(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン及びトランスミッションのための燒結軸受であって、軸受孔によって形成され、軸受内の潤滑剤貯蔵室から潤滑剤で負荷可能である走行面を備えており、軸受孔が、周面に亙って分配され交互に、プレスによって、前記潤滑剤貯蔵室におけるよりも強く圧縮された、小孔状の走行面と、軸方向に延びる、前記走行面におけるよりも弱く圧縮された、開放孔状の潤滑剤貯蔵室とを有している形式のものにおいて、
潤滑剤貯蔵室が、少なくとも２つの長手方向溝（１６ｒ）を備えた溝構造体（１５）によって形成されており、溝構造体（１５）の少なくとも一部で、隣接し合う長手方向溝（１６ｒ）間に存在する溝先端部（１６ｋ）の一部が、軸受孔（１１）によって受容された、潤滑剤を引き渡すための軸と接触するようになっていることを特徴とする、エンジン及びトランスミッションのための燒結軸受。
【請求項２】
溝構造体（１５）の長手方向溝（１６ｒ）の受容容積が、燒結金属から成る軸受の運転時に押し退けられる潤滑剤の容積に合わせられている、請求項１記載の燒結軸受。
【請求項３】
溝構造体（１５）の長手方向溝（１６ｒ）が毛細管溝として構成されていて、前記軸受孔（１１）の周方向で見た、長手方向溝（１６ｒ）の開口端部の幅が、直径１ｍｍのガラス毛細管内で潤滑剤が上昇する高さよりも少なくとも２０倍小さい、請求項１又は２記載の燒結軸受。
【請求項４】
長手方向溝（１６ｒ）の溝底部（１７）と、溝先端部（１６ｋ）とが、所定の曲率半径で丸味を付けられていて、この曲率半径が、長手方向溝（１６ｒ）の開口端部の幅よりも少なくとも２倍小さい、請求項１から３までのいずれか１項記載の燒結軸受。
【請求項５】
長手方向溝（１６ｒ）の溝底部（１７）と、溝先端部（１６ｋ）とが、０．０５ｍｍ乃至０．３０ｍｍの曲率半径で丸味を付けられていて、この曲率半径が、長手方向溝（１６ｒ）の開口端部の幅０．３０ｍｍ乃至０．８０ｍｍよりも少なくとも２倍小さい、請求項１から３までのいずれか１項記載の燒結軸受。
【請求項６】
溝先端部（１６ｋ）が、軸と接触している、請求項１から５までのいずれか１項記載の燒結軸受。
【請求項７】
長手方向溝（１６ｒ）が、１２゜よりも小さい開放角度で軸に向かって広がっている、請求項１から６までのいずれか１項記載の燒結軸受。
【請求項８】
単繊維のＣ−繊維及び／又はセラミック粒子を添加することによって、強度が改善されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の燒結軸受。
【請求項９】
端面側（１２）及び／又は外周面（１３）に、付加的に溝又は袋孔状に開放した孔状の潤滑剤貯蔵室が設けられており、これらの潤滑剤貯蔵室は、溝底部（１７）の曲率半径、幅及び開放角度が、長手方向溝（１６ｒ）の寸法に合わせられている、請求項１から８までのいずれか１項記載の燒結軸受。
【請求項１０】
潤滑剤貯蔵室が端面側（１２）で半径方向溝（２２）として構成されている、請求項９記載の燒結軸受。
【請求項１１】
端面側（１２）に、同心的な溝リング及び／又は溝環状区分（１８）が潤滑剤貯蔵室として設けられていて、該溝リング及び／又は溝環状区分（１８）が半径方向溝（１９）を介して走行面（１４）に通じている、請求項９記載の燒結軸受。
【請求項１２】
溝リング区分（１８）が、周方向で見て０．２ｍｍよりも長く構成されている、請求項１１記載の燒結軸受。
【請求項１３】
外周面（１３）に、長手方向溝及び／又は周方向溝、及び／又は長手方向区分及び／又は周方向区分（２５）が、潤滑剤貯蔵室として設けられている、請求項１から１２までのいずれか１項記載の燒結軸受。
【請求項１４】
長手方向及び周方向溝及び／又は長手方向及び周方向区分（２５）が、横方向に延びる接続溝を介して互いに接続されている、請求項１３記載の燒結軸受。
【請求項１５】
長手方向溝（１６ｒ）、袋孔（２０ａ）、半径方向溝（２２）、溝リング及び／又は溝リング区分（１８）及び周方向溝及び／又は周方向溝区分（２５）の深さが、直径１ｍｍのガラス毛細管内の潤滑剤の上昇高さの半分よりも小さい、請求項１から１４までのいずれか１項記載の燒結軸受。
【請求項１６】
長手方向溝（１６ｒ）、袋孔（２０ａ）、半径方向溝（２２）、溝リング及び／又は溝リング区分（１８）及び周方向溝及び／又は周方向溝区分（２５）の前記深さが０．５ｍｍであって、直径１ｍｍのガラス毛細管内の潤滑剤の上昇高さの半分よりも小さい、請求項１から１４までのいずれか１項記載の燒結軸受。
【請求項１７】
長手方向溝（１６ｒ）から、サイジングされた隣接する走行面（１４）までの移行部（２４）が丸味を付けられている、請求項１から１６までのいずれか１項記載の燒結軸受。
【請求項１８】
長手方向溝（１６ｒ）から、サイジングされた隣接する走行面（１４）までの移行部（２４）の前記丸味の曲率半径が０．５ｍｍである、請求項１から１６までのいずれか１項記載の燒結軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、エンジン及びトランスミッションのための燒結軸受であって、軸受孔によって形成され、軸受内の潤滑剤貯蔵室から潤滑剤で負荷可能である走行面を備えており、軸受孔が、周面に亙って分配され交互に強く圧縮された、小孔状の走行面と、軸方向に延びる弱く圧縮された、開放孔状の潤滑剤貯蔵室とを有している形式のものに関する。
【０００２】
このような形式の燒結軸受は、DE-Z Tribologie + Schmiertechnik, 45. Jahrgang, 1/1998, Seiten 47/48（ＤＥ−Ｚ摩損学+潤滑技術、第４５巻、１／１９９８、第４７／４８頁）により公知である。潤滑剤貯蔵室は、横断面３角形の溝として燒結体の軸受孔内に設けられ、一方、溝間の走行面はサイジング(Kalbrieren；寸法修正）によってシールされる。このような潤滑剤貯蔵室は、潤滑剤を収容し、潤滑剤は、運転時には燒結軸受それもこの燒結軸受の強く圧縮されていない領域から押し退けられるが、特に運転の始動段階においては、軸受孔の走行面及びこの走行面上で滑動する軸を潤滑するために重要な役割を果たしてはいない。
【０００３】
このことは、アメリカ合衆国特許第５７０４７１８号公報による燒結軸受のためのも当てはまる。この燒結軸受においては、潤滑剤貯蔵室は大きいＵ字形の溝を形成し、この溝の底部が、大きい直径を有する走行面に対して段付けされている。静止状態でこの溝の領域内に貯えられた潤滑剤は、運転始動時において効果的な潤滑を行うことができない。潤滑剤貯蔵室は、軸受孔内で軸を効果的に潤滑するために、前もって潤滑剤によって満たしておく必要がある。
【０００４】
そこで本発明の課題は、冒頭に述べた形式の燒結軸受において、運転の始動段階時に、運転中に潤滑剤貯蔵室内に達した潤滑剤によって行われる潤滑に不都合な影響を与えることなしに、潤滑を改善することができるようにすることである。
【０００５】
本発明によればこの課題は、潤滑剤貯蔵室が、少なくとも２つの長手方向溝を備えた溝構造体によって形成されており、溝構造体の少なくとも一部で、隣接し合う長手方向溝間に存在する溝先端部の一部が、軸受孔によって受容された、潤滑剤を引き渡すための軸と接触するようになっていることによって解決された。
【０００６】
運転後に潤滑剤が、溝構造体の弱く圧縮された領域によって再び受容されると、つまり溝構造体の長手方向溝に潤滑剤がなくなると、少なくともいくつかの溝先端部が以前のように潤滑剤を移行させるための軸と接触するので、後続運転の始動段階において既に、長手方向溝から運転潤滑に移行する、軸の潤滑が行われ。
【０００７】
圧粉体(Gruenling）のプレス時に形成された溝構造体は、サイジング時にそれ以上圧縮されず、従って開放した孔状の形を維持するので、その貯蔵能力は、走行面の強度とは無関係に維持される。
【０００８】
潤滑剤の循環のために、溝構造を次のように構成すれば有利である。つまり毛細管状の溝として構成された長手方向溝の幅が、使用された潤滑剤が直径１ｍｍのガラス毛細管内で上昇する高さよりも少なくとも２０倍小さくなるように構成すれば、有利である。
【０００９】
長手方向溝の溝底部と溝先端部とは、丸味をつけられていて、長手方向溝の幅よりも少なくとも２倍小さい曲率半径を有している。
【００１０】
隣接し合う長手方向溝間の溝先端部は、潤滑剤を移行させるためだけに軸上でこの軸と接触しているので、支持作用を有してはいない。開放した孔状の形状でしかも密度が低いことに基づく小さい負荷可能性によって、この燒結軸受の耐用年数に不都合な作用が及ぼされることはない。
【００１１】
長手方向溝は、１２゜よりも小さい開放角度で軸に向かって広がっている。
【００１２】
本発明の変化実施例に従って、端面側及び／又は外周面に、付加的に溝又は袋孔状に開放した孔状の潤滑剤貯蔵室が設けられており、これらの潤滑剤貯蔵室は、溝底部の曲率半径、幅及び開放角度が、長手方向溝の相応の寸法に合わせられていることによって、潤滑剤の貯蔵能力はさらに高められる。
【００１３】
端面側の開放孔状の潤滑剤貯蔵室は、同心的な溝リング及び／又は溝リング区分として構成することができ、この溝リング及び／又は溝リング区分は、半径方向溝を介して燒結軸受の走行面に通じている。この場合溝リング区分は０．２ｍｍよりも長い。
【００１４】
端面側を介して、一様に分割された、外側面から燒結軸受の走行面まで延びる半径方向溝を設けることもできる。
【００１５】
外側面に開放した孔状の潤滑剤貯蔵室を設けるために、本発明の別の構成要件によれば、外側面に周方向溝及び／又は周方向溝区分及び／又は袋孔が潤滑剤貯蔵室として設けられる。この場合、周方向溝及び／又は周方向溝区分は、横方向に延びる接続溝によって互いに接続することができる。すべての潤滑剤貯蔵室の設計のために、長手方向溝、袋孔、半径方向溝、溝リング及び／又は溝リング区分及び周方向溝及び／又は周方向溝区分の深さ（例えば０．５ｍｍ）が、直径１ｍｍのガラス毛細管内の潤滑剤の上昇高さの半分よりも小さく構成されている。
【００１６】
本発明を図面に示した実施例を用いて以下に詳しく説明する。
【００１７】
図１に示されているように、軸受孔１１内に圧粉体を押し込む際に、燒結軸受１０に、周面に亙って分配された列状の溝構造体１５が形成される。これらの溝構造体１５は、少なくとも２つの長手方向溝１６ｒを有していて、これらの長手方向溝１６ｒは溝先端部１６ｋによって仕切られていて、有利な形式で互いに平行に延びている。これらの開放孔状の溝構造体１５はその溝先端部１６ｋが走行面１４に対して、燒結軸受１０の外周面に向かってずらされている。図２に示されているように、長手方向溝１６ｒの溝底部１７及び、溝先端部１６ｋの曲率半径は、長手方向溝１６ｒの幅の半分よりも小さい。長手方向溝１６ｒの幅は、使用された潤滑剤が直径１ｍｍのガラス毛細管(Glasskapillare)内を上昇する高さよりも少なくとも２０倍小さい。
【００１８】
燒結軸受の強度は、単繊維性のＣ−繊維、セラミック粒子又はその他の粒子を添加することによって改善される。
【００１９】
図１に示されているように、付加的な開放孔状の潤滑剤貯蔵室は、端面１２及び／又は燒結軸受１０の外周面１３内に設けてもよい。このような形式の潤滑剤貯蔵室の溝底部の曲率半径及び幅のためには、有利には溝構造体１５の長手方向溝１６ｒと同様の寸法が適している。それと同じことは、１２゜よりも小さく選定される、長手方向溝１６ｒの開放角度のためにも当てはまる。
【００２０】
図１の部分図で示されているように、端面側１２は、例えば半径方向溝２２及び溝先端部２３を備えた領域２１を備えることができる。また潤滑剤貯蔵室として、半径方向溝１９を介して走行面１４に通じる同心的な溝リング又は溝リング区分１８も設けることができる。
【００２１】
符号２０及び２０ａで示されているように、少なくとも０．２ｍｍの長さを有している、短い溝状又は袋孔状の潤滑剤貯蔵室の１つ又は多数の同心的なリングを設けてもよい。
【００２２】
燒結軸受１０の外周面１３上に、付加的な開放孔状の潤滑剤貯蔵室としての長手方向及び周方向溝及び／又は長手方向及び周方向溝区分２５を設けることができ、これらの区分は、横方向に延びる接続溝を介して互いに及び端面側１２と接続することができる。
【００２３】
すべての溝の深さは、使用された潤滑材が、直径１ｍｍのガラス毛細管内で上昇する高さの半分よりも小さければよい。
【００２４】
端面側１２内の潤滑剤貯蔵室は、軸受の外部の潤滑剤貯蔵容積を増大し、軸方向のしゅう動面に付加的な潤滑材量を供給する。端面区分の凸面状に湾曲された部分面は、その毛細管作用によって軸受の改善されたダイナミックな運転状態に貢献する。軸方向の供給溝は、付加的な摩耗貯蔵機能を有していて、潤滑剤を走行面１４から外周面１３に搬送することができる。
【００２５】
外周面１３上に配置された開放孔状の潤滑剤貯蔵室は、吐出される潤滑剤を受容し、潤滑剤が、重力、遠心力又は漏出によって流出するのを阻止する。
【００２６】
すべての付加的な潤滑剤貯蔵室は、軸受を潤滑剤で満たした後で投げ飛ばし又は遠心分離によって再び空にされる。これによって付加的な貯蔵作用が得られる。新たな燒結軸受１０は、運転中に８０％までの少ない潤滑剤を失う。燒結軸受の耐用年数は著しく高められ、伝達層形成によって軸受の侵食は著しく困難にされる。
【００２７】
さらに、冷却中の容積収縮において多量の潤滑剤が摩耗箇所に提供されることによって、冷却雑音は避けられる。
【００２８】
このような形式の付加的な潤滑剤貯蔵室は、プレス時に得られるので、高い製造コストを伴うことはない。
【００２９】
著しく圧縮された、小さい孔状(kleiporig)の走行面１４は、高い負荷能力を有しているので、この走行面のほぼ内実な構造体によって軸のいわばハイドロダイナミック式の滑動状態が得られる。溝構造体１５の領域における高い多孔度(Porositaet）によって、潤滑剤の付加的な容積が予め設定される。溝構造体１５の長手方向溝１６ｒの受容容積が、燒結金属から成る軸受の運転時に押し退けられる潤滑剤の容積に合わせられている。
【００３０】
長手方向溝１６ｒ及び走行面１４の数及び幅は、使用例（例えば機械的及び熱的な負荷）に応じて種々異なって選定される。しかも、圧縮つまり多孔度によって、負荷の大きさ、潤滑剤受容容積が影響を受ける。
【００３１】
溝構造体１５は、走行面１４の形状及び使用されたプロフィールを考慮する必要がある。基本的に、溝構造体１５の長手方向溝１６ｒとして構成された潤滑剤貯蔵室は、走行面１４と同じ数だけ設けられる。溝構造体１５の長手方向溝１６ｒの数は、偶数又は奇数であってよく、少なくとも３つでなければならない。長手方向溝１６ｒの曲率半径は、少なくとも０．０５ｍｍであって、最大では０．３０ｍｍである。長手方向溝１６ｒの深さは、使用された潤滑剤の粘性に関連していて、０．５ｍｍまでである。
【００３２】
図２に示した燒結軸受１０の軸方方向孔１１の構成では、それぞれ７２゜で５つの区分が設けられており、この場合、各区分が、５つの長手方向溝１６ｒ及び４つの溝先端部１６ｋを備えた溝構造体１５を有している。溝構造体１５の縁部に位置する長手方向溝１６ｒは、移行部２４を介して走行面１４に移行している。これらの移行部２４は、図１に示されているように、走行面１４のサイジング前で、まだ鋭角である。移行部２４はサイジング後に、丸味を付けられ、図２に示されているように約０．５ｍｍの曲率半径を有している。溝底部１７と溝先端部１６ｋとは、同様に丸味を付けられていて、０．１５ｍｍの曲率半径を有している。長手方向溝１６ｒは、軸受孔１１の周面の約７゜に亙って延びている。長手方向溝１６ｒの深さは、８．３７３−８．１０の差から０．２７３ｍｍが得られる。サイジング前に、サイジングされていない走行面１４．１は直径が７．７０ｍｍであり、これに対してサイジング後には軸受孔１１は、８ｍｍの直径及び公差Ｈ８を有する走行面１４によって規定されている。溝先端部１６ｋは、サイジングされず、その直径８．１０ｍｍが維持され、少なくとも幾つかの溝先端部１６ｋは、軸方向遊びに基づいて、挿入された軸と、潤滑剤伝達に充分である、非支持接触状態にある。
【００３３】
走行面のハッチング（斜線）で示された領域１４ｖは、サイジング時に押し退けられ、密度を高めるために使用される。溝構造体１５は、サイジング前では軸受孔の周面の３３．７７゜に亙って延びていて、サイジング後には、軸受孔の周面の３８．２３゜に亙って延びており、この場合、移行部２４は０．５ｍｍで丸味を付けられている。
【００３４】
溝構造体１５の溝先端部１６ｋは、事実上サイジングされた走行面１４で共通の周面上に位置し、この場合、溝先端部１６は軸に線状に又はストリップ（条片）状に当接する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  軸受孔の外周面に亙って分配された、潤滑剤貯蔵室としての溝構造体を備えた燒結軸受の斜視図、並びに走行面のサイジング前の燒結軸受の別の面における別の潤滑油貯蔵室の部分的な斜視図である。
【図２】  走行面のサイジング前後における、別の燒結軸受の軸受孔の横断面である。
【図１】
0004503843.tif 000002
【図２】
0004503843.tif 000003