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技術 半割スラスト軸受

出願人 トヨタ自動車株式会社大豊工業株式会社
発明者 植松裕太小山崇難波唯志
出願日 2016年5月20日 (4年7ヶ月経過) 出願番号 2016-101052
公開日 2017年11月24日 (3年1ヶ月経過) 公開番号 2017-207167
状態 特許登録済
技術分野 すべり軸受 軸・クランク・連接棒及び関連の軸受
主要キーワード 摺接面積 進み側 エンジン部材 潤滑油供給装置 ジャーナル軸受 周方向長 油膜圧力 摩擦損失
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年11月24日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題

クランクシャフトを支持する半割スラスト軸受において、テーパ部からクランクランド部との間へ供給される潤滑油の量が不十分になることに起因してそれらの間の潤滑が不十分になる虞を低減する。

解決手段

軸線12の周り半円弧状に延在し、軸線に沿う方向に面する一方の側面14にてクランクシャフトを支持する半割スラスト軸受10。周方向隔置されクランクシャフトに摺接する複数のランド部24と、対応するランド部に対しクランクシャフトの回転方向遅れ側に位置し、対応するランド部まで高さが漸次増大する複数のテーパ部26と、対応するテーパ部に対し回転方向遅れ側に位置し、径方向に延在する複数の溝部28と、を有し、複数の溝部のうちの一つは半割スラスト軸受10の回転方向遅れ側の端部に設けられている。

概要

背景

自動車などの車両に搭載されるエンジンクランクシャフトを支持するスラスト軸受として、例えば下記の特許文献1に記載されているように、軸線周り半円弧状に延在し一方の側面にてクランクシャフトを支持する半割スラスト軸受が知られている。半割スラスト軸受はクランクシャフトのクランククランクケースのようなエンジン部品との間に介装され、クランクシャフトがエンジン部品に対し円滑に回転する状況を確保しつつ、クランクからエンジン部品に作用するスラストを支持する。

クランク及びエンジン部品が直接摺動することを防止すべく、クランク及びエンジン部品との間にも潤滑油が供給される。特に、特許文献1に記載された半割スラスト軸受においては、周方向の両端にそれらよりも中央側のランド部へ向かうにつれて漸次高さが増大するテーパ部が設けられている。よって、クランクの回転方向遅れ側のテーパ部とクランクとの間の潤滑油は、その粘性によってクランクの回転方向へ移動され、テーパ部とクランクとの間にて圧縮されるので、潤滑油の圧力は漸次高くなり、くさび油膜圧力が発生される。よって、テーパ部が設けられていない場合に比して、クランク及びスラスト軸受のランド部の摩耗の進行を抑制することができると共に、エンジンの摩擦損失を低減することができる。

概要

クランクシャフトを支持する半割スラスト軸受において、テーパ部からクランクとランド部との間へ供給される潤滑油の量が不十分になることに起因してそれらの間の潤滑が不十分になる虞を低減する。軸線12の周りに半円弧状に延在し、軸線に沿う方向に面する一方の側面14にてクランクシャフトを支持する半割スラスト軸受10。周方向に隔置されクランクシャフトに摺接する複数のランド部24と、対応するランド部に対しクランクシャフトの回転方向遅れ側に位置し、対応するランド部まで高さが漸次増大する複数のテーパ部26と、対応するテーパ部に対し回転方向遅れ側に位置し、径方向に延在する複数の溝部28と、を有し、複数の溝部のうちの一つは半割スラスト軸受10の回転方向遅れ側の端部に設けられている。

目的

本発明の主要な課題は、クランクシャフトを支持する半割スラスト軸受において、テーパ部からクランクとランド部との間へ供給される潤滑油の量が不十分になることに起因してそれらの間の潤滑が不十分になる虞を低減することである

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

軸線周り半円弧状に延在し、前記軸線に沿う方向に面する一方の側面にてクランクシャフトを支持する半割スラスト軸受において、周方向隔置され前記クランクシャフトに摺接する複数のランド部と、対応するランド部に対し前記クランクシャフトの回転方向遅れ側に位置し、対応するランド部まで高さが漸次増大する複数のテーパ部と、対応するテーパ部に対し前記回転方向遅れ側に位置し、周方向を横切って延在する複数の溝部と、を有し、前記複数の溝部のうちの一つは前記半割スラスト軸受の前記回転方向遅れ側の端部に設けられている半割スラスト軸受。

技術分野

0001

本発明は、クランクシャフトを支持する半割スラスト軸受に係る。

背景技術

0002

自動車などの車両に搭載されるエンジンのクランクシャフトを支持するスラスト軸受として、例えば下記の特許文献1に記載されているように、軸線周り半円弧状に延在し一方の側面にてクランクシャフトを支持する半割スラスト軸受が知られている。半割スラスト軸受はクランクシャフトのクランククランクケースのようなエンジン部品との間に介装され、クランクシャフトがエンジン部品に対し円滑に回転する状況を確保しつつ、クランクからエンジン部品に作用するスラストを支持する。

0003

クランク及びエンジン部品が直接摺動することを防止すべく、クランク及びエンジン部品との間にも潤滑油が供給される。特に、特許文献1に記載された半割スラスト軸受においては、周方向の両端にそれらよりも中央側のランド部へ向かうにつれて漸次高さが増大するテーパ部が設けられている。よって、クランクの回転方向遅れ側のテーパ部とクランクとの間の潤滑油は、その粘性によってクランクの回転方向へ移動され、テーパ部とクランクとの間にて圧縮されるので、潤滑油の圧力は漸次高くなり、くさび油膜圧力が発生される。よって、テーパ部が設けられていない場合に比して、クランク及びスラスト軸受のランド部の摩耗の進行を抑制することができると共に、エンジンの摩擦損失を低減することができる。

先行技術

0004

特開2014−126199号公報

0005

〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、特に複数のテーパ部が設けられる場合には、テーパ部の周方向長さを大きくすることができず、テーパ部の表面とクランクとの間の空隙を大きくすることができない。よって、テーパ部に供給され保持される潤滑油の量を多くすることができないため、潤滑油を途切れなく連続的にテーパ部からクランクとランド部との間へ供給することができなくなり、それらの間の潤滑が不十分になり易い。

0006

本発明の主要な課題は、クランクシャフトを支持する半割スラスト軸受において、テーパ部からクランクとランド部との間へ供給される潤滑油の量が不十分になることに起因してそれらの間の潤滑が不十分になる虞を低減することである。

0007

〔課題を解決するための手段及び発明の効果〕
本発明によれば、軸線(12)の周りに半円弧状に延在し、軸線に沿う方向に面する一方の側面(14)にてクランクシャフト(16)を支持する半割スラスト軸受(10)が提供される。

0008

スラスト軸受(10)は、周方向に隔置されクランクシャフト(16)に摺接する複数のランド部(24)と、対応するランド部に対しクランクシャフトの回転方向遅れ側に位置し、対応するランド部まで高さが漸次増大する複数のテーパ部(26)と、対応するテーパ部に対し回転方向遅れ側に位置し、周方向を横切って延在する複数の溝部(28)と、を有し、複数の溝部のうちの一つは半割スラスト軸受(10)の回転方向遅れ側の端部に設けられている。

0009

上記の構成によれば、テーパ部とクランクシャフトとの間の潤滑油がランド部へ向けて移動することにより、溝部内の潤滑油がテーパ部とクランクシャフトとの間へ引き込まれる。溝への潤滑油の供給及び溝部からテーパ部とクランクシャフトとの間への潤滑油の移動は、クランクシャフトが回転している間継続的に生じる。よって、スラスト軸受の回転方向遅れ側の端部に溝部が設けられていない従来のスラスト軸受の場合に比して、ランド部とクランクシャフトとの間へ供給される潤滑油の量が不十分になることに起因してそれらの間の潤滑が不十分になる虞を低減することができる。

0010

上記説明においては、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態に対応する発明の構成に対し、その実施形態で用いられた符号が括弧書きで添えられている。しかし、本発明の各構成要素は、括弧書きで添えられた符号に対応する実施形態の構成要素に限定されるものではない。本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。

図面の簡単な説明

0011

本発明の実施形態に係る半割スラスト軸受を示す正面図である。
各部の高さの差を誇張して図1に示されたスラスト軸受の一部を示す拡大部分斜視図である。
スラスト軸受及びクランクシャフトをスラスト軸受の径方向の中央に沿って切断して示す拡大部分断面図である。
実施形態に係る一対の半割スラスト軸受が一対のクランクシャフトの支持に適用された構造の一例を示す図である。

実施例

0012

以下に添付の図を参照しつつ、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。

0013

図1乃至図3において、本発明の実施形態に係る半割スラスト軸受が符号10にて全体的に示されている。スラスト軸受10は、軸線12の周りに半円弧状に延在し、軸線12に沿う方向に面する一方の側面14にて回転部材であるクランクシャフト16を支持するようになっている。側面14とは反対側の側面18は、軸線12に垂直な平面状をなし、径方向内側の周面20及び径方向外側の周面22は、それぞれ軸線12の周りに延在する半円筒状をなしている。なお、以下の説明において、「回転方向」は、クランクシャフト16の回転方向であり、図1において矢印Aにて示された時計回り方向であり、この方向は図3においては矢印Bにて示されている。また、「高さ」は、側面18を基準とする軸線12に沿う方向の高さである。

0014

図示の実施形態においては、スラスト軸受10は、周方向に配列されたそれぞれ三つのランド部24、テーパ部26及び溝部28を有している。ランド部24は、互いに周方向に隔置され、クランクシャフト16に後述のように油膜を介して摺接するようになっている。テーパ部26は、対応するランド部24に対し回転方向遅れ側に位置し、高さが回転方向進み側へ向かうにつれて対応するランド部24まで漸次増大している。溝部28は、対応するテーパ部26に対し回転方向遅れ側に位置し、径方向に延在している。なお、図1においては、各溝部28にはハッチングが付されている。

0015

各溝部28の底面の高さは、対応するテーパ部26の回転方向遅れ側の端部の高さよりも小さい。なお、各溝部28の底面の高さと対応するテーパ部26の回転方向遅れ側の端部の高さとの差は、後述のように溝部28内に潤滑油を保持すると共に、溝部28内の潤滑油がテーパ部26へ良好に移動し得る大きさである。この大きさは、使用される潤滑油の粘性などの特性に応じて設定されてよい。最も回転方向進み側のランド部24は、スラスト軸受10の回転方向進み側の端部に位置している。最も回転方向遅れ側の溝部28は、スラスト軸受10の回転方向遅れ側の端部に位置している。

0016

また、図示の実施形態においては、図1で見て左半分及び右半分におけるクランクシャフト16に対するランド部24の摺接面積が実質的に同一になるよう、左半分のランド部24の周方向の長さの和は、右半分のランド部24の周方向の長さの和と実質的に等しい。更に、回転方向最も遅れ側のテーパ部26の周方向の長さは、他の二つのテーパ部26の周方向の長さと実質的に同一の値に設定されており、三つの溝部28の周方向の長さは実質的に同一の値に設定されている。

0017

図4は、実施形態に係る一対の半割スラスト軸受が一対のクランクシャフトの支持に適用された構造の一例を示している。なお、図4において、左右の半割スラスト軸受及びクランクシャフトはそれぞれL及びRが付された符号にて示されている。

0018

図4において、30はクランクシャフト16L及び16Rを回転軸線32の周りに回転可能に支持するエンジン部材を示している。クランクシャフト16L及び16Rは、それぞれクランク部16LC及び16RCと一体をなすシャフト部16LS及び16RSを有している。シャフト部16LS及び16RSは、エンジン部材30に設けられた孔34に挿入され、ジャーナル軸受36L及び36Rにより回転軸線32の周りに回転可能に支持されている。クランクシャフト16L及び16Rは、図4右方から見て時計回り方向へ回転する。

0019

一対の半割スラスト軸受10L及び10Rは、それぞれエンジン部材30の両側にてエンジン部材30とクランクシャフト16L及び16Rのクランク部16LC及び16RCとの間に配設されている。スラスト軸受10L及び10Rは、それぞれ側面18L及び18Rにてエンジン部材30に当接するよう、エンジン部材30に設けられた窪み38L及び38Rに部分的に嵌め込まれている。ランド部24L及び24Rは、それぞれクランク部16LC及び16RCに摺接するようクランク部に近接して対向している。スラスト軸受10L及び10Rは、軸線12L及び12Rが回転軸線32と整合するよう、それぞれジャーナル軸受36L及び36Rの端部上に配置され、径方向内側の周面20L及び20Rにてそれぞれジャーナル軸受36L及び36Rの端部に当接している。

0020

クランクシャフト16L及び16Rは回転軸線32の周りに同一の方向へ回転するが、スラスト軸受10L及び10Rは互いに逆向きに配設されている。よって、クランクシャフト16Rは図1乃至図3に示された形態をなしているが、クランクシャフト16Lは図1乃至図3に示された形態に対し左右対称の形態をなしている。

0021

実施形態において、図には示されていないエンジンの運転中には、潤滑油供給装置により、潤滑油がスラスト軸受10の周囲へ供給され、スラスト軸受10とクランクシャフト16との間が潤滑される。クランクシャフト16は、溝部28からテーパ部26を経てランド部24へ向かう方向へ、スラスト軸受10に対し回転軸線32の周りに回転する。

0022

よって、テーパ部26とクランクシャフト16との間に供給された潤滑油は、その粘性によりクランクシャフト16に引きずられることにより、テーパ部26の高さが高い側へ移動され、潤滑油の圧力は漸次高くなる。この現象によりくさび油膜圧力が発生されるので、ランド部24とクランクシャフト16とが直接接触して摺動しないよう潤滑が行われる。従って、クランクシャフト16及びスラスト軸受10の摩耗の進行が抑制されると共に、摩擦損失が低減される。

0023

溝28がスラスト軸受10の周方向の両端の間にしか設けられていない場合には、それらの溝部への潤滑油の供給は径方向に限られてしまう。これに対し、実施形態によれば、スラスト軸受10の回転方向遅れ側の端部には、最も回転方向遅れ側の溝部28が設けられており、この溝28には径方向だけでなく、図3で見て左側からも潤滑油が供給される。最も回転方向遅れ側のテーパ部26とクランクシャフト16との間に供給された潤滑油はランド部24へ向けて移動するので、その潤滑油の移動により溝部28内の潤滑油が、図3において破線の矢印にて示されているように、テーパ部26とクランクシャフト16との間へ引き込まれる。溝28への潤滑油の供給及び溝部28からテーパ部26とクランクシャフト16との間への潤滑油の移動は、クランクシャフト16が回転している間継続的に生じる。

0024

よって、実施形態によれば、スラスト軸受10が溝部28を有していても、溝部28がスラスト軸受10の回転方向遅れ側の端部に設けられていない場合に比して、スラスト軸受10とクランクシャフト16との間の潤滑を効果的に行わせることができる。従って、クランクシャフト16及びスラスト軸受10の摩耗の進行の抑制及びエンジンの摩擦損失の低減を効果的に行わせることができる。

0025

特に、実施形態によれば、図1で見て左半分のランド部24の周方向の長さの和は、右半分のランド部24の周方向の長さの和と実質的に等しい。よって、図1で見て左半分及び右半分におけるクランクシャフト16に対するランド部24の摺接面積は実質的に同一である。従って、例えば三つのランド部24の周方向の長さが同一である場合のように、左右の摺接面積の差が大きい場合に比して、最も回転方向遅れ側のランド部24の摺接負荷を低減し、その摩耗の進行を抑制することができる。

0026

以上においては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

0027

例えば、三つのランド部24、テーパ部26及び溝部28の周方向の長さは、上述の実施形態の関係とは異なる関係にあってもよい。例えば、図1で見て左半分のランド部24の周方向の長さの和は、右半分のランド部24の周方向の長さの和と実質的に等しい。しかし、三つのランド部24の周方向の長さは同一であってもよい。また、三つのテーパ部26及び溝部28の周方向の長さは、互いに異なっていてもよい。

0028

また、上述の実施形態においては、テーパ部26と溝部28との間の壁は径方向に延在しているが、径方向に対しテーパ部26の傾斜方向と同一の方向へ傾斜していてもよい。また、テーパ部26の回転方向遅れ側の端部の角部は実質的に垂直であるが、面取り又はR取りされていてもよい。

0029

また、上述の実施形態においては、三つの溝部28は径方向に延在しているが、最も回転方向遅れ側の溝部以外の二つの溝部は、エンジンに組み込まれた状況において上下方向に延在するよう形成されてもよい。

0030

また、上述の実施形態においては、ランド部24、テーパ部26及び溝部28はそれぞれ三つずつ設けられている。しかし、これらの数は三つ以外の複数であってもよい。

0031

また、上述の実施形態においては、スラスト軸受10が支持する回転部材は、クランクシャフトであるが、回転部材はスラスト荷重が支持されるべき任意の回転部材であってよい。

0032

10…半割スラスト軸受、12…軸線、16…クランクシャフト、24…ランド部、26…テーパ部、28…溝部、30…エンジン部材

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