JP2006125624A

JP2006125624A - 球面滑り軸受

Info

Publication number: JP2006125624A
Application number: JP2005224010A
Authority: JP
Inventors: Masahito Matsui; 雅人松井; Katsuyuki Kamei; 功志亀井; Yasuhisa Yamada; 康久山田; Toshimi Takagi; 敏己高城; Takahiko Uchiyama; 貴彦内山
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2004-09-29
Filing date: 2005-08-02
Publication date: 2006-05-18

Abstract

【課題】組立性の向上を図ることのできる球面滑り軸受を提供する。
【解決手段】インナーリング２２１とアウターリング２２２とからなる球面滑り軸受２２を転がり軸受１５の外周側もしくは内周側に有する軸受ユニットにおいて、球面滑り軸受２２のアウターリング端面に円環状もしくは円弧状のスリット２３をアウターリング２２２の周方向に沿って設け、アウターリング２２２を弾性変形し易くした。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車のステアリング機構などに用いられる球面滑り軸受に関する。

自動車のステアリング機構は例えば図１１に示すような構造となっており、上端部にステアリングホイール１を有するアッパーステアリングシャフト２の下端部には、中間ステアリングシャフト４の上端部が自在継手３を介して連結されている。この中間ステアリングシャフト４の下端部は車室とエンジンルームとを区画するトーボード５を貫通してステアリングギヤボックス７の入力軸に自在継手６を介して連結されており、中間ステアリングシャフト４のトーボード貫通部には軸受ユニットが設けられている。

このようなステアリング機構のトーボード貫通部に設けられる軸受ユニットとしては、例えば下記文献１に記載されたものが知られている。この軸受ユニットは、図１２に示すように、ステアリングシャフトを回転自在に支持する転がり軸受１５と、この転がり軸受１５の外周に設けられたハウジング１１とを備えており、転がり軸受１５とハウジング１１との間には、インナーリング２２１とアウターリング２２２とからなる球面滑り軸受２２が設けられている。
特開昭６２−５６６１４号公報

このような軸受ユニットは、車体に対するステアリングシャフトの角度が変化すると球面滑り軸受２２のインナーリング２２１とアウターリング２２２との間に滑りが発生するため、ステアリングシャフトの角度変化を吸収することができるが、アウターリング２２２の断面形状が略四角形であるため、球面滑り軸受２２のインナーリング２２１とハウジング１１との間にアウターリング２２２を組み込むときに手間を要し、組立性が悪いという問題があった。
本発明は上述した問題点に着目してなされたもので、組立性の向上を図ることのできる球面滑り軸受を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、アウターリングの内周面とインナーリングの外周面が球面で接触する球面滑り軸受において、前記アウターリングの二つの端面のうち少なくとも一方の端面に円環状もしくは円弧状のスリットを前記アウターリングの周方向に沿って設けたことを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１記載の球面滑り軸受において、前記インナーリングの内周に転がり軸受を配置したことを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１記載の球面滑り軸受において、前記アウターリングの外周に転がり軸受を配置したことを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか一項記載の球面滑り軸受において、前記球面滑り軸受の外周部に車体に固定されるハウジングを有し、前記球面滑り軸受の内周部に回転軸が挿入されていることを特徴とする。

本発明では、アウターリングの二つの端面のうち少なくとも一方の端面に円環状もしくは円弧状のスリットをアウターリングの周方向に沿って設けたことにより、アウターリングが径方向に弾性変形し易くなる。これにより、ハウジングとインナーリングとの間にアウターリングを容易に組み込むことができるので、組立性の向上を図ることができる。

以下、図１〜図１０を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態であるステアリング用軸受ユニットの軸方向に沿う断面図である。図１に示されるステアリング用軸受ユニットは、図示しない複数のボルトによりトーボードやダッシュボードなどに固定されたハウジング１１と、このハウジング１１内に挿入されたアウタースリーブ１２とを備えており、アウタースリーブ１２の内周には、インナースリーブ１３を介してステアリングシャフト１４を回転自在に支持する転がり軸受１５が設けられている。

ハウジング１１は円筒状に形成されており、このハウジング１１の内周面には、アウタースリーブ１２の外周面から突出する回り止め突起１６（図２参照）と係合する回り止め溝１７がハウジング１１の軸方向に沿って設けられている。
アウタースリーブ１２は合成樹脂材、好ましくは耐熱性及び耐グリース性を有する合成樹脂材（例えばナイロン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂など）から形成されており、このアウタースリーブ１２の挿入側端面（図中左側端面）には、ハウジング１１の端面に係合する複数の係止爪１８がアウタースリーブ１２と一体に樹脂成形されている。また、アウタースリーブ１２は係止爪１８と反対側の外周面端部にフランジ部１２１を有しており、このフランジ部１２１とハウジング１１の内周面に形成された段部１１１との間には、アウタースリーブ１２を図中右方に弾性付勢するリング状の弾性体１９が設けられている。
インナースリーブ１３はアウタースリーブ１２と同様に合成樹脂材から形成されており、このインナースリーブ１３の外周面中央部には、転がり軸受１５の内輪をインナースリーブ１３の外周面上に固定するための突起部３３，３４がインナースリーブ１３と一体に樹脂成形されている。

ステアリングシャフト１４は互いに平行な二つの平面部１４１（図４参照）を有しており、ステアリングシャフト１４が挿入されるインナースリーブ１３には、ステアリングシャフト１４の平面部１４１を押圧する二つのステアリングシャフト押え片２０（図１参照）が設けられている。これらのステアリングシャフト押え片２０はインナースリーブ１３と一体に樹脂成形されており、各押え片２０の両側には、ステアリングシャフト押え片２０をインナースリーブ１３の径方向に弾性変形させるために、それぞれスリット２１（図３参照）がインナースリーブ１３の一端から中央部に向かって形成されている。また、各ステアリングシャフト押え片２０はインナースリーブ１３の内径方向に突出する突起部２０ａ（図１参照）を先端部にそれぞれ有しており、これら突起部２０ａの間隔ｘはステアリングシャフト１４の外周面に形成された二つの平面部１４１の間隔ｙ（図４参照）よりも小さくなっている（ｘ＜ｙ）。なお、インナースリーブ１３の内周面には、ステアリングシャフト１４の平面部１４１と嵌合する平面状の回り止め部１３１（図５参照）が相対向して形成されている。転がり軸受１５はインナースリーブ１３の外周面に内周面を固定された内輪１５１と、この内輪１５１の外周に設けられた外輪１５２と、この外輪１５２と内輪１５１との間に設けられた複数の転動体１５３とを有しており、外輪１５２とアウタースリーブ１２との間には、ステアリングシャフト１４を揺動自在に支持する球面滑り軸受２２が設けられている。この球面滑り軸受２２は転がり軸受１５の外輪外周面に内周面を嵌着されたインナーリング２２１と、このインナーリング２２１の外周に設けられたアウターリング２２２とからなり、インナーリング２２１はエラストマー材などの柔軟性材料から形成されている。

球面滑り軸受２２のアウターリング２２２はアウタースリーブ１２と一体に樹脂成形されており、このアウターリング２２２の二つの端面（図１中左側と右側の端面）には、円環状のスリット（アウターリング２２２の軸方向に底部を有するスリット）２３がアウターリング２２２の周方向に沿って設けられている。
このように構成される軸受ユニットでは、車体に対するステアリングシャフト１４の角度が変化すると、図６に示す二点鎖線のように、球面滑り軸受２２のアウターリング２２２がステアリングシャフト１４の角度変化量に応じて弾性変形する。したがって、図１２に示した軸受ユニットと比較して、ステアリングシャフト１４の角度変化を確実に吸収することができ、ステアリングシャフト１４の角度変化によってアウターリング２２２に過大なラジアル荷重が作用することを抑制することができる。

また、球面滑り軸受２２のアウターリング２２２がハウジング１１の径方向に弾性変形し易くなるため、転がり軸受１５及びインナーリング２２１をインナースリーブ１３とアウターリング２２２との間に容易に組み込むことができ、組立性の向上を図ることができる。さらに、アウターリング２２２をアウタースリーブ１２と一体に樹脂成形する際に、アウターリング２２２を成形型から容易に取り出すことができる。
上述した実施の形態では、アウターリング２２２の二つの端面にスリット２３を設けたが、アウターリング２２２の二つの端面のうち何れか一方の端面のみにスリット２３を設けてもよい。

また、上述した実施の形態では、アウターリング２２２の二つの端面に円環状のスリット２３をアウターリング２２２の周方向に沿って連続して設けたが、図７及び図８に示す第２の実施形態のように、アウターリング２２２の二つの端面に円弧状のスリット２４をアウターリング２２２の周方向に沿って設けても第１の実施形態と同様の効果が得られる。なお、この場合のスリット２４はアウターリング２２２の軸方向に有底であってもよいし、貫通していてもよい。
さらに、図９に示す第３の実施形態のように、芯金２５１とゴム等の弾性部２５２とからなる弾性シール部材２５の外周側端部をアウターリング２２２の端面に形成されたスリット２３内に嵌入して、転がり軸受１５の軸方向両端を弾性シール部材２５でシールするようにしてもよい。

次に、本発明の第４の実施形態について図１０を参照して説明する。
図１０は、本発明の第４の実施形態であるステアリング用軸受ユニットの軸方向に沿う断面図である。図１０に示されるステアリング用軸受ユニットは、図示しない複数のボルトによりトーボードやダッシュボードなどに固定された円筒状のハウジング１１を備えており、このハウジング１１内には、スリーブ２６を介してステアリングシャフトを回転自在に支持する転がり軸受１５が設けられている。

転がり軸受１５は内輪１５１と、この内輪１５１の外周に設けられた外輪１５２とを有しており、ハウジング１１の内周面には、段部２７が形成されていると共にリング取付け溝２８がハウジング１１の周方向に沿って形成されている。このリング取付け溝２８にはＣ字状の外輪固定リング２９が嵌め込まれており、転がり軸受１５の外輪１５２は、上述した段部２７と外輪固定リング２９によってハウジング１１内に固定されている。

また、転がり軸受１５は内輪１５１と外輪１５２との間に設けられた複数の転動体１５３を有しており、内輪１５１とスリーブ２６との間には球面滑り軸受２２が設けられている。この球面滑り軸受２２はスリーブ２６と一体に樹脂成形されたインナーリング２２１と、このインナーリング２２１の外周に設けられた合成樹脂製のアウターリング２２２とからなり、アウターリング２２２の二つの端面には、円環状のスリット（アウターリング２２２の軸方向に底部を有するスリット）２３がアウターリング２２２の周方向に沿って設けられている。

なお、アウターリング２２２の外周面にはリング取付け溝３０がアウターリング２２２の周方向に沿って形成されており、このリング取付け溝３０には、アウターリング２２２の外周面に形成された段部３１と協働して転がり軸受１５の内輪１５１をアウターリング２２２の外周面上に固定するＣ字状の内輪固定リング３２が嵌め込まれている。
このように構成される軸受ユニットでは、車体に対するステアリングシャフトの角度が変化すると球面滑り軸受２２のアウターリング２２２がステアリングシャフト１４の角度変化量に応じて弾性変形するので、前述した第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

上述した各実施形態ではステアリングシャフトを回転自在に支持する転がり軸受として玉軸受を例示したが、玉軸受の代わりにころ軸受を用いてもよい。また、各実施形態では中間ステアリングシャフト１４を回転自在に支承する軸受ユニットに本発明を適用した場合を示したが、これに限られるものではなく、アッパーステアリングシャフト回転自在に支承する軸受ユニットについても本発明を適用できる。

本発明の第１の実施形態である軸受ユニットの断面図である。図１のII−II断面図である。図１のIII−III断面図である。図１に示すステアリングシャフトの斜視図である。図１のV−V断面図である。図１に示す軸受ユニットの作用を説明するための図である。本発明の第２の実施形態である軸受ユニットの断面図である。図７のVIIＩ−VIII断面図である。本発明の第３の実施形態である軸受ユニットの断面図である。本発明の第４の実施形態である軸受ユニットの断面図である。自動車のステアリング機構を示す図である。ステアリング用軸受ユニットの従来例を示す図である。

符号の説明

１１ハウジング
１２アウタースリーブ
１３インナースリーブ
１４ステアリングシャフト
１５転がり軸受
１６回り止め突起
１７回り止め溝
１８係止爪
１９弾性体
２０ステアリングシャフト押え片
２１スリット
２２球面滑り軸受
２２１インナーリング
２２２アウターリング
２３，２４スリット
２６スリーブ

Claims

アウターリングの内周面とインナーリングの外周面が球面で接触する球面滑り軸受において、前記アウターリングの二つの端面のうち少なくとも一方の端面に円環状もしくは円弧状のスリットを前記アウターリングの周方向に沿って設けたことを特徴とする球面滑り軸受。
前記インナーリングの内周に転がり軸受を配置したことを特徴とする請求項１記載の球面滑り軸受。
前記アウターリングの外周に転がり軸受を配置したことを特徴とする請求項１記載の球面滑り軸受。
前記球面滑り軸受の外周部に車体に固定されるハウジングを有し、前記球面滑り軸受の内周部に回転軸が挿入されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の球面滑り軸受。