(57)【要約】特に電気化学的除去によって形成される、微視的に細かい凹部（２７）を形成することによるプレーンベアリング面（１）の既知の構造において、本発明によれば、構造化された面の内部で凹部の面積割合を構造化された面全体の１５％から４０％に限定することが提案される。これは、加工の手間を削減する一方で、凹部（２７）の面積割合が多くなっても、プレーンベアリング内の摩擦がさらに減少することはほとんどないからである。【選択図】図４ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相手面（２０）に沿って滑り移動するための摺動面（１）、特にプレーンベアリング面、特に回転対称のプレーンベアリング面（１）であって、前記摺動面（１）の表面が、所定範囲に分布され幾何学的に定められた極小の凹部（２７）によって構造化されている、摺動面において、
構造化された領域（１１）内において、前記凹部（２７）によって占められる面の面積割合が、前記構造化された領域の面全体の１５％から４０％の間、さらに好ましくは１５％から３０％の間、さらに好ましくは２０％から３０％の間であることを特徴とする、摺動面。
【請求項２】
前記構造化された領域（１１）が不均一な負荷を受ける場合に、前記摺動面（１）の最も強く負荷を受ける領域内における前記凹部（２７）を有する面の面積割合が、より負荷の小さい領域内における前記凹部（２７）を有する面の面積割合よりも大きいことを特徴とする、請求項１に記載の摺動面。
【請求項３】
前記構造化された領域（１１）が不均一な負荷を受ける場合に、前記摺動面（１）の最も強く負荷を受ける領域内における前記凹部（２７）は、より負荷の小さい領域内における前記凹部よりも小さく、および／または、前記摺動面（１）の最も強く負荷を受ける領域内における２つの隣接する凹部（２７）の間の最小の間隔（２１）は、より負荷の小さい領域内における２つの隣接する凹部の間の最小の間隔よりも小さいことを特徴とする、請求項１または２に記載の摺動面。
【請求項４】
前記摺動面（１）を上面から見たときの前記凹部（２７）の最大伸展部（Ｅ）が、少なくとも２０μｍであり、さらに好ましくは少なくとも５０μｍであり、さらに好ましくは少なくとも７０μｍであることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の摺動面。
【請求項５】
前記摺動面（１）を上面から見たときの前記凹部（２７）の最大伸展部（Ｅ）が、最大で１７０μｍ、さらに好ましくは最大で１５０μｍ、さらに好ましくは最大で１２０μｍであることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の摺動面。
【請求項６】
前記摺動面（１）を上面から見たときの前記凹部（２７）の最小伸展部（ｅ）が、最大で１５０μｍ、さらに好ましくは最大で１００μｍ、さらに好ましくは最大で５０μｍであり、
および／または、
前記摺動面（１）を上面から見たときの前記凹部（２７）の最大伸展部（Ｅ）が、前記最小伸展部（ｅ）の最大で１０倍、さらに好ましくは５倍だけ、さらに好ましくは３倍だけ大きいことを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載の摺動面。
【請求項７】
前記凹部（２７）の深さ（ｔ）が、少なくとも２μｍ、さらに好ましくは少なくとも１０μｍ、さらに好ましくは少なくとも１５μｍであることを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の摺動面。
【請求項８】
前記凹部（２７）の深さ（ｔ）が、最大で５０μｍ、さらに好ましくは最大で３５μｍ、さらに好ましくは最大で２０μｍであることを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載の摺動面。
【請求項９】
前記凹部（２７）の深さ（ｔ）が、前記摺動面（１）を上面から見たときの前記凹部（２７）の最大伸展部（Ｅ）の少なくとも１％、さらに好ましくは少なくとも５％、さらに好ましくは少なくとも２０％、さらに好ましくは少なくとも４０％、さらに好ましくは少なくとも５０％であることを特徴とする、請求項１から８のいずれか１項に記載の摺動面。
【請求項１０】
２つの隣接する凹部（２７）間の最小の間隔（２１）が、前記摺動面（１）を上面から見たときの前記凹部（２７）の最大伸展部（Ｅ）の少なくとも２倍、少なくとも３倍、さらに好ましくは少なくとも５倍であることを特徴とする、請求項１から９のいずれか１項に記載の摺動面。
【請求項１１】
２つの隣接する凹部（２７）間の最小の間隔（２１）が、前記摺動面（１）を上面から見たときの前記凹部（２７）の最大伸展部（Ｅ）の最大で７倍、さらに好ましくは最大で１０倍であることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか１項に記載の摺動面。
【請求項１２】
前記摺動面（１）の相対移動方向（２８）に、特に回転対称の摺動面（１）の周方向（２８）に位置する断面において、前記摺動面（１）の前記相対移動方向（２８）とは反対に向けられた前記凹部（２７）の排出側面（１８）が、当該排出側面とは反対側の側面よりも急峻に、特に前記凹部（２７）の間の面に対して最大８０°の、さらに好ましくは最大４５°の、さらに好ましくは最大３０°の、さらに好ましくは最大２５°の角度（９）をもって延びていることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか１項に記載の摺動面。
【請求項１３】
前記摺動面（１）の相対移動方向（２８）に、特に回転対称の摺動面（１）の周方向（２８）に位置する断面において、前記摺動面（１）の前記相対移動方向（２８）とは反対に向けられた前記凹部（２７）の排出側面（１８）が、前記凹部（２７）の間の面に対して少なくとも４５°の、さらに好ましくは少なくとも６０°の角度（９）で傾斜していることを特徴とする、請求項１から１２のいずれか１項に記載の摺動面。
【請求項１４】
前記摺動面（１）が不均一な負荷を有する場合に、前記摺動面（１）の最も強く負荷を受ける領域内における前記凹部（２７）の排出側面（１８）の角度（９）が、負荷がより小さい領域内における前記凹部の排出側面の角度よりも大きいことを特徴とする、請求項１から１３のいずれか１項に記載の摺動面。
【請求項１５】
前記摺動面（１）が不均一な負荷を有する場合に、前記摺動面（１）の最も強く負荷を受ける領域内における凹部（２７）が、前記構造化された領域の最も負荷が小さい領域内における凹部よりも深く、特に少なくとも２倍、さらに好ましくは少なくとも３倍、さらに好ましくは少なくとも５倍深く、および／または
前記最も負荷が強い領域内では、前記構造化された領域の負荷が最も小さい周方向領域内よりも、排出側面（１８）が急峻であり、特に少なくとも１０％だけ急峻であり、さらに好ましくは少なくとも１５％だけ急峻であり、さらに好ましくは少なくとも２０％だけ急峻であることを特徴とする、請求項１から１４のいずれか１項に記載の摺動面。
【請求項１６】
前記摺動面（１）において、前記凹部（２７）の深さ（ｔ）が、機械的な軸受間隙（３）の最大で０．５倍、さらに好ましくは最大で０．３３倍、さらに好ましくは最大で０．１倍であることを特徴とする、請求項１から１５のいずれか１項に記載の摺動面。
【請求項１７】
前記摺動面（１）において、前記凹部（２７）の最大伸展部（Ｅ）が、機械的な軸受間隙（３）の最大で１４倍、さらに好ましくは最大で８倍、さらに好ましくは最大で４倍であることを特徴とする、請求項１から１６のいずれか１項に記載の摺動面。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トライポロジ対（滑り対偶）の摺動面、特にラジアルベアリング（軸受）のプレーンベアリング面、特に内燃機関内のクランク軸の、一方がエンジンブロックに関連し他方がコネクティングロッドに関連するベアリングに関する。
【背景技術】
【０００２】
潤滑トライポロジ対の摺動面においては、滑り摩擦の大きさにとっても、トライポロジ対の寿命、特にプレーンベアリングの寿命にとっても、潤滑剤が、すべての駆動状態において充分に多く、かつトライポロジ対の接触面間にできる限り均一に分布されて存在することが不可欠である。その場合、特に、２つの摺動面の間の相対運動の始動が問題となる。
【０００３】
自動車においてスタート−ストップ−システムの使用が増えるにつれて、この重要性は特に、クランク軸のベアリングにおいて増大する。というのは、それによってプレーンベアリングの始動工程の数が１００倍以上も増大するからである。
【０００４】
この理由から、特にプレーンベアリングの、摺動面の接触面は、潤滑剤のリザーバとして用いられる凹部であって、１００μｍを大きく下回る深さを有する極めて小さい凹部を有するように加工される。これらの凹部は、摺動面の材料の自然粗さによってもたらされ、あるいは制御の下で形成される。それに基づいて、プレーンベアリングの接触割合、つまり接触面が実際に互いに接触する面積割合は、常に１００％よりはるかに少なく、部分的には６０％を切る。
【０００５】
摺動面を然るべく構造化することは、研磨、仕上げまたはホーニングのような特別な加工工程によって達成されるが、それらにおいて凹部の具体的な形状と分配は予め定めることはできず、これらの凹部の大きさ、特に深さに関してばらつきも比較的大きい。特に構造化の結果は、実施する人の経験にも著しく依存している。
【０００６】
プレーンベアリングの接触面において、凹部の数、大きさ、深さおよび分布に関して所定の構造を得るために、この接触面にレーザーを照射して、それによって所望の凹部を得ることも、同様に周知である。
【０００７】
しかしこの方法は、一方では、凹部の数が大きい場合に極めて時間がかかる、という欠点を有している。さらに、衝突するレーザービームがその表面に凹部だけでなく、凹部をリング状に取り巻くバリも発生させ、それらのバリは多くの場合に望ましくなく、かつこれらのバリを除去するために新たな再加工を必要とする。一般的に、レーザーによって形成される凹部の側面形状は、ほとんど制御することができない。
【０００８】
他の欠点は、レーザー加工によって狭い三次元領域における高い発熱が生じるとともにそれに続く急速な冷却が行われ、それが望ましくない新たな硬質領域をもたらすことにある。
【０００９】
さらに、電解加工方法（ＥＣＭ）が知られており、その方法はパルス型にも適用される（ＰＥＣＭ）。
【００１０】
それによって三次元の表面、たとえば硬貨の三次元表面が形成され、あるいは上述の凹部が、この方法によって通常は経済的に意義のあるのは最大で３０μｍの除去のみである表面に形成される。
【００１１】
然るべく凹形状に形成された電極を、他方の電極として用いられる加工すべき表面に近づけることによって、この表面から材料がイオンの形式で除去される。このプロセスは、放電加工よりも、はるかに細かい構造を生じさせる。
【００１２】
電流を案内し、かつ剥がれた物質を搬出するために、全プロセス期間中に、電流を案内する液体が工具と加工物との間の間隙を通して押し流される。
【００１３】
さらに加工物がクランク軸、特にシリンダ数の多い自動車エンジンのクランク軸である場合、このクランク軸は、加工中は不安定であって、したがって位置決めが難しく、かつこれらの加工物を構造化するのが困難である。
【００１４】
できあがったクランク軸の寸法精度は、主に、軸方向のベアリング幅の他に以下のパラメータを評価することによって判定される。
直径偏差＝ベアリングピンの所定目標直径からの最大の偏差、
円形性＝外側エンベロープ円と内側エンベロープ円の間隔によって決定される、ベアリングピンの真円の目標輪郭からの顕微鏡的偏差、
同心性＝回転するベアリングの偏心性および／または理想的な円形状からのベアリングの形状偏差によってもたらされる、回転する加工物の径方向の寸法偏差、
平均化された個別粗深さによって定義された粗さＲｚ＝ベアリング表面の顕微鏡的粗さを表す計算値、
接触割合＝近接する相手面に接触する、顕微鏡的に考察した表面構造の接触面積割合、
および付加的に、クランクピンベアリングにおいて、
ストローク偏差＝目標ストロークからの実ストロークの寸法的偏差（センターベアリングの実際中心からのクランクベアリングピンの実中心の間隔）および
角度偏差＝センターベアリング軸に対し、かつ残りのクランクベアリングピンに対する角度位置に関して、その目標角度位置からのクランクベアリングピンの実際角度位置の、度合またはストロークに関する周方向における長さ寸法として表される偏差。
【００１５】
そのため、これらのパラメータにおいて所望の許容誤差を維持することは、提供される加工方法によっても、加工物および加工力の不安定さによっても、制限される。
【００１６】
加工方法の効率と経済性は、実用化、特にサイクル時間とそれに伴う製造コストが重視される連続的な生産工程にとって、大きな役割を果たす。しかし、プロトタイプのテストサンプルを加工する場合は、これらの制限を受けない。
【００１７】
これは特に、たとえばクランク軸を形成する場合、特にそのベアリングを仕上げ加工して表面を構造化する場合の、最後の方法ステップについて言えることである。
【００１８】
構造化された面の凹部の大きさと分布に関して、内燃機関内のシリンダ走行面においてその上に形成される凹部の大きさと面積割合をシリンダ走行ルートに沿って変化させ、特にピストンルートの中央の領域におけるよりも、死点に、より多くのより大きな凹部を設けることが、特許文献１および特許文献２から知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】国際公開第２０１１０４４９７９号公報
【特許文献２】独国特許公報第１０２００６０６０９２０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
したがって、本発明の目的は、特に動圧プレーンベアリングにおいて、摩擦を著しく減少させるにもかかわらず、効率的な形成を可能にする、構造化された摺動面と、当該摺動面を形成する方法および工具を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
この目的は、請求項１の特徴によって達成される。好ましい実施形態が、従属請求項から明らかにされ得る。
【００２２】
実際において、面の１５％から４０％の間、さらに好ましくは１５％から３０％の間、さらに好ましくは２０％から３０％の間の構造化された領域内に凹部が設けられている場合に、費用と実用性の間の最適な比率が生じることが明らかにされている。凹部の割合が大きくなると、滑り特性のさらなる改良はもたらされないが、生産コストが著しく増大し、他の欠点を招いてしまう。
【００２３】
摺動面の負荷が均一でない場合に、より強く負荷を受ける領域のみが構造化される場合でも、構造化された領域内において最も強く負荷を受ける領域内の凹部が占める面積割合を、負荷の小さい領域内の凹部の面積割合よりも大きく選択すると、好ましいことが明らかにされている。
【００２４】
同様に、構造化された領域の内部で、最も強い負荷を有する領域内では、構造化された領域内部の負荷がより少ない領域内よりも、凹部を小さく選択し、および／または２つの隣接する凹部の間の最小の間隔をより小さく選択すると、好ましいことが証明されている。
【００２５】
そのため、上面視において、個々の凹部の最大伸展部が、少なくとも２０μｍ、さらに好ましくは少なくとも５０μｍ、さらに好ましくは少なくとも７０μｍであることが有効であることが明らかにされている。一方、この最大伸展部には、最大で１７０μｍ、さらに好ましくは最大で１５０μｍ、さらに好ましくは最大で１２０μｍという有効な上限が存在し、それを越えると滑り特性はそれ以上良い方には変化しない。
【００２６】
同様に、この凹部の深さの極めて効果的な領域が存在し、凹部の深さは、少なくとも２μｍ、さらに好ましくは少なくとも１０μｍ、さらに好ましくは少なくとも１５μｍである一方、５０μｍを越えず、さらに好ましくは３５μｍを越えず、さらに好ましくは２０μｍを越え得ない場合に特に好ましく作用する。
【００２７】
さらに、上面視において、凹部の最小伸展部の有効な上限、すなわち最大で１５０μｍ、さらに好ましくは１００μｍ、さらに好ましくは最大で５０μｍの上限があることも明らかにされている。
【００２８】
さらに、凹部の最大伸展部は、凹部の最小伸展部よりも最大で１０倍、さらに好ましくは最大で５倍、さらに好ましくは最大で３倍大きいことが、示されている。
【００２９】
さらに、凹部の深さと、上面視における凹部の最大伸展部との間の好ましい割合が明らかにされている。
【００３０】
凹部の深さは、凹部の最大伸展部の少なくとも１％、さらに好ましくは少なくとも５％、さらに好ましくは少なくとも２０％、さらに好ましくは少なくとも４０％、さらに好ましくは少なくとも５０％である。
【００３１】
さらに、隣接する２つの凹部の間の最小の間隔が、関連する２つの凹部の上面視における最大伸展部の、少なくとも２倍、さらに好ましくは少なくとも３倍、さらに好ましくは少なくとも５倍であって、関連する２つの凹部の上面視における最大伸展部の最大で７倍、さらに好ましくは最大で１０倍であると好ましいことが明らかにされている。
【００３２】
さらに、摺動面の移動方向とは逆に向けられた、凹部の側面、いわゆる排出側面であって、それを越えてトライポロジ対の駆動中に潤滑剤が凹部から引き出される、その側面の斜め位置が重要であることが明らかにされている。
【００３３】
表面に対するその角度は、最大で８０°より大きくてはならず、さらに好ましくは最大で４５°、さらに好ましくは最大で３０°、さらに好ましくは最大で２５°であるが、同時にこの角度は少なくとも４５°、さらに好ましくは少なくとも６０°である。
【００３４】
さらに、特に回転対称のプレーンベアリングにおいて、周方向にプレーンベアリングの最も強い負荷を有する領域と負荷の最も小さい領域が存在し、それらの領域内で、摺動面が部分的に、すなわちより強く負荷を受ける領域内でだけ構造化されている場合でも、プレーンベアリング面が異なるように構造化されることが明らかにされている。
【００３５】
すなわち、凹部の深さは、負荷の最も大きい領域内では、負荷の最も小さい領域内よりも、少なくとも２倍、さらに好ましくは３倍、さらに好ましくは少なくとも５倍、深くすべきである。
【００３６】
同様に、負荷の最も大きい領域内で、駆動中に凹部から潤滑剤が引き出される凹部の排出側面を、負荷の最も小さい領域内よりも急峻に、特に少なくとも１０％だけ、さらに好ましくは少なくとも１５％、さらに好ましくは少なくとも２０％急峻に形成すると有意であることが明らかにされている。
【００３７】
さらに、凹部を形成し、特にその深さを定める場合に、機械的な、したがって摺動面の構造的に予め定められた間隔による、軸受間隙（ベアリングギャップ）の径方向の広がり（距離）を考慮しなければならない。
【００３８】
というのは、実際においては、凹部の深さは、軸受間隙の最大で０．５倍、さらに好ましくは最大で０．３３倍、さらに好ましくは最大で０．１倍とすべきことが明らかにされているからである。
【００３９】
上面視における凹部の最大伸展部は、機械的な軸受間隙の径方向の広がり（距離）の最大で１４倍、さらに好ましくは最大で８倍、さらに好ましくは最大で４倍とされる。
【００４０】
本発明に基づく実施形態の例が、図面を参照して以下で詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】４シリンダ内燃機関のためのクランク軸を示す側面図である。
【図２ａ】図１のクランク軸を軸方向に見て、センターベアリングの１つを通る断面で示した図である。
【図２ｂ】６シリンダ内燃機関のためのクランク軸を軸方向に見て、センターベアリングを通る断面で示した図である。
【図３ａ】摺動面の構造化された領域を示す上面図である。
【図３ｂ】クランク軸のベアリングの拡大図である。
【図３ｃ】クランク軸のベアリングの他の拡大図である。
【図４】図４ａおよび図４ｂは、摺動面内の凹部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
図１は、摩擦を減少させるために摺動面１を凹部で構造化された典型的な加工物を示すものであって、４シリンダストロークピストンエンジンのためのクランク軸２を側面図で示している。クランク軸の回転軸１０上に全部で５つのセンターベアリング１ｂが摺動面１としてその略円筒状の外表面を備えて設けられている。これらのセンターベアリング１ｂの間に、それぞれ径方向外側へ変位して、全部で４つのクランクベアリング１ａのうちのそれぞれ１つが設けられており、それが同様に、それぞれ対応づけられた接続ロッドのための摺動面１としての、略円筒状のベアリング面を有しており、かつ側面５を介してセンターベアリング１ｂと結合されている。
【００４３】
すでに上記説明から明らかなように、この種のクランク軸２は、それがたとえば旋盤内で加工される間その軸方向の端部のみを保持されるものであり、その構造とその中央領域内でやや撓みやすいことによって、特に数μｍ規模の加工精度と工具の接近が問題である場合に、比較的不安定な加工物である。
【００４４】
トライポロジ対の２つの摺動面の間に、潤滑剤、例えばオイルが存在し、摺動面が互いに対して移動することによって当該潤滑剤が摺動面全体にわたって分布されて、軸受間隙内に滑りフィルムを形成する。その動圧プレーンベアリング内の摩擦は、図３ａの摺動面１の上面図と図４ａの断面図に示すように、摺動面１内に凹部２７が分布して形成されている場合に、減少させることができる。
【００４５】
μ領域（μ−ｒａｎｇｅ）内にあるこのような凹部２７を所定の形状、大きさ、深さおよび互いに対する間隔を有して再現可能かつ大量で経済的に形成することができるようにするために、電解加工（電気化学的研磨）（Ｅｌｅｃｔｒｏ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｍａｃｈｉｎｉｎｇ，ＥＣＭ）が使用される。
【００４６】
本発明によれば、クランク軸２のベアリング１ａ、１ｂのそれぞれ部分領域１１のみが、特に図２ａと図２ｂに示すように、ベアリングの周方向において構造化される。
【００４７】
図示される４シリンダ（図２ａ）または６シリンダ（図２ｂ）ストロークピストンエンジン用のクランク軸においては、駆動中にクランクピン１ａにかかる最大の負荷は、ガス混合気の点火の時点とその後の短い時間内に生じ、その短時間内にシリンダ内に爆発圧が生じ、ピストンを下方へ加速する。その後、図示されない接続ロッドが、そのとき上にあるクランクベアリング１ａの周方向領域１１ａ１を押圧し、そのクランクベアリングの中心は、クランク軸２の回転方向２８において、このクランクピン１ａの、クランク軸の回転軸１０から径方向に最も遠いポイント１３の後方に位置する。
【００４８】
接続ロッドのベアリングシェルは、クランクピン上に点状にではなく、所定の周方向領域にわたって支持されるので、最も強く負荷を受ける周方向領域１１ａ１は、それがどのような規模で設計されるかに従って、場合によっては径方向の最も外側のポイント１３の直前から始まって、回転方向２８とは逆方向に例えば約６０°の角セグメントにわたって延びる領域である。
【００４９】
他のクランクピン１ａにおいて、これは、クランクピンが最も高い位置にある場合に、類似の領域となる。
【００５０】
接続ロッドによって加えられる圧力は、主に、対応するクランクピンに伝達されるが、そこからは側面５を介して少なくとも軸方向に隣接する２つのセンターベアリングピン１ｂに、そして強さを減じて軸方向にさらに離れたセンターベアリングピン１ｂにも伝達され、そのセンターベアリングピン１ｂは、接続ロッドの圧力によって、周方向領域１１ａ１とは逆の側において周方向領域１１ａ１’を備えてそのベアリングシェル内へ圧入される。
【００５１】
したがって、センターベアリングピン１ｂの、２つの周方向領域１１ａ１，１１ａ２にそれぞれ直径方向に対向する周方向領域１１ａ１’，１１ａ２’は、同様に著しく負荷を受ける領域である。
【００５２】
そのため、ベアリングにおいて著しく負荷を受ける周方向領域１１ａは、その領域のみが構造化され、あるいはベアリングの残りの領域よりも強く構造化されるが、好ましくは残りの領域の加工を省くことができるようにするために、この領域のみが構造化される。
【００５３】
図２ｂに示す６シリンダクランク軸の例においては、２つの軸方向に隣接するクランクピンに対向する周方向領域のみを構造化することもできるが、すべてのセンターベアリングピン１ｂにおいて、すべてのクランクピンの著しく負荷を受けるすべての領域１１ａ１、１１ａ２、１１ａ３に対向する周方向領域１１ａ１’、１１ａ２’、１１ａ３’がそれぞれ構造化されていることが図示されている。
【００５４】
これは、さらに離れたクランクピンにかかる負荷もまた、対応する周方向領域におけるそれぞれのセンターベアリングピンにより強い負荷をかけ得るという考えに基づくものである。
【００５５】
図３ｂは、さらに、移動方向２８である周方向に対して横断方向に、すなわち軸方向１０において、ベアリング１の中央幅領域１１ｂのみが構造化されることを示している。
【００５６】
これは、多くの場合において、特にベアリング面１が円筒状ではなく、やや球状に成形されている場合に充分である。すなわち、円筒状のベアリングシェルを有するトライポロジ対において、駆動中に軸方向に拡がった領域の中央部内にもっとも小さい軸受間隙が生じ、それに伴ってベアリングが食い込む最大の危険性が生じるからである。
【００５７】
図３ｂに示すように、周方向において場合によっては領域内のみが構造化されることに加えて、軸方向においてベアリング１の幅全体が、あるいはベアリング１の軸方向中央の領域のみが、本発明に従って構造化される。
【００５８】
その場合に、領域的な構造化が摩擦を著しく低下させることが明らかにされていることから、図３ａの拡大した上面図に示されるように、摺動面の構造化された領域内に、多数の極めて小さい凹部２７が設けられる。
【００５９】
これらの凹部２７は、図３ａに示すように、上面視において、たとえば丸く、あるいは細長く、たとえば最小伸展部ｅと最大伸展部Ｅおよび相互の最小間隔２１を有する半円形の端部を備えた短い溝の形式で形成されている。
【００６０】
このとき、構造化された領域１１内の凹部２７の面積割合は、構造化された領域１１の面積全体の１５％〜４０％の領域内とされる。
【００６１】
２つの隣接する凹部２７の間の中心から中心までの間隔２１は、上面視において、凹部の最大伸展部Ｅの少なくとも３倍、さらに好ましくは少なくとも５倍、さらに好ましくは少なくとも７倍とされる。
【００６２】
好ましくは、凹部２７は、均一パターン、たとえば菱形（ダイヤモンド形）のパターンで配列されており、その一方の対角線は周方向２８に配置されている。
【００６３】
凹部２７が細長い場合には、その主な延伸方向２０は、主に、ベアリング１の周方向２８、従ってそれに続く回転方向にあって、かつそれに対して最大３０°の角度をとる。凹部２７は、長く延び過ぎることはなく、すなわち最大伸展部Ｅは、同様に図３ａに示すように、最小伸展部ｅの最大で１０倍、さらに好ましくは最大で３倍だけの大きさである。
【００６４】
図３ｃに示されるように、構造化された領域内の費用に対する利益の最適な比率は、構造化された領域の内部で凹部２７の間隔の大きさを変化させることによって達成することができる。
【００６５】
この図において、最も強く負荷を受ける領域内、すなわち図示された対称線を中心とする周方向において、凹部２７は最も小さく、かつ互いに対して最小の間隔２１を有している。
【００６６】
周方向に連続する第２の、そして少ない負荷を受ける領域内では、凹部２７は上面視においてはるかに大きいが、その間隔も同様に大きいので、選択的に間隔を適切に定めることによって、構造化された面の同じ面積割合、あるいは少し小さい面積割合に、凹部２７が設けられている。同様に、対称線からさらに離れた第３の、さらに少ない負荷を受ける領域に、さらに大きい凹部２７が設けられている。第３の領域内の凹部は、第１の領域に比較して例えば３倍の直径を有しており、第２の領域内の凹部の直径は、（第１の領域の凹部の）２倍の直径である。この第３の領域内でも、構造化された面に凹部２７が設けられる面積割合は、同じか、あるいは第１と第２の領域内よりもさらに小さくすることができる。
【００６７】
さらに、目標を達成するためには、図４ａおよび図４ｂの断面図に示されるように、凹部２７の形状と大きさも極めて重要であることが明らかにされている。
【００６８】
すなわち、凹部はベアリングの負荷能力（支持能力）を減らすことが最も少ないが、充分な貯蔵効果とそれに伴って摩擦の減少をもたらすため、凹部はμｍ領域内の深さｔを有する必要がある。
【００６９】
凹部２７の深さｔに比較して、凹部２７は最小伸展部ｅ、たとえば凹部２７が円い場合には最大で１５０μｍあるいは５０μｍ程度の直径ｄを有することができる。
【００７０】
図４ａおよび図４ｂにおいて、凹部２７の側面１８の形状が示されている。
【００７１】
図４ａに示される垂直断面において、凹部は、対称、特に回転対称に形成することができ、したがって側面１８は、ベアリング１の表面に対して同一の斜め角度９を有することができる。
【００７２】
付加的に、および／またはその代わりに、図４ａに左側面図として示されるように、側面１８はベアリング１の表面へ、少なくとも２μｍのアール（曲面）８をもって移行し得る。両手段に支援されて、クランク軸の駆動中に凹部２７内に収容された潤滑剤は、ベアリングブロックの接触面に、すなわち摺動面１に対する相手面２０に付着することによって、周方向２８に良好に運ばれることができ、したがって凹部２７から離隔した軸受間隙３内へ移送され得る。
【００７３】
そのため、軸受間隙３は、凹部２７の深さｔよりも小さくなければならず、好ましくは凹部の深さの０．５倍よりも小さい。
【００７４】
図４ｂに示すように、潤滑剤は、クランク軸２の回転方向２８とは逆方向のみに移送されため、クランク軸２の回転方向２８に位置する側面１８を、より急峻に形成しても問題ない。それによって、悪影響を受けることなく、個々の凹部２７の容積が増大され、それに伴って（潤滑剤の）貯蔵効果が改善される。
【００７５】
その他、凹部間の結合が所望のようにもたらされなくてもその完全な効果を発揮する凹部２７の上述したわずかな深さｔによれば、凹部２７の間の面部分においては、ベアリング１の表面の粗さが、凹部２７の深さｔよりも小さい範囲内になければならないことが明らかにされている。
【００７６】
凹部の間のこれらの面部分は、たとえば６０％〜７０％の充分な接触割合を有する必要がある。
【符号の説明】
【００７７】
１  ベアリング、摺動面
１ａ  クランクベアリング面、クランクベアリング
１ｂ  センターベアリング面、センターベアリング
２  クランク軸、加工物
３  軸受間隙
４  流体、電解質
５  側面
８  アール
９  角度
１０  軸方向、回転軸
１１  構造化された領域、部分領域
１１ａ  周方向領域
１１ｂ  幅領域
１２  全体幅
１３  径方向最も外側のポイント
１８  側面
２０  相手面
２１  間隔
２７  凹部
２８  移動方向、回転方向
ｄ  直径
ｅ  最小伸展部
Ｅ  最大伸展部
ｔ  深さ
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【国際調査報告】
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