JP2013142451A - 滑り軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】ラック軸との所定のクリアランスを確保することができて、ラック軸に生じる振動によりラック軸との衝突音の発生をなくし得ると共に摩擦トルクの増大を防止し得る滑り軸受を提供すること。
【解決手段】滑り軸受１は、軸受本体２と、軸受本体２に設けられていると共に軸受本体２の軸方向Ａの一方の端面３から軸受本体２の軸方向Ａの他方の端面４に向かって当該端面４の手前まで伸びたスリット５と、軸受本体２に設けられていると共に軸受本体２の端面４から端面３に向かって当該端面３の手前まで伸びたスリット６と、軸受本体２の内周面７に設けられていると共にスリット５及び６によって軸心周りの方向Ｂにおいて部分的に分断された摺動面８と、軸受本体２の外周面９に設けられた装着溝１０と、軸受本体２の外周面９から径方向に部分的に突出すると共に軸受本体２を縮径させるように装着溝１０の夫々に嵌装された弾性リング１１とを具備している。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば自動車のラック軸を直動自在に支承するためにラック軸等の軸とハウジングとの間に介在される滑り軸受に関する。

自動車の操舵用のラック軸を直動自在に支承するラック軸用軸受としては、例えば特許文献１及び２に示されるような合成樹脂からなる滑り軸受が使用されている。

特開２００４−３４７１０５号公報 特開２００８−１５１２８９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ものの、滑り軸受とラック軸との間に適度のクリアランス（軸受隙間）を必要とするため、ラック軸に生じる振動によりラック軸と滑り軸受との間に衝突音を発生し、自動車を運転する者に不快音として伝達されるという問題がある。この衝突音の発生を抑制すべく滑り軸受とラック軸との間のクリアランスを小さくすると、摩擦トルクが増大する上に、直動開始時と直動中との摩擦トルクの差が大きくなると共にラック軸の外径寸法誤差によるスティックスリップ現象等に起因して直動中において摩擦トルクの変動が生じる等の摩擦トルクの安定性を阻害する要因となる。

ラック軸は、滑り軸受を介してハウジングに直動自在に支承されるのであるが、ハウジングの内径の真円度は通常それ程高くなく、斯かるハウジング内に合成樹脂からなる滑り軸受を圧入、固定すると、ハウジングの内径の真円度に影響されて滑り軸受が歪んでラック軸との間のクリアランスに差異が生じ、これによっても摩擦トルクの安定性を阻害することにもなる。

特許文献１及び２には、ラック軸との衝突音をなくし得る上に、直動摩擦抵抗を減少でき、しかも、直動開始時と直動中との直動摩擦抵抗の差を小さくできると共にラック軸の外径寸法誤差及びハウジングの内径の真円度等に影響されないで、安定した直動摩擦抵抗を得ることができ、而して、ラック軸を円滑に支承できてラック軸の直動をよりスムーズに行わせることができる樹脂性の滑り軸受が提案されており、斯かる滑り軸受は、例えばポリアセタールやナイロン等の硬質樹脂の軸受本体に、軟質樹脂やゴム性の弾性リングを装着させてなる。

ところで、射出成形による合成樹脂製の滑り軸受の製造において、溶融した合成樹脂を金型内に射出して冷却して得られる滑り軸受は、成形収縮の影響によって金型通りの形状を保てずに収縮等のヒケが発生する虞があり、斯かるヒケが発生した際には、滑り軸受とラック軸との所定のクリアランスを確保することが困難となり、ラック軸に生じる振動によりラック軸と滑り軸受との間に衝突音が発生したり、摩擦トルクが増大する虞がある。

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、ラック軸との所定のクリアランスを確保することができて、ラック軸に生じる振動によりラック軸との衝突音の発生をなくし得ると共に摩擦トルクの増大を防止し得る滑り軸受を提供することにある。

本発明の滑り軸受は、円筒状の合成樹脂製の軸受本体と、この軸受本体に設けられていると共に軸受本体の軸方向の一方の端面から軸受本体の軸方向の他方の端面に向かって伸びた一方のスリットと、軸受本体に設けられていると共に軸受本体の他方の端面から軸受本体の一方の端面に向かって伸びた他方のスリットと、軸受本体の内周面に設けられていると共に一方及び他方のスリットによって軸心周りの方向において部分的に分断された摺動面と、軸受本体の外周面に設けられた少なくとも一つの装着溝と、軸受本体の外周面から径方向に部分的に突出すると共に軸受本体を縮径させるように装着溝に嵌装された弾性リングとを具備しており、軸受本体は、一方及び他方のスリットの夫々を規定すると共に内側縁及び外側縁のうちの少なくとも一方の縁がスリット規定面を有していてる。

本発明の滑り軸受によれば、スリット規定面の内側縁及び外側縁のうちの少なくとも一方の縁が面取りされているために、摺動自在に支持するラック軸との間に所定のクリアランスを確保することができて、ラック軸に生じる振動によりラック軸との衝突音の発生をなくし得ると共に摩擦トルクの増大を防止し得る。

本発明の滑り軸受では、一方及び他方のスリットの夫々は、一個でもよいが、複数個設けられていてもよく、この場合、各スリットは、一対の摺動面の間を通って軸方向に伸びており、一方及び他方のスリットは、軸心周りの方向において交互に配されていてもよい。

本発明の滑り軸受では、軸受本体は、スリット規定面の内側縁及び外側縁のうちの少なくとも一方縁に形成されたテーパー面、Ｒ面又は段付き面を有していてもよい。

複数の摺動面と軸受本体と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。

本発明によれば、ラック軸との所定のクリアランスを確保することができて、ラック軸に生じる振動によりラック軸との衝突音の発生をなくし得ると共に摩擦トルクの増大を防止し得る滑り軸受を提供し得る。

図１は、本発明の実施の形態の例の外観説明図である。 図２は、図１に示す例の弾性リングを一部省略した外観説明図である。 図３は、図１に示す例の縦断面説明図である。 図４は、図１に示す例の図２に示すＩＶ−ＩＶ線矢視断面説明図である。 図５は、図１に示す例の図２に示すＶ−Ｖ線矢視断面説明図である。 図６は、図１に示す例の図２に示すＶＩ−ＶＩ線矢視断面説明図である。 図７の（ａ）及び（ｂ）は、図１に示す例の主にスリット規定面の他の形態の説明図である。

次に本発明の実施の形態を、図に示す好ましい例に基づいて更に詳細に説明する。なお、本発明はこれら例に何等限定されないのである。

図１から図６において、ハウジングの円筒状の内周面と当該ハウジング内に挿着されるラック軸の円筒状の外周面との間に介在されるようになっている本例の滑り軸受１は、円筒状の合成樹脂製の軸受本体２と、軸受本体２に設けられていると共に軸受本体２の軸方向Ａの一方の端面３から軸受本体２の軸方向Ａの他方の端面４に向かって当該端面４の手前まで伸びた一方の複数個、本例では六個のスリット５と、軸受本体２に設けられていると共に軸受本体２の端面４から端面３に向かって当該端面３の手前まで伸びた他方の複数個、本例では六個のスリット６と、軸受本体２の内周面７に設けられていると共にスリット５及び６によって軸心周りの方向Ｂにおいて部分的に分断された摺動面８と、軸受本体２の外周面９に設けられた少なくとも一つ、本例では二つの装着溝１０と、軸受本体２の外周面９から径方向に部分的に突出すると共に軸受本体２を縮径させるように装着溝１０の夫々に嵌装された弾性リング１１とを具備している。

合成樹脂、例えば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射出成形してなる軸受本体２は、端面３及び４並びに内周面７を有する円筒部１５と、円筒部１５の外面に一体的に設けられていると共に二つの装着溝１０を規定する環状の三つの厚肉突起部１６、１７及び１８と、厚肉突起部１６及び１８間に位置すると共に厚肉突起部１７に形成された環状の溝１９と、円筒部１５及び厚肉突起部１６、１７及び１８に軸方向Ａに伸びて形成されていると共にスリット５の夫々を規定するスリット規定面２１と、円筒部１５及び厚肉突起部１６、１７及び１８に軸方向Ａに伸びて形成されていると共にスリット６の夫々を規定するスリット規定面２２とを具備している。

厚肉突起部１６、１７及び１８における軸受本体２の外周面９の径は、夫々互いに等しく、環状溝１９が形成された厚肉突起部１７の内側肉厚は円筒部１５の肉厚と同等である。

合成樹脂、例えば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からなる摺動面８は、軸受本体２の内周面７に設けられていると共に軸心Ｏの周りにおいて等間隔、即ち３０°の角度間隔に配されている複数、本例では十二個の摺動面部８ａからなる。

端面３において開口すると共に軸受本体２の端面３から軸方向Ａに一対の摺動面部８ａの間を通って端面４の手前まで伸びた各スリット５は、軸心Ｏの周りにおいて互いに等間隔、即ち６０°の角度間隔に配されていると共に軸方向Ａにおいて端面４側の溝１０を超えて端面４の近傍まで伸びている。

端面４側において開口すると共に軸心Ｏの周りにおいてスリット５間に配された各スリット６は、軸心Ｏの周りにおいて互いに等間隔、即ち６０°の角度間隔に配されていると共に軸受本体２の端面４から軸方向Ａに一対の摺動面部８ａの間を通って軸方向Ａにおいて端面３側の溝１０を超えて端面３の近傍まで伸びている。

斯かるスリット５及び６は、軸心Ｏの周りにおいて互いに等間隔、即ち３０°の角度間隔であって、軸心Ｏの周りにおいて交互に配されている。

スリット５に対応して複数個、即ち、六個形成されているスリット規定面２１の夫々は、軸方向Ａにおいて軸受本体２の端面３から端面４の手前まで伸びていると共に方向Ｂで互いに対向する対向面２３及び２４を有しており、対向面２３及び２４の夫々の軸方向Ａに伸びた内側縁２５及び外側縁２６は、面取りされてテーパー面２７からなっており、内側縁２５は内周面７に、外側縁２６は外周面９に夫々連接しており、軸方向に伸びた外側縁２６のテーパー面２７は、内側縁２５のテーパー面２７の面積よりも広い面積を有している。

スリット６に対応して複数個、即ち、六個形成されているスリット規定面２２の夫々は、軸方向Ａにおいて軸受本体２の端面４から端面３の手前まで伸びていると共に方向Ｂで互いに対向する対向面３３及び３４を有しており、対向面３３及び３４の夫々の軸方向Ａに伸びた内側縁３５及び外側縁３６は、面取りされてテーパー面３７からなっており、内側縁３５は内周面７に、外側縁３６は外周面９に夫々連接しており、軸方向Ａに伸びた外側縁３６のテーパー面３７は、内側縁３５のテーパー面３７の面積よりも広い面積を有している。

テーパー面２７及び３７は、厚肉突起部１６、１７及び１８におけるスリット規定面２１及び２２の外側縁２６及び３６に形成されているのに加えて、厚肉突起部１６、１７及び１８が形成されていない円筒部１５の薄肉部２０におけるスリット規定面２１及び２２の外側縁２６及び３６にも形成されている。

厚肉突起部１６、１７及び１８におけるスリット規定面２１及び２２の外側縁２６及び３６に形成されているテーパー面２７及び３７は、薄肉部２０におけるスリット規定面２１及び２２の外側縁２６及び３６に形成されているテーパー面２７及び３７の面積よりも広い面積を有していてもよく、同様に、厚肉突起部１６及び１８におけるスリット規定面２１及び２２の外側縁２６及び３６に形成されているテーパー面２７及び３７は、厚肉突起部１７におけるスリット規定面２１及び２２の外側縁２６及び３６に形成されているテーパー面２７及び３７の面積よりも広い面積を有していてもよく、テーパー面２７及び３７の夫々の面取り形状は、軸受本体２の射出成形の際に発生し得るヒケの影響との関係において適宜設定される。このようなテーパー面２７及び３７の夫々は、テーパー角度が施された金型を用いた軸受本体２の射出成形と同時に形成され、これにより、軸受本体２の射出成形後のヒケの影響による軸受本体２の径方向の厚み寸法の増大を阻止することができる。

スリット規定面２１の内側縁２５及び外側縁２６は、テーパー面２７及び３７に代えて、例えば図７の（ａ）に示すように、軸方向Ａに伸びたＲ（円弧）面４１及び４２をもって形成されていてもよく、また、例えば図７の（ｂ）に示すように、軸方向Ａに伸びた段付き面４３及び４４をもって形成されていてもよく、斯かる場合においても上述及び後述同様の作用効果を奏し得る。

二つの溝１０は、軸受本体２の外周面９に軸方向Ａにおいて互いに離間されて設けられており、二つの溝１０間には厚肉突起部１７が介在されている。

Ｏリングからなる各弾性リング１１は、ハウジングの内周面に嵌装されていない一方、装着溝１０に装着されている状態で、ハウジングの内周面の径よりも大きい外径を有し、ハウジングの内周面に嵌装されていない上に、装着溝１０にも装着されていない状態で、装着溝１０の底面の径よりも小さい内径を有しており、而して、軸受本体２の厚肉突起部１６、１７及び１８における外周面９から部分的に突出すると共に軸受本体２を縮径させるように装着溝１０に嵌装されている弾性リング１１の夫々は、嵌装される装着溝１０の容積よりも大きな体積を有しており、締め付けられて変形して隙間なしに装着溝１０に充填されても部分的に外周面９から突出するようになっている。

各弾性リング１１は、その外周面で締め代をもってハウジングの内周面に嵌装されるようになっており、軸受本体２は、その外周面９とハウジングの内周面との間にクリアランス（軸受隙間）をもってハウジングの内周面に配されていると共に摺動面８を介してラック軸を弾性リング１１の弾性力をもって軸方向Ａに移動自在に締め付けて当該ラック軸の外周面に装着される。

軸方向Ａに移動自在なラック軸は、一方ではステアリングホイールに、他方では車輪に夫々連結機構を介して連結されており、斯かる連結機構は知られているので説明を省く。

以上の滑り軸受１では、軸受本体２の外周面９の装着溝１０に弾性リング１１を嵌装することにより、スリット５及び６を有する軸受本体２は、弾性リング１１の弾性圧縮力により縮径されており、こうして軸受本体２が縮径された状態の滑り軸受１はハウジング内に配置され、その後、軸受本体２の内側にラック軸を挿入することにより、軸受本体２は弾性リング１１の弾性圧縮力に抗してスリット５及び６により拡径すると共にラック軸はその外周面で弾性リング１１の弾性圧縮力をもって摺動面８により締め付けられることになる一方、各弾性リング１１は、その外周面で締め代をもってハウジングの内周面に接触されることになる。

したがって、摺動面８とラック軸の外周面との間のクリアランスは零となり、軸受本体２とラック軸との間の衝突をなくし得、結果として運転者に不快音として伝達される衝突音の発生はなく、軸受本体２の装着溝１０に嵌装された弾性リング１１はハウジングの内周面に対して締め代をもっているので、弾性リング１１は弾性変形し、当該弾性変形によりハウジングの内径の真円度等の寸法誤差を吸収できる。

滑り軸受１では、スリット規定面２１及び２２の内側縁２５及び３５並びに外側縁２６及び３６が面取りされてテーパー面３７及び２７からなっているので、射出成形された軸受本体２にヒケが発生し得たとしても、厚肉突起部１６、１７及び１８の部位での軸受本体２の径方向の最大厚みＴの０．３％から１０％の幅（厚み）をもったクリアランスをハウジングの内周面と軸受本体２の外周面９との間に生じさせ得、最大厚みＴの０．３％を下回る幅をもったクリアランスとなることを阻止し得、これにより、ハウジングの内周面が軸受本体２の外周面９に接触することを回避することができる上に、ハウジングをラック軸に対して正規の位置に確実に保持し得、また、薄肉部２０における径方向の厚みを所定の厚みに形成することができて、例えば装着溝１０に装着された弾性リング１１のハウジングの内周面に対する締め代が１．０ｍｍ以上になって軸方向Ａの直動摩擦抵抗や摩擦トルクが増大することを阻止し得る。

軸方向Ａにおいてスリット５及び６に対向する円筒部１５の内周面７の夫々には、軸方向Ａに伸びた通気溝３０が形成されており、斯かる通気溝３０は、ラック軸の軸方向Ａの移動においてハウジング内に対するハウジング外の空気の出入りを確保できる。

以上は、滑り軸受の一例であるところのラック軸とハウジングとの間に介在させた滑り軸受１であるが、斯かる滑り軸受１をコラムシャフトとコラムチューブとの間に介在させてコラムシャフトを支承するステアリングコラム用の滑り軸受としてもよい。

本例の滑り軸受１によれば、円筒状の合成樹脂製の軸受本体２と、軸受本体２に設けられていると共に軸受本体２の端面３から端面４に向かって伸びたスリット５と、軸受本体２に設けられていると共に軸受本体２の端面４から端面３に向かって伸びたスリット６と、軸受本体２の内周面７に設けられていると共にスリット５及び６によって軸心周りの方向Ｂにおいて部分的に分断された摺動面８と、軸受本体２の外周面９に設けられた装着溝１０と、軸受本体２の外周面９から径方向に部分的に突出すると共に軸受本体２を縮径させるように装着溝１０に嵌装された弾性リング１１とを具備しており、軸受本体２は、スリット５及び６の夫々を規定すると共に内側縁２５及び３５並びに外側縁２６及び３６が面取りされたスリット規定面２１及び２２を有しているために、射出成形された滑り軸受１とラック軸との所定のクリアランスを確保することができて、ラック軸に生じる振動によりラック軸との衝突音の発生をなくし得ると共に摩擦トルクの増大を防止し得る。

１ 滑り軸受
２ 軸受本体
３、４ 端面
５、６ スリット
７ 内周面
８ 摺動面
９ 外周面
１０ 装着溝
１１ 弾性リング
２１、２２ スリット規定面
２５、３５ 内側縁
２６、３６ 外側縁

Claims (3)

1. 円筒状の合成樹脂製の軸受本体と、この軸受本体に設けられていると共に軸受本体の軸方向の一方の端面から軸受本体の軸方向の他方の端面に向かって伸びた一方のスリットと、軸受本体に設けられていると共に軸受本体の他方の端面から軸受本体の一方の端面に向かって伸びた他方のスリットと、軸受本体の内周面に設けられていると共に一方及び他方のスリットによって軸心周りの方向において部分的に分断された摺動面と、軸受本体の外周面に設けられた少なくとも一つの装着溝と、軸受本体の外周面から径方向に部分的に突出すると共に軸受本体を縮径させるように装着溝に嵌装された弾性リングとを具備しており、軸受本体は、一方及び他方のスリットの夫々を規定すると共に内側縁及び外側縁のうちの少なくとも一方の縁が面取りされたスリット規定面を有している滑り軸受。
2. 一方及び他方のスリットの夫々は、複数個からなり、各スリットは、一対の摺動面の間を通って軸方向に伸びており、一方及び他方のスリットは、軸心周りの方向において交互に配されている請求項１に記載の滑り軸受。
3. 軸受本体は、スリット規定面の内側縁及び外側縁のうちの少なくとも一方に形成されたテーパー面、Ｒ面又は段付き面を有している請求項１又は２に記載の滑り軸受。

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