JP2011500334A - スラスト軸受けの潤滑剤供給路を製作する方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、スラスト軸受けに潤滑剤供給路（３２）を製作する方法であって、潤滑剤供給路（３２）は、通路（３２）として形成されており、該通路（３２）は、潤滑剤を、スラスト軸受けの潤滑剤溜めからガイドするものにおいて、以下のステップ：スラスト軸受け−原形体（２８）を準備し、通路（３２）の設けられる部分で原形体（２８）に押込加工を行い、溝（３０）を形成し、溝（３０）の少なくとも１区分に沿って、溝（３０）の少なくとも片側または両側で、材料に押込加工および加圧成形を行い、溝（３０）の側方で溝（３０）に向かって材料を加圧成形して、溝（３０）を有する材料が通路（３２）を形成する、ステップを有する。

Description

本発明は、たとえば自動車の特にターボチャージャに用いることができるスラスト軸受けの潤滑剤供給路を製作する方法およびスラスト軸受けに関する。

一般的にターボチャージャは、内燃機関の作用効率を改善して、内燃機関の出力を高めるために用いられる。ターボチャージャのハウジング内で、軸が、縦軸線を中心に、たとえば２つのラジアル軸受けによって回動可能に支承されている。軸に、タービンホイールおよびコンプレッサホイールが配置されている。タービンホイールおよびコンプレサホイールに作用する流体の流れに基づいて、強い軸方向力が生じる。そのような軸方向力は、ラジアル軸受けによって適切に吸収できない。したがって通常、軸方向力を吸収するために、少なくとも１つまたは２つの追加的なスラスト軸受けが設けられる。

一般的にターボチャージャの軸の軸受けに、極めて高い要求が課せられる。ターボチャージャは、たとえばタービンホイールを駆動するために高温の排ガスが用いられるので、高い温度にさらされている。さらにターボチャージャの軸は、極めて高い回転数、たとえば３０００００Ｕ／ｍｉｎまでの回転数に達する。これによってターボチャージャの回転部分は、極めて正確にバランスをとる必要があり、これによって振動発生ができるだけ小さく維持される。

従来技術から、ドイツ連邦共和国ＥＰ特許の翻訳文６９３０９８６０号明細書において開示されているが、スラスト軸受けが公知である。スラスト軸受けは、それぞれ反対側に位置するフラットな面と下位縁部に溝とを備えた、比較的肉薄で概ね円筒形の部品である。さらにスラスト軸受けは、貯油槽を備えている。貯油槽は、概ね矩形の袋穴スリットであり、これはスラスト軸受けの主要本体部分に形成されていて、完全にスラスト軸受けを通って延びてはいない。貯油槽は、穿孔された貫通部を通って中心孔と接続されている。

ドイツ連邦共和国ＥＰ特許の翻訳文６９３０９８６０号明細書において開示されたスラスト軸受けでは、外側に位置する油溜めは、孔を介して、油供給のための、内側に位置する中心孔と接続されており、スラスト軸受けは、製作において不都合であり、屑およびばりが形成される。したがって孔は、念入りにクリーニングしないと、金属屑によって極めて容易に閉塞する恐れがある。さらに孔に生じるばりは、孔内に突出する場合、孔を狭幅にする恐れがある。

さらに欧州特許公開第１６１９３５６号明細書において、軸のための中央の貫通開口を備えた、概ねディスク状の軸受け本体を備えたスラスト軸受けが開示されている。さらにスラスト軸受けは、貫通開口を包囲する、軸に配置されたフランジのための少なくとも１つの支承面を有している。ここでは油供給通路が設けられており、油供給通路は、軸受け本体の半径方向外側部分から貫通開口に向かって延びている。油供給通路は、溝として形成されており、溝は、型鍛造、フライス加工またはプレス加工によって製作することができる。

したがって本発明の課題は、スラスト軸受けの潤滑剤供給路を形成する方法を改良して、潤滑剤供給路がばりまたは屑によって閉塞しない選択的な方法を提供することである。

この課題は、請求項１の特徴部に記載した方法によって解決される。

したがって本発明によれば、スラスト軸受けに潤滑剤供給路を製作する方法であって、潤滑剤供給路は、通路として形成されており、該通路は、潤滑剤を、スラスト軸受けの潤滑剤溜めからガイドするものにおいて、以下のステップ：スラスト軸受け−原形体を準備し、溝の設けられる部分で原形体に押込加工を行い、溝を形成し、溝の少なくとも１区分に沿って、溝の少なくとも片側または両側で、材料に押込加工および加圧成形を行い、溝の側方で溝に向かって材料を加圧成形して、溝を有する材料が通路を形成する、ステップを有している。

本発明による方法の利点によれば、通路は、潤滑剤供給路として形成することができ、特に少なくとも部分的または完全に閉じた通路を形成することができ、この場合製作方法によって通路を狭幅にするかまたは閉塞する恐れのある屑またはばりが生じることはない。潤滑剤供給路もしくは通路を通るスラスト軸受けの潤滑機能は、確実に保証される。

本発明の別の形態および改良形は、従属請求項ならびに図面に関する説明から理解することができる。

本発明による別の方法によれば、ステップｄ）において、材料を、溝の片側および／または両側で、溝に向かって加圧成形し、溝を有する材料が、開いた、少なくとも部分的に閉じた、または完全に閉じた通路を形成する。このようにすると非切削式の製作方法で、従来公知の穿孔による、穿孔中に屑およびばりの生じる恐れのある通路に対して代替的な通路を形成することができる。

本発明による別の方法によれば、通路の表面を平坦化する別のステップを有しているので、スラスト軸受けは、平らな通路を有する。このようにすると機能および使用目的に応じて、概ねフラットもしくは平坦に形成されたスラスト軸受けが提供され、この場合スラスト軸受けは、全面にわたって平坦に形成することができ、またはたとえば潤滑剤供給路もしくは通路の部分で平坦に形成することができる。

別の方法によれば、通路が、スラスト軸受けに、スラスト軸受けの、潤滑剤溜めと同じ面および／または反対側に位置する面で潤滑剤溜めをセグメント区分と接続するのに十分な押込加工深さを有する。このようにするとセグメント区分にスラスト軸受けの両面で潤滑剤が供給され、ここでは通路を１つだけ設ければよい。これによって追加的な製作コストが削減される。

本発明による別の形態によれば、本発明による方法に従って製作された少なくとも１つの潤滑剤供給路を備えたスラスト軸受けが提供される。そのようなスラスト軸受けの利点によれば、潤滑剤供給路は、ばりまたは屑を有しておらず、特に潤滑剤供給路が部分的または完全に閉じて形成されている場合に顕著である。ばりまたは屑の生じない製作は、従来技術から公知であるが、潤滑剤供給路の穿孔では、追加的なコストを掛けずには実現されない。

以下に、図示した実施の形態に基づいて本発明を詳説する。

従来技術によるスラスト軸受けを示す平面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿ったスラスト軸受けを示す断面図である。 本発明によるスラスト軸受けの潤滑剤供給路を製作するステップを略示する断面図である。

全図において、同一もしくは機能的に同一の構成要素および装置には、特に言及していない限り、同じ符号を付した。

図１には、従来技術によるスラスト軸受け１０の１例を投影図で示した。スラスト軸受け１０は、中央に貫通開口１２を備えており、中央開口１２には、たとえばターボチャージャの軸（図示していない）が貫通ガイドされる。さらにスラスト軸受け１０の貫通開口１２を中心にセグメント部分１４が配置されている。セグメント部分１４は、たとえば４つのセグメント１６を備えており、セグメント１６は、接触面を成す。セグメント１６は、ここではたとえば楔形に形成されていて、半径方向に貫通開口１２を中心に配置されている。ここではセグメント１６は、追加的に傾斜部を有していてもよい。

さらに少なくとも１つの潤滑剤溜め１８が、スラスト軸受け１０の少なくとも第１面２０に設けられている。潤滑剤溜め１８は、セグメント部分１４の外側に配置されている。潤滑剤溜め１８から、セグメント部分１４に通じる潤滑剤供給路２２が形成されており、潤滑剤供給路２２に孔２４が設けられており、孔２４は、潤滑剤溜め１８をセグメント部分１４と接続し、これによってセグメント部分１４に潤滑剤もしくは潤滑油が供給される。

潤滑剤供給路としてのそのような孔２４は不都合であり、上述したように、屑およびばりが形成され、屑は、除去が困難であり、しかも孔２４が狭幅になるか、または孔２４が閉塞する恐れがある。これはばりにも当てはまる。ばりがたとえば孔２４に突出して、孔２４を不都合に狭幅にし、スラスト軸受けの機能を大幅に損なうことを回避するために、ばりは、屑と同様に、追加的な作業ステップで除去する必要がある。そのような追加的な作業ステップおよびスラスト軸受けもしくは潤滑剤供給の適当な後コントロールによって追加的なコストが嵩む。

図２には、図１に示したスラスト軸受け１０を、Ａ−Ａ線に沿って示した。ここではセグメント部分１４は、凹部として示した。さらにセグメント１６が図示されており、セグメント１６は、セグメント部分１４に配置されている。さらに孔２４が図示されており、孔２４は、潤滑剤溜め１８をセグメント部分１４と接続する。セグメント部分１４およびセグメント１６は、スラスト軸受け１０の第１面２０および第２面２６に設けられている。

本発明によれば、図１および図２に示したスラスト軸受け１０と比肩するスラスト軸受け１０が提供される。原則として本発明によるスラスト軸受け１０は、図１および図２に示した形態とは別の形態を有していてもよい。主要構造によれば、スラスト軸受け１０の潤滑剤溜め１８をたとえば少なくとも１つのセグメント部分１４と接続する潤滑剤供給路２２は、従来技術による穿孔された通路２４とは異なって、非切削式の加工方法で製作される。

本発明による方法ステップを、図３のａ〜ｅに示した。

図３のａには、たとえば金属または金属合金製の、たとえば概ねフラットな素材もしくはスラスト軸受け−原形体（スラスト軸受けの原形を有する本体）２８を示した。素材もしくは原形体の厚さは、概ね完成したスラスト軸受け１０の厚さに相当するか、またはあとで適切な厚さにされる。

これに関してスラスト軸受け−原形体２８は、既に少なくとも部分的に加工され、あとで完成したスラスト軸受け１０が形成される。選択的に潤滑剤供給路３２の形成に続いて、別の加工ステップが行われ、これによって完成したスラスト軸受けが製作される。選択的に潤滑剤供給路３２は、最後の加工ステップとして形成するか、またはたとえばスラスト軸受け１０の製作を開始する最初の加工ステップとして、または最初の加工ステップのうちの１つとして形成してもよい。

換言すると、潤滑剤供給路３２の製作は、スラスト軸受け１０を製造する一連の加工ステップにおいて有利に、もしくは適切に組み入れられるので、スラスト軸受けは、たとえば簡単かつ安価に製造することができる。

最初のステップでは、図３のｂに略示したように、先ず素材２８の第１面（第１面に望ましくは通路３２が設けられる）に溝３０が押込加工により形成される。溝３０は、潤滑剤溜め１８を、図１に示したように、たとえばセグメント部分と接続する。前述したが、図１に示したスラスト軸受け１０は、単にスラスト軸受け１０の多くの形態の１例に過ぎない。

図３のｃに示した別のステップでは、素材２８の第２面２６から、溝３０の左右で、同様に押込加工によって、材料３４に加圧成形が行われる。つまり材料３４は、単に側方に押し退けられるのではなく、大体において素材２８の第１面２０に向かって押し込まれるか、または押し出されるか、または加圧成形される。第２面２６からの材料の押込加工は、溝３０の全長または少なくとも長さの一部にわたって行われ、あとで通路３２が形成される。この場合長さは、通路３２が全長にわたってたとえば少なくとも部分的にまたは完全に閉じるように形成しようとするか、またはたとえば少なくとも１つの追加的に開いた区分を有するようにするかに応じて選択することができる。ここでは加圧成形される材料の量または高さは、機能または使用目的に応じて溝３０の左右で同じまたは異なっていてよい。

次のステップでは、図３のｄに示したように、予め素材２８の第１面２０に成形された材料３４が、内向きにたとえば溝３０の中央に向かって押し合わされ、これによって通路もしくは潤滑剤供給路３２が形成される。ここでは溝３０の左右で突出する材料３４は、材料３４がたとえば中央で集められ、これによって大体において上向きに閉じた通路もしくは潤滑剤供給路３２が形成されるまで押し合わされる。

機能および使用目的に応じて、通路３２は、上向きに開いて形成する（図示していない）か、もしくは部分的に閉じて形成してもよい。ここでは溝３０の左右で突出する材料３４は、通路３２が上向きに依然として少なくとも部分的に開いたままにするか、もしくは完全には閉じられないように押し合わされる。

材料３４は、両方の場合、素材２８の第１面２０から当初は突出しており、これについては閉じた通路３２の形態で図３のｄに示した。

追加的な次のステップでは、図３のｅに略示したように、必要な場合、第１面の表面が、少なくとも形成された通路３２もしくは潤滑剤供給路３２の上方で平坦化されるので、大体において平坦な表面が得られる。つまり図３のｄに示した、上向きに突出する材料３４が、溝３０の上方で平坦化される。ここでは厚さは、完成したスラスト軸受け１０の厚さに調和される。製作方法および得られるスラスト軸受け１０は有利であり、少ないプロセスステップで、潤滑剤溜め１８をたとえばセグメント部分と接続する通路もしくは潤滑剤供給路３２を製作することができ、この場合特別な作業ステップで入念に除去する必要のある屑または鋭いばりが生じることはない。

図面には、本発明の有利な形態を示したが、本発明は、この形態に制限されるものではなく、むしろ多種多様に変化させることができる。

本発明は、特に図１および図２に示したスラスト軸受け１０の形態に制限されるものではなく、潤滑剤供給路として少なくとも１つの通路が設けられたスラスト軸受けのあらゆる態様に適用させることができる。図１および図２に示したスラスト軸受け１０は、本発明による原理を判りやすく理解するための１例でしかない。これについて述べておくと、スラスト軸受けの潤滑剤供給路としての溝３０は、図３のｅに示したように矩形の面を必ずしも有する必要はなく、たとえば円形、楕円形などの任意の横断面を有してもよい。

さらに図３のｃに示したように、溝３０の両面で材料３４を押込加工するのではなく、溝３０の片面にだけ材料３４を押込加工することも考えられる。ここでは材料３４は、溝３０の片面に、図３のｄに示したように、押込加工を行い溝を形成することができるので、溝３０によって通路３２が形成される。必要な場合、通路３０の表面は、図３のｄに示したように、押込加工により溝３０を形成したあとで材料３４が依然としてスラスト軸受け１０の表面から不都合に突出する場合に、図３のｅに示したように、適切に平坦化される。さらに溝３０を深く押込加工して通路３２を形成し、通路３２が潤滑剤溜めをスラスト軸受け１０の第１面および／または第２面でセグメント部分と接続するようにすることも考えられる。

さらに図３のｂ〜ｅに基づいて前述した個々の加工ステップは、相前後して実施されるだけでなく、個々のステップは、１作業ステップにまとめるか、もしくは１作業ステップで行うこともできる。したがって２例を挙げると、たとえば溝の押込加工（図３のｂ）と材料の加圧成形（図３のｃ）とは、またはたとえば材料の押し合わせ（図３のｄ）と表面の平坦化（図３のｅ）とは、１作業ステップで行うことができる。

本発明によるスラスト軸受け１０は、ターボチャージャに用いるだけでなく、軸方向力を吸収するのにスラスト軸受けを必要とするあらゆる別の部品に用いることができる。

Claims (10)

1. スラスト軸受けに潤滑剤供給路（３２）を製作する方法であって、
   潤滑剤供給路（３２）は、通路（３２）として形成されており、該通路（３２）は、潤滑剤を、スラスト軸受けの潤滑剤溜めからガイドするものにおいて、
   以下のステップ：
   ａ）スラスト軸受け−原形体（２８）を準備し、
   ｂ）通路（３２）の設けられる部分で原形体（２８）に押込加工を行い、溝（３０）を形成し、
   ｃ）溝（３０）の少なくとも１区分に沿って、溝（３０）の少なくとも片側または両側で、材料に押込加工および加圧成形を行い、
   ｄ）溝（３０）の側方で溝（３０）に向かって材料を加圧成形して、溝（３０）を有する材料が通路（３２）を形成する、
   ステップを有することを特徴とする、スラスト軸受けに潤滑剤供給路を製作する方法。
2. ステップｄ）において、材料を、溝（３０）の片側および／または両側で、溝（３０）に向かって加圧成形し、溝（３０）を有する材料が、開いた、少なくとも部分的に閉じた、または完全に閉じた通路（３２）を形成する、請求項１記載の方法。
3. 潤滑剤供給路を製作する当該方法が、別のステップ
   ｅ）通路（３２）の表面を平坦化する、ステップを有しており、スラスト軸受けが、平らな通路を有する、請求項１または２記載の方法。
4. 通路（３２）が、スラスト軸受けに、スラスト軸受けの同じ面（２０）および／または反対側に位置する面（２６）で潤滑剤溜めをセグメント区分と接続するのに十分な押込加工深さを有する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 請求項１から４までのいずれか１項記載の方法に従って形成された、潤滑剤供給路（３２）を備えた、特にターボチャージャ用のスラスト軸受け。
6. 当該スラスト軸受けは、少なくとも１つの潤滑剤溜めと少なくとも１つのセグメント区分とを備えており、潤滑剤溜めは、潤滑剤供給路（３２）を介してセグメント区分と接続されている、請求項５記載のスラスト軸受け。
7. 潤滑剤溜めおよびセグメント区分は、スラスト軸受けの同じ面（２０）に配置されている、請求項６記載のスラスト軸受け。
8. 潤滑剤溜めは、潤滑剤供給路（３２）を介して、追加的にスラスト軸受けの反対側に位置する面（２６）で、セグメント区分と接続されている、請求項６または７記載のスラスト軸受け。
9. 潤滑剤供給路（３２）は、開いて、少なくとも部分的に閉じて、または完全に閉じて形成されている、請求項５から８までのいずれか１項記載のスラスト軸受け。
10. 請求項５から９までのいずれか１項記載の少なくとも１つのスラスト軸受けを備えたターボチャージャ。

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