JP5511854B2

JP5511854B2 - 留め具及びスライド部材

Info

Publication number: JP5511854B2
Application number: JP2011553442A
Authority: JP
Inventors: ミュラー−ブロドマン・マルティーン; シュロス・アレクサンダー
Original assignee: フェデラル・モーグル・デファ・ゲゼルシヤフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング
Priority date: 2009-03-11
Filing date: 2010-03-10
Publication date: 2014-06-04
Anticipated expiration: 2030-03-10
Also published as: KR20110124301A; EP2406510A1; BRPI1009436A2; DE102009001495A1; JP2012520426A; EP2406510B1; US8684603B2; WO2010103041A1; RU2011141082A; RU2526923C2; KR101636102B1; CN102369367A; US20110317947A1; CN102369367B

Description

本発明は、すべり対象物に対して対向する端面部と、外周面とを有し、スライド部材の支持本体部内に挿設される留め具に関するものである。さらに、本発明は、スライド面を有する支持本体部と、上記留め具が挿設される少なくとも１つの収容穴とを備えるスライド部材にも関するものである。

２つの機械部品の相対運動における摩擦を軽減するために、通常は、スライド部材から成るすべり軸受システムが設けられている。このようなすべり軸受システムにおいて油脂潤滑を行えないような場合には、通常、固体潤滑剤が含有された軸受材料が使用される。このとき、例えば支持本体部に留め具を設けることが可能である。このとき、例えば支持本体部において、固体潤滑剤が含有された留め具を設けることが考えられる。特に高温領域において使用する場合には、留め具自体が固体潤滑剤を含有するものであるのが好ましい。

このようなすべり軸受システムにおいては、支持本体部と留め具の熱膨張係数が異なるとともに、これら支持本体部と留め具の材料が異なる酸化状態となるという欠点がある。

異なる熱膨張係数に基づく異なる直径の変化により生じる使用中の応力により、留め具に亀裂が生じるほどの大きな応力が発生することになる。このような亀裂の発生により、最終的には破壊が生じている部分において、留め具が支持本体部における収容穴から脱落することになる。

そのため、留め具は、例えばアルミニウム用のプッシャータイプ加熱炉におけるスライド部材に使用するものとして、直径に段差を設けて加工されている。また、これに対応する指示本体部における収容穴も同様に段差を設けて形成されている。この留め具は、収容穴よりもはるかに小さく形成されているが、厚く形成されたカラーの直径により脱落が防止されている。

留め具における段の付けられた直径を保障するためには、機械加工が必要となる。そして、固体潤滑剤の高い含有比率により、大きな直径から小さな直径への移行時（冷却時）に亀裂が発生することがあるため、このような材料におけるプレス加工技術による段の付いた形状の形成は不安定なものとなってしまう。

本発明は上記問題にかんがみてなされたもので、その目的とするところは、容易に形成可能であるとともに、収容穴に確実に保持される上、使用中にできる限り亀裂の生じない留め具を提供することにある。

上記目的は、当該留め具の長手軸中心線方向に延在する少なくとも１つの突起部が外周面に設けられた留め具によって達成される。この外周面は外周部の大部分を形成している一方、少なくとも１つの突起部は、外周のうち小さな部分を占めている。

このような突起により、留め具を収容穴内に挟持することが可能であるとともに、複数の突起部間には十分な空間が形成されている。そして、この空間において、過剰な応力及び亀裂発生のおそれを生じさせることなく留め具が膨張することが可能である。また、段の付いた縁部も不要であり、そのため、製造も簡易なものとなる。なお、突起部は、留め具の製造時に形成される。

留め具は常に一定の断面を有するよう粉末冶金により安定的に製造され、追加的な機械加工は必要ない。

また、突起部の数は最大で１０とするのが好ましい。突起部の数を最大で１０に制限すれば、使用中に留め具が十分に膨張可能な大きさの空間を突起部間に形成することができる。なお、留め具の外周部に３〜５つの突起部を設けるのが望ましい。

また、突起部のうち少なくとも１つは、留め具の外周面から径方向外方へ突出している。すなわち、この突起部は径方向外方へ向けて配置されている。

また、各突起部は、留め具の外周面全体にわたって均等に配置されている。こうすることで、使用中に生じる応力が留め具に均等に分散され、応力集中による亀裂の発生を防止することが可能である。なお、突起部の断面形状は、三角形状、半円状又は台形状となっている。

また、留め具を、外面部を有する円筒状に形成するとともに、突起部を外面部に形成するのが好ましい。ここで、突起部は径方向外方へ向けて配置されており、この突起部の頂点部により（仮想の）外周円が形成されており、この外周円は直径Ｄ₂を有している。また、円筒状の外面部は直径Ｄ₁を有しており、Ｄ₁とＤ₂の間にはＤ₁＜Ｄ₂の関係が成り立つ。

また、突起部の厚さＤは、留め具の特に外周面の直径Ｄ₁の２〜４％となっている。ここで、留め具の材料の熱膨張係数が小さくなればなるほど前記厚さＤは小さく設定される。

また、留め具の材料は、固定潤滑剤を含有するクロムニッケル鋼から成る基質を有するものとなっている。また、突起部を、留め具の全長の少なくとも５０％にわたって延在させるのが好ましい。さらに、突起部を留め具の全長にわたって延在させるのが望ましい。これにより、留め具の製造が容易となる。また、突起部の長さがわずかである場合には、事情によっては更なる加工が必要となる。

また、留め具は、その端面部の周囲に面取り部を備えることが可能である。この面取り部により、留め具の支持本体部への挿設が容易になる。なお、面取り部を収容穴の縁部に形成してもよい。

また、本発明によるスライド部材には、本発明による留め具が備え付けられる。また、収容穴に小径部及び大径部を設けるとともに、該大径部をスライド面から離間した位置に形成するのが好ましい。

また、突起部は少なくとも小径部の全長にわたって延在しており、これにより、突起部が大径部にも形成されることになる。そして、小径部における突起部が使用中に変形され、場合によっては完全になくなってしまう一方、大径部における突起部は支持面を形成しつつ小径部えの移行部において保持されている。したがって、支持面を備えた留め部は、リング状ショルダ部において、小径部と大径部の間で支持されることになる。

また、突起部の包絡線の直径Ｄ₂は、小径部の直径Ｄ₃よりも大きく設定されている。また、オーバラップ部は、０．１〜０．５ｍｍと成っている。そのため、留め具の挿設時に、突起部の頂点部は、容易に平らにされる。従来においてはカラーの収容部となっている収容穴における大径部においては、突起部は変形せず初期の形状が維持される。したがって、全体の押込み力が比較的小さくて済む。

また、円筒状の外面部の直径を小径部の直径よりも小さく設定するのが好ましい。通常、温度が６２０℃となる酸化雰囲気下での使用においては、特にクロムニッケル鋼から成る留め具の直径の収容穴の直径に対する膨張が生じる。本発明により形成される留め具の直径との間の空間は、（突起部形状を考慮することなく）初期に設定された遊びに相当するとともに、留め具の膨張に必要な空間を保障するものとなっている。

また、使用温度下において、突起部に更なる塑性変形が生じることがあるが、このような突起部の変形が圧縮領域において生じても大径部における突起部でのオーバラップにより、（特に使用中でなくとも）留め具の脱落が確実に防止されるようになっている。

なお、支持本体部は鋳鉄で形成されており、鋳鉄は、隙間のあるグラファイトにより、高い潤滑効率が得られるものとなっている。

本発明によれば、容易に形成可能であるとともに、収容穴に確実に保持される上、使用中にできる限り亀裂の生じない留め具を提供することが可能である。

複数の留め具が挿設されたスライド部材の平面図である。留め具の斜視図である。留め具の平面図である。突起部の断面形状の詳細図である。突起部の断面形状の詳細図である。突起部の断面形状の詳細図である。支持本体部における使用前の留め具を挿設した状態を示す拡大図である。図５に示す留め具のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。図５に示す留め具の使用中のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１にはスライド部材１のスライド面８の平面図が示されており、このスライド部材１は、その支持本体部２において、複数の収容穴３を備えた複数の穴列を有している。また、この収容穴３には、留め具１０が挿設されるようになっている。なお、スライド部材１は平面状の部材となっている。

図２には上記留め具１０の斜視図が示されており、この留め具１０は、円筒状の形状を有している。また、この留め具１０の外周面すなわち外面部１８には合計５つの突起部１２が形成されており、この突起部１２は、外面部１８の全面において均等に、かつ、留め具１０の軸中心線２８に対して平行に延在している。なお、端面部２０の縁部には、面取り部１６が形成されている。

図３には図２に示す留め具１０の端面部２０の平面図が示されており、その円筒状の外面部の直径はＤ₁で示されている。さらに、突起部１２の包絡線３０が記載されており、この包絡線３０は、三角形状に形成された突起部１２の頂点部１４を通過して延在している。また、この包絡線３０は、前記直径Ｄ₁よりも大きな直径Ｄ₂を有している。

図４ａ，図４ｂ，図４ｃにはそれぞれ三角形状、半円状及び台形状の断面を有するそれぞれ異なる形状の突起部が示されている。

図５には、上記のような５つの突起部１２を備えた留め具１０がスライド部材１の支持本体部２へ挿設された状態が示されている。図５に示すとおり、前記直径Ｄ₁は収容穴３の小径部５の直径Ｄ₃よりも小さく設定されている（図６も参照）。これにより、リング状スリット２４が形成されることになる。また、Ｄ₂−Ｄ₁から算出される突起部１２の厚さＤは、リング状スリット２４の幅よりも大きく設定されている。すなわち、前記直径Ｄ₂は、前記直径Ｄ₃よりも大きいことになる。例えば２５〜３０ｍｍの直径Ｄ₁を有する留め具１０については、突起部１２の厚さＤは０．５ｍｍに設定される。

しかして、Ｄの設定に当たっては、留め具１０の材料の熱膨張係数を考慮することが望ましい。そうすることで、留め具１０の破壊に至るような熱による過剰な応力の発生を防止することが可能である。したがって、前記厚さＤについては、留め具１０の材料の熱膨張係数が大きくなればなるほど大きく設定する必要がある。

ところで、突起部１２の頂点部１４は留め具１０の挿設時に収容穴３の内面部に係合してそこでわずかに変形するか、あるいは収容穴３の内面部がわずかに変形する。これについては、図５に概略的にのみ示されている。

図６には図５に示すスライド部材１のＶ−Ｖ線に沿った断面が示されており、この図６に示すように、収容穴３は、直径Ｄ₃を有する上側の小径部５と、直径Ｄ₄を有する下側の大径部６を備えているとともに、これら小径部５と大径部６の間にはリング状ショルダ部４を備えている。

留め具１０は収容穴３内に挿設されており、外面部１８と小径部５の内面部との間でリング状スリット２４が変更可能に形成されている。さらに、図６に示すように、小径部５における突起部１２がわずかに変形されているため、この突起部１２の頂点部１４はわずかに平らになっている。また、前記直径Ｄ₂よりもかなり大きく形成された直径を有する大径部６においてはリング状空間部２６が形成されており、このリング状空間部２６は、突起部１２の頂点部１４も大径部６の内面部に対して離間して配置されるくらいの大きさに形成されている。したがって、小径部５及び大径部６において、留め具１０が動作中に膨張しても十分なくらいの空間が確保されることになる。

図７には動作中の状態が示されており、この図に示すように、留め具１０の円筒部は、熱の影響により小径部５の寸法に達するほど膨張している。すなわち、この領域において、応力低下が必要な場合に、突起部１２は完全に見えなくなる。また、大径部６における突起部１２については収容状態が維持され、リング状ショルダ部４近傍において突起部１２に対する支持面１５が形成されている。また、この支持面１５は、熱の影響がない場合においても、留め具１０が収容穴３から脱落するのを防ぐものとなっている。

図面における記載において、直径の差は誇張して図示されている。この直径の差は、圧縮体積に限定され得る。

また、底面部２２が不図示の機械における一部の上に設置されているため、留め具１０は脱落することがない。さらに、リング状空間部２６は、動作時にはリング状空間部２６’で示すように縮小される。

１スライド部材
２支持本体部
３収容穴
４リング状ショルダ部
５小径部
６大径部
８スライド面
１０留め具
１２突起部
１４突起部の頂点部
１５支持面
１６面取り部
１８外面部
２０端面部
２２底面部
２４リング状スリット
２６，２６’ リング状空間部
２８留め具の軸中心線
３０包絡線
Ｄ₁ 外面部の直径
Ｄ₂ 包絡線の直径
Ｄ₃ 小径部の直径
Ｄ₄ 大径部の直径
Ｄ突起部の厚さ

Claims

スライド面（８）を有する支持本体部（２）と、留め具（１０）が挿設される少なくとも１つの収容穴（３）とを備え、前記収容穴（３）が小径部（５）及び大径部（６）を備えており、該大径部（６）が前記スライド面（８）から離間した位置に形成されていることを特徴とするスライド部材（１）。
突起部（１２）が少なくとも前記小径部（５）の全長にわたって延在していることを特徴とする請求項１記載のスライド部材。
前記突起部（１２）の包絡線（３０）の直径（Ｄ_２）が、前記小径部（５）の直径（Ｄ_３）よりも大きいことを特徴とする請求項１又は２記載のスライド部材。
前記突起部（１２）の包絡線（３０）の直径（Ｄ_２）が、前記大径部（６）の直径（Ｄ_４）よりも小さいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のスライド部材。
前記留め具（１０）の直径（Ｄ_１）が、前記小径部（５）の直径（Ｄ_３）よりも小さいことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のスライド部材。
前記支持本体部（２）が鋳鉄で形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のスライド部材。
すべり対象物に対して対向する端面部（２０）と、外周面（１８）とを有し、請求項１〜６のいずれかに記載のスライド部材（１）の支持本体部（２）内に挿設される留め具（１０）において、
前記外周面（１８）が、当該留め具（１０）の長手軸中心線（２８）方向に延在する少なくとも１つの突起部（１２）を備えていることを特徴とする留め具。
前記突起部（１２）の数を最大で１０としたことを特徴とする請求項７記載の留め具。
前記突起部（１２）が前記外周面（１８）全体にわたって均等に配置されていることを特徴とする請求項７又は８記載の留め具。
前記突起部（１２）が、三角形状、半円状又は台形状の断面形状を有することを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の留め具。
当該留め具（１０）が外面部（１８）を有する円筒状の形状を有するとともに、前記突起部（１２）が前記外面部（１８）に位置していることを特徴とする請求項７〜１０のいずれか１項に記載の留め具。
前記突起部（１２）の厚さ（Ｄ）が当該留め具（１０）の前記外周面（１８）の直径（Ｄ_１）の２〜４％であることを特徴とする請求項７〜１１のいずれか１項に記載の留め具。
当該留め具（１０）の材料が、固定潤滑剤を含有するクロムニッケル鋼から成る基質を有することを特徴とする請求項７〜１２のいずれか１項に記載の留め具。
前記突起部（１２）が、当該留め具（１０）の全長の少なくとも５０％にわたって延在していることを特徴とする請求項７〜１３のいずれか１項に記載の留め具。
前記突起部（１２）が、当該留め具（１０）の全長にわたって延在していることを特徴とする請求項１４記載の留め具。