(57)【要約】軸受が説明され、上記軸受は略円筒形の形態であり、軸受材料のライニングを上に有する強力な裏打ち材料を具備する材料から形成されており、壁厚は、中に設けられた波形を有する。波形は、軸受軸に対して軸方向または横方向のいずれかに延在してもよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受であって、略円筒形の形態であり、軸受材料のライニングを上に有する強力な裏打ち材料を具備する材料から形成されており、壁厚は、中に設けられた波形を有する軸受。
【請求項２】
前記波形は、裏打ちされた軸受材料の薄板または帯板の可塑性変形によって形成され、前記波形は前記壁厚を通って延在する請求項１記載の軸受。
【請求項３】
前記波形は、軸受軸へ実質的に平行な方向に延在する請求項１または２に記載の軸受。
【請求項４】
前記波形は、前記軸受軸に対して横方向に延在する請求項１または２に記載の軸受。
【請求項５】
前記波形は、前記軸受軸に対して斜めに延在する請求項１または２に記載の軸受。
【請求項６】
前記波形は、２方向以上に延在する請求項１または２に記載の軸受。
【請求項７】
当初帯板は平らな帯板であり、前記波形材料の全体的壁厚は、前記波形材料が形成される前記平らな帯板の厚さよりも大きい請求項２記載の軸受。
【請求項８】
前記軸受材料ライニングは、プラスチック材料である請求項１乃至７のいずれか１項に記載の軸受。
【請求項９】
軸受の外径上の波形材料の波形によって形成される溝およびリッジの幅が不均一である軸受。
【請求項１０】
軸受材料の前記ライニングが、多孔性の層によって前記裏打ち材料に結合される請求項１乃至９のいずれか１項に記載の軸受。
【請求項１１】
前記多孔性の層は焼結されたブロンズ粉である請求項１０記載の軸受。
【請求項１２】
前記強力な裏打ち材料は鋼である請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の軸受。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の軸受を含む蝶番アセンブリ。
【請求項１４】
前記軸受はフランジが付けられる請求項１３記載の蝶番アセンブリ。
【請求項１５】
中に２つの軸受が含まれる請求項１３または１４に記載の蝶番アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は滑り軸受に関し、特に、形態が略円筒形であり、薄板または帯板の材料で包まれた滑り軸受に関する。
【０００２】
包まれた軸受、すなわち、軸受業界ではよく称されるように「ブッシュ」は、たとえば、自動車のドアの蝶番に使用されることが多い。そのような軸受は、高回転速度または高頻度使用回数にはさらされないが、ドアが開いているとき且つそうでなければ支持されていないときには、蝶番に取り付けられている自動車ドアの重量のため、てこの作用によって課せられる高い荷重を受けやすい。
【０００３】
この種類の用途に通常使用される軸受材料の１つのタイプは、たとえば、上にプラスチック軸受材料のライニングを有する鋼の強力な裏打ち材料を具備する。プラスチック材料の種類によって、鋼上に多孔性材料の層があることが多く、その中に、プラスチック材料を裏打ちへ結合するのを促進するために、プラスチック材料が含浸される。公知の結合材料が、鋼裏打ちへ焼結された多孔性ブロンズ粉の層であり、これに、プラスチック材料が含浸される。結合層の表面は、それ自体で、公知の「ＤＵ」（登録商標）型材料等の材料の軸受特性に貢献することができ、その材料は、青銅内に含浸されたＰＴＦＥ含有鉛のプラスチック材料を具備し、その粒子が軸受走行表面に発生する。あるいは、結合層は、プラスチック材料を裏打ちへ接着する手段を構成するのみであってもよく、その層は、軸受表面特性自体には何の役割も演じない。
【０００４】
上記に参照したドア蝶番の場合には、軸受は、軸受内腔と関連蝶番ピンとの間に隙間なしで操作され、すなわち、軸受表面は蝶番ピン材料に絶えず接触し、「ゼロクリアランス」軸受システムを形成する。これは、ドアが、開いたときに垂れ下がるのを防止するためである。
【０００５】
記載した種類の軸受は、製造するのに経済的でなければならない。この理由のため、軸受製造業者によって製造されるブッシュの寸法許容誤差は、非常に大きくなる傾向があり、一般に自動車業者または別の異なる供給業者によって製造されるブッシュハウジングおよび蝶番ピンの許容誤差も、非常に大きくなる傾向があり、６０乃至１００μｍ台である。
【０００６】
そのような大きな許容誤差に適応するために、特に、ブッシュ、ハウジングおよびピンの許容誤差の組み合わせが、協働して過度の隙間嵌めまたは過度の締まり嵌めのいずれかを提供するときには、サイジングツールをブッシュに押し通し、ハウジングに嵌めて、より容認可能な減少した許容範囲を作ることは一般的な慣行である。このサイジング過程は、業界では「磨き仕上げ」（“ｂｕｒｎｉｓｈｉｎｇ”）として公知である。蝶番ピン付ドアが自動車に嵌められるときには、ブッシュとピンとの間の隙間はゼロでなければならず、そのため、場合によっては、ゼロクリアランスを確実にするためにピン直径の範囲が利用可能でなければならない。磨き仕上げ操作は、ライニングおよび結合層に可塑性流れを生じさせ、これは、結果として、ブッシュへ永久的な損傷を与え、且つ、寿命が短くなることになる。
【０００７】
さらに複雑なことに、自動車製造業者は、最大ドア蝶番開口トルクを特定することが一般的であり、それ未満で蝶番は操作されなければならず、したがって、過度にきつい蝶番を許容することはできない。
【０００８】
上記の問題を鑑みて、製造業者は、大きな製造許容誤差に適応することができ且つ経済的な製造を維持することができるように、軸受ブッシュへいくらかの整合性または弾力性を提供する方法を求めている。
【０００９】
米国特許第５，６０９，４２１号は、軸方向で見たときに丸みを帯びていない断面のブッシュを作ることによって、ブッシュへ整合性または弾力性を提供する。記載されたブッシュは、わずかに三角形の形態であり、側面は湾曲しており、そのため、ブッシュ裏打ちの外側表面は、基本的に、３点で丸いハウジング内腔に接触する。同様に、蝶番ピンも３点で挿入されたブッシュに接触するだけであり、この３点は、ブッシュ外径およびハウジング内腔に接触する位置から回転的に傾斜してずれている。このようにして、蝶番ピンに接触するラインに対向する軸受壁部分は、側部荷重に応答して弾性的に変形することができる。しかし、この設計によって、軸受は公称的にはゼロクリアランス軸受として作用しているが、ドアが開口したときに垂れ下がりが多くなりすぎることがあると思われる。この種類のブッシュのさらなる不利点は、蝶番ピンと軸受表面との間の接触が３線接触のみであり、したがって、可塑性ライニング材料の軸受磨耗が、望ましいものよりも急激である。
【００１０】
したがって、本発明の目的は、先行技術の軸受の不利点のないゼロクリアランス軸受を提供することである。
【００１１】
本発明によると、軸受が設けられ、軸受は、略円筒形の形態であり、軸受材料のライニングを上に有する強力な裏打ち材料を具備する材料から形成されており、壁厚は、中に設けられた波形を有する。
【００１２】
波形は、裏打ちされた軸受材料の平らな薄板または帯板の可塑性変形によって形成されてもよく、波形は、壁厚を通って延在する。全体的壁厚はしたがって、波形材料が形成される帯板の厚さよりも大きい。
【００１３】
上記のように、波形は、軸受に形成する前に軸受ブランクが切断される平らな帯板から形成されてもよい。あるいは、波形は、軸受への加工中に、鋼を裏打ちした材料に形成されてもよく、すなわち、波形は、軸受ブッシュ形成操作中に軸受ブランク内に組み込まれてもよい。
【００１４】
波形は、視覚的には、平らな帯板の両外側表面上の溝およびリッジとして表れるが、軸受軸へ実質的に平行な方向に、且つ／または、それに対して横方向に、且つ／または、それに対して斜めに、延在してもよい。このようにして、本発明の軸受は、１方向以上に延在する波形を有してもよい。
【００１５】
本発明による軸受の１つの重要な利点は、軸受を磨き仕上げする従来の技術を省略することができることである。上記に説明したように、磨き仕上げは、正確な内腔サイズを作るための技術であり、丸みを帯びた形状の部分を有するツールを軸受の内腔に押し通らせることによって行われ、丸みを帯びた部分は、軸受内腔がそのハウジングに嵌められたときの直径よりも大きな直径を有する。磨き仕上げステップは、軸受材料構造物に変形を生じさせ、極端な場合には、軸受ライニングと裏打ち材料との間の結合を弱らせることもある。磨き仕上げは、軸受製造には費用がかかる追加ステップであり、本発明による軸受では、回避することができる。
【００１６】
本発明において、軸受壁厚がより大きな程度の変形に適応することができるため、磨き仕上げステップは省略されてもよく、単に適切なサイズの蝶番ピンを挿入することによって、正確なゼロクリアランス嵌めを達成することができる。蝶番ピンの直径は、軸受内腔の必要なサイジングを行うように選択される。しかし、蝶番ピン用の正確なサイズは、比較的広い許容範囲を包含し、従来のピン製造技術の結果として、蝶番ピンの直径は、通常、その中に入る。蝶番ピンの挿入によって達成されたブッシュの可塑性変形は、２０％台であってもよい。
【００１７】
本発明をより完全に理解するために、添付の図面を参照して、例示のためにのみ、実施例が説明される。
【００１８】
次に図面を参照するが、同一の特徴部には、共通の参照符号が付されている。
【００１９】
図１は、本発明による軸受ブッシュ１０の斜視図を示す。ブッシュは、鋼裏打ち１２と、その一方の側部に結合されたプラスチックライニング材料１４を有する平らな帯板材料（図示せず）から作られる。平らな帯板材料は、ロール２０、２２（図４参照）の間を通り、波形の材料４０を形成する（図５および図６参照）。ロール２０、２２はそれぞれ軸２４、２６を中心にして回転し、協働溝２８、３０および突出するリッジ３２、３４を有し、一方のロールの突出するリッジは、他方のロールの溝内に収容されることが可能である。ロールがより近くに引き合わされると、投入された平らな帯板は変形して、その壁厚を通って延在する波形３６を受け取るようにする。このようにして、波形帯板４０は、上にライニング１４を有する隆起したリッジ４２を具備し、各リッジ４２は溝４４によって次のリッジから分離される。波形材料４０の裏側は、隆起した鋼リッジ４６を具備し、各リッジ４６は溝４８によって次のリッジから分離されている。結果として、波形帯板４０で包まれた軸受１０は、対応する隆起したリッジ４２、４６および溝４４、４８を有する。
【００２０】
図１に示される軸受１０はブランクから形成されており、ブランクは、そのブランクから形成されるべき軸受の軸に平行な方向に延在する波形を有する波形帯板４０から切断されている。しかし、ブランクは、直角に切断されてもよく、そのため、包まれた軸受ブッシュの波形は、軸受１０の円周のまわりの方向に延在し、すなわち、図７を参照して示されるような軸受軸に対して円周に延在し、図７は本発明によるフランジ付ブッシュを示し、フランジは部分的に示されるのみである。別の実施態様において、ブランクは、波形が、包まれた軸受ブッシュの軸方向長さに沿ってらせん状に延在するように、切断されてもよい。
【００２１】
図２に示されるドア蝶番アセンブリは、自動車のドア（図示せず）に固定された軸受ハウジング部分５０を具備し、ハウジングは軸受１０を受け取って支持し、この場合、軸受１０は当初は一方の端にフランジ５２と、ハウジング部分５０へ固定してから形成された第２のフランジ５４と、を有する。蝶番ピン５６支持部分５８が設けられ、これは、自動車本体（図示せず）に固定される。軸受１０がハウジング部分５０へ固定された後に、蝶番ピン５６が軸受１０の内腔内に押し入れられ、複数の自動車ドアに固定されたすべての軸受内で均一の内腔サイズを形成するようにする。蝶番ピン５６は、軸受ブッシュに可塑性変形を引き起こし、且つ、軸受裏面のリッジ４６をハウジング内腔に接触させ、さらに、蝶番ピン５６の外径が内側リッジ４２上のライニング材料１４によって支持されるのに、十分な直径である。
【００２２】
蝶番ピン５６を軸受内腔６２内に押し入れる効果は、軸受の壁を変形して、リッジ４６の外側表面をハウジング部分５０の内腔７０に接触させることである。軸受材料の自然な跳ね返りのため、ゼロクリアランス軸受が形成される。軸受１０は、壁厚の波形構造のため、蝶番ピンの全許容範囲に適応することができ、許容範囲の一方の端で過剰変形を生じさせることなく、また、許容範囲の他方の端で隙間嵌めを生じさせることなく、ゼロクリアランス軸受アセンブリを作る。蝶番ピン５６が内腔６２内に挿入されるときに軸受リッジ４２の曲げを可能にする弾力性の程度を提供するのに重要なのが、溝４４および４８である。このようにして、溝４８とハウジング内腔７０との間に形成された空隙８０によって、ドア蝶番を開けるのに必要とされるトルクより過剰になることなしで、軸受表面が幾分動くことができる。
【００２３】
軸受の裏面のリッジ４６の表面および軸受の内腔のリッジ４２の表面の両方が、円の弧を表し、それに蝶番ピン５６の走行表面が接触することに注意することが重要である。したがって、本発明の表面は、３６０度を超える軸受摩擦接触を有さないが、先行技術の軸受よりもかなり多くの軸受表面接触区域を有し、したがって、軸受磨耗率が著しく低くなる。
【００２４】
リッジ４２、４６および溝４４、４８のピッチ、深さおよび長さは、所望の程度の弾力性および容易さまたはそうでなければ変形を有する軸受を製造するための波形薄板を形成するために、適切に形成されたツール２０、２２を使用することによって変えることができる。
【００２５】
図３を参照すると、軸受を形成する前の波形のついた平らな帯板４０を通る断面図が示され、図１および２および７を参照して述べたように、軸受の典型的な寸法は下記の通りである。
総厚　Ａ　約１ｍｍ
予め波形にされた平らな帯板の厚さ　Ｂ　約０．７５ｍｍ
溝の深さ　Ｃ、Ｄ　約０．２５ｍｍ
溝の幅　Ｅ　（４４、４８）　約０．４〜２ｍｍの間
リッジの幅　Ｆ　（４２、４６）　約０．８〜２．５ｍｍ
【００２６】
自動車のドアが垂れ下がるのを防止するために、構成要素の許容誤差およびブッシュの抵抗の広い範囲を超えて回転トルクのわずかな変動は容認可能であることがわかったと検査によって示されている。
【００２７】
図２の蝶番アセンブリは、代替的に２つの軸受１０を具備してもよく、各々がフランジを付けられ、蝶番部材５０の内腔の両端から挿入される。
【００２８】
本発明は、自動車ドアの蝶番軸受を参照して説明してきたが、本発明による軸受は、そのような用途に制限されず、ゼロクリアランス軸受が必要である多くの用途に使用されることができる。
【００２９】
本発明のさらなる利点は、軸受内腔の波形の溝が、軸受の寿命をさらに延ばすように、所望により、グリース等の潤滑剤で満たされてもよい溜を提供することである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施態様による軸受の端斜視図である。
【図２】自動車のドアの蝶番アセンブリを通る概略断面図である。
【図３】軸受形成前の波形帯板の１片を通る断面図であり、その構造的特徴部用の典型的な寸法を与える。
【図４】本発明による軸受を形成する前に薄板を形成するためにツールを通る断面図である。
【図５】図４のツールによって波形の薄板または帯板に形成された平らな薄板または帯板の概略斜視図である。
【図６】図２の線６−６上のハウジング、軸受および蝶番ピンの部分の断面図である。
【図７】本発明による軸受の第２の実施態様を通る軸方向断面図であり、波形は円周方向にある。
【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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【図６】
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【図７】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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