(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外側部品と、
前記外側部品内に位置し、それに対して可動可能な内側部品と、
前記内側部品と前記外側部品の間に取り付けられるトレランスリングであって、
約２０，０００Ｎ／ｍｍを超える半径方向の剛性と、
１から２５Ｎｍの範囲内のスリップトルクと、を提供する、トレランスリングと、
を含む、アセンブリ。
【請求項２】
前記トレランスリングは、金属製の材料から形成される環状帯および前記環状帯に接合される低摩擦材料を含み、前記環状帯はばね鋼から形成され、前記低摩擦材料は０．０４から０．２５の範囲内の摩擦係数を有し、かつ前記環状帯の少なくとも１つの面に積層される、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項３】
前記環状帯は約０．１から０．７ｍｍの半径方向の厚さを有し、前記低摩擦材料は約０．０５から０．５０ｍｍの範囲内の半径方向の厚さを有する、請求項２に記載のアセンブリ。
【請求項４】
前記トレランスリングは、半径方向に延在する複数の突起を有し、前記突起は、前記トレランスリングが、前記突起が最初に弾性挙動を示し、塑性的に変形される圧縮／保持力特性を有する平坦な部分において動作するように、前記内側部品と前記外側部品の間に圧縮され、前記突起は、また、軸方向に細長いリッジとして軸の方向に延在し、前記トレランスリングは、また、前記突起の軸方向端部に周方向に延在するリムを有する、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項５】
前記平坦な部分および周方向に延在するリムは平らな形態で連続的に形成され、前記軸方向に細長いリッジは丸い頂部を有し、各リッジの軸方向端部は前記周方向に延在するリムのテーパ状の肩部において終了する、請求項４に記載のアセンブリ。
【請求項６】
前記突起は平坦な部分により互いに周方向に離間した、請求項４に記載のアセンブリ。
【請求項７】
前記突起は互いに周方向に当接する、請求項４に記載のアセンブリ。
【請求項８】
前記トレランスリングは、
約２０，０００Ｎ／ｍｍを超える半径方向の剛性と、
（ｉ）１から２５Ｎｍの範囲内のスリップトルクおよび約４０ｍｍ未満の直径と、
（ｉｉ）１から１００Ｎｍの範囲内のスリップトルクおよび４０ｍｍを超える直径と、
（ｉｉｉ）１０から６００Ｎの範囲内の軸方向摺動力および１０ｍｍを超える直径と、
からなる群から選択されるパラメータとを提供する、請求項１，２または４に記載のアセンブリ。
【請求項９】
前記トレランスリングは、半径方向に延在する複数の突起を有し、前記突起は、前記トレランスリングが、前記突起が最初に弾性挙動を示し、塑性的に変形される圧縮／保持力特性を有する平坦な部分において動作するように、前記内側部品と前記外側部品の間に圧縮され、前記トレランスリングは、１００Ｎｍ未満の過負荷保護力を提供する、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項１０】
前記トレランスリングは、金属製の材料から形成される環状帯および前記環状帯に接合される低摩擦材料を含み、前記トレランスリングは、また、前記軸に対して延在する複数の突起を有し、前記突起は、前記トレランスリングが、前記突起が最初に弾性挙動を示し、塑性的に変形される圧縮／保持力特性を有する平坦な部分において動作するように、前記内側部品と前記外側部品の間に圧縮され、前記トレランスリングは、１００Ｎｍ未満の過負荷保護力を提供する、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項１１】
約１０と６００Ｎの範囲内の、軸方向摺動に対する低い抵抗が提供され、前記トレランスリングは少なくとも１０ｍｍの直径を有する、請求項１，２，４または８に記載のアセンブリ。
【請求項１２】
前記過負荷保護力は、１から２５Ｎｍの間のトルク過負荷保護力を含み、前記トレランスリングは４０ｍｍ未満の直径を有する、請求項９に記載のアセンブリ。
【請求項１３】
前記平坦な部分および周方向に延在するリムは平らな形態で連続的に形成される、請求項４に記載のアセンブリ。
【請求項１４】
前記環状帯上に耐食層をさらに含む、請求項２に記載のアセンブリ。
【請求項１５】
前記耐食層は約１から５０ミクロンの厚さを有する、請求項１４に記載のアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に可動部品間に位置するトレランスリングに関し、特に、トレランスリングを用いたシステム、方法および装置の改良物に関する。
【背景技術】
【０００２】
トレランスリングは、ハウジングの穴内の回転シャフト等の、相対的に可動する部品間の動きを抑制する。トレランスリングの１つのタイプはシャフトの外部表面と穴の内部表面の間の間隙内に配置される環状帯である。このトレランスリングは回転を可能としながらも穴内においてシャフトの半径方向の動きを制限する。
【０００３】
従来のトレランスリングの構成では、内側部品と外側部品の間の密着嵌合が求められる。加えて、最大摩擦係合または摺動力に最小の変化を付与する力のいずれかが求められる。部品間の相対的な振動を低減するため部品間の密着嵌合が望ましい。内側部品と外側部品間のこれら要件には強固かつ相当な接触が必要であり、これが摩擦力を増加させる。
【０００４】
比較的低い回転速度および小角のすべり周期（ｓｍａｌｌ  ａｎｇｕｌａｒ  ｓｌｉｐ  ｃｙｃｌｅ）を有する、５０Ｎｍを超えるトルクを有する用途のためのトルク過負荷保護を提供するトレランスリングもまた公知である。これらの用途には、減速機のマウント、四輪駆動トラックのパワーステップおよび折りたたみシートのシートモータを含む。これらの用途のためのトレランスリングは、厚さ０．４０ｍｍを超えるとともに、必要とされるトルクを付与するための、多くの頑丈な、高摩擦のウェーブを有する、熱処理された炭素鋼になりがちである。これらの解決策はいくつかの用途では実施可能であるが、トレランスリングの改良は引き続き関心を集めている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
トレランスリングのためのシステム、方法および装置の実施形態は、外側部品と、外側部品内に位置し、それに対して可動可能な内側部品と、内側部品と外側部品の間に取り付けられるトレランスリングとを有するアセンブリを含む。
【０００６】
他の実施形態では、アセンブリは、外側部品と、外側部品内に位置し、それに対して可動可能な内側部品と、内側部品と外側部品の間に取り付けられるトレランスリングとを含む。トレランスリングは、約２０，０００Ｎ／ｍｍを超える半径方向の剛性および以下から選択されるパラメータを提供する。１から２５Ｎｍの範囲内のスリップトルクおよび約４０ｍｍ未満の直径、１から１００Ｎｍの範囲内のスリップトルクおよび４０ｍｍを超える直径、または１０から６００Ｎの範囲内の、軸方向摺動に対する低い抵抗および１０ｍｍを超える直径。より小さな直径を有する用途では半径方向の剛性がより低くなる可能性がある。
【０００７】
さらに別の実施形態では、トレランスリングアセンブリは、その中に軸を備えた穴を有する外側部品と、内側部品が外側部品と噛み合うとともにそれに対して可動可能なように外側部品の穴内に取り付けられる内側部品とを含む。トレランスリングは、内側部品と外側部品の間の穴内に位置し、トレランスリングは、金属製の環状帯および金属製の環状帯に接着される低摩擦材料を含み、トレランスリングは、また、軸に対して延在する複数の突起を有し、突起は、突起が最初に弾性挙動を示し、塑性的に変形され、トレランスリングが、圧縮／保持力特性を有する平坦な部分内において動作するように内側部品と外側部品の間に圧縮され、トレランスリングは１００Ｎｍ未満の過負荷保護力を提供する。
【０００８】
特徴および利点が得られるならびにより詳細に理解することができるよう、添付の図面に示される実施形態を参照することによってより完全な説明がなされうる。しかしながら、図面はいくつかの実施形態のみを示し、したがって範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に従い組み立てられたトレランスリングの一実施形態の斜視図である。
【図２】本発明に従い組み立てられたトレランスリングの別の実施形態の斜視図である。
【図３】装置内における図２のリングの軸方向断面図である。
【図４】装置内における図３のリングの半径方向の断面図である。
【図５Ａ−Ｅ】本発明に従い組み立てられたトレランスリングの第３の実施形態の種々の図である。
【図６Ａ−Ｅ】本発明に従い組み立てられたトレランスリングの第３の実施形態の種々の図である。
【図７】耐食層を有するおよび本発明に従い組み立てられたトレランスリングの別の実施形態の概略断面側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
異なる図面における同じ参照符号の使用は類似または同一の物品を示す。
【００１１】
図１は、一実施形態からなるトレランスリング１００を示す。トレランスリング１００は、リングのような（実質的に環状の）形状に曲げられた弾性材料（例えば、ばね鋼）の帯１０２からなる。帯１０２の端部は接触せず（例えば、それは分割したリングとして形成されてもよい）、それによって帯の周に隣接して軸方向に延在する間隙１０６を残す。他の実施形態では、帯は端部が互いに重なるように曲げられてもよい。さらに別の実施形態では、帯は連続的な、途切れのないリングであってもよい。トレランスリング１００の内部表面は、帯の形状に合致する低摩擦層１０４を有する。
【００１２】
トレランスリング１００は、トレランスリング１００の外部表面から半径方向外側に延在する複数の離間した突起１０８を有する。突起１０８の各軸方向端部に、平坦な、周方向に延在するリム１０９の材料がある。各突起１０８は、また、リム１０９と連続的に形成されてもよいトレランスリング１００の平坦な部分１１０によりその隣り合う突起から分離される。突起１０８は、従来のトレランスリング上に使用されるウェーブの形状に類似する軸方向に細長いリッジである。各リッジの頂部は丸く、各リッジの軸方向端部はテーパ状の肩部１１１にて終了する。
【００１３】
いくつかの実施形態では、トレランスリング１００は、（帯１０２を形成する）弾性材料の平坦なストリップから形成されてもよい。ストリップがその曲げられた形状に湾曲される前および突起が形成される前に、低摩擦層１０４がその１つの表面上に積層される。他の実施形態では、低摩擦層１０４は平坦なストリップの両面上に積層されてもよい。低摩擦層１０４を平坦なストリップに取り付けた後、生じた層構造は打ち抜かれて（例えば、適切な形状の型を使用するプレス成形、ウェーブの回転成形等）突起１０８を形成する。したがって、突起１０８は弾性材料のストリップおよび低摩擦層１０４の両方から形成される。低摩擦層１０４の材料は、この打ち抜き工程を容易にするため可撓性を有するように選択されてもよい。図１に示される実施形態では、突起１０８は帯１０２から半径方向外側に突出する。他の実施形態では、それらは低摩擦層１０４から半径方向内側に突出してもよい。突起１０８が形成された後、層構造は図１に示されるリングのような構成に曲げられる。示される実施形態では、帯１０２は外側材料である。他の実施形態では、帯１０２は内側材料であってもよい。さらに別の実施形態では、突起１０８は、特定の状況により、および帯１０２がトレランスリング１００に内側または外側材料を付与するかどうかに関係なく半径方向内側または外側に延在してもよい。
【００１４】
動作時、トレランスリング１００は２つの部品間に位置する。例えば、それはシャフトとハウジング内の穴との間の環状スペース内に位置してもよい。突起１０８は内側部品と外側部品の間で圧縮される。各突起は、ばねとして機能し、変形して、部品を、それらの間をゼロクリアランスで互いに嵌合させる。換言すると、内側部品はトレランスリングの内部表面に接触し、外側部品はトレランスリングの外部表面に接触する。
【００１５】
内側部品と外側部品の間に合力があるように力（例えば、回転または直線）が内側部品と外側部品のうちの１つまたは両方に加えられた場合、内側部品と外側部品は互いに対して動きうる。いくつかの実施形態は部品間にゼロクリアランスを有するため、互いに対して摺動する一対の接触面がある。これはすべり界面である。いくつかの実施形態では、すべり界面は、低摩擦層１０４と内側部品の間の接触の面において生じる（例えば、図３を参照のこと）。接触の面は、平坦なリム１０９の内部表面および各突起１０８の「フットプリント」（すなわち各突起１０８の縁端周りの、帯１０２に接触する領域）を含んでもよい。低摩擦層１０４の材料および突起１０８の形態が、突起により伝達される半径方向荷重力から得られる期待値よりもかなり低いスリップ力をすべり界面に付与する。この低スリップ力が可動する接触面間の動きを容易にする。
【００１６】
対照的に、帯１０２の、外側部品と外部表面との間の接触の面に、トレランスリング１００を外側部品に対して所定の位置に保持するための十分な摩擦力があってもよい。他の実施形態では、帯１０２の両面が低摩擦層で積層されてもよい。したがって、そのような実施形態では２つのすべり界面があってもよい。
【００１７】
図２は、その周に軸方向の間隙２０６を備えて管状の形態に曲げられた帯２０２を含むトレランスリング２００の別の実施形態を示す。図１に類似の様式で、帯２０２の内部表面は、その上に積層された低摩擦層２０４を有する。帯２０２は、また、その外部表面から半径方向外側に延在する複数の突起２０８を有する。突起２０８は、示されるように互いに周方向に当接するか、または図１の実施形態のように周方向に間隔をおいて配置してもよい。トレランスリング２００は、低摩擦層２０４が、突起２０８の種々の起伏に合うくぼみを含む帯２０２の形状に合致するよう上述したような様式で製造されてもよい。トレランスリング２００は、突起２０８の各軸方向端部に平坦なリムまたはカラー２１０を含む。
【００１８】
図２に示されるトレランスリング２００は、例えば、帯の周のまわりにより少数の突起があり、かつ隣り合う突起間に平坦なスペースが事実上ないという点において図１に示されるものとは異なる。
【００１９】
図３は、別の実施形態を含む装置３００を切った軸方向断面図を示す。装置３００は、例えば、図２に示されるトレランスリング２００を組み込む。装置３００は、ハウジング３０２または外側部品を含む。ハウジング３０２は、その中に形成される、シャフト３０６または内側部品を受容する軸方向の穴３０４を有する。トレランスリングは、トルクを伝達するため、またはそのような用途におけるトルクリミッタとして使用されてもよい。
【００２０】
シャフト３０６の外部表面３０８と穴３０４の内部表面３１０との間には環状の間隙が存在する。シャフト３０６および穴３０４の直径は製造公差内において変化させてもよいため、この環状の間隙のサイズは可変である。穴３０４内におけるシャフト３０６の振動を防ぐため、環状の間隙はトレランスリング２００で埋められ、部品間のゼロクリアランス嵌合を形成する。図３は、トレランスリング２００が、外部層として帯２０２および帯２０２の形状に合致する内部層として低摩擦層２０４を含むことを示す。使用時に、トレランスリング２００の周方向の突起２０８は、帯２０２が穴３０４の内部表面３１０に接触するように、シャフト３０６とハウジング３０２の間の環状の間隙内に半径方向に圧縮される。すべり界面は、低摩擦層２０４がシャフト３０６の外部表面３０８に接触する位置に形成される。トレランスリング２００は、したがって、装置３００内の部品間にクリアランスがないよう間隙をゼロに低減する。
【００２１】
外部表面３０８と低摩擦層２０４の間の接触領域は、シャフト３０６とトレランスリング２００の間に相対運動が起こるすべり界面である。トレランスリング２００は、帯２０２と内部表面３１０の間の接触領域の摩擦係合によりハウジング３０２に対して固定される。
【００２２】
使用により、シャフト３０６または低摩擦層２０４の摩耗がすべり界面において起こる場合、突起２０８は、その静止状態の方へ弾性的に動き、それによってシャフト３０６とハウジング３０２の接触を維持することにより補償してもよい。トレランスリング２００の寿命は、したがって、従来の弾性的に圧縮可能な突起のないゼロクリアランスのトレランスリングよりも優れている可能性がある。
【００２３】
図４は、ハウジング３０２およびシャフト３０６を含む装置の半径方向の断面図を示す。示される実施形態では、トレランスリング２００はシャフト３０６上に保持される。静止時におけるシャフト３０６の外径はトレランスリング２００の内径よりも大きい。したがって、トレランスリングは膨張してシャフトの表面３０８まわりにトレランスリングを嵌合させなければならない（軸方向の間隙２０６（図２）は広がらなければならない）。ハウジング３０２の穴３０４の内部では、環状の間隙内または内部表面３１０の部品間のスペースに突起２０８が圧縮される。この形態では、すべり界面（シャフト３０６と低摩擦層２０４の間）における摩擦係数は、帯２０２とハウジング３０２の間の接触領域における摩擦係数と比較して非常に小さい。したがって、スリップは実質的にすべり界面に限定され、すべり界面において実質的に自由に生じる。他の実施形態では、突起２０８と低摩擦層２０４の配置は、すべり界面がハウジング３０２とトレランスリング２００の間にあるようなものであってもよい。
【００２４】
図５Ａ〜Ｅは、トレランスリング５００の別の実施形態の種々の斜視図、断面図、軸方向端部図および側面図を示す。トレランスリング５００は、その周に軸方向の間隙５０６を備えた、管状の形態に曲げられた帯５０２を含む。帯５０２の内部表面はその上に積層された低摩擦層５０４を有する。帯５０２は、また、半径方向内側に延在する複数の突起５０８を有する。トレランスリング５００は、本明細書中に記載されるように、低摩擦層５０４が均一な厚さを有し、かつ突起５０８の種々の起伏に合うくぼみを含む帯５０２の形状に合致するよう、製造されてもよい。トレランスリング５００は、突起５０８の各軸方向端部にテーパ状の肩部５１１および平坦な周方向のリムまたはカラー５０９、ならびに突起５０８間に平坦なスペース５１０を含んでもよい。
【００２５】
図６Ａ〜Ｅは、トレランスリング６００のさらに別の実施形態の図を示す。トレランスリング６００は、環状の）形状に曲げられた弾性材料の帯６０２を含む。示される実施形態では、帯６０２の端部は接触せず、間隙６０６を残すが、それは連続的なリングとして形成されてもよい。トレランスリング６００の内部表面は、その上に積層される、ＰＴＦＥ等の、帯６０２に合致する低摩擦層６０４を有する。
【００２６】
トレランスリング６００はトレランスリング６００の外部表面から半径方向外側に延在する複数の離間した突起６０８を有する。突起６０８の各軸方向端部には平坦な、周方向に延在するリム６０９がある。各突起６０８は、また、リム６０９と平らな様式で連続的に形成されてもよい平坦な部分６１０によりその隣り合う突起から分離される。突起６０８は軸方向に細長いリッジであり、各リッジの頂部は丸く、各リッジの軸方向端部はテーパ状の肩部６１１にて終了する。
【００２７】
いくつかの実施形態では、トレランスリング６００は、帯６０２）として弾性材料の平坦なストリップから形成されてもよい。ストリップがその曲げられた形状に湾曲される前および突起が形成される前に、低摩擦層６０４がその１つの面上に積層される。他の実施形態では、低摩擦層６０４は平坦なストリップの両面上に積層されてもよい。低摩擦層６０４を取り付けた後、生じた層構造は打ち抜かれて突起６０８を形成する。したがって、突起６０８は、弾性材料のストリップ６０２および低摩擦層６０４の両方から形成される。低摩擦層６０４の材料は、この打ち抜き工程を容易にするため可撓性を有するように選択されてもよい。突起６０８は、帯６０２から半径方向外側に突出するが、それらは低摩擦層６０４から半径方向内側に突出してもよい。突起６０８が形成された後、層構造はリングのような形態に曲げられる。示される実施形態では、帯６０２は外側材料であるが、それは内側材料であってもよい。さらに別の実施形態では、突起６０８は、特定の状況により、および帯６０２がトレランスリング６００に内側または外側材料を提供するかどうかに関係なく半径方向内側または外側に延在してもよい。
【００２８】
過負荷保護用途のためのいくつかの実施形態では、例えば２５Ｎｍ未満のトルク過負荷保護力および４０ｍｍ未満の全体直径を有するトレランスリングが提供される。これらの実施形態のための用途は、例えば、シートアジャスタ、ハイブリッドデュアルクラッチ機構、シートヘッドレスト調節部、ドアアクチュエータ、タイヤウィンチ等を含む。
【００２９】
さらに他の実施形態は、スターターモータ、パワートレイン用途等を含む用途などにおいて、例えば６５ｍｍを超える直径で１００Ｎｍ未満のトルク過負荷保護力を提供する。いくつかの実施形態では、これらの設計には０．４０ｍｍ未満の厚さを有するステンレス鋼の帯を利用してもよい。他の実施形態は、中間範囲のトルク過負荷保護を有する例えば４０から６５ｍｍの直径を含んでもよい。さらに、潤滑剤を必要とせず、技術的または美的な理由のいずれかのためにグリースフリーでなければならない用途において特に有利である。
【００３０】
いくつかの実施形態では、トレランスリングは、ばね鋼（例えば、冷間圧延ステンレス鋼）から形成され、かつそれに積層される低摩擦層を有している。例えば、ステンレス鋼は、０．１から０．７ｍｍの厚さであってもよく、低摩擦部は約０．０５から０．５０ｍｍの範囲内の厚さ（例えば０．２５ｍｍ）であってもよく、トレランスリングがその円の形状に形成される前に鋼に接着される。
【００３１】
トレランスリングは、目的とする特定の力制御用途に必要なばね特性を達成するよう設計される幾何学的なウェーブで形成されてもよい。低摩擦層は摺動力を低下させ、力変動を低減し、下地材料の摩耗なく多くのスリップに耐える低摩擦すべり面を提供する。これは、トレランスリングを、多くのすべり周期にわたって力の低下がほとんどない、低スリップトルク、低摺動力等の、トレランスリングの幾何学的形状の変化のみにより達成される通常の性能の範囲内では不可能な力制御機能を満足するよう設計できるようにする。例えば、本発明によるトレランスリングは、摺動力またはトルクを、同等の設計の、金属のみのトレランスリングにおいて予期されうる摺動力またはトルクの約２分の１から３分の１に低減する。その結果、本明細書中に開示される実施形態は先行技術の設計よりもかなり安定する。
【００３２】
この開示では、スリップトルクは、トレランスリングにより接合される２つの部品が、システムに加えられるあらゆるトルク負荷により互いに対して回転を始めるトルクと定義される。トレランスリングの固定は、嵌め合い部品を、トレランスリングのウェーブの圧縮により発生する摩擦力に打ち勝ち、摩擦力に反して各々の回転が起こる点である、このしきい値に達するまで相対回転することなく互いに保持する。同様に、軸方向摺動力も、軸の方向ということを除いては同じ事である。トレランスリングは、しきい値力の値を超えた場合にのみ２つの部品間の軸方向の摺動を可能とする。しきい値力はトレランスリングのウェーブの圧縮により発生した摩擦力により発生する。過負荷保護力すなわちトルクは、トレランスリングのスリップトルクまたは摺動力が、システムの安全能力を下回るように設定される場合に生じる。トレランスリングは、システムがそうでなければシステムを損傷する原因となりうるしきい値を超える外部荷重を受容する場合に、スリップすることを可能とする。
【００３３】
したがって、トレランスリングのウェーブの実施形態は、それらが組み立てられることになる半径方向のスペースに比べてより高い高さを有する。したがって、組み立ての結果、ウェーブは圧縮されて、それらの剛性および圧縮の量に依存した力をかけ、それらはそのようにしてアセンブリを互いに保持するための力を発生する。
【００３４】
典型的には、アセンブリの嵌め合い部品およびトレランスリングのウェーブはそれら自体が特定の公差内における寸法変化性を有する。したがって、ウェーブの実際の圧縮量、したがってアセンブリ内に発生した力を、アセンブリ毎に変化させることができる。しかしながら、ウェーブがそれらの「弾性領域」を超えて圧縮される場合、それらは次第により塑性的に機能し、それ以上の圧縮による力のさらなる増加を制限する。この効果は、ウェーブがそれらの「塑性領域」まで圧縮されるように設計される場合、トレランスリングが摺動力の制御（軸方向または回転方向のいずれか）を設けて圧縮変動による力変動を最小化する場合に重要である。
【００３５】
例えば、少なくとも約１０ｍｍの部品直径を有し、約３０から３００Ｎの範囲内（およびいくつかの実施形態では１０から６００Ｎ）の軸方向摺動力等の低い力を必要とする軸方向摺動力の制御用途、ならびに直径約４０ｍｍ未満および約２０，０００Ｎ／ｍｍを超える半径方向の剛性の部品を有し、約１から２５Ｎｍの範囲内のスリップトルクを必要とする、または直径約４０ｍｍを超える部品直径および約２０，０００Ｎ／ｍｍを超える半径方向の剛性を有し、約１から１００Ｎｍの範囲内のスリップトルクを必要とするトルク制限用途では、従来のトレランスリングの設計で一定の摺動力を達成することは非常に困難である。そのような低い力を達成するため、塑性ばねの性能に近づけるために薄い材料および「弱い」ウェーブの幾何学的形状が必要とされ、扱いが困難であり、一旦組み立てられると非常に低い半径方向の剛性を有する非常にもろい構造となる。
【００３６】
例えば、１つの実験において、シンプルな鋼リングからなる従来のトレランスリングと、低摩擦層が同一の鋼リング上にある本発明に従い組み立てられたトレランスリングが比較された。したがって、鋼リングの幾何学的形状は両リングにおいて、例えば、直径３５ｍｍ、幅１２ｍｍおよび厚さ０．２ｍｍと、同じであり、それに高さ１ｍｍを有するウェーブ（例えばリング１つにつき９個のウェーブ）が、両鋼リングとも同一のウェーブ間隔でプレスされた。この実験における唯一の違いは、改良されたトレランスリングが、本発明による、さらに０．２５ｍｍの厚さを有するＰＴＦＥのリングも含んでいたことである。したがって、ＰＴＦＥのリングは０．２ｍｍの鋼の厚さに加えて０．２５ｍｍのＰＴＦＥの厚さからなっていた。ＰＴＦＥは、鋼のウェーブの幾何学的形状が維持された場合には荷重たわみ曲線の形状に非常にわずかな影響しか与えないため、従来の鋼のみのリングとＰＴＦＥを積層したリングのばね剛性はほぼ同一であった。これら２つの実験計画の摺動力は、鋼のみのトレランスリングでは１０００Ｎに達したが、ＰＴＦＥを積層したリングではわずか４００Ｎであった。鋼のみのリングはちょうど０．２ｍｍの厚さを有していたが、ＰＴＦＥのないより高い摩擦係数および相対運動中に起こる摩耗のため、摺動力はかなり高い。
【００３７】
トルクスリップ用途におけるトレランスリングの別の例および比較として、２０ｍｍの直径、１８ｍｍの幅、１ｍｍのウェーブ高さおよび７ｍｍのウェーブからウェーブのスペーシングを有するトレランスリングが試験された。この用途は４Ｎｍのターゲットスリップトルクを有した。このターゲット目標を達成するため、本発明によるトレランスリングは、ステンレス鋼材料の帯から形成され、０．４ｍｍの厚さ、加えて０．２５ｍｍの厚さを有するＰＴＦＥを積層した層を有していた。この実施形態は、わずか４Ｎｍのスリップトルクを生成したが、約５０，０００Ｎ／ｍｍの、外部から加えられる荷重に対して非常に顕著な半径方向の剛性を有していた。
【００３８】
対照的に、従来の鋼のみのトレランスリングにおいてわずか４Ｎｍのターゲットスリップトルクを生成するには、鋼の厚さをわずか０．２ｍｍまで低減することが必要であった。結果として、この従来の設計の半径方向の剛性は比較するとわずか１２，０００Ｎ／ｍｍであった。したがって、ターゲットスリップトルクを達成するため、厚さを低減しなければならず、半径方向の剛性は本発明の本実施形態により達成可能な半径方向の剛性の４分の１未満になった。この実験は、本発明の実施形態が低トルクスリップ用途においてかなり剛性の高いアセンブリを提供し、これは外部荷重に抵抗する必要がある場合に特に重要であることを実証する。さらに、実際には、従来の金属のみのトレランスリングは、複数のスリップが必要とされる用途では、その鋼のみの接触面の顕著な摩耗によりすぐに破損する。
【００３９】
従来の摺動力の軽減は、ウェーブの数を削減すること、ウェーブの間隔をさらにあけること、および／または原料厚さを約０．１ｍｍに削減して各ウェーブの剛性を低減することによっても可能であった。摺動力を低減するためのこれら従来の解決策はいずれも有効ではない。これらシンプルな方法は、また、アセンブリの全体的な半径方向の剛性を損ねるほどに低減し、そのため結果は安定を大幅に欠き、過度のたわみなく外部半径方向の荷重に耐えられるものではない。
【００４０】
ウェーブの剛性を維持してウェーブの数を削減するとウェーブ毎の力は同じとなり、低摩擦層のない先行技術の設計と同じ摩耗の問題が起こる。さらに、鋼の厚さを０．１ｍｍに削減すると、取り扱いおよび組み立てが著しく困難になる非常にもろいリングになる。
【００４１】
摺動が起こるトレランスリングの表面上への低摩擦材料の添加には、接触摩擦係数を低下し、合成摺動力を低下する効果がある。例えば、低摩擦層により得られる摩擦係数は約０．０４から０．２５および他の実施形態では約０．０９から０．１７の範囲内であってもよい。この設計は、また、スリップ時の部品表面の摩耗を回避し、多くのすべり周期にわたって摺動力維持する。低下した力により、トレランスリングの幾何学的形状は、同じ力レベルで従来のトレランスリングにおいて可能であろうものよりも頑丈に作製することができる。収縮領域における低摩擦材料の流れは、また、それ自体内において塑性的に変形することにより摺動力の変動を最小化する効果があり、それによってより一定の力制御を提供する。
【００４２】
そのような実施形態の用途は、例えば、軸方向摺動力の制御（例えば、ステアリングコラムの「チューブインチューブ」式の長さ調節摺動機構）、従動機構のトルク過負荷保護（例えば、シートポジショナ、ドア機構等などの自動車用途）を含む。低摩擦層はスリップする表面に隣接するトレランスリングの表面上にある。それはアセンブリの用途および形態によってはウェーブの上部または下部にあってもよい。収縮圧力、スリップ速度および所望の潤滑または摩耗特性等の要求する特性によって、別の低摩擦材料および／または厚さを使用してもよい。
【００４３】
低摩擦層は、例えば、ポリケトン、ポリアラミド、熱可塑性ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリフェニレンスルホン、ポリアミドイミド、超高分子重量ポリエチレン、熱可塑性フルオロポリマー、ポリアミド、ポリベンゾイミダゾール等のポリマーまたはそのあらゆる組み合わせを含む多くのタイプの材料を含んでもよい。例では、熱可塑性材料は、ポリケトン、ポリアラミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンスルホン、フルオロポリマー、ポリベンゾイミダゾール、その誘導物またはその組み合わせを含む。特定の例では、熱可塑性材料は、ポリケトン、熱可塑性ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリアミドイミド等のポリマー、その誘導体またはその組み合わせを含む。さらなる例では、材料は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、ポリエーテルケトンエーテルケトンケトン等のポリケトン、その誘導体またはその組み合わせを含む。フルオロポリマーの例には、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ペルフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレンのターポリマー、ヘキサフルオロプロピレンおよびフッ化ビニリデン（ＴＨＶ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、エチレンクロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）またはそのあらゆる組み合わせを含む。さらなる例では、熱可塑性ポリマーは超高分子重量ポリエチレンであってもよい。例示的な固体潤滑剤には、ポリテトラフルオロエチレン、または二硫化モリブデン、二硫化タングステン、黒鉛、グラフェン、膨張黒鉛、窒化ホウ素、タルク、フッ化カルシウム、フッ化セリウムまたはそのあらゆる組み合わせから選択される固体潤滑剤を含んでもよい。例示的なセラミックまたは鉱物には、アルミナ、シリカ、二酸化チタン、フッ化カルシウム、窒化ホウ素、マイカ、けい灰石、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ジルコニア、カーボンブラック、顔料またはそのあらゆる組み合わせを含む。
【００４４】
いくつかの実施形態では、いくつかの実施形態では、トレランスリングの鋼側は他方の面に対して固定されたままである。スリップを避けるため、鋼面を嵌め合い部品に留めるためのフランジ、タブ、スカラップ、フレアまたは他のデバイス等の保持機能が組み込まれてもよい。
【００４５】
いくつかの実施形態では、トレランスリングは、回転または軸方向の動きにおいて低い摺動力を有するゼロクリアランスを提供する。一態様では、トレランスリングは、スリップを促進するための低摩擦層と、互いに対して動く２つの部品間の間隙全体に係合を設けるトレランスリングとを組み合わせる。構造は圧縮可能であり、種々の間隙サイズで作動できるというさらなる利点（例えば、部品の寸法の製造ばらつきを補償するため）を呈し、かつ従来のトレランスリングに比べより小さな接触領域を呈する。低摩擦層と組み合わせると、この設計は、軸方向または半径方向荷重が高い場合でさえも部品間の相対運動に反する摩擦力の大幅な削減をもたらす。
【００４６】
トレランスリング構造の別の利点はその弾性である。低摩擦層がなければ、複数のスリップによる摩耗が起こり、摺動力は変わるであろう。しかしながら、低摩擦層により摩耗は防止される。低摩擦層は嵌め合い部品の代わりに摩耗する。トレランスリングのばねの効果はＰＴＦＥの摩耗を吸収し、ゼロクリアランスを維持し、力のレベルが維持される。
【００４７】
リングは、典型的には、例えばリングの軸方向の縁端に１つまたはそれ以上の平坦な周方向に延在するリムと、実質的に半径方向に延在する一連の周方向に離間した突起とを含む。突起は、リングから半径方向、リングから外側に離れるか、またはリングの半径方向中心に向かう内側のいずれかに延在する。突起は不連続な構成であってもよい。それらはリッジ、ウェーブまたはフィンガー等の規則的な構成であってもよい。各突起は、半径方向の頂部に向かって上昇し、そこから下降する丸いリッジ（例えばウェーブ）を含んでもよい。そのような実施形態では、突起により伝達される力は、帯（すなわちその「フットプリント」）に接触する縁端まわりの小さな領域に集中する。
【００４８】
使用時に、各突起はばねとして機能し、部品に対して半径方向力をかけ、それによってそれらの間に締まりばめを提供する。トルクがリングにより伝達されると、内側または外側部品の回転がもう一方の部品に同様の回転を生成する。同様に、直線力がリングにより伝達されると、どちらかの部品の直線または軸方向の動きがもう一方の部品に同様の直線運動を生成する。
【００４９】
例外的な状況において部品間のスリップを可能にするトレランスリングを提供することは公知である。例えば、部品間の合力がしきい値を上回るように比較的高い力（例えば回転または直線）が内側部品と外側部品の１つまたは両方に加えられる場合。しきい値が高く、かつリングが経験する半径方向荷重力に基づく期待値に基づく従来のトレランスリングにおいて。
【００５０】
一態様によれば、内側部品と、内側部品を受容するために配置される外側部品と、その間に嵌め合い係合を生じさせるために内側部品と外側部品の間に取り付けられるトレランスリングとを含むシステムが提供されてもよい。トレランスリングは、第１の材料の変形可能な帯であって、平坦な、周方向に延在するリムと複数の周方向に離間した、半径方向に延在する突起とを有する、帯と、第１の材料に比べより低い摩擦係数を有し、内側部品と外側部品の間の相対運動を可能とするためのすべり界面を提供する第２の材料の低摩擦層とを含んでもよい。使用時に、帯は、内側部品と外側部品の間に、その間に負荷力を伝えることによりゼロクリアランス嵌合を提供する。しかしながら、低摩擦層は、内側部品と外側部品を互いに対して可動するのに必要なスリップ力が、負荷力から得られる期待値を大幅に下回るように、すべり界面の摩擦力を低減するよう機能する。
【００５１】
帯の平坦なリムは、内側部品と外側部品のうちの１つに周方向に延在する接触面を設けてもよい。トレランスリングの周まわりの一定の接触の領域がスリップ力の制御を向上させうる。いくつかの実施形態では、複数のウェーブの帯とともに帯上に２つ以上のリムがあってもよい。リム間に位置する突起とともにトレランスリングの各軸方向端部にリムが設けられてもよい。
【００５２】
突起はリムから離れて突出するよう配置されて内側部品と外側部品のうちのもう一方に複数の不連続な接触面を設けてもよい。突起は変形するよう構成されてもよい。これは、負荷力を内側部品と外側部品の間のトレランスリング中に半径方向に伝えるための不連続な接触面の弾性変形を含んでもよい。各突起の形状およびサイズは特定の用途に基づき選択してもよい。スリップ力は突起の形状に依存してもよい。典型的には、トレランスリングの突起またはウェーブは、安定して位置し、かつ内側と外側部品間に半径方向の剛性を付与するための比較的高い半径方向力（例えば、２００Ｎまたはそれを超える）を伝えることが可能である。各突起はその縁端が帯に接触するフットプリント領域を含む。すべり界面は、フットプリント領域と内側部品と外側部品のうちの１つとの間の負荷伝達点にあってもよい。例えば、これはトレランスリングと、リムに接触する内側部品と外側部品のうちの１つとの間に生じてもよい。フットプリント領域の面積は比較的小さくてもよく、それは低摩擦層とともに摩擦力を低減する。
【００５３】
いくつかの実施形態では、突起は自己収容される構造である。例えば、各突起は、その軸方向端部にテーパ状の肩部を備えた、周方向に延在する丸いリッジを含んでもよい。プリアセンブリにおいて内側または外側部品上にトレランスリングが取り付けられると、テーパ状の肩部は、もう一方の部品の軸方向の設置を補助するためのガイドとして機能する。
【００５４】
突起はそれらの力伝達またはばね特性について慎重に選択されかつ設計される。突起の幾何学的形状は所望の弾性／塑性変形特性を付与するよう選択される。変形特性は、内側部品および外側部品の製造公差を考慮するだけでなく、動作時に異なる部品間に起こりうる熱膨張差および摩耗を補償するよう選択され、したがって全体にわたり所望の性能が得られることを確実にする。これらの設計は、ゼロクリアランスのトレランスリングに適用でき、組み立てられた部品が高温で緩まないことを保証する。
【００５５】
使用時に、トレランスリングの帯は部品うちの１つの上にプリアセンブリとして取り付けられると弾性的に変形してもよい。部品のもう一方がプリアセンブリ上に取り付けられると、それによって部品間の間隙内のリングを圧縮し、好ましくは突起のみが変形する。この変形は、突起の形状および／または外形ならびに間隙のサイズにより弾性または塑性であってもよい。このように突起のみが変形する場合、リングが圧縮される際に、すべり界面の力を伝達する接触領域は実質的に変質しない。これは一定のスリップ力が得られることを可能にする。
【００５６】
低摩擦層は帯と一体であるかまたは帯に取り付けられてもよく、形状が帯に一致する。例えば、低摩擦層は帯上の突起とともに成形され帯上の突起に合致する。この特徴はコンパクトな構造を可能にする。低摩擦層は、帯に取り付けられるかまたは帯上に積層される一連の不連続なパッチを含む。例えば、低摩擦層はすべり界面の接触点に設けられてもよい。一実施形態において、低摩擦材料のパッチは帯のフットプリント領域およびリムに取り付けられる。帯はすべり界面の接触のない位置においてさらされてもよい。
【００５７】
低摩擦層は内側または外側部品に面する帯の表面に取り付けられてもよい。低摩擦層は帯にコーティングされるかまたは接着されてもよい。一実施形態において、低摩擦層は帯の表面上に積層される。低摩擦層を積層すると、帯のまわりに均一な厚さが付与され、帯を液体形態の第２の材料に浸漬させ、余剰物を回転させるかまたはそうでなければ振り払うことにより層が被覆される場合に生じうる薄いパッチが回避される。
【００５８】
いくつかの実施形態では、トレランスリングは内側または外側部品のうちの１つの上に固定され、すべり界面はリングと部品のもう一方との間にある。例えば、トレランスリングは内側部品上の帯の弾性把持により固定されるかまたは保持されてもよい。この例では、低摩擦層は帯の内部表面上のみに設けられ、また突起は帯から半径方向外側、例えば外側部品に向かって延在してもよい。この配置により、すべり界面は、突起のフットプリントとトレランスリングのリムが内側部品に接触する、トレランスリングの内部表面と内側部品の間の接触領域にある。
【００５９】
トレランスリングは、部品のうちの１つの上における帯の摩擦係合により固定される。分割したリング実施形態では、分割したリングには、その直径よりも大きい１つの部品（例えば、シャフト）を把持するように、またはその直径よりも小さい外側部品（例えば、ハウジング内の穴）に対して外側に膨張するように弾性がある。１つの意味のみにおいては（例えば、回転または軸方向）内側部品と外側部品の間の相対的な動きを可能とすることが望ましいであろう。この場合、トレランスリングは好ましくない意味でのすべり界面における相対的な動きを防ぐために部品の１つについて機械的な制約を受けてもよい。例えば、トレランスリングはシャフトの外部表面上の外部溝内に留めてもよい。溝の縁端はシャフトに対するトレランスリングの軸方向の動きを防ぐ。すべり界面がトレランスリングの内部表面上に設けられる場合、シャフトと穴の、その界面における相対的な軸方向の動きは防止され、代わりにトレランスリングの外部表面にて起こることになる。外部表面は低摩擦層を有しなくてもよく、したがって相対運動に対してさらに抵抗を付与してもよい。
【００６０】
帯は、内側部品の全周のまわりに部分的に延在する、開いたループの材料等の弾性分割したリングを含んでもよい。突起の形態はリングの周まわりにおいて分割部に対して対称であってもよい。この配置は特に安定していてもよい。
【００６１】
内側部品はシャフトであってもよく、外側部品はシャフトを受容するための穴を有するハウジングであってもよい。トレランスリングはシャフトの全周のまわりに延在してシャフトの外部表面と穴の内部表面とを係合する。上に言及したように、帯は、シャフトの全周のまわり全体またはシャフトのまわり一部分にのみ延在してもよい。
【００６２】
装置は、また、シャフトとハウジング間に相対回転を生じさせるために配置される駆動ユニットを含んでもよく、リングはシャフトの外部表面と穴の内部表面との間の周方向のスリップを可能とするために配置される。
【００６３】
低摩擦層は帯とほぼ同じ周方向の長さを有してもよい。低摩擦層はすべり界面のリングと内部／外側部品との間のすべての接触点に設けられてもよい。帯は、したがって、すべり界面において、それに対して可動している部品に接触せず、摩擦を低減することができる。
【００６４】
各くぼみは突起の逆側に位置してもよい。例えば、突起は、突起が作製されるとくぼみがストリップの裏側に自動的に形成されるように、一片の材料の打ち抜き、プレス成形またはロール成形により形成されてもよい。
【００６５】
突起が、内側部品と外側部品の間に取り付けられると体積を囲む壁を有する、自己収容される不連続な構造の場合、それらは組み立て前に塗布されるあらゆるグリースを保持し、後の漏液を削減または最小化してもよい。
【００６６】
別の態様によれば、内側部品と外側部品の間に取り付けてその間に嵌め合い係合を生じさせるためのトレランスリングが設けられてもよい。リングは、第１の材料の変形可能な帯であって、帯は平坦な周方向に延在するリムおよび複数の周方向に離間した、半径方向に延在する突起を有する帯と、内側部品と外側部品の間の相対運動を可能とするためのすべり界面を設けるために第１の材料に比べより低い摩擦係数を有する第２の材料の低摩擦層とを含む。リングは他の態様について上述されたあらゆる特徴を有していてもよい。
【００６７】
さらに別の態様によれば、部品の間に取り付けてその間に嵌め合い係合を生じさせるためのトレランスリングを形成する方法が提供されてもよく、層構造を形成するためにスリップ材料の層を一片の母材に取り付けるステップであって、スリップ材料は母材よりも低い摩擦係数を有する、ステップと、複数の離間した突起を平坦な領域に隣接する層構造全体にわたって形成するステップと、リングを形成するために層構造を湾曲させるステップとを含み、平坦な領域は周方向に延在するリムになり、複数の突起は層構造から半径方向に延在する、方法。
【００６８】
母材は、また、ばね鋼等などのトレランスリングを形成するのに適した材料であってもよい。スリップ材料は母材にスリップ材料を取り付けるために母材上に積層されてもよい。取り付けられた層が一定の厚さを有するため、積層はいくつかの用途において利点を有する。すべり界面にいずれかの摩耗がある場合、積層された層の厚さは、材料性能が低下しないことを確実にするよう選択してもよい。スリップ材料は上述の低摩擦層を形成するのに適していればいかなる材料でもよい。複数の突起は層構造の打ち抜き、プレス成形またはロール成形により形成されてもよい。
【００６９】
実施形態は、また、過剰なトルクを避けるための弾性の程度を達成するためそれら波形のピッチおよび／または深さを単に変える従来の設計とは区別される。本発明のトレランスリングの実施形態により、設計は明確に定められたトルク帯内にて動作し（例えば最大値および最小値を有する）、定められた量の制御抵抗を機能的に提供する。この設計は、定められた帯内におけるトルクまたは軸力制限の手段を提供する。したがって、それは半径方向の補償のための単なる弾性の仕様ではなく力の高度な精密制御を提供する。トレランスリングの実施形態は、選択した低摩擦層の摩擦および摩耗特性を備えた金属製の帯の特定のばね特性に、公差設計の性能範囲を、以前は不可能であったより低い力の複数のスリップ用途の精密な帯域幅制御に拡張するトレランスリングを組み合わせたものである。
【００７０】
図７は、耐食性のトレランスリング７００の種々の層を示す別の実施形態の断面図である。トレランスリング７００は、金属支持層（例えば環状帯）等の荷重支持基材７０２を含みうる。金属支持層は、炭素鋼、ばね鋼等を含む鋼、鉄、アルミニウム、亜鉛、銅、マグネシウム等の金属または金属合金もしくはそのあらゆる組み合わせを含みうる。荷重支持基材７０２は、処理前の荷重支持基材の腐食を防ぐために一時的な防食保護層７０４および７０６でコーティングされてもよい。加えて、一時的な防食保護層７０８は層７０４上に塗布されうる。
【００７１】
層７０４、７０６および７０８のそれぞれは、約１から５０ミクロン、例えば約７から１５ミクロンの厚さを有しうる。層７０４および７０６は、亜鉛、鉄、マンガンのリン酸またはそのあらゆる組み合わせもしくはナノセラミック層を含みうる。さらに、層７０４および７０６は、官能性シラン、ナノスケールのシランベースのプライマー、加水分解シラン、有機シラン接着促進剤、溶剤／水ベースのシランプライマー、塩素化ポリオレフィン、不動態化された表面、市販されている亜鉛（機械的／ガルバニック）または亜鉛−ニッケルコーティングもしくはそのあらゆる組み合わせを含みうる。層７０８は、官能性シラン、ナノスケールのシランベースのプライマー、加水分解シラン、有機シラン接着促進剤、溶剤／水ベースのシランプライマーを含みうる。一時的な防食保護層７０４、７０６および７０８は処理時に除去されうるかまたは保持されうる。
【００７２】
例えば接着層７１２または本明細書中に記載されるような他の手段を用いて低摩擦または摺動層７１０が荷重支持基材７０２に塗布されてもよい。摺動層７１０は本明細書中に記載される材料を含んでもよい。加えて、摺動層７１０は、摩擦低減用フィラー等のフィラーを含みうる。摺動層７１０内に使用されうるフィラーの例は、ガラス繊維、炭素繊維、シリコン、黒鉛、ＰＥＥＫ、二硫化モリブデン、芳香族ポリエステル、炭素粒子、青銅、フルオロポリマー、熱可塑性フィラー、炭化ケイ素、酸化アルミニウム、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ＰＰＳ、ポリフェニレンスルホン（ＰＰＳＯ２）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、芳香族ポリエステル（Ｅｃｏｎｏｌ）ならびにけい灰石および硫酸バリウム等の鉱物粒子またはそのあらゆる組み合わせを含む。フィラーはビード、繊維、粉末、メッシュの形態またはそのあらゆる組み合わせとすることができる。
【００７３】
いくつかの実施形態では、摺動層は織られたメッシュまたは拡張金属格子を含んでもよい。織られたメッシュまたは拡張金属格子は、アルミニウム、鋼、ステンレス鋼、青銅等などの金属または金属合金を含みうる。代替的に、織られたメッシュは織られたポリマーメッシュとすることもできる。代替実施形態では、摺動層はメッシュまたは格子を含まなくてもよい。別の代替実施形態では、織られたメッシュまたは拡張金属格子は２つの接着層間に植設されなくてもよい。
【００７４】
接着層７１２はホットメルト接着剤を含んでもよい。接着層７１２内に使用することができる接着剤の例には、フルオロポリマー、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテル／ポリアミド共重合体、エチレンビニル酢酸塩、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、ＥＴＦＥ共重合体、ペルフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）またはそのあらゆる組み合わせを含む。加えて、接着層７１２は、Ｒが１と２０の間の炭素原子を含む環式または直鎖式有機基である、−Ｃ＝Ｏ、−Ｃ−Ｏ−Ｒ、−ＣＯＨ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＲ、−ＣＦ２＝ＣＦ−ＯＲまたはそのあらゆる組み合わせから選択される少なくとも１つの官能基を含みうる。加えて、接着層７１２は共重合体を含みうる。実施形態では、ホットメルト接着剤は、約２５０℃以下、例えば約２２０℃以下の融解温度を有しうる。別の実施形態では、接着層７１２は、約２００℃を超える、例えば約２２０℃を超えると分解してもよい。さらなる実施形態では、ホットメルト接着剤の融解温度は２５０℃よりも高く、さらには３００℃よりも高くすることができる。
【００７５】
荷重支持基材７０２の、摺動層７１０と対向する表面上に、耐食性のコーティング７１４が塗布されうる。耐食性のコーティング７１４は、約１から５０ミクロン、例えば約５から２０ミクロンおよび例えば約７から１５ミクロンの厚さを有しうる。耐食性のコーティングは、接着促進層７１６およびエポキシ層７１８を含みうる。接着促進層７１６は、亜鉛、鉄、マンガン、スズのリン酸またはそのあらゆる組み合わせ、もしくはナノセラミック層を含みうる。接着促進層７１６は、官能性シラン、ナノスケールのシランベースの層、加水分解シラン、有機シラン接着促進剤、溶剤／水ベースのシランプライマー、塩素化ポリオレフィン、不動態化された表面、市販されている亜鉛（機械的／ガルバニック）または亜鉛−ニッケルコーティング、もしくはそのあらゆる組み合わせを含みうる。
【００７６】
エポキシ層７１８は、熱硬化エポキシ、ＵＶ硬化エポキシ、ＩＲ硬化エポキシ、電子ビーム硬化エポキシ、放射線硬化エポキシまたは空気硬化エポキシとすることができる。さらに、エポキシ樹脂は、ポリグリシジルエーテル、ジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、オキシラン、オキサシクロプロパン、エチレンオキシド、１，２−エポキシプロパン、２−メチルオキシラン、９，１０−エポキシ−９，１０−ジヒドロアントラセンまたはそのあらゆる組み合わせを含みうる。エポキシ樹脂は、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン−ホルムアルデヒド、またはそのあらゆる組み合わせをベースとした合成樹脂変性エポキシを含みうる。例として、エポキシは、
【化１】
0005503743.tif 000002
またはそのあらゆる組み合わせを含みうる。ここで、ＣＸＨＹＸＺＡＵは、任意選択でハロゲン原子ＸＺを水素原子に置換した、直鎖または分岐鎖状の飽和または不飽和炭素鎖であり、任意選択で、窒素、リン、ホウ素等などの原子がある場合、Ｂは炭素、窒素、酸素、リン、ホウ素、硫黄等のうちの１つである。
【００７７】
エポキシ樹脂は硬化剤をさらに含みうる。硬化剤は、アミン、アシッドアンハイドライド、フェノールノボラックポリ［Ｎ−（４−ヒドロキシフェニル）マレイミド］（ＰＨＰＭＩ）などのフェノールノボラックハードナー、レゾールフェノールホルムアルデヒド、脂肪族アミン化合物、ポリカルボンアンハイドライド、ポリアクリル酸、イソシアナート、カプセル化ポリイソシアネート、三フッ化ホウ素アミン錯体、クロムベースのハードナー、ポリアミドまたはそのあらゆる組み合わせを含みうる。一般に、アシッドアンハイドライドは上述のようにＲがＣＸＨＹＸＺＡＵとされうる式Ｒ−Ｃ＝Ｏ−Ｏ−Ｃ＝Ｏ−Ｒ’を満たしうる。アミンは、モノエチルアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラアミン等などの脂肪族アミン、脂環式アミン、環式脂肪族アミン、シクロ脂肪族アミン、アミドアミン、ポリアミド、ジシアンジアミド、イミダゾール誘導体等などの芳香族アミンまたはそのあらゆる組み合わせを含みうる。一般に、アミンは上述のようにＲがＣＸＨＹＸＺＡＵとされうる式Ｒ１Ｒ２Ｒ３Ｎを満たす第１級アミン、第２級アミンまたは第３級アミンとされうる。
【００７８】
実施形態では、エポキシ層７１８は、炭素フィラー、炭素繊維、炭素粒子、黒鉛、青銅、アルミニウムならびに他の金属材料およびそれらの合金等の金属製のフィラー、金属酸化物フィラー、金属コーティングされた炭素フィラー、金属コーティングされたポリマーフィラー、またはそのあらゆる組み合わせ等の、導電率を向上させるためのフィラーを含みうる。導電性フィラーは電流がエポキシコーティングを通ることを可能にでき、コーティングされたブッシングの導電率を、導電性フィラーのないコーティングされたブッシングと比較して、増加しうる。
【００７９】
実施形態では、エポキシ層がブッシングの耐食性を増加しうる。例えば、エポキシ層７１８は、水、塩等などの腐食因子が荷重支持基材に接触することを実質的に防ぐことができ、それによって荷重支持基材の化学的腐食を抑制する。加えて、エポキシ層は、異種金属材料間の接触を防ぐことによりハウジングまたは荷重支持基材のいずれかのガルバニック腐食を抑制することができる。例えば、アルミニウムブッシングをエポキシ層なしでマグネシウムハウジング内に配置するとマグネシウムの酸化を引き起こすおそれがある。しかしながら、エポキシ層７１８はアルミニウム基材がマグネシウムハウジングに接触することを防ぐことができ、ガルバニック反応による腐食を抑制する。
【００８０】
この記述ではベストモードを含む例を使用し、また、当該技術分野において通常の技量を有する者が本発明を作製かつ使用することを可能にする。特許可能な発明の範囲は請求項により定められ、当業者が実施する他の例を含んでもよい。そのような他の例は、それらが請求項の字句通りの言語と違わない構造部材を有する場合、またはそれらが請求項の字句通りの言語とわずかな相違を有する同等の構造部材を含む場合には請求項の範囲内にあることを意味する。例えば、実施形態は電動機等、風防ガラスワイパのモータ等）の回転デバイスまたはステアリングコラム調節機構等の軸方向の摺動用途に関するものでもよい。
【００８１】
実施形態がいくつかの形態のみにおいて示されているまたは記載されているが、それほど限定されるものではなく、本発明の範囲から逸脱することなく種々の変化が可能であることは当業者には明らかであろう。
【図１】
0005503743.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図７】
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