JP6496614B2 - 滑り軸受 - Google Patents

Description

本発明は、支持対象の荷重を支持する滑り軸受に関し、特に、軸部材の回動を許容しつつ、軸部材に加わる荷重を支持する滑り軸受に関する。

自動車の前輪に用いられるストラット式サスペンション（マクファーソンストラット）は、ピストンロッドおよび油圧式ショックアブソーバを備えたストラットアッセンブリに、コイルスプリングを組み合わせた構造を有しており、ステアリング操作によってストラットアッセンブリがコイルスプリングと共に回動する。このため、ストラットアッセンブリの円滑な回動を許容するべく、通常、車体へのストラットアッセンブリの取付機構であるアッパーマウントとコイルスプリング上端部のばね座であるアッパースプリングシートとの間に、軸受が配置されている。

例えば、特許文献１には、ストラット式サスペンション用の軸受として、合成樹脂製の滑り軸受が開示されている。この滑り軸受は、アッパーマウント側に取り付けられる合成樹脂製のアッパーケースと、アッパースプリングシート側に取り付けられ、アッパーケースに回動自在に組み合わされる合成樹脂製のロワーケースと、アッパーケースおよびロワーケースを組み合わせることにより形成される環状空間に配置され、アッパーケースおよびロワーケース間の円滑な回動を実現する合成樹脂製の環状のセンタープレートと、を備えている。ここで、センタープレートの表面には、軸受面が形成されている。また、アッパーケースは、センタープレートの表面に形成された軸受面と摺動する環状の荷重伝達面を有する。

上記構成の滑り軸受は、アッパーケースの荷重伝達面とセンタープレートの軸受面とが摺動することにより、アッパーケースおよびロワーケース間の円滑な回動を実現する。また、ストラット式サスペンションに加わる荷重を、アッパーケースの荷重伝達面を介してセンタープレートの軸受面で支持する。

特開２００９−２５７５１６号公報

一般に、自動車の前輪に用いられるストラット式サスペンションは、ストラット軸とキングピン軸（荷重入力軸）とがずれており、これによってストラット式サスペンションに回転モーメントが発生する。この回転モーメントは、アッパーマウントとアッパースプリングシートとの間に配置される軸受に作用する。特許文献１に記載の滑り軸受においては、この回転モーメントにより、アッパーケースの荷重伝達面の軸心とセンタープレートの軸受面の軸心との間にずれが生じて、センタープレートの軸受面に加わる荷重が軸受面の位置により異なってくるため、センタープレートの軸受面が部分的に偏摩耗する。したがって、特許文献１に記載の滑り軸受では、長期間に亘って摺動性能を良好に維持することが困難であった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、長期に亘り良好な摺動特性を実現可能な滑り軸受を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の滑り軸受では、環状の荷重伝達面をアッパーケースに形成し、環状に配された複数の装着穴をロワーケースに形成して、各装着穴に、一方の端面が荷重伝達面と摺動し、他方の端面が装着穴の底面と摺動する円柱状の軸受ピースを装着した。そして、装着穴の穴径を軸受ピースの外径より大径とし、かつ装着穴の底面およびこの底面と摺動する軸受ピースの他方の端面を球面形状とすることにより、荷重伝達面と摺動する軸受ピースの一方の端面を、荷重伝達面に合わせて調心できるようにした。

例えば、本発明は、支持対象の荷重を支持する滑り軸受であって、
前記支持対象の荷重を受けるアッパーケースと、
前記アッパーケースに回動自在に組み合わされるロワーケースと、
前記アッパーケースおよび前記ロワーケース間に配された円柱状の複数の軸受ピースと、を備え、
前記アッパーケースは、環状の荷重伝達面を有し、
前記ロワーケースは、前記アッパーケースの前記荷重伝達面との対向面に環状に配された、前記軸受ピースの外径より大きな穴径の複数の装着穴を有し、
前記軸受ピースは、前記ロワーケースの前記装着穴に装着されており、一方の端面が前記アッパーケースの前記荷重伝達面と摺動し、他方の端面が前記ロワーケースの前記装着穴の底面と摺動し、
前記ロワーケースの前記装着穴の底面および当該底面と摺動する前記軸受ピースの他方の端面は、球面形状を有している。

ここで、前記滑り軸受は、軸部材の回動を許容しつつ、当該軸部材に加わる前記支持対象の荷重を支持するものであり、
前記アッパーケースは、前記軸部材が挿入された状態で当該軸部材の前記支持対象への取付機構に取り付けられ、
前記ロワーケースは、前記軸部材が挿入された状態で前記軸部材に組み合わせられたコイルスプリングを支持するものでもよい。

本発明では、環状に配された複数の装着穴に、一方の端面が荷重伝達面と摺動し、他方の端面が装着穴の底面と摺動する円柱状の軸受ピースを装着するとともに、装着穴の穴径を軸受ピースの外径より大径とし、かつ装着穴の底面およびこの底面と摺動する軸受ピースの他方の端面を球面状に形成することにより、荷重伝達面と摺動する軸受ピースの一方の端面を、荷重伝達面に合わせて調心できるようにしている。このため、複数の軸受ピースに加わる荷重を均一に分散して、複数の軸受ピースの偏摩耗を防止することができる。したがって、本発明によれば、長期間に亘って摺動性能を良好に維持することができる。

図１（Ａ）、図１（Ｂ）および図１（Ｃ）は、本発明の一実施の形態に係る滑り軸受１の正面図、背面図および側面図であり、図１（Ｄ）は、図１（Ａ）に示す滑り軸受１のＡ−Ａ断面図である。 図２（Ａ）は、図１（Ｄ）に示す滑り軸受１のＢ部拡大図であり、図２（Ｂ）は、図１（Ｄ）に示す滑り軸受１のＣ部拡大図である。 図３（Ａ）、図３（Ｂ）および図３（Ｃ）は、アッパーケース２の正面図、背面図および側面図であり、図３（Ｄ）は、図３（Ａ）に示すアッパーケース２のＤ−Ｄ断面図である。 図４（Ａ）、図４（Ｂ）および図４（Ｃ）は、ロワーケース３の正面図、背面図および側面図であり、図４（Ｄ）は、図４（Ａ）に示すロワーケース３のＥ−Ｅ断面図であり、図４（Ｅ）は、図４（Ｄ）に示すロワーケース３のＦ部拡大図である。 図５（Ａ）および図５（Ｂ）は、軸受ピース４の正面図および上面図である。 図６（Ａ）および図６（Ｂ）は、軸受ピース４の調心機能を説明するための図である。

以下、本発明の一実施の形態について説明する。

図１（Ａ）、図１（Ｂ）および図１（Ｃ）は、本実施の形態に係る滑り軸受１の正面図、背面図および側面図であり、図１（Ｄ）は、図１（Ａ）に示す滑り軸受１のＡ−Ａ断面図である。また、図２（Ａ）は、図１（Ｄ）に示す滑り軸受１のＢ部拡大図であり、図２（Ｂ）は、図１（Ｄ）に示す滑り軸受１のＣ部拡大図である。

本実施の形態に係る滑り軸受１は、ストラット式サスペンションのストラットアッセンブリ（不図示）を収容するための収容孔１０を備え、この収容孔１０に収容されたストラットアッセンブリの回動を許容しつつ、ストラット式サスペンションに加わる荷重を支持する。図示するように、滑り軸受１は、アッパーケース２と、アッパーケース２と回動自在に組み合わされて、アッパーケース２との間に環状空間５を形成するロワーケース３と、この環状空間５に環状に配置された複数の軸受ピース４と、図示していないが、環状空間５に充填された潤滑グリースと、を備えている。

アッパーケース２は、必要に応じて潤滑油が含浸されたポリアセタール樹脂等の摺動特性に優れた熱可塑性樹脂で形成され、ストラット式サスペンションのストラットアッセンブリが挿入された状態でアッパーマウント（不図示）に取り付けられる。

図３（Ａ）、図３（Ｂ）および図３（Ｃ）は、アッパーケース２の正面図、背面図および側面図であり、図３（Ｄ）は、図３（Ａ）に示すアッパーケース２のＤ−Ｄ断面図である。

図示するように、アッパーケース２は、ストラットアッセンブリを挿入するための挿入孔２０を備えた環状のアッパーケース本体２１と、アッパーケース本体２１の上面２２に形成され、アッパーサポートに取り付けるための取付面２３と、アッパーケース本体２１の下面２４に形成され、ロワーケース３と回動自在に組み合わされることにより環状空間５を形成するための、下面２４側が開口し、上面２２側が閉塞した環状溝２５と、環状溝２５の溝底２６に形成され、軸受ピース４と摺動可能に接触する環状の荷重伝達面２７と、を備える。

環状溝２５の溝底２６において、荷重伝達面２７の外周縁側には、溝底２６から下面２４側に突き出した環状の凸部２８が形成されている。この凸部２８は、環状空間５に環状に配置された複数の軸受ピース４の外周側を囲んでおり、ストラット型サスペンションに荷重が加わった場合に、環状空間５に充填された潤滑グリースが環状空間５の径方向外側へ押し出されるのを防止する役割を果たす。

ロワーケース３は、ポリアミド樹脂等の熱可塑性樹脂を用いた樹脂成形体に、補強材であるスチールプレート６が埋め込まれたインサート成形品であり、ストラット式サスペンションのストラットアッセンブリが挿入された状態でストラット式サスペンションのコイルスプリング（不図示）の上端部を支持する。

図４（Ａ）、図４（Ｂ）および図４（Ｃ）は、ロワーケース３の正面図、背面図および側面図であり、図４（Ｄ）は、図４（Ａ）に示すロワーケース３のＥ−Ｅ断面図であり、図４（Ｅ）は、図４（Ｄ）に示すロワーケース３のＦ部拡大図である。

図示するように、ロワーケース３は、ストラットアッセンブリを挿入するための挿入孔３０を備えた筒状のロワーケース本体３１と、ロワーケース本体３１の上面３２に形成され、ロワーケース３がアッパーケース２と回動自在に組み合わされた場合に、アッパーケース２のアッパーケース本体２１の下面２４に形成された環状溝２５に挿入されて環状空間５を形成する、アッパーケース２側に突出した環状の凸部３３と、凸部３３に取り付けられ、ウレタン樹脂等の弾性体からなる環状のダストシール３４と、ロワーケース本体３１の側面３５に設けられ、外方側に張り出したフランジ部３６と、を備える。

フランジ部３６の下面３６０には、ストラット型サスペンションのストラットアッセンブリが挿入された状態でストラット型サスペンションのコイルスプリング（不図示）上端部のばね座であるアッパースプリングシート（不図示）が取り付けられる。

環状の凸部３３の上面３３０には、軸受ピース４を装着するための複数の装着穴３３１が環状に配置されて形成されている。装着穴３３１の底面３３２は、球面状に形成されている。

ダストシール３４は、塵埃等の異物が環状空間５に侵入するのを防止するためのものであり、図２（Ａ）および図２（Ｂ)に示すように、ロワーケース３の凸部３３がアッパーケース２のアッパーケース本体２１の下面２４に形成された環状溝２５に挿入された場合に、凸部３３の外周面３３３と環状溝２５の外周側内壁２５０との隙間を塞ぐリップ３４０、および凸部３３の内周面３３４と環状溝２５の内周側内壁２５１との隙間を塞ぐリップ３４１を備えている。

軸受ピース４は、必要に応じて潤滑油が含浸されたポリオレフィン樹脂等の摺動特性に優れた熱可塑性樹脂で形成される。また、軸受ピース４は、ロワーケース３の環状の凸部３３の上面３３０に環状に配置された複数の装着穴３３１のそれぞれに装着されて、アッパーケース２のアッパーケース本体２１の下面２４に形成された環状溝２５の溝底２６の荷重伝達面２７を支持する。

図５（Ａ）および図５（Ｂ）は、軸受ピース４の正面図および上面図である。ここでは、軸受ピース４の形状を判別し易くするために、図１に示す滑り軸受１とは異なる縮尺（拡大表示）で表示している。

図示するように、軸受ピース４は、円柱状に形成されており、一方の端面（上面）４０がアッパーケース２のアッパーケース本体２１の下面２３に形成された環状溝２４の溝底２６の荷重伝達面２７と摺動し、他方の端面（下面）４１がロワーケース３のロワーケース本体３１の上面３２に形成された環状の凸部３３の上面３３０に環状に配置された装着穴３３１の底面３３２と摺動する。軸受ピース４の外径Ｄ２は、装着穴３３１の穴径Ｄ１より小さい。また、軸受ピース４の球面状に形成された他方の端面４１の半径Ｒ２は、装着穴３３１の球面状に形成された底面３３２の半径Ｒ１より小さい。このため、図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示すように、荷重伝達面２７と摺動する軸受ピース４の一方の端面４０を、荷重伝達面２７に合わせて調心することができる。

上記構成を有する滑り軸受１において、複数の軸受ピース４は、ロワーケース本体３１の上面３２に形成された環状の凸部３３の上面３３０に環状に配置された複数の装着穴３３１に装着され、各軸受ピース４の一方の端面４０がアッパーケース２のアッパーケース本体２１の下面２３に形成された環状溝２５の溝底２６の荷重伝達面２７と摺動する。これにより、アッパーケース２およびロワーケース３は、複数の軸受ピース４を介して互いに回動自在に組み合わされる。また、荷重伝達面２７と摺動する軸受ピース４の一方の端面４０を、荷重伝達面２７に合わせて調心することができるので、荷重伝達面２７を介して複数の軸受ピース４に加わる荷重を均一に分散して、複数の軸受ピース４の偏摩耗を防止することができる。したがって、本実施の形態によれば、長期間に亘って滑り軸受１の摺動性能を良好に維持することができる。

また、本実施の形態に係る滑り軸受１は、アッパーケース２の下面２４に形成された環状溝２５の溝底２６に、アッパーケース２およびロワーケース３を組み合わせることにより形成される環状空間５に環状に配置された複数の軸受ピース４の外周側を囲むようにアッパーケース２の溝底２６からロワーケース３側に突出した環状の凸部２８を設けている。この凸部２８により、ストラット型サスペンションに荷重が加わった場合に、環状空間５に充填された潤滑グリースが環状空間５の径方向外方に押し出されるのを防止することができ、したがって、荷重伝達面２７と摺動する軸受ピース４の一方の端面４０をより確実に潤滑グリース膜で覆うことができる。これにより、より長期に亘ってストラット型サスペンションのストラットアッセンブリの円滑な回動を許容しつつ、ストラット型サスペンションの荷重を支持することが可能となる。

なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形は可能である。

例えば、上記の実施の形態では、荷重伝達面２７と摺動する軸受ピース４の一方の端面４０を平坦に形成しているが、この端面４０を、装着穴３３１の底面３３２と摺動する軸受ピース４の他方の端面４１と同様に球面状に形成してもよい。このようにすることにより、荷重伝達面２７を介して複数の軸受ピース４に加わる荷重をより均一に分散して、複数の軸受ピース４の偏摩耗を防止することができる。また、環状に配された複数の装着穴３３１に装着された複数の軸受ピース４のそれぞれについて、球面状の端面４０が頂点（軸心Ｏ）からずれた位置で荷重伝達面２７と点接触することにより、装着穴３３１内で軸心Ｏ周りに回転して（図６（Ａ）および図６（Ｂ）参照）、アッパーケース２およびロワーケース３間の回動を円滑にすることができる。したがって、滑り軸受１の摺動性能を向上させることができる。

また、上記の実施の形態では、アッパーケース２のアッパーケース本体２１の上面２２に形成された取付面２３を、ストラット式サスペンションのストラット軸に対して垂直としている。しかし、本発明はこれに限定されない。ストラット式サスペンションのストラット軸に対するアッパーケース２の取付面２３の角度は、車両に要求される性能に応じて適宜決めればよい。例えば、アッパーケース２の取付面２３をストラット式サスペンションのストラット軸に対して傾斜させてもよい。

また、上記の実施の形態では、ロワーケース３のフランジ部３６の下面３６０に、ストラット型サスペンションのコイルスプリングの上端部を支持するアッパースプリングシートを取り付けているが、ロワーケース３のフランジ部３６の下面３６０自体をアッパースプリングシートとして機能させてもよい。

本発明は、支持対象の荷重を支持する滑り軸受、特に、ストラット式サスペンションを含む様々な機構において、軸部材の回動を許容しつつ、この軸部材に加わる荷重を支持する滑り軸受に広く適用可能である。

１：滑り軸受、 ２：アッパーケース、 ３：ロワーケース、 ４：軸受ピース、 ５：環状空間、 ６：スチールプレート、 １０：滑り軸受１の収容孔、 ２０：アッパーケース２の挿入孔、 ２１：アッパーケース本体、 ２２：アッパーケース本体の上面、 ２３：アッパーケース本体２１の取付面、 ２４：アッパーケース本体２１の下面、 ２５：アッパーケース本体２１の環状溝、 ２６：環状溝２５の溝底、 ２７：荷重伝達面、 ２８：環状溝２５の環状の凸部、 ３０：ロワーケース３の挿入孔、 ３１：ロワーケース本体、 ３２：ロワーケース本体３１の上面、 ３３：ロワーケース本体３１の環状の凸部、 ３４：ダストシール、 ３５：ロワーケース本体３１の側面、 ３６：ロワーケース本体３１のフランジ部、 ３７：ロワーケース本体３１の下面、 ４０、４１：軸受ピース４の端面、 ２５０：環状溝２５の外周側内壁、 ２５１：環状溝２５の内周側内壁、 ３３０：環状の凸部３３の上面、 ３３１：装着穴、 ３３２：装着穴３３１の底面、 ３３３：環状の凸部３３の外周面、 ３３４：環状の凸部３３の内周面、 ３４０、３４１：ダストシール３４のリップ、 ３６０：フランジ部３６の裏面

Claims (4)

1. 支持対象の荷重を支持する滑り軸受であって、
   前記支持対象の荷重を受けるアッパーケースと、
   前記アッパーケースに回動自在に組み合わされるロワーケースと、
   前記アッパーケースおよび前記ロワーケース間に配された円柱状の複数の軸受ピースと、を備え、
   前記アッパーケースは、環状の荷重伝達面を有し、
   前記ロワーケースは、前記アッパーケースの前記荷重伝達面との対向面に環状に配された、前記軸受ピースの外径より大きな穴径の複数の装着穴を有し、
   前記軸受ピースは、前記ロワーケースの前記装着穴に装着されており、一方の端面が前記アッパーケースの前記荷重伝達面と摺動し、他方の端面が前記ロワーケースの前記装着穴の底面と摺動し、
   前記ロワーケースの前記装着穴の底面および当該底面と摺動する前記軸受ピースの他方の端面は、球面形状を有している
   ことを特徴とする滑り軸受。
2. 請求項１に記載の滑り軸受であって、
   前記軸受ピースの他方の端面は、当該端面と摺動する前記ロワーケースの前記装着穴の底面より小径の球面形状を有している
   ことを特徴とする滑り軸受。
3. 請求項１または２に記載の滑り軸受であって、
   前記アッパーケースの前記荷重伝達面と摺動する前記軸受ピースの一方の端面は、球面形状を有している
   ことを特徴とする滑り軸受。
4. 請求項１ないし３のいずれか一項に記載の滑り軸受であって、
   前記滑り軸受は、軸部材の回動を許容しつつ、当該軸部材に加わる前記支持対象の荷重を支持するものであり、
   前記アッパーケースは、前記軸部材が挿入された状態で当該軸部材の前記支持対象への取付機構に取り付けられ、
   前記ロワーケースは、前記軸部材が挿入された状態で前記軸部材に組み合わせられたコイルスプリングを支持する
   ことを特徴とする滑り軸受。

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