JP2009542994A - スリーブ軸受アセンブリおよび製造方法 - Google Patents

Abstract

スリーブ軸受アセンブリおよびその製造方法は、複数のヤーンから形成され、ジャーナルを中で相対的に動くように受入れるためのジャーナル軸受表面を与える内側部分と、内側部分の周りにおいて少なくとも部分的に注入成形される弾性外側部分とを有する。複数のヤーンは、ヤーンの少なくともいくつかがジャーナル軸受表面の長さに対応する縦糸方向とジャーナル軸受表面の周方向に対応する横糸方向とおいて織られる状態で織り合わされて、内側部分のバッキングを形成する。複数のヤーンの少なくとも１つは、バッキングとともに横糸方向に織られる自己潤滑ヤーンとして与えられて、バッキングの径方向内側に軸受表面を実質的に形成する。

Description

関連出願への相互参照
この出願は、２００６年７月７日に提出された米国暫定出願連続番号第６０／８０６，７５２号に対して優先権を主張するものであり、その全体をここに引用により援用するものである。

発明の背景
１．技術分野
この発明は一般にスリーブ軸受に関し、より特定的には、自己潤滑内側ジャーナル軸受部、および衝撃負荷を緩衝するための外側エラストマー部を有し、たとえば乗物の懸下装置における使用のための、スリーブ軸受アセンブリに関する。

２．関連技術
乗物の懸下構成要素は協働してさまざまな機能を果たし、たとえば、適切な乗車高さを維持し、車輪整列を維持し、乗物の重量を支持し、タイヤを接地面と接するように維持し、乗物の進行方向を制御し、滑らかな乗車を衝撃負荷を緩衝することにより与える。構成要素のいくつかはスリーブ軸受を介して結合されることによりそれらの間の相対的な動きを可能にする。通常、スリーブ軸受は、ゴムまたはウレタンから構成される外側部分と、滑らかなジャーナル軸受材料から構成される内側部分とを有して製造される。外側部分は所望される緩衝特性を与え、一方、内側部分は、結合された構成要素の間における摩擦を低減することにより、使用中におけるそれらの間の相対的な動きを可能にする。

上記のようなスリーブ軸受アセンブリの構築を、内側部分をまず編み、外側部分を内側部分の周りに注入成形することによって行なうことが公知である。内側部分は、滑らかなヤーン材料、たとえばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）繊維など、および構造的ヤーン材料、たとえばポリエステル繊維など、を含むヤーン組成物から編まれることが公知である。これら２種類のヤーンは、ＰＴＦＥがポリエステルのパターンに従うように、編み合わされる。内側部分を編むと、それは特大のマンドレルの上に伸張されて周方向の弛みを織物から取除き、次いで、モールドのキャビティ内に位置され、そこで、外側部分が内側部分の周りに注入成形される。

上記のプロセスに従って構築されるスリーブ軸受アセンブリは使用において一般的に効果的であり得るが、いくつかの改良がなされ得る。たとえば、編まれたスリーブ軸受アセンブリは、ＰＴＦＥがポリエステルの編まれたパターンに従うとして、製造の際に非効率的な量のＰＴＦＥを利用する。その結果、約３巻きのＰＴＦＥがすべての回転において用いられることが判断され、したがって、わずかに約３０％のＰＴＦＥが実際には軸受表面を与えるのに必要とされ、一方、残りの７０％のＰＴＦＥヤーンは軸受表面としての使用に対して必要ではない。これは、ＰＴＦＥがスリーブにおいて一般的に最も費用のかかる繊維であるとして、究極的には費用の非効率性をもたらす結果となる。さらに、結果としてもたらされた編まれた内側部分は、典型的には、注入された溶融されたゴムがその編まれたヤーンを貫通してスリーブの軸受表面領域内に入ることを可能にする。これが生ずるのは、一部には、織物をマンドレル上を伸張させて弛みを織物から取除く必要性のためであり、および、編まれたヤーンは構造を十分に緊密に与えてゴムがそこを貫通するのを防ぐようにはしないからである。したがって、スリーブの、全体の摩擦低減効果は減じられ
る。加えて、公知の編まれたスリーブにおいてゴムを注入成形する間、編まれた部分の外側表面に接着するゴムは編まれた部分をさらに周方向に伸張させ、したがって、皺がその編まれた部分に形成される。これが生ずると、製品はスクラップである。最後に、注入成形プロセスの間、マンドレルは溶融したゴムからの熱に晒されることによってますます熱くなり、内側部分をマンドレル上に伸張させる作業者に対してアセンブリの課題を付きつける。したがって、作業者は、通常、熱抵抗グローブを着用し、したがって、その作業を複雑なものにする。

この発明に従って製造されるスリーブ軸受アセンブリはたとえば上記のような先行技術のどのような制限も克服するかまたは大いに最小限にする。

発明の概要
スリーブ軸受アセンブリは、複数のヤーンから形成され、ジャーナルを中で相対的に動くように受入れるためのおおむね円筒形のジャーナル軸受表面を与える内側部分と、内側部分の周りにおいて少なくとも部分的に注入成形される弾性外側部分とを有する。複数のヤーンは、ヤーンの少なくともいくつかがジャーナル軸受表面の長さに対応する縦糸方向とジャーナル軸受表面の周方向に対応する横糸方向とおいて織られる状態で織り合わされて、内側部分のバッキングを形成する。複数のヤーンの少なくとも１つは、バッキングとともに横糸方向に織られる自己潤滑ヤーンとして与えられて、バッキングの径方向内側に軸受表面を実質的に形成する。

この発明の他の局面に従うと、ジャーナル軸受表面を伴うおおむね円筒形の内側部分と、内側部分の周りを少なくとも部分的に延在する外側部分とを有するスリーブ軸受アセンブリを製造する方法が提供される。この方法は、ジャーナル軸受表面の長さに対応する縦糸方向において延在するヤーンを、ジャーナル軸受表面の周方向に対応する横糸方向において延在するヤーンとともに織ることによって、内側部分のバッキングを構築するステップを含む。この方法は、さらに、横糸方向において延在する自己潤滑ヤーンをバッキングとともに織ることによって、軸受表面を実質的に形成するステップを含む。さらに、内側部分をモールドキャビティ内に配置するステップと、外側部分を、エラストマー材料を用いて、内側部分の周りにおいて少なくとも部分的に成形して、外側部分を内側部分に接合するステップとを含む。

この発明に従って製造されたスリーブ軸受アセンブリは、一様な自己潤滑軸受表面を与え、その中に受けられるジャーナルに対して摩擦を低減し、実質的に連続的な自己潤滑軸受表面を与え、製造においてのスクラップに対する可能性を低減し、製造効率を増大させ、アセンブリを製造することに関連する全体のコストを低減し、高価な軸受表面材料の使用を最小限にし、ジャーナルと接触する全軸受表面材料のパーセンテージを最大限にし、製造効率を上げ労働の複雑さを低減し、スリーブ軸受アセンブリの有用な寿命を延ばす。

これらおよびその他の目的、特徴および利点は、当業者にとっては、現在の好ましい実施例およびベストモードについての以下の詳細な説明、特許請求の範囲、ならびに添付の図面を参照して、容易に明らかとなる。記載および図面において、同様の参照番号は同様の特徴を示すよう用いられる。

この発明の１つの現在好ましい実施例に従って構築されるスリーブ軸受アセンブリの概略的な斜視図である。 スリーブ軸受アセンブリの、織られた内側部分の、拡大された断片的な概略断面図である。 他の現在好ましい実施例に従って構築されたスリーブ軸受アセンブリの、織られた内側部分の、拡大された断片的な概略断面図である。 さらに他の現在好ましい実施例に従って構築されたスリーブ軸受アセンブリの、織られた内側部分の、拡大された断片的な概略断面図である。 さらに他の現在好ましい実施例に従って構築されたスリーブ軸受アセンブリの、織られた内側部分の、拡大された断片的な概略断面図である。 スリーブアセンブリを構築するための方法の１つの現在好ましい実施例に従った図面表現である。

好ましい実施例の詳細な説明
より詳細に図面を参照して、図１はこの発明の１つの現在の好ましい実施例に従って構築されるスリーブ軸受アセンブリ１０を示す。このスリーブ軸受アセンブリ１０は、互いに結合される部材（図示せず）、たとえば、乗物の懸下装置内におけるアンチロールバー、制御アーム、または他の懸下位置などの間において緩衝および低減摩擦支持を必要とする適用例に対して特に有用である。スリーブ軸受１０は、緊密に織られたヤーンから構成される内側部分１２と、内側部分１２の周りにおいて少なくとも部分的に注入成形される外側部分１４とを有する。外側部分１４は、任意の好適な注入成形可能な緩衝材料、たとえばゴムまたはウレタン化合物などから形成される。図２に示されるように、内側部分１２は、第１のマルチフィラメントヤーン１６、たとえば、例示的にかつ限定を伴うことなく、主に構造上の機能を果たすポリエステルフィラメントなど、および第２のマルチフィラメントヤーン１８、たとえばＰＴＦＥフィラメント（テフロン（登録商標））、ポリオキシメタリン（polyoxymethalyne）、またはジャーナル表面（図示せず）に対する摩擦を最小限にするよう自己潤滑内側軸受表面２０を与える任意の他の好適な滑らかな低摩擦係数材料から織られる。内側軸受表面２０には外側バッキング２１が織り交ぜられ、その外側バッキング２１は、軸受表面２０を実質的に形成する滑らかなヤーン１８から径方向に外方向に向けて、織られたヤーンから構築される。ヤーン１８のバッキング２１との織り交ぜのため、バッキングのうちの少なくともある部分はヤーン１８と協働して軸受表面２０の相対的に小さな部分を形成することが認識されるべきである。スリーブ軸受アセンブリ１０は振動および力を外側部分１４を介して信頼性を持って緩衝するとともに、ジャーナル表面と軸受表面２０との間において内側部分１２を介して摩擦を最小限にすることができる。

図２に示されるように、内側部分１２の１つの現在の好ましい実施例はそれぞれポリエステルおよびＰＴＦＥの第１および第２のヤーン１６、１８から織られる。ヤーン１６、１８は、さまざまな円形織機スタイル、たとえばルーム・プロダクツ（Loom Products）円形織機（図示せず）、細巾ニードル織機（図示せず、この発明は、対向する縁部を併せるよう、スリーブの長さに沿って、一致した針のステッチを必要とし、それによって、わずかに立上がった縫い目を内側部分１２の長さに沿って形成する）、またはマンダルズＡＳ（Mandals AS）円形織機（図示せず）のうちの１つなどにおいて織られ得る。ポリエステルヤーン１６は、（図２で見て、紙面内において、および紙面から出て）縦糸方向および横糸方向の両方において織られてバッキング２１を形成し、一方、ＰＴＦＥヤーン１８は横糸方向においてのみ用いられて軸受表面２０を実質的に形成する。言及したように、バッキング２１のポリエステルヤーン１６は、主に構造上の支持としてＰＴＦＥヤーン１８に対して作用し、および軸受表面領域内に入る溶融したエラストマー材料に対してバリアを与えることを助ける。ポリエステルヤーン１６は、ここにおいては、たとえば、２：１の横糸表出綾織パターンで織られてバッキング２１を形成し、ポリエステルヤーン１６は、浮き糸２２を、２つのポリエステル縦糸ヤーン１６を横切らせた後、１つのポリエステル縦糸ヤーン１６の下を通過する。他の態様では、図３に示されるように、別の現在好ましい実施例は、ポリエステル縦糸および横糸ヤーン１６を、縦糸と横糸とが同じ数の織
パターンで織ることにより、バッキング２１を形成することを含む。これは平織パターンと呼ばれることもある。このパターンは、一般的には最も基本的な織パターンであるとして除外されるが、ポリエステル横糸ヤーン１６が１つのポリエステル縦糸ヤーン１６上を通過し、次のポリエステル縦糸ヤーン１６下を通過し…となっている。他の態様では、図３に示される実施例は図２に関してさらに論じられるのと同じである。

図２を再び参照して、ＰＴＦＥヤーン１８はバッキング２１とともに織られ、ＰＴＦＥヤーン１８は横糸方向においてのみ延在する。ＰＴＦＥヤーン１８は朱子織パターンで織られ、これは横糸表出サテン織である。したがって、ＰＴＦＥヤーン１８はバッキング２１の４つ以上の縦糸ポリエステルヤーン１６の下を通過して浮き糸２４を与え、ここにおいては、例示的かつ限定を伴うことなく、５つのポリエステル縦糸ヤーン１６の下を通過してから或るポリエステル縦糸ヤーン１６の上を通過するとして表わされる。より平滑な内側軸受表面２０を与えるため、朱子織は、好ましくは、すべての回転において、４つのＰＴＦＥヤーン繊維１８のシフトを伴って織られる。ＰＴＦＥの朱子織の結果、約８０％以上のＰＴＦＥヤーン１８が軸受表面２０上に呈され、軸受表面２０の残りの部分はバッキング２１のポリエステル縦糸ヤーン１６によって与えられる。

図４および図５において、内側部分１２のさらなる現在の好ましい実施例が示され、そこにおいては、実施例はそれぞれ図２および図３に示される実施例と同様である。図４および図５の実施例における注目され得る相違点は、ＰＴＦＥヤーン１８として与えられる横糸ＰＴＦＥヤーン１８の浮き糸２４の間を延在するバッキング２１の縦糸ヤーン２６からもたらされ、バッキング２１の残りの縦糸ヤーンは先に論じた実施例におけるようにポリエステルヤーン１６のままである。したがって、横糸ヤーン１８に沿ったバッキング２１の選択縦糸ヤーン２６は全体の軸受表面２０を連続的な途切れのないＰＴＦＥヤーン１８の層として与え、それによって、軸受表面２０のジャーナルに対する摩擦を最小限にする。

図６に示されるように、上に記載される現在の好ましい織方法の１つを利用して内側部分１２を織ると、残りの作業を実行してスリーブ軸受アセンブリ１０を構築する。結果としてもたらされる内側部分１２は、好ましくは、好ましくは仕上げられた内側部分１２の内径に近似する外径を有する好適なサイズのマンドレル上に配置され、次いで、注入成形機械のモールドキャビティ内に位置される。したがって、内側部分が周方向において大きく伸張されないとして、内側部分１２をマンドレル上に配置する手間が最小限にされる。次いで、外側部分１４が、所望の弾性材料、たとえばゴムなどを、圧力をかけて、モールドキャビティ内に、および内側部分１２の外側表面２８の周りに少なくとも部分的に注入することにより、形成される。外側部分１４は予め定められた温度に、および／または予め定められた時間量の間冷却され、次いで、その結果得られたスリーブ軸受アセンブリ１０はモールドキャビティから除去される。

内側部分１２が上記のように織られた状態では、モールドキャビティ内の溶融した材料は緊密に織られたヤーン１６、１８を貫通して軸受表面２０の領域内に入ることはできない。織られたバッキング２１は、さらに、溶融した材料の、ベアリング表面２０の領域への貫通を阻止する。したがって、軸受表面２０を形成するＰＴＦＥヤーン１８は、他の態様では軸受表面２０上における外側部分材料の存在からもたらされるであろう静的および／または動的摩擦係数におけるどのような望ましくない増大も免れる。加えて、バッキング２１および軸受表面２０の織パターンは横糸ヤーン１６、１８を周方向において内側部分１２の周りに与えて相対的に高いフープ力を与え、それによって、注入成形プロセス中に内側部分１２において皺を形成するという前述の問題を取除く。したがって、製造されるスクラップが最小限となる。加えて、バッキング２１の平織または綾織構造は、滑らかな軸受表面２０を、使用においてそれらの互いとの所望される近い当接関係に維持し、し
たがって、アセンブリ１０の有用寿命を延ばすための枠組を与える。

同じ機能を果たすこの発明の他の実施例はここにこの発明の範囲内に組込まれることが理解されるべきである。さらに、スリーブ軸受アセンブリは、さまざまな形状およびサイズにて製造され得、上記以外のさまざまな適用例および産業において利用され得ること、ならびにこの発明はこの出願および任意の関連する出願から発行する請求項によって規定されることも理解されるべきである。

Claims (20)

1. 複数のヤーンから形成され、ジャーナルを中で相対的に動くように受入れるためのおおむね円筒形のジャーナル軸受表面を与える内側部分と；
   前記内側部分の周りにおいて少なくとも部分的に注入成形される弾性外側部分とを含み；
   前記複数のヤーンは、前記ヤーンの少なくともいくつかが前記ジャーナル軸受表面の長さに対応する縦糸方向と前記ジャーナル軸受表面の周方向に対応する横糸方向とおいて織られる状態で織り合わされてバッキングを形成し、前記複数のヤーンの少なくとも１つは前記バッキングとともに横糸方向に織られる自己潤滑ヤーンとして与えられて前記軸受表面を実質的に形成する、スリーブ軸受アセンブリ。
2. 前記自己潤滑ヤーンは横糸表出朱子パターンで織られる、請求項１に記載のスリーブアセンブリ。
3. 前記自己潤滑ヤーンは、縦糸方向に織られる前記バッキングの前記ヤーンのうちの少なくとも４つのヤーン下を浮き、縦糸方向に織られる前記バッキングの前記ヤーンの１つの上において、周方向において互いに近接する浮き糸の間を通過し、前記バッキングの前記ヤーンの前記１つは自己潤滑ヤーンとして与えられる、請求項１に記載のスリーブアセンブリ。
4. 前記バッキングは横糸表出綾織パターンで織られる、請求項１に記載のスリーブアセンブリ。
5. 前記バッキングはポリエステルヤーンを用いて織られる、請求項４に記載のスリーブアセンブリ。
6. 前記バッキングの前記縦糸ヤーンのうち選択されたヤーンは自己潤滑ヤーンとして与えられる、請求項４に記載のスリーブアセンブリ。
7. 前記バッキングは平織パターンで織られる、請求項１に記載のスリーブアセンブリ。
8. 前記バッキングはポリエステルヤーンを用いて織られる、請求項７に記載のスリーブアセンブリ。
9. 前記バッキングの前記縦糸ヤーンのうち選択されたヤーンは自己潤滑ヤーンとして与えられる、請求項７に記載のスリーブアセンブリ。
10. 前記自己潤滑ヤーンはＰＴＦＥである、請求項１に記載のスリーブアセンブリ。
11. ジャーナル軸受表面を伴うおおむね円筒形の内側部分と、前記内側部分の周りを少なくとも部分的に延在する外側部分とを有するスリーブ軸受アセンブリを製造する方法であって、
    前記ジャーナル軸受表面の長さに対応する縦糸方向において延在するヤーンを、前記ジャーナル軸受表面の周方向に対応する横糸方向において延在するヤーンとともに織ることによって、内側部分のバッキングを構築し、横糸方向において延在する自己潤滑ヤーンを前記バッキングとともに織ることによって、前記軸受表面を実質的に形成するステップと；
    前記内側部分をモールドキャビティ内に配置するステップと；
    外側部分を、エラストマー材料を用いて、前記内側部分の周りにおいて少なくとも部分
    的に成形して、前記外側部分を前記内側部分に接合するステップとを含む、方法。
12. 前記自己潤滑ヤーンを横糸表出朱子パターンにおいて織るステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
13. 前記自己潤滑ヤーンの浮き糸を、縦糸方向に延在する前記バッキングの前記ヤーンのうちの少なくとも４つのヤーンの下を通過するように与え、前記自己潤滑ヤーンを、縦糸方向に延在する前記バッキングの前記ヤーンの１つの上において、周方向において互いと近接する浮き糸の間を通過させるステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
14. 縦糸方向に延在する前記バッキングの前記ヤーンの前記１つを自己潤滑ヤーンとして与えるステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記自己潤滑ヤーンをＰＴＦＥとして与えるステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
16. 前記バッキングを横糸表出綾織パターンで織るステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
17. 前記バッキングを全体的にポリエステルマルチフィラメントヤーンで織るステップをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
18. 前記バッキングを平織パターンで織るステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
19. 前記内側部分を円形の織機において織るステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
20. 前記内側部分を細巾ニードル織機において織るステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。

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