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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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(1) Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gleitlager für einen Verbrennungsmotor, wobei ein Paar halbzylindrischer Lager miteinander kombiniert werden zu eine zylindrischen Form, um eine Kurbelwelle zu lagern.
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(2) Beschreibung des Standes der Technik
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Herkömmlicherweise wird ein Gleitlager, das durch Kombinieren zwei halbzylindrischer Lager zu einer zylindrischen Form gebildet ist, für eine Kurbelwelle verwendet. Eine Umlaufölnut ist gebildet an einer inneren Lageroberfläche von mindestens einem der beiden halbzylindrischen Lager und Öl wird zugeführt zu einer äußeren Umlaufoberfläche eines Kurbelzapfens über die Umlaufölnut (siehe
JP-A-8-277831 ).
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Unterdessen ist in den letzten Jahren, um die Menge des aus dem Lagerendbereich austretenden Öls in Reaktion auf die Reduktion der Größe von Ölpumpen für die Zufuhr des Schmieröls zu vermindern, vorgeschlagen worden, einen engen Bereich zu bilden, indem die Querschnittsfläche der Ölnut verringert ist hin zu dem Endbereich des Lagers von dem Lagermittelbereich und eine Anstoßaussparung zu entfernen durch Bilden einer Umlaufölnut, die hergestellt worden ist durch Bohren an einer inneren Oberfläche des Umlaufendbereichs des Lagers (siehe
JP-A-2005-69283 und
JP-A-2002-188624 ).
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Außerdem ist, um Fremdstoffe abzugeben, die das Schmieröl begleiten und in die Gleitfläche des Lagers eintreten, ein Lager vorgeschlagen worden, bei dem ein Zwischenraum für die Abgabe von Fremdstoffen gebildet ist an der inneren Oberfläche der beiden Umlaufendbereiche der halbzylindrischen Lager (siehe
JP-A-2005-69283 und
JP-A-2008-82355 ).
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Kurze Zusammenfassung der Erfindung
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Bezüglich der Zufuhr von Schmieröl zu einem Gleitlager für einen Verbrennungsmotor wird das Schmieröl zunächst zugeführt von einer Außenseite des Gleitlagers für die Kurbelwelle in die Umlaufölnut hinein, die gebildet ist an der inneren Oberfläche des Gleitlagers für die Kurbelwelle. Anschließend wird das Schmieröl zugeführt zu der Gleitoberfläche des Gleitlagers für die Kurbelwelle und die Gleitoberfläche eines Gleitlagers für einen Kurbelzapfen.
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Zum Zeitpunkt des Anfänglichen Betriebs eines Verbrennungsmotors neigen Fremdstoffe, die in dem Schmierölpfad verbleiben, dazu, in das Schmieröl einzutreten, das zu der Umlaufölnut des Gleitlagers für die Kurbelwelle zugeführt wird. Die Fremdstoffe bedeuten Metallbearbeitungsspäne, die produziert werden während der Schneidbearbeitung des Ölpfads, während des Gießverfahrens verwendeter Formsand und dergleichen. Fremdstoffe begleiten den Fluss des Schmieröls aufgrund der Rotation der Kurbelwelle. Bei einem herkömmlichen Gleitlager für einen Verbrennungsmotor werden Fremdstoffe an die Außenseite des Lagers abgegeben, zusammen mit dem Schmieröl durch Zwischenraumbereiche in einer Anstoßaussparung, einer Abschrägung und dergleichen, die in dem Endbereich des Lagers gebildet sind. Da die Rotationsgeschwindigkeit der Kurbelwelle in Verbrennungsmotoren in der letzten Zeit zugenommen hat, wird jedoch die Trägheitskraft groß, die auf die Fremdstoffe einwirkt, die spezifische Dichten größer als diejenige des Schmieröls haben (Fremdstoffe bewegen sich entlang der Umlaufrichtung vorwärts durch die Trägheitskraft). Deshalb werden die Fremdstoffe nicht abgegeben aus dem Zwischenraumbereich in den kombinierten Endoberflächen des Gleitlagers (kombinierte Endoberflächen eines Paars halbzylindrischer Lager) und treten ein in die Gleitoberfläche des Gleitlagers (das andere halbzylindrische Lager), das keine Ölnut hat. Dies erhöht die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung der Lagergleitoberfläche durch Fremdstoffe.
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Unterdessen sind Gleitlager vorgeschlagen worden, bei denen ein verengter Bereich gebildet ist in der Ölnut in den Umlaufendbereich eines halbzylindrischen Lagers, um die aus dem Umlaufendbereich des Lagers austretende Schmierölmenge zu verringern (siehe
JP-A-2005-69283 ). Bei der Untersuchung dieser Gleitlager hinsichtlich der oben genannten Fremdstoffe gibt es das Problem, dass die Fließgeschwindigkeit des Schmieröls stromabwärts des verengten Bereichs bezüglich der Fließrichtung des Schmieröls abnimmt und dann die oben genannte Trägheitskraft, die auf die Fremdstoffe wirkt, die das Schmieröl begleiten, entsprechend größer wird und dies erhöht zusätzlich die Wahrscheinlichkeit des Eintretens der Fremdstoffe in den Lagergleitbereich des anderen halbzylindrischen Lagers, in dem die Ölnut nicht gebildet ist.
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Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gleitlager für einen Verbrennungsmotor bereitzustellen, das bezüglich der Fähigkeit des Abgebens von Fremdstoffen hervorragend ist.
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Angesichts der oben genannten Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Gleitlager für einen Verbrennungsmotor zum Lagern einer Kurbelwelle bereitgestellt, bestehend aus einem Paar halbzylindrischer Lager, die miteinander zu einem zylindrischen Körper zum Lagern einer Kurbelwelle kombiniert sind, wobei eine Umlaufölnut gebildet ist, die sich in umlaufender Richtung an einer inneren Umlaufoberfläche eines der halbzylindrischen Lager erstreckt. Jede der inneren Umlaufoberflächen der jeweiligen halbzylindrischen Lager enthält erste und zweite gekrümmte Oberflächen, die zwei Arten von Bogen mit verschiedenen Krümmungen folgen. Die erste gekrümmte Oberfläche befindet sich in einem Bereich einschließlich eines Umlaufmittelbereichs der inneren Umlaufoberfläche. Die zweiten gekrümmten Oberflächen befinden sich in den verbleibenden zwei Bereichen der inneren Umlaufoberfläche, die verbunden sind mit dem ersten gekrümmten Oberflächenbereich und sich hin zu den Umlaufenden des halbzylindrischen Lagers erstrecken. Die Beziehung des Mittelpunkts (C1) eines ersten Bogens, der die erste gekrümmte Oberfläche bildet, und des Mittelpunkts (C2) eines zweiten Bogens, der die zweite gekrümmte Oberfläche bildet, ist so, dass der Mittelpunkt (C2) des zweiten Bogens lokalisiert ist auf einer zu einer Lagerbohrungsdurchmessermittellinie senkrechten Linie, die durch den Mittelpunkt (C1) des ersten Bogens verläuft, und ist von dem Mittelpunkt (C1) außerhalb lokalisiert, das heißt er ist lokalisiert an einer Position, die verschoben ist zu einer Seite des halbzylindrischen Lagers, das als Gegenstück kombiniert wird. Die zweiten gekrümmten Oberflächen sind gebildet in einem Bereich, in dem der Umlaufwinkel (θ) zwischen mindestens 20° und höchstens 50° liegt. Der Umlaufwinkel (θ) wird gemessen von einer Umlaufendoberfläche jedes der halbzylindrischen Lager mit dem Mittelpunkt (C1) des ersten Bogens als Mittelpunkt. Die innere Umlaufoberfläche, die die erste und die zweite gekrümmte Oberfläche umfasst, ist eine Gleitoberfläche, in der eine Anzahl mikroskopischer Umlaufnuten gebildet sind. Die Nuttiefen der Umlaufnuten der zweiten gekrümmten Oberflächen sind größer als die Nuttiefen der Umlaufnuten der ersten gekrümmten Oberfläche. Die Lagerwanddicke (W1) in dem Umlaufmittelbereich des halbzylindrischen Lagers ist größer als die Lagerwanddicke (W2) in dem Umlaufendbereich. Eine axiale Nut für ein Schmieröl, die sich über die gesamte Breite des Gleitlagers erstreckt, existiert entlang der beiden anstoßenden Endoberflächen der beiden halbzylindrischen Lager, die zu einer zylindrischen Form kombiniert werden. Die Umlaufölnut und die axiale Nut stehen miteinander in Verbindung. Die Querschnittsfläche der Umlaufölnut in dem Verbindungsbereich ist größer als die Querschnittsfläche der axialen Nut. Die Umlaufnuten der zweiten gekrümmten Oberflächen und die axiale Nut stehen miteinander in Verbindung. Die Nuttiefen der Umlaufnuten der zweiten gekrümmten Oberflächen und der axialen Nut in dem Verbindungsbereich sind voneinander verschieden. Die Nutböden der Umlaufnuten der zweiten gekrümmten Oberflächen sind verschoben zu einer Seite der inneren Lagerumlaufoberfläche von dem Nutboden der axialen Nut. Die axiale Nut ist definiert durch eine geneigte Oberfläche, die sich erstreckt von der inneren Umlaufoberfläche mindestens eines halbzylindrischen Lagers der beiden halbzylindrischen Lager zu der Umlaufendoberfläche.
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Die Fremdstoffe, die das Schmieröl begleiten und in die Umlaufölnut eintreten, erreichen den Endbereich der Umlaufölnut, der an der Position in der selben Richtung wie der relativen Rotationsrichtung der Kurbelwelle lokalisiert ist durch den Schmierölfluss in der Umlaufölnut durch Rotation der Kurbelwelle. Wenn jedoch die axiale Nut, die die Abgabepassage für die Fremdstoffe ist, in dem Umlaufendbereich des halbzylindrischen Lagers nicht existiert (
JP-A-2002-188624 ), erreichen die Fremdstoffe die innere Umlaufoberfläche des anderen halbzylindrischen Lagers, welches das Kombinationsgegenstück ist und das jenseits des Endbereichs der Umlaufölnut lokalisiert ist. Als Ergebnis davon werden die Fremdstoffe in der inneren Umlaufoberfläche lokal eingebettet und angesammelt.
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Des weiteren wird, selbst wenn die axiale Nut zur Abgabe von Fremdstoffen in dem Umlaufendbereich des halbzylindrischen Lagers gebildet ist, der offene Bereich des Endbereichs der Umlaufölnut verschlossen durch die Umlaufendoberfläche des anderen halbzylindrischen Lagers, das die Umlaufölnut nicht bildet. Deshalb treiben die Fremdstoffe und nähern sich der Kurbelwellenoberfläche und treten danach in die axiale Nut ein. Bevor einige der oben genannten treibenden Fremdstoffe jedoch in die axiale Nut eintreten, werden sie durch den Schmierölfluss in der Umlaufrichtung in der Nähe der Kurbelwellenoberfläche gezwungen zu fließen und sie erreichen die innere Umlaufoberfläche des anderen halbzylindrischen Lagers, welches das Kombinationsgegenstück ist, das jenseits des Endbereichs der Umlaufölnut lokalisiert ist. Sodann werden sie in der inneren Umlaufoberfläche lokal eingebettet und angesammelt. Wenn die lokale Einbettung und Ansammlung der Fremdstoffe in der inneren Umlaufoberfläche des Lagers auftritt, entsteht die Befürchtung, dass die Fremdstoffe und die Kurbelwelle miteinander in Kontakt gebracht werden, um Wärme zu erzeugen und ein Festfressen zu verursachen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung können solche Probleme des Standes der Technik gelöst werden.
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Insbesondere ist das halbzylindrische Lager so konfiguriert, dass jede der inneren Umlaufoberflächen der beiden halbzylindrischen Lager besteht aus ersten und zweiten gekrümmten Oberflächen, die zwei Arten von Bogen mit verschiedenen Krümmungen folgen, die erste gekrümmte Oberfläche in einem Bereich einschließlich eines Umlaufmittelbereichs der oben genannten inneren Umlaufoberfläche ist und die zweiten gekrümmten Oberflächen verbunden sind mit dem ersten gekrümmten Oberflächenbereich und sich erstrecken zu beiden Umlaufenden des halbzylindrischen Lagers. Deshalb neigen das Schmieröl und einige der Fremdstoffe in der Umlaufölnut dazu, ebenfalls verteilt zu werden und in einen Spalt zu fließen, der gebildet wird durch die zweite gekrümmte Oberfläche und die Kurbelwellenoberfläche. Dadurch kann das im Stand der Technik auftretende Phänomen unterdrückt werden, dass die Fremdstoffe die innere Umlaufoberfläche des halbzylindrischen Lagers erreichen, welches das Kombinationsgegenstück ist, das jenseits des Endbereichs der Umlaufölnut lokalisiert ist, und in der inneren Umlaufoberfläche lokal eingebettet und angesammelt werden.
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Eine Anzahl mikroskopischer Umlaufnuten sind üblicherweise gebildet an der inneren Umlaufoberfläche des Lagers, bestehend aus der zweiten gekrümmten Oberfläche. Das Schmieröl, das verteilt wird und in den Zwischenraum fließt, der gebildet wird von der zweiten gekrümmten Oberfläche und der Kurbelwellenoberfläche, und die das Schmieröl begleitenden Fremdstoffe werden zu der Umlaufnut geführt und erreichen die Umlaufendoberfläche des halbzylindrischen Lagers. Deshalb ist die aus dem durch die zweite gekrümmte Oberfläche gebildeten Zwischenraum austretende Menge an Schmieröl klein.
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Die zweite gekrümmte Oberfläche ist so gebildet, dass der Umlaufwinkel (θ) zwischen mindestens 20° und höchstens 50° liegt. Der Umlaufwinkel (θ) wird gemessen von einer Umlaufendoberfläche des halbzylindrischen Lagers mit dem Mittelpunkt (C1) des ersten Bogens als Mittelpunkt. Wenn der Umlaufwinkel (θ), gemessen von der Umlaufendoberfläche, weniger als 20° beträgt, ist die Umlauflänge der zweiten gekrümmten Oberfläche klein und die Verteilung der Fremdstoffe in der Umlaufölnut in den Zwischenraumbereich ist ungenügend. Wenn der Umlaufwinkel (θ) 50° übersteigt, wird die Fläche der ersten gekrümmten Oberfläche des halbzylindrischen Lagers, die durch den Betrieb des Verbrennungsmotors einer hohen Last ausgesetzt ist, zu klein.
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Bezüglich der Tiefen einer Anzahl mikroskopischer Umlaufnuten, die gebildet sind an der oben genannten inneren Umlaufoberfläche, bestehend aus der ersten und den zweiten gekrümmten Oberflächen, werden die Nuttiefen der Umlaufnuten der zweiten gekrümmten Oberflächen größer gemacht als die Nuttiefen der Umlaufnuten der ersten gekrümmten Oberfläche.
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Um die Belastungskapazität zu erhöhen durch Erleichtern der Ölfilmbildung für die erste gekrümmte Oberfläche, die durch den Betrieb des Verbrennungsmotors einer starken Last ausgesetzt ist, werden die Tiefen der Umlaufnuten der ersten gekrümmten Oberfläche bevorzugt kleiner gemacht als die Tiefen der Umlaufnuten der zweiten gekrümmten Umlaufoberfläche.
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Eine axiale Nut für ein Schmieröl, die sich über die gesamte Breite des Gleitlagers erstreckt, existiert entlang der beiden anstoßenden Endoberflächen der beiden halbzylindrischen Lager, die zu einer zylindrischen Form kombiniert werden. Die Umlaufölnut, die Umlaufnuten an den zweiten gekrümmten Oberflächen und die axialen Nut stehen miteinander in Verbindung. Durch diese Konfiguration fließen die Fremdstoffe, die aus der Umlaufölnut und den Umlaufnuten an der zweiten gekrümmten Oberfläche herausfließen, in die axiale Nut für das Schmieröl und werden zu der Außenseite des Lagers abgegeben.
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axialen Nut wird die Querschnittsfläche der Umlaufölnut größer gemacht als die Querschnittsfläche der oben genannten axialen Nut und die Fließgeschwindigkeit des Schmieröls in der axialen Nut für das Schmieröl ist hoch, verglichen mit der Fließgeschwindigkeit des Schmieröls in der Umlaufölnut. Somit unterliegen die Fremdstoffe kaum dem Einfluss des Flusses des Schmieröls, das in der Umlaufrichtung entlang der inneren Lagerumlaufoberfläche mit der Rotation der Kurbelwelle fließt. Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit verringert, dass die Fremdstoffe aus dem Inneren der axialen Nut für das Schmieröl herausgetrieben werden und sich zu der inneren Umlaufoberfläche des Lagers bewegen und dadurch in den Raum zwischen der Gleitoberfläche des Gleitlagers und der Kurbelwelle eintreten.
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Des weiteren sind die Umlaufnuten der zweiten gekrümmten Oberflächen und die axiale Nut für das Schmieröl miteinander verbunden. Die Nuttiefen der Umlaufnuten und der axialen Nut für das Schmieröl in dem Verbindungsbereich sind voneinander verschieden. Die Nutböden der Umlautnuten sind verschoben zu einer inneren Lagerumlaufoberflächenseite von dem Nutboden der axialen Nut für das Schmieröl. Durch die oben genannte Konfiguration, bei der die Nuttiefe der axialen Nut für das Schmieröl größer gemacht wird im Vergleich zu den Nuttiefen der Umlaufnuten, treten die Fremdstoffe, welche sich tendenziell entlang der Umlaufnuten bewegen, direkt in die axiale Nut für das Schmieröl ein, und zwar mit einer höheren Fließgeschwindigkeit des Schmieröls, wie voranstehend für den Verbindungsbereich beschrieben. Deshalb unterliegen die Fremdstoffe kaum dem Einfluss des Flusses des Schmieröls, das in der Umlaufrichtung entlang der inneren Umlaufoberfläche des Lagers mit der Rotation der Kurbelwelle fließt. Deshalb kann das im Stand der Technik auftretende Phänomen unterdrückt werden, dass die Fremdstoffe die innere Umlaufoberfläche des halbzylindrischen Lagers erreichen, das das Kombinationsgegenstück ist, welches jenseits des Endbereichs der Umlaufölnut lokalisiert ist, und in der inneren Umlaufoberfläche lokal eingebettet und angesammelt werden.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Umlaufnuten der zweiten gekrümmten Oberfläche so geformt, dass sie Nuttiefen von zwischen 4 μm und 15 μm mit Abständen von zwischen 0,1 mm und 0,8 mm besitzen und die Umlaufnuten der ersten gekrümmten Oberfläche sind so gebildet, dass sie Nuttiefen von 3 μm oder weniger mit Abständen von zwischen 0,1 mm und 0,8 mm besitzen.
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Um das Schmieröl und die Fremdstoffe, die in den Zwischenraumbereich verteilt werden, der durch die zweite gekrümmte Oberfläche und die Kurbelwelle gebildet wird, zu der axialen Nut für das Schmieröl zu führen, können die Umlaufnuten so gebildet werden, dass sie Nuttiefen von zwischen 4 μm und 15 μm mit Abständen von zwischen 0,1 mm und 0,8 mm besitzen. Wenn die Tiefen der Umlaufnuten weniger als 4 μm und die Abstände der Umlaufnuten (Umlaufnutbreiten) weniger als 0,1 mm betragen, gehen das Schmieröl und die Fremdstoffe leicht aus dem Inneren der Umlaufnuten heraus. Wenn die Umlaufnuttiefe 15 μm übersteigen und die Abstände (Nutbreiten) der Umlaufnuten 0,8 mm übersteigen, wird die Querschnittsfläche pro Grat in der Nähe des Scheitels des Kammbereichs von jeder der Umlaufnuten zu groß und wenn es zu einem Kontakt mit der Kurbelwelle kommt, nutzt sich der Scheitel des Kammbereichs kaum ab um die Konformabilität des Lagers zu reduzieren.
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Die Umlaufnuten der ersten gekrümmten Oberfläche werden so gemacht, dass sie Nuttiefen von 3 μm oder weniger mit Abständen von zwischen 0,1 mm und 0,8 mm besitzen. Durch diese Konfiguration wird an der ersten gekrümmten Oberfläche leicht ein Ölfilm gebildet und die Lastkapazität kann verstärkt werden.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Differenz „W1 – W2” zwischen der Lagerwanddicke (W1) in dem Umlaufmittelbereich des halbzylindrischen Lagers und der Lagerwanddicke (W2) in dem Umlaufendbereich zwischen 5 μm und 30 μm. Wenn die oben genannte Differenz weniger als 5 μm beträgt, kann nicht die Wirkung erwartet werden, dass das Schmieröl und die Fremdstoffe in der Umlaufölnut verteilt werden und in den Zwischenraumbereich fließen, der gebildet wird durch die zweiten gekrümmten Oberflächen und die Kurbelwelle. Des weiteren erhöht sich, wenn die oben genannte Differenz 30 μm übersteigt, die Menge des Öls die aus dem Zwischenraumbereich, der durch die zweite gekrümmte Oberfläche und die Kurbelwelle gebildet wird, an die Außenseite des Lagers austritt. Um die aus dem oben genannten Zwischenraumbereich austretende Schmierölmenge zu verringern, beträgt die oben genannte Differenz bevorzugt 15 μm oder weniger.
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Kurze Beschreibung der verschiedenen Ansichten der Zeichnung
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1 ist eine Vorderansicht eines halbzylindrischen Lagers zum Lagern einer Kurbelwelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 ist eine Ansicht, die eine innere Umlaufoberfläche des in 1 gezeigten halbzylindrischen Lagers zeigt;
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3 ist eine Ansicht, die eine innere Umlaufoberfläche des anderen halbzylindrischen Lagers zeigt, welches das Gegenstück des in den 1 und 2 gezeigten halbzylindrischen Lagers ist;
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4 ist eine Ansicht, die anstoßende Bereiche des in den 1 bis 3 gezeigten Paars halbzylindrischer Lager zusammen mit einer Kurbelwelle an einem Ort, wo eine Umlaufölnut vorhanden ist, zeigt;
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5 ist eine schematische Ansicht, die die innere Umlaufoberfläche des in 4 gezeigten Paars halbzylindrischer Lager lokal zeigt; und
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6 ist eine Ansicht ähnlich 4 und zeigt die anstoßenden Bereiche des in den 1 bis 3 gezeigten Paars halbzylindrischer Lager zusammen mit einer Kurbelwelle an einem Ort, wo die Umlaufnut vorhanden ist.
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Genaue Beschreibung der Erfindung
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Beispiel
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Nachfolgend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.
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1 ist eine Ansicht, die ein halbzylindrisches 10 zum Lagern einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, welche aus der axialen Richtung betrachtet wird. 2 ist eine Ansicht, die eine innere Lagerumlaufoberfläche des halbzylindrischen Lagers 10 zeigt. Das halbzylindrische Lager 10 wird mit dem anderen halbzylindrischen Lager 30 (3) in einer im Wesentlichen gleichen Form zu einer zylindrischen Form kombiniert, um ein Gleitlager für eine Kurbelwelle zu bilden. Der Unterschied zwischen den beiden halbzylindrischen Lagern 10 und 30 ist, dass eine Umlaufölnut 20 gebildet ist in dem Mittelbereich der Lagerbreite der inneren Umlaufoberfläche des halbzylindrischen Lagers 10, und zwar über die gesamte Länge in der Umlaufrichtung. Die übrigen Strukturen der beiden halbzylindrischen Lager 10 und 30 sind nicht voneinander verschieden.
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Die innere Lagerumlaufoberfläche des halbzylindrischen Lagers 10 wird gebildet durch zwei Arten von Bogenoberflächen mit verschiedenen Krümmungen. Diese sind eine erste gekrümmte Oberfläche 16, die lokalisiert ist in einem Mittelbereich der Länge in der Umlaufrichtung des Lagers, und eine zweite gekrümmte Oberfläche 18, die verbunden sind mit beiden Endbereichen in der Umlaufrichtung des Lagers der ersten gekrümmten Oberfläche 16. Die innere Lagerumlaufoberfläche des halbzylindrischen Lagers 30 wird gebildet durch eine erste gekrümmte Oberfläche 36 und eine zweite gekrümmte Oberfläche 38, welche ähnliche Bogenoberflächen sind.
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Das halbzylindrische Lager 10 wird nachfolgend beschrieben.
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In 1 wird der Mittelpunkt der Bogenoberfläche der ersten gekrümmten Oberfläche 16 repräsentiert durch C1 und der Mittelpunkt der Bodenoberfläche der zweiten gekrümmten Oberfläche 18 wird repräsentiert durch C2. In 1 ist eine virtuelle gerade Linie (X) gezeichnet, die durch beide Umlaufendflächen 12 und 14 des halbzylindrischen Lagers 10 verläuft, und es ist eine virtuelle gerade Linie Y gezeichnet, die senkrecht zu der virtuellen geraden Linie X ist und die Umlauflänge des halbzylindrischen Lagers 10 halbiert. Der Schnittpunkt der virtuellen geraden Linien X und Y ist die axiale Linienposition des halbzylindrischen Lagers 10 (Gleitlager) und ist zugleich der Bogenoberflächenmittelpunkt C1 der ersten gekrümmten Oberfläche 16. Die erste gekrümmte Oberfläche 16 ist eine Bogenoberfläche mit einem Radius RI mit C1 als Mittelpunkt. Der Bogenoberflächenmittelpunkt C2 der zweiten gekrümmten Oberfläche 18 liegt auf der virtuellen geraden Linie Y und befindet sich in einer Position, die bezüglich des Bogenoberflächenmittelpunkts C1 der ersten gekrümmten Oberfläche 16 nach der Außenseite des halbzylindrischen Lagers 10 hin verschoben ist. Die zweite gekrümmte Oberfläche 18 ist die Bogenoberfläche mit einem Radius RII mit C2 als Mittelpunkt. Der Radius RII ist größer als der Radius RI.
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Des weiteren sind die zweiten gekrümmten Oberflächen 18 gebildet in dem Bereich, in dem der Umlaufwinkel (θ) einen Wert zwischen mindestens 20° und höchstens 50° annimmt. Der Mittelpunkt des Umlaufwinkels (θ) ist C1, das die axiale Linienposition des halbzylindrischen Lagers 10 ist und zugleich der Bogenoberflächenmittelpunkt der ersten gekrümmten Oberfläche 16 ist, und der Messbezugspunkt des Umlaufwinkels (θ) ist eine der beiden Umlaufendoberflächen 12 und 14 des halbzylindrischen Lagers 10.
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Das halbzylindrische Lager 10, das so gebildet ist, dass es die obigen Formcharakteristika aufweist, hat eine solche Form, dass die Wanddicke des Bereichs, der der zweiten gekrümmten Oberfläche 18 entspricht, graduell abnimmt hin zu den beiden Umlaufendoberflächen 12 und 14 bezüglich der Wanddicke (W1) des Bereichs, der der ersten gekrümmten Oberfläche 16 entspricht, um an den Positionen der Endoberflächen 12 und 14 eine minimale Wanddicke W2 zu werden. Bezüglich der Wanddicke (W2) sollten jedoch folgende Punkte beachtet werden.
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Des weiteren werden an den beiden Umlaufendoberflächen 12 und 14 des halbzylindrischen Lagers 10 Eckkantenbereiche, die gebildet werden durch die Endoberflächen 12 und 14 und die zweiten gekrümmten Oberflächen 18, entfernt durch Abschrägen und es werden geneigte Oberflächen 12a und 14a gebildet. Im Fall des halbzylindrischen Lagers 30 werden Eckkantenbereiche, die gebildet werden durch die Endoberflächen 32 und 34 und die zweiten gekrümmten Oberflächen 38, entfernt durch Abschrägen über die gesamte Breite des Lagers und es werden geneigte Oberflächen 32a und 34a gebildet.
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Als Ergebnis wird eine axiale Nut G mit einem V-förmigen Querschnitt, die sich über die gesamte Länge der Lagerbreite erstreckt, definiert in den anstoßenden Bereichen der beiden halbzylindrischen Lager 10 und 30, wenn die halbzylindrischen Lager 10 und 30 zu einer zylindrischen Form kombiniert werden (4 und 5).
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Die Wanddicke (W2) in den beiden Umlaufendoberflächen 12 und 14 des halbzylindrischen Lagers 10 ist oben beschrieben. Wenn jedoch die geneigten Oberflächen 12a und 14a in den Bereichen der Endoberflächen 12 und 14 gebildet sind, kann eine genaue Wanddicke tatsächlich nicht gemessen werden. Demgemäß ist die Wanddicke (W2) in der vorliegenden Beschreibung und den Ansprüchen definiert als die Dicke unter der Annahme, dass die geneigten Oberflächen 12a und 14a nicht gebildet sind und die Eckkante. existiert.
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[Funktion der axialen Nut G]
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In den 4 und 5 bewegen sich das Schmieröl und begleitende Fremdstoffe FM in der Umlaufölnut 20 hin zu der Umlaufendoberfläche 14 mit der Rotation der Kurbelwelle CR (Rotationsrichtung Z). In der Umlaufendoberfläche 14 existiert die axiale Nut G, die definiert ist durch die geneigten Oberflächen 14a und 34a, und das Schmieröl und die Fremdstoffe FM fließen in die axiale Nut G. An dem Ort, wo die Umlaufölnut 20 in Verbindung steht mit der axialen Nut G, ist die Querschnittsfläche der axialen Nut G so geformt, dass sie kleiner ist als die Querschnittsfläche der Umlaufölnut 20. Dadurch wird die Bewegungsgeschwindigkeit des Schmieröls und der Fremdstoffe FM, die in die axiale Nut G hineinfließen, höher als die Bewegungsgeschwindigkeit in der Umlaufölnut 20. Deshalb folgen das Schmieröl und die Fremdstoffe FM hauptsächlich dem Fluss in der axialen Nut G und werden an die Außenseite des Lagers abgegeben aus den Endoberflächenbereichen in der Richtung der Lagerbreite.
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Des weiteren hat die zweite gekrümmte Oberfläche 18 einen großen Krümmungsradius verglichen mit der ersten gekrümmten Oberfläche 16. Der durch die zweite gekrümmte Oberfläche 18 und die äußere Umlaufoberfläche der Kurbelwelle CR gebildete Zwischenraum ist relativ groß. Deshalb werden das Schmieröl und die begleitenden Fremdstoffe, die in der Umlaufölnut 20 fließen, verteilt und fließen zu der Außenseite der Umlaufölnut 20 und werden zu einer Anzahl mikroskopischer Umlaufnuten 22 (Bearbeitungsspur, die erzeugt wird bei der schneidenden Bearbeitung) geführt, welche vorhanden sind an der zweiten gekrümmten Oberfläche 18, wie in 5 gezeigt, und fließen sodann in die axiale Nut G. In dem Verbindungsbereich der Umlaufnut 22 und der axialen Nut G, ist die Nuttiefe der axialen Nut G, bezogen auf die zweite gekrümmte Oberfläche 18, groß, verglichen mit der Nuttiefe der Umlaufnut 22. Die Fremdstoffe FM, die aus den Umlaufnuten 22 heraus in die axiale Nut G hineinfließen, bewegen sich zu dem Nutbodenbereich der axialen Nut G und folgen dem Fluss des Schmieröls mit relativ hoher Fließgeschwindigkeit in der Umlaufölnut 20 und werden leicht an die Außenseite des Lagers von dem Endoberflächenbereich in der Richtung der Lagerbreite abgegeben (6). Die Fremdstoffe FM, die sich entlang des Nutbodenbereichs der axialen Nut G bewegen, werden kaum beeinflusst durch den verteilten Fluss des Schmieröls entlang der Umlaufnut 22 zu der Seite des halbzylindrischen Lagers 30 und fließen somit glatt innerhalb der axialen Nut G und werden an die Außenseite des Lagers abgegeben von dem Endoberflächenbereich in der Richtung der Lagerbreite.
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Als Ergebnis, da das erfindungsgemäße Gleitlager das halbzylindrische Lager 10 mit der zweiten gekrümmten Oberfläche 18 verwendet, kann der Einfluss der das Schmieröl begleitenden Fremdstoffe reduziert werden im Vergleich mit dem herkömmlichen Gleitlager, bei dem sich die Fremdstoffe FM nur entlang der Umlaufölnut 20 bewegen, sich durch den im Impuls des Schmierölflusses zu dem Gleitoberflächenbereich des zylindrischen Lagers 30 bewegen und in dem lokalen Bereich der Region konzentriert und angesammelt werden und dann in der Gleitoberflächenregion eingebettet werden.
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Die Umlaufnut 22 steht in Verbindung mit der axialen Nut G in einer der geneigten Oberflächen 14a, die die axiale Nut G definieren. Bezüglich der Nuttiefen der Umlaufnut 22 und der axialen Nut G in dem Verbindungsbereich, wird die Tiefe der Umlaufnut 22 unmittelbar bevor dem Schnittbereich, in dem sich die beiden Nuten schneiden, verglichen mit der Tiefe der axialen Nut G, die definiert ist mit Bezug auf die virtuelle Oberfläche, die gebildet ist in dem Schnittbereich durch Verlängern der zweiten gekrümmten Oberflächen 18 und 38 der halbzylindrischen Lager 10 und 30.
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Des weiteren sind in 4 eine Anzahl von Umlaufnuten 22 gezeigt und zwar nur in der zweiten gekrümmten Oberfläche. Allerdings existieren tatsächlich auch in der ersten gekrümmten Oberfläche 16 eine Anzahl ähnlicher Umlaufnuten, die in der Umlaufrichtung ausgerichtet sind, obwohl diese nicht gezeigt sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 8-277831 A [0002]
- JP 2005-69283 A [0003, 0004, 0007]
- JP 2002-188624 A [0003, 0010]
- JP 2008-82355 A [0004]
