JP2016517495A - ステアリング・コラム用の軸受アセンブリ - Google Patents

Abstract

アウター・チューブ及びシャフト５０を有するステアリング・コラム・アセンブリ内で使用するラジアル支持軸受アセンブリは、シャフト５０に対して軸方向に固定される、内側軌道を画定する少なくとも１つの内輪７０と、外側軌道を画定する少なくとも１つの外輪３０と、少なくとも１つの内輪７０と少なくとも１つの外輪３０との間で内側軌道及び外側軌道と転がり接触して配置される複数のローラ要素６０とを備える。内輪７０はシャフト５０と直接接触し、シャフト５０の長手方向の中心軸に対して平行な面で円形の断面を有する。

Description

本発明は、一般に、支持軸受に関する。より詳細には、本発明は、ステアリング・コラム・アセンブリと共に使用するラジアル支持軸受アセンブリに関する。

ステアリング・コラム・アセンブリ内でステアリング・シャフトを支持するための軸受アセンブリは、よく知られている。たとえば、図１に示すように、従来技術のステアリング・コラム支持軸受１は、内側軌道を画定する内輪２と、外側軌道を画定する一対の外輪６と、保持リング８と、保持リング８と外輪６との間に配置される一対の予圧リング７と、内側軌道と外側軌道との間に配置される複数のローラ要素５とを備える。対応するステアリング・コラム・アセンブリに取り付けられるとき、内輪２は対応するステアリング・シャフト９上に組み付けられ、圧力嵌めされるが、保持リング８もまた、ステアリング・コラム２（図示せず）内に圧力嵌めで配置される。ステアリング・チューブの外径を一定に保ちつつ、ステアリング・シャフトの外径を増大させる、つまりステアリング・シャフトと、ラジアル支持軸受を配置するステアリング・チューブとの間の径方向の空間が狭められるのが望ましいと理解している製造業者もある。内輪２の厚みを減少させてサポート・ビームの厚み全体を減少させることが知られている。しかしながら、内側軌道輪を表面的に熱処理して輪の軌道面の耐用年数を増大させ、さらに、軟性のコアを保持して、対応するステアリング・シャフトに圧力嵌めされるときに内輪を壊す可能性を減少させることが望ましい場合も多い。内輪の厚みを減少させることによって、予期しないコアの硬化及び内輪を損傷する可能性を組立時に引き起こすことがある。

本発明は、従来技術の構造及び方法の問題点を認識し、これに対処するものである。

本開示によれば、アウター・チューブ及びシャフトを有するステアリング・コラム・アセンブリ内で使用するラジアル支持軸受アセンブリの一実施例は、シャフトに対して軸方向に固定される、内側軌道を画定する少なくとも１つの内輪と、外側軌道を画定する少なくとも１つの外輪と、少なくとも１つの内輪と少なくとも１つの外輪との間で内側軌道及び外側軌道と転がり接触して配置される複数のローラ要素とを備える。内輪はシャフトと直接接触し、シャフトの長手方向の中心軸に対して平行な面で円形の断面を有する。

本開示によれば、アウター・チューブ及びシャフトを有するステアリング・コラム・アセンブリ内で使用するラジアル支持軸受アセンブリの別の実施例は、シャフトの外表面に画定される第１の環状溝に配置される、内側軌道を画定する少なくとも１つの内輪と、外側軌道を画定する１つの外輪と、１つの内輪によって画定される内側軌道及び１つの外輪によって画定される外側軌道と転がり接触する複数のローラ要素とを備える。

本明細書に組み込まれ、且つ本明細書の一部を構成する添付の図面は、本発明の１つ又は複数の実施例を図示するものであり、説明と共に、本発明の原理を説明する役割を果たす。

当業者を対象とする、その最良の形態を含む本発明の完全且つ実施可能な開示は、本明細書において記述され、添付の図面を参照する。

ステアリング・コラムに取り付けられた従来技術の支持軸受の断面図である。 本開示による、ステアリング・コラム用のラジアル支持軸受アセンブリを示す、部分的に破断した斜視図である。 図２に示すラジアル支持軸受アセンブリの内側軌道輪の斜視図である。 図２に示すラジアル支持軸受アセンブリが使用されるステアリング・コラムの斜視図である。 図４に示すステアリング・コラムに取り付けられた、図１に示すラジアル支持軸受アセンブリの部分断面図である。 図５に示すラジアル支持軸受アセンブリの一部分の拡大図である。 図４に示すステアリング・コラムと同様のステアリング・コラムに取り付けられた、図１に示す支持軸受アセンブリの部分断面図である。 本開示による支持軸受アセンブリの代替実施例の部分断面図である。

本明細書及び図面において繰り返し用いられる参照記号は、本開示による発明の同一又は類似の特徴又は要素を表すことを意図している。

ここで、本発明の現在の好ましい実施例についての言及が詳細になされ、その１つ又は複数の実例が添付の図面に示されている。各実例は説明として示されるものであって、本発明を限定するものではない。実際、本発明の範囲及び精神から逸脱することなく、本発明に修正及び変形が加えられ得ることが当業者には明らかであろう。たとえば、一実施例の一部として図示又は記述される特徴は、別の実施例で用いられて、さらなる実施例をもたらすことができる。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲の及びその均等物のうちにあるものとして、そのような修正及び変形を包含することを意図している。

ここで図を参照すると、図２から図５に示す通り、本開示による一実施例であるステアリング・コラム支持軸受アセンブリ１０は、外側保持器２０と、外側軌道３２を画定する一対の外輪３０と、対応する外輪３０と外側保持器２０との間にそれぞれ配置される一対の予圧リング４０と、内側軌道を画定する一対の内輪７０と、複数のローラ要素６０とを備え、当該複数のローラ要素６０は、具体的には、球状のローラ要素であり、外側軌道３２と内側軌道７２との間で回転可能に受けられ、且つ外側軌道３２及び内側軌道７２と転がり接触をする。図４及び図５に示す通り、図示の好ましい実施例は、以下でより詳細に述べるように、支持軸受アセンブリの対応する内輪７０を受けるように構成される、シャフトの外側の円筒形の表面に画定される第１の環状溝５４ａ及び第２の環状溝５４ｂを含むステアリング・コラム・シャフト５０と共に用いられる。しかしながら、代替実施例においては、ステアリング・コラム・シャフト５０に対して支持軸受アセンブリの内輪７０を軸方向に固定するための環状溝が必要でないことに留意されたい。たとえば、内輪７０は、ステアリング・コラム・シャフトに圧力嵌めで組み立てられてもよい。

図示の実施例において、外側保持器２０は、基部壁２２と、基部壁２２の対向する縁部から径方向内側に垂下する一対のフランジ２４とを含む。外側保持器２０は、ステアリング・コラム・アセンブリのコラム・チューブ（図示せず）に圧力嵌めで受けられるように構成される。図５Ａにおいて最もよく見えるように、予圧リング４０は、対応する外輪３０と外側保持器２０の対応する部分との間でそれぞれ受けられる。予圧リング４０は、これに限定されるものではないが、たとえばニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ：ｎｉｔｒｉｌｅ ｂｕｔａｄｉｅｎｅ ｒｕｂｂｅｒ）などのエラストマー材料で構成され、外輪３０に対して径方向と軸方向の両方に、したがって球状のローラ要素６０に圧力をかけるように構成され、それによって支持軸受アセンブリの動作を円滑にする。各外輪３０は、径方向に延在するフランジ３８を含み、当該径方向に延在するフランジ３８は、軸方向に延在するフランジ３６と、各外輪の中央部分から外側に垂下する。組み立てられると、軸方向に延在するフランジ３６はステアリング・コラム・シャフト５０の外表面５２と同心であり、径方向に延在するフランジ３８は相互に平行である。各外輪３０の中央部分は、外側軌道３２の半分を画定する凹形状の内表面を含む。

図３において最もよく見えるように、各内輪７０は、各内輪７０が対応する第１の環状溝５４ａ又は第２の環状溝５４ｂで受けられるまでステアリング・コラム・シャフト５０の外表面５２に沿ってスライドされることを可能にするスプリット７４を備えるオーリングである。各内輪７０の最も内側の部分の直径が、それが受けられる対応する環状溝の直径とほぼ同一であるのが好ましい。そのため、各内輪７０が対応する環状溝に「はまる」と、内輪は当該内輪自身の偏りのない大きさに戻り、内輪７０のスプリット７４に存在する任意の間隙は最小限になる。スプリット７４に形成される任意の間隙の大きさを最小限にすることは、内輪７０によって画定される内側軌道７２ができる限り滑らかであることを確実にするのに役立つ。図示の通り、環状溝５４ａ及び環状溝５４ｂそれぞれの断面形状は、そこに受けられる内輪７０の部分の断面形状に一致し、すなわち円形である。しかしながら、代替実施例では、環状溝の断面形状と内輪の断面形状とが一致する必要はない。たとえば、内輪がステアリング・コラム・シャフトに対して軸方向に固定される限り、円形の断面を有する円筒形の内輪は、方形の断面を有する環状溝に受けられることも可能である。さらに、代替実施例は、円形以外の断面形状、すなわち三角形、方形、多角形などの断面形状を有するオーリングを含んでよい。

図５Ａにおいて最もよく見えるように、第１の環状溝５４ａと第２の環状溝５４ｂとは、球状のローラ要素６０の直径未満の軸方向の距離で隔てられる。第１の環状溝５４ａと第２の環状溝５４ｂとの間の軸方向の距離は、各球状のローラ要素６０が、参照数字５３によって示される第１の環状溝５４ａと第２の環状溝５４ｂとの間に配置されるステアリング・コラム・シャフトの外表面５２の部分とではなく両方の内輪７０と接触するように選択される。従来技術の軸受で知られているような１つの内輪２（図１）ではなく、２つの独立した内輪７０を使用することによって、知られている従来技術の軸受と比較して、本発明の軸受が減少した厚み及び減少した全体の外径を有することを可能にすることに留意されたい。

ここで図６を参照すると、本開示による第２の実施例であるステアリング・コラム支持軸受アセンブリ１０ａが示される。この第２の実施例は第１の実施例とほぼ同様であり、同様の要素は同一の参照番号を有する。第２の実施例は、主に、ステアリング・コラム・シャフト５０の外表面５２の第１の部分５６が支持軸受アセンブリと軸方向に隣接する円筒形の外表面５２の部分からくぼんでいる点で、前述の第１の実施例と異なる。第１の実施例と同様に、第１の環状溝５４ａと第２の環状溝５４ｂとは球状のローラ要素６０の直径未満の軸方向の距離で隔てられる。しかしながら、これらが隔てられる軸方向の距離は第１の実施例の環状溝５４ａと環状溝５４ｂとが隔てられる軸方向の距離よりも大きい。そのため、外側軌道７２を画定する内輪７０と球状のローラ要素６０との間の接触点は各球状のローラ要素６０上でさらに離れ、それゆえ、内輪７０が軸方向により近接している第１の実施例における位置と比較すると、各球状のローラ要素６０は径方向内側に移動することができる。このことによって、外側保持器２０の最大外径によって決まるものであるので、第１の実施例と比較して支持軸受アセンブリ１０ａの最大外径のさらなる減少が可能になる。ステアリング・コラム・シャフトの外表面の第１の部分５６は、球状のローラ要素６０とステアリング・コラム・シャフト５０との間での直接の接触を避けるために、この実施例においてはくぼんでいる必要があることに留意されたい。これは、対向して配置される球状のローラ要素６０の間の内径がステアリング・コラム・シャフトの外表面５２の外径よりも小さいために必要である。

図７を参照すると、本開示による第３の実施例であるステアリング・コラム支持軸受アセンブリ１０ｂが示される。この第３の実施例は第１の実施例及び第２の実施例とほぼ同様であり、同様の要素は同一の参照番号を有する。第３の実施例は、内輪７０が除かれている点で前述の実施例とは異なる。正確に言えば、支持軸受アセンブリ１０ｂの内側軌道は、ステアリング・コラム・シャフト５０の外表面５２により画定される環状溝５５によって画定される。要するに、球状のローラ要素６０は、前述の実施例のように内輪を隔てるのではなく、ステアリング・コラム・シャフト５０と直接に転がり接触している。第３の開示される実施例は知られている従来技術の軸受について述べたような内輪２（図１）を完全に省くので、この第３の開示される実施例は、従来技術の軸受と比較して外形が大幅に薄く、且つ全体の外径が減少されることに留意されたい。

本発明の１つ又は複数の好ましい実施例について上述したが、本発明には、その範囲及び精神から逸脱することなく、さまざまな修正及び変形が加えられ得ることが当業者によって理解されるべきである。たとえば、代替実施例は、単一のオーリング、及び対応するステアリング・シャフトに形成される肩部によって画定される内側軌道を含んでよい。本発明は、添付の特許請求の範囲及び精神並びにその均等物のうちにあるものとして、そのような修正及び変形を包含することを意図している。

Claims (20)

1. アウター・チューブ及びシャフトを有するステアリング・コラム・アセンブリ内で使用するラジアル支持軸受アセンブリであって、
   前記シャフトに対して軸方向に固定される、内側軌道を画定する少なくとも１つの内輪と、
   外側軌道を画定する少なくとも１つの外輪と、
   前記少なくとも１つの内輪と前記少なくとも１つの外輪との間で前記内側軌道及び前記外側軌道と転がり接触して配置される複数のローラ要素と
   を備え、
   前記少なくとも１つの内輪は前記シャフトと直接接触し、前記シャフトの長手方向の中心軸に対して平行な面で円形の断面を有する、ラジアル支持軸受アセンブリ。
2. 前記シャフトの外表面において画定される第１の環状溝をさらに備え、前記少なくとも１つの内輪が前記第１の環状溝に配置される、請求項１に記載のラジアル支持軸受アセンブリ。
3. 前記シャフトが当該シャフトの外表面において画定される第２の環状溝をさらに備え、前記少なくとも１つの内輪が第１の内輪及び第２の内輪をさらに含み、前記第１の内輪が前記第１の環状溝に配置され、前記第２の内輪が前記第２の環状溝に配置される、請求項２に記載のラジアル支持軸受アセンブリ。
4. 前記複数のローラ要素が複数の球状のローラ要素をさらに含み、前記第１の内輪及び前記第２の内輪が前記球状のローラ要素の最大直径未満の軸方向の距離で隔てられる、請求項３に記載のラジアル支持軸受アセンブリ。
5. 前記第１の内輪及び前記第２の内輪が前記シャフトの前記外表面から径方向外側に垂下する、請求項３に記載のラジアル支持軸受アセンブリ。
6. 各ローラ要素の最も内側の部分が前記シャフトの最も外側の表面の径方向内側に配置される、請求項３に記載のラジアル支持軸受アセンブリ。
7. 前記第１の内輪及び前記第２の内輪が分割されたオーリングをさらに含む、請求項３に記載のラジアル支持軸受アセンブリ。
8. 前記第１の環状溝と前記第２の環状溝との間に配置される前記シャフトの外表面の一部分が前記シャフトの外表面の最も外側の部分と同心であり、且つ前記シャフトの外表面の前記最も外側の部分の径方向内側に配置される、請求項３に記載のラジアル支持軸受アセンブリ。
9. 前記少なくとも１つの外輪が第１の外輪と第２の外輪とをさらに含み、各外輪が前記外側軌道の一部分を画定する環状の凹表面を有する、請求項３に記載のラジアル支持軸受アセンブリ。
10. アウター・チューブ及びシャフトを有するステアリング・コラム・アセンブリ内で使用するラジアル支持軸受アセンブリであって、
    前記シャフトの外表面に画定される第１の環状溝に配置される、内側軌道を画定する少なくとも１つの内輪と、
    外側軌道を画定する少なくとも１つの外輪と、
    前記少なくとも１つの内輪によって画定される前記内側軌道及び前記少なくとも１つの外輪によって画定される前記外側軌道と転がり接触する複数のローラ要素と
    を備える、ラジアル支持軸受アセンブリ。
11. 前記内輪が前記シャフトの長手方向の中心軸に対して平行な面で円形の断面を有する、請求項１０に記載のラジアル支持軸受。
12. 前記シャフトが当該シャフトの外表面に画定される第２の環状溝をさらに備え、前記少なくとも１つの内輪が第１の内輪及び第２の内輪をさらに含み、前記第１の内輪が前記第１の環状溝に配置され、前記第２の内輪が前記第２の環状溝に配置される、請求項１０に記載のラジアル支持軸受アセンブリ。
13. 前記複数のローラ要素が複数の球状のローラ要素をさらに含み、前記第１の内輪及び前記第２の内輪が前記球状のローラ要素の最大直径未満の軸方向の距離で隔てられる、請求項１２に記載のラジアル支持軸受アセンブリ。
14. 前記第１の内輪及び前記第２の内輪が前記シャフトの前記外表面から径方向外側に垂下する、請求項１２に記載のラジアル支持軸受アセンブリ。
15. 各ローラ要素の最も内側の部分が前記シャフトの最も外側の表面の径方向内側に配置される、請求項１２記載のラジアル支持軸受アセンブリ。
16. 前記第１の内輪及び前記第２の内輪が分割されたオーリングをさらに含む、請求項１２に記載のラジアル支持軸受アセンブリ。
17. 前記第１の環状溝と前記第２の環状溝との間に配置される前記シャフトの外表面の一部分が前記シャフトの外表面の最も外側の部分と同心であり、且つ前記シャフトの外表面の前記最も外側の部分の径方向内側に配置される、請求項１２に記載のラジアル支持軸受アセンブリ。
18. 前記少なくとも１つの外輪が第１の外輪と第２の外輪とをさらに含み、各外輪が前記外側軌道の一部分を画定する環状の凹表面を有する、請求項１２に記載のラジアル支持軸受アセンブリ。
19. アウター・チューブ及びシャフトを有するステアリング・コラム・アセンブリ内で使用するラジアル支持軸受アセンブリであって、
    前記シャフトの外表面に画定される内側軌道と、
    外側軌道を画定する少なくとも１つの外輪と、
    前記少なくとも１つの内輪によって画定される前記内側軌道及び前記少なくとも１つの外輪によって画定される前記外側軌道と転がり接触する複数のローラ要素と
    を備え、
    各ローラ要素の最も内側の部分が前記シャフトの最も外側の表面の径方向内側に配置される、ラジアル支持軸受アセンブリ。
20. 前記複数のローラ要素が複数の球状のローラ要素をさらに含む、請求項１９に記載のラジアル支持軸受アセンブリ。

Images