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HINTERGRUND
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(1) GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Halblager zur Lagerung einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors sowie ein Gleitlager mit zwei Halblagern.
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(2) BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
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In der Vergangenheit wurde ein Gleitlager, das durch ein Paar von Halblagern aufgebaut ist, als Hauptlager und Pleuelstangenlager eingesetzt. Eine sogenannte Anstoßaussparung wird in einem Gleitlager in der Nähe der anschließenden Oberflächen der Halblager gebildet.
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Eine Anstoßaussparung ist ein Bereich mit dünnerer Wandstärke, der in einem Bereich, der zu einer Umlaufendoberfläche eines Halblagers benachbart ist, gebildet ist, so dass die Dicke einer Wand in Richtung der Umlaufendoberfläche dünner wird. Eine Anstoßaussparung wird mit der Absicht gebildet, dass eine falsche Ausrichtung oder eine Deformation der verbundenen Oberflächen eines Paars von Halblagern in einem Zustand, in welchem die Halblager zusammengesetzt werden, aufgehoben wird (vergleiche, zum Beispiel,
JP-A-4-219521 und
JP-A-7-139539 ).
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Des Weiteren wird in manchen Fällen eine Mehrzahl von Umlaufrillen, die sich in Umlaufrichtung erstrecken, an einer inneren Umlaufoberfläche eines Halblagers, das ein Gleitlager aufbaut, gebildet. Im Allgemeinen werden solche Umlaufrillen gebildet, um das Speichern von Schmieröl in der inneren Umlaufoberfläche des Halblagers zu verstärken.
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Jedoch sind in den letzten Jahren Ölpumpen in Verbrennungsmotoren von der Größe her reduziert worden, und daher ist die Menge an Schmieröl, die der inneren Umlaufoberfläche eines Lagers zugeführt wird, reduziert worden. Demgemäß kommen, wenn ein Paar Halblager zu einer zylindrischen Form zusammengesetzt werden, die inneren Umlaufoberflächen des Lagers in direktem Kontakt mit einer Oberfläche der Welle, wenn die Umlaufendoberflächen der Halblager fehlausgerichtet sind, und es ist wahrscheinlich, dass ein Schaden an den inneren Umlaufoberflächen der Lager aufgrund von Wärme auftritt.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Halblager bereitzustellen, bei dein eine Beschädigung weniger wahrscheinlich ist, selbst wenn die Umlaufendoberflächen beim Zusammensetzen eines Paars Halblager zu einer zylindrischen Form fehlausgerichtet sind, und ein Gleitlager bereitzustellen, das durch Zusammensetzen solcher Halblager zu einer zylindrischen Form gebildet wird.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Um die obige Aufgabe zu lösen, ist das Halblager der vorliegenden Erfindung ein Halblager zur Lagerung einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors. Das Halblager umfasst Folgendes: einen halbzylindrischen Hauptteil einschließlich eines zentralen Bereichs des Halblagers in Umlaufrichtung; zwei Anstoßaussparungen, wobei jede Anstoßaussparung an jedem Umlaufende des Halblagers angeordnet ist und eine Dicke besitzt, wobei die Dicke der Anstoßaussparung dünner ist als diejenige des halbzylindrischen Hauptteils; sowie zwei Übergangsbereiche, wobei jeder Übergangsbereich zwischen dem halbzylindrischen Hauptteil und der Anstoßaussparung angeordnet ist und eine Dicke besitzt, wobei die Dicke des Übergangsbereichs in Richtung der Anstoßaussparung dünner wird. Unter der Annahme, dass eine innere Umlaufebene sich über die Anstoßaussparung erstreckt, ist die imaginäre Ebene mit der inneren Umlaufoberfläche des halbzylindrischen Hauptteils koplanar; jede Anstoßaussparung besitzt eine Tiefe von der imaginären Ebene an einer Umlaufendoberfläche des Halblagers, die größer ist als eine Tiefe von der imaginären Ebene an einer Verbindungsstelle zwischen jeder Anstoßaussparung und dem Übergangsbereich. Eine Mehrzahl Umlaufrillen erstreckt sich in Umlaufrichtung im halbzylindrischen Hauptteil entlang deren gesamter Länge in Umlaufrichtung, und die Mehrzahl Umlaufrillen erstreckt sich kontinuierlich in den Übergangsbereich.
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Dabei ist unter einer Kurbelwelle ein Element zu verstehen, das ein Lagerteil, ein Kurbelzapfenteil und ein Kurbelarmteil umfasst. Des Weiteren ist unter einem Gleitlager ein Lager zu verstehen, das ein Pleuelstangenlager und ein Hauptlager umfasst. Außerdem ist unter einem Halblager ein Element zu verstehen, das eine solche Form hat, dass ein Zylinder in zwei Hälften geteilt ist, wobei dies nicht so zu versehen ist, dass die Teilung strikt in zwei Hälften vorliegt.
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Das erfindungsgemäße Halblager umfasst einen halbzylindrischen Hauptteil, eine Anstoßaussparung und einen Übergangsbereich. Die Anstoßaussparung ist so ausgebildet, dass die Tiefe derselben an einer Stelle der Umlaufendoberfläche des Halblagers größer ist als die Tiefe derselben an einer Stelle, die die Verbindung zum Übergangsbereich darstellt. Eine Mehrzahl Umlaufrillen, die sich in Umlaufrichtung erstrecken, werden im halbzylindrischen Hauptteil gebildet, und die Mehrzahl an Umlaufrillen wird so gebildet, dass sie sich auch in den Übergangsbereich erstrecken.
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Durch einen solchen Aufbau kreuzen sich in einem Zustand, in dem die Endoberflächen der Halblager fehlausgerichtet sind, ein Ölfluss, der in Umlaufrichtung fließt, so dass er der Oberfläche einer Welle folgt, und ein Ölfluss, der in Richtung des halbzylindrischen Hauptteils fließt, geführt durch den Übergangsbereich, und kollidieren miteinander, wodurch eine turbulente Strömung erzeugt wird. Demnach wird Wärme, die erzeugt wird, wenn ein Umlaufende des halbzylindrischen Hauptteils des Lagers in Kontakt mit einer gelagerten Welle kommt, wirksam an die turbulente Ölströmung abgeleitet, und das Lager wird vom Erreichen einer hohen Temperatur, die Schaden zufügen würde, geschützt.
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Andere Verwendungen, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung erschließen sich anhand der folgenden Beschreibung von Beispielen unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER VERSCHIEDENEN ANSICHTEN DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Schnittansicht einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors mit Schnitt durch den Lagerzapfen und den Kurbelzapfen;
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2 ist eine Draufsicht eines Halblagers der Ausführungsform 1;
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3 ist eine Ansicht des Halblagers der Ausführungsform 1 von unten;
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4 ist eine Querschnittsansicht einer Mehrzahl von Umlaufrillen, die in einem halbzylindrischen Hauptteil des Halblagers der Ausführungsform 1 gebildet sind;
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5 ist eine vergrößerte Ansicht des A-Schnitts, der in 2 gezeigt ist;
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6 ist eine entwickelte Ansicht, in welcher der halbzylindrische Hauptteil im A-Schnitt zweidimensional entwickelt ist, um spezifische Abmessungen zu beschreiben;
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7 ist eine Vorderansicht, die einen Zustand zeigt, in dem Umlaufendoberflächen der Halblager der Ausführungsform 1 versetzt sind;
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8 ist eine Betriebsansicht, die den Betrieb des Halblagers der Ausführungsform 1 zeigt;
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9 ist eine Querschnittsansicht, die einen Übergangsbereich eines anderen Modus zeigt;
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10 ist eine Querschnittsansicht, die einen Übergangsbereich eines anderen Modus zeigt;
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11 ist eine Querschnittsansicht, die einen Übergangsbereich eines anderen Modus zeigt;
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12 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils seines Halblagers der Ausführungsform 2, der dem A-Schnitt, der in 2 dargestellt ist, entspricht;
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13 ist eine Innenansicht, die das positionsmäßige Verhältnis zwischen Umlaufrillen und Anstoßaussparungsrillen im Halblager der Ausführungsform 2 zeigt;
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14 ist ein Betriebsdiagramm, das den Betrieb des Halblagers der Ausführungsform 2 zeigt;
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15 ist eine Innenansicht, die das Positionsverhältnis zwischen Umlaufrillen und Anstoßaussparungsrillen im Halblager der Ausführungsform 2 zeigt;
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16 ist eine Querschnittsansicht, die die Umlaufrillen und die Anstoßaussparungsrillen im Halblager der Ausführungsform 3 zeigt;
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17 ist ein Betriebsdiagramm, das den Betrieb des Halblagers der Ausführungsform 3 beschreibt;
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18 ist eine Frontansicht, die einen Zustand zeigt, in dem Umlaufendoberflächen der Halblager ausgerichtet sind;
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19 ist eine Betriebsansicht, die den Betrieb des Halblagers in dem in 18 gezeigten Zustand beschreibt;
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20 ist eine Tabelle, die Testbedingungen und Ergebnisse eines Tests zur Bestätigung der Effekte zeigt;
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21 ist eine Tabelle, die Testbedingungen eines Tests zur Bestätigung der Effekte zeigt; und
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22 ist ein Betriebsdiagramm, das den Betrieb eines vorliegenden Halblagers zeigt.
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GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Dabei ist zu beachten, dass die Anstoßaussparung in den Zeichnungen übertrieben groß dargestellt ist, um das Verständnis zu erleichtern.
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AUSFÜHRUNGSFORM 1
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(Gesamtkonfiguration des Gleitlagers)
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Wie in 1 gezeigt, umfasst eine Gleitlagervorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform einen Lagerzapfenteil 6, der durch einen unteren Teil des Zylinderblocks 8 gelagert wird, einen Kurbelzapfenteil 5, der einstückig mit dem Lagerzapfen 6 gebildet ist, um den Lagerzapfen 6 zu rotieren und eine Pleuelstange 2, die eine Hin- und Herbewegung vom Verbrennungsmotor auf den Kurbelzapfenteil 5 überträgt. Die Lagervorrichtung 1 umfasst des Weiteren ein Hauptlager 4, das den Lagerzapfen 6 rotierbar lagert, und ein Pleuelstangenlager 3, das den Kurbelzapfen 5 rotierbar lagert, und zwar als Gleitlager für das Lagern der Kurbelwelle.
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Zu beachten ist, dass, obwohl die Kurbelwelle eine Mehrzahl Lagerzapfenteile 6 und eine Mehrzahl Kurbelzapfen 5 umfasst, hier zur Vereinfachung der Beschreibung nur ein einzelner Lagerzapfen 6 und ein einzelner Kurbelzapfen 5 zur Beschreibung gezeigt sind. In 1 ist zur Beschreibung der Positionsbeziehung in der Tiefenrichtung der Papierebene der Lagerzapfen 6 auf der Rückseite und der Kurbelzapfen 5 auf der Vorderseite angeordnet.
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Der Lagerzapfen 6 ist axial gelagert durch ein unteres Zylinderblockteil 81 des Verbrennungsmotors durch das Hauptlager 4, das durch ein Paar Halblager 41 und 42 aufgebaut wird. Eine Schmierölnut 41a ist im Halblager 41, das in 1 an einer oberen Seite angeordnet ist, und zwar über die Länge der gesamten inneren Umlaufoberfläche davon. Des Weiteren besitzt der Lagerzapfen 6 einen Schmierölkanal 6a, der diesen in diametraler Richtung durchdringt, und wenn sich der Lagerzapfen 6 in der durch den Pfeil X bezeichneten Richtung dreht, kommen Öffnungen an beiden Enden des Schmierölkanals 6a abwechselnd mit der Schmierölnut 41a in Verbindung.
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Der Kurbelzapfen 5 ist durch ein Pleuelfußgehäuse 21 der Pleuelstange 2 (ein stangenseitiges Pleuelfußgehäuse 22 und ein deckelseitiges Pleuelfußgehäuse 23) durch das Pleuelstangenlager 3, das durch ein Paar Halblager 31 und 32 aufgebaut ist, axial gelagert.
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Wie oben ausgeführt wird das Schmieröl, das von einer Ölpumpe in das Hauptlager 4 abgegeben wird, in die Schmierölnut 41a zugeführt, die entlang der inneren Umlaufoberfläche des Hauptlagers 4 gebildet ist, und zwar durch ein Durchgangsloch, das in der Wand des Hauptlagers 4 gebildet ist, aus einem Ölkanal, der in der Zylinderblockwand gebildet ist.
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Des Weiteren ist ein erster Schmierölkanal 6a gebildet, der in diametraler Richtung den Lagerzapfen 6 durchdringt, und die Öffnungen an beiden Enden des ersten Schmierölkanals 6a stehen in Verbindung mit der Schmierölnut 41a. Des Weiteren ist ein zweiter Schmierölkanal 5a, der durch einen Kurbelzapfenteil (nicht gezeigt) gelangt, so gebildet, dass er vom ersten Schmierölkanal 6a im Kurbelzapfenteil 6 abzweigt, und der zweite Schmierölkanal 5a steht in Verbindung mit einem dritten Schmierölkanal 5b, der gebildet ist, so dass er den Kurbelzapfen 5 in diametraler Richtung durchdringt.
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Auf diese Weise gelangt das Schmieröl durch den ersten Schmierölkanal 6a, den zweiten Schmierölkanal 5a und den dritten Schmierölkanal 5b, so dass es einem Raum zugeführt wird, der zwischen dem Kurbelzapfenteil 5 und dem Pleuelstangenlager 3 durch einen Endauslass des dritten Schmierölkanals 5b gebildet ist (d. h. einen Auslass, der sich in der äußeren Umlaufoberfläche des Kurbelzapfens 5 öffnet).
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Obwohl die nachfolgende Beschreibung bezüglich des Pleuelstangenlagers 3 als Beispiel für das erfindungsgemäße Gleitlager angegeben wird, werden selbst mit dem Hauptlager 4 im Wesentlichen die gleiche Konfiguration und die gleichen Betriebseffekte erreicht. (Aufbau des Halblagers)
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Das Pleuelstangenlager 3 der vorliegenden Ausführungsform ist in einer allgemein zylindrischen Form durch Zusammensetzen eines Paars Halblager 31 und 32, so dass die Umlaufendoberflächen davon miteinander verbunden sind, gebildet (vgl. 7). Jedes der Halblager 31 (32) ist in einer halbzylindrischen Form mit einem Bimetall ausgebildet, in welchem eine dünne Lagerlegierung auf einer Stahlplatte haftet, wie in 2 gezeigt, und umfasst einen halbzylindrischen Hauptteil 71, der so ausgebildet ist, dass er einen zentralen Bereich in Umlaufrichtung umfasst, Anstoßaussparungen 70, 70, die an beiden Umlaufenden gebildet sind, und Übergangsbereiche 73, 73, die zwischen dem halbzylindrischen Hauptteil 71 und den Anstoßaussparungen 70, 70 gebildet sind, so dass die Dicke einer Wand davon in Richtung der Anstoßaussparungen 70, 70 dünner wird.
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Der halbzylindrische Hauptteil besitzt eine halbzylindrische Oberfläche, die einen Hauptteil der inneren Umlaufoberfläche des Halblagers 31 einnimmt, und diese halbzylindrische Oberfläche stellt eine primäre Gleitfläche mit einer Gegenwelle dar. Des Weiteren sind eine Mehrzahl Umlaufrillen 74, ..., die sich in Umlaufrichtung erstrecken, im halbzylindrischen Hauptteil 71 der vorliegenden Ausführungsform gebildet, wie in 3 gezeigt.
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Die Umlaufrillen 74 sind über die gesamte Länge in Umlaufrichtung, in der inneren Umlaufoberfläche des halbzylindrischen Hauptteils 71 des Halblagers 31, wie in 3 und 4 gezeigt, gebildet. Des Weiteren sind die Umlaufrillen 74 ohne Unterbrechung gebildet, so dass sie sich in die Übergangsbereiche 73, 73, die an beiden Enden des halbzylindrischen Hauptteils 71 liegen, erstrecken, was im Weiteren beschrieben wird. Des Weiteren sind die Umlaufrillen 74 in Mehrzahl parallel zueinander in Breitenrichtung des Halblagers 31 angeordnet und sind so gebildet, dass sie sich über die gesamte Breite erstrecken. Demgemäß sind die Mehrzahl Umlaufrillen 74, ..., über den gesamten Bereich der innen Umlaufoberfläche (halbzylindrischen Oberfläche), des halbzylindrischen Hauptteils 71 gebildet, und deshalb existiert darin kein ebener Bereich.
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Genauer beschrieben ist die Umlaufrille 74 zu einer Kreisbogenform ausgebildet, eine Form bei der ein Kreisbogenbereich sich auf der Rückseite befindet, mit einer vorgesehener Rillenbreite WG und einer vorgesehenen Rillentiefe DG, wie in 4 gezeigt. Mit anderen Worten sind die einzelnen Umlaufrillen 74 U-förmige ausgeschnittene Rillen und sind parallel in Breitenrichtung in regulären Intervallen (WG) angeordnet, so dass sie einen Sägeblatt-förmigen oder flachen kammartig geformten Bereich bilden. Dabei bezeichnet die Rillenbreite WG den Abstand zwischen den Höhepunkten benachbarter Scheitel in der Breitenrichtung des Halblagers 31, und die Rillentiefe DG bezeichnet den Abstand von einem Höhepunkt zu einem Tiefpunkt einer Senke in einer Richtung senkrecht zur inneren Umlaufoberfläche. Insbesondere wird es bevorzugt, dass die Umlaufrillen 74 eine Rillenbreite WG von 0,05 mm bis 0,75 mm, und die Rillentiefe DG 1 μm bis 8 μm besitzen.
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Darüber hinaus besitzt die Mehrzahl Umlaufrillen 74 dieselbe Rillenbreite WG und dieselbe Rillentiefe DG, und die Rillenbreite WG und die Rillentiefe DG sind entlang der Umlaufrichtung konstant. Daher wird ein Druckverlust (Formverlust) des Schmieröls, das in den Umlaufrillen 74 fließt, verhindert werden. Es soll zur Kenntnis genommen werden, dass, obwohl es bevorzugt wird, dass die Umlaufrillen 74 in Kreisbogenform oder U-Form vorliegen, die Umlaufrille 74 in jeder beliebigen Form vorliegen kann, die den Fluss des Schmieröls leiten kann, und V-förmig sein kann.
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Der Übergangsbereich 73, in welchem die Dicke der Wand nach und nach in Richtung der Anstoßaussparung 70 abnimmt, ist in Nachbarschaft zum halbzylindrischen Hauptteil 71 gebildet, wie in 5 und 6 gezeigt. Mit anderen Worten ist in denn Übergangsbereich 73 eine geneigte gewölbte Oberfläche gebildet, so dass sie sich einer Gegenwelle von der inneren Oberfläche der Anstoßaussparung 70 in Richtung der inneren Oberfläche des halbzylindrischen Hauptkörpers 71 annähert.
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Der Übergangsbereich 73, gesehen in axialer Richtung des Halblagers 31, wird von einer nach innen konvex gewölbten Oberfläche, die sich nach innen in radialer Richtung des Halblagers 31 erstreckt, gebildet. Das heißt, die Neigung der geneigten gewölbten Oberfläche des Übergangsbereichs 73 bezüglich der imaginären inneren Umlaufebene des Halblagers 31, gesehen in axialer Richtung des Halblagers 31, entspricht dem Maximum einer Stelle der Verbindung zur Anstoßaussparung 70, und erreicht das Minimum an einer Stelle der Verbindung des halbzylindrischen Hauptteils 71, so dass eine glatte Verbindung mit dem halbzylindrischen Hauptteil 71 erreicht wird. Dabei bezieht sich die „nach innen konvex gewölbte Oberfläche” auf einen Zustand, in welchem Konkavitäten und Konvexitäten der Umlaufrillen 74 in der Breiterrichtung vorliegen, und bedeutet, dass ein Umriss (Umschlagsoberfläche) in Umlaufrichtung gewölbt ist.
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Es soll zur Kenntnis genommen werden, dass es ausreicht, dass die Form der inneren Oberfläche des Übergangsbereichs 73 in einer solchen Form vorliegt, dass ein Ölfluss F3, der nahe der Oberfläche der Anstoßaussparung 70 fließt, zu einem Ölfluss F2 umgewandelt wird, der eher in Richtung der Gegenwelle orientiert ist, wie im Folgenden beschrieben wird. Demnach muss die Form der inneren Oberfläche keine nach innen konvex gewölbte Oberfläche sein, und kann zum Beispiel planar sein (linear entlang eines Querschnitts) (vgl. 9) oder kann eine nach außen konkav gewölbte Oberfläche sein (nach außen konkave Wölbung entlang eines Querschnitts) (vgl. 10). Stärker bevorzugt ist die Form der inneren Oberfläche eine S-förmige gewölbte Oberfläche, wobei die der Anstoßaussparung 70 nähere Seite eine nach außen konkav gewölbte Oberfläche ist, und die davon weiter entfernte Seite einer nach innen konvex gewölbte Oberfläche ist (vgl. 11).
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Wie in 3 gezeigt, ist die Mehrzahl an Umlaufrillen 74 ..., die im halbzylindrischen Hauptteil 71 gebildet sind, so gebildet, dass sie sich seriell in den Übergangsbereich 73 ebenso erstrecken. Die Umlaufrillen 74, die im Übergangsbereich 73 gebildet sind, besitzen dieselbe Rillenbreite WG wie die Umlaufrillen 74, die im halbzylindrischen Hauptteil 71 gebildet sind. Die Rillenbreite WG und die Rillentiefe sind entlang der Umlaufrichtung konstant. Daher wird ein Druckabfall (Flussabfall) des Schmieröls, das in den Umlaufrillen 74 von dem Übergangsbereich 73 zur halbzylindrischen Hauptoberfläche fließt, verhindert. Es soll zur Kenntnis genommen werden, dass, obwohl es bevorzugt wird, dass die Rillentiefe im Übergangsbereich 73 dieselbe ist, wie die Rillentiefe DG im halbzylindrischen Hauptteil 71, die Rille tiefer oder flacher gefertigt werden kann.
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Die Anstoßaussparung 70 ist ein Bereich mit dünnerer Wanddicke, der gebildet ist in einem Bereich, der an die Umlaufendoberfläche 72 des Halblagers 31 angrenzt (vgl. 5), so dass die Dicke der Wand dünner ist, als diejenige des halbzylindrischen Hauptteils 71. Die Anstoßaussparung 70 wird vorgesehen zum Zweck des Ausgleichs einer Fehlausrichtung oder Deformation der anstoßenden Oberflächen (Umlaufendoberflächen 72) in einem Zustand, in dem das Paar Halblager 31 und 32 mit der Pleuelstange 2 zusammengesetzt werden.
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Die Anstoßaussparung 70 der vorliegenden Ausführungsform ist so gebildet, dass die Tiefe D2 an der Stelle der Endoberfläche 72 größer (tiefer) ist, als eine Tiefe D1 an einer Verbindungsstelle im Übergangsbereich 73, wie in 5 und 6 gezeigt. Dabei bezeichnet die Tiefe der Anstoßaussparung 70 einen Abstand zur Oberfläche der Anstoßaussparung 70 von der imaginären inneren Umlaufebene, bei welcher sich die innere Umlaufoberfläche des halbzylindrischen Hauptteils 71 über die Anstoßaussparung 70 erstreckt.
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Des Weiteren ist die Anstoßaussparung 70 der vorliegenden Ausführungsform aus einer nach außen konkav gewölbten Oberfläche gebildet, die nach außen drückt, oder in radialer Richtung des Halblagers 31 sich zurückwölbt. Dies bedeutet, dass die Neigung der inneren Oberfläche der Anstoßaussparung 70 bezüglich der imaginären inneren Umlaufebene des Halblagers 31, gesehen in axialer Richtung des Halblagers 31, das Maximum an einer Stelle, die in Verbindung mit dem Übergangsbereich 73 ist, erreicht, und das Minimum an einer Stelle der Endoberfläche 72 erreicht, und im Wesentlichen parallel zur imaginären Umlaufebene wird.
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Im Folgenden werden in Bezug auf 6 die spezifischen Abmessungen der Anstoßaussparung 70 und des Übergangsbereichs 73 beschrieben. 6 ist eine entwickelte Ansicht, in welcher die Umlaufoberfläche des halbzylindrischen Hauptteils 71 planar entwickelt ist (linear entlang des Querschnitts). Die Länge L2 und die Tiefe D2 der Anstoßaussparung 70 können wie bei einer bestehenden Anstoßaussparung sein. Zum Beispiel kann im Fall eines Lagers für einen Automobilverbrennungsmotor geringer Größe die Länge annähernd 3 mm bis 7 mm sein und die Tiefe D2 annähernd 0,01 mm bis 0,05 mm sein, obwohl diese Angaben in Abhängigkeit von den Vorgaben für den Verbrennungsmotor abweichen können.
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Die Tiefe D1 der Anstoßaussparung 70 an einer Verbindungsstelle zum Übergangsbereich 73 kann auf 0,005 mm bis 0,030 mm festgelegt werden. Ist die Tiefe D1 innerhalb dieses Bereichs, so wird die Ölmenge, die die Verbindungsstelle erreicht, zu nehmen, und daher ist es schwierig, den Ölfluss F2 zu bilden. Dies bedeutet, dass in einem Fall, in welchem die Tiefe D1 0,030 mm überschreitet, der Zwischenraum in der Anstoßaussparung 70 an einem breitseitigen Ende des Halblagers 31 (der eingeschobene Zwischenraum zwischen der inneren Oberfläche der Anstoßaussparung 70 und der imaginären inneren Umlaufebene) vergrößert, und daher wird die Menge an Schmieröl, die an beiden Enden der Halblager 31 in der Breitseitenrichtung des Halblagers 31 ausläuft, zunehmen.
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Die Länge L1 des Übergangsbereichs 73 in Umlaufrichtung kann auf 1 mm bis 4 mm festgelegt werden. Ist die Länge L1 innerhalb dieses Bereichs, so wird der Ölfluss F2 mit einer vorbestimmten Flussrate gebildet und kollidiert mit dem Ölfluss F1, was zur Bildung einer turbulenten Strömung führt. Das bedeutet, dass in einem Fall, in welchem die Länge L1 den Wert 0 oder weniger als 1 mm besitzt, eine Stufe, aufgebaut durch eine senkrechte Ebene, zwischen der halbzylindrischen Hauptoberfläche des halbzylindrischen Hauptteils 71 und der inneren Oberfläche der Anstoßaussparung 70, erzeugt wird. Daher wird der Widerstand zum Ölfluss F3 übermäßig erhöht, so dass das Schmieröl ausläuft, und daher es weniger wahrscheinlich ist, dass der Ölfluss F2 gebildet wird. Andererseits nähert sich in einem Fall, in welchem die Länge L1 4 mm überschreitet, die Flussrichtung des Ölflusses F2 der Flussrichtung des Ölflusses F1 an, und somit ist es weniger wahrscheinlich, dass eine turbulente Strömung erzeugt wird, selbst wenn der Ölfluss F2 und der Ölfluss F1 miteinander kollidieren.
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Es soll zur Kenntnis genommen werden, dass die Formen des halbzylindrischen Teils 71, der Anstoßaussparung 70 und des Übergangsbereichs 73, die oben beschrieben wurden, mit einem typischen Formmessgerät, wie z. B. einem Rundungsmessgerät gemessen werden können. Dies bedeutet, dass in einem Zustand, in welchem ein Lager zu einer Pleuelstange, einem Motorblock oder einem Gehäuse ähnlich diesem zusammengesetzt wird, die Form der inneren Oberfläche des Lagers kontinuierlich in Umlaufrichtung gemessen werden kann.
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(Betrieb)
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Nachfolgend wird der Betrieb des Halblagers 31 der vorliegenden Ausfürungsform im Bezug auf 7 bis 11 beschrieben.
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Es wird ein Fall betrachtet, in welchem die Umgebung des Umlaufendes der inneren Umlaufoberfläche (der halbzylindrische Hauptteil 71) des Halblagers 31 (32) in direktem Kontakt mit der Oberfläche der Gegenwelle in einen Zustand kommt, in welchem die Umlaufendoberflächen des Paars Halblager 31 und 32, wie in 7 gezeigt, versetzt sind. In diesem Zustand sind die halbzylindrische Hauptoberfläche des halbzylindrischen Hauptteils 71 und die Oberfläche der Anstoßaussparung 70 in unmittelbarer Nähe zur Oberfläche der Gegenwelle in der Umgebung eines Endes des Halblagers 31, das nach innen hin versetzt ist (oberer rechter Bereich und unterer linker Bereich in 7).
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Sind die Oberfläche der Anstoßaussparung 70 und die Oberfläche der Gegenwelle in unmittelbarer Nähe zueinander, so wird der Ölfluss F3, der nahe der Oberfläche der Anstoßaussparung 70 fließt, zuerst gebildet, wie in 8 gezeigt. Anschließend wird der Ölfluss F3 in die Umlaufrillen 74 geleitet, die in dem Übergangsbereich 73 gebildet sind, und daher wird der Ölfluss F2, der in Richtung des halbzylindrischen Hauptteils 71 fließt, gebildet. Nachfolgend kollidiert der Ölfluss F2 in einem Kollisionsbereich A1 mit dem Ölfluss F1, der in Umlaufrichtung fließt, der Oberfläche der Welle folgend, wodurch eine wechselseitige Störung unter Bildung einer turbulenten Strömung entsteht. Die Wärme im Halblager 31, die in dem Kontaktbereich A2, in welchem die Oberfläche der Welle in Kontakt mit der inneren Umlaufoberfläche des Lagers steht, wird zum Fluss des Schmieröls geleitet, der zu einer turbulenten Strömung umgewandelt wurde und somit wird das Halblager 31 gekühlt. Genauer ändert sich die turbulente Strömung des Schmieröls zu einer flächenförmigen Strömung des Schmieröls, während das Schmieröl von dem Kollisionsbereich A1 zum Kontaktbereich A2 fließt, und daher ist es unwahrscheinlich, dass Wärme im Halblager 31, die in Kontaktbereich A2 erzeugt wird, zum Schmieröl geleitet wird. Da jedoch die Wärme in der Oberfläche des Halblagers 31 in der Umgebung des Kollisionsbereichs A1 zum Schmieröl, das zu einer turbulenten Strömung im Kollisionsbereich A1 umgewandelt wurde, geleitet wird, wird ein Temperaturgradient in der Oberfläche des Halblagers 31 zwischen denn Kollisionsbereich A1 und dem Kontaktbereich A2 erzeugt. Anschließend wird innerhalb des Halblagers 31 die Wärme im Kontaktbereich A2 zum Kollisionsbereich A1 geleitet, so dass der erzeugte Temperaturgradient verringert wird, und somit wird der Kontaktbereich A1 des Halblagers 31 im Ergebnis gekühlt.
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Insbesondere wird der Ölfluss F2 weiter intensiviert, da die Tiefe D2 an einer Stelle der Endoberfläche der Anstoßaussparung 70 größer ist als die Tiefe D1 an einer Verbindungsstelle zum Übergangsbereich 73. Dies bedeutet, dass ein Zwischenraum zwischen der Anstoßaussparung 70 und der Oberfläche der Gegenwelle nach und nach in Richtung des Übergangsbereichs 73 von der Endoberfläche 72 her schmaler wird. Demgemäß nimmt die Flussrate des Ölflusses F3, der in der Nähe der Oberfläche der Anstoßaussparung 70 fließt, in Richtung des Übergangsbereichs 73 zu, und damit ist es wahrscheinlicher, dass der Ölfluss F2 gebildet wird.
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Andererseits wird in einem Zustand, in welchem die Stellen der Umlaufendoberflächen des Paars Halblager 31 und 32 wie in 18 ausgerichtet sind, ein ausreichender Zwischenraum zwischen der inneren Umlaufoberfläche (der halbzylindrische Hauptteil 71) des Lagers und der Oberfläche der Welle erzeugt, wie in 19 gezeigt. Daher werden der Ölfluss F3 und der Ölfluss F2 abgeschwächt, da die Oberfläche der Anstoßaussparung 70 einen genügenden Abstand von der Oberfläche der Welle besitzt, während der Ölfluss F1 verstärkt wird. Demgemäß wird keine turbulente Strömung gebildet, und es entsteht auch kein Druckabfall im Schmieröl, und daher nimmt auch der mechanische Verschleiß in dem Verbrennungsmotor nicht zu.
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Des Weiteren wird ein Zwischenraum zwischen dem Kollisionsbereich A1, in welchem der Ölfluss F1 und der Ölfluss F2 miteinander kollidieren, und dem Kontaktbereich A2 erzeugt, da der Übergangsbereich 73 der vorliegenden Ausführungsform eine nach innen konvex gewölbte Oberfläche besitzt. Daher nimmt das Volumen des Schmieröls, welches zu einer turbulenten Strömung umgewandelt werden soll, zu, und die Ableitung der Wärme vom Halblager 31 wird erleichtert. Zum Beispiel ist, wie in 9 und 10 gezeigt, in einem Fall, in dem der Übergangsbereich 73 aus einer planar geneigten Oberfläche oder einer nach außen konkav gewölbten Oberfläche gebildet ist, der Zwischenraum zum temporaren Lagern des Schmieröls, das zu einer turbulenten Strömung geworden ist, klein, und daher kann die Ableitung von Wärme nicht begünstigt werden.
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Im Folgenden wird in Bezug auf 11 ein Fall beschrieben, in welchem der Übergangsbereich 73 eine nach außen konkav gewölbte Oberfläche 73a an einer der Anstoßaussparungen 70 näheren Seite und eine nach innen konvex gewölbte Oberfläche 73b an einer davon weiter entfernten Seite unter allgemeiner Bildung einer s-förmig gewölbten Oberfläche als weiterer Modus des Übergangsbereichs 73 umfasst. In einem Fall, in welchem der Übergangsbereich 73 aus einer s-förmig gewölbten Oberfläche als solche besteht, wird die Ableitung von Wärme weiter begünstigt. Genauer nimmt, da ein Zwischenraum zwischen dem Kollisionsbereich A1 und dem Kontaktbereich A2 durch die nach innen konvex gewölbte Oberfläche 73b an der weiter von der Anstoßaussparung 70 entfernten Seite ähnlich der obigen Beschreibung das Volumen des Schmieröls, das zu einer turbulenten Strömung werden soll, zu. Des Weiteren wird die Erzeugung einer turbulenten Strömung begünstigt, da der Kreuzungswinkel des Ölflusses F2 bezüglich dem Ölfluss F1 durch die nach außen konkav gewölbte Oberfläche 73a an der zur Anstoßaussparung 70 näheren Seite erhöht wird. (Wirkung) Die Wirkungen des Halblagers 31 und der Verbindungspleuelstange 3 der vorliegenden Ausführungsform werden nachfolgend aufgeführt und beschrieben.
- (1) Das Halblager 31 der vorliegenden Ausführungsform ist das Halblager 31, das das Pleuelstangenlager 3, das als Gleitlager zur Lagerung einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors dient, ausmacht. Eines der Halblager 31, 32 umfasst den halbzylindrischen Hauptteil 71, der im Zentrum des Halblagers 31 in Umlaufrichtung gebildet ist, sowie die Anstoßaussparungen 70, 70, die an beiden Umlaufenden des Halblagers 31 gebildet sind, so dass die Dicke der Wand dünner ist, als diejenige des halbzylindrischen Hauptteils 71. Das Halblager 31 der vorliegenden Ausführungsform umfasst des Weiteren die Übergangsbereiche 73, 73, die in Nachbarschaft zu den beiden Umlaufenden des halbzylindrischen Hauptteils 71 gebildet sind, so dass die Dicke der Wand nach und nach in Richtung der Anstoßaussparung 70 dünner wird. Die Anstoßaussparung 70 wird so gebildet, dass die Tiefe D2 an einer Stelle der Umlaufendoberfläche 72 des Halblagers 31 größer ist als die Tiefe D1 an einer Verbindungsstelle zum Übergangsbereich 73. Des Weiteren ist die Mehrzahl an Umlaufrillen 74, ..., die sich in Umlaufrichtung erstrecken, im halbzylindrischen Hauptteil 71 gebildet, und die Mehrzahl Umlaufrillen 74, ..., sind so gebildet, dass sie sich ebenfalls in den Übergangsbereich 73 erstrecken.
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Bei einem solchen Aufbau kreuzen sich in einem Zustand, in welchem die Stelle der Endoberfläche 72 der Halblager 31 versetzt ist, der Ölfluss F1, der in Umlaufrichtung fließt und der Oberfläche der Welle folgt, und der Ölfluss F2, der in Richtung des halbzylindrischen Hauptteils 71 durch Führung durch den Übergangsbereich 73 fließt, unter Kollision miteinander, wodurch eine turbulente Strömung erzeugt wird. Demgemäß wird durch Kontakt des Umlaufendes des halbzylindrischen Hauptteils 71 des Halblagers 31 mit der Gegenwelle erzeugte Wärme wirksam an das Schmieröl abgeführt, das sich unter einer turbulenten Strömung befindet, und daher kann das Halblager 31 vor dem Erreichen einer hohen Temperatur, die ihm Schaden zufügen kann, bewahrt werden.
- (2) Der Übergangsbereich 73 kann aus einer nach innen konvex gewölbten Oberfläche, die in radialer Richtung des Halblagers 31 nach innen drückt, gebildet sein. Somit wird ein Zwischenraum zwischen dem Kollisionsbereich A1, in welchem der Ölfluss F1 und der Ölfluss F2 miteinander kollidieren und dem Kontaktbereich A2 gebildet. Demnach steigt das Volumen des Schmieröls, das eine turbulente Strömung erfahren soll, an, und die Ableitung der Wärme vom Halblager 31 wird erleichtert.
- (3) Der Übergangsbereich 73 kann auch aus der nach außen konkav gewölbten Oberfläche 73a, die in radialer Richtung nach außen drückt oder zurückgeht, an der Seite, die näher an der Anstoßaussparung 70 liegt, und der nach innen konvex gewölbten Oberfläche 73b, die in radialer Richtung nach innen drückt, an der von der Anstoßaussparung 70 weiter entfernten Seite. In einem Fall, in welchem der Übergangsbereich 73 eine s-förmig gewölbte Oberfläche als solche umfasst, wird die Wärmeleitung weiter begünstigt. Das bedeutet, dass durch Einschluss der nach innen konvex gewölbten Oberfläche 73b das Volumen des Schmieröls, das eine turbulente Strömung erfahren soll, zunimmt, und durch Einschluss der nach außen konkav gewölbten Oberfläche 73a die Erzeugung der turbulenten Strömung begünstigt wird.
- (4) Die Anstoßaussparung 70 kann vorzugsweise so gestaltet sein, dass die Tiefe D1 davon an einer Verbindungsstelle zum Übergangsbereich 73 0,005 mm bis 0,030 mm beträgt. Liegt die Tiefe D1 innerhalb dieses Bereichs, so wird die Ölmenge, die diese Verbindungsstelle erreicht, erhöht, und somit kann der Ölfluss F2 gebildet werden.
- (5) Die Länge L1 des Übergangsbereichs 73 in Umlaufrichtung ist vorzugsweise 1 mm bis 4 mm. Liegt die Menge L1 innerhalb dieses Bereichs, so wird der Ölfluss F2 mit einer vorbestimmten Flussrate gebildet, so dass er mit dem Ölfluss F1 kollidiert, und somit wird eine turbulente Strömung erzeugt.
- (6) Das Pleuelstangenlager 3, das als Gleitlager der vorliegenden Ausführungsform dient, umfasst ein Paar beliebiger, oben beschriebener Halblager 31 und wird durch Zusammensetzen des Paars Halblager 31 und 32 zu einer zylindrischen Form gebildet.
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AUSFÜHRUNGSFORM 2
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Im Folgenden wird unter Bezug auf 12 bis 14 ein Fall beschrieben, in dem im Unterschied zur Ausführungsform 1 eine Rille ebenfalls in der Anstoßaussparung 70 gebildet ist, und diese Rille nicht bezüglich der Umlaufrillen 74 versetzt ist. Es soll zur Kenntnis genommen werden, dass gleiche oder äquivalente Teile zum gemäß Ausführungsform 1 beschriebenen Inhalt mit dem gleichen Referenzzeichen bezeichnet werden.
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Als erstes soll der Aufbau beschrieben werden. Wie in 12 gezeigt, umfasst eines der Halblager 31, 32 der vorliegenden Ausführungsform den halbzylindrischen Hauptteil 71, die Anstoßaussparungen 70, 70 und die Übergangsbereiche 73, 73, ähnlich zur Ausführungsform 1. Die Mehrzahl an Umlaufrillen 74, ..., die sich in Umlaufrichtung erstrecken werden im halbzylindrischen Hauptteil 71 gebildet, und die Umlaufrillen 74 werden so gebildet, dass sie sich auch in die Übergangsbereiche 73, 73 erstrecken.
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Wie in 12, 13 und 14 gezeigt, ist eine Mehrzahl Anstoßaussparungsrillen 75, ..., die sich in der Umlaufrichtung erstrecken, in der Anstoßaussparung 70 der vorliegenden Ausführungsform gebildet. Die Anstoßaussparungsrillen 75 sind an der inneren Oberfläche der Anstoßaussparung 70 über die gesamte Länge in Umlaufrichtung gebildet. Darüber hinaus sind die Anstoßaussparungsrillen 75 mehrheitlich parallel zu einander in der Breitenrichtung des Halblagers 31 angeordnet, so dass sie die gesamte Breite überspannen.
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Genauer gesprochen sind die Anstoßaussparungsrillen 75 in einer Kreisbogenform (eine Form, in welcher ein Kreisbogenabschnitt auf der Rückseite vorliegt) mit einer vorbestimmten Rillenbreite und einer vorbestimmten Rillentiefe gebildet, wie in der Umlaufrille 74 im halbzylindrischen Hauptteil 71 und im Übergangsbereich 73. Die Rillenbreite ist dieselbe, wie die Rillenbreite WG der Umlaufrille 74. Die Rillentiefe ist vorzugsweise dieselbe wie die Rillentiefe DG der Umlaufrille 74, jedoch muss die Rillentiefe nicht gleich sein. Die Form ist vorzugsweise eine Kreisbogenform, kann jedoch auch eine V-Form sein.
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Die Mehrzahl an Anstoßaussparungsrillen 75, ..., der vorliegenden Ausfürungsform sind in Breitenrichtung mit der Mehrzahl Umlaufrillen 74, ..., die im halbzylindrischen Hauptteil 71 und im Übergangsbereich 73 gebildet sind, ausgerichtet, so dass die Senken (konkav geformte Öffnungen) der Anstoßaussparungsrillen 75 den Senken (konkav geformte Öffnungen) der Umlaufrillen 74 entsprechen. Mit anderen Worten sind die Anstoßaussparungsrillen 75 in der Anstoßaussparung 70 und die Umlaufrillen 74 so angeordnet, dass die Stellen der entsprechenden Zentrumsbereiche in den Rillenbreiten miteinander in der Breitenrichtung des Hauptlagers 31 an der Verbindungsstelle der Anstoßaussparung 70 und des Übergangsbereichs 73 zusammenfallen, und daher kommt es zu einem glatten Fluss des Schmieröls.
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Im Folgenden wird der Betrieb beschrieben. Zunächst wird der Ölfluss F3, der nahe der Oberfläche der Anstoßaussparung 70 fließt, intensiviert, und in die Anstoßaussparungsrillen 75 geleitet, wie in 14 gezeigt. Anschließend wird der Ölfluss F3 glatt in die Umlaufrillen 74 von den Anstoßaussparungsrillen 75 geleitet, und daher wird der Ölfluss F2, der in Richtung des halbzylindrischen Hauptteils 71 fließt, gebildet. Nachfolgend kollidiert der Ölfluss F2 im Kollisionsbereich 1 mit dem Ölfluss F1, der in Umlaufrichtung der Oberfläche der Welle folgend fließt, um dadurch wechselseitig gestört zu werden, wodurch ein turbulenter Fluss gebildet wird. Die Wärme im Halblager 31, die im Kontaktbereich A2 gebildet wird, wo die Oberfläche der Welle in Kontakt mit der inneren Umlaufoberfläche des Lagers kommt, wird zum Schmieröl geleitet, das zu einer turbulenten Strömung umgewandelt worden ist, und somit wird das Halblager 31 gekühlt.
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Nachfolgend werden die Wirkungen des Halblagers 31 der vorliegenden Ausführungsform aufgeführt und beschrieben.
- (1) Die Mehrzahl an Anstoßaussparungsrillen 75, ..., die sich in der Umlaufrichtung erstrecken, sind in der Anstoßaussparung 70 der vorliegenden Ausführungsform gebildet, und die Rillenbreite der Anstoßaussparungsrillen 75 ist dieselbe wie die Rillenbreite WG der Umlaufrillen 74, die im halbzylindrischen Hauptteil 71 gebildet sind. Demnach kann erreicht werden, dass eine große Menge des Schmieröls fließt, da der Ölfluss F3 in die Anstoßaussparungsrillen 75 geleitet wird und die Menge an abgeleiteter Wärme kann erhöht werden.
- (2) Die Mehrzahl an Anstoßaussparungsrillen 75, ..., die in der Anstoßaussparung 70 gebildet sind, ist mit der Mehrzahl Umlaufrillen 74, ..., die im halbzylindrischen Hauptteil 71 in Breitenrichtung des Halblagers 31 gebildet sind, ausgerichtet. Demgemäß wird der Widerstand, der erzeugt wird, wenn das Schmieröl von den Anstoßaussparungsrillen 75 in die Umlaufrillen 74 fließt, erniedrigt; daher kann verursacht werden, dass eine große Menge des Schmieröls fließt, und die Menge abgeleiteter Wärme kann erhöht werden.
- Es soll zur Kenntnis genommen werden, dass die Konfigurationen und Wirkungen abgesehen von den obigen im Wesentlichen dieselben sind, wie für Ausführungsform 1, und daher wird auf die entsprechende Beschreibung verzichtet.
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AUSFÜHRUNGSFORM 3
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In 15 bis 17 wird im Folgenden ein Fall, in dem im Unterschied zur Ausführungsform 2 eine Rille auch in der Anstoßaussparung 70 gebildet ist, und diese Rille bezüglich der Umlaufrille 74 versetzt ist, beschrieben. Es soll zur Kenntnis genommen werden, dass ein Teil, der gleich oder äquivalent zum unter Ausführungsform 1 oder 2 beschriebenen Inhalt ist, mit demselben Referenzzeichen bezeichnet werden wird.
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Zunächst soll der Aufbau beschrieben werden. Wie in 15 gezeigt, umfasst eines der Halblager 31, 32 der vorliegenden Ausführungsform den halbzylindrischen Hauptteil 71, die Anstoßaussparungen 70, 70 sowie die Übergangsbereiche 73, 73, ähnlich zu Ausführungsformen 1 und 2. Die Mehrzahl an Umlaufrillen 74, ..., die sich in Umlaufrichtung erstrecken, sind im halbzylindrischen Hauptteil 71 gebildet, und die Umlaufrillen 74 sind so gebildet, dass sie sich in die Übergangsbereiche 73, 73 ebenfalls erstrecken.
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Wie in 15, 16 und 17 gezeigt, ist die Mehrzahl an Anstoßaussparungsrillen 75, ..., die sich in Umlaufrichtung erstrecken, in der Anstoßaussparung 70 gebildet. Die Mehrzahl an Anstoßaussparungsrillen 75, ..., der vorliegenden Ausführungsform sind bezüglich der Mehrzahl an Umlaufrillen 74, ..., die im halbzylindrischen Hauptteil 71 und dem Übergangsbereich 73 gebildet sind, um die Hälfte einer Rillenbreite WG in Breitenrichtung versetzt, und sind so angeordnet, dass die Senken (konkav geformte Öffnungen der Anstoßaussparungsrillen) der Anstoßaussparungsrillen 75 den Scheiteln (zwischen zwei benachbarten Umlaufrillen 74 gebildete Konvexitäten) der Umlaufrillen 74 an der Verbindungsstelle der Anstoßaussparung 70 und dem Übergangsbereich 73 entsprechen. Demnach unterliegt der Ölfluss des Schmieröls dem Widerstand an der Verbindungsstelle der Anstoßaussparung 70 und des Übergangsbereichs 73. Es soll zur Kenntnis genommen werden, dass, obwohl in der vorliegenden Ausführungsform ein Beispiel gezeigt ist, bei dem die Mehrzahl an Anstoßaussparungsrillen 75, ..., bezüglich der Mehrzahl Umlaufrillen 74, ..., die im halbzylindrischen Hauptteil 71 und dem Übergangsbereich 73 um die Hälfte einer Rillenbreite WG in Breitenrichtung versetzt sind, die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Die Mehrzahl an Anstoßaussparungsrillen 75, ... kann bezüglich der Mehrzahl an Umlaufrillen 74, ..., die im halbzylindrischen Hauptteil 71 und dem Übergangsbereich 73 gebildet sind, um einen Betrag in einem Bereich größer als 0 und geringer als die Rillenbreite WG in Breiterrichtung versetzt sein. Mit anderen Worten ist es ausreichend, dass die Anstoßaussparungsrillen 75 und die Umlaufrillen 74 so angeordnet sind, dass die Stellen der entsprechenden zentralen Bereiche in den Rillenbreiten voneinander um einen Betrag in einem Bereich von mindestens größer als 0 und höchstens weniger als der Rillenbreite WG in Breitenrichtung des Halblagers 31 an der Verbindungsstelle der Anstoßaussparung 70 und dem Übergangsbereich 73 versetzt sind.
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Im Folgenden wird der Betrieb beschrieben. Wie in 17 gezeigt, wird zunächst der Ölfluss F3, der nahe der Oberfläche der Anstoßaussparung 70 fließt, verstärkt und in die Anstoßaussparungsrillen 75 geführt. Anschließend tritt der Ölfluss F3 von den Anstoßaussparungsrillen 75 in die Umlaufrillen 74 ein. An diesem Punkt unterliegt der Ölfluss F3 dem Widerstand von den Scheiteln der Umlaufrillen 74, und somit wird eine turbulente Strömung in dem Verbindungsbereich A3 erzeugt. Nachfolgend wird der Ölfluss F2 in die Umlaufrillen 74 in dein Übergangsbereich 73 geleitet. Anschließend kollidiert der Ölfluss F2 in Kollisionsbereich A1 mit dem Ölfluss F1, der in Umlaufrichtung der Oberfläche der Welle folgend fließt, um dadurch unter Verstärkung der turbulenten Strömung wechselseitig gestört zu werden. Die Wärme im Halblager 31, die im Kontaktbereich A2 erzeugt wird, wo die Oberfläche der Welle mit der inneren Umlaufoberfläche des Lagers in Kontakt tritt, wird an das Schmieröl, in welchem die turbulente Strömung verstärkt worden ist, abgeleitet, und somit wird das Halblager 31 gekühlt.
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Im Folgenden sollen die Wirkungen beschrieben werden. Die Mehrzahl an Anstoßaussparungen 75, ..., die in der Anstoßaussparung der vorliegenden Ausführungsform gebildet sind, sind bezüglich der Mehrzahl an Umlaufrillen 74, ..., die im halbzylindrischen Hauptteil 71 und im Übergangsbereich 73 gebildet sind, um einen Betrag im Bereich von mindestens mehr als 0 und höchstens weniger als die Rillenbreite WG in der Breitenrichtung des Gleitlagers 31 phasenverschoben. Demgemäß wird die Bildung einer turbulenten Strömung an zwei Stellen des Verbindungsbereichs A3 und des Kollisionsbereichs A2 erleichtert, während das Schmieröl durch die Anstoßaussparungsrillen 75 zurückgehalten wird, und somit kann die Menge an abgeleiteter Wärme weiter gesteigert werden. Dies bedeutet, dass, wenn die Anstoßaussparungsrillen 75 bezüglich den Umlaufrillen 74 in Breitenrichtung des Halblagers versetzt sind (offset), so unterliegt das Schmieröl dem Widerstand von den Scheiteln der Umlaufrillen 74, und daher wird der Ölfluss F2 abgeschwächt, wodurch die Bildung einer turbulenten Strömung in dem Kollisionsbereich A1 unterdrückt wird. Im Gegenteil wird die Bildung eines turbulenten Flusses erleichtert und die Menge an abgeleiteter Wärme gesteigert, da die Bildung einer turbulenten Strömung im Verbindungsbereich A3 als Ganzes begünstigt wird.
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Es wird zur Kenntnis genommen werden, dass die Aufbauten und Wirkungen, abgesehen von den oben beschriebenen, im Wesentlichen dieselben sind, wie diejenigen in Ausführungsform 1 oder 2, und daher wird auf eine Beschreibung davon verzichtet.
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AUSFÜHRUNGSFORM 4
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Nachfolgend wird ein Test unter Bezug auf die Tabellen in 20 und 21 beschrieben, um die Wirkungen des Halblagers 31 der Ausführungsformen 1 bis 3 zu bestätigen.
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(Testbedingungen)
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Zunächst sollen die Testbedingungen beschrieben werden. Der Test wurde an Produkten gemäß Ausführungsformen und an bereits existierenden Produkten ausgeführt, wie in 20 gezeigt. Genauer entspricht das Ausführungsform-Produkt Nr. 1 der Ausführungsform 1, bei welcher der Übergangsbereich aus einer nach innen konvex gewölbten Oberfläche gebildet ist. Das Ausführungsform-Produkt Nr. 2 entspricht einem anderen Modus der Ausführungsform 1, der in 11 gezeigt ist, wobei der Übergangsbereich aus einer s-förmigen fortlaufenden gewölbten Oberfläche gebildet ist, die eine nach außen konkav gewölbte Oberfläche umfasst, sowie eine nach innen konvex gewölbte Oberfläche. Das Ausführungsform-Produkt Nr. 3 entspricht einen anderen Modus von Ausführungsform 1 und ist in 10 gezeigt, wobei der Übergangsbereich aus einer nach außen konkav gewölbten Oberfläche gebildet ist. Das Ausführungsform-Produkt Nr. 4 entspricht Ausführungsform 2, wobei der Übergangsbereich aus einer innen konvex gewölbten Oberfläche gebildet ist, und eine Anstoßaussparung, die gleichphasig mit einer Umlaufrille ausgerichtet ist, ist in der Anstoßaussparung gebildet. Das Ausführungsform-Produkt Nr. 5 entspricht Ausführungsform 3 wobei der Übergangsbereich aus einer nach innen konvex gewölbten Oberfläche gebildet ist, und eine Anstoßaussparungsrille, die bezüglich einer Umlaufrille phasenverschoben ist, ist in der Anstoßaussparung gebildet. Das existierende Produkt hatte eine vorliegende Anstoßaussparung und es war kein Übergangsbereich dabei gebildet.
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Für jedes der Ausführungsform-Produkte Nr. 1 bis Nr. 5 und das existierende Produkt wurde ein Halblager mit einem äußeren Durchmesser von 48 mm, einem inneren Durchmesser von 45 mm und einer Breite von 15 mm verwendet, und der Test wurde an einen Gleitlager ausgeführt, in welchem ein Paar Halblager aus einer zylindrischen Form zusammengesetzt waren. Jede der Anstoßaussparungen der Ausführungsform-Produkte Nr. 1 bis Nr. 5 sowie das existierende Produkt besaßen 5 mm Länge von der Umlaufendoberfläche des Halblagers und 0,04 mm Tiefe an der Umlaufendoberfläche des Halblagers. Eine Mehrzahl Umlaufrillen war in der inneren Umlaufoberfläche der Ausführungsform-Produkte am halbzylindrischen Hauptteil und dem Übergangsbereich gebildet. Die Rillentiefe der Umlaufrille betrug 3 μm und die Rillenbreite davon betrug 0,15 mm; diese waren über die Umlaufrichtung des Lagers hinweg konstant. Des Weiteren wurden (eine Mehrzahl an) Umlaufrillen gebildet, so dass sie die gesamte Breite des Lagers in der Breiterrichtung umfassten. Eine Mehrzahl Anstoßaussparungsrillen war in den Anstoßaussparungen der Ausführungsform-Produkte Nr. 4 und 5 gebildet. Die Rillentiefe der Anstoßaussparungsrille betrug 3 μm und die Rillenbreite davon betrug 0,15 mm. Eine Mehrzahl Umlaufrillen war im halbzylindrischen Hauptteil des existierenden Produkts gebildet. Die Rillentiefe der Umlaufrille betrug 3 μm und die Rillenbreite davon betrug 0,15 mm, welche über die Umlaufrichtung des Lagers konstant war. Des Weiteren war die Mehrzahl Umlaufrillen so gebildet, dass sie die gesamte Breite des Lagers in der Breiterrichtung umfassten. Es soll zur Kenntnis genommen werden, dass die weiteren Abmessungen der Ausführungsform-Produkte und des existierenden Produkts in Tabelle 1 gezeigt sind.
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Es wurde ein Lagertest an den Ausführungsform-Produkten Nr. 1 bis Nr. 5 und dem existierenden Produkt unter den in 21 gezeigten Bedingungen ausgeführt. Es wurde an den Ausführungsform-Produkten und am existierenden Produkt ein Lagertest ausgeführt, in welchem zwei Halblager gepaart wurden und in einen Lagerhaltebereich (nicht gezeigt) eines Lagergehäuses vom Split-Typ eingebettet, so dass die Umgebung eines Umlaufendes einer inneren Umlaufoberfläche (halbzylindrischer Hauptteil) des Lagers in Kontakt mit einer Welle in einem Zustand in welchem die Stellen der entsprechenden Endoberflächen des Paars Halblager versetzt waren (vgl. 7), kamen. Unmittelbar nach Fertigstellung des Lagertests wurde die Temperatur des Halblagers in jedem der Ausführungsform-Produkte an der hinteren Oberfläche eines Umlaufendbereichs der inneren Umlaufoberfläche (halbzylindrischer Hauptteil) des Halblagers in Kontakt mit der Welle gemessen. Die gemessenen Lagertemperaturen sind in 20 gezeigt.
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(Ergebnisse)
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Im Folgenden werden die Testergebnisse kurz beschrieben. Wie in 20 ausgeführt, zeigten die Ausführungsform-Produkte Nr. 1 bis Nr. 5 140°C, 129°C, 149°C, 124°C bzw. 116°C, während das existierende Produkt 159°C zeigte. In dieser Weise wurde gefunden, dass in jedem beliebigen der Ausführungsform-Produkte eine turbulente Strömung im Umlaufende der inneren Umlaufoberfläche des Halblagers durch die Übergangsregion erzeugt wurde, und ein Temperaturanstieg im Halblager aufgrund des Inkontaktkommens mit der Welle im Vergleich zum existierenden Produkt unterdrückt wurde. Insbesondere wurde gezeigt, dass die Wirkungen in den Ausführungsform-Produkten Nr. 4 und Nr. 5 stärker waren. Es soll zur Kenntnis genommen werden, dass auf individuelle Betrachtungen in Bezug auf die entsprechenden Ausführungsform-Produkte verzichtet wird, da sie mit der Beschreibung des Betriebs und den Wirkungen, beschrieben unter Ausführungsformen 1 bis 3 oben, zusammenfallen.
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Im Gegensatz dazu besitzt das existierende Produkt keinen Aufbau mit einem Übergangsbereich mit einem Umlaufende und einer inneren Umlaufoberfläche (halbzylindrischer Hauptteil) 171 des Halblagers und keine Anstoßaussparung 170. Daher werden, wie in 22 gezeigt, der Ölfluss F3, der nahe der Oberfläche der Anstoßaussparung 170 fließt, und der Ölfluss F1, der in Umlaufrichtung der Oberfläche der Welle folgend fließt, gebildet, wenn Öl von dem Schmieröl von der Anstoßaussparung 170 in Richtung der inneren Umlaufoberfläche (halbzylindrischer Hauptteil) 171 des Halblagers fließt. Da die Richtung des Ölflusses F1 und die Richtung des Ölflusses F3 im Wesentlichen am Ende der Anstoßaussparung 170 in derselben Richtung liegen, werden diese Ölflüsse nicht voneinander gestört, und das Schmieröl fließt in Richtung der inneren Umlaufoberfläche (halbzylindrischer Hauptteil) 171 des Halblagers als wirbelfreier Fluss. Da es unwahrscheinlicher ist, dass die Wärme im Halblager an den wirbelfreien Fluss des Schmieröls abgeleitet wird, war der Temperaturanstieg des Halblagers aufgrund des in Kontaktkommens mit der Welle im existierenden Produkt am größten.
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Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind unter Bezugnahme auf die Bezeichnungen im Detail beschrieben worden. Spezifische Konfigurationen sind jedoch nicht beschränkt auf die Ausführungsformen, und die vorliegende Erfindung umfasst auch Abwandlungen des Designs, die nicht den Bereich der vorliegenden Erfindung verlassen.
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Zum Bespiel können die Konfigurationen der Anstoßaussparung 70 des halbzylindrischen Hauptteils 71 und des Übergangsbereichs 73 lediglich in einem Halblager 31 (32) des Paars Halblager 31 und 32 gebildet sein, bzw. können in beiden der Halblager 31 und 32 gebildet sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 4-219521 A [0003]
- JP 7-139539 A [0003]
