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公開番号2021131108
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210909
出願番号2020025610
出願日20200218
発明の名称軸受
出願人トヨタ自動車株式会社,大豊工業株式会社
代理人個人,個人
主分類F16C 17/02 20060101AFI20210813BHJP(機械要素または単位;機械または装置の効果的機能を生じ維持するための一般的手段)
要約【課題】半割型の軸受において、半周分に相当する各部材の端部での内周面と軸との間の油膜圧力の急激な低下を抑制することが可能な技術を提供する。
【解決手段】本開示の一実施形態に係る軸受1は、半周分に相当するアッパ部材10及びロア部材20を組み合わせる半割型の軸受1であって、アッパ部材10の内周面12は、内嵌合される軸100の回転方向に沿って軸100との隙間が小さくなるオイルリリーフ部122及びベース部121と、ベース部121及びオイルリリーフ部122と上記の回転方向に隣接し、上記の回転方向に沿って相対的に小さい変化率で軸100との隙間が大きくなるオイルリリーフ部124と、オイルリリーフ部124と上記の回転方向で隣接する態様で内周面12の上記の回転方向の端部に設けられ、上記の回転方向に沿って相対的に大きい変化率で軸100との隙間が大きくなるクラッシュリリーフ部125と、を含む。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項1】
半周分に相当する二つの部材を組み合わせる半割型の軸受であって、
前記部材の内周面は、内嵌合される軸の回転方向に沿って上流側よりも下流側で前記軸との隙間が小さい第1の部分と、前記第1の部分と前記回転方向に隣接し、前記回転方向に沿って相対的に小さい変化率で前記軸との隙間が大きくなる第2の部分と、前記第2の部分と前記回転方向で隣接する態様で前記内周面の前記回転方向の端部に設けられ、前記回転方向に沿って相対的に大きい変化率で前記軸との隙間が大きくなる第3の部分と、を含む、
軸受。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、軸受に関する。
続きを表示(約 4,300 文字)【背景技術】
【0002】
例えば、半割型の軸受において、半周分に相当する二つの部材が相対する端部において、軸の回転方向の上流側の部材の内周面と軸との隙間が、下流側の部材の内周面と軸との隙間よりも小さくなるように構成する技術が知られている(特許文献1参照)。
【0003】
かかる技術によれば、回転方向に沿って上流側よりも下流側で軸と内周面との隙間が小さくなり、くさび効果による相対的に高い油膜圧力を発生させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
実開平5−52340号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記の技術では、各部材の相対する端部において、軸と内周面との隙間が周方向で相対的に大きな変化率で変化する。そのため、軸と内周面との間の油膜圧力が急激に低下し、軸と内周面との接触により焼付きが発生する可能性がある。
【0006】
そこで、上記課題に鑑み、半割型の軸受において、半周分に相当する各部材の端部での内周面と軸との間の油膜圧力の急激な低下を抑制することが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するため、本開示の一実施形態では、
半周分に相当する二つの部材を組み合わせる半割型の軸受であって、
前記部材の内周面は、内嵌合される軸の回転方向に沿って上流側よりも下流側で前記軸との隙間が小さい第1の部分と、前記第1の部分と前記回転方向に隣接し、前記回転方向に沿って相対的に小さい変化率で前記軸との隙間が大きくなる第2の部分と、前記第2の部分と前記回転方向に隣接する態様で前記内周面の前記回転方向の端部に設けられ、前記回転方向に沿って相対的に大きい変化率で前記軸との隙間が大きくなる第3の部分と、を含む、
軸受が提供される。
【0008】
本実施形態によれば、軸受の半周分に相当する各部材は、軸の回転方向の端部において、第2の部分から第3の部分に亘り、軸の回転方向に沿って内周面と軸との隙間が相対的に緩やかに広がるように構成されうる。そのため、軸受の半周分に相当する各部材は、軸の回転方向の端部において、軸の回転方向に沿った周方向での軸と内周面との隙間の急激な変化を抑制し、内周面と軸との間の油膜圧力の急激な低下を抑制することができる。
【発明の効果】
【0009】
上述の実施形態によれば、半割型の軸受において、半周分に相当する各部材の端部での内周面と軸との間の油膜圧力の急激な低下を抑制することが可能な技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
軸受の構成の一例を示す図である。
軸受の内周面の形状の第1例を示す図である。
温度状態の変化に伴うシリンダブロック及びクランクケースの変形態様の具体例を示す図である。
比較例に係る軸受の温度状態の変化に伴う内周面の形状の変化の具体例を示す図である。
本実施形態に係る軸受の温度状態の変化に伴う内周面の形状の変化の具体例を示す図である。
軸受の内周面の形状の第2例を示す図である。
軸受の内周面の形状の第3例を示す図である。
軸受の内周面の形状の第4例を示す図である。
軸受の内周面の形状の第5例を示す図である。
軸受の油溝の構成の一例を示す図である。
軸受の組み付け作業の支援に関する構成の第1例を示す図である。
軸受の組み付け作業の支援に関する構成の第2例を示す図である。
軸受の組み付け作業の支援に関する構成の第3例を示す図である。
軸受の組み付け作業の支援に関する構成の第4例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、図面を参照して実施形態について説明する。
【0012】
[軸受の概要]
まず、図1を参照して、本実施形態に係る軸受1の概要について説明する。
【0013】
図1は、本実施形態に係る軸受1の構成の一例を示す図である。具体的には、軸受1の後述の油溝13が設けられる部分(中央部)とは異なる軸方向の位置での正面断面図である。
【0014】
図1に示すように、軸受1は、いわゆるすべり軸受であり、アッパ部材10及びロア部材20を組み合わせる半割型である。軸受1は、軸100を内嵌合し内部に供給される潤滑油との間の油膜によって支持する。
【0015】
軸受1は、例えば、エンジンベアリングであり、エンジンのクランクシャフトのメインジャーナルやコンロッドジャーナル、カムシャフトのカムシャフトジャーナル等に採用される。
【0016】
本例では、軸100は、クランクシャフトのメインジャーナルに相当する。軸100の上下方向及び左右方向の位置は、軸受1の内部において、エンジンの稼働状況やエンジンに対する外力の作用等によって変化する。図1にて、軸100は、軸受1の軸方向に鉛直な断面の中央部(即ち、図心に相当する位置)にある状態(以下、「基準状態」)で描画されている。以下、後述の図2、図4〜図10についても同様であり、軸100が当該位置にある場合を基準にして説明を行う。
【0017】
軸受1は、エンジンのシリンダブロック200及びクランクケース300の結合面を上下に跨ぐように設けられる貫通孔に組み付けられる。以下、前、後、上、下、左、及び右の方向は、軸受1が搭載されるエンジンの前、後、上、下、左、及び右に対応する。
【0018】
アッパ部材10は、軸受1が設置される貫通孔のうちの上半分、即ち、シリンダブロック200に設けられる半円形状の正面断面を有する切り欠き部に組み付けられる。アッパ部材10は、例えば、銅合金やアルミ合金等を用いる金属製である。アッパ部材10は、外周面11と、内周面12と、油溝13と、油孔14とを含む。
【0019】
外周面11は、軸方向(前後方向)で略半円形状の断面を有し、シリンダブロック200に設けられる半円形状の正面断面を有する切り欠き部に接している。
【0020】
内周面12は、アッパ部材10の肉厚、即ち、外周面11と内周面12との間の厚みが周方向で変化するように構成される。具体的には、内周面12は、前から見て、軸100(軸心AX)を基準に左右非対称の形状を有し、軸100の回転方向(エンジンを前から見て右回り)に沿って上流側よりも下流側で軸100との隙間が小さくなるように構成される。これにより、油孔14から供給される潤滑油がくさび作用によって相対的に高い油膜圧力を発生させることができる。そのため、軸受1は、この相対的に高い油膜圧力によって安定的に軸100を支持することができる。
【0021】
また、内周面12には、マイクログルーブ(微小溝)加工が施されてもよい。これにより、微小溝により内周面12が変形しやすくなり、軸100と内周面12との間の接触面圧を相対的に低下させ、焼付きの発生等を抑制することができる。
【0022】
また、内周面12には、樹脂コーティング等が施されてもよい。これにより、変形しやすい樹脂の作用で、軸100と内周面12との間の接触面圧を相対的に低下させ、焼付きの発生等を抑制することができる。
【0023】
内周面12の具体的な態様は、後述する(図2、図6〜図9参照)。
【0024】
油溝13は、内周面12の軸方向の中央付近において、周方向に延びるように設けられる。油溝13に供給される潤滑油は、油溝13を周方向に移動しながら油溝13から軸方向に溢れ出るように内周面12に供給される。油溝13の具体的な態様は、後述する(図10参照)。
【0025】
油孔14は、アッパ部材10の上端部、即ち、周方向でアッパ部材10の中央部に設けられ、外周面11と油溝13との間を連通する。油孔14は、シリンダブロック200に設けられる油路と接続されており、潤滑油を軸受1の内周側(油溝13)に供給する。
【0026】
尚、潤滑油は、軸100から供給される態様であってもよい。この場合、油孔14は、省略されてよい。
【0027】
ロア部材20は、軸受1が設置される貫通孔のうちの下半分、即ち、クランクケース300に設けられる半円形状の正面断面を有する切り欠き部に組み付けられる。ロア部材20は、アッパ部材10と同様、例えば、銅合金やアルミ合金等を用いる金属製である。ロア部材20は、外周面21と、内周面22とを含む。
【0028】
外周面21は、軸方向(前後方向)で略半円形状の断面を有し、クランクケース300に設けられる、半円形状の正面断面を有する切り欠き部に接している。
【0029】
内周面22は、内周面12と同様、ロア部材20の肉厚、即ち、外周面21と内周面22との間の厚みが周方向で変化するように構成される。具体的には、内周面22は、前から見て、軸100(軸心AX)を基準に左右非対称の形状を有し、軸100の回転方向に沿って上流側よりも下流側で軸100との隙間が小さくなるように構成される。これにより、内周面12の場合と同様の効果を奏する。内周面12と内周面22とは、軸100(軸心AX)を基準として、軸対称の形状を有している。軸100の外周面は、内周面12に沿って右から左に移動する一方、内周面22に沿って左から右に移動するからである。
【0030】
[内周面の形状]
次に、図2〜図9を参照して、内周面12,22の形状の具体的な態様について説明する。以下、内周面12,22は、上述の如く、軸100(軸心AX)を基準に軸対称の形状を有しているため、内周面12の形状を中心に説明し、内周面22の形状に関する説明を省略する場合がある。
(【0031】以降は省略されています)

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