JP7723232B2

JP7723232B2 - 摺動部材の支持構造

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Publication number: JP7723232B2
Application number: JP2021166766A
Authority: JP
Inventors: 宏泰猪飼
Original assignee: MIS CO.,LTD.
Current assignee: MIS CO.,LTD.
Priority date: 2020-10-16
Filing date: 2021-10-11
Publication date: 2025-08-14
Anticipated expiration: 2041-10-11
Also published as: JP2022066163A

Description

本発明は、摺動部材の支持構造に関し、更に詳しくは、摺動部材のスラスト荷重を受け部材の受け面で受ける摺動部材の支持構造に関する。

従来のスプリング支持構造として、コイルスプリングのスラスト荷重を受け部材の受け面で受けるものが一般に知られている（例えば、特許文献１等を参照）。特許文献１には、コイルスプリングの端部と受け部材（アッパーケース）との間にスラストベアリングを介在させてなる支持構造が開示されている。この支持構造では、スラストベアリングによりコイルスプリングの上下動による受け部材の受け面の摺動抵抗が効果的に低下される。

しかし、特許文献１のスプリング支持構造では、スラストベアリングを採用しているので、ケース内への浸水や砂埃の浸入が厳禁であり、また異種金属の接触により浮き錆が発生し易く、耐候性が低い。また、定期的なオーバーホール作業を要するため、メンテナンス性が低い。さらに、スラストベアリングを用意し、またスラストベアリング専用のケースを要するため、生産コストが高くなる。

そこで、上述の課題を解決するために、コイルスプリングの端部と受け部材との間に樹脂シートや金属プレートを介在させる技術が提案されている。しかしながら、提案された技術では、スラストベアリングに比べて受け部材の受け面の摺動抵抗を十分に低下させることができない。また、樹脂シートとして、例えば、ジュラコンシートを採用した場合、耐水性は高いが、砂埃の浸入により摩擦係数が増加する恐れがあり、耐候性を高めることができない。さらに、金属プレートとして、例えば、ステンレスプレートを採用した場合、ステンレスプレートとの異種金属の接触により浮き錆が発生し易く、また砂埃の浸入により摩擦係数が著しく増加するため、耐候性を高めることができない。

なお、上述の問題は、スプリング支持構造の他に回転体等のスラスト荷重を受け部材の受け面で受ける支持構造であっても同様に生じる。

特開２０１８－４０４９０号公報

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、受け部材の受け面の摺動抵抗を十分に低下させ得るとともに、耐候性を高めることができる摺動部材の支持構造を提供することを目的とする。

本発明者は、自己潤滑性に優れ且つ物性が同じ樹脂素材からなるスラストシートを組み合わせても、受け面の摺動抵抗を十分に低減できないことを知見する一方、自己潤滑性に優れたポリアセタール樹脂からなる第１スラストシートと、自己潤滑性に優れ且つポリアセタール樹脂よりも硬度及び摩擦係数の小さなフッ素樹脂からなる第２スラストシートと、を組み合わせることで、受け面の摺動抵抗を十分に低減できることを知見し、本発明を完成するに至った。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、摺動部材のスラスト荷重を受け部材の受け面で受ける摺動部材の支持構造であって、前記摺動部材と前記受け部材との間には、前記摺動部材に接する環状の第１スラストシートと前記受け面に接する環状の第２スラストシートとが介在されており、前記第１スラストシートは、ポリアセタール樹脂により形成されており、前記第２スラストシートは、フッ素樹脂により形成されていることを要旨とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記第１スラストシートと前記第２スラストシートは接していることを要旨とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記摺動部材は、コイルスプリングであるか、又はコイルスプリングの軸端部に接して配置される弾性部材であることを要旨とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記摺動部材は、前記受け部材に回転自在に支持される回転体であることを要旨とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記摺動部材は、前記受け部材にねじ込まれるフィラーボルトであることを要旨とする。
請求項６に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記摺動部材は、管状の前記受け部材に接続される接続体であることを要旨とする。
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の発明において、前記受け面上には、前記第１スラストシート及び前記第２スラストシートの内側に挿入可能な凸部が立ち上げられており、前記第１スラストシートの内径は、前記第２スラストシートの内径よりも大きいことを要旨とする。
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発明において、車両のサスペンションに用いられることを要旨とする。

本発明の摺動部材の支持構造によると、摺動部材と受け部材との間には、摺動部材に接する環状の第１スラストシートと受け面に接する環状の第２スラストシートとが介在されており、第１スラストシートは、ポリアセタール樹脂により形成されており、第２スラストシートは、フッ素樹脂により形成されている。このように、自己潤滑性に優れたポリアセタール樹脂からなる第１スラストシートと、自己潤滑性に優れ且つポリアセタール樹脂よりも硬度及び摩擦係数の小さなフッ素樹脂からなる第２スラストシートと、を組み合わせたので、摺動部材による受け部材の受け面の摺動抵抗を十分に低下させて耐久性を高めることができる。また、耐水性が高く、砂埃等が浸入し難くいため、耐候性を高めることができる。さらに、従来のようにスラストベアリングを備える支持構造に比べて、メンテナンス性に優れるとともに、生産コストを低減することができる。
また、前記第１スラストシートと前記第２スラストシートが接している場合は、受け面の摺動抵抗を更に低下させることができる。
また、前記摺動部材が、コイルスプリングであるか、又はコイルスプリングの軸端部に接して配置される弾性部材である場合は、コイルスプリングの伸縮による受け部材の受け面の摺動抵抗を十分に低下させることができる。
また、前記摺動部材が、前記受け部材に回転自在に支持される回転体である場合は、回転体による受け部材の受け面の摺動抵抗を十分に低下させることができる。
また、前記摺動部材が、前記受け部材にねじ込まれるフィラーボルトである場合は、フィラーボルトによる受け部材の受け面の摺動抵抗を十分に低下させることができる。
さらに、前記摺動部材が、管状の前記受け部材に接続される接続体である場合は、接続体による受け部材の受け面の摺動抵抗を十分に低下させることができる。
また、前記受け面上に、凸部が立ち上げられており、前記第１スラストシートの内径が、前記第２スラストシートの内径よりも大きい場合は、比較的硬質な第１スラストシートの内周と受け部材の凸部との間に隙間が形成される。そのため、摺動部材にぶれが生じても、第１スラストシートがスムーズに連れ回りして摺動抵抗を低下させることができる。
さらに、車両のサスペンションに用いられる場合は、車両の走行性能が高められる。

本発明について、本発明による典型的な実施形態の非限定的な例を挙げ、言及された複数の図面を参照しつつ以下の詳細な記述にて更に説明するが、同様の参照符号は図面のいくつかの図を通して同様の部品を示す。
実施例１に係るスプリング支持構造の断面図である。実施例１に係る第１及び第２スラストシートの斜視図である。実験例及び比較例１－５の試験結果を示す表である。実施例２に係るスプリング支持構造を説明するための説明図である。実施例３に係る支持構造を説明するための説明図である。実施例４に係る支持構造を説明するための説明図である。実施例５に係る支持構造を説明するための説明図である。他のスプリング支持構造を説明するための説明図である。

ここで示される事項は例示的なもの及び本発明の実施形態を例示的に説明するためのものであり、本発明の原理と概念的な特徴とを最も有効に且つ難なく理解できる説明であると思われるものを提供する目的で述べたものである。この点で、本発明の根本的な理解のために必要である程度以上に本発明の構造的な詳細を示すことを意図してはおらず、図面と合わせた説明によって本発明の幾つかの形態が実際にどのように具現化されるかを当業者に明らかにするものである。

本実施形態に係る摺動部材の支持構造は、例えば、図１及び図２等に示すように、摺動部材（３、１４、１８、２２、２５、２６）のスラスト荷重を受け部材（４Ａ～４Ｆ）の受け面（４ａ）で受ける摺動部材の支持構造（１Ａ～１Ｆ）であって、摺動部材（３、１４、１８、２２、２５、２６）と受け部材（４Ａ～４Ｆ）との間には、摺動部材（３、１４、１８、２２、２５、２６）に接する環状の第１スラストシート（１１）と受け面（４ａ）に接する環状の第２スラストシート（１２）とが介在されており、第１スラストシート（１１）は、ポリアセタール樹脂により形成されており、第２スラストシート（１２）は、フッ素樹脂により形成されている。

支持構造（１Ａ～１Ｆ）の用途等は特に問わない。支持構造は、例えば、従来一般に機器等で用いられるスラストベアリングの代わりに使用することができる。支持構造は、例えば、自動車、バイク、自転車等の車両のサスペンションとして好適に用いられる。このサスペンションの形式としては、例えば、マクファーソンストラット、ダブルウィッシュボーン、マルチリンク、トレーリングアーム、ド・ディオン、トーションビーム、リジッド等が挙げられる。また、本支持構造によれば、コイルスプリングがダイレクトマウントされるピロアッパーマウントや、トーションビーム式サスペンション等、コイルスプリングの上下面を並行に設置できない場合においてもサスペンション性能を向上させることができる。
さらに、支持構造は、グリス等の油脂類を全く塗布する必要がないことから、例えば、食品製造機器、医療機器、航空宇宙産業における搭載機器等に好適に用いられる。

摺動部材（３、１４、１８、２２、２５、２６）の種類、大きさ、材質等は特に問わない。摺動部材としては、例えば、各種のスプリング（特にコイルスプリング）、回転体等が挙げられる。
より具体的に、摺動部材としては、例えば、コイルスプリング（３）である形態（図１参照）、コイルスプリング（３）の軸端部に接して配置される弾性部材（１４）である形態（図４参照）などが挙げられる。この種の摺動部材（３、１４）の支持構造は、例えば、車両のサスペンションとして好適に用いられる。
また、摺動部材としては、例えば、受け部材（４Ｃ）に回転自在に支持される回転体（１８）である形態（図５参照）が挙げられる。この種の摺動部材（１８）の支持構造は、例えば、轆轤やターンテーブルとして好適に用いられる。
また、摺動部材としては、例えば、受け部材（４Ｄ）にねじ込まれるフィラーボルト（２２）である形態（図６参照）が挙げられる。この種の摺動部材（２２）の支持構造は、例えば、デファレンシャルオイル、エンジンオイル、ミッションオイル等のオイルの貯留部として好適に用いられる。
さらに、摺動部材としては、例えば、管状の受け部材（４Ｅ、４Ｆ）に接続される接続体（２５、２６）である形態（図７参照）が挙げられる。この種の摺動部材（２５、２６）の支持構造は、例えば、水道の蛇口部として好適に用いられる。

受け部材（４Ａ～４Ｆ）の種類、大きさ、材質等は特に問わない。受け部材（４Ａ～４Ｆ）は、通常、摺動部材（３、１４、１８、２２、２５、２６）のスラスト荷重がかかる方向に交差（特に直交）する受け面（４ａ）を有している。受け面（４ａ）には、例えば、第１及び第２スラストシート（１１、１２）の内側に挿入可能な凸部（７）が立ち上げられていることができる（図１参照）。

第１スラストシート（１１）の大きさ、厚さ等は特に問わない。第１スラストシートを構成するポリアセタール樹脂としては、例えば、ポリオキシメチレン（例えば、米国デュポン社製、商品名「デルリン」）などのポリアセタール単独重合体であってもよいし；オキシメチレン構造単位と、コモノマー構造単位とを含むポリアセタール共重合体（例えば、ポリプラスチックス（株）製、商品名「ジュラコン」）であってもよい。
第１スラストシートは、例えば、潤滑剤及び／又は添加剤（例えば、黒鉛繊維、ガラス繊維、金属繊維あるいは粉末等）を含んでいてもよい。

第２スラストシート（１２）の大きさ、厚さ等は特に問わない。第２スラストシートを構成するフッ素樹脂としては、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＦＥＰ（四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体）、ＰＦＡ（ペルフロオロアルコキシフッ素樹脂）、ＥＴＦＥ（エチレン・四フッ化エチレン共重合体）などが挙げられる。

第１及び第２スラストシート（１１、１２）の内径（ｉｄ１、ｉｄ２）は、例えば、同じ値に設定されていてもよいが、第１スラストシート（１１）の内径（ｉｄ１）が第２スラストシート（１２）の内径（ｉｄ２）よりも大きな値に設定されていることが好ましい。これは、受け部材（４Ａ～４Ｆ）の凸部（７）の外周と第１スラストシート（１１）の内周との間に隙間（Ｓ）が形成されることで、摺動部材（３）がぶれても摺動抵抗を低下させ得るためである（図１参照）。
第１スラストシート（１１）の内径（ｉｄ１）と第２スラストシート（１２）の内径（ｉｄ２）との差（ｉｄ１－ｉｄ２）としては、例えば、０．１～３ｍｍ（好ましくは０．５～２ｍｍ）が挙げられる。

第１及び第２スラストシート（１１、１２）の外径（ｏｄ１、ｏｄ２）は、例えば、異なる値に設定されていてもよいが、第１及び第２スラストシート（１１、１２）の組付性の観点から、第１及び第２スラストシート（１１、１２）の外径（ｏｄ１、ｏｄ２）が略同じ値に設定されていることが好ましい。

第１及び第２スラストシート（１１、１２）の間には、例えば、他のスラストシートが介在されていてもよいが、部品点数の低減性の観点から、第１及び第２スラストシート（１１、１２）が直接重ねられていることが好ましい。
なお、他のスラストシートとしては、例えば、ポリアセタール樹脂により形成された１枚又は複数枚のスラストシートを採用したり、フッ素樹脂により形成されて１枚又は複数枚のスラストシートを採用したり、両者を組み合わせたスラストシートを採用したりできる。
参考例として、ポリアセタール樹脂により形成された第１スラストシート、フッ素樹脂により形成された第２スラストシート、及びポリアセタール樹脂により形成された第３スラストシートを積層してなる形態が挙げられる。さらに、フッ素樹脂により形成された第１～第３スラストシートを積層してなる形態が挙げられる。

ここで、第１スラストシート（１１）を構成するポリアセタール樹脂は、耐疲労性に極めて優れている。また耐摩擦・摩耗性、低騒音性、耐薬品性、耐クリープ性、寸法安定性に優れるとてもバランスのよい樹脂である。吸水性は少ない。元来、耐候性に劣るが、最近は紫外線安定剤や顔料の選定による耐候性の向上されたグレードが開発されている。また一般的な環境温度範囲では最も多く使用されている（自動車、事務器、ＡＶなど）。またエンプラとしてバランスのとれた機械的性質を有し、自己潤滑性もある。さらに成形性もよく価格的にも安価で寸法精度も良い。さらに潤滑剤などの配合により摺動性は著しく向上している。

ポリアセタール樹脂の物理的性質として、例えば、比重が１．４１～１．４２、硬度（ロックウェル）がＭ９０／Ｒ１２０であることが知られている。
また、機械的性質として、例えば、引張降伏応力が６１～６９ＭＰａ、破断ひずみが２０～７５％、引張弾性率が２８００ＭＰａ、アイゾット衝撃強さが６．９～１２．０ＫＪ／ｍ^２、圧縮降伏応力が９８～１３０ＭＰａ、曲げ応力が８８～９６ＭＰａ、テーパー式耐摩耗が６～２０ｍｇ／１０００であることが知られている。
また、熱的性質として、例えば、耐熱温度（連続）が９０～１００℃、荷重たわみ温度（０．４５／１．８ＭＰａ）が１６０～１７０℃／１１０～１２０℃、脆化温度が－４０℃、線膨張率が８．１～８．５×１０^－５Ｋ^－１、熱伝導率が０．２５Ｗ／ｍ・ｋ、耐熱性が徐燃であることが知られている。
また、電気的性質として、例えば、体積抵抗率が１０^{１５－１７}Ω・ｃｍ、耐電圧が２６～３４ＭＶ／ｍ、誘電率が３．１～３．９×１０^６Ｈｚであることが知られている。
また、化学的性質として、例えば、耐酸性が４段階で×、耐アルカリ性が４段階で×、耐溶剤性が４段階で◎、吸水率が０．２２～０．２５％であることが知られている。
さらに、光学的性質として、例えば、屈折率が１．４８、透明性が不透明、耐候性がわずかに変色であることが知られている。

第２スラストシート（１２）を構成するフッ素樹脂は、耐熱性、耐寒性、耐薬品性、耐熱水性、耐候性が極めて優れている。さらに非粘着性、低摩擦性、高周波特性に優れている。
特にＰＴＦＥ樹脂は、フッ素樹脂の系列の中では最もポピュラーな材料で広く利用されている。また既存材料中最も摩擦係数が低く、耐薬品性にも優れていることから応用範囲も広い。それ自体の耐摩耗性と機械的強度は充填剤の添加または金属材料との復層化によって使用される。その改善効果は著しい。

ＰＴＦＥ樹脂の物理的性質として、例えば、比重が１．７０～２．２０、硬度（ロックウェル）がＲ７５～９５であることが知られている。
また、機械的性質として、例えば、引張降伏応力が１９～３４ＭＰａ、破断ひずみが２００～４００％、引張弾性率が３９０ＭＰａ、アイゾット衝撃強さが１４～１６ＫＪ／ｍ^２、圧縮降伏応力が１５ＭＰａ、テーパー式耐摩耗が７ｍｇ／１０００であることが知られている。
また、熱的性質として、例えば、耐熱温度（連続）が２９０℃、荷重たわみ温度（０．４５／１．８ＭＰａ）が１２１℃／９０℃、脆化温度が＜－１００℃、線膨張率が４．５～７．０×１０^－５Ｋ^－１、熱伝導率が０．１２～０．２５Ｗ／ｍ・ｋ、耐熱性が不燃であることが知られている。
また、電気的性質として、例えば、体積抵抗率が＞１０^２０Ω・ｃｍ、耐電圧が１９ＭＶ／ｍ、誘電率が＜２．１×１０^６Ｈｚであることが知られている。
また、化学的性質として、例えば、耐酸性が４段階で◎、耐アルカリ性が４段階で◎、耐溶剤性が４段階で◎、吸水率が０．００％であることが知られている。
さらに、光学的性質として、例えば、屈折率が１．３５、透明性が不透明、耐候性が優であることが知られている。

また、ポリアセタール樹脂（ホモポリマ、ナチュラル／カーボンガラス充填）の静摩擦係数が０．３２、動摩擦係数が０．１８であり、ＰＴＦＥ樹脂（ナチュラル）の静摩擦係数が０．１３、動摩擦係数が０．０９であることが知られている。
さらに、ＰＴＦＥ樹脂（ナチュラル）の比摩耗量を１．０としたとき、ポリアセタール樹脂（ホモポリマ、ナチュラル）の比摩耗量が２．４であり、ポリアセタール樹脂（ホモポリマ、カーボンガラス充填）の比摩耗量が２．０であることが知られている。

本摺動部材の支持構造（１Ａ～１Ｆ）では、摺動部材（３、１４、１８、２２、２５、２６）に接する第１スラストシート（１１）の素材として、自己潤滑性に優れたポリアセタール樹脂を採用しているとともに、受け面（４ａ）に接する第２スラストシート（１２）の素材として、自己潤滑性に優れ且つポリアセタール樹脂よりも硬度及び摩擦係数の小さなフッ素樹脂を採用している。これにより、第１及び第２スラストシート（１１、１２）の自己潤滑性が相乗的に合成されるとともに、第１スラストシート（１１）に対して第２スラストシート（１２）がクッション機能の役割を果たすと考えられる。その結果、摺動部材（３、１４、１８、２２、２５、２６）による受け部材（４Ａ～４Ｆ）の受け面（４ａ）の摺動抵抗が十分に低減される。さらに、砂埃等が浸入し難くなり耐候性が高められる。
特に、第１及び第スラストシート（１１、１２）が互いに接して重ね合わされる形態によると、第１スラストシート（１１）に直接的に第２スラストシート（１２）のクッション機能が作用するため、摺動抵抗の低減効果及び砂埃等の浸入抑制効果が顕著となる。
さらに、本摺動部材の支持構造（１Ａ～１Ｆ）が高温状態となる環境で使用される場合においては、熱的性質に優れた第２スラストシート（１２）により熱が効果的に吸収分散されるため、第１スラストシート（１１）の熱膨張がカバーされ、耐久性が向上される。

なお、上記実施形態で記載した各構成の括弧内の符号は、後述する実施例に記載の具体的構成との対応関係を示すものである。

以下、図面を用いて実施例１～５により本発明を具体的に説明する。なお、本実施例１及び２では、本発明に係る「摺動部材の支持構造」として、自動車のサスペンションに用いられるスプリング支持構造を例示する。

＜実施例１＞
本実施例に係るスプリング支持構造１Ａは、図１及び図２に示すように、コイルスプリング３（本発明に係る「摺動部材」として例示する。）の両方の軸端部を上側及び下側の受け部材４Ａ（スプリングシート）で支持して構成されている。このコイルスプリング３の軸端部と受け部材４Ａとの間には、コイルスプリング３の軸端面に接する円環状の第１スラストシート１１と受け部材４Ａの受け面４ａに接する円環状の第２スラストシート１２とが重ねられた状態で介在されている。

コイルスプリング３は、金属（例えば、バネ鋼等）により形成されている。また、受け部材４Ａは、コイルスプリング３と異なる金属（例えば、アルミニウム等）により形成されている。また、受け部材４Ａは、コイルスプリング３の軸方向と直交する受け面４ａを有している。この受け面４ａ上には、第１及び第２スラストシート１１、１２の内側に挿入可能な筒状の凸部７が立ち上げられている。さらに、受け部材４Ａは、平面視円形に形成されている。

なお、下側の受け部材４Ａの内側には、図１中に仮想線で示すように、ダンパー８が取り付けられている。また、上側の受け部材４Ａの中心孔には、ダンパー８のピストンロッド８ａが挿通されている。このピストンロッド８ａの先端側には、自動車側の部品に固定されるアッパーマウント９が取り付けられている。

第１スラストシート１１は、ポリアセタール樹脂（例えば、ジュラコン等）により形成されている。この第１スラストシート１１は、その内径ｉｄ１が約６５ｍｍとされ、その外径ｏｄ１が約８４ｍｍとされ、厚さｔ１が約１ｍｍとされている（図２参照）。

第２スラストシート１２は、フッ素樹脂（例えば、ＰＴＦＥ等）により形成されている。この第２スラストシート１２は、その内径ｉｄ２が約６４ｍｍとされ、その外径ｏｄ２が約８４ｍｍとされ、厚さｔ２が約１ｍｍとされている（図２参照）。

ここで、第１及び第２スラストシート１１、１２の外径ｏｄ１、ｏｄ２は、略同じ値に設定されている。また、第１スラストシート１１の内径ｉｄ１は、第２スラストシート１２の内径ｉｄ２よりも大きな値に設定されている。そして、受け部材４Ａの凸部７の外周と第１スラストシート１１の内周との間には隙間Ｓが形成されている（図１参照）。一方、受け部材４Ａの凸部７の外周と第２スラストシート１２の内周との間には隙間が形成されていない。

次に、上記構成のスプリング支持構造１Ａの作用及び効果について説明する。
本スプリング支持構造１Ａを備えるサスペンションでは、自動車の走行時にコイルスプリング３の伸縮によりねじれが生じた際に、耐摩耗性に優れた樹脂素材の第１及び第２スラストシート１１、１２によって、受け部材４Ａの受け面４ａの摺動抵抗が効果的に低減される。

本スプリング支持構造１Ａによると、コイルスプリング３と受け部材４Ａとの間には、コイルスプリング３の軸端に接する円環状の第１スラストシート１１と受け面４ａに接する円環状の第２スラストシート１２とが介在されており、第１スラストシート１１は、ポリアセタール樹脂により形成されており、第２スラストシート１２は、フッ素樹脂により形成されている。このように、自己潤滑性に優れたポリアセタール樹脂からなる第１スラストシート１１と、自己潤滑性に優れ且つポリアセタール樹脂よりも硬度及び摩擦係数の小さなフッ素樹脂からなる第２スラストシート１２と、を組み合わせたので、コイルスプリング３の伸縮による受け部材４Ａの受け面４ａの摺動抵抗を十分に低下させて耐久性を高めることができる。その結果、座屈防止機能に優れており、コイルスプリング３本来の性能を安定して引き出し、スムーズな動作が可能となるため、自動車の乗り心地も圧倒的に良くなる。また、耐水性が高く、砂埃等が浸入し難くいため、耐候性を高めることができる。さらに、従来のようにスラストベアリングを備える支持構造に比べて、メンテナンス性に優れるとともに、生産コストを低減することができる。

さらに、本スプリング支持構造１Ａは、エンジンの近傍に配置されて、夏季には６０～７０℃の高温状態となることがあるが、熱的性質に優れた第２スラストシート１２により熱が効果的に吸収分散されるため、第１スラストシート１１の熱膨張がカバーされる。

さらに、本実施例では、受け面４ａ上には、凸部７が立ち上げられており、第１スラストシート１１の内径ｉｄ１は、第２スラストシート１２の内径ｉｄ２よりも大きい値に設定されている。これにより、第１スラストシート１１の内周と受け部材４Ａの凸部７の外周との間に隙間Ｓが形成される。そのため、コイルスプリング３にぶれが生じても、第１スラストシート１１がスムーズに連れ回りして摺動抵抗を低下させることができる。

さらに、本実施例では、第１及び第２スラストシート１１、１２の外径ｏｄ１、ｏｄ２が略同じ値に設定されている。これにより、上述の隙間Ｓが形成される場合であっても、第１及び第２スラストシート１１、１２の外周を合わせることで、両シート１１、１２を適正な組付位置にセットすることができる。

次に、実験例及び比較例１－５のスプリング支持構造の試験結果について説明する。
本試験では、各スプリング支持構造をサスペンションに組み付けた自動車において、受け部材の摺動抵抗及び耐候性等を評価した。これらの評価は、スプリング支持構造の動作観察や自動車走行時の乗員の乗り心地に基づいて行った。

実験例では、コイルスプリングと受け部材との間に１枚のジュラコンシートと１枚のＰＴＦＥシートとを重ねて介装した。また、比較例１では、コイルスプリングと受け部材との間に１枚のジュラコンシートを介装した。また、比較例２では、コイルスプリングと受け部材との間に金属製のスラストベアリングを介装した。また、比較例３では、コイルスプリングと受け部材との間に１枚のナイロン又はジュラコンの樹脂シートと１枚のステンレスプレートとを重ねて介装した。また、比較例４では、コイルスプリングと受け部材との間に２枚のＰＴＦＥシートを重ねて介装した。さらに、比較例５では、コイルスプリングと受け部材との間に２枚のジュラコンシートを重ねて介装した。

その結果、図３に示すように、実験例では、コイルスプリングの上下運動による受け部材（スプリングマウント）の接触面の摺動抵抗が圧倒的に低下したことを確認した。また耐摩耗性に優れた軟質樹脂素材と硬質樹脂素材を組み合わせているため、耐水性が高く、また砂埃等が侵入し難いことから、耐候性が高いことを確認した。
なお、自動車でジムカーナ（舗装路面で行われるモータースポーツ）へ出場したドライバーの感覚によると、本実験例のスプリング支持構造が比較例１のスプリング支持構造に比べて極めて良好な耐久性を持つことを確認した。

なお、実験例のスプリング支持構造は、コイルスプリングの両端に装着可能である。推奨装着位置としては、スプリングの一方端及び両端である。また、実験例では、メンテナンスとして、ジュラコンシート及びＰＴＦＥシートの消耗時に交換を要する。さらに、円環状のジュラコンシート及びＰＴＦＥシートは、素材より切り出すことで得られる。

比較例１では、コイルスプリングの上下運動による受け部材（スプリングマウント）の接触面の摺動抵抗が明らかに低下したことを確認した。また１枚のジュラコンシートであるため、耐水性は高いが、砂埃等の侵入により摩擦係数が増加する傾向にあり、耐候性がやや低いことを確認した。

なお、比較例１のスプリング支持構造は、コイルスプリングの両端に装着可能である。推奨装着位置としては、スプリングの両端が好ましい。また、比較例１では、メンテナンスとして、ジュラコンシートの消耗時に交換を要する。さらに、円環状のジュラコンシートは、素材より切り出すことで得られる。

比較例２では、コイルスプリングの上下運動による受け部材（スプリングマウント）の接触面の摺動抵抗が圧倒的に低下したことを確認した。また金属ベアリングを採用しているため、ケース内への浸水や砂埃の浸入が厳禁であり、また異種金属の接触により浮き錆が発生し易く、耐候性が低いことを確認した。

なお、比較例２のスプリング支持構造は、スプリングの一方端のみに装着可能である。また、比較例１では、メンテナンスとして、定期的なオーバーホール作業を要する。さらに、比較例２では、スラストベアリングを用意し、またスラストベアリング専用のケースを要する。

比較例３では、コイルスプリングの上下運動による受け部材（スプリングマウント）の接触面の摺動抵抗が明らかに低下したことを確認した。またステンレスプレートと異種金属の接触により浮き錆が発生し易く、また砂埃等の侵入により摩擦係数が増加する傾向にあり、耐候性が低いことを確認した。

なお、比較例３のスプリング支持構造は、コイルスプリングの両端に装着可能である。推奨装着位置としては、スプリングの両端が好ましい。また、比較例３では、メンテナンスとして、ステンレスプレートの状態確認とグリスアップを要する。さらに、円環状の樹脂シート及びステンレスプレートは、素材より切り出すことで得られる。

比較例４では、素材が軟質樹脂であるため、スプリングエンドが食い込んだ場合、スムーズな動作が困難となることを確認した。

比較例５では、素材が硬質樹脂であるため、摩擦が増加する傾向にあり、多板化には向いていないことを確認した。

＜実施例２＞
次に、実施例２に係るスプリング支持構造１Ｂについて説明するが、実施例１に係るスプリング支持構造１Ａと略同じ構成の部位には同符号を付けて詳説を省略する。

本実施例に係るスプリング支持構造１Ｂは、図４に示すように、コイルスプリング３の軸端部に接して配置されるゴム製の弾性部材１４（本発明に係る「摺動部材」として例示する。）を車体側の金属製の受け部材４Ｂ（車体側の受け部材４Ｂ）で支持して構成されている。この弾性部材１４と受け部材４Ｂとの間には、弾性部材１４の表面に接する円環状の第１スラストシート１１と受け部材４Ｂの受け面４ａに接する円環状の第２スラストシート１２とが重ねられた状態で介在されている。この第１スラストシート１１は、ポリアセタール樹脂（例えば、ジュラコン等）により形成されている。また、第２スラストシート１２は、フッ素樹脂（例えば、ＰＴＦＥ等）により形成されている。

本スプリング支持構造１Ｂによると、実施例１のスプリング支持構造１Ａと略同様の作用効果を奏する。

＜実施例３＞
次に、実施例３に係る支持構造１Ｃについて説明するが、実施例１に係るスプリング支持構造１Ａと略同じ構成の部位には同符号を付けて詳説を省略する。なお、本実施例３では、本発明に係る「摺動部材の支持構造」として、轆轤やターンテーブルとして用いられる回転体の支持構造１Ｃを例示する。

本回転体の支持構造１Ｃは、図５に示すように、回転軸１７を含む回転体１８を受け部材４Ｃの受け面４ａと直交する軸回りに回転自在に支持し、回転体１８のスラスト荷重を受け部材４Ｃの受け面４ａで受けるように構成されている。この回転体１８の端部と受け部材４Ｃとの間には、回転体１８に接する円環状の第１スラストシート１１と受け部材４Ｃの受け面４ａに接する円環状の第２スラストシート１２とが重ねられた状態で介在されている。この第１スラストシート１１は、ポリアセタール樹脂（例えば、ジュラコン等）により形成されている。また、第２スラストシート１２は、フッ素樹脂（例えば、ＰＴＦＥ等）により形成されている。
なお、本回転体の支持構造１Ｃは、金属ベアリングの替わりに用いてもようし、金属ベアリングと組み合わせて用いてもよい。

本回転体の支持構造１Ｃによると、回転体１８による受け部材４Ｃの受け面４ａの摺動抵抗を十分に低下させて耐久性を高めることができる。その結果、受け部材４Ｃに対して回転体１８を長期にわたって安定的に回転させることができる。

＜実施例４＞
次に、実施例４に係る支持構造１Ｄについて説明するが、実施例１に係るスプリング支持構造１Ａと略同じ構成の部位には同符号を付けて詳説を省略する。なお、本実施例４では、本発明に係る「摺動部材の支持構造」として、デファレンシャルオイル等のオイル貯留部として用いられるフィラーボルトの支持構造１Ｄを例示する。

本フィラーボルトの支持構造１Ｄは、図６に示すように、フィラーボルト２２を受け部材４Ｄに形成されたネジ部２３にねじ込み、フィラーボルト２２のスラスト荷重を受け部材４Ｄの受け面４ａで受けるように構成されている。このフィラーボルト２２の頭部２２ａと受け部材４Ｄとの間には、フィラーボルト２２の頭部２２ａに接する円環状の第１スラストシート１１と受け部材４Ｄの受け面４ａに接する円環状の第２スラストシート１２とが重ねられた状態で介在されている。この第１スラストシート１１は、ポリアセタール樹脂（例えば、ジュラコン等）により形成されている。また、第２スラストシート１２は、フッ素樹脂（例えば、ＰＴＦＥ等）により形成されている。

本フィラーボルトの支持構造１Ｄによると、フィラーボルト２２による受け部材４Ｄの受け面４ａの摺動抵抗を十分に低下させて耐久性を高めることができる。その結果、フィラーボルト２２から受け面４ａに均等に力がかかり、第１及び第２スラストシート１１、１２をガスケットとして効果的に機能させることができる。

＜実施例５＞
次に、実施例５に係る支持構造１Ｅ、１Ｆについて説明するが、実施例１に係るスプリング支持構造１Ａと略同じ構成の部位には同符号を付けて詳説を省略する。なお、本実施例５では、本発明に係る「摺動部材の支持構造」として、水道蛇口部として用いられる接続体の支持構造１Ｅ、１Ｆを例示する。

本接続体の支持構造１Ｅは、図７に示すように、ナット体２５（本発明に係る「接続体」として例示する。）を管状の受け部材４Ｅにねじ込み、ナット体２５のスラスト荷重を受け部材４Ｅの受け面４ａ（軸端面）で受けるように構成されている。このナット体２５と受け部材４Ｅとの間には、ナット体２５に接する円環状の第１スラストシート１１と受け部材４Ｅの受け面４ａに接する円環状の第２スラストシート１２とが重ねられた状態で介在されている。この第１スラストシート１１は、ポリアセタール樹脂（例えば、ジュラコン等）により形成されている。また、第２スラストシート１２は、フッ素樹脂（例えば、ＰＴＦＥ等）により形成されている。
なお、ナット体２５の中央部には、蛇口操作部３０が貫通して備えられている。この蛇口操作部３０は、ハンドル３１と、ハンドル３１の操作により受け部材４Ｅの軸心に沿って移動するスピンドル３２と、スピンドル３２の先端に設けられて穴３４を開閉するコマパッキン３３と、を備えている。

本接続体の支持構造１Ｅによると、ナット体２５による受け部材４Ｅの受け面４ａの摺動抵抗を十分に低下させて耐久性を高めることができる。その結果、水道蛇口部において、第１及び第２スラストシート１１、１２をパッキンとして効果的に機能させることができる。

本接続体の支持構造１Ｆは、蛇口スパウト２６（本発明に係る「接続体」として例示する。）を管状の受け部材４Ｆに回転自在に支持し、蛇口スパウト２６のスラスト荷重を受け部材４Ｆの受け面４ａ（軸端面）で受けるように構成されている。この蛇口スパウト２６と受け部材４Ｆとの間には、蛇口スパウト２６の拡径部２６ａに接する円環状の第１スラストシート１１と受け部材４Ｆの受け面４ａに接する円環状の第２スラストシート１２とが重ねられた状態で介在されている。この第１スラストシート１１は、ポリアセタール樹脂（例えば、ジュラコン等）により形成されている。また、第２スラストシート１２は、フッ素樹脂（例えば、ＰＴＦＥ等）により形成されている。
なお、受け部材４Ｆの先端部には、ナット体３５が螺着されている。

本接続体の支持構造１Ｆによると、蛇口スパウト２６による受け部材４Ｆの受け面４ａの摺動抵抗を十分に低下させて耐久性を高めることができる。その結果、受け部材４Ｆに対して蛇口スパウト２６を長期にわたって安定的に回転させ得るとともに、水道蛇口において、第１及び第２スラストシート１１、１２をパッキンとして効果的に機能させることができる。

尚、本発明においては、上記実施例１～５に限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更することができる。すなわち、上記実施例１において、コイルスプリング３の両端に対応して一対のスラストシート１１、１２を２組備えるスプリング支持構造１Ａを例示したが、これに限定されず、例えば、コイルスプリング３の一方端のみに対応して一対のスラストシート１１、１２を１組備えるスプリング支持構造１Ａとしてもよい。

また、例えば、図８に示すように、コイルスプリング３が軸方向に沿って複数並べて配置される形態では、両スプリング３の軸端を連絡する受け部材４に一対の第１及び第２スラストシート１１、１２を２組備えるようにしてもよい。

さらに、上記実施例１では、第１スラストシート１１の内周と受け部材４Ａの凸部７の外周との間に隙間Ｓを形成する形態を例示したが、これに限定されず、例えば、第１スラストシート１１の内周と受け部材４Ａの凸部７の外周との間に隙間Ｓを形成しないようにしてもよい。

さらに、上記実施例１では、第２スラストシート１２の内周と受け部材４Ａの凸部７の外周との間に隙間Ｓを形成しない形態を例示したが、これに限定されず、例えば、第２スラストシート１２の内周と受け部材４Ａの凸部７の外周との間に隙間Ｓを形成するようにしてもよい。

本発明は上記で詳述した実施形態に限定されず、本発明の請求項に示した範囲で様々な変形または変更が可能である。

本発明は、摺動部材を受け部材で支持する技術として広く利用される。

１Ａ～１Ｆ；支持構造、３；コイルスプリング（摺動部材）、４Ａ～４Ｆ；受け部材、４ａ；受け面、１１；第１スラストシート、１２；第２スラストシート、１４；弾性部材（摺動部材）、１８；回転体（摺動部材）、２２；フィラーボルト（摺動部材）、２５；ナット体（接続体）、２６；蛇口スパウト（接続体）、ｉｄ１；第１スラストシートの内径、ｉｄ２；第２スラストシートの内径。

Claims

摺動部材のスラスト荷重を受け部材の受け面で受ける摺動部材の支持構造であって、
前記摺動部材と前記受け部材との間には、前記摺動部材に接する厚さの一様な環状の第１スラストシートと前記受け面に接する厚さの一様な環状の第２スラストシートとが介在されており、
前記第１スラストシートは、ポリアセタール樹脂により形成されており、
前記第２スラストシートは、前記第１スラストシート及び第２スラストシートの自己潤滑性が相乗的に合成され且つ前記第１スラストシートに対して前記第２スラストシートがクッション機能を果たすように、ポリアセタール樹脂よりも硬度及び摩擦係数の小さなフッ素樹脂により形成されており、
前記受け面上には、前記第１スラストシート及び前記第２スラストシートの内側に挿入可能な凸部が立ち上げられており、
前記第１スラストシートの内径は、前記第２スラストシートの内径よりも大きく、
前記第１スラストシートの外径は、前記第２スラストシートの外径と同じであり、
前記受け面の外径は、前記第２スラストシートの外径と同じであり、
前記第１スラストシートと前記第２スラストシートは接しており、
前記摺動部材は、コイルスプリングであり、
前記受け部材は、上側受け部材と下側受け部材とを有し、
前記コイルスプリングと前記上側受け部材との間には、前記コイルスプリングの上端に接する前記第１スラストシートと前記上側受け部材の前記受け面に接する前記第２スラストシートとが介在されており、
前記コイルスプリングと前記下側受け部材との間には、前記コイルスプリングの下端に接する前記第１スラストシートと前記下側受け部材の前記受け面に接する前記第２スラストシートとが介在されており、
車両のサスペンションに用いられることを特徴とする摺動部材の支持構造。
摺動部材のスラスト荷重を受け部材の受け面で受ける摺動部材の支持構造であって、
前記摺動部材と前記受け部材との間には、前記摺動部材に接する厚さの一様な環状の第１スラストシートと前記受け面に接する厚さの一様な環状の第２スラストシートとが介在されており、
前記第１スラストシートは、ポリアセタール樹脂により形成されており、
前記第２スラストシートは、前記第１スラストシート及び第２スラストシートの自己潤滑性が相乗的に合成され且つ前記第１スラストシートに対して前記第２スラストシートがクッション機能を果たすように、ポリアセタール樹脂よりも硬度及び摩擦係数の小さなフッ素樹脂により形成されており、
前記受け面上には、前記第１スラストシート及び前記第２スラストシートの内側に挿入可能な凸部が立ち上げられており、
前記第１スラストシートの内径は、前記第２スラストシートの内径よりも大きく、
前記第１スラストシートの外径は、前記第２スラストシートの外径と同じであり、
前記受け面の外径は、前記第２スラストシートの外径と同じであり、
前記第１スラストシートと前記第２スラストシートは接しており、
前記摺動部材は、上側コイルスプリングと下側コイルスプリングとを有し、
前記受け部材は、前記上側コイルスプリングを受ける上側受け面と、前記下側コイルスプリングを受ける下側受け面とを有し、
前記上側コイルスプリングと前記受け部材の前記上側受け面との間には、前記上側コイルスプリングの下端に接する前記第１スラストシートと前記上側受け面に接する前記第２スラストシートとが介在されており、
前記下側コイルスプリングと前記受け部材の前記下側受け面との間には、前記下側コイルスプリングの上端に接する前記第１スラストシートと前記下側受け面に接する前記第２スラストシートとが介在されており、
車両のサスペンションに用いられることを特徴とする摺動部材の支持構造。
摺動部材のスラスト荷重を受け部材の受け面で受ける摺動部材の支持構造であって、
前記摺動部材と前記受け部材との間には、前記摺動部材に接する環状の第１スラストシートと前記受け面に接する環状の第２スラストシートとが介在されており、
前記第１スラストシートは、ポリアセタール樹脂により形成されており、
前記第２スラストシートは、フッ素樹脂により形成されており、
前記摺動部材は、前記受け部材にねじ込まれるフィラーボルトであることを特徴とする摺動部材の支持構造。
摺動部材のスラスト荷重を受け部材の受け面で受ける摺動部材の支持構造であって、
前記摺動部材と前記受け部材との間には、前記摺動部材に接する環状の第１スラストシートと前記受け面に接する環状の第２スラストシートとが介在されており、
前記第１スラストシートは、ポリアセタール樹脂により形成されており、
前記第２スラストシートは、フッ素樹脂により形成されており、
前記摺動部材は、管状の前記受け部材に接続される接続体であることを特徴とする摺動部材の支持構造。