低振动型浮动衬套轴承的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及轴承的技术，具体涉及一种低振动型浮动衬套轴承(floating metalbearing)技术，通过进行内表面加工，在滑动轴承的轴承孔的表面上，从轴心等角等方位地形成多个流体润滑条件不同的区域，由此，从低转速区域至高转速区域发挥高定心效果，并能利用由此产生的振动抑制效果防止噪声产生。
【背景技术】
[0002]在现代工业中，轴承发挥的作用较大，成为决定商品的性能和精度的重要因素。其中，在高温下和高负荷状态下支持高速旋转的轴承，即使在严酷的条件下也必须维持一定的性能。轴承大体分为滑动轴承和滚动轴承，应根据使用条件和目的适当选择，但根据产品的需要，有时同一产品的同一部位上也会区分使用上述双方。
[0003]例如，汽车的内燃机使用的排气涡轮式增压器的涡轮轴的轴承，区分使用浮动衬套轴承和球轴承。尽管在摩擦等性能方面球轴承的优点更多，但是球轴承涡轮实质上需要的油量多，如果不在油路的班卓(banjo)螺栓内等设置节流孔以抑制油量，则会因油量过多产生各种问题。此外，由于涡轮的旋转速度会超过20万rpm且涡轮直接接触高温的废气(800?900°C)，所以相比于自然吸气，油容易劣化，因此相比于油管理严格的球轴承，有时会选择浮动衬套轴承。此外，不论制造成本还是运行成本，浮动衬套轴承都更为经济。
[0004]此外，为了使排气涡轮式的涡轮增压器即使排气量小也能大幅提高输出，特别是与柴油发动机兼容性良好，所以最近组合小排气量化的汽油发动机和涡轮增压器的环保汽车，以及在抑制排气的柴油发动机上组合涡轮增压器的清洁柴油车等，与混合动力汽车和EV (电动汽车)同样开始受到重视。
[0005]因此，今后从环境和资源等社会现实考虑都迫切需要对成本和油管理等问题少的浮动衬套轴承进行改进，使其在性能方面具有与球轴承相似的摩擦特性和耐久性。可是，与球轴承相比，滑动轴承仍存在容易产生噪声等严重的问题。从高速滑动的物质去除噪声等不是马上能够解决的问题。针对所述问题，在滑动轴承的技术领域中，尽管利用浮动化的技术开发等实现了大幅改善，但是还不足以解决问题。
[0006]为了对应这种社会性需求，以往公开了各种技术方案。例如，以往公开了如下轴承结构在利用流体轴承将连接一对轮的转轴支承成能旋转的涡轮增压器的轴承结构中，通过抑制浮动衬套的旋转速度从而可以抑制转轴的旋转振动所引起的噪声产生”(参照专利文献I )，以及与此相同的“在利用一对流体轴承将旋转轴支承成能旋转的轴承结构中，能够抑制旋转轴的旋转振动所引起的噪声产生”(参照专利文献2)。
[0007]所述专利文献I和专利文献2记载的发明都在抑制噪声产生这一目的方面，与本发明的降低噪声的目的相同。但是，在利用旋转产生的相对滑动从而在润滑流体膜上产生压力(动压)，由此支承负荷的流体润滑方式的轴承中，由于动压作用于浮动衬套轴承的整个圆周，所以所述动压产生的衬套定心效果比本发明更弱。这是因为，即使从轴停止时开始旋转，由于流入流道的断面积小，所以不会产生大的流速差。此外，这些现有技术为了抑制旋转振动，采用了用于抑制浮动衬套旋转的结构(一个是润滑油，一个是外衬套)，即，分别将内置转轴的浮动衬套在旋转的轴向上分开设置等，所以结构复杂，并且存在成本问题。
[0008]另外，作为其他的现有技术，以往公开有一种涡轮增压器的轴承机构，“在将涡轮轴借助向心轴承、推力轴承和衬套支承于轴承箱而构成的涡轮增压器中，在所述涡轮转子侧，利用轴承箱上保持的一个向心轴承支承转轴，在压缩机侧，在所述转轴与所述压缩机转子之间依次夹持第一衬套、固定在轴承箱上的推力轴承和第二衬套，在所述第一衬套上设置在所述转轴的外周面和所述推力轴承的内周面之间延伸的圆筒部，并在所述推力轴承的面向所述圆筒部的内周面上设置半月形油槽，从轴承箱侧的油孔借助推力轴承上设置的油孔向该半月形油槽供给润滑油”(参照专利文献3)。
[0009]可是，上述的涡轮增压器的轴承结构中，推力轴承、向心轴承、多个衬套以及空气的加压机构等部件的个数多，并且收纳上述部件的轴承箱也存在空间和成本问题。
[0010]此外，对于除去噪声的结构没有任何记载和启示。
[0011]因此，按照上述的现有技术，并没有对应解决今后对浮动衬套轴承所期望的社会性需求。
[0012]专利文献1:日本专利公开公报特开2008-190498号
[0013]专利文献2:日本专利公开公报特开2008-111502号
[0014]专利文献3:日本实用新型登录公报第2517541号
【发明内容】
[0015]因此，本申请的发明人在重新研宄改变表面粗糙度和圆度等各种加工条件时，根据即便高精度的圆度特性和表面粗糙度特性得到提高仍然非常难以抑制噪声产生，即难以抑制成为所述噪声原因的振动产生的经验，在将轴承孔的内表面的圆度改变为多边形方式能否抑制振动产生这样的构思的指导下，对圆度进行各种改变并重复试验，从而完成了本发明。
[0016]本发明的低振动型浮动衬套轴承的特征在于，在滑动轴承中，通过进行内表面加工，在轴承孔的表面上，从轴心等角等方位地连续形成多个流体润滑条件不同的区域(通过改变轴的表面与轴承孔的内表面的间隙量，将狭窄流道和宽阔流道平滑连接的一个区域)，从低转速区域至高转速区域获得高定心效果并抑制噪声产生。
[0017]此外，本发明在上述的低振动型浮动衬套轴承的基础上，所述等角等方位地贯穿设置的供油孔的数量为6个。
[0018]本发明的低振动型浮动衬套轴承通过进行内表面加工，在从轴心等角等方位的位置上，从轴心等角等方位地连续形成多个流体润滑条件不同的区域(通过改变轴的表面与轴承孔的内表面的间隙量，将狭窄流道和宽阔流道平滑连接的一个区域)，从低转速区域至高转速区域发挥高定心效果，并不易引起不规则振动和自激振动，所以能够发挥抑制由上述振动引起的噪声产生的优良效果。
[0019]此外，按照本发明的低振动型浮动衬套轴承，能作为滑动轴承发挥与球轴承相似的摩擦特性和耐久性良好的功能，同时不需要球轴承等所必要的油压控制和管理以及其他特殊部件。
[0020]利用所述定心效果，在开始旋转的同时始终朝向轴心作用有动压，从而发挥抑制摆动的效果。其结果，相比于现有的圆形彼此构成的一般的浮动轴承，降低了旋转阻力。
【附图说明】
[0021]图1是本发明的浮动衬套轴承的简要说明图。
[0022]图2是表示本发明的轴承孔的内表面形状的圆度结果(I)。
[0023]图3是表示本发明的轴承孔的内表面形状的圆度结果(2)。
[0024]图4是表示本发明的轴承孔的内表面形状的圆度结