(57)【要約】【課題】安定した大きさの回転トルクを発生させることができるとともに、起動時における回転トルクの増大を抑制することができるステアリングコラム用軸受を提供すること。【解決手段】シール部材１２の第１円環部材１４には、第１環状基板１６、円環状の第１支持板１７、複数の第１環状板１８〜２１によって凹凸が形成されている。シール部材１２の第２円環部材１５には、第２環状基板３１、円環状の第２支持板２２、複数の第２環状板３２〜３５によって凸凹が形成されている。第１円環部材１４の凹凸と、第２円環部材１５の凸凹とによって、第１円環部材１４および第２円環部材１５は迷路状のラビリンス間隙２７を介して周方向に対向している。ラビリンス間隙２７には、パーフルオロポリエーテル系グリースなどの比較的高い粘性を有する粘性液体２８が封入されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングコラムの筒体に内嵌されて固定された外輪と、前記筒体に挿通されるステアリングシャフトに外嵌されて固定された内輪と、前記外輪および前記内輪の間に介在する複数の転動体とを備えるステアリングコラム用軸受であって、
前記外輪と前記内輪との間に配置されて、前記外輪に外面が固定され、内方には所定の段差を有する凹凸が形成された第１円環部材と、
前記外輪と前記内輪との間に配置されて、前記内輪に内面が固定され、外方には前記第１円環部材の前記凹凸に対して所定間隔を開けて対向する凸凹が形成された第２円環部材とを含み、
前記第１円環部材の前記凹凸と、前記第２円環部材の前記凸凹とによって、前記第１円環部材および前記第２円環部材はラビリンス間隙を介して周方向に対向しており、
前記ラビリンス間隙には、粘性流体が充填されていることを特徴とする、ステアリングコラム用軸受。
【請求項２】
前記第１円環部材は、前記外輪に固定される第１環状基板と、前記第１環状基板の一方側周縁から直交方向に内方へ突出する円環状の第１支持板と、前記第１支持板から直交方向に、かつ前記第１環状基板に平行に、互いに所定隙間を開けて突出する複数の第１環状板とを含み、
前記第２円環部材は、前記内輪に固定される第２環状基板と、前記第２環状基板の他方側周縁から前記第２環状基板に直交方向に外方へ突出する円環状の第２支持板と、前記第２支持板から直交方向に、かつ前記第２環状基板に平行に、互いに所定隙間を開け、かつ前記第１環状板と前記所定間隔を開けて相互に噛み合うように突出する複数の第２環状板とを含むことを特徴とする、請求項１記載のステアリングコラム用軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両用ステアリング装置に用いられるステアリングコラム用軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のステアリング装置では、ステアリングシャフトが、ステアリングコラムに、ステアリングコラム用軸受を介して回転自在に支持されている。このステアリングコラム用軸受は、外輪と、内輪と、複数の転動体と、シール部材とを備えている（特許文献１および特許文献２参照）。
ステアリングホイールが旋回されていない状態におけるステアリングの操舵安定性を確保するために、ステアリングコラム用軸受には安定した大きさの回転トルクが求められている。このため、従来では、ゴム製のシール部材にばね部材を外嵌させて、シール部材を内輪の外周に弾力付勢させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２００８３６号公報
【特許文献２】実開平５−８６０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、ゴム製のシール部材を弾性的に押し付ける方法では、ゴム製のシール部材と内輪とが広面積で接触し、シール部材と内輪との間に比較的大きな摩擦力が生じてしまう。このため、パワーステアリング装置によるアシストが入るまでの間、回転起動時における回転トルクが著しく増大するという問題が生じる。
そこで、この発明は、安定した大きさの回転トルクを発生させることができるとともに、起動時における回転トルクの増大を抑制することができるステアリングコラム用軸受を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、ステアリングコラム（６）の筒体（１６）に内嵌されて固定された外輪（９）と、前記筒体に挿通されるステアリングシャフト（３）に外嵌されて固定された内輪（１０）と、前記外輪および前記内輪の間に介在する複数の転動体とを備えるステアリングコラム用軸受（７ａ，７ｂ）であって、前記外輪と前記内輪との間に配置されて、前記外輪に外面が固定され、内方には所定の段差を有する凹凸が形成された第１円環部材（１４）と、前記外輪と前記内輪との間に配置されて、前記内輪に内面が固定され、外方には前記第１円環部材の前記凹凸に対して所定間隔（Ｓ）を開けて対向する凸凹が形成された第２円環部材（１５）とを含み、前記第１円環部材の前記凹凸と、前記第２円環部材の前記凸凹とによって、前記第１円環部材および前記第２円環部材はラビリンス間隙（２７）を介して周方向に対向しており、前記ラビリンス間隙には、粘性流体（２８）が充填されていることを特徴とする、ステアリングコラム用軸受である。
【０００６】
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
この構成によれば、第１円環部材と第２円環部材とがラビリンス間隙を介して対向している。そして、ステアリングシャフトの回転に伴って、内輪および第１円環部材が回転する。第１円環部材が第２円環部材に対して回転すると、第１円環部材の複数の第１環状板が、ラビリンス間隙に充填された粘性流体中を移動する。このとき、各環状壁が粘性流体から粘性抵抗を受けて、第１円環部材と第２円環部材との間に回転抵抗が生じる。これにより、ステアリングコラム用軸受に安定した大きさの回転トルクを発生させることができる。
【０００７】
また、第１円環部材が第２円環部材と直接接しておらず、第１円環部材と第２円環部材との間には粘性流体が介在しているだけである。すなわち、第１円環部材と第２円環部材との間に径方向の面圧は生じていない。したがって、起動時における回転トルクの増大を抑制することができる。
また、請求項２のように、前記第１円環部材は、前記外輪に固定される第１環状基板（１６）と、前記第１環状基板の一方側周縁から直交方向に内方へ突出する円環状の第１支持板（１７）と、前記第１支持板から直交方向に、かつ前記第１環状基板に平行に、互いに所定隙間を開けて突出する複数の第１環状板（１８，１９，２０，２１）とを含み、前記第２円環部材は、前記内輪に固定される第２環状基板（３１）と、前記第２環状基板の他方側周縁から前記第２環状基板に直交方向に外方に突出する円環状の第２支持板（２２）と、前記第２支持板から直交方向に、かつ前記第２環状基板に平行に、互いに所定隙間を開け、かつ前記第１環状板と前記所定間隔（Ｓ）を開けて相互に噛み合うように突出する複数の第２環状板（３２，３３，３４，３５）とを含むことが好ましい。
【０００８】
この構成によれば、第１環状基板、第１支持板および第１環状板によって第１円環部材の凹凸が形成される。また、第２環状基板、第２支持板および第２環状板によって第２円環部材の凸凹が形成される。これにより、第１円環部材および第２円環部材に形成されるラビリンス間隙を、比較的簡単な構成で実現することができる。
前記複数の第１環状板および第２環状板が、前記ステアリングシャフトと同心をなしていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態にかかるステアリングコラム用軸受が搭載されたステアリング装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示す切断面線II‐IIから見た断面図である。
【図３】図２に示すシール部材の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下には、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明する。
図１は、本発明の一実施形態にかかるステアリングコラム用軸受７ａ，７ｂが搭載されたステアリング装置１の概略構成を示す斜視図である。
ステアリング装置１は、操舵部材としてのステアリングホイール２と、転舵輪（図示せず）を転舵する転舵機構（図示せず）とを備えている。ステアリングホイール２の回転は、ステアリングシャフト３および中間軸４を介して転舵機構に伝達される。ステアリングシャフト３および中間軸４は自在継手５を介して接続されている。
【００１１】
また、ステアリング装置１は、ステアリングシャフト３が挿通されて、車体に固定された円筒状のステアリングコラム６と、ステアリングシャフト３をステアリングコラム６に支持する一対のステアリングコラム用軸受７ａ，７ｂ（図１ではハッチングを付して図示）とを備えている。ステアリングコラム用軸受７ａ，７ｂは互いに共通の構成であるので、ステアリングコラム用軸受７ａ，７ｂの構成を、ステアリングコラム用軸受７ａを例に挙げて説明する。
【００１２】
図２は、図１に示す切断面線II‐IIから見た断面図である。
ステアリングコラム用軸受７ａは、ステアリングコラム６の円筒（筒体)８に内嵌されて固定された外輪９と、ステアリングシャフト３に外嵌された内輪１０と、外輪９と内輪１０との間に介在された複数のボール（転動体）１１と、これら複数のボール１１を保持する保持器（図示しない）と、内輪１０および外輪９間を封止する円環状のシール部材１２，１３とを備えている。一対のシール部材１２，１３はボール１１の両側方にそれぞれ配置されている。シール部材１２，１３は互いに共通の構成であるので、シール部材１２，１３の構成を、シール部材１２を例に挙げて説明する。
【００１３】
図３は、図２に示すシール部材１２の断面図である。
シール部材１２は、外輪９に外周面が固定された第１円環部材１４と、内輪１０に内周面が固定された第２円環部材１５とを備えている。
第１円環部材１４は、ＰＡ（polyamide）、ＰＰＳ（polyphenylene sulfide）またはＰＯＭ（polyacetal）などの樹脂材料を用いて形成されている。第１円環部材１４は、外輪９に内嵌されて固定された第１環状基板１６を備えている。第１環状基板１６は、ステアリングシャフト３の中心軸線を中心とする円筒状に形成されている。第１環状基板１６の一方側周縁（図３に示す左側周縁）から、径方向内方に向けて内輪１０の外周付近まで突出した円環状の第１支持板１７とを備えている。第１支持板１７は、ステアリングシャフト３の回転軸線と直交している。すなわち、第１環状基板１６と直交している。
【００１４】
第１支持板１７の表面１７ａ（図３に示す左側面）には、複数（図３ではたとえば４つ）の第１環状板１８，１９，２０，２１が、互いに所定隙間を開けて突出している。これらの第１環状板１８，１９，２０，２１は、ステアリングシャフト３の中心軸線を中心とする４重円筒状に形成されている。
第１環状板１８の外側に第１環状板１９が形成され、第１環状板１９の外側に第１環状板２０が形成され、第１環状板２０の外側に第１環状板２１が形成されている。第１支持板１７の内周端は、内輪１０の外周と所定の間隔を隔てて配置されている。第１環状基板１６、第１支持板１７および第１環状板１８，１９，２０，２１によって第１円環部材１４の凹凸が形成されている。
【００１５】
第２円環部材１５は、ＰＡ（polyamide）、ＰＰＳ（polyphenylene sulfide）またはＰＯＭ（polyacetal）などの樹脂材料を用いて形成されている。第２円環部材１５は、内輪１０に外嵌されて固定された第２環状基板３１を備えている。第２環状基板３１は、ステアリングシャフト３の中心軸線を中心とする円筒状に形成されている。第２環状基板３１の他方側周縁（図３に示す右側周縁）から、径方向外方に向けて外輪９の内周付近まで突出した円環状の第２支持板２２とを備えている。第２支持板２２は、ステアリングシャフト３の回転軸線と直交している。すなわち、第２環状基板３１と直交している。
【００１６】
第２支持板２２における第１支持板１７に対向する対向面２２ａ（図３に示す右側面）には、複数（図３ではたとえば４つ）の第２環状板３２，３３，３４，３５が、互いに所定隙間を開けて突出している。これらの第２環状板３２，３３，３４，３５は、ステアリングシャフト３の中心軸線を中心とする４重円筒状に形成されている。各第２環状板３２〜３５は、第１環状板１８〜２１と所定間隔Ｓを開けて相互に噛み合うように突出している。
【００１７】
第２環状板３２の外側に第２環状板３３が形成され、第２環状板３３の外側に第２環状板３４が形成され、第２環状板３４の外側に第２環状板３５が形成されている。そして、第２環状基板３１の外側側壁と第２環状板３２の内側側壁と対向面２２ａとによって、第１環状板１８に対応するラビリンス形成溝２３が形成されている。また、第２環状板３２の外側側壁と第２環状板３３の内側側壁と対向面２２ａとによって、第１環状板１９に対応するラビリンス形成溝２４が形成されている。第２環状板３３の外側側壁と第２環状板３４の内側側壁とによって、第１環状板２０に対応するラビリンス形成溝２５が形成されている。また、第２環状板３４の外側側壁と第２環状板３５の内側側壁と対向面２２ａとによって、第１環状板２１に対応するラビリンス形成溝２６が形成されている。ラビリンス形成溝２３，２４，２５，２６が、ステアリングシャフト３の中心軸線を中心とする４重円筒状に形成されている。第２環状基板３１、第２支持板２２および第２環状板３２，３３，３４，３５によって第２円環部材１５の凸凹が形成されている。
【００１８】
第２支持板２２の外周端は、外輪９の内周と間隔を隔てて配置されている。このため、シール部材１２が内輪１０と外輪９との間に介在している状態で、第１円環部材１４と第２円環部材１５とは非接触状態にある。
そして、各ラビリンス形成溝２３，２４，２５，２６に、対応する第１環状板１８，１９，２０，２１が入り込んでいる。この状態でラビリンス形成溝２３，２４，２５，２６と第１環状板１８，１９，２０，２１とによって、第１円環部材１４と第２円環部材１５との間に迷路状のラビリンス間隙２７が形成されている。言い換えれば、第１円環部材１４の凹凸と、第２円環部材１５の凸凹とによって、第１円環部材１４および第２円環部材１５は迷路状のラビリンス間隙２７を介して周方向に対向している。このラビリンス間隙２７には、パーフルオロポリエーテル系グリースなどの比較的高い粘性を有する粘性液体（粘性流体）２８が封入されている。ラビリンス間隙２７の間隔（ギャップ幅）Ｓは所定の大きさに設定されている。この間隔Ｓは、ステアリングコラム用軸受７ａに求められる回転トルクに応じて適宜選択される。
【００１９】
そして、ラビリンス間隙２７に充填された粘性液体２８によって、内輪１０の外周と外輪９の内周との間が封止されている。このため、ステアリングコラム６内に存在する塵やゴミ等の異物が、ステアリングコラム用軸受７ａの内輪１０と外輪９との間に進入することを防止することができる。
第１支持板１７の内周端と第２環状基板３１の一方側周縁（図３に示す左側周縁）とによって、円環状の第１開口２９が区画されている。また、第２支持板２２の外周端と第１環状基板１６の他方側周縁（図３に示す右側周縁）とによって、円環状の第２開口３０が区画されている。粘性液体２８の粘度が比較的高いので、第１および第２開口２９，３０を閉塞しなくても、第１および第２円環部材１４，１５間に充填された粘性液体２８が、第１および第２開口２９，３０から流出するおそれがない。
【００２０】
シール部材１２は次に示すように組み付けられる。
まず、第１円環部材１４と第２円環部材１５とが互いに組み付けられる。すなわち、第１円環部材１４の各ラビリンス形成壁１８，１９，２０，２１が対応するラビリンス形成溝２３，２４，２５，２６に入れ込まれて収容される。これにより、第１円環部材１４と第２円環部材１５との間にラビリンス間隙２７が形成される。
【００２１】
次いで、ラビリンス間隙２７に粘性液体２８が充填される。
その後、第１円環部材１４および第２円環部材１５が、外輪９と内輪１０との間に圧入されて、シール部材１２が設けられる。
以上によりこの実施形態によれば、第１円環部材１４と第２円環部材１５とがラビリンス間隙２７を介して対向している。そして、ステアリングシャフト３の回転に伴って、内輪１０および第１円環部材１４が回転する。第１円環部材１４が第２円環部材１５に対して回転すると、第１円環部材１４の複数の第１環状板１８，１９，２０，２１が、ラビリンス間隙２７に充填された粘性液体２８中を移動する。このとき、各第１環状板１８，１９，２０，２１が粘性液体２８から粘性抵抗を受けて、第１円環部材１４と第２円環部材１５との間に回転抵抗が生じる。これにより、ステアリングコラム用軸受７ａ，７ｂに安定した大きさの回転トルクを発生させることができる。
【００２２】
また、第１円環部材１４が第２円環部材１５と直接接しておらず、第１円環部材１４と第２円環部材１５との間には粘性液体２８が介在しているだけである。すなわち、第１円環部材１４と第２円環部材１５との間に径方向の面圧は生じていない。したがって、起動時における回転トルクの増大を抑制することができる。
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は、他の形態で実施することもできる。
【００２３】
前述の実施形態では、ラビリンス間隙２７がステアリングシャフト３の回転軸線に沿う方向に延びる第１環状板１８，１９，２０，２１および第２環状板３２，３３，３４，３５によって区画されているとして説明した。しかし、ラビリンス間隙２７がステアリングシャフト３の回転軸線と直交する方向に延びる第１環状板および第２環状板によって区画されていてもよい。
【００２４】
前述の実施形態では、第１環状板１８，１９，２０，２１および第２環状板３２，３３，３４，３５の枚数がそれぞれ４枚である場合を例示した。しかし、第１環状板および第２環状板の枚数は３枚以下であってもよいし、５枚以上であってもよい。
また、粘性液体２８としてパーフルオロポリエーテル系グリースを例示したが、これに代えて比較的粘度の低いエステル系グリースを用いることもできる。この場合、第１および第２円環部材１４，１５間に充填された粘性液体２８が、第１および第２開口２９，３０から流出するおそれがあるので、第１および第２開口２９，３０は閉塞されていることが好ましい。このとき、第１および／または第２開口２９，３０を、樹脂部材を用いて閉塞してもよいし、Ｏ−リングのようなゴム部材（もしくは金属部材）を用いて閉塞してもよい。
【００２５】
また、前述の実施形態では、シール部材１２，１３がボール１１の両側方に配置されているとして説明したが、シール部材がボール１１の一側方のみに配置されるものであってもよい。
また、内輪１０の外周および外輪９の内周が滑らかな円周面でなく、内輪１０の外周および／または外輪９の内周に、シール部材１２を受けるための段部が形成されていてもよい。
【００２６】
また、前述の実施形態にかかるステアリングコラム用軸受７ａ，７ｂは、操舵部材と転舵機構との機械的な連結を解除可能なステアバイワイヤ式のステアリング装置に適用することもできる。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【００２７】
３…ステアリングシャフト、６…ステアリングコラム、７ａ，７ｂ…ステアリングコラム用軸受、８…円筒（筒体）、９…外輪、１０…内輪、１１…ボール（転動体）、１４…第１円環部材、１５…第２円環部材、１６…第１環状基板、１７…第１支持板、１８〜２１…第１環状板、２２…第２支持板、２７…ラビリンス間隙、２８…粘性液体（粘性流体）、３１…第２環状基板、３２〜３５…第２環状板、Ｓ…間隔
【図１】
2010175021.tif 000003
【図２】
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【図３】
2010175021.tif 000005