JPS5837320A - ライニングを施した軸受またはガイドおよびライニングを施した支柱ガイドを作る方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はフッ化炭素樹脂の減摩要素のライニングを施し
た軸受またはガイドに係るものである。

更に詳細にいえば、本発明はポリテトラフロロエチレン
（以下にＰＴＦＥと略称する）ライニングを施した支柱
ガイドに係るものである０ 典型的な支柱ガイドはブッシングすなわち軸受を収容す
る円筒形の貫通開口を有する金属ブロックから成る。Ｐ
ＴＦＥライニングを施したブッシングを組み入れた支柱
ガイドは知られ広く使用されている。支柱ガイドの主な
用途の１つは自動車用の懸垂系統組立て体においてであ
り、この組立て体において車輪の架装部材を懸垂系統に
接続する支柱（時には［マツクファーンン（Ｍａｃｐｈ
ｅｒ　ｓｏｎ　）支柱」と呼称する）が支柱ガイドによ
り懸垂系統のシリンダと並んだ状態に保持される０車輪
架装部材を懸垂系統と並んだ状態に保持すると、支柱ガ
イドは支柱シャフトが車輪架装部材と懸垂系統との間を
車輪からの側方スラス）１−受けずにガイドブッシング
すなわち軸受を通シ往復運動できるようにする。

支柱ガイドのブッシングと軸受とに伴う困難の１つはこ
れらブッシングと軸受とが側方スラストに耐えると同時
に支柱シャフトがなめらかに容易に往復運動できるよう
にするということである。

側方負荷がかけられた時支柱シャフトが支柱ガイド内を
容易に摺動しなりと、懸垂系統の応答は最小および最大
の側方負荷間で非常に大きく変化する。このことは代っ
て車輛の乗り特性を穏かから激しい揺れに変化させる。

同様に、側方スラストによシ過度に摩耗が生じると、支
柱シャフトと支柱ガイドとの間のはまりが悪くなり支柱
と懸垂系統とが誤整列となりその結果懸垂系統の摩耗を
早める。従って、支柱ガイドは従来では米国特許第２．
７３１，３６０号に記載した方法によシＰＴＦＥライニ
ングを施したブッシングを組み込んでいる。

この方法では、多孔性金属スリーブの内面に液状担体に
懸濁した固型のＰＴＦＥ’ｅ含浸させ、液状担体を蒸発
させてＰＴＦＥ’にスリーブの孔すなわち割れ目に残し
次いでＰＴＦＥ含浸面をつや出しし熱間圧延寸たはその
他の方法でプレスしてＰＴＦＥ’を多孔性金属に詰め込
む。

前記方法によシ製造したブッシングを組み込んだ支柱ガ
イドはある程度成功したが、支柱ガイドブロックとガイ
ドブッシングとを製造しまたブッシングにライニングを
施すのに個別の施設を必要とするので製造が不便である
。更にまた、ガイドとブッシングとを個別に製造した後
、ブッシングをガイドにプレスばめする必要がある。ブ
ッシングにライニングを施す方法は湿式方法であるので
工業用の用途には望ましくなく、多くの場合にブッシン
グにＰＴＦＥライニングを施す段階は繰返す必要があり
ライニングを施す方法は高温圧延作業を必要としこれは
すべて費用を増大する。従って、一層容易にしかも経済
的に製造できる支柱ガイドの必要がある。

本発明は製造が簡単で便利なＰＴＦＥ＝ｉ施した軸受ま
たはガイドを提供するものである。特に、本発明は側方
スラストに耐えると共に支柱が懸垂系統内を容易になめ
らかに往復運動できるようにするＰＴＦＥライニングを
施した支柱ガイドに係るものである。従って、以下に本
発明を支柱ガイドに関連して説明するが、高い耐摩性を
必要とする他の型式の軸受またはガイドにも本発明が同
様に応用できることは理解する必要がある。

本発明の支柱ガイドは可成り簡単な構造を有していて、
その結果、製造が便利で容易である。この支柱ガイドは
支柱ガイドブロックとフッ化炭素樹脂ライニングとから
成る。支柱ガイドブロックは円筒形の内面を形成する円
筒形の貫通開口を有し、円筒形内面に沿い複数の峰と溝
とが軸線方向に間隔をあけである。フッ素化炭素樹脂ラ
イニングは軸線方向に間隔をあけた環状の峰と溝との補
完する組を有していて、これら補完する峰と溝とはガイ
ドブロックに設けた峰と溝とに組み合わさるがガイドブ
ロックの溝を完全に満たさず（溝の底に逃がし領域を残
す）またライニングをそれが軸線方向に変位しないよう
にする。ライニングの内面、すなわち、支柱ガイドブロ
ックに面していない表面は支柱ガイドブロックの峰と溝
とに平行な一連の浅い峰と溝とを形成する。これら浅い
溝は追加の潤滑材の貯槽として機能する。

本発明の支柱ガイドはブッシングを別個に製造する必要
がなくまた米国特許第２，７３１，３６０号の精密な含
浸方法を必要とせずにフッ化炭素樹脂が支柱ガイドにラ
イニングまたはパッドとして組み込まれているので特に
有利である。支柱ガイドブロックに溝が形成されると、
本発明によれば１つの施設でガイドブロックにフッ化炭
素樹脂のライニングを簡単に組み合わせるだけである。

本発明の最も典型的な具体例では、フッ化炭素樹脂ライ
ニングはＰＴＦＥであシ本発明においてフッ化炭素樹脂
ライニングをすべてＰＴＦＥと呼称するがＰＦＡおよび
ＦＥＰの如き他のフッ化炭素樹脂もまた使用できること
は理解する必要がある。フッ化炭素樹脂はまた黒鉛、ウ
オラストナイト（Ｗｎｌｌａｓｔｏｎｉｔｅ　）または
その他の鉱物性充填材を５０重量％も含む充填材を入れ
たものも好ましい。

本発明によれば、支柱ガイドブロックには米国特許第３
，２１２，４１１号に記載したと同様な方法で円筒形内
面に沿い環状ノツチを形成する。この米国特許は特に自
己潤滑ピストン−シリンダ組立て体に係り、この組立て
体において、ＰＴＦＥの密封部材を本発明におけるとい
くぶん似ている熱間成形方法でシリンダの孔かピストン
の外面に固着する。しかしながら、この米国特許の方法
は支柱ガイドの製造には応用されなかったので本発明７
とは結果が全く異なる。

従って、本発明では、適当な直径の拝金ライニングとガ
イドブロックとの組立て体に差し込む熱間成形法によｐ
ＰＴＦＥのストリップまたはパッドをノツチ付き円筒形
表面に圧接する。この直後に、冷却桿を差し込むことに
よりライニングを閉じ込めた状態で冷却する。熱間成形
法では、ＰＴＦＥライニングを半径方向外方に押圧しラ
イニングが支柱ガイドブロックの溝に流れ込み峰をまわ
り流れるようになる温度にまで加熱する。この成形法の
結果として、ガイドブロックに向いたライニングの表面
に１組の補完する溝と峰とを形成し、これらの峰と溝と
は支柱ガイドブロックの峰と溝とにはまり合うが支柱の
溝を完全に満たさすライニングを軸線方向位置に保持す
る。同時に、ガイドブロックに形成した峰と溝とに平行
な浅い峰と溝とを内面に形成するがこのことは米国特許
第３．２１２，４１１号には記載されてない。

ライニングはＰＴＦＥの環状スリーブから成形できるが
、支柱ガイドグロックの内周よシ僅かに小さく切った薄
いストリップまたはパッドからライニングを成形しパッ
ドをガイドブロックの円筒形内面に沿い配置することが
好ましいと判った。これによりライニングを横切り延び
る小さい間隙を形成しこの間隙には熱間成形段階中にラ
イニングが座屈せずに膨張できる。

ＰＴＦＥとフッ化炭素樹脂とは一般に加熱後にそれを元
の形状に戻させる塑性記憶を有している。

従って、本発明のライニングを製造するには、ライニン
グを熱間成形段階の直後に閉じ込めた状態で冷却する必
要がある。このことは第２の未加熱の桿を支柱ガイドに
差し込みそれにょシ組立て体がライナーがその元の形状
に戻りガイドブロックからむけないような温度になるま
でライニングを桿と支柱ガイドブロックとの間に閉じ込
めることによシ行われる。

このことは従来技術の支柱ガイドに一般に見られる変形
の多くを排除する非常に正確な作業である。従って、加
熱された桿と未加熱の桿とが正確な外径公差に機械加工
されているので、ライニングを施した支柱ガイドを貫通
する円筒形の開口を正確な直径にする。支柱ガイドブロ
ックの峰および溝と、ＰＴＦＥの厚味等に僅かな変異が
存在していても円筒形の内面を正確な直径にする。

本発明の別の利点はフッ化炭素樹脂がそれ自体の耐摩性
を有しているが本発明の２イニングに粉末化した固体の
潤滑材、潤滑油またはグリースの如き潤滑材を使用する
ことが望ましいと判った。

これら補助的潤滑材は支柱シャフトかガイド内を往復運
動するのを助は側方スラストによる摩耗を防止するとい
うことである。この目的のため、ライニングの内面に浅
い峰と溝とが設けである。従って、本発明によれば、ガ
イドブロックの峰と溝との半径方向部分と熱開成形桿の
直径とはガイドブロックの溝に対応する一連の浅い軸線
方向に間隔をあけた溝がＰＴＦＥライニングの内面に形
成され、従って補助的潤滑材を浅い溝に保持できるよう
な比率にしである。このようにして、支柱ガイドがＰＴ
ＦＥスリーブを通り往復運動する際に生じる摩耗を減少
することによシガイドブロックの耐用寿命は延びる。

本発明の別の具体例では、支柱ガイドブロックの円筒形
内面の一端部は面取りしてあり熱間成形段階中において
ＰＴＦＥライニングの軸線方向押出し用の逃し領域を形
成する。

本発明の１つの実用的具体例を添付図面を参照−して説
明する。

本発明の好ましい具体例を示す添付図面を参照すると、
第１図にはマツクファーノン支柱を含む′型式の自動車
の懸垂系統に使用するようにした支柱ガイド１０が示し
である□支柱ガイド１ｏは円筒形の貫通開口１６を有す
る支柱ガイドブロック１２と溝の円筒形内面に成形した
ＰＴＦＥライニング１４とを含んでいるｎ　ＰＴＦＥラ
イニング１４はガイドグロック１２に向いている表面と
は反対側の表面に浅く軸線方向に間隔をあけた一連の環
状の峰１５と溝１６とを有している。溝１６は補助的潤
滑材用の貯槽として機能しそれにより前記した如くガイ
ドブロックの耐用寿命を延ばす。

支柱ガイド１Ｕは典型的には懸垂系統のシリンダの下端
部に装着される。支柱ガイドは車輪ベースの一端部に装
着され他端部にピストンを有する支柱シャフト用のガイ
ドまたは軸受として作用する。ピストンはシリンダと液
密関係になっていてシリンダとシャフトとの間を、従っ
て、支柱ガイド内を往復運動する。支柱ガイド１ｏはス
ロット１７を有していてピストンと支柱シャフトとが往
復運動するに従い支柱ガイドのまわりを流体が流れるよ
うにする。

第２図を参照すると、支柱ガイドブロック１２の円筒形
内面は複数の軸線方向に間隔をあけた環状の峰１８と溝
２０とを含んでいる。内面の一端部６Ｂは面取りしであ
る。峰１８と溝２０とはライニング１４が装着されてい
るガイドブロックの軸線方向長さの少くとも一部分に沿
い交互になっている。最も典研的な場合では、峰１８と
溝２０とは規則的でＰＴＦＥライニング１４を施したガ
イドグロックの内面の一端部から他端部にまで均一に間
隔をあけである。ライニングの峰２２が支柱ガイドブロ
ックの溝に収容されガイドブロックの峰１８がライニン
グの溝２４に収容されるよう後記するその場での成形の
結果としてＰＴＦＥライニングに一連の対応した補完す
る峰２２と溝２４と全成形する。逃し領域２１が存在し
ているにもかかわらず、ライニング１４とライニングを
軸線方向に錠止め固定する支柱ガイドブロック１２との
合わさる表面間はかみ合いはまる。第２図に示した具体
例では、ライニング１４はガイドブロックの内面に膨張
スペース２６を形成する第４図に示した如きＰＴＦＥの
偏菱形ストリップまたはパッドから成形される。

峰１８と溝２０との半径方向寸法はライニングの峰２２
と溝２４との半径方向寸法とライニングの厚味とに対し
て支柱ガイドブロックの峰１８が溝２４内に突出し密封
部材の内面に一連の浅い峰１５と溝１６とを成形するよ
うな関係にしである。

これらの寸法はガイドゾロツクの寸法と内径とに応じて
変更できる。典型的には、峰から溝までの支柱ガイドの
内径が約２．２６ｃｍ　（０，８９０インチ）でライニ
ングを施した支柱ガイドの内径が約２．２０７ｃｍ　（
０，８６５インチ）の場合には、支柱ブロックに成形さ
れた溝の深さは約０．０４５７ｍ（０，０１８インチ）
で約０．１５９ｍ　（％インチ）のピッチでブロックの
円筒形内面に軸線方向に間隔をあけられる。本発明の１
つの好ましい具体例では、溝は４５°の角度で切設され
基部の曲率半径が約０．０３１７５ｍ　（０，０１２５
インチ）を有する丸味を付したＶ字形かかどばったＵ字
形を有している。

第６図には本発明の支柱ガイド１０と自動車の車輪を懸
垂系統に接続するため通常使用される如き支柱シャフト
６０との間の関係が示しである。

支柱シャフト６０はガイドブロック１０内にブロックが
支柱シャツトラ所望の並んだ状態に保持し支柱シャフト
が側方にたわむのを防止する。一般に、支柱シャツ）３
０の外面（約２．１９６ｃｒｎすなわち０８６６インチ
直径）とライニング１４の内面との間の間隙は約０．０
２５４鵡（０，００１インチないし約［）、０７６簡（
０，００３インチ）程度で゛　　ある。

ライニング１４は第４図に示した如きＰ　ＴＦＥパッド
か環状スリーブから成形できる。第４図に示した如きパ
ッドからライニングを成形するため、パッドをガイドブ
ロックの内面のまわりに円周方向に長さ方向に巻く。Ｐ
ＴＦＥ’ｉ耐摩機素として使用する際の１つの困難にＰ
ＴＦＥが多くの等級の熱膨張係数の約８−１０倍の熱膨
張係数を有しているということである。Ｐ　ＴＦＥライ
ニングを支柱ガイドグロックに組み合わせ中、ライニン
グをライニングが好ましく適応して寸法を増大する温度
にまで加熱する。

熱膨張させる１つの便利な手段はライニング１４を第４
図に示した如きパッドから成形しパッドをライニングの
内周よシ僅かに小さい長さに切ることである。これがた
め、パッドの両端部間に熱間成形段階中ライニングが膨
張できる膨張スペース２６を形成することになる。もし
熱間成形がライナーを屈折させないか環状スリーブから
ライニングを成形するに便利である使用中に膨張スペー
スを必要としないフッ化炭素樹脂を使用する場合には膨
張スペースを必要としないことがある。

ＰＴＦＥライニングの厚味はガイドブロックの内径と溝
の深さとの如何によシ変ることができる。

ライニング１４は約０．３５６ないし０．４５７ＩｌＩ
ｌ（０，０１４ないし０．０１８インチ）の薄いＰＴＦ
Ｅシートから成形すると好ましい。膨張スペース２６０
寸法はガイドブロックの内径に左右されるが、一般にこ
のスペースは約０．０２５４ないし０．２５４咽（［］
、００１ないし０．１０インチの範囲のスリットである
。膨張スペースがらせん状になり屈折を防止し矩形状に
切ったものよシすぐれた膨張特性を有するようライニン
グを２つの斜めの辺を有する偏菱形に切る。これは矩形
状にすると支柱シャフトの運動方向と並ぶ水平のスロッ
ト全形成するからである。従って、支柱シャフトの側方
スラストが垂直のスロットの腐さ全体に負荷をかけるが
らせん状スロットにはこのようなことは生じない。

ＰＴＦＥライニングを支柱ガイドブロックに組み合わせ
る方法が第５図に示しである。ライニング１４は当初は
なめらかな表面を有していて峰１Ｂと溝２０とをおおい
ガイドブロック１２０円筒形内面のまわシに配置される
。加熱された桿６４は２、１９８ないし２．２１０ｃｒ
ｎ（０，８６６ないし０．８７０インチ）の外径、好ま
しいのは２．２０５ｃｍ　（０，８６８インチ）の外径
を有し、この外径は約０．０７６２ｔａｘ　（０，００
３イ／チ）大きいがライニングが施してないガイドグロ
ックの内径より小さい。加熱した桿３４を軸線方向端部
６６からライニングとブロックとの組合わせ体に差し込
んでライニングに半径方向に外向きの力をがける。これ
によりライニングをガイドブロックの溝２ｏ内で峰１８
のまわり’を流れさせる。ＰＴＦＥのライニングに対し
ては、桿６４を一般に６４６ないし６７１℃（６５０な
いし７００”Ｆ）の範囲の温度に加熱する。加熱された
桿ろ４は桿の温度とライニングの厚味とに左右されるが
一般に６０秒程度である約２６０℃（５００”Ｆ）の温
度に加熱するに十分な時間支柱ガイド内にとどまる、一
般に、桿６４は約６４６ないし６７０℃（６５ｏないし
７００下）の温度に加熱する必要があるが熱成形段階中
はそれよシも高い温度を使用する必要がある。もしライ
ニングをその作用温度以上に加熱しないとライニングは
使用中にその塑性記憶を回復してガイドグロックからむ
けることがある。

本発明の１つの好ましい具体例では、熱成形段階中に組
立て体に入る加熱された桿の端部とは反対側端部である
ガイドブロックの円筒形内面の後端部６８は面取りして
あシ熱間成形の結果軸線方向に押し出されるＰＴＦＥが
唇状突起またはその他の突起を形成することなく流入で
きる領域を形成するｎ 加熱された桿６４を支柱ガイド１０から引き出した直後
、冷却桿を支柱ガイドに差し込む。冷却桿は熱開成形に
使用する加熱された桿と同じ外径を有していることが好
ましい。冷却桿の温度は約２１℃　（７０下）の室温か
ら約６２℃　（９０下）までの範囲で良い。この範囲よ
シ低い温度では、ライニングが受ける熱衝撃がライニン
グの性能に悪影響を及ぼすことがある。ライニングを閉
じ込めた状態で冷却することにより、ＰＴＦＥはその元
の形状に戻る傾向はない。

その結果第１図に示した如きＰＴＦＥライニングを施し
た支柱ガイド１０となる。フッ化炭素樹脂の天然の潤滑
能力と黒鉛の如き添加した充填材の潤滑能力と相俟って
本発明のライニングを施した支柱ガイドは支柱ガイドと
その他の型式のブッシングおよび軸受に対して非常に有
利なすベシ特性を示す。

以上、本発明の特定の具体例について説明したが、前記
した特許請求の範囲を逸脱することなぐ種々変形できる
ことは当業者には明かである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る支柱ガイドブロックの等角斜視図
、第２図は第１図の２−２線に沿い切断して示した断面
部分図、第６図はガイドグロックと支柱との組立て体を
示す部分断面部分立面図、第４図は本発明に係るＰＴＦ
Ｅライニングの素材を示す図、第５図はガイドグロック
の内面にＰＴＦＥライニングを取り付ける順序２示す略
図、第６図はガイドブロックの内面にライニングを成形
する方法を示す図である。 １０・・・・・・軸受またはガイド、１２・・・・・・
ガイドブロック、１４・・・・・・ライニング、１５．
１６・・・・・・浅い峰と溝、１８．２０・・・・・・
ガイドブロックの峰と溝、２２．２４・・・・・・ライ
ニングの峰と溝、３０・・・・・・支柱シャフト、６８
・・・・・面取９縁部特許田願人　　ず・デュリロン・
カンパニー・インコーホレーテッド （外２名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）円筒形内面を有するガイドグロックと、円筒形内面
   の少くとも一部分に沿い軸線方向に間隔をあけた複数の
   環状の峰および溝と、峰および溝におおいかぶさるフッ
   化炭素樹脂ライニングと、ガイドブロックに向いたライ
   ニングの内面に形成されガイドブロックの峰と溝とに補
   完しはまり合う複数の環状の峰および溝と、ガイドグロ
   ックとは反対側のライニングの外面に軸線方向に間隔を
   あけすべり特性を加える補助的潤滑材を収容する程度の
   浅い複数の峰およ・び溝とから成ることを特徴とするラ
   イニングを施した軸受またはガイド。 ２、特許請求の範囲第１項のライニングを施した軸受ま
   たはガイドにおいて、フッ化炭素樹脂ライニングがＰＴ
   ＦＥライニングであること。 ６）特許請求の範囲第２項のライニングを施した軸受ま
   たはガイドにおいて、円筒形内面の少くとも１つの縁部
   が面取りしであること。 ４）　特許請求の範囲第２項のライニングを施した軸受
   またはガイドにおいて、ガイドブロックの円筒形内面に
   ＰＴＦＥライニングが熱間成形されていること。 ５）特許請求の範囲第４項のライニングを施した軸受ま
   たはガイドにおいて、ＰＴＦＥライニングが偏菱形を有
   するＰＴＦＥパッドから成り、パッドが円筒形内面のま
   わりに長さ方向に巻かれているととｎ ６）特許請求の範囲第５項のライニングを施した軸受ま
   たはがイドにおいて、ライニングがその両端部間に膨張
   スペースを形成していること。 ７）　特許請求の範囲第１項のライニングを施した軸受
   またはガイドにおいて、環状の峰と溝とがライニングの
   軸線方向長さに延びていること。 ８）　ピスト／・シリンダ組立て体と、シリンダ内にピ
   ストンを支持する車輪軸受支柱シャフトと支柱ガイドと
   から成る自動車用の懸垂系統組立て体において、支柱ガ
   イドが円筒形内面を有する支柱ガイドブロックと、円筒
   形内面の少くとも一部分に沿い軸線方向に間隔をあけた
   複数の環状の峰および溝と、峰と溝とにおおいかぶさる
   フッ化炭素樹脂ライニングと、ガイドブロックに向いた
   ライニングの内面に形成されガイドブロックの峰と溝と
   に補完して組み合わさる複数の環状の峰および溝と、ガ
   イドブロックとは反対側のライニングの外面に軸線方向
   に間隔をあけ形成されすべり特性を加える補助的潤滑材
   を収容する程度の浅い複数の峰および溝とから成ること
   を特徴とする懸垂系統組立て体。 ９）特許請求の範囲第８項の懸垂系統組立て体において
   、フッ化炭素樹脂ライニングがＰＴＦＥライニングであ
   ること。 １０）特許請求の範囲第９項の懸垂系統組立て体におい
   て、環状の峰および溝が゛ライニングの軸線方向長さに
   延びていること。 １１）支柱ガイドブロックの円筒形内面に沿い両端部を
   有し、円筒形内面が環状で軸線方向に間隔をあけた峰お
   よび溝を有し、両端部によりガイドブロックの円筒形内
   面に膨張スペースを形成するような長さのフッ化炭素樹
   脂パッドを配置し、パッドを加熱しつ＼パッドに半径方
   向外方にパッドが溝を満たしガイドブロックの円筒形内
   面の峰のまわり１−流れるように力をかけ、パッドを閉
   じ込めた状態で冷却することを特徴とするライニングを
   施した支柱ガイドを作る方法。 １２、特許請求の範囲第１１項の方法において、パッド
   が偏菱形であること。 １６）　特許請求の範囲第１１項の方法において、半径
   方向に外向きの力を支柱ガイドブロックの円筒形開口に
   加熱された桿を差し込むことにより行うこと。 １４）特許請求の範囲第１３項の方法において、円筒形
   の内面が加熱された桿が入る口孔とは反対の後縁部で面
   取シ応れていて余分のフッ化炭素が唇状突起またはその
   他の突起を形成することなく流れるようにすること。 １５）　　特許請求の範囲第１１項の方法において、パ
   ッドの厚味と、峰および溝の半径方向部分と加熱された
   桿の直径とが支柱ガイドの円筒形内面とは反対の桿の外
   面にすべり特性を加える補助的潤滑材を収容する程度の
   浅い軸線方向に間隔をあけた中空状篩と溝とを形成する
   ような比率にしであること。