JP4341235B2 - ブッシュ軸受 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブッシュ軸受、特に自動車のステアリング機構におけるラック軸を摺動自在に支持するために用いて好適なブッシュ軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ブッシュ軸受として合成樹脂製のものが種々提案されているが、斯かる合成樹脂製のブッシュ軸受は、通常、締め代をもって軸部材を摺動自在に支持するようになっている。
【０００３】
【特許文献１】
実公昭６２−３４０２８号公報
【特許文献２】
実開平４−１３５８７５号公報
【特許文献３】
実開昭６１−８７７７５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、合成樹脂製のブッシュ軸受において、支持する軸部材に対して大きな締め代をもつようにすると、軸部材を径方向に関して所定の剛性をもってしっかりと支持できるが、軸部材をきつく締め付けることになるので、摺動摩擦抵抗が大きくなって、軸部材を良好な摺動特性をもって支持できなくなる一方、支持する軸部材に対して小さな締め代をもつようにすると、軸部材に対して低い摺動摩擦抵抗をもった良好な摺動特性は期待できるが、軸部材に大きな心ずれが生じ易くなったり、軸部材との間に隙間が生じ易くなって、径方向の剛性的支持が低下し、しかも、斯かる隙間が生じると軸部材の摺動において軸部材との間に打音が発生することにもなる。
【０００５】
また、合成樹脂製のブッシュ軸受では、熱履歴に伴う合成樹脂の応力緩和によって、軸部材との間又は軸部材が取り付けられる取り付け部材との間に隙間が生じて、径方向の剛性的支持が低下し、打音が発生するような不具合が生じ易く、また、合成樹脂の応力緩和によって特に径方向の収縮が生じる場合には、軸部材に対する締め代が増加して摺動摩擦抵抗が大きくなる虞がある。
【０００６】
加えて、自動車のステアリング機構におけるラック軸を摺動自在に支持するために斯かる合成樹脂製のブッシュ軸受を用いると、ステアリング機構のギアボックス内が密閉されてギアボックス内の空気の流出入が困難となり、無理矢理な空気の流出入でもって、異音が生じたり或いは軸部材としてのラック軸との間の隙間に適用されたグリース等の潤滑剤の早期の消失が生じたりする虞がある。
【０００７】
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、ラック軸等の軸部材を径方向に関しては所定の剛性をもって軸方向に関しては低い摩擦抵抗をもって摺動自在に支持できる上に、熱履歴における性能変化の低減を図り得、しかも、自動車のステアリング機構におけるラック軸を摺動自在に支持するために用いても、ギアボックス内の空気圧に起因する空気流をギアボックス内に対して問題なく流出入させることができるブッシュ軸受を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一の態様のブッシュ軸受は、支持すべき軸部材が摺動自在に接触する円筒状の内周面を有すると共に、当該内周面が縮径自在となるように少なくとも一つのスリットを有しており、しかも、外周面に少なくとも一つの円周方向溝を有する合成樹脂製のブッシュ本体と、ブッシュ本体の円周方向溝に装着されていると共に、ブッシュ本体の外周面の径よりも大きな外径を有する無端環状弾性部材とを具備しており、ここで、ブッシュ本体の内周面に軸部材を摺動自在に接触させて配した場合にブッシュ本体の軸方向の一端面側と他端面側とを連通させる少なくとも一つの軸方向溝をブッシュ本体はその内周面に有している。
【０００９】
第一の態様のブッシュ軸受によれば、無端環状弾性部材が合成樹脂製のブッシュ本体の外周面の径よりも大きな外径を有しているために、ブッシュ本体の外周面との間に隙間をもって、しかも、無端環状弾性部材を弾性変形させて潰した状態で軸部材の取り付け部材の貫通孔に嵌装することができ、而して、潰しに起因する無端環状弾性部材の弾性反発力に抗する径方向力に基づく軸部材の径方向の大きな変位をブッシュ本体の外周面で規制でき、しかも、潰しに起因する無端環状弾性部材の弾性力でもってブッシュ本体を軸部材に締め付ける結果、軸部材を径方向に関しては所定の剛性をもって軸方向に関しては低い摩擦抵抗をもって摺動自在に支持できる上に、熱履歴に伴う合成樹脂の応力緩和による円筒状の内周面と軸部材との間又は無端環状弾性部材とブッシュ軸受が取り付けられる取り付け部材との間に隙間が生じないようにし得ると共に、合成樹脂の応力緩和に基づく径方向の収縮による締め代に対する影響を小さくできる結果、熱履歴における性能変化の低減を図り得、加えて、軸部材をブッシュ本体の内周面に摺動自在に接触させて配した場合にブッシュ本体の軸方向の一端面側と他端面側とを連通させる少なくとも一つの軸方向溝を合成樹脂製のブッシュ本体がその内周面に有しているために、例えば自動車のステアリング機構における軸部材としてのラック軸を摺動自在に支持するために用いても、取り付け部材としてのギアボックス内を軸方向溝を介して外部に連通させることができる結果、ギアボックス内の空気圧に起因する空気流を軸方向溝を介してギアボックス内に対して問題なく流出入させることができる。
【００１０】
ブッシュ本体の形成材料としての合成樹脂は、耐摩耗性に優れて低摩擦特性を有し、しかも、所定の撓み性と剛性とを有すると共に熱伸縮の少ないものが好ましく、具体的には、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂及びフッ素樹脂のうちの少なくとも一つを含む合成樹脂等を挙げることができる。
【００１１】
第一の態様のブッシュ軸受では、ブッシュ本体は、少なくとも一つの軸方向溝を具備していればよいのであるが、本発明の第二の態様のブッシュ軸受のように、ブッシュ本体は、複数の軸方向溝をその内周面に有していてもよく、この場合、本発明の第三の態様のブッシュ軸受のように、複数の軸方向溝は、円周方向において同一の間隔をもって配されていてもよい。軸方向溝は軸方向と平行に真っ直ぐに伸びているのが好ましいが、本発明はこれに限定されず、軸方向に対して傾斜していても、途中で曲がっていてもよい。
【００１２】
本発明において、スリットは、円筒状の内周面を縮径させるような内径を有した無端環状弾性部材を用いる場合には、熱履歴に伴う合成樹脂の応力緩和を吸収できる上に、無端環状弾性部材の弾性力に起因する円筒状の内周面の縮径を可能とする程度の幅を有していればよい。円筒状の内周面が２４ｍｍの径を有する場合には、スリットの幅として１ｍｍ程度を好ましい例として提示することができる。
【００１３】
スリットは、本発明の第四の態様のブッシュ軸受のように、軸方向に対して傾斜する傾斜スリット部を有していてもよく、この場合、本発明の第五の態様のブッシュ軸受のように、軸方向において傾斜スリット部を間にして当該傾斜スリット部と連続して配されていると共に軸方向と平行に伸びた一対の軸方向スリット部を有していてもよい。
【００１４】
また、スリットは、本発明の第六の態様のブッシュ軸受のように、軸方向と平行に伸びた一対の軸方向スリット部と、一対の軸方向スリット部の夫々と連続して配されていると共に軸方向に直交して伸びた一対の直交スリット部と、一対の直交スリット部と連続して配されていると共に軸方向と平行に伸びた他の軸方向スリット部とを有していてもよく、加えて、スリットは、本発明の第七の態様のブッシュ軸受のように、ブッシュ本体の軸方向の一方の端面から他方の端面まで伸びていてもよい。
【００１５】
ブッシュ本体は、本発明の第八の態様のブッシュ軸受のように、一つのスリットがブッシュ本体の軸方向の一方の端面から軸方向にブッシュ本体の他方の端面の手前まで伸びており、他の一つのスリットがブッシュ本体の軸方向の他方の端面から軸方向にブッシュ本体の一方の端面の手前まで伸びているように複数個のスリットを有していてもよく、この場合、ブッシュ本体は、本発明の第九の態様のブッシュ軸受のように、一つのスリットと他の一つのスリットとを複数個有していて、斯かる複数個の一つのスリットと他の一つのスリットとが円周方向において交互に配されていてもよい。
【００１６】
本発明の第八又は第九の態様のブッシュ軸受において、ブッシュ本体は、本発明の第十の態様のブッシュ軸受のように、ブッシュ本体の他方の端面と一つのスリットの伸長端との間に配された軸方向溝と、ブッシュ本体の一方の端面と他の一つのスリットの伸長端との間に配された軸方向溝とをその内周面に有していてもよい。
【００１７】
また、ブッシュ本体は、本発明の第十一の態様のブッシュ軸受のように、少なくとも一対の分割体からなると共に、複数個のスリットを有していてもよい。
【００１８】
本発明においては、ブッシュ本体の円筒状の内周面は、無端環状弾性部材がブッシュ本体の円周方向溝に装着された状態であって、支持すべき軸部材がブッシュ本体の内周面で規定される貫通孔に挿着されていない状態で、その径が支持すべき軸部材の外周面の径に締め代分を差し引いた径と実質的に同一となるように形成されるのが好ましく、そして、斯かる円筒状の内周面が軸部材の外周面にぴたりと隙間なしに接触した場合に、熱履歴に伴う合成樹脂の応力緩和を吸収できるような幅をスリットが有しているとよく、また、無端環状弾性部材は、それがブッシュ本体の円周方向溝に装着された場合に、本発明の第十二の態様のブッシュ軸受のように、円筒状の内周面を縮径させて上記の径を呈するようにブッシュ本体に弾性力を与える内径を有していても、これに代えて、円筒状の内周面を実質的に縮径することなしに上記の径を呈するように円周方向溝においてブッシュ本体に単に接触する内径を有していてもよく、ここで、円筒状の内周面を縮径させるような内径を有した無端環状弾性部材を用いる場合には、スリットは、熱履歴に伴う合成樹脂の応力緩和を吸収できる上に、無端環状弾性部材の弾性力に起因する円筒状の内周面の縮径を可能とする程度の幅を有しているとよい。円筒状の内周面が２４ｍｍの径を有する場合には、スリットの幅として１ｍｍ程度を好ましい例として提示することができる。
【００１９】
ブッシュ本体は、一個だけの円周方向溝を有していてもよいのであるが、本発明の第十三の態様のブッシュ軸受のように、複数個の円周方向溝を有していてもよく、この場合、好ましくは無端環状弾性部材は各円周方向溝に装着されることになる結果、ブッシュ軸受は、複数個の無端環状弾性部材を具備することになる。
【００２０】
無端環状弾性部材は、好ましくは本発明の第十四の態様のブッシュ軸受のように、断面において円形、楕円形、矩形又は扁平状の長円形を有しているが、本発明はこれらに限定されず、断面Ｘ字形状、断面Ｕ字形状又は断面台形状等の他の形状であってもよく、また、好ましくは本発明の第十五の態様のブッシュ軸受のように、天然ゴム製又は合成ゴム製であるが、その他の弾性を有する熱可塑性合成樹脂、例えばポリエステルエラストマーであってもよい。なお、無端環状弾性部材として、一般に使用されているＯリングを好ましく用いることができる。
【００２１】
ブッシュ本体は、本発明の第十六の態様のブッシュ軸受のように、その円筒状の内周面に少なくとも一つの凹所を有していても、本発明の第十七の態様のブッシュ軸受のように、その円筒状の内周面に離散的に配された複数個の小径の円形の凹所を有していてもよい。
【００２２】
ブッシュ本体が以上のような凹所を有している場合には、本発明の第十八の態様のブッシュ軸受のように、斯かる凹所に固体又は流体の潤滑剤が配されていると好ましい。
【００２３】
また、ブッシュ本体は、本発明の第十九の態様のブッシュ軸受のように、その円筒状の内周面を軸方向に分断するように配された円周方向凹所を有していてもよい。
【００２４】
第十九の態様のブッシュ軸受のようにブッシュ本体が円周方向凹所を有している場合には、好ましくは、無端環状弾性部材は、本発明の第二十の態様のブッシュ軸受のように、分断された円筒状の内周面に対応して配された円周方向溝に装着されている。
【００２５】
ブッシュ本体は、好ましくは、本発明の第二十一の態様のブッシュ軸受のように、円筒状の内周面の軸方向の両側において当該円筒状の内周面に連続して配されていると共に、円筒状の内周面から軸方向の端面に向かうに連れて大径となる一対のテーパ内周面を有しており、ここで、無端環状弾性部材は、本発明の第二十二の態様のブッシュ軸受のように、円筒状の内周面とテーパ内周面との境界部に対応して配された円周方向溝に装着されているとよい。
【００２６】
本発明において、円周方向溝は、無端環状弾性部材の弾性を十分に得るようにする観点からは好ましくはその第二十三の態様のブッシュ軸受のように、当該円周方向溝に装着される無端環状弾性部材の体積よりも大きい容積を有しているが、これに代えて、その第二十四の態様のブッシュ軸受のように、当該円周方向溝に装着される無端環状弾性部材の体積よりも小さい容積を有していてもよい。
【００２７】
第二十四の態様のブッシュ軸受のような容積を有した円周方向溝であると、径方向の力で無端環状弾性部材が大きく潰れて円周方向溝一杯に広がった際に、無端環状弾性部材の剛性を大きくできて、これによっても軸部材を径方向に関しては所定の剛性をもって支持できるようになる。
【００２８】
本発明のブッシュ軸受は、ブッシュ本体に加えて、その第二十五の態様のブッシュ軸受のように、ブッシュ本体の外周面において当該ブッシュ本体に一体形成された合成樹脂製の鍔部を更に具備していてもよく、斯かる鍔部を具備していると、ブッシュ軸受を軸方向に移動しないようにして取り付け部材の貫通孔の開口端側に取り付けることができる。
【００２９】
本発明のブッシュ軸受は、回転する軸部材、軸方向に直動する軸部材等を摺動自在に支持するために用いることができ、特に、その第二十六の態様のブッシュ軸受のように、自動車のステアリング機構における軸部材としてのラック軸を摺動自在に支持するために好適であって、斯かるラック軸に対して用いることによって、路面から加わる振動に基づくラック軸の径方向の心ずれを無端環状弾性部材の弾性変形でもって好ましく吸収してラック軸を軸方向に直動自在に低摩擦抵抗をもって剛性的に支持できることになる。
【００３０】
本発明による自動車のステアリング機構は、軸部材としてのラック軸と、このラック軸を摺動自在に支持している上記のいずれかのブッシュ軸受と、このブッシュ軸受が取り付けられた貫通孔を有した取り付け部材とを具備しており、ここで、取り付け部材の貫通孔を規定する内周面とブッシュ本体の外周面との間には環状の隙間が形成されており、無端環状弾性部材は、取り付け部材の貫通孔を規定する内周面にその外周面で摺動自在に接触している。
【００３１】
次に本発明を、図に示す好ましい実施の形態の例を参照し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。
【００３２】
【発明の実施の形態】
図１から図３において、自動車のステアリング機構におけるラック軸２（図４参照）を軸方向Ａに摺動自在に支持するための本例のブッシュ軸受１は、支持すべき軸部材としてのラック軸２が軸方向Ａに摺動自在に接触する円筒状の内周面３を有すると共に、当該内周面３が縮径自在となるように軸方向Ａの一方の端面４から他方の端面５まで伸びた少なくとも一つのスリット、本例では一つのスリット６を有しており、しかも、円筒状の外周面７に少なくとも一つの円周方向溝、本例では二つの環状の円周方向溝８及び９を有する合成樹脂製のブッシュ本体１０と、ブッシュ本体１０の円周方向溝８及び９の夫々に装着されていると共に、ブッシュ本体１０の外周面７の径Ｄ１よりも大きな外径Ｄ２を有しており、天然ゴム製又は合成ゴム製の無端環状弾性部材１１及び１２と、ブッシュ本体１０の外周面７において当該ブッシュ本体１０に一体形成された合成樹脂製の鍔部１３とを具備している。
【００３３】
ブッシュ本体１０の軸方向Ａの一方の端面４から他方の端面５まで伸びたスリット６は、軸方向Ａに対して傾斜する傾斜スリット部２１と、軸方向Ａにおいて傾斜スリット部２１を間にして当該傾斜スリット部２１と連続して配されていると共に軸方向Ａと平行に伸びた一対の軸方向スリット部２２及び２３とを有しており、傾斜スリット部２１並びに軸方向スリット部２２及び２３は、本例では１ｍｍ程度の幅ｔを有している。
【００３４】
環状の円周方向溝８及び９の夫々は、当該円周方向溝８及び９の夫々に装着される無端環状弾性部材１１及び１２の体積よりも大きい容積を有しており、これにより、円周方向溝８及び９の夫々は、無端環状弾性部材１１及び１２が弾性変形されて潰されてブッシュ本体１０の外周面７から突出しないようになっても、弾性変形されて潰された無端環状弾性部材１１及び１２で完全に埋められないようになっている。
【００３５】
ブッシュ本体１０は、軸方向Ａにおいて広幅の円筒状の内周面３に加えて、内周面３の軸方向Ａの両側において当該円筒状の内周面３に連続して配されていると共に、円筒状の内周面３から軸方向Ａの端面４及び５に夫々向かうに連れて大径となる一対の環状のテーパ内周面２５及び２６と、端面５側に環状の面取面２７とを有している。
【００３６】
ブッシュ本体１０は更に、その内周面３にラック軸２が摺動自在に接触されて配された場合に一端面４側と他端面５側とを連通させる少なくとも一つの軸方向溝、本例では円周方向において同一の間隔をもって配された複数、具体的には六個の軸方向溝１５をその内周面３に有している。
【００３７】
断面において円形を有する無端環状弾性部材１１及び１２の夫々は、ブッシュ本体１０の内周面３を縮径させて径Ｄ３とする弾性力をブッシュ本体１０に与えるような内径Ｄ４を有している。
【００３８】
ブッシュ本体１０の内周面３の径Ｄ３は、締め代をδｍｍとするとラック軸２の径Ｄ５よりも２δだけ小さい。斯かるブッシュ本体１０の内周面３は、ラック軸２がブッシュ本体１０の内周面３で規定される貫通孔２８に挿着された場合（図４に示す場合）とそうでない場合（図１に示す場合）とで原理的にはその曲率が異なることになるので、前者の場合では、ラック軸２の外面２９にぴったりと合致しなくなるが、締め代δに対して内周面３の径Ｄ３が十分に大きく、換言すれば締め代δが極めて小さく、例えば内周面３の径Ｄ３が２４ｍｍ程度であって、締め代δが最大で０．７ｍｍ程度の場合には、ラック軸２が貫通孔２８に挿着されても、ブッシュ本体１０の撓みを含む弾性的変形によってラック軸２の外面２９に実質的にぴったりと合致するものとみなし得る。
【００３９】
以上のブッシュ軸受１は、図４に示すように、無端環状弾性部材１１及び１２が断面において楕円形に弾性変形されて潰され、しかも、鍔部１３が取り付け部材としての自動車のステアリング機構のギアボックス３１の端面３２に当接した状態で、当該ギアボックス３１の内周面３３で規定されると共に無端環状弾性部材１１及び１２の外径Ｄ２よりも小さい径Ｄ６を有する貫通孔３４に装着されると共に、内周面３で規定される貫通孔２８にラック軸２が挿着されて、ラック軸２を軸方向Ａに摺動自在にギアボックス３１に対して支持するために用いられる。
【００４０】
通常の状態では、ブッシュ軸受１は、図４に示すように、ギアボックス３１の内周面３３と円筒状の外周面７との間に環状の隙間３５、例えば径方向Ｒの幅が０．１７ｍｍ乃至０．１９ｍｍの環状の隙間３５が生じるようになって、しかも、無端環状弾性部材１１及び１２の拡径とその楕円形への弾性変形とに基づく弾性押圧力と締め代δとをもってラック軸２を図４及び図５に示すように、軸方向Ａに摺動自在に支持している。
【００４１】
ブッシュ軸受１に支持されたラック軸２に径方向Ｒの変位が生じてラック軸２に心ずれが生じようとしても、ブッシュ軸受１は、その径方向Ｒの変位力が小さい場合には、無端環状弾性部材１１及び１２の弾性変形でこれを規制する一方、その径方向Ｒの変位力が大きい場合には、無端環状弾性部材１１及び１２の大きな弾性変形の後に、隙間３５を消失させてブッシュ軸受１の外周面７がギアボックス３１の内周面３３に当接して隙間３５を消失させこれを剛性的に規制する。
【００４２】
以上のようにブッシュ軸受１によれば、ブッシュ本体１０の外周面７との間に隙間３５をもって、しかも、無端環状弾性部材１１及び１２を潰した状態でギアボックス３１の貫通孔３４に嵌装することができ、而して、潰しに起因する無端環状弾性部材１１及び１２の弾性反発力に抗する径方向力に基づくラック軸２の径方向の大きな変位をブッシュ本体１０の外周面７で規制でき、しかも、潰しに起因する無端環状弾性部材１１及び１２の弾性力でもってブッシュ本体１０をラック軸２に締め付ける結果、ラック軸２を径方向に関しては所定の剛性をもって軸方向Ａに関しては低い摩擦抵抗をもって摺動自在に支持できる。
【００４３】
また、ブッシュ軸受１によれば、ブッシュ本体１０がスリット６を有し、しかも、無端環状弾性部材１１及び１２がブッシュ本体１０の円周方向溝８及び９に装着されていると共に、ブッシュ本体１０の外周面７の径Ｄ１よりも大きな外径Ｄ２を有しているために、熱履歴に伴う合成樹脂の応力緩和による内周面３とラック軸２との間又は無端環状弾性部材１１及び１２とギアボックス３１の内周面３３との間に隙間が生じないようにし得ると共に、合成樹脂の応力緩和に基づく径方向の収縮による締め代δに対する影響を小さくできる結果、熱履歴における性能変化の低減を図り得る。
【００４４】
更に、ブッシュ軸受１は、ブッシュ本体１０の外周面７の径Ｄ１よりも大きな外径Ｄ２を有している無端環状弾性部材１１及び１２を具備して、これを介してギアボックス３１に嵌装するようになっているために、防振、消音特性に優れている上に、ブッシュ本体１０、ラック軸２及びギアボックス３１等に製作誤差があっても、無端環状弾性部材１１及び１２の弾性変形によってこれを吸収することができる結果、軸方向Ａの摺動におけるラック軸２のこじり等の事態を軽減できる。
【００４５】
また、ブッシュ軸受１では、ブッシュ本体１０がその端面５側に環状の面取面２７を有しているために、無端環状弾性部材１１及び１２の円周方向溝８及び９への装着を極めて容易に行い得る。
【００４６】
なお、環状の隙間３５の径方向Ｒの幅を適宜変えることにより、ブッシュ軸受１におけるラック軸２に対する心ずれ許容量、即ち径方向Ｒの剛性を最適値に調節することができる。
【００４７】
更にまたブッシュ軸受１では、ブッシュ本体１０の一端面４側と他端面５側とを連通させる軸方向溝１５をブッシュ本体１０がその内周面３に有しているために、ギアボックス３１内を軸方向溝１５を介して外部に連通させることができる結果、仮にブッシュ本体１０の縮径でもってスリット６が閉じられてもギアボックス３１内がブッシュ軸受１でもって密閉されることがなく、ギアボックス３１内の空気圧に起因する空気流を軸方向溝１５を介してギアボックス３１内に対して問題なく確実に流出入させることができ、無理矢理な空気の流出入に起因する異音の発生をなくし得て、しかも、内周面３とラック軸２の外面２９との間に通常配されるグリース等の潤滑剤の早期の消失を生じさせないようにできる。
【００４８】
ところで上記では、無端環状弾性部材１１及び１２の体積よりも大きい容積を有して円周方向溝８及び９の夫々を構成したが、これに代えて、無端環状弾性部材１１及び１２の体積よりも小さい容積を有して円周方向溝８及び９の夫々を構成し、無端環状弾性部材１１及び１２が径方向Ｒの力で大きく弾性変形されて潰された際には無端環状弾性部材１１及び１２が円周方向溝８及び９の夫々で一杯に広がるようにして、無端環状弾性部材１１及び１２の剛性が増大するようにしてもよい。
【００４９】
また上記のブッシュ軸受１のブッシュ本体１０は、滑らかな平坦な内周面３を有しているが、これに代えて、図６に示すように、その円筒状の内周面３に軸方向溝１５に加えて離散的に配された複数個の小径の円形の凹所５１を有していてもよく、凹所５１には、必要に応じて固体又は流体の潤滑剤を配して、更なる摺動摩擦抵抗の減少を図ってもよい。
【００５０】
更に図７に示すように、円筒状の内周面３を軸方向に二つの内周面３ａ及び内周面３ｂに分断すると共に内周面３の軸方向溝１５を同じく二つの軸方向溝１５ａ及び１５ｂに分断するように配された円周方向凹所５２を有してブッシュ本体１０を構成し、無端環状弾性部材１１及び１２を分断された円筒状の内周面３ａ及び３ｂに対応して配された円周方向溝８及び９に装着するようにしてもよく、図７に示すブッシュ軸受１では、ブッシュ本体１０の一端面４側と他端面５側とは、軸方向溝１５ａ及び１５ｂに加えて円周方向凹所５２を介して連通されることになる。
【００５１】
上記のブッシュ軸受１のブッシュ本体１０は、軸方向Ａに挟幅の環状のテーパ内周面２５及び２６を有しているが、これに代えて、図８に示すように、軸方向溝１５を有した広幅の円筒状の内周面３に加えて、円筒状の内周面３の軸方向Ａの両側において当該円筒状の内周面３に連続して配されていると共に、円筒状の内周面３から軸方向Ａの端面４及び５の夫々に向かうに連れて大径となる軸方向Ａに広幅の一対のテーパ内周面５５及び５６を有していてもよく、この場合、無端環状弾性部材１１及び１２を円筒状の内周面３とテーパ内周面５５及び５６との境界部５７及び５８に対応して配された円周方向溝８及び９に装着するようにしてもよい。
【００５２】
なお、図６から図８に示すように、鍔部１３を省いてブッシュ軸受１を構成してもよく、この場合に、面取面２７と同様の環状の面取面５９を端面４側に設けてもよい。
【００５３】
また、上記のブッシュ軸受１では、断面において円形の無端環状弾性部材１１及び１２の夫々を円周方向溝８及び９の夫々に装着したが、これに代えて、図９に示すように、ブッシュ本体１０の外周面７の径Ｄ１よりも大きな外径Ｄ７を有する断面において扁平状の長円形の一つの無端環状弾性部材６１をブッシュ本体１０の外周面７の一つの円周方向溝６２に装着してブッシュ軸受１としてもよい。
【００５４】
以上のブッシュ軸受１では、スリット６が傾斜スリット部２１を有した例であるが、これに代えて、例えば図１０に示すように、軸方向Ａと平行に伸びた軸方向スリット部２２及び２３と、軸方向スリット部２２及び２３の夫々と連続して配されていると共に軸方向Ａに直交して伸びた直交スリット部６５及び６６と、直交スリット部６５及び６６と連続して配されていると共に軸方向Ａと平行に伸びた軸方向スリット部６７とを有してスリット６を構成してもよい。また、図１０に示すように、断面において矩形状を有する無端環状弾性部材６８を円周方向溝６２に装着してブッシュ軸受１としてもよい。
【００５５】
更にまた、図１１に示すように、ブッシュ本体１０に二つのスリット６ａ及び６ｂを設けて、ブッシュ本体１０を一対の分割体１０ａ及び１０ｂから構成してもよく、斯かる二つのスリット６ａ及び６ｂを有して分割体１０ａ及び１０ｂからなるブッシュ軸受１によれば、分割体１０ａ及び１０ｂのいずれか一方を形成すればよく、製造が極めて簡単になる。
【００５６】
上記のブッシュ軸受１は、ブッシュ本体１０の軸方向Ａの一方の端面４から他方の端面５まで伸びたスリット６を具備した例であるが、斯かるスリット６に代えて、図１２に示すように、ブッシュ本体１０の軸方向Ａの一方の端面４から軸方向Ａにブッシュ本体１０の他方の端面５の手前まで伸びた複数個のスリット６ａと、ブッシュ本体１０の軸方向Ａの他方の端面５から軸方向Ａにブッシュ本体１０の一方の端面４の手前まで伸びている複数個のスリット６ｂとを具備してブッシュ軸受１を構成してもよく、本例の場合、スリット６ａとスリット６ｂとは、円周方向において交互に配されていると共に、ブッシュ本体１０は、斯かるスリット６ａとスリット６ｂとの間の夫々における内周面３に軸方向溝１５を有している。
【００５７】
図１２に示す例では、軸方向溝１５は、スリット６ａとスリット６ｂとの間に配されているが、これに代えて、ブッシュ本体１０の他方の端面５とスリット６ａの伸長端７１との間に配された軸方向溝１５ｃと、ブッシュ本体１０の一方の端面４とスリット６ｂの伸長端７２との間に配された軸方向溝１５ｄとを内周面３に有してブッシュ本体１０を構成してもよく、図１２に示すブッシュ軸受１では、ブッシュ本体１０の一端面４側と他端面５側とは、軸方向溝１５ｃ及び１５ｄに加えてスリット６ａ及び６ｂを介して連通されることになる。
【００５８】
【発明の効果】
本発明によれば、ラック軸等の軸部材を径方向に関しては所定の剛性をもって軸方向に関しては低い摩擦抵抗をもって摺動自在に支持できる上に、熱履歴における性能変化の低減を図り得、しかも、自動車のステアリング機構におけるラック軸を摺動自在に支持するために用いても、ギアボックス内の空気圧に起因する空気流をギアボックス内に対して問題なく流出入させることが可能なブッシュ軸受を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施の形態の一例の図２に示すＩ−Ｉ線矢視断面図である。
【図２】図１に示す例の左側面図である。
【図３】図１に示す例の外観図である。
【図４】図１に示す例を自動車のステアリング機構におけるギアボックスに用いた例の説明図である。
【図５】図４に示す例の左側面図である。
【図６】本発明の好ましい実施の形態の他の例の断面図である。
【図７】本発明の好ましい実施の形態の更に他の例の断面図である。
【図８】本発明の好ましい実施の形態の更に他の例の断面図である。
【図９】本発明の好ましい実施の形態の更に他の例の断面図である。
【図１０】本発明の好ましい実施の形態の更に他の例の断面図である。
【図１１】本発明の好ましい実施の形態の更に他の例の断面図である。
【図１２】本発明の好ましい実施の形態の更に他の例の断面図である。
【図１３】本発明の好ましい実施の形態の更に他の例の断面図である。
【符号の説明】
１ ブッシュ軸受
２ ラック軸
３ 内周面
４、５ 端面
６ スリット
８、９ 円周方向溝
１０ ブッシュ本体
１１、１２ 無端環状弾性部材
１５ 軸方向溝
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブッシュ軸受、特に自動車のステアリング機構におけるラック軸を摺動自在に支持するために用いて好適なブッシュ軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ブッシュ軸受として合成樹脂製のものが種々提案されているが、斯かる合成樹脂製のブッシュ軸受は、通常、締め代をもって軸部材を摺動自在に支持するようになっている。
【０００３】
【特許文献１】
実公昭６２−３４０２８号公報
【特許文献２】
実開平４−１３５８７５号公報
【特許文献３】
実開昭６１−８７７７５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、合成樹脂製のブッシュ軸受において、支持する軸部材に対して大きな締め代をもつようにすると、軸部材を径方向に関して所定の剛性をもってしっかりと支持できるが、軸部材をきつく締め付けることになるので、摺動摩擦抵抗が大きくなって、軸部材を良好な摺動特性をもって支持できなくなる一方、支持する軸部材に対して小さな締め代をもつようにすると、軸部材に対して低い摺動摩擦抵抗をもった良好な摺動特性は期待できるが、軸部材に大きな心ずれが生じ易くなったり、軸部材との間に隙間が生じ易くなって、径方向の剛性的支持が低下し、しかも、斯かる隙間が生じると軸部材の摺動において軸部材との間に打音が発生することにもなる。
【０００５】
また、合成樹脂製のブッシュ軸受では、熱履歴に伴う合成樹脂の応力緩和によって、軸部材との間又は軸部材が取り付けられる取り付け部材との間に隙間が生じて、径方向の剛性的支持が低下し、打音が発生するような不具合が生じ易く、また、合成樹脂の応力緩和によって特に径方向の収縮が生じる場合には、軸部材に対する締め代が増加して摺動摩擦抵抗が大きくなる虞がある。
【０００６】
加えて、自動車のステアリング機構におけるラック軸を摺動自在に支持するために斯かる合成樹脂製のブッシュ軸受を用いると、ステアリング機構のギアボックス内が密閉されてギアボックス内の空気の流出入が困難となり、無理矢理な空気の流出入でもって、異音が生じたり或いは軸部材としてのラック軸との間の隙間に適用されたグリース等の潤滑剤の早期の消失が生じたりする虞がある。
【０００７】
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、ラック軸等の軸部材を径方向に関しては所定の剛性をもって軸方向に関しては低い摩擦抵抗をもって摺動自在に支持できる上に、熱履歴における性能変化の低減を図り得、しかも、自動車のステアリング機構におけるラック軸を摺動自在に支持するために用いても、ギアボックス内の空気圧に起因する空気流をギアボックス内に対して問題なく流出入させることができるブッシュ軸受を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一の態様のブッシュ軸受は、支持すべき軸部材が摺動自在に接触する円筒状の内周面を有すると共に、当該内周面が縮径自在となるように少なくとも一つのスリットを有しており、しかも、外周面に少なくとも一つの円周方向溝を有する合成樹脂製のブッシュ本体と、ブッシュ本体の円周方向溝に装着されていると共に、ブッシュ本体の外周面の径よりも大きな外径を有する無端環状弾性部材とを具備しており、ここで、ブッシュ本体の内周面に軸部材を摺動自在に接触させて配した場合にブッシュ本体の軸方向の一端面側と他端面側とを連通させる少なくとも一つの軸方向溝をブッシュ本体はその内周面に有している。
【０００９】
第一の態様のブッシュ軸受によれば、無端環状弾性部材が合成樹脂製のブッシュ本体の外周面の径よりも大きな外径を有しているために、ブッシュ本体の外周面との間に隙間をもって、しかも、無端環状弾性部材を弾性変形させて潰した状態で軸部材の取り付け部材の貫通孔に嵌装することができ、而して、潰しに起因する無端環状弾性部材の弾性反発力に抗する径方向力に基づく軸部材の径方向の大きな変位をブッシュ本体の外周面で規制でき、しかも、潰しに起因する無端環状弾性部材の弾性力でもってブッシュ本体を軸部材に締め付ける結果、軸部材を径方向に関しては所定の剛性をもって軸方向に関しては低い摩擦抵抗をもって摺動自在に支持できる上に、熱履歴に伴う合成樹脂の応力緩和による円筒状の内周面と軸部材との間又は無端環状弾性部材とブッシュ軸受が取り付けられる取り付け部材との間に隙間が生じないようにし得ると共に、合成樹脂の応力緩和に基づく径方向の収縮による締め代に対する影響を小さくできる結果、熱履歴における性能変化の低減を図り得、加えて、軸部材をブッシュ本体の内周面に摺動自在に接触させて配した場合にブッシュ本体の軸方向の一端面側と他端面側とを連通させる少なくとも一つの軸方向溝を合成樹脂製のブッシュ本体がその内周面に有しているために、例えば自動車のステアリング機構における軸部材としてのラック軸を摺動自在に支持するために用いても、取り付け部材としてのギアボックス内を軸方向溝を介して外部に連通させることができる結果、ギアボックス内の空気圧に起因する空気流を軸方向溝を介してギアボックス内に対して問題なく流出入させることができる。
【００１０】
ブッシュ本体の形成材料としての合成樹脂は、耐摩耗性に優れて低摩擦特性を有し、しかも、所定の撓み性と剛性とを有すると共に熱伸縮の少ないものが好ましく、具体的には、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂及びフッ素樹脂のうちの少なくとも一つを含む合成樹脂等を挙げることができる。
【００１１】
第一の態様のブッシュ軸受では、ブッシュ本体は、少なくとも一つの軸方向溝を具備していればよいのであるが、本発明の第二の態様のブッシュ軸受のように、ブッシュ本体は、複数の軸方向溝をその内周面に有していてもよく、この場合、本発明の第三の態様のブッシュ軸受のように、複数の軸方向溝は、円周方向において同一の間隔をもって配されていてもよい。軸方向溝は軸方向と平行に真っ直ぐに伸びているのが好ましいが、本発明はこれに限定されず、軸方向に対して傾斜していても、途中で曲がっていてもよい。
【００１２】
本発明において、スリットは、円筒状の内周面を縮径させるような内径を有した無端環状弾性部材を用いる場合には、熱履歴に伴う合成樹脂の応力緩和を吸収できる上に、無端環状弾性部材の弾性力に起因する円筒状の内周面の縮径を可能とする程度の幅を有していればよい。円筒状の内周面が２４ｍｍの径を有する場合には、スリットの幅として１ｍｍ程度を好ましい例として提示することができる。
【００１３】
スリットは、本発明の第四の態様のブッシュ軸受のように、軸方向に対して傾斜する傾斜スリット部を有していてもよく、この場合、本発明の第五の態様のブッシュ軸受のように、軸方向において傾斜スリット部を間にして当該傾斜スリット部と連続して配されていると共に軸方向と平行に伸びた一対の軸方向スリット部を有していてもよい。
【００１４】
また、スリットは、本発明の第六の態様のブッシュ軸受のように、軸方向と平行に伸びた一対の軸方向スリット部と、一対の軸方向スリット部の夫々と連続して配されていると共に軸方向に直交して伸びた一対の直交スリット部と、一対の直交スリット部と連続して配されていると共に軸方向と平行に伸びた他の軸方向スリット部とを有していてもよく、加えて、スリットは、本発明の第七の態様のブッシュ軸受のように、ブッシュ本体の軸方向の一方の端面から他方の端面まで伸びていてもよい。
【００１５】
ブッシュ本体は、本発明の第八の態様のブッシュ軸受のように、一つのスリットがブッシュ本体の軸方向の一方の端面から軸方向にブッシュ本体の他方の端面の手前まで伸びており、他の一つのスリットがブッシュ本体の軸方向の他方の端面から軸方向にブッシュ本体の一方の端面の手前まで伸びているように複数個のスリットを有していてもよく、この場合、ブッシュ本体は、本発明の第九の態様のブッシュ軸受のように、一つのスリットと他の一つのスリットとを複数個有していて、斯かる複数個の一つのスリットと他の一つのスリットとが円周方向において交互に配されていてもよい。
【００１６】
本発明の第八又は第九の態様のブッシュ軸受において、ブッシュ本体は、本発明の第十の態様のブッシュ軸受のように、ブッシュ本体の他方の端面と一つのスリットの伸長端との間に配された軸方向溝と、ブッシュ本体の一方の端面と他の一つのスリットの伸長端との間に配された軸方向溝とをその内周面に有していてもよい。
【００１７】
また、ブッシュ本体は、本発明の第十一の態様のブッシュ軸受のように、少なくとも一対の分割体からなると共に、複数個のスリットを有していてもよい。
【００１８】
本発明においては、ブッシュ本体の円筒状の内周面は、無端環状弾性部材がブッシュ本体の円周方向溝に装着された状態であって、支持すべき軸部材がブッシュ本体の内周面で規定される貫通孔に挿着されていない状態で、その径が支持すべき軸部材の外周面の径に締め代分を差し引いた径と実質的に同一となるように形成されるのが好ましく、そして、斯かる円筒状の内周面が軸部材の外周面にぴたりと隙間なしに接触した場合に、熱履歴に伴う合成樹脂の応力緩和を吸収できるような幅をスリットが有しているとよく、また、無端環状弾性部材は、それがブッシュ本体の円周方向溝に装着された場合に、本発明の第十二の態様のブッシュ軸受のように、円筒状の内周面を縮径させて上記の径を呈するようにブッシュ本体に弾性力を与える内径を有していても、これに代えて、円筒状の内周面を実質的に縮径することなしに上記の径を呈するように円周方向溝においてブッシュ本体に単に接触する内径を有していてもよく、ここで、円筒状の内周面を縮径させるような内径を有した無端環状弾性部材を用いる場合には、スリットは、熱履歴に伴う合成樹脂の応力緩和を吸収できる上に、無端環状弾性部材の弾性力に起因する円筒状の内周面の縮径を可能とする程度の幅を有しているとよい。円筒状の内周面が２４ｍｍの径を有する場合には、スリットの幅として１ｍｍ程度を好ましい例として提示することができる。
【００１９】
ブッシュ本体は、一個だけの円周方向溝を有していてもよいのであるが、本発明の第十三の態様のブッシュ軸受のように、複数個の円周方向溝を有していてもよく、この場合、好ましくは無端環状弾性部材は各円周方向溝に装着されることになる結果、ブッシュ軸受は、複数個の無端環状弾性部材を具備することになる。
【００２０】
無端環状弾性部材は、好ましくは本発明の第十四の態様のブッシュ軸受のように、断面において円形、楕円形、矩形又は扁平状の長円形を有しているが、本発明はこれらに限定されず、断面Ｘ字形状、断面Ｕ字形状又は断面台形状等の他の形状であってもよく、また、好ましくは本発明の第十五の態様のブッシュ軸受のように、天然ゴム製又は合成ゴム製であるが、その他の弾性を有する熱可塑性合成樹脂、例えばポリエステルエラストマーであってもよい。なお、無端環状弾性部材として、一般に使用されているＯリングを好ましく用いることができる。
【００２１】
ブッシュ本体は、本発明の第十六の態様のブッシュ軸受のように、その円筒状の内周面に少なくとも一つの凹所を有していても、本発明の第十七の態様のブッシュ軸受のように、その円筒状の内周面に離散的に配された複数個の小径の円形の凹所を有していてもよい。
【００２２】
ブッシュ本体が以上のような凹所を有している場合には、本発明の第十八の態様のブッシュ軸受のように、斯かる凹所に固体又は流体の潤滑剤が配されていると好ましい。
【００２３】
また、ブッシュ本体は、本発明の第十九の態様のブッシュ軸受のように、その円筒状の内周面を軸方向に分断するように配された円周方向凹所を有していてもよい。
【００２４】
第十九の態様のブッシュ軸受のようにブッシュ本体が円周方向凹所を有している場合には、好ましくは、無端環状弾性部材は、本発明の第二十の態様のブッシュ軸受のように、分断された円筒状の内周面に対応して配された円周方向溝に装着されている。
【００２５】
ブッシュ本体は、好ましくは、本発明の第二十一の態様のブッシュ軸受のように、円筒状の内周面の軸方向の両側において当該円筒状の内周面に連続して配されていると共に、円筒状の内周面から軸方向の端面に向かうに連れて大径となる一対のテーパ内周面を有しており、ここで、無端環状弾性部材は、本発明の第二十二の態様のブッシュ軸受のように、円筒状の内周面とテーパ内周面との境界部に対応して配された円周方向溝に装着されているとよい。
【００２６】
本発明において、円周方向溝は、無端環状弾性部材の弾性を十分に得るようにする観点からは好ましくはその第二十三の態様のブッシュ軸受のように、当該円周方向溝に装着される無端環状弾性部材の体積よりも大きい容積を有しているが、これに代えて、その第二十四の態様のブッシュ軸受のように、当該円周方向溝に装着される無端環状弾性部材の体積よりも小さい容積を有していてもよい。
【００２７】
第二十四の態様のブッシュ軸受のような容積を有した円周方向溝であると、径方向の力で無端環状弾性部材が大きく潰れて円周方向溝一杯に広がった際に、無端環状弾性部材の剛性を大きくできて、これによっても軸部材を径方向に関しては所定の剛性をもって支持できるようになる。
【００２８】
本発明のブッシュ軸受は、ブッシュ本体に加えて、その第二十五の態様のブッシュ軸受のように、ブッシュ本体の外周面において当該ブッシュ本体に一体形成された合成樹脂製の鍔部を更に具備していてもよく、斯かる鍔部を具備していると、ブッシュ軸受を軸方向に移動しないようにして取り付け部材の貫通孔の開口端側に取り付けることができる。
【００２９】
本発明のブッシュ軸受は、回転する軸部材、軸方向に直動する軸部材等を摺動自在に支持するために用いることができ、特に、その第二十六の態様のブッシュ軸受のように、自動車のステアリング機構における軸部材としてのラック軸を摺動自在に支持するために好適であって、斯かるラック軸に対して用いることによって、路面から加わる振動に基づくラック軸の径方向の心ずれを無端環状弾性部材の弾性変形でもって好ましく吸収してラック軸を軸方向に直動自在に低摩擦抵抗をもって剛性的に支持できることになる。
【００３０】
本発明による自動車のステアリング機構は、軸部材としてのラック軸と、このラック軸を摺動自在に支持している上記のいずれかのブッシュ軸受と、このブッシュ軸受が取り付けられた貫通孔を有した取り付け部材とを具備しており、ここで、取り付け部材の貫通孔を規定する内周面とブッシュ本体の外周面との間には環状の隙間が形成されており、無端環状弾性部材は、取り付け部材の貫通孔を規定する内周面にその外周面で摺動自在に接触している。
【００３１】
次に本発明を、図に示す好ましい実施の形態の例を参照し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。
【００３２】
【発明の実施の形態】
図１から図３において、自動車のステアリング機構におけるラック軸２（図４参照）を軸方向Ａに摺動自在に支持するための本例のブッシュ軸受１は、支持すべき軸部材としてのラック軸２が軸方向Ａに摺動自在に接触する円筒状の内周面３を有すると共に、当該内周面３が縮径自在となるように軸方向Ａの一方の端面４から他方の端面５まで伸びた少なくとも一つのスリット、本例では一つのスリット６を有しており、しかも、円筒状の外周面７に少なくとも一つの円周方向溝、本例では二つの環状の円周方向溝８及び９を有する合成樹脂製のブッシュ本体１０と、ブッシュ本体１０の円周方向溝８及び９の夫々に装着されていると共に、ブッシュ本体１０の外周面７の径Ｄ１よりも大きな外径Ｄ２を有しており、天然ゴム製又は合成ゴム製の無端環状弾性部材１１及び１２と、ブッシュ本体１０の外周面７において当該ブッシュ本体１０に一体形成された合成樹脂製の鍔部１３とを具備している。
【００３３】
ブッシュ本体１０の軸方向Ａの一方の端面４から他方の端面５まで伸びたスリット６は、軸方向Ａに対して傾斜する傾斜スリット部２１と、軸方向Ａにおいて傾斜スリット部２１を間にして当該傾斜スリット部２１と連続して配されていると共に軸方向Ａと平行に伸びた一対の軸方向スリット部２２及び２３とを有しており、傾斜スリット部２１並びに軸方向スリット部２２及び２３は、本例では１ｍｍ程度の幅ｔを有している。
【００３４】
環状の円周方向溝８及び９の夫々は、当該円周方向溝８及び９の夫々に装着される無端環状弾性部材１１及び１２の体積よりも大きい容積を有しており、これにより、円周方向溝８及び９の夫々は、無端環状弾性部材１１及び１２が弾性変形されて潰されてブッシュ本体１０の外周面７から突出しないようになっても、弾性変形されて潰された無端環状弾性部材１１及び１２で完全に埋められないようになっている。
【００３５】
ブッシュ本体１０は、軸方向Ａにおいて広幅の円筒状の内周面３に加えて、内周面３の軸方向Ａの両側において当該円筒状の内周面３に連続して配されていると共に、円筒状の内周面３から軸方向Ａの端面４及び５に夫々向かうに連れて大径となる一対の環状のテーパ内周面２５及び２６と、端面５側に環状の面取面２７とを有している。
【００３６】
ブッシュ本体１０は更に、その内周面３にラック軸２が摺動自在に接触されて配された場合に一端面４側と他端面５側とを連通させる少なくとも一つの軸方向溝、本例では円周方向において同一の間隔をもって配された複数、具体的には六個の軸方向溝１５をその内周面３に有している。
【００３７】
断面において円形を有する無端環状弾性部材１１及び１２の夫々は、ブッシュ本体１０の内周面３を縮径させて径Ｄ３とする弾性力をブッシュ本体１０に与えるような内径Ｄ４を有している。
【００３８】
ブッシュ本体１０の内周面３の径Ｄ３は、締め代をδｍｍとするとラック軸２の径Ｄ５よりも２δだけ小さい。斯かるブッシュ本体１０の内周面３は、ラック軸２がブッシュ本体１０の内周面３で規定される貫通孔２８に挿着された場合（図４に示す場合）とそうでない場合（図１に示す場合）とで原理的にはその曲率が異なることになるので、前者の場合では、ラック軸２の外面２９にぴったりと合致しなくなるが、締め代δに対して内周面３の径Ｄ３が十分に大きく、換言すれば締め代δが極めて小さく、例えば内周面３の径Ｄ３が２４ｍｍ程度であって、締め代δが最大で０．７ｍｍ程度の場合には、ラック軸２が貫通孔２８に挿着されても、ブッシュ本体１０の撓みを含む弾性的変形によってラック軸２の外面２９に実質的にぴったりと合致するものとみなし得る。
【００３９】
以上のブッシュ軸受１は、図４に示すように、無端環状弾性部材１１及び１２が断面において楕円形に弾性変形されて潰され、しかも、鍔部１３が取り付け部材としての自動車のステアリング機構のギアボックス３１の端面３２に当接した状態で、当該ギアボックス３１の内周面３３で規定されると共に無端環状弾性部材１１及び１２の外径Ｄ２よりも小さい径Ｄ６を有する貫通孔３４に装着されると共に、内周面３で規定される貫通孔２８にラック軸２が挿着されて、ラック軸２を軸方向Ａに摺動自在にギアボックス３１に対して支持するために用いられる。
【００４０】
通常の状態では、ブッシュ軸受１は、図４に示すように、ギアボックス３１の内周面３３と円筒状の外周面７との間に環状の隙間３５、例えば径方向Ｒの幅が０．１７ｍｍ乃至０．１９ｍｍの環状の隙間３５が生じるようになって、しかも、無端環状弾性部材１１及び１２の拡径とその楕円形への弾性変形とに基づく弾性押圧力と締め代δとをもってラック軸２を図４及び図５に示すように、軸方向Ａに摺動自在に支持している。
【００４１】
ブッシュ軸受１に支持されたラック軸２に径方向Ｒの変位が生じてラック軸２に心ずれが生じようとしても、ブッシュ軸受１は、その径方向Ｒの変位力が小さい場合には、無端環状弾性部材１１及び１２の弾性変形でこれを規制する一方、その径方向Ｒの変位力が大きい場合には、無端環状弾性部材１１及び１２の大きな弾性変形の後に、隙間３５を消失させてブッシュ軸受１の外周面７がギアボックス３１の内周面３３に当接して隙間３５を消失させこれを剛性的に規制する。
【００４２】
以上のようにブッシュ軸受１によれば、ブッシュ本体１０の外周面７との間に隙間３５をもって、しかも、無端環状弾性部材１１及び１２を潰した状態でギアボックス３１の貫通孔３４に嵌装することができ、而して、潰しに起因する無端環状弾性部材１１及び１２の弾性反発力に抗する径方向力に基づくラック軸２の径方向の大きな変位をブッシュ本体１０の外周面７で規制でき、しかも、潰しに起因する無端環状弾性部材１１及び１２の弾性力でもってブッシュ本体１０をラック軸２に締め付ける結果、ラック軸２を径方向に関しては所定の剛性をもって軸方向Ａに関しては低い摩擦抵抗をもって摺動自在に支持できる。
【００４３】
また、ブッシュ軸受１によれば、ブッシュ本体１０がスリット６を有し、しかも、無端環状弾性部材１１及び１２がブッシュ本体１０の円周方向溝８及び９に装着されていると共に、ブッシュ本体１０の外周面７の径Ｄ１よりも大きな外径Ｄ２を有しているために、熱履歴に伴う合成樹脂の応力緩和による内周面３とラック軸２との間又は無端環状弾性部材１１及び１２とギアボックス３１の内周面３３との間に隙間が生じないようにし得ると共に、合成樹脂の応力緩和に基づく径方向の収縮による締め代δに対する影響を小さくできる結果、熱履歴における性能変化の低減を図り得る。
【００４４】
更に、ブッシュ軸受１は、ブッシュ本体１０の外周面７の径Ｄ１よりも大きな外径Ｄ２を有している無端環状弾性部材１１及び１２を具備して、これを介してギアボックス３１に嵌装するようになっているために、防振、消音特性に優れている上に、ブッシュ本体１０、ラック軸２及びギアボックス３１等に製作誤差があっても、無端環状弾性部材１１及び１２の弾性変形によってこれを吸収することができる結果、軸方向Ａの摺動におけるラック軸２のこじり等の事態を軽減できる。
【００４５】
また、ブッシュ軸受１では、ブッシュ本体１０がその端面５側に環状の面取面２７を有しているために、無端環状弾性部材１１及び１２の円周方向溝８及び９への装着を極めて容易に行い得る。
【００４６】
なお、環状の隙間３５の径方向Ｒの幅を適宜変えることにより、ブッシュ軸受１におけるラック軸２に対する心ずれ許容量、即ち径方向Ｒの剛性を最適値に調節することができる。
【００４７】
更にまたブッシュ軸受１では、ブッシュ本体１０の一端面４側と他端面５側とを連通させる軸方向溝１５をブッシュ本体１０がその内周面３に有しているために、ギアボックス３１内を軸方向溝１５を介して外部に連通させることができる結果、仮にブッシュ本体１０の縮径でもってスリット６が閉じられてもギアボックス３１内がブッシュ軸受１でもって密閉されることがなく、ギアボックス３１内の空気圧に起因する空気流を軸方向溝１５を介してギアボックス３１内に対して問題なく確実に流出入させることができ、無理矢理な空気の流出入に起因する異音の発生をなくし得て、しかも、内周面３とラック軸２の外面２９との間に通常配されるグリース等の潤滑剤の早期の消失を生じさせないようにできる。
【００４８】
ところで上記では、無端環状弾性部材１１及び１２の体積よりも大きい容積を有して円周方向溝８及び９の夫々を構成したが、これに代えて、無端環状弾性部材１１及び１２の体積よりも小さい容積を有して円周方向溝８及び９の夫々を構成し、無端環状弾性部材１１及び１２が径方向Ｒの力で大きく弾性変形されて潰された際には無端環状弾性部材１１及び１２が円周方向溝８及び９の夫々で一杯に広がるようにして、無端環状弾性部材１１及び１２の剛性が増大するようにしてもよい。
【００４９】
また上記のブッシュ軸受１のブッシュ本体１０は、滑らかな平坦な内周面３を有しているが、これに代えて、図６に示すように、その円筒状の内周面３に軸方向溝１５に加えて離散的に配された複数個の小径の円形の凹所５１を有していてもよく、凹所５１には、必要に応じて固体又は流体の潤滑剤を配して、更なる摺動摩擦抵抗の減少を図ってもよい。
【００５０】
更に図７に示すように、円筒状の内周面３を軸方向に二つの内周面３ａ及び内周面３ｂに分断すると共に内周面３の軸方向溝１５を同じく二つの軸方向溝１５ａ及び１５ｂに分断するように配された円周方向凹所５２を有してブッシュ本体１０を構成し、無端環状弾性部材１１及び１２を分断された円筒状の内周面３ａ及び３ｂに対応して配された円周方向溝８及び９に装着するようにしてもよく、図７に示すブッシュ軸受１では、ブッシュ本体１０の一端面４側と他端面５側とは、軸方向溝１５ａ及び１５ｂに加えて円周方向凹所５２を介して連通されることになる。
【００５１】
上記のブッシュ軸受１のブッシュ本体１０は、軸方向Ａに挟幅の環状のテーパ内周面２５及び２６を有しているが、これに代えて、図８に示すように、軸方向溝１５を有した広幅の円筒状の内周面３に加えて、円筒状の内周面３の軸方向Ａの両側において当該円筒状の内周面３に連続して配されていると共に、円筒状の内周面３から軸方向Ａの端面４及び５の夫々に向かうに連れて大径となる軸方向Ａに広幅の一対のテーパ内周面５５及び５６を有していてもよく、この場合、無端環状弾性部材１１及び１２を円筒状の内周面３とテーパ内周面５５及び５６との境界部５７及び５８に対応して配された円周方向溝８及び９に装着するようにしてもよい。
【００５２】
なお、図６から図８に示すように、鍔部１３を省いてブッシュ軸受１を構成してもよく、この場合に、面取面２７と同様の環状の面取面５９を端面４側に設けてもよい。
【００５３】
また、上記のブッシュ軸受１では、断面において円形の無端環状弾性部材１１及び１２の夫々を円周方向溝８及び９の夫々に装着したが、これに代えて、図９に示すように、ブッシュ本体１０の外周面７の径Ｄ１よりも大きな外径Ｄ７を有する断面において扁平状の長円形の一つの無端環状弾性部材６１をブッシュ本体１０の外周面７の一つの円周方向溝６２に装着してブッシュ軸受１としてもよい。
【００５４】
以上のブッシュ軸受１では、スリット６が傾斜スリット部２１を有した例であるが、これに代えて、例えば図１０に示すように、軸方向Ａと平行に伸びた軸方向スリット部２２及び２３と、軸方向スリット部２２及び２３の夫々と連続して配されていると共に軸方向Ａに直交して伸びた直交スリット部６５及び６６と、直交スリット部６５及び６６と連続して配されていると共に軸方向Ａと平行に伸びた軸方向スリット部６７とを有してスリット６を構成してもよい。また、図１０に示すように、断面において矩形状を有する無端環状弾性部材６８を円周方向溝６２に装着してブッシュ軸受１としてもよい。
【００５５】
更にまた、図１１に示すように、ブッシュ本体１０に二つのスリット６ａ及び６ｂを設けて、ブッシュ本体１０を一対の分割体１０ａ及び１０ｂから構成してもよく、斯かる二つのスリット６ａ及び６ｂを有して分割体１０ａ及び１０ｂからなるブッシュ軸受１によれば、分割体１０ａ及び１０ｂのいずれか一方を形成すればよく、製造が極めて簡単になる。
【００５６】
上記のブッシュ軸受１は、ブッシュ本体１０の軸方向Ａの一方の端面４から他方の端面５まで伸びたスリット６を具備した例であるが、斯かるスリット６に代えて、図１２に示すように、ブッシュ本体１０の軸方向Ａの一方の端面４から軸方向Ａにブッシュ本体１０の他方の端面５の手前まで伸びた複数個のスリット６ａと、ブッシュ本体１０の軸方向Ａの他方の端面５から軸方向Ａにブッシュ本体１０の一方の端面４の手前まで伸びている複数個のスリット６ｂとを具備してブッシュ軸受１を構成してもよく、本例の場合、スリット６ａとスリット６ｂとは、円周方向において交互に配されていると共に、ブッシュ本体１０は、斯かるスリット６ａとスリット６ｂとの間の夫々における内周面３に軸方向溝１５を有している。
【００５７】
図１２に示す例では、軸方向溝１５は、スリット６ａとスリット６ｂとの間に配されているが、これに代えて、ブッシュ本体１０の他方の端面５とスリット６ａの伸長端７１との間に配された軸方向溝１５ｃと、ブッシュ本体１０の一方の端面４とスリット６ｂの伸長端７２との間に配された軸方向溝１５ｄとを内周面３に有してブッシュ本体１０を構成してもよく、図１２に示すブッシュ軸受１では、ブッシュ本体１０の一端面４側と他端面５側とは、軸方向溝１５ｃ及び１５ｄに加えてスリット６ａ及び６ｂを介して連通されることになる。
【００５８】
【発明の効果】
本発明によれば、ラック軸等の軸部材を径方向に関しては所定の剛性をもって軸方向に関しては低い摩擦抵抗をもって摺動自在に支持できる上に、熱履歴における性能変化の低減を図り得、しかも、自動車のステアリング機構におけるラック軸を摺動自在に支持するために用いても、ギアボックス内の空気圧に起因する空気流をギアボックス内に対して問題なく流出入させることが可能なブッシュ軸受を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施の形態の一例の図２に示すＩ−Ｉ線矢視断面図である。
【図２】図１に示す例の左側面図である。
【図３】図１に示す例の外観図である。
【図４】図１に示す例を自動車のステアリング機構におけるギアボックスに用いた例の説明図である。
【図５】図４に示す例の左側面図である。
【図６】本発明の好ましい実施の形態の他の例の断面図である。
【図７】本発明の好ましい実施の形態の更に他の例の断面図である。
【図８】本発明の好ましい実施の形態の更に他の例の断面図である。
【図９】本発明の好ましい実施の形態の更に他の例の断面図である。
【図１０】本発明の好ましい実施の形態の更に他の例の断面図である。
【図１１】本発明の好ましい実施の形態の更に他の例の断面図である。
【図１２】本発明の好ましい実施の形態の更に他の例の断面図である。
【図１３】本発明の好ましい実施の形態の更に他の例の断面図である。
【符号の説明】
１ ブッシュ軸受
２ ラック軸
３ 内周面
４、５ 端面
６ スリット
８、９ 円周方向溝
１０ ブッシュ本体
１１、１２ 無端環状弾性部材
１５ 軸方向溝
Claims (8)
- 支持すべき軸部材が摺動自在に接触する円筒状の内周面を有すると共に、当該内周面が縮径自在となるように少なくとも一つのスリットを有しており、しかも、外周面に少なくとも一つの円周方向溝を有する合成樹脂製のブッシュ本体と、ブッシュ本体の円周方向溝に装着されていると共に、ブッシュ本体の外周面の径よりも大きな外径を有する無端環状弾性部材とを具備しており、ブッシュ本体の内周面に軸部材を摺動自在に接触させて配した場合にブッシュ本体の軸方向の一端面側と他端面側とを連通させる少なくとも一つの軸方向溝をブッシュ本体はその内周面に有しており、スリットは、軸方向と平行に伸びた一対の軸方向スリット部と、一対の軸方向スリット部の夫々と連続して配されていると共に軸方向に直交して伸びた一対の直交スリット部と、一対の直交スリット部と連続して配されていると共に軸方向と平行に伸びた他の軸方向スリット部とを有しており、ブッシュ本体は、円筒状の内周面の軸方向の両側において当該円筒状の内周面に連続して配されていると共に、円筒状の内周面から軸方向の端面に向かうに連れて大径となる一対のテーパ内周面を有しており、無端環状弾性部材は、円筒状の内周面とテーパ内周面との境界部に対応して配された円周方向溝に装着されているブッシュ軸受。
- 支持すべき軸部材が摺動自在に接触する円筒状の内周面を有すると共に、当該内周面が縮径自在となるように複数個のスリットを有しており、しかも、外周面に少なくとも一つの円周方向溝を有する合成樹脂製のブッシュ本体と、ブッシュ本体の円周方向溝に装着されていると共に、ブッシュ本体の外周面の径よりも大きな外径を有する無端環状弾性部材とを具備しており、ブッシュ本体の内周面に軸部材を摺動自在に接触させて配した場合にブッシュ本体の軸方向の一端面側と他端面側とを連通させる少なくとも一つの軸方向溝をブッシュ本体はその内周面に有しており、一つのスリットは、ブッシュ本体の軸方向の一方の端面から軸方向にブッシュ本体の他方の端面の手前まで伸びており、他の一つのスリットは、ブッシュ本体の軸方向の他方の端面から軸方向にブッシュ本体の一方の端面の手前まで伸びており、ブッシュ本体は、円筒状の内周面の軸方向の両側において当該円筒状の内周面に連続して配されていると共に、円筒状の内周面から軸方向の端面に向かうに連れて大径となる一対のテーパ内周面を有しており、無端環状弾性部材は、円筒状の内周面とテーパ内周面との境界部に対応して配された円周方向溝に装着されているブッシュ軸受。
- ブッシュ本体は、一つのスリットと他の一つのスリットとを複数個有しており、一つのスリットと他の一つのスリットとは、円周方向において交互に配されている請求項２に記載のブッシュ軸受。
- ブッシュ本体は、ブッシュ本体の他方の端面と一つのスリットの伸長端との間に配された軸方向溝と、ブッシュ本体の一方の端面と他の一つのスリットの伸長端との間に配された軸方向溝とをその内周面に有している請求項２又は３に記載のブッシュ軸受。
- 支持すべき軸部材が摺動自在に接触する円筒状の内周面を有すると共に、当該内周面が縮径自在となるように複数個のスリットを有しており、しかも、外周面に少なくとも一つの円周方向溝を有する合成樹脂製のブッシュ本体と、ブッシュ本体の円周方向溝に装着されていると共に、ブッシュ本体の外周面の径よりも大きな外径を有する無端環状弾性部材とを具備しており、ブッシュ本体の内周面に軸部材を摺動自在に接触させて配した場合にブッシュ本体の軸方向の一端面側と他端面側とを連通させる少なくとも一つの軸方向溝をブッシュ本体はその内周面に有しており、少なくとも一対の分割体からなるブッシュ本体は、円筒状の内周面の軸方向の両側において当該円筒状の内周面に連続して配されていると共に、円筒状の内周面から軸方向の端面に向かうに連れて大径となる一対のテーパ内周面を有しており、無端環状弾性部材は、円筒状の内周面とテーパ内周面との境界部に対応して配された円周方向溝に装着されているブッシュ軸受。
- 支持すべき軸部材が摺動自在に接触する円筒状の内周面を有すると共に、当該内周面が縮径自在となるように少なくとも一つのスリットを有しており、しかも、外周面に少なくとも一つの円周方向溝を有する合成樹脂製のブッシュ本体と、ブッシュ本体の円周方向溝に装着されていると共に、ブッシュ本体の外周面の径よりも大きな外径を有する無端環状弾性部材とを具備しており、ブッシュ本体の内周面に軸部材を摺動自在に接触させて配した場合にブッシュ本体の軸方向の一端面側と他端面側とを連通させる少なくとも一つの軸方向溝をブッシュ本体はその内周面に有しており、円周方向溝は、当該円周方向溝に装着される無端環状弾性部材の体積よりも大きい容積を有しており、ブッシュ本体は、円筒状の内周面の軸方向の両側において当該円筒状の内周面に連続して配されていると共に、円筒状の内周面から軸方向の端面に向かうに連れて大径となる一対のテーパ内周面を有しており、無端環状弾性部材は、円筒状の内周面とテーパ内周面との境界部に対応して配された円周方向溝に装着されているブッシュ軸受。
- 支持すべき軸部材が摺動自在に接触する円筒状の内周面を有すると共に、当該内周面が縮径自在となるように少なくとも一つのスリットを有しており、しかも、外周面に少なくとも一つの円周方向溝を有する合成樹脂製のブッシュ本体と、ブッシュ本体の円周方向溝に装着されていると共に、ブッシュ本体の外周面の径よりも大きな外径を有する無端環状弾性部材と、ブッシュ本体の外周面において当該ブッシュ本体に一体形成された合成樹脂製の鍔部とを具備しており、ブッシュ本体の内周面に軸部材を摺動自在に接触させて配した場合にブッシュ本体の軸方向の一端面側と他端面側とを連通させる少なくとも一つの軸方向溝をブッシュ本体はその内周面に有しており、ブッシュ本体は、円筒状の内周面の軸方向の両側において当該円筒状の内周面に連続して配されていると共に、円筒状の内周面から軸方向の端面に向かうに連れて大径となる一対のテーパ内周面を有しており、無端環状弾性部材は、円筒状の内周面とテーパ内周面との境界部に対応して配された円周方向溝に装着されているブッシュ軸受。
- 軸部材としてのラック軸と、このラック軸を摺動自在に支持している請求項１から７のいずれか一項に記載のブッシュ軸受と、このブッシュ軸受が取り付けられた貫通孔を有した取り付け部材とを具備しており、取り付け部材の貫通孔を規定する内周面とブッシュ本体の外周面との間には、環状の隙間が形成されており、無端環状弾性部材は、取り付け部材の貫通孔を規定する内周面にその外周面で摺動自在に接触している自動車のステアリング機構。
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