JP2010510451A - 円形ベアリング - Google Patents

Abstract

（ｉ）アウターブッシング、（ｉｉ）多孔性のポリイソシアネート高分子付加物を主成分とするベアリング要素、及び（ｉｉｉ）中空のインナーブッシングを有するベアリングの製造方法において、
アウターブッシングが、反応性のポリウレタンシステムを注型又は射出成形し、前記ポリウレタンシステムをベアリング要素に接着接合することにより製造されることを特徴とする方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、好ましくは円筒状のアウターブッシング（ｉ）、好ましくは円筒状の、好ましくは高分子付加物類をベースとする弾性ベアリング要素（ｉｉ）、及び中空の、好ましくは円筒状のインナーブッシング（ｉｉｉ）を有する好ましくは真円軸受（cylindrical bearing）、好ましくは円形ベアリング（round bearing）を製造する方法に関する。特に、アウターブッシングが、反応性のポリウレタンシステムを注型、又は射出成形し、それをベアリング要素に接着接合することで製造される。更に、本発明は、このようにして得られるベアリング、及び本発明にかかる円形ベアリングを含む自動車又はトラックに関する。

円形ベアリングは、自動車における車体に使用されており、広く知られている。円形ベアリングを用いて、装置、車体要素等は、相互に、或いは車体に接続される。エラストマー材を用いることで、これらエラストマーが弾性的に接続する機能を果たし、次に、エラストマー材の粘着性によりエネルギーが散逸し、したがって、振動が減衰される。例えば、ショックアブソーバーの車体への連結に影響する低い周波数の振動における大きな振幅を減衰させるためには、特に、高い減衰度が要求される。一方で、高い減衰は、振幅が小さく周波数が高い場合、望ましくない。この理由は、車体の音響学に関連する。従来の円形ベアリングの減衰の振る舞いは、使用するエラストマー材の固有の減衰能力に依存する。このような円形ベアリングは、特許文献１〜４に記載されている。

ＷＯ０３／１０４６７７ ＷＯ０３／１０４３４５ ＷＯ０３／１０４３２６ ＷＯ０３／１０４６７６

さらに、可能な限り経済的な製造方法の改良において特定の要求が存在し、この要求により、信頼性があり柔軟で且つ素早い方法で可能な限り様々の種の円形ベアリングの製造が可能となる。

従って、本発明の目的は、好ましくは円筒状アウターブッシング（ｉ）、好ましくは円筒状の好ましくは高分子付加物類をベースとする好ましくは弾性のベアリング要素（ｉｉ）、及び中空の、好ましくは円筒状のインナーブッシング（ｉｉｉ）を含む好ましくは真円軸受、好ましくは円形ベアリングを製造する方法を改良し、上記問題及び要求を解決することである。特に、その方法は、ベアリング要素の製造とは独立し、種々の設計に基づく円形ベアリングの製造に適切であるべきである。

上記課題は、反応性ポリウレタンシステムを注型又は射出成形し、及びそれをベアリング要素に接着接合することによってアウターブッシングを製造することにより達成される。

本発明は、アウターブッシングが反応性のポリウレタンシステムを用いて製造される点に特徴がある。この製造には、一般的に知られているＲＩＭ（reaction injection molding）技術を用いるか、又は従来の注型システムを用いて処理を行うことができる。アウターブッシングの設計に関し大きな自由度があること、及び金属のアウターブッシング材料の使用のために接着促進剤の使用を必要としないことで利点がある。更に、設計の差により、組立処理の早い段階において質の保証が確保される。また、型を充填する際の比較的低い圧力のため、cellasto（登録商標）の変形は、非常に小さい。更に、コアと他の外殻の接着を同時に行うことが可能である。

本発明の方法は、好ましくは、ベアリング要素（ｉｉ）をインナーブッシングと接触させた状態で、好ましくは発泡させ、接着接合して製造し、次に、アウターブッシング（ｉ）を反応性のポリウレタンシステムを用いて製造して行われる。これに代えて、他の好ましい実施の形態として、インナーブッシング（ｉｉｉ）をベアリング要素（ｉｉ）に配置して接着接合し、好ましくはセメントで固め、次に、アウターブッシング（ｉ）を反応性ポリウレタンシステムを用いて製造する。更に、ベアリング要素へのコアの接着、及びアウターブッシングの製造は、同時に行われる。すなわち、本発明の方法において、ポリウレタンシステムを注型又は射出成形して外殻（ｉ）を製造すること、及びベアリング要素（ｉｉ）をインナーブッシング（ｉｉｉ）に接着接合することが同時の操作で行われることがより好ましい。

注型システムとして、又はアウターブッシングを与えるＲＩＭ技術を用いて処理することが可能な適切な反応性ポリウレタンシステムは、一般的に知られており、市販されている。アウターブッシングは、好ましくは、反応射出成形（ＲＩＭ）により製造される。

繊維強化された反応性のポリウレタンシステムとして、好ましくはガラス繊維で強化されたポリウレタンシステム、炭素繊維で強化されたポリウレタンシステム、又はアラミド繊維で強化されたポリウレタンシステムが使用されることが好ましい。特に好ましくは、ガラス繊維が用いられる。

好ましくは、ベアリング要素（ｉｉ）がインナーブッシングと接触した状態で、好ましくは発泡及び接着接合により製造され、次に、アウターブッシング（ｉｉｉ）が、ベアリング要素（ｉｉ）と接触した状態で製造される。これに代えて、インナーブッシング（ｉｉｉ）をベアリング要素（ｉｉ）に配置して、好ましくはセメントで固めて接着接合される。次に、アウターブッシング（ｉ）をベアリング要素（ｉｉ）と接触した状態で製造する。

ベアリング要素（ｉｉ）に加えて、少なくとも１種の他のベアリングが、本発明にかかるベアリングのインナーブッシングとアウターブッシングの間に存在しても良い。付加したベアリング（ｉｖ）は、好ましくは弾性材料である。付加したベアリングは、目的の種々の径方向に対するベアリングの剛性を調節するための付加機能材として役割を果たす。このため、付加したベアリングは、ベアリングの全外周に亘っては使用されないことが好ましい。ベアリング要素（ｉｖ）は、好ましくはベアリング要素（ｉｉ）と異なりバネ特性を有する。このことは、根本的に異なる材料を使用すること、又は他のベアリング要素（ｉｉ）と比較して密度等を変化させることで達成される。ベアリング要素（ｉｉ）は、少なくとも１種の他の弾性ベアリング要素（ｉｖ）に接着接合されることが好ましい。特に好ましくは、２種の弾性ベアリング要素（ｉｖ）に接着接合される。ベアリング要素（ｉｖ）は、好ましくはアウターブッシング（ｉ）とベアリング要素（ｉｉ）の間に設置される。ベアリング要素（ｉｖ）は、ベアリング要素（ｉｉ）の全長に亘って軸方向に延在することが好ましい。ベアリング要素（ｉｉ）が、ベアリング要素（ｉｖ）により完全には囲まれないことが好ましい。

これに代えて、ベアリング要素（ｉｖ）は、インナーブッシング（ｉｉｉ）とベアリング要素（ｉｉ）の間に配置することも可能であり、ベアリング要素（ｉｉ）の全長に亘って軸方向に延在しても良い。また、ベアリング要素（ｉｖ）は、インナーブッシング（ｉｉｉ）を完全には囲まなくても良い。特に好ましくは、ベアリング要素（ｉｖ）は、ベアリング要素（ｉｉ）の少なくとも１個、好ましくは２個の溝（２個の溝は、相互に向かい合っている）に配置される。

ベアリング（ｉｖ）は、ベアリング要素（ｉｉ）と接触した状態で射出成形により製造されることが好ましい。好ましくは５０〜７０のショアＡ硬度を有する熱可塑性ポリウレタンを使用することが特に好ましい。熱可塑性ポリウレタンの射出成形、及び熱可塑性ポリウレタン自体は、一般的に知られている。

これに代えて、ベアリング要素（ｉｖ）は、ベアリング要素（ｉｉ）と接触した状態で注型エラストマー（cast elastomer）として製造しても良い。適切な注型エラストマーは、特に、市販されている一般に知られている注型ポリウレタンエラストマーである。この種の注型ポリウレタンエラストマーは、好ましくは５０〜７０のショアＡ硬度を有する。従って、注型エラストマーの硬化の後に、アウターブッシングを射出成形により製造することができる。

アウターブッシングは、好ましくは、１ｍｍから１０ｍｍの厚さを有する。

ベアリング（ｉｉ）の表面は、接着性を改善するために一般的に知られている方法で事前処理を行なうことが可能である。好ましくは、表面をプラズマ処理し、次に、反応性のあるポリウレタンシステムをベアリング要素の事前処理された表面上に注型、又は射出成形する。これに代え同様に、好ましくは、ベアリング要素（ｉｉ）の表面を機械的に事前処理し、次に、反応性のあるポリウレタンシステムを事前処理されたベアリング要素の表面上で注型又は射出成形することも可能である。

インナーブッシング（ｉｉｉ）は、従来の材料、例えば、鋼鉄、鉄、及び／又はアルミニウム等の金属、又はＴＰＵ等の硬質樹脂をベースとする。インナーブッシング（ｉｉｉ）は、通常、固定ボルトを受けるための穴部を内側に有する。外径は、強度を考慮して決定される。インナーブッシングは、金属をベースとすることが好ましい。

本発明にかかるベアリング要素（ｉｉ）は、例えば、ポリウレタン類、及び／又はポリ臭素類、例えば、適宜、臭素構造を含むポリウレタンエラストマー類、好ましくは多孔性ポリウレタンエラストマー（好ましくはドイツ工業規格ＩＳＯ８４５にしたがう２００から８００ｋｇ／ｍ³、好ましくは３００から６００ｋｇ／ｍ³の密度、ドイツ工業規格ＩＳＯ１７９８にしたがう２．０Ｎ／ｍｍ²以上、好ましくは２．５Ｎ／ｍｍ²以上、特に好ましくは２．５から８Ｎ／ｍｍ²の張力、ドイツ工業規格ＩＳＯ１７９８にしたがう２００％以上、好ましくは３５０％以上の破断点延び、及びドイツ工業規格ＩＳＯ３４−１Ｂ，ｂにしたがう８Ｎ／ｍｍ以上、好ましくは８から２５Ｎ／ｍｍの引き裂き伝播強さを有する）等のポリイソシアネート高分子付加物類をベースとすることが好ましい。このエラストマーは、好ましくは、ポリイソシアネート高分子付加物類をベースとする微小セルのエラストマーであり、好ましくは、セルが０．０１ｍｍから０．５ｍｍの径を有し、特に好ましくは０．０１ｍｍから０．１５ｍｍの径を有する。特に好ましくは、エラストマーが冒頭に記載された物理的性質を有する。ポリイソシアネート高分子付加物類、及びそれらの調合物をベースとするエラストマーは、一般的に知られており、例えば、ＥＰ−Ａ０６２８３５、ＥＰ−Ａ０３６９９４、ＥＰ−Ａ２５０９６９、ＤＥ−Ａ１９５４８７７０、及びＤＥ−Ａ１９５４８７７１に記載されている。調合は、通常、イソシアネートと、イソシアネートに対して反応性のある化合物を反応させることにより行われる。多孔性ポリイソシアネート高分子付加物類をベースとするエラストマーは、通常、反応開始剤を相互に反応させる型において製造される。ここで、適切な型は、一般的な従来の型、例えば、形状に応じて本発明のバネ要素の３次元形状を確保する金型である。ポリイソシアネート高分子付加物類の調合は、一般的に知られている方法、例えば、以下の開始剤を使用することで１段階、又は２段階の処理において行われる：

（ａ）イソシアネート
（ｂ）イソシアネートに対して反応する化合物
（ｃ）水、及び適宜、
（ｄ）触媒
（ｅ）発泡剤、及び／又は
（ｆ）例えば、ポリシロキサン及び／又は脂肪酸スルホン酸塩等の助剤及び／又は添加剤

多孔性ポリイソシアネート高分子付加物類は、好ましくは、ドイツ工業規格５３５７２にしたがう２５％未満の圧縮値（compressive set）を有し、使用される試験片は、シリコン塗布することなく４０ｍｍ×４０ｍｍ×３０ｍｍの立方体になる。この試験は一定の変形で行われ、試験片は、循環炉（circulation oven）に通され、４０％圧縮され、２２時間の間、８０℃に保たれる。試験装置が炉から取り除かれた後に、圧縮状態において２時間で室温まで冷却される。そして、試験片は、試験装置から取り除かれる。試験片が試験装置から取り除かれた後に、試験片の高さが１０分±３０秒で０．１ｍｍまで正確に測定される。ベアリング要素（ｉｉ）は、好ましくはアウターブッシング（ｉ）、及び／又はインナーブッシング（ｉｉｉ）に接着接合される。「接着接合」という表現は、特に、ベアリング要素（ｉｉ）が、例えば、一般的な従来の接着剤を用いて、インナーブッシング（ｉｉｉ）に強固に接着されること、又はベアリング要素（ｉｉ）が、インナーブッシング（ｉｉｉ）上で直接膨張により発泡体として製造されることとして理解される。

ベアリング要素（ｉｉ）は、適宜、インナーブッシング（ｉｉｉ）とアウターブッシング（ｉ）の間に配置される。個々の要素であるアウターブッシング、ベアリング要素、及びインナーブッシングは、好ましくは、相互に接着される。

インナーブッシング、ベアリング要素、及びアウターブッシングの体積は、実質的に任意に選択することができ、好ましくは、知られている円形ベアリングの体積に依存する。円形ベアリングの長さ、及び全直径、及びインナーブッシング（ｉ）におけるキャビティの直径は、使用形態及び設置される物に依存する。適切な体積の選択は、当業者にとって容易である。インナーブッシングの好ましい体積は、冒頭に記載した。

インナーブッシング（ｉ）は、好ましくは、３０ｍｍから１００ｍｍの高さ、２０ｍｍから８０ｍｍの外径、及び好ましくは、８ｍｍから２０ｍｍのキャビティの径を有する。

円形ベアリングを用いて、特に自動車又はトラックの車体に取り付けられるべき好適な物は、例えば、全ての種類のアセンブリ、サブフレーム、連接棒、ギア及び／又は付加物、好ましくは、アセンブリ、連接棒、及び／又はギア、特に好ましくは、リアアクスルギアである。

好ましくは、減衰効果を備えた円形ベアリングを用いて取り付けられるこれらの部分は、スクリュー、ボルト、ピン、リベット、又は他の連結又は摩擦による連結、好ましくはスクリュー、ボルト、ピン又はリベットによる連結、好ましくは中空のインナーブッシングを用いて、その円形ベアリングに固定されても良い。

アセンブリ、連接棒、及び／又はギア、特に好ましくは、リアアクスルギアは、好ましくは適切にインナーブッシング（ｉ）に固定され、したがって、好ましくは自動車又はトラックの車体に連結され、好ましくは振動が減衰される。また、これらベアリングは、例えば、車体に連結されるギア又はアセンブリの端板に導入されることが考えられる。

本発明にかかる円形ベアリングを示している。 円形ベアリングの分解図である。 本発明にかかる円形ベアリングを示している。 円形ベアリングの分解図である。 本発明にかかる円形ベアリングを示している。 円形ベアリングの分解図である。

本発明にかかる円形ベアリングは、図１〜６に示されている。アウターブッシングは、（ｉ）により特徴付けられ、インナーブッシングは、（ｉｉｉ）により特徴付けられ、ベアリング要素は、（ｉｉ）及び（ｉｖ）により特徴付けられる。大いに明確化するために、円形ベアリングが、個々の部分において部分的に示されている。すなわち、分解されている。

（ｉ） アウターブッシング
（ｉｉ） ベアリング要素
（ｉｉｉ） インナーブッシング
（ｉｖ） ベアリング要素

Claims (16)

1. （ｉ）アウターブッシング、（ｉｉ）多孔性のポリイソシアネート高分子付加物を主成分とするベアリング要素、及び（ｉｉｉ）中空のインナーブッシングを有するベアリングの製造方法において、
   前記アウターブッシングは、
   反応性のポリウレタンシステムを注型又は射出成形し、そのポリウレタンシステムをベアリング要素に接着接合することにより製造されることを特徴とする方法。
2. アウターブッシング（ｉ）が、反応射出成形（ＲＩＭ）により製造されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 反応性のポリウレタンシステムが、繊維強化されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. ベアリング要素（ｉｉ）が、インナーブッシング（ｉｉ）と接触した状態で製造され、
   次に、アウターブッシング（ｉ）が、ベアリング要素（ｉｉ）と接触した状態で製造されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. インナーブッシング（ｉｉｉ）が、ベアリング要素（ｉｉ）に配置されて、反応射出成形によりベアリング要素（ｉｉ）に接着接合され、
   次に、アウターブッシング（ｉ）が、ベアリング要素（ｉｉ）に接触した状態で製造されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 外殻（ｉ）が、反応性のポリウレタンシステムの注型又は射出成形により製造され、
   同時の操作で、ベアリング要素（ｉｉ）が、インナーブッシング（ｉｉｉ）に接着接合されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. ベアリング要素（ｉｉ）が、他の弾性ベアリング要素（ｉｖ）に接着接合されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. ベアリング要素（ｉｖ）が、アウターブッシング（ｉ）及びベアリング要素（ｉｉ）の間に配置され、ベアリング要素（ｉｉ）の全長に亘って軸方向に延在するとともに、ベアリング要素（ｉｉ）を完全には囲まないことを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. ベアリング要素（ｉｖ）は、インナーブッシング（ｉｉｉ）とベアリング要素（ｉ）の間に配置され、インナーブッシング（ｉｉｉ）の全長に亘って軸方向に延在するとともに、インナーブッシング（ｉｉｉ）を完全には囲まないことを特徴とする請求項７に記載の方法。
10. ベアリング要素（ｉｖ）が、ベアリング要素（ｉｉ）の少なくとも１個の溝に配置されることを特徴とする請求項８又は９に記載の方法。
11. ベアリング要素（ｉｖ）が、ベアリング要素（ｉｉ）と接触した状態で射出成形により製造されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
12. ベアリング要素（ｉｖ）が、ベアリング要素（ｉｉ）と接触した状態で注型エラストマーとして製造されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
13. 前記アウターブッシングが、１ｍｍから１０ｍｍの厚さを有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
14. ベアリング要素（ｉｉ）の表面が、プラズマ処理され、
    次に、反応性のポリウレタンシステムが、前記ベアリング要素の事前処理された表面に注型又は射出成形されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
15. ベアリング要素（ｉｉ）の表面が、機械的に処理され、
    次に、反応性のポリウレタンシステムが、前記ベアリング要素の事前処理された表面に注型又は射出成形されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
16. 請求項１〜１５の何れか１項に記載の方法により得られるベアリング。

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