(57)【要約】本発明は、ころがり軸受（１）、特に、自動車のステアリングコラム用のころがり軸受であって、外輪（２）、内輪（４）、該外輪（２）の軌道（３）と内輪（４）の軌道（５）との間に配された少なくとも一列の転動要素（６）、内輪（４）と軸（３３）との間の接続を行なうトレランスリング（１５）、軸方向で内輪（４）のラジアル部（４ｄ）とトレランスリング（１５）の面（１７ａ）との間に配された弾性ワッシャ（２８）を有していて、内輪（４）のラジアル部（４ｄ）とトレランスリング（１５）の面（１７ａ）との間で軸方向力を生ずるようになっているころがり軸受に関する。
2005507480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪（２）、内輪（４）、該外輪（２）の軌道（３）と内輪（４）の軌道（５）との間に配された少なくとも一列の転動要素（６）、内輪（４）と軸（３３）との間の接続を行なうトレランスリング（１５）を有するころがり軸受（１）、特に自動車のステアリング用のものにおいて、軸方向で内輪（４）のラジアル部（４ｄ）とトレランスリング（１５）の面（１７ａ）との間に配された弾性ワッシャ（２８）を有していて、内輪（４）のラジアル部（４ｄ）とトレランスリング（１５）の面（１７ａ）との間で軸方向力を生ずるようになっていることを特徴とするころがり軸受。
【請求項２】
弾性ワッシャ（２８）とトレランスリング（１５）は、周方向移動に関して、互いに保持されていることとする請求項１に記載のころがり軸受。
【請求項３】
弾性ワッシャ（２８）は、トレランスリング（１５）に形成された軸方向収容部（２１）へ突入するラグ（３１）を有していることとする請求項２に記載のころがり軸受。
【請求項４】
トレランスリング（１５）はスリーブ（１６）と該スリーブ（１６）の第一端（１６ａ）から外方に延びるラジアルシュー（１７）とを有し、周方向スペース（１８）によって互いに区分された周方向セクタを形成し、上記ラジアルシューが内輪（４）の内面（４ｃ）と協働可能となっていることとする請求項１ないし請求項３のうちの一つに記載のころがり軸受。
【請求項５】
スリーブ（１６）は、周方向スペース（１８）の延長部にて、スリーブ（１６）の第一端（１６ａ）から延びる軸方向開口（２６）を有していることとする請求項４に記載のころがり軸受。
【請求項６】
軸方向開口（２６）はラジアルシュー（１７）を越えて延びており、変形が増長されるスリーブ（１６）の小断面の領域を形成していることとする請求項５に記載のころがり軸受。
【請求項７】
スリーブ（１６）は、周方向スペース（１８）の延長部に位置する、小さいラジアル厚さの領域（２５）を形成していることとする請求項１ないし請求項６のうちの一つに記載のころがり軸受。
【請求項８】
トレランスリング（１５）と内輪（４）を固定するための手段を有していることとする請求項１ないし請求項７のうちの一つに記載のころがり軸受。
【請求項９】
トレランスリング（１５）は内輪（４）との軸方向係止のためのフック（２４）を有していることとする請求項８に記載のころがり軸受。
【請求項１０】
回転軸（３３）、外輪（２）、内輪（４）、該外輪（２）の軌道（３）と内輪（４）の軌道（５）との間に配された少なくとも一列の転動要素（６）、内輪（４）と軸（３３）との間の接続を行なうトレランスリング（１５）を有するころがり軸受（１）、とを備えた機械組立体において、軸方向で内輪（４）のラジアル部（４ｄ）とトレランスリング（１５）の面（１７ａ）との間に配された弾性ワッシャ（２８）を有していて、内輪（４）のラジアル部（４ｄ）とトレランスリング（１５）の面（１７ａ）との間で軸方向力を生ずるようになっており、トレランスリング（１５）が軸（３３）の異なる直径の二つの部分（３４，３５）を結ぶ傾斜部（３６）と当接していることを特徴とする機械組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ころがり軸受、特に自動車のステアリングコラム用のころがり軸受の分野に属する。
【発明の背景】
【０００２】
ステアリングコラムは、一般に軸を有し、該軸の一端は自動車の運転者により操作されるステアリングホイールに接続され、他端は、車輪を所定の角位置にもたらす機械部材に接続されている。ステアリングコラムの軸は、対向して組まれた二つのころがり軸受、通常、アンギュラコンタクト軸受により支持された管状のハウジング内に組まれている。
【０００３】
これらのころがり軸受は、通常、ハウジングにより保持される外輪と、軸と接触する内輪とを有し、外輪と内輪のいずれもトロイダルな軌道を有し、これらの軌道の間に該軌道と接触して一列の転動要素が配されている。又、ここにはこの転動要素を周方向に均一な間隙をもって保持するための保持器も設けられている。保持器は、例えば、合成樹脂をモールド成形して作られている。
【０００４】
これらのころがり軸受は、通常、初期緊締なしに軸受を軸に組み込むことを可能とし、その後に内輪と軸とをしっかりと保持せしめるトレランスリングを有している。
【０００５】
文献ＦＲ２７５６８８５は、トロイダルな面を介してころがり軸受の内輪と接触し、軸方向スロットにより切り込みされた環状のトレランスリングを有するステアリングコラムのためのころがり軸受を開示している。内輪に対しトレランスリングとは反対側に配されころがり軸受をステアリングコラムの軸に位置づけるロックワッシャが、外輪の円筒部に形成されロックワッシャのフランジの直径よりも小さい直径をなして内方に突出するボスにより、軸方向で外輪に対して保持される。波形の弾性ワッシャが、軸方向でロックワッシャとトレランスリングの間に配されており、軸方向予荷重を与える。
【０００６】
それにもかからわず、かかるころがり軸受は、弾性ワッシャを軸方向で保持し軸受を軸に沿って軸方向で位置決めしておくために、ロックワッシャの使用を必要としている。さらには、トレランスリングに伝えられた軸方向予荷重は、内輪との楔作用によって、トレランスリングが半径方向での変形を許容し、これをコラム軸にクランプするようにする必要がある。さて、トレランスリングはその厚みの故に半径方向では比較的高い剛性を有している。したがって、適切な対応性とトレランスリングの軸に対するクランプを得るためには、きわめて大きな軸方向力を必要とし、この力はころがり軸受の軸方向予荷重よりも大きい。
【発明の要約】
【０００７】
本発明は、ころがり軸受へ予荷重を与えるために小さな軸方向力を与えることによって、容易に軸へクランプされるトレランスリングを有するころがり軸受に関する。
【０００８】
又、本発明は、低コストですむように部品点数が少なく、ころがり軸受が軸に対して位置決めされるころがり軸受にも関している。
【０００９】
本発明によると、ころがり軸受、特に自動車のステアリングコラム用軸受は、外輪、内輪、該外輪の軌道と内輪の軌道との間に配された少なくとも一列の転動要素、内輪と軸との間の接続を行なうトレランスリングと、軸方向で内輪のラジアル部とトレランスリングの面との間に配された弾性ワッシャを有していて、内輪のラジアル部とトレランスリングの面との間で軸方向力を生ずるようになっている。内輪とトレランスリングとの間に配された弾性ワッシャは、内輪に対し、直接、軸方向予荷重を与える。
【００１０】
好ましくは、弾性ワッシャとトレランスリングは、周方向移動に関して、互いに保持されている。この目的のために、弾性ワッシャは、トレランスリングに形成された軸方向収容部へ突入するラグを有しているようにすることができる。
【００１１】
一つの形態では、トレランスリングはスリーブと該スリーブの第一端から外方に延びるラジアルシューとを有し、周方向スペースによって互いに区分された周方向セクタを形成し、上記ラジアルシューが内輪の内面と協働可能となっている。ラジアルラグは内輪と接触して内輪を軸に対して芯出しすると共に固定する。
【００１２】
一つの形態では、スリーブは、周方向スペースの延長部にて、スリーブの第一端から延びる軸方向開口を有している。
【００１３】
本発明の一つの特徴によると、軸方向開口はラジアルシューを越えて延びており、変形が増長されるスリーブの小断面の領域を形成している。変形するこの領域に、軸受に予荷重を与えるために軸方向で小さな荷重を与えるだけで、トレランスリングの半径方向の変形がもたらされる。
【００１４】
好ましくは、スリーブは、周方向スペースの延長部に位置する、小さいラジアル厚さの領域を形成していて、トレランスリングの半径方向の剛性を減ずる。
【００１５】
好ましくは、ころがり軸受は、トレランスリングと内輪を固定するための手段を有している。この目的のためには、トレランスリングは内輪との軸方向係止のためのフックを有しているようにすることができる。内輪へのトレランスリングの固定は、弾性ワッシャを保持し、又、コンパクトで部品の紛失の虞れがなく作業者に取り扱われるころがり軸受をもたらす。
【００１６】
本発明は、又、機械組立体にも関し、これは、回転軸、外輪、内輪、該外輪の軌道と内輪の軌道との間に配された少なくとも一列の転動要素、内輪と軸との間の接続を行なうトレランスリングを有するころがり軸受、と、軸方向で内輪のラジアル部とトレランスリングの面との間に配された弾性ワッシャとを有していて、内輪のラジアル部とトレランスリングの面との間で軸方向力を生ずるようになっており、トレランスリングが軸の異なる直径の二つの部分を結ぶ傾斜部と当接している。
【００１７】
軸受輪は、金属板をプレス加工し、これを熱処理して硬化させることにより作ることができる。
【００１８】
ころがり軸受の外輪はステアリングコラムのハウジングに固定され、内輪は、例えば合成樹脂をモールド成形して得られる半径方向に弾性を有したトレランスリングを介して、軸へ固定される。トレランスリングは、ころがり軸受が軸に対して緊締されることなく容易に組み込まれることを可能とし、又、たとえ、内輪が回転方向で対称を呈する形をなしかつ軸が四角形断面をなしているように両者が非常に異なる形をなしていても、内輪と外輪との固定を可能とする。トレランスリングは、又、変形することにより、軸受輪そして軸について位置的不具合そして寸法上のばらつきを補償して、内輪への軸方向予荷重の位置を可能とする。
【００１９】
軸は、円形あるいは多角形、たとえば四角形の断面を有していてもよい。トレランスリングの内径は軸の断面形状に適合して作れる。
【００２０】
組立体は、弾性ワッシャによるトレランスリングへの軸方向予荷重によって、遊びのない状態で運転でき、この弾性ワッシャは、例えば、ばねのような部材で、ころがり軸受に軸方向予荷重をもたらすいかなる弾性部材で置き換えてもよい。
【００２１】
もしコラムが二つのころがり軸受でハウジング内で組まれているならば、軸方向予荷重は二つのころがり軸受の一方のみに作用させるだけでよく、第二のころがり軸受はこの予荷重の方向で軸方向に固定されていてもよい。
【００２２】
こうして、ころがり軸受の内部遊びがなくなり、ころがり軸受の軸受輪と転動要素との間で、常に遊びのない安定した接触が得られる。
【００２３】
本発明によると、ステアリングコラムに組込み可能で部品点数の少ないころがり軸受を得る。ころがり軸受を位置づけるロックワッシャの使用は、最早、必須ではなくなる。
【好適な実施形態】
【００２４】
本発明は、以下に挙げられ添付図面により図示された実施形態についての詳述により、さらに、その優位性が理解されるであろう。
【００２５】
図１及び図２に見られるように、アンギュラコンタクトころがり軸受１は、金属板をプレス加工して作られ軌道３を有する外輪２と、金属板をプレス加工して作られ軌道５を有する外輪４と、外輪２の軌道３と内輪４の軌道５の間に配され保持器７によって周方向に間隙をもって保持されている複数の転動要素６、この場合、ボールとを有している。
【００２６】
外輪２は、内面で軌道３を形成するトロイダル部２ａと、該トロイダル部２ａから延出している円筒部２ｂとを有し、該円筒部は外面２ｃと該円筒部２ｂの自由端から半径方向外方に延びるフランジ２ｄを有している。
【００２７】
内輪４は、軌道３の方に面して軌道５を形成する外面をもつトロイダル部４ａと、外輪２の円筒部２ｂから軸方向で離れる方向に上記トロイダル部４ａから延びる軸方向円筒部４ｂとを有し、上記円筒部４ｂは内径４ｃと上記円筒部４ｂの自由端側で半径方向内方に延びる環状フランジ４ｄとを有している。
【００２８】
保持器７は、内輪４のトロイダル部４ａと外輪２の円筒部２ｂとの間に軸方向に延びる第一筒状部８を有している。この筒状部８は半径方向に弾性を有するタブ９を、図示の例では六箇有し、それぞれは二つの開口１０ａ，１０ｂの間で形成され、筒状部８の自由端から軸方向に延出し、半径方向内方に突出するフック１１が設けられており、該フック１１は転動要素６の方に向くラジアル面１１ａと、反対側で内方に向く傾斜面１１ｂを有している。フックは内輪４のトロイダル部４ａの外径よりも小さい直径をなしている。
【００２９】
保持器７は、又、外輪２のトロイダル部２ａと内輪４の円筒部４ｂとの間で軸方向に延びる第二筒状部１２を有し、この第二筒状部は、半径方向に弾性を有するタブ１４の自由縁の端部から外方に突出するフック１３を有し、該フックは外輪２のトロイダル部２ａの内径よりも大きい直径をなしている。
【００３０】
保持器７のフック１１，１３は、該保持器７が内輪４と外輪２とで軸方向に保持されるようになっている。ころがり軸受１が組み立てられたとき、転動要素６は保持器７に配され、内輪４はフック１１によってクリップ留めされるまで軸方向の一方へ導入されて他方への軸方向移動が阻止され、次に、この組立体はフック１３によってクリップ留めされるまで外輪２へ軸方向に導入されて反対方向での軸方向移動が阻止されるようになる。この結果、ころがり軸受の各部品が軸方向に互いに保持されて、部品を紛失することなく取り扱えるようになり、これは簡単な組立作業により得られる。
【００３１】
図１から図４において、ころがり軸受１はモールド成形によって得られる合成樹脂製のトレランスリング１５を有しており、該トレランスリングは、スリーブ１６と、複数のシュー１７、図示の場合、三つのシュー１７とを有しており、該シューは、軸方向の第一端から半径方向外方へ延び、周方向スペース１８によって互いに区分されて周方向セクターを形成している。
【００３２】
スリーブ１６は内輪４内で軸方向に配置され、環状フランジ４により囲まれている。複数のシュー１７は、内輪４の方に向け延びており、半径方向ではスリーブ１６と円筒部４ｂとの間で、そして軸方向ではフランジ４ｄと該シュー１７との間で環状空間１９を形成している。シュー１７は、環状空間１９の方に向くラジアル面１７ａと、対向せるラジアル壁１７ｂと、円筒部４ｂの内径４ｃと接触するようにされた筒状外壁１７ｃとを有している。
【００３３】
延出部２０がシュー１７の大径域から周方向スペース１８へ延びていて、該周方向スペース１８を完全に閉じることなく軸方向収容部２１を形成している。
【００３４】
スリーブ１６は、外周面１６ｃとトロイダル形状をなす面取り部１６ｄを介してシュー１７のラジアル面とつながる内径面１６ｂとを有している。
【００３５】
図示の場合、六つ設けられた、半径方向に弾性を有する複数のタブ２２のそれぞれは、スリーブ１６の自由端側から軸方向に延びる二つの開口２３ａ，２３ｂによって形成されており、該タブは外方に突出するフック２４が設けられ、該フックは外方へ傾斜せる面２４ｂと反対側でフランジ４ｄの方に向くラジアル面２４ａを有している。フランジ４ｄの内径よりも大きい直径をなすフック２４は、フランジ４ｄと協働して、トレランスリング１５を軸方向で保持するようになっている。
【００３６】
スリーブ１６は、周方向スペース１８の延長部分とこの周方向スペース１８の延長部分内で延びる軸方向開口２６が形成されていて半径方向厚さが小さくなっている軸方向部２５を有している。軸方向の開口２６は、スリーブ１６の小径部分をそのまま残している。
【００３７】
図１、図２、図５そして図６に見られるように、波形の弾性予圧ワッシャ２８は、複数、図示の場合、三つのラジアル部２９がそれぞれ波形部３０によって連絡されているようにして有しており、該波形部３０はラジアル部２９を含む一側方ラジアル面から突出し、上記ラジアル部２９は該ラジアル部２９の内縁で屈曲されて他側方から軸方向に突出するラグ３１を有している。
【００３８】
弾性ワッシャ２８は、環状空間１９でスリーブ１６の上に配置されて、フランジ４ｄとすべてのシュー１７のラジアル面１７ａで形成されるラジアル面との間に位置する。波形部３０はフランジ４ｄと接触し、ラジアル部２９はラジアル面１７ａと接触するようになる。ラグ３１は周方向スペース１８に形成された軸方向収容部２１のそれぞれに突入し、弾性ワッシャ２８をトレランスリング１５にしっかりと保持せしめる。
【００３９】
フック２４は、トレランスリング１５を軸方向で保持することにより該トレランスリング１５を内輪４に対して固定させる一方で、同時に、トレランスリング１５のスリーブ１６が軸方向にフランジ４ｄを経て導入されることを容易とする。ころがり軸受１が組み込まれるとき、弾性ワッシャ２８はスリーブ１６の外周面１６ｃの上に配され、次にトレランスリング１５の該スリーブ１６が軸方向にフランジ４ｄを経て導入される。軸方向移動の際、傾斜面２４ｂがフランジ４ｄの内縁に当接するようになり、タブ２３が解放されるまで該タブ２３に半径方向内方への変形をもたらし、次に、フック２４が反対方向の軸方向移動を阻止する。
【００４０】
かくして、簡単な組立て工程によって、部品を紛失する心配がなく作業者により取り扱われることのできる非分離型を形成するようになる。
【００４１】
図１に見られるように、ワッシャ２８が若干の変形をもってもしくは変形なしに環状空間１９内に配されるのに十分な軸方向長さをもったスリーブ１６が設けられており、シュー１７は内輪４の内径４ｃの軸方向外側に位置する。弾性ワッシャ２８は、上記環状空間１９内で軸方向に変形することにより、ころがり軸受１へ十分な軸方向予荷重を伝えるように選定されている。
【００４２】
図７では、ころがり軸受１は、内径３２ａそして前面３２ｂを有する固定されたハウジング３２と、傾斜部３６でつながる大径の第一部３４及び小径第二部３５を有する回転軸３３との間に組み込まれている。
【００４３】
外輪２の円筒部の外周面２ｃは固定されたハウジング３２の内径３２ａに接触しており、フランジ２ｄが前面３２ｂと当接していて軸方向での位置決めストッパとして機能している。
【００４４】
スリーブ１６は或る半径方向隙間をもって内径面１６ｂで回転軸３３の第二部３４の上に組まれており、傾斜部３６がスリーブ１６の面取り部１６ｄに接触している。組立ての際、ころがり軸受１は固定のハウジング３２内に位置づけられる。回転軸３３はスリーブ１６内に導入され軸方向力を生ずる。トレランスリング１５と軸３３の間での傾斜接触は、楔作用によって、軸方向力と半径方向力とを生じ、これらはトレランスリング１５へ伝えられる。
【００４５】
軸方向力のもとで、弾性ワッシャ２８は軸方向で変形し、トレランスリング１５は内輪４に対して軸方向にスライドし、シュー１７が内輪４の円筒部４ｂの内径と接触するようになり、軸方向でフランジ４ｄに近づくように移動する。
【００４６】
半径方向力のもとでは、トレランスリングは半径方向に変形して円筒部４ｂの内径４ｃを掴むようになる。トレランスリング１５の変形は、シュー１７が半径方向に拡がることを許容するような変形をもたらす低剛性領域２７に主として生ずる。トレランスリング１５は、半径方向の拡がりが緩やかになされ、軸方向力が軽程度に要求されるだけでよいように、肉厚部が肉薄部２７でつながっている複数のシュー１７に分割されている。トレランスリング１５の半径方向の剛性は、上記領域２７がさらに肉薄で領域２７の断面をさらに小さくしている、軸方向部２５に形成されることにより、さらに抑制されている。ころがり軸受の内輪４内でのトレランスリングのクランプ効果は、円筒部４ｂと内径４ｃとを若干の円錐にすることで、さらに高められる。
【００４７】
トレランスリング１５は、製造公差に起因する軸３３と内輪４の寸法変動に対し、容易に対応でき、弾性によって内輪４と軸３３との間に接続をもたらす。又、トレランスリングは、固定されたハウジング３２と軸３３との間の同心性の不十分さを補償することを可能とする。軸３３が貫通するスリーブ１６の長さは軸３３の適切な案内を行なえる程度に設定される。
【００４８】
環状空間１９内に配された弾性ワッシャ２８はシュー１７と内輪４のフランジ４ｄとの間に、アンギュラコンタクトころがり軸受１が予荷重を与えられるように、軸方向力を及ぼす。弾性ワッシャ２８の変形は、シュー１７を上記外周面１７ｃにて円筒部４ｂと接触せしめる。
【００４９】
内輪４の円筒部４ｂの内径でスライドしながら内輪４と適合するトレランスリング１５に変形をもたらす軸３３の導入によって、該軸３３を固定されたハウジング３２に対して芯出ししそして回転軸３３と該固定ハウジング３２との間での軸方向力そして半径方向力の伝達を可能とする。
【００５０】
本発明によれば、ころがり軸受に低軸方向予荷重を作用させることにより半径方向に変形できるトレランスリングをもった、ステアリングコラムを組む装置に用いられるころがり軸受が得られる。得られたころがり軸受は、非分離型組立体とするように容易に組み立てられる少ない部品点数のものとなり、作業者が取扱い中に紛失しないように予荷重ワッシャを組込み型とすることが可能となる。さらには、ころがり軸受は組立てそして取付けが簡単な作業で行なえる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明によるころがり軸受の前面図である。
【図２】図１のころがり軸受についてのII-II断面図である。
【図３】本発明によるトレランスリングの斜視図である。
【図４】図３のトレランスリングの異なる方向から見た斜視図である。
【図５】本発明の弾性ワッシャの斜視図である。
【図６】図５の弾性ワッシャの側面図である。
【図７】軸に組み込まれたときの、図１におけるころがり軸受の軸方向断面図である。
【国際公開パンフレット】
2005507480.tif 000003
2005507480.tif 000004
2005507480.tif 000005
2005507480.tif 000006
2005507480.tif 000007
2005507480.tif 000008
2005507480.tif 000009
2005507480.tif 000010
2005507480.tif 000011
2005507480.tif 000012
2005507480.tif 000013
2005507480.tif 000014
2005507480.tif 000015
2005507480.tif 000016
2005507480.tif 000017
2005507480.tif 000018
【国際調査報告】
2005507480.tif 000019
2005507480.tif 000020
2005507480.tif 000021
2005507480.tif 000022