(57)【要約】【課題】車両を始めとした振動を受ける機器の振動をスムーズに効率よく吸収、低減することができる球面滑り軸受及びそれを利用したショックアブソーバの取付構造を提供する。【解決手段】外輪が有機弾性体からなることを特徴とする球面滑り軸受。【選択図】図１
2012167771.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪が有機弾性体からなることを特徴とする球面滑り軸受。
【請求項２】
前記有機弾性体は、硬度が５０以上である請求項１記載の球面滑り軸受。
【請求項３】
前記有機弾性体は、潤滑成分を含有する請求項１又は２記載の球面滑り軸受。
【請求項４】
前記外輪の内面は、表面に潤滑成分を含有する潤滑層を形成したものである請求項１又は２記載の球面滑り軸受。
【請求項５】
前記潤滑成分は、ポリテトラフルオロエチレン粉末、二硫化モリブデン粉末、二硫化タングステン粉末及びシリコーンオイルからなる群より選択される少なくとも１の成分である請求項３又は４記載の球面滑り軸受。
【請求項６】
ショックアブソーバの本体部端部の少なくとも一つに設けた取付構造において、該取付部は、取付軸心を本体部軸心と交差するように位置させており、請求項１，２，３，４又は５記載の球面滑り軸受が組み込まれていることを特徴とするショックアブソーバの取付構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、球面滑り軸受及びそれを利用したショックアブソーバの取付方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
球面滑り軸受は、滑り部が球面でラジアル荷重と両方向のアキシャル荷重が負荷できる滑り軸受であり、車両をはじめとする輸送機械、一般産業機械、建設機械等の継ぎ手機構として使用されている。このような球面滑り軸受は、通常内輪と外輪からなるものであるが、内輪外輪ともに金属からなるものが一般的である。
【０００３】
しかし、金属製の球面滑り軸受は内輪と外輪との間に発生する摩擦によって傷つき・摩耗を生じやすく、これによって機能が低下しやすいという問題がある。更に、球面滑り軸受を構成する素材が剛直であるため、素材による振動・ショックの吸収は全く期待ができず、構造による機能のみでの振動・ショックの吸収が得られるものである。
【０００４】
振動・ショックは、あらゆる方向から発生するものであることから、このような構造のみによる機能では特定方向からの振動・ショックに対して弱く、用途によっては充分な効果が期待できない場合があった。
【０００５】
また、車両を始めとした振動を受ける機器の振動を吸収、低減して運転の安定性や乗り心地を改善する目的で、ショックアブソーバが使われている。このショックアブソーバの減衰性能をより良く発揮するための取り付け構造に関し、従来より様々な提案がなされている。
【０００６】
車両を始めとした振動を受ける機器に取り付けられるショックアブソーバに一般的に広く用いられている取付構造は、図２に示したようなものであった。すなわち、軸受を備え、機器側に固定されたボルトが挿通される該軸受の内輪５と外輪６の間にゴムブッシュ層７が設けられている。このゴムブッシュ層７がショックアブソーバの軸心からずれた応力成分を吸収するようになっている。また、ゴムブッシュ層を備えた軸受に替えて、球面滑り軸受を備えて軸心からのずれに対応できるようにした取付構造も知られている。
【０００７】
特許文献１には、自動車が走行中に路面から受けるショックアブソーバの軸心からずれた応力成分によるコジレやネジレを低減する目的で、ショックアブソーバの本体端部にインナーカバーを被せ、その全体を収納するように、その上にアウターカバーを被せて、それらの結合部の空隙部分に弾性部材を配した上で、球面滑り軸受を一体化した連結部材に、取り付ける取り付け構造が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−２２１２７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
球面滑り軸受においては、更に、機能を向上させ、あらゆる方向からの振動・ショックを効果的に吸収することが求められている。更に、傷つき・摩耗という問題も生じにくいものとすることが求められている。
【００１０】
また、車両に取り付けられたショックアブソーバは、走行時に路面の凹凸から受ける応力によって上下にストロークするが、軸心からずれた応力成分により、取付部にコジレやネジレを生じモーメントが発生する。このネジレやコジレの応力成分を、取付部の軸受部に設けたゴムブッシュで吸収、分散させようとしても、モーメントは十分には解消されず、ストローク時の摺動抵抗が大きくなり、ショックアブソーバのストロークの妨げとなる。
【００１１】
軸心のずれに対応して回転することでモーメントの発生を防止する目的で、取付部に球面滑り軸受を配することが知られているが、車両が走行中に受ける衝撃的で急激な軸心からずれた荷重への追随は十分でなく、乗り心地の悪化や偏荷重が直接的に掛かることによる球面滑り軸受の損傷及び耐久性の低下などの問題点がある。
【００１２】
また、前述の特許文献１で提案されている取付構造の場合も、車両が走行中に受ける衝撃的で急激な軸心からずれた荷重が、インナーカバーとアウターカバーの接合部に掛かることによる接合部の損傷、破損の問題点がある。これらの問題は、車両のショックアブソーバだけではなく、その他の一般産業機械、建設機械においても生じ得る問題である。
【００１３】
本発明は、車両を始めとした振動を受ける機器の振動をスムーズに効率よく吸収、低減することができる球面滑り軸受及びそれを利用したショックアブソーバの取付構造を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、外輪が有機弾性体からなることを特徴とする球面滑り軸受である。
上記有機弾性体は、硬度が５０以上であることが好ましい。
上記有機弾性体は、潤滑成分を含有することが好ましい。
上記外輪の内面は、表面に潤滑成分を含有する潤滑層を形成したものであってもよい。
【００１５】
上記潤滑成分は、ポリテトラフルオロエチレン粉末、二硫化モリブデン粉末、二硫化タングステン粉末及びシリコーンオイルからなる群より選択される少なくとも１の成分であることが好ましい。
【００１６】
本発明は、ショックアブソーバの本体部端部の少なくとも一つに設けた取付構造において、該取付部は、取付軸心を本体部軸心と交差するように位置させており、上述した球面滑り軸受が組み込まれていることを特徴とするショックアブソーバの取付構造でもある。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の球面滑り軸受によって、上述した種々の問題を改善し、ネジレやコジレの応力成分を吸収することができる。これによって、例えば、ショックを吸収・低減する性能において特に優れた効果を有するショックアブソーバの取付構造を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の球面滑り軸受の一例の断面を示す図である。
【図２】図２は、従来のショックアブソーバの取付構造の一例の断面を示す図である。
【図３】図３は、本発明のショックアブソーバの取付構造の一例を示す図である。
【図４】図４は、本発明の球面滑り軸受の製造方法の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００１９】
１  内輪
２  外輪
５  内輪
６  外輪
７  ゴムブッシュ層
１０  上端取付部
１１  ショックアブソーバ
１２  下端取付部
３１  型枠
３２  凹部
３３  液状の注型用弾性体のプレポリマー
ａ  本体部軸心
ｂ  取付軸心
【発明を実施するための形態】
【００２０】
第１の本発明は、外輪が有機弾性体からなることを特徴とする球面滑り軸受である。すなわち、球面形状によって機能を発現する球面滑り軸受において、外輪を有機弾性体によって形成したものである。有機弾性体は、素材自体が振動やショックなどを吸収する機能を有するものである。よって、外輪が素材自体が有する弾性によって振動、吸収等を吸収すれば、それによって振動・ショックを吸収する性能が向上し、より優れた球面滑り軸受とすることができる。
【００２１】
本発明の球面滑り軸受は、図１に示したような形状を有するものである。この外輪２を有機弾性体によって形成したものである。有機弾性体としては特に限定されず、例えば、天然ゴム系有機弾性体；ポリウレタン系有機弾性体、シリコーンゴム系有機弾性体、フッ素ゴム系有機弾性体等の合成ゴム系有機弾性体等、用途に応じて任意のものを使用することができる。
【００２２】
本発明の球面滑り軸受の外輪２を構成する有機弾性体は、その性能は用途に応じて任意のものを使用することができるが、以下で詳述するショックアブソーバの取付構造において使用する場合等においては、硬度が５０以上であることが好ましい。すなわち、弾性を持ちつつ硬度が高いものであることが好ましい。上記硬度は、７０以上であることがより好ましく、８０以上であることが更に好ましい。
【００２３】
硬度が高い有機弾性体を使用することで、外輪に強度を付与することができる。これによって、高い負荷がかかる用途に使用した場合であっても、破損等の問題を生じにくく、長期間使用することができるという利点を有する。このような有機弾性体の硬度は、使用する有機弾性体の原料、配合等を公知の手段に基づいて調製することによって、所望の硬度に調整することができる。上記硬度の上限は特に限定されるものではないが、例えば、１１０以下であることが好ましい。硬度が高すぎた場合は弾性体と呼べるような性質を有さないものとなる点で好ましくない。
【００２４】
このような性能を有する弾性体としては市販のものを使用することができる。例えば、ＤＩＣ社製の熱硬化型注型ウレタン用プレポリマーであるパンデックス（商標）Ｐ−８９５、Ｐ−９１０、４１００、４０３０、３９４Ｅ、３９２Ｅ、３０５Ｅ等を挙げることができる。
【００２５】
なお、本明細書における硬度は、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５３のタイプＡデュロメーターを使用した測定方法によって測定した値である。
【００２６】
上記有機弾性体は、潤滑成分を含有するものであってもよい。すなわち、潤滑成分を配合することで、表面のすべりを改善し、摩擦を低減したり、振動の吸収能を高めることができる。このような潤滑成分としては特に限定されるものではないが、例えば、ポリテトラフルオロエチレン粉末等のフッ素樹脂粉末、二硫化モリブデン粉末、二硫化タングステン粉末及びシリコーンオイル等を挙げることができる。これらの配合量は特に限定されるものではないが、有機弾性体を構成する組成物の全量に対して５０重量％以下であることが好ましい。このような割合とすることで、有機弾性体の性能に影響を与えることなく、滑り性を向上させることができる。
【００２７】
上記有機弾性体は、繊維状補強材を含有するものであってもよい。上記繊維状補強剤を添加することで、より高い強度を得ることができる点で好ましいものである。上記繊維状補強材としては、ガラス繊維、炭素繊維、芳香族系ポリアミド繊維、ポリエステル繊維等の公知のものを挙げることができる。
上記繊維状補強材を配合する場合、有機弾性体を構成する組成物の全量に対して５〜５０重量％の割合で配合することが好ましい。
【００２８】
上記有機弾性体は、必要に応じてその他の添加剤（例えば、有機弾性体において汎用されるカーボンブラックやフェノール系、芳香族アミン系、硫黄系、リン系等の酸化防止剤、ヒンダードアミン系の光安定剤等の添加剤等）を配合したものであってもよい。
【００２９】
上記外輪の内面は、表面に潤滑成分を含有する皮膜を形成したものであってもよい。すなわち、上述したように有機弾性体全体に潤滑成分を添加するものではなく、内面部分にのみ潤滑層を形成したものであってもよい。このようにすることで、少量の潤滑成分の添加で高い潤滑性能を付与することができる点で好ましい。この場合の潤滑成分は、上述したものと同様の成分を使用することができ、皮膜の形成は公知の任意の方法によって行うことができる。
【００３０】
本発明の球面滑り軸受の内輪１は、その素材を特に限定するものではないが、金属、樹脂、有機弾性体等の任意の素材を使用することができる。なかでも、金属製のものが最も好ましい。金属としては特に限定されず、例えば、ステンレス鋼、炭素鋼などの鉄鋼材料、アルミニュウム系合金、銅系合金などの非鉄材料等を使用することができる。
【００３１】
本発明の球面滑り軸受は、金属製のリング中に外輪２を嵌挿したものであってもよい。このようにすることで、強度等が要求される用途において好適に使用することができる。
【００３２】
本発明の球面滑り軸受は、その製造方法を特に限定するものではないが、例えば、外輪を注型成形、射出成型、圧縮成形等の任意の成形方法によって成形することで得ることができる。以下、このうち注型成形による成形について詳述する。注型成形よって本発明の球面滑り軸受を製造する場合、型枠中に内輪を設置し、液状の注型用弾性体のプレポリマーを注入し、次いで加熱硬化して有機弾性体を固化し、型枠から取り出した後で、必要に応じて不要部分を切削することで得ることができる。
【００３３】
このような製造方法の一例を示す模式図を図４に示した。
まず、２０ａに示したように、内輪１を型枠３１に設置する。設置に際しては、２０ａに示したように、型枠中に凹部３２を設け、この凹部中に内輪の突起部を嵌合させ、全体を
所定温度に予熱する。
【００３４】
次いで、２０ｂに示したように、型枠３１中に液状の注型用弾性体のプレポリマー３３を注入する。更に所定温度にした高温槽で加熱硬化することによって有機弾性体を固化する。固化した後で、２０ｃに示したように型枠３１から取り出し、不要な部分を切削加工することによって、２０ｄに示したような本発明の球面滑り軸受を得ることができる。
【００３５】
第２の本発明は、上述した球面滑り軸受を利用したショックアブソーバの取付構造である。
すなわち、外輪が有機弾性体からなる球面滑り軸受を利用したショックアブソーバの取付構造である。
このような取付構造については、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００３６】
図３に、本発明の取付構造の一例を示した。図３の２０ａを正面図とすると、２０ｂが側面図となるものである。
筒形のショックアブソーバ１１は、上端と下端に取付部を備え、本体部はピストンが稼動する筒部に、筒部１１ａから突出して伸縮可能なロッドを覆う筒状ハウジング１１ｂが、互いに嵌合状態にされ摺動可能に設けられている。
ショックアブソーバ１１は、略上下方向に配し、上端と下端に備えた取付部１０，１２によって上端を車体側、下端を車輪側に取付け、走行面の路面から伝わる振動を低減させるようになっている。
図３に示した取付構造は、車体側との取付部である上端において、本発明の球面滑り軸受１３を装着したものである。本体部軸心ａと取付軸心ｂとは直交している。
【００３７】
図３に示した取付構造において、上端取付部１０における取付構造は本発明の球面滑り軸受を使用した構造であるが、下端取付部１２における取付構造は内輪部と外輪部の間にゴムブッシュ層を設けた従来の取付構造によるものである。このように、一方の端部のみを本発明の取付構造としてもよいし、両方の端部を本発明の取付構造としてもよい。
【００３８】
本発明の球面滑り軸受の取付は、例えば、球面滑り軸受の径より若干小さな径を有するリング状の取付部をショックアブソーブに設置し、当該取付部のリングに球面滑り軸受を嵌挿することによって行うことができる。このようにして設置することで、長期間の使用によって球面滑り軸受の性能が低下した場合には簡単に取り外して付け替えることができる点で好ましい。
【００３９】
球面滑り軸受の取付に際しては、Ｃ型止め輪で固定することが好ましい。また、Ｃ型止め輪で固定すると、止め輪と球面滑り軸受との接触部においてエッジ部分でＣ型止め輪が有機弾性体部に食い込み、外輪を破損する原因になる場合がある。よって、Ｃ型止め輪と球面滑り軸受との間に平ワッシャーを挟装するものであってもよい。
【００４０】
このように構成したショックアブソーバ取付構造において、サスペンションのストローク時にネジリ、コジリを生じたときは球面滑り軸受７によりモーメントの発生を防ぐことができる。また、路面の凹凸による振動は球面滑り軸    受７によりショックアブソーバ１を上下方向にスムーズに伸縮させる。更に、球面滑り軸受７は、その外輪が有機弾性体によって形成されたものであることから、素材によるショックや振動の吸収によって、更に機能は向上する。
【実施例】
【００４１】
以下、本発明を実施例によって説明する。
（実施例１）
通常の方法によって成形されたステンレス製の内輪１を図４の２０ａに示すように型枠中に設置し、全体を１５０℃に予熱した。そこへ、ＤＩＣ社製の注型用弾性体のプレポリマーであるパンデックスＰ−８９５を注入し、１５０℃の恒温槽で３０分間保持して有機弾性体を硬化させた。型枠から取り出した後、有機弾性体に対して切削加工を行うことによって、外輪の形状を得て、球面滑り軸受を得た。得られた球面滑り軸受の外輪の表面の硬度は、９５であった。
【００４２】
得られた球面滑り軸受を図３に示したような自動車のショックアブソーバの取付部に設置した。球面滑り軸受の設置に際しては、Ｃ型止め輪によって固定し、止め輪と球面滑り軸受との間には平ワッシャーを挟装した。
【００４３】
このようなショックアブソーバの取付部を有する自動車について、平野部、山間部、などの一般舗装路、非舗装路での試験を行ったところ、従来のショックアブソーバの取付部を有する自動車に比べて優れたショック吸収能を有することが明らかとなった。
【００４４】
（実施例２）
通常の方法によって成形されたステンレス製の内輪１を図４の２０に示すように型枠中に設置し、全体を１５０℃に予熱した。そこへ、DIC社製の注型用弾性体のプレポリマーであるパンデックスP-895の１００重量部に対し、三井・デュポンフロロケミカル社製のポリテトラフルオロエチレン粉末テフロン６４０−Ｊ３０重量部を分散させた組成物を注入し、１５０℃の恒温槽で３０分間保持して有機弾性体を硬化させた。以下、実施例１と同様にして球面滑り軸受を製造し、同様にショックアブソーバの取付部に設置した。
【００４５】
このようなショックアブソーバの取付部を有する自動車について、実施例１と同様の試験を行ったところ、従来のショックアブソーバの取付部を有する自動車に比べて優れたショック吸収能を有することが明らかとなった。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の球面滑り軸受は、車両をはじめとする輸送機械、一般産業機械、建設機械等の継ぎ手として使用することができる。
本発明のショックアブソーバの取付構造は、自動車等のショックアブソーバの取付に使用することができる。
【図１】
2012167771.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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