JP4285157B2 - ステアリングコラム用軸受装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等のステアリング装置に用いるステアリングコラム用軸受装置に関する。

ハンドルとユニバーサルジョイントとの間にステアリングシャフトが連結された自動車のステアリング装置は、車体側に支持される筒状のステアリングコラムと、このステアリングコラムの内に挿通されたステアリングシャフトと、このステアリングシャフトをステアリングコラムに回転自在に支持するステアリングコラム用軸受装置とを備えている（例えば特許文献１参照）。

前記軸受装置は、図５に示す如く、ステアリングコラム１の内周面に嵌合された環状の軸受収納ケース２と、軸受収納ケース２に収納されてステアリングシャフト３を支持するころ軸受５とを備える。ころ軸受５は、複数のころ６と、各ころ６をそれぞれ保持するポケット８を有する環状保持器９と、外輪１０とを備えている。

軸受収納ケース２は、硬質ゴムまたは合成樹脂等の弾性材からなり、外輪１０の周囲に設けられる環状本体部１２と、この環状本体部１２の両端から径内方に形成された環状フランジ部１３とからなり、内周面に開口する環状の軸受収納凹部１４が形成されている。そして、軸受収納ケース２は、軸受収納凹部１４内にころ軸受５を収納した状態で、ステアリングコラム１の内周面に圧入されている。軸受収納ケース２両方の環状フランジ部１３，１３と環状保持器９との間には、ステアリングシャフト３の軸方向に若干の遊び量を確保すべく隙間２１が形成されている。
特開平８−２３０６９０号公報

前記ステアリング装置においては、ステアリングシャフト３の回転トルク低減が大きな課題となっている。例えば、砂利道などのオフロードのように車体に加わる振動が激しいような走行では、ステアリングシャフト３が振動等によりステアリングコラム１に対して軸方向に移動する。従来では、各ころ６が滑らかに転動するように、軌道面が軸方向に平滑な外輪１０を使用しているため、このステアリングシャフト３と共にころ６も軸方向に自由に連れ動き、ころ６が環状保持器９を軸受収納ケース２の環状フランジ部１３内面に押圧接触させ、環状保持器９と軸受収納ケース２との接触による摩擦がステアリングシャフト３の回転トルクに対して悪影響を与えていた。

[課題を解決するための手段]
本発明によるステアリングコラム用軸受装置は、ステアリングコラムの内周面に嵌合される環状の軸受収納ケースと、この軸受収納ケースに収納されてステアリングコラムにステアリングシャフトを支持する軸受とを備えたステアリングコラム用軸受装置であって、軸受は、軸受収納ケース内面に配置された外輪と、外輪とステアリングシャフトとの間に介装された複数のころと、各ころそれぞれを保持する環状保持器とを備え、前記ころは外径が一様な針状ころまたは円筒ころであり、外輪は、その軸方向両端部が軸受収納ケースの軸受収納凹部の内面に当接しかつころの外接円直径よりも小さい内径に形成されて、当該軸受方向両端部によりころの軸方向動きを規制する構造とされ、かつ、周方向１箇所において軸方向斜めにスリットが形成され、弾性的に拡径または縮径可能にされているとともに、前記外輪の軌道面中途部の内径は、ころの外接円直径よりも大きく設定されている。

本発明によると、ステアリングシャフトがステアリングコラムに対して軸方向に移動した際には、ステアリングシャフトと接触するころがステアリングシャフトとの摩擦で軸方向に移動しようとする。この場合、外輪の軸方向両端部によりころは軸方向動きを規制され、その規制以上には軸方向に移動することができなくなる。したがって、環状保持器がころの軸方向動きで軸方向に移動されたとき、環状保持器の軸方向両側が軸受収納ケースの軸受収納凹部の内面に当接しない範囲にころの軸方向動きを規制することにより、当該当接をなくし、これによって、ステアリングシャフトがステアリングコラムに対して軸方向に移動しても、環状保持器と軸受収納ケースとが接触しないから、その接触による摩擦がステアリングシャフトの回転トルクに対して悪影響を与えるようなことが確実に防止される。

ころは、針状ころでも、円筒ころでもよい。軸受収納ケースは、環状本体部とこの環状本体部両側の環状フランジ部とで構成し、これらで囲まれた空間を軸受収納凹部とし、その凹部内面を環状フランジ部の内面としてもよい。この場合、環状フランジ部の内径寸法は、保持器の外径寸法より小さく設定するとよい。

外輪の軌道面は、凹面形状でも、うねり形状でもよく、要するに、外輪の軸方向両端部が、軸受収納ケースの軸受収納凹部の内面に当接しかつころの外接円直径よりも小さい内径に形成されていればよい。

本発明は、ころを安定して回転させることができ、環状保持器端面が軸受収納ケースと接触することがなく、ステアリングシャフトの回転トルクの低減を図れる。

本発明に係るステアリングコラム用軸受装置の実施の形態を図面を参照して説明する。図１（ａ）は、軸受装置の半裁断面図、図１（ｂ）は、ころと外輪の関係を示す概略断面図、図２は外輪の斜視図、図３はステアリングシャフトところを示す正面断面図である。なお、従来のものと同一部材は同一符号を付し、それぞれの説明は省略または簡略にし、本発明の特徴部分を中心に説明する。

ステアリングコラム用軸受装置５を構成する軸受収納ケース２は、環状本体部１２と両環状フランジ部１３とを有するように、硬質ゴムから構成されている。図１（ａ）に示す如く、軸受収納ケース２の両環状フランジ部１３それぞれの内面ところ６の両端面それぞれとの軸方向間隔Ｌ１は、環状保持器９のポケット８を区画する軸方向両端部それぞれの軸方向幅Ｈよりも大きく設定されている。したがって、軸受収納ケース２の軸受収納凹部１４に収納された環状保持器９と両環状フランジ部１３，１３とは、軸方向に隙間２１を有している。なお、両環状フランジ部１３，１３それぞれの内周端には、シールを設けることが好ましい。

外輪１０は、軸受収納ケース２の環状本体部１２の内面に配置されており、軸方向斜めにスリット２０が形成され、このスリット２０の対向隙間分だけ弾性的に拡径、縮径可能になっている。外輪１０はまた、その軸方向両端部が軸受収納ケース２の環状フランジ部１３，１３の内面に当接して、軸受収納ケース２に対して軸方向に移動しないようになっている。外輪１０の軸方向中途部は径方向外方に湾曲形成されている。

このような外輪１０において、図１（ｂ）に示す如く、ころ６の軸方向両端面よりも軸方向外方に突出する外輪１０の軸方向両端部１０ａの内径Ｂは、ころ６の外接円直径Ａ（＞Ｂ）よりも小さく設定され、且つ、外輪１０の軌道面中途部１０ｂの内径Ｃは、ころ６の外接円直径Ａ（＜Ｃ）よりも大きく設定されている。ころ６の外接円直径Ａは、図３に示す如くステアリングシャフト３の直径をＳＤとし、ころ６の直径をＫＤとした場合に、Ａ＝ＳＤ＋２ＫＤの関係にある。

前記のように外輪１０を軸方向に変形することにより、各ころ６は、その両端部６ａ、６ｂが外輪１０に接触転動することになる。

以上の構成により、ステアリングシャフト３が、ステアリングコラム１に対して軸方向に移動した際には、ステアリングシャフト３に接触するころ６も軸方向に連れ動こうとするが、外輪１０の両端部１０ａの内径Ｂが、ころ６の外接円の直径Ａよりも小さいため、ころ６は、外輪１０の軸方向両端部によりその連れ動きが規制される。この結果、ころ６は外輪１０の軸方向中心で安定して転動する一方、ころ６によって環状保持器９が軸受収納ケース２の環状フランジ部１３の内面に押圧接触させられることがなくなり、環状保持器９と軸受収納ケース２の環状フランジ部１３との間には隙間２１が維持され、ステアリングシャフト３の回転トルクが低減する。

以下、本発明を実施するための他の形態を示す。

図４（ａ）、（ｂ）に示す本発明の他の形態は、外輪１０の軸方向中央部をうねらせた形状にしたものである。詳しくは、外輪１０の軸方向中央部は小径部となされ、この小径部の軌道面中途部１０ｂの内径Ｃと、ころ６の外接円の直径Ａと、外輪の両端の内径Ｂとが、Ｃ≧Ａ＞Ｂの関係にある。この形態では、Ｃ＝Ａ＞Ｂの場合が示される。したがって、各ころ６は、一端部６ａと中央部６ｃの２箇所で外輪１０の軌道面に接触する。かかる場合には、ステアリングシャフト３の移動と共にころ６も若干連れ動くものの、図４（ａ）に示す如く、軸受収納ケース２の環状フランジ部１３と、環状フランジ部１３に最も接近したころ６の端面との間隔Ｌ１は、環状保持器９の幅Ｈよりも大きく設定されている。このため、ころ６が環状保持器９を軸受収納ケース２の環状フランジ部１３に押圧して接触させることはない。

また、ころ６は、その両端部６ａ、６ｂと中央部６ｃの３箇所で外輪１０に接触させることも可能である。かかる場合には、図１ないし図３で示された本実施の形態と同様にして、ころ６が軸方向に移動するようなことはない。

本発明のステアリングコラム用軸受装置は、自動車等のステアリング装置に採用される。

（ａ）は本発明の最良の形態に係るステアリングコラム用軸受装置の半断面図、（ｂ）は、ころと外輪との関係を示す概略断面図 本発明に係るステアリングコラム用軸受装置の外輪の斜視図 ステアリングシャフトところを示す正面断面図 （ａ）は本発明の他の形態に係るステアリングコラム用軸受装置の半裁断面図、（ｂ）は、ころと外輪の関係を示す概略断面図 従来のステアリングコラム用軸受装置の半裁断面図

符号の説明

１ ステアリングコラム
２ 軸受収納ケース
３ ステアリングシャフト
６ ころ
９ 環状保持器
１０ 外輪
１４ 軸受収納凹部

Claims (1)

1. ステアリングコラムの内周面に嵌合される環状の軸受収納ケースと、この軸受収納ケースに収納されてステアリングコラムにステアリングシャフトを支持する軸受とを備えたステアリングコラム用軸受装置であって、
   軸受は、軸受収納ケース内面に配置された外輪と、外輪とステアリングシャフトとの間に介装された複数のころと、各ころそれぞれを保持する環状保持器とを備え、
   前記ころは外径が一様な針状ころまたは円筒ころであり、
   外輪は、その軸方向両端部が軸受収納ケースの軸受収納凹部の内面に当接しかつころの外接円直径よりも小さい内径に形成されて、当該軸受方向両端部によりころの軸方向動きを規制する構造とされ、かつ、周方向１箇所において軸方向斜めにスリットが形成され、弾性的に拡径または縮径可能にされているとともに、
   前記外輪の軌道面中途部の内径は、ころの外接円直径よりも大きく設定されている、ことを特徴とするステアリングコラム用軸受装置。

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