JP6600522B2

JP6600522B2 - ブッシュ軸受およびそれを備える軸受機構

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Publication number: JP6600522B2
Application number: JP2015195573A
Authority: JP
Inventors: 昇中川; 聖山口; 宏之菊池
Original assignee: Oiles Corp
Current assignee: Oiles Corp
Priority date: 2015-10-01
Filing date: 2015-10-01
Publication date: 2019-10-30
Anticipated expiration: 2035-10-01
Also published as: KR102606045B1; EP3358209B1; JP2017067220A; CN107850124B; EP3358209A4; KR20180061183A; WO2017057365A1; CN107850124A; EP3358209A1

Description

本発明は、ブッシュ軸受およびそれを備える軸受機構に関する。

従来より、軸をその軸方向に移動可能に支持するブッシュ軸受およびそれを備える軸受機構が知られている。例えば、ステアリング装置において、ハウジングとラック軸との間に設けられ、ラック軸を摺動移動可能に支持するブッシュ軸受が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載のブッシュ軸受は、鍔部を有し、当該鍔部がハウジングに形成された溝に挿入されることにより、ブッシュ軸受はハウジングに装着されている。

特開２００４−３４７１０５号公報

しかし、特許文献１に記載のブッシュ軸受およびハウジングの構成では、ハウジングの軸方向において、鍔部とハウジングとの間に隙間が存在する。この隙間のために、自動車の走行中の振動によりブッシュ軸受が軸方向に沿って動いて、鍔部がハウジングに衝突し、異音が発生してしまう。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、異音の発生を抑制可能なブッシュ軸受およびそれを備える軸受機構を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、円筒状をなし、内周面に被嵌入溝が形成されたハウジングと、前記ハウジングの前記内周面に装着されるブッシュ軸受と、前記ブッシュ軸受に支持される軸と、を備え、前記ブッシュ軸受は、円筒状のブッシュ本体と、前記ブッシュ本体からその径方向の外方に張り出して前記被嵌込溝に嵌め込まれる鍔部と、を有し、前記鍔部は、板状部と、前記板状部から前記ブッシュ本体の軸方向における一方側に突出する突部と、を備え、前記ハウジングの前記被嵌込溝に対して、前記軸方向において締め代を有し、前記鍔部の一部は、前記ハウジングの前記被嵌込溝を形成し前記軸方向における他方側に位置する面に接触し、前記板状部が弾性変形した状態で、前記突部は、前記ハウジングの前記被嵌込溝を形成し前記軸方向における一方側に位置する面に接触する。

前記板状部は、前記鍔部の前記軸方向の一方の端部において、前記ブッシュ本体の外側に向かって突出し、前記突部は、前記板状部の先端において、前記軸方向における一方側に突出しても良い。

また、前記板状部は、前記鍔部の前記軸方向の一方の端部において、前記ブッシュ本体の円周方向に沿って延び、前記突部は、前記板状部の先端において、前記軸方向における一方側に突出してもよい。

また、前記ブッシュ軸受に支持される前記軸は、ステアリング装置のラック軸であっても良い。

また、本発明は、円筒状をなし内周面に被嵌入溝が形成されたハウジングと、軸との間に設けられるブッシュ軸受であって、円筒状のブッシュ本体と、前記ブッシュ本体からその径方向の外方に張り出して前記被嵌込溝に嵌め込まれる鍔部と、を有し、前記鍔部は、板状部と、前記板状部から前記ブッシュ本体の軸方向における一方側に突出する突部と、を備え、前記ハウジングの前記被嵌込溝に対して、前記軸方向において締め代を有し、前記鍔部の一部は、前記ハウジングの前記被嵌込溝を形成し前記軸方向における他方側に位置する面に接触し、前記板状部が弾性変形した状態で、前記突部は、前記ハウジングの前記被嵌込溝を形成し前記軸方向における一方側に位置する面に接触する。

前記軸は、ステアリング装置のラック軸であり、前記ラック軸を支持しても良い。

本発明によれば、異音の発生を抑制可能なブッシュ軸受およびそれを備える軸受機構を提供することができる。

第１の実施形態に係るブッシュ軸受の図２に示すＩ−Ｉ線に沿った断面図を示す。第１の実施形態に係るブッシュ軸受を鍔部側から見た図を示す。第１の実施形態に係るブッシュ軸受の斜視図を示す。第１の実施形態に係るブッシュ軸受の側面図を示す。第１の実施形態に係るブッシュ軸受がハウジングに装着された状態を示す軸受機構の一部拡大図を示す。第２の実施形態に係るブッシュ軸受の斜視図を示す。第２の実施形態に係るブッシュ軸受の側面図を示す。第２の実施形態に係るブッシュ軸受を鍔部側から見た図を示す。変形例に係るブッシュ軸受の説明図を示す。

次に、第１の実施形態に係るブッシュ軸受およびそれを備える軸受機構について図面を参照して説明する。なお、本実施形態においては、ブッシュ軸受およびそれを備える軸受機構をステアリング装置に適用した場合について説明する。

図１は、第１の実施形態に係るブッシュ軸受１０の図２に示すＩ−Ｉ線に沿った断面図を示す。図２は、ブッシュ軸受１０を鍔部１３側から見た図を示す。図３は、ブッシュ軸受１０の斜視図を示す。図４は、ブッシュ軸受１０の側面図を示す。図５は、ブッシュ軸受１０がハウジング２に装着された状態を示す軸受機構１の一部拡大図を示す。

＜軸受機構１の全体構成＞
図１に示すように、本実施の形態に係る軸受機構１は、車に装着されるラックアンドピニオン式のステアリング装置の一部を構成し、ハウジング２と、ラック軸３と、ブッシュ軸受１０とを備える。

＜ハウジング２＞
ハウジング２は、例えばアルミニウム等の金属で構成され、円筒状をなし、図示せぬ車体に固定されている。ハウジング２の内周面２Ａには、その円周方向に沿って形成された環状の被嵌込溝２ｂが形成されている。被嵌込溝２ｂは、ハウジング２の軸方向Ｘに対して直交する円環状の一対の壁面２Ｃ、２Ｄと、ハウジング２の円周方向に沿って延びる円環状の周壁面２Ｅとにより構成される。

＜ラック軸３＞
ラック軸３は、略円柱状をなし、ハウジング２内において軸方向Ｘに沿って移動可能に設けられている。ラック軸３の一部には、ラックが設けられている。当該ラックは、ステアリング装置のピニオン軸のピニオンと噛み合うように構成されている。ピニオン軸はステアリングホイールに連結されている。また、ラック軸３の両端は、図示せぬ連結機構を介して車輪に連結されている。

＜ブッシュ軸受１０＞
図１〜図５に示すように、ブッシュ軸受１０は、ブッシュ本体１１と、複数本（本実施形態では２本）のＯリング１２とを備える。ブッシュ軸受１０は、ハウジング２の内周面２Ａと、ラック軸３の外周面３Ａとの間に介装されている。

Ｏリング１２は、環状をなし、ゴム等の弾性材料で構成されている。Ｏリング１２をその円周方向に直交する平面で切断したときの断面は、円形状をなしている。各Ｏリング１２は、テンションがかかった状態で、後述の挿入溝１１ｃに対して挿入されている。また、各Ｏリング１２の外径は、ハウジング２の内周面２Ａよりも僅かに大きく構成される。

ブッシュ本体１１は、樹脂製であり、円筒状をなしている。ブッシュ軸受１０が、ハウジング２に組み込まれた状態では、ブッシュ本体１１の軸方向は、ハウジング２の軸方向Ｘと一致している。ブッシュ本体１１の内周面１１Ａは、ラック軸３を摺動移動可能に支持する。そして、ブッシュ本体１１の内径は、ラック軸３の外径よりも僅かに大きく、ブッシュ本体１１の外径は、ハウジング２の内径よりも小さく構成されている（図１参照）。

ブッシュ本体１１の外周面１１Ｂには、円周方向に延びる挿入溝１１ｃが、軸方向に間隔を隔てて２本形成されている。各挿入溝１１ｃは、ブッシュ本体１１の外周面１１Ｂの円周方向全域に亘って形成されており、環状をなしている。ハウジング２の軸方向Ｘを含む平面で切断したときの各挿入溝１１ｃの断面は、矩形の凹状になっている。挿入溝１１ｃの数とＯリング１２の数とは同数であるが、挿入溝がＯリングより多くともよい。

ブッシュ本体１１の軸方向Ｘにおける一端（図１における右端）には、ブッシュ本体１１の径方向外側へ向かって張り出した鍔部１３が一体的に設けられている。鍔部１３は、全体としてブッシュ本体１１と同軸をなす環状に構成されている。鍔部１３の外径は、ハウジング２の内周面２Ａの内径よりも大きく、内周面２Ａに形成された被嵌込溝２ｂの周壁面２Ｄの内径よりも小さく構成されている（図１参照）。

鍔部１３は、ハウジング２の軸方向Ｘに対して直交する一対の端面１３Ａ、１３Ｂと、ハウジング２の円周方向に沿って延びる外周面１３Ｃとにより構成される。

ブッシュ本体１１には、鍔部１３の端面１３Ａから、ブッシュ本体１１の端面１１Ｄに向かって延びる複数（本実施形態では４つ）の第１スリット１１ｅが形成されている。第１スリット１１ｅにより、鍔部１３は、４つ（第１〜第４鍔部１３Ｄ〜１３Ｇ）に分割される。よって、鍔部１３の一対の端面１３Ａ、１３Ｂおよび外周面１３Ｃも４つに分割されている。なお、第１スリット１１ｅは、各挿入溝１１ｃを横切っている。

ブッシュ本体１１には、端面１１Ｄから鍔部１３に向かって延びる複数の第２スリット１１ｆが形成されている。第１、第３鍔部１３Ｄ、１３Ｆに相当する位置には、２本の第２スリット１１ｆが形成され、第２、第４鍔部１３Ｅ、１３Ｇに相当する位置には、１本の第２スリット１１ｆが形成されている。各第２スリット１１ｆは、各挿入溝１１ｃを横切っている。

第１、第３鍔部１３Ｄ、１３Ｆの円周方向における中央部には、それぞれ切欠き１３ｈが形成されている。各切欠き１３ｈは、鍔部１３の端面１３Ａ、１３Ｂおよび外周面１３Ｃを切り欠くようにして形成されている。各切欠き１３ｈ内において、端面１３Ａ側（軸方向Ｘの一方側）の端部から半径方向外方に突出する板状部１３Ｉが設けられている。板状部１３Ｉの軸方向Ｘの厚さは、鍔部１３の軸方向Ｘの厚さ（端面１３Ａと端面１３Ｂとの距離）に対して、非常に小さく構成されている。板状部１３Ｉの先端には、軸方向Ｘの一方側に突出する突部１３Ｊが設けられている。

突部１３Ｊにより、第１、第３鍔部１３Ｄ、１３Ｆの軸方向Ｘの幅は、ハウジング２の被嵌込溝２ｂの幅（壁面２Ｃ、２Ｄ間の距離）よりも大きく構成される。すなわち、鍔部１３は、ハウジング２の被嵌込溝２ｂに対して、軸方向Ｘにおいて締め代を有する。

そして、図５に示すように、鍔部１３が、ハウジング２の被嵌込溝２ｂに嵌め込まれた状態では、端面１３Ｂが嵌込溝２ｂの壁面２Ｄに当接し、板状部１３Ｉが曲げ変形（弾性変形）した状態で、突部１３Ｊが壁面２Ｃに当接する。このように、鍔部１３はハウジング２の被嵌込溝２ｂに対し、板状部１３Ｉおよび突部１３Ｊにより、軸方向Ｘに弾性力を有した状態で嵌め込まれる。

また、Ｏリング１２は、ブッシュ軸受１０がハウジング２に装着された状態では、ハウジング２の内周面２Ａに当接する。また、ラック軸３が、ブッシュ軸受１０に挿入されることにより、ブッシュ本体１１が押し拡げられ、Ｏリング１２は、ブッシュ本体１１とハウジング２とにより圧縮されるように構成されている。

＜作用効果＞
上記に記載のように、本実施形態の軸受機構１によれば、鍔部１３は、板状部１３Ｉと、板状部１３Ｉから軸方向Ｘにおける一方側に突出する突部１３Ｊと、を備え、ハウジング２の被嵌込溝２ｂに対して、軸方向Ｘにおいて締め代を有し、鍔部１３の端面１３Ｂは、ハウジング２の被嵌込溝２ｂを形成し軸方向Ｘにおける他方側に位置する壁面２Ｄに接触し、板状部１３Ｉが弾性変形した状態で、突部１３Ｊは、ハウジング２の被嵌込溝２ｂを形成し軸方向における一方側に位置する壁面２Ｃ面に接触する。

詳細には、板状部１３Ｉは、鍔部１３の軸方向Ｘの一方の端部において、ブッシュ本体１１の外側（半径方向外方）に向かって突出し、突部１３Ｊは、板状部１３Ｉの先端において、軸方向Ｘにおける一方側に突出している。

かかる構成により、軸方向Ｘにおいて、鍔部１３とハウジング２と間に隙間が形成されることなく、鍔部１３はハウジング２の被嵌込溝２ｂに対し、板状部１３Ｉおよび突部１３Ｊにより、軸方向Ｘに弾性力を有した状態で嵌め込まれる。この結果、ブッシュ軸受１０が振動を受けたとしても、ブッシュ軸受１０の軸方向Ｘにおける移動を当該弾性力により固定することができる。よって、鍔部１３が軸方向Ｘに動いてハウジング２に衝突することによる異音の発生を抑制することができる。

また、鍔部１３は、その板状部１３Ｉが弾性変形（曲げ変形）しながら、ハウジング２の被嵌込溝２ｂに嵌め込まれるのでブッシュ軸受１０をハウジング２に容易に組み付けることができる。

次に、第２の実施形態に係るブッシュ軸受１１０およびそれを備える軸受機構について図面を参照して説明する。なお、第１の実施形態におけるブッシュ軸受１０と同じ部材については同一の参照番号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明を行う。

＜ブッシュ軸受１１０＞
図６は、ブッシュ軸受１１０の斜視図を示す。図７は、ブッシュ軸受１１０の側面図を示す。図８は、ブッシュ軸受１０を鍔部１１３側から見た図を示す。

図６〜図８に示すように、ブッシュ軸受１１０の鍔部１１３において、４つに分割された第１〜第４鍔部１１３Ｄ〜１１３Ｇのうち、第１鍔部１１３Ｄおよび第３鍔部１１３Ｇの形状が第１の実施の形態の第１、３鍔部１３Ｄ、１３Ｇの形状と異なっている。

第１、第３鍔部１１３Ｄ、１１３Ｆの端面１３Ａ側におけるブッシュ本体１１の円周方向の両端には、それぞれ切欠き１１３ｈが形成されている。各切欠き１１３ｈは、鍔部１３の端面１３Ａ、１３Ｂ、外周面１３Ｃ、およびブッシュ本体１１の内周面１１Ａを切り欠くようにして形成されている。各切欠き１１３ｈは、端面１３Ａと平行をなす第１切欠き面１１３Ｋおよび第１切欠き面１１３Ｋに直交する第２切欠き面１１３Ｌにより構成されている。

各切欠き１１３ｈ内において、第２切欠き面１１３Ｌの端面１３Ａ側（軸方向Ｘの一方側）の端部に、ブッシュ本体１１の円周方向に沿って延びる板状部１１３Ｉが設けられている。板状部１１３Ｉと第１切欠き面１１３Ｋとの間には隙間が形成されている。板状部１１３Ｉの先端には、軸方向Ｘの一方側に突出する突部１１３Ｊが設けられている。

突部１１３Ｊにより、第１、第３鍔部１１３Ｄ、１１３Ｆの軸方向Ｘの幅は、ハウジング２（図１）の被嵌込溝２ｂの幅（壁面２Ｃ、２Ｄ間の距離）よりも大きく構成される。すなわち、鍔部１１３は、ハウジング２の被嵌込溝２ｂに対して、軸方向Ｘにおいて締め代を有する。

そして、第１の実施の形態と同様に、鍔部１１３が、ハウジング２の被嵌込溝２ｂに嵌め込まれた状態では、端面１３Ｂが嵌込溝２ｂの壁面２Ｄに当接し、板状部１１３Ｉが曲げ変形（弾性変形）した状態で、突部１１３Ｊが壁面２Ｃに当接する。このように、鍔部１１３はハウジング２の被嵌込溝２ｂに対し、板状部１１３Ｉおよび突部１１３Ｊにより、軸方向Ｘに弾性力を有した状態で嵌め込まれる。

＜作用効果＞
上記のように、板状部１１３Ｉは、鍔部１１３の軸方向Ｘの一方の端部において、ブッシュ本体１１の半径方向に沿って延び、突部１１３Ｊは、板状部１１３Ｉの先端において、軸方向Ｘにおける一方側に突出している。そして、鍔部１１３は、ハウジング２の被嵌込溝２ｂに対して、軸方向Ｘにおいて締め代を有し、鍔部１１３はハウジング２の被嵌込溝２ｂに対し、板状部１１３Ｉおよび突部１１３Ｊにより、軸方向Ｘに弾性力を有した状態で嵌め込まれる。

かかる構成により、本実施の形態でも、第１の実施の形態のブッシュ軸受１０およびそれを備える軸受機構１と同様に、軸方向Ｘにおいて、鍔部１１３とハウジング２と間に隙間が形成されることなく、鍔部１１３はハウジング２の被嵌込溝２ｂに対し、板状部１１３Ｉおよび突部１１３Ｊにより、軸方向Ｘに弾性力を有した状態で嵌め込まれる。この結果、ブッシュ軸受１１０が振動を受けたとしても、ブッシュ軸受１１０の軸方向Ｘにおける移動を当該弾性力により吸収することができる。よって、鍔部１１３が軸方向Ｘに動いてハウジング２に衝突することによる異音の発生を抑制することができる。

なお、本発明は、上述した実施例に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。

例えば、上記の実施形態では、板状部１３Ｉおよび突部１３Ｊは、鍔部１３の端面１３Ａ側（軸方向Ｘの一方側）に設けられていたが、鍔部１３の端面１３Ｂ側（軸方向Ｘの他方側）に設けられていても良いし、図９に示すように、鍔部１３の端面１３Ａ、１３Ｂの両側に設けられていても良い。かかる構成により、軸方向Ｘにおいて、鍔部１３とハウジング２と間に隙間が形成されることなく、鍔部１３はハウジング２の被嵌込溝２ｂに対し、２つの板状部１３Ｉおよび２つの突部１３Ｊにより、軸方向Ｘに弾性力を有した状態で嵌め込まれる。この結果、ブッシュ軸受１０が振動を受けたとしても、ブッシュ軸受１０の軸方向Ｘにおける移動を当該弾性力により吸収することができる。よって、鍔部１３が軸方向Ｘに動いてハウジング２に衝突することによる異音の発生を抑制することができる。なお、第２の実施の形態のブッシュ軸受１１０の鍔部１１３においても、板状部１１３Ｉおよび突部１１３Ｊを、鍔部１１３の端面１３Ｂ側（軸方向Ｘの他方側）に設けても良いし、鍔部１１３の端面１３Ａ、１３Ｂの両側に設けても良い。

また、板状部１３Ｉ、１１３Ｉが突出または延びる方向は、上記の実施の形態に示した方向に限らない。

また、上記の実施の形態では、軸受機構１をステアリング装置に適用して、ブッシュ軸受１０、１００はラック軸３を支持する場合について説明したが、軸受機構１をステアリング装置以外の装置に適用して、ブッシュ軸受１０、１００は、軸をその軸方向に移動可能に支持しても良い。

１：軸受機構
２：ハウジング
２Ａ：内周面
２ｂ：被嵌込溝
２Ｃ、２Ｄ：壁面
３：ラック軸
１０、１１０：ブッシュ軸受
１１：ブッシュ本体
１３、１１３：鍔部
１３Ｉ、１１３Ｉ：板状部
１３Ｊ、１１３Ｊ：突部

Claims

円筒状をなし、内周面に被嵌込溝が形成されたハウジングと、
前記ハウジングの前記内周面に装着されるブッシュ軸受と、
前記ブッシュ軸受に支持される軸と、を備え、
前記ブッシュ軸受は、円筒状のブッシュ本体と、前記ブッシュ本体からその径方向の外方に張り出して前記被嵌込溝に嵌め込まれる鍔部と、を有し、
前記鍔部は、前記ブッシュ本体の軸方向における両側の端面および外周面を切欠くようにして形成された切欠きと、前記切欠き内における軸方向の少なくとも一方側に位置する板状部と、前記板状部から前記軸方向における一方側に突出する突部と、を備え、前記ハウジングの前記被嵌込溝に対して、前記軸方向において締め代を有し、
前記鍔部の一部は、前記ハウジングの前記被嵌込溝を形成し前記軸方向における他方側に位置する面に接触し、
前記板状部が弾性変形した状態で、前記突部は、前記ハウジングの前記被嵌込溝を形成し前記軸方向における一方側に位置する面に接触することを特徴とする軸受機構。
前記板状部は、前記鍔部の前記軸方向の一方の端部において、前記ブッシュ本体の外側に向かって突出し、
前記突部は、前記板状部の先端において、前記軸方向における一方側に突出していることを特徴とする請求項１に記載の軸受機構。
前記板状部は、前記鍔部の前記軸方向の一方の端部において、前記ブッシュ本体の円周方向に沿って延び、
前記突部は、前記板状部の先端において、前記軸方向における一方側に突出していることを特徴とする請求項１に記載の軸受機構。
前記ブッシュ軸受に支持される前記軸は、ステアリング装置のラック軸であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の軸受機構。
円筒状をなし内周面に被嵌込溝が形成されたハウジングと、軸との間に設けられるブッシュ軸受であって、
円筒状のブッシュ本体と、前記ブッシュ本体からその径方向の外方に張り出して前記被嵌込溝に嵌め込まれる鍔部と、を有し、
前記鍔部は、前記ブッシュ本体の軸方向における両側の端面および外周面を切欠くようにして形成された切欠きと、前記切欠き内における軸方向の少なくとも一方側に位置する板状部と、前記板状部から前記軸方向における一方側に突出する突部と、を備え、前記ハウジングの前記被嵌込溝に対して、前記軸方向において締め代を有し、
前記鍔部の一部は、前記ハウジングの前記被嵌込溝を形成し前記軸方向における他方側に位置する面に接触し、
前記板状部が弾性変形した状態で、前記突部は、前記ハウジングの前記被嵌込溝を形成し前記軸方向における一方側に位置する面に接触することを特徴とするブッシュ軸受。
前記板状部は、前記鍔部の前記軸方向の一方の端部において、前記ブッシュ本体の外側に向かって突出し、
前記突部は、前記板状部の先端において、前記軸方向における一方側に突出していることを特徴とする請求項５に記載のブッシュ軸受。
前記板状部は、前記鍔部の前記軸方向の一方の端部において、前記ブッシュ本体の円周方向に沿って延び、
前記突部は、前記板状部の先端において、前記軸方向における一方側に突出していることを特徴とする請求項５に記載のブッシュ軸受。
前記軸は、ステアリング装置のラック軸であり、前記ラック軸を支持することを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか一項に記載のブッシュ軸受。