JP2014508257A - 滑り軸受シェル - Google Patents

Abstract

本発明は、周方向に９０〜１７０°の角度にわたって延在する、滑り軸受シェルの周方向両端部において閉じた、滑り軸受シェルを半径方向に貫通するスリット（１０）と、内側のその他にオイル溝のない摺動面（１１）とを有する、クランクシャフト主軸受（２４）のための滑り軸受シェルに関する。

Description

本発明は、クランクシャフト主軸受のための滑り軸受シェルに関する。

この形式の公知に滑り軸受シェルは、半径方向のオイル孔と、このオイル孔と連通し、周方向に延在する、軸方向に大抵は滑り軸受シェルの内側に配設された摺動面又は走行面内に形成されたオイル溝を備える。オイルは、エンジンケース内の配管システムを通って、圧力下でクランクシャフト主軸受に搬送され、そこでオイル孔を通ってオイル溝内に到達し、このオイル溝内で、オイルは、一方で主軸受自身の潤滑及び冷却のために周方向に分配され、オイル溝から、オイルは、他方でクランクシャフト内の接続孔を介してコンロッド軸受に供給される。組立て誤差を補正し、これにより、エンジンケース内のオイルラインの開口を滑り軸受シェルのオイル孔と一致させることを保証するため、オイル孔は、多くの場合、長穴として形成されている。

クランクシャフト主軸受は、２つの半円筒状の滑り軸受シェルから成り、これら滑り軸受シェルの大抵は上の滑り軸受シェルだけが、このようなオイル溝を備える。両滑り軸受シェルは、それぞれその周方向端部においていわゆる露出部を備える。これは、両滑り軸受シェルの周方向端部の前の内側の領域であり、これら領域では、摺動面が数ミクロン半径方向に後退させられており、これにより、１つのラジアル軸受に組み立てられる２つの滑り軸受シェルの生じ得る半径方向の合致精度を補償することができる。しかしながら、この半径方向の拡大により、主軸受からの横からの（軸方向の）オイル流出が増加する。このオイル流出は、必要な油圧を低下させ、オイル必要量を高め、これを、大きいオイルポンプによって補償しなければならないので、有害である。

ここで、“周方向に”、“軸方向に”及び“半径方向に”との記載は、つねに軸受形状に関係する。

これを回避するため、このタイプの新しい軸受シェルのオイル溝は、しばしば周方で向露出部の前で終了する。オイル溝は、この構造形態の場合、切削加工によって、通常はフライス加工によって、オイル溝が軸受シェルの頂点においてその最大深さを備え、周方向に端部に向かって大抵は連続的に浅くなるように、滑り軸受シェルに形成される。切削加工は、一般に既に変形された軸受シェルで行なわれる。

軸方向のオイル流出に逆作用する他の公知の措置は、例えば軸受遊びを小さくする試み、より深い加工溝による露出部の置換え、又は、軸方向外側の軸受周囲への軸受をシールするためのエラストマリングの加硫又は設置である。この内容を有する多数の刊行物から、模範的に独国特許出願公開第１０ ２００５ ００９ ４７０号明細書（特許文献１）、米国特許第６，４９１，４３８号明細書（特許文献２）又は独国特許出願公開第１０ ２００５ ０１１ ３７２号明細書（特許文献３）を参照されたい。前記全ての措置は、基本的に、必要なオイル容積を低減するために適している。しかしながら、端部の前で浅くなる部分溝を含めたこれらすべての措置は、結果として高い加工費用を、従って高いコストを伴う。

独国特許出願公開第１０ ２００５ ００９ ４７０号明細書 米国特許第６，４９１，４３８号明細書 独国特許出願公開第１０ ２００５ ０１１ ３７２号明細書

本発明の課題は、クランクシャフト主軸受及びコンロッド軸受へのオイルの良好な供給を保証し、横からのオイル流出をできるだけ少なくし、安価に製造可能な、クランクシャフト主軸受のための滑り軸受シェルを提供することにある。

この課題は、請求項１の特徴を有する滑り軸受シェルによって解決される。

本発明によるクランクシャフト主軸受のための滑り軸受シェルは、周方向に９０°〜１７０°の角度にわたって延在する、滑り軸受シェルの周方向両端部において閉じた、滑り軸受シェルを半径方向に貫通するスリットと、内側のその他にオイル溝のない摺動面とを備える。

スリットは、滑り軸受シェルの周方向両端部において閉じており、即ちこれは、スリットが、いずれの側でも滑り軸受シェルの部分面にまで延在せず、これにより、部分面を介する意図しないオイル流出が低下させられるということである。

この解決策の利点は多数ある。製造は、簡素化されるが、それは、スリットが、例えば、作業ステップにおけるストリップの打抜き時又はプログレッシブダイでの軸受シェルの変形時に、ワークピースのリチャックをすることなく形成できるからである。切削加工の別個の作業ステップは、廃止することができ、従ってコスト及び時間が節約される。

スリットが半径方向に軸受シェル全体を通って延在するので、スリットは、同じ幅及び長さの溝に比べて、オイルリザーバのための大きい容積を提供する。大きいオイル容積は、特に自動車産業のための近年のエンジンのスタート−ストップの適用のために役立つ。大きいオイル容積は、必要とされる箇所に直接保持されるので、エンジンのスタート時には、十分な油圧に上昇するまで時間が経過せず、軸受を潤滑するための大量のオイルが使用可能である。この場合、本発明による解決策は、大きいオイル容積が滑り軸受けシェルの支持面に負荷を与えることにならないので、有利である。

作動の進行中でも、スリットは、同じ幅の溝に比べて、大きいオイル容積以外に大きい流れ横断面も提供する。従って、スリットは、オイルに、比較可能な溝よりも少ない流れ抵抗を設定する。これは、クランクシャフトにおけるコンロッド軸受への供給をするためのオイル孔が、作動中に主軸受に対して相対的に回転し、従って、十分なオイル容積流が、スリットもしくはオイル溝の各周方向箇所において保証されなければならないので、重要である。また、軸受ハウジング内のオイル供給孔から滑り軸受けシェルへの移行部の絞り作用は、小さくすべきである。このため、（平坦な）オイル溝に対して大きい、スリットの半径方向の寸法（深さも）が寄与するが、それは、オイルラインの開口から本質的に垂直に軸受に流入するオイルが、直ぐに軸にぶつかり、従ってそれほど強く逆転する必要がないからである。

最後に、本発明による滑り軸受けシェルによって、重量削減も得られ、これは、燃料消費の低減を顧慮して基本的に有利な特性である。

スリットが、周方向に１３０°〜１６５°の角度だけにわたって延在する場合が、好ましい。内側の周方向各端部の前にそれぞれ１つの露出部を備える滑り軸受シェルにおけるスリットは、周方向に両露出部の前で終了する場合が、特に好ましい。

このようにして、オイルが周方向にできるだけ大きい角度領域にわたってほぼ妨げられることなく分配され、しかしながら、軸受シェルの周方向端部の前の露出部領域に直接流入できないことが保証されている。従って、一方で、主軸受の十分な潤滑及び冷却と、大きい角度領域にわたって妨げられることのないオイル流が、コンロッド軸受へのクランクシャフト内の接続孔によって保証されている。他方で、軸方向のオイル流出によるオイル損失が最小化されるので、オイル流は、これによりオイルポンプは、潤滑及び冷却のために実際に必要な必要量しか提供しないように、サイズ設定することができる。

スリットが、周方向両端部に向かって軸方向に先細る場合が、有利である。

この先細り部（円錐形の領域）は、変形技術的な利点を有し、スリットが、シートブランクを半円筒形の軸受シェルに変形する前には既に設けられている場合が好ましい。先細り部によって、スリットによって惹起される周方向の強度変化の平均化が得られる。これは、軸受シェルが、一般的にいつものように、平坦なシートブランクから変形プロセスによって製造される場合に利点を提供するが、それは、スリットによって弱体化した軸受シェルの意図しない変形の危険が低減されるからである。付加的に、この先細り部によって、クランクシャフトのオイル孔に流入するオイル量に、このオイル量が時間的に見てオイル孔とスリット間の重なりの開始と共に徐々に増加するように、影響を与えることができる。これは、突然のオイル流が滑り軸受にキャビテーション又はエロージョンの損害を与えることがあるので、しばしば有利である。先細り部は、基本的に直線の形態、放物線又は屋の関数の形態で、しかしながら好ましくは連続的に形成することができる。

先細り部が、軸受シェルのそれぞれの周方向端部から３０°〜６０°の範囲で開始する場合が、特に好ましい。

スリットが、周方向端部においてＲ付けされている場合も、同様に好ましい。

例えば溝の周方向端部の直前のスリット幅の半分の半径の丸い輪郭は、打抜き工具の工具摩耗を低減し、同様に変形時の均等な力の分配のために寄与する。

選択的又は付加的に、スリットが、軸受シェルの頂点に向かって軸方向に先細る場合が有利である。

スリットの端部において場合によっては生じる先細りを無視すれば、スリットは、周方向に見て先ず、大きいオイル容積が提供される広い領域（拡大部）を備え、その後、狭い領域（狭窄部）に向かって先細るが、この領域は、確かに、十分なオイル流を保証するが、それほど大きいオイル容積をもはや用意しない。クランクシャフト内の接続孔の開口が、クランクシャフトの回転時にスリットを通過する時、開口は、先ず、スリット内の大きいオイルリザーバと接続されるので、十分に、オイルが短時間のうちにコンロッド軸受に流れることができる。コンロッド軸受がこのように供給を受けていれば、頂点への経路上には少ないオイルが用意されているだけで十分である。スリット内のリザーバは、その後補充される。

スリット形状は、このように一般的にコンロッド軸受のオイル必要量に適合させることができる。従って、スリット長さ及び／又はスリット幅が軸受シェルの頂点に対して非対称に形成されていることを、基本的に排除するものではない。コンロッド軸受におけるオイル必要量への具体的な適合は、特にクランクシャフト内の接続孔の開口の位置を考慮して行なわれる。

スリットが、１２％〜２８％の、特に好ましくは１４％〜２５％の全摺動面積Ｆ_Ｇに対する面積割合Ｆ_Ｓを占める場合が、好ましい。

この比の場合は、一方ではオイル供給と他方では摺動面における支持面割合の比が最適であるとわかった。

本発明の一形成によれば、スリットは、１つ又は複数のウェブによって橋渡しされ、ウェブは、合計で、ウェブを含めたスリットの面積割合Ｆ_Ｓの２０％以下、好ましくは１０％以下の面積割合Ｆ_Ｓｔを備える。

軸受シェルの、本質的に軸方向に延在する、スリットを橋渡しする材料部分をウェブと称するが、この材料部分は、いずれにしても平面図で見てスリットを２つの半体に分割する。従って、スリットがこの１つ又は複数のウェブによって２つの又は複数の部分に分割されている場合でも、１つのスリットだけを話題にする。本発明によりスリットが存在する角度は、両外側部分の両外端部から測定される。スリット部分は、先ず第１に、ウェブを含めたスリット全体の面積割合（又は長さ）に対するウェブの面積割合（又は長さ）の比によって、米国特許第６，４９１，４３８号明細書（特許文献２）から公知であるような周方向に間隔を置いた２つの孔又は長穴の配設とは異なる。ウェブの割合は、本発明による軸受シェルの場合、全ての公知の軸受シェルの場合よりも著しく小さい。

スリットが、シートブランクを軸受シェルに変形する前に既に軸受シェルに形成される場合、スリットの端部領域内のスリット幅の減少以外に、１つ又は複数のこのようなウェブを配設することも、特にシートブランクを軸受けシェルに変形する際の滑り軸受シェルもしくはシートブランクの安定性を高める。従って、ウェブは、特に弱体化箇所もしくは変形の際に特に高い負荷を受ける箇所に設けるべきである。従って、この１つ又は複数のウェブは、多くの場合、変形後、別の作業工程で再び取り除くことができる。

１つ又は複数のウェブは、特に、半径方向に滑り軸受シェルの材料厚さＤよりも薄い。

この場合、１つ又は複数のウェブは、滑り軸受シェルの厚さ全体にわたって延在するのではないので、ウェブの前及び後のスリットの部分は、ウェブの領域で溝状に結合されている。この溝状の結合部は、ウェブの面積割合Ｆ_Ｓｔ（従って溝状の結合部の長さ）が、前記値内で、スリット全体の面積割合Ｆ_Ｓよりも小さいかぎり、明確に、発明対象の意味で、“その他に溝のない摺動面”との概念から排除されるべきである。特に、スリット部分の打抜き後に残っているウェブが、型打ち工程でその高さを、即ち半径方向の高さを縮小されることによって、この形成のウェブが生成される。１つ又は複数のウェブは、好ましくは、摺動面に半径方向反対側の外面において、滑り軸受シェルの軸受背面と面一で終わる。ウェブの高さは、好ましくは、形成された溝状の結合部の横断面が軸受適用部によって必要とされるオイル流を可能にするように縮小される。

スリットは、最大幅Ｂを備え、滑り軸受シェルの厚さ又は材料厚さＤに対する最大幅Ｂの比は、１．５〜３．５である。

この範囲内で、十分有利なオイルの流れ特性が生じる。前記のように、スリットの流れ横断面とオイル容積は、同じ幅の溝と比べて大きい。溝で同じ横断面と同じ容積を得ようとした場合、溝は、拡幅しなければならなくなる。しかしながら、この場合、流れ抵抗は、横断面が増加するのと同程度ではなく、これは、過剰面積効果に帰結する。従って、発明者が知るところでは、オイルラインの深さが有利になるように横断面を拡大することは有利であるが、これに対して、幅は、任意に拡大することはできない。これは、特に、溝／スリットの幅の増加と共に、軸受シェルの支持面割合が減少することを意味する。滑り軸受シェルの材料厚さＤが、これによりスリットの深さが、その構造によって設定されているので、材料厚さＤの３．５倍以下で、材料厚さＤの１．５倍以上の最大幅が、好ましいとわかった。特に、スリットの幅自身は、狭窄部の領域内では、このような狭窄部によってオイルライン内に非常に高い圧力損失が発生しないように、材料厚さＤもしくはスリットの深さよりも大きい。

発明の更なる利点及び特徴を、以下で、実施例に基づいて詳細に説明する。

本発明による滑り軸受シェルの一実施例の斜視図 図１による滑り軸受シェルを展開図 滑り軸受シェルの第２の実施例の展開図 滑り軸受シェルの第３の実施例の展開図 滑り軸受シェルの第４の実施例の展開図 本発明によるラジアル滑り軸受とクランクシャフト装置の半径方向断面図 本発明によるラジアル滑り軸受とクランクシャフト装置の半径方向断面図 本発明によるラジアル滑り軸受とクランクシャフト装置の半径方向断面図 公知の溝付き軸受と比較した本発明による軸受のオイル貯蔵量のグラフ 公知の溝付き軸受と比較した本発明による軸受のスリットの幅に対する高さの比のグラフ 公知の溝付き軸受と比較した本発明による軸受における圧力損失のグラフ

図１及び２は、周方向に角度αにわたって延在する、滑り軸受シェルの周方向両端部において閉じた、滑り軸受シェルを半径方向に貫通するスリット１０を有するクランクシャフト主軸受の本発明による上の滑り軸受シェルの一実施例を示す。角度αは、特に９０°〜１７０°であり、特に好ましくは１３０°〜１６５°である。

その内側に、滑り軸受シェルは、摺動面１１を備え、この摺動面は、作動中、回転体、即ちクランクシャフトのジャーナルと接触している。この摺動面１１には、スリット１０を無視すればオイル溝がない。更に、本願が意図する“オイル溝のない”とは、例えば孔の加工ステップによって形成された環状の微小加工溝を備えないような摺動面のことであるが、微小加工溝は、微視的に見て確かにオイルを案内する機能を有すことができるが、周方向にオイルを分配するために想定されたものではない。

滑り軸受シェルは、更に、その周方向各端部に、それぞれ１つの露出部１２を備える。スリット１０が周方向両側で露出部１２の前で終了するとみることもできる。図２には、この例が、展開図として図示されている。

スリット１０は、軸方向に、その周方向両端部１４に向かって先細る。これにより、それぞれ円錐形の領域１３が形成される。この円錐形の領域又は先細り部１３は、滑り軸受シェルの周方向端部の前に間隔を置いて開始するが、この間隔は、角度βによって記載され、この角度は、特に３０°〜６０°の範囲内にある。加えて、スリットは、その周方向両端部においてＲ付けされている。これらの措置は、前段で説明したように、製造技術的な利点を有する。

更に、滑り軸受シェル１０の厚さ又は材料厚さＤが記入されている。

図３による実施例は、本発明による滑り軸受シェルの構造的により簡単な実施形態である。この実施例の場合、スリット１０’は、図２による例とは対照的に、一貫して一定の幅を有するが、ここでも、周方向両端部１４’がＲ付けされている、即ち正確には、スリット幅の半分の半径を備える。

図３による実施例は、更にウェブ１５を備え、このウェブは、模範的にスリットの中心に配設されていない。このウェブは、滑り軸受シェルの厚さ全体にわたって（図平面に対して垂直に）延在するのではなく、スリット１０’の打抜き後、型打ち工程で横断面又は正確にはその高さを縮小される。ウェブ１５は、その後、好ましくは摺動面とは半径方向で反対側の、滑り軸受シェルの軸受背面の外側に配設されている。ウェブは、変形プロセス中及び／又は使用中の滑り軸受シェルの安定化のために使用される。ウェブは、目的に応じて、変形後に後続の作業ステップによって除去することができる。しかしながらまた、コストの理由から既に、ウェブが存在し続ける場合が有利である。これは、スリットの横断面がこの箇所で必要とされるオイル流を可能にするように、ウェブが、その高さを縮小されていることを前提とする。

１つのウェブ１５の代わりに、スリットを３つ以上の部分に分割するスリットを３つ以上の部分に分割する、間隔を置いた複数のウェブを設けることもできる。この場合、１つ又は複数のウェブ１５は、合計で、スリットの面積割合Ｆ_Ｓの２０％以下、好ましくは１０％以下の面積割合Ｆ_Ｓｔを備え、スリット１０の面積割合Ｆ_Ｓは、１つ又は複数のウェブの面積割合Ｆ_Ｓｔを含んでいることだけが、重要である。

更に、スリットの最も幅の広い箇所で測定されたスリット１０の幅Ｂが記入されている。この幅は、前記の考察に基づいて、滑り軸受シェルの厚さＤに対して所定の比となるように選択すべきである。

図４による例は、滑り軸受シェルの頂点に向かって軸方向に先細るスリット１０”を備える。これにより、スリット１０”の狭窄部１６が、ここでは頂点の領域に生じる。先細り又は狭窄１６は、特に連続的に行なわれるが、一方の側又は他方の側で、急激に行なうこともできる。更に、先細り部は、滑り軸受シェルの頂点に対して対称に配設されているが、図５による第４の実施例が示すように、非対称に配設することもできる。

ここでは、模範的に、全部で４つの別のスリット部分又は拡大部１７と、その間に位置する３つの狭窄部１６’が設けられている。更に、スリット１０’”は、その周方向両端部の領域に、重ねて先細り部又は円錐形の領域１３”を備える。拡大部１７は、実際には、オイルリザーバ及び／又は大きい流横断面が、必要とされるところに提供されるように、配設されている。これは、図５の例が明らかにするように、滑り軸受シェルの周囲にわたる複数の箇所でそうすることができる。これらの位置は、決して、周囲にわたって均等に又は頂点に対して対称に分配する必要はない。しかしながら、対称な分配は、軸受シェルの取付け間違いに対する高い安全を顧慮して好ましい。

既に述べたように、最大幅Ｂは、好ましくは材料厚さＤの３．５倍以下で、材料厚さＤの１．５倍以上であるだけでなく、狭窄部１６又は１６’の領域のスリットの幅は、材料厚さＤもしくはスリットの深さよりも大きいが、それは、これらの箇所でもオイルライン内の非常に高い圧力損失を発生させないためである。

どのように、本発明による滑り軸受シェルがクランクシャフト装置内で作用するかを、図６Ａ〜６Ｃに基づいて説明する。これらの図は、全て、同じクランクシャフト装置を、半径方向の断面図で示す。より正確には、クランクシャフト２０は、その中で、それぞれ２つの重なった半径方向の断面図で示されており、即ち、一方は、クランクシャフト２０のジャーナル２２の軸方向の高さで切断され、一方は、クランクシャフト２０のクランクピン３８の高さで切断されている。これに応じて、前面にはジャーナル２２を包囲するクランクシャフト主軸受２４が、背景にはクランクピン３８を包囲する大端部５０を有するコンロッドが、見られる。図６Ａ〜６Ｃは、異なった３つの角度位置にあるクランクシャフト２０を示す。

その他、クランクシャフト主軸受２４は、２つの滑り軸受シェル、即ち本発明による上の滑り軸受シェル２６と下の滑り軸受シェル２８から成り、これら滑り軸受シェルは、その部分面５２，５４で互いに当接する。下の滑り軸受シェル２８は、溝及びスリットを有しない滑り軸受として形成されている。本発明による上の滑り軸受シェル２６は、周方向にスリット１０””を備える。

ジャーナル２２を通って、半径方向に、スリット１０””と連通する接続孔４４が延在する。この孔は、図平面に対して傾斜してクランクシャフトのクランクウェブを通って延在し、孔部分４６で、クランクピン３８を通って延在し、大端部の軸受にオイルを供給するために、主軸受２４を大端部５０の軸受と流体接続させる。当然、クランクシャフトに他の孔を配設することも考えられ、開口の位置に応じて、本発明による滑り軸受シェルにおけるスリットの具体的な形成に対して影響を及ぼすことがあることも知られている。

クランクシャフト主軸受２４は、図６Ａ〜６Ｃの図示では位置不動であるが、クランクシャフト２０の回転時に、貯蔵孔４４が時計回り方向回転する。この場合、接続孔４４の開口が、上下の軸受シェルの摺動面を通過する。接続孔４４の開口が、上の軸受シェルのスリット１０””を通過する間、コンロッド軸受は、スリットのオイル容積と接続されている。クランクシャフトの半回転後に接続孔４４の開口が下の滑り軸受シェル２８の平滑な表面を通過する時に（図６Ｂ及び図６Ｃ参照）、コンロッド軸受へのオイルの流れが行なわれる。

ここに示した例でのように、スリット１０””が、上の滑り軸受シェルの周囲のほぼ全体にわたって延在する場合、半周のサイクルにわたるコンロッド軸受へのあたかも連続的なオイル流が保証されている。ほぼ一周のサイクルにわたるオイル流は、接続孔４４が、ジャーナルを通る切断平面内の、第１の開口とは反対側の第２の開口を有する第２の支流を備え、第２の開口が、第１の開口に対してちょうど１８０°だけ位相ズレしてスリット１０””を通過することによって、簡単に生成させることができる。

後続の表と関連した図７〜９のグラグに基づいて、従来の溝を有する滑り軸受シェル（比較軸受）に対する本発明によるスリットを有する滑り軸受シェルの流体技術的な利点を説明する。乗用車のエンジンとトラックのエンジンに対してそれぞれ３つのクランクシャフト主軸受が、代表寸法と共に収録される。軸直径は、クランクシャフト主軸受に支承されるジャーナルに関係する。全肉厚Ｄ、軸受幅、軸受容積及び軸受摺動面積との概念は、上の滑り軸受シェルの寸法に関係する。これらの記載は、スリットを有する本発明による滑り軸受と溝を有する比較滑り軸受に対して同じである。

溝幅及びスリット幅Ｂと周方向の広がりについても、それぞれ同じ値から始められ、比較滑り軸受に対しては、両側に端部に向かって深さが減少する浅くなる溝が収容された。このため、両側に、２０ｍｍの代表的な初期半径が選択された。浅くなる両終端部分間の最大の溝深さＴが、それぞれ記載されている。本発明による滑り軸受シェルのスリット深さは、もちろん一貫して軸受シェルのそれぞれの全肉厚Ｄに一致する。

容積の比較で既に、軸受サイズに応じて比較滑り軸受の１．６倍から２倍のオイルを保持する本発明による滑り軸受シェルの利点が示される。それぞれ両軸受タイプの軸受の質量に対する保持されたオイルの質量を対比した時に、本発明による軸受にとって有利な結果が、更に明らかになる（図７のグラフ参照）。この指数は、特に興味深いが、それは、オイル供給以外に、重量削減も、近年のエンジン構造では重要度が常に増しているからである。

全体として、特にスタート−ストップ−モードでの十分なオイル供給を顧慮して、全軸受面積Ｆ_Ｇに対するスリットの面積割合Ｆ_Ｓが、１２％〜２８％、特に好ましくは１４％〜２５％である場合が、有利であるとわかった。

（代用）油圧直径は、仮定した横断面積を、横断面形状を考慮して流体技術的に等価の円の面積に換算することによって、計算値として得られる（Ｄｕｂｂｅｌ，Ｔａｓｃｈｅｎｂｕｃｈ ｆｕｅｒ ｄｅｎ Ｍａｓｃｈｉｎｅｎｂａｕ、第１９版、Ｂ５０、６．２．３項参照）。即ち、ここでは既に、スリットもしくは溝の幅に対する深さの比が導入されている。

オイル流量は、形成された軸受のそれぞれの適用条件にとって代表的な値であり、軸受サイズが同じ場合、比較軸受と本発明による軸受に対して同様に基礎をなす。

流速は、前記オイル流量と横断面積から導き出されている。ここでも、本発明によるスリットを有する滑り軸受シェルの著しい利点が際立っており、本発明による滑り軸受シェルの場合、流速が、０．５〜０．７の係数の分だけ比較軸受の流速より低くなっている。

これは、相応に、計算したレイノルズ数に、従って流れの状態に作用し、その他、更にまたそれぞれ同じ境界条件が前提にされる。これら境界条件は、乗用車用軸受では、０．７７８４ｋｇ／Ｌのオイル動密度と、４．４８４ｅ−０９Ｎｓ／ｍｍ^２のオイル粘度であり、トラック用軸受では、０．７８６４ｋｇ／Ｌのオイル密度と、６．２５ｅ−０９Ｎｓ／ｍｍ^２のオイル動粘度である。小さい寸法の軸受において既に、本発明による軸受では、層流の流れ特性がスリット内に形成されるが、従来の溝を有する軸受では、乱流が支配的であり、この乱流は、更にまたチューブ摩擦係数に、これにより最終的には軸受シェルを通るオイルラインにおける圧力損失に影響を及ぼす。この場合、乱流の場合は、油圧的に平滑な横断面が仮定される（Ｄｕｂｂｅｌ，Ｔａｓｃｈｅｎｂｕｃｈ ｆｕｅｒ ｄｅｎ Ｍａｓｃｈｉｎｅｎｂａｕ、第１９版、Ｂ４９、６．２．２項参照）。

チューブ摩擦係数を計算するために、先ず係数φが算定される（Ｄｕｂｂｅｌ，Ｔａｓｃｈｅｎｂｕｃｈ ｆｕｅｒ ｄｅｎ Ｍａｓｃｈｉｎｅｎｂａｕ、第１９版、Ｂ５０、６．２．３項参照）。ここで、更にまた、スリットの深さＤに対する幅Ｂの比が導入されるが、この比は、本発明によれば、このましくは１．５〜３．５の値を占めるべきであり、公知の溝付き軸受の溝の深さＴと幅Ｂの比とは著しく区別される。図解のため、この比は、本発明による軸受のために、図８において図示され、それぞれ同じ寸法の公知の溝付き軸受の比と対比されている。

層流（レイノルズ数＜２３００）及び乱流（レイノルズ数＞２３００）と仮定して、次に、チューブ摩擦による圧力損失ｄｐが、Ｄｕｂｂｅｌ，Ｔａｓｃｈｅｎｂｕｃｈ ｆｕｅｒ ｄｅｎ Ｍａｓｃｈｉｎｅｎｂａｕ、第１９版、Ｂ４８、６．２項の方程式１１ａに従って計算される。本発明による滑り軸受シェルの溝を通るオイルラインにおける圧力損失は、軸受寸法に応じて、特に３．５５ｍｂａｒ以下であり、中間サイズ（５５ｍｍ以上の軸直径）の軸受の場合、図９からもわかるように、好ましくは２ｍｂａｒ以下である。いずれにしても、圧力損失は、本発明による軸受シェル構造に基づいて、公知の溝付き軸受に対して、それぞれ同じ軸受寸法で同じ境界条件下で、表の値からわかるように、大きい軸受では少なくとも２．５倍、小さい軸受では７倍までに低減することができる。その根底には、特に、溝の場合の幅に対する深さの比と比べてスリットの幅Ｂに対する深さＤの比が改善されていることにある。

１０’〜１０”” スリット
１１ 摺動面
１２ 露出部
１３ 先細り部、円錐形の部分
１４，１４’ スリットの周方向端部
１５ ウェブ
１６，１６’，１６” 先細り部、狭窄部
１７，１７’ 拡大部
２０ クランクシャフト
２２ ジャーナル
２４ クランクシャフト主軸受
２６ 上の滑り軸受シェル
２８ 下の滑り軸受シェル
３８ クランクピン
４４ 接続孔
４６ 孔部分
４８ コンロッド
５０ 大端部
５２，５４ 部分面
α スリット長さの角度値
β 先細り部の始端部と滑り軸受シェル終端部間の間隔の角度値
Ｂ スリットの幅
Ｄ 材料厚さ、滑り軸受シェルの厚さ
Ｆ_Ｓ スリットの面積割合
Ｆ_Ｇ 全摺動面積
Ｆ_Ｓｔ ウェブの面積割合

Claims (11)

1. 周方向に９０〜１７０°の角度にわたって延在する、滑り軸受シェル（２６）の周方向両端部において閉じた、滑り軸受シェルを半径方向に貫通するスリット（１０）と、内側のその他にオイル溝のない摺動面（１１）とを有する、クランクシャフト主軸受（２４）のための滑り軸受シェル。
2. スリット（１０）が、周方向に１３０〜１６５°の角度にわたって延在すること、を特徴とする請求項１に記載の滑り軸受シェル。
3. 周方向の各端部内側にそれぞれ１つの露出部（１２）を有する請求項１又は２に記載の滑り軸受シェルにおいて、
   スリット（１０）が、周方向に両露出部の前で終了すること、を特徴とする滑り軸受シェル。
4. スリットが、周方向両端部の少なくとも一方に向かって軸方向に先細ること、を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の滑り軸受シェル。
5. 先細り部（１６）が、滑り軸受シェル（２６）の周方向端部の前３０°〜６０°の範囲で開始すること、を特徴とする請求項４に記載の滑り軸受シェル。
6. スリット（１０）が、周方向両端部においてＲ付けされていること、を特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の滑り軸受シェル。
7. スリット（１０）が、滑り軸受シェルの頂点に向かって軸方向に先細ること、を特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の滑り軸受シェル。
8. スリット（１０）が、１２％〜２８％の、好ましくは１４％〜２５％の全摺動面積Ｆ_Ｇに対する面積割合Ｆ_Ｓを占めること、を特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の滑り軸受シェル。
9. スリット（１０）が、１つ又は複数のウェブ（１５）によって橋渡しされ、ウェブ（１５）が、合計で、ウェブを含めたスリットの面積割合Ｆ_Ｓの２０％以下、好ましくは１０％以下の面積割合Ｆ_Ｓｔを備えること、を特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の滑り軸受シェル。
10. ウェブ（１５）が、半径方向に滑り軸受シェルの材料厚さよりも薄いこと、を特徴とする請求項９に記載の滑り軸受シェル。
11. スリット（１０）が、最大幅Ｂを備え、滑り軸受シェル（２６）の厚さＤに対する最大幅Ｂの比が、１．５〜３．５であること、を特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の滑り軸受シェル。

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