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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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(1) GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung der vorliegenden Anmeldung bezieht sich auf ein Hauptlager zur Lagerung einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors.
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(2) BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
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Eine Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors wird gelagert in einem Kurbelwellenlagerabschnitt davon durch ein Zylinderblockunterteil des Verbrennungsmotors über ein Hauptlager, hergestellt aus einem Paar Lagerhalbschalen. Für das Hauptlager wird ein Schmieröl, das abgegeben wird von einer Ölpumpe, zugeführt zu einer Schmierölnut, die gebildet ist entlang einer inneren Umfangsfläche des Hauptlagers durch eine Durchtrittsöffnung, die gebildet ist in einer Wand des Hauptlagers, von einer Ölverteilung, die in einer Zylinderblockwand gebildet ist. Des Weiteren ist ein erster Schmierölpfad gebildet durch Durchdringen in einer Durchmesserrichtung des Kurbelwellenlagerabschnitts und beide Endöffnungen des ersten Schmierölpfads stehen in Verbindung mit der Schmierölnut des Hauptlagers. Des Weiteren ist ein zweiter Schmierölpfad, der durch einen Kurbelarmabschnitt hindurchgeht, gebildet durch Abzweigen von dem ersten Schmierölpfad in dem Kurbelwellenlagerabschnitt, und der zweite Schmierölpfad steht in Verbindung mit einem dritten Schmierölpfad, der gebildet ist durch Durchdringen in der Durchmesserrichtung eines Kurbelzapfens.
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Auf diese Weise passiert das Schmieröl, das zugeführt wird in die Schmierölnut, die gebildet ist an der inneren Umfangsfläche des Hauptlagers, durch die Durchtrittsöffnung aus der Ölverteilung in der Zylinderblockwand durch den ersten Schmierölpfad, den zweiten Schmierölpfad und den dritten Schmierölpfad und wird zugeführt zwischen einer Gleitoberfläche des Kurbelzapfens und einem Pleuelstangenlager aus einer Austrittsöffnung, die geöffnet ist in einem terminalen Ende von dem dritten Schmierölpfad (zum Beispiel siehe
JP-A-8-277831 ).
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Herkömmlicherweise, während das Hauptlager, das Pleuelstangenlager und das Gleitlager, die jeweils durch ein Paar Lagerhalbschalen eingerichtet werden, eingesetzt werden, wird in jedem der Gleitlager eine sogenannte Anstoßaussparung angrenzend an Anschlagsflächen der Lagerhalbschalen ausgebildet. Eine Anstoßaussparung entspricht einem Spaltbereich, der in einem Raum von einer Welle gebildet ist, die durch Bilden einer Wanddicke von einem Bereich angrenzend an eine Umfangsstirnfläche einer Lagerhalbschale unterstützt wird, so dass die Wanddicke dünner in Richtung auf die Umfangsstirnfläche wird (siehe zum Beispiel
SAE J506 (Punkt 3.26 und Punkt 6.4),
DIN1497 (Abschnitt 3.2),
JIS D3102). Die Anstoßaussparung ist mit dem Ziel ausgeformt, eine Positionsverschiebung und eine Verformung der Anschlagsflächen der Lagerhalbschalen in einem Zustand, in dem ein Paar Lagerhalbschalen zusammengebaut ist, zu absorbieren (siehe beispielsweise
JP-A-4-219521 ).
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Währenddessen wurde in den letzten Jahren ein Lager, in dem eine Umfangsnut durch Bohren einer inneren Umfangsfläche eines Lagerumfangsendabschnittes ausgebildet ist, vorgeschlagen, um die Leckagemenge des Schmieröls aus dem Endabschnitt des Lagers in Reaktion auf eine Verkleinerung der Schmierölzuführenden Ölpumpe zu reduzieren (
JP-A-2011-58568 ).
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Hier wird die Wirkungsweise des Standes der Technik unter Verwendung der 15A und 15B und 16A und 16B beschrieben. Wenn eine Einlassöffnung 6c für ein Schmieröl in der Oberfläche eines Kurbelwellenlagerabschnitts 6 an einer Hauptzylinderoberfläche 171 einer Lagerhalbschale 142 angeordnet ist, ist wie oben beschrieben ein Spalt zwischen der Oberfläche des Kurbelwellenlagerabschnitts 6 und der Hauptzylinderoberfläche 171 der Lagerhalbschale 142 schmal. Daher wird die Einlassöffnung 6c durch die Hauptzylinderoberfläche 171 der Lagerhalbschale 142 und durch den Einfluss einer Zentrifugalkraft, die durch Drehung der Kurbelwelle entsteht, geschlossen, so dass der Druck des Schmieröls in der Nähe der Einlassöffnung 6c im Schmierölkanal 6a extrem hoch ist.
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Wie in den 16A und 16B gezeigt, wird in dem Moment, wenn die Einlassöffnung 6c für das Schmieröl in der Oberfläche des Kurbelwellenlagerabschnitts 6 und der Anstoßaussparung 170 beginnen, in Verbindung zu stehen, eine Strahlströmung (Rückfluss) des Öls zu einer Entlastungsspalt-Seite von dem Schmierölpfad 6a augenblicklich aufgrund der Differenz zwischen dem Druck des Schmieröls in dem Schmierölpfad 6a und dem Druck des Schmieröls in dem Spalt (der Entlastungsspalt) zwischen der Anstoßaussparung 170 und der Oberfläche des geformten Kurbelwellenlagerabschnitts 6 gebildet.
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Bei dieser Gelegenheit fließt der Strahlstrom hauptsächlich nur in die Anstoßaussparungsnuten 175, die mit der Einlassöffnung 6c für das Schmieröl in Verbindung stehen, weil der Entlastungsspalt in der Region des Umfangs-Endabschnitts der Anstoßaussparung 170 schmal ist. Daher ist der Strahlstrom des Schmieröls extrem stark. Anschließend bewegt sich der Strahlstrom des Hochdruck-Öls, das in die Anstoßaussparungsnuten 175 fließt, geradeaus in die Anstoßaussparungsnuten 175, und geht durch eine Trägheitskraft in eine axiale Nut 176 über und wird konzentriert in eine Ölnut 141a der anderen Lagerhalbschale 141 eingespeist, während er in einem Hochdruckzustand bleibt.
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In diesem Fall, wie in den 16A und 16B gezeigt, geht der Strahlstrom des Hochdruck-Öls in die Ölnut 141a der anderen Lagerhalbschale 141, und gleichzeitig verringert sich der Druck des Öls schnell. Daher wird leicht eine Leerstelle (eine Blase) 200 im Öl erzeugt. Erzeugungspunkte der Leerstellen (Blasen) konzentrieren sich auf die Nähe des Umfangsendabschnitts auf der Rückseite in Drehrichtung der Welle der Ölnut 141a der Lagerhalbschale 141, und daher ist dieses Gebiet ein Bereich, wo Bruch und Zusammenbruch der Leerstellen (der Blasen) konzentriert auftreten. Aufgrund der Auswirkungen davon tritt leicht Kavitationserosion an der inneren Umfangsfläche der Ölnut 141a der Lagerhalbschalen 141 auf.
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In
JP-A-2001-50252 ist eine Extensionsnut, die eine Breite schmaler als der Durchmesser der Eintrittsöffnung aufweist, vorgesehen, um die Ölnut der Lagerhalbschale auf der unteren Seite fortzusetzen. Daher wird zu dem Zeitpunkt, zu dem die Extensionsnut und die Einlassöffnung in Verbindung zu stehen beginnen, ein Teil der Einlassöffnung durch die Lagerinnenfläche geschlossen und die Zuflussmenge des Öls in die Einlassöffnung wird in Bezug auf die Zuflussmenge des Öls zu der Zeit, zu der die Einlassöffnung mit der Ölnut in Verbindung steht, klein. Dies mäßigt die Änderung der Zuflussmenge des Öls zu der Einlassöffnung (Absätze 0011, 0029 und dergleichen). Dies sieht vor, Kavitationsschäden des Pleuelstangenlagers als Ergebnis, dass Leerstellen (Blasen), die durch das Kavitationsphänomen verursacht werden, in dem Öl des inneren Ölpfads der Welle erzeugt werden und zu der Seite des Pleuelstangenlagers eingespeist werden, zu verhindern.
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Jedoch berücksichtigt
JP-A-2001-50252 nicht das Hochdruck-Öl, das unverzüglich ausströmt und rückwärts aus der Eintrittsöffnung fließt. Wenn die Extensionsnut auf der Vorderseite in der Wellendrehrichtung der Lagerhalbschalen an der unteren Seite und die Achseneinlassöffnung beginnen, miteinander in Verbindung zu stehen, wird das gesamte Hochdruck-Öl, das unverzüglich ausströmt und rückwärts aus der Einlassöffnung fließt, in die Ölnut eingespeist. Dementsprechend ist der gesamte Stand der Technik in der Situation, dass die Kavitationserosion leicht konzentriert in der Ölnut der Lagerhalbschalen auf der Oberseite auftritt. Eine Aufgabe der Erfindung der vorliegenden Anmeldung ist es, ein Hauptlager für eine Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors bereitzustellen, das sehr gut Kavitationserosion unterdrückt.
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Um die oben beschriebene Aufgabe zu lösen, wird gemäß einem Aspekt der Erfindung der vorliegenden Anmeldung ein Hauptlager zum drehbaren Lagern eines Kurbelwellenlagerabschnitts einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors bereitgestellt, wobei der Kurbelwellenlagerabschnitt einen zylindrischen Formteil, einen Schmierölpfad, der sich erstreckt, den zylindrischen Formteil zu durchdringen, und zwei Einlassöffnungen des Schmierölpfads, die auf einer äußeren Umfangsfläche des zylindrischen Formteils ausgebildet sind, umfasst, wobei
das Hauptlager erste und zweite Lagerhalbschalen umfasst, die durch Anstoßen der jeweiligen Umfangsstirnflächen davon zu einer zylindrischen Form kombiniert sind, wobei
die ersten und zweiten Halbschalen so ausgebildet sind, dass sie zusammen eine axiale Nut bilden, die sich über die gesamte Länge des Hauptlagers in axialer Richtung an einer inneren Umfangsseite jedes Anschlagabschnitts erstreckt, wenn die ersten und zweiten Lagerhalbschalen kombiniert sind, jede Lagerhalbschale einen Hauptzylinderabschnitt aufweist, umfassend einen Mittelabschnitt der Lagerhalbschale in Umfangsrichtung, und Anstoßaussparungsabschnitte, die gebildet sind über eine gesamte Länge der Lagerhalbschale in der axialen Richtung an beiden Endabschnitten der Lagerhalbschale in der Umfangsrichtung, sodass eine Wandstärke des Anstoßaussparungsabschnitts dünner wird als die des Hauptzylinderabschnitts, und wobei sich jeder Anstoßaussparungsabschnitt von der Stirnfläche der Lagerhalbschale in der Umfangsrichtung hin zu dem Mittelabschnitt in Umfangsrichtung erstreckt mit einem Zentralwinkel von nicht weniger als 3° aber nicht mehr als 15°,
in jedem Anstoßaussparungsabschnitt eine Mehrzahl von Anstoßaussparungsnuten gebildet ist, die sich in der Umfangsrichtung über die gesamte Länge des Anstoßaussparungsabschnitts erstrecken, so dass sie mit der axialen Nut in Verbindung stehen,
eine Ölnut nur an der inneren Umfangsfläche der ersten Lagerhalbschale zwischen der ersten und der zweiten Lagerhalbschale ausgeformt ist, wobei sich die Ölnut in der Umfangsrichtung über mindestens die gesamte Länge des Hauptzylinderabschnitts der ersten Lagerhalbschale erstreckt, und
die zweite Lagerhalbschale des Weiteren einen Übergangsbereich aufweist, der gebildet ist mindestens zwischen dem Anstoßaussparungsabschnitt an der Vorderseite der Kurbelwelle in der Rotationsrichtung und dem Hauptzylinderabschnitt, und zwar in einer solchen Weise, dass die Wandstärke des Übergangsbereichs dünner wird von dem Hauptzylinderabschnitt hin zu dem Anstoßaussparungsabschnitt, und der Übergangsbereich weist eine nach innen vorstehende gekrümmte Fläche in einer vorstehenden Form auf, die nach innen in der radialen Richtung, von der axialen Richtung der Lagerhalbschale aus gesehen, vorsteht.
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Bei dem voranstehend beschriebenen Hauptlager weist der Anstoßaussparungsabschnitt in Verbindung mit dem Übergangsbereich bevorzugt eine Tiefe von 0,002 mm bis 0,030 mm in der radialen Richtung an der Verbindungsposition auf.
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Des Weiteren weist bei dem voranstehend beschriebenen Hauptlager der Übergangsbereich bevorzugt eine Länge von 1 mm bis 4 mm in der Umfangsrichtung auf.
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Des Weiteren weist bei dem voranstehend beschriebenen Hauptlager jede Anstoßaussparungsnut bevorzugt eine Tiefe von 1 μm bis 20 μm in der radialen Richtung und eine Breite von 0,05 mm bis 0,5 mm in der axialen Richtung auf.
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Des Weiteren sind bei dem voranstehend beschriebenen Hauptlager, wenn die ersten und zweiten Lagerhalbschalen kombiniert werden, die in den Anstoßaussparungsabschnitten der ersten Lagerhalbschale gebildeten Anstoßaussparungsnuten bevorzugt versetzt in der axialen Richtung gegenüber den jeweils in den Anstoßaussparungsabschnitten der zweiten Lagerhalbschale gebildeten Anstoßaussparungen, und zwar um einen Betrag der Null als Minimum übersteigt und weniger ist als die Breite der Anstoßaussparungsnut als Maximum.
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Des Weiteren weist bei dem voranstehend beschriebenen Hauptlager jede axiale Nut bevorzugt eine Tiefe von 0,1 mm bis 1 mm in der radialen Richtung und eine Breite von 0,3 mm bis 2,0 mm in der Umfangsrichtung auf.
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Des Weiteren kann bei dem voranstehend beschriebenen Hauptlager der Übergangsbereich die nach innen vorstehende gekrümmte Oberfläche auf der von dem Anstoßaussparungsabschnitt entfernten Seite aufweisen und kann des Weiteren eine nach außen vorstehende gekrümmte Oberfläche in einer vorstehenden Form aufweisen, die nach außen in der radialen Richtung hervorsteht, und zwar auf der dem Anstoßaussparungsabschnitt nahen Seite.
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Des Weiteren kann bei dem voranstehend beschriebenen Hauptlager mindestens ein Umfangsendabschnitt der Ölnut an der Vorderseite in der Rotationsrichtung der Kurbelwelle in dem Anstoßaussparungsabschnitt angeordnet sein.
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Wie in den 13A und 13B gezeigt, wird in der Erfindung der vorliegenden Anmeldung eine Einlassöffnung 6c durch eine Hauptzylinderfläche 71 einer Lagerhalbschale 42 geschlossen, während die Einlassöffnung 6c für das Schmieröl an der Oberfläche des Kurbelwellenlagerabschnitts 6 auf der Hauptzylinderfläche 71 (die Innenfläche des Hauptzylinderabschnitts) der Lagerhalbschale 42 angeordnet ist, da aber das Schmieröl in einem Schmierölpfad 6a durch die Zentrifugalkraft durch die Rotation der Kurbelwelle in Richtung auf die Einlassöffnung 6c gedrückt wird, ist der Druck des Schmieröls in der Nähe der Einlassöffnung 6c im Schmierölpfad 6a sehr hoch, insbesondere wenn die Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle in einem Betrieb des Verbrennungsmotors hoch ist.
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Wie in den 14A und 14B gezeigt wird, dispergiert jedoch das Hochdruck-Schmieröl, das sofort ausströmt und wegen des Unterschieds zwischen dem Druck des Schmieröls im Inneren des Schmierölpfads 6a und dem Druck des Schmieröls in einem Spalt (ein Aussparungsspalt) zwischen dem Anstoßaussparungsabschnitt 70 vom Schmierölpfad 6a zurück in den Aussparungsspalt fließt, in dem Moment, wenn die Einlassöffnung 6c des Schmierölpfads 6a in der Oberfläche des Kurbelwellenlagerabschnitts 6 und der Übergangsbereich 73 in Verbindung zu stehen beginnen. Da die Lagerhalbschale 42 der Erfindung der vorliegenden Anmeldung einen Übergangsbereich 73 aufweist, dispergiert der Strahlstrom des Hochdruck-Schmieröls und fließt in Richtung der Lagerbreite des Aussparungsspalts.
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Wenn das Schmieröl, das einen hohen Druck in dem Schmierölpfad 6a aufweist, in den Aussparungsspalt (der Spalt zwischen der Oberfläche des Anstoßaussparungsabschnitts und der Oberfläche des Kurbelwellenlagerabschnitts) der Lagerhalbschale 42 fließt, reduziert sich der Druck des Schmieröls, und ein Kavitationsphänomen, bei dem Leerstellen (Blasen) 200 im Schmieröl erzeugt werden, tritt manchmal auf.
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In der Erfindung der vorliegenden Anmeldung dispergiert das Schmieröl, das einen hohen Druck aufweist, und fließt in den Aussparungsspalt der Lagerhalbschale 42, und daher dispergieren die erzeugten Leerstellen (Blasen) in den Aussparungsspalt der Lagerhalbschale 42 auf der unteren Seite.
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Wenn die Leerstellen (Blasen), die im Schmieröl erzeugt wurden, brechen und zusammenberechen, tritt eine Kraft (Schlagkraft) auf, und wenn die Leerstellen (Blasen) brechen und zusammenbrechen und sich auf einem bestimmten Ort in dem Aussparungsspalt der Lagerhalbschale 42 konzentrieren, wird die Oberfläche des Anstoßaussparungsabschnitts der Lagerhalbschale 42 manchmal beschädigt (Kavitationserosion).
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In der Erfindung der vorliegenden Anmeldung dispergieren die Erzeugungspunkte der Leerstellen (die Blasen) wie oben beschrieben in den Aussparungsspalt, und die Punkte, wo die Leerstellen (die Blasen) brechen, dispergieren ebenfalls in den Aussparungsspalt. Daher kommt Kavitationserosion in der Anstoßaussparungsfläche der Lagerhalbschale 42 kaum vor.
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Weiterhin werden die Leerstellen (die Blasen), die nicht in dem Aussparungsspalt der Lagerhalbschale 42 zusammenberechen, zusammen mit dem Schmieröl zu den Anstoßaussparungsnuten 75 geführt und in die axiale Nut 77 eingespeist, und weiter an eine Außenseite von beiden Endabschnitten in Richtung der Lagerbreite der axialen Nut 77 zusammen mit dem Schmieröl abgeführt. Daher werden die Leerstellen (die Blasen) kaum in Aussparungsspalt der Lagerhalbschale 41 eingespeist.
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Entsprechend wird das Schmieröl in der Lagerhalbschale 42 der Erfindung der vorliegenden Anmeldung, das in dem Schmierölpfad einen hohen Druck aufweist, nicht konzentriert in die Ölnut 41a der anderen Lagerhalbschale 41 eingespeist, und das Problem, dass Kavitationserosion an der inneren Umfangsfläche der Ölnut 41a der Lagerhalbschale 41 auftritt, entsteht kaum.
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Des Weiteren ist gemäß der Erfindung der vorliegenden Anmeldung der Bildungsbereich des Anstoßaussparungsabschnitts in einem Umfangswinkel (θ) von 3° bis einschließlich 15°, beginnend von der Umfangsstirnfläche der Lagerhalbschale. Der Grund dafür ist, dass, wenn der Bildungsbereich der Anstoßaussparung von der Umfangsstirnfläche der Lagerhalbschale bis weniger als 3° des Umfangswinkels (θ) ist, die Kapazität des Aussparungsspalts ist so klein ist, dass das Öl, das aus der Einlassöffnung 6c fließt, kaum dispergiert und aus der Aussparungslücke herausfliest, wohingegen, wenn der Umfangswinkel (θ) 15° übersteigt, die ölhaltigen Leerstellen (Blasen) über die axiale Nut 77 überschreiten und leicht in die innere Umfangsfläche der anderen Lagerhalbschale eindringen, und die von den Lagerhalbschalen 41 und 42 nach außen ausgelaufene Ölmenge ebenfalls zunimmt.
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Genauer gesagt kollidieren Ölflüsse (durch die Pfeile gezeigte Ölflüsse), die aus dem Übergangsbereich 73 in 14A in den Entlastungsspalt hinein fließen, mit einem Ölfluss, der zu dem Entlastungsspalt fließt von einer Spaltseite zwischen dem Hauptzylinderabschnitt und der Kurbelwellenlageroberfläche (nicht gezeigt), begleitet die Kurbelwellenlageroberfläche und bewegt sich geradeaus in der Umfangsrichtung des Lagers in solcher Weise, dass sie sich miteinander in dem Aussparungsspalt überschneiden. Deshalb wird in dem Aussparungsspalt, der Fluss des Öls, das in der Umfangsrichtung des Lagers fließt, geschwächt. Wenn der Bildungsbereich der Anstoßaussparung in der Nähe des Umfangsstirnabschnitts der Lagerhalbschale im Aussparungsspalt einen Umfangswinkel (θ) von 15° übersteigt, erhöht sich das Öl, das verringert ist in der Geschwindigkeit der geraden Bewegung in der Umfangsrichtung auf der stromaufwärts gelegenen Seite des Aussparungsspalts, in der Geschwindigkeit der geraden Bewegung in der Umfangsrichtung des Lagers wieder bis das Öl die Kurbelwellenlageroberfläche begleitet, und es zu der Nähe des Umfangsstirnabschnitts der Lagerhalbschale in dem Aussparungsspalt zugeführt wird, wobei das Öl einschließlich der Leerstellen (Blasen) die axiale Nut überschreitet und sich leicht in die innere Umfangsfläche der anderen Lagerhalbschale hinein fortbewegt.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Querschnittsansicht einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors im Schnitt durch einen Kurbelwellenlagerabschnitt und einen Kurbelzapfenabschnitt.
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2 ist eine Frontansicht einer Lagerhalbschale gemäß einer Ausführungsform der Erfindung der vorliegenden Anmeldung.
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3 ist eine Ansicht einer Lagerhalbschale von unten gemäß einer Ausführungsform der Erfindung der vorliegenden Anmeldung.
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4 ist eine Ansicht der anderen Lagerhalbschale von unten gemäß einer Ausführungsform der Erfindung der vorliegenden Anmeldung.
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5 ist eine Frontansicht eines Hauptlagers in einem Zustand, in dem ein Paar von Lagerhalbschalen zusammengebaut ist.
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6 ist eine vergrößerte Frontansicht, die die Form in der Nähe einer Anstoßaussparung erläutert.
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7 ist eine Entwicklung, die spezifische Dimensionen durch Entwicklung eines Hauptzylinderabschnitts in einer planaren Art bezüglich der Form in der Nähe der Anstoßaussparung erläutert.
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8 ist eine Querschnittsansicht von Anstoßaussparungsnuten.
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9 ist eine Querschnittsansicht einer axialen Nut.
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10 ist eine erläuternde Ansicht, die die Positionsbeziehung zwischen gepaarten Anstoßaussparungsnuten erläutert.
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11 ist eine Frontansicht von einer Lagerhalbschale gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung der vorliegenden Anmeldung.
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12 ist eine Ansicht, betrachtet von der Lagerinnenseite, zur Erläuterung eines Paars von Lagerhalbschalen gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung der vorliegenden Anmeldung.
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13A ist eine Ansicht, betrachtet von der Lagerinnenseite, zur Erläuterung des Betriebs eines Hauptlagers der Erfindung der vorliegenden Anmeldung.
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13B ist eine Frontansicht zur Erläuterung des Betriebs eines Hauptlagers der Erfindung der vorliegenden Anmeldung.
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14A ist eine Ansicht, betrachtet von der Lagerinnenseite, zur Erläuterung des Betriebs des Hauptlagers der Erfindung der vorliegenden Anmeldung.
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14B ist eine Frontansicht zur Erläuterung des Betriebs des Hauptlagers der Erfindung der vorliegenden Anmeldung.
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15A ist eine Ansicht, betrachtet von einer Lagerinnenseite, zur Erläuterung des Betriebs eines Hauptlagers nach dem Stand der Technik.
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15B ist eine Frontansicht zur Erläuterung des Betriebs des Hauptlagers nach dem Stand der Technik.
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16A ist eine Ansicht, betrachtet von der Lagerinnenseite, zur Erläuterung des Betriebs des Hauptlagers nach dem Stand der Technik; und
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16B ist eine Frontansicht zur Erläuterung des Betriebs eines Hauptlagers nach dem Stand der Technik.
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GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung der vorliegenden Anmeldung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es ist zu beachten, dass zur Erleichterung des Verständnisses der Ausführungsformen die Anstoßaussparungen erläutert werden, indem sie in den Zeichnungen hervorgehoben werden.
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[Ausführungsformen]
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(Vollständige Konfiguration der Lagervorrichtung)
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Wie in 1 gezeigt ist, umfasst eine Lagervorrichtung 1 nach jeder der vorliegenden Ausführungsformen einen Kurbelwellenlagerabschnitt 6, der gelagert ist durch einen unteren Teil eines Zylinderblocks 8, einen Kurbelzapfen 5, der integral gebildet ist mit dem Kurbelwellenlagerabschnitt 6 und sich um den Kurbelwellenlagerabschnitt 6 dreht und eine Pleuelstange 2, die die Auf- und Abbewegung von einem Verbrennungsmotor auf den Kurbelzapfen 5 überträgt. Die Lagervorrichtung 1 umfasst des Weiteren ein Hauptlager 4, das den Kurbelwellenlagerabschnitt 6 rotierbar lagert, und ein Pleuelstangenlager 3, das den Kurbelzapfen 5 rotierbar lagert, als Gleitlager, die eine Kurbelwelle lagern.
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Es ist zu beachten, dass, obgleich eine Kurbelwelle eine Mehrzahl von Kurbelwellenlagerabschnitten 6 und eine Mehrzahl von Kurbelzapfen 5 aufweist, die Erläuterung nachfolgend anhand der Darstellung eines Kurbelwellenlagerabschnitts 6 und eines Kurbelzapfens 5 vorgenommen wird, um die Erläuterung zu erleichtern. In der 1 ist die Positionsbeziehung in der Tiefenrichtung der Zeichnungsseite so, dass sich der Kurbelwellenlagerabschnitt 6 auf der Rückseite der Zeichnung und sich der Kurbelzapfen 5 auf der Vorderseite davon befindet.
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Der Kurbelwellenlagerabschnitt 6 ist drehbar gelagert durch ein Zylinderblockunterteil 81 eines Verbrennungsmotors über das Hauptlager 4, das konfiguriert ist durch ein Paar von Lagerhalbschalen 41 und 42. In der Lagerhalbschale 41, die sich an der Oberseite in der 1 befindet, ist eine Ölnut 41a gebildet über die gesamte Länge der inneren Umfangsfläche. Des Weiteren weist der Kurbelwellenlagerabschnitt 6 einen Schmierölpfad 6a auf, der in der Durchmesserrichtung durchdringt, und, wenn sich der Kurbelwellenlagerabschnitt 6 in der Richtung des Pfeils X dreht, kommen alternierend Einlassöffnungen 6c an beiden Enden des Schmierölpfads 6a mit der Ölnut 41a des Hauptlagers 4 in Verbindung.
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Der Kurbelzapfen 5 is drehbar gelagert durch ein Pleuellagergehäuse 21 (ein pleuelstangenseitiges Pleuellagergehäuse 22 und ein deckelseitiges Pleuellagergehäuse 23) der Pleuelstange 2 über das Pleuellager 3, welches konfiguriert ist durch ein Paar von Halblagern 31 und 32.
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Wie voranstehend für das Hauptlager 4 beschrieben wurde, wird das von der Ölpumpe abgegebene Schmieröl in die Ölnut 41a zugeführt, die gebildet ist entlang der inneren Umfangsfläche des Hauptlagers 4, und zwar durch ein Durchgangsloch, das gebildet ist in einer Wand des Hauptlagers 4, ausgehend von der Ölverteilung, die in einer Zylinderblockwand gebildet ist.
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Des Weiteren ist der erste Schmierölpfad 6a gebildet, um den Kurbelwellenlagerabschnitt 6 in der Durchmesserrichtung zu durchdringen und die Einlassöffnung 6c des ersten Schmierölpfads 6a steht in Verbindung mit der Schmierölnut 41a. Ein zweiter Schmierölpfad 5a wird gebildet, der von dem ersten Schmierölpfad 6a des Kurbelwellenlagerabschnitts 6 abzweigt und durch einen Kurbelarmabschnitt (nicht gezeigt) passiert, und der zweite Schmierölpfad 5a steht in Verbindung mit einem dritten Schmierölpfad 5b, der gebildet ist, um den Kurbelzapfen 5 in einer Durchmesserrichtung zu durchdringen.
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Auf diese Weise passiert das Schmieröl durch den ersten Schmierölpfad 6a, den zweiten Schmierölpfad 5a und den dritten Schmierölpfad 5b und wird einem Spalt zugeführt, der gebildet ist zwischen dem Kurbelzapfen 5 und dem Pleuelstangenlager 3, und zwar von einer Austrittsöffnung 5c in dem Endbereich des dritten Schmierölpfads 5b.
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(Konfiguration der Lagerhalbschalen)
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Das Hauptlager 4 der vorliegenden Ausführungsform ist gebildet durch Anstoßen von Stirnflächen in der Umfangsrichtung der beiden Lagerhalbschalen 41 und 42 und Zusammenbauen der beiden Lagerhalbschalen 41 und 42 zu einer insgesamt zylindrischen Form (siehe 5). Jede der Lagerhalbschalen 41 (oder 42) wird gebildet zu einer halbzylindrischen Form durch ein Bimetall, das durch Binden einer Lagerlegierung gebildet ist, und zwar auf dünne Art und Weise an eine Stahlplatte, wie in 2 gezeigt. Die Lagerhalbschale 41 umfasst einen Hauptzylinderabschnitt 71, der gebildet ist durch Einschließen eines mittleren Abschnitts in einer Umfangsrichtung, Anstoßaussparungsabschnitte 70 und 70, die gebildet sind an beiden Endabschnitten in der Umfangsrichtung, und Übergangsbereiche 73 und 73, die angeordnet sind zwischen dem Hauptzylinderabschnitt 71 und den Anstoßaussparungsabschnitten 70 und 70, und die in solcher Weise gebildet sind, dass die Wandstärke davon zu den Anstoßaussparungsabschnitten 70 und 70 hin dünner wird.
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(Ausführungsform 1)
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Wie sich aus den 3 und 5 ergibt, ist die Ölnut 41, die gebildet ist an der inneren Umfangsfläche der Lagerhalbschale 41, gebildet, um sich über den mittleren Abschnitt in der Umfangsrichtung zu erstrecken und offen zu den beiden Endoberflächen 72 in der Umfangsrichtung der Lagerhalbschale 41 zu sein. Eine Tiefe der Ölnut 41a ist konstant über die gesamte Länge in der Umfangsrichtung der Ölnut 41a. Es ist zu beachten, dass in dem Hauptzylinderabschnitt 71 sich die hier erwähnte Tiefe der Ölnut 41a auf eine Tiefe einer Ölnutbodenoberfläche von der inneren Umfangsfläche des Hauptzylinderabschnitts 71 bezieht, wohingegen in dem Anstoßaussparungsabschnitt 70 und dem Übergangsbereich 73 sich die Tiefe der Ölnut 41a bezieht auf eine Tiefe von einer virtuellen inneren Umfangsfläche 71v in dem Fall, in dem der Anstoßaussparungsabschnitt 70 und der Übergangsbereich 73 nicht gebildet sind.
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Wie sich aus der 3 ergibt, ist die Ölnut 41a angeordnet in der Mitte der Breite in der axialen Richtung der Lagerhalbschale 41. Eine Durchgangsöffnung (nicht gezeigt), die die Lagerhalbschale 41 in der radialen Richtung durchdringt, ist gebildet in einem Bodenabschnitt der Ölnut 41a und das Öl wird in die Ölnut 41a durch die Durchgangsöffnung von der Ölverteilung in der Wand des Zylinderblocks zugeführt. Die Breite der Ölnut 41a hängt ab von den Spezifikationen des Verbrennungsmotors und beträgt etwa 4 bis 7 mm im Fall eines kompakten Verbrennungsmotors beispielsweise für einen Personenkraftwagen und eine Tiefe der Ölnut 41a beträgt etwa 0,5 bis 1,5 mm.
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Es ist zu beachten, dass die Ölnut 41a nicht beschränkt ist auf Ausführungsform 1 und die Breite und die Tiefe der Ölnut können zu einem Maximum gebildet werden in der Nähe des mittleren Abschnitts in der Umfangsrichtung der Lagerhalbschale 41 und werden graduell kleiner hin zu der Seite der Umfangsstirnfläche 72 der Lagerhalbschale 41, oder können zu einem Minimum gebildet werden in der Nähe des mittleren Abschnitts in der Umfangsrichtung der Lagerhalbschale 41 und werden graduell größer hin zu der Seite der Umfangsstirnfläche 72 der Lagerhalbschale 41.
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Es ist zu beachten, dass in der Erfindung der vorliegenden Anmeldung, der Übergangsbereich 73 an einer Vorderseite in der Rotationsrichtung der Kurbelwelle der Lagerhalbschale 42 auf einer unteren Seite, an der die Ölnut keine wesentliche Komponente ist, eine wesentliche Komponente ist, während der Übergangsbereich 73 an einer Rückseite keine wesentliche Komponente ist, und der Übergangsbereich 73 an der Vorderseite in der Rotationsrichtung der Kurbelwelle der Lagerhalbschale 41 an der oberen Seite mit der Ölnut und der Übergangsbereich 73 an der Rückseite ebenfalls keine wesentlichen Komponenten sind.
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Bei der Ausführungsform 1 umfassen die Lagerhalbschalen 41 und 42 die Übergangsbereiche 73 an sowohl der Vorderseite als auch der Rückseite. Anders als bei Ausführungsform 1 können an der Rückseite in der Rotationsrichtung der Kurbelwelle 6 der Lagerhalbschale 42 der Anstoßaussparungsabschnitt 70 und der Hauptzylinderabschnitt 71 gebildet sein, so dass sie direkt miteinander verbunden sind, ohne den Übergangsbereich 73 zu bilden. Des Weiteren können, ohne die Übergangsbereiche 73 in der Lagerhalbschale 41 zu bilden, die Anstoßaussparungsabschnitte 70 und der Hauptzylinderabschnitt 71 gebildet sein, um direkt miteinander verbunden zu sein. Es ist zu beachten, dass „der Übergangsbereich 73 an der Vorderseite in der Rotationsrichtung der Kurbelwelle 6” den Übergangsbereich 73 bedeutet, den ein optionaler Punkt an der Oberfläche des Kurbelwellenlagerabschnitts 6, der rotiert, beim zweiten mal passiert, und zwar unter den Übergangsbereichen 73, die angeordnet sind in den Näheen der beiden Enden, wenn Aufmerksamkeit gerichtet wird auf die eine Lagerhalbschale 41 oder 42.
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Wenn die Übergangsbereiche 73 gebildet sind sowohl an der Vorderseite als auch an der Rückseite in der Rotationsrichtung der Kurbelwelle in der Lagerhalbschale 42, kann eine Gemeinsamkeit der Bearbeitungsschritte für die innere Umfangsfläche an beiden Endabschnitten in der Umfangsrichtung der Lagerhalbschale 42 erreicht werden und wenn der Übergangsbereich 73 in der Lagerhalbschale 42 gebildet wird, kann auch eine Gemeinsamkeit der Bearbeitungsschritte für die inneren Umfangsflächen der Lagerhalbschale 41 und der Lagerhalbschale 42 erreicht werden.
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Der Hauptzylinderabschnitt 71 weist eine halbzylindrische Oberfläche auf, die den Hauptteil der inneren Umfangsfläche der Lagerhalbschale 41 (oder 42) einnimmt, und die halbzylindrische Oberfläche bildet eine Hauptgleitoberfläche zwischen der halbzylindrischen Oberfläche und einer korrespondierenden Welle. Der Übergangsbereich 73, der eine Wandstärke hat, die graduell abnimmt hin zu dem Anstoßaussparungsabschnitt 70, ist vorgesehen angrenzend an den Hauptzylinderabschnitt 71, wie dies in den 6 und 7 gezeigt ist. Mit anderen Worten ist in dem Übergangsbereich 73 eine geneigte gekrümmte Oberfläche gebildet, die sich annähert an die korrespondierende Wellenseite, und zwar von einer inneren Oberfläche des Anstoßaussparungsabschnitts 70 hin zu einer inneren Oberfläche des Hauptzylinderabschnitts 71.
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Der Übergangsbereich 73, gesehen aus der axialen Richtung der Lagerhalbschale 41 (oder 42) ist hergestellt aus einer nach innen hervorstehenden gekrümmten Oberfläche, die nach innen in der radialen Richtung der Lagerhalbschale 41 (oder 42) vorsteht. Das heißt, die Neigung der geneigten gekrümmten Oberfläche des Übergangsbereichs 73 zu der virtuellen inneren Umfangsfläche 71v der Lagerhalbschale 41, gesehen aus der axialen Richtung der Lagerhalbschale 41 (oder 42), wird am größten an der Position der Verbindung zu dem Anstoßaussparungsabschnitt 70, und wird am kleinsten in der Position der Verbindung zu dem Hauptzylinderabschnitt 71, und der Übergangsbereich 73 verbindet sich glatt mit dem Hauptzylinderabschnitt 71.
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Es ist zu beachten, dass der Übergangsbereich gebildet werden kann aus einer ebenen Oberfläche und in diesem Fall ein gewinkelter Bereich (ein gewinkelter Kantenbereich) gebildet wird an dem Ort der Verbindung des Hauptzylinderabschnitts 71 und des Übergangsbereichs. Der gewinkelte Bereich kontaktiert eine Kurbelwellenlagerabschnittsoberfläche der Kurbelwelle und eine Beschädigung tritt leicht auf. Der Übergangsbereich wird gebildet durch die geneigte gekrümmte Oberfläche wie bei der Erfindung der vorliegenden Anmeldung, wodurch ein solches Problem kaum auftritt.
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Weiterhin kann eine innere Oberflächenform des Übergangsbereichs 73 eine solche Form sein, dass das Hochdruck-Öl im Schmierölpfad in einen Verbindungsbereich des Übergangsbereichs 73 und des Hauptzylinderabschnitts 71 zu einem Aussparungsspalt (ein Spalt, gebildet durch die innere Oberfläche des Übergangsbereichs 73, die innere Oberfläche des Anstoßaussparungsabschnitts 70 und die virtuelle innere Umfangsfläche). Beispielsweise kann die innere Oberflächenform eine nach außen vorstehende gekrümmte Oberfläche umfassen, die zu einer äußeren Durchmesserseite hin vorsteht, oder kann eine zusammengesetzte gekrümmte Oberfläche in einer S-Form sein mit einer nach außen vorstehenden gekrümmten Oberfläche an einer dem Anstoßaussparungsbereich 70 nahen Seite und einer nach innen vorstehenden gekrümmten Oberfläche an einer von dem Anstoßaussparungsabschnitt 70 entfernten Seite.
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Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die 7 spezifische Dimensionen des Anstoßaussparungsabschnitts 70 und des Übergangsbereichs 73 beschrieben. 7 ist eine Entwicklung, bei der die innere Umfangsfläche des Hauptzylinderabschnitts 71 als eine flache Oberfläche (eine gerade Linie in einem Querschnitt) entwickelt ist.
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Eine Tiefe D1 an der Umfangsstirnfläche einer Anstoßaussparung 70c kann gleich sein wie bei einer herkömmlichen Anstoßaussparung. Obwohl die Tiefe D1 abhängig ist von den Spezifikationen eines Verbrennungsmotors, beträgt die Tiefe D1 etwa 0,01 bis 0,05 mm, beispielsweise in dem Fall eines kompakten Verbrennungsmotorlagers für einen Personenkraftwagen. Des Weiteren ist die Anstoßaussparung 70c bevorzugt gebildet von dem Endabschnitt in der Umfangsrichtung der Lagerhalbschale zu einem Bereich von einem Umfangswinkel θ von 3° bis 15° einschließlich, hin zu einer Mittelabschnittsseite in der Umfangsrichtung, für eine Abgabeoperation des Hochdruck-Öls aus einer Innenseite des Schmierölpfads zu dem Aussparungsspalt (siehe 2 und 7).
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Eine Tiefe D2 an einer Position der Anstoßaussparung 70 in Verbindung zu dem Übergangsbereich 73 kann eingestellt werden auf 0,002 bis 0,030 mm. Wenn die Tiefe D2 in diesem Bereich liegt, wird (A) sogar in dem stromaufwärtsseitigen Bereich der Anstoßaussparung ein Spaltraum, in dem Öl dispergieren kann wenn die Einlassöffnung 6c des Ölpfads 6a mit der Übergangsregion in Verbindung steht, in der Nähe des Verbindungsteils des Übergangsbereichs 73 und des Anstoßaussparungsabschnitts 70 (14b) gebildet, und (B) der Druck des Öls in dem Aussparungsspalt zwischen einer Oberfläche des Kurbelwellenlagerabschnitts 6 der Kurbelwelle und einer inneren Oberfläche des Anstoßaussparungsabschnitts 70 im stromaufwärts gelegenen Bereich wird ebenfalls gering. Der Grund dafür ist, dass der Druck des Öls abrupt zur selben Zeit reduziert wird, wenn das Öl, das einen hohen Druck im Spalt zwischen der Hauptzylinderfläche und des Kurbelwellenlagerabschnittsfläche aufweist, in den Aussparungsspalt der Erfindung der vorliegenden Anmeldung eindringt, in dem die Spaltkapazität hoch ist (die Spaltkapazität abrupt zunimmt). Daher dispergiert auch insbesondere das Öl, dessen Druck in der Nähe der Einlassöffnung 6c des inneren Ölpfads 6a hoch ist, und strömt in den Aussparungsspalt von einem Spalt zwischen dem Übergangsbereich und der Kurbelwellenlageroberfläche (14A).
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Es ist zu beachten, dass wenn die Tiefe D2 weniger als 0,002 mm beträgt, der Effekt zur Reduzierung des Drucks des Öls im Aussparungsspalt reduziert wird, und daher das Hochdruck-Öl schwer dispergiert und einem Aussparungsspalt zugeführt werden kann. Wenn die Tiefe D2 weiterhin 0,030 mm überschreitet, wird ein Spalt (ein Spalt, der gebildet wird durch die innere Oberfläche des Anstoßaussparungsabschnitts 70 und die virtuelle innere Umfangsfläche 71v) der Anstoßaussparung 70c in dem Endabschnitt in der Breitenrichtung der Lagerhalbschale 41 (oder 42) groß, und deshalb wird die an den beiden Endabschnitten in der Lagerbreitenrichtung der Lagerhalbschale 41 (oder 42) nach außen austretende Menge des Schmieröls groß.
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Eine Länge L2 in der Umfangsrichtung des Übergangsbereichs 73 gemäß Ausführungsform 1 liegt in einem Bereich von 1 bis 4 mm und liegt bevorzugt im Bereich von 2 bis 3 mm.
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Der Anstoßaussparungsabschnitt 70 gemäß Ausführungsform 1 wird in solcher Weise gebildet, dass die Tiefe D1 an der Position der Endoberfläche 72 tiefer wird als die Tiefe D2 an der Position der Verbindung zu dem Übergangsbereich 73, wie dies in den 6 und 7 gezeigt ist. Dabei bezieht sich die Tiefe der Anstoßaussparung 70c auf den Abstand von der virtuellen inneren Umfangsfläche 71v, welche erhalten wird durch Verlängern der inneren Umfangsfläche des Hauptzylinderabschnitts 71 über den Anstoßaussparungsabschnitt 70 hinaus zu der Oberfläche des Anstoßaussparungsbereichs 70.
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Weiterhin wird die Anstoßaussparung 70c gemäß der vorliegenden Ausführungsform gebildet durch eine nach außen vorstehende gekrümmte Oberfläche in einer nach außen vorstehenden Form, und zwar in der radialen Richtung von jeder der Lagerhalbschalen 41 und 42. Das heißt, die Neigung der inneren Oberfläche des Anstoßaussparungsabschnitts 70 bezüglich der virtuellen inneren Umfangsfläche 71v der Lagerhalbschale, wenn diese gesehen wird aus der axialen Richtung der Lagerhalbschale, maximal an der Position der Verbindung zu dem Übergangsbereich 73, minimal an der Position der Endoberfläche 72, und im Wesentlichen parallel zu der virtuellen inneren Umfangsfläche 71v ist.
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Es ist zu beachten, dass die Formen des Hauptzylinderabschnitts 71, des Anstoßaussparungsabschnitts 70 und des Übergangsbereichs 73, die voranstehend beschrieben wurden, messbar sind durch gewöhnliche Formmessinstrumente, beispielsweise ein Rundheitsmessinstrument. Das heißt, in einem Zustand, in dem das Lager zusammengebaut ist zu dem eigentlichen Lagergehäuseabschnitt in einem Zylinderblockunterteil oder dem ähnlichen Gehäuse, kann die Form der inneren Oberfläche des Lagers kontinuierlich in der Umfangsrichtung gemessen werden.
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In dem Anstoßaussparungsabschnitt 70 ist eine Mehrzahl von Anstoßaussparungsnuten 74 und 75 gebildet, und zwar über die gesamte Länge in der Umfangsrichtung der inneren Umfangsflächen der Anstoßaussparungsabschnitte 70, um sich parallel zu erstrecken mit der Umfangsrichtung des Lagers, wie dies in den 3 und 4 gezeigt ist. Die Mehrzahl der Anstoßaussparungsnuten 74 und 75 ist parallel zueinander angeordnet in der Breitenrichtung der Lagerhalbschalen 41 und 42 und ist über die gesamte Breite gebildet. Demgemäß ist ein flacher Bereich an den inneren Umfangsflächen der Anstoßaussparungsabschnitte nicht vorhanden (mit Ausnahme des Bildungsbereichs der Ölnut 41a der Lagerhalbschale 41). Alle der Mehrzahl der Anstoßaussparungsnuten 74 und 75 sind weiterhin mit den gleichen Nutbreiten und Nuttiefen gebildet und sind auch mit den gleichen Nutbreiten und Nuttiefen über die gesamte Länge in der Umfangsrichtung der Umfangsfläche des Anstoßaussparungsabschnitts 70 gebildet.
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Genauer beschrieben ist die Anstoßaussparungsnut 74, mit einer Kreisbogenform gebildet (einer Form, bei der ein Kreisbogenabschnitt auf einer Rückseite ist), und zwar mit einer vorbestimmten Nutbreite WG und einer vorbestimmten Nuttiefe DG, wie dies in 8 gezeigt ist. Mit anderen Worten sind die einzelnen Anstoßaussparungsnuten 74 jeweils in einer U-Form geschnittene Nuten, die parallel zueinander in konstanten Abständen (WG) in der Breitenrichtung angeordnet sind, und als ganzes einen Querschnitt in einer Sägezahnform oder einer flachen Kammform bilden. Dabei bezieht sich die Nutbreite WG auf den Abstand in der Breitenrichtung der Lagerhalbschalen 41 und 42 zwischen den Spitzen von nebeneinander liegenden Spitzenbereichen und die Nuttiefe DG bezieht sich auf den Abstand in der Richtung senkrecht zu der inneren Umfangsfläche von der Spitze zu dem Tiefpunkt eines Talbereichs. Insbesondere weist die Anstoßaussparungsnut 74 bevorzugt eine Nutbreite WG von 0,05 bis 0,5 mm und eine Nuttiefe DG von 1 bis 20 μm auf.
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Gemäß der Erfindung der vorliegenden Anmeldung sind, wie in 13A und 14a gezeigt ist, die Mehrzahl der Anstoßaussparungsnuten 75 über die gesamte Länge in der Umfangsrichtung der inneren Umfangsfläche des Anstoßaussparungsabschnitts 70 gebildet, um sich parallel mit der Umfangsrichtung des Lagers zu erstrecken. Wenn unter den Anstoßaussparungsnuten 75 der Lagerhalbschale 42 an der unteren Seite von beispielsweise 13A, die Anstoßaussparungsnuten 75 an der rechten Seite der Zeichnungsseite von dem Mittelabschnitt in der axialen Richtung der Lagerhalbschale 42 und den Anstoßaussparungsnuten auf der linken Seite der Zeichnungsseite hin zu dem Mittelabschnitt (der Ölnut 41a der Lagerhalbschale 41 auf der oberen Seite) in der axialen Richtung anstelle der Umfangsrichtung der Lagerhalbschale 42 geneigt sind (geneigt bezüglich der Umfangsrichtung des Lagers), wird, anders als bei der Erfindung der vorliegenden Anmeldung, eine Leerstelle (eine Blase), die in dem Aussparungsspalt erzeugt wird, dem Mittelabschnitt (der Seite der Ölnut 41a) zugeführt, und zwar in der axialen Richtung der Lagerhalbschale 41 auf der oberen Seite, und deshalb ist sie schwierig an die Außenseite des Lagers abzugeben. Wenn beispielsweise unter den Anstoßaussparungsnuten 75 der Lagerhalbschale 42 an der unteren Seite in 13A die Anstoßaussparungsnuten 75 an der rechten Seite der Zeichnungsseite von dem Mittelabschnitt in der axialen Richtung der Lagerhalbschale 42 und die Anstoßaussparungsnuten an der linken Seite der Zeichnungsseite hin zu dem Endabschnitt in axialer Richtung der Lagerhalbschale 42 geneigt sind, wird die aus der Lagerhalbschale 41 nach außen austretende Menge des Öls groß.
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Wie in den 3, 4, 6, 7 und 9 weiterhin gezeigt ist, sind in den Anstoßaussparungsabschnitten 70 geneigte Oberflächen 76, die sich kontinuierlich in der axialen Richtung der Lagerhalbschalen 41 und 42 erstrecken, an inneren Endkanten in der Umfangsrichtung der Lagerhalbschalen 41 und 42 gebildet. Das heißt, eine axiale Nut 77 ist entlang der inneren Kanten der Umfangsstirnflächen 72, die aneinander und über die gesamte Länge der Breite in der axialen Richtung des Hauptlagers anstoßen, gebildet, und zwar in einem Zustand in dem die beiden Lagerhalbschalen 41 und 42 zu einer zylindrischen Form kombiniert sind. Es ist zu beachten, dass, anders als bei der Ausführungsform 1, die geneigte Oberfläche 76 an nur einer Stirnfläche in der Umfangsrichtung von den beiden Umfangsstirnflächen 72, die aneinander anstoßen, gebildet werden kann. In dem Fall, wenn die beiden Lagerhalbschalen 41 und 42 zu einer zylindrischen Form kombiniert werden, bildet die geneigte Oberfläche 76 die axiale Nut 77, und zwar in Kooperation mit der anderen Umfangsstirnfläche 72.
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Insbesondere weist die axiale Nut 77 bevorzugt eine Nutbreite WJ von 0,3 bis 2 mm in der Umfangsrichtung in dem kombinierten Zustand und eine Nuttiefe DJ in der radialen Richtung von 0,1 bis 1 mm auf. Die axiale Nut 77, die ein Abgaspfad für das Öl einschließlich Leerstellen (Blasen) ist, kann beliebige Größe aufweisen, solange der Öldurchgang einschließlich Leerstellen (Blasen) aktiviert ist, und nicht durch die Größe des Lagers beeinträchtigt wird. Es ist zu beachten, dass in 9 die Nut mit einem V-förmigen Querschnitt als die axiale Nut 77 gezeigt wird, aber die Querschnittsform nicht darauf beschränkt ist, solange der Öldurchgang einschließlich Leerstellen (Blasen) aktiviert ist.
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Die axiale Nut 77 wird so gebildet, dass sie tiefer ist als die Anstoßaussparungsnut 75. Deshalb öffnet sich eine Öffnung der Anstoßaussparungsnut 75 an dem Endabschnitt in der Umfangsrichtung zu einer inneren Oberfläche (der geneigten Oberfläche 76) der axialen Nut 77. Die ölhaltigen Leerstellen (Blasen), die dadurch fließen, dass sie durch die innere Oberfläche des vertieften Abschnitts der Anstoßaussparungsnut 74 geführt werden, dringen direkt in die axiale Nut 77 vor und ein Ölfluss zu der axialen Richtung wird deshalb in der axialen Nut 77 leicht gebildet. Deshalb werden die ölhaltigen Leerstellen (Blasen), die sich in die axiale Nut 77 zusammen mit dem Schmieröl vordringen, leicht aus dem Lager abgegeben.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Kavitationserosion in der Ölnut 41a zu unterdrücken, durch Verteilen des Öls, das aus der Einlaßöffnung 6c fließt, und verhindern, dass das unter hohem Druck stehende Öl in konzentrierter Form zu der Ölnut 41a der Lagerhalbschale 41 fließt, durch den Übergangsbereich 73 in der Anstoßaussparung 70c an der Rotationsvorderseite der Lagerhalbschale 42 und damit das unter hohem Druck stehende Öl nicht zu der Lagerhalbschale 41 fließt, sind die Anstoßaussparungsnuten 74 und 75 bevorzugt wie folgt ausgebildet.
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In dem Anstoßaussparungsabschnitt der anderen Lagerhalbschale 41, die kombiniert wird mit der einen Lagerhalbschale 42, wird die Mehrzahl der Anstoßaussparungsnuten 74, die in der Umfangsrichtung fortlaufen, vorgesehen. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird, wie in 10 gezeigt, die Mehrzahl der Anstoßaussparungsnuten 75 der einen Lagerhalbschale 42 der vorliegenden Ausführungsform jeweils um eine Hälfte der Nutbreite WG, in der Breitenrichtung, und bezüglich der Mehrzahl der Anstoßaussparungsnuten 74 der anderen Lagerhalbschale 41 versetzt. Das heißt, in den Anschlagsabschnitten der Umfangsstirnflächen der beiden Lagerhalbschalen 41 und 42, d. h. an einer Verbindungsposition der einen Anstoßaussparungsnut 74 und der anderen Anstoßaussparungsnut 75 (eigentlich sind sie nicht direkt verbunden, weil die axiale Nut 77 vorhanden ist), ist der Talabschnitt (eine Öffnung in einer vertieften Form der Anstoßaussparungsnut) von der einen Anstoßaussparungsnut 74 so angeordnet, dass er mit dem Gipfelabschnitt (der vortretenden Form, die zwischen zwei nebeneinander liegenden Umfangsnuten 74 gebildet wird) der anderen Anstoßaussparungsnut 75 korrespondiert.
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Da die Leerstellen (Blasen), die in dem Öl erzeugt werden, an der Verbindungsposition der Anstoßaussparungsnut 74 und der Anstoßaussparungsnut 75 einen Widerstand erfahren, dringen die Leerstellen (Blasen), die in der Anstoßaussparungsnut 75 der einen Lagerhalbschale 42 fließen, demgemäß kaum in die Anstoßaussparungsnut 74 der anderen Lagerhalbschale 41 vor, und sie werden gleichzeitig leicht durch den Ölfluss, der zu der Endabschnittsseite in der Lagerbreitenrichtung zur selben Zeit in der axialen Nut 77 fließt, an die Außenseite des Lagers abgegeben. Es ist zu beachten, dass das Öl ebenfalls einen Widerstand an der Verbindungsposition der Anstoßaussparungsnut 74 und der Anstoßaussparungsnut 75 erfährt und ebenfalls von der Anstoßaussparungsnut 75 zu der Anstoßaussparungsnut 74 fließt.
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(Ausführungsform 2)
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Wie in den 11 und 12 gezeigt ist, ist, anders als bei der einen Lagerhalbschale 41 gemäß Ausführungsform 1, die Ölnut 41a in solcher Weise gebildet, dass die Tiefe von der Hauptzylinderoberfläche in dem Mittelabschnitt in der Umfangsrichtung der Lagerhalbschale 41 maximal wird und hin zu den beiden Endabschnitten in der Umfangsrichtung graduell kleiner wird. Beide Endabschnitte in der Umfangsrichtung der Ölnut 41a sind in dem Anstoßaussparungsabschnitt 70 und an der Vorderseite von dem Endabschnitt in der Umfangsrichtung der Ölnut 41a angeordnet, wobei eine Oberfläche des Anstoßaussparungsabschnitts 70 mit einer Mehrzahl von Anstoßaussparungsnuten gebildet ist. Die übrige Konfiguration ist die gleiche wie die Konfiguration der Lagerhalbschale 41 gemäß Ausführungsform 1.
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Bei Ausführungsform 2 ist, wie in 12 gezeigt, in dem Anstoßaussparungsabschnitt 70 der anderen Lagerhalbschale 42, die mit der einen Lagerhalbschale 41 kombiniert wird, eine Mehrzahl von Anstoßaussparungsnuten 75 vorgesehen, die sich in der Umfangsrichtung erstrecken. Die Mehrzahl der Anstoßaussparungsnuten 74 der einen Lagerhalbschale 41 der vorliegenden Ausführungsform sind jeweils um die Hälfte der Nutbreite WG in der Breitenrichtung versetzt, und zwar bezüglich jeder der Mehrzahl der Anstoßaussparungsnuten 75 der anderen Lagerhalbschale 42. Daher werden Leerstellen (Blasen) im Öl, die in der Anstoßaussparung 70c der Lagerhalbschale 42 gebildet werden, unterdrückt, in die Lagerhalbschale 41 der anderen Seite zu fließen. Da ferner die Ölnut 41a nicht mit der axialen Nut 77 in Verbindung steht, dringen die Leerstellen (Blasen) nicht direkt in die Ölnut 41a vor. Daher werden die Leerstellen (Blasen) leicht durch den Fluss des Öls, der zu der Endabschnittsseite in der Lagerbreitenrichtung in der axialen Nut 77 fließt, an die Außenseite des Lagers abgegeben.
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Während jede der Ausführungsformen 1 und 2 das Beispiel zeigt, bei dem die Mehrzahl der Anstoßaussparungsnuten 74 der einen Lagerhalbschale 41 jeweils um die Hälfte der Nutbreite WG in der Breitenrichtung bezüglich der Mehrzahl der Anstoßaussparungsnuten 75 der anderen Lagerhalbschale 42 versetzt ist, ist die Erfindung der vorliegenden Anmeldung nicht hierauf beschränkt. Die Mehrzahl der Anstoßaussparungsnuten 74 kann innerhalb eines Bereichs, der Null übersteigt und weniger ist als die Nutbreite WG in der Breitenrichtung versetzt sein, und zwar bezüglich der Mehrzahl der Anstoßaussparungsnuten 75 in der anderen Lagerhalbschale 42. Mit anderen Worten können die Anstoßaussparungsnut 74 einerseits und die Anstoßaussparungsnut 75 andererseits angeordnet sein, indem die Positionen der jeweiligen Mittelabschnitte in den Nutbreiten in der Breitenrichtung versetzt sind, und zwar in einem Bereich, der Null übersteigt und weniger ist als die Nutbreite WG als Maximum, und zwar an der Verbindungsposition. Bevorzugter sind die Anstoßaussparungsnut 74 einerseits und die Anstoßaussparungsnut 75 andererseits in solcher Weise angeordnet, dass die jeweiligen Positionen der Mittelbereiche in den Nutbreiten in der Breitenrichtung der Lagerhalbschale 41 in einem Bereich von mindestens 10% der Nutbreite WG bis einschließlich 50% der Nutbreite WG als Maximum versetzt sind, und zwar an der Verbindungsposition. Die Anstoßaussparungsnut 74 und die Anstoßaussparungsnut 75 können jedoch miteinander übereinstimmen, obwohl die Abgabeleistung für Leerstellen geringfügig verringert ist.
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Obgleich die Ausführungsformen der Erfindung der vorliegenden Anmeldung im Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben worden sind, ist die spezifische Konfiguration nicht auf die Ausführungsformen beschränkt und Veränderungen der Ausgestaltung sind von der Erfindung der vorliegenden Anmeldung umfasst, soweit nicht von dem Grundprinzip der Erfindung der vorliegenden Anmeldung abgewichen wird.
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Beispielsweise ist bei jeder Ausführungsform der Fall beschrieben, bei dem die Mehrzahl der Anstoßaussparungsnuten 75 nur in dem Anstoßaussparungsabschnitt 70 vorgesehen ist, eine Mehrzahl von Umfangsnuten kann jedoch an der Hauptzylinderoberfläche vorgesehen werden. Des Weiteren kann eine Mehrzahl von Umfangsnuten in dem Übergangsbereich 73 vorgesehen werden. Des Weiteren kann ein Bereich vorgesehen werden, in dem die Lagerwandstärke abnimmt (ein ballig gedrehter Abschnitt), und zwar an den inneren Umfangsflächenseiten der beiden Endabschnitte in der axialen Richtung der Lagerhalbschalen 41 und 42.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 8-277831 A [0003]
- JP 4-219521 A [0004]
- JP 2011-58568 A [0005]
- JP 2001-50252 A [0010, 0011]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- SAE J506 [0004]
- DIN1497 [0004]
- JIS D3102 [0004]
