特開 2022-147891 内燃機関のクランク軸用の半割スラスト軸受および軸受装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022147891

(43)【公開日】2022-10-06

(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および軸受装置

(51)【国際特許分類】

   F16C 17/04 20060101AFI20220929BHJP

   F16C 9/02 20060101ALI20220929BHJP

【ＦＩ】

F16C17/04 Z

F16C9/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021049345

(22)【出願日】2021-03-24

(71)【出願人】

【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】弁理士法人浅村特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山田 知弘

【テーマコード（参考）】

3J011

3J033

【Ｆターム（参考）】

3J011AA06

3J011AA20

3J011BA09

3J011BA13

3J011JA02

3J011KA03

3J011MA02

3J011NA01

3J011PA02

3J033AA02

3J033AA05

3J033GA01

3J033GA02

3J033GA05

(57)【要約】

【課題】運転時に異物の堆積および焼付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。
【解決手段】本発明による半割スラスト軸受はＦｅ合金製の裏金層と軸受合金層とから形成され、且つ摺動面と２つのスラストリリーフとを有する。各スラストリリーフ面は、裏金層が露出した周方向端面側の第１領域８２１と、軸受合金層が露出した第２領域８２２および第３領域８２３とを有し、また摺動面は第４領域８１２を有する。第１領域および第２領域からなる周方向端部領域８００が規定される。第２領域の軸受合金層は、その断面に、軸受合金層の厚さが一定である等厚部と、内径側端面に隣接した、軸受合金層の厚さが等厚部よりも小さい減厚部を有し、また第３領域および第４領域の軸受合金層は、それらの断面に、軸受合金層の厚さが一定である等厚部と、内径側端面に隣接した、軸受合金層の厚さが等厚部よりも大きい増厚部または等厚部を有する。
【選択図】図６

【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、
前記半割スラスト軸受は、Ｆｅ合金製の裏金層と、前記裏金層の表面上に設けられた軸受合金層とを有し、前記軸受合金層は、前記軸線方向力を受ける摺動面を形成し、前記裏金層は、前記摺動面と平行な背面を形成し、
前記半割スラスト軸受は、その周方向両端面に隣接して形成された２つのスラストリリーフを有し、各スラストリリーフは、前記摺動面と前記周方向端面の間に延びる平坦なスラストリリーフ面を有し、それにより前記スラストリリーフにおいて、前記半割スラスト軸受の壁厚が摺動面側から周方向端面側に向かって薄くなっており、
各スラストリリーフ面は、前記裏金層が露出した表面からなる、前記周方向端面側の第１領域と、前記軸受合金層が露出した表面からなる第２領域および第３領域であって、前記第１領域に隣接した第２領域および前記摺動面に隣接した第３領域とを有し、また前記摺動面は、前記２つの第３領域の間の第４領域を有し、それにより前記第１領域および前記第２領域からなる周方向端部領域が規定され、
前記半割スラスト軸受の分割平面（ＨＰ）に垂直に測定した、前記分割平面から前記第２領域と前記第３領域の境界までの周方向端部領域長さ（Ｌ）が、前記半割スラスト軸受の内径側端面と外径側端面の間で一定であり、且つ前記内径側端面において、前記分割平面から前記半割スラスト軸受の周方向中央側へ向かって最小で１０°且つ最大で３５°の円周角度（θ１）に相当する長さであり、
前記第２領域における前記軸受合金層は、前記分割平面と平行ないずれの断面においても、前記半割スラスト軸受の径方向中央を含む範囲に、前記軸受合金層の厚さが一定である等厚部を有し、且つ前記内径側端面に隣接する範囲に、前記軸受合金層の厚さが前記等厚部よりも小さい減厚部を有し、また
前記第３領域における前記軸受合金層は、前記分割平面と平行ないずれの断面においても、前記半割スラスト軸受の径方向中央を含む範囲に、前記軸受合金層の厚さが一定である等厚部を有し、且つ前記内径側端面に隣接する範囲に、前記軸受合金層の厚さが前記等厚部よりも大きい増厚部または前記等厚部を有し、
前記第４領域における前記軸受合金層は、前記半割スラスト軸受の軸線を含むいずれの径方向断面においても、前記半割スラスト軸受の径方向中央を含む範囲に、前記軸受合金層の厚さが一定である等厚部を有し、且つ前記内径側端面に隣接する範囲に、前記軸受合金層の厚さが前記等厚部よりも大きい増厚部または前記等厚部を有する
ことを特徴とする半割スラスト軸受。

【請求項2】

前記第２領域および前記第３領域における前記軸受合金層は、前記分割平面と平行ないずれの断面においても、前記外径側端面に隣接する範囲に、前記軸受合金層の厚さが前記等厚部よりも大きい増厚部をさらに有することを特徴とする、請求項１に記載の半割スラスト軸受。

【請求項3】

前記分割平面に垂直に測定した、前記第２領域と前記第３領域の境界から前記第３領域と前記第４領域までの第３領域長さ（Ｌ３）が、前記内径側端面において、前記分割平面から前記第３領域と前記第４領域の境界までのスラストリリーフ長さ（ＬＴ）の５～２５％であることを特徴とする、請求項１または２に記載の半割スラスト軸受。

【請求項4】

前記分割平面に垂直に測定した、前記第１領域と前記第２領域の境界から前記第２領域と前記第３領域までの第２領域長さ（Ｌ２）が、前記内径側端面において、前記分割平面から前記第３領域と前記第４領域の境界までのスラストリリーフ長さ（ＬＴ）の１０～４０％であることを特徴とする、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】

前記第４領域における前記軸受合金層は、前記半割スラスト軸受の軸線を含むいずれの径方向断面においても、前記外径側端面に隣接する範囲に、前記軸受合金層の厚さが前記等厚部よりも大きい増厚部をさらに有することを特徴とする、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】

前記周方向端部領域の内径側端面の曲率中心が、前記第４領域の内径側端面の曲率中心とは異なる位置にあることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか一項に記載の半割スラスト軸受。

【請求項7】

クランク軸と、
前記クランク軸のジャーナル部を支承する一対の半割軸受であって、各半割軸受が、その周方向両端面に隣接して内周面側に形成された２つのクラッシュリリーフを有する一対の半割軸受と、
前記一対の半割軸受を保持する保持孔が貫通形成された軸受ハウジングと、
請求項１から６までのいずれか一項に記載の半割スラスト軸受であって、前記クランク軸の軸線方向力を受けるために、前記保持孔に隣接して前記軸受ハウジングの軸線方向端面に配置される少なくとも１つの半円環形状の半割スラスト軸受と
を有する、内燃機関のクランク軸用軸受装置において、
前記周方向端部領域長さ（Ｌ）が、前記半割軸受の軸線方向端部における前記クラッシュリリーフのクラッシュリリーフ長さより大きいことを特徴とする軸受装置。

【請求項8】

前記半割スラスト軸受の内径側端面における前記周方向端部領域長さ（Ｌ）は、前記半割軸受の軸線方向端部における前記クラッシュリリーフ長さの１．５倍以上であることを特徴とする請求項７に記載の軸受装置。

【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又は銅軸受合金等の軸受合金製の摺動層を形成した積層構造体が用いられる。従来の半割スラスト軸受において、摺動層の厚さおよび裏金層の厚さは、半径方向でそれぞれ一定であるように設定されている。

【0007】

従来の（裏金層と摺動層を有する）半割スラスト軸受では、半割スラスト軸受の摺動面にクランク軸からの軸線方向力が入力される際に、半割スラスト軸受の摺動面のスラストリリーフに隣接した部分の半割スラスト軸受の内径側の端縁部が、クランク軸のスラストカラー面と局部的接触（片当たり）を起こす場合があった。その場合の局部的接触部付近の摺動層の疲労や焼付を防ぐため、スラスト軸受の摺動層の少なくとも内径側の端縁部において裏金層の表面と側面とを連続して覆い、その連続部分に円弧状部が設けられ、裏金層の少なくとも内径側の端縁部には、この端縁部の厚さが半径方向中央部分の厚さよりも薄くなるように薄肉部が形成され、且つ摺動層が、径方向中央部よりも薄肉部で厚くなるようにする提案がある（特許文献２の図４参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開平１１－２０１１４５号公報

【特許文献2】特開２０１４－１７７９６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

半割スラスト軸受の摺動面へ供給される油は、主に主軸受（一対の半割軸受）のクラッシュリリーフ隙間（クラッシュリリーフ面とクランク軸のジャーナル部の表面との間の隙間）から漏れ出たものである。半割スラスト軸受は、このクラッシュリリーフ隙間から漏れ出た油がスラストリリーフおよびスラストリリーフに隣接する摺動面の部分の内径側端面上に流れ、次いで摺動面側へ送られるようになされている。
主軸受に供給される油に異物が混入している場合、異物は、主にクラッシュリリーフ隙間から油とともに排出され、したがって半割スラスト軸受のスラストリリーフおよびスラストリリーフに隣接する摺動面の部分の内径側端面に送られやすい。
半割スラスト軸受の摺動層（軸受合金）は、一般に、混入する異物を埋収する能力を有する。従来のスラスト軸受は、スラストリリーフおよびスラストリリーフに隣接する摺動面の部分の内径側端面において露出した摺動層（軸受合金）の表面に多量の異物が埋収および堆積されやすかった。
さらに、上述したように半割スラスト軸受のスラストリリーフに隣接した摺動面の部分の内径側の端縁部が、クランク軸のスラストカラー面と局部的接触（片当たり）を起こす場合、摺動層（軸受合金）の内径側端面において露出した摺動層（軸受合金）の表面に堆積した多量の異物が、同時に脱落してスラストリリーフの表面およびスラストリリーフに隣接する摺動面の部分に送られるので、これらの表面に焼付が起きやすかった。

【0010】

したがって本発明の目的は、運転時に局部的な異物の堆積が起き難く、且つ焼付が生じ難い内燃機関のクランク軸用半割スラスト軸受および軸受装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記目的を達成するために、本発明の１つの観点によれば、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、
半割スラスト軸受は、Ｆｅ合金製の裏金層と、裏金層の表面上に設けられた軸受合金層とを有し、軸受合金層は、軸線方向力を受ける摺動面を形成し、裏金層は、摺動面と平行な背面を形成し、
半割スラスト軸受は、その周方向両端面に隣接して形成された２つのスラストリリーフを有し、各スラストリリーフは、摺動面と周方向端面の間に延びる平坦なスラストリリーフ面を有し、それによりスラストリリーフにおいて、半割スラスト軸受の壁厚が摺動面側から周方向端面側に向かって薄くなっており、
各スラストリリーフ面は、裏金層が露出した表面からなる、周方向端面側の第１領域と、軸受合金層が露出した表面からなる第２領域および第３領域であって、第１領域に隣接した第２領域および摺動面に隣接した第３領域とを有し、また摺動面は、２つの第３領域の間の第４領域を有し、それにより第１領域および第２領域からなる周方向端部領域が規定され、
半割スラスト軸受の分割平面（ＨＰ）に垂直に測定した、分割平面から第２領域と第３領域の境界までの周方向端部領域長さ（Ｌ）が、半割スラスト軸受の内径側端面と外径側端面の間で一定であり、且つ内径側端面において、分割平面から半割スラスト軸受の周方向中央側へ向かって最小で１０°且つ最大で３５°の円周角度（θ１）に相当する長さであり、
第２領域における軸受合金層は、分割平面と平行ないずれの断面においても、半割スラスト軸受の径方向中央を含む範囲に、軸受合金層の厚さが一定である等厚部を有し、且つ内径側端面に隣接する範囲に、軸受合金層の厚さが等厚部よりも小さい減厚部を有し、また
第３領域における軸受合金層は、分割平面と平行ないずれの断面においても、半割スラスト軸受の径方向中央を含む範囲に、軸受合金層の厚さが一定である等厚部を有し、且つ内径側端面に隣接する範囲に、軸受合金層の厚さが等厚部よりも大きい増厚部または等厚部を有し、
第４領域における軸受合金層は、半割スラスト軸受の軸線を含むいずれの径方向断面においても、半割スラスト軸受の径方向中央を含む範囲に、軸受合金層の厚さが一定である等厚部を有し、且つ内径側端面に隣接する範囲に、軸受合金層の厚さが等厚部よりも大きい増厚部または等厚部を有する、半割スラスト軸受が提供される。

【0012】

本発明の半割スラスト軸受の一実施形態では、第２領域および第３領域における軸受合金層は、分割平面と平行ないずれの断面においても、外径側端面に隣接する範囲に、軸受合金層の厚さが等厚部よりも大きい増厚部をさらに有していてもよい。

【0013】

本発明の半割スラスト軸受の一実施形態では、分割平面に垂直に測定した、第２領域と第３領域の境界から第３領域と第４領域までの第３領域長さ（Ｌ３）が、内径側端面において、分割平面から第３領域と第４領域の境界までのスラストリリーフ長さ（ＬＴ）の５～２５％であってもよい。

【0014】

本発明の半割スラスト軸受の一実施形態では、分割平面に垂直に測定した、第１領域と第２領域の境界から第２領域と第３領域までの第２領域長さ（Ｌ２）が、内径側端面において、分割平面から第３領域と第４領域の境界までのスラストリリーフ長さ（ＬＴ）の１０～４０％であってもよい。

【0015】

本発明の半割スラスト軸受の一実施形態では、第４領域における軸受合金層は、半割スラスト軸受の軸線を含むいずれの径方向断面においても、外径側端面に隣接する範囲に、軸受合金層の厚さが等厚部よりも大きい増厚部をさらに有していてもよい。

【0016】

本発明の半割スラスト軸受の一実施形態では、周方向端部領域の内径側端面の曲率中心が、第４領域の内径側端面の曲率中心とは異なる位置にあってもよい。

【0017】

本発明の他の観点によれば、
クランク軸と、
クランク軸のジャーナル部を支承する一対の半割軸受であって、各半割軸受が、その周方向両端面に隣接して内周面側に形成された２つのクラッシュリリーフを有する一対の半割軸受と、
一対の半割軸受を保持する保持孔が貫通形成された軸受ハウジングと、
上述した本発明の１つの観点による半割スラスト軸受であって、クランク軸の軸線方向力を受けるために、保持孔に隣接して軸受ハウジングの軸線方向端面に配置される少なくとも１つの半円環形状の半割スラスト軸受と
を有する、内燃機関のクランク軸用軸受装置において、
周方向端部領域長さ（Ｌ）が、半割軸受の軸線方向端部におけるクラッシュリリーフのクラッシュリリーフ長さより大きい、軸受装置が提供される。

【0018】

本発明の軸受装置の一実施形態では、半割スラスト軸受の内径側端面における周方向端部領域長さ（Ｌ）は、半割軸受の軸線方向端部におけるクラッシュリリーフ長さの１．５倍以上であってもよい。

【発明の効果】

【0019】

本発明のクランク軸用の半割スラスト軸受および軸受装置は、内燃機関のクランク軸の軸線方向力を受ける。そして上述したように、このクランク軸用の半割スラスト軸受では、スラストリリーフ面の内径側端面に異物を含む潤滑油が供給される。しかし本発明によれば、スラストリリーフ面の第２領域における軸受合金層が、半割スラスト軸受の分割平面と平行ないずれの断面においても、半割スラスト軸受の径方向中央を含む範囲に、軸受合金層の厚さが一定である等厚部を有し、且つ半割スラスト軸受の内径側端面に隣接する範囲に、軸受合金層の厚さが等厚部よりも小さい減厚部を有するので、第２領域の内径側端面に露出する軸受合金層の割合が小さい。このため、異物を含む潤滑油が供給される第２領域の内径側端面において軸受合金層の表面に大量の異物が堆積し難く、また同時に多量の異物が脱落してスラストリリーフ面に送られることがないため、焼付が起き難い。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【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】半割軸受の正面図である。

【図5】図４に示す半割軸受を径方向内側から見た底面図である。

【図6】実施例１の半割スラスト軸受の正面図である。

【図7】実施例１の半割スラスト軸受の周方向端部近傍の拡大正面図である。

【図8】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７のＹ１矢視方向）から見た拡大側面図である。

【図9】図７のＡ－Ａ断面図ある。

【図10】図７のＢ－Ｂ断面図ある。

【図11】図７のＣ－Ｃ断面図ある。

【図12A】実施例の作用を説明するための半割軸受および半割スラスト軸受の正面図である。

【図12B】図１２Ａの半割軸受およびスラスト軸受を径方向内側から見た内面を示す図である。

【図13】実施例２の半割スラスト軸受の周方向端部近傍の拡大正面図である。

【図14】図１３のＡ１－Ａ１断面図ある。

【図15】図１３のＢ１－Ｂ１断面図ある。

【図16】図１３のＣ１－Ｃ１断面図ある。

【図17】実施例３の半割スラスト軸受の正面図である。

【図18】別の実施形態の半割スラスト軸受の正面図である。

【図19】別の実施形態の半割スラスト軸受の周方向端部近傍の側面図である。

【図20】別の実施形態の半割スラスト軸受の周方向端部近傍の側面図である。

【図21】別の実施形態の半割スラスト軸受の周方向端部近傍の正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

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0022】

（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。

【0023】

図２～５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。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。

【0024】

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。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。

【0025】

（半割スラスト軸受の構成）
次に、図２、３、６および７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。
図２に示すように、本実施例の半割スラスト軸受８は、周方向中央を含む範囲に延び、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２つのスラストリリーフ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。

【0026】

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、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の径方向全長に亘って形成される壁厚減少領域である（図８も参照）。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内に組み付けた際に生じ得る、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。

【0027】

図６および７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の内径側端面８ｉと外径側端面８ｏの間で一定であるスラストリリーフ長さＬＴを有している。
スラストリリーフ８２のスラストリリーフ面８２Ｓは、半割スラスト軸受８の周方向端面８３側に、裏金層８４が露出した表面からなる第１領域８２１を有し、また周方向中央側に、第１領域８２１に隣接して、軸受合金層８５が露出した表面からなる第２領域８２２および第３領域８２３を有している。第２領域８２２は、第１領域８２１に隣接し、第３領域８２３は、第２領域８２２および摺動面８１に隣接している。第１領域８２１、第２領域８２２および第３領域８２３は同一平面内に延び、それにより平坦なスラストリリーフ面８２Ｓを構成している。
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長さＬＴは、内径側端面８ｉにおいて、分割平面ＨＰから半割スラスト軸受の周方向中央側へ向かって最小で１５°且つ最大で４０°の円周角度（θ）に相当する長さである。
第１領域８２１と第２領域８２２の境界から第２領域８２２と第３領域８２３の境界までの長さとして定義される第２領域８２２の第２領域長さＬ２は、半割スラスト軸受８の内径側端面８ｉにおいて、スラストリリーフ長さＬＴの１０～４０％（すなわちＬ２／ＬＴ＝０．１～０．４）であることが好ましい。また、第３領域８２３の第３領域長さＬ３は、半割スラスト軸受８の内径側端面８ｉにおいて、スラストリリーフ長さＬＴの５～２５％（Ｌ３／ＬＴ＝０．０５～０．２５）であることが好ましい。

【0028】

ここで、スラストリリーフ８２のスラストリリーフ長さＬＴとは、半割スラスト軸受８の中心軸線ＣＰ１を含む平面であって、一対の半割スラスト軸受を配置した場合の対称面となる平面（以下、分割平面ＨＰ）からスラストリリーフ面８２Ｓと摺動面８１の境界までの、分割平面ＨＰに垂直に測定した長さとして定義される。本実施例では、周方向両端面８３は分割平面ＨＰ内に位置しているため、内径側端面８ｉにおけるスラストリリーフ長さＬＴは、周方向端面８３から、スラストリリーフ面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得る。スラストリリーフ８２の第２領域長さＬ２および第３領域長さＬ３もまた、分割平面ＨＰに垂直方向に測定した長さとして定義されることが理解されよう。

【0029】

図８に示すように、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の内径側端面８ｉと外径側端面８ｏ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。

【0030】

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面８２Ｓまで垂直に測定した距離である。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。

【0031】

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、半円環形状の平板として形成される。摺動面８１を形成する軸受合金層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。

【0032】

裏金層８４は、摺動面８１とは反対側に、摺動面８１と平行な半割スラスト軸受８の背面８４Ｓを形成する。

【0033】

図６および７に示すように、半割スラスト軸受８の摺動面８１は、半割スラスト軸受８の周方向中央を含み且つそれぞれのスラストリリーフ面８２Ｓの２つの第３領域８２３の間に延びる第４領域８１２を有する。
スラストリリーフ面８２Ｓの第１領域８２１および第２領域８２２によって、半割スラスト軸受８の周方向のそれぞれの側に周方向端部領域８００が構成される。周方向端部領域８００は、分割平面ＨＰに垂直に測定した、周方向端面８３から第２領域８２１と第３領域８２３の境界までの長さである周方向端部領域長さＬを有し、この周方向端部領域長さＬは、半割スラスト軸受８の内径側端面８ｉと外径側端面８ｏの間で一定であり、且つ内径側端面８ｉにおいて、分割平面ＨＰから半割スラスト軸受の周方向中央側へ向かって最小で１０°且つ最大で３５°の円周角度（θ１）に相当する長さである。
理解されるように、周方向端部領域長さＬは、半割スラスト軸受８の内径側端面８ｉにおいて、スラストリリーフ長さＬＴよりも小さい。また好ましくは、周方向端部領域長さＬは、半割スラスト軸受８の内径側端面８ｉにおいてスラストリリーフ長さＬＴの７５～９５％（Ｌ／ＬＴ＝０．７５～０．９５）である。

【0034】

以下、図７～１１を参照して、半割スラスト軸受８の裏金層８４と軸受合金層８５の配置について説明する。
図７のＢ－Ｂ断面を示す図１０から理解されるように、第３領域８２３における軸受合金層８５は、分割平面ＨＰと平行な断面において、径方向の中央を含む範囲に延びる等厚部８８であって、その軸線方向の厚さＴ２が一定である等厚部８８のみを有する。なお、この断面において半割スラスト軸受８の軸線方向の厚さＴｂは一定である。

【0035】

また図７のＡ－Ａ断面を示す図９から理解されるように、第２領域８２２における軸受合金層８５は、分割平面ＨＰと平行な断面において、径方向の中央を含む範囲に延びる等厚部８８であって、その軸線方向の厚さＴ３が一定である等厚部８８と、内径側端面８ｉに隣接した減厚部８９であって、その軸線方向の厚さＴ４が等厚部８８の厚さＴ３より小さい減厚部８９を有している。減厚部８９の厚さＴ４は、より詳細には、等厚部８８から内径側端面８ｉに向かって連続して小さくなっている。なお、この断面においても半割スラスト軸受８の軸線方向の厚さＴａは一定である。

【0036】

さらに、図７のＣ－Ｃ断面を示す図１１から理解されるように、第４領域８１２における軸受合金層８５は、半割スラスト軸受８の軸線を含む径方向断面において、その軸線方向の厚さＴ１が一定である等厚部８８のみを有する。なお、軸受合金層８５の等厚部８８の厚さＴ１は、０．２～０．５ｍｍであることが好ましい。第２領域８２２における減厚部８９の、軸線方向に垂直な長さＬ５は０．２～１ｍｍであることが好ましい。

【0037】

図８は、半割スラスト軸受８の周方向端部領域８００の近傍を内径側（図７のＹ１矢視方向）から見た側面図である。
周方向端部領域８００に描かれている点線は、等厚部８８において軸受合金層８５が裏金層８４と接している面を表し、また換言すれば、軸受合金層８４に減厚部８９を形成しなかった場合の軸受合金層８５と裏金層８４との境界である。周方向端部領域８００の内径側端面８ｉおける軸受合金層８４の面積の割合は、減厚部８９を形成しない場合に比べて小さくなっている。
周方向端部領域８００のうち第２領域８２２における内径側端面８ｉでの軸受合金層８５の減厚部８９の厚さＴ４は、軸受合金層８５の等厚部８８の厚さＴ３の５％以上（２５％以下）であることが好ましい。第２領域８２２における内径側端面８ｉでの軸受合金層８５の減厚部８９の厚さＴ４が、軸受合金層８５の等厚部８８の厚さＴ３の５％以上であることにより、半割軸スラスト軸受８の裏金層８４とクランク軸のスラストカラー１２の表面の直接接触が防がれる。

【0038】

なお、半割スラスト軸受８の軸受合金層８５の摺動面８１上にオーバーレイ層を形成してもよい。オーバーレイ層として、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、ポリイミドおよびポリベンゾイミダゾールのうち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、ポリイミドおよびポリベンゾイミダゾールのうちの一種以上からなる耐熱性の高い樹脂と、ポリアミド、エポキシおよびポリエーテルサルフォンのうちの一種以上からなる１～２５体積％の樹脂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。

【0039】

このオーバーレイ層は、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８２のスラストリリーフ面８２Ｓ、油溝８１ａの表面、半割スラスト軸受８の内径側端面８ｉ、外径側端面８ｏ、背面８４Ｓ、周方向端面８３等にも付与されてもよい。オーバーレイ層８２ｂ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、スラストリリーフ面８２Ｓ、内径側端面８ｉ、外径側端面８ｏ、背面８４Ｓおよび周方向端面８３は、オーバーレイ層８２ｂを付与しなかった場合の表面として定義される。

【0040】

（作用）
次に、図２、３、１２Ａおよび１２Ｂを用いて、本実施例のスラスト軸受１０の作用を説明する。
軸受装置１において、オイルポンプ（図示せず）から加圧されて吐出された潤滑油は、シリンダブロック２の内部油路から半割軸受７の壁を貫通する貫通孔７２を通り、半割軸受７の内周面の潤滑油溝７１に供給される。潤滑油溝７１内に供給された潤滑油には異物が混入していることがあり、この潤滑油は、一部は半割軸受７の内周面に供給され、一部はジャーナル部１１の表面に設けたクランク軸の内部油路のための開口（図示せず）を通ってクランクピン側へ送られ、また他の一部は主軸受を構成する一対の半割軸受７、７のクラッシュリリーフ７３の表面とクランク軸のジャーナル部１１の表面との間の隙間を通って、半割軸受７、７の軸線方向両端から外部へ流出する。

【0041】

本実施例において、半割軸受７は半割スラスト軸受８と同心に配置され、且つ主軸受を構成する半割軸受７の周方向両端面を含む平面は、半割スラスト軸受８の周方向両端面を含む平面と一致しており、したがってクラッシュリリーフ７３の位置とスラストリリーフ８２の位置とが対応している。

【0042】

以下、本発明の作用について説明する。
半割軸受７のクラッシュリリーフ隙間から外部へ流出した直後の異物を含む潤滑油は、回転するクランク軸のジャーナル部１１の表面に付随して周方向に流れているので、クランク軸の回転方向の前方側へ移動しようとする慣性力によって、図１２Ａおよび１２Ｂに示すように（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８の周方向端面８３の突合せ部（当接部）の位置よりも、クランク軸の回転方向前方側へ向かって流れる（図１２Ａおよび１２Ｂの破線矢印参照）。

【0043】

本実施例の半割スラスト軸受８は、第１領域８２１、第２領域８２２および第３領域８２３からなるスラストリリーフ面８２Ｓと、第１領域８２１と第２領域８２２とからなる周方向端部領域８００を有し、周方向端部領域８００のうち第２領域８２２は、半割スラスト軸受８の分割平面ＨＰと平行な断面に、径方向の中央部を含む範囲に延び且つ軸線方向の厚さＴ３が一定である等厚部８８と、内径側端面８ｉに隣接した、軸線方向の厚さＴ４が等厚部８８の厚さＴ３より小さい減厚部８９とを有する。
したがって本発明の半割スラスト軸受８において、異物を含む潤滑油が流れてくる周方向端部領域８００の内径側端面８ｉでは、異物を埋収しやすい軸受合金層８５の割合が小さい（すなわち異物を埋収し難い裏金層８４の割合が大きい）。このため周方向端部領域８００の内径側端面８ｉにおける軸受合金層８５の表面（側面）に大量の異物が堆積し難く、また堆積した大量の異物が軸受合金層８５の表面（側面）から脱落してスラストリリーフ８２に送られることがないため、これらのスラストリリーフ面８２Ｓに焼付が起き難い。なお、周方向端部領域長さＬは、内径側端面８ｉにおいて、分割平面ＨＰから半割スラスト軸受の周方向中央側へ向かって最小で１０°に相当する長さであるため、周方向端部領域８００に隣接する第３領域８２１の内側端面８ｉでは、異物を含む潤滑油が送られ難くなる。

【0044】

内燃機関の運転時、特にクランク軸が高速回転する運転条件では、クランク軸に（軸線方向の）撓みが発生してクランク軸の振動が大きくなる。この大きな振動によって、半割スラスト軸受８の周方向中央に位置する第４領域８１２外径側端面８ｏに隣接する摺動面８１の部分および内径側端面８ｉに隣接する摺動面８１の部分、ならびにスラストリリーフ８２の第３領域８２３の外径側端面８ｏに隣接するスラストリリーフ面８２Ｓの部分および内径側端面８ｉに隣接するスラストリリーフ面８２Ｓの部分が、クランク軸のスラストカラー１２の面と局部的接触を繰り返し起こす場合がある。しかし、これらの部分の軸受合金層８５は減厚部８９を有していない（等厚部８８を有している）ため、十分な厚さを有し、スラストカラー１２の面との局部的接触による負荷は、軟質な軸受合金層８５が弾性変形することで緩和されるようになっている。

【実施例0045】

以下、図１３～１６を用いて、軸受合金層８５に関して実施例１とは異なる形態の第４領域８１２および周方向端部領域８００を備える半割スラスト軸受８について説明する。なお、実施例１で説明した内容と同一又は均等な部分の説明については同一の符号を付して説明する。図１３は、実施例２の半割スラスト軸受８の周方向端部近傍の拡大正面図であり、図１４は図１３のＡ１－Ａ１断面を示し、図１５は図１３のＢ１－Ｂ１断面を示し、図１６は図１３のＣ１－Ｃ１断面を示す。

【0046】

（構成）
まず、構成について説明する。本実施例の半割スラスト軸受８の構成は、上記断面における軸受合金層８５の形状（厚さ）を除き実施例１と概ね同様である。

【0047】

具体的には、本実施例の半割スラスト軸受８のスラストリリーフ８２の第３領域８２３における軸受合金層８５は、分割平面ＨＰと平行な断面に、径方向の中央部を含む範囲に延び且つ軸線方向の厚さＴ２が一定である等厚部８８と、内径側端面８ｉに隣接した、軸線方向の厚さＴ５が等厚部８８の厚さＴ２より大きい増厚部９０と、さらに、外径側端面８ｏに隣接した、軸線方向の厚さＴ５が等厚部８８の厚さＴ２より大きい増厚部９０とを有する。軸受合金層８５は、この増厚部９０において、等厚部８８と接する側から外径側端面８ｏに向かって連続して軸線方向の厚さが大きくなっている（図１５参照）。
また周方向端部領域８００の第２領域８２２における軸受合金層８５は、分割平面ＨＰと平行な断面に、径方向の中央部を含む範囲に延び且つ軸線方向の厚さＴ３が一定である等厚部８８と、内径側端面８ｉに隣接した、軸線方向の厚さＴ４が等厚部８８の厚さＴ３より小さい減厚部８９と、さらに、外径側端面８ｏに隣接した、軸線方向の厚さＴ５が等厚部８８の厚さＴ３より大きい増厚部９０とを有する。軸受合金層８５は、この増厚部９０において、等厚部８８と接する側から外径側端面８ｏに向かって連続しての厚さが大きくなっている（図１４参照）。なお、外径側端面８ｏに隣接する第２領域８２２および第３領域８２３における増厚部９０の、軸線方向に垂直な長さＬ６、および内径側端面８ｉに隣接する第３領域８２３における増厚部９０の、軸線方向に垂直な長さＬ５’は、０．２～１ｍｍであることが好ましい。
さらに、半割スラスト軸受８の周方向中央に位置する第４領域８１２における軸受合金層８５は、半割スラスト軸受８の軸線を含む径方向断面において、径方向の中央部を含み且つ軸線方向の厚さＴ１が一定である等厚部８８と、内径側端面８ｉに隣接した、軸線方向の厚さＴ６が等厚部８８の厚さＴ１より大きい増厚部９０と、外径側端面８ｏに隣接した、軸線方向の厚さＴ６が等厚部８８より大きい増厚部９０を有している。軸受合金層８５は、これら増厚部９０において、等厚部８８と接する側から内径側端面８ｉおよび外径側端面８ｏにそれぞれ向かって連続して厚さが大きくなっている（図１６参照）。なお、外径側端面８ｏに隣接する増厚部の長さＬ６、および内径側端面８ｉに隣接する増厚部の長さＬ５’は、径方向断面で０．２～１ｍｍとすることが好ましい。

【0048】

実施例２の周方向端部領域８００の第２領域８２２における軸受合金層８５が内径側端面８ｉに隣接して減厚部８９を備える構成は実施例１と同様であり、したがって実施例２は、実施例１と同様に異物の堆積を防ぐ作用効果を有する。
実施例２ではさらに、半割スラスト軸受８の第４領域８１２および第３領域８２３における軸受合金層８５が、内径側端面８ｉおよび外径側端面８ｏにそれぞれ隣接する増厚部９０、９０を備え、周方向端部領域８００の軸受合金層８５は、外径側端面８ｏに隣接する増厚部９０を備える。このためこの半割スラスト軸受８は、クランク軸に（軸線方向の）撓みが発生してクランク軸の振動が大きくなった際の内径側端面８ｉや外径側端面８ｏに隣接する摺動面８１の部分やスラストリリーフ面８２Ｓの部分と、スラストカラー１２の面との局部的接触による負荷を緩和する効果に優れる。
なお、本実施例の半割スラスト軸受８の第４領域８１２および第３領域８２３における軸受合金層８５は、内径側端面８ｉおよび外径側端面８ｏにそれぞれ隣接する増厚部９０、９０を備えるが、外径側端面８ｏに隣接する増厚部９０のみ、または内径側端面８ｉに隣接する増厚部９０のみを備えていてもよい（この場合、周方向端部領域８００の外径側端面８ｏに隣接する増厚部９０も備えない）。