KR100648155B1

KR100648155B1 - 베어링 기구

Info

Publication number: KR100648155B1
Application number: KR1020000030260A
Authority: KR
Inventors: 와세다요시타카; 모토하시노부츠나
Original assignee: 가부시키가이샤 제이텍트
Priority date: 1999-06-04
Filing date: 2000-06-02
Publication date: 2006-11-24
Also published as: US6474875B1; KR20010007182A; JP2001050268A; JP4120977B2

Abstract

본 발명의 베어링 기구(4)는 조향 칼럼의 축 삽입구 내면과, 상기 축 삽입구에 삽입되는 조향 축의 외면 사이에 억지 끼워맞춤되어 상기 조향 축을 지지한다. 베어링 기구(4)에는 조향 축의 외면에 배열되는 롤러 베어링과, 상기 롤러 베어링의 외면과 상기 축 삽입구의 내면 사이에 배열되는 스페이서 링이 포함된다. 상기 스페이서 링에는 반경 방향으로 그 벽 두께를 유지하는 벽 두께 유지부와, 상기 내면 및 외면 중 적어도 한 곳과 상기 벽 두께 유지부 부근의 단부에 마련되고 상기 벽 두께를 감소시켜 상기 스페이서 링의 변형을 용이하게 하는 두께 감소부가 포함된다.

Description

베어링 기구{BEARING DEVICE}

도 1은 본 발명의 베어링 기구가 적용되는 자동차 조향 기구의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.

도 2는 도 1의 주요부를 나타내는 확대 측면도이다.

도 3은 도 1에 도시한 베어링 기구를 구성하는 롤러 베어링과 스페이서 링의 절취 사시도이다.

도 4a는 스페이서 링의 롤러 베어링 수납부의 내면에 있는 요철부의 작용을 설명하기 위한 절취도로서, 조향 칼럼의 축 삽입구의 내경이 중간 크기인 경우에 상기 요철부의 변형 상태를 나타낸다.

도 4b는 도 4a에 대응하는 도면으로서, 조향 칼럼의 축 삽입구의 내경이 작은 경우에, 요철부의 변형 상태를 나타낸다.

도 4c는 도 4a에 대응하는 도면으로서, 조향 칼럼의 축 삽입구의 내경이 큰 경우에, 요철부의 변형 상태를 나타낸다.

도 5a는 스페이서 링의 변형예로서, 그 링의 측단면도이다.

도 5b는 도 5a의 A-A 선을 따라 취한 단면도로서, 릿지부의 길이가 원주 방향으로 짧은 경우를 나타낸다.
도 5c는 도 5a의 A-A 선을 따라 취한 단면도로서, 릿지부의 길이가 원주 방향으로 긴 경우를 나타낸다.

도 6a는 스페이서 링의 다른 변형예를 나타내는 측단면도이다.

도 6b는 도 6a의 B-B 선을 따라 취한 단면도로서, 릿지부의 길이가 원주 방향으로 짧은 경우를 나타낸다.

도 6c는 도 6a의 B-B 선을 따라 취한 단면도로서, 릿지부의 길이가 원주 방향으로 긴 경우를 나타낸다.

도 7은 스페이서 링의 또 다른 변형예를 나타내는 측단면도이다.

도 8은 스페이서 링의 또 다른 변형예를 나타내는 측단면도이다.

도 9는 스페이서 링의 또 다른 변형예를 나타내는 측단면도이다.

도 10은 스페이서 링의 또 다른 변형예를 나타내는 측단면도이다.

도 11은 조향 칼럼의 축 삽입구에 베어링 기구를 장착하기 전의 상태를 나타내는 도면이다.

도 12는 조향 칼럼의 축 삽입구에 베어링 기구를 장착하기 전의 상태를 나타내는 도면이다.

도 13은 조향 휠과 유니버셜 조인트 사이에 조향 축이 연결되어 있는 자동차용 조향 기구의 주요부 구성만을 나타내는 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

2 : 조향 칼럼

3 : 조향 축

4 : 베어링 기구

5 : 유지 후크

6 : 스페이서 링

7 : 침상(針狀) 롤러 베어링

11 : 오목부

12 : 요철부

본 발명은 조향 칼럼(steering column)과 같은 하우징의 축 삽입구(揷入口)(axis insertion hole)의 내면과, 그 축 삽입구에 삽입되는 조향 축 등의 외면 사이에 억지 끼워맞춤되어 상기 축을 지지하는 베어링 기구에 관한 것이다.

자동차용 조향 기구에서 상기 조향 축은 조향 휠과 유니버셜 조인트(universal joint) 사이에 연결되고, 롤러 베어링에 의해 조향 칼럼의 축 삽입구 내측에 지지된다.

롤러 베어링은 베어링 제조업자에 의해 제조되는 반면에, 조향 축과 조향 칼럼은 자동차 메이커에 의해 제조된다.

베어링 제조업자는 롤러 베어링에 의해 지지되는 조향 축과 동일한 사양의 롤러 베어링을 사용하려고 한다.

상기 조향 축의 외경은 각 자동차 메이커에서 거의 통일화되어 있다. 그러나, 조향 칼럼의 내경은 각 자동차 메이커마다 다르다.

이러한 이유로 인하여, 조향 축의 외면과 조향 칼럼의 축 삽입구의 내면 사 이의 반경 방향 유극은 일정하지 않다.

따라서, 롤러 베어링에 의해 조향 칼럼의 축 삽입구의 내측에 조향 축을 지지하기 위해서는, 상기 반경 방향으로 형성된 유극을 조정하기 위한 스페이서 링(spacer ring)이 필요하게 된다.

도 13에는 조향 휠과 유니버셜 조인트 사이에 조향 축이 연결되어 있는 자동차용 조향 기구의 주요부의 구조가 도시되어 있다.

조향 축(50)은 조향 칼럼(51)의 축 삽입구에 삽입되어 있다. 조향 축(50)은 베어링 기구(52)에 의해 조향 칼럼(51)의 축 삽입구 내측에 회전 가능하게 지지되어 있다.

베어링 기구(52)는 롤러 베어링(53)과, 상기 반경 방향 유극을 조정하는 스페이서 링(54)으로 구성되어 있다. 스페이서 링(54)은 조향감(steering sense)을 증대시키기 위해 고무와 같은 탄성 재료로 제조된다.

스페이서 링(54)은 그 탄성을 이용하여, 조향 축(50)과 조향 칼럼(51) 사이의 반경 방향 유극에 억지 끼워맞춤되어 있다. 이러한 경우에 있어서, 반경 방향으로 유극을 증대시키기 위해 조향 칼럼(51)의 축 삽입구 내경을 더 크게 하면, 스페이서 링(54)의 벽은 더욱 두꺼워진다. 두꺼운 벽이 있는 스페이서 링(54)은 고무와 같은 탄성 재료로 제조할 지라도 일종의 강체화된 부재(stiffened member)이다.

따라서, 예컨대 조향 칼럼(51)의 축 삽입구 내경이 제조 중의 변화로 인해 너무 작은 경우에는, 스페이서 링의 탄성 변형을 이용하여 롤러 베어링(53)을 스페이서 링(54)에 합체하는 것은 스페이서 링이 그 두꺼운 벽으로 강체화되어 있기 때문에 곤란하다. 그 결과, 조립 작업의 효율이 악영향을 받게 되어 생산비가 증가하게 된다.

이러한 문제는 조향 칼럼이 있는 자동차에 한정되지 않고, 하우징 등의 축 삽입구 내면과 이 축 삽입구에 삽입되는 축의 외면 사이에 억지 끼워맞춤되어 상기 축을 지지하고, 제조 중에 상기 축 삽입구의 내경이 변화되는 경우에 상기 축을 지지하기 위해 탄성 재료로 제조된 스페이서 링을 사용하는 베어링 기구에서도 마찬가지로 문제가 된다.

따라서, 본 발명의 주 목적은 하우징의 축 삽입구의 내경에 변화가 있다 하더라도, 하우징과 축 사이의 반경 방향으로 형성된 유극 내로 쉽게 적용할 수 있는 베어링 기구를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점은 다음의 상세한 설명을 통해 명확해질 것이다.

본 발명에 있어서, 축 삽입구가 있는 하우징과, 이 축 삽입구에 삽입되는 축을 포함하는 기구에 상기 축을 상기 하우징 내측에 지지하는 베어링 기구가 합체되며, 이 베어링 기구는 상기 축의 외주에 배열되는 롤러 베어링과, 탄성 재료로 제조되고 상기 롤러 베어링의 외면과 상기 하우징의 축 삽입구의 내면 사이에 배열되는 스페이서 링을 포함한다. 상기 스페이서 링은 반경 방향으로의 벽 두께를 유지하는 벽 두께 유지부(wall thickness holding unit)와, 이 벽 두께 유지부의 부근에 마련되고 반경 방향으로의 벽 두께를 감소시켜 상기 스페이서 링의 변형을 용이하게 하는 두께 감소부(thickness reduction unit)를 포함한다.

바람직하게는, 상기 스페이서 링의 외면에는 축방향으로 요철부(concave-convex portion)가 있고, 이 요철부로 구성되는 상기 두께 감소부는 상기 축 삽입구의 내경에 따라, 상기 축 삽입구의 내면으로부터 반경 방향으로 가해지는 작용력에 의해 변형되는 탄성 변형부를 포함한다.

바람직하게는, 상기 하우징에는 반경 방향 내측으로 돌출되는 유지 후크(holding hook)가 있고, 상기 두께 감소부는 상기 유지 후크에 의해 유지될 수 있다.

바람직하게는, 상기 스페이서 링은 상기 축방향으로 형성된 관통구(through hole)와, 그 내벽의 양단부에 배열되는 원형 시일(circular sesls)과, 상기 축방향 중앙에 롤러 베어링 수납부(roller bearing storage unit)를 포함하며, 상기 롤러 베어링은 상기 스페이서 링의 롤러 베어링 수납부에 수납된다.

본 발명의 이러한 특징 및 다른 목적은 첨부 도면을 참조로 한 이하의 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명을 통해 보다 명확히 이해할 수 있을 것이다.

이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 베어링 기구를 도 1 내지 도 4를 참조하여 상세하게 설명한다.

이들 도면에는, 조향 휠(1), 자동차 본체에 고정된 하우징으로서의 조향 칼럼(2), 조향 칼럼(2)의 축 삽입구에 삽입되어 조향 휠의 조향을 차량 바퀴에 전달하는 조향 축(3), 조향 칼럼(2)의 축 삽입구의 내면과 조향 축(3)의 외면 사이에 형성된 유극내에서 반경 방향으로 적어도 두 지점에서 억지 끼워맞춤된 베어링 기구(4)가 포함되어 있다.

베어링 기구(4)는 조향 칼럼(2)의 축 삽입구 내측에 형성된 유지 후크(5)에 의해 유지되고, 그 베어링 기구에는 원형 스페이서 링(6)과 침상(針狀) 롤러 베어링(7)이 마련되어 있다.

롤러 베어링(7)에는 외측 링(8)과, 복수 개의 침상 롤러(9) 및 이들을 유지하는 홀더(10)가 포함되어 있다. 롤러 베어링(7)은 도 3 이외의 도면에서 약식 기호로 나타낸다.

스페이서 링(6)은 고무 또는 탄성 수지로 제조된다. 스페이서 링(6)에는 전체 두께의 반경 방향으로 대략 중심에 배열된 본체와, 이 본체의 외면에 원주 방향으로 형성된 오목부(11)가 있다. 오목부(11)는 조향 칼럼(2)의 반경 방향 내측으로 돌출되는 유지 후크(5)에 의해 유지될 수 있다.

이러한 경우에 있어서, 오목부(11)가 원주 방향으로 연속적인 경우에, 베어링 기구(4)의 외면을 구성하는 스페이서 링(6)의 오목부(11)를 유지 후크(5)에 의해 유지하는 방향성은 없다. 오목부(11)가 원주 방향으로 불연속한 경우에, 오목부(11)를 유지 후크(5)에 의해 유지하기 위해서는 방향성이 요구된다. 따라서, 스페이서 링(6)의 단부면에 유지 후크(5)에 의해 오목부(11)를 유지하는 위치를 나타내는 적절한 위치 설정 마크를 형성할 수 있다.

스페이서 링(6)은 축방향으로 오목부(11)가 있어서, 그 전체 외면에 축방향으로 요철부(12)가 마련된다. 요철부(12)는 축 삽입구의 내경에 따라, 축 삽입구의 내면으로부터 반경 방향으로 가해지는 작용력에 의해 변형되는 탄성 변형부가 된다.

축방향으로 단일 오목부(11)를 마련함으로써 요철부(12)가 형성되기는 하지만, 요철부(12)는 하나 이상의 오목부를 마련함으로써 축방향으로 형성될 수도 있다.

스페이서 링(6)에는 축방향으로 형성된 관통구(13)와, 이 관통구(13)의 내벽 양단부에 형성된 비접촉형 원형 시일(14, 15)이 있다. 스페이서 링(6)에는 축방향으로 관통구(13)의 중앙에 형성된 롤러 베어링 수납부(16)도 있다.

스페이서 링(6)에는 조향 축(3)이 조향 칼럼(2) 내로 삽입되는 쪽의 단부에 원형의 홈(17)도 있어, 스페이서 링(6)이 반경 방향으로 쉽게 변형될 수 있게 해준다. 홈(17)을 원주 방향으로 연속적이게 하는 대신에, 원주 방향으로 불연속하게 형성할 수도 있다. 원주 홈(17)은 축방향으로 임의의 깊이를 갖는 동시에, 홈의 폭을 비롯한 임의의 형상을 가지며, 몇몇 특별한 변형예를 이하에서 상세하게 설명한다.

스페이서 링(6)은 유지 후크(5)로부터 반경 방향으로 원주 홈(17)에 가해지는 힘에 의해 쉽게 변형되기 때문에, 베어링 기구(4)는 스페이서 링(6)이 반경 방향으로 두꺼울지라도 조향 칼럼(2)의 축 삽입구로 쉽게 삽입될 수 있다.

스페이서 링(6)의 롤러 베어링 수납부(16)의 내면에는 축방향으로 요철부(18)가 형성되어 있다. 요철부(18)는 축 삽입구의 내경에 따라, 축 삽입구의 내면으로부터 반경 방향으로 가해지는 작용력에 의해 변형되는 탄성 변형부가 된다. 요철부(18)의 높이, 간격, 개수, 형태 및 다른 조건 등은 설계에 따라 적절히 설정할 수 있다.

요철부(18)를 스페이서 링(6)과 일체로 형성하기는 했지만, 스페이서 링(6)을 요철부(18) 없이 본체로만 구성할 수 있고, 본체와는 별도로 형성된 요철부(18)가 있는 탄성 변형부를 접착에 의해 본체와 서로 결합할 수도 있다.

탄성 변형부를 별도로 형성한 경우, 그 탄성도는 본체와는 다른 적절한 변형 정도로 조정할 수 있다.

스페이서 링(6)에는 반경 방향으로 벽 두께를 유지하는 벽 두께 유지부(6A)가 있고, 요철부(12), 원주 홈(17) 및 요철부(18)는 벽 두께 유지부(6A)의 부근의 내외면과 그 단부면에 형성되어, 벽 두께를 감소시킴으로써 스페이서 링(6)의 변형을 용이하게 하는 두께 감소부를 구성한다.

즉, 요철부(12)는 두께 감소부로서, 스페이서 링(6)의 외면에 형성된 축방향요철부를 구성하고, 원주 홈(17)은 두께 감소부로서, 스페이서 링(6)의 축 삽입구에 조향 축(3)을 삽입하는 방향의 단부면에 형성된 축방향 홈을 구성하며, 요철부(18)는 두께 감소부로서, 스페이서 링(6)의 롤러 베어링(7)의 수납부(16) 내면에 형성된 원주 방향 홈을 구성한다. 이들 두께 감소부는 벽 두께 유지부(6A)의 적어도 한 곳에 형성될 수 있다.

도 4를 참조하여 요철부(18)의 작용을 설명한다.

도 4a는 조향 칼럼(2)의 축 삽입구 내경(R2)이 중간 크기인 경우에 요철부(18)의 변형 상태를 나타낸다. 도 4b는 조향 칼럼(2)의 축 삽입구 내경(R2) 이 작은 경우에 요철부의 변형 상태를 나타내고, 도 4c는 조향 칼럼(2)의 축 삽입구 내경(R2)이 큰 경우에 요철부의 변형 상태를 나타낸다. 조향 칼럼(2)의 축 삽입구 내측의 유지 후크(5)의 도시는 생략한 것에 유의하여야 한다.

도 4a에 도시한 것과 같이 조향 칼럼(2)의 축 삽입구 내경(R2)이 중간 크기인 경우에, 축 삽입구의 내면으로부터 가해지는 축방향 작용력은 중간 정도이어서, 요철부(18)의 변형 정도는 중간 정도이다. 도 4b에 도시한 것과 같이 조향 칼럼(2)의 축 삽입구 내경(R2)이 작은 경우에, 축 삽입구의 내면으로부터 가해지는 축방향 작용력은 커서, 요철부(18)의 변형 정도는 크다. 도 4c에 도시한 것과 같이 조향 칼럼(2)의 축 삽입구의 내경(R2)이 큰 경우에, 축 삽입구의 내면으로부터 가해지는 축방향 작용력은 작아서, 요철부(18)의 변형 정도는 작다.

도 4에 도시한 바와 같이, 축 삽입구의 내경이 어떠하든지 간에, 스페이서 링(6)의 롤러 베어링 수납부(16) 내면의 요철부(18)는 상기 작용력에 따라 반경 방향으로 팽창 및 수축한다. 이는 스페이서 링(6)의 벽이 두껍고 조향 칼럼(2)의 축 삽입구 내면과 롤러 베어링(7)의 외면 사이에 반경 방향의 큰 유극으로 인해 강체화된다 하더라도, 롤러 베어링(7)을 수납부(16)에 삽입하는 것을 용이하게 해주고, 베어링 기구(4)를 조향 칼럼(2)의 축 삽입구 내로 용이하게 적용할 수 있게 해준다.

본 발명의 발명자들은 도 13에 도시한 스페이서 링이 마련된 종래 베어링 기구의 롤러 베어링(7)과 도 1 내지 도 4에 도시한 스페이서 링(6)이 마련된 본 발명의 베어링 기구(4)의 롤러 베어링(7)을 각 수납부(16)에 적용할 때의 억지 끼워맞 춤 힘을 비교하기 위한 실험을 수행하였다(이 실험에서, 설명을 간략히 하기 위해 세부적 사항은 도시하지 않았지만, 이들 베어링 기구의 치수는 동일하다).

그 결과, 제1 종래 기구의 억지 끼워맞춤 힘은 42 kgf이고, 제1 종래 기구에 상응하는 본 발명의 기구의 억지 끼워맞춤 힘은 28 kgf이다. 제2 종래 기구의 경우 40 kgf이고, 제2 종래 기구에 상응하는 본 발명의 기구는 20 kgf이다. 따라서, 롤러 베어링(7)을 수납부(16)에 대해 억지 끼워맞추는 힘과 관련하여, 제1 종래 기구에 상응하는 본 발명의 기구는 단지 0.67배에 불과하고, 제2 종래 기구에 상응하는 본 발명의 기구는 0.5배에 불과하며, 이는 롤러 베어링(7)을 수납부(16)에 적용하는 것을 현저히 개선한다는 것을 나타낸다.

스페이서 링(6)은 도 5 내지 도 10을 참조하여 설명하는 바와 같이, 다양하게 변형할 수 있다.

도 5에 도시한 스페이서 링(6)의 외면에는 복수 개의 축방향 릿지부(ridge portion)(20)가 있다. 이 실시예에서, 릿지부(20)는 4개이다. 릿지부(20)는 원주 방향으로 서로 규칙적인 간격을 두고 배열되어 있다. 도 5a는 스페이서 링(6)의 측단면도이고, 도 5b 및 도 5c는 도 5a의 A-A 선을 따라 취한 단면도이다. 도 5b는 릿지부(20)가 원주 방향으로 짧은 경우를 나타내고, 도 5c는 릿지부(20)가 원주 방향으로 긴 경우를 나타낸다.

도 5b 및 도 5c 어느 경우에도, 스페이서 링(6)의 외면 형태로서는 다음의 수학식 1과 수학식 2가 성립하는 것이 바람직하다. 이들 수학식에서, R은 스페이서 링(6)의 중심으로부터 릿지부(20)의 외주까지의 반경을 나타내고, N은 릿지부(20)의 개수를 나타내며, T는 원주 방향으로의 릿지부(20) 길이를 나타낸다.

0 < T < (2πR/N)

0 < N < 20

도 5c의 경우는 원주 방향으로 인접하는 릿지부(20)의 인접 단부 사이에 형성된 각도의 절반이 θ일 때, 다음의 수학식 3을 만족하는 것을 전제로 하는 점에 유의하여야 한다.

0 < θ < (360/N)

도 6에 도시한 스페이서 링(6)의 외면에는 원주 방향으로 복수 개(이 실시예에서는 4개)의 오목부(21)가 있어서, 인접하는 오목부(21) 사이에는 원주 방향으로 복수 개(이 실시예에서는 4개)의 릿지부(22)가 형성되어 있다. 도 6a는 스페이서 링(6)의 측단면도이고, 도 6b 및 도 6c는 도 6a의 B-B 선을 따라 취한 단면도이다. 도 6b는 릿지부(22)가 원주 방향으로 짧은 경우를 나타내고, 도 6c는 릿지부(22)가 원주 방향으로 긴 경우를 나타낸다.

도 6b 및 도 6c 어느 경우이든지, 스페이서 링의 외면 형태로서 도 5와 동일한 방식으로 상기 수학식 1 및 수학식 2가 성립하는 것이 바람직하다. 도 6c의 경우는 상기 수학식 3이 성립하는 것을 전제로 한다는 것에 유의하여야 한다.

도 7에 도시한 스페이서 링(6)은 롤러 베어링 수납부(16)의 내면에 요철부(18)가 없다. 조향 칼럼(2)의 축 삽입구의 내면과 롤러 베어링(7)의 외면 사이의 큰 반경 방향 유극으로 인해 스페이서 링(6)이 그 벽이 두껍게 되어 강체화되어 있는 경우에도, 상기 외면에 형성된 요철부(12)는 베어링 기구(4)를 조향 칼럼(2)의 축 삽입구 내로 적용하는 것을 용이하게 해준다.

도 8에 도시한 스페이서 링(6)은 롤러 베어링 수납부(16)의 내면에 요철부(18)가 없다. 조향 칼럼(2)의 축 삽입구의 내면과 롤러 베어링(7)의 외면 사이의 큰 반경 방향 유극으로 인해 스페이서 링(6)이 그 벽이 두껍게 되어 강체화되어 있는 경우에도, 상기 외면에 형성된 요철부(12)는 롤러 베어링(7)을 수납부(16)에 삽입하는 것을 용이하게 해주고, 베어링 기구(4)를 조향 칼럼(2)의 축 삽입구 내로 적용하는 것을 용이하게 해준다.

도 9에 도시한 스페이서 링(6)은 축방향 우측으로 약간 돌출되어 있고, 이는 롤러 베어링(7)을 수납부(16)에 삽입하는 것을 용이하게 해주고, 스페이서 링을 조향 칼럼(2)의 축 삽입구 내로 억지 끼워맞추는 경우 반경 방향으로의 원주 홈(17)의 탄성도도 개선한다.

도 10에 도시한 스페이서 링(6)에 있어서, 원주 홈(17)은 롤러 베어링 수납부(16)를 향한 원주 벽 내측까지 형성되어, 반경 방향으로의 홈(17)의 개방 직경을 증대시킨다. 그 결과, 롤러 베어링(7)을 수납부(16)에 삽입하는 것은 용이해지고, 조향 칼럼(2)의 축 삽입구 내로 억지 끼워맞춤될 때 반경 방향으로의 원주 홈(17)의 탄성도는 증대된다.

베어링 기구(4)를 조향 칼럼(2)의 축 삽입구 내로 끼우기 전의 상태가 도 11 에 도시되어 있다. 도 11에 도시한 상태의 베어링 기구(4)는 도 2에 도시한 것과 같이 적용된다.

도 12는 스페이서 링(6)이 다르다는 것을 제외하고 도 11에 상응하게 베어링 기구(4)를 조향 칼럼(2)의 축 삽입구 내로 끼우기 전의 상태를 나타낸다.

스페이서 링(6)은 질화 고무(nitrile rubber, NBR)와 같은 고무 재료로 제조할 수 있다. 이러한 경우에, 스페이서 링의 탄성 경도의 범위는 70 Hs 내지 90 Hs일 수 있다. 고무 재료가 70 Hs 미만인 경우에, 스페이서 링은 너무 연해 충분한 강성을 갖지 못하며, 90 Hs를 초과하는 경우에는, 강성이 너무 커서 베어링 기구(4)를 적용하는 것이 어려워질 수 있다. 전술한 범위에서, 바람직한 범위는 70 Hs 내지 80 Hs이고, 보다 바람직한 범위는 70 Hs 내지 75 Hs이다.

본 발명은 조향 칼럼이 있는 자동차에 한정되지 않으며, 다음의 베어링 기구에도 적용된다. 축 삽입구를 갖는 하우징과, 이 하우징의 축 삽입구에 삽입되는 축을 포함하는 하우징 기구에 있어서, 상기 베어링 기구를 하우징의 축 삽입구 내면과 상기 삽입구에 삽입되는 축의 외면 사이에 억지 끼워맞춰 상기 축을 지지할 때에, 제조 중에 축 삽입구의 내경에 변화가 있는 경우, 상기 축을 지지하기 위해, 탄성 재료로 제조된 스페이서 링을 사용한다.

본 발명을 바람직한 실시예를 고려하여 설명하였지만, 여러 변형예가 가능하고, 이러한 변형예는 발명의 범위 및 사상 내에 있는 것과 같이 첨부된 특허 청구의 범위에 포함된다는 것을 이해하여야 한다.

본 발명에 따르면, 하우징의 축 삽입구의 내경에 변화가 있다 하더라도, 하우징과 축 사이의 반경 방향으로 형성된 유극 내로 쉽게 적용할 수 있는 베어링 기구가 제공된다.

Claims

축 삽입구를 갖는 하우징과, 이 하우징의 축 삽입구에 삽입되는 축을 포함하는 기구에 합체되고, 상기 축을 상기 하우징 내측에 지지하는 베어링 기구로서,

상기 축의 외주에 배열되는 롤러 베어링과,

탄성 재료로 제조되고, 상기 롤러 베어링의 외면과 상기 하우징의 축 삽입구의 내면 사이에 배열되는 스페이서 링

을 포함하며, 상기 스페이서 링은,

반경 방향으로의 벽 두께를 유지하는 벽 두께 유지부와,

상기 벽 두께 유지부의 부근에 마련되고, 반경 방향으로의 벽 두께를 감소시켜 상기 스페이서 링의 변형을 용이하게 하는 두께 감소부

를 포함하는 것인 베어링 기구.
청구항 1에 있어서, 상기 스페이서 링의 외면에는 축방향 요철부가 있고, 이 요철부로 구성되는 상기 두께 감소부는 상기 하우징의 축 삽입구의 내경에 따라, 상기 축 삽입구의 내면으로부터 반경 방향으로 가해지는 작용력에 의해 변형되는 탄성 변형부를 포함하는 것인 베어링 기구.
청구항 2에 있어서, 상기 하우징에는 반경 방향 내측으로 돌출되는 유지 후크가 있고, 상기 두께 감소부는 상기 유지 후크에 의해 유지될 수 있는 것인 베어링 기구.
청구항 1에 있어서, 상기 스페이서 링은 축방향으로 형성된 관통구와, 이 관통구의 내벽의 양단부에 배열되는 원형 시일과, 축방향 중앙의 롤러 베어링 수납부를 포함하며, 상기 롤러 베어링은 상기 스페이서 링의 롤러 베어링 수납부에 수납되는 것인 베어링 기구.
청구항 1에 있어서, 상기 스페이서 링에는 상기 축을 상기 하우징의 축 삽입구로 삽입하는 방향의 단부에 축방향 홈이 있고, 상기 두께 감소부는 상기 축방향 홈으로 구성되는 것인 베어링 기구.
청구항 1에 있어서, 상기 스페이서 링에는 그 외면에 축방향 요철부와, 상기 축을 상기 축 삽입구로 삽입하는 방향의 단부에 축방향 홈이 있고,

상기 두께 감소부는 상기 요철부와 상기 축방향 홈이며,

상기 하우징에는 반경 방향 내측으로 돌출되는 유지 후크가 마련되고,

상기 두께 감소부의 상기 요철부는 상기 유지 후크에 의해 유지될 수 있으며, 상기 두께 감소부의 상기 축방향 홈은 반경 방향으로 상기 유지 후크에 의해 가해지는 힘에 의해 변형될 수 있는 것인 베어링 기구.
청구항 1에 있어서, 상기 스페이서 링은, 축방향으로 형성된 관통구와, 이 관통구의 내벽 양단부에 배열되는 원형 시일과, 축방향 중앙에 롤러 베어링 수납부를 포함하고, 축방향 요철부가 상기 롤러 베어링 수납부의 내면에 형성되며,

상기 롤러 베어링은 상기 스페이서 링의 롤러 베어링 수납부에 수납되고,

상기 두께 감소부는, 상기 롤러 베어링 수납부의 상기 축방향 요철부로 구성되고 상기 축 삽입구의 내경에 따라, 상기 축 삽입구의 내면으로부터 반경 방향으로 가해지는 작용력에 의해 변형되는 탄성 변형부를 포함하는 것인 베어링 기구.
청구항 1에 있어서, 상기 스페이서 링에는 축방향으로 복수 개의 릿지부가 마련된 외면이 있고, 상기 두께 감소부는 상기 축방향의 릿지부로 구성되는 것인 베어링 기구.
청구항 8에 있어서, 상기 스페이서 링의 중심으로부터 상기 릿지부의 외주까지의 반경이 R이고, 릿지부의 개수는 N이며, 원주 방향으로의 상기 릿지부의 길이를 T라 할 때, 상기 스페이서 링의 외면 형태와 관련하여 다음의 수학식이 성립하는 것인 베어링 기구.

0 < T < (2πR/N)

0 < N < 20
청구항 1에 있어서, 상기 스페이서 링에는 원주 방향으로 복수 개의 오목부가 마련된 외면이 있고, 상기 두께 감소부는 상기 원주 방향으로의 상기 복수 개의 오목부로 구성되는 것인 베어링 기구.
청구항 1에 있어서, 상기 스페이서 링은, 축방향으로 형성된 관통구와, 이 관통구의 내벽 양단부에 배열되는 비접촉형의 원형 시일과, 상기 축방향 중앙에 롤러 베어링 수납부와, 상기 축을 상기 축 삽입구로 삽입하는 방향으로 그 단부에 축방향의 원주 홈을 포함하고,

상기 롤러 베어링은 상기 스페이서 링의 롤러 베어링 수납부에 수납되며,

상기 두께 감소부는 상기 스페이서 링의 축방향의 원주 홈으로 구성되고, 상기 원주 홈은 상기 롤러 베어링 수납부를 향하는 원주 벽 내측까지 연장되어 반경 방향으로의 그 개방 직경을 증대시키는 것인 베어링 기구.
축 삽입구를 갖는 조향 칼럼과, 상기 축 삽입구에 삽입되고 조향 휠과 유니버셜 조인트 사이에 연결되는 조향 축을 포함하는 자동차용 조향 기구 내로 합체되어 상기 조향 축을 상기 축 삽입구 내측에 지지하는 베어링 기구로서,

상기 조향 축의 외면에 배열되는 롤러 베어링과,

탄성이 있고, 상기 롤러 베어링의 외면과 상기 조향 칼럼의 축 삽입구 내면 사이에 배열되는 스페이서 링

을 포함하고, 상기 스페이서 링은,

반경 방향으로 벽 두께를 유지하는 벽 두께 유지부와,

상기 벽 두께 유지부의 부근에 마련되고 상기 벽 두께를 반경 방향으로 감소시켜 상기 스페이서 링의 변형을 용이하게 하는 두께 감소부

를 포함하는 것인 베어링 기구.
청구항 12에 있어서, 상기 스페이서 링은, 그 외면에 축방향 요철부와, 상기 축을 상기 조향 칼럼의 축 삽입구로 삽입하는 방향으로 그 단부에 축방향 홈과, 축방향으로 형성된 관통구와, 이 관통구의 내벽 양단부에 배열되는 원형 시일과, 축방향 중앙에 배열되고 그 내면에 축방향 요철부가 마련되는 롤러 베어링 수납부를 포함하고,

상기 롤러 베어링은 상기 스페이서 링의 롤러 베어링 수납부에 수납되며,

상기 두께 감소부는 상기 스페이서 링의 축방향 요철부와, 상기 축방향 홈과, 상기 롤러 베어링 수납부의 상기 축방향 요철부로 구성되는 것인 베어링 기구.
청구항 1에 있어서, 상기 스페이서 링의 탄성 경도 범위는 70 Hs 내지 90 Hs인 것인 베어링 기구.