KR20020006672A

KR20020006672A - 자체 윤활 베어링을 가진 롤러

Info

Publication number: KR20020006672A
Application number: KR1020017011187A
Authority: KR
Inventors: 파바닉. 리져드; 제이.테일러 로버트; 앨버트.레낙; 엔.존슨 데이빗
Original assignee: 세인트 고베인 퍼포먼스 플라스틱스 코퍼레이션
Priority date: 1999-03-03
Filing date: 2000-03-03
Publication date: 2002-01-24
Also published as: DE60004642T2; BR0009259A; US6979129B2; US20040057780A1; CN1348532A; CA2363103A1; WO2000052348A1; MXPA01008907A; EP1159541B1; DE60004642D1; ATE247788T1; JP2002538392A; EP1159541A1

Abstract

자체 윤활 베어링을 갖는 롤러 또는 베어링(10)은 적층된 베어링 인서트(12)를 나일론 지지대 또는 부재(14)내에 성형함으로써 형성된다. 베어링(10)은 종래의 니들 또는 저널 베어링과 회전할수 있게 맞물린 일체의 금속 슬리이브을 갖는 나일론 부재를 일반적으로 포함하는 종래의 다층 피이스 조립체를 대체하도록 원피이스, 자체 윤활장치를 제공한다.

본 발명이 실시예는 적층된 베어링 인서트(12)를 금속재료로 제조된 부재(14')에 프래스 고정함으로서 제조된 롤러(10')를 포함한다. 본 발명의 롤로(10) 및 (10')는 선행기술에 비해 하중 베어링 층과 롤러사이의 동심성과 근접한 공차 및 부품및 조립공저의 제거라는 것을 포함한다는 면에서 여러 장점을 지니고있다.

Description

자체 윤활 베어링을 가진 롤러{ROLLER WITH SELF-LUBRICATED BEARING}

금속기판과 플라스틱 베이링층을 포함하는 무정비슬라이딩 베어링이 공지되어 있다. 이러한 베어링은 무정비방식으로 복수의 부재를 서로 회전, 피복 또는 미끄러질스있게 패스닝하는 수단을 제공한다.

이러한 베어링의 응용은 피구동축을 지지하는 저널과 같은 연속 회전운동을 활용하는 응용들을 포함하다. 또한, 이들 베어링은 자동 도어 힌지, 도어 점검, 브레이크 및 가속패달과 같은 되풀이되는 피벗 운동을 이용하는 응용에 적합하다. 부가적인 응용은 자동차, 모터사이클, 및 자전거와 자동 스트럿트와 같은 충격흡수제와 같은 반복된 왕복운동을 활용하는 응용을 포함한다. 이들 베어링은 트렁크 데크 리드 및 후드 힌지용 자동차 산업에 통상적으로 이용되는 다중 바 링게이지와 같은 라이터 듀티(lighter duty)응용에 이용될수 있다. 이러한 무정비베어링은 에르들어, 부쉬, 또는 저널 베어링, 트러스트 베어링 또는 와셔, 위치조정 패드, 벨브포트판, 및 여러 메카니즘용 마모부재와 같은 여러 구성을 포함할 수 있다.

이러한 베어링의 예는 Wayne New Jersy의 Norton Performance PlasticCorporation으로 부터 얻을수 있는 상표"Norglider"표시로 판매된다. Norglide는 예를들어, "Polyfluorocarbon Coated Metal Bearing"이라는 제목의 미국 특허 제 5, 573, 846호에 설명되어 있듯이, 고온 열가소성막(예를들어, PFA 및 ETFE)가열 및 압력을 이용하여 금속 백킹에 접착된 PTFE(폴리테트라프루어루에틸렌)와 같은 베어링재료의 얇은 판을 포함한다.

Norton으로부터 얻을 수 있는 여러 상표 Norglide 재료는 상표 "Norglidede M"베어링으로 알려져 있다. Norglide M베어링은 상술했듯이 Norglide 재료와 실질적으로 유사하지만, 이들 베어링은 이에 배치된 개방된 메쉬금속섬유 보강을 갖는 베어링층을 활용한다.

이 일반적인 형태의 베어링의 부가적인 예는 "Self-Lubricate Thrust Rivet"라는 제목의 통상적으로 양도된 미국특허 제 5, 860, 780호와 "Self-Lubricated Bearing"이라는 제목의 미국특허 제 5,971,617호에 개시되어 있다.

또 다른 자체 윤활베어링은 다음의 참고로부터 얻어질수 있다( 참고: The Glacier Metal Company Limited, Argule House, Joel Street, Northwood Hills, Middlesex HA6 1LN, England). DU 베어링은 다공 청동 층이 금속백킹에 접착된 흡합재로 구성된다. 다공 청동충은 중합체의 상부층과 라이닝이 배치된 PTFT와같은 중합체로 채워진다.

상술했듯이, 베어링은 미끄럼 베어링층을 평판(평평한)기판에 붙인 다음 이 적층을 바람직한 구조, 즉, 원통형 부시, 리벳으로 형섬함으로써 제조된다. 기판의 두께는 특별한 응용의 구조적인 요건에 따라 변활수 있다. 그러나, 기판두께가 증가하게 되면 결과의 적층을 형성하는데 어려움이 증가하고 적충이 형성되는 최소직경이 증가하게 된다. 이러한 이유때에, 상기에서 설명한 대부분의 차체 윤활베어링은 두께의 크기가 약.22mm인 상당히 얇은 기판을 활용한다.

더 두꺼운 두께의기판의 증가한 구조적인 특성이 바람직한 대용량에 있어서는 , 종래의 베어링 제조 기술은 불연속부재로 기판 및 또는 자체 윤활 층을 형성한 다음, 이 두개의 불연속부분을 서로 조립하는 각각의 단계를 포함했었다. 예를들어, "Bearing Material and Plastic Bearing"이라는 제목의 미국특허 제 5,236,784호는 종래의 방식으로 관형 금속 실린더를 예비성형하는 단계와, 완성된 베어링 부재를 형성하기 위해 플라스틱 베어링 재료를 실린더의 내면에 성형하는 단계를 개재한다. 반대로, "Rod Guide and Method For Its Manufacture"라는 제목의 미국특허 제 5,806,985호는 PTFE로 관형부쉬를 제조하고 부쉬의 외부 직경보다 큰 직경을 갖는 내부 원통형 면을 갖는 불연속 금속 캐리어를 제조하는 것을 포함한다. 다음, 이 부쉬는 캐리어와 동심적으로 조립되고 아연과 같은 다이케이팅재료와 적소에 고정된다.

조립 접근 방법전에 하나이상의 부재를 형성하는 접근방법이 어느 응용에 만족스럽게 이루어 질지라도, 이들 접근방법에는 단점이 존재한다. 예를들어, 평면적층에 가해질수 있는 만큼의 열 과 압력을 적용하기가 어렵기 때문에, 많은 상기에서 언급한 적층 베어링에서 보다 적절한 본드를 플라스틱층과 기판사이에 형성하기가 더 어렵다. 불연속적으로 형성된 베어링은 수명이 단축되고/또는 시이트 적층 베어링 보다 제조하는데 비용이 더 많이 든다.

따라서, 선행기술의 문제점을 설명한 개량된 장비 자유 롤로러 베어링의 필요성이 존재한다.

본 발명은 일체의 미끄럼 마모면/금속 기판 결합을을 가지는 롤러을 지닌 무정비커넥에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 자체 윤활 커넥터의 평면도.

도 2는 도1의 2-2를 택한, 본 발명의 자체 윤활 커넥터가 가상선으로 도시된 단면도.

도 3은 도 2의 커넥터의 부분의 확대단면도.

도 4는 커넥터의 임의 부분이 가상선으로 도시된, 일반적인 설치에 도시된 본발명의 자체 윤화 커넥터의 또 다른 실시예의 단면도.

본 발명의 일태양에따라서, 자체 윤활 롤러 베어링은 접착막 또는 소결된 연결층과 접락된 내부 하중 베어링 층과 외부기판을 갖는 관형 인서트를 포함한다. 이 인서트는 접착막 또는 연결층을 가지는 하중 베어링층을 기판의 평면에 부착하는 공정과; 열과 압력을 가하여 적층을 만드는 공정과; 적층을 튜브에 형성하는 공정을 구비한다. 다음, 부재가 외부 기판과 일체적으로 맞물린다.

본 발명의 또 다른 태양에 있어서는, 자체 윤활 롤러 베어링 을 제조하는 방법은,

(a) 실질적으로 평탄한 기판을 제공하는 단계와;

(b) 미끄럼 재료의 하중 베어링층을 기판 접착막에 패스닝하는 단계와;

(c) 접착막으로하여금 하중 베어링층을 기판에 접착하기 위해 열과압력을 하중 베어링층에 가하는 단계와;

(d)기판의 실질적으로 평탄한 면을 내면에 배치된 하중 베어링층을 갖는 튜브에 형성하는 단계와;

(e) 롤러베어링을 형성하기 위해 부재의 내부 관형면과 면대면 맞물림으로 기판을 배치하는 단계를 구비한다.

도면에 도시되어 있듯이, 본 발명은 적층된 베어링 인서트(12)를 나일론 부재 또는 롤러(14)에 성형함으로써 형성된 도시된 부싱 또는 베어링으로 제조된 커넥터(10)를 도시한다. 이 컨넥터(10)는 종래의 니들 또는 저널 베어링과 회전할수 있게 맞물린 일체 금속 슬리이브를 갖는 나일론 롤러를 일반적으로 포함하는 종래의 다중 피이스 베어링 어샘블를을 대치하기 위해 원 피이스 자체 윤활장치를 제공한다. 본 발명의 또 다른 실시예는 적층된 베어링 인서트(12)를 금속재료로 제조된 롤러(14')에 프레스 고정함으로써 제조된 커넥터(10')를 포함한다. 본 발명이 커넥터(10, 10')는, 베어링 재료와 롤러의 향상된 동심성, 근접한 공차 및 부분과 조립단계를 포함한 다는 면에서 종래의 기술에 비해 여러 장점을 지닌다.

본 명세서에 걸쳐서, 용어 "자체 윤활되는 " 또는 "자체 윤활하는"는 불연속 미끄럼을 베어링면에 붙이는 필요성을 명목상으로 제거하기 위해 충분한 미그럼을 나타내는 재료의 이용을 말한다. 본 명세서에서 설명한 부품과 연결에 이용되는 경우, "축방향"이란 도면에 도시되어 있듯이 회전중심(a)에 실질적으로 평행한 부품에 대한 방향을 말한다. 마찬가지로, 용어 "가로지르는"은 축방향에 실질적으로 직교하는 방향을 말한다. 용어 "원통형의"는 다른 부재와 롤링 맞물림에 적합한 텍스쳐(texture) 되거나 평활한 면을 포함하고, 기어의 주위면에서와 같은 이빨이 마련된 면을 포함하고 연결 또는 휠의 주위면에서와 같은 나삿니가 마련된 실질적으로 원통형 형상을 말한다.

상세히 도면을 참고하면, 본 발명의 커넥트(10)가 도1-도 3에 도시되어 있다. 도 1 및 도 2에 도시되어 있듯이, 이 커넥터는 동심의 원통형 내면(16)과 외면(18)의 직경이 각각di및do인 실질적으로 관형 구성을 갖는 롤러의 형태의 부재(14)를 포함하는 것이 바람직하다.

직경은 힁벽두께가t이다. 롤로가 어느 응용에 바람직하지만, 부재(14)는 본 발명의 정신에서 벗어나지 않으면, 직경이di인 보어가 배치된 비원형부재를 포함한다.

부재(14)의 양 축방향단은 이 개방되거나 대안적으로, 이 부재가 도 2에 도시되어 있듯이 단벽(20)에 의해 폐쇄될수 있어서, 부재(14)에 실질적으로 U자 형상의 축방향단면이 제공된다.

이러한 단벽(20)은 (도4에서 액슬(30)과 유사한)액슬 또는 샤프트에 대한 커넥터(10)의 축방향 운동을 제한하는데 어느 응용에 유용할 수 있다.

부재(14)는 특정응용에 적당한 기계적인 특성을 갖는 몰드 가능한 재료로 제조될 수 있다. 예들들어, 열경화성 및 열가소성 재료를 포함하는 적절한 중합체가 이용될수 있다. 더 특정한 예는 플루오로폴리머, 아세탈, 폴리카보네이트, 폴리미드, 폴리에스테리미드, 폴리에스테르케톤(PEEK), 폴리에스텐렌, 폴리비닐렌, 폴리솔폰니스(예를들어, 폴리에테르솔폰), 폴리아미드(나일론), 폴리비닐필렌 술파이드, 폴리 우레탄, 폴리에스터, 폴리비닐렌 산화물 및 이의 합성물 및 합금을 포함한다. 더구나, PPS, PPSO₂ , 방향 또는 지방족 폴리케톤/에테르의 군, 나일론 46 및/또는 나일론 66이 이용될수 있다.

베어링 인서트(12)가 부재(14)의 내면과 동심 맞물림으로 배치되어 있다. 부재의 개방단에는 (도 3에 도시되어 있듯이)플렌지(22)가 마련되어 부재에 대한 베어링 인서트(12)의 축방향 운동을 제한한다. 유사한 플렌지가 폐쇄단에 제공될수 있거나, 대안적으로 베어링 인서트(12)가 플렌지(22)및 /또는 단벽사이에 효율적으로 포착되어서 부재(14)에 대한 인서트의 축방향 운동을 방지한다.

또한, 도 1에 도시되어 있듯이, 부재(14)는 상세히 아래에서 설명되어 있듯이, 부재의 분사성형중 베어링 인서트(12)와 마물리는 핑거 또는 스페이서(도시되지 않음)을 위치하여 형성된 플렌지(22)내에 배치된 하나이상이 중공 또는 구멍(24)을 포함하다.

도 3을 다시 참고하면, 베어링 인서트(12)는 상표 Norglider 마크로 시판되는 것과같은 상술한 형태의 적층된 베어링 재료를 포함한다. 도시되어 있듯이, 인서트(12)는 기판(28)에 적층된 하중 베어링 미끄럼층(26)을 포함한다. 이 기판(28)은 강철, 알류미늄, 스테인레스 스틸, 종래의 드로링 품질 강철, 황동 또는 기타 합금과 같은 여러 금속 또는 플라스틱. 세라믹 또는 유리 또는 탄소섬유를 이용한 합성물로 제조되어 있다. 위에서 언급한 DU베어링에서 이용되는 것과 같은 다공의청동으로 피복된 강철 기판이 베어링 인서트(12)의 제조에 이용될 수 있다. 상술했듯이, DU 베어링은, 다공의 청동층이 금속 베이킹에 접착된 합성 재료로 구성되어 있으며, 다공의 청동층에는 중합체의 상부층 또는 라이닝이 배치된 PTFE와 같은 중합체로 채워져 있다. 그러나, 기판(28)에는 위에서 언급한 미국 특허 제 5,971,617호에 개시되어 있듯이 구조가 마련되어 있다.

하중 베어링 층(26)은 위에서 언급한 '846미국특허에 개재된 혼합물을 포함하는 중합체 또는 플라스틱재료와 같은 다수의 적절한 미끄럼 재료를 포함한다. 바람직한 플라스틱 재료는 마찰계수가 상당히 낮은 것을 특징으로 하는 높은 용융온도 유기 중합체 및/또는 계을 함유하는 내열성 중합체계를 일반적으로 포함한다. 재료는 기판이 제조되는 재료에 대한 붙임/또는 적층에 적합해야 한다. 이에 관한하여, 플루오로폴리머는 층(26)을 기판(28)에 접착하는 바람직한 접착막 또는 연결층이다. 예를들어, 적절한 접착막을 선택함으로써, 유기 중합체는 하중 베어링 층(26)으로 금속기판(28)에 적층된다. 적절한 접착 플루오로폴리머막이 위에서 언급한 미극특허 5,573,846호 및 5,860,780에 개시되어 있다. 더구나, 하중 베어링 층(26)과 기판(28)은 설명되어 있듯이 부재를 성형하는 분사와 일반적으로 관련된 온도에 저항할수 있어야 한다.

부하 베어링 층(26)에 있어서 유용가능한 중합재료의 부가적인 예는 플루오로폴리머(예를들어, 폴리테트라프루오로에틸렌(PTEF), 플루오르화된 에틸렌-프로필렌(FEP), MAF, PCTFE 및 플루어로알콕시 폴리머(PFA), 아세탈, 폴리카본네이트, 폴리미드, 폴리에스테르리미드, 폴리에스테르 케톤(PEEK), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리술폰(예를들어, 폴리에스테르술폰), 폴리아미드(나이론), 폴리비닐렌 술라이드, 폴리우레탄, 폴리에스텔, 폴리비닐렌 산화물 및 이의 합성물 및 합금을 포함한다. 또한, PPS, PPSO₂ 및 방향 및 지방족 폴리케톤/에테르, PEI 및/또는 나일론46이 연속메트릭스로 이용될 수 있다. 고체형태(반응하지 않은 막) 및 용액속의 폴리미드와 같은 반응 중합체가 이용될 수 있다. 예를들어, 필러로 PTFE를 함유하는 Lending CO,로부터 얻을수 있는 폴리미드 P84가 기판(28), 발화된 용제 및 완전히 이미드화한 중합체에 직접 피복된다. 이 반응 중합체는 연속적인 매트릭스를 구성한다. (저온 접착로 접착될수 있는)초고분자 중량 폴리에티렌(UHMW PE)과 같은 기타 중합체는 층(26)과 기판(28)의 적층이 평판시이트로 제조되는 것이 바람직하고, 프레스의 가열된 플래튼사이의 삽입에 의해 열과 압력을 받는데, 매우 강한 본드가 층(26)과 기판(28)사이에 형성된다. 이러한 방식으로 형성된 적층은 본 발명에 이용하기에 적당한 베어링 인서트로 역할을 하며, 부쉬, 또는 저널 베어링, 드러스트 와셔 및 스키드판과 같은 다수의 응용 고유 베어링 형태로 형성되거나 성형된다. 예를들어, 스키드판은 원형, 사각형 기타 정다각형으로 절단된 평탄부를 사용함으로써 형성된다. 도 1-4에 도시된 실시예에 이용할수 있는 부쉬 또는 저널 베어링은 베어링 적층를 스트립으로 절단함으로써 형성된다. 다음, 각각의 스트림이 중공실린더에 형성되는데, 이 중공실린더의 안쪽 원통형면에는 하중 베어링층(26)이 배치되어 도 1-도4에 도시되어 있듯이 베어링 인서트(12)를 형성한다. 대안적으로, 층(26)은 기타응용을 위해 중공 실린더의 바깥쪽의 면에 배치되어있다. 부가적인 형성단계는 특정응용을 위해 필요한 경우 제공된다. 예를들어, 원통형 베어링 인서트(12)는 다음의 기술(다음; "Norglide, Norton Performance Plastics" catalogue No. PPL-E-067-1, dated November, 1993(이하, "Norglide catalogue"라고함), 이를 본 명세서에 포함)에 설명된 것과 같은 당업자에게 익순한 기술을 이용하여 플렌지된다(도시되지 않음).

적절히 형성되는 경우, 베어링 인서트(12)는 (도시되지 않은)분사 성형 기기와 같은 종래의 성형 장치의 성형 중공내에 위치되어 있다. 이 성형 중공은 바람직한 구성의 부재(14)를 생성하도록 공지된 방식으로 크기가 되어 있고 성형되어 있다. 도시되었듯이, 바람직한 실시예에서, 성형중공은 다른 바퀴장치 또는 기타의 형태로 부재(14)를 만들도록 크기가되어 있고 형성되어 있는데, 인서트가 하중 베어링 층(26)과 맞물린 동심적으로 배치된 위치조정 핀 또는 액슬(도시되어 있지 않음)을 사용함으로서 이들과 합께 동심방향에 유지되어 있다. 스페이서 또는 핑거(도시되어 있지 않음)는 몰드의 하류벽에 대해 축방향으로 공간을 둔 관계로 베어링 인서트(12)를 유지하여 플렌지(22)의 형성을 용이하게 한다. 도시된 실시예에서, 부재재료는 단벽(20)부근의 몰드 중공에 분사되어 개구단쪽을 향하여 축방향으로 흐른 다음 하류방향을 형성한다. 당업자라면, 분사된 재료에 의해 발생된 압력이 베어링 인서트(12)를 중공의 개방단쪽으로 축방향으로 밀치는 경향이 있다는 것을 알수 있을 것이다. 스페이서는 플렌지(22)를 형성하는데 필요한 바람직한 공간을 유지하는 운동을 방지한다. 베어링 인서트(12)는 부재(14)와 효과적으로 인서트 성형된다.

그러나, 주지해야 할것은, 본발명의 정신 및 범위에서 벗어 나지 않으면, 베어링 인서트(12)의 바람직하지 않은 운동을 방지하는데 이용되는 적절한 수단에 의해 부재재료가 어느 방향으로부터 분사된다는 것이다. 예를들어, 부재 재료는 폐쇄단에 제공된 부재 및 스페이서의 개방단으로부터 분사된다.

바람직하기로는, 본 발명은 위에서 언급한 베어링 적층에 의해 제공된 바람직한 본드 특성을 가지면서, 부재(14)의 벽두께(t)에 의해 제공된 강력한 구조 특성을 갖는 자체 윤활 커넥터(10)를 제공한다. 이에 관해, 두께(t)는 기판(28)의 두께보다 (크기가)상당히 크다. 더구나, 위에서 언급했듯이, 바람직한 본드 강도는 부분적으로는 고압프레스를 이용하는 평탄구성에 있어서, 층(26)이 기판(28_에 붙여질수있는 압력에 의해 성취된다. 또한, 본 발명은 베어링 인서트(12)와 부재(14)사이에 향상된 일치(즉, 동심성)을 제공한다. 이 동심성은, 베어링 인서트(12)가 성형 작업에 몰드 중공과 동축방향으로 맞물릴수 잇는 정밀도로 인해 성취된다. 본 발명은 불연속 니들 베어링과 맞물린 부재를 활용하는 종래의 어샘블리를 대치하는데 활용하면 바람직하다. 예를들어, 일반적인 응용에서, 본 발명은 선행기술과 비교하여 부재비용이 개략적으로 25%감소하게되면서, 불연속한 니들 베어링을 부재에 조립하는 선행기술의 노동 공정을 제가한다.

부재(14)가 성형된 베어링 인서트(12)로 중합체로부터 분사성향되는 것이 바람직할 지라도, 또 다른 실시예(도시하지 않음)에서, 부재는 각각 제조될 수 있는데 이에 인서트(12)가 조립된다.

예를들어, 베어링 인서트(12)가 제조후 부재(14)에 조립되어 적당한 접착제또는 인서트(12)를 부재에 프래스 고정함으로써 유지된다. 이러한 조립체는 섬유보강 합성물 및/또는 금속 재료와 같은 위에서 언급한 분사 몰드가능한 재료외의 여러재료로부터 부재(14)의 제조를 용이하게 한다.

당업자라면, 플레지(22)를 제거하면, 이러한 삽입을 용이하게 하고/또는 부재를 스와징하거나, 불연속 플렌지를 부재에 아교접합하거나 그렇지 않으면 패스닝하는 것과 같은 여러기술에 의해 삽입후에 제공된다는 것을 알수 있을 것이다.

기타의 본발명의 실시예에서는, 비금속 부재(14)에는 위에서 설명한 방식으로 적소에 성향하는 것과 같은 편리한 기술에 의해 제조되는 도 1에서 가상선으로 도시된 일체형 슬리이브(15)가 마련된다.

베어링 인서트(12)는 다음, 슬리이브(15)와의 동심적인 면대 면 맞물림으로 설치된다. 예를들어, 슬리이브(15)는 금속재료 및 프래스 고정에 의해 설치된 베어링 인서트(12)로 제조된다. 더구나, 슬리이브(15)는 슬리이브(15)를 부재(14)내에 고정하는 역할을 하는 방상 바깥으로 연장한 핑거(17)을 포함하는 텍스쳐된 외면을 포함한다. 핑거(17)를 가지고 있건 없건간에 이 슬리이브(15)를 이용하여 본 발명의 커넥터(10)가 대용량 응용에 이용될 수 있다.

제조의 바람직한 방법이 설명했을 지라도, 이러한 단계는 개정, 제거되거나 여러 순차로 수행될 수 있다. 하중 베어링층의 붙임은 일단 또는 양단을 플렌지하기 전후에 수행될 수 있다. 이에 대해, 베어링층(26)과 기판(28)사이의 적합한 본드 강도가 미국5,573,846에 설명된 것과 같은 편리한 수단에 의해 조립체를 적층하기 위해 이 조립체에 열 및/또는 압력을 가하며, 접착막에 의해 성취될 수 있다.본드강도를 향상시키는 추가적인 접근 방법은 위세서 언급ㅂ한 특허 5,971,617에서 개재되어 있듯이 기판의 표면에 구조를 제공하거나 위에서 언급한 상표 "Norglide M"에서 이용하듯이, 섬유 기타 메쉬를 기판과 층(26)사이에 위치하는 기술을 포함한다. 상술한 효가가 적은 종래의 기술은 기판과 하중 베어링층사이에 본드가 결핍되어 있다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예는 일반적인 롤러형 설치로 도시된 커넥터(10')를 포함한다. 이 실시예에서, 위에서 도시되고 설명되 튜브로서 형성된 베어링 인서트(12)는 양 측방향에서 개방된 부재(14')에 일체적으로 설치되어 있다. 부재(14')는 섬유(즉, 탄소섬유 또는 아라미드)보강 수지 또는 기타 매트릭스와 같은 중합체 또는 합성재료, 나일론(66)과 같은 나일론/고무합성물 밀 금속재료를 포함하는 위에서 설명한 재료로 제조될 수 있다. 일 실시예에서, 부재(14')는 슬라이드 자동차문등에 이용하기 위해 금속재료로 제조되어 있다. 이 실시예에서, 부재(14')는 슬리이브(15) 및/또는 핑거(17)(가상선으로 도시됨)을 갖거나 없이 위에서 설명한 중합체 재료로 제조되어 있다. 커넥터(10')는, 부재(14')가 금속재료로 제조되고 및/또는 금속슬리이브(15)을 이용하는 경우, 베어링 인서트(12)를 부재(14')에 프레스 고정함으로써 바람직하게 제조된다.

조립시, 커넥터(10')는 도시되었듯이, 인서트(12)의 하중 베어링층(26)(도3)과 면대면 맞물림으로 원통형 리벳(32)을 포함하는 액슬(30)에 설치될수 있다. 도시된 실시예에서, 롤러 베어링(10')이 쇼울더(36)와 플렌지(36)사이에 잡혀져서 동작중, 액슬(30)으로부터의 베어링(10')의 분리를 방지한다.

감소한 부재 비용과 간단한 조립체을 포함하는 커넥터(10)에 대해 설명된 장점과 더불어, 롤러 베어링으로 제조된 커넥터(10')의 실시예는 종래의 시일된 롤로베어링에 비해 향상된 내부식성 및 내마모성을 제공하여 베어링수명을 향상시킨다. 예를들어, 약 30-50퍼센트의 비용절감이 Torrington상업상 시일된 롤러 베어링과 같는 유사한 크기의 종래의 시일된 롤러 베어링에 대해 기대된다. 사용후 베어링의 클리어리언스 또는 동작을 측정함으로서 통상 결정되듯이, 성능 또한 약 10-20퍼센트 향상이 기대된다. 이러한 통상적인 이용에 있어서의 이러한 시험은 액슬(30)(도4)이 부재(14)의 축(a)에 대하여 이동하거나 흔들리는 각도를 측정한다.

본 발명이 다른 부품과의 로링 맞물림에 적합한 원통형 주위면을 갖는 부재(14, 14')에 대해 도시하고 설명했지만, 부재(14 및/또는14')에는, 본 발명의 정신 및 범위에서 벗어나지 않으며, 나머지 부품에 대한 운동이 적합하든지 하지 않던지간에 어느 구성의 주위면이 실질적으로 마련될 수 있다. 이러한 구성의 예는 부재(14 또는 14')가 선속도 운동을 전달하는 것과 같은 다른 부재에 단단히 패스너되는 응용을 포함한다.

예I

커넥터가 (0.25mm 두께의 금속매쉬를 포함하는 0.5mm의 금속기판(28)을 갖는)1.0mm두께의 "Norglide M 1.0"적층된 베어링 재료의 스트립으로 형성된 관형 인서트(12)를 이용하여 도 1-3에 대하여 도시되고 설명된 베어링으로 형성된다. 관형형상으로 형성하기 전에, 스트립은 길이가 약 47mm이고 폭이 약 16mm이다. 관형 인서트(12)는 상표 Derlrin 100 중합체로 제조된 부재(18)에 인서트 성형되어 있으며, 대략 13.7-13.8mm의 내부직경(di)과개략 25.4-25.6mm의 외부직경(do)r이 마련되어 있다. 이 예시적인 베어링(10)은 트렉터 죄석 응용에서 성공적으로 작동함과 더불어, 종래의 니들 베어링에 조립된 일체 관형 금속 슬리이브를 갖는 유사한 Delrin부재를 포함하는 투피이의 선행기술장치에 비해 재료비용이 대략 25퍼센트 감소된다. 원피이스 베어링(10)은 투피스의 선행기술장치와 관련된 조립공정이 제거된다.

예II

또 다른 예에서, 커넥트(10)가 예I에서 설명한것처럼, 두께가 0.2-2.0mm이고, PTFE베어링층(26)의 두께가 0.25-1mm인 상표 "Norglide M"과 상표 "Norglide T"의 스트립으로부터 각각 형성된 관형 인서트(12)를 이용하여 형성된다. 관형 인서트(12)는 나이론(폴리아미드)으로 제조된 부재(14)로 인서트 성형되며, 대략 6-30mm의 내부직경(di)과 대략 10-70mm의 외부 직경(do)가 마련되어 있다. 예시적인 베어링은 성공적인 작동이 기대됨과 더블어, 예 I에서 설명한 형태의 유사한 크기의 투피이스의 선행 기술 장치에 비하여 대략 20-30퍼센트가 재료비용이 절감되며 이러한 투피스 구성과 관련된 조립공정을 제거한다.

예III

또 다른 예에 있어서, 베어링은 서로 끼워맞춤 고정(즉, 프레스 고정)을 제공하기 위해 접착제에 이해 또는 인서트와 부재의 크기를 조절함으로써 고정되고 합성 또는 금속재료로 제조된 부재(180에 끼워진 관형 인서트(12)를 이용하여 예II에서 설명한 것처럼 실질적으로 형성된다. 이 예시적인 배어링은 성공적으로 작동이 기대됨과 더블어 예I에서 설명한 형태의 유사한 크기의 투피스의 선행기술의 장치에 배애 재료비용이 대략 20-30퍼센트 감소한다.

예IV

본 발명의 또 다른 예에 있어서, 커넥터(10')는 (강철기판(28)의 두께가 0.5mm이고, PTFE베어링층(26)의 두께가 0.5mm인) 상표 "Norglide M1.0", 상표 Norglide Pro1.0 및 1.0mm두께의 Exanol를 갖는 상표 Norglide SM1.0의 스트립으로 형성된 관형 인서트(12)를 각각 이용하여 도 4에 도시되고 설명된 것처럼 실질적으로 형성된다. 스트립은 강철로 제조되어 내부직경(di)이 8.8-9.1mm인 부재(14')에 끼워맞춤을 제공하하도록 크기가되어 형성되어 있다. 부재(14')의 외부직경(do)은 대략 15-30mm의 범위내에 있다. 이들 예시적인 베어링(10')은 성공적으로 작동함과 더불어, 유사한 크기의 종래의 Torrington 시일부재 베어링에 비해 대략 30-50퍼센트의 재료비임이 감소한다. 또한, 베어링(10')은 이용 후, 베어링축방향 편이를 측정하여 결정되듯이, 이러한 시일된 부재 베어링에 대한 마모수명이 10-20퍼센트 개선되고 내부시성이 향상된다.

예V

또 다른 예에서, 베어링(10')은 두께가 0.2-2.0mm이고 1mm의 PTFE 베어링층(26)을 갖는 강철 또는 알류미늄으로 제조된 금속기판(28)을 갖는 상표 "Norglide M", 또는 상표 Norglide T"의 스트립으로부터 형성된 관형 인서트(12)를 이용하여 예IV에 설명한 것처럼 실질적으로 형성된다. 관형 인서트(12)는 중합체로부터 제조된 부재(14')에 인서트 성형되며, 대략 10-30mm의 내부 직경(di)과 대략 15-50mm의 외부직경(do)이 제공된다. 예시적인 베어링은 성공적인 작동이 기대됨과 더불어, 예IV에서 설명되었듯이, 시일된 부재 베어링에 비해 대약 30-50퍼센트의 재료비용이 절감되며, 내부성이 향상되며 10-20퍼센트의 마모수명이 향상된다.

예VI

또 다른 예에서, 베어링(10')은, 부재(14')가 중합체로 제조되며(이 안에는 슬리이브(15)가 일체로 배치됨)로 제조된 것을 제외하고 예V에서 설명한 것처럼 실질적으로 형성된다. 관형 인서트(12)가 슬리이브에 프레스 고정된다.

본 발명은 시이트 적층 베어링의 수명을 증가시키면서 제조비를 절감하는데 이용된다.

Claims

자체 윤활 롤러 베어링은,

기판과 이에 접착된 하중 베어링 층을 지닌 원통형 인서트를 구비하며;

상기 인서트는 열가 압력을 가하여 기판의 평탄면에 하중베어링 층을 부착하는 공정에 의해 형성하여 적층을 만들어 이 적층을 내부 하중 베어링층과 관형 실린더에 형성하며;

또한, 기판과 일체적으로 맞물린 부재를 구비하며;

상기 부재는 부품과 롤링 맞물림에 적합한 주위 원통형 맞물림면을 가지며, 롤러 베어링은 적어도 두개의 불연속 부품광의 동시 이동가능한 맞물림에 적합한 것을 특징으로 하는 자체 윤활 롤러 베어링.
제 1항에 있어서,

하중 베어링층은 접착막 또는 플루오로폴리머가 채워진 다공의 청동에 의해 기판에 접착되는 것을 특징으로 하는 자체 윤활 롤러 베어링.
제 1항에 있어서,

부재는 분사 몰딩에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 자체 윤활 롤러 베어링.
제 1항에 있어서,

부재는 금속재료로 제조되는 것을 특징으로하는 자체 윤활 롤러 베어링.
제 1항에 있어서,

부재는 중합체로 제조되는 것을 특징으로 하는 자체 윤활 롤러 베어링.
제 5항에 있어서,

플루오로폴리머,아세탈,폴리카보네이트,폴리에테리미드, 폴리에테르케톤(PEEK), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리술폰(예를들어, 폴리 에스테르술폰), 폴리아미드(나일론), 폴리비닐렌 설파이드, 폴리우레탄, 폴리에스터, 폴리비닐렌 산화물 및 이의 혼합물 및 합금으로 구성된 군으로부터 선택된 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 자체 윤활 롤러 베어링.
제 1항에 있어서,

부재는 실질적으로 원통형면을 갖으며, 관형 실린더가 부재내에 끼워져 있으며, 기판은 부재의 원통형 내면과 면대 면 맞물림으로 배치된 것을 특징으로 하는 자체 윤활 롤러 베어링.
제 7항에 있어서,

부재는 외면을 더 포함하며, 상기 외면은 실질적으로 원통형이며 상기 원통형 면과동심적으로 배치된 것을 특징으로 하는 자체 윤활 롤러 베어링.
제 8항에 있어서,

부재는 바퀴형 장치인 것을 특징으로 하는 자체 윤활 롤러 베어링.
제 1항에 있어서,

기판은 금속재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 자체 윤활 롤러 베어링.
제 10항에 있어서,

기판은 강철로 만들어진 것을 특징으로 하는 자체 윤활 롤러 베어링.
제 10항에 있어서,

기판은 알류미늄으로 제조된 것을 특징으로하는 자체 윤활 롤러 베어링.
제 1항에 있어서,

하중 베어링 층은 미끄럼 플라스틱 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 자체 윤활 롤러 베어링.
제 13항에 있어서,

하중 베어링층은 플로오로폴리머, 폴리미드 및 방향족 케톤 및 이의 합성물로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 자체윤활 롤러 베어링.
제 14항에 있어서,

하중 베어링층은 탄소, 석영, 알류미늄 산화물, 실리콘 탄화물, 브론 질산, 실리콘 질산, 유리, 청동, 플로오로폴리머, 실리콘, 몰리브덴 디술파이드 및 이의 합성물로 구성된 군으로부터 선택된 하나이상의 필러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자체 윤활 롤러 베어링.
제 1항에 있어서,

하중 베어링 층은 과 접착제는 중합체 혼합물을 포함하는 단일층으로 제조되는 것을 특징으로 하는 자체 윤활 롤러 베어링.
제 16항에 있어서,

단일층은 PFA 및 PTFE를 포함하는 것을 특징으로 하는 자체 윤활 롤러 베어링.
제 17항에 있어서,

단일층은, PFA가 우세한 경우, 용융 사출에의해 발생되고, PTFE가 우세한 경우, 시이트 시키빙에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는 자체 윤활 롤러 베어링.
제 1항에 있어서,

기판은 프레스 고정 및 스넵고정을 구성하는 군으로부터 선택된 기술에 의해 부재와 맞물리는 것을 특징으로 하는 자체 윤활 롤러 베어링.
(a) 평탄한 기판을 제공하는 단계와;

(b) 미끄럼 재료의 하중 베어링 층을 기판에 패스닝하는 단계와;

(c) 접착막 또는 다공의 연결층으로 하금 하중 베어링 층을 기판에 부착하도록 열고과 압력을 하중 베어링층에 가하는 단계와;

(d) 내면에 배치된 하중 베어링을 가지는 튜브에 기판의 평탄면에 형성하는 단계와;

(e) 롤러베어링을 형성하기 위해 부재의 내부 관형면과 면대 면 맞물림으로 기판을 배치하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 자체 윤활 롤러 베어링을 제조하는 방법.