JP2002525503A - エンジン及びトランスミッションのための燒結軸受 - Google Patents

エンジン及びトランスミッションのための燒結軸受

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、エンジン及びトランスミッションのための燒結軸受であって、軸受孔によって形成され、軸受内の潤滑剤貯蔵室から潤滑剤で負荷可能である走行面を備えており、軸受孔が、周面に亙って分配され交互に強く圧縮された、小孔状の走行面と、軸方向に延びる弱く圧縮された、開放孔状の潤滑剤貯蔵室とを有している形式のものに関する。潤滑剤貯蔵室が、少なくとも２つの長手方向溝を備えた溝構造体によって形成されており、溝構造体の少なくとも一部で、隣接し合う長手方向溝間に存在する溝先端部の一部が、軸受孔によって受容された、潤滑剤を引き渡すための軸と接触するようになっていることによって、特に運転の始動段階時に潤滑が改善される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、エンジン及びトランスミッションのための燒結軸受であって、軸受
孔によって形成され、軸受内の潤滑剤貯蔵室から潤滑剤で負荷可能である走行面
を備えており、軸受孔が、周面に亙って分配され交互に強く圧縮された、小孔状
の走行面と、軸方向に延びる弱く圧縮された、開放孔状の潤滑剤貯蔵室とを有し
ている形式のものに関する。
【０００２】 このような形式の燒結軸受は、DE-Z Tribologie + Schmiertechnik, 45. Jahr
gang, 1/1998, Seiten 47/48（ＤＥ−Ｚ摩損学+潤滑技術、第４５巻、１／１９
９８、第４７／４８頁）により公知である。潤滑剤貯蔵室は、横断面３角形の溝
として燒結体の軸受孔内に設けられ、一方、溝間の走行面はサイジング(Kalbrie
ren；寸法修正）によってシールされる。このような潤滑剤貯蔵室は、潤滑剤を
収容し、潤滑剤は、運転時には燒結軸受それもこの燒結軸受の強く圧縮されてい
ない領域から押し退けられるが、特に運転の始動段階においては、軸受孔の走行
面及びこの走行面上で滑動する軸を潤滑するために重要な役割を果たしてはいな
い。
【０００３】 このことは、アメリカ合衆国特許第５７０４７１８号公報による燒結軸受のた
めのも当てはまる。この燒結軸受においては、潤滑剤貯蔵室は大きいＵ字形の溝
を形成し、この溝の底部が、大きい直径を有する走行面に対して段付けされてい
る。静止状態でこの溝の領域内に貯えられた潤滑剤は、運転始動時において効果
的な潤滑を行うことができない。潤滑剤貯蔵室は、軸受孔内で軸を効果的に潤滑
するために、前もって潤滑剤によって満たしておく必要がある。
【０００４】 そこで本発明の課題は、冒頭に述べた形式の燒結軸受において、運転の始動段
階時に、運転中に潤滑剤貯蔵室内に達した潤滑剤によって行われる潤滑に不都合
な影響を与えることなしに、潤滑を改善することができるようにすることである
。
【０００５】 本発明によればこの課題は、潤滑剤貯蔵室が、少なくとも２つの長手方向溝を
備えた溝構造体によって形成されており、溝構造体の少なくとも一部で、隣接し
合う長手方向溝間に存在する溝先端部の一部が、軸受孔によって受容された、潤
滑剤を引き渡すための軸と接触するようになっていることによって解決された。
【０００６】 運転後に潤滑剤が、溝構造体の弱く圧縮された領域によって再び受容されると
、つまり溝構造体の長手方向溝に潤滑剤がなくなると、少なくともいくつかの溝
先端部が以前のように潤滑剤を移行させるための軸と接触するので、後続運転の
始動段階において既に、長手方向溝から運転潤滑に移行する、軸の潤滑が行われ
。
【０００７】 圧粉体(Gruenling）のプレス時に形成された溝構造体は、サイジング時にそれ
以上圧縮されず、従って開放した孔状の形を維持するので、その貯蔵能力は、走
行面の強度とは無関係に維持される。
【０００８】 潤滑剤の循環のために、溝構造を次のように構成すれば有利である。つまり毛
細管状の溝として構成された長手方向溝の幅が、使用された潤滑剤が直径１ｍｍ
のガラス毛細管内で上昇する高さよりも少なくとも２０倍小さくなるように構成
すれば、有利である。
【０００９】 長手方向溝の溝底部と溝先端部とは、丸味をつけられていて、長手方向溝の幅
よりも少なくとも２倍小さい曲率半径を有している。
【００１０】 隣接し合う長手方向溝間の溝先端部は、潤滑剤を移行させるためだけに軸上で
この軸と接触しているので、支持作用を有してはいない。開放した孔状の形状で
しかも密度が低いことに基づく小さい負荷可能性によって、この燒結軸受の耐用
年数に不都合な作用が及ぼされることはない。
【００１１】 長手方向溝は、１２゜よりも小さい開放角度で軸に向かって円錐形に広がって
いる。
【００１２】 本発明の変化実施例に従って、端面側及び／又は外周面に、付加的に溝又は袋
孔状に開放した孔状の潤滑剤貯蔵室が設けられており、これらの潤滑剤貯蔵室は
、溝先端部の曲率半径、幅及び開放角度が、長手方向溝の相応の寸法に合わせら
れていることによって、潤滑剤の貯蔵能力はさらに高められる。
【００１３】 端面側の開放孔状の潤滑剤貯蔵室は、同心的な溝リング及び／又は溝リング区
分として構成することができ、この溝リング及び／又は溝リング区分は、半径方
向溝を介して燒結軸受の走行面に通じている。この場合溝リング区分は０．２ｍ
ｍよりも長い。
【００１４】 端面側を介して、一様に分割された、外側面から燒結軸受の走行面まで延びる
半径方向溝を設けることもできる。
【００１５】 外側面に開放した孔状の潤滑剤貯蔵室を設けるために、本発明の別の構成要件
によれば、外側面に周方向溝及び／又は周方向溝区分及び／又は袋孔が潤滑剤貯
蔵室として設けられる。この場合、周方向溝及び／又は周方向溝区分は、横方向
に延びる接続溝によって互いに接続することができる。すべての潤滑剤貯蔵室の
設計のために、長手方向溝、袋孔、半径方向溝、溝リング及び／又は溝リング区
分及び周方向溝及び／又は周方向溝区分の深さ（例えば０．５ｍｍ）が、直径１
ｍｍのガラス毛細管内の潤滑剤の上昇高さの半分よりも小さく構成されている。
【００１６】 本発明お図面に示した実施例を用いて以下に詳しく説明する。
【００１７】 図１に示されているように、軸受孔１１内に圧粉体を押し込む際に、燒結軸受
１０に、周面に亙って分配された列状の溝構造体１５が形成される。これらの溝
構造体１５は、少なくとも２つの長手方向溝１６ｒを有していて、これらの長手
方向溝１６ｒは溝先端部１６ｋによって仕切られていて、有利な形式で互いに平
行に延びている。これらの開放孔状の溝構造体１５はその溝先端部１６ｋが走行
面１４に対して、燒結軸受１０の外周面に向かってずらされている。図２に示さ
れているように、長手方向溝１６ｒの溝底部１７及び、溝先端部１６ｋの曲率半
径は、長手方向溝１６ｒの幅の半分よりも小さい。長手方向溝１６ｒの幅は、使
用された潤滑剤が直径１ｍｍのガラス毛細管(Glasskapillare)内を上昇する高さ
よりも少なくとも２０倍小さい。
【００１８】 燒結軸受の強度は、単繊維性のＣ−繊維、セラミック粒子又はその他の粒子を
添加することによって改善される。
【００１９】 図１に示されているように、付加的な開放孔状の潤滑剤貯蔵室は、端面１２及
び／又は燒結軸受１０の外周面１３内に設けてもよい。このような形式の潤滑剤
貯蔵室の溝底部の曲率半径及び幅のためには、有利には溝構造体１５の長手方向
溝１６ｒと同様の寸法が適している。それと同じことは、１２゜よりも小さく選
定される、長手方向溝１６ｒの開放角度のためにも当てはまる。
【００２０】 図１の部分図で示されているように、端面側１２は、例えば半径方向溝２２及
び溝先端部２３を備えた領域２１を備えることができる。また潤滑剤貯蔵室とし
て、半径方向溝１９を介して走行面１４に通じる同心的な溝リング又は溝リング
区分１８も設けることができる。
【００２１】 符号２０及び２０ａで示されているように、少なくとも０．２ｍｍの長さを有
している、短い溝状又は袋孔状の潤滑剤貯蔵室の１つ又は多数の同心的なリング
を設けてもよい。
【００２２】 燒結軸受１０の外周面１３上に、付加的な開放孔状の潤滑剤貯蔵室としての長
手方向及び周方向溝及び／又は長手方向及び周方向溝区分２５を設けることがで
き、これらの区分は、横方向に延びる接続溝を介して互いに及び端面側１２と接
続することができる。
【００２３】 すべての溝の深さは、使用された潤滑材が、直径１ｍｍのガラス毛細管内で上
昇する高さの半分よりも小さければよい。
【００２４】 端面側１２内の潤滑剤貯蔵室は、軸受の外部の潤滑剤貯蔵容積を増大し、軸方
向のしゅう動面に付加的な潤滑材量を供給する。端面区分の凸面状に湾曲された
部分面は、その毛細管作用によって軸受の改善されたダイナミックな運転状態に
貢献する。軸方向の供給溝は、付加的な摩耗貯蔵機能を有していて、潤滑剤を走
行面１４から外周面１３に搬送することができる。
【００２５】 外周面１３上に配置された開放孔状の潤滑剤貯蔵室は、吐出される潤滑剤を受
容し、潤滑剤が、重力、遠心力又は漏出によって流出するのを阻止する。
【００２６】 すべての付加的な潤滑剤貯蔵室は、軸受を潤滑剤で満たした後で投げ飛ばし又
は遠心分離によって再び空にされる。これによって付加的な貯蔵作用が得られる
。新たな燒結軸受１０は、運転中に８０％までの少ない潤滑剤を失う。燒結軸受
の耐用年数は著しく高められ、伝達層形成によって軸受の侵食は著しく困難にさ
れる。
【００２７】 さらに、冷却中の容積収縮において多量の潤滑剤が摩耗箇所に提供されること
によって、冷却雑音は避けられる。
【００２８】 このような形式の付加的な潤滑剤貯蔵室は、プレス時に得られるので、高い製
造コストを伴うことはない。
【００２９】 著しく圧縮された、小さい孔状(kleiporig)の走行面１４は、高い負荷能力を
有しているので、この走行面のほぼ内実な構造体によって軸のいわばハイドロダ
イナミック式の滑動状態が得られる。溝構造体１５の領域における高い多孔度(P
orositaet）によって、潤滑剤の付加的な容積が予め設定される。
【００３０】 長手方向溝１６ｒ及び走行面１４の数及び幅は、使用例（例えば機械的及び熱
的な負荷）に応じて種々異なって選定される。しかも、圧縮つまり多孔度によっ
て、負荷の大きさ、潤滑剤受容容積が影響を受ける。
【００３１】 溝構造体１５は、走行面１４の形状及び使用されたプロフィールを考慮する必
要がある。基本的に、溝構造体１５の長手方向溝１６ｒとして構成された潤滑剤
貯蔵室は、走行面１４と同じ数だけ設けられる。溝構造体１５の長手方向溝１６
ｒの数は、偶数又は奇数であってよく、少なくとも３つでなければならない。長
手方向溝１６ｒの曲率半径は、少なくとも０．０５ｍｍであって、最大では０．
３０ｍｍである。長手方向溝１６ｒの深さは、使用された潤滑剤の粘性に関連し
ていて、０．５ｍｍまでである。
【００３２】 図２に示した燒結軸受１０の軸方方向孔１１の構成ではァ、それぞれ７２゜で
５つの区分が設けられており、この場合、各区分が、５つの長手方向溝１６ｒ及
び４つの溝先端部１６ｋを備えた溝構造体１５を有している。溝構造体１５の縁
部に位置する長手方向溝１６ｒは、移行部２４を介して走行面１４に移行してい
る。これらの移行部２４は、図１に示されているように、走行面１４のサイジン
グ前で、まだ鋭角である。移行部２４はサイジング後に、丸味を付けられ、図２
に示されているように約０．５ｍｍの曲率半径を有している。溝底部１７と溝先
端部１６ｋとは、同様に丸味を付けられていて、０．１５ｍｍの曲率半径を有し
ている。長手方向溝１６ｒは、軸受孔１１の周面の約７゜に亙って延びている。
長手方向溝１６ｒの深さは、８．３７３−８．１０の差から０．２７３ｍｍが得
られる。サイジング前に、サイジングされていない走行面１４．１は直径が７．
７０ｍｍであり、これに対してサイジング後には軸受孔１１は、８ｍｍの直径及
び公差Ｈ８を有する走行面１４によって規定されている。溝先端部１６ｋは、サ
イジングされず、その直径８．１０ｍｍが維持され、少なくとも幾つかの溝先端
部１６ｋは、軸方向遊びに基づいて、挿入された軸と、潤滑剤伝達に充分である
、非支持接触状態にある。
【００３３】 走行面のハッチング（斜線）で示された領域１４ｖは、サイジング時に押し退
けられ、密度を高めるために使用される。溝構造体１５は、サイジング前では軸
受孔の周面の３３．７７゜に亙って延びていて、サイジング後には、軸受孔の周
面の３８．２３゜に亙って延びており、この場合、移行部２４は０．５ｍｍで丸
味を付けられている。
【００３４】 溝構造体１５の溝先端部１６ｋは、事実上サイジングされた走行面１４で共通
の周面上に位置し、この場合、溝先端部１６は軸に線状に又はストリップ（条片
）状に当接する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 軸受孔の外周面に亙って分配された、潤滑剤貯蔵室としての溝構造体を備えた
燒結軸受の斜視図、並びに走行面のサイジング前の燒結軸受の別の面における別
の潤滑油貯蔵室の部分的な斜視図である。
【図２】 走行面のサイジング前後における、別の燒結軸受の軸受孔の横断面である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｃ 33/12 Ｆ１６Ｃ 33/12 Ｂ 33/14 33/14 Ａ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＢＲ，ＪＰ，Ｋ Ｒ，ＵＳ (72)発明者 ゲルト ドルンヘーファー ドイツ連邦共和国 レオンベルク バリン ガー シュトラーセ 37 (72)発明者 ハンス−ペーター コッホ ドイツ連邦共和国 シユツツトガルト シ ュッツェンビュールシュトラーセ 15 (72)発明者 アンドレアス フォークト ドイツ連邦共和国 レンニンゲン キービ ッツヴェーク ８ (72)発明者 トーマス ブロークハンマー ドイツ連邦共和国 アイヒハルデン ブー レン ２ (72)発明者 グイド クルツ ドイツ連邦共和国 エッシュブロン−ロッ ハーホフ トイフェンシュトラーセ 91 (72)発明者 ヴェルナー シュテーア ドイツ連邦共和国 ホルプ−アールドルフ ノルトシュテッター シュトラーセ 26 Ｆターム(参考） 3J011 AA07 AA10 BA02 CA01 CA04 DA01 DA02 JA02 KA02 LA01 MA05 MA08 MA12 PA02 PA03 QA01 QA11 RA03 SB19 4K018 AB07 AB08 KA03 KA22

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 エンジン及びトランスミッションのための燒結軸受であって
    、軸受孔によって形成され、軸受内の潤滑剤貯蔵室から潤滑剤で負荷可能である
    走行面を備えており、軸受孔が、周面に亙って分配され交互に強く圧縮された、
    小孔状の走行面と、軸方向に延びる弱く圧縮された、開放孔状の潤滑剤貯蔵室と
    を有している形式のものにおいて、 潤滑剤貯蔵室が、少なくとも２つの長手方向溝（１６）を備えた溝構造体（１
    ５）によって形成されており、溝構造体（１５）の少なくとも一部で、隣接し合
    う長手方向溝（１６）間に存在する溝先端部（１６ｋ）の一部が、軸受孔（１１
    ）によって受容された、潤滑剤を引き渡すための軸と接触するようになっている
    ことを特徴とする、エンジン及びトランスミッションのための燒結軸受。
  2. 【請求項２】 溝構造体（１５）の長手方向溝（１６ｒ）の受容容積が、燒
    結金属から成る軸受の運転時に押し退けられる潤滑剤の容積に合わせられている
    、請求項１記載の燒結軸受。
  3. 【請求項３】 溝構造体（１５）の長手方向溝（１６ｒ）が毛細管溝として
    構成されていて、長手方向溝（１６ｒ）の幅が、直径１ｍｍのガラス毛細管内で
    潤滑剤が上昇する高さよりも少なくとも２０倍小さい、請求項１又は２記載の燒
    結軸受。
  4. 【請求項４】 溝底部（１７）の長手方向溝（１６ｒ）と、溝先端部（１６
    ｋ）とが、所定の曲率半径（例えば０．０５ｍｍ乃至０．３０ｍｍ）で丸味を付
    けられていて、この曲率半径が、長手方向溝（１６ｒ）の幅（例えば０．３０乃
    至０．８０ｍｍ）よりも少なくとも２０倍小さい、請求項１から３までのいずれ
    か１項記載の燒結軸受。
  5. 【請求項５】 溝先端部（１６ｋ）が、軸と非支持状態で接触している、請
    求項１から４までのいずれか１項記載の燒結軸受。
  6. 【請求項６】 長手方向溝（１６ｒ）が、１２゜よりも小さい開放角度で軸
    に向かって円錐形に広げられている、請求項１から５までのいずれか１項記載の
    燒結軸受。
  7. 【請求項７】 単繊維のＣ−繊維及び／又はセラミック粒子及び／又はその
    他の粒子を添加することによって、強度が改善されている、請求項１から６まで
    のいずれか１項記載の燒結軸受。
  8. 【請求項８】 端面側（１２）及び／又は外周面（１３）に、付加的に溝又
    は袋孔状に開放した孔状の潤滑剤貯蔵室が設けられており、これらの潤滑剤貯蔵
    室は、溝先端部（１７）の曲率半径、幅及び開放角度が、長手方向溝（１６ｒ）
    の相応の寸法に合わせられている、請求項１から７までのいずれか１項記載の燒
    結軸受。
  9. 【請求項９】 潤滑剤貯蔵室が端面側（１２）で半径方向溝（２２）として
    構成されている、請求項８記載の燒結軸受。
  10. 【請求項１０】 端面側（１２）に、同心的な溝リング及び／又は溝環状区
    分（１８）が潤滑剤貯蔵室として設けられていて、該溝リング及び／又は溝環状
    区分（１８）が半径方向溝（１９）を介して走行面（１４）に通じている、請求
    項８記載の燒結軸受。
  11. 【請求項１１】 溝リング区分（１８）が０．２ｍｍよりも長く構成されて
    124いる、請求項１０記載の燒結軸受。
  12. 【請求項１２】 外周面（１３）に、長手方向溝及び／又は周方向溝、及び
    ／又は長手方向区分及び／又は周方向区分（２５）が、潤滑剤貯蔵室として設け
    られている、請求項１から１１までのいずれか１項記載の燒結軸受。
  13. 【請求項１３】 長手方向及び周方向溝及び／又は長手方向及び周方向区分
    （２５）が、横方向に延びる接続溝を介して互いに接続されている、請求項１２
    記載の燒結軸受。
  14. 【請求項１４】 長手方向溝（１６ｒ）、袋孔（２０ａ）、半径方向溝（２
    ２）、溝リング及び／又は溝リング区分（１８）及び周方向溝及び／又は周方向
    溝区分（２５）の深さ（例えば０．５ｍｍ）が、直径１ｍｍのガラス毛細管内の
    潤滑剤の上昇高さの半分よりも小さい、請求項１から１３までのいずれか１項記
    載の燒結軸受。
  15. 【請求項１５】 長手方向溝（１６ｒ）から、サイジングされた隣接する走
    行面（１４）までの移行部（２４）が丸味を付けられている（例えば０．５ｍｍ
    ）、請求項１から１４までのいずれか１項記載の燒結軸受。
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