JP2018155390A

JP2018155390A - 滑り軸受

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Publication number: JP2018155390A
Application number: JP2017054922A
Authority: JP
Inventors: 昇中川; Noboru Nakagawa; 宏之菊池; Hiroyuki Kikuchi
Original assignee: Oiles Industry Co Ltd
Current assignee: Oiles Industry Co Ltd
Priority date: 2017-03-21
Filing date: 2017-03-21
Publication date: 2018-10-04
Anticipated expiration: 2037-03-21
Also published as: JP6873531B2

Abstract

【課題】部品点数および組立工数を減らして、より低コストで製造可能な滑り軸受を提供する。【解決手段】ラックブッシュ１は、円筒状のハウジング内に収容され、ラック軸５の軸Ｏ方向の移動を許容しつつ、ラック軸に加わる荷重を支持するものであり、ラック軸が挿入される筒状のブッシュ本体２と、ブッシュ本体２と一体的に形成され、ブッシュ本体２の外周面から径方向外方に突出する縮径用弾性部材３と、を備えている。ブッシュ本体２は、一方の端面から他方の端面に向けて軸Ｏ方向に沿って形成されたスリットを有する。縮径用弾性部材３は、ラックブッシュ１をハウジング内に収容した場合に、径方向外方の端部がハウジングの内周面と当接して、ブッシュ本体２を径方向内方に付勢する。【選択図】図２

Description

本発明は、軸部材の軸方向の移動を許容しつつ、軸部材に加わる荷重を支持する滑り軸受に関し、特に、車両のステアリング機構に用いられるラックブッシュに好適な滑り軸受に関する。

特許文献１には、車両のステアリング機構に用いられるラックブッシュに好適な滑り軸受として、円筒状のハウジング内に軸方向の移動が規制された状態で収容され、ラック軸の軸方向の移動を許容しつつ、ラック軸に加わる荷重を支持する滑り軸受が記載されている。

この滑り軸受は、ラック軸が挿入される円筒状の軸受本体と、軸受本体に装着され、軸受本体を径方向内方に付勢する弾性リングと、を備えている。軸受本体は、合成樹脂製であり、一方の端面から他方の端面に向けて軸方向に沿って形成された第一のスリットと、他方の端面から一方の端面に向けて軸方向に沿って形成された第二のスリットと、軸受本体の外周面に形成され、弾性リングが装着される装着溝と、を有している。

この滑り軸受によれば、弾性リングによって軸受本体が縮径し、軸受本体に挿入されたラック軸を締め付けるので、軸受本体の内周面とラック軸の外周面との間のクリアランスをゼロにして、軸受本体の内周面とラック軸の外周面との衝突による不快音の発生を防止することができるとともに、ラック軸の外径寸法誤差による摩擦トルクの変動を防止することができる。

特許２００８−１５１２８９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の滑り軸受は、軸受本体および弾性リングが別部品であるため、部品点数が増加して部品管理にコストがかかる。また、軸受本体の外周面に形成された装着溝に弾性リングを装着する必要があるため、組立工数が増加して組立作業にコストがかかる。

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、部品点数および組立工数を減らして、より低コストで製造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、軸部材が挿入される筒状の軸受本体に、一方の端面から他方の端面に向けて軸方向に沿って形成されたスリットを設けるとともに、軸受本体と一体的に形成され、外周面から径方向外方に突出する縮径用弾性部材を設けている。そして、この滑り軸受を例えば筒状のハウジング内に収容した場合に、縮径用弾性部材の径方向外方の端部がハウジングの内周面と当接して、軸受本体を径方向内方に付勢するように、軸受本体の外周面から突出する縮径用弾性部材の突出量を設定している。

例えば、本発明の滑り軸受は、
一方の端面から他方の端面に向けて軸方向に沿って形成されたスリットを有し、径方向に伸縮自在な筒状の軸受本体と、
前記軸受本体と一体的に形成され、前記軸受本体の外周面から径方向外方に突出する縮径用弾性部材と、を備える。

ここで、前記滑り軸受は、
筒状のハウジング内に収容され、軸部材の軸方向の移動を許容しつつ、前記軸部材に加わる荷重を支持するものであり、
前記縮径用弾性部材は、
前記滑り軸受を前記ハウジング内に収容した場合に、径方向外方の端部が前記ハウジングの内周面と当接して、前記軸受本体を径方向内方に付勢するものでもよい。

本発明では、滑り軸受を例えば筒状のハウジング内に収容した場合に、縮径用弾性部材の径方向外方の端部がハウジングの内周面と当接して、軸受本体を径方向内方に付勢する。このため、滑り軸受をハウジング内に収容することにより、軸受本体が縮径し、軸受本体に挿入された軸部材を締め付けるので、軸受本体に弾性リングを装着する必要がない。また、縮径用弾性部材は、軸受本体と一体的に形成されているので、軸受本体と縮径用弾性部材とを別部品として部品管理する必要がない。したがって、本発明によれば、部品点数および組立工数を減らして、より低コストで製造可能な滑り軸受を提供することができる。

図１は、本発明の第一実施の形態に係るラックブッシュ１が用いられた車両のステアリング機構の一部の部分断面図である。図２（Ａ）、図２（Ｂ）および図２（Ｃ）は、ラックブッシュ１の正面図、側面図および背面図である。図３（Ａ）、図３（Ｂ）および図３（Ｃ）は、ブッシュ本体２の正面図、側面図および背面図であり、図３（Ｄ）および図３（Ｅ）は、図３（Ａ）に示すブッシュ本体２のＡ−Ａ断面図およびＢ−Ｂ断面図であり、図３（Ｆ）は、図３（Ａ）に示すブッシュ本体２のＣ部拡大図である。図４（Ａ）、図４（Ｂ）および図４（Ｃ）は、縮径用弾性部材３の正面図、上面図および側面図であり、図４（Ｄ）は、図２（Ａ）のＤ部拡大図である。図５（Ａ）、図５（Ｂ）および図５（Ｃ）は、本発明の第二実施の形態に係るラックブッシュ１’の正面図、側面図および背面図である。図６（Ａ）、図６（Ｂ）および図６（Ｃ）は、縮径用弾性部材３ａの正面図、上面図および側面図であり、図６（Ｄ）は、図５（Ｂ）に示すＥ部の図５（Ｃ）に示すＦ方向矢視拡大図である。図７（Ａ）、図７（Ｂ）および図７（Ｃ）は、縮径用弾性部材３ｂの正面図、上面図および側面図であり、図７（Ｄ）は、図７（Ｃ）のＧ部拡大図である。図８は、縮径用弾性部材３ｃの上面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

［第一実施の形態］
図１は、本実施の形態に係るラックブッシュ１が用いられた車両のステアリング機構の一部の部分断面図である。

図示するように、本実施の形態に係るラックブッシュ１は、円筒状のハウジング４内に軸Ｏ方向の移動が規制された状態で収容され、ラック軸５の軸Ｏ方向の移動を許容しつつ、ラック軸５に加わる荷重を支持する。

図２（Ａ）、図２（Ｂ）および図２（Ｃ）は、ラックブッシュ１の正面図、側面図および背面図である。

図示するように、ラックブッシュ１は、ラック軸５が挿入される円筒状のブッシュ本体２と、二色成形、インサート成形等によりブッシュ本体２と一体的に形成された複数の縮径用弾性部材３と、を備えている。

図３（Ａ）、図３（Ｂ）および図３（Ｃ）は、ブッシュ本体２の正面図、側面図および背面図であり、図３（Ｄ）および図３（Ｅ）は、図３（Ａ）に示すブッシュ本体２のＡ−Ａ断面図およびＢ−Ｂ断面図であり、図３（Ｆ）は、図３（Ａ）に示すブッシュ本体２のＣ部拡大図である。

ブッシュ本体２は、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂等の摺動特性のよい合成樹脂で形成され、図示するように、内周面２０に形成され、挿入されたラック軸５の外周面５０と摺接する摺動面２１と、周方向に等間隔で交互に配置された複数の第一スリット２５および第二スリット２６と、外周面２２に形成された係合部２７と、縮径用弾性部材３を保持する複数の保持溝２８と、を備えている。

第一スリット２５は、一方の端面２３から他方の端面２４に向けて軸Ｏ方向に沿って形成され、第二スリット２６は、他方の端面２４から一方の端面２３に向けて軸Ｏ方向に沿って形成されている。ブッシュ本体２は、周方向に等間隔で交互に配置された複数の第一スリット２５および第二スリット２６により、縮径方向に変形することができる。

係合部２７は、一方の端面２３側において外周面２２から径方向外方に突出し、ハウジング４の内周面４０に周方向に形成された環状溝４１に挿入される。これにより、ハウジング４内に収容されたラックブッシュ１の軸Ｏ方向の移動が規制される。

保持溝２８は、両端面２３、２４を貫くように軸Ｏ方向に沿って外周面２２に形成されている。また、保持溝２８は、底部２８０の溝幅Ｗ１が開口部２８１の溝幅Ｗ２より広くなるように形成されている。

図４（Ａ）、図４（Ｂ）および図４（Ｃ）は、縮径用弾性部材３の正面図、上面図および側面図であり、図４（Ｄ）は、図２（Ａ）のＤ部拡大図である。

縮径用弾性部材３は、二色成形、インサート成形等によりブッシュ本体２と一体的に形成可能なポリウレタンエラストマー等の熱可塑性エラストマーで形成され、図示するように、被保持部３１と、被保持部３１の上面３１０に形成された一対の突出部３０ａ、３０ｂと、を備えている。

突出部３０ａ、３０ｂは、ラックブッシュ１において、ブッシュ本体２の外周面２２から径方向外方に突出し、突出部３０ａ、３０ｂの頂点を結ぶ円Ｃの直径Ｄ１（図２（Ａ）参照）が、ハウジング４の内径Ｄ２（図１参照）に対してシメシロとなるように、被保持部３１の上面３１０からの突出量が設定されている。これにより、縮径用弾性部材３は、ラックブッシュ１をハウジング４内に収容した場合に、突出部３０ａ、３０ｂがハウジング４の内周面４０と当接して、ブッシュ本体２を径方向内方に付勢する。

また、図４（Ｄ）に示すように、縮径用弾性部材３の突出部３０ａ、３０ｂは、軸Ｏ方向に垂直な断面において、径方向Ｒに対して周方向Ｓに傾斜している。このため、突出部３０ａ、３０ｂは、ラックブッシュ１をハウジング４内に収容した場合に、ハウジング４の内周面４０と当接して周方向Ｓに曲げ変形する。また、ブッシュ本体２の保持溝２８の開口部２８１は、縮径用弾性部材３の突出部３０ａ、３０ｂよりも広い溝幅の幅Ｗ２を有し、これにより、突出部３０ａ、３０ｂの周方向Ｓの両側に収容領域２８２ａ、２８２ｂを形成している。ハウジング４の内周面４０と当接して曲げ変形した突出部３０ａ、３０ｂは、収容領域２８２ａ、２８２ｂに収容される。

被保持部３１は、ブッシュ本体２の保持溝２８の底部２８０と同形状であり、この保持溝２８の底部２８０に収容される。このため、ブッシュ本体２と一体的に形成された縮径用弾性部材３がブッシュ本体２から剥がれた場合でも、縮径用弾性部材３がブッシュ本体２の保持溝２８から径方向に抜け落ちるのを防止することができる。

以上、本発明の第一実施の形態について説明した。

本実施の形態では、ラックブッシュ１を円筒状のハウジング４内に収容した場合に、縮径用弾性部材３の突出部３０ａ、３０ｂがハウジング４の内周面４０と当接して、ブッシュ本体２を径方向内方に付勢する。このため、ラックブッシュ１をハウジング４内に収容することにより、ブッシュ本体２が縮径し、ブッシュ本体２に挿入されたラック軸５を締め付けるので、ブッシュ本体２に弾性リングを装着する必要がない。また、縮径用弾性部材３は、ブッシュ本体２と一体的に形成されているので、ブッシュ本体２と縮径用弾性部材３とを別部品として部品管理する必要がない。したがって、本実施の形態によれば、部品点数および組立工数を減らして、より低コストで製造可能なラックブッシュ１を提供することができる。

また、本実施の形態において、縮径用弾性部材３の突出部３０ａ、３０ｂは、軸Ｏ方向に垂直な断面において、径方向Ｒに対して周方向Ｓに傾斜しており、ラックブッシュ１をハウジング４内に収容した場合に、ハウジング４の内周面４０と当接して周方向Ｓに曲げ変形し、突出部３０ａ、３０ｂの周方向Ｓの両側に形成されたブッシュ本体２の保持溝２８の収容領域２８２ａ、２８２ｂに収容される。縮径用弾性部材３に用いられる熱可塑性エラストマーの劣化は、一般に、曲げ変形よりも圧縮変形の影響の方が大きい。本実施の形態では、ラックブッシュ１をハウジング４内に収容したときに縮径用弾性部材３に加わる圧縮応力の一部を突出部３０ａ、３０ｂの曲げ変形により逃がすことができるので、その分だけ圧縮変形量を小さくでき、これにより縮径用弾性部材３の耐久性を向上させることができる。

また、本実施の形態では、ブッシュ本体２の保持溝２８の底部２８０の溝幅Ｗ１を開口部２８１の溝幅Ｗ２より広くするとともに、縮径用弾性部材３の被保持部３１を、ブッシュ本体２の保持溝２８の底部２８０と同形状にして、この保持溝２８の底部２８０に収容している。このため、ブッシュ本体２と一体的に形成された縮径用弾性部材３がブッシュ本体２から剥がれた場合でも、縮径用弾性部材３がブッシュ本体２の保持溝２８から径方向に抜け落ちるのを防止することができる。

また、上記特許文献１に記載の滑り軸受では、軸受本体を径方向内方に付勢する弾性リングを軸受本体の装着溝に装着している。このため、滑り軸受をハウジング４に挿入する際、装着溝から外れる方向の力が弾性リングに加わって、弾性リングが装着溝から外れてしまう可能性がある。しかし、本実施の形態では、縮径用弾性部材３を軸Ｏ方向に沿ってブッシュ本体２と一体的に形成しているので、そのような心配はない。したがって、本実施の形態によれば、ラックブッシュ１のハウジング４へ挿入作業の作業性を向上させることができる。

また、上記特許文献１に記載の滑り軸受は、ハウジング４に挿入された場合、軸Ｏ方向において点でハウジング４に支持されることとなり（弾性リングが１本なら１点支持、２本なら２点支持）、このため、軸受本体の外周面がハウジング４内で軸Ｏ方向に傾く可能性がある。この点、本実施の形態では、縮径用弾性部材３が軸Ｏ方向に延びているので、ハウジング４に挿入された場合に、軸Ｏ方向において線でハウジング４に支持されることとなり、したがって、ブッシュ本体２の外周面２２がハウジング４内で軸Ｏ方向の傾く可能性を低くすることができる。

さらに、本実施の形態では、縮径用弾性部材３が曲げ変形を利用した形状であるため、形状の自由度が高く、剛性のコントロールがしやすいという利点がある。

［第二実施の形態］
本実施の形態に係るラックブッシュ１’も、図１に示す第一実施の形態に係るラックブッシュ１と同様、円筒状のハウジング４内に軸Ｏ方向の移動が規制された状態で収容され、ラック軸５の軸Ｏ方向の移動を許容しつつ、ラック軸５に加わる荷重を支持する。

図５（Ａ）、図５（Ｂ）および図５（Ｃ）は、本発明の第二実施の形態に係るラックブッシュ１’の正面図、側面図および背面図である。

本実施の形態に係るラックブッシュ１’が第一実施の形態に係るラックブッシュ１と異なる点は、縮径用弾性部材３に代えて縮径用弾性部材３ａを用いたことである。その他の構成は、第一実施の形態に係るラックブッシュ１と同様である。

図６（Ａ）、図６（Ｂ）および図６（Ｃ）は、縮径用弾性部材３ａの正面図、上面図および側面図であり、図６（Ｄ）は、図５（Ｂ）に示すＥ部の図５（Ｃ）に示すＦ方向矢視拡大図である。

縮径用弾性部材３ａが第一実施の形態に係るラックブッシュ１の縮径用弾性部材３と異なる点は、一対の係合用弾性部３２ａ、３２ｂを有することである。その他の構成は、第一実施の形態に係るラックブッシュ１の縮径用弾性部材３と同様である。

係合用弾性部３２ａ、３２ｂは、ブッシュ本体２の係合部２７側において、被保持部３１の上面３１０に突出部３０ａ、３０ｂを挟んで形成され、ブッシュ本体２の外周面２２から径方向外方に突出する。そして、ブッシュ本体２の係合部２７とともに、ハウジング４の環状溝４１に挿入される。

係合用弾性部３２ａ、３２ｂの軸Ｏ方向の長さＬ１は、ブッシュ本体２の係合部２７の軸Ｏ方向の長さＬ２より長く、かつ、ハウジング４の環状溝４１の軸Ｏ方向の長さＬ３（図１参照）に対してシメシロとなるように設定されている。ただし、係合用弾性部３２ａ、３２ｂは、軸Ｏ方向において、少なくとも一方の端面がブッシュ本体２の係合部２７の端面から環状溝４１とシメシロとなるように突出する形状であれば、係合用弾性部３２ａ、３２ｂの軸Ｏ方向の長さＬ１が、ブッシュ本体２の係合部２７の軸Ｏ方向の長さＬ２より短くてもかまわない。

なお、ここでは、係合用弾性部３２ａ、３２ｂを縮径用弾性部材３ａと一体的に形成しているが、係合用弾性部３２ａ、３２ｂは、ブッシュ本体２と一体的に形成されたものであればよく、縮径用弾性部材３ａとは別部品であってもよい。

以上、本発明の第二実施の形態について説明した。

本実施の形態では、係合用弾性部３２ａ、３２ｂを、軸Ｏ方向において、少なくとも一方の端面がブッシュ本体２の係合部２７の端面から突出する形状とし、かつ係合用弾性部３２ａ、３２ｂの軸Ｏ方向の長さＬ１を、ハウジング４の環状溝４１の軸Ｏ方向の長さＬ３に対してシメシロとなるように設定している。このため、ラックブッシュ１をハウジング４内に収容した場合に、ブッシュ本体２の係合部２７がハウジング４の環状溝４１の側面と接触・非接触を繰り返して異音を発生させるのを防止できる。その他の効果は、本発明の第一実施の形態と同様である。

なお、本発明は、上記の各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、上記の各実施の形態では、縮径用弾性部材３、３ａの突出部３０ａ、３０ｂを、軸Ｏ方向に垂直な断面において、径方向Ｒに対して周方向Ｓに傾斜させている（図４（Ｄ）参照）。しかし、本発明はこれに限定されない。図７に示す縮径用弾性部材３ｂのように、軸Ｏ方向の断面において、径方向Ｒに対して軸Ｏ方向に傾斜した突出部３０ｃを、軸Ｏ方向に沿って被保持部３１の上面３１０に複数設けてもよい。この場合、ハウジング４の内周面４０と当接して曲げ変形した突出部３０ｃが収容される収容領域２８２ｃを有するように、所定の間隔を空けて突出部３０ｃを設けることが好ましい。

また、上記の各実施の形態において、ブッシュ本体２の保持溝２８の底部２８０の両端部における溝幅を、その両端部に挟まれた中央部の溝幅よりも広くし、これに併せて、図８に示す縮径用弾性部材３ｃのように、被保持部３１の両端部３１１における幅を両端部３１１に挟まれた中央部３１２の幅より広くしてもよい。このようにすることで、ブッシュ本体２と一体的に形成された縮径用弾性部材３ｃがブッシュ本体２から剥がれた場合でも、縮径用弾性部材３ｃが軸Ｏ方向にスライドしてブッシュ本体２の保持溝２８から軸Ｏ方向に抜け落ちるのを防止することができる。

また、上記の各実施の形態では、ブッシュ本体２に、一方の端面２３から他方の端面２４に向けて複数の第一スリット２５を軸Ｏ方向に沿って形成するとともに、他方の端面２４から一方の端面２３に向けて複数の第二スリット２６を軸Ｏ方向に沿って形成している。しかし、本発明はこれに限定されない。ブッシュ本体２は、いずれか一方の端面から他方の端面に向けて軸Ｏ方向に沿って形成されたスリットを備えるものであればよい。また、上記の各実施の形態では、ブッシュ本体２の形状を円筒状としているが、挿入されるラック軸５の形状に適合する筒形状であればよい。また、本実施の形態では、ブッシュ本体２と縮径用弾性部材３、３ａ〜３ｃとを別材質で形成しているが、両者を同じ材質で形成してもよい。

また、本発明はラックブッシュに限定されない。本発明は軸部材の移動を許容しつつ、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、１’：ラックブッシュ、２：ブッシュ本体、３、３ａ〜３ｃ：縮径用弾性部材、４：ハウジング、５：ラック軸、２０：ブッシュ本体２の内周面、２１：ブッシュ本体２の摺動面、２２：ブッシュ本体２の外周面、２３、２４：ブッシュ本体２の端面、２５：第一スリット、２６：第二スリット、２７：係合部、２８：保持溝、３０ａ〜３０ｃ：突出部、３１：被保持部、３２ａ、３２ｂ：係合用弾性部、４０：ハウジング４の内周面、４１：環状溝、５０：ラック軸５の外周面、２８０：保持溝２８の底部、２８１：保持溝２８の開口部、２８２ａ〜２８２ｃ：収容領域、３１０：被保持部３１の上面

Claims

一方の端面から他方の端面に向けて軸方向に沿って形成されたスリットを有し、径方向に伸縮自在な筒状の軸受本体と、
前記軸受本体と一体的に形成され、前記軸受本体の外周面から径方向外方に突出する縮径用弾性部材と、を備える
ことを特徴とする滑り軸受。
請求項１に記載の滑り軸受であって、
前記滑り軸受は、
筒状のハウジング内に収容され、軸部材の軸方向の移動を許容しつつ、前記軸部材に加わる荷重を支持するものであり、
前記縮径用弾性部材は、
前記滑り軸受を前記ハウジング内に収容した場合に、径方向外方の端部が前記ハウジングの内周面と当接して、前記軸受本体を径方向内方に付勢する
ことを特徴とする滑り軸受。
請求項２に記載の滑り軸受であって、
前記縮径用弾性部材は、
軸方向の断面あるいは軸方向に垂直な断面において、径方向に対して傾斜しながら径方向外方に突出して、前記ハウジングの内周面と当接する突出部を有する
ことを特徴とする滑り軸受。
請求項２または３に記載の滑り軸受であって、
前記軸受本体と一体的に形成された係合用弾性部材をさらに有し
前記軸受本体は、
一方の端部において外周面から径方向外方に突出して、前記ハウジングの内周面に周方向に形成された環状溝に挿入される係合部をさらに有し、
前記係合用弾性部材は、
前記軸受本体の前記係合部とともに前記ハウジングの前記環状溝に挿入され、当該環状溝の側面と当接する
ことを特徴とする滑り軸受。
請求項４に記載の滑り軸受であって、
前記係合用弾性部材は、前記縮径用弾性部材と一体化されている
ことを特徴とする滑り軸受。
請求項１ないし５のいずれか一項に記載の滑り軸受であって、
前記軸受本体は、
外周面に形成され、底部の溝幅が開口部の溝幅より広い保持溝をさらに有し、
前記縮径用弾性部材は、
前記軸受本体の前記保持溝に収容され、当該保持溝と同形状の被保持部をさらに有する
ことを特徴とする滑り軸受。
請求項６に記載の滑り軸受であって、
前記軸受本体の前記保持溝および前記縮径用弾性部材の前記被保持部は、
前記軸受本体の一方の端面から他方の端面に向けて軸方向に沿って形成され、両端部の溝幅が当該両端部に挟まれた中間部の溝幅より広い
ことを特徴とする滑り軸受。
請求項６または７に記載の滑り軸受であって、
前記軸受本体の前記保持溝は、
前記縮径用弾性部材の曲げ変形した部分を収容する収容領域を有する
ことを特徴とする滑り軸受。