(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つのデポジトリーを有するデポジトリー表面を有する滑り軸受けであって、
前記デポジトリーは、異物粒子の収容に適しており、
前記デポジトリー表面は、滑り表面および／または油供給溝の表面であり、
前記デポジトリーは、前記デポジトリー表面に向かって開放された凹部であり、
前記デポジトリーは、デポジトリー壁を有し、前記デポジトリー表面から遠ざかり当該軸受け内に延伸し、
前記デポジトリー壁の延長方向は、参照方向と鋭角を形成し、前記参照方向は、前記デポジトリーから軸の回転方向に遠ざかる方向において、前記デポジトリー壁と前記デポジトリー表面との交点における、前記デポジトリー表面の接線であり、
前記デポジトリーは、ポケット孔であることを特徴とする滑り軸受け。
【請求項２】
当該滑り軸受けは、露出領域を有し、
前記デポジトリーは、前記露出領域の領域に提供されることを特徴とする請求項1に記載の滑り軸受け。
【請求項３】
前記デポジトリーは、軸方向において、当該軸受けの端部領域に提供されることを特徴とする請求項1または2に記載の滑り軸受け。
【請求項４】
前記デポジトリーの保持能力は、生じる前記異物粒子の体積の倍数に対応し、
前記異物粒子は、おおよそ、長さ×幅×高さ＝3mm×2mm×1mmまたは2mm×2mm×2mm、または2mmの直径の最大寸法を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一つに記載の滑り軸受け。
【請求項５】
前記デポジトリーの延伸方向に対して垂直な方向での前記デポジトリーの断面は、円筒状、楕円状、または矩形状であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一つに記載の滑り軸受け。
【請求項６】
前記デポジトリーにはフィラーが導入され、該フィラーは、当該軸受けの材料よりも軟性であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一つに記載の滑り軸受け。
【請求項７】
前記フィラーは、エラストマー、高分子、金属、合金、または金属発泡体であることを特徴とする請求項6に記載の滑り軸受け。
【請求項８】
複数のデポジトリーが提供されることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一つに記載の滑り軸受け。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、少なくとも一つのデポジトリーを有するデポジトリー表面を有する滑り軸受けに関し、前記デポジトリー表面は、滑り表面および／または油供給溝の表面であり、前記デポジトリーは、前記デポジトリー表面に向かって開放された凹部であり、前記デポジトリーは、前記デポジトリー表面から当該軸受けの後に向かう方向に延伸するデポジトリー壁を有する。
【背景技術】
【０００２】
滑り軸受けの滑り表面は、各種理由に基づいて定められる。例えば、独国特許第DE3905450C2号には、軟性材料が充填された溝を備える滑り軸受けを提供することが提案されており、滑り表面に硬質材料と軟性材料とを交互に配置することにより、より良い摩耗抵抗および疲労強度が得られる。
【０００３】
英国特許第GB1,128,370Aには、潤滑剤フリーの軸受けが示されており、凹部は、溝またはポケットの形態で滑り表面に形成され、これにより、軸受けからのダート（dirt）粒子が搬送される。軸受けに挿入する異物は、凹部に集められ、凹部の側面に沿って、シャフトの回転方向に運ばれ、軸受けの端部で軸受けから搬出される。
【０００４】
内部燃焼エンジンの滑り軸受けは、絶えずさらなる改良の対象部材となっている。内部燃焼エンジンでは、連続的に大きな応力が発生し、このため滑り軸受けにおいても大きな応力が生じる。同時に、エンジンのサイズは縮小している。さらに、摩擦の抑制には、薄い油が使用されている。この結果、軸受けとシャフトの間の接触を防止する潤滑膜の厚さは、益々薄くなる傾向にある。結果的に、システムは、部材の製造の間、例えば大きなダート粒子や小片の侵入のような、好ましくない外部因子の影響を次第に受けるようになる。これは、完全に避けることは難しい。
【０００５】
また、軸受けシェルの構造は、変化している。鉛は、極めて良好な滑り特性を有するが、この鉛は、他の元素に置換されて始めている。また軸受けの応力容量は、上昇しており、これは、外部因子に対するより大きな感受性につながる。大きな応力に耐える層は、概して、従来の層に比べて薄くて堅い傾向にあり、これは小さな埋設性につながり、すなわち摩耗抑制のための滑り表面への埋設硬質粒子の許容性の低下につながる。鉛含有層の代替により、損傷層の残りの滑り性も低下する。これにより、埋設性が低下し、軸受けの作動安全性が低下する結果となる。異物の侵入が起こると、軸受けは、これまで以上に大きな範囲で損傷を受け、その結果、摩擦システムの全体的な不具合につながる。
【０００６】
異物粒子は、様々な由来を有し、異なる方法で油回路に到達する。例えば、ボア小片、溶接もしくははんだ処理の残渣、パッケージ処理からの個々の部材からの残留ダート等のような、部材の製造の結果生じるダートは、軸受けを損傷し得る。また、例えば油ポンプもしくはチェーンテンショナからの摩耗粒子、または凝集し、燃焼した炭化水素化合物からの燃焼残渣は、軸受けに侵入する。また、メンテナンス作業からの異物粒子や油を交換する際の油中の汚染物質により、軸受けは損傷し得る。
【０００７】
異物は、軸受けよりも数倍大きく、このため軸受けから流出させることは容易ではない。これらは、油供給ボアの端部に向かって、油の流れ方向に移動し、異物の放出は、ベアリングによって妨害される。従って、異物粒子は、油供給ボアから円周方向に、感受性滑り軸受け表面にわたって引き寄せられ、これによりひっかき傷が形成され、軸受けが損傷する。極端な場合、異物は、抵抗が最小の領域において、すなわち露出領域（ギャップの最大幅）において、軸受けから移動するようになり、シャフトによって、軸受けの応力領域の深くに入るまで、シャフトと露出部の間のくさび効果により運搬される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】英国特許第1,128,370号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前述の課題に対処するため、本発明の背景および本発明の目的は、異物粒子の衝突に関し、潤滑軸受けの感受性を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この課題は、請求項1に記載の滑り軸受けにより解決される。
【００１１】
滑り軸受けは、滑り表面および／または油供給溝の表面に、少なくとも一つのデポジトリーを有する。より詳しくは、前記1または複数のデポジトリーは、滑り表面および油供給溝の表面の両方に配置される。これは、合わせてデポジトリー表面として定められる。デポジトリーは、デポジトリー表面に向かって開放された凹部である。デポジトリーは、軸受け内に延伸する。これは、滑り表面のデポジトリーの場合、軸方向において軸受けの後に向かうことを意味する。デポジトリーは、1または複数のデポジトリー壁によって限定され、従って、ポケット状の凹部を形成する。軸受けの後に向かう方向におけるデポジトリー角度の好適方向は、シャフトの回転方向に依存する。すなわち、収集異物がデポジトリーから流出されないように定められる。より正確には、デポジトリー壁は、延伸方向において、参照方向との間に鋭角を形成し、この参照方向は、デポジトリー壁とデポジトリー表面との交点におけるデポジトリー表面の接線に対して、平行になるように選定される。この場合、デポジトリー壁の延伸方向と、デポジトリーから遠ざかる方向における接線方向で、前記角度が選定される。換言すれば、少なくとも一つのデポジトリー壁は、傾斜した状態で軸受けの内部に侵入し、すなわち軸受けでシャフトが回転した際に、デポジトリー内の異物がデポジトリーから流出されず、そこに固定されるように構成される。この結果、有害な異物は、1または複数のデポジトリーに固定され、これにより、軸受けの機能表面への損傷が回避され、あるいは少なくとも抑制される。従って、軸受けシステムの機能は、過酷な状態でも維持される。主要軸受けにおいても、デポジトリーは、軸受けの油供給溝または軸受けシェルに統合され、油の流れによって、異物が軸受けの滑り表面に流出されることが抑制される。そのような場合、前述のように正確に定められるデポジトリーの侵入方向は、誘導される油の流れがデポジトリーから異物粒子を流出させないように定められる。
【００１２】
本発明では、異物を固定化するデポジトリーは、ポケット孔である。この場合、デポジトリーは、軸受けの後まで貫通しない。これにより、製造方法または軸受けの使用分野に依存して、感度を定めることができる。また、この種類のデポジトリーは、容易に製造することができる。
【００１４】
滑り軸受けは、露出表面を有することが好ましく、デポジトリーは、露出領域の領域または近傍に提供される。露出領域は、軸受けを構成する軸受けシェルの軸受け端部における領域であり、ここでは、軸受けシェルの壁強度は、残りの軸受けシェルの壁強度に比べて低減されることが理解される。これにより、2つの軸受けシェルの接続点での低精度による、軸受けシェル内で稼働するシャフトの一つにおける摩耗が抑制される。原理的に、可能な場合、軸受けの主要応力ゾーンには、1または複数のデポジトリーを提供せずに、軸受けの無応力領域において、デポジトリーに有害な異物を固定することができる。また、油放出ボアからの異物の放出は、露出領域の近傍または露出領域で生じることが予想される。デポジトリーは、好ましくは大きな粒子に対して提供されるため、軸受けの低応力領域におけるデポジトリーの配置は、デポジトリー内の粒子のデポジトリー能を低下させない。
【００１５】
同様の理由から、デポジトリーは、軸方向で見たとき、軸受けの端部領域、すなわちシャフトが出入りする側面の近傍に、提供されることが好ましい。これにより、異物粒子が軸受けの高応力領域に到達することを抑制することができる。
【００１６】
デポジトリーの保持能力は、エンジンに存在する異物の体積の倍数に対応することが好ましい。すなわち粒子は、例えば、おおよそ、最大長さ×幅×高さ＝3mm×2mm×1mmまたは2mm×2mm×2mm、または2mmの直径の寸法を有する。
【００１７】
製造時の労力の最小化の観点から、デポジトリーは、エンボス加工、穴あけ処理、ミル処理、レーザ切断、ECM法、またはパンチ加工によって導入されることが好ましい。
【００１８】
デポジトリーの延伸方向に対して垂直なデポジトリーの断面は、円筒状、楕円状、または矩形状であることが好ましい。この場合、局部的なポケット状凹部を、容易に製造することができる。
【００１９】
デポジトリーには、軸受けの材料よりも柔らかいフィラーが導入されることが好ましい。この場合、異物がより固定され、流出されにくくなる。また、油圧潤滑膜構造は、膜材料がデポジトリー表面に重なる際に、端部によって壊されなくなる。
【００２０】
柔らかい材料は、エラストマー、高分子、金属、合金、および／または金属発泡体を有することが好ましい。
【００２１】
前述の特性を有する複数のデポジトリーが存在することが好ましい。この場合、全てのデポジトリーは、同じ構造、配置、寸法等を有する必要はなく、異なっていても良く、異なる要求または部分的要求を満足させることができる。
【００２２】
前述の目的は、少なくとも一つのデポジトリーを有する軸受けシェルによって達成される。1または複数のデポジトリーは、前述の実施例の変形で提供されても良い。正確に一つのデポジトリーが軸受けシェルに提供され、稼働表面の過度な減少が回避されることが好ましい。この場合、軸受けは、正確に2つのデポジトリーを有する
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】シャフトを有する2つの軸受けシェルで形成された軸受けの断面を示した図である。軸受けは、2つのデポジトリーを有する。
【図２】図1において、円柱状デポジトリー断面を有する断面を示した図である。
【図３】図1において、楕円デポジトリー断面を有する図である。
【図４】図1において、矩形状デポジトリー断面を有する図である。
【図５】図1において、デポジトリーポケットを有する図である。
【図６】図1において、内部にフィラーが導入されたデポジトリーポケットを有する図である。
【図７】図1において、連続デポジトリーを有する図である。一つのデポジトリーにはフィラー材料が導入される。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図1は、2つの軸受けシェル1で形成された軸受けの断面である。軸受けに挿入されたシャフト10は、油放出ボア11を有する油チャネルを有する。シャフト10の回転方向は、シャフトの上部領域に、矢印で示されている。これにより、二重矢印に示すような主応力方向が得られる。また、油放出ボアを通る油流れ方向が示されている。各軸受けシェル1は、滑り表面1’を有する。2つの軸受けシェル1の各々には、一つのデポジトリー2が形成される。デポジトリー2は、円筒形状を有し、軸受けの後を貫通する。デポジトリー2は、滑り表面1’に向かって開放されている。
【００２５】
ダート粒子は、参照符号Sで表されており、これは、デポジトリー2に向かう経路に配置される。シャフトの回転により、粒子は、デポジトリー2の方に押し出され、そこに固定される。軸受けの後に向かう方向において、軸受けシェル1内のデポジトリー2の導入方向は、回転方向に対して、収集異物粒子がデポジトリー2から流出されないような方向である。これは、図1において、
【００２６】
【数１】
0005922123.tif 000002
【００２７】
【数２】
0005922123.tif 000003
で表される2つのベクトルが鋭角を形成することを意味する。ベクトル
【００２８】
【数３】
0005922123.tif 000004
は、デポジトリーの延伸方向において、デポジトリー壁2’と滑り表面1’の交点の領域におけるデポジトリー壁2’の方向を定める。ベクトル
【００２９】
【数４】
0005922123.tif 000005
は、デポジトリー2から遠ざかる方向における、デポジトリー表面のデポジトリー壁の交点でのデポジトリー表面の接線に沿った方向を定める。
【００３０】
図1には、軸受けおよびデポジトリー2のシステムの想定される断面のみが示されていることに留意する必要がある。前述のようなベクトル
【００３１】
【数５】
0005922123.tif 000006
と
【００３２】
【数６】
0005922123.tif 000007
の角度の状態は、少なくとも、軸受けの軸方向において、デポジトリー壁の実質的な部分で成立する必要があり、これにより異物粒子の流出の回避が可能となる。
【００３３】
しかしながら、図1では、軸受けシェル端部の領域に、2つのデポジトリー2が提供され、図には示されていない露出領域が提供される。さらに、デポジトリーは、シャフト10の油放出ボア11の領域に配置される（軸方向）。
【００３４】
図2、3、および4の各々には、図1に対応する図を示す。軸受けの上下の巻き上げ状態における、軸受けの断面が示されている。デポジトリー2の導入方向におけるデポジトリー2の断面形態の一例が視認できる。図2には円断面が示されており、図3には、楕円断面が示されており、図4には矩形断面が示されている。複数のデポジトリー2が提供されると、デポジトリー2は、均一な断面を有さないことに留意する必要がある。また、デポジトリー2は、導入方向に沿って、均一な断面を有さず、不規則形状の凹部、ポケット孔、貫通孔などが形成される。
【００３５】
図5には、図1に対応する図を示す。この図では、デポジトリー2は、ポケット状凹部として形成され、軸受けの後に貫通していない。当然のことながら、断面は、前述の実施例に示したように、別の態様で構成され得る。
【００３６】
図6および図7には、図1に対応する図を示す。この図では、いくつかのポケット状デポジトリー2および／またはデポジトリー2として機能する貫通孔に、フィラー3または充填材料が導入される。フィラーは、トラップされた異物粒子の固体化を改善する。従って、フィラーは、滑り表面1’よりも柔らかい材料で構成されることが好ましい。
【図１】
0005922123.tif 000008
【図２】
0005922123.tif 000009
【図３】
0005922123.tif 000010
【図４】
0005922123.tif 000011
【図５】
0005922123.tif 000012
【図６】
0005922123.tif 000013
【図７】
0005922123.tif 000014