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特表2022-552710割り軸受、アセンブリ、ならびにそれらの製造方法および使用方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-12-19
(54)【発明の名称】割り軸受、アセンブリ、ならびにそれらの製造方法および使用方法
(51)【国際特許分類】
   F16C 33/04 20060101AFI20221212BHJP
   F16C 17/02 20060101ALI20221212BHJP
【FI】
F16C33/04
F16C17/02 Z
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022522972
(86)(22)【出願日】2020-11-06
(85)【翻訳文提出日】2022-04-15
(86)【国際出願番号】 US2020059400
(87)【国際公開番号】W WO2021092372
(87)【国際公開日】2021-05-14
(31)【優先権主張番号】62/932,698
(32)【優先日】2019-11-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】500149223
【氏名又は名称】サン-ゴバン パフォーマンス プラスティックス コーポレイション
(74)【代理人】
【識別番号】110003281
【氏名又は名称】弁理士法人大塚国際特許事務所
(74)【代理人】
【識別番号】110000855
【氏名又は名称】弁理士法人浅村特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ディマルティーノ、ヴィンセント
(72)【発明者】
【氏名】ハンター、アラン エフ.
(72)【発明者】
【氏名】ランガナタン、デヴィカ
(72)【発明者】
【氏名】マーフィー、ブランドン エス.
【テーマコード(参考)】
3J011
【Fターム(参考)】
3J011BA02
3J011BA06
3J011DA01
3J011DA02
3J011KA02
3J011MA12
3J011SB01
3J011SB20
3J011SC01
3J011SC20
3J011SE02
3J011SE06
3J011SE07
3J011SE10
(57)【要約】
最上点領域を含む第1の円周方向端部と、最下点領域を含む第2の円周方向端部と、を含む軸受側壁を含む軸受であって、第1の円周方向端部および第2の円周方向端部は、互いに接触して界面を形成するように適合され、最上点領域または最下点領域の少なくとも一方は、第1の円周方向端部の最上点領域と第2の円周方向端部の最下点領域との間の接触を防止するための空隙を含み、軸受側壁は基板および低摩擦材料を含み、第1の円周方向端部または第2の円周方向端部の少なくとも一方は、低摩擦材料を含まない端面を含む。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
軸受であって、
最上点領域を含む第1の円周方向端部と、最下点領域を含む第2の円周方向端部と、を備える軸受側壁を含み、前記第1の円周方向端部および前記第2の円周方向端部は、互いに接触して界面を形成するように適合され、前記最上点領域または前記最下点領域の少なくとも一方は、前記第1の円周方向端部の前記最上点領域と前記第2の円周方向端部の前記最下点領域との間の接触を防止するための空隙を含み、前記軸受側壁は基板および低摩擦材料を含み、前記第1の円周方向端部または前記第2の円周方向端部の少なくとも一方は、低摩擦材料を含まない端面を含む、軸受。
【請求項2】
アセンブリであって、
内側構成要素と、
外側構成要素と、
前記内側構成要素と前記外側構成要素との間に配置された軸受と、
を含み、
前記軸受は、最上点領域を含む第1の円周方向端部と、最下点領域を含む第2の円周方向端部と、を備える軸受側壁を含み、前記第1の円周方向端部および前記第2の円周方向端部は、互いに接触して界面を形成するように適合され、前記最上点領域または前記最下点領域の少なくとも一方は、前記第1の円周方向端部の前記最上点領域と前記第2の円周方向端部の前記最下点領域との間の接触を防止するための空隙を含み、前記軸受側壁は基板および低摩擦材料を含み、前記第1の円周方向端部または前記第2の円周方向端部の少なくとも一方は、低摩擦材料を含まない端面を含む、アセンブリ。
【請求項3】
方法であって、
基板および低摩擦材料を含む材料のストリップを成形するステップであって、前記ストリップが第1の端部および第2の端部を有し、前記成形するステップが、前記第1の端部を成形して最上点領域を形成し、前記第2の端部を成形して最下点領域を形成し、前記最上点領域または前記最下点領域の少なくとも一方が空隙を含む、ステップと、
環状軸受を形成するために前記ストリップをロール成形するステップであって、前記第1の端部および前記第2の端部がそれぞれ相補的な第1および第2の円周方向端部を形成する、ステップと、
を含む方法。
【請求項4】
前記軸受側壁が、第1の軸方向端部および第2の軸方向端部を含み、前記第1の軸方向端部または前記第2の軸方向端部の少なくとも一方が低摩擦材料を含まない、請求項1から3のいずれか一項に記載の軸受、アセンブリ、または方法。
【請求項5】
前記軸受側壁が外面および内面を含み、前記低摩擦材料が、前記外面または前記内面の少なくとも一方の全体を本質的に覆う、請求項1から3のいずれか一項に記載の軸受、アセンブリ、または方法。
【請求項6】
低摩擦材料が、前記第1および第2の円周方向端部の少なくとも一方の前記端面まで延在する、請求項5に記載の軸受、アセンブリ、または方法。
【請求項7】
前記第1の円周方向端部または前記第2の円周方向端部の少なくとも一方の前記端面が、変形ゾーン、切断ゾーン、および破砕ゾーンを含むことを含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の軸受、アセンブリ、または方法。
【請求項8】
前記第1の円周方向端部が半径方向厚さを有し、前記第2の円周方向端部が半径方向厚さを有し、前記第1の円周方向端部および前記第2の円周方向端部がそれぞれの半径方向厚さの全体に沿って互いに接触する、請求項1から3のいずれか一項に記載の軸受、アセンブリ、または方法。
【請求項9】
前記空隙が、前記第1の円周方向端部と前記第2の円周方向端部との間にギャップを生成する、請求項1~3のいずれか一項に記載の軸受、アセンブリ、または方法。
【請求項10】
前記界面が界面長さLを有し、前記ギャップがギャップ長さLを有し、L<0.25Lである、請求項9に記載の軸受、アセンブリ、または方法。
【請求項11】
前記第1の円周方向端部の前記最上点領域が曲率半径Rを有し、前記第2の円周方向端部の前記最下点領域が曲率半径Rを有し、R>Rである、請求項1から3のいずれか一項に記載の軸受、アセンブリ、または方法。
【請求項12】
前記第1の円周方向端部が第1の軸方向脚部および第2の軸方向脚部を含み、前記第1の円周方向端部および前記第2の円周方向端部が接触してV字形の界面を形成するように、前記第2の円周方向端部が第1の軸方向脚部および第2の軸方向脚部を含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の軸受、アセンブリ、または方法。
【請求項13】
前記第1の円周方向端部が第1の軸方向端部および第2の軸方向端部を含み、前記第1の円周方向端部および前記第2の円周方向端部が接触してC字形の界面を形成するように、前記第2の円周方向端部が第1の軸方向端部および第2の軸方向端部を含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の軸受、アセンブリ、または方法。
【請求項14】
前記最上点領域が角度≦180°として定義される一般角αを形成し、αが少なくとも30°であり、180°以下である、請求項1から3のいずれか一項に記載の軸受、アセンブリ、または方法。
【請求項15】
前記軸受側壁は、略円筒形の本体および半径方向フランジを含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の軸受、アセンブリ、または方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、一般に、軸受、特に円周方向側壁に分割された軸受、ならびにその製造方法および組み立て方法に関する。
【背景技術】
【0002】
軸受は、一般に、アセンブリ内で互いに対して移動可能な嵌合部品間の摩擦を低減することが知られている。軸受は、例えば、ドア、フード、およびエンジンコンパートメントのヒンジ、シート、ステアリングカラム、フライホイール、バランサシャフト軸受などのための車両産業における用途を有するアセンブリに使用されてもよく、または非自動車用途に使用されてもよい。従来、軸受は、これらの嵌合部品間に滑り界面を提供するために低摩擦材料を含むことが多い。いくつかの軸受は、組み立てまたは使用を容易にするために円周方向に直線軸方向分割部を有することができる。当技術分野の進歩にもかかわらず、より長い寿命、改善された有効性、およびアセンブリ内の全体的な改善された性能を有する改善された割り軸受が継続的に必要とされている。
【0003】
本開示は、添付の図面を参照することによって、よりよく理解することができ、その多くの特徴および利点が当業者に明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【0004】
図1】段階的な製造プロセスの図である。
図2A】いくつかの実施形態による軸受の層構造の図である。
図2B】いくつかの実施形態による軸受の層構造の図である。
図2C】いくつかの実施形態による軸受の層構造の図である。
図3A】いくつかの実施形態による軸受の図である。
図3B】いくつかの実施形態による軸受の図である。
図3C】いくつかの実施形態による軸受の図である。
図3D】いくつかの実施形態による軸受の図である。
図3E】いくつかの実施形態による軸受の図である。
図3F】いくつかの実施形態による軸受の図である。
図3G】いくつかの実施形態による軸受の図である。
図3H】いくつかの実施形態による軸受の図である。
図3I】いくつかの実施形態による軸受の図である。
図3J】いくつかの実施形態による軸受の図である。
図3K】いくつかの実施形態による軸受の図である。
図3L】いくつかの実施形態による軸受の図である。
図3M】いくつかの実施形態による軸受の図である。
図3N】いくつかの実施形態による軸受の図である。
図3O】いくつかの実施形態による軸受の図である。
図4】いくつかの実施形態によるアセンブリ内の軸受の図である。
図5】いくつかの実施形態によるアセンブリ内の軸受の図である。
図6】いくつかの実施形態によるアセンブリ内の軸受の図である。
図7】いくつかの実施形態によるアセンブリ内の軸受の図である。
図8】いくつかの実施形態によるアセンブリ内の軸受の図である。
【発明を実施するための形態】
【0005】
当業者は、図中の要素が単純化および明瞭化のために示されており、必ずしも縮尺通りに描かれていないことを理解している。例えば、図中の要素のいくつかの寸法は、本発明の実施形態の理解を向上させるのを助けるために、他の要素に対して誇張されている場合がある。異なる図面における同じ符号の使用は、類似または同一の項目を示す。
【0006】
図面と組み合わせた以下の説明は、本明細書で開示される教示の理解を助けるために提供される。以下の説明では、教示の特定の実施態様と実施形態に焦点を当てる。この焦点は、教示の説明を助けるために提供されており、教示の範囲または適用性に対する限定として解釈されるべきではない。しかしながら、本出願に開示する教示に基づいて他の実施形態を使用することができる。
【0007】
「備える」、「含む」、「有する」という用語、またはその任意の他の変形は、非排他的包含を網羅することを意図している。例えば、特徴のリストを含む方法、物品、または装置は、必ずしもそれらの特徴に限定されず、明示的にリストされていないか、そのような方法、物品、または装置に固有のその他の特徴を含んでもよい。さらに、そうではないと明示的に述べられていない限り、「または」は、排他的論理和ではなく、包括的論理和を指す。例えば、条件AまたはBは次のいずれかによって満たされる。Aが真(または存在)かつBが偽(または非存在)、Aが偽(または非存在)かつBが真(または存在)、AとBの両方が真(または存在)。
【0008】
また、「a」または「an」の使用は、本明細書で説明される要素および構成要素を説明するために採用される。これは単に便宜上、および本発明の範囲の一般的な意味を与えるために行われる。この説明は、そうでないことを意味することが明らかでない限り、1つ、少なくとも1つ、または複数も含むような単数形、またはその逆を含むように読まれるべきである。例えば、単一の実施形態が本明細書に記載される場合、単一の実施形態の代わりに2つ以上の実施形態が使用されてもよい。同様に、本明細書に2つ以上の実施形態が記載されている場合、その2つ以上の実施形態の代わりに単一の実施形態を用いてもよい。
【0009】
特に定義されない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語および科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般に理解されるのと同じ意味を有する。材料、方法、および例は説明のみを目的としており、限定することを意図したものではない。本明細書に記載されていない限り、特定の材料および処理動作に関する多くの詳細は従来のものであり、軸受および軸受アセンブリの技術分野における教科書および他の情報源に見出すことができる。
【0010】
説明のために、図1は、軸受を形成するための製造プロセス10を示す図を含む。製造プロセス10は、ベース材料を提供する第1のステップ12と、ベース材料を低摩擦コーティングでコーティングして複合材料を形成する第2のステップ14と、複合材料を軸受に形成する第3のステップ16と、を含んでもよい。
【0011】
第1のステップ12を参照すると、ベース材料は基板であってもよい。一実施形態では、基板は、少なくとも部分的に金属支持体を含むことができる。特定の実施形態によれば、金属支持体は、鉄、銅、チタン、青銅、スズ、ニッケル、アルミニウム、それらの合金を含んでもよく、または別の種類の金属であってもよい。より具体的には、基板は、ステンレス鋼、炭素鋼、またはばね鋼などの鋼を少なくとも部分的に含むことができる。例えば、基板は、少なくとも部分的に301ステンレス鋼を含むことができる。301ステンレス鋼は、焼鈍されてもよく、1/4硬質、1/2硬質、3/4硬質、または完全硬質であってもよい。基板は、織メッシュまたはエキスパンド・メタル・グリッドを含むことができる。あるいは、織メッシュは、以下に列挙されるポリマーのいずれかを使用した織ポリマーメッシュとすることができる。代替的な実施形態では、基板はメッシュまたはグリッドを含まなくてもよい。
【0012】
図2Aは、製造プロセス10の第1のステップ12および第2のステップ14に従って形成され得る複合材料1000の図を含む。例示の目的で、図2Aは、第2のステップ14の後の複合材料1000の層ごとの構成を示す。いくつかの実施形態では、複合材料1000は、基板1119(すなわち、上述し、第1のステップ12で提供されるベース材料)および低摩擦層1104(すなわち、第2のステップ14で適用された低摩擦コーティング)を含むことができる。いくつかの実施形態では、基板1119は、複合材料1000の長さに少なくとも部分的に沿って延在してもよい。図2Aに示すように、低摩擦層1104は、基板1119の少なくとも一領域に結合することができる。特定の実施形態では、低摩擦層1104は、別の構成要素の別の表面と低摩擦界面を形成するように基板1119の表面に結合することができる。低摩擦層1104は、別の構成要素の別の表面と低摩擦界面を形成するように、基板1119の半径方向内面に結合または積層することができる。低摩擦層1104は、別の構成要素の別の表面と低摩擦界面を形成するように、基板1119の半径方向外面に結合または積層することができる。
【0013】
基板1119は、約10ミクロン~約2000ミクロン、例えば約50ミクロン~約1500ミクロン、例えば約100ミクロン~約1000ミクロン、例えば約250ミクロン~約900ミクロンの厚さTsを有することができる。いくつかの実施形態では、基板1119は、約300~500ミクロンの厚さTsを有してもよい。いくつかの実施形態では、基板1119は、約800~950ミクロンの厚さTsを有してもよい。基板1119の厚さTsは、上記の最小値と最大値のいずれかの間の任意の値であってもよいことがさらに理解されよう。基板1119の厚さは均一であってもよい、すなわち、基板1119の第1の位置における厚さは、それに沿った第2の位置における厚さに等しくてもよい。基板1119の厚さは不均一であってもよい、すなわち、基板1119の第1の位置における厚さは、それに沿った第2の位置における厚さと異なっていてもよい。
【0014】
いくつかの実施形態では、低摩擦層1104は、低摩擦材料を含むことができる。低摩擦材料は、例えば、ポリケトン、ポリアラミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルホン、ポリアミドイミド、超高分子量ポリエチレン、フルオロポリマー、ポリベンゾイミダゾール、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリイミド(PI)、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエチレン(PE)、ポリスルホン、ポリアミド(PA)、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリウレタン、ポリエステル、液晶ポリマー(LCP)、またはこれらの任意の組み合わせなどのポリマーを含むことができる。一例では、低摩擦層1104は、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、ポリエーテルケトンエーテルケトン、これらの誘導体、またはこれらの組み合わせなどのポリケトンを含む。追加の例では、低摩擦層1104は、超高分子量ポリエチレンを含むことができる。別の例では、低摩擦層1104は、フッ素化エチレンプロピレン(FEP)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ペルフルオロアルコキシ(PFA)、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、およびフッ化ビニリデン(THV)のターポリマー、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー(ETFE)、またはエチレンクロロトリフルオロエチレンコポリマー(ECTFE)を含むフルオロポリマーを含むことができる。低摩擦層1104は、リチウム石鹸、グラファイト、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、ポリテトラフルオロエチレン、窒化炭素、炭化タングステン、またはダイヤモンドライクカーボンを含む固体ベース材料、金属(例えば、アルミニウム、亜鉛、銅、マグネシウム、スズ、白金、チタン、タングステン、鉄、青銅、鋼、ばね鋼、ステンレス鋼)、金属合金(列挙された金属を含む)、陽極酸化金属(列挙された金属を含む)、またはこれらの任意の組み合わせを含むことができる。フルオロポリマーは、特定の実施形態に従って使用することができる。
【0015】
いくつかの実施形態では、低摩擦層1104は、ガラス、炭素、ケイ素、PEEK、芳香族ポリエステル、青銅、フルオロポリマー、熱可塑性フィラー、酸化アルミニウム、ポリアミドイミド(PAI)、PPS、ポリフェニレンスルホン(PPSO)、LCP、芳香族ポリエステル、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、グラファイト、グラフェン、膨張グラファイト、タルク、フッ化カルシウム、またはこれらの任意の組み合わせを含むフィラーをさらに含んでもよい。さらに、フィラーは、アルミナ、シリカ、二酸化チタン、フッ化カルシウム、窒化ホウ素、マイカ、ウォラストナイト、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ジルコニア、カーボンブラック、顔料、またはこれらの任意の組み合わせを含むことができる。フィラーは、ビーズ、繊維、粉末、メッシュ、またはこれらの任意の組み合わせの形態であり得る。フィラーは、低摩擦層の総重量に基づいて少なくとも10重量%、例えば少なくとも15重量%、20重量%、25重量%またはさらには30重量%であってもよい。
【0016】
一実施形態では、低摩擦層1104は、約1ミクロン~約500ミクロン、例えば約10ミクロン~約400ミクロン、例えば約30ミクロン~約300ミクロン、例えば約50ミクロン~約250ミクロンの厚さTFLを有することができる。いくつかの実施形態では、低摩擦層1104は、約100~350ミクロンの厚さTFLを有することができる。低摩擦層1104の厚さTFLは、上記の最小値と最大値のいずれかの間の任意の値であってもよいことがさらに理解されよう。低摩擦1104の厚さは均一であってもよく、すなわち、低摩擦層1104の第1の位置における厚さは、それに沿った第2の位置における厚さに等しくてもよい。低摩擦1104の厚さは不均一であってもよく、すなわち、低摩擦層1104の第1の位置での厚さは、それに沿った第2の位置における厚さと異なっていてもよい。低摩擦層1104は、図示されている基板1119の一方の主表面の上にあってもよく、または両方の主表面の上にあってもよい。基板1119は、低摩擦層1104によって少なくとも部分的に封入されてもよい。すなわち、低摩擦層1104は、少なくとも基板1119の一領域を覆ってもよい。基板1119の軸方向面は、低摩擦層1104から露出していてもよいし、露出していなくてもよい。
【0017】
一実施形態では、複合材料1000はまた、低摩擦層1104を基板1119(すなわち、第1のステップ12で提供されるベース材料)および低摩擦層1104(すなわち、第2のステップ14で適用された低摩擦コーティング)に結合することができる少なくとも1つの接着層1121を含むことができる。別の代替的な実施形態では、基板1119は、固体成分として、織メッシュまたはエキスパンド・メタル・グリッドとして、接着層1121または低摩擦層1104の少なくとも一方に埋め込まれてもよい。
【0018】
接着層1121は、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテル/ポリアミドコポリマー、エチレンビニルアセテート、エチレンテトラフルオロエチレン(ETFE)、ETFEコポリマー、ペルフルオロアルコキシ(PFA)、またはこれらの任意の組み合わせを含むがこれらに限定されない、軸受技術に共通の任意の既知の接着材料を含むことができる。さらに、接着剤は、-C=O、-C-O-R、-COH、-COOH、-COOR、-CF=CF-OR、またはこれらの任意の組み合わせから選択される少なくとも1つの官能基を含むことができ、ここでRは1~20個の炭素原子を含む環状または直鎖の有機基である。さらに、接着剤はコポリマーを含むことができる。一実施形態では、ホットメルト接着剤は、250℃以下、例えば220℃以下の溶融温度を有することができる。別の実施形態では、接着剤は、200℃超、例えば220℃超で分解してもよい。さらなる実施形態では、ホットメルト接着剤の溶融温度は、250℃より高くても、300℃より高くてもよい。
【0019】
一実施形態では、接着層1121は、約1ミクロン~約100ミクロン、例えば約5ミクロン~約80ミクロン、例えば約10ミクロン~約50ミクロン、例えば約20ミクロン~約40ミクロンの厚さTALを有することができる。いくつかの実施形態では、接着層1121は、約15~60ミクロンの厚さTALを有してもよい。いくつかの実施形態では、接着層1121は、約30~100ミクロンの厚さTALを有してもよい。接着層1121の厚さTALは、上記の最小値と最大値のいずれかの間の任意の値であってもよいことがさらに理解されよう。接着層1121の厚さは均一であってもよく、すなわち、接着層1121の第1の位置における厚さは、それに沿った第2の位置における厚さに等しくてもよい。接着層1121の厚さは不均一であってもよい、すなわち、接着層1121の第1の位置での厚さは、それに沿った第2の位置での厚さと異なっていてもよい。
【0020】
図2Bは別の実施形態の図を含む。例示の目的で、図2Bは、第2のステップ14の後の複合材料1001の層ごとの構成を示す。この特定の実施形態によれば、複合材料1001は、この複合材料1001が腐食保護層1704、1705、1708、ならびに接着促進剤層1127と、基板1119(すなわち、第1のステップ12で提供されるベース材料)および低摩擦層1104(すなわち、第2のステップ14で適用された低摩擦コーティング)に結合することができるエポキシ層1129と、を含むことができる耐食層1125を含むことができることを除いて、図2Aの複合材料1000と同様であってもよい。
【0021】
基板1119は、処理前に基板1119の腐食を防止するために、腐食保護層1704、1705でコーティングされてもよい。さらに、腐食保護層1708を層1704の上に施すことができる。層1704、1705、1708の各々は、約1~50ミクロン、例えば約7~15ミクロンの厚さを有することができる。層1704、1705は、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、ニッケル、スズもしくはそれらの任意の合金、亜鉛のリン酸塩、鉄、マンガンもしくはこれらの任意の組み合わせ、またはナノセラミック層を含むことができる。さらに、層1704、1705は、官能性シラン、ナノスケールシランベースのプライマー、加水分解シラン、オルガノシラン接着促進剤、溶媒/水ベースのシランプライマー、塩素化ポリオレフィン、不動態化表面、市販の亜鉛(機械的/ガルバニック)もしくは亜鉛ニッケルコーティング、またはこれらの任意の組み合わせを含むことができる。層1708は、官能性シラン、ナノスケールシランベースのプライマー、加水分解シラン、オルガノシラン接着促進剤、溶媒/水ベースのシランプライマー、または任意の種類のクロムベース、ジルコニウムベースもしくはチタンベースの化成被覆、またはさらにはリン酸化を含むことができる。腐食保護層1704、1706、1708は、処理中に除去または保持することができる。
【0022】
上述のように、複合材料1001は、耐食層1125をさらに含むことができる。耐食層1125は、約1~50ミクロン、例えば約5~20ミクロン、および例えば約7~15ミクロンの厚さを有することができる。耐食層1125は、接着促進剤層1127およびエポキシ層1129を含むことができる。接着促進剤層1127は、亜鉛、鉄、マンガン、スズ、またはこれらの任意の組み合わせのリン酸塩、またはナノセラミック層を含むことができる。接着促進剤層1127は、官能性シラン、ナノスケールシランベースの層、加水分解シラン、オルガノシラン接着促進剤、溶媒/水ベースのシランプライマー、塩素化ポリオレフィン、不動態化表面、市販の亜鉛(機械的/ガルバニック)もしくは亜鉛ニッケルコーティング、またはこれらの任意の組み合わせを含むことができる。エポキシ層1129は、熱硬化エポキシ、UV硬化エポキシ、IR硬化エポキシ、電子ビーム硬化エポキシ、放射線硬化エポキシ、または空気硬化エポキシとすることができる。さらに、エポキシ層1129は、ポリグリシジルエーテル、ジグリシジルエーテル、ビスフェノールA、ビスフェノールF、オキシラン、オキサシクロプロパン、エチレンオキシド、1,2-エポキシプロパン、2-メチルオキシラン、9,10-エポキシ-9,10-ジヒドロアントラセン、またはこれらの任意の組み合わせを含むことができる。エポキシ層1129は、硬化剤をさらに含むことができる。硬化剤は、アミン、酸無水物、フェノールノボラックポリ[N-(4-ヒドロキシフェニル)マレイミド](PHPMI)などのフェノールノボラック硬化剤、レゾールフェノールホルムアルデヒド、脂肪アミン化合物、ポリ炭酸無水物、ポリアクリレート、イソシアネート、カプセル化ポリイソシアネート、三フッ化ホウ素アミン錯体、クロム系硬化剤、ポリアミド、またはこれらの任意の組み合わせを含むことができる。一般に、酸無水物は、式R-C=O-O-C=O-R’に従うことができ、ここでRは上記のようにCであり得る。アミンは、モノエチルアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラアミンなどの脂肪族アミン、脂環式アミン、環状脂肪族アミンなどの芳香族アミン、シクロ脂肪族アミン、アミドアミン、ポリアミド、ジシアンジアミド、イミダゾール誘導体など、またはこれらの任意の組み合わせを含むことができる。一般に、アミンは、式RNに従う第1級アミン、第2級アミン、または第3級アミンであり得、ここで、Rは上記のようにCであり得る。一実施形態では、エポキシ層1129は、導電性を改善するためのフィラー、例えば炭素フィラー、炭素繊維、炭素粒子、グラファイト、青銅、アルミニウム、および他の金属およびそれらの合金などの金属フィラー、金属被覆炭素フィラー、金属被覆ポリマーフィラー、またはこれらの任意の組み合わせを含むことができる。導電性フィラーは、電流がエポキシコーティングを通過することを可能にすることができ、導電性フィラーを含まないコーティング付き軸受と比較してコーティング付き軸受の導電性を高めることができる。
【0023】
図2Cは別の実施形態の図を含む。例示の目的で、図2Cは、第2のステップ14の後の複合材料1002の層ごとの構成を示す。この特定の実施形態によれば、複合材料1002は、この複合材料1002が基板1119(すなわち、第1のステップ12で提供されるベース材料)と、複数の接着層1121、1121’によって基板に結合された複数の低摩擦層1104、1104’(すなわち、第2のステップ14で適用された低摩擦コーティング)と、を含み得ることを除いて、図2Aの複合材料1000および図2Bの複合材料1001と同様であり得る。図2Bに示す複合材料1001の介在層(すなわち、腐食保護層1704、1705、1708、または接着促進剤層1127および/またはエポキシ層1129を含むことができる耐食層1125)のいずれかは、任意の配向または積層で図2Cに示す層のいずれかの間に含まれてもよいことが理解されよう。
【0024】
一実施形態では、複合材料1000、1001、1002は、0.1mm~5mmの範囲、例えば0.2mm~3mmの範囲、またはさらには0.3mm~1.5mmの範囲の厚さTSWを有することができる。複合材料1000、1001、1002の厚さTSWは、上記の最小値と最大値のいずれかの間の任意の値であってもよいことがさらに理解されよう。複合材料1000、1001、1002の厚さTSWは均一であってもよく、すなわち、複合材料1000、1001、1002の第1の位置における厚さは、それに沿った第2の位置における厚さに等しくてもよい。複合材料1000、1001、1002の厚さTSWは不均一であってもよく、すなわち、複合材料1000、1001、1002の第1の位置における厚さは、それに沿った第2の位置における厚さと異なっていてもよい。
【0025】
一実施形態では、図1のステップ14の下で、上述の複合材料1000、1001、1002上の層のいずれかは、それぞれロール状に配置され、そこから剥がされて互いに接合することができる。接合は、圧力下で、場合により高温(例えば、プレス)で、接着剤を用いて行うことができる。上述のような複合材料1000、1001、1002の層のいずれかは、それらが少なくとも部分的に互いに重なるように一緒に積層されてもよい。低摩擦層1104、1104’は、基板1119または別の介在層の表面に積層されてもよい。シートは、半径方向の内面および外面を有する基板1119に形成されてもよい。低摩擦層1104、1104’は、基板1119の半径方向内面および外面の少なくとも一方が低摩擦層1104、1104’内に位置することができるように、基板1119を封入することができる。
【0026】
ここで図1に示す製造プロセス10の第3のステップ16を参照すると、特定の実施形態によれば、複合材料1000、1001、1002を軸受に形成することは、低摩擦層1104、1104’または任意の介在層を溶融接着剤1121、1121’を使用して基板1119に接着して積層体を形成することを含むことができる。積層体は、軸受に形成することができるブランクに切断することができる。ブランクへの積層体の切断は、スタンプ、プレス、パンチ、ソー、深絞りの使用を含んでもよく、または異なる方法で機械加工されてもよい。積層体をブランクに切断することにより、基板1119の露出領域を含む切断縁部を形成することができる。ブランクは、積層体をローリングおよびフランジングして所望の形状の軸受を形成することなどによって、軸受に形成することができる。ブランクからの軸受の形成は、スタンプ、プレス、パンチ、ソー、深絞りの使用を含んでもよく、または異なる方法で機械加工されてもよい。いくつかの実施形態では、ブランクの縁部は、二次動作においてフランジ内に曲げられてもよい。軸受は、単一のユニットまたは単一の材料ピースとして形成されてもよい。
【0027】
例示の目的で、図3Aは、上述のようにブランクとして最初に存在し得る複合材料1000、1001、1002の適切な寸法のピースをローリングすることによって製造され得る軸受(全体的に31で示す)形状を示す。軸受31は、中心軸線3000に対して軸方向に延在することができる。すなわち、中心軸線3000は、軸受31の長さに沿って長手方向に延在してもよい。側壁308は、内側半径方向端部または縁部307と、外側半径方向端部または縁部309とを有する。側壁308は、内面312および外面314を有することができる。いくつかの実施形態では、側壁308は、図2A図2Cに示すように、基板1119と、複合材料1000、1001、1002の少なくとも1つの低摩擦層1104と、を含むことができる。上述したように、低摩擦材料1104は、軸受31の内面312または外面314の少なくとも一方の全体を本質的に覆うことができる。
【0028】
軸受31は、第1の軸方向端部または縁部303および第2の軸方向端部または縁部305を有する環状形状を形成することができる略円筒形の本体310を含むことができる側壁308を含むようにローリングすることができる。本明細書で使用される場合、「略円筒形」とは、軸を中心とする回転体を有する最良適合シリンダ内に配置されたときに、任意の位置で15%以下、任意の位置で10%以下、任意の位置で5%以下、任意の位置で4%以下、任意の位置で3%以下、任意の位置で2%以下、または任意の位置で1%以下だけ最良適合シリンダから逸脱する形状を指す。一実施形態では、「略円筒形」は、内側構成要素と外側構成要素との間に組み立てられた、すなわち設置状態の略円筒形の本体310を指すことができる。別の実施形態では、「略円筒形」は、内側構成要素と外側構成要素との間の組み立て前、すなわち未設置状態の略円筒形の本体310を指すことができる。特定の実施形態では、略円筒形の側壁は、2つの長手方向の平坦な端部を有する軸の周りの回転に対応する形状を有する円筒形の側壁であってもよい。特定の実施形態では、円筒形の側壁は、例えば、典型的な機械加工および製造プロセス中に生じるような公称表面粗さを有してもよい。
【0029】
さらに図3Aを参照すると、上述のように、ブランクをローリングして、環状形状を形成することができる略円筒形の本体310を含むことができる軸受側壁308を形成することができる。ローリングは、軸受31、側壁308、および/または中心軸線3000の周りの略円筒形の本体310内に第1の円周方向端部340および第2の円周方向端部342を形成することができる。第1の円周方向端部340は、第1の端面を有してもよい。第2の円周方向端部342は、第2の端面を有してもよい。第1の円周方向端部340および第2の円周方向端部342の端面は、軸受側壁308を軸方向に下って延在する軸方向分割部346を形成することができる界面344を形成するために互いに接触するように適合されてもよい。軸受31の対称軸線3000に対して任意の非線形的におよび/または斜めに(例えば斜め)延在する軸方向分割部346も可能である。いくつかの実施形態では、軸方向分割部346は、軸受31の組み立てを容易にするために結合されないままにすることができる。いくつかの特定の実施形態では、軸方向分割部346は、他の手段によって溶接または他の方法で結合されて閉鎖軸受31を形成することができる。軸受31は、ボア335を含むことができる。ボア335は、軸受31の軸方向長さにわたって延在し、アセンブリの別の構成要素に結合するように適合されてもよい。
【0030】
いくつかの実施形態では、図3Aに示すように、軸受31は、第1の軸方向端部303から第2の軸方向端部305までの全長Lを有することができ、Lは、≧0.5mm、≧1mm、≧2mm、≧5mm、≧10mm、または≧50mmとすることができる。長さLは、≦250mm、≦150mm、≦100mm、または≦50mmなど、≦500mmとすることができる。いくつかの実施形態では、軸受31は、約3~50mmの全長Lを有することができる。軸受31は、上述の最小値と最大値のいずれかの間の範囲内とすることができる全長Lを有することができることが理解されよう。軸受31は、上述の最小値と最大値のいずれかの間の任意の値とすることができる全長Lを有することができることがさらに理解されよう。
【0031】
例示の目的で、図3Bは、上述のようにブランクとして最初に存在し得る複合材料1000、1001、1002の適切な寸法のピースをローリングおよびフランジングすることによって製造され得る軸受(全体的に32で示す)形状を示す。図3Bは、図3Aの構造および設計のすべてを含むことができ、簡潔にするために、対応する符号は同じままであり、図3Aのものと同じ構造を指す。図3Bは、図3Bの軸受32が軸方向断面において実質的にL字形状である環状形状を有し得るという点で、図3Aとは異なってもよい。言い換えれば、軸受32は、半径方向および軸方向に延在するL字形の軸受断面を有してもよい。軸受の他の軸方向断面形状も可能である。例えば、軸受32はC字形の軸受断面を有してもよい。いくつかの実施形態では、L字形軸受32は、形成された軸受32を打ち抜くことを含む深絞りプロセスによって達成されてもよい。
【0032】
いくつかの実施形態では、軸受側壁308は、少なくとも1つのフランジ322をさらに含むことができる。フランジ322は、中心軸線3000の周りで略環状であってもよい。フランジ322は、第1の軸方向端部303または第2の軸方向端部305の少なくとも一方から半径方向外側に突出してもよい。フランジ322は、内側半径方向端部307から外側半径方向端部309まで半径方向外側に延在してもよい。あるいは、フランジ322は、外側半径方向端部309から半径方向内側端部307(図示せず)まで半径方向内側に延在してもよい。いくつかの実施形態では、フランジ322は、軸受32の外側半径方向端部309に略平坦な最も外側の軸方向面を形成することができる。いくつかの実施形態では、フランジ322は、軸受32の外側半径方向端部309の最も外側の軸方向面に形成された低摩擦層1104または低摩擦材料で形成されてもよい。いくつかの実施形態では、外側半径方向端部309は、中心軸線3000から半径方向に測定したときに軸受32の外側半径ORを形成することができる。いくつかの実施形態では、内側半径方向端部307は、中心軸線3000から半径方向に測定したときに軸受32の内側半径IRを形成することができる。言い換えると、フランジ322の半径方向の幅WRFは、外側半径ORと内側半径IRとの距離の差からの距離であってもよい。いくつかの実施形態では、フランジ322は、軸方向開口部326を含んでもよい。軸方向開口部326は、フランジ322に穴または空間を提供することができる。いくつかの実施形態では、フランジ322は、セグメント化されたフランジ(図示せず)を提供する複数の軸方向開口部326を含んでもよい。特定の実施形態では、軸方向開口部326は、略円筒形の本体310内の軸方向分割部346と連続することができる。
【0033】
いくつかの実施形態では、少なくとも1つのフランジ322は、軸受32の略円筒形の本体310の軸方向端部303、305と連続し、そこから延在してもよい。一実施形態では、フランジ322は、略円筒形の本体310に対して直交して突出するように配置されてもよい。他の実施形態では、フランジ322は、略円筒形の本体310に対して非直交に突出するように配置されてもよい。いくつかの実施形態では、図3Bに最もよく示されているように、フランジ322は、略円筒形の本体310(および中心軸線3000)と角度θを形成してもよい。角度θは、少なくとも0°~180°の範囲であってもよい。角度θは、45°以上、55°以上、または85°以上など、30°以上であってもよい。角度Θは、135°以下、120°以下、90°以下、または60°以下など、150°以下であってもよい。いくつかの特定の実施形態では、角度θは、60°~120°の範囲内であってもよい。
【0034】
いくつかの実施形態では、図3Bに示すように、軸受32は、中心軸線3000から内側半径方向端部306までの全体の内側半径IRを有することができ、IRは、≧5mm、≧10mm、≧15mm、≧20mm、または≧50mmなど、≧1mmとすることができる。内側半径IRは、≦20mm、≦15mm、≦10mm、≦5mm、または≦1mmなど、≦50mmとすることができる。内側半径IRは、軸受32の円周に沿って変化してもよい。いくつかの実施形態では、軸受32は、約2~20mmの全体の内側半径IRを有してもよい。軸受32は、上述の最小値と最大値のいずれかの間の範囲内とすることができる全体の内側半径IRを有することができることが理解されよう。軸受32は、上述の最小値と最大値のいずれかの間の任意の値とすることができる全体の内側半径IRを有することができることがさらに理解されよう。
【0035】
いくつかの実施形態では、図3Bに示すように、軸受32は、中心軸線3000から外側半径方向端部307までの全体の外側半径ORを有することができ、ORは、≧5mm、≧10mm、≧20mm、≧40mm、または≧70mmなど、≧1.5mmとすることができる。外側半径ORは、≦50mm、≦30mm、≦20mm、≦10mm、または≦3mmなど、≦80mmとすることができる。全体の外側半径ORは、軸受32の円周に沿って変化してもよい。いくつかの実施形態では、軸受32は、約3~30mmの全体の外側半径ORを有してもよい。軸受32は、上述の最小値と最大値のいずれかの間の範囲内とすることができる全体の外側半径ORを有することができることが理解されよう。軸受32は、上述の最小値と最大値のいずれかの間の任意の値とすることができる全体の外側半径ORを有することができることがさらに理解されよう。さらに、上述したように、フランジ322の半径方向の幅WRFは、外側半径ORと内側半径IRとの距離の差からの距離であってもよい。
【0036】
いくつかの実施形態では、図3Bに示すように、軸受32のフランジ322は、約0.3mm~約10mm、例えば約0.5mm~約8mm、例えば約1mm~約5mm、例えば約1.5mm~約4mmの厚さTRFを有することができる。いくつかの実施形態では、フランジ322は、約0.3~2mmの厚さTRFを有することができる。フランジ322は、上述の最小値と最大値のいずれかの間の範囲内とすることができる厚さTRFを有することができることが理解されよう。フランジ322は、上述の最小値と最大値のいずれかの間の任意の値とすることができる厚さTRFを有することができることがさらに理解されよう。フランジ322の厚さTRFは、軸受32の円周の周りで変化してもよいことも理解されよう。
【0037】
例示の目的で、図3Cは、上述のようにブランクとして最初に存在し得る複合材料1000、1001、1002の適切な寸法のピースをローリングおよびフランジングすることによって製造され得る軸受(全体的に33で示す)形状を示す。図3Cは、図3Aおよび図3Bの構造および設計のすべてを含むことができ、簡潔にするために、対応する符号は同じままであり、図3Aおよび図3Bのものと同じ構造を指す。図3Cは、図3Cの軸受33が、テーパ部分をローリングし、端部をフランジ加工することによって形成することができるテーパ付き円筒形部分を有する軸受側壁308を含んでもよいという点で、図3Bとは異なってもよい。
【0038】
例示の目的で、図3Dは、上述のようにブランクとして最初に存在し得る複合材料1000、1001、1002の適切な寸法のピースをローリングおよびフランジングすることによって製造され得る軸受(全体的に34で示す)形状を示す。図3Dは、図3A図3Cの構造および設計のすべてを含むことができ、簡潔にするために、対応する符号は同じままであり、図3A図3Cのものと同じ構造を指す。図3Dは、図3Dの軸受34が、フランジ付き軸受34を介して取り付けられたシャフトピンを有するハウジング内に取り付けられたフランジ付き軸受34を示すという点で、図3Bとは異なってもよい。さらに、図3Dのフランジ付き軸受34は、略円筒形の本体310の軸方向分割部346と不連続な軸方向開口部326を有することができる。
【0039】
例示の目的で、図3Eは、上述のようにブランクとして最初に存在し得る複合材料1000、1001、1002の適切な寸法のピースをローリングおよびフランジングすることによって製造され得る軸受(全体的に35で示す)形状を示す。図3Eは、図3A図3Dの構造および設計のすべてを含むことができ、簡潔にするために、対応する符号は同じままであり、図3A図3Dのものと同じ構造を指す。図3Eは、図3Eの軸受35が、両側フランジ付き軸受35を介して取り付けられたシャフトピンを有するハウジング内に取り付けられた両側フランジ付き軸受35を示すという点で、図3Bとは異なってもよい。図3Eに示すように、半径方向フランジ322、322’は、軸受35の第1の軸方向端部303および第2の軸方向端部305の両方に配置することができる。
【0040】
例示の目的で、図3F図3Gは、上述のようにブランクとして最初に存在し得る複合材料1000、1001、1002の適切な寸法のピースをローリングすることによって製造され得る軸受(全体的に36で示す)形状の拡大斜視図および拡大側面図をそれぞれ示す。図3F図3Gは、図3Aおよび図3Bの構造および設計のすべてを含むことができ、簡潔にするために、対応する符号は同じままであり、図3Aおよび図3Bのものと同じ構造を指す。
【0041】
図3F図3Gを参照すると、軸受36の第1の円周方向端部340および第2の円周方向端部342は、軸受側壁308に沿って軸方向に延在する軸方向分割部346を形成することができる界面344を形成するように互いに接触するように適合されてもよい。第1の円周方向端部340は、最上点領域350を形成してもよい。第2の円周方向端部342は最下点領域352を形成してもよい。いくつかの実施形態では、第1の円周方向端部340は、第1の軸方向脚部340aおよび第2の軸方向脚部340bを有してもよい。いくつかの実施形態では、第2の円周方向端部342は、第1の軸方向脚部342aおよび第2の軸方向脚部342bを有してもよい。いくつかの実施形態では、第1の円周方向端部340の第1の軸方向脚部340aは、第2の円周方向端部342の第1の軸方向脚部342aと対をなし、第1の円周方向端部340の第2の軸方向脚部340bは、第2の円周方向端部342の第2の軸方向脚部342bと対をなして接触してV字形の界面を形成する。
【0042】
いくつかの実施形態では、図3Gに最もよく示されるように、最上点領域350は、角度≦180°として定義される一般角αを形成することができ、αは少なくとも30°、例えば少なくとも60°、例えば少なくとも90°、例えば少なくとも120°、または例えば少なくとも150°である。最上点領域350は、角度≦180°として定義される一般角αを形成することができ、αは180°以下、例えば120°以下、例えば90°以下、例えば60°以下、または例えば45°以下である。
【0043】
いくつかの実施形態では、最上点領域350または最下点領域352の少なくとも一方は、第1の円周方向端部340の最上点領域350と第2の円周方向端部342の最下点領域352との間の接触を防止するための空隙354を有することができる。図3Fに示すように、空隙354は最下点領域352内にあってもよい。図3Gに示すように、空隙354は最上点領域350内にあってもよい。一実施形態では、空隙354は、空隙354が側壁308に完全にギャップ356を形成し、第1の円周方向端部340と第2の円周方向端部342との間の軸方向分割部346に追加の空間を追加することができるように、全体の厚さTSWの100%だけ延在することができる。いくつかの実施形態では、ギャップ356は、第1の円周方向端部および第2の円周方向端部がそれぞれの半径方向厚さの全体に沿って互いに接触するのを防止することができる。
【0044】
例示の目的で、図3Hは、上述のようにブランクとして最初に存在し得る複合材料1000、1001、1002の適切な寸法のピースをローリングおよびフランジングすることによって製造され得る軸受(全体的に37で示す)形状の拡大斜視図を示す。図3F図3Gは、図3A図3Bの構造および設計のすべてを含むことができ、簡潔にするために、対応する符号は同じままであり、図3A図3Bのものと同じ構造を指す。図3Hに示すように、分割部は、異なる界面344形状を形成するためにフランジ322に含まれてもよい。多くの異なる界面344の形状が可能である。
【0045】
例示の目的で、図3Iは、上述のようにブランクとして最初に存在し得る複合材料1000、1001、1002の適切な寸法のピースをローリングすることによって製造され得る、中心軸線3000に平行な平面の断面における軸受(全体的に38で示す)の拡大図を示す。図3Iは、図3A図3Bおよび図3F図3Gの構造および設計のすべてを含むことができ、簡潔にするために、対応する符号は同じままであり、図3A図3Bおよび図3F図3Gのものと同じ構造を指す。図3Iに示すように、ギャップ356は、異なる界面344の形状を形成してもよい。多くの異なる界面344の形状が可能である。ギャップ356は、多角形、長円形、円形、半円形を含む、軸受38の円周方向の断面形状を有してもよく、または別のタイプであってもよい。
【0046】
図3Iに示すように、ギャップ356は、多角形、長円形、円形、半円形を含む、軸受38の円周方向の断面形状を有してもよく、または別のタイプであってもよい。いくつかの実施形態では、ギャップ356は、ギャップ356が軸方向分割部346内に生成する長さの軸方向投影として定義され得るギャップ長Lを有してもよい。いくつかの実施形態では、L<0.5L、例えばL<0.25L、例えばL<0.15L、例えばL<0.10L、または例えばL<0.05Lである。
【0047】
例示の目的で、図3Jは、上述のようにブランクとして最初に存在し得る複合材料1000、1001、1002の適切な寸法のピースをローリングすることによって製造され得る、中心軸線3000に平行な平面の断面における軸受(全体的に39で示す)の拡大図を示す。図3Jは、図3A図3Bおよび図3F図3Iの構造および設計のすべてを含むことができ、簡潔にするために、対応する符号は同じままであり、図3A図3Bおよび図3F図3Iのものと同じ構造を指す。図3Jに示すように、第1の円周方向端部340の第1の軸方向脚部340aは、第2の円周方向端部342の第1の軸方向脚部342aと対をなし、第1の円周方向端部340の第2の軸方向脚部340bは、第2の円周方向端部342の第2の軸方向脚部342bと対をなして接触し、C字形の界面344およびさらに別の異なる界面344形状を形成する。多くの異なる界面344の形状が可能である。
【0048】
例示の目的で、図3Kは、上述のようにブランクとして最初に存在し得る複合材料1000、1001、1002の適切な寸法のピースをローリングすることによって製造され得る、中心軸線3000に平行な平面の断面における軸受(全体的に40で示す)の拡大図を示す。図3Kは、図3A図3Bおよび図3F図3Jの構造および設計のすべてを含むことができ、簡潔にするために、対応する符号は同じままであり、図3A図3Bおよび図3F図3Jのものと同じ構造を指す。図3Kに示すように、第1の円周方向端部340は端面341を有し、第2の円周方向端部は端面343を有してもよい。第1の円周方向端部340および第2の円周方向端部342の端面341、343は、軸受側壁308を軸方向に下って延在する軸方向分割部346を形成することができる界面344を形成するために互いに接触するように適合されてもよい。上述したように、ブランクからの軸受40の形成は、スタンプ、プレス、パンチ、ソー、深絞りの使用を含んでもよく、または異なる方法で機械加工されてもよい。図3Kに最もよく示されているように、第1の円周方向端部340または第2の円周方向端部342の少なくとも一方の端面341、343は、形成プロセスの結果として複数の領域を含んでもよい。第1の円周方向端部340または第2の円周方向端部342の端面341、343は、変形ゾーン362を含む端面341、343を有してもよい。変形ゾーン362は、厚さTを有することができる。第1の円周方向端部340または第2の円周方向端部342の端面341、343は、切断ゾーン364を含む端面341、343を有してもよい。切断ゾーン364は、厚さTを有することができる。第1の円周方向端部340または第2の円周方向端部342の端面341、343は、破砕ゾーン366を含む端面341、343を有してもよい。破砕ゾーン366は、厚さTを有することができる。
【0049】
いくつかの実施形態では、変形ゾーン362の厚さTは、側壁308の全体の厚さTSWの少なくとも5%、例えば側壁308の全体の厚さTSWの少なくとも1%、例えば側壁308の全体の厚さTSWの少なくとも5%、例えば側壁308の全体の厚さTSWの少なくとも10%、または例えば側壁308の全体の厚さTSWの少なくとも20%などであってもよい。
【0050】
いくつかの実施形態では、切断ゾーン364の厚さTは、側壁308の全体の厚さTSWの少なくとも5%、例えば側壁308の全体の厚さTSWの少なくとも10%、例えば側壁308の全体の厚さTSWの少なくとも15%、例えば側壁308の全体の厚さTSWの少なくとも20%、例えば側壁308の全体の厚さTSWの少なくとも25%、例えば側壁308の全体の厚さTSWの少なくとも30%、または例えば側壁308の全体の厚さTSWの少なくとも40%などであってもよい。
【0051】
いくつかの実施形態では、破砕ゾーン366の厚さTは、側壁308の全体の厚さTSWの少なくとも5%、例えば側壁308の全体の厚さTSWの少なくとも10%、例えば側壁308の全体の厚さTSWの少なくとも20%、例えば側壁308の全体の厚さTSWの少なくとも30%、例えば側壁308の全体の厚さTSWの少なくとも40%、例えば側壁308の全体の厚さTSWの少なくとも50%、または例えば側壁308の全体の厚さTSWの少なくとも60%などであってもよい。
【0052】
上述のように、軸受40は、上述のようにブランクとして最初に存在し得る複合材料1000、1001、1002の適切な寸法のピースをローリングすることによって製造することができる。軸受40は、内面312および外面314を形成する側壁308を有することができ、低摩擦層1104または低摩擦材料1104は、内面312または外面314の少なくとも一方の全体を本質的に覆う。さらに、第1の円周方向端部340の端面341は、低摩擦層1104または低摩擦材料1104を含まなくてもよい。さらに、第2の円周方向端部342の端面343は、低摩擦層1104または低摩擦材料1104を含まなくてもよい。さらにまた、第1の円周方向端部340および第2の円周方向端部342の端面341、343は、低摩擦層1104または低摩擦材料1104を含まなくてもよい。さらに、低摩擦層1104または低摩擦材料1104は、外面314または内面312の少なくとも一方と第1または第2の円周方向端部340、342の少なくとも一方との交差部に目に見える露出基板1119が存在しないように、第1および第2の円周方向端部340、342の端面341、343まで延在してもよい。さらなる実施形態では、図3Aに戻って参照すると、軸受31は、第1の軸方向縁部303および第2の軸方向縁部305を有する側壁308を有することができ、第1の軸方向縁部303または第2の軸方向縁部305の少なくとも一方は、第1の円周方向端部340または第2の円周方向端部342に関して図3Kで上述したのと同様の結果を生成するために、打ち抜きまたは切断による低摩擦層1104または低摩擦材料1104を含まない。
【0053】
例示の目的で、図3L図3Oは、上述のようにブランクとして最初に存在し得る複合材料1000、1001、1002の適切な寸法のピースをローリングすることによって製造され得る、中心軸線3000に平行な平面の断面における軸受(それぞれ全体的に41~44で示す)の拡大側面図を示す。図3Lおよび図3Oに示すように、第1の円周方向端部340は、第1の軸方向脚部340aまたは第2の軸方向脚部340bにおいて、略円筒形の本体310の第1の軸方向端部303と角度βを形成することができる。角度βは、90°未満であってもよい。角度βは、15°以上、25°以上、または45°以上など、5°以上であってもよい。角度βは、90°以下、例えば85°以下、75°以下、60°以下、または45°以下であってもよい。いくつかの特定の実施形態では、角度βは、15°~60°の範囲内であってもよい。第2の円周方向端部342は、第1の軸方向脚部342aまたは第2の軸方向脚部342bにおいて、略円筒形の本体310の第1の軸方向端部303と角度βを形成することができる。角度βは、15°以上、25°以上、または45°以上など、5°以上であってもよい。角度βは、90°未満、例えば85°以下、75°以下、60°以下、または45°以下であってもよい。いくつかの特定の実施形態では、角度βは、15°~60°の範囲内であってもよい。いくつかの実施形態では、図3Lに最もよく示されているように、βはβに等しいか、または実質的に等しくてもよい。いくつかの実施形態では、図3Oに最もよく示されているように、βはβと実質的に異なっていてもよい。βはβ以上でなければならない。いくつかの実施形態では、第1の円周方向端部340は、第1の軸方向脚部340a、第2の軸方向脚部340b、または最上点領域350に沿った点で、略円筒形の本体310の第1の軸方向端部303を有する曲率半径Rを有することができる。いくつかの実施形態では、第2の円周方向端部342は、第1の軸方向脚部340a、第2の軸方向脚部340b、または最下点領域352に沿った点で、略円筒形の本体310の第1の軸方向端部303または第2の軸方向端部305を有する曲率半径Rを有することができる。いくつかの実施形態では、第1の円周方向端部340の最上点領域350は曲率半径Rを有することができ、第2の円周方向端部342の最下点領域352は曲率半径Rを有することができ、ここでR>Rであって、例えば0.75R>R、例えば0.5R>R、例えば0.25R>R、または例えば0.1R>Rなどである。一実施形態では、図3Lに最もよく示されているように、第1の円周方向端部340の第1の軸方向脚部340aおよび第2の円周方向端部342の第1の軸方向脚部320aは、それらの長さに沿って同じ曲率半径を有してもよく、第1の円周方向端部340の第2の軸方向脚部340bおよび第2の円周方向端部342の第2の軸方向脚部342bは、それらの長さに沿って同じ曲率半径を有してもよい。一実施形態では、図3Oに最もよく示されているように、第1の円周方向端部340の第1の軸方向脚部340aおよび第2の円周方向端部320aの第1の軸方向脚部342は、それらの長さに沿って異なる曲率半径を有してもよく、第1の円周方向端部340の第2の軸方向脚部340bおよび第2の円周方向端部342の第2の軸方向脚部342bは、それらの長さに沿って異なる曲率半径を有してもよい。第1の円周方向端部340に沿った点における曲率半径Rは、正または負であってもよい。第2の円周方向端部342に沿った点における曲率半径Rは、正または負であってもよい。例えば、図3Mは、第1の円周方向端部340の曲率半径Rに沿った点および第2の円周方向端部342の曲率半径Rに沿った点において負である曲率半径を示す。CおよびCは、第1の軸方向端部303または第2の軸方向端部305に対して垂直に終端することができない。あるいは、図3Nは、第1の円周方向端部340の曲率半径Rに沿った点および第2の円周方向端部342の曲率半径Rに沿った点において負である曲率半径を示す。
【0054】
上述したように、いくつかの実施形態では、本明細書に開示した例示的な軸受のいずれかがアセンブリに含まれてもよい。アセンブリは、シャフトなどの内側構成要素をさらに含んでもよい。アセンブリは、ハウジングなどの外側構成要素をさらに含んでもよい。アセンブリは、内側部材と外側部材との間に配置された軸受を含むことができる。軸受は、最上点領域を含む第1の円周方向端部と、最下点領域を含む第2の円周方向端部と、を含む軸受側壁を含むことができる。第1の円周方向端部および第2の円周方向端部は、互いに接触して界面を形成するように適合されてもよく、最上点領域または最下点領域の少なくとも一方は、第1の円周方向端部の最上点領域と第2の円周方向端部の最下点領域との間の接触を防止するための空隙を含む。軸受側壁は、基板および低摩擦材料を含むことができ、第1の円周方向端部または第2の円周方向端部の端面の少なくとも一方は、低摩擦材料を含まなくてもよい。
【0055】
図4および図5は、自動車のドアヒンジ、フードヒンジ、エンジン・コンパートメント・ヒンジなどの例示的なヒンジ400の形態のアセンブリ2000を示す。図5は、図4のアセンブリ200の拡大断面図である。ヒンジ400は、内側構成要素28(内側ヒンジ領域402など)および外側ヒンジ領域404を含むことができる。ヒンジ領域402、404は、外側構成要素(リベット406、408など)および軸受410、412によって接合することができる。軸受410、412は、本明細書で前述し、符号31~40で示すような軸受とすることができる。図5は、リベット408および軸受412をより詳細に示すヒンジ400の断面を示す。
【0056】
図6は、別の例示的なヒンジ600の形態のアセンブリ2001を示す。ヒンジ600は、ピン606および軸受608によって接合された第1のヒンジ領域602および第2のヒンジ領域604を含むことができる。軸受608は、本明細書において前述して符号31~40で示す軸受とすることができる。
【0057】
例示的な実施形態では、図7は、軸受704を含む分解された自動車ドアヒンジの部品を含む別のヒンジアセンブリ700の一実施形態の形態のアセンブリ2002の非限定的な例を示す。図7は、プロファイルヒンジの一例である。軸受704は、ヒンジドア部分706に挿入されてもよい。軸受704は、本明細書において前述して符号31~40で示す軸受とすることができる。リベット708は、ヒンジドア部分706をヒンジの略円筒形の本体部分710と架橋する。リベット708は、止めねじ712を介してヒンジの略円筒形の本体部分710で締め付けられ、ワッシャ702を介してヒンジドア部分706と所定の位置に保持されてもよい。
【0058】
図8は、自転車またはオートバイなどの二輪車用の例示的なヘッドセットアセンブリ800の形態のアセンブリ2003を示す。ステアリングチューブ802は、ヘッドチューブ804に挿入することができる。軸受806、808をステアリングチューブ802とヘッドチューブ804との間に位置合わせを維持するように配置して、ステアリングチューブ802とヘッドチューブ804との間の接触を防止することができる。軸受806、808は、本明細書で前述し、符号31~40で示すような軸受とすることができる。さらに、シール810および812は、汚れおよび他の粒子状物質による軸受の摺動面の汚染を防止することができる。
【0059】
上記のそのようなアセンブリはすべて例示的なものであり、潜在的な他のアセンブリにおける軸受の使用を限定することを意味するものではない。例えば、軸受は、パワートレインアセンブリ用途(ベルトテンショナなど)、または限られたスペースを有する他のアセンブリ用途のためのアセンブリに使用することができる。
【0060】
軸受を形成する方法は、ブランクを提供するステップを含むことができる。軸受は、基板と、基板の上にある低摩擦層とを含む積層体を含む材料のストリップを含むブランクから形成されてもよい。材料のストリップは、第1の端部および第2の端部を有するように成形されてもよく、成形するステップは、第1の端部を成形して最上点領域を形成するステップと、第2の端部を成形して最下点領域を形成するステップとを含み、最上点領域または最下点領域の少なくとも一方は空隙を含む。本方法は、環状軸受を形成するためにストリップをロール成形するステップをさらに含むことができ、第1の端部および第2の端部は、それぞれ相補的な第1の円周方向端部および第2の円周方向端部を形成する。
【0061】
そのような実施形態の用途は、例えば、ヒンジおよび他の車両構成要素のためのアセンブリを含む。さらに、軸受またはアセンブリの使用は、これらに限定されないが、車両テールゲート、ドアフレーム、シートアセンブリ、パワートレイン用途(ベルトテンショナなど)、または他の種類の用途などのいくつかの用途において、利益を増大させることができる。本明細書の実施形態によれば、割り軸受は、第2の円周方向端部が第1の円周方向端部から軸方向に離れるように強制されるように変形を提供し、当技術分野で知られている既存の軸受と比較してより一貫した軸受半径を維持することによって、高圧入条件下で「円筒度」をより良好に維持することができる。したがって、本明細書の実施形態による割り軸受は、軸受が圧入に必要なフープ応力を維持し、軸受の軸方向縁部間の互いに対する位置合わせを維持することを可能にする。言い換えれば、本明細書で提供される実施形態は、高圧入条件下で当技術分野で知られている既存の軸受によってしばしば示される、熱膨張および/または高負荷条件によって引き起こされる半径方向の曲げおよび/または「高スポット」を低減または排除することができる。結果として、本明細書の実施形態による割り軸受は、トルク範囲を狭め、同心性を改善し、軸受面の摩耗を低減し、それによって寿命を延ばし、アセンブリ、軸受、およびその他の構成要素の有効性および性能を改善することができる。
【0062】
多くの異なる態様および実施形態が可能である。それらの態様および実施形態のいくつかを以下に説明する。本明細書を読んだ後に、当業者は、これらの態様および実施形態が例示にすぎず、本発明の範囲を限定しないことを理解するであろう。実施形態は、以下に列挙される実施形態のいずれか1つまたは複数に従うものであり得る。
【0063】
実施形態1.軸受であって、最上点領域を含む第1の円周方向端部と、最下点領域を含む第2の円周方向端部と、を備える軸受側壁を含み、第1の円周方向端部および第2の円周方向端部は、互いに接触して界面を形成するように適合され、最上点領域または最下点領域の少なくとも一方は、第1の円周方向端部の最上点領域と第2の円周方向端部の最下点領域との間の接触を防止するための空隙を含み、軸受側壁は基板および低摩擦材料を含み、第1の円周方向端部または第2の円周方向端部の少なくとも一方は、低摩擦材料を含まない端面を含む、軸受。
【0064】
実施形態2.アセンブリであって、内側構成要素と、外側構成要素と、内側構成要素と外側構成要素との間に配置された軸受と、を含み、軸受は、最上点領域を含む第1の円周方向端部と、最下点領域を含む第2の円周方向端部と、を備える軸受側壁を含み、第1の円周方向端部および第2の円周方向端部は、互いに接触して界面を形成するように適合され、最上点領域または最下点領域の少なくとも一方は、第1の円周方向端部の最上点領域と第2の円周方向端部の最下点領域との間の接触を防止するための空隙を含み、軸受側壁は基板および低摩擦材料を含み、第1の円周方向端部または第2の円周方向端部の少なくとも一方は、低摩擦材料を含まない端面を含む、アセンブリ。
【0065】
実施形態3.方法であって、基板および低摩擦材料を含む材料のストリップを成形するステップであって、ストリップが第1の端部および第2の端部を有し、成形するステップが、第1の端部を成形して最上点領域を形成し、第2の端部を成形して最下点領域を形成し、最上点領域または最下点領域の少なくとも一方が空隙を含む、ステップと、環状軸受を形成するためにストリップをロール成形するステップであって、第1の端部および第2の端部がそれぞれ相補的な第1および第2の円周方向端部を形成する、ステップと、を含む方法。
【0066】
実施形態4.軸受側壁が、第1の軸方向端部および第2の軸方向端部を含み、第1の軸方向端部または第2の軸方向端部の少なくとも一方が低摩擦材料を含まない、実施形態1から3のいずれかに記載の軸受、アセンブリ、または方法。
【0067】
実施形態5.軸受側壁が外面および内面を含み、低摩擦材料が、外面または内面の少なくとも一方の全体を本質的に覆う、実施形態1から4のいずれかに記載の軸受、アセンブリ、または方法。
【0068】
実施形態6.低摩擦材料が、第1および第2の円周方向端部の少なくとも一方の端面まで延在する、実施形態5に記載の軸受、アセンブリ、または方法。
【0069】
実施形態7.第1の円周方向端部または第2の円周方向端部の少なくとも一方の端面が、変形ゾーン、切断ゾーン、および破砕ゾーンを含むことを含む、実施形態1から6のいずれかに記載の軸受、アセンブリ、または方法。
【0070】
実施形態8.第1の円周方向端部が半径方向厚さを有し、第2の円周方向端部が半径方向厚さを有し、第1の円周方向端部および第2の円周方向端部がそれぞれの半径方向厚さの全体に沿って互いに接触する、実施形態1から7のいずれかに記載の軸受、アセンブリ、または方法。
【0071】
実施形態9.空隙が、第1の円周方向端部と第2の円周方向端部との間にギャップを生成する、実施形態1から8のいずれかに記載の軸受、アセンブリ、または方法。
【0072】
実施形態10.界面は界面長さLを有し、ギャップはギャップ長さLを有し、L<0.25Lであって、例えばL<0.20L、例えばL<0.15L、例えばL<0.10L、または例えばL<0.05Lなどである、実施形態9に記載の軸受、アセンブリ、または方法。
【0073】
実施形態11.第1の円周方向端部の最上点領域が曲率半径Rを有し、第2の円周方向端部の最下点領域が曲率半径Rを有し、R>Rである、実施形態1から10のいずれかに記載の軸受、アセンブリ、または方法。
【0074】
実施形態12.第1の円周方向端部が第1の軸方向脚部および第2の軸方向脚部を含み、第1の円周方向端部および第2の円周方向端部が接触してV字形の界面を形成するように、第2の円周方向端部が第1の軸方向脚部および第2の軸方向脚部を含む、実施形態1から11のいずれかに記載の軸受、アセンブリ、または方法。
【0075】
実施形態13.第1の円周方向端部が第1の軸方向端部および第2の軸方向端部を含み、第1の円周方向端部および第2の円周方向端部が接触してC字形の界面を形成するように、第2の円周方向端部が第1の軸方向端部および第2の軸方向端部を含む、実施形態1から12のいずれかに記載の軸受、アセンブリ、または方法。
【0076】
実施形態14.第1の円周方向端部の第1の軸方向端部および第2の円周方向端部の第1の軸方向端部が、それらの長さに沿って同じ曲率半径を有し、第1の円周方向端部の第2の軸方向端部および第2の円周方向端部の第2の軸方向端部が、それらの長さに沿って同じ曲率半径を有する、実施形態13に記載の軸受、アセンブリ、または方法。
【0077】
実施形態15.最上点領域が、角度≦180°として定義される一般角αを形成し、αが少なくとも30°、例えば少なくとも60°、例えば少なくとも90°、例えば少なくとも120°、または例えば少なくとも150°である、実施形態1から14のいずれかに記載の軸受、アセンブリ、または方法。
【0078】
実施形態16.最上点領域が、角度≦180°として定義される一般角αを形成し、αが180°以下、例えば120°以下、例えば90°以下、例えば60°以下、または例えば45°以下である、実施形態1から15のいずれかに記載の軸受、アセンブリ、または方法。
【0079】
実施形態17.基板が鋼を含む、実施形態1から16のいずれかに記載の軸受、アセンブリ、または方法。
【0080】
実施形態18.低摩擦材料が、ポリケトン、ポリアラミド、熱可塑性ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリフェニレンスルホン、ポリアミドイミド、超高分子量ポリエチレン、フルオロポリマー、ポリアミド、ポリベンゾイミダゾール、またはこれらの任意の組み合わせを含む、実施形態1から17のいずれかに記載の軸受、アセンブリ、または方法。
【0081】
実施形態19.軸受側壁が略円筒形の本体および半径方向フランジを含む、実施形態1から18のいずれかに記載の軸受、アセンブリ、または方法。
【0082】
実施形態20.半径方向フランジが、第1の円周方向端部と第2の円周方向端部との間の界面に開口部を含む、実施形態1から19のいずれかに記載の軸受、アセンブリ、または方法。
【0083】
なお、上述した特徴のすべてが必要とされるわけではなく、特定の特徴の領域が必要とされなくてもよく、上述した特徴に加えて1つまたは複数の特徴が設けられてもよい。さらに、特徴が記載される順序は、必ずしも特徴が組み込まれる順序ではない。
【0084】
明確にするために、別個の実施形態の文脈で本明細書に記載されている特定の特徴は、単一の実施形態で組み合わせて提供されてもよい。逆に、簡潔にするために、単一の実施形態の文脈で説明される様々な特徴は、別個にまたは任意の下位組み合わせで提供されてもよい。
【0085】
利益、他の利点、および問題の解決策は、特定の実施形態に関して上記で説明されているが、利益、利点、問題の解決策、および任意の利益、利点、または解決策を発生させるか、またはより顕著にする可能性がある任意の特徴は、いずれかまたはすべての請求項の重要な、必要な、または本質的な特徴として解釈されるべきではない。
【0086】
本明細書に記載の実施形態の仕様および図面は、様々な実施形態の構造の一般的な理解を提供することを意図している。本明細書および図面は、本明細書に記載の構造または方法を使用する装置およびシステムのすべての要素および特徴の網羅的かつ包括的な説明として役立つことを意図していない。別個の実施形態を単一の実施形態に組み合わせて提供してもよいし、逆に、簡潔にするために単一の実施形態の文脈で説明する様々な特徴を別個にまたは任意の下位組み合わせで提供してもよい。さらに、範囲に記載されている値への参照には、その範囲内のすべての値が含まれる。本明細書を読んだ後にのみ、多くの他の実施形態が当業者に明らかになってもよい。本開示の範囲から逸脱することなく、構造的置換、論理的置換、または任意の変更を行うことができるように、他の実施形態を使用し、本開示から導出してもよい。したがって、本開示は限定的ではなく例示的とみなされるべきである。
図1
図2A
図2B
図2C
図3A
図3B
図3C
図3D
図3E
図3F
図3G
図3H
図3I
図3J
図3K
図3L
図3M
図3N
図3O
図4
図5
図6
図7
図8
【国際調査報告】