JP6170550B2 - スライドベアリング - Google Patents

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Description

本願発明は、スライドベアリングに関する。
スライドベアリングは多くの技術分野で使用されており、しばしば大きな負荷にさらされる。例えば、これは、エンジンのクランクシャフトを支持するベアリングに適用され、これには、クランクシャフトの変形が生じる程度の負荷が与えられる。特に、これはベアリングの軸方向エッジ部で、ベアリングとシャフトとの間のオイル膜の破壊を招く。これは過剰な摩耗および破壊を招く。また、その結果、疲労故障につながる。
ＷＯ２００９／０５９３４４Ａ２は、周囲に沿ってさまざまなランニングレイヤーを有するベアリングを開示する。
ＤＥ３７１０７８９Ａ１は、キャリア層、鉛を含む中間層、鉛を含むスライド層を有するスライドベアリングを開示する。スライド層の下にハードサポート層が与えられる。
本願発明の目的は、改良された摩耗耐性を有するスライドベアリングを提供することである。
この目的は、請求項１に記載のスライドベアリングによって達成される。
ここで説明するスライドベアリングは、外周にわたって実質的に均一な多層構造を有する。言い換えれば、本願発明に従うベアリングはいくつかの部品で外周に沿って与えられる部分層を必要とせず、他の部品内にも部分層は存在しない。軸線方向の断面図、すなわち、スライドベアリングの軸を含む断面は外周の任意の位置で取られても、同一の層構造が観測可能である。ここで説明するスライドベアリングは典型的に、２つの１／２として、すなわち、２つの半シリンダとして与えられる。同じことが、外周に沿って１８０°回転したもう半分においても観測することができる。
新規なスライドベアリングの多層構造は、好適に鋼鉄からなるベース、ベースの上に設けられた無鉛のスライド層、スライド層の上部のポリマーコーティングを有する。コーティング層は最も外側の層であり、支持されるべきシャフトをオイル膜と好適に接触させるように適応される。スライド層は、軸線に沿った断面で見た場合、中央部に比べエッジ部において減少する厚みを有する。言い換えれば、スライド層の形状は、中央部分が好適に平坦でかつエッジ部分が凸形状に曲線の凸形である。支持されたシャフトが変形した場合でも、エッジ部での厚さの減少は潜在的に摩耗およびエッジ破壊を防止する。
新規なスライドベアリングにおいて、ポリマーコーティングは中央部に比べエッジ部の方がより厚く、その結果、軸方向に沿った断面で見た場合、コーティングの表面レベルは軸方向において実質的に平坦である。ポリマーコーティングの厚さは中央部においても５から１１μｍの範囲で変化してもよい。言い換えれば、ポリマーコーティングの増加した厚さはエッジ部でのスライド層の厚さの減少を補償する。これは、エッジ部においてコーティング材のリザーバーを作成する。これは、ベアリングとシャフトとが相互に調節される位相中での初期摩耗に対して特に有用である。これは、エッジ破壊に対する有利な抵抗を増加させ、クランクシャフトのようなシャフトのベアリングに対する改良されたアライメントを招く。
無鉛スライド層はポリマーと異なる材料によってコーティングされてもよい。また、上述した厚さを有するポリマーコーティングが鉛を含むスライド層上に与えられても良い。上述した特徴の組み合わせもまた、本願発明の態様に含まれる。例えば、コーティングはＰＶＤ、ガルバニックまたは類似の層であってもよい。
新規なスライドベアリングの好適態様は、特許請求の範囲に記載されている。
優れた負荷耐性を有するスライドベアリングを与えるべく、軸方向に沿った断面で見た場合に、中央部においてスライド層は実質的に平坦である。
エッジ部の寸法に関する最初の実験では、スライドベアリングの有利な効果を導くエンド部内でスライド層の厚さが減少する部分の幅は、３から４ｍｍである。
エッジ部内のスライド層の厚さが減少する凸形状に関して、厚さの減少は３から６μｍのオーダで十分であることが立証された。
本願発明の好適実施形態が、添付する図面を参照しつつ、以下、詳細に説明される。
図１は、新規なスライドベアリングの軸方向に沿った断面図である。
図１から明らかなように、新規なスライドベアリングは３つの層、すなわち、典型的に鋼鉄製のベース１０、適当な無鉛合金からなるスライド層１２、および、コーティング１４を有する。図において、支持されるべきシャフトの軸線（図示せず）は左右方向に向いている。また、コーティング１４は、支持されるべきシャフトがオイル膜と接触するように適応される。
図１から明らかなように、スライド層１２は、ベアリングの全幅の約６０％を構成する中央部において、実質的に平坦である。スライド層１２の厚さはエッジ部において減少する。それぞれのエッジ部１６は、約３から４ｍｍの幅Ａを有する。スライド層の厚さはこれらのエッジ部で、約３から６μｍの厚みＢだけ減少している。図からわかるように、スライド層はエッジ部１６内で凸状となるように形成される。図面の軸方向に沿った断面からみれば、全体として凸形状であると言ってもよい。
エッジ部１６内のスライド層の減少した厚さを補償するべく、コーティング１４の厚さはこの領域内で増加する。軸方向の断面図に示すように、コーティング１４の表面は、エッジ部１６を含むベアリングの幅全体にわたって実質的に平坦である。
国際公開第ＷＯ２００９／０５９３４４号明細書 ドイツ国特許出願公開第ＤＥ３７１０７８９号明細書

Claims (3)

  1. 外周にわたって均一である多層構造を有するスライドベアリングであって、ベース、中央部に比べエッジ部で厚さが減少する無鉛のスライド層、前記中央部に比べ前記エッジ部においてより厚いポリマーのコーティングを備え、前記コーティングの表面レベルは軸方向に沿った断面で見た場合に平坦であり、前記中央部は前記軸方向に沿った断面で見た場合に平坦であり、かつ、前記スライド層は前記エッジ部が前記平坦から連続した曲線の凸形状を有する、ことを特徴とするスライドベアリング。
  2. 前記エッジ部の各々は、３から４ｍｍの幅を有する、ことを特徴とする請求項１に記載のスライドベアリング。
  3. 前記スライド層の厚さは、前記エッジ部において、３から６μｍだけ減少する、ことを特徴とする請求項１または２に記載のスライドベアリング。
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