JP2002538392A - 自己潤滑性ベアリング付きローラ - Google Patents

自己潤滑性ベアリング付きローラ

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JP2002538392A
JP2002538392A JP2000602531A JP2000602531A JP2002538392A JP 2002538392 A JP2002538392 A JP 2002538392A JP 2000602531 A JP2000602531 A JP 2000602531A JP 2000602531 A JP2000602531 A JP 2000602531A JP 2002538392 A JP2002538392 A JP 2002538392A
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ファーバニーク、リチャード
テイラー、ロバート、ジュニア
レナック、アルバート
ジョンソン、デイヴィッド、エヌ
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セイント−ゴベイン・パーフォーマンス・プラスチックス・コーポレイション
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 自己潤滑性ベアリング(10)を具備するローラを提供する。 【解決手段】 ラミネートされたベアリング挿入物(12)をナイロン支持体又は部品(14)内のその場で成型することにより形成される。基板を具備する円筒形挿入物(12)及びその中へ結合される付着ベアリング層とを有し、前記挿入物(12)が、前記付着ベアリング層を前記基板の実質的に平坦な面に対して熱及び圧力を適用することにより結合してラミネートとし、さらに該ラミネートを内側に付着ベアリング層を具備する管状円筒物へと形成するプロセスにより形成され、かつ前記基板と一体的に係合する部品とを有し、前記部品が構成要素と転がり係合するべく適応された周囲円筒係合面を有し、前記ローラベアリングが少なくとも２つの不連続構成要素と同時可動的に係合するべく適応されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、一体型の潤滑性摩耗層／金属基板の組合せを具備するローラを有す
るメンテナンス不要のコネクタに関する。
【０００２】 金属基板とプラスチックベアリング層とを有するメンテナンス不要の滑動ベア
リングが知られている。このようなベアリングは、複数部品をメンテナンス不要
な方式で互いに回転可能、旋回可能若しくは滑動可能に固定するための簡便は手
段を提供する。このようなベアリングの応用は、駆動シャフトを支持するジャー
ナル等の連続的な回転運動を利用するようなものを含む。これらのベアリングは
さらに、自動ドアの蝶番、ドアチェック、ブレーキ、及びアクセルペダル等の繰
り返される旋回運動を利用する用途にも適している。更なる用途としては、自動
車の衝撃吸収装置、自動二輪及び自転車、並びに自動支柱等の繰り返される往復
運動を利用する用途にも適している。これらのベアリングはさらに、トランクデ
ッキの蓋やフードの蝶番として自動車工業において普通に用いられる複数の棒連
結等のより重要性の低い用途にも用いることができる。このようなメンテナンス
不要のベアリングは、例えばブシュやジャーナルのベアリング、スラストのベア
リングやワッシャ、位置決めパッド、バルブポート板、及び種々の機構の摩耗部
品等多様な構造を有する。
【０００３】 このようなベアリングの例は、「Norglide(米国登録商標)」の表示で販売され
、Wayne New Jersey所在のNorton Performance Plastics Corporationから入手
可能である。Norglideは、例えばＰＴＦＥ(ポリテトラフルオロエチレン)化合物
を金属支持材上へ高温熱可塑性フィルム(例えばＰＦＡ及びＥＴＦＥ)、熱及び圧
力を用いて結合させた薄膜のベアリング材料を有し、米国特許No.5,573,846「Po
lyfluorocarbon Coated Metal Bearing」に開示されている。
【０００４】 Nortonから入手可能なNorglide材料の一種は、「Norglide M(米国登録商標)」
ベアリングとして知られている。Norglide Mベアリングは、上記のNorglide材料
と実質的に類似しているが、その中にオープンメッシュの金属繊維強化材を有す
るベアリング層を利用する。
【０００５】 この一般タイプのベアリングの更なる例は、米国特許No.5,860,780「Self-Lub
ricated Thrust Rivet」及び米国特許No.5,971,617「Self-Lubricated Bearing
」に開示されている。
【０００６】 他の自己潤滑性ベアリングには、英国Argule House, Joel Street, Northwood
Hills, Middlesex HA6 1LN所在のThe Glacier Metal Company Limitedから入手
可能な「ＤＵ」ベアリングが含まれる。ＤＵベアリングは、複合材料からなり、
多孔銅合金層が金属支持材へ結合されている。多孔銅合金層は、ＰＴＦＥ等のポ
リマーへ含浸させられ、その上にポリマーのトップ層若しくはライニングを具備
する。
【０００７】 上記のように、これらのベアリングは、潤滑性のベアリング層を実質的に平坦
な（板状の）基板へ適用した後そのラミネート材を円筒ブシュ、リベット等の所
望する幾何学形状に成形することにより製造される。基板シートの厚さは、特定
の用途の構造的要請に依存して変えることができる。しかしながら、基板の厚さ
が増すと、得られたラミネート材を成形することが難しくなったり、ラミネート
材を成形可能な最小径が増したりする傾向がある。この理由から、上述のほとん
どの自己潤滑性ベアリングは、比較的薄い基板を用いており、約０．２〜２mm程
度の厚さである。
【０００８】 より重要度の高い用途については、もっと厚い基板により構造特性を向上させ
ることが要請されるが、汎用的なベアリング製造技術では、基板と自己潤滑層と
を別個の部品として別々に成形した後に２つの別個の部品を互いに組合せていた
。例えば、米国特許No.5,236,784「Bearing Material and Plastic Bearing」は
、汎用的な手法で管状金属円筒を予め成形した後、その円筒の内面にプラスチッ
クのベアリング材を成型することにより完成ベアリング部品を作る。一方、米国
特許No.5,806,985「Rod Guide and Method For Its Manufacture」は、ＰＴＦＥ
から作った管状ブシュを製造すると共に、そのブシュの外形より大きな径をもつ
円筒内面を具備する別個の金属担体を別々に製造する。その後、このブシュはこ
の担体と同心状に組み合わされ、亜鉛等のダイカスト材により所定位置に固定さ
れる。
【０００９】 組合せ工程に先立って１又は複数の部品を成形する（形作る）これらの手法は
幾つかの用途では十分に役立つが、欠点がないわけではない。例えば、プラスチ
ック層と基板の間に適切な結合を形成することが、前述のラミネートされるベア
リングの多くに比べて通常困難である。これは、円筒状の層に対して十分な熱及
び圧力を適用することが平坦なラミネート材に適用する場合に比べて困難なため
である。従って、これらの不連続的に形成されるベアリングは、ラミネートされ
るベアリングに比べて寿命が短くかつ／又は製造することが高価となることがあ
る。
【００１０】 従って、この従来技術の問題点を解決する改善されたメンテナンス不要のロー
ラベアリングが要望されている。
【００１１】 本発明の第１の態様においては、自己潤滑性ローラベアリングが、外側の基板
と、これに対して接着膜又は焼結された連結層により結合される内側の付着ベア
リング層とを具備する管状挿入物を有する。挿入物は、接着膜又は連結層を具備
する付着ベアリング層を、基板の実質的に平坦な面へ適用し、それに対して熱及
び圧力を適用することによりラミネート材を作製し、そのラミネート材を管へ成
形するプロセスにより形成することができる。そして部品は、外側の基板と一体
的に係合している。
【００１２】 本発明の更なる態様においては、自己潤滑性ローラベアリングの製造方法にお
いて、 (a)実質的に平坦な基板を設けるステップと、 (b)接着膜により前記基板状へ潤滑材料の付着ベアリング層を固定するステッ
プと、 (c)前記接着膜により前記付着ベアリング層を前記基板へ結合させるべく該付
着ベアリング層に対して熱及び圧力を適用するステップと、 (d)前記基板の実質的に平坦な面を管へと成形することによりその管の内面上
に付着ベアリング層を具備するように管を形成するステップと、 (e)ローラベアリングを形成するべく部品の管内面に面同士が係合する状態に
て前記基板を配置するステップとを有する。
【００１３】 図１は、本発明の自己潤滑性コネクタの平面図である。 図２は、図１の２−２に沿った断面図であり、波線で示された本発明の自己潤
滑性コネクタの任意の部分を具備する。 図３は、図２のコネクタの一部の拡大断面図である。 図４は、波線で示された任意部分を含む、本発明の自己潤滑性コネクタの別の
実施例の縦断面図である。
【００１４】 図示の通り、本発明は、ナイロン部品すなわちローラ１４内にラミネートベア
リング挿入物１２をその場所で成型することにより形成されたコネクタ１０に係
り、このコネクタ１０は図示のようにブシュやベアリングとして製造可能である
。コネクタ１０は、汎用的な複数個のベアリング組部品に代わる一個の自己潤滑
性素子を実現する。汎用的なベアリング組部品は通常、汎用的なニードルやジャ
ーナルベアリングと回転可能に係合する一体型金属スリーブを具備するナイロン
ローラを含む。本発明の更なる実施例は、金属材料から製造されるローラ１４’
内へラミネートベアリング挿入物１２を圧着することにより製造されるコネクタ
１０’に係る。本発明のコネクタ１０及び１０’は、従来技術を凌駕する幾つか
の利点を有すると共に、ベアリング材とローラの間の同心性を向上させ、より精
密な許容度並びに部品及び組立てステップの排除を実現する。
【００１５】 本明細書全体において、「自己潤滑された」又は「自己潤滑性」という語は、
ベアリング表面に対して別個の潤滑剤を適用する必要性をほぼ排除するために十
分な潤滑性を呈する材料の使用を意味する。本明細書に記載された要素に関して
用いられる「軸（の）」という語は、図面に示された回転中心ａに実質的に平行
な要素に関する方向を意味する。同様に、「横（の）」という語は、軸方向に対
して実質的に直角な方向を意味する。「円筒(の)」という語は、全ての実質的に
円筒の形状を意味し、他の部品と転がり接触するように適応された粗い面又は滑
らかな面を具備し、ギアの周囲面のような歯を設けられた面やタイヤや輪の周囲
面のように溝を設けられた面を含む。
【００１６】 図１を詳細に参照すると、本発明のコネクタ１０は図１〜３に示される。図１
及び２に示す通り、このコネクタは、それぞれ直径ｄｉ及びｄｏをもつ同心状の
円筒内面１６及び円筒外面１８を具備する実質的に管状構造のローラの形態によ
る部品１４を有する。これらの直径は、横壁の厚さｔを規定する。ローラは所与
の用途に好適であるが、部品１４はこの代わりに、本発明の範囲から逸脱するこ
となく直径ｄｉの孔を設けた非円形部品を具備してもよい。
【００１７】 部品１４の軸の両端は開口していてもよく、あるいは、図２に示すように、部
品１４が実質的にＵ形状軸断面を有するように一端が末端壁２０により閉じてい
てもよい。このような末端壁２０は、コネクタ１０と回転可能に係合するコネク
タ１０の軸やシャフト（図４の軸３０に類似）に対する軸移動を制限するために
所与の用途では有用な場合がある。これについては後述する。
【００１８】 部品１４は、適切な機械的特性を有する実質的に全ての成型可能な材料から製
造することができる。例えば、熱硬化性及び熱可塑性の材料を含む適切なポリマ
ー材料を用いることができる。さらに具体的な例では、フッ素ポリマー、アセタ
ール、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケト
ン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスルホン(例えばポリエーテルスルホ
ン)、ポリアミド(ナイロン)、ポリフェニレンスルフィド、ポリウレタン、ポリ
エステル、ポリフェニレンオキシド並びにこれらのブレンド及び共重合体を含む
。さらに、ＰＰＳ、ＰＰＳＯ２及び芳香族若しくは脂肪族ポリケトン／エーテル
のファミリー、ＰＥＩ、ナイロン４６及び／又はナイロン６６が利用可能である
。
【００１９】 ベアリング挿入物１２が、部品１４の内面１６を同心状に係合するように設け
られる。好適には部品の開口端にフランジ２２（図３に最もよく示される）が設
けられることにより、部品１４に対してベアリング挿入物１２の軸移動を制限す
る。閉じた末端に同様のフランジを設けてもよく、あるいは代わりに、ベアリン
グ挿入物１２が図示のように末端壁２０と直接係合するようにしてもよい。この
方式では、ベアリング挿入物１２はフランジ２２及び／又は末端壁２０の間に効
果的に捕捉されることにより、挿入物１２の部品１４に対する軸移動をほぼ妨げ
る。
【００２０】 図１に示す通り、部品１４は、フランジ２２内に設けられた１又は複数の空洞
又は孔２４を具備しており、部品の射出成型中にベアリング挿入物１２と係合す
るフィンガ若しくはスペーサ(図示せず)を配置することにより形成される。これ
については後に詳述する。
【００２１】 図３に示すように、ベアリング挿入物１２が、上述のタイプのラミネートされ
たベアリング材料を含んでもよい。例えば、Norglide(米国登録商標)として販売
されているものである。図示の通り、挿入物１２が基板２８上にラミネートされ
た負荷ベアリング潤滑層２６を含む。基板２８は、鋼、アルミニウム、ステンレ
ス鋼、汎用の引張り性シート鋼、真ちゅう若しくは他の合金等の種々の金属から
製造され、又はプラスチック、セラミクス若しくはガラス若しくはカーボンファ
イバを用いた複合物から製造される。さらに、上述のＤＵベアリングに用いられ
るような多孔銅合金をコーティングされた鋼基板を、ベアリング挿入物１２の製
造に利用することができる。前述の通り、ＤＵベアリングは、多孔銅合金層が金
属支持体へ結合されかつ多孔銅合金層にＰＴＦＥ等のポリマーが含浸されさらに
その上にポリマーのトップ層若しくはライニングを具備する複合材料からなる。
さらに、基板２８は、上述の米国特許No.5,971,617に開示された構造をその上に
設けてもよい。
【００２２】 付着ベアリング層２６は、適宜の数の潤滑物質を有してもよい。例えば、ポリ
マー若しくはプラスチック材料であり、上述の米国特許No.'846に開示の化合物
を含む。好適なプラスチック材料は、高融点有機ポリマーを含む耐熱性ポリマー
系、及び／又は比較的低摩擦係数を特徴とする系を一般的に含む。材料は、基板
を製造する材料に対して適用したりラミネートしたりするのに適したものでなけ
ればならない。この点に関して、フッ素ポリマーは、層２６を基板２８へ結合さ
せるための好適な接着膜若しくは連結層である。例えば、適切な接着膜を選択す
ることにより、ほぼ全ての有機ポリマーを、金属基板２８に対する付着ベアリン
グ層２６としてラミネートすることができる。適切な接着フッ素ポリマー膜は、
上述の米国特許No.5,573,846及び5,860,780に開示されている。さらに、付着ベ
アリング層２６及び基板２８の双方が、本明細書で説明する部品を射出成型する
際の通常の温度に耐えうることを要する。
【００２３】 付着ベアリング層２６に有用なポリマー材料の更なる例は、フッ素ポリマー(
例えば、ポリテトラフルオロエチレン(ＰＴＦＥ)、フッ素化エチレン−プロピレ
ン(ＦＥＰ)、ＭＦＡ、ＰＣＴＦＥ及びパーフルオロアルコキシポリマー(ＰＦＡ)
)、アセタール、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエ
ーテルケトン(ＰＥＥＫ)、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスルホン(例え
ば、ポリエーテルスルホン)、ポリアミド(ナイロン)、ポリフェニレンスルフィ
ド、ポリウレタン、ポリエステル、ポリフェニレンオキシド、及びこれらのブレ
ンド及び共重合体がある。さらに、ＰＰＳ、ＰＰＳＯ２及び芳香族又は脂肪族ポ
リケトン／エーテルのファミリー、ＰＥＩ及び／又はナイロン４６を連続的マト
リクスとして利用できる。ポリイミド等の反応性ポリマーも固体（未反応膜）又
は溶液で用いることができる。例えば、Lending Co.から入手可能なポリイミド
Ｐ８４は、おそらくＰＴＦＥをフィルタとして含み、基板２８上へ直接コーティ
ングし、溶媒を飛ばしてポリマーを完全にイミド化することができる。これらの
反応性ポリマーは、このようにして連続的マトリクスを構築する。超高分子量ポ
リエチレン(ＵＨＭＷＰＥ)（これは、ＥＶＡ等の低温接着剤で結合可能）等、又
はポリアミドも利用することができる。
【００２４】 層２６及び基板２８のラミネートは、平坦なシートとして好適に製造され、加
熱したプレート間に挿入する等により熱と圧力に供されることにより、層２６と
基板２８の間に比較的強力な結合が形成される。この方式で形成されるラミネー
ト材は、本発明に用いるに適したベアリング挿入物として利用され、そしてさら
に、ブシュ又はジャーナルベアリング、スラストワッシャ、及びスキッド板等の
いかなる用途の特殊なベアリングの種類にも形成しすなわち形作ることができる
。例えば、スキッド板は、平坦部分を円形、四角形又は他の多角形へ切断して用
いることにより形成できる。図１〜４に示した例で用いるブシュ又はジャーナル
ベアリングは、ベアリングラミネート材を帯片へ切断することにより形成される
。これらの帯片の各々を穴あき円筒へと形成し、その円筒内面上に付着ベアリン
グ層２６を設けることにより、図１〜４に示すベアリング挿入物１２を形成する
。別の方法として、他の用途のために穴あき円筒の外面上に層２６を設けてもよ
い。特別な用途に必要な場合は、更なる形成ステップを設けてもよい。例えば、
円筒状のベアリング挿入物１２に対し、当業者に周知の技術を用いてフランジ（
図示せず）を設けてもよい。これについては、「Norglide, Norton Performance
Plastics」カタログNo.PPL-E-067-1(1993年11月付)(以下、「Norglideカタログ
」と称する)に開示されており、ここに参照することによりその内容を含めるこ
ととする。
【００２５】 ベアリング挿入物１２が適切に形成されたならば、そのベアリング挿入物１２
を、射出成型機（図示せず）等の汎用的成型装置の成型空洞内に配置する。成型
空洞は、所望の幾何学形状の部品１４を製造するために既知の方法で寸法設定さ
れかつ形作られる。図示の好適例においては、ローラ若しくは他の輪型素子の形
態で部品１４を製造するように成型空洞の寸法及び形が決められ、付着ベアリン
グ層２６と係合して同心的に配置される位置決めピン若しくは軸(図示せず)を用
いることにより、挿入物１２が同心的配置を維持する。フランジ２２を形成し易
いように射出成型の下流側の壁に対して同軸的に離間してベアリング挿入物１２
を維持するように、スペーサ若しくはフィンガ(図示せず)が用いられることが好
適である。図示の例では、成型空洞の末端壁２０の近傍にて空洞内へ部品材料が
射出されることにより、開口端へ向かってほぼ軸に沿って流れる結果、下流方向
が決まる。当業者であれば、射出される材料により発生する圧力がベアリング挿
入物１２を空洞の開口端の方へ軸に沿って押す傾向がることは自明であろう。ス
ペーサは、フランジ２２を形成するために必要な所望する間隔を維持するために
このような動きをほぼ防止する。こうしてベアリング挿入物１２は、部品１４に
より効果的に挿入成型される（すなわち、その場所で成型される）。
【００２６】 しかしながら、本発明の範囲から逸脱することなく、ベアリング挿入物１２の
望ましくない移動を防ぐために用いられる任意の適切な手段により部品材料をい
ずれの方向からも射出することができることは当業者には自明であろう。例えば
、部品の開口端から部品材料を射出することができスペーサをその閉じた端部に
設けることができる。
【００２７】 利点として、本発明は自己潤滑性コネクタ１０を提供でき、この自己潤滑性コ
ネクタ１０は、前述のベアリングラミネート材により付与される望ましい結合特
性を有すると共に、部品１４の壁厚ｔにより付与される比較的強固な構造特性を
有する。この点に関して、厚さｔは、基板２８の厚さに比べて非常に(すなわち
１桁又はそれ以上の桁)大きくてもよい。さらに上述の通り、所望する結合強度
は、部分的には、平面構成において層２６が基板２８へ適用され得る圧力により
、例えば、高圧プレスを用いることにより得られる。本発明はさらに、ベアリン
グ挿入物１２と部品１４の間の配列性（すなわち同心性）が向上する。この同心
性は、成型処理に先立ってベアリング挿入物１２が成型空洞と同心的に配列させ
られる精確さによって実現される。このように本発明は、別個のニードルベアリ
ングと係合する部品を用いる汎用的組部品と置き換わるために用いることができ
るという利点がある。本発明はさらに、部品要素コストや作業コストを従来技術
と比較して低減できるという利点がある。例えば、通常の用途では、本発明は、
従来技術に対して部品コストで約２５％低減することができ、さらに、別個のニ
ードルベアリングを部品へ組み込むという従来技術の作業ステップを排除するこ
とができる。
【００２８】 部品１４は、好適にはその場で成型されるベアリング挿入物１２と共にポリマ
ー材料から射出成型されるが、別の実施例（図示せず）では、部品１４を別に製
造した後、挿入物１２をその中に組み込むこともできる。例えば、部品１４の製
造後にベアリング挿入物１２を部品１４内へ組み込み、適切な接着剤等を用いて
その中に保持するかあるいはベアリング挿入物１２を部品１４内へ圧着すること
により完成することができる。このような組部品では、前述の射出成型材料より
も多様な材料から部品１４を製造することが容易となる。例えば、ファイバー強
化複合物及び／又は金属材料である。当業者であれば、このような挿入を容易に
するためにフランジ２２を排除することができ、かつ／又は、多様な方法例えば
部品を鍛造することにより若しくは別個のフランジを部品へ接着するか他の手段
で固定することにより、挿入後にフランジ２２を設けることができる。
【００２９】 本発明の更なるバリエーションでは、図１に波線で示すように、非金属部品１
４は一体化されたスリーブ１５と共に設けることができる。これは、上述したそ
の場での成型等の汎用的技術により製造される。その後、ベアリング挿入物１２
をスリーブ１５と同心的に面同士が係合するように導入することができる。例え
ば、スリーブ１５が金属材料から製造され、導入されるベアリング挿入物１２を
その中に圧着することにより導入する。さらに、スリーブ１５が構造をもった外
面を具備することができ、例えば、径方向に外側へ延びるフィンガ１７を具備す
ることができる。このフィンガ１７は、部品１４内にスリーブ１５を留める機能
をもつ。フィンガ１７の有る場合も無い場合もこのスリーブ１５を用いることに
より、本発明のコネクタ１０は比較的重要度の高い用途に用いることができる。
【００３０】 好適な製造方法を説明したが、その各ステップを変更し、排除しあるいは手順
を変えて実行することができる。付着ベアリング層の適用は、その一端又は両端
にフランジを設ける前でも後でも行うことができる。この点、ベアリング層２６
と基板２８の間の適切な結合強度は、接着膜を用いかつ汎用的手段によりこれら
の組合せに対する熱及び／又は圧力の適用によりラミネートさせることにより得
られる。例えば、米国特許No.5,573,846等に開示されている。結合強度を高める
更なる手法は、上述の米国特許No.5,971,617に開示された基板の表面を粗くする
か構造を設ける等の技術か、あるいは上述の「Norglide M(米国登録商標)」ベア
リング材料で用いられた基板と層２６の間に布若しくは他のメッシュを介在させ
る技術がある。上述のあまり効果がない従来技術のベアリングは、基板と付着ベ
アリング層の間の結合が欠けている。
【００３１】 図４は、通常のローラ型の導入として示されたコネクタ１０’を含む本発明の
別の実施例を示す。この実施例では、図示のようにそして上述のように管として
形成されたベアリング挿入物１２が、両方の軸方向末端部が開口した部品１４’
に一体的に導入される。部品１４’は、ファイバー(すなわちカーボンファイバ
ーやアラミド等)強化樹脂や他のマトリクス、ナイロン６６等のナイロン／ゴム
複合物及び金属材料等、ポリマー又は複合材料を含む上述のいずれかの材料から
製造することができる。一実施例では、部品１４’は、滑動する自動ドア等に用
いる金属材料から製造することができる。この実施例のバリエーションでは、部
品１４’が、スリーブ１５及び／又はフィンガ１７(波線で示す)がある場合もな
い場合も上述のポリマー材料から製造される。コネクタ１０’は、部品１４’が
金属材料から製造されかつ／又は金属スリーブ１５を用いる場合は、部品１４’
の中へベアリング挿入物１２を圧着することにより製造されることが好適である
。別の場合、コネクタ１０に関して上述した通り、ベアリング挿入物１２をその
場で成型するか又はその場所で接着することができる。
【００３２】 組み立てたならば、コネクタ１０’を図示のように軸３０上に導入することが
でき、円筒リベット３２がベアリング挿入物１２の付着ベアリング層２６(図３)
と面同士が係合するように配置される。図示の例では、ローラベアリング１０’
が肩３４とフランジ３６の間に捕捉されることにより、ベアリング１０’が操作
中に軸３０から離れることをほぼ防ぐことができる。
【００３３】 コネクタ１０に関して上述した利点である部品コスト及び作業コストの低減等
に加えて、ローラベアリングとして製造されるコネクタ１０’の実施例では、汎
用的なシールされたローラベアリングと比べて耐食性及び耐摩耗性が向上する。
例えば、市販のTorringtonシールローラベアリング等、同等の寸法の汎用的なシ
ールされたローラベアリングに比べて約３０〜５０％のコスト節減が期待される
。さらに性能については、使用後のベアリングの隙間すなわち遊びを測定するこ
とにより通常決定されるが、約１０〜２０％向上すると期待される。通常用いら
れるこのような試験では、部品１４の軸ａに対する軸３０の移動若しくは揺れ動
きの角度を測定する。
【００３４】 本発明は、別の構成要素と転がり係合するよう適応した円筒形周囲面を具備す
る部品１４及び１４’について示され説明されたが、部品１４及び／又は１４’
は、実質的にいずれの構造の周囲面を具備していてもよい。すなわち、本発明の
主旨及び範囲から逸脱しなければ、他の構成要素に対する動きに適応していても
いなくてもよい。このような構造の例としては、部品１４及び１４’の周囲面が
他の構成要素に対して動きを伝達するべく強固に固定されている場合がある。
【００３５】 （例１） コネクタ１０は、実質的に図１〜３に関し示されかつ説明されたベアリングと
して形成され、厚さ１．０mmのラミネートされたベアリング材料「Norglide(米
国登録商標)M1.0」の帯片(すなわち、厚さ０．２５mmの金属メッシュを含む厚さ
０．５mmのＰＴＦＥベアリング層２６を具備する厚さ０．５mmの鋼基板２８)か
ら形成された管状挿入物１２を用いた。管形状へ形成する前は、帯片の長さ約４
７mm、幅１６mmであった。管状挿入物１２は、Delrin(米国登録商標)100ポリマ
ーから作製された部品１８中へ挿入成型され、内径ｄｉが約１３．７〜１３．８
mm、外径ｄｏが約２５．４〜２５．６mm、そして長さｌ(図２)が約２４mmであっ
た。本例のベアリング１０は、トラクターシート用途において十分に機能すると
共に、汎用的ニードルベアリングへ組み込まれた一体型管状金属スリーブを具備
する同様のDelrin部品を含む従来の二部品素子に比べて材料コストが約２５％低
減した。単部品ベアリング１０はさらに、従来の二部品素子に関連する組み込み
ステップを排除した。
【００３６】 （例２） 別の例では、コネクタ１０が、実質的に例１で述べた通りに形成され、厚さ０
．２〜２．０mmの鋼若しくはアルミニウムから作製された金属基板２８及び厚さ
０．２５〜１mmのＰＴＦＥベアリング層２６を具備する「Norglide(米国登録商
標)M」及び「Norglide(米国登録商標)T」の帯片からそれぞれ形成された管状挿
入物１２を用いた。これらの管状挿入物１２は、ナイロン(ポリアミド)から作製
された部品１４中へ挿入成型され、内径ｄｉが約６〜３０mm、外径ｄｏが約１０
〜７０mmであった。本例のベアリングは、十分に動作することが予想されると共
に、例１で述べたタイプの同様寸法の従来の二部品素子に比べて材料コストが約
２０〜３０％低減し、さらにそのような二部品構造に関連する組み込みステップ
を排除した。
【００３７】 （例３） 更なる例においては、ベアリング１０が、実質的に例２で述べた通りに形成さ
れ、複合材料若しくは金属材料から作製した部品１８へ挿入し接着剤により固定
するか、又は挿入物と部品を互いに干渉適合(すなわち圧着)するような寸法とす
ることによる管状挿入物１２を用いた。本例のベアリングは、十分に動作するこ
とが予想されると共に、例１で述べたタイプの同様寸法の従来の二部品素子に比
べて材料コストが約２０〜３０％低減した。
【００３８】 （例４） 本発明の更なる例では、コネクタ１０’が、実質的に図４に関して示し説明し
た通りに形成され、厚さ１．０(厚さ０．５mmの鋼基板２８及び厚さ０．５mmの
ＰＴＦＥベアリング層２６を具備する)の「Norglide(米国登録商標)M1.0」、「N
orglide(米国登録商標)T1.0」、「Norglide(米国登録商標)Pro1.0」及び「Exano
l付きNorglide(米国登録商標)SM1.0」の帯片からそれぞれ形成された管状挿入物
１２をそれぞれ用いた。これらの帯片は、鋼から形成され内径ｄｉが約８．８〜
９．１mmの範囲である部品１４’に干渉適合する寸法及び形状とされた。部品１
４’の外径ｄｏは、約１５〜３０mmの範囲であった。本例のベアリング１０’は
十分に動作すると共に、同様寸法の汎用的なTorringtonシール部品ベアリングと
比べて材料コストが約３０〜５０％低減した。ベアリング１０’はさらに、使用
後のベアリング軸の歪みを測定することにより、このようなシール部品ベアリン
グと比較して優れた耐食性と約１０〜２０％の摩耗寿命の向上を示した。
【００３９】 （例５） 更なる例では、ベアリング１０’が、実質的に例４で説明した通りに形成され
、厚さ０．２〜２．０mmの鋼若しくはアルミニウムから作製された金属基板２８
及び厚さ０．２５〜１mmのＰＴＦＥベアリング層２６を具備する「Norglide(米
国登録商標)M」及び「Norglide(米国登録商標)T」の帯片からそれぞれ形成され
た管状挿入物１２を用いた。管状挿入物１２は、ポリマー材料から作製された部
品１４’中へ挿入成型され、内径ｄｉ約１０〜３０mm及び外径ｄｏ約１５〜５０
mmとした。本例のベアリングは、十分に動作すると共に、例４で述べたシール部
品ベアリングと比べて材料コストが約３０〜５０％低減した。さらに、優れた耐
食性と約１０〜２０％の摩耗寿命の向上を示した。
【００４０】 （例６） 更なる例では、ベアリング１０’が、実質的に例５で説明した通りに形成され
たが、部品１４’がポリマー材料から作製され、スリーブ１５が一体的にその中
に配置された。管状挿入物１２はそのスリーブ中に圧着された。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 レナック、アルバート アメリカ合衆国ニュージャージー州07043、 ユーピーアール・モントクレア、ウッドロ ーン・アベニュー 105 (72)発明者 ジョンソン、デイヴィッド、エヌ アメリカ合衆国ウィスコンシン州53590、 サン・プレイリー、エッジモア・ドライブ 812 Ｆターム(参考） 3J011 AA07 BA02 BA04 DA01 DA02 KA02 MA02 MA12 QA03 QA05 SB03 SB19 SC03 SC04 SC12 SC13 SC14 SC15 SC16 3J103 AA02 AA13 AA24 AA41 BA48 CA25 DA03 EA02 EA11 FA25 FA26 GA02 GA52 HA08 HA42 HA43 HA44 HA46

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 自己潤滑性ローラベアリングにおいて、 基板を具備する円筒形挿入物及びその中へ結合される付着ベアリング層とを有
    し、 前記挿入物が、前記付着ベアリング層を前記基板の実質的に平坦な面に対して
    熱及び圧力を適用することにより結合してラミネートとし、さらに該ラミネート
    を内側に付着ベアリング層を具備する管状円筒物へと形成するプロセスにより形
    成され、かつ 前記基板と一体的に係合する部品とを有し、 前記部品が構成要素と転がり係合するべく適応された周囲円筒係合面を有し、
    前記ローラベアリングが少なくとも２つの不連続構成要素と同時可動的に係合す
    るべく適応されている 自己潤滑性ローラベアリング。
  2. 【請求項２】 前記付着ベアリング層が、接着膜を用いて若しくはフッ素ポ
    リマーを含浸した多孔銅合金層を用いて前記基板に対して結合されている請求項
    １の自己潤滑性ローラベアリング。
  3. 【請求項３】 前記部品が射出成型により形成される請求項１に記載の自己
    潤滑性ローラベアリング。
  4. 【請求項４】 前記部品が金属材料から形成される請求項１に記載の自己潤
    滑性ローラベアリング。
  5. 【請求項５】 前記部品がポリマー材料から形成される請求項１に記載の自
    己潤滑性ローラベアリング。
  6. 【請求項６】 前記部品が、 フッ素ポリマー、アセタール、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエーテル
    イミド、ポリエーテルケトン(ＰＥＥＫ)、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
    エーテルスルホンを含むポリスルホン、ポリアミド(ナイロン)、ポリフェニレン
    スルフィド、ポリウレタン、ポリエステル、ポリフェニレンオキシド、及びこれ
    らのブレンド及び共重合対からなるグループから選択された材料から形成される
    請求項５に記載の自己潤滑性ローラベアリング。
  7. 【請求項７】 前記部品が実質的に円筒形表面を有し、前記管状円筒物が該
    部品へ挿入され、かつ前記基板が前記部品の実質的に円筒形の内面と面同士係合
    するように配置される請求項１に記載の自己潤滑性ローラベアリング。
  8. 【請求項８】 前記部品がさらに外面を有し、該外面が実質的に円筒形であ
    り前記円筒形表面と同心的に配置される請求項７に記載の自己潤滑性ローラベア
    リング。
  9. 【請求項９】 前記部品が輪型素子である請求項８に記載の自己潤滑性ロー
    ラベアリング。
  10. 【請求項１０】 前記基板が金属材料から形成される請求項１に記載の自己
    潤滑性ローラベアリング。
  11. 【請求項１１】 前記基板が鋼から作製される請求項１０に記載の自己潤滑
    性ローラベアリング。
  12. 【請求項１２】 前記基板アルミニウムから作製される請求項１０に記載の
    自己潤滑性ローラベアリング。
  13. 【請求項１３】 前記付着ベアリング層が潤滑性プラスチック材料を有する
    請求項１に記載の自己潤滑性ローラベアリング。
  14. 【請求項１４】 前記付着ベアリング層がフッ素ポリマー、ポリイミド及び
    芳香族ケトン、並びにこれらの組合せからなるグループから選択される請求項１
    ３に記載の自己潤滑性ローラベアリング。
  15. 【請求項１５】 前記付着ベアリング層がさらに、カーボン、グラファイト
    、酸化アルミニウム、シリコンカーバイド、窒化ホウ素、窒化シリコン、ガラス
    、銅合金、フッ素ポリマー、シリコーン、モリブデンジスルフィド、及びこれら
    の組合せからなるグループから選択される少なくとも１つのフィラーを有する請
    求項１４に記載の自己潤滑性ローラベアリング。
  16. 【請求項１６】 前記付着ベアリング層及び前記接着膜がポリマーブレンド
    を含む単層として作製される請求項１に記載の自己潤滑性ローラベアリング。
  17. 【請求項１７】 前記単層がＰＦＡ及びＰＴＦＥを有する請求項１６に記載
    の自己潤滑性ローラベアリング。
  18. 【請求項１８】 ＰＦＡが主である場合に前記単層が溶融押出により作製さ
    れ、ＰＴＦＥが主である場合に前記単層がシート削り出しにより作製される請求
    項１７に記載の自己潤滑性ローラベアリング。
  19. 【請求項１９】 前記基板が、圧着及びスナップ止めからなるグループから
    選択される技術により前記部品と係合する請求項１に記載の自己潤滑性ローラベ
    アリング。
  20. 【請求項２０】 自己潤滑性ローラベアリングの製造方法において、 (a)実質的に平坦な基板を設けるステップと、 (b)潤滑材料の付着ベアリング層を接着膜又は多孔銅合金連結層により前記基
    板上に固定するステップと、 (c)前記付着ベアリング層に対し熱及び圧力を適用することにより前記接着膜
    又は多孔連結層が前記付着ベアリング層を前記基板へ結合するステップと、 (d)前記基板の実質的に平坦な面を、前記付着ベアリング層が前記基板の内側
    面に配置されるような管へと形成するステップと、 (e)部品の内側管状面に対して面同士係合するように前記基板を配置して前記
    ローラベアリングを形成するステップとを有する 自己潤滑性ローラベアリングの製造方法。
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