JP2007239838A - 鍔付円筒軸受ブッシュ及びその製造方法並びに該鍔付円筒軸受ブッシュを用いたヒンジ構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】複層軸受に切削などの機械加工を施すことなく導電性を付与し得、高電圧電源からの配線を行うことなくドア等への静電塗装を行うことができるばかりでなく、摺動特性の変動を極力抑えることができ、ガタ等の不具合を生じることのない鍔付円筒軸受ブッシュ及びその製造方法並びに該鍔付円筒軸受ブッシュを用いたヒンジ構造を提供すること。
【解決手段】鍔付円筒軸受ブッシュ１は、鋼板などの金属製の裏金２と該裏金２の表面に一体に形成された多孔質青銅焼結層３と該多孔質青銅焼結層３の孔隙及び表面に充填被覆された合成樹脂組成物のすべり層４から成る複層摺動板５から形成されており、該複層摺動板５のすべり層４を内側にして円筒状に捲回された円筒部１１と該円筒部１１の一方の端部に径方向外方に拡径した拡径鍔部１２とを備えている。
【選択図】図１
【解決手段】鍔付円筒軸受ブッシュ１は、鋼板などの金属製の裏金２と該裏金２の表面に一体に形成された多孔質青銅焼結層３と該多孔質青銅焼結層３の孔隙及び表面に充填被覆された合成樹脂組成物のすべり層４から成る複層摺動板５から形成されており、該複層摺動板５のすべり層４を内側にして円筒状に捲回された円筒部１１と該円筒部１１の一方の端部に径方向外方に拡径した拡径鍔部１２とを備えている。
【選択図】図１
Description
本発明は、鍔付円筒軸受ブッシュ及びその製造方法並びに該鍔付円筒軸受ブッシュを用いた、とくに自動車のドア及びトランクなどのヒンジ構造に関する。
自動車のドア、トランク及びボンネット等のヒンジ機構においては、軸受支持機構とこれと相対回転する軸との間に、金属網状体の網目及び表面に潤滑性を有する合成樹脂を適用して潤滑性被覆層を形成した無給油軸受ブッシュが用いられている（特許文献１所載）。
この無給油軸受ブッシュは、潤滑性被覆層が電気的に絶縁性を有しているため軸受の内面と外面との間は電気的に絶縁され、このような軸受を例えば自動車のドアなどのヒンジ構造に適用してドアを含めて所謂ホワイトボデーに対する静電塗装を一時に行おうとすると、ドアと自動車ボデー等のその他の部分とが軸受ブッシュにより電気的に絶縁された状態となる結果、ドア自体の塗装が実施できなくなる場合があり、自動車のボデーと共に同時にドアにも静電塗装を施すためにはドアに対しても高電圧電源からの配線を行わなければならず作業性が極めて悪いという問題がある。
上記問題を解決するべく、鋼板からなる裏金と該裏金の表面に一体に形成された多孔質金属焼結層と該多孔質青銅焼結層の孔隙及び表面に充填被覆された合成樹脂の潤滑樹脂層からなる複層軸受の潤滑樹脂層に切削加工を施し、該焼結金属層と潤滑樹脂層とを同一平面として該複層軸受に導電性を付与させる技術が提案されている（特許文献２参照）。
この複層軸受をヒンジ構造に適用することにより、軸と軸受を支持する支持機構とを電気的に確実に接続し得る結果、静電塗装等の作業において配線作業が容易となり、作業性を向上し得るという一応の解決が図られるが、潤滑樹脂層を切削という面倒な機械加工を必要とすることから、製造工程が煩雑となり効率的でないという問題と、導電性を付与できる反面、摺動面に多孔質金属焼結層が露出する割合をコントロールすることが難しく、摺動面への多孔質金属焼結層の露出割合の多寡によって摺動特性に変動を来たすという問題がある。
本発明は上記諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは複層軸受に切削などの機械加工を施すことなく導電性を付与し得、高電圧電源からの配線を行うことなくドア等への静電塗装を行うことができるばかりでなく、摺動特性の変動を極力抑えることができ、ガタ等の不具合を生じることのない鍔付円筒軸受ブッシュ及びその製造方法並びに該鍔付円筒軸受ブッシュを用いたヒンジ構造を提供することにある。
本発明の鍔付円筒軸受ブッシュは、金属製の裏金と、該裏金の表面に形成された多孔質青銅焼結層と、該多孔質青銅焼結層の孔隙及び表面に充填被覆された合成樹脂組成物のすべり層とからなり、該すべり層を内側にして円筒状に捲回された円筒部と該円筒部の一方の端部に該端部を径方向外方に拡径して形成された拡径鍔部とを具備しており、該拡径鍔部のすべり層側の表面積に対して０．１〜２０％の面積割合をもって多孔質青銅焼結層の一部が該拡径鍔部のすべり層側の表面において露出していると共に該すべり層と面一となっている。
本発明の鍔付円筒軸受ブッシュによれば、円筒部の一方の端部に形成された拡径鍔部のすべり層側には、多孔質青銅焼結層の一部が拡径鍔部の表面積に対して０．１〜２０％の面積割合で露出していると共に該すべり層と面一となっているので、該鍔付円筒軸受ブッシュには導電性が付与されるばかりでなく当該拡径鍔部における相手材との摺動においても優れた摩擦摩耗特性を発揮する。
多孔質青銅焼結層の孔隙及び表面に充填被覆される合成樹脂組成物は、充填材を含有した四ふっ化エチレン樹脂（以下「ＰＴＦＥ」という）からなっているとよい。
ＰＴＦＥに配合される充填材としては、硫酸バリウム、燐酸塩、ポリイミド樹脂、焼成フェノール樹脂、ポリフェニレンスルホン樹脂及びオキシベンゾイルポリエステル樹脂等の耐熱樹脂、珪酸塩並びに固体潤滑剤のうちの少なくとも一つから選択されるとよい。
この合成樹脂組成物は、すべり層の耐摩耗性を向上させる充填材として従来から広く使用されている鉛を含有させないでも低摩擦性及び耐摩耗性を発揮するので、環境汚染、公害などの副次的な見地からも有用である。
本発明の鍔付円筒軸受ブッシュの製造方法は、金属製の板材からなる裏金と、該裏金の表面に形成された見掛け密度が２．５〜４．５ｇ／ｃｍ３の不規則形状を呈する青銅粉末からなる多孔質青銅焼結層と、該多孔質青銅焼結層の孔隙に充填され、かつ該多孔質青銅焼結層の表面に１〜２０μｍの厚さをもって被覆された合成樹脂組成物のすべり層とを備えた複層摺動板を準備する工程と、該複層摺動板のすべり層を内側にして円筒状に捲回した巻き円筒体を準備する工程と、該巻き円筒体をプレスダイの円孔内に一方の端部を該円孔より突出させて嵌入すると共に該巻き円筒体の軸方向への移動を禁止するように該巻き円筒体の他方の端部の端面を拘束する工程と、該プレスダイの円孔より突出した巻き円筒体の端部に漏斗状の拡径部を形成する工程と、漏斗状の拡径部を押圧して該巻き円筒体の一方の端部に拡径鍔部を形成し、該拡径鍔部のすべり層側の表面積に対して０．１〜２０％の面積割合をもって多孔質青銅焼結層の一部を該拡径鍔部のすべり層側の表面において露出させると共に該すべり層と面一にする工程とを含んでいる。
本発明の鍔付円筒軸受ブッシュの製造方法によれば、複層摺動板からなる巻き円筒体の一方の端部に漏斗状の拡径部を経て拡径鍔部を形成する結果、該拡径鍔部において多孔質青銅焼結層の表面に１〜２０μｍの厚さをもって被覆された合成樹脂組成物のすべり層の一部に引張力の作用により亀裂を生じさせてその直下の多孔質青銅焼結層を露出させると共に該すべり層と露出した多孔質青銅焼結層の一部とを押圧により面一にすることができ、而して、該拡径鍔部の表面に導電性を付与することができる。
該拡径鍔部のすべり層側の表面に多孔質青銅焼結層の一部が露出する割合は、該拡径鍔部のすべり層側の表面積に対し０．１〜２０％の面積割合とすることが好ましく、露出割合が該拡径鍔部のすべり層側の表面積に対し０．１〜２０％の面積割合であれば、該鍔付円筒軸受ブッシュを介しての相手材との相対回転を円滑に行わせることができるばかりでなく、該鍔付円筒軸受ブッシュに確実な導電性を付与することができる。
本発明の第一のヒンジ構造は、夫々軸孔を有する一対のヒンジ片が当該軸孔に嵌挿された金属製の連結軸を介して互いに枢着されていると共に一方のヒンジ片の軸孔において該連結軸と一方のヒンジ片との間に上記の鍔付円筒軸受ブッシュの円筒部が配されており、該鍔付円筒軸受ブッシュは、その円筒部で一方のヒンジ片の軸孔において当該一方のヒンジ片に嵌合固定されており、その拡径鍔部のすべり層側の表面で他方のヒンジ片に当接している。
本発明の第一のヒンジ構造によれば、鍔付円筒軸受ブッシュは、その円筒部で一方のヒンジ片の軸孔において当該一方のヒンジ片に嵌合固定されており、その拡径鍔部のすべり層側の表面で該一方のヒンジ片に対面する他方のヒンジ片に当接しており、鍔付円筒軸受ブッシュの拡径鍔部のすべり層側の表面には拡径鍔部のすべり層側の表面積に対して０．１〜２０％の面積割合で多孔質青銅焼結層部が分散して露出した部位が形成されて該鍔付円筒軸受ブッシュには導電性が付与されているので、高電圧電源からの配線を行うことなくドア等への静電塗装を行うことができる。また、拡径鍔部のすべり層側で部分的に露出した多孔質青銅焼結層は、該拡径鍔部のすべり層側の表面積に対して０．１〜２０％の面積割合であるので、該鍔付円筒軸受ブッシュを介しての一対のヒンジ片の相対回転は円滑に行われる。
本発明の第二のヒンジ構造は、夫々軸孔を有する一対のヒンジ片が当該軸孔に嵌挿された金属製の連結軸を介して互いに枢着されていると共に該連結軸と一対のヒンジ片との間に請求項１から３のいずれか一項に記載の鍔付円筒軸受ブッシュが配されており、該鍔付円筒軸受ブッシュは、その拡径鍔部の裏金側の表面を一方のヒンジ片の一方の板面に当接させ、その円筒部を一方のヒンジ片の軸孔において当該一方のヒンジ片に嵌合させ、一方のヒンジ片の軸孔より突出したその円筒部の他方の端部に当該他方の端部を径方向外方に拡径して他の拡径鍔部を形成して、当該他の拡径鍔部の裏金側の表面を一方のヒンジ片の他方の板面に当接させて、該一方のヒンジ片に固定されており、連結軸は、円柱軸部と該円柱軸部の一方の端部に設けられた環状鍔部とを備えており、その環状鍔部で該鍔付円筒軸受ブッシュの拡径鍔部のすべり層側に当接しており、その円柱軸部を該鍔付円筒軸受ブッシュの円筒部及び一方のヒンジ片と対面すると共に鍔付円筒軸受ブッシュの他の拡径鍔部のすべり層側の表面に当接した他方のヒンジ片の軸孔を夫々貫通させており、その円柱軸部の他方の端部を該他方のヒンジ片にカシメ固定して、配されている。
本発明の第二のヒンジ構造においても、鍔付円筒軸受ブッシュの拡径鍔部のすべり層側には、拡径鍔部のすべり層側の表面積に対して０．１〜２０％の面積割合で多孔質青銅焼結層が分散して露出している結果、該鍔付円筒軸受ブッシュには導電性が付与されているので、高電圧電源からの配線を行うことなくドア等への静電塗装を行うことができる。また、拡径鍔部のすべり層側で部分的に露出した多孔質青銅焼結層部は、該拡径鍔部のすべり層側の表面積に対して０．１〜２０％の面積割合であるので、該鍔付円筒軸受ブッシュを介しての一対のヒンジ片の相対回転は円滑に行われる。
本発明によれば、切削などの機械加工を施すことなく導電性を付与し得、高電圧電源からの配線を行うことなくドア等への静電塗装を行うことができるばかりでなく、ヒンジ片等の相手材の相対回転を円滑に行わせることができ、摺動特性の変動を極力抑えることができる上に、摩耗に起因するガタ等の不具合を生じることのない鍔付円筒軸受ブッシュ及びその製造方法並びにこの鍔付円筒軸受ブッシュを用いたヒンジ構造を提供することができる。
次に、本発明及びその実施の形態を、図に示す好ましい実施例に基づいて更に詳細に説明する。なお、本発明はこれらの実施例に何等限定されないのである。
図１及び図２において、鍔付円筒軸受ブッシュ１は、鋼板などの金属製の裏金２と該裏金２の表面に一体に形成された多孔質青銅焼結層３と該多孔質青銅焼結層３の孔隙及び表面に充填被覆された合成樹脂組成物のすべり層４から成る複層摺動板５から形成されており、該複層摺動板５のすべり層４を内側にして円筒状に捲回された円筒部１１と該円筒部１１の一方の端部に径方向外方に拡径した拡径鍔部１２とを備えている。
拡径鍔部１２のすべり層４側において、多孔質青銅焼結層３の一部が該拡径鍔部１２のすべり層４側の表面積に対して０．１〜２０％の面積割合で露出していると共に露出した多孔質青銅焼結層３の一部とすべり層４とは互いに面一となっている。
この拡径鍔部１２において０．１〜２０％の面積割合で多孔質青銅焼結層３の一部が露出していることにより、鍔付円筒軸受ブッシュ１には導電性が付与されている。
つぎに、図２から図６に基づき、上記複層摺動板５及びこの複層摺動板５を使用して形成される上記鍔付円筒軸受ブッシュ１の製造方法について説明する。
鋼板からなる裏金２として、厚さ０．５〜２．０ｍｍの冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）を準備する。錫（Ｓｎ）９．０〜１１．０重量％と残部銅（Ｃｕ）とからなる青銅粉末として、見掛け密度が２．５０ｇ／ｃｍ３〜４．５０ ｇ／ｃｍ３の不規則形状であって、粒度分布について、＋１５０μｍの粒子が１０％以下、−１５０μｍ〜＋１０６μｍの粒子が１０〜４０％、−１０６μｍ〜＋７５μｍの粒子が４０から７０％及び−７５μｍの粒子が２０％以下を呈する青銅粉末を前記裏金２の表面に一様に散布し、これを中性雰囲気又は還元性雰囲気に調整された加熱炉において、８５０〜９５０℃の温度で３０〜６０分間焼結し、該裏金２の表面に多孔度５０〜８０体積％の多孔質青銅焼結層３を形成する。ここで、不規則形状の青銅粉末とは、球状ではなく棒状、三角形状等の粉末をいう。
合成樹脂組成物は、充填材を含有したＰＴＦＥからなる。充填材としては、硫酸バリウム、燐酸塩、ポリイミド樹脂、焼成フェノール樹脂、ポリフェニレンスルホン樹脂及びオキシベンゾイルポリエステル樹脂等の耐熱樹脂、珪酸塩並びに固体潤滑剤のうちの少なくとも一つから選択される。好ましい合成樹脂組成物としては、（１）硫酸バリウム５〜４０重量％と燐酸塩１〜３０重量％とポリイミド樹脂、焼成フェノール樹脂、ポリフェニレンスルホン樹脂及びオキシベンゾイルポリエステル樹脂から選択される耐熱樹脂１〜１０重量％と残部ＰＴＦＥとからなる合成樹脂組成物、（２）硫酸バリウム５〜３０重量％と燐酸塩１〜２５重量％と珪酸塩１〜１５重量％と残部ＰＴＦＥとからなる合成樹脂組成物、（３）上記（１）及び（２）の成分組成に更に黒鉛及び二硫化モリブデンから選択される固体潤滑剤を５重量％以下の割合で配合された合成樹脂組成物が挙げられる。
ＰＴＦＥと前述した各充填材とを混合した後、得られた混合物に石油系溶剤を加えて攪拌混合する方法により、湿潤性が付与された合成樹脂組成物が得られる。ＰＴＦＥと充填材との混合は、ＰＴＦＥの室温転移点（１９℃）以下、好ましくは１０〜１８℃の温度で行なわれ、また得られた混合物と石油系溶剤との攪拌混合も上記と同様の温度で行なわれる。斯かる温度条件の採用により、ＰＴＦＥの繊維状化が妨げられ、均一な混合物を得ることができる。
石油系溶剤としては、ナフサ、トルエン、キシレンのほか、脂肪族系溶剤またはナフテン系溶剤との混合溶剤が使用される。石油系溶剤の使用割合は、ＰＴＦＥ粉末と充填材との混合物１００重量部に対し１５〜３０重量部とされるのがよい。
上記成分組成からなる合成樹脂組成物に上記石油系溶剤を加えて撹拌し、湿潤性を付した合成樹脂組成物を作製する。この合成樹脂組成物を前記多孔質青銅焼結層３の表面に散布供給し、ローラで圧延して該多孔質青銅焼結層３の孔隙に充填すると共に該多孔質青銅焼結層３の表面に一様な厚さの合成樹脂組成物のすべり層４を形成する。ついで、２００〜２５０℃の温度に加熱された乾燥炉内で数分間保持することにより、石油系溶剤を除去し、その後、乾燥した合成樹脂組成物をローラによって所定厚さになるように３００〜６００ｋｇｆ／ｃｍ２の加圧下で加圧ローラ処理する。
加圧ローラ処理が施された多孔質青銅焼結層３及びすべり層４を含む裏金２を加熱炉に導入して３６０〜３８０℃の温度で数分間ないし１０数分間加熱して焼成を行なったのち、炉から取出し、再度ローラ処理を施すことにより、裏金２と該裏金２の表面に一体に形成された多孔質青銅焼結層３と該多孔質青銅焼結層３の孔隙に充填され、かつ表面に１〜２０μｍの厚さをもって被覆された合成樹脂組成物のすべり層４とからなる複層摺動板５が作製される。
上記複層摺動材５を用いた鍔付円筒軸受ブッシュ１は、次のようにして作製される。
すべり層４を内側にして複層摺動板５を円筒状に捲回して巻き円筒体２０を作製する。図３に示すように上面に円筒突出部２１を、中央部に円孔２２を夫々有したプレスダイ２３及びプレスダイ２３の円筒突出部２１の外周面に嵌合した円孔２４と上面に平面部２５とを有するプレスダイ２６を準備し、プレスダイ２６の円孔２４に巻き円筒体２０を嵌入する。このとき、該巻き円筒体２０の一方の端部２０ａは該プレスダイ２６の円孔２４より外に突出していると共に巻き円筒体２０の軸方向への移動が禁止されるように巻き円筒体２０の他方の端部２０ｂの端面２０ｃは、プレスダイ２３の円筒突出部２１に当接して拘束されている。
この嵌入後、図４に示すように円柱部３１及び円柱部３１に連続する截頭円錐部３２を有するポンチ３０の円柱部３１を巻き円筒体２０内に嵌入して円孔２４から外部に突出した巻き円筒体２０の一方の端部２０ａをポンチ３０の截頭円錐部３２により径方向外方に拡開せしめて該端部２０ａに漏斗状の拡径部２０ｄを形成する。
ついで、図５に示すように小円柱部４１及び小円柱部４１に環状肩部４２を介して連続して一体であって該小円柱部４１よりも大径の大円柱部４３を具備するポンチ４０を更に準備し、ポンチ４０とプレスダイ２６との間に一方の端部２０ａに漏斗状の拡径部２０ｄが形成された巻き円筒体２０を配置する。そして、ポンチ４０の小円柱部４１を巻き円筒体２０内に嵌入しつつ先に形成された漏斗状の拡径部２０ｄを更に環状肩部４２によって拡径し、そしてポンチ４０の小円柱部４１を巻き円筒体２０内に更に嵌入して、最後に図６に示すように平面部２５と環状肩部４２とで挟圧された拡径鍔部１２を形成し、これにより円筒部１１と該円筒部１１の一方の端部に一体に設けられた拡径鍔部１２とを備えた鍔付円筒軸受ブッシュ１を得る。
この巻き円筒体２０の一方の端部２０ａに漏斗状の拡径部２０ｄを経て拡径鍔部１２を形成する工程において、拡径鍔部１２のすべり層４には引張力が作用し、当該引張力により該多孔質青銅焼結層３の表面に最も薄く被覆されたすべり層４の一部に亀裂を生じ、その直下の多孔質青銅焼結層３の一部が表面に露出し、しかも、該拡径鍔部１２の表面がポンチ４０の環状肩部４２に押圧されることにより、該すべり層４と露出した多孔質青銅焼結層３の一部とが相互に面一にされる結果、多孔質青銅焼結層３の一部が該拡径鍔部１２のすべり層４側の表面積に対し０．１〜２０％の面積割合で該拡径鍔部１２のすべり層４側において露出している鍔付円筒軸受ブッシュ１が形成されることになる。
拡径鍔部１２のすべり層４側において多孔質青銅焼結層３の一部がすべり層４と面一にされて拡径鍔部１２のすべり層４側の表面積に対し０．１〜２０％の面積割合で露出して形成されることにより、鍔付円筒軸受ブッシュ１には導電性が付与される。また、拡径鍔部１２のすべり層４側の表面は、スラスト摺動面としての役割を果たすが、該拡径鍔部１２のすべり層４側の表面に露出した多孔質青銅焼結層３の一部は該拡径鍔部１２のすべり層４側の表面において分散して形成されており、該すべり層４側の表面積に対して非常に少ない表面積を有しているので、すべり層４側における当該拡径鍔部１２と相手材との摺動を円滑に行わせることができる。当該すべり層４側における拡径鍔部１２の摩擦摩耗特性に関して、乾燥摩擦条件において拡径鍔部１２の摩擦係数は０．０６〜０．１４と非常に低い値を示し、その拡径鍔部１２の摩耗量は１６μｍ以下の値を示した。
この鍔付円筒軸受ブッシュ１の導電性について、図７に示す測定装置５０により電気抵抗を測定した。測定装置５０は、絶縁基台５１上に固定された円孔５２を有する導電性の円筒体５３と、円筒部６１及び該円筒部６１の一方の端部に設けられた環状鍔部６２を有する導電性の押圧体６３と、該円筒体５３と押圧体６３の環状鍔部６２とに電気的に接続された電気抵抗測定器Ｘとから構成されている。そして、鍔付円筒軸受ブッシュ１の円筒部１１を円筒体５３の円孔５２に嵌入すると共に拡径鍔部１２の裏金２側の表面を該円筒体５３の端面５４に当接させて鍔付円筒軸受ブッシュ１を該円筒体５３に配置し、押圧体６３の円筒部６１を鍔付円筒軸受ブッシュ１の円筒部１１内に挿入し、環状鍔部６２の裏面６４を鍔付円筒軸受ブッシュ１の拡径鍔部１２のすべり層４に当接させると共に該押圧体６３に荷重を負荷して該鍔付円筒軸受ブッシュ１の電気抵抗値を押圧体６３の環状鍔部６２と円筒体５３とに電気的に接続した電気抵抗測定器Ｘによって測定した。
すべり層４に加えて０．１〜２０％の面積割合で多孔質青銅焼結層３の一部が露出した拡径鍔部１２の電気抵抗値（Ω）は１０Ω以下の値を示し、鍔付円筒軸受ブッシュ１には導電性が付与されていることを確認した。
次に、上記鍔付円筒軸受ブッシュ１を用いたヒンジ構造について説明する。図８及び図９に示す鍔付円筒軸受ブッシュ１を装着した自動車ドアのヒンジ構造において、自動車の車体ピラー（図示せず）に固着される固定側の導電性のヒンジ片７０は、車体ピラーへの固着用のボルトが挿通される複数個の取付孔７１が形成された垂直板状の取付部７２とこの取付部７２の上下の端部から水平方向に相対向して延設された一対の軸支部７３とを具備しており、上下の軸支部７３の夫々には軸孔７４が形成されている。
自動車ドアの前端部に固着される可動側の導電性のヒンジ片８０は、垂直部８１とこの垂直部８１の上下の端部から水平方向に相対向して延設された上下の水平部８２とこの水平部８２の夫々の端部に垂直方向に延設された取付部８３とを具備しており、一対の水平部８２の夫々には軸孔８４が形成されており、各取付部８３には自動車ドアへの固着用のボルトが挿通する取付孔８５が形成されている。
導電性の連結軸９０は、両端部に夫々セレーション軸部９１を備えていると共に一方のセレーション軸部９１の端部に拡径頭部９２を、他方のセレーション軸部９１の端部外周面に環状溝９３を夫々備えている。
可動側のヒンジ片８０の一対の水平部８２に形成された軸孔８４の夫々に、拡径鍔部１２を外側にして鍔付円筒軸受ブッシュ１の円筒部１１を挿入し、各拡径鍔部１２を固定側のヒンジ片７０の軸支部７３と可動側のヒンジ片８０の水平部８２とで挟み、各軸支部７３の軸孔７４と各鍔付円筒軸受ブッシュ１の円筒部１１内とに連結軸９０を挿入し、連結軸９０の拡径頭部９２を一方の軸支部７３の外面に当接させると共に、各セレーション軸部９１を対応の軸孔７４において軸支部７３に係合させることにより、該連結軸９０は鍔付円筒軸受ブッシュ１の円筒部１１に回転可能に支承されている。軸支部７３の下面より下方に突出した連結軸９０の端部外周面に形成された環状溝９３において当該連結軸９０の端部にはスナップリング９４が嵌合されており、これにより該連結軸９０は固定側及び可動側のヒンジ片７０及び８０に対し抜け止めされている。このようにして、固定側及び可動側のヒンジ片７０及び８０は連結軸９０を介して互いに枢着されている。
上記構成により、連結軸９０の各セレーション軸部９１が軸孔７４において軸支部７３に圧嵌されているため、連結軸９０は、固定側のヒンジ７０に対して相対回転することはなく、鍔付円筒軸受ブッシュ１の円筒部１１が軸孔８４において水平部８２に圧入嵌合されているため、鍔付円筒軸受ブッシュ１の円筒部１１の内面と連結軸９０の外周面との間及び鍔付円筒軸受ブッシュ１の拡径鍔部１２のすべり層４側と固定側のヒンジ片７０の軸支部７３との間のみの相対回転は許容されるようになっており、当該相対回転は円筒部１１及び拡径鍔部１２のすべり層４により円滑に行われるようになっている。
上記ヒンジ構造においては、鍔付円筒軸受ブッシュ１の拡径鍔部１２のすべり層４側には、多孔質青銅焼結層３の一部が拡径鍔部１２のすべり層４側の表面積に対し０．１〜２０％の面積割合で露出して、拡径鍔部１２には導電性が付与されているので、すべり層４の存在に拘わらず該拡径鍔部１２と固定側のヒンジ片７０の軸支部７３とは、多孔質青銅焼結層３の一部と固定側のヒンジ片７０の軸支部７３との当接部において電気的に相互に導通される結果、別途高電圧電源からの配線を行うことなくドア等への静電塗装を行うことができる。
鍔付円筒軸受ブッシュ１を装着したヒンジ構造の他の例としての図１０及び図１１に示すトランクのヒンジ構造において、自動車の車体ピラーに固着される固定側の導電性のヒンジ片１００は、水平部１０１とこの水平部１０１の端部に一体的に設けられた取付部１０２とを具備しており、水平部１０１には自動車の車体ピラーへの固着用の複数個のボルト１０３が挿通する挿通孔１０４が形成されており、取付部１０２には軸孔１０５が形成されている。
自動車のトランク側に固着される可動側の導電性のヒンジ片２００は、水平部２０１とこの水平部２０１の端部に一体的に設けられた取付部２０２とを具備しており、水平部２０１には自動車のトランクへの固着用の複数個のボルト挿通孔２０３が形成されており、取付部２０２には軸孔２０４が形成されている。
鍔付円筒軸受ブッシュ１は、拡径鍔部１２の裏金２を該固定側のヒンジ片１００の取付部１０２の一方の板面１０６に当接させ、円筒部１１を軸孔１０５においてヒンジ片１００の取付部１０２に嵌合させ、斯かる嵌合後に該軸孔１０５より突出した該円筒部１１の他方の端部２０ｂを径方向外側に拡径して形成された他の拡径鍔部１１ａを該ヒンジ片１００の取付部１０２の他方の板面１０７に当接させて取付部１０２に固定されている。
導電性の連結軸３００は、円柱軸部３０１と該円柱軸部３０１の一方の端部に一体に設けられた環状鍔部３０２とを備えており、該連結軸３００は、円柱軸部３０１を該鍔付円筒軸受ブッシュ１の円筒部１１内に挿通させ、環状鍔部３０２を該鍔付円筒軸受ブッシュ１のすべり層４側において拡径鍔部１２に当接させ、更に、円柱軸部３０１を該鍔付円筒軸受ブッシュ１の他の拡径鍔部１１ａのすべり層４に当接して配された可動側のヒンジ片２００の取付部２０２の軸孔２０４に挿通させて、配されており、円柱軸部３０１の端部３０３において可動側のヒンジ片２００の取付部２０２にカシメ固定されている。
上記構成により連結軸３００は、可動側のヒンジ片２００の取付部２０２に対して相対回転することはなく、鍔付円筒軸受ブッシュ１は、固定側のヒンジ片１００の取付部１０２に軸孔１０５において嵌合固定されているため、鍔付円筒軸受ブッシュ１の円筒部１１の内面と連結軸３００の外周面との間、鍔付円筒軸受ブッシュ１の拡径鍔部１２のすべり層４と連結軸３００の環状鍔部３０２との間及び可動側のヒンジ片２００の取付部２０２と鍔付円筒軸受ブッシュ１の拡径鍔部１１ａのすべり層４との間での相対回転は、許容されるようになっており、当該相対回転は円筒部１１、拡径鍔部１２及び拡径鍔部１１ａのすべり層４により円滑に行われるようになっている。
上記ヒンジ構造において、鍔付円筒軸受ブッシュ１の拡径鍔部１２のすべり層４側には、多孔質青銅焼結層３の一部が拡径鍔部１２のすべり層４側の表面積に対し０．１〜２０％の面積割合で露出して、拡径鍔部１２には導電性が付与されているので、すべり層４の存在に拘わらず拡径鍔部１２と連結軸３００の環状鍔部３０２とは、拡径鍔部１２の多孔質青銅焼結層３の一部と連結軸３００の環状鍔部３０２との当接部において電気的に相互に導通される結果、別途高電圧電源からの配線を行うことなくドア等への静電塗装を行うことができる。
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
実施例１〜３
鋼板からなる裏金として、厚さ１．０ｍｍの冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）を準備し、錫９．０重量％と残部銅からなる青銅粉末として、見掛け密度が３．５０ｇ／ｃｍ３の不規則形状であって、粒度分布について、＋１５０μｍの粒子が１０％、−１５０μｍ〜＋１０６μｍの粒子が３０％、−１０６μｍ〜＋７５μｍの粒子が４０％及び−７５μｍの粒子が２０％を呈する青銅粉末を前記裏金の表面に一様に散布し、これを中性雰囲気又は還元性雰囲気に調整された加熱炉において、９００℃の温度で６０分間焼結し、該裏金の表面に厚さ０．２５ｍｍの多孔質青銅焼結層を形成した。多孔質青銅焼結層の多孔度は６０体積％であった。
鋼板からなる裏金として、厚さ１．０ｍｍの冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）を準備し、錫９．０重量％と残部銅からなる青銅粉末として、見掛け密度が３．５０ｇ／ｃｍ３の不規則形状であって、粒度分布について、＋１５０μｍの粒子が１０％、−１５０μｍ〜＋１０６μｍの粒子が３０％、−１０６μｍ〜＋７５μｍの粒子が４０％及び−７５μｍの粒子が２０％を呈する青銅粉末を前記裏金の表面に一様に散布し、これを中性雰囲気又は還元性雰囲気に調整された加熱炉において、９００℃の温度で６０分間焼結し、該裏金の表面に厚さ０．２５ｍｍの多孔質青銅焼結層を形成した。多孔質青銅焼結層の多孔度は６０体積％であった。
主成分をなすＰＴＦＥに、硫酸バリウム３０重量％と燐酸塩１０重量％とポリイミド樹脂１０重量％とを配合した混合物１００重量部に対し石油系溶剤２０重量部を配合し、ＰＴＦＥの室温転移点以下の温度（１５℃）で混合し、湿潤性を有する合成樹脂組成物を得た。
この合成樹脂組成物を前記多孔質青銅焼結層の表面に散布供給し、ローラで圧延して該多孔質青銅焼結層の孔隙及び表面に充填被複した複層板を得た。得られた複層板を２００℃の温度に加熱した熱風乾燥炉中に５分間保持して溶剤を除去した後、乾燥した複層板をローラによる加圧力にて圧延した。ついで、加圧処理した複層板を加熱炉で３７０℃の温度で１０分間加熱焼成した後、再度ローラで加圧処理し、鋼板からなる裏金と裏金の表面に一体に形成された多孔質青銅焼結層と該多孔質青銅焼結層の孔隙及び表面に充填被覆された合成樹脂組成物のすべり層とからなり、該すべり層の厚さが３μｍ（実施例１）、７μｍ（実施例２）及び１５μｍ（実施例３）を有する３種類の複層摺動板を得た。
上記複層摺動板を夫々所定の寸法に切断した後、複層摺動板のすべり層を内側にして円筒状に捲回し、内径８ｍｍ、外径１０ｍｍ、長さ１０ｍｍの巻き円筒体を作製した。この巻き円筒体の一方の端部に前記方法と同様の方法で鍔部加工を施し、内径８ｍｍ、外径１０ｍｍ、拡径鍔部の直径１５ｍｍ、長さ６．５ｍｍの鍔付円筒軸受ブッシュを作製した。この鍔部加工の過程において、拡径鍔部のすべり層の一部に亀裂を生じ、その直下の多孔質青銅焼結層が表面に露出すると共に該拡径鍔部の表面はポンチの環状肩部に押圧されて該すべり層と露出した多孔質青銅焼結層の一部とが面一となっていることを確認した。これらの鍔付円筒軸受ブッシュの拡径鍔部のすべり層側の表面積に占める多孔質青銅焼結層の一部の露出割合は、夫々５％（実施例１）、３％（実施例２）、０．３％（実施例３）であった。
これら鍔付円筒軸受ブッシュについて、前記測定装置を用いて電気抵抗値を測定し、導電性の有無を試験した。その測定結果を表1に示す。
上記の試験結果から、電気抵抗値が小さい値を示し、いずれの鍔付円筒軸受ブッシュについても導電性が付与されていることを確認した。
次に、上記導電性を確認した実施例１〜３の鍔付円筒軸受ブッシュについて、拡径鍔部のすべり層側を相手材と接触させて表２に示す試験条件でもって拡径鍔部のすべり層の摩擦摩耗特性を試験した。
（表２）
＜試験条件＞
面圧 ２９．４Ｎ／ｍｍ２（３００ｋｇｆ／ｃｍ２）
速度 ０．０５ｍ／ｓｅｃ（３ｍ／ｍｉｎ）
試験時間 ２０時間
相手材 機械構造用炭素鋼
潤滑 無潤滑
＜試験条件＞
面圧 ２９．４Ｎ／ｍｍ２（３００ｋｇｆ／ｃｍ２）
速度 ０．０５ｍ／ｓｅｃ（３ｍ／ｍｉｎ）
試験時間 ２０時間
相手材 機械構造用炭素鋼
潤滑 無潤滑
上記試験条件による摩擦摩耗特性の試験結果を表３に示す。
上記の試験結果から、拡径鍔部の表面にすべり層に加えて多孔質青銅焼結層の一部が分散して露出した実施例１〜３の鍔付円筒軸受ブッシュは、乾燥潤滑条件（無潤滑）下においても、摩擦係数が０．１２以下の低い値を示し、摩耗量も１２μｍの低い値を示した。
以上のように、鍔付円筒軸受ブッシュの拡径鍔部には、すべり層に加えて多孔質青銅焼結層の一部が該拡径鍔部のすべり層側の表面積に対し０．１〜２０％の面積割合で露出しているので、当該すべり層に切削などの機械加工を施すことなく鍔付円筒軸受ブッシュに導電性を付与し得、その結果、導電性が付与された鍔付円筒軸受ブッシュを用いたヒンジ構造においては、高電圧電源からの配線を行うことなくドア等への静電塗装を行うことができるばかりでなく、一対のヒンジ片の相対回転を円滑に行うことができる。
１ 鍔付円筒軸受ブッシュ
２ 裏金
３ 多孔質青銅焼結層
４ すべり層
５ 複層摺動板
１１ 円筒部
１２ 拡径鍔部
２０ 巻き円筒体
２３、２６ プレスダイ
３０、４０ ポンチ
７０、８０、１００、２００ ヒンジ片
２ 裏金
３ 多孔質青銅焼結層
４ すべり層
５ 複層摺動板
１１ 円筒部
１２ 拡径鍔部
２０ 巻き円筒体
２３、２６ プレスダイ
３０、４０ ポンチ
７０、８０、１００、２００ ヒンジ片
Claims (8)
- 金属製の裏金と、該裏金の表面に形成された多孔質青銅焼結層と、該多孔質青銅焼結層の孔隙及び表面に充填被覆された合成樹脂組成物のすべり層とからなり、該すべり層を内側にして円筒状に捲回された円筒部と該円筒部の一方の端部に該端部を径方向外方に拡径して形成された拡径鍔部とを具備しており、該拡径鍔部のすべり層側の表面積に対して０．１〜２０％の面積割合をもって多孔質青銅焼結層の一部が該拡径鍔部のすべり層側の表面において露出していると共に該すべり層と面一となっている特徴とする鍔付円筒軸受ブッシュ。
- 合成樹脂組成物は、充填材を含有した四ふっ化エチレン樹脂からなる請求項１に記載の鍔付円筒軸受ブッシュ。
- 充填材は、硫酸バリウム、燐酸塩、耐熱樹脂、珪酸塩及び固体潤滑剤のうちの少なくとも一つから選択されたものである請求項２に記載の鍔付円筒軸受ブッシュ。
- 金属製の板材からなる裏金と、該裏金の表面に形成された見掛け密度が２．５〜４．５ｇ／ｃｍ３の不規則形状を呈する青銅粉末からなる多孔質青銅焼結層と、該多孔質青銅焼結層の孔隙に充填され、かつ該多孔質青銅焼結層の表面に１〜２０μｍの厚さをもって被覆された合成樹脂組成物のすべり層とを備えた複層摺動板を準備する工程と、
該複層摺動板のすべり層を内側にして円筒状に捲回した巻き円筒体を準備する工程と、
該巻き円筒体をプレスダイの円孔内に一方の端部を該円孔より突出させて嵌入すると共に該巻き円筒体の軸方向への移動を禁止するように該巻き円筒体の他方の端部の端面を拘束する工程と、
該プレスダイの円孔より突出した巻き円筒体の端部に漏斗状の拡径部を形成する工程と、
漏斗状の拡径部を押圧して該巻き円筒体の一方の端部に拡径鍔部を形成し、該拡径鍔部のすべり層側の表面積に対して０．１〜２０％の面積割合をもって多孔質青銅焼結層の一部を該拡径鍔部のすべり層側の表面において露出させると共に該すべり層と面一にする工程と、
を含んでいる鍔付円筒軸受ブッシュの製造方法。 - 合成樹脂組成物は、充填材を含有した四ふっ化エチレン樹脂からなる請求項５に記載の鍔付円筒軸受ブッシュの製造方法。
- 充填材は、硫酸バリウム、燐酸塩、耐熱樹脂、珪酸塩及び固体潤滑剤のうちの少なくとも一つから選択される請求項５に記載の鍔付円筒軸受ブッシュの製造方法。
- 夫々軸孔を有する一対のヒンジ片が当該軸孔に嵌挿された金属製の連結軸を介して互いに枢着されていると共に一方のヒンジ片の軸孔において該連結軸と一方のヒンジ片との間に請求項１から３のいずれか一項に記載の鍔付円筒軸受ブッシュの円筒部が配されており、該鍔付円筒軸受ブッシュは、その円筒部で一方のヒンジ片の軸孔において当該一方のヒンジ片に嵌合固定されており、その拡径鍔部のすべり層側の表面で他方のヒンジ片に当接していることを特徴とするヒンジ構造。
- 夫々軸孔を有する一対のヒンジ片が当該軸孔に嵌挿された金属製の連結軸を介して互いに枢着されていると共に該連結軸と一対のヒンジ片との間に請求項１から３のいずれか一項に記載の鍔付円筒軸受ブッシュが配されており、該鍔付円筒軸受ブッシュは、その拡径鍔部の裏金側の表面を一方のヒンジ片の一方の板面に当接させ、その円筒部を一方のヒンジ片の軸孔において当該一方のヒンジ片に嵌合させ、一方のヒンジ片の軸孔より突出したその円筒部の他方の端部に当該他方の端部を径方向外方に拡径して他の拡径鍔部を形成して、当該他の拡径鍔部の裏金側の表面を一方のヒンジ片の他方の板面に当接させて、該一方のヒンジ片に固定されており、連結軸は、円柱軸部と該円柱軸部の一方の端部に設けられた環状鍔部とを備えており、その環状鍔部で該鍔付円筒軸受ブッシュの拡径鍔部のすべり層側に当接しており、その円柱軸部を該鍔付円筒軸受ブッシュの円筒部及び一方のヒンジ片と対面すると共に鍔付円筒軸受ブッシュの他の拡径鍔部のすべり層側の表面に当接した他方のヒンジ片の軸孔を夫々貫通させており、その円柱軸部の他方の端部を該他方のヒンジ片にカシメ固定して、配されていることを特徴とするヒンジ構造。
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