JP6572624B2 - 滑り軸受及びそれを具備した軸受機構 - Google Patents

Description

本発明は、例えば自動車のラックピニオン式ステアリング装置のラック軸を直動自在に支承するために、ラック軸と当該ラック軸を収容した筒体との間に介在される滑り軸受及び斯かる軸受を具備した軸受機構に関する。

自動車のラックピニオン式ステアリング装置のラック軸を筒体に対して直動自在に支承する軸受としては、合成樹脂からなる滑り軸受が使用されている。

特開平１１−２０１１５４号公報 実公昭５６−３９７４７号公報

滑り軸受は、転がり軸受に比べ、価格が安く、振動吸収性に優れるという利点を有するが、ラック軸を筒体に対して直動自在に支持するために、斯かる滑り軸受をラック軸と筒体との間にＯリング等の弾性リングの締め代をもって介在させた場合に、走行時等において筒体に対するラック軸の揺動で弾性リングが大きく弾性変形されて、弾性リングが装着された滑り軸受の軸受本体の外面の筒体の内周面への衝突で異音、所謂、ラトル音が生じる虞があり、斯かるラトル音は、自動車の乗員に不快感を与えることになる。

以上の問題は、ラック軸と筒体との間に介在される滑り軸受に限って生じるものではなく、例えば、ステアリングコラムシャフト（以下、コラムシャフトという）とステアリングコラムチューブ（以下、コラムチューブという）との間に介在される滑り軸受においても同様に生じ得るのである。

本発明は、前記諸点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、コラムチューブ、筒体等のチューブとの衝突をなくし得て、衝突に起因する異音（ラトル音）の発生の虞をなくし得る滑り軸受及び斯かる軸受を具備した軸受機構を提供することにある。

本発明の滑り軸受は、軸受本体と、この軸受本体に装着された弾性リングとを具備しており、軸受本体は、軸方向のその一方の端面から軸方向のその他方の端面の手前まで伸びた一方のスリットと、当該他方の端面から当該一方の端面の手前まで伸びた他方のスリットと、摺動面を有した内面と、弾性リングを受容した少なくとも一つの溝及び少なくとも一つの突起が夫々形成された外面とを具備しており、締め代をもってチューブの内周面に弾性リングの外周面を接触させて当該チューブの内周面で規定される中空部に軸受本体を配し、摺動面でシャフトを弾性リングの弾性力をもって締め付けて軸受本体をシャフトの外周面に相対的に滑り移動自在に装着して、チューブとシャフトとの間に介在させるための滑り軸受であって、当該滑り軸受がチューブとシャフトとの間に介在された際には、突起は、チューブの内周面に接触するようになっている。

本発明の滑り軸受によれば、少なくとも一つの突起は、当該滑り軸受がチューブとシャフトとの間に介在された際には、チューブの内周面に接触するようになっているので、当該滑り軸受がチューブとシャフトとの間に介在された際には、チューブの内周面と軸受本体の外面との衝突をなくし得、衝突に起因する異音（ラトル音）の発生の虞をなくし得る。

本発明において、少なくとも一つの突起は、好ましくは、断面半円形状であるが、これに限定されず、例えば、断面半楕円形状、矩形状等であってもよい。なお、突起の外周面の径は、チューブの内周面の径と同径、好ましくはチューブの内周面よりも大きければよい。

本発明においては、シャフトは、ラック軸であって、チューブは、筒体であってもよいが、これに代えて、シャフトは、コラムシャフトであって、チューブは、コラムチューブであってもよく、更には、その他のシャフト及びチューブであってもよい。

弾性リングとしては、断面円形状の所謂Ｏリングであってよいが、その他の断面Ｘ字形状、断面Ｕ字形状、断面矩形状又は断面台形状等の弾性リングであってもよく、弾性リングを形成する弾性材料としては、天然ゴム、合成ゴム、弾性を有する熱可塑性合成樹脂、例えばポリエステルエラストマーのいずれであってもよい。

締め代を与えるための弾性リングは、弾性リングの弾性係数にもよるが、軸受本体への装着前において、その外径が、チューブの内周面の径よりも０．３ｍｍから１．０ｍｍ程度大きいものを、その内径が、溝の底面の径よりも０．３ｍｍから１．０ｍｍ程度小さいものを好ましい例として提示し得るが、要は、チューブの内周面に対して締め代をもち、かつ摺動面を介してシャフトを適度な弾性力で締め付けて摺動面とシャフトとの間のクリアランスを零とする程度に、軸受本体の外面から突出すると共に軸受本体を縮径させるようになっていればよく、具体的には、軸受本体への装着前において、少なくとも、外径がチューブの内周面の径よりも大きく、内径が溝の底面の径よりも小さければよい。

本発明においては、径方向において軸受本体の内面及び外面で開口した一方のスリットは、軸方向において軸受本体の一方の端面でも開口しており、径方向において軸受本体の内面及び外面で開口した他方のスリットは、軸方向において軸受本体の他方の端面でも開口しており、軸受本体の縮径を得る斯かる一方及び他方のスリットは、好ましくは、複数個であり、複数個の一方及び他方のスリットは、当該均等な縮径を得るべく、軸対称に配されている。

本発明において、好ましい例では、摺動面は、軸心周りの方向において一方及び他方のスリットを間にして当該軸心周りの方向に配列された複数の摺動面部からなり、各摺動面部は、好ましい例では、シャフトの外周面の曲率と同一の曲率を有している凹面であるが、その他の平坦面又は円弧状の凸面であってもよい。

本発明において、好ましい例では、軸受本体の内面は、摺動面よりも大径の拡径内面を更に有しており、突起は、拡径内面に対して径方向において対応する位置で軸受本体の外面に形成されている。

突起が拡径内面に対して径方向において対応する位置で軸受本体の外面に形成されていると、突起のチューブの内周面への過度の接触によるチューブからの反力を拡径内面での軸受本体の撓み変形で吸収できると共に拡径内面のシャフトの外周面への接触を回避でき、シャフトの軸受本体に対する移動自在性を確保できる。

本発明においては、好ましくは、溝は、軸方向において互いに離間された複数、より好ましくは、二個からなり、溝が複数からなる場合には、好ましくは、少なくとも二個の溝の夫々に弾性リングが受容されている。

本発明の滑り軸受において、摺動面及び突起を含んで軸受本体は、好ましくは、合成樹脂から一体成形されたものである。

軸受本体を形成する合成樹脂としては、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂及び四ふっ化エチレン樹脂などの熱可塑性合成樹脂を好ましい例として挙げることができる。

本発明において、移動自在な装着は、シャフトとの関連で、回転自在な装着若しくは直動自在な装着又は回転且つ直動自在な装着のいずれでもよい。

本発明による軸受機構は、チューブと、このチューブ内に挿着されたシャフトと、チューブとシャフトとの間に介在された上記のいずれかの態様の滑り軸受とを具備しており、弾性リングは、その外周面で締め代をもってチューブの内周面に嵌装されており、軸受本体は、その外面とチューブの内周面との間に隙間をもってチューブの内周面で規定される中空部に配されていると共に摺動面を介してシャフトを弾性リングの弾性力をもって締め付けて当該シャフトの外周面に装着されており、突起は、チューブの内周面に接触している。

本発明による軸受機構によれば、上記の滑り軸受を具備しているために、チューブとの衝突音をなくし得、その上、ステアリング操作等をよりスムースに行わせることができる。

本発明によれば、コラムチューブ、筒体等のチューブとの衝突音をなくし得て、衝突に起因する異音（ラトル音）の発生の虞をなくし得る滑り軸受及び斯かる軸受を具備した軸受機構を提供することができる。

図１は、本発明の好ましい例であって滑り軸受を図２に示すＩ−Ｉ線矢視断面で示した説明図である。 図２は、図１に示す例の弾性リングを省いた滑り軸受の左側面説明図である。 図３は、図１に示す例の弾性リングを省いた滑り軸受の右側面説明図である。 図４は、図１に示す例の弾性リングを省いた滑り軸受の図３に示すＩＶ−ＩＶ線矢視断面説明図である。 図５は、図１に示す例の弾性リングを省いた滑り軸受の図３に示すＶ−Ｖ線矢視断面説明図である。 図６は、図１に示す例の滑り軸受の平面説明図である。 図７は、本発明の好ましい他の例の断面説明図である。

以下、本発明及びその実施の形態を、図に示す好ましい具体例に基づいて説明する。なお、本発明は本具体例に何等限定されないのである。

図１から図６において、滑り軸受としてのラックピニオン式ステアリング装置のラック軸用の滑り軸受１を有した軸受機構２は、円筒状の内周面３を有したチューブとしての円筒状の筒体（以下、チューブという）４と、チューブ４内であって内周面３で規定された円柱状の中空部５に挿着されていると共に円筒状の外周面６を有したシャフトとしての円柱状のラック軸７とを具備しており、滑り軸受１は、チューブ４とラック軸７との間に介在されている。

滑り軸受１は、軸受本体１１と、軸受本体１１の外面１２に装着された二個の弾性リング１３及び１４とを具備している。

軸受本体１１は、軸方向Ａにおける円筒状の中央部２１と、軸方向Ａにおける一方の円環状の端面２２及び中央部２１間の一方の円筒状の軸方向端部２３と、軸方向Ａにおける他方の円環状の端面２４及び中央部２１間の他方の円筒状の軸方向端部２５と、端面２２から端面２４の手前まで夫々が軸方向Ａに伸びていると共に軸心Ｏ周りの方向Ｒにおいて配列された一方の複数（６個）のスリット２６と、端面２４から端面２２の手前まで夫々が軸方向Ａに伸びていると共に方向Ｒにおいて配列された他方の複数（４個）のスリット２７と、中央部２１に設けられた円筒状の摺動面２８、軸方向Ａにおける端面２２及び摺動面２８間における軸方向端部２３に設けられた円筒状の拡径内面２９、軸方向Ａにおける端面２４及び摺動面２８間における軸方向端部２５に設けられている円筒状の拡径内面３０、軸方向Ａにおける拡径内面２９及び摺動面２８間の円筒状の傾斜内面３１並びに軸方向Ａにおける拡径内面３０及び摺動面２８間の円筒状の傾斜内面３２を有した円筒状の内面３３と、中央部２１に軸方向Ａにおいて互いに離間されて設けられていると共に弾性リング１３及び１４を夫々受容した二つの円環状の溝３４、軸方向Ａにおいて二つの溝３４を間にして軸方向端部２３及び２５に夫々設けられた一方及び他方の円環状の突起３５及び３６並びに係止用の円環状の鍔３７が夫々形成された円筒状の外面１２とを具備している。

拡径内面２９は、軸方向Ａにおける一端４１で傾斜内面３１の軸方向Ａにおける一端に連接していると共に摺動面２８に対して平行であって軸方向Ａに伸びた円筒状の面４２と、軸方向Ａにおける一端４３で面４２の軸方向Ａにおける他端４４に連接していると共に軸方向Ａにおける他端４３ａで端面２２の円環状の内径縁に連接し、しかも、当該一端４３から当該他端４３ａに向かうに連れて徐々に拡径したテーパ面４５とを具備しており、拡径内面３０は、軸方向Ａにおける一端４６で傾斜内面３２の軸方向Ａにおける一端に連接していると共に摺動面２８に対して平行であって面４２と同径の軸方向Ａに伸びた円筒状の面４７と、軸方向Ａにおける一端４８で面４７の軸方向Ａにおける他端４９に連接していると共に軸方向Ａにおける他端４８ａで端面２４の円環状の内径縁に連接し、しかも、当該一端４８から当該他端４８ａに向かうに連れて徐々に拡径したテーパ面５０とを具備している。

円筒状の中央部２１、円筒状の摺動面２８、円筒状の傾斜内面３１、円筒状の傾斜内面３２、二つの円環状の溝３４、円環状の突起３５及び３６は夫々、スリット２６及び２７により、円環状の端面２２、円筒状の軸方向端部２３並びに面４２及びテーパ面４５を具備した円筒状の拡径内面２９は夫々、スリット２６により、そして、円環状の端面２４、円筒状の軸方向端部２５、面４７及びテーパ面５０を具備した拡径内面３０並びに鍔３７は夫々、スリット２７により夫々方向Ｒにおいて分断されている。

中央部２１、軸方向端部２３、軸方向端部２５、突起３５及び３６並びに鍔３７を含んで軸受本体１１は、合成樹脂から一体成形されており、内面３３において、軸方向Ａにおける突起３５及び３６間の位置に径方向Ｂにおいて対応する位置に設けられている摺動面２８は、方向Ｒにおいてスリット２６及び２７を間にして当該方向Ｒに配されている複数（１０個）の摺動面部６１からなり、各摺動面部６１は、径ｒ１を有した外周面６の曲率と同一の曲率を有した円弧状の凹面からなり、径方向Ｂにおいて互いに対面する摺動面部６１間の各距離（径）ｄ１は、互いに等しく、径方向Ｂにおいて互いに対面する面４２間の各距離（径）ｄ２と、同じく径方向Ｂにおいて互いに対面する面４７間の各距離（径）ｄ３（＝ｄ２）とよりも小さく、而して、拡径内面２９及び３０の夫々は、摺動面部６１の夫々が接触する外周面６に対して径方向Ｂの隙間６５及び６６を形成するようになっている。

軸受本体１１は、外面１２に各スリット２７に対応して形成されている複数の溝７２を更に具備しており、複数の溝７２の夫々は、端面２２で開口した軸方向Ａにおける一端７５と、対応のスリット２７に連通した軸方向における他端７６とを有している。

弾性リング１３及び１４の夫々は、その円環状の外周面８１で締め代をもって内周面３に接触して嵌装されており、而して、軸受本体１１は、径方向Ｂにおいて外面１２と内周面３との間に径方向Ｂの円筒状の隙間８２をもって中空部５に配されており、各摺動面部６１でラック軸７の外周面６を弾性リング１３及び１４の弾性力をもって締め付けて外周面６に相対的に移動自在、即ち、軸方向Ａに直動自在に且つ方向Ｒに回転自在に装着されて、チューブ４とラック軸７との間に介在されており、断面半円形状の突起３５及び３６は、その円環状の外周面８１で内周面３に接触している。

内周面３には、複数の鍔３７に対応して複数の嵌合凹所９１が形成されており、各嵌合凹所９１に対応の鍔３７が嵌合されて、これにより、滑り軸受１は、内周面３に固定されている。

以上の軸受機構２によれば、滑り軸受１がチューブ４とラック軸７との間に介在されているので、ラック軸７をチューブ４に対して軸方向Ａに直動自在に且つ方向Ｒに回転自在に支持でき、しかも、突起３５及び３６がその外周面８１で内周面３に接触するようになっているので、チューブ４と外面１２との衝突をなくし得、衝突に起因する異音（ラトル音）の発生の虞をなくし得る。

加えて、軸受機構２によれば、突起３５及び３６が軸方向端部２３及び２５に設けられて、軸方向端部２３及び２５の拡径内面２９及び３０の夫々が外周面６に対して径方向Ｂの隙間６５及び６６を形成するようになっているので、軸方向端部２３及び２５の径方向Ｂの撓み変形を許容できる結果、この撓み変形で突起３５及び３６のチューブ４の内周面３への過度の接触によるチューブ４からの反力を吸収できると共に隙間６５及び６６で拡径内面２９及び３０のラック軸７の外周面６への接触を回避できる一方、弾性リング１３及び１４の弾性力による摺動面部６１での外周面６の締め付けを確保でき、而して、ラック軸７のチューブ４に対しての軸方向Ａの直動自在な支持と方向Ｒの回転自在な支持とを行い得る。

図１から図６に示す軸受本体１１は、拡径内面２９及び３０に対して径方向Ｂにおいて対応する位置で外面１２に形成されている二つの突起３５及び３６を具備しているが、図７に示すように、軸受本体１１と、軸受本体１１の外面１２に装着された二個の弾性リング１３及び１４とを具備している滑り軸受１において、軸受本体１１は、軸方向Ａにおける溝３４間であって中央部２１の外面１２に形成されている一つの突起９２を具備していてもよく、図７に示す軸受本体１１の場合には、内面３３は、中央部２１に設けられた円筒状の拡径内面９３と、拡径内面９３の部位を除いて中央部２１並びに軸方向端部２３及び２５に設けられた円筒状の摺動面９４を有しており、一方の溝３４は、軸方向端部２３の外面１２に、他方の溝３４は、軸方向端部２５の外面１２に夫々形成されており、突起９２及び拡径内面９３は、スリット２６及び２７により、軸方向端部２３での摺動面９４は、スリット２６により、そして、軸方向端部２５での摺動面９４は、スリット２７により夫々方向Ｒにおいて分断されており、而して、摺動面２８と同様に、軸方向端部２３での摺動面９４は、方向Ｒにおいてスリット２６を間にして当該方向Ｒに配されている複数（１０個）の摺動面部９５からなり、軸方向端部２５での摺動面９４は、方向Ｒにおいてスリット２７を間にして当該方向Ｒに配されている複数（１０個）の摺動面部９６からなり、摺動面部９５及び９６は、摺動面部６１と同様に形成されており、摺動面部９５及び９６として摺動面９４を軸方向Ａにおいて分断する拡径内面９３は、摺動面部９５及び９６の夫々が接触する外周面６に対して径方向Ｂの隙間９７を形成するようになっている。

図７に示す軸受機構２においても、滑り軸受１がチューブ４とラック軸７との間に介在されているので、ラック軸７をチューブ４に対して軸方向Ａに直動自在に且つ方向Ｒに回転自在に支持でき、しかも、拡径内面９３に対して径方向Ｂにおいて対応する位置で中央部２１の外面１２に形成され突起９２がその外周面９８で内周面３に接触するようになっているので、チューブ４と外面１２との衝突をなくし得、衝突に起因する異音（ラトル音）の発生の虞をなくし得、しかも、拡径内面９３が隙間９７を形成するようになっているので、中央部２１の径方向Ｂの撓み変形を許容できる結果、突起９２のチューブ４の内周面３への過度の接触によるチューブ４からの反力を拡径内面９３での中央部２１の撓み変形で吸収できると共に拡径内面９３のラック軸７の外周面６への接触を回避でき、而して、ラック軸７のチューブ４に対しての軸方向Ａの直動自在な支持と方向Ｒの回転自在な支持、即ち、ラック軸７の軸受本体１１に対する移動自在性を確保できる。

１ 滑り軸受
２ 軸受機構
３ 内周面
４ チューブ
５ 中空部
６ 外周面
７ ラック軸
１１ 軸受本体
１２ 外面
１３、１４ 弾性リング
２１ 中央部
２２、２４ 端面
２３、２５ 軸方向端部
２６、２７ スリット
２８ 摺動面
２９、３０ 拡径内面
３１、３２ 傾斜内面
３３ 内面
３４ 溝
３５、３６ 突起
３７ 鍔

Claims (8)

1. 軸受本体と、この軸受本体に装着された弾性リングとを具備しており、軸受本体は、軸方向のその一方の端面から軸方向のその他方の端面の手前まで伸びた一方のスリットと、当該他方の端面から当該一方の端面の手前まで伸びた他方のスリットと、摺動面を有した内面と、弾性リングを受容した少なくとも一つの溝及び軸方向において当該少なくとも一つの溝を間にして軸方向端部に夫々設けられた一方及び他方の突起が夫々形成された外面とを具備しており、締め代をもってチューブの内周面に弾性リングの外周面を接触させて当該チューブの内周面で規定される中空部に軸受本体を配し、摺動面でシャフトを弾性リングの弾性力をもって締め付けて軸受本体をシャフトの外周面に相対的に滑り移動自在に装着して、チューブとシャフトとの間に介在させるための滑り軸受であって、当該滑り軸受がチューブとシャフトとの間に介在された際には、一方及び他方の突起は、チューブの内周面に夫々接触するようになっている滑り軸受。
2. シャフトは、ステアリングコラムシャフトであり、チューブは、ステアリングコラムチューブである請求項１に記載の滑り軸受。
3. シャフトは、ラック軸であり、チューブは、筒体である請求項１に記載の滑り軸受。
4. 摺動面は、軸心周りの方向において一方及び他方のスリットを間にして当該軸心周りの方向に配された複数の摺動面部からなり、各摺動面部は、シャフトの外周面の曲率と同一の曲率を有している凹面である請求項１から３のいずれか一項に記載の滑り軸受。
5. 軸受本体の内面は、摺動面よりも大径の拡径内面を更に有しており、一方及び他方の突起は、拡径内面に対して径方向において対応する位置で軸受本体の外面に形成されている請求項１から４のいずれか一項に記載の滑り軸受。
6. 溝を複数有しており、複数の溝は、軸方向において互いに離間されており、複数の溝の夫々に弾性リングが受容されている請求項１から５のいずれか一項に記載の滑り軸受。
7. 摺動面並びに一方及び他方の突起を含んで軸受本体は、合成樹脂から一体成形されたものである請求項１から６のいずれか一項に記載の滑り軸受。
8. チューブと、このチューブ内に挿着されたシャフトと、チューブとシャフトとの間に介在された請求項１から７のいずれか一項に記載の滑り軸受とを具備しており、弾性リングは、その外周面で締め代をもってチューブの内周面に嵌装されており、軸受本体は、その外面とチューブの内周面との間に隙間をもってチューブの内周面で規定される中空部に配されていると共に摺動面を介してシャフトを弾性リングの弾性力をもって締め付けて当該シャフトの外周面に装着されており、一方及び他方の突起は、チューブの内周面に夫々接触している軸受機構。

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