JP2019019952A - 滑り軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】軸部材との摺動によるトルクを抑制しつつ、軸部材のガタツキによる異音の発生を低減することができる滑り軸受を提供する。【解決手段】ラックブッシュ１は、円筒状のハウジング２内に軸Ｏ方向の移動が規制された状態で収容されるとともに、ラックバー４の背面（ラックギア４０と反対側の面）４１側に装着されて、ラックバー４の軸Ｏ方向の移動を許容しつつ、ラックバー４に加わる荷重を支持するものであり、ラックバー４に対してクリアランスを有する円筒状のブッシュ本体１０と、ラックバー４のラックギア４０側においてブッシュ本体１０の両端面を軸方向に沿って貫く貫通スリット１２０と、ラックバー４を上下方向（貫通スリット１０２の幅方向）Ｖから挟み込むように接触して支持する一対の支持面１１と、を備えている。【選択図】図２

Description

本発明は、軸部材に加わる荷重を支持する滑り軸受に関し、特に、ラックアンドピニオン式のステアリング機構に用いられるラックブッシュに好適な滑り軸受に関する。

ラックアンドピニオン式のステアリング機構は、ステアリングホイールに連動して回転するシャフトの先端に形成されたピニオンギアと、ラックバーに形成されたラックギアとの噛み合いにより、ピニオンギアの回転運動をラックギアの直線運動に変換する。これにより、ラックバーと連動するタイロッドに連結されたタイヤの向きを変える。

特許文献１には、ラックブッシュを備えたラックアンドピニオン式のステアリング機構が開示されている。このステアリング機構において、ラックブッシュは、ラックバーのラックギア面の背面側に装着され、ラックバーの直線運動を許容しつつ、ラックバーに荷重が加えられた場合にこれを支持する。また、ラックブッシュは、ラックバーのラックギア側において軸方向に沿って形成された両端面を貫く貫通スリットを有しており、このため、貫通スリットのない筒状のブッシュに比べて縮径し易く、ラックバーとともにラックブッシュを収容するハウジングへのラックブッシュの組み付け作業が容易かつ円滑となる。

特開２０１３−７９０２４号公報

特許文献１に記載のラックブッシュは、内周面が全周に亘りラックバーの外周面と接触している。このため、ラックバーとラックブッシュとの摺動によるトルクが発生して、ステアリング操作に影響する。この影響を小さくするためには、ラックバーに対して非接触となるように、ラックバーの全周に対してクリアランスを有することが好ましい。

しかしながら、ラックアンドピニオン式のステアリング機構では、ピニオンギアの回転運動をラックギアの直線運動に変換する際に、ラックギアがピニオンギアによって上下方向に引き摺られて、ラックバーに上下方向のガタツキが発生する。このため、ラックバーの全周に対してクリアランスを有するラックブッシュでは、ラックバーの上下方向のガタツキにより、ラックバーと当接して異音を発生させることがある。

この問題は、ラックアンドピニオン式のステアリング機構に用いられるラックブッシュに限られない。軸部材に加わる荷重を支持する滑り軸受において、軸部材の全周に対してクリアランスを有する場合に、軸部材のガタツキによって発生する。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、軸部材との摺動によるトルクを抑制しつつ、軸部材のガタツキによる異音の発生を低減することができる滑り軸受を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明では、軸部材が挿入される円筒状の軸受本体に、軸方向に沿って軸受本体の両端面を貫く貫通スリットを形成するとともに、この貫通スリットの幅方向から軸部材を挟み込むように接触して支持する一対の支持面を、軸受本体の内周面より径方向内方に設けた。

例えば、本発明は、
軸部材を支持する滑り軸受であって、
前記軸部材が挿入される円筒状の軸受本体と、
前記軸受本体の軸方向両端面を貫く貫通スリットと、
前記軸受本体の内周面より径方向内方に形成され、前記軸部材を前記貫通スリットの幅方向から挟み込むように接触して支持する一対の支持面と、を備える。

本発明では、一対の支持面により軸部材を貫通スリットの幅方向から挟み込むように接触して支持するので、貫通スリットの幅方向における軸部材のガタツキを抑制して、このガタツキによる軸部材との当接を防止することができ、これにより、異音の発生を防止することができる。また、一対の支持面を軸受本体の内周面より径方向内方に形成しているので、軸受本体に挿入された軸部材との接触を支持面のみとすることができ、これにより、軸部材と滑り軸受との摺動によるトルクを抑制することができる。したがって、本発明によれば、軸部材との摺動によるトルクを抑制しつつ、軸部材のガタツキによる異音の発生を低減することができる。

図１は、本発明の一実施の形態に係るラックブッシュ１が用いられたラックアンドピニオン式のステアリング機構の上面部分断面図である。 図２は、図１に示すラックアンドピニオン式のステアリング機構の側面部分断面図である。 図３（Ａ）、図３（Ｂ）、図３（Ｃ）および図３（Ｄ）は、ラックブッシュ１の正面図、上面図、左側面図、および右側面図である。 図４（Ａ）および図４（Ｂ）は、図３（Ｃ）に示すラックブッシュ１のＡ−Ａ断面図およびＢ−Ｂ断面である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係るラックブッシュ１が用いられたラックアンドピニオン式のステアリング機構の上面部分断面図である。また、図２は、図１に示すラックアンドピニオン式のステアリング機構の側面部分断面図である。

図示するように、ラックアンドピニオン式のステアリング機構は、ステアリングホイール（不図示）に連動して回転するシャフト３の先端に形成されたピニオンギア３０と、ラックバー４に形成されたラックギア４０との噛み合いにより、ピニオンギア３０の回転運動Ｒをラックギア４０の軸Ｏ方向（車両進行方向Ｇに対して垂直かつ水平方向）の直線運動Ｌに変換する。これにより、ラックバー４と連動するタイロッド（不図示）に連結されたタイヤ（不図示）の向きを変える。

ここで、ラックブッシュ１は、円筒状のハウジング２内に軸Ｏ方向の移動が規制された状態で収容されるとともに、ラックバー４の背面（ラックギア４０と反対側の面）４１側に装着されて、ラックバー４の軸Ｏ方向の移動を許容しつつ、ラックバー４に加わる荷重を支持する。

図３（Ａ）、図３（Ｂ）、図３（Ｃ）および図３（Ｄ）は、ラックブッシュ１の正面図、上面図、左側面図、および右側面図である。また、図４（Ａ）および図４（Ｂ）は、図３（Ｃ）に示すラックブッシュ１のＡ−Ａ断面図およびＢ−Ｂ断面である。

ラックブッシュ１は、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂等の摺動特性のよい合成樹脂で形成され、図示するように、円筒状のブッシュ本体１０と、それぞれ支持面１１を有する一対の支持部１３と、を備えている。

ブッシュ本体１０は、支持部１３毎に設けられた一対のスリット１０１と、貫通スリット１０２と、フランジ１０３と、を有する。

一対のスリット１０１は、ブッシュ本体１０の上下方向（貫通スリット１０２の幅方向）Ｖにおいて、一方の端面１０４ａから他方の端面１０４ｂに向けて軸Ｏ方向に沿って形成されており、このスリット１０１内に、対応する支持部１３の支持面１１が径方向内方に向けて配置される。

貫通スリット１０２は、ラックバー４のラックギア４０側において、軸Ｏ方向に沿ってブッシュ本体１０の両端面１０４ａ、１０４ｂを貫いており（図２参照）、この貫通スリット１０２により、ブッシュ本体１０は径方向に伸縮可能となっている。また、貫通スリット１０２の幅Ｈ１は、ラックバー４のラックギア４０の幅Ｈ２よりも大きい（図２参照）。これにより、貫通スリット１０２の縁部１０２０がラックギア４０のギア面と当接するのを防止している。

フランジ１０３は、ブッシュ本体１０の他方の端面１０４ｂ側において、ブッシュ本体１０の外周面１０５に形成されており、ハウジング２の内周面２０に周方向に形成された環状溝２１に挿入される。これにより、ハウジング２内に収容されたラックブッシュ１の軸Ｏ方向の移動が規制される（図１参照）。

フランジ１０３には、位置合わせ用の突起部１０６が形成されており、この突起部１０６をハウジング２の内周面２０に軸Ｏ方向に形成されたガイド溝２２に挿入することにより、貫通スリット１０２がラックバー４のラックギア４０側に位置して、その幅方向を上下方向Ｖに一致させるように、ラックブッシュ１が正しく位置決めされる（図１参照）。

また、ブッシュ本体１０は、内周面１０９を、ラックバー４の背面４１側に配され、ラックバー４の外径ｒ３より大きな内径ｒ１を有する第一内径部１０７と、第一内径部１０７よりラックバー４のラックギア４０側に配され、第一内径部１０７の内径ｒ１より大きな内径ｒ２を有する第二の内径部１０８と、で構成している。これにより、ブッシュ本体１０の内周面１０９に、全周に亘って、ラックバー４に対してクリアランスを持たせている。また、第二の内径部１０８の内径ｒ２を第一内径部１０７の内径ｒ１より大径とすることにより、ラックブッシュ１の前後（車両進行方向Ｇ）のガタツキにより、ブッシュ本体１０がラックバー４のラックギア４０と接触する可能性を低減している（図２参照）。

一対の支持部１３は、それぞれの支持面１１により、ラックバー４を上下方向Ｖから挟み込むように接触して支持する（図２参照）。上述したように、支持部１３は、対応するスリット１０１内に支持面１１を径方向内方に向けて配置しており、軸Ｏ方向に延びるアーム１２によりブッシュ本体１０と連結している。アーム１２および支持部１３は、ブッシュ本体１０の外周面１０５よりもブッシュ本体１０の内側（軸Ｏ側）に配置されている。このため、ラックブッシュ１をハウジング２内に収容した場合に、アーム１２の外周面１４および支持部１３の外周面１５とハウジング２の内周面２０との隙間ｇが形成され（図２参照）、これにより、支持面１１は、ラックバー４を当接しながら上下方向Ｖおよび円周方向Ｃに移動可能である。

また、一対の支持部１３は、それぞれ、支持面１１を、ラックバー４に対してシメシロとなるように設定された円１１０上に配置しており、これにより、ラックバー４と確実に接触するようにされている。さらに、一対の支持部１３は、それぞれ、支持面１１を、軸心Ｏを含み、貫通スリット１０２の幅方向と平行な鉛直線Ｄに対してラックバー４のラックギア４０側に配置しており、これにより、ラックブッシュ１の前後（車両進行方向Ｇ）のガタツキを抑制して、ブッシュ本体１０がラックバー４のラックギア４０と接触する可能性を低減している（図２参照）。

以上、本発明の一実施の形態について説明した。

本実施の形態では、貫通スリット１０２の幅方向がラックバー４の上下方向Ｖと一致するようにラックブッシュ１をラックバー４に装着しているので、ラックブッシュ１が一対の支持部１３の支持面１１によりラックバー４を上下方向Ｖから挟み込むように接触して支持する。このため、ラックバー４の上下方向Ｖのガタツキを抑制して、このガタツキによるラックバー４との当接を防止することができ、これにより、異音の発生を防止することができる。また、ラックバー４に対してクリアランスを有する内径（第一内径部１０７の内径ｒ１、第二内径部１０８の内径ｒ２）とし、ラックバー４との接触を支持面１１のみとしているので、ラックバー４とラックブッシュ１との摺動によるトルクを低くして、ステアリング操作に与える影響を小さくすることができる。したがって、ステアリング操作に与える影響を抑制しつつ、異音の発生を低減することができる。

また、本実施の形態において、支持部１３は、支持面１１を対応するスリット１０１内に径方向内方に向けて配置しており、軸Ｏ方向に延びるアーム１２によりブッシュ本体１０と連結している。このアーム１２の貫通スリット１０２の幅方向およびブッシュ本体１０の円周方向への弾性変形により、支持面１１は、ラックバー４を当接しながら上下方向Ｖおよび円周方向Ｃに移動可能であるので、一対の支持面１１をラックバー４により確実に接触させることができる。

また、本実施の形態では、ラックバー４のラックギア４０側において、軸Ｏ方向に沿ってブッシュ本体１０の両端面１０４ａ、１０４ｂを貫く貫通スリット１０２を設けているので、この貫通スリット１０２により、ブッシュ本体１０は径方向に伸縮可能となり、ハウジング２への装着作業を容易にすることができる。

また、本実施の形態では、ラックバー４を上下方向Ｖから支持する一対の支持面１１を、軸心Ｏを含み、貫通スリット１０２の幅方向と平行な鉛直線Ｄに対してラックバー４のラックギア４０側に配しているので、ラックブッシュ１の前後（車両進行方向Ｇ）のガタツキを抑制して、ブッシュ本体１０がラックバー４のラックギア４０と接触する可能性を低減することができ、したがって、異音の発生をさらに低減することができる。

また、本実施の形態において、ブッシュ本体１０は、ラックバー４のラックギア４０側に配された第二の内径部１０８の内径ｒ２をラックバー４の背面４１側に配された第一内径部１０７の内径ｒ１よりも大径としているので、ラックブッシュ１の前後（車両進行方向Ｇ）のガタツキにより、ブッシュ本体１０がラックバー４のラックギア４０と接触する可能性を低減することができ、したがって、異音の発生をさらに低減することができる。

なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形は可能である。

例えば、上記の実施の形態では、支持面１１を、対応するスリット１０１内に径方向内方に向けて配置して、軸Ｏ方向に延びるアーム１２によりブッシュ本体１０と連結している。しかし、本発明はこれに限定されない。支持面１１は、ラックバー４を当接しながら上下方向Ｖに移動可能であれば、どのような方法でブッシュ本体１０に連結してもかまわない。例えば、支持面１１とブッシュ本体１０の内周面１０９との間にゴム、熱可塑性エラストマー等の弾性体を介在させることにより、支持面１１を、ラックバー４に当接させながら上下方向Ｖに移動可能としてもよい。あるいは、支持部１３とハウジング２の内周面２０とに隙間を設けて、支持部１３がこの隙間内を移動できるようにすることにより、支持面１１をラックバー４に当接させながら上下方向Ｖに移動可能としてもよい。

また、本発明は、ラックアンドピニオン式のステアリング機構に用いられるラックブッシュに限られない。軸部材を支持する滑り軸受に広く適用可能である。

１：ラックブッシュ、 ２：ハウジング、 ３：シャフト、 ４：ラックバー、 １０：ブッシュ本体、１１：支持面、 １２：アーム、 １３：支持部、 １４：アーム１２の外周面、 １５：支持部１３の外周面、 ２０：ハウジング２の内周面、 ２１：ハウジング２の環状溝２１、 ２２：ハウジング２のガイド溝、 ３０：ピニオンギア、 ４０：ラックギア、 １０１：スリット、 １０２：貫通スリット、 １０３：フランジ、 １０４ａ、１０４ｂ：ブッシュ本体１０の端面、 １０５：ブッシュ本体１０の外周面、 １０６：フランジ１０３の突起部、 １０７：ブッシュ本体１０の第一内径部、 １０８：ブッシュ本体１０の第二内径部、 １０９：ブッシュ本体１０の内周面、 １０２０：貫通スリット１０２の縁部

Claims (12)

1. 軸部材を支持する滑り軸受であって、
   前記軸部材が挿入される円筒状の軸受本体と、
   前記軸受本体の軸方向両端面を貫く貫通スリットと、
   前記軸受本体の内周面より径方向内方に形成され、前記軸部材を前記貫通スリットの幅方向から挟み込むように当接して支持する一対の支持面と、を備える
   ことを特徴とする滑り軸受。
2. 請求項１に記載の滑り軸受であって、
   前記支持面は、前記軸部材を当接しつつ移動可能である
   ことを特徴とする滑り軸受。
3. 請求項１または２に記載に滑り軸受であって、
   前記軸受本体は、
   前記一対の支持面のそれぞれに対応して設けられ、一方の端面から他方の端面に向けて軸方向に形成された一対のスリットと、
   前記一対の支持面のそれぞれに対応して設けられ、弾性変形可能なアームと、を有し、
   前記支持面は、
   対応する前記スリット内に配置されており、対応する前記アームにより前記軸受本体と連結している
   ことを特徴とする滑り軸受。
4. 請求項３に記載の滑り軸受であって、
   前記アームは、
   前記軸受本体の外周面よりも前記軸受本体の内側に配置されている
   ことを特徴とする滑り軸受。
5. 請求項３に記載の滑り軸受であって、
   前記滑り軸受は、
   円筒状のハウジングに軸方向の移動が規制された状態で収容され、
   前記アームは、
   前記ハウジングの内周面と径方向に隙間を有する
   ことを特徴とする滑り軸受。
6. 請求項１または２に記載の滑り軸受であって、
   それぞれ前記支持面が形成された一対の支持部をさらに有し、
   前記一対の支持部は、
   前記軸受本体の外周面よりも前記軸受本体の内側に配置されている
   ことを特徴とする滑り軸受。
7. 請求項１または２に記載の滑り軸受であって、
   それぞれ前記支持面が形成された一対の支持部をさらに有し、
   前記滑り軸受は、
   円筒状のハウジングに軸方向の移動が規制された状態で収容され、
   前記一対の支持部は、
   前記ハウジングの内周面と径方向に隙間を有する
   ことを特徴とする滑り軸受。
8. 請求項１ないし７のいずれか一項に記載の滑り軸受であって、
   前記一対の支持面は、
   軸心を含み、かつ前記貫通スリットの幅方向と平行な直線に対して前記貫通スリット側に配されている
   ことを特徴とする滑り軸受。
9. 請求項１ないし８のいずれか一項に記載の滑り軸受であって、
   前記軸部材は、
   ラックアンドピニオン式のステアリング機構のラックバーであり、
   前記滑り軸受は、
   前記貫通スリットが、前記ラックバーのラックギア側において前記ブッシュ本体の両端面を軸方向に沿って貫くように、前記ラックバーに装着される
   ことを特徴とする滑り軸受。
10. 請求項９に記載の滑り軸受であって、
    前記一対の支持面は、
    軸心を含み、かつ前記貫通スリットの幅方向と平行な直線に対して前記ラックバーのラックギア側に配されている
    ことを特徴とする滑り軸受。
11. 請求項９または１０に記載の滑り軸受であって、
    前記軸受本体は、
    前記ラックバーのラックギアとは反対側の背面側に配された第一の内径部と、
    前記第一の内径部より前記ラックバーのラックギア側に配され、前記第一の内径部より大径の第二の内径部と、を有する
    ことを特徴とする滑り軸受。
12. 請求項９ないし１１のいずれか一項に記載の滑り軸受であって、
    前記貫通スリットの幅は、
    前記ラックバーの前記ラックギアの幅より大きい
    ことを特徴とする滑り軸受。
    

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