JP2016160987A - 軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】軸に垂直な断面において開口した軸受を使用する場合において、軸と軸受との間への異物の混入を抑制する。
【解決手段】ブシュ１０は、軸を収容する軸受である。ブシュ１０は、軸の延びる方向に垂直な断面において円弧形状を有する円弧部１０１と、円弧部１０１の端から円弧部１０１の外接円の外側へ延びる非円弧部１０２とを有する。ハウジング本体３１は、軸の延びる方向に垂直な断面において、ブシュ１０の円弧部１０１の外周面に沿った凹部を有している。ハウジング本体３１は、この凹部にブシュ１０の円弧部１０１の外周面を設置することにより、ブシュ１０を収容してその回転を制限する。蓋３２は、ハウジング本体３１の開口に配置され、ハウジング本体３１とともにハウジング３０を形成し、ブシュ１０と軸とを囲う。蓋３２は、軸に垂直な断面において、凹部のうち軸およびブシュ１０を除く領域の面積の半分以上を占める。
【選択図】図２

Description

本発明は、軸受装置において異物の混入を抑制する技術に関する。

車両のステアリング装置において、ステアリングシャフトの可動コラム部材を支持する軸受として、円筒ではなく円弧形状の軸受を用いる技術が知られている（例えば特許文献１および２）。一般に円弧形状の軸受を用いた場合、軸の円周方向の力が加わると、軸受が容易に回転すなわち位置ずれしてしまうという問題がある。これに対し特許文献１および２では、樹脂製の軸受の外周面に大きな凸部を、ハウジングにこれと噛み合う凹部を、それぞれ設け、この凸部および凹部の噛み合わせにより軸受の回転を防止している。

特開２０１３−６７３１０号公報 特開２０１３−６７３１３号公報

ところで軸受部材を、メインハウジングの筐体の内壁に適合するＵ字などの形状とした場合（特許文献１の請求項３，特許文献２の請求項５）、メインハウジングの開口から軸受部材を容易に組み付けることができるものの、軸受も開口しているため、この開口から異物が混入して軸と軸受との間に蓄積しやすいという問題があった。

これに対し本発明は、軸と軸受との間への異物の混入を抑制する技術を提供する。

本発明は、軸を収容する軸受であって、該軸の延びる方向に垂直な断面において円弧形状を有する円弧部、および該断面において該円弧部の端から該円弧部の外接円の外側へ延びる非円弧部、を有する軸受と、前記断面において前記円弧部の外周面に沿った凹部を有し、前記軸受を収容して該軸受の回転を制限するハウジングと、前記断面において前記ハウジングの凹部の開口に配置して該ハウジングとともに前記軸および前記軸受を囲う蓋と、を有し、前記断面において前記凹部のうち前記軸および前記軸受を除く面積の半分以上を、前記蓋が占めることを特徴とする軸受装置を提供する。

前記蓋は、樹脂により形成された部分を有してもよい。また、前記蓋は、前記軸の外周面に沿った形状の部分を有してもよい。

本発明によれば、軸に垂直な断面において開口した軸受を使用する場合において、軸と軸受との間への異物の混入を抑制することができる。

一実施形態に係るステアリング装置の外観を示す図。 ステアリング装置の断面図。 保護部の占める領域を説明するための図。 変形例における保護部の形状を説明するための図。 一体として形成された蓋の一例を示す図。 中空を有する蓋の一例を示す図。

図１は、一実施形態に係るステアリング装置１の外観を示す図である。ステアリング装置１は、一実施形態に係るブシュ１０（軸受の一例）を用いた軸受装置の一例であり、自動車に用いられる。ステアリング装置１は、ステアリングシャフト２０、ハウジング３０、テレスコピック機構４０、およびチルト機構５０を有する。

ステアリングシャフト２０は、ステアリングホイール（図示略）の回転をステアリングギヤボックス（図示略）に伝達する。ハウジング３０は、ステアリングシャフト２０を収容する。テレスコピック機構４０は、ステアリングホイールの、前後方向（ステアリングシャフト２０の軸方向。図の左右方向）の位置を調整する機構である。チルト機構５０は、ステアリングホイールの、上下方向（ステアリングシャフト２０の軸方向と直交する方向。図の上下方向）の位置を調整する機構である。テレスコピック機構およびチルト機構は、例えば、モータ（図示略）により駆動される。

テレスコピック機構４０は、可動コラム４１を有する。可動コラム４１は、インナーチューブ４１１（図１では不図示）およびアウターチューブ４１２、およびテレスコピックチューブ（図示略）を有する。インナーチューブ４１１は、内部にステアリングシャフト２０を収容する。インナーチューブ４１１は軸受（図示略）を介してステアリングシャフト２０を支持する。ステアリングシャフト２０は、インナーチューブ４１１に対して相対的に回転可能である。しかし、ステアリングシャフト２０とインナーチューブ４１１とは相対的に前後方向には移動（スライド）しない。アウターチューブ４１２は、内部にインナーチューブ４１１を収容する。テレスコピックチューブは、内部にアウターチューブを収容する。インナーチューブ４１１とアウターチューブ４１２とは相対的に回転せず、両者およびテレスコピックチューブは一体となってハウジング３０に対して軸方向に移動すなわちスライドする。さらに、ステアリングシャフト２０に対して強い荷重が加えられたときには、インナーチューブ４１１がアウターチューブ４１２に対しスライドし、エネルギーを吸収する。すなわち、ステアリングホイールの操作によるステアリングシャフト２０の回転に対し、インナーチューブ４１１およびアウターチューブ４１２は回転しない。インナーチューブ４１１、アウターチューブ４１２、およびステアリングシャフト２０がハウジング３０に対して前後方向に移動（スライド）することによって、ステアリングホイールの前後方向の位置が調整される。

図２は、ステアリング装置１の断面図である。図２（Ａ）には、ステアリング装置１を図１に示したステアリングシャフト２０の軸方向に沿って見た断面図が示されている。また、図２（Ｂ）には、ステアリング装置１を、図１における左右方向に沿って右から見た断面図が示されている。なおこの図では、図面を簡単にするため、インナーチューブ４１１およびアウターチューブ４１２を単に可動コラム４１として記載している。

ブシュ１０は、インナーチューブ４１１およびステアリングシャフト２０を含んで構成される軸を収容する軸受である。ブシュ１０は、金属で一体形成されている。金属は、単体金属でも合金でもよく、さらに、全体が単一の層で形成されていても、多層構造（例えばバイメタル）を有していてもよい。

ブシュ１０は、上述した軸の延びる方向に垂直な断面において円弧形状を有する円弧部１０１と、円弧部１０１の端から円弧部１０１の外接円の外側へ延びる非円弧部１０２とを有する。すなわち、ブシュ１０は、この断面においてＵ字形状となる。図２（Ａ）に示す水平線ＬＶは、上述した軸の中心を示す線である。例えば、円弧部１０１は、この水平線ＬＶよりも下側の部位であり、非円弧部１０２は、この水平線ＬＶよりも上側の部位である。なおここでいう「円弧」は必ずしも数学的に厳密な円弧でなくてもよい。

ハウジング３０は、ハウジング本体３１および蓋３２を有する。ハウジング本体３１は、上述した軸の延びる方向に垂直な断面において、ブシュ１０の円弧部１０１の外周面に沿った凹部を有している。ハウジング本体３１は、この凹部にブシュ１０の円弧部１０１の外周面を設置することにより、ブシュ１０を収容してその回転を制限する。これは、非円弧部１０２が円弧部１０１の外接円の外側へ延びているため、ブシュ１０が回転しようとしても、この非円弧部１０２が円弧部１０１の外周面に沿った形状の凹部にぶつかり、回転が阻まれるためである。

ブシュ１０のサイズはステアリングシャフト２０等のサイズに応じて設計されるが、一例として、円弧部１０１の内周の半径ｄは２０〜３０ｍｍ、非円弧部１０２の長さＬは１ｍｍ〜１０ｍｍである。

ハウジング３０は、ブシュ１０を介してインナーチューブ４１１およびステアリングシャフト２０を支持している。ハウジング本体３１の上部（ステアリングシャフト２０から見てブシュ１０と反対側）は開口している。蓋３２は、この開口に配置され、ハウジング本体３１とともにハウジング３０を形成し、ブシュ１０、インナーチューブ４１１およびステアリングシャフト２０を囲う。

非円弧部１０２は、ハウジング本体３１に張力を与え、ハウジング本体３１に固定されやすくするため、外側に向かって開いていてもよい。すなわち、円弧部１０１の端部間よりも、２つの非円弧部１０２の先端間の方が広くてもよい。

蓋３２は、平板部３２１と、複数箇所（この例では２箇所）の保護部３２２とを有する。保護部３２２は、蓋３２でハウジング本体３１の上部の開口を覆ったときにブシュ１０に対向するように、平板部３２１の決められた位置に固定されている。つまり、保護部３２２とブシュ１０とは、軸方向（前後方向）において同じ位置に設けられている。

保護部３２２は、材質に樹脂を含み、ブシュ１０に対向する位置に配置されたとき、インナーチューブ４１１およびステアリングシャフト２０を含んで構成される軸の外周面に沿っていて、かつ、この軸に接触しない形状に形成されている。保護部３２２に樹脂を用いることにより、金属を用いた場合に比べて、重量および製造コストが抑制される。

図３は、保護部３２２の占める領域を説明するための図である。図２に示したインナーチューブ４１１およびステアリングシャフト２０を含んで構成される軸に垂直な断面において、ハウジング本体３１の凹部のうち、この軸およびブシュ１０を除く領域Ｓの面積を、図３（Ａ）に示す。この断面において、保護部３２２は図３（Ｂ）に示すように、領域Ｓの面積の半分以上を占めている。そのため、蓋３２とインナーチューブ４１１またはステアリングシャフト２０との間の隙間は、保護部３２２を有していない場合に比べて狭くなっており、ステアリング装置１は、軸とブシュ１０との間に異物が混入し難い構造となっている。

この例で、円弧部１０１の外周には凸部が形成されていない。しかし、非円弧部１０２により、ブシュ１０の回転は抑制される。

本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。以下、変形例をいくつか説明する。以下の変形例のうち２つ以上のものが組み合わせて用いられてもよい。

非円弧部１０２の長さ（軸方向に垂直な断面における、円弧部１０１の端部からの長さ）は、異なっていてもよい。

蓋３２の保護部３２２は、樹脂で形成されていたが、蓋３２は樹脂により形成された部分を有していなくてもよい。

保護部３２２は、ブシュ１０に対向する位置に配置されたとき、インナーチューブ４１１およびステアリングシャフト２０を含んで構成される軸の外周面に沿っていて、かつ、この軸に接触しない形状に形成されていたが、保護部３２２の形状はこれに限られない。図４は、この変形例における保護部の形状を説明するための図である。この変形例において、蓋３２ａは、平板部３２１と保護部３２２ａとを有している。保護部３２２ａは、軸に対向する面が軸の外周面に沿った形状ではなく平面形状を有している。この場合であっても、保護部３２２ａは、図３で示した領域Ｓの面積の半分以上を占めているため、軸とブシュ１０との間に異物が混入することが抑制される。

蓋３２は、平板部３２１と保護部３２２とを有していたが、一体として形成されていてもよい。図５は、一体として形成された蓋の一例を示す図である。図５に示すように、一体として形成された蓋３２ｂによって、ハウジング本体３１の開口と、その内側の凹部に収容されたブシュ１０、インナーチューブ４１１およびステアリングシャフト２０を覆うことによっても、軸とブシュ１０との間に異物が混入し難くなる。

蓋３２は、中空を有していてもよい。図６は、中空を有する蓋の一例を示す図である。図６に示す蓋３２ｃは、袋状に構成された膜部３２１ｃと、この膜部３２１ｃにより外部と仕切られた内部空間である中空部３２２ｃとを有する。この蓋３２ｃも、上述した軸に垂直な断面において領域Ｓの面積の半分以上を占めるため、この形状を有しない蓋を用いた場合に比べて、軸とブシュ１０との間に異物が混入することが抑制される。また、中空部３２２ｃによって材料費が低減され、蓋３２ｃ全体の重量も小さくてすむ。

ステアリング装置１の具体的構造は、実施形態で説明したものに限定されない。さらに、ブシュ１０の用途はステアリング装置に限定されず、どのような装置に利用されてもよい。

１…ステアリング装置、１０…ブシュ、１０１…円弧部、１０２…非円弧部、２０…ステアリングシャフト、３０…ハウジング、３１…ハウジング本体、３２…蓋、３２ａ…蓋、３２ｂ…蓋、３２ｃ…蓋、３２１…平板部、３２１ｃ…膜部、３２２…保護部、３２２ａ…保護部、３２２ｃ…中空部、４０…テレスコピック機構、４１…可動コラム、４１１…インナーチューブ、４１２…アウターチューブ、５０…チルト機構、ＬＶ…水平線、Ｓ…領域

Claims (3)

1. 軸を収容する軸受であって、該軸の延びる方向に垂直な断面において円弧形状を有する円弧部、および該断面において該円弧部の端から該円弧部の外接円の外側へ延びる非円弧部、を有する軸受と、
   前記断面において前記円弧部の外周面に沿った凹部を有し、前記軸受を収容して該軸受の回転を制限するハウジング本体と、
   前記断面において前記ハウジング本体の凹部の開口に配置され、該ハウジング本体とともにハウジングを形成して前記軸および前記軸受を囲う蓋と、を有し、
   前記断面において前記凹部のうち前記軸および前記軸受を除く面積の半分以上を、前記蓋が占める
   ことを特徴とする軸受装置。
2. 前記蓋は、樹脂により形成された部分を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の軸受装置。
3. 前記蓋は、前記軸の外周面に沿った形状の部分を有する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の軸受装置。

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