JP5699167B2 - 滑り軸受シェル体 - Google Patents

Description

本発明は、半リング形状の滑り軸受シェル体であって、
この滑り軸受シェル体が、
２つの周辺の（ｕｍｆａｅｎｇｌｉｃｈｅｎ）端部分と、
その内側面に沿って滑り面が設けられている、１つの半径方向の内側面と、および、
この内側面の上で、上記端部分内の少なくとも１つの端部分の領域内において形成され、前記滑り軸受シェル体の円周方向内において指向し、且つ軸線方向に分割された、細溝部とを備えている様式の上記滑り軸受シェル体に関する。

冒頭に記載した様式の滑り軸受シェル体の典型的な使用は、燃焼エンジン内におけるコネクティングロッド大端部、またはクランクシャフト主軸受である。冒頭に記載した様式の滑り軸受シェル体は、例えば、特許文献１、または特許文献２から公知である。

これら両方の特許文献は、２つの互いに対立する課題に関係している。

軸受は、２つの滑り軸受シェル体から形成されており、これら滑り軸受シェル体が、円周方向内において端面側の端面である、これら滑り軸受シェル体の部分面でもって互いに向かい合って位置している。
組み立てられた軸受のほんの少しだけの不精確さの場合、これら部分面は、不正確に、互いに向かい合って位置しており、その結果、一方の軸受シェル体の部分面の内側縁部が、他方の軸受シェル体の、隣接する部分面の内側縁部に対して、半径方向に内方へと突出する。この互い違いの位置ずれによって、流体動力学的な油潤滑が妨害され、このことは、付加的な摩耗をこの軸受において誘起する可能性がある。

このことを防止するために、軸受シェル体は、周知のごとく、いわゆる掘り込み部（Ｆｒｅｉｌｅｇｕｎｇ）を、これら軸受シェル体の周辺の端部分の内側面の上に備えており、ここで、滑り層の側の滑り軸受シェル体の厚さが、全軸線方向長さにわたって低減されている。
このような掘り込み部は、しかしながら、一方では、液体動力学的な油圧がこの位置において崩壊し、且つ、更により悪く、潤滑油が、軸線方向に、この軸受シェル体からこの位置において流出可能であり、このことが増大された油搬送能力を必要とする、という根本的な欠点を有している。

この問題に対処するために、特許文献２に従い、通常、掘り込み部が平成される領域内において、油溝が設けられており、これら油溝が、平行に、且つ直接的に互いに並列して設けられている。
これら油溝は、穿孔加工によって形成されており、その際、穿孔工具の送りに相応する細溝部間隔を有する、螺旋状の細溝部が形成し、且つ、これら細溝部の間に周囲に延在するウェブが残る。
この軸受シェル体のなじみ運転（Ｅｉｎｌａｕｆｅｎ）の際、これらウェブは、摩耗に基づいて削剥され、従って、掘り込み部が、初期摩耗によって、ある意味で自体で形成され、しかも、作動状態に必要とされるサイズに精確に形成される。

同様に、軸受シェル体の、残りの滑り面領域内においても、油溝が設けられており、これら油溝は、しかしながら、より僅かの深さを有し、および、従って、摩耗に対してより抵抗力のある、より鈍角のウェブを有している。これら異なって形成された油溝は、軸受シェル体の穿孔加工によって形成され、しかしながら、異なる工具、およびより多数の穿孔プロセスを必要とし、このことは、製造の手間暇を増大する。

特許文献１内において、油溝を掘り込み部領域内において配設し、これら油溝が、潤滑油の流動方向内において、軸受シェル体の中心線に向かって傾斜された状態で整向されていることが提案されている。
これら溝が、軸の回転方向によって予め与えられた潤滑油の流動方向内において、中心線に向かって走り寄っていることによって、この油は、掘り込み部の縁部領域から、内方へと案内され、且つ、このようにして、掘り込み部領域内において、軸線方向の油流出を防止する。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０ ２００５ ０３７ ５０２号明細書 ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０１ ６３ ２９２ Ａ１号明細書 特開平３−０４８０１７ Ａ１号公報 ドイツ連邦共和国特許出願公開第２５ ３７ ０４６ Ａ１号明細書

この背景から、本発明の根底をなす課題は、上記掘り込み部のように、２つの軸受シェル体の組み付けに起因する互い違いの位置ずれを防止すること、および、同時に、軸受シェル体の改善された封隙を、軸線方向の油流出に対して達成することである。

この課題は、請求項１の特徴を有する軸受シェル体によって解決される。
冒頭に記載した様式の滑り軸受シェル体の場合、
細溝部は、本発明に従い、滑り軸受シェル体の周辺の端部において始まり、前記円周方向内において、前記滑り軸受シェル体の端部の領域から頂点へと、逓減する状態の軸線方向の幅Ｂおよび逓減する状態の半径方向の深さＴを備えて延びており、且つ、
それぞれに１つの、前記滑り軸受シェル体の円周方向内において前記滑り面の軸線方向の縁部によって切り取られた部分細溝部が、軸線方向内において、前記滑り軸受シェル体の両側で、外側に位置している状態で設けられている。

本発明は、従って、如何なる旧来の掘り込み部も設けられて無く、むしろ、個別の細溝部が、周辺の端部分内において、内側面の上に設けられており、これら細溝部の間で、滑り面が、円周方向内において、部分面に至るまで、隆起して残っている。円周方向内において、内側に逓減する、細溝部の幅だけ、滑り面の隆起した部分（以下で、同様にウェブと称される）は、幅において逓増する。
これらウェブは、従って、円周方向内において内側へと見て摩耗に対して逓増して抵抗し、従って、特に、滑り軸受シェル体のなじみ運転の際に所望される摩耗が、単に部分面の近傍で、および、どんな場合でも、２つの滑り軸受シェル体の、場合によってはあり得る互い違いの位置ずれの補償のために必要とされる程の単に範囲内で行われる。
これら残ったウェブは、次いで封隙の役目を果たし、且つ、効率良く軸線方向の油流出を低減する。

特許文献２から公知の軸受との相違において、細溝部は、円周方向内において終わっている（ａｕｓｌａｕｆｅｎ）。
この軸受は、即ち、依然として滑らかな軸受（Ｇｌａｔｔｌａｇｅｒ）のままであり、内側面のこの滑らかな軸受の支持面割合が、単に掘り込み部領域内において、連続的に逓減している。

滑り軸受シェル体の周辺の端部において始まり、円周方向内において内側へと、逓減する状態の幅Ｂ、および、逓減する状態の深さＴを備えて延びている、細溝部を有する滑り軸受シェル体は、例えば、同様に特許文献３、または特許文献４からも公知である。
そこで記載された細溝部の目的は、ラジアル軸受を形成する滑り軸受シェル体ペアの、一方の滑り軸受シェル体から他方の滑り軸受シェル体への、油循環の保障である。
そこで示された細溝部は、上述の説明の意味における掘り込み部の代用をすることに、しかしながら適していない。

このことは、特に、如何なる細溝部も、軸線方向内において、外側に位置している状態で設けられていないことにある。
高い負荷の場合に、いわゆるエッジ支持状態（Ｋａｎｔｅｎｔｒａｅｇｅｒ）、即ち、滑り軸受と軸との間の接触またはピーク負荷は、特に掘り込み部領域内において、軸受シェル体を収容する部材、例えば、コネクティングロッドまたはクランクシャフトケーシングの変形によって、または、軸の傾斜状態によって生じる可能性がある、ことは公知である。
高い加速に基づいて、例えば、コネクティングロッド小端部は、半径方向に絞り変形され、且つ、しかも、典型的に、組み合された軸受シェル体の部分面の近傍において存在する。
両側で外側に位置している状態で設けられている細溝部を有する、本発明に従う滑り軸受シェル体は、特別に、極めて大きな変形または傾斜状態の領域内において、エッジ支持状態を防止する。

他方で、特許文献３の場合において、細溝部は、これら細溝部の間に、残っている隆起されたウェブが、滑り軸受シェル体のなじみ運転の際に、十分な程度に摩耗させるために、過度に中実である程に大きな間隔を有している。

更に別の相違は、細溝部が、著しく大きな細溝部幅、および細溝部深さを有するマクロ構造を形成していることにある。有利には、滑り軸受シェル体の周辺の端部における、即ち部分面における、細溝部の最大の深さは、滑り軸受シェル体の厚さの０．５％から５％まで、有利には、０．５％から２％までの値である。

有利には、滑り軸受シェル体の周辺の端部における、即ち部分面における、細溝部の最大の幅は、滑り軸受シェル体の幅の５％から５０％まで、有利には、１０％から２５％までの値である。

円周方向内において、軸受シェル体の端部の領域から頂点へと逓減する、細溝部の断面によって、漸進的な油圧構造が、円周方向内において達成される。このことは、掘り込み部を有する公知の軸受シェル体に対する著しい改善を意味し、これら公知の軸受シェル体の場合、掘り込み部領域が、急な縁部の形状において、滑り面の隣接する支持割合分に移行する。

特に有利には、細溝部の長さは、円周方向内において、滑り軸受シェル体の円周長さの、１％から１５％まで、有利には４％から１２％までの値である。

特に有利には、軸線方向にそれぞれに外側に位置している状態の細溝部は、これら細溝部の頂点が、滑り面の軸線方向の端部における縁部とかち合っている。

本発明の更に別の有利な実施形態において、それぞれに隣接する細溝部は、滑り軸受シェル体の端部の周辺の端部において接触している。

換言すれば、この特徴は、それぞれに２つの隣接する細溝部の間で、隆起したウェブが残存し、このウェブの表面が、滑り面の一部を形成し、その際、この表面が、更に、周辺の端部（同様に部分面と称される）に至るまで連なり、且つ従って、滑り面の支持割合分を増大するというように記載可能である。
但し、これらウェブの間の表面の支持割合分は、これら細溝部、またはより精確に言うとこれら細溝部の周縁部が、滑り面の円筒形の端部内において接触する、最も外側の周辺の端部において、ほぼゼロに逓減している。実際上、製造許容差に基づいて、最も外側の周辺の端部において、ウェブは、小さな、しかしながら、それにも拘らず測定可能な幅を有して残っていることは可能である。
このことは、接触する細溝部の表現によって、しかしながら、共に包括されるべきである。

本発明の更なる課題、特徴、および利点を、以下で、図に基づいて詳しく説明する。

本発明に従う滑り軸受シェル体の１つの実施例の透視図である。 図１に従う、滑り軸受シェル体の端部分の拡大図である。 本発明に従う滑り軸受シェル体の部分面の上面図である。

図１に従う、半リング形状の滑り軸受シェル体は、１つの半径方向の内側面１０を有しており、この内側面の上に、滑り面１２が形成されている。
この滑り面の上に、作動状態において、油薄膜が形成され、この油薄膜の上で、相手側滑走部が支持される。この滑り軸受シェル体は、更に、２つの周辺の端部分１４、１６を有している。これら端部分１４、１６の領域内において、それぞれにこの内側面１０の上で、円周方向内において指向し且つ軸線方向に分割された細溝部１８が形成されており、その際この図１では、細溝部は単に一方の端部分内においてのみ認識可能である。
この滑り軸受シェル体の、両方の周辺の端部において、この滑り軸受シェル体は、端面側に、それぞれに１つの部分面２０、２２を有している。この滑り軸受シェル体は、軸線方向において両側で、それぞれに１つの軸線方向の端面または縁部２４、２６によって区画されている。

２つの、図１内において図示された、本発明に従う半リング形状の滑り軸受シェル体は、これら滑り軸受シェル体が、これら滑り軸受シェル体の部分面でもって、互いに向かって載置され、且つこれら滑り軸受シェル体の軸受座内において、相対して押し付けられるというやり方で、１つの半径方向滑り軸受へと組み立てられる。

図１内において図示された、本発明に従う滑り軸受シェル体は、更に、中央に設けられ且つ円周方向内において指向する油溝２８を備えている。
この油溝２８は、油の分配の役目を果たし、この油が、中央の油穿孔３０を介して供給される。この油は、先ず第一に、この油溝２８の内側で、円周方向内において、且つそこから、
連行効果または牽引効果によって、この内側面１０の上で分配される。如何なる油も、直接的にこの油溝２８を過ぎて、細溝部１８内へと搬送されないために、この油溝２８は、周辺の端部分の手前で終わっており、結果として、不必要な油損失が回避される。

図２および３内において、比較的に明確に認識され得るように、細溝部１８の幅および深さは、円周方向内において、部分面２０、２２において始まり、周辺の頂点３２内において終わるまで軸受シェル体中央に向かって逓減している。
部分面２０もしくは２２から、それら細溝部の周辺の頂点３２にに至るまでの、細溝部１８の長さＬは、全滑り軸受シェル体の円周長さの、特に１％から１５％まで、有利には４％から１２％までの値である。

それぞれに２つの隣接する細溝部１８の間に、隆起したウェブ３４が残っており、このウェブの表面が、滑り面１２の一部を形成し、このウェブが、同様に更に部分面２０、２２に至るまで連ねられている。
総じて言えば、周辺の端部分のこの形態において、滑り面１２の支持割合分（Ｔｒａｇａｎｔｅｉｌ）は増大されている。
図２および３内において、しかしながら同様に、
支持面割合分（Ｔｒａｇｆｌａｅｃｈｅｎａｎｔｅｉｌ）が、滑り面の最も外側の周辺の端部において、ほぼゼロに至るまで逓減し、細溝部１８が、即ち、かろうじて分離されており、且つ、
これら細溝部の縁部だけが、この滑り面の面内において接している、ことも認識可能である。
このことによって、この滑り面と相手側滑走部との間の接触は、接触に関する、例えば、両方の組み立てられた滑り軸受シェル体の場合によってはあり得る互い違いの位置ずれに関する原因が補償されるまで、この滑り軸受シェル体の部分面領域内において、ウェブ３４の意図された即時の摩耗を誘起する。従って、掘り込み部の必要性が考慮に入れられる。同時に、これらウェブ３４は、軸線方向の油流出を最小限に抑える。

滑り軸受シェル体の周辺の端部２０、２２における細溝部１８の幅Ｂは、滑り軸受シェル体の幅の５％から５０％まで、有利には、１０％から２５％までの値である。
滑り面１２から半径方向の頂点３６に至るまでの、これら細溝部の最大の深さは、周辺の端部２０、２２において、滑り軸受シェル体の厚さの０．５％から５％まで、有利には、０．５％から２％までの値である。

細溝部を付けられた領域のこの実施形態の利点は、円周方向内において、部分面から軸受シェル体の頂点の方向に、油圧が、連続的に逓減する細溝部断面積に基づいて、漸進的に増大することであり、このことは、滑り面の上での、均等な油薄膜の形成に役立つ。

図１から３内において図示された実施例は、全体で、３つの完全な細溝部１８を、軸受シェル体中央内における軸線方向において、および、両側で、それぞれに１つの、半分の細溝部１８′を、軸線方向において、外側に位置している状態で有している。
図示された３つの細溝部の代わりに、原理的に、同様に、１つの中央に設けられた細溝部も十分である。しかしながら、同様に、２つの、４つの、または、多数の細溝部が設けられることも可能である。

軸線方向において、外側に位置している状態で設けられた細溝部、または部分細溝部１８′は、それぞれに所属して設けられた軸線方向の縁部２４もしくは２６を切り取っている。このことによって、相手側滑走部との、部分面の近傍の滑り面の接触は、排除されている。
例えばコネクティングロッド小端部の絞り変形、または、軸受シェル体を収容する部材のその他の変形、または、軸の傾斜状態に基づいて、公知のエッジ支持状態の問題（Ｋａｎｔｅｎｔｒａｇｅｒｐｒｏｂｌｅｍａｔｉｋ）という事態になる可能性は無い。
この利点は、特に、図示された実施例内においてのように、軸線方向にそれぞれに外側に位置している状態の細溝部の、半径方向の頂点３６′が、滑り面の所属して設けられた軸線方向の縁部とかち合う場合に保証されている。

１０ 内側面
１２ 滑り面
１４、１６ 周辺の端部分
１８ 細溝部
１８′ 部分細溝部

２０、２２ 部分面
２４、２６ 軸線方向の縁部／端面
２８ 油溝

３０ 油穿孔
３２ 周辺の頂点
３４ ウェブ
３６ 半径方向の頂点
３６′ 部分細溝部の半径方向の頂点３６′

Ｂ 細溝部の幅
Ｌ 円周方向内における細溝部の長さ
Ｔ 細溝部の深さ

Claims (6)

1. 半リング形状の滑り軸受シェル体であって、
   この滑り軸受シェル体が、
   ２つの周辺の端部分（１４、１６）と、
   その内側面に沿って滑り面（１２）が設けられている、１つの半径方向の内側面（１０）と、および、
   この内側面（１０）の上で、上記端部分（１４、１６）内の少なくとも１つの端部分の領域内において形成され、前記滑り軸受シェル体の円周方向内において指向し、且つ軸線方向に分割された、細溝部（１８）とを備えている様式の上記滑り軸受シェル体において、
   細溝部（１８）が、前記円周方向内において、前記滑り軸受シェル体の端部の領域から頂点へと、逓減する状態の軸線方向の幅（Ｂ）および逓減する状態の半径方向の深さ（Ｔ）を備えて延びており、且つ、
   それぞれに１つの、前記滑り軸受シェル体の円周方向内において前記滑り面の軸線方向の縁部（２４、２６）によって切り取られた部分細溝部（１８′）が、軸線方向内において、前記滑り軸受シェル体の両側で、外側に位置している状態で設けられていること、
   を特徴とする滑り軸受シェル体。
2. 滑り軸受シェル体の周辺の端部（１４、１６）における、細溝部（１８）の最大の深さ（Ｔ）は、滑り軸受シェル体の厚さの０．５％から５％まで、有利には、０．５％から２％までの値であることを特徴とする請求項１に記載の滑り軸受シェル体。
3. 滑り軸受シェル体の周辺の端部（１４、１６）における、細溝部（１８）の最大の幅（Ｂ）は、滑り軸受シェル体の幅の５％から５０％まで、有利には、１０％から２５％までの値であることを特徴とする請求項１または２に記載の滑り軸受シェル体。
4. 細溝部（１８）の長さ（Ｌ）は、円周方向内において、滑り軸受シェル体の円周長さの、１％から１５％まで、有利には４％から１２％までの値であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の滑り軸受シェル体。
5. 軸線方向にそれぞれに外側に位置している状態の細溝部（１８）の頂点は、滑り面の軸線方向の縁部（２４、２６）とかち合うことを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の滑り軸受シェル体。
6. それぞれに隣接する細溝部（１８）は、滑り軸受シェル体の端部の周辺の端部において接触していることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の滑り軸受シェル体。

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