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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Technisches Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Hauptlager, und insbesondere auf ein Hauptlager für eine Kurbelwelle eines inneren Verbrennungsmotors, das einen Achsschenkelabschnitt der Kurbelwelle trägt, und so aufgebaut ist, dass Schmieröl, das der inneren Umfangsfläche des Hauptlagers bereitgestellt wird, durch einen inneren Schmierölpfad in der Kurbelwelle zu einer inneren Umfangsfläche eines verbindenden Pleuellager, das einen Kurbelzapfen trägt, bereitgestellt wird.
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Beschreibung des technischen Gebietes
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Eine Kurbelwelle eines inneren Verbrennungsmotors wird, an einem Achsschenkelabschnitt davon, von einem Bodenabschnitt eines Zylinderblocks von einem inneren Verbrennungsmotor über ein Hauptlager getragen, das aus einem Paar von Halblagern besteht. Für das Hauptlager wird das von einer Ölpumpe abgeführte Schmieröl in eine Schmierölrinne eingeleitet, die entlang einer inneren Umfangsfläche des Hauptlagers gebildet ist, von einem Ölkanal, der in einer Zylinderblockwand gebildet ist, durch eine Durchgangsbohrung (Ölloch), die in einer Wand des Hauptlagers gebildet ist. Darüber hinaus gibt es einen ersten Schmierölpfad, um den Achsschenkelabschnitt in radialer Richtung zu durchstoßen, und Öffnungen an beiden Enden des ersten Schmierölpfads verbinden die Schmierölrinne des Hauptlagers. Des Weiteren ist ein zweiter Schmierölpfad, der durch einen Kurbelarmabschnitt führt, so ausgebildet, dass er vom ersten Schmierölpfad des Achsschenkelabschnitts abzweigt, und der zweite Schmierölpfad mit einem dritten Schmierölpfad in Verbindung steht, dass er durch den Kurbelzapfen in radialer Richtung durchstoßen wird. Auf diese Weise wird das in die Schmierölrinne zugeführte Schmieröl, die an der inneren Umfangsfläche des Hauptlagers aus dem Ölkanal in der Zylinderblockwand durch die Durchgangsbohrung gebildet ist, zwischen dem Kurbelzapfen und einer Gleitfläche eines verbindenden Pleuellagers zugeführt, das aus einem Paar Halblagern besteht, aus einer am Ende des dritten Schmierölpfades offenen Austrittsöffnung, durch den ersten Schmierölpfad, den zweiten Schmierölpfad und den dritten Schmierölpfad (siehe zum Beispiel
JP-A-H8-277831 ). Das Schmieröl wird so zwischen der Kugelwelle, dem Hauptlager und des verbindenden Pleuellagers bereitgestellt. Um einen Reibungsverlust zwischen einem Halblager und einer Kurbelwelle während des Gleitens zu verringern, wird vorgeschlagen eine Mehrzahl von kleinen Einschnitten und Rinnen auf einer Gleitfläche des halben Lagers zu bilden (siehe z.B.
JP-A-2000-504089 und
JP-A-2002-155946 ).
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KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Fremdstoffe, die in einem Schmierölpfad zurückbleiben, neigen dazu sich mit dem Schmieröl zu verbinden, das in eine Schmierölrinne eingespeist wird, die entlang einer inneren Umfangsfläche eines Hauptlagers gebildet ist, das einen Achsschenkelabschnitt einer Kurbelwelle trägt. Die Fremdstoffe sind hier Metallabfälle aufgrund des Schneidens eines Ölpfads, Gusssand aufgrund des Gießens und dergleichen, und diese Fremdstoffe folgen dem Fluss des Schmieröls durch die Drehung der Kurbelwelle. In den letzten Jahren erfordern innere Verbrennungsmotoren eine höhere Drehzahl einer Kurbelwelle, um die Leistung zu erhöhen. Daher bewegen sich diese Fremdstoffe, die in spezifischer Schwerkraft schwerer sind als das Schmieröl, entlang eines Rinnenbodens unter einer Zentrifugalbewegung während sie sich in einer Schmierölrinne bewegen, die entlang einer inneren Umfangsfläche eines Hauptlagers gebildet ist. Das bedeutet, dass die Anzahl der Fremdstoffe im Schmieröl, die im oberen Bereich (nicht in einem unteren Bereich nahe dem Rinnenboden, sondern in einem Bereich an einer Seite nahe der Kurbelwelle) der Schmierölrinne fließt, gering ist. Andererseits ist auch eine Gewichtsabnahme der Kurbelwelle erforderlich, um die Kraftstoffeffizienz zu verbessern. Daher verformt oder biegt sich die Kurbelwelle in ihrer Mitte durch den Druck, der im Öl zwischen einer Gleitfläche eines Hauptlagers und der Fläche eines Achsschenkelabschnitts erzeugt wird. Entsprechend ist die Kurbelwelle in der Nähe eines axialen Endes des Hauptlagers mit der Gleitfläche in Kontakt, und verursacht daher leicht einen Reibungsverlust.
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Ein herkömmliches Halblager in dem eine Mehrzahl kleiner Einschnitte an einer Gleitfläche als Schmieröltaschen gebildet sind, wie beschrieben in
JP-A-2000-504089 hat das Problem, dass, da eine Schmierölrinne eines Hauptlagers nicht in Verbindung mit den kleinen Einschnitten steht, die Ölzufuhr in die Nähe eines axialen Endes der Gleitfläche nicht ausreichend ist, und die Gleitfläche in der Nähe des axialen Endes schließlich mit der Fläche einer Kurbelwelle in Kontakt ist, so dass ein Reibungsverlust groß wird.
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Des Weiteren folgt in einem herkömmlichen Hauptlager mit einer Mehrzahl schwach geneigter Rinnen, die sich in eine beliebige Richtung von beiden axialen Seiten einer Schmierölrinne ausdehnen, die entlang einer inneren Umfangsfläche in Richtung Endabschnitte verläuft, wie in
JP-A-2002-15946 beschrieben, wenn eine Kurbelwelle, die sich unter konstanter Aufnahme einer großen variablen Last dreht, von einer inneren Umfangsfläche eines oberen Halblagers getrennt ist, der Fluss des Schmieröls auch der Bewegung der Kurbelwelle, und des Weiteren bewegen sich auch die Fremdstoffe, die in einem unteren Bereich der Schmierölrinne vorhanden sind, in einen oberen Bereich der Schmierölrinne. Entsprechend gibt es das Problem, dass die in der Schmierölrinne enthaltenen Fremdstoffe zusammen mit dem Schmieröl die geneigten Rinnen erreichen, weiter einen Raum zwischen einer Gleitfläche des Hauptlagers und der Fläche der Kurbelwelle erreichen, und dann die Gleitfläche und die Fläche der Kurbelwelle erreichen, so dass ein Reibungsverlust verursacht wird.
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Daher ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Hauptlager für eine Kurbelwelle eines inneren Verbrennungsmotors bereitzustellen, das die Leistung der Schmierölversorgung für eine Gleitfläche während des Betriebs eines inneren Verbrennungsmotors erhöht, und verhindert, dass die oben beschriebenen Fremdstoffe, die im Schmieröl in der Schmierölrinne enthalten sind, in die Gleitfläche gelangen.
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Entsprechend der vorliegenden Erfindung gibt es ein Hauptlager für eine drehbare Unterstützung von einem Achsschenkelabschnitt einer Kurbelwelle eines inneren Verbrennungsmotors, wobei das Achsschenkelabschnitt einen zylindrischen Körperabschnitt, einen Schmierölpfad, der durch den zylindrischen Körperabschnitt verläuft, und mindestens eine Eintrittsöffnung des Schmierölpfads an einer äußeren Umfangsfläche des zylindrischen Körperabschnitts beinhaltet, und wobei das Hauptlager ein Paar eines oberen Halblagers und eines unteren Hauptlagers umfasst, die miteinander kombiniert eine zylindrische Form bilden, wobei nur das obere Halblager von dem Paar der Halblager eine Ölrinne an seiner inneren Umfangsfläche aufweist und sich in eine Umfangsrichtung erstreckt, und mindestens ein Ölloch, das sich durch das obere Halblager von der Ölrinne bis zu einer äußeren Umfangsfläche des oberen Halblagers erstreckt, und wobei ferner das obere Halblager eine Mehrzahl an axialen Rinnen an seiner inneren Umfangsfläche aufweist, welche sich in einer axialen Richtung erstreckt, um die Ölrinne zu schneiden, und wobei eine Rinnentiefe D2 der axialen Rinne nicht mehr als 10% einer Rinnentiefe D1 der Ölrinne beträgt, und eine axiale Länge der axialen Rinne nicht kürzer als 70% einer axialen Länge L1 des oberen Halblagers ist. Entsprechend der vorliegenden Erfindung könnte die Rinnentiefe D2 der axialen Rinne gemessen von der inneren Umfangsfläche (oder einer Gleitfläche) des oberen Halblagers in radialer Richtung 0.5 bis 30µm sein.
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Ferner könnte die Rinnenweite W der axialen Rinne einem Umfang von 0.1 bis 20mm entsprechen.
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Des Weiteren könnte eine Gruppe von Rinnen bestehend aus mindestens drei der axialen Rinnen gebildet werden innerhalb einer vorbestimmten Umfangsfläche (ein Umfangswinkel θ1) an der inneren Umfangsfläche des oberen Halblagers.
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Alternativ könnte die Mehrheit der axialen Rinnen in gleichmäßigen Intervallen über den gesamten Umfang der inneren Umfangsfläche des oberen Halblagers gebildet sind.
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Die Mehrheit der axialen Rinnen könnte sich an beiden axialen Enden des oberen Halblagers öffnen.
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Alternativ könnte sich die Mehrheit der axialen Rinnen an einem der axialen Enden des oberen Halblagers nicht öffnen.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Schnittansicht, in der eine Kurbelwelle eines inneren Verbrennungsmotors an einem Achsschenkelabschnitt und einem Kurbelzapfenabschnitt aufgeschnitten ist;
- 2 ist eine Ansicht, in der ein Hauptlager und der Achsschenkelabschnitt entsprechend einer ersten Darstellung der vorliegenden Erfindung aus einer axialen Richtung zu sehen sind;
- 3 ist eine Ansicht, in der ein oberes Halblager des Hauptlagers entsprechend der ersten Darstellung der vorliegenden Erfindung aus einer axialen Richtung zu sehen ist;
- 4 ist eine Draufsicht, in der das in 3 gezeigte Halblager von einer Gleitflächenseite aus zu sehen ist;
- 5 ist eine Schnittansicht des in 3 gezeigten Halblagers entlang der Linie A-A;
- 6 ist eine teilweise vergrößerte Schnittansicht zur Veranschaulichung einer Wirkung des Hauptlagers entsprechend der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 7 ist eine teilweise vergrößerte Schnittansicht zur Veranschaulichung der Wirkung des Hauptlagers entsprechend der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 8 ist eine Ansicht, in der ein oberes Halblager eines Hauptlagers entsprechend einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aus einer axialen Richtung zu sehen ist;
- 9 ist eine Draufsicht, in der ein in 8 gezeigtes Halblager von einer Gleitflächenseite aus zu sehen ist;
- 10 ist eine Ansicht, in der ein oberes Halblager des Hauptlagers entsprechend einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aus einer axialen Richtung zu sehen ist;
- 11 ist eine Draufsicht, in der ein in 10 gezeigtes Halblager von einer Gleitflächenseite aus zu sehen ist;
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Es sei darauf hingewiesen, dass eine axiale Rinne in den Zeichnungen für das bessere Verständnis übertrieben gezeichnet ist.
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[Darstellung 1]
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(Allgemeiner Aufbau der Lagervorrichtung)
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Wie in 1 dargestellt, beinhaltet eine Lagervorrichtung 1 entsprechend der vorliegenden Ausführungsform einen Achsschenkelabschnitt 6, der von einem Bodenabschnitt eines Zylinderblocks 8 unterstützt wird, einen Kurbelzapfen 5, der einstückig mit dem Achsschenkelabschnitt 6 ausbildet ist, um sich um das Achsschenkelabschnitt 6 zu drehen, und eine verbindende Pleuel 2, die die Pendelbewegung auf den Kurbelzapfen von einem inneren Verbrennungsmotor überträgt. Die Lagervorrichtung 1 beinhaltet ferner ein Hauptlager 4, das den Achsschenkelabschnitt 6 drehbar trägt, und ein verbindendes Pleuellager 3, das den Kurbelzapfen 5 drehbar trägt, als Gleitlager zur Lagerung einer Kurbelwelle.
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Es soll beachtet werden, dass die Kurbelwelle eine Mehrzahl von Achsschenkelabschnitten 6 und eine Mehrzahl von Kurbelzapfen 5 beinhaltet, jedoch sind ein Achsschenkelabschnitt 6 und ein Kurbelzapfen 5 in den Zeichnungen einfachheitshalber gezeigt, und entsprechend beschrieben. In Bezug auf eine Positionsbeziehung in Tiefenrichtung des Zeichenblatts, liegt der Achsschenkelabschnitt 6 in 1 auf einer Rückseite des Zeichenblatts, und der Kurbelzapfen 5 auf einer Vorderseite.
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Der Achsschenkelabschnitt 6 wird von einem Bodenabschnitt eines Zylinderblocks 81 eines inneren Verbrennungsmotors durch das Hauptlager 4 unterstützt, das aus einem Paar der Halblager 41 und 42 besteht. Ein Ölloch 41b, das durch eine Wand zwischen einer äußeren Umfangsfläche und einer inneren Umfangsfläche stößt, und eine Schmierölrinne 41, die sich über die volle Länge der inneren Umfangsfläche erstreckt, sind in dem Halblager 41 ausbildet, das sich an einer Oberseite in 1 befindet. Ferner hat der Achsschenkelabschnitt 6 einen Schmierölpfad 6a, der in radialer Richtung durchstößt. Wenn sich der Achsschenkelabschnitt 6 in Pfeilrichtung X dreht, verbinden sich beide Endöffnungen (Eintrittsöffnungen) 6c des Schmierölpfads 6a abwechselnd mit der Schmierölrinne 41a des Hauptlagers 4.
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Der Kurbelzapfen 5 wird von einem großen Endgehäuse 21 (ein großes Endgehäuse an der Seite der Stange 22 und ein großes Endgehäuse an der Seite der Kappe 23) der verbindenden Pleuel 2 durch das verbindende Pleuellager 3, bestehend aus einem Paar von Halblagern 31 und 32, unterstützt.
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Wie vorstehend beschrieben, wird Schmieröl, das von einer Ölpumpe in das Hauptlager 4 eingeleitet wird, aus einem in einer Zylinderblockwand gebildeten Ölkanal in die entlang der inneren Umfangsfläche des oberen Halblagers 41 gebildete Schmierölrinne 41a durch das in der Wand der oberen Halblagers 41 des Hauptlagers 4 gebildete Ölloch 41b zugeführt.
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Darüber hinaus ist der erste Schmierölpfad 6a gebildet, um in radialer Richtung des Achsschenkelabschnitts 6 zu durchbohren, und die Eintrittsöffnungen 6c des ersten Schmierölpfads 6a verbinden sich mit der Schmierölrinne 41a. Weiterhin ist ein zweiter Schmierölpfad 5a gebildet, der durch einen Kurbelarmabschnitt verläuft (nicht dargestellt), um vom ersten Schmierölpfad 6a des Achsschenkelabschnitts 6 abzweigen, und der zweite Schmierölpfad 5a verbindet sich mit einem dritten Schmierölpfad 5b, der zum Durchstechen in eine radiale Richtung des Kurbelzapfens 5 ausgebildet ist.
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Auf diese Weise wird das Schmieröl in ein Spiel zwischen dem Kurbelzapfen 5 und dem Pleuellager 3 von der Austrittsöffnung 5c am Ende des dritten Schmierölpfads 5b über den ersten Schmierölpfad 6a, den zweiten Schmierölpfad 5a und den dritten Schmierölpfad 5b zugeführt.
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(Konfiguration des Hauptlagers)
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Das Hauptlager 4 wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform gebildet, indem die Umfangsendflächen 76 des Paares der Halblager 41 und 42 aneinanderstoßen, so dass das Paar der Halblager 41 und 42 zu einer zylindrischen Gesamtform kombiniert wird (siehe 2). Das Halblager 41 oder 42 hat eine Gleitschicht aus einer Cu-Lagerlegierung oder einer Al-Lagerlegierung oder hat eine rückseitige Metallschicht aus einer Fe-Legierung und eine Gleitschicht aus einer Cu-Lagerlegierung oder einer Al-Lagerlegierung. Darüber hinaus kann die Gleitschicht auf einer Gleitfläche 7 (und auch auf einer Innenfläche einer nachstehend beschriebenen axialen Rinne 71) einen Flächenabschnitt haben, der aus einem aus der Gruppe bestehend aus Bi, Sn und Pb weicher als die Lagerlegierung ausgewählt ist, einen Flächenabschnitt aus einer Legierung, die hauptsächlich die obigen Metalle enthält, oder einen Flächenabschnitt aus einer Harzzusammensetzung, die hauptsächlich Kunstharz enthält. Es ist jedoch vorzuziehen, dass die Innenfläche der axialen Rinne 71 diese Flächenabschnitte nicht aufweist. Denn wenn das Öl eine große Menge an Fremdstoffen enthält, neigen die Fremdstoffe dazu, in den weichen Flächenabschnitt eingebettet oder angesammelt zu werden, der als Innenfläche der axialen Rinne 71 dient. Wenn die Fremdstoffe in die Innenfläche der axialen Rinne 71 eingebettet oder angesammelt werden, neigt die turbulente Strömung dazu, im in der axialen Rinne 71 strömenden Öl zu entstehen.
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2 zeigt eine Ansicht, in der das obere Halblager 41, das den in 1 dargestellten Achsschenkelabschnitt 6 trägt, aus axialer Richtung betrachtet wird.
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Wie in 3 und 4 dargestellt, ist die Ölrinne 41a in der axialen Mitte der inneren Umfangsfläche des oberen Halblagers 41 ausgebildet, um sich in Umfangsrichtung zu erstrecken. In Ausführungsform 1 sind eine Rinnentiefe der Ölrinne 41a und eine axiale Länge der Ölrinne 41a (die Breite der Ölrinne 41a) im Wesentlichen konstant (oder von gleichen Abmessungen) über die Umfangsrichtung des oberen Halblagers 41. Wenn der Durchmesser des Achsschenkelabschnitts 6 der Kurbelwelle des kleinen inneren Verbrennungsmotors 40 bis 100 mm beträgt, beträgt die Rinnentiefe der Ölrinne 41a etwa 0.7 mm bis 2.5 mm. Je größer der Durchmesser des Achsschenkelabschnitts 6 ist, desto größer ist die Rinnentiefe der Ölrinne 41a.
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Es ist zu beachten, dass die axiale Länge (Breite) der Ölrinne 41a in der Nähe des mittleren Umfangsbereichs der Ölrinne 41a maximiert werden kann und zu beiden Umfangsendflächen der Ölrinne 41a hin abnimmt. Weiterhin kann die Rinnentiefe der Ölrinne 41a in der Nähe des mittleren Umfangsbereichs der Ölrinne 41a maximiert werden und zu beiden Umfangsendflächen der Ölrinne 41a hin abnehmen.
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Weiterhin ist das Ölloch 41b in der Ölrinne 41a ausgebildet, um durch die Wand des oberen Halblagers 41 in radialer Richtung durchzustoßen. In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Ölloch 41b in der axialen Mitte eines mittleren Umfangsbereichs C des oberen Halblagers 41 ausgebildet. Der Durchmesser der Eintrittsöffnung 6c des Schmierölpfads 6a auf der Fläche des Achsschenkelabschnitts 6 beträgt im Allgemeinen ca. 3 bis 8 mm, und die axiale Länge der Ölrinne 41a ist auf ein Maß eingestellt, das etwas größer ist als der Durchmesser der Eintrittsöffnung 6c des Schmierölpfads 6a. In Ausführungsform 1 ist eine Öffnung des Öllochs 41b kreisförmig, und der Durchmesser der Öffnung hat die gleiche Abmessung wie die axiale Länge der Ölrinne 41a. Es ist zu beachten, dass die Dimension der Öffnung des Öllochs 41b, die Form der Öffnung, die Formungsposition des Öllochs 41b und die Anzahl der gebildeten Öllöcher 41b nicht auf die vorliegende Ausführungsform beschränkt sind.
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Auf der inneren Umfangsfläche des oberen Halblagers 41 sind auf der Gleitfläche 7 sechs sich erstreckende axiale Rinnen 71, weiter ausgebildet, so dass sie sich mit der Ölrinne 41a schneiden. In der vorliegenden Ausführungsform sind zwei Rinnengruppen 711, die jeweils aus drei axialen Rinnen 71 bestehen, symmetrisch zum mittleren Umfangsbereichs C des oberen Halblagers 41 ausgebildet, und jede der Rinnengruppen 711 ist innerhalb eines vorbestimmten Umfangswinkelbereichs θ1 ausgebildet. Der Abschnitt jeder der axialen Rinnen 71 senkrecht zur axialen Richtung weist eine Bogenform auf, wie in 3 dargestellt, kann aber eine rechteckige Form, eine umgekehrte trapezförmige Form oder dergleichen aufweisen.
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5 zeigt einen axialen Abschnitt (einen Abschnitt in einer Ebene mit einer Mittelachse) (einen Abschnitt entlang der Linie A-A in 3) des oberen Halblagers 41 an der Stelle, an der die axiale Rinne 71 ausgebildet ist. Darüber hinaus ist die Form der Ölrinne 41a im axialen Schnitt rechteckig, kann aber auch eine Querschnittsform wie ein Bogen oder eine umgekehrte Trapezform haben. Es ist zu beachten, dass die Rinnentiefe der Ölrinne 41a innerhalb des axialen Abschnitts in der vorliegenden Ausführungsform konstant (D1) ist. Es versteht sich jedoch, dass, wenn die Querschnittsform eine Bogenform, eine umgekehrte Trapezform oder dergleichen ist, die Rinnentiefe D1 der Ölrinne 41a einer maximalen Tiefe im axialen Schnitt entspricht.
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Die axiale Rinne 71 weist eine Rinnentiefe D2 von der Gleitfläche 7 in radialer Richtung an der Stelle (d.h. einem Verbindungsabschnitt) einer Längskante 41a' der Ölrinne 41a auf, und diese Rinnentiefe D2 ist kleiner oder gleich 10% der Rinnentiefe D1 der Ölrinne 41a. Darüber hinaus ist in der vorliegenden Ausführungsform eine axiale Länge L2 der axialen Rinne 71 gleich der axialen Länge L1 des oberen Halblagers 41 und vorzugsweise gleich oder mehr als 70% der axialen Länge L1. Weiterhin kann die Rinnentiefe D2 der axialen Rinne 71 0.5 bis 30 µm betragen, vorzugsweise 20 µm oder weniger. Noch weiter ist eine Rinnenbreite W, die eine Umfangslänge der axialen Rinne 71 ist, vorzugsweise 0.1 bis 20 mm und noch vorzugsweise 10 mm oder weniger.
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Die Rinnentiefe D2 und die Rinnenbreite W der axialen Rinne 71 sind in der vorliegenden Ausführungsform über die axiale Richtung des oberen Halblagers 41 konstant, können aber entlang der axialen Richtung variieren.
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Es ist zu beachten, dass die untere Hälfte des Lagers 42 die gleiche Konfiguration wie die obere Hälfte des Lagers 41 aufweist, mit der Ausnahme, dass die untere Hälfte des Lagers 42 nicht die Ölrinne 41a, das Ölloch 41b und die Vielzahl der axialen Rinnen 71 beinhaltet.
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(Maßnahmen und Auswirkungen)
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6 zeigt einen Zustand, in dem sich die Kurbelwelle 6 während der Hochgeschwindigkeitsdrehung eines inneren Viertakt-Verbrennungsmotors in Richtung der oberen Lagerhälfte 41 bewegt hat. Wie vorstehend beschrieben, wird das in der Ölrinne 41a strömende Schmieröl von Fremdstoffen M begleitet, und die Fremdstoffe, die in ihrer spezifischen Dichte größer sind als das Schmieröl, bewegen sich unter der Wirkung einer Zentrifugalkraft entlang eines Rinnenbodens, während sie sich in der Schmierölrinne 41a bewegen, die entlang der inneren Umfangsfläche des Hauptlagers 4 gebildet wird, aufgrund der Drehung der Kurbelwelle 6 gegenüber dem Hauptlager 4. Somit ist die Anzahl der Fremdstoffe im Schmieröl, die in einem oberen Bereich der Schmierölrinne 41a fließen, gering. Das Schmieröl mit einigen wenigen Fremdstoffen, die im oberen Bereich der Schmierölrinne 41a strömen, fließt fließend in die axiale Rinne 71, die in fließender Verbindung mit der Schmierölrinne 41a steht, sich über die innere Umfangsfläche des oberen Halblagers 41 ausbreitet und somit eine ausreichende Schmierung bewirkt.
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Wie in 7 gezeigt, wenn sich die Kurbelwelle 6 von der Gleitfläche 7 des oberen Halblagers 41 wegbewegt und ein Spiel zwischen der Fläche der Kurbelwelle 6 und der Gleitfläche 7 des Hauptlagers 4 zunimmt, fließt das im oberen Bereich der Schmierölrinne 41a fließende Schmieröl in das Spiel zwischen der Kurbelwelle 6 und der Gleitfläche 7 des oberen Halblagers 41 zusammen mit der Bewegung der Kurbelwelle 6 und, aufgrund dieses Schmierölflusses bewegt sich das Schmieröl mit den Fremdstoffen M, die in einem unteren Bereich der Schmierölrinne 41a fließen, in den oberen Bereich der Schmierölrinne 41a. Da die Rinnentiefe D2 der axialen Rinne 71 kleiner oder gleich 10% der Rinnentiefe D1 der Ölrinne 41a ist, gelangen nach der vorliegenden Ausführungsform die in den oberen Bereich der Ölrinne 41a bewegten Fremdstoffe M nur schwer in die axiale Rinne 71. Beträgt die Rinnentiefe D2 der axialen Rinne 71 jedoch mehr als 10% der Rinnentiefe D1 der Ölrinne 41a, gelangen die entlang der Rinnenunterseite der Ölrinne 41a bewegten Fremdstoffe M in die axiale Rinne 71 und werden leicht zur inneren Umfangsfläche des oberen Halblagers 41 geleitet. Selbst wenn die Rinnentiefe D2 der axialen Rinne 71 kleiner oder gleich 10% der Rinnentiefe D1 der Ölrinne 41a ist, gelangen die Fremdkörper, die die Öffnung der axialen Rinne 71 in der Ölrinne 41a erreicht haben, leicht in die axiale Rinne 71 und werden daher leicht auf die Gleitfläche 7 des oberen Halblagers 41 geleitet, wenn sich eine Vielzahl von axialen Rinnen 71, die in fließender Verbindung mit der Schmierölrinne 41a stehen, nicht bei 90° erstrecken, sondern sich beim Kippen in die gleiche Richtung zur Drehrichtung der Kurbelwelle 6 im Gegensatz zum Gleitlager nach der vorliegenden Erfindung erstrecken.
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[Ausführungsform 2]
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Wie in 8 und 9 dargestellt, ist im Gegensatz zum oberen Halblager 41 gemäß Ausführungsform 1 eine axiale Rinne 71a gemäß Ausführungsform 2 so ausgebildet, dass sie sich am axialen Ende des oberen Halblagers 41 nicht öffnet. Das heißt, die axiale Länge L2 der axialen Rinne 71a ist kleiner als die axiale Länge L1 des oberen Halblagers 41. Die obere Hälfte des Lagers 41 gemäß Ausführungsform 2 hat die gleiche Konfiguration wie die gemäß Ausführungsform 1 in anderer Hinsicht.
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(Maßnahmen und Auswirkungen)
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Die vorliegende Ausführungsform hat vorteilhafte Auswirkungen, ähnlich denen in Ausführungsform 1. Da die axiale Rinne 71a nicht an beiden axialen Enden des oberen Halblagers 41 offen ist, fließt das Öl in der axialen Rinne 71a weniger leicht aus dem Lager als in Ausführungsform 1.
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[Ausführungsform 3]
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Wie in 10 und 11 dargestellt, weist das obere Halblager 41 nach Ausführungsform 3 im Gegensatz zum oberen Halblager nach Ausführungsform 1 über die gesamte Innenumfangsfläche des oberen Halblagers 41 in gleichmäßigen Abständen in Umfangsrichtung axiale Rinnen 71a auf. Die axiale Länge L2 der axialen Rinne 71a ist kleiner als die axiale Länge L1 des oberen Halblagers 41 wie in Ausführungsform 2, und daher ist die axiale Rinne 71a so konfiguriert, dass sie sich nicht an beiden axialen Enden des oberen Halblagers 41 öffnet. Die obere Hälfte des Lagers 41 gemäß Ausführungsform 3 hat die gleiche Konfiguration wie die gemäß Ausführungsform 1 in anderer Hinsicht.
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Wenn die vorliegende Erfindung auf ein Hauptlager für eine Kurbelwelle eines inneren Verbrennungsmotors eines allgemeinen Personenkraftwagens angewendet wird, d.h. ein Hauptlager für eine Kurbelwelle, bei dem der Durchmesser eines Achsschenkelabschnitts 6 etwa 40 mm bis 100 mm beträgt, weist die Vielzahl der in gleichmäßigen Abständen vorgesehenen axialen Rinne 71a vorzugsweise die gleiche Rinnentiefe D2, die gleiche axiale Länge L2 und die gleiche Rinnenbreite W auf.
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(Maßnahmen und Auswirkungen)
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Die vorliegende Ausführungsform hat vorteilhafte Effekte ähnlich denen in Ausführungsform 1, und da die Gleitfläche 7 zwischen der Vielzahl von axialen Rinnen 71a vorgesehen ist, wird die Leistung der Lagerung des Achsschenkelabschnitts 6 durch die Gleitfläche 7 höher im Vergleich zu dem Fall, in dem die axialen Rinnen 71a auf der gesamten inneren Umfangsfläche ausgebildet sind. Darüber hinaus werden im Gegensatz zu den Ausführungsformen 1 und 2 die axialen Rinnen 71a in Umfangsrichtung über den gesamten Umfang in gleichmäßigen Abständen gebildet, das Öl wird leichter zur Gleitfläche 7 gefördert als bei den Ausführungsformen 1 und 2 und das Öl wird der gesamten inneren Umfangsfläche zugeführt. Es ist zu beachten, dass in den Ausführungsformen 1 bis 3 neben der Gleitfläche 7 in jedem der Umfangsendbereiche des oberen Halblagers 41 und des unteren Halblagers 42 eine Knitterentlastung 70 vorgesehen werden kann. In diesem Fall kann die Vielzahl der axialen Rinnen 71a nur auf der Gleitfläche 7 gebildet werden.
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Die Quetschunterstützung 70 entspricht einer Fläche, die durch Reduzieren der Wanddicke des Halblagers von der ursprünglichen Gleitfläche 7 in radialer Richtung in jedem der Umfangsendbereiche des oberen Halblagers 41 und des unteren Halblagers 42 gebildet wird. Diese Fläche wird gebildet, um beispielsweise die Verschiebung und Verformung der Umfangsendfläche 76 des Halblagers aufzunehmen, die dadurch verursacht werden, dass das Paar der Halblager 41 und 42 in einer Lagerhaltebohrung im unteren Abschnitt des Zylinderblocks 8 montiert ist. Daher unterscheidet sich die Position eines Krümmungsmittelpunktes der Fläche der Quetschunterstützung 70 von der Position eines Krümmungsmittelpunktes eines anderen Bereichs (der Gleitfläche 7) (siehe SAE J506 (Pos. 3.26 und Pos. 6.4), DIN1497, Abschnitt 3.2 und JIS D3102). Im Allgemeinen beträgt bei einem Lager für einen klein dimensionierten inneren Verbrennungsmotor für ein Personenkraftwagen die Tiefe der Quetschunterstützung 70 in der Umfangsendfläche 76 des Halblagers (ein Abstand von der ursprünglichen Gleitfläche 7 zur Quetschunterstützung 70 in der Umfangendfläche 76) etwa 0.01 bis 0.05 mm.
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Es ist zu beachten, dass die Lagerwanddicke (Lagerwanddicke außer dem Bereich, in dem die Quetschreduktion 70 ausgebildet ist, d.h. die Wanddicke in dem Bereich, in dem die Gleitfläche 7 ausgebildet ist) des oberen Halblagers 41 und des unteren Halblagers 42 in Umfangsrichtung konstant ist. Die Lagerwanddicke des Halblagers 41 oder 42 ist jedoch nicht darauf beschränkt und kann im mittleren Umfangsbereich C maximiert werden, um sich kontinuierlich zu beiden Umfangsendflächen 76 hin zu verringern.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP H8277831 A [0002]
- JP 2000504089 A [0002, 0004]
- JP 2002155946 A [0002]
- JP 2002015946 A [0005]
