受８が分離しているタイプの軸受装置１について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、半割軸受７と半割スラスト軸受８が一体化したタイプの軸受装置１にも適用できる。

【0042】

以上、図面を参照して、本発明の実施例１を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は本発明に含まれる。

【実施例2】

【0043】

例えば図８及び９に示すように、本発明は、位置決め及び回転止めのために周方向中央部で半径方向外側に突出する突出部８ｐを備える半割スラスト軸受８’に適用することもできる。この半割スラスト軸受８’の円周方向長さは、実施例１に示す半割スラスト軸受８よりも所定の長さＳ１だけ短くてもよい。また、この半割スラスト軸受８’では、周方向端面８３近傍において内周面を半径Ｒの円弧状に切り欠くこともできる。同様に、半割スラスト軸受８’の摺動面８１側の径方向外側縁部や径方向内側縁部に、周方向に亘って面取りを形成するもこともできる。

【実施例3】

【0044】

図１０に示すように、実施例３による半割スラスト軸受８’’は、摺動面８１と反対側の背面（裏金層８４の第２表面８４ｂ）の周方向両端部に隣接して、スラストトリリーフ８２に似た形状の背面リリーフ８９を有することができる。この場合、裏金層８４の厚さは背面リリーフ８９を形成しなかった場合の第２の表面から測定される厚さとして定義される。
或いは背面リリーフ８９は、摺動面８１と平行な平面を有するように構成することもできる。
なお、図１０に示すように背面リリーフ８９のリリーフ長さＬ３は、上述したスラストリリーフ８２のスラストリリーフ長さＬ１より大きいが、これに限定されるものではなく、スラストリリーフ長さＬ１と同じであってもよく、或いはスラストリリーフ長さＬ１よりも小さくてもよい。

【0045】

また実施例１では、軸受装置１に半割スラスト軸受８を４つ使用しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、少なくとも１つの本発明による半割スラスト軸受８を使用することで所望の効果を得ることができる。また、本発明による半割スラスト軸受８と従来のスラスト軸受を対として円環形状のスラスト軸受として使用してもよい。さらに、本発明の軸受装置１において、半割スラスト軸受８は、クランク軸を回転自在に支承する半割軸受７の軸線方向の一方又は両方の端面に一体に形成されてもよい。

【符号の説明】

【0046】

１ 軸受装置
２ シリンダブロック
３ 軸受キャップ
４ 軸受ハウジング
５ 軸受孔（保持孔）５
６ 受座
７ 半割軸受
８、８’、８’’ 半割スラスト軸受
８ｐ 突出部
１１ ジャーナル部
１２ スラストカラー
７１ 潤滑油溝
７２ 貫通孔
７３ クラッシュリリーフ
８１ 摺動面
８１ａ 油溝
８２ スラストリリーフ
８２ｓ スラストリリーフ表面
８３ 周方向端面
８４ 裏金層
８４ａ 第１の表面
８４ｂ 第２の表面
８４ｉ 露出傾斜面
８４ｅ 露出端面
８４ｔ 遷移面
８５ 軸受合金層
８５ｉ 軸受合金傾斜面
８６ 被覆部材
８６ｉ 被覆傾斜面
８６ｅ 被覆端面
８７ オーバーレイ層
８９ 背面リリーフ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】