特開 2022-181504 半割スラスト軸受

(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】P2022181504

(43)【公開日】2022-12-08

(54)【発明の名称】半割スラスト軸受

(51)【国際特許分類】

   F16C 9/02 20060101AFI20221201BHJP

   F16C 17/04 20060101ALI20221201BHJP

【ＦＩ】

F16C9/02

F16C17/04 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021088494

(22)【出願日】2021-05-26

(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）】

3J011AA20

3J011BA09

3J011BA13

3J011CA01

3J011KA03

3J011LA08

3J011MA02

3J011NA01

3J011PA01

3J011QA02

3J011SB02

3J011SB03

3J011SB04

3J033AA05

3J033AB03

3J033AB04

3J033GA02

3J033GA05

3J033GA07

(57)【要約】

【課題】疲労の発生を防ぎながら、運転時に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の提供。
【解決手段】半割スラスト軸受は、裏金層と軸受合金層とを有する。半割スラスト軸受は、それぞれの周方向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、平坦なスラストリリーフ面を有する。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、スラストリリーフ面は、内周縁、外周縁、周方向端、および摺動面とスラストリリーフ面との境界であるスラストリリーフ境界により画定され、各スラストリリーフ面は、裏金層が露出した露出領域および軸受合金層により被覆された被覆領域からなり、被覆領域は、スラストリリーフ境界の全長、及び外周縁の全長を含んで延在し、露出領域は、内周縁の一部及び周方向端の一部を含んで延在する。
【選択図】図７

【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、それぞれの周方向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との間に延びる平坦なスラストリリーフ面を有し、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、前記スラストリリーフ面は、内周縁、外周縁、周方向端、および前記摺動面と前記スラストリリーフ面との境界であるスラストリリーフ境界により画定され、
各スラストリリーフ面は、前記裏金層が露出した露出領域および前記軸受合金層により被覆された被覆領域からなり、
前記被覆領域は、前記スラストリリーフ境界の全長、及び前記外周縁の全長を含んで延在し、前記露出領域は、前記内周縁の一部及び前記周方向端の一部を含んで延在することを特徴とする半割スラスト軸受。

【請求項2】

前記被覆領域は、スラストリリーフ境界から延び前記半割スラスト軸受の分割平面（ＨＰ）に平行な方向の全長に亘って被覆領域の延在する境界側領域と、該境界側領域から前記周方向端まで外周縁に沿って延在する端部側領域とを含み、前記端部側領域の前記分割平面（ＨＰ）に平行な方向の長さ（Ｌ１）は、前記周方向端において最小で、前記境界側領域へ向かって大きくな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】

前記端部側領域の前記分割平面（ＨＰ）に平行な方向の長さ（Ｌ１）は、５～１００μｍ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】

前記外周縁において測定した、前記分割平面から前記スラストリリーフ境界までの前記分割平面に垂直方向の長さをスラストリリーフ長さ（ＬＴ）としたとき、前記分割平面に垂直に測定した、前記露出領域の最大長さ（Ｌ２）が、前記スラストリリーフ長さ（ＬＴ）の２０～７０％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。

【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。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。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ために配置される。すなわち、半割スラスト軸受は、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。

【0003】

半割スラスト軸受の半円環形状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設けられる（特許文献１の図１０参照）。

【0004】

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。

【0005】

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周方向端面部に加わる衝撃力により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軸受合金に疲労（割れや剥離）が生じることを防ぐため、スラストリリーフの表面の半割スラスト軸受の周方向端面側に裏金層であるＦｅ合金を露出するようにしている（特許文献２の図４、図５参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平１１－２０１１４５号公報

【特許文献2】特開２０１７－１１０７０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

近年、内燃機関の軽量化のためにクランク軸の軸径が小径化され、従来のクランク軸よりも低剛性となっており、内燃機関の運転時にクランク軸に撓みが発生しやすく、クランク軸の振動が大きくなる傾向にある。このためクランク軸のスラストカラー面は半割スラスト軸受の摺動面に対して傾斜しながら摺接し、且つその傾斜方向はクランク軸の回転に伴い変化する。

【0008】

また、一対の半割軸受からなる主軸受の軸線方向の各端部に一対の半割スラスト軸受が組み付けられる場合、分割型軸受ハウジング内に組み付けた際の一対の半割スラスト軸受の端面同士の位置がずれていると、一方の半割スラスト軸受の摺動面とクランク軸のスラストカラー面との間の隙間が、他方の半割スラスト軸受とクランク軸のスラストカラー面との間の隙間よりも大きくなる。あるいは、主軸受の軸線方向の各端部に１つの半割スラスト軸受だけが組み付けられる場合、この半割スラスト軸受が配置されない分割型軸受ハウジングの側面とクランク軸のスラストカラー面との間に大きな隙間が形成される。このような隙間が形成された状態で内燃機関の運転がなされクランク軸の撓みが発生すると、クランク軸のスラストカラー面は形成された隙間側へさらに傾斜する（図１１参照）。

【0009】

このような隙間側へ大きく傾斜した状態でクランク軸が回転すると、半割スラスト軸受の周方向両端面を含む面内での半割スラスト軸受に対するスラストカラー面の傾斜は、より大きくなる。このスラストカラー面の傾斜は、半割スラスト軸受の周方向両端面を含む面内において、（ａ）半割スラスト軸受のクランク軸の回転方向後方側のスラストリリーフの表面とクランク軸のスラストカラー面とが接触し、クランク軸の回転方向前方側のスラストリリーフの表面とスラストカラー面とが離間した傾斜状態と、（ｂ）半割スラスト軸受のクランク軸の回転方向前方側のスラストリリーフの表面とスラストカラー面とが接触し、クランク軸の回転方向後方側のスラストリリーフの表面とスラストカラー面とが離間した傾斜状態とを、クランク軸の回転に伴って繰り返す（図１２Ａ、１２Ｂ参照）。この場合に、半割スラスト軸受は、スラストリリーフの表面に露出する裏金層のＦｅ合金の径方向の外側端部付近がクランク軸のスラストカラー面と直接接触するので、焼付が起きやすかった。

【0010】

したがって本発明の目的は、疲労の発生を防ぎながらも、運転時に損傷（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である。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の一観点によれば、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が提供され、その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する。そして、この半割スラスト軸受は、それぞれの周方向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との間に延びる平坦なスラストリリーフ面を有する。この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、摺動面とスラストリリーフ面との境界をスラストリリーフ境界と称するとき、スラストリリーフ面は、内周縁、外周縁、周方向端、およびスラストリリーフ境界により画定される。各スラストリリーフ面は、裏金層が露出した露出領域および軸受合金層により被覆された被覆領域からなり、被覆表面は、スラストリリーフ境界の全長、及び外周縁の全長を含んで延在し、露出領域は、内周縁の一部及び周方向端の一部を含んで延在することを特徴とする。

【0012】

本発明の一具体例によれば、被覆領域は、スラストリリーフ境界から延び半割スラスト軸受の分割平面（ＨＰ）に平行な方向の全長に亘って被覆領域の延在する境界側領域と、この境界側領域から周方向端まで外周縁に沿って延在する端部側領域とを含むことができる。端部側領域の分割平面（ＨＰ）に平行な方向の長さ（Ｌ１）は、周方向端において最小で、境界側領域へ向かって大きくなることができる。

【0013】

本発明の一具体例によれば、端部側領域の分割平面（ＨＰ）に平行な方向の長さ（Ｌ１）は、５～１００μｍにできる。

【0014】

本発明の一具体例によれば、外周縁において測定した、分割平面からスラストリリーフ境界までの分割平面に垂直方向の長さをスラストリリーフ長さ（ＬＴ）としたとき、分割平面に垂直に測定した、露出領域の最大長さ（Ｌ２）が、スラストリリーフ長さ（ＬＴ）の２０～７０％である

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】軸受装置の分解斜視図。

【図2】軸受装置の正面図。

【図3】軸受装置の軸線方向断面図。

【図4】半割軸受の正面図。

【図5】図４に示す半割軸受を径方向内側から見た底面図。

【図6】具体例１の半割スラスト軸受の正面図。

【図7】具体例１の半割スラスト軸受の周方向端部近傍の拡大正面図。

【図8】具体例１の半割スラスト軸受の周方向端部近傍を、外側（図７のＹ１矢視方向）から見た拡大側面図。

【図9】図７のＡ－Ａ断面図。

【図10】図７のＢ－Ｂ断面図。

【図11】スラストカラー面と一対の半割スラスト軸受の接触状態を示す図。

【図12A】周方向両端面側から見た運転中のスラストカラー面の摺動面に対する傾斜の変化を示す図。

【図12B】周方向両端面側から見た運転中のスラストカラー面の摺動面に対する傾斜の変化を示す図。

【図13】別の実施形態の半割スラスト軸受の正面図。

【図14】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。

【図15】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。

【図16】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。

【発明を実施するための形態】

【0016】

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。

【0017】

（軸受装置の全体構成）
まず、図１～図３を用いて本発明の具体例１に係る軸受装置１の全体構成を説明する。図１～図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。

【0018】

図２～図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。

【0019】

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。

【0020】

（半割スラスト軸受の構成）
次に、図２、図３、図６および図７を用いて具体例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、本具体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、２つの油溝８１ａ、８１ａが形成されていてもよい。

【0021】

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。

【0022】

図６および図７に示すように、本具体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との間で略一定長さであるスラストリリーフ長さＬＴを有している。ただし、スラストリリーフ長さＬＴは、半割スラスト軸受８の内径側端面８ｉと外径側端面８ｏの間で変化してもよい。その場合は、外径側端面８ｏにおけるスラストリリーフ長さをスラストリリーフ長さＬＴと称する。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長さＬＴは３～１０ｍｍである。

【0023】

スラストリリーフ８２のスラストリリーフ面８２Ｓは、摺動面８１から周方向端面８３に向かって、徐々に裏金層側に後退しており、それにより上記の通り、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っている。スラストリリーフ面８２Ｓと摺動面８１との境界をスラストリリーフ境界１０１と称すると、スラストリリーフ面８２Ｓは、内周縁１０２、外周縁１０３、周方向端１０４およびスラストリリーフ境界１０１により画定される。ここで、内周縁１０２は、内径側端面８ｉとスラストリリーフ面８２Ｓとの交線であり、外周縁１０３は、外径側端面８ｏとスラストリリーフ面８２Ｓとの交線であり、周方向端１０４は、周方向端面８３とスラストリリーフ面８２Ｓとの交線である。

【0024】

スラストリリーフ面８２Ｓには、裏金層が露出した領域１１０（以下、「露出領域」という）と軸受合金層により被覆された領域１２０（以下、「被覆領域）という）とが存在する。露出領域１１０および被覆領域１２０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。被覆領域１２０は、スラストリリーフ境界１０１の全長、及び外周縁１０３の全長を含んで延在し、露出領域１１０は、内周縁１０２の一部及び周方向端１０４の一部を含んで延在する。すなわち、被覆領域１２０は、スラストリリーフ境界１０１の全長から周方向端１０４に向かって、外周縁１０３の全長に沿って、および内周縁１０２の所定長さに沿って延びる。露出領域１１０は、スラストリリーフ面８２Ｓの内周縁１０２と周方向端１０４の交差する周方向端部内周側隅部１４０を含んで、内周縁１０２と周方向端１０４のそれぞれの所定長さを含むように延在する。

【0025】

図６および図７に示すように、被覆領域１２０は、スラストリリーフ境界１０１から延び、分割平面（ＨＰ）に平行な方向のスラストリリーフ面８２Ｓの全長に亘って被覆領域の延在する境界側領域１２２と、この境界側領域１２２から外周縁１０３に沿って周方向端１０４まで延在する端部側領域１２１とを含むことができる。境界側領域１２２と露出領域１１０との境界は周方向端面８３に略平行になることが好ましいが、平行でなくてもよく、傾いていても、曲がりをもって変化してもよい。なお、境界側領域１２２と露出領域１１０との境界は傾いていても、曲がりをもって変化している領域も被覆領域１２０の境界側領域１２２に含める。

【0026】

周方向端面８３から、被覆領域の境界側領域１２２と露出領域１１０との境界までの長さの最大値として定義される露出領域長さＬ２は、スラストリリーフ長さＬＴの２０～７０％（すなわちＬ２／ＬＴ＝０．２～０．７）であることが好ましい。境界側領域１２２と露出領域１１０との境界が周方向端面８３に略平行であれば、露出領域長さＬ２は、半割スラスト軸受８の内径側端面８ｉにおいて測定できる。

【0027】

ここで、スラストリリーフ８２のスラストリリーフ長さＬＴは、半割スラスト軸受８の半円環形状の径中心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境界１０１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。本具体例では、周方向両端面８３は分割平面ＨＰ内に位置しているため、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の露出領域長さＬ２も、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。

【0028】

被覆領域の端部側領域１２１の半割スラスト軸受８の分割平面（ＨＰ）に平行な方向の長さ（Ｌ１）は、スラストリリーフ面８２Ｓの周方向端１０４において最小で、境界側領域１２２へ向かって大きくなるようにすることが好ましい。被覆領域の端部側領域１２１の長さ（Ｌ１）は、５～１００μｍとすることが好ましく、１０～５０μｍとすることがより好ましい。被覆領域の端部側領域１２１の長さ（Ｌ１）が５μｍ未満であると、被覆領域１２０に隣接した付近の露出領域１１０とスラストカラー面が直接に接触する場合が生じ得る。他方、被覆領域の端部側領域１２１の長さ（Ｌ１）が１００μｍを超えると、内燃機関の運転時に半割スラスト軸受８の周方向端面８３に加わる衝撃負荷がスラストリリーフ８２の境界線側の軸受合金層８５に伝わりやすくなる（背景技術を参照）。被覆領域の端部側領域１２１の長さＬ１は、スラストリリーフ面８２Ｓの分割平面（ＨＰ）に平行な方向の長さＬの２％以下（Ｌ１＜Ｌ×０．０２）とすることが好ましい。なお、被覆領域の端部側領域１２１の長さ（Ｌ１）は、境界側領域１２２と接続する付近では、１００μｍよりも大きくなっていてもよい（１００μｍよりも大きい分割平面（ＨＰ）に平行な方向の長さの領域を「移行領域」と称してもよい）。

【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。しかし、スラストリリーフ８２の軸線方向の深さＲＤ１は、半割スラスト軸受８の内径側端面８ｉと外径側端面８ｏの間で変化してもよい。

【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、半円環形状の略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】

以下、図７～図１０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（摺動層部分）を示す図１０から理解されるように、摺動面８１における軸受合金層８５は、径方向断面において、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Ｔ１が一定である等厚部８８と、外径側端面８ｏに隣接した増厚部９０を有している。増厚部９０は、その軸線方向の厚さＴ２が等厚部８８の厚さＴ１より大きくなっている。増厚部９０の厚さＴ２は、より詳細には、内径側の等厚部８８に向かって連続して小さくなっている。なお、この断面において半割スラスト軸受８の軸線方向の厚さＴａは一定である。

【0034】

図９に、図７のＡ－Ａ断面（スラストリリーフ面８２Ｓの被覆領域の端部側領域１２１と露出領域１１０を含む、分割平面ＨＰと平行な断面）を示す。図９から理解されるように、軸受合金層８５は、外径側端面８oに隣接する付近にのみ形成され（被覆領域の端部側領域１２１）、その軸線方向の厚さＴ３は、外径側端面８oに向かって連続して大きくなっている。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Ｔｂは一定である。被覆領域の端部側領域１２１における軸受合金層８５の軸線方向の厚さＴ３は、外径側端面８o（外周縁１０３）において５～５０μｍとすることが好ましい。

【0035】

図８は、半割スラスト軸受８の周方向端部の近傍を外径側（図７のＹ１矢視方向）から見た側面図である。
図８に描かれている点線は、摺動面８１の等厚部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、換言すれば、軸受合金層８４に増厚部９０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。スラストリリーフ８２を形成する前の半割スラスト軸受８の周方向端部の近傍は、摺動面８１部と同じ等厚部８８および増厚部９０を有しており、スラストリリーフ８２を形成する際に、スラストリリーフ境界側では、等厚部８８および増厚部９０が残るように軸受合金層８５を除去し（被覆領域の境界側領域１２２が残る）、端部側領域では、等厚部８８は完全に除去され増厚部９０のみが残る（被覆領域の端部側領域１２１のみが残り、他は露出領域１２１になる）ように軸受合金層８５を除去することで、スラストリリーフ８２が形成される。

【0036】

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、２０～８０体積％が好ましい。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。

【0037】

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。

【0038】

（作用）
次に、図２、図３、図１１、図１２Ａおよび図１２Ｂを用いて、本具体例の半割スラスト軸受８の作用を説明する。
一般に、半割軸受７は半割スラスト軸受８と同心に、且つ主軸受を構成する半割軸受７の周方向両端面７４を含む平面が、半割スラスト軸受８の周方向両端面８３を含む平面と実質的に一致するように配置される。

【0039】

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、クランク軸に撓み（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り、クランク軸には半割スラスト軸受８の摺動面８１へ向かう軸線方向力ｆが周期的に発生する。半割スラスト軸受８の摺動面８１は、この軸線方向力ｆを受ける。

【0040】

一対の半割軸受７、７からなる主軸受の軸線方向の各端部に一対の半割スラスト軸受８、８が組み付けられる場合、分割型軸受ハウジング４に組み付けた際に一対の半割スラスト軸受８、８の端面８３、８３同士の位置が軸線方向にずれていると、一方の半割スラスト軸受８の摺動面８１とクランク軸のスラストカラー面１２との間の隙間が、他方の半割スラスト軸受８の摺動面８１とスラストカラー面１２との間の隙間よりも大きくなる（図１１参照）。あるいは、主軸受の軸線方向の各端部に１つの半割スラスト軸受８だけが組み付けられる場合、半割スラスト軸受８が配置されないほうの分割型軸受ハウジング４の側面とクランク軸のスラストカラー面１２との間に大きな隙間が形成される。このような隙間が形成された状態で内燃機関が運転されクランク軸の撓みが発生すると、クランク軸のスラストカラー面１２は大きな隙間側へさらに傾斜する。このような隙間側へ大きく傾斜した状態でクランク軸が回転すると、半割スラスト軸受８の周方向両端面８３を含む面内での半割スラスト軸受８に対するスラストカラー面１２の傾斜がより大きくなり、半割スラスト軸受８の周方向両端部のスラストリリーフ８２の外径側端部８ｏ付近の表面がクランク軸のスラストカラー面１２と直接接触する。
より詳細には、周方向両端面８３を含む面に垂直な方向から半割スラスト軸受８を見たとき、クランク軸のスラストカラー面１２は、（１）半割スラスト軸受８のクランク軸の回転方向後方側の周方向端部側に傾斜している状態（図１２Ａ参照）と、（２）半割スラスト軸受８のクランク軸の回転方向前方側の周方向端部側に傾斜している状態（図１３Ｂ参照）とを、周期的に繰り返す。

【0041】

本具体例の半割スラスト軸受８スラストリリーフ面８２Ｓは、周方向端面側に裏金層８４が露出した表面（露出領域１１０）を有するが、露出領域１１０の外径方向側には、軸受合金層８４により被覆された表面（被覆領域１２０、特に端部側領域１２１）が存在し、摺動面側にも軸受合金層８４により被覆された表面（被覆領域１２０、特に境界側領域１２２）が存在するので、半割スラスト軸受８は、周方向両端面８３を含む面内でのスラストカラー面１２の傾斜が大きくなっても、裏金層８４の露出した表面とスラストカラー面１２との接触が防がれる（被覆領域１２０の境界側領域１２２または端部側領域１２１のみが、スラストカラー面１２と接触する）ため、スラストリリーフの表面８２Ｓに損傷（焼付）が起き難くなる。

【0042】

ここで、特許文献２に記載されるように半割スラスト軸受のスラストリリーフの表面の外径側端部付近に裏金層が露出している場合、上記理由により、特に半割スラスト軸受８のスラストリリーフ表面の外径側端部付近の裏金層が露出した表面とクランク軸のスラストカラー面１２とが直接接触し、損傷（焼付）が起きやすい。他方、半割スラスト軸受のスラストリリーフの表面が軸受合金層に被覆された表面からなる場合、内燃機関の運転時の周方向端面に加わる衝撃力が、スラストリリーフおよびスラストリリーフと隣接する摺動面の軸受合金層に伝わり、軸受合金層に疲労（割れや剥離）が生じやすくなる。本発明では、上記構成を有することにより、内燃機関の運転時のクランク軸の撓みに起因して半割スラスト軸受に対するクランク軸のスラストカラー面の傾斜角度が大きくなった場合でも、軸受合金層に疲労（割れや剥離）が生じることを防ぎながらも、半割スラスト軸受の損傷（焼付）も起きにくくなっている。

【0043】

以上、図面を参照して、本発明の具体例を詳述してきたが、具体的な構成はこの具体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。

【0044】

例えば、図１３に示すように、本発明は、位置決めおよび回転止めのために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。また、半割スラスト軸受８は、周方向端部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。
また、図１４に示すように、この半割スラスト軸受８の円周方向長さは、具体例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。

【0045】

さらに、図１５に示すように、半割スラスト軸受８は、裏金層８４の背面８４Ｓ側に、周方向両端部８３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９２を有することができる。

【0046】

また誤組付け防止のため、図１６に示すように一対の半割スラスト軸受８の２つの突合せ部のうち一方のみにおいて、それぞれの半割スラスト軸受８の周方向端面を傾斜端面８３Ａとして形成して突合せることもできる。この場合、傾斜端面８３Ａは、傾斜していない他方の突合せ部の周方向端面８３を通る平面（分割平面ＨＰ）に対して所定の角度θ２だけ傾斜して形成されている。あるいは、傾斜端面８３Ａに代えて、それぞれの周方向端面を対応する凹凸形状といった他の形状とすることもできる。
しかし、いずれの場合も、スラストリリーフ長さＬＴは、半割スラスト軸受８の分割平面ＨＰから、スラストリリーフ８２の表面が摺動面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ことが当業者には理解されよう。

【0047】

また図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。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、半割軸受７と一体に形成されてもよい。

【符号の説明】

【0048】

１ 軸受装置
４ 軸受ハウジング
７ 半割軸受
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
７４ 周方向端面
７５ 摺動面
８ 半割スラスト軸受
８１ 摺動面
８１ａ 油溝
８２ スラストリリーフ
８２Ｓ スラストリリーフ面
８３ 周方向端面
８４ 裏金層
８４Ｓ 背面
８５ 軸受合金層
８ｉ 内径側端面
８ｏ 外径側端面
８８ 等厚部
９０ 増厚部
１０１ スラストリリーフ境界
１０２ 内周縁
１０３ 外周縁
１０４ 周方向端
１１０ 露出領域
１２０ 被覆領域
１２１ 被覆領域の端部側領域
１２２ 被覆領域の境界側領域
ＲＤ１ スラストリリーフの深さ
ＬＴ スラストリリーフの長さ
Ｌ１ 端部側領域の長さ
Ｌ２ 露出領域の長さ
Ｔａ 半割スラスト軸受の厚さ
Ｔｂ 半割スラスト軸受の厚さ
Ｔ１ 等厚部での軸受合金層の厚さ
Ｔ２ 増厚部での軸受合金層の厚さ
Ｔ３ 端部側領域での軸受合金層の厚さ
ＨＰ 分割平面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12A】

【図12B】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】