(57)【要約】【課題】単純な構成で部品点数が少なく、すなわち組立てが容易で経済的であり、かつ、高い摩擦トルクを補償しつつ効果的方法かつ経済的方法で長時間作動することできる転がり軸受を提供する。【解決手段】本発明は、内輪（２）と、外輪（３）と、これら内輪及び外輪の間に配された転がり要素（４）の列を備えた転がり軸受（１）に関する。内輪及び外輪の少なくとも一方（３）は、ハウジング（６）と、該ハウジング（６）内に取り付けられた少なくとも二つの軌道要素（７，８）と、該ハウジング内に取り付けられた少なくとも一つのプレストレス付与部材（９）と、を備えている。内輪及び外輪の一方（３）に取り付けられた少なくとも一つのプレストレス付与部材（９）は、３６０°未満で周方向に延在しかつ内輪及び外輪の他方（２）と摺動接触する少なくとも一つの部分（９２）を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪（２）と、外輪（３）と、これら両輪（２，３）間に位置した転がり要素（４）の列とを備え、前記内輪及び外輪のうちの一方（３）が、ハウジング（６）と、該ハウジン部内に設けられた少なくとも二つの軌道要素（７，８）と、該ハウジング内に設けられた少なくとも一つのプレストレス付与部材（９）とを備えてなる転がり軸受（１）において、
前記内輪及び外輪のうちの一方（３）に設けられた少なくとも一つのプレストレス付与部材（９）には、３６０°未満で円周方向に延在しかつ前記内輪及び外輪のうちの他方（２）と摺動接触する少なくとも一つの部分（９２）が設けられていることを特徴とする転がり軸受（１）。
【請求項２】
前記内輪及び外輪のうちの他方（２）と摺動接触する少なくとも一つの部分（９２）は、４５°以下の周方向延長部を備えている、請求項１記載の転がり軸受。
【請求項３】
前記内輪及び外輪のうちの他方（２）と摺動接触する少なくとも一つの部分（９２）は端縁（９４）を画定し、これら端縁は、二つの隣接した端縁（９４）が周方向に４５°又はそれ未満の角度離間している、請求項１又は２記載の転がり軸受。
【請求項４】
前記内輪及び外輪のうちの他方（２）と摺動接触する少なくとも一つの部分（９２）は全て同一形状とされた端縁（９４）を画定してなる、請求項１ないし３の何れか一項記載の転がり軸受。
【請求項５】
前記内輪及び外輪のうちの他方（２）と摺動接触する少なくとも一つの部分（９２）は異なる形状をもった端縁（９４）を画定してなる、請求項１ないし３の何れか一項記載の転がり軸受。
【請求項６】
前記プレストレス付与部材（９）は前記内輪及び外輪のうちの他方（２）と摺動接触する複数の部分（９２）を有し、これら部分（９２）は周方向に等間隔に離間してなる、請求項１ないし５の何れか一項記載の転がり軸受。
【請求項７】
前記プレストレス付与部材（９）は、摩擦による摩耗に抗するよう追加の材料によって強化された弾性材料からなる、請求項１ないし６の何れか一項記載の転がり軸受。
【請求項８】
前記プレストレス付与部材（９）は、環状を呈し、かつ、前記内輪及び外輪のうちの一方（３）の前記ハウジング（６）内に保持された第１部分（９１）と、前記内輪及び外輪のうちの他方（２）と摺動接触する少なくとも一つの第２部分（９２）とを有している、請求項１ないし７の何れか一項記載の転がり軸受。
【請求項９】
前記第１部分（９１）の軸線方向長さは前記第２部分（９２）の軸線方向長さに対し大きいか等しい、請求項８記載の転がり軸受。
【請求項１０】
前記少なくとも一つの第２部分（９２）は前記第１部分（９１）の付け根（９ｅ）から径方向に延在し、前記付け根（９ｅ）は前記転がり要素（４）の方に軸線方向にオフセットされている、請求項９記載の転がり軸受。
【請求項１１】
前記少なくとも一つの部分（９２）は、前記内輪及び外輪の他方（２）と摺動接触する少なくとも一つの曲がり部（９ｇ）を備えている、請求項１ないし１０の何れか一項記載の転がり軸受。
【請求項１２】
前記プレストレス付与部材（９）は、該プレストレス付与部材（９）が膨張又はクリーム変形を生じないように軸線方向保持部（１０，６ｅ）によって保持されている、請求項１ないし１１の何れか一項記載の転がり軸受。
【請求項１３】
前記内輪及び外輪の一方（３）の前記ハウジング（６）は外側軸線方向部分（６ａ）及び二つの径方向側方フランジ（６ｂ，６ｃ）を備え、各フランジ（６ｂ，６ｃ）は前記外側軸線方向部分（６ａ）から前記内輪及び外輪の他方（２）に向けて延びており、かつ、前記プレストレス付与部材（９）は、軸線方向において、前記ハウジング（６）の一方の側方フランジ（６ｃ）と、前記内輪及び外輪の一方（３）における一方の軌道要素（８）との間に設けられている、請求項１ないし１２の何れか一項記載の転がり軸受。
【請求項１４】
前記内輪及び外輪の一方（３）の前記ハウジング（６）内に取り付けられた前記軌道要素（７，８）の少なくとも一方は環状ワイヤである、請求項１ないし１３の何れか一項記載の転がり軸受。
【請求項１５】
自動車用ステアリングコラムであって、取付けサポートを有したシャシー、シャフトと、これらシャシー取付けサポート及びシャシーに取り付けられた少なくとも一つの請求項１ないし１４の何れか一項記載のプレストレス付与された転がり軸受と、を備えた自動車用ステアリングコラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一つ以上の転がり要素、例えばボールを備えた内輪及び外輪を有してなる、プレストレスを付与された転がり軸受 (pre-stressed rolling bearing) に関する。転がり軸受は  例えば、自動車のステアリングコラム、工業用電気モータ、あるいは電気機械的アクチュエータに用いられる。
【背景技術】
【０００２】
自動車のステアリングコラムは通常、シャフト状の内部チューブを有している。この内部チューブの一端が運転者によって操作されるハンドルに接続され、かつ他端が歯付きラックといった機械的要素に接続されている。このステアリングコラムのシャフトは、二つの転がり軸受組立体を介して外部チューブの内部に取り付けられている。これら転がり軸受組立体はそれぞれ転がり軸受、例えばボールベアリングを備えている。転がり軸受は、外輪及び内輪を備え、この両者間に保持器によって転がり要素が取り付けられている。
【０００３】
特許文献１には、内輪；ハウジングと、軌道を形成するように該ハウジング内に配設されて二つの環状ワイヤとが設けられた外輪；前記環状ワイヤと前記内輪との間に配置された一列のボール；及び、弾性材料から成り、かつ前記ハウジングの第１のラジアルフランジと前記ワイヤの一方との間に軸線方向に配されたプレストレス付与部材；を備えたプレストレス付与された転がり軸受が開示されている。ハウジングの第２のラジアルフランジは、前記プレストレス付与部材に軸線方向圧縮力を与えて該転がり軸受に軸線方向及び径方向の双方に予荷重を与えるように、他方のワイヤに押し付けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】欧州特許第１９５６２５４公開公報  (EP-A1-1 956 254)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、そのようなステアリングコラム用の転がり軸受に対しては、できるだけ小さく、かつ一定の摩擦トルクで動くことが求められている。しかしながら、自動車への応用では、特に高級クラスの自動車に対しては、中級又は低級クラスの自動車と比較して、ステアリングコラムの摩擦トルクを高めることが要求されることがある。従って、運転者はより重要なトルクを駆動輪に付与する必要があり、それで車輌のコクのある感覚を感じる。この運転感覚は、運転者のその車に対する質的イメージを高めることに貢献することになる。
【０００６】
従って、本発明の主たる目的は、単純な構成で部品点数が少なく、すなわち組立てが容易で経済的であり、かつ、高い摩擦トルクを補償しつつ効果的方法かつ経済的方法で長時間作動することできる転がり軸受を提供することによって、上述した束縛を解消することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、内輪、外輪、及び、これら両輪間に位置した転がり要素を有した転がり軸受に関する。両輪の少なくとも一方は、ハウジングと、該ハウジング内に取り付けられた少なくとも二つの軌道要素と、同ハウジング内に取り付けられた少なくとも一つのプレストレス付与部材と、を備えている。
【０００８】
本発明によれば、内輪及び外輪の一方の内部に取り付けられた少なくとも一つのプレストレス付与部材に、３６０°未満の周方向延長部を有して内輪及び外輪の他方と摺動状態に接触する少なくとも一つの部分が設けられている。
【０００９】
本発明によって、転がり軸受の摩擦トルク、従って自動車のステアリングコラムの摩擦トルクが増加する。内輪及び外輪の他方に摺動接触する前記部分は少なくとも一つの窓を画定している。
【００１０】
このような窓を特に３つ又はそれ以上設けることで、摩擦トルクを周方向に均一に分散させることが可能となる。
【００１１】
内輪及び外輪間の転がり要素のための潤滑材が前記窓を移動してもよい。この潤滑材は、摩擦トルクの変動が減じるように、内輪及び外輪が相対回転している間に効果的に分散される。
【００１２】
限定はしないが有利である本発明のさらなる見地によれば、そのような転がり軸受は、矛盾を生じない限り下記の一つ又はいくつかの特徴と組み合わせることもできる。
【００１３】
−  転がり要素はボールである。
−  転がり要素は保持器によって周方向に間隔を置かれている。保持器は、前記プレストレス付与部材の反対側に配されるバックボーンを備えていてもよい。
−  内輪及び外輪の一方に設けられた前記ハウジング内に取り付けられた少なくとも一つの前記軌道要素は環状ワイヤである。
−  内輪及び外輪の一方に設けられた前記ハウジング内に取り付けられた少なくとも一つの前記軌道要素はスタンプ加工された金属シートからなるリングである。該リングは、前記転がり要素のための軌道を形成する環状凹部を備えている。
−  内輪及び外輪の一方は中実のもので、前記転がり要素のための軌道を形成する環状凹部を備えている。
−  内輪及び外輪の一方に設けられたハウジングは、外側軸線方向部分と、二つの径方向側方フランジを有している。各フランジは、前記外側軸線方向部分から内輪及び外輪の他方に向けて径方向に延びている。
−  前記プレストレス付与部材は、前記ハウジングの側方フランジの一方と、内輪及び外輪の一方に設けられた軌道要素の一つとの間に軸線方向に配されている。
−  プレストレス付与部材は弾性材料、例えばニトリルゴムまたはポリウレタンといったエラストマからなる。
−  プレストレス付与部材は、摩擦による耗性に抗するための添加材料、例えばグラファイトによって強化された弾性材料からなる。
−  プレストレス付与部材は環状であり、かつ、内輪及び外輪の一方の前記ハウジング内に保持された第１部分と、内輪及び外輪の他方に摺動接触する少なくとも一つの第２部分とを有している。
−  前記第１部分の軸線方向長さは、前記第２部分の軸線方向長さよりも大きいかそれに等しい。
−  前記第２部分はリップである。
−  前記第２部分は、前記第１部分の付け根から径方向に延びており、前記付け根は前記転がり要素に向けて軸線方向にオフセットされている。
−  内輪及び外輪の他方に対して摺動する前記少なくとも一つの部分は、少なくとも一つの曲がり部を備えている。
−  プレストレス付与部材は、該プレストレス付与部材が膨張したりクリープ変形を生じないように、軸線方向の保持部によって保持されている。
−  前記軸線方向保持部は、内輪及び外輪の一方のハウジングの径方向側方フランジから軸線方向に延出している。
−  前記軸線方向保持部は前記プレストレス付与部材の内部の剛性インサートである。
−  プレストレス付与部材は、軸線方向保持部上にオーバーモールド成形されている。
−  内輪及び外輪の他方に摺動接触する前記少なくとも一つの部分は、４５°又はそれよりも小さい外周延長部を有している。
−  内輪及び外輪の他方と摺動接触する前記少なくとも一つの部分は端縁を画定している。端縁は、二つの隣接端縁が４５°又はそれ未満、有利には１０°又はそれ未満で周方向に離間するよう画定されている。
−  内輪及び外輪の他方と摺動接触する前記少なくとも一つの部分は、直線、曲線、ノッチ、その他の所定形状を有した周縁を画定している。
−  内輪及び外輪の他方と摺動接触する前記部分の前記端縁は全て同一形状を有している。
−  内輪及び外輪の他方と摺動接触する前記部分の前記端縁は異なる形状を有している。
−  プレストレス付与部材は、前記内輪と摺動接触する複数の第２部分を備えており、該第２部分は周方向に均等に離間している。
【００１４】
本発明はまた、自動車のためのステアリングコラムであって、取付けサポートを備えたシャシーと、シャフトと、これらシャシー取り付けサポート及びシャフトに取付けられた転がり軸受であって、上述した実施形態の何れかによる少なくとも一つのプレストレス付与された転がり軸受と、を備えたステアリングコラムに関連する。
【００１５】
本発明及びその優位点は、限定されない例示及び添付図面の図によって示された特定の実施形態の詳細な説明を参照することによりさらに理解される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態によるプレストレス付与された転がり軸受の軸線方向に沿った半断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態によるプレストレス付与された転がり軸受の軸線方向に沿った半断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態の第１例によるプレストレス付与要素の斜視図である。
【図４】本発明の第２実施形態の第２例によるプレストレス付与要素の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の転がり軸受の第１実施形態を示す図１を参照すると、中心軸線Ｘ１を有した転がり軸受は、内輪２と、外輪３と、一列の転がり要素（例えばボール）４と、前記内輪及び外輪の間に径方向に配設されて各前記転がり要素を周方向に一定の間隔で保持する保持器５と、を備えている。
【００１８】
前記内輪２は中実かつ均一なもので、内側ボア２ｃ及び外側円筒面２ｂを備えている。外側円筒面２ｂには、前記転がり要素４のための軌道を形成する環状凹面又は溝２ａが形成されている。溝２ａの曲率半径は前記転がり要素４の半径よりも僅かに大きい。内輪２は、鋼製ブランクを機械加工又はプレスし、次いで該内輪２の前記軌道にその形状的特徴を付与しかつその最終表面仕上げするためにグラインド加工し、さらに随意ラップ仕上げすることによって作製される。この例では溝２ａは、内輪２の径方向中間面に対して軸線方向にオフセットされている。
【００１９】
前記外輪３は、ハウジング６と、２つの軌道要素７，８と、一方の軌道要素８に作用するプレストレス付与部材９と、を備えている。
【００２０】
ハウジング６は、有利には、スタンピング加工された金属シートから構成される。
【００２１】
ハウジング６は環状のもので、外側軸線方向部分６ａと、二つの径方向フランジ６ｂ，６ｃとを備えている。各フランジは、前記外側軸線方向部分６ａの一端が径方向内方に延長されたものである。前記径方向部分６ｃの内側軸線方向端縁６ｄと、内輪２の前記外側円筒面２ｂとの間には、前記ハウジング６が接触しないように径方向間隙１０が形成されている。
【００２２】
前記軌道要素７，８は同じもので、この場合ローラワイヤから形成された環状ワイヤからなり、両端は、該ワイヤが前記ハウジング６内に取り付けられた状態において互いに対向する。
【００２３】
前記軌道部材７は、前記転がり要素４、前記外側軸線方向部分６ａのボア、及び前記径方向部分６ｂの内面に接するように配置されている。
【００２４】
前記軌道部材８は、前記転がり要素４、前記外側軸線方向部分６ａのボア、及び前記プレストレス付与部材９の第１部分９１の第１径方向面９ａに接するように配置されている。前記プレストレス付与部材９は環状のもので、ハウジング６の前記側部フランジ６ｃと前記軌道部材８との間に配されている。このプレストレス付与部材９の前記第１部分９１の第２径方向面９ｂは前記側部フランジ６ｃの内面に接している。
【００２５】
このプレストレス付与部材９は、ニトリルゴム又はポリウレタンといった弾性材料からなる。通常の使用において、プレストレス付与部材９の中心軸線Ｘ９は中心軸線Ｘ１と一致する。
【００２６】
上述したように、ハウジング６の前記側方フランジ６ｂは、軌道部材７と接触するように転がり要素４の方に向かって曲線状にされている。該フランジ６ｂは、転がり部材４を介して、プレストレス付与部材９の第１部分９１に軸線方向圧縮力を付与しかつ該転がり軸受に軸線方向及び径方向の双方に予荷重を与えるように、軌道要素７を押圧する。プレストレス付与部材９の第１部分９１は、軌道部材８によって付与された荷重によって弾性的に変形してもよい。
【００２７】
本発明によれば、プレストレス付与部材９は少なくとも一つの第２部分９２を備えている。この第２部分は、３６０°未満の周方向延長部を有し、かつ内輪２の前記外側円筒面２ｂと摺動接触する内側ボア９ｃを有している。
【００２８】
この第２部分９２は、該プレストレス付与部材の第１部分９１から内輪２に向けて径方向に延長されている。そのような接触部９２によって、内輪２及び外輪３が相対回転する間の摩擦トルクを増大させる。
【００２９】
上述したように、前記部分９２は３６０°未満の範囲で周方向に延在して、隣接する二つの径方向端縁９４と軸線方向端縁９５と間に少なくとも一つの窓９３を画定する。
【００３０】
図１に示された第１実施形態においては、プレストレス付与部材の第１部分９１及び第２部分９２は共に矩形状を呈し、かつ径方向の長さは同じである。前記窓９３は、軸線方向に沿った断面において矩形を呈す。
【００３１】
図２ないし図４は第２実施形態を示すもので、図１に示した実施形態と同一構成要素には同一符号を付してある。図１の実施形態と異なる点は、プレストレス付与部材９の前記第２部分９２が、内輪２と摺動接触するリップから成るということである。
【００３２】
該リップ９２の長手軸線方向の長さは、前記第１部分９１の長手軸線方向の長さよりもかなり小さく、予荷重の付与に貢献する。
【００３３】
このリップ９２は、前記第１部分９１の内側軸線方向面９ｆの付け根９ｅから内輪２に向けて延びている。前記内側軸線方向面９ｆは、リップ９２と前記第１部分９１との軸線方向長さの相違によって画定されている。有利には、前記付け根９ｅは、転がり要素４に向けて軸線方向にオフセットしている。
【００３４】
リップ９２は、該転がり軸受１の外側、すなわち転がり要素４の方向と反対方向にに向けられた屈曲部９ｇを備えている。
【００３５】
前記プレストレス付与部材９はまた、圧縮を受けた第１部分９１が膨張したりクリープ変形を生じたりすることを防止するための剛性インサート１０を備えている。該剛性インサート１０は、軸線方向保持部を形成した軸線方向部分１０ａを有している。
【００３６】
インサート１０はまた径方向部分１０ｂを有している。この径方向部分１０ｂは、一部が前記第２部分９２内に延長されるように、前記軸線方向部分１０ａから内輪２に向かって延びてている。このようなインサート１０の径方向部分１０ｂは、内輪２に対して定常的に摺動接触するよう、前記第２部分９２の軸線方向の変形を防止する。
【００３７】
ハウジング６の側方フランジ６ｃはプレストレス付与部材９の前記第１部分９１に当接して、軸線方向部分６ｅとして延長されている。ハウジング６のこの軸線方向部分６ｅは、圧縮を受けた第１部分９１が膨張したりクリープ変形を生じたりすることを防止するための別の軸線方向保持部を形成するように、前記第１部分９１の前記内側軸線方向面９ｆを一部覆う。
【００３８】
本発明によれば、リップを構成する前記第２部分９２は３６０°未満の周方向延長部を有しており、近接する二つの径方向端縁間に少なくとも一つの窓９３を画定する。
【００３９】
図３に示すように、この第２実施形態の第１例では、前記プレストレス付与部材９は、独特な第２部分９２を備えている。該第２部分９２は、二つの径方向端縁９４と軸線方向端縁９５と間に、所定中心角の扇形Ｏ９３上に周方向に延びる一つの窓９３を画定している。図示例では、扇形Ｏ９３の中心角は４５°である。
【００４０】
図４に示す本発明の第２実施形態の第２の例では、プレストレス付与部材９が複数の第２部分９２を有している。窓９３は、隣接した二つの第２部分９２の二つの隣接した端縁９４間に窓９３が画定されている。図示例のものでは、各窓９３は一つの径方向面内に円弧形状を有し、すべて同じものである。各窓９３は、二つの径方向端縁９４の間で所定の中心角、例えば１０°の中心角の扇形Ｏ９３上に周方向に延びている。
【００４１】
図示しないが、窓９３の数及び形状は上記のものと異なっていてもよい。また、異なる形状の窓９３が混在していても構わない。
【００４２】
以上説明した実施形態において、前記外輪３はハウジング６及び二つの軌道要素７，８を備え、かつ、前記内輪２は中実なものである。あるいは、各構成要素の配置関係及び向き等は、図示例のものと逆であっても構わない。
【００４３】
実施形態の技術的特徴及び上で考慮された別の変形例を組み合わせることも可能である。
【符号の説明】
【００４４】
２  内輪
３  外輪
４  転がり要素
６  ハウジング
７，８  軌道要素
９  プレストレス付与部材
９１  第１部分
９２  第２部分（摺動接触する少なくとも一つの部分）
９４  端縁
【図１】
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【図２】
2014185770.tif 000004
【図３】
2014185770.tif 000005
【図４】
2014185770.tif 000006