(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
穴を画定する、外側部品と、
前記穴内に配置され、前記穴に対して平行移動可能な、内側部品と、
前記内側部品および前記外側部品の間に配置される、軸受と、
前記内側部品および前記外側部品の間で、前記外側部品の前記穴内に配置される、潤滑性流体と、を備え、
前記軸受は、前記内側部品および前記外側部品の間で測定される、静摩擦係数μＳと、前記内側部品および前記外側部品の間で測定される、動摩擦係数μＤとを有し、μＳ／μＤは、１．９未満、１．８未満、１．７未満またはさらに１．６未満など、２．０未満であり、前記軸受は０．７５以上の平均形状係数を有する複数の充填剤粒子を含む充填剤を備える、直線運動アセンブリ。
【請求項２】
支柱と、
前記支柱の一部分を受け取るように適合する穴を有する、受器であって、前記受器および前記支柱が、互いに対して縦に平行移動可能である、受器と、
前記支柱および前記受器の間に配置される軸受であって、前記軸受は、複数の充填剤粒子を含む充填剤を備え、前記充填剤粒子は、０．７５以上の平均形状係数を有する、軸受と、を備える、サスペンションアセンブリ。
【請求項３】
前記軸受が、低摩擦層に連結されるバッキングを備える、請求項１または２に記載のアセンブリ。
【請求項４】
前記軸受が、第１位置に第１濃度の充填剤粒子、第２位置に第２濃度の充填剤粒子を有し、前記第１濃度は、前記第２濃度と異なる、請求項２に記載のアセンブリ。
【請求項５】
前記充填剤はさらに、複数の二次充填剤粒子を備え、前記二次充填剤粒子は、繊維ストランドを備える、請求項２に記載のアセンブリ。
【請求項６】
充填剤粒子対二次充填剤粒子の比率が、１：１以上、２：１以上、３：１以上、４：１以上、５：１以上、１０：１以上またはさらに２５：１以上など、０．５：１以上である、請求項５に記載のアセンブリ。
【請求項７】
前記充填剤粒子が青銅を備える、請求項２に記載のアセンブリ。
【請求項８】
前記充填剤粒子が、少なくとも０．８５、少なくとも０．９、少なくとも０．９５、少なくとも０．９６、少なくとも０．９７、少なくとも０．９８またはさらに少なくとも０．９９など、少なくとも０．８０、および１．０以下の平均形状係数を有する、請求項２に記載のアセンブリ。
【請求項９】
前記アセンブリはさらに、
前記支柱および前記受器の間で画定される、内部空洞と、
前記内部空洞内に閉じ込められる、潤滑性流体と、を備え、
前記軸受は、前記潤滑性流体が連通する前記内部空洞内に配置される、請求項２に記載のアセンブリ。
【請求項１０】
前記潤滑性流体が、油を備える、請求項９に記載のアセンブリ。
【請求項１１】
前記アセンブリは、前記支柱と前記受器との間で測定される静摩擦係数μＳ、および、前記支柱と前記受器との間で測定される動摩擦係数μＤを有し、μＳ／μＤは、１．９未満、１．８未満、１．７未満またはさらに１．６未満など、２．０未満であり、μＳ／μＤは、１．０より大きい、請求項２に記載のアセンブリ。
【請求項１２】
前記軸受は、前記支柱または前記内側部品が、前記受器または前記外側部品に対して、知覚可能な半径方向の遊びを持たないように、前記支柱および前記受器の間、または前記内側部品および前記外側部品の間にゼロクリアランス状態を有する、請求項１又は２に記載のアセンブリ。
【請求項１３】
前記支柱は、アルミニウム、マグネシウムまたはそれらの組み合わせを備える、請求項２に記載のアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、サスペンションアセンブリなど、直線運動システムを対象とする。
【背景技術】
【０００２】
直線運動システムは、二つ以上の部品間に相対すべりを可能にする。典型的な直線運動システムは、直線運動量の急激なベクトル変化によって引き起こされるなど、力の伝達を吸収し軽減するように概して使用される、サスペンションアセンブリである。このため、サスペンションアセンブリは、通常、主車輪から運転手へ衝撃が完全に伝達するのを防止するために、車両に使用される。
【０００３】
一つの特定タイプのサスペンションアセンブリは、同軸配置にあり、互いに対して伸縮自在に移動可能な複数の要素を利用する。そのような伸縮自在のサスペンションアセンブリは、例えば、起伏の多い地形から防護するよう、乗客または乗り手を浮かせるように、車両、オートバイまたは自転車などに用いられてもよい。業界は、乗り手をより良い形で防護し、より優れた衝撃吸収力の特性を提供できる、直線運動システムの改善を要求し続ける。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
実施形態は例示を目的に示され、添付の図面に限定されない。
【０００５】
【図１】図１は、実施形態による直線運動システムの断面図を含む。
【図２】図２は、実施形態によるサスペンションアセンブリの部分断面斜視図を含む。
【図３】図３は、実施形態によるサスペンションアセンブリの分解斜視図を含む。
【図４】図４は、サスペンションアセンブリにおける静摩擦状態を示す、グラフを含む。
【図５】図５は、実施形態による軸受の斜視図を含む。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
図面と併用する以下の記載は、本明細書に開示する教示の理解を支援するために提供される。以下の議論は、教示の具体的な実施および実施形態に焦点を合わせている。この焦点は、教示の記載を支援するために提供され、教示の範囲または利用可能性を制限するものとして解釈されるべきではない。しかしながら、本出願に開示する教示に基づいて、他の実施形態を使用することができる。
【０００７】
用語「備える」、「備え」、「含む」、「含み」、「有する」、「有し」またはそれらの他のあらゆる変形は、非排他的な包含を網羅するように意図されている。例えば、特徴の一覧を備える方法、物品または装置は、必ずしもそれらの特徴に限定されず、明確に一覧にはなく、そのような方法、物品または装置に固有ではない、他の特徴を含んでもよい。さらに、異なると明示していない限り、「または」は、包括的な「または」を意味し、排他的な「または」を意味しない。例えば、状態ＡまたはＢは、以下のうちのいずれか一つによって満たされる：Ａは真であり（または存在し）Ｂは偽であり（または存在せず）、Ａは偽であり（または存在せず）Ｂは真であり（または存在せず）、ならびにＡおよびＢの両方が真である（または存在する）。
【０００８】
また、「ａ」または「ａｎ」の使用は、本明細書に記載する要素および部品を説明するために用いられる。これは、便宜上、本発明の範囲の総合的な意義を伝えるためのみになされる。ほかのことを意味していることが明らかでない限り、本記載では、一つ、少なくとも一つまたは単数形を含むことを、複数形を含むとして解釈されるべきであり、または逆の場合も同様である。例えば、単一品目が本明細書に記載されている場合、二つ以上の品目が、単一品目のかわりに使用されてもよい。同様に、二つ以上の品目が本明細書に記載されている場合、単一品目は、二つ以上の品目に置き換えられてもよい。
【０００９】
別段で定義されない限り、本明細書で使用するすべての科学技術用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって共通して理解されるものと同じ意味を有する。材料、方法および実施例は例証のみであり、限定することを意図していない。本明細書に記載されていない場合、特定の材料および処理行為に関する多くの詳細は従来のものであり、直線運動技術の枠内の教本および他のソースに見受けられる場合がある。
【００１０】
本明細書に記載する実施形態のうちの一つ以上による直線運動システムは、概して、穴を画定する外側部品と、穴内に配置され、穴に対して平行移動可能な内側部品と、内側部品および外側部品の間に配置される軸受とを含むことができる。実施形態では、直線運動アセンブリは、内側部品および外側部品の間で測定される静摩擦係数μＳと、内側部品および外側部品の間で測定される動摩擦係数μＤとを有することができ、μＳ／μＤは１．９未満、１．８未満、１．７未満またはさらに１．６未満など、２．０未満である。別の実施形態では、直線運動システムは、１００００回転後、目に見える傷が内側部品上に、実質的に存在しないように適合することができる。より具体的には、内側部品は、例えばアルミニウムといった、比較的柔らかい材料を含むことができ、１００００回転後、目に見える傷が内側部品上に、実質的に存在しない場合がある。
【００１１】
本明細書に記載する実施形態のうちの一つ以上によるサスペンションアセンブリは、概して、受器の穴内に一部受け取られるように適合する支柱と、支柱および受器の間に配置される軸受とを含むことができる。実施形態では、受器および支柱は、所定の距離に沿って、互いに対して縦に平行移動可能であってもよい。支柱は、非圧縮状態で受器から一部露出し、圧縮力が表出すると、受器の中へと縦に平行移動してもよい。軸受は、支柱および受器間の摩擦抵抗を減少させるように適合する、低摩擦ポリマーなどの低摩擦材料を含んでもよい。実施形態では、軸受は、フルオロポリマーを含んでもよく、またはさらに本質的にフルオロポリマーから成ってもよい。さらなる実施形態では、軸受はまた、複数の充填剤粒子を含む、充填材を含んでもよい。特定の実施形態では、充填剤粒子は、０．７５以上の平均形状係数を有してもよい。別の特定の実施形態では、充填剤粒子は、概して球形状であってもよい。すなわち、充填剤粒子は、球に類似する、または球と一致する形状を有してもよい。
【００１２】
実施形態では、充填剤粒子が軸受の性能を高めてもよい。例えば、実施形態による充填剤粒子は、軸受の寿命を延ばす場合がある。充填剤粒子はさらに、受器および支柱との接触面に沿って、傷または摩耗を減らし、それによって、サスペンションアセンブリ内における粒子の蓄積を減少させてもよい。充填剤粒子はまた、軸受、支柱または受器間のスティックスリップ状態または「静摩擦」を減少させてもよい。すなわち、充填剤によって、静摩擦係数対動摩擦係数の比率を減少させ、その結果、より知覚可能な静摩擦が少ない状態となり、縦方向の平行移動の直前、および縦方向の平行移動の初期段階中に、サスペンションアセンブリのガクンとする動きまたは結合の減少が表れてもよい。
【００１３】
最初に図１を参照すると、直線運動アセンブリ１００は、概して、内側部品１０２、外側部品１０４、およびそれらの間に配置される軸受１０６を含むことができる。実施形態では、直線運動アセンブリ１００は、内側部品１０２および外側部品１０４の間で測定される静摩擦係数μＳと、内側部品１０２および外側部品１０４の間で測定される動摩擦係数μＤとを有することができ、μＳ／μＤは１．９未満、１．８未満、１．７未満またはさらに１．６未満など、２．０未満である。低いμＳ／μＤ比率（例えば、２．０未満）は、静摩擦状態により引き起こされる効果を減少できる。低いμＳ／μＤ比率はまた、相対直線運動を開始するのに必要な力を低減することによって、内側および外側部品１０２および１０４の間のオーバーシュートをそれぞれ防止してもよい。
【００１４】
ここで図２および３を参照すると、サスペンションアセンブリ２は、概して、支柱チューブ４（「支柱」）と、支柱４を受け取ることができる穴８を画定する受器６とを含むことができる。本明細書に記載するサスペンションアセンブリ２は、直線運動アセンブリ１００に対する典型的なものであることは理解されるものとする。サスペンションアセンブリ２に関するいかなる特性または特徴への言及によって、サスペンションアセンブリに限定されることを意図しておらず、スライディングシャフト、空気圧シリンダおよび油圧シリンダなどの圧力シリンダ、リニアアクチュエータ、リニアキャリッジシステム、ならびに互いに対して直線的に動く部品を有する他の電気、空気圧および油圧操作システムを含む、それらのシステムを含むがそれらに限定されない、他の直線運動アセンブリにも関連することを意図している。
【００１５】
支柱４および受器６は、図２の直線１０によって示す通り、縦方向に互いに対して縦の平行移動が可能であってもよい。支柱４は、金属または金属合金を含んでもよく、または本質的に金属または金属合金から成ってもよい。特定の実施形態では、支柱４は、アルミニウムなどアルミニウム含有の材料、マグネシウムなどマグネシウム含有の材料、またはそれらの組み合わせなどを含んでもよい。
【００１６】
軸受１２は、支柱４および受器６の間に低摩擦界面を同時に提供しながら、支柱４および受器６を互いから分離できる。実施形態では、軸受１２は、例えば、少なくとも二つの軸受、少なくとも三つの軸受、少なくとも四つの軸受またはさらに少なくとも五つの軸受など、少なくとも一つの軸受を含んでもよい。軸受１２は、互いに同軸配置にあって、支柱６を受け取ることができる隙間を画定してもよい。特定の実施形態では、少なくとも二つの隣接軸受１２は、例えば、スペーサによって軸方向に間隙を介してもよい。別の特定の実施形態では、隣接軸受１２は互いに直接接触してもよい。すなわち軸受１２の軸方向端部は触れてもよい。
【００１７】
シール１４は、軸受１２と同軸配置にあってもよい。シール１４によって、流体または破片が、受器６の穴８に侵入するのを防止してもよい。特定の実施形態では、シール１４は、硬化した破片が穴８へ侵入するのを減少させるように、一つ以上の剥離面を含んでもよい。
【００１８】
実施形態では、圧縮ロッド１６が、支柱４の縦方向端部１８に隣接する位置と、受器６の底面２０との間に延在してもよい。圧縮ロッド１６は、サスペンションアセンブリ２によって力の伝達を減衰してもよい。一つ以上のばね２２はさらに、力の伝達を減衰するのを支援できる。一つ以上のばね２２は、支柱４、穴８、軸受１２、シール１４または圧縮ロッド１６のうちの少なくともいくつかと同軸配置であり得る。
【００１９】
特定の実施形態では、サスペンションアセンブリ２は、例えば、自転車またはオートバイのフォークサスペンションアセンブリなど、フォークサスペンションアセンブリであり得る。そのような実施形態では、支柱４はクラウン２４と連結してもよい。より特定の実施形態では、クラウン２４は二つの支柱４および４と連結してもよい。当業者は、フォークサスペンションアセンブリが、単一の支柱配置を利用しながら、充分に滑らかでしっかりした乗り心地を提供できることを認識するであろう。支柱４および４は、概して互いと平行にクラウン２４から延在してもよく、すなわち、支柱４および４は、８度未満、６度未満、５度未満、４度未満、３度満、２度未満またはさらに１度未満など、１０度未満で互いに対して角度変位できる。
【００２０】
実施形態では、支柱４は、概して中空の円筒体を含んでもよい。シール２６および軸受２８の組み合わせにより、支柱の上端３０にふたをかぶせてもよい。シール２６および軸受２８は、ステムキャップ３２によって、上端３０に固定されてもよい。
【００２１】
ステアリングチューブ３４は、支柱４またはクラウン２４のうちの一つ以上から、より高い位置へと延在してもよく、使用者が操作可能なステアリング装置（図示せず）は、ヘッドセット（図示せず）などによってステアリングチューブ３４と連結できる。ハンドルバーなど、使用者が操作可能なステアリング装置を回転させることで、使用者が受器６の方向を変えて、それによって車両の方向を変更してもよい。
【００２２】
例えば、起伏の多い地形（例えば、非平面またはギザギザの地質学的形成）によって引き起こされるような、上向きの力に遭遇したとき、受器６は、支柱４の縦方向端部１８が、受器６の底面２０に接近するように、直線１０（図２）と概して平行の方向にある支柱４に向かって、平行移動してもよい。平行移動の速度は、概して、地形との衝撃の角度（すなわち、直線１０からの角度変位）と、サスペンションシステム２内の材料の性質および設定との組み合わせによって決定してもよい。ある車両は調整可能な設定を含み、選んだ設定および剛性特性が平行移動中に渡って維持されるであろうという見込みで、運転者が、環境要因および地形条件に従って、サスペンションシステム２の剛性特性を調整できる。支柱と軸受の界面が、静摩擦特性から分離し、動摩擦特性へと移動する、平行移動の初期段階直前およびその最中、しばしば選んだ剛性設定からの逸脱が最も顕著である。すなわち、静摩擦により引き起こされる縦の平行移動の遅れが、しばしば、運転者の所望する設定および剛性特性からの最も顕著な逸脱である。
【００２３】
一つ以上の実施形態により、静摩擦は、軸受１２を調整することで、サスペンションシステム２内において減少でき、それによって、結果としてより速い分離状態、および運転者に順応したより望ましいサスペンション特性となる。そのような所望の剛性特性は、乗り手が最高級で高性能の部品に期待するようになる、より滑らかな乗り心地に表れ得る。実施形態では、軸受１２は、静摩擦係数μＳおよび動摩擦係数μＤを有し、比率μＳ／μＤは１．９未満、１．８未満、１．７未満またはさらに１．６未満など、２．０未満である。別の実施形態では、μＳ／μＤは１．０より大きい。
【００２４】
実施形態では、軸受１２は低摩擦材料を含んでもよい。典型的な材料は、例えば、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、それらの由来物またはさらにそれらの組み合わせなどのポリマーを含む。特定の実施形態では、軸受１２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、それらの誘導体またはさらにそれらの組み合わせなどのポリマーを少なくとも一部含む、もしくは基本的にそのようなポリマーから成ることができる。さらなる実施形態では、軸受１２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、それらの誘導体またはさらにそれらの組み合わせなどのポリケトンを含むことができる。追加実施形態では、軸受は超高分子量ポリエチレンを含むことができる。
【００２５】
フルオロポリマーは特定の実施形態により使用される。典型的なフルオロポリマーは、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）またはそれらのあらゆる組み合わせを含む。
【００２６】
図５を参照すると、実施形態により、軸受１２はさらに、低摩擦材料３８と連結されるバッキング３６を含むことができる。バッキング３６は、低摩擦材料３８に対する構造的支持を提供してもよい。実施形態では、バッキング３６は、低摩擦３８の材料が、支柱４および受器６（図２および３）の間の相対的平行移動中にクリープを起こし得る空間を画定してもよい。バッキング３６は、例えば、ハードポリマー、金属またはセラミックなど、剛性があり強い材料を含んでもよい。典型的なバッキング材料はアルミニウム、マグネシウムまたは鋼などを含んでもよい。実施形態では、バッキング３６は、例えば、接着剤、締結具、または圧着部分もしくはフリンジ付き部分など機械的特徴によって、低摩擦材料３８に固定されてもよい。実施形態では、軸受１２は、知覚可能な単一部品であるような、一体構造を有することができる。実施形態では、他の支持部およびバッキング構造は、軸受１２と共に利用されてもよい。本開示は、上述のバッキングまたはバッキング付着方法によって、限定されることを意図していない。
【００２７】
実施形態により、軸受１２は、支柱４に取り付ける前に測定される、支柱４の内径ＩＤＢを、支柱４の外径ＯＤＳより小さくしてもよい。すなわち、軸受１２は支柱４に対して小型であってもよい。例えば、実施形態では、ＯＤＳは少なくとも１．０２ＩＤＢ、少なくとも１．０３ＩＤＢ、少なくとも１．０４ＩＤＢ、少なくとも１．０５ＩＤＢ、少なくとも１．１ＩＤＢまたはさらに少なくとも１．２ＩＤＢなど、少なくとも１．０１ＩＤＢであり得る。さらなる実施形態では、ＯＤＳは１．４ＩＤＢ以下またはさらに１．３ＩＤＢ以下など、１．５ＩＤＢ以下であり得る。支柱４の取り付け中、軸受１２の内径は、支柱４の外径を収容するために増大してもよい。そのため、組み立て後、ＩＤＢはＯＤＳと等しくてもよく、またはおおよそ等しくてもよい。本明細書に使用する場合、「おおよそ等しい」は、±４％以下の相対変位、±３％以下の相対変位、±２％以下の相対変位またはさらに±１％以下の相対変位など、二つの物体の測定値の相対変位が±５％以下であることを指す。
【００２８】
低摩擦材料はさらに、低摩擦材料の中に含浸されるまたは埋め込まれる、充填材を含んでもよい。
【００２９】
実施形態では、充填材は、０．７５以上の平均形状係数を有する、複数の充填剤粒子を含んでもよい。本明細書に使用する場合、「平均形状係数」は２０個の充填剤粒子に対する平均形状係数を説明する。本明細書に使用する場合、「形状係数」は、最小内接円と比較したときの、単一の充填剤粒子の相対的な断面形状を説明する。形状係数が１．０に近づけば近づくほど、充填剤粒子の断面形状は、完全な円に近づく。円は形状係数１．０を有し、正三角形は形状係数約０．４１３を有し、正方形は形状係数約０．６３７を有し、五角形は形状係数約０．７５７を有し、六角形は形状係数約０．８２７を有し、七角形は形状係数約０．８７１を有する。特定の実施形態では、複数の充填剤粒子は少なくとも０．８５、少なくとも０．９、少なくとも０．９５、少なくとも０．９６、少なくとも０．９７、少なくとも０．９８またはさらに少なくとも０．９９など、少なくとも０．８０の平均形状係数を有してもよい。別の実施形態では、複数の充填剤粒子は１．０以下の平均形状係数を有してもよい。
【００３０】
実施形態では、充填材は複数の充填剤粒子を含み、各々が球形を有してもよい。球状の充填剤粒子は、概して、一つの寸法（例えば、長さ）が他の寸法（例えば、幅および高さ）より有意に大きい細長い本体である、繊維およびストランドとは対照的に、概して球形を有する粒子として認識される。球状の充填剤粒子は、形状係数１．０を有する必要はなく、むしろ、０．８０、０．８２、０．８４、０．８６、００．８８、０．９０、０．９２、０．９４、０．９６またはさらに０．９８など、より小さい形状係数を有することができる。
【００３１】
特定の実施形態では、充填材は少なくとも２５ｖｏｌ％、少なくとも３０ｖｏｌ％、少なくとも３５ｖｏｌ％、少なくとも４０ｖｏｌ％、少なくとも４５ｖｏｌ％またはさらに少なくとも５０ｖｏｌ％など、軸受１２の少なくとも２０ｖｏｌ％を占めることができる。別の特定の実施形態では、充填材は７５ｖｏｌ％以下、７０ｖｏｌ％以下、６５ｖｏｌ％以下、６０ｖｏｌ％以下またはさらに５５ｖｏｌ％など、軸受１２の８０ｖｏｌ％以下を占めることができる。
【００３２】
特定の例では、充填材は軸受１２の少なくとも２５ｗｔ％、少なくとも３０ｗｔ％、少なくとも３５ｗｔ％、少なくとも４０ｗｔ％、少なくとも４５ｗｔ％またはさらに少なくとも５０ｗｔ％など、軸受１２の少なくとも２０ｗｔ％を備えることができる。別の特定の例では、充填材は７５ｗｔ％以下、７０ｗｔ％以下、６５ｗｔ％以下、６０ｗｔ％以下またはさらに５５ｗｔ％以下など、軸受１２の８０ｗｔ％以下を備えることができる。
【００３３】
充填材対低摩擦材料の比率は、少なくとも１：３、少なくとも１：２またはさらに少なくとも１：１など、少なくとも１：４であり得る。充填材対低摩擦材料の比率は、３：１以下、２：１以下またはさらに１：１など、４：１以下であり得る。特定の実施形態では、充填材対低摩擦材料の比率は、１：２から２：１の範囲であり得る。より特定の実施形態では、充填材対低摩擦材料の比率は、おおよそ１：１であり得る。
【００３４】
典型的な充填材はガラス繊維、炭素繊維、ケイ素、ＰＥＥＫ、芳香族ポリエステル、炭素粒子、青銅、フルオロポリマー、熱可塑性充填剤、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）、ＬＣＰ、芳香族ポリエステル、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、黒鉛、書記素、膨張黒鉛、窒化ホウ素、滑石、フッ化カルシウムまたはそれらのあらゆる組み合わせを含む。加えて、充填剤はアルミナ、シリカ、二酸化チタン、フッ化カルシウム、窒化ホウ素、雲母、珪灰石、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ジルコニア、カーボンブラック、色素またはそれらのあらゆる組み合わせを含むことができる。
【００３５】
特定の実施形態では、複数の充填剤粒子の各々が金属を含み、または本質的に金属から成る。より特定の実施形態では、複数の充填剤粒子の各々が青銅を含み、または本質的に青銅から成る。青銅の充填剤粒子は、軸受１２により長い寿命をもたらしてもよく、例えば、他の充填材の使用によって発生する場合がある、他の部品の表面摩耗を最小化する。
【００３６】
青銅の球状充填剤粒子は、耐用年限にわたる使用で、軸受と支柱の界面に一貫して繰り返し可能なすべり特性を維持しながら、軸受１２の動作可能な寿命を伸ばしてもよい。
【００３７】
一つ以上の実施形態により、充填材はさらに、上で議論した複数の充填剤粒子と比較して、異なる性質を有する複数の第２充填剤粒子を含んでもよい。例えば、複数の第２充填剤粒子は、異なる材料組成または大きさを各々有してもよい。非限定的実施例として、複数の第２充填剤粒子は各々、前に議論した複数の充填剤粒子の選ばれた材料とは異なる、上に列挙した材料を含んでもよく、基本的にその材料から成ってもよい。
【００３８】
特定の実施形態では、複数の第２充填剤粒子は、非球形であってもよく、または０．７未満、０．６５未満、０．６未満、０．５５未満さらにまたは０．５未満など、０．７５未満の形状係数を有してもよい。複数の第２充填剤粒子は繊維、ストランドまたは他の細長い本体を含んでもよい。
【００３９】
充填剤粒子対第２充填剤粒子の比率は、少なくとも１：５、少なくとも１：４、少なくとも１：３、少なくとも１：２、少なくとも１：１、少なくとも２：１またはさらに少なくとも３：１など、少なくとも１：１０であってもよい。実施形態では、充填剤粒子対第２充填剤粒子の比率は、５０：１以下、２０：１以下、１０：１以下またはさらに５：１以下など、１００：１以下であってもよい。
【００４０】
特定の実施形態では、充填剤粒子対第２充填剤粒子の比率は１：１である。別の特定の実施形態では、充填剤粒子対第２充填剤粒子の比率は４：１である。さらに別の特定の実施形態では、充填剤粒子対第２充填剤粒子の比率は１：４である。
【００４１】
実施形態１
内側部品および外側部品の間で測定される、静摩擦係数μＳと、内側部品および外側部品の間で測定される、動摩擦係数μＤとを有し、μＳ／μＤは、１．９未満、１．８未満、１．７未満またはさらに１．６未満など、２．０未満である、直線運動アセンブリ。
【００４２】
実施形態２
内側部品および外側部品の間で測定される、静摩擦係数μＳと、内側部品および外側部品の間で測定される、動摩擦係数μＤとを有し、μＳ／μＤは、静摩擦試験により測定する場合、少なくとも１０００回転、少なくとも５０００回転、少なくとも１００００回転またはさらに少なくとも１０００００回転など、少なくとも５００回転で、１．９未満、１．８未満、１．７未満またはさらに１．６未満など、２．０未満である、直線運動アセンブリ。
【００４３】
実施形態３
穴を画定する、外側部品と、
穴内に配置され、穴に対して平行移動可能な、内側部品と、
内側部品および外側部品の間に配置される、軸受と、を備え
軸受は、半径方向の厚さの初期平均ＴＩを有し、軸受は、全３，０００，０００回転後の半径方向の厚さの平均ＴＥを有し、ＴＩ／ＴＥは、少なくとも０．９１、少なくとも０．９２、少なくとも０．９３、少なくとも０．９４、少なくとも０．９５、少なくとも０．９６、少なくとも０．９７、少なくとも０．９８またはさらに少なくとも０．９９など、少なくとも０．９である、直線運動アセンブリ。
【００４４】
実施形態４
穴を画定する、外側部品と、
穴内に配置され、穴に対して平行移動可能な、内側部品と、
内側部品および外側部品の間に配置される、軸受と、
内側部品および外側部品の間で、外側部品の穴内に配置される、潤滑性流体と、を備え、
軸受は、内側部品および外側部品の間で測定される、静摩擦係数μＳと、内側部品および外側部品の間で測定される、動摩擦係数μＤとを有し、μＳ／μＤは、１．９未満、１．８未満、１．７未満またはさらに１．６未満など、２．０未満である、直線運動アセンブリ。
【００４５】
実施形態５
穴を画定する、外側部品と、
穴内に配置され、穴に対して平行移動可能な、内側部品と、
内側部品および外側部品の間に配置される、軸受と、
内側部品および外側部品の間で、外側部品の穴内に配置される、潤滑性流体と、を備え、
軸受は、内側部品および外側部品の間で測定される、静摩擦係数μＳと、内側部品および外側部品の間で測定される、動摩擦係数μＤとを有し、μＳ／μＤは、１．９未満、１．８未満、１．７未満またはさらに１．６未満など、２．０未満である、リニアアクチュエータ。
【００４６】
実施形態６
支柱と、
支柱の一部分を受け取るように適合する穴を有する、受器であって、受器および支柱が、互いに対して縦に平行移動可能である、受器と、
支柱および受器の間に配置される、軸受と、
支柱および受器の間にある内部空洞内に配置される、潤滑性流体と、を備え、
軸受は、支柱および前記受器の間で測定される、静摩擦係数μＳと、支柱および受器の間で測定される、動摩擦係数μＤとを有し、μＳ／μＤは、１．９未満、１．８未満、１．７未満またはさらに１．６未満など、２．０未満である、サスペンションアセンブリ。
【００４７】
実施形態７
アルミニウム、マグネシウムまたはそれらの組み合わせを備える、支柱と、
支柱の一部分を受け取るように適合する穴を有する、受器であって、受器および支柱が、互いに対して縦に平行移動可能である、受器と、
支柱および受器の間に配置される、軸受と、を備え、
内側部品および外側部品の間で測定される、静摩擦係数μＳと、内側部品および外側部品の間で測定される、動摩擦係数μＤとを有し、μＳ／μＤは、１．９未満、１．８未満、１．７未満またはさらに１．６未満など、２．０未満であり、１００００回転の後、支柱上には目に見える傷が実質的に存在しない、サスペンションアセンブリ。
【００４８】
実施形態８
支柱と、
支柱の一部分を受け取るように適合する穴を有する、受器であって、受器および支柱が、互いに対して縦に平行移動可能である、受器と、
支柱および受器の間に配置される軸受であって、軸受は、複数の充填剤粒子を含む充填剤を備え、充填剤粒子は、０．７５以上の平均形状係数を有する、軸受と、を備える、サスペンションアセンブリ。
【００４９】
実施形態９
受器の中に配置され、受器に対して縦に平行移動可能である、支柱と、
支柱および受器の間に配置される軸受であって、軸受は、複数の充填剤粒子を含む充填剤を備え、各充填剤粒子は、大まかな球形を備える、軸受と、を備える、サスペンションアセンブリ。
【００５０】
実施形態１０
内側部品および外側部品の間に配置される、軸受をさらに備える、実施形態１および２のいずれか一つに記載のアセンブリ。
【００５１】
実施形態１１
軸受が、低摩擦層に連結されるバッキングを備える、実施形態３〜１０のいずれか一つに記載のサスペンション。
【００５２】
実施形態１２
バッキングが、アルミニウムまたは鋼などの金属を備える、実施形態１１に記載のサスペンション。
【００５３】
実施形態１３
バッキングが、接着剤によって低摩擦層に連結される、実施形態１１および１２のいずれか一つに記載のサスペンション。
【００５４】
実施形態１４
バッキングが、低摩擦層の内側に放射状に配置される、実施形態１１〜１３のいずれか一つに記載のサスペンション。
【００５５】
実施形態１５
バッキングが、低摩擦層の外側に放射状に配置される、実施形態１１〜１３のいずれか一つに記載のサスペンション。
【００５６】
実施形態１６
軸受が、ＰＴＦＥなどのフルオロポリマーを備える、実施形態３〜１５のいずれか一つに記載のサスペンションアセンブリ。
【００５７】
実施形態１７
フルオロポリマーが、少なくとも２０ｖｏｌ％、少なくとも３０ｖｏｌ％、少なくとも４０ｖｏｌ％またはさらに少なくとも５０ｖｏｌ％など、軸受の少なくとも１０ｖｏｌ％を備える、実施形態１６に記載のサスペンションアセンブリ。
【００５８】
実施形態１８
フルオロポリマーが、５５ｖｏｌ％以下など、軸受の６０ｖｏｌ％以下を備える、実施形態１６および１７のいずれか一つに記載のサスペンション。
【００５９】
実施形態１９
軸受が、複数の充填剤粒子を含む充填剤を備える、実施形態３〜１８のいずれか一つに記載のサスペンションアセンブリ。
【００６０】
実施形態２０
軸受が、概して均質な組成を備える、実施形態７〜１９のいずれか一つに記載のサスペンションアセンブリ。
【００６１】
実施形態２１
軸受が、均質な組成を備える、実施形態７〜２０のいずれか一つに記載のサスペンションアセンブリ。
【００６２】
実施形態２２
軸受が、不均一な組成を備える、実施形態７〜１９のいずれか一つに記載のサスペンションアセンブリ。
【００６３】
実施形態２３
軸受が、第１位置に第１濃度の充填剤粒子、第２位置に第２濃度の充填剤粒子を有し、第１濃度は第２濃度と異なる、実施形態２２に記載のサスペンションアセンブリ。
【００６４】
実施形態２４
充填剤が、少なくとも２０ｖｏｌ％、少なくとも３０ｖｏｌ％、少なくとも４０ｖｏｌ％またはさらに少なくとも５０ｖｏｌ％など、軸受の少なくとも１０ｖｏｌ％を備える、実施形態７〜２３のいずれか一つに記載のサスペンションアセンブリ。
【００６５】
実施形態２５
充填剤が、５５ｖｏｌ％以下など、軸受の６０ｖｏｌ％以下を備える、実施形態７〜２４のいずれか一つに記載のサスペンションアセンブリ。
【００６６】
実施形態２６
充填剤はさらに、複数の二次充填剤粒子を備え、二次充填剤粒子は、繊維ストランドを備える、実施形態７〜２５のいずれか一つに記載のサスペンションアセンブリ。
【００６７】
実施形態２７
充填剤粒子対二次充填剤粒子の比率が、１：１以上、２：１以上、３：１以上、４：１以上、５：１以上、１０：１以上またはさらに２５：１以上など、０．５：１以上である、実施形態２６に記載のサスペンションアセンブリ。
【００６８】
実施形態２８
充填剤が金属を備える、実施形態７〜２７のいずれか一つに記載のサスペンションアセンブリ。
【００６９】
実施形態２９
充填剤が青銅を備える、実施形態７〜２８のいずれか一つに記載のサスペンションアセンブリ。
【００７０】
実施形態３０
充填剤粒子が、少なくとも０．８５、少なくとも０．９、少なくとも０．９５、少なくとも０．９６、少なくとも０．９７、少なくとも０．９８またはさらに少なくとも０．９９など、少なくとも０．８０の平均形状係数を有する、実施形態７〜２９のいずれか一つに記載のサスペンションアセンブリ。
【００７１】
実施形態３１
充填剤粒子が、１．０以下の平均形状係数を有する、実施形態７〜３０のいずれか一つに記載のサスペンションアセンブリ。
【００７２】
実施形態３２
前記アセンブリはさらに、
支柱および受器の間で画定される、内部空洞と、
内部空洞内に閉じ込められる、潤滑性流体と、を備え、
軸受は、潤滑性流体と連通して、内部空洞内に配置される、実施形態７〜３１のいずれか一つに記載のサスペンションアセンブリ。
【００７３】
実施形態３３
潤滑性流体が油を備える、実施形態３２に記載のサスペンションアセンブリ。
【００７４】
実施形態３４
内部空洞が、シールにより外部環境から流体の中で分離されている、実施形態３２および３３のいずれか一つに記載のサスペンションアセンブリ。
【００７５】
実施形態３５
支柱または内側部品が、アルミニウムおよびマグネシウムから選択される材料を備える、先行実施形態のいずれか一つに記載のサスペンションアセンブリ。
【００７６】
軸受が、支柱または内側部品に沿って、陽極酸化された位置で支柱または内側部品に接触するように、支柱または内側部品が、少なくとも一部陽極酸化される、先行実施形態のいずれか一つに記載のサスペンションアセンブリ。
【００７７】
実施形態３６
アセンブリは静摩擦係数μＳおよび動摩擦係数μＤを有し、μＳ／μＤは、１．９未満、１．８未満、１．７未満またはさらに１．６未満など、２．０未満である、先行実施形態のいずれか一つに記載のサスペンションアセンブリ。
【００７８】
実施形態３７
μＳ／μＤが１．０より大きい、実施形態３６に記載のサスペンションアセンブリ。
【００７９】
軸受は、支柱または内側部品が、受器または外側部品に対して、知覚可能な半径方向の遊びを持たないように、支柱および受器の間、または内側部品および外側部品の間にゼロクリアランス状態を有する、先行実施形態のいずれか一つに記載のサスペンションアセンブリ。
【実施例】
【００８０】
二つの軸受が静摩擦性能の比較のために作成された。第１サンプルＳ１は、Ｅｋｏｎｏｌを充填したＰＴＦＥから形成され、第２サンプルＳ２は、球状の青銅を充填したＰＴＦＥから形成される。サンプルＳ１およびＳ２は、各々おおよそ等しい充填剤粒子対低摩擦材料の比率を含有する。すなわち、Ｅｋｏｎｏｌ対ＰＴＦＥ（Ｓ１）および青銅対ＰＴＦＥ（Ｓ２）の比率がおおよそ等しい。
【００８１】
サンプルＳ１は、初期の内径３２ｍｍ、側壁厚１．３２ｍｍおよび軸方向高さ２０ｍｍを有した。Ｅｋｏｎｏｌ対ＰＴＦＥの比率は約２７：７３で、混合物の分布はおおよそ均質であった。
【００８２】
サンプルＳ２は、初期の内径３２ｍｍ、側壁厚１．３２ｍｍおよび軸方向高さ２０ｍｍを有した。球状の青銅対ＰＴＦＥの比率は約４０：６０で、混合物の分布はおおよそ均質であった。
【００８３】
両サンプルは、適切なＡＳＴＭ標準に較正されたＩｎｓｔｒｏｎの装置Ｅ１００００を使用して、同一のテストにより試験した。ＩｎｓｔｒｏｎのＥ１００００のシャフトは、表面粗さＲａ０．１５ミクロンで硬質の陽極酸化仕上げであった。
【００８４】
ＩｎｓｔｒｏｎのＥ１００００にサンプルを位置付ける前に、シャフトに室温の油を塗った。両サンプルに対して試験を３回反復するのに、三つの異なる油を使用した。油１は商品名ＧｏｌｄでＦｏｘ  Ｈｅａｄ，  Ｉｎｃ．が販売する１０ｗｔのものである。油２は商品名ＧｒｅｅｎでＦｏｘ  Ｈｅａｄ，  Ｉｎｃ．が販売する１０ｗｔのものである。油３は商品名ＲｅｄでＦｏｘ  Ｈｅａｄ，  Ｉｎｃ．が販売する１０ｗｔのものである。
【００８５】
試験を実施する際は、サンプルの一つを、シャフトとＩｎｓｔｒｏｎのＥ１００００の穴との間に放射状に位置付けた。その後サンプルに５分間、１．０Ｍｐａの半径方向圧力を静的に負荷した。５分後、シャフトは穴に対して２ｍｍ／ｓで移動しており、値が測定された。連続する移動の間、それぞれのサンプルには５分間１．０Ｍｐａが静的に負荷された。第１サンプルの試験が終了した後、第２サンプルが同じパラメータを使用して試験された。
【００８６】
図４は、三つのサンプルすべての試験から得られた代表的なデータを示すプロットを含み、各サンプルは、別個の試験で上に列挙した三つの潤滑剤を使用して試験した。示す通り、サンプルＳ２はＲｅｄの油を使用したとき、最高の静摩擦性能を実証した。すなわち、サンプルＳ２はＲｅｄの油を使用した試験のとき、静摩擦係数／動摩擦係数の比率が１．６であった。特にサンプルＳ２は、三つの油の種類すべてを使用したサンプルＳ１と比較すると、静摩擦性能の減少が見られた。サンプルＳ１と比較した場合の、サンプルＳ２の相対的な静摩擦の向上は、３種類の油を使用して、５９％から７３％の向上の範囲であった。サンプルＳ２／サンプルＳ１の静摩擦の平均減少率は、約６５％であった。
【００８７】
明確にするために、別個の実施形態の文脈で本明細書に記載する、ある特徴もまた、単一の実施形態において組み合わせで提供されてもよい。反対に、簡潔にするために、単一の実施形態の文脈で記載する、様々な特徴もまた、別個にまたはあらゆる部分的な組み合わせで提供されてもよい。さらに、範囲を述べた値への参照は、その範囲内の一つ一つの値を含む。
【００８８】
利益、他の利点および問題に対する解決策について、具体的な実施形態に関して上述してきた。しかしながら、利益、利点、問題に対する解決策、およびあらゆる利益、利点もしくは解決策を生じさせ得る、またはより明白になり得るいかなる特徴も、いずれかまたはすべての請求項の重要で、必要な、または必須の特徴として解釈されるべきではない。
【００８９】
本明細書に記載する実施形態の明細書および図面は、様々な実施形態の構成の全般的な理解を提供することを意図している。明細書および図面は、本明細書に記載する構成または方法を使用する、装置およびシステムの要素および特徴すべての包括的ならびに広範な記載として機能を果たすことを意図していない。別個の実施形態もまた、単一の実施形態において組み合わせて提供されてもよく、反対に、簡潔にするために、単一の実施形態の文脈で記載する様々な特徴もまた、別個にまたはあらゆる部分的な組み合わせで提供されてもよい。さらに、範囲を述べた値への参照は、その範囲内の一つ一つの値を含む。多くの他の実施形態は、本明細書を読んだ後にのみ、当業者に明らかとなってもよい。本開示の範囲から逸脱することなく、構造的置換、論理的置換または別の変更を行ってもよいように、他の実施形態が使用されてもよく、本開示から導き出されてもよい。したがって、本開示は制限的ではなく、例示的であると見なされるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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