JPS63167128A - カップリング - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は弾性変形可能なカップリングに関し、更に詳細
には２つの相対的回転部材間のカップリングの改良に関
し、特に運転中のきしる音を最小にするカップリングの
改良に関する。

（従来技術及びその問題点） 弾性変形可能なカップリングの一般的装置はスチール又
は他の硬質材料から成る比較的変形しにくい部材の円筒
面と同軸で相互支持状態で係合している円筒面を有する
弾性変形可能なゴム様材料から作られたブツシュ部材か
ら成る。柔軟性ブツシュは２つの部材間の窄擦係合を生
じさせるため硬質材料に対してきつく収容して作られる
が、相対的摺動を最小眼にし、限られた相対的＠動運動
を可能にするには十分柔軟である。

従来、ブツシュ用に使用されている材料は老化や使用に
よる摩耗や劣化に特に耐性あるものではなかった。特に
ゴムは使用されない場合であっても時間の経過で劣化す
る。ポリウレタンは反発弾性、ゴム弾性、強靭性、引張
り弾性および摩耗や老化抵抗性のような多くのタイプの
柔軟性カップリング用材料として特に望ましい物理的特
性を有することが知られている。しかしながらカップリ
ング機能している間に弾性変形可能な部材と硬質部材が
一時期相対的に動くことなく接触した後相対的に動きは
じめる時におきる不愉快なきしりやきいきいという雑音
又は鋭いかちっという音やばちっという不愉快な雑音の
ため多くのタイプのカップリングに従来使用されてきた
ポリウレタンは十分満足すべきものではなかった。これ
らの雑音は普通の耐腐食性被覆がスチールの円筒面に施
される場合通常さらに不愉快なものとなる。

ポリウレタンブツシュと金属、すなわち硬質部材との間
の接触面についての多くの形態が試みられているが前述
の雑音を除去することには成功していない、これまで円
筒面の一方特にポリウレタンブツシュの円筒面にうね状
、あぜ状および波型のような凹凸形状が採用されたが、
満足な結果は得られていない、そのような形態の例は例
えば米国特許第２，７７２，１０４号や同第２，９５２
，４８６等号にみられる。これらの特許は技術の状況を
示しており、後者の特許は潤滑剤を含む柔軟性ブツシュ
を開示している。しかし、以下に述べるブツシュの形態
に改良することなしにポリウレタン組成物中の潤滑剤を
改良しただけでは不愉快なきいきいいう雑音を除去する
には十分でない。

上述の米国特許は技術の状況を示す代表例である。しか
し、ポリウレタンブツシュについて以下に述べる点、す
なわち、ブツシュの円筒面から半径方向に変形不能なカ
ップリング部材の向い合った円筒面と牽擦結合状態にな
るように突き出た多くの丸い突起を有するポリウレタン
ブツシュがカップリングが機能している間前記がちや、
ばちっという音やきいきいいう雑音を実質的に除去でき
る点については教示する何もない。

（発明の目的および問題点を解決するための手段）本発
明の主要な目的はスチールや他の硬質材料でできている
比較的変形しにくい部材の円筒面と同軸で相互支持状態
で係合している円筒面を有する弾性変形可能なポリウレ
タンブツシュ部材から成りブツシュの作動に由来する前
記クリックやスナップ音又はきしる音が実質的に除去さ
れた前記タイプの改良された柔軟性カップリングを提供
すること、ブツシュ部材が円筒面に半径方向に間隔をお
いて突き出ており変形不能な部材の円筒面と衝合した丸
い頂端を有する多数の比較的小さな丸い突起を有するカ
ップリングを提供すること、およびその突起がブツシュ
部材の円筒面の直径の略１／１５の直径をもつ半球であ
り各突起の中心がその直径の略２乃至数倍離れているブ
ツシュ部材を提供することにある。

他の特有の目的は、ブツシュ部材の円筒面がスチールロ
ッドの円筒面を同軸で囲み接近して制限する内部表面か
ら成るカップリングを提供すること、ブツシュ部材の外
表面がブツシュ部材に固定されたブラケット部材の内部
にきつく接しているカッチリングを提供すること、およ
びロッドが自動車のスエーバーからなり得、ブツシュ部
材の円筒面の直径が３Ｃ１ｌであり半球状突起の直径が
２閣であり突起の頂端とロッドの円筒面との間の衝合が
２／１００■〜１■の範囲にあるカップリングの提供に
ある。

また別の目的はポリウレタンがその組成物中に表面移動
潤滑剤を含んで製造され突起と硬質材料との間の連結部
に永続的な自己潤滑性を有する上述のカップリングを提
供することにある。

更に別の目的は上述のカップリングに使用されるここに
述べたタイプの改良された突起のあるブツシュを提供す
ることにある。

（実施例） 図面を参照すると、本発明の好適な実施例として自動車
の前部１０においてカップリング１２によりスエーバー
１１の両端の夫々を車輌のステアリングコントロールア
ームに結合する場合の例示が示しである。カップリング
はスエーバー１１の円筒面を同軸で囲む円筒状の開口１
４を有する変形可能な材料から成る一体成形のブツシュ
１３から成る。このブツシュ１３は自動車１０に通常ボ
ルト止めされたストラップ又はブラケット１６によって
押えされる溝つきの外部１５を有する。ｒＭ口１４の軸
線と平行にブツシュ１３を貫通する多数の孔１７がブツ
シュ１３の比較的硬いが弾性変形可能な材料の柔軟性を
増すため設けられて材料の必要量を減少させている０以
上の構造は通常のものであり、このため更に詳細に述べ
ない。

ブツシュ１３のための好適な材料は円筒面１４からロッ
ド１１の円筒面に向って半径方向内側に延びる多数の小
さな半球状突起１８を有するものに容易に成形されうる
比較的硬く強靭でしかし弾性的に変形可能なポリウレタ
ンである。突起１８の丸い頂端はブツシュ１３とロッド
１１を串擦結合するような衝合状態でロッド１１と強く
当接している。この例においてはロッド１１の直径は略
３ａｓで半球状突起の直径は略２膿である。隣接する突
起１８の中心間の間隔は斜め方向で直径の略２倍であり
軸方向および円周方向には直径の、略３倍である（第４
図参照）。

突起１８の頂端との間の摩擦結合はロッド１１とブツシ
ュ１３の間の相対的摺動運動を最小にするため十分固い
がブツシュ１３の材料は車輌１０の運転中ブツシュ１３
に対するロッド１１の限定された相対的回転および軸運
動と同様に開口又は開口１４の軸線に対するロッド１１
の限定された動きを可能にするには十分柔軟である。

突起１８の頂端はロッド１１の円周面と実質的に正接接
触しておりそれらの間の衝合は突起１８を半径方向に通
常その半径を１７２に圧縮するけれどブツシュ１３のポ
リウレタン材料の硬度とカップリング１２の所望の堅牢
度又はクッション効果により圧縮は多くて大体これらの
半径はどであり、少くて２／１００ｍｍである。同じフ
ァクターがもちろん突起１８の寸法即ち直径、それらの
間隔およびロッド１１とブツシュ１３の向い合った円周
面の軸方向寸法にも影響する。

車輌の運転中にロッド１１はブツシュ１３と相対的に動
く傾向があるが、突起１８の球面およびそれらのロッド
１１との摩擦結合により半球状突起１８はロッド１１と
の接触範囲でゆれ動き、ロッドと実質的に非摺動的接触
を保つ。作動の特別理論に限らず突起１８とロッド１１
の円筒面間の揺動接触は非動作時期にから直ちに硬質部
材と接触する場合において弾性あるブツシュ材料のセッ
トを破壊するのに要するエネルギーから生ずるクリック
又はスナップ音およびロッド１１と従来知られたポリウ
レタンブツシュの衝合の結果としての不愉快なきしる音
の両方を本質的に除去するものと信じられる。如何なる
場合においても前記構造はそのような雑音を大きく減少
させ、且つなくすることができる。

半球状突起１８がロッド１１の円筒面と実質的に正接接
触にあるため突起１８との間の前述の限られた揺動接触
はロッド１１の動きが摺動運動か回転運動か、軸の配列
外の動きかこれらの組み合わせ運動かに無関係に保たれ
る。突起１８とロッド１１の間の衝合、すなわち突起１
８の半径の圧縮の程度はロッド１１とブツシュ間の普通
に予想される相対的運動に直接的影響を受ける。

もし鉱油のような表面移動潤滑剤がその当初の調製中に
ポリウレタンに加えられると、ポリウレタン中に含まれ
る潤滑剤はポリマーと結合せずカップリングの作動中に
次第に表面に移動し自己潤滑作用を営む。そのような移
動はポリウレタンの動きによって又、その内部の摩擦熱
によって高められるためブツシュ１３と突起１８が曲げ
られれば曲げられる程自己潤滑効果は大きくなる。この
ような潤滑作用はきしる音を最小にする点において突起
１８の効果を高めきしる音のコントロールが他の方法で
は非常に困難である成る種のカップリング装置において
は好適である。しかしながらブツシュ１３の突起構造が
なければそれ自身の自己潤滑作用では不愉快なきしる音
を起らなくするには十分でない。

第５図は、半球状突起１８ａがブツシュ１３ａの円筒面
から半径方向外側に出てスチールの腕木部材１１ａの円
筒面の内側と摩擦的に係合している発明の概念の実施例
を示している。ブツシュ１３ａはブツシュ１３と同じく
ポリウレタンから成形され断面環状でありスチールロッ
ド１６ａの円筒面の外側に結合され又はスプライン結合
されている。

他の全ての点において各部の機能および作動は上述の対
応部と同様である。明確にブツシュ１３ａの外側円筒面
はブツシュ１３の内側円筒面とその寸法において例えら
れ、半球状突起１８ａは寸法および機能において突起１
８に例えられ、突起１８とロッド１１の円筒面とに関し
て述べたと同じくスチール支持体１１ａの内側円筒面と
摩擦結合で正接係合している。同様に突起１８ａの頂端
と腕木１１ａの円筒面との間の正接接触は前記同様に作
用してカップリングの作動中の前記クリック又はスナッ
プ音およびきしる雑音を除去しもしくは少くとも大巾に
減少させる。

本発明においてはカップリングの種々のタイプに広範囲
の使用に適合しうるためポリウレタンブツシュの使用に
ついて述べてきたが種々のカップリングに使用するなめ
に適当な物理的特性を有する他の材料から作られた突起
のついた弾性ブッシュの概念もまたそのようなカップリ
ングの上述の雑音をなくし又は少なくとも最小にするた
めに採用することができる。同様に本発明は直径時３Ｃ
１１で突起１８の直径の略１５倍の直径を有する自動車
のスエーバー１１への応用について述べてきたが異なる
直径を有する他の用途においても有用である。好適な２
Ｉの直径の突起１８又は１８ａはブツシュ直径の適当な
範囲内での使用に適している。しかし、多少小さめ又は
大きめの直径のブツシュはそれぞれより軽い又はより重
い荷重を受け、突起の直径、ブツシュの衝合による突起
の圧縮の程度および突起間の間隔は突起がつき出ている
ブツシュの円筒面の直径に調和させて当然変えることが
できる。

上述のとおりブツシュ１３又は１３ａに使用される好適
なポリウレタンの物理的特性は温度範囲、水、油又は薬
品への曝露等の作動条件による。同様に所望のクッショ
ン効果や硬質部材間の、すなわちロッド１１と腕木１６
の間および腕木１１ａとロッド１６ａ間の相対運動の自
由度にもよる。

用途によってポリウレタンブツシュ１３．１３ａの硬度
は略２８および７０ショアＤ　（ＡＳＴＭＴｅｓｔ　Ｄ
２２４０による）の間で変わりうる。典型的な自動車ス
エーバーでは硬度は略３６ショアＤが望ましい。しかし
他の用途、例えばオフロード用車輌としては硬度はかな
り大きいが４５ショアＤ以上になることは稀である。引
っ張り及び破断強度、引っ張り及び圧縮ひずみのような
他の特性は−４に硬度の函数であるがブツシュの要求特
性に従って予め定められよう、温度条件への適合性およ
び水・油および薬品に対する抵抗性はポリウレタンの構
造によって決定される。特別の目的のためのそのような
特性のコントロールはポリウレタン製造業界で十分な対
応できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を具体化したカップリングを使用する横
に動くスエーバーを示す自動車の前部の一部の概要図、
第２図は第１図のスエーバーとカップリングを示す拡大
斜視図、第３図はカップリングを示すスエーバーを横断
面した拡大側面図、第４図は第３図の４−４線に沿って
矢印方向にとった縦断面図、第５図は本発明の変形を具
体化したカップリングの部分を示す分解図である。 １１・・・スエーバー　　１２・・・カップリング１３
・・・ブツシュ　　　１４・・・開口１７・・・孔　　
　　　　１８・・・突起〈外４名〉

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）円筒面を有する２つの部材から成り、一方の部材が
   弾性変形可能な材料から成り、前記円筒面から半径方向
   に間隔をおいて延びる多数の突起を有し、他方の部材が
   前記一方の部材の円筒面と向いあった円筒面を有する硬
   質材料から成っている弾性変形可能なカップリングにお
   いて、前記突起の夫々が一方の部材の円筒面に設けられ
   たベースと、前記一方の部材の円筒面から延びその円筒
   面から離れた丸い頂端とを有し、前記他方の部材の円筒
   面が前記突起の頂端と摩擦的に係合して成る前記両部材
   間の相対的動きで生ずる雑音を減少する手段を備えてい
   ることを特徴とする弾性変形可能なカップリング。 ２）各突起の前記丸い頂端が球状の外形を有する特許請
   求の範囲第１項記載のカップリング。 ３）前記各突起が実質的に半球状の突起から成る特許請
   求の範囲第１項記載のカップリング。 ４）前記各半球状突起が略２ｍｍの直径を有する特許請
   求の範囲第３項記載のカップリング。 ５）前記一方の部材の円筒面の直径が３ｃｍであり前記
   他方の部材の円筒面と前記突起の頂端との間の衝合（ｉ
   ｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　ｆｉｔ）が２／１００ｍｍと
   １ｍｍの間の範囲にある特許請求の範囲第４項記載のカ
   ップリング。 ６）前記弾性変形可能な材料が２８から４５ショアＤの
   範囲のショア硬度を有する特許請求の範囲第５項記載の
   カップリング。 ７）隣接突起間の前記間隔が突起半径の数倍からそれら
   の直径の数倍の範囲にある特許請求の範囲第３項記載の
   カップリング。 ８）前記突起の直径のブッシュ直径に対する割合が１対
   １５である特許請求の範囲第７項記載のカップリング。 ９）前記他方の部材の円筒面と前記突起の頂端との衝合
   が前記半球状突起の半径より大きくない特許請求の範囲
   第８項記載のカップリング。 １０）スチールロッドの円筒面と弾性変形可能なポリウ
   レタンブッシュの円筒面間の弾性変形可能なカップリン
   グにおいて、前記ロッドとブッシュ間の相対的振動運動
   の際生ずる雑音を最小にするための手段を備え、該手段
   が、前記ロッドの円筒面に向ってその円筒面から半径方
   向に突き出ておりロッドの円筒面と衝合状態でまさつ結
   合により係合している弾性変形可能なカップリング。 １１）前記突起が前記ブッシュの円筒面の直径に関し比
   較的小さな直径の半球状頂端を有する特許請求の範囲第
   １０項記載のカップリング。 １２）前記ロッドが自動車のスエーバーから成り、前記
   突起が２ｍｍの直径を有しそれらの中心間の間隔がそれ
   らの直径の２乃至数倍の範囲にある特許請求の範囲第１
   １項記載のカップリング。 １３）前記ブッシュ用ポリウレタンが約３６ショアＤの
   硬度を有する特許請求の範囲第１２項記載のブッシュ。 １４）前記突起が２ｍｍの直径を有し、それらの中心間
   の間隔が直径の２〜数倍離れており突起の直径の前記ブ
   ッシュの円筒面の直径に対する割合が１対１５である特
   許請求の範囲第１０項記載のカップリング。 １５）円筒面と、前記面に間隔をおいて位置し、前記面
   から半径方向に突き出ている多数の概して半球状の突起
   を有し、前記突起の直径とそれらの中心間の間隔が前記
   円筒面に対して比較的小さい弾性変形可能な材料から製
   造された柔軟性ブッシュ。 １６）前記突起の直径が前記円筒面の直径の１／１５で
   ある特許請求の範囲第１５項記載のブッシュ。 １７）隣接突起の中心間の間隔がその直径の２〜数倍で
   ある特許請求の範囲第１５項記載のブッシュ。 １８）前記突起の直径が前記円筒面の直径の１／１５で
   ある特許請求の範囲第１７項記載のカップリング。 １９）前記弾性変形可能な材料がポリウレタンである特
   許請求の範囲第１８項記載のカップリング。 ２０）前記ポリウレタンの硬度が２８と４５ショアＤで
   ある特許請求の範囲第１９項記載のブッシュ。