(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つの軸受けシェルを有する潤滑滑り軸受けであって、
前記軸受けシェルは、滑り表面に形成された少なくとも2組のダート誘導溝を有し、
前記ダート誘導溝は、少なくとも一部が、取り付けられたシャフトの軸方向よりも、前記軸受けシェルの周方向により延伸し、
前記ダート誘導溝は、当該軸受けの端部まで延伸し、前記端部で開放され、
前記ダート誘導溝により前記端部に輸送されるダート粒子は、外部に輸送され、
さらに、前記周方向に延伸する中心溝と、対向する軸方向にＶ字型の溝として配置された、各組のダート誘導溝とが、前記周方向に提供され、
各組のダート誘導溝は、前記軸方向の中心にある当該軸受けの領域において、それぞれの連結開始点から、対向する軸方向に外向きに延伸し、
前記中心溝は、各組のダート誘導溝の前記それぞれの連結開始点と接続されることを特徴とする滑り軸受け。
【請求項２】
前記ダート誘導溝は、最大80μmの深さであ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】
前記ダート誘導溝は、最大150μmの幅であることを特徴とする請求項1または2に記載の滑り軸受け。
【請求項４】
少なくとも2つのダート誘導溝は、異なる方向に傾斜を有する他方と互いに隣接して前記軸方向に形成され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】
少なくとも一つのダート誘導溝は、曲線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】
少なくとも2つのダート誘導溝は、交差してい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】
10乃至20のダート誘導溝が設けられることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一つに記載の滑り軸受け。
【請求項８】
当該滑り軸受けは、コネクティングロッドベアリングであ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、滑り表面に形成された、少なくとも一つの溝を有する潤滑滑り軸受けに関し、この溝は、軸受けの端部に延伸し、端部で開放される。
【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】
独国特許出願第DE10156344A1号には、滑り表面に油溝を有する軸受け素子が示されており、この溝は、周方向に延伸する。滑り表面には、油溝から滑り表面の軸端側に向かって、シャフトの回転方向に対して特定の角度で、複数の狭小溝が形成され、内側から軸端側に、シャフトの円周方向の動きの間、油溝から潤滑油が誘導される。
【０００５】
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。
【０００６】
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。鉛フリー材料は、概して、従来の鉛−青銅材料に比べて堅くなる。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。粒子の侵入が起こると、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。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、粒子は、もとのダートから生じ、あるいは部品の製造の結果生じる（ピストン壁の製造からのボーリング材、油冷却剤の製造からの溶接およびはんだづけ残渣、パッケージ処理からの個々の部材の残留ダート等）。これらは、製造（油交換）中に、油回路に到達し得る。あるいは、これらは、燃焼の残渣からなり（クロッド（clodded）、未燃焼炭化水素成分）、または（例えば油ポンプまたはチェーンテンショナからの）摩耗粒子からなる。
【０００７】
異物は、軸受けのクリアランスよりも何倍も大きい。これらは、その後、単純に軸受けシェルから流出させることはできない。これらは、油放出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、軸受けによって妨害される。従って、これらは、感受性滑り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。
【０００８】
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】
【０００９】
【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】
【００１０】
本発明の目的は、異物粒子の衝突に対する潤滑軸受けの感受性を低減することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の目的は、請求項1に記載の滑り軸受けにより解決される。
【００１２】
本発明による滑り軸受けは、滑り表面に形成された少なくとも一つの溝を有し、この溝は、少なくとも一部が、取り付けられたシャフトの軸方向よりも、軸受けシェルの周方向により延伸する。ダート誘導溝に関して以下に示されるように、複数のダート誘導溝が提供され得る。周方向において好適に延伸するダート誘導溝の傾斜によって、軸受けシェルに取り付けられたシャフトの回転、および油流方向による異物粒子の効果的な輸送が可能になる。このため、回転方向に、1または複数のダート誘導溝が埋設されることが好ましい。軸受けからのダートの効率的な流出のため、および異物粒子による軸受けへの損傷を回避するため、ダート誘導溝は、軸受けの端部、すなわちベアリングに取り付けられたシャフトの軸方向における2つの端部のうちの一つまで延伸するとともに、端部で開放される。ダート誘導溝によって端部まで輸送されたダート粒子は、外部に放出される。この方法で放出されるダートは、油だめに到達し、次のポンプサイクルの間、例えばフィルタを介して、油流からフィルタ処理される。ダート誘導溝は、エンボス処理、パンチ処理、ネジ処理等により、潤滑滑り軸受けの滑り表面に導入される。また、ダート誘導溝は、長さ、幅、深さ、形状、および位置が変化しても良く、これにより、発生するダート粒子の形態および寸法の分布に適合させることができる。ダート誘導溝の導入により、粒子は、最大でも、次の最近接のダート誘導溝に至るまでしか表面を損傷せず、その後、ダート誘導溝によって外部に輸送される。これにより、損傷表面が減少し、軸受けの不具合の可能性が大きく抑制される。また、混合摩擦（粒子接触摩擦＞液体摩擦）の割合が高いとき、ダート誘導溝内の潤滑剤は、臨界ゾーンからの熱輸送を助長し、その潤滑効果により、摩擦係数が低減される。この効果により、熱上昇による軸受けの不具合が抑制される。
本発明では、中心溝は、いかなる軸成分も有さないように提供される。中心溝は、その周の周りが閉止され、あるいは両側が閉止されても良い。また、中心溝は、少なくとも一つのダート誘導溝と連通する。周方向におけるダート粒子の輸送は、中心溝によって行われ、ダート粒子は、その後、ダート誘導溝に輸送され、粒子は外部に搬送される。ここで、中心溝は、まず、軸受けの高応力領域から、より小さな応力領域、例えば、ダート粒子が外部に放出される前に提供されることが好ましい露出領域に、異物粒子を輸送することが好ましい。露出領域は、軸受けを形成する軸受けシェルの軸受け端部における領域であることが理解される。この場合、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下する。これにより、2つの軸受けシェルの接続部において、不正確性のため軸受けシェル内で駆動するシャフトの一つに対する摩耗が抑制される。また、中心溝を介した輸送は、軸受けシェルのより小さな応力を受けるリッド（lid）シェル下で実施され、輸送排出のため、1または複数のダート誘導溝が提供される。複数の中心溝が提供されても良い。中心溝は、滑り表面の中央、すなわち前述のように定められる対称軸上に延伸することが好ましい。
本発明では、Ｖ字型に配置された2組のダート誘導溝が提供され、2つのダート誘導溝は、軸方向の中心にある軸受けの領域の連結開始点から、それぞれの対向する軸方向において外側に延伸する。2つの開始点は、中心溝によって接続される。傾斜は、対称であることが好ましい。そのような配置は、例えば、周方向において対向する2つのV字型が形成された際に、定められた回転方向を有さない潤滑滑り軸受けに適する。
【００１３】
滑り表面の一体性の過剰な低減を伴わずに、粒子の収集および輸送を可能にするため、ダート誘導溝は、最大80μｍの深さであることが好ましい。同様の理由から、ダート誘導溝は、最大150μｍの幅であることが好ましい。当然のことながら、複数のダート誘導溝が、これらのまたは他の好適実施例の特性を有することが好ましい。特に、複数のダート誘導溝が存在する場合、異なる種類のダートを考慮して、異なる寸法が提供されても良い。
また、ダート誘導溝は、その全長に沿って、幅および／または深さおよび／または断面が変化しても良い。
【００１４】
軸方向に相互に隣接して、異なる方向に向かって傾斜した、少なくとも2つのダート誘導溝が形成されることが好ましい。ダート誘導溝の間隔、数、および角度は、ここで変化しても良い。ダート誘導溝の流体力学的インパクトは、シャフト回転方向に向かうダート誘導溝の傾斜配置により抑制される。このため、複数のダート誘導溝が存在する場合、一方向の応力を回避するため、溝の対称配置が好ましい。特に、軸は、対称軸となるように考慮され、この対称軸は、軸成分を有さず、滑り表面の中心に延伸する。
【００１８】
V字型に配置されたダート誘導溝は、軸受けの低応力領域にあることが好ましく、特に、これらが提供される露出領域にあることが好ましい。
【００１９】
少なくとも一つのダート誘導溝は、曲線状であることが好ましく、これにより、溝が軸受けの流体力学特性に及ぼす影響を最小化することができる。
【００２０】
少なくとも2つのダート誘導溝は、交差していることが好ましい。これにより、ダート誘導溝間で、ダート粒子の交換を行うことができる。
【００２１】
10乃至20のダート誘導溝が提供されることが好ましい。これにより、ダートの効率的な輸送排出が可能になる。
【００２２】
ダート誘導溝および／または中心溝の断面は、半円または矩形状であることが好ましい。
【００２３】
滑り表面は、コネクティングロッドベアリングであることが好ましい。この場合、不具合に対する信頼性が向上する。
【００２４】
滑り表面の特定の領域に、複数のダート誘導溝が形成されることが好ましい。特に、異なる配列で傾斜した群として形成されることが好ましい。群化は、例えば、滑り表面における応力の分布の観点から、または滑り軸受けの溝の流体力学的影響の観点から、行われる。
【００２５】
ダート誘導溝の導入は、レーザ加工、エンボス処理、またはロール処理によって行われ得る。これにより、僅かの追加の影響で、これらを滑り表面に形成することができる。製造工程を簡略化するため、ダート誘導溝は、最終プロセス工程の間、またはさらなるコーティング処理の前に形成されることが好ましい。
【００２６】
ダート誘導溝は、滑り表面の滑り層に直接形成されることが好ましく、これにより軸受けの応力領域において、ひっかき傷の形成によって損傷を受ける領域が低減される。3つの材料層が存在する場合、構造は、最終仕上げステップにおいて、またはさらなるコーティングプロセスの前に、基板材料（例えば青銅）に導入される。2つの材料軸受けが存在する場合（例えばアルミニウム）、ダート誘導溝は、滑り層内に直接導入されることが好ましい。
【００２７】
滑り領域の品質向上のため、ダート誘導溝が形成された後、ダート誘導溝の環境において、いかなる突起および／またはバリおよび／またはバー（bar）も除去されることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】ダート誘導溝を有する潤滑滑り軸受けの傷ついていない滑り表面の上面図である。
【図２】ダート誘導溝を有する潤滑滑り軸受けの傷ついていない滑り表面の上面図である。
【図３】ダート誘導溝を有する潤滑滑り軸受けの傷ついていない滑り表面の上面図である。
【図４】ダート誘導溝を有する潤滑滑り軸受けの傷ついていない滑り表面の上面図である。
【図５】ダート誘導溝を有する潤滑滑り軸受けの傷ついていない滑り表面の上面図である。
【図６】ダート誘導溝を有する潤滑滑り軸受けの傷ついていない滑り表面の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図1乃至6には、軸受けシェル1の傷ついていない滑り表面1’の上面図を示す。滑り表面1’には溝20が導入され、これは、異物粒子を外側に輸送するための、ダート誘導溝として機能する。
【００３０】
図1、2、3、4、および6では、ダート誘導溝20は、直線溝として形成され、軸受けに提供されたシャフトの軸方向に比べて、軸受けシェルの周方向に大きく傾斜している。軸方向は、破線Aで示されている。図5において、ダート誘導溝20は、曲線状であり、少なくとも軸受けシェル1の端部領域12では、軸方向Aよりも周方向において、大きく傾斜している。
【００３１】
示された図では、軸受けシェルの周方向は、図2、4、5、および6に示された回転方向Dと同一平面にある。これらの図の例では、ダート誘導溝20の配置は、シャフトの回転方向に依存する。これに対して、図1および3の実施例は、明確な回転方向のない軸受けシェルに適する。
【００３２】
ダート誘導溝20は、滑り表面1’の定形に寄与する。2つの軸受けシェル1は、それぞれ一つの軸受けを形成し、軸受けの製造の際には、ダート誘導溝20が定形された同様のまたは異なる軸受けシェル1が組み合わされる。
【００３３】
各ダート誘導溝20は、軸受けシェル1の水平端部12を超えて突出し、軸受けシェルとシャフトの間のダート粒子を外部に輸送する。図1および3では、V字型に配置された2組みのダート誘導溝20が、いかなる軸成分も有さず、滑り表面の中心に延伸する軸に対して対象に提供される。すなわち、軸は、矢印Dと同一平面にある。図4では、2つのダート誘導溝20のV字型配置が示されている。
【００３４】
図1において、V字の2つの鋭角点は、中心溝30によって接続され、この中心溝は、軸受けシェルの周方向に延伸し、ダート粒子のダート誘導溝20への迅速な供給を可能にする。2つの中心溝30の働きによる、中心溝30を介したVへのダート粒子の供給は、図3にも示されている。図4には、中心溝30の別の配置が示されている。1または2以上の中心溝30を有する実施例では、中心溝30は、密閉端を有するように、またはダート誘導溝20の方で開放されるように提供される。しかしながら、中心溝30は、連続周囲溝として形成されても良い。また、異なる軸位置に、複数の中心溝30が提供されても良い。
【００３５】
図6には、前述のようなV字型で配置されたダート誘導溝20とは異なる、ダート誘導溝20のV字型配置が示されている。この図では、V字溝は、群として提供され、複数のダート誘導溝20を有する全部で2つの群が、滑り表面1’に導入される。
【図１】
0005965904.tif 000002
【図２】
0005965904.tif 000003
【図３】
0005965904.tif 000004
【図４】
0005965904.tif 000005
【図５】
0005965904.tif 000006
【図６】
0005965904.tif 000007