(57)【要約】    【課題】ステアリング装置において、ステアリングシャフトの回転トルクが小さく、且つこの回転トルクの変動を抑制でき、しかもコストが安価であること。    【解決手段】アッパ軸受およびロア軸受６によって、ステアリングシャフト３を支持する。ロア軸受６は、ロア保持部の内周面に保持される筒状の外輪１６と、外輪１６の内周面１７に保持される筒状の中間体１８と、ステアリングシャフト３に一体回転可能に嵌合され且つ中間体１８の内周面１９に回転摺動可能に嵌合される内輪２０とを備える。ステアリングシャフト３の回転に伴い、共に樹脂で形成された内輪２０と中間体１８とが相対摺動する。樹脂同士の摺動で摩擦抵抗が小さい。中間体１８および外輪１６は、例えば射出成形によって容易に形成できる。外輪１６が弾性変形してロア保持部の歪み等を吸収し、回転トルクが変動することを抑制する。    【選択図】            図３
2005262968.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングコラムの筒状の保持部に保持されステアリングシャフトを回転自在に支持する軸受を備えるステアリング装置において、
上記軸受は、弾性部材により形成され保持部の内周面に保持される外輪と、樹脂により形成されこの外輪の内周面に保持される筒状の中間体と、樹脂により形成されて中間体の内周面に回転摺動可能に嵌合され、且つステアリングシャフトに一体回転可能に嵌合される内輪とを備えることを特徴とするステアリング装置。
【請求項２】
請求項１において、上記弾性部材は、樹脂またはゴムを含むことを特徴とするステアリング装置。
【請求項３】
請求項１または２において、上記中間体は、スリットを有して周方向に有端であることを特徴とするステアリング装置。
【請求項４】
請求項１，２または３において、上記外輪および中間体の何れか一方の一対の端部にそれぞれシール部が設けられ、このシール部は、内輪の外周面に摺動自在に接するリップを含むことを特徴とするステアリング装置。
【請求項５】
ステアリングコラムの筒状の保持部に保持されステアリングシャフトを回転自在に支持する軸受を備えるステアリング装置において、
上記軸受は、筒状の第１および第２の部分を備え、
第１の部分は、弾性部材により形成されて保持部の内周面に保持され、
第２の部分は、樹脂により形成されて第１の部分の内周面に保持され、且つステアリングシャフトに回転摺動可能に嵌合され、
上記ステアリングシャフトの表面に、第２の部分と摺接する樹脂層が被覆されることを特徴とするステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリング装置のステアリングシャフトの支持に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通例、車両用ステアリング装置のステアリングシャフトは、ステアリングコラムに保持された軸受によって回転自在に支持されている（例えば、特許文献１参照）。この軸受として、玉軸受やころ軸受等の転がり軸受が用いられているが、転がり軸受はコストが高い。そこで、上記の軸受として、コストが安価な樹脂部材を用いた軸受を用いることが提案されている（例えば、特許文献２〜５参照）。
【０００３】
しかしながら、特許文献２〜５では、ステアリングシャフトが回転する際に樹脂部材と金属部材とが相対摺動する構成であるので、摩擦抵抗が大きく、回転トルクが高くなってしまう。
一方、上記の軸受として、ステアリングコラムに保持される合成樹脂製のアウターブッシュと、アウターブッシュの内周面に保持されるインナーブッシュと、ステアリングシャフトに固定されインナーブッシュの内周面に摺接する合成樹脂製のスリーブとを備えたものが提案されている（例えば、特許文献６参照）。
【０００４】
上記インナーブッシュは、薄鋼板と、この薄鋼板の内周面に一体に接合された焼結金属層と、この焼結金属層に含浸被覆された合成樹脂層の三層構造からなり、その合成樹脂層がスリーブの外周面に接触している。これにより、ステアリングシャフトが回転する際、スリーブの外周面とインナーブッシュの合成樹脂層、すなわち合成樹脂同士が相対摺動（回転）することとなり、摩擦抵抗を低減して回転トルクをより低くするようにしている。
【特許文献１】実公平７−４４５２５号公報
【特許文献２】実開平７−２０８４６１号公報
【特許文献３】特開２０００−２０５２６４号公報
【特許文献４】特開２０００−２４０６４１号公報
【特許文献５】特開２００３−４２１４１号公報
【特許文献６】特開２００２−１６８２５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献６の構成では、薄鋼板に焼結金属層を接合し、さらにこの焼結金属層に合成樹脂を含浸被覆した特殊な部材をインナーブッシュとして用意する必要があり、コストが高くついてしまう。
そこで、本発明は、ステアリングシャフトの回転トルクが小さく、且つこの回転トルクの変動を抑制でき、しかもコストが安価なステアリング装置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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は、ステアリングコラムの筒状の保持部に保持されステアリングシャフトを回転自在に支持する軸受を備えるステアリング装置において、上記軸受は、弾性部材により形成され保持部の内周面に保持される外輪と、樹脂により形成されこの外輪の内周面に保持される筒状の中間体と、樹脂により形成されて中間体の内周面に回転摺動可能に嵌合され、且つステアリングシャフトに一体回転可能に嵌合される内輪とを備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、中間体と内輪、すなわち樹脂同士が摺動するようになっている。これにより、ステアリングシャフトの回転に伴う摺動抵抗を十分に低くでき、このステアリングシャフトの回転トルクを十分に小さくできる。また、中間体および外輪は、例えば射出成形によって容易に形成することができ、コストが安価である。しかも、外輪を弾性部材により形成しているので、スアリングコラムの保持部に例えば溶接歪みが生じたり、ロア保持部の内周面が仕上げ加工されず真円度が比較的低くても、外輪が弾性変形してこれら歪み等を吸収でき、ステアリングシャフトの回転トルクの変動を抑制できる。
【０００８】
また、本発明において、上記弾性部材は、樹脂またはゴムを含む場合がある。この場合、外輪を汎用の材料で形成でき、軸受をよりコストが安価にできる。
また、本発明において、上記中間体は、スリットを有して周方向に有端である場合がある。この場合、外輪が弾性変形したときでも、中間体のスリットが開いたり閉じたりすることでこの変形を吸収することができ、ステアリングシャフトの回転トルクの変動をより確実に抑制することができる。
【０００９】
また、本発明において、上記外輪および中間体の何れか一方の一対の端部にそれぞれシール部が設けられ、このシール部は、内輪の外周面に摺動自在に接するリップを含む場合がある。この場合、中間体と内輪との間に例えばグリース等の潤滑剤を充填したときに、この潤滑剤が外部に漏出することを防止でき、ステアリングシャフトの回転トルクが十分に低い状態を長期に亘って確実に維持できる。
【００１０】
また、本発明は、ステアリングコラムの筒状の保持部に保持されステアリングシャフトを回転自在に支持する軸受を備えるステアリング装置において、上記軸受は、筒状の第１および第２の部分を備え、第１の部分は、弾性部材により形成されて保持部の内周面に保持され、第２の部分は、樹脂により形成されて第１の部分の内周面に保持され、且つステアリングシャフトに回転摺動可能に嵌合され、上記ステアリングシャフトの表面に、第２の部分と摺接する樹脂層が被覆されることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、第２の部分と樹脂層、すなわち樹脂同士が摺動するようになっている。これにより、ステアリングシャフトの回転に伴う摺動抵抗を十分に低くでき、このステアリングシャフトの回転トルクを十分に小さくできる。また、第２の部分は例えば射出成形によって容易に形成することができ、且つ樹脂層は従来から設けられているステアリングシャフトに被覆されるのみでよく、コストが安価である。しかも、外輪を弾性部材により形成しているので、ステアリングコラムの保持部に例えば溶接歪みが生じたり、ロア保持部の内周面が仕上げ加工されず真円度が比較的低くても、外輪が弾性変形してこれらの歪み等を吸収でき、ステアリングシャフトの回転トルクの変動を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の好ましい実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施の形態にかかるステアリング装置の概略構成を示す模式図である。図１を参照して、ステアリング装置１は、車輪（図示せず）を操向するためにステアリングホイール２の動きを伝達するステアリングシャフト３を備える。ステアリングシャフト３は、例えば金属により形成される。このステアリングシャフト３は、ステアリングコラム４内に挿通され、アッパおよびロア軸受５，６によって回転自在に支持される。ステアリングコラム４には、アッパおよびロアブラケット７，８が例えば溶接により固定されており、アッパおよびロアブラケット７，８は車体９にそれぞれ固定されている。
【００１３】
ステアリングシャフト３の第１の端部１０（アッパ側端部）に上記ステアリングホイール２が連結され、ステアリングシャフト３の第２の端部１１（ロア側端部）に自在継手１２が連結されている。自在継手１２には、車輪を操向するための舵取り機構に連なる中間軸（図示せず）が連結されるようになっている。
アッパ軸受５は例えば玉軸受からなり、ステアリングコラム４の第１の端部１０に形成される筒状のアッパ保持部１３に保持されている。ロア軸受６は、ステアリングコラム４の第２の端部１１に形成される筒状のロア保持部１４に保持されている。
【００１４】
図２は、ロア軸受６周辺の断面側面図であり、図３は図２のＩＩ−ＩＩ線に沿うロア軸受６の断面正面図である。なお、図２および図３では、ステアリングシャフト３を２点鎖線で図示している。図２および図３を参照して、ロア軸受６は、ステアリングコラム４のロア保持部１４の内周面１５に保持される筒状の外輪１６と、外輪１６の内周面１７に保持される筒状の中間体１８と、ステアリングシャフト３に一体回転可能に嵌合され且つ中間体１８の内周面１９に回転摺動可能に嵌合される内輪２０とを備えている。
【００１５】
外輪１６は、弾性部材により形成されている。この弾性部材の材料として、ニトリルブタジエンラバー（ＮＢＲ）等のゴムや、ポリアミド（ＰＡ）および６−６ナイロン等の樹脂（合成樹脂）を例示することができる。外輪１６の外周面３３が、ロア保持部１４の内周面１５に圧入嵌合されている。この外輪１６の外周部は、ロア保持部１４の内周面１５の環状の段部２１に当接してアッパ側（ステアリングホイール側）への移動を規制されている。
【００１６】
外輪１６の外周面３３には、軸方向に延びる多数の突条部２２が設けられている。各突条部２２は、外輪１６の軸方向に沿わされている。各突条部２２は、外輪１６の周方向に関して、外周面３３の少なくとも一部（本実施の形態では、全部）に形成されている。これにより、外輪１６の外周部が弾性的に変形し易くされている。
また、外輪１６の外周面３３には、軸方向に延びる１ないし複数個（本実施の形態では、８個）の所定深さの凹条２３が形成されている。これらの凹条２３は、円周等配に配置され、それぞれ外輪１６を軸方向に貫通している。外輪１６の外周部が変形した際、変形により移動する肉の一部を各凹条２３に逃がすことができ、外周部の歪みが内周部に伝わることを防止できる。
【００１７】
また、外輪１６の径方向中間部には、軸方向に延びる１ないし複数個（本実施の形態では、８個）の貫通孔２４が円周等配に形成されている。各貫通孔２４の断面形状は、外輪１６の周方向に延びる円弧状に形成されている。これにより、外輪１６の外周部が変形したとき、特に径方向に変形したとき、変形に伴って移動する肉の一部を貫通孔２４に逃がすことができ、外周部の歪みが内周部に伝わることを防止できる。貫通孔２４および凹条２３は、例えば、外輪１６の周方向に沿って交互に配置されている。
【００１８】
外輪１６の一対の軸方向端部としての一端部２５および他端部２６は、それぞれこの外輪１６の中間部よりも径方向内方に延びており、それぞれ環状の端壁２７，２８となっている。各端壁２７，２８の内周部には、シール部２９，３０が設けられており、各シール部２９，３０の内周部にリップ３１，３２が形成されている。
図４は、中間体１８および内輪２０の分解斜視図である。図２および図４を参照して、中間体１８は、樹脂により形成されている。この樹脂として、上記外輪１６の樹脂と同様のものを例示することができる。中間体１８は、その外周面３４が、外輪１６の内周面１７の軸方向中間部の環状溝５１に嵌め合わされており、外輪１６に対する相対回転が規制されている。また、中間体１８は、環状溝５１の一部を構成する上記一対の端壁２７，２８によって軸方向の両側から挟まれており、外輪１６から抜けないようにされている。また、中間体１８は、スリット５０が形成されて周方向に有端とされている。
【００１９】
図５に示すように、側面視において、このスリット５０は、中間体１８の軸線Ｃと交差する方向（軸線Ｃに対して傾斜する方向）に延びている。これにより、内輪２０が回転したときに、この内輪２０がスリット５０の周縁に引っ掛かることを防止している。中間体１８の周方向に関する一端部３５と他端部３６とは、互いに当接するように配置されて両者の間に隙間が形成されてもよいし、互いに離隔するように配置されて両者の間に隙間が形成されてもよい。
【００２０】
図３および図４を参照して、内輪２０は、樹脂により形成されている。この樹脂として、上記外輪１６の樹脂と同様のものを例示することができる。内輪２０の内周面３７には、軸方向に延びる１ないし複数個（本実施の形態では、４個）の突条部３８が円周等配に形成されている。各突条部３８の全長は、内輪２０の軸方向長さより若干短くされている。各突条部３８は、例えば断面円弧状をなしている。なお、各突条部３８の断面形状は、楕円形形状や多角形形状の一部からなる形状であってもよい。
【００２１】
図２および図４を参照して、各突条部３８の両端部は、面取りされてステアリングシャフト３が挿通し易くされている。内輪２０に挿通されたステアリングシャフト３は、その表面４７が各突条部３８に押圧されて締め付けられる。これにより、内輪２０とステアリングシャフト３との圧入嵌合が達成される。
内輪２０の外周面４９の両端部には、小径部３９，４０がそれぞれ設けられ、両小径部３９，４０間に大径部４１が設けられている。大径部４１は、各小径部３９，４０よりも大径で且つ中間体１８の内径と概ね等しい外径を有している。大径部４１の各端部と小径部３９，４０の対応する端部とは、それぞれ対応する環状の段部４２，４３を介して互いに接続されている。
【００２２】
大径部４１は、外輪１６の内周面１７の環状溝５１に中間体１８と共に嵌め合わされている。
大径部４１は、中間体１８の内周面１９に摺動可能とされている。各小径部３９，４０の先端部は、中間体１８の対応する一端部４４および他端部４５からそれぞれ軸方向に突出している。各小径部３９，４０は、外輪１６の各シール部２９，３０の対応するリップ３１，３２に摺動自在に接触している。内輪２０および中間体１８の互いの摺動面間、すなわち大径部４１と中間体１８の内周面１９との間には、グリース等の潤滑剤が充填されている。各環状の段部４２，４３は、外輪１６の一対の端壁２７，２８によって軸方向に挟まれており、外輪１６から内輪２０が抜けないようになっている。
【００２３】
上記のロア軸受６は、ステアリングシャフト３の回転時に下記に示す動作をする。すなわち、図２に示すように、ステアリングホイールが回転操作される等してステアリングシャフト３が回転すると、ロア軸受６の内輪２０が共に回転し、内輪２０の外周面４９の大径部４１が中間体１８の内周面１９に対して回転摺動する。
ここで、内輪２０とステアリングシャフト３との接触は、樹脂と金属の接触である。一方、内輪２０と中間体１８との接触は、樹脂同士の接触であり、上述した樹脂と金属との接触、すなわち内輪２０とステアリングシャフト３との接触に比べて摩擦係数が格段に低い。これにより、内輪２０は、ステアリングシャフト３と高い摩擦力で係合して確実に一体回転し、且つ中間体１８に対して滑らかに摺動する。
【００２４】
以上説明したように、本実施の形態によれば、ステアリングシャフト３が回転する際、中間体１８と内輪２０、すなわち樹脂同士が摺動するようになっている。これにより、ステアリングシャフト３の回転に伴う摺動抵抗を十分に低くでき、このステアリングシャフト３の回転トルクを十分に小さくできる。また、中間体１８および外輪１６は、例えば射出成形によって容易に形成することができ、コストが安価である。しかも、外輪１６を弾性部材により形成しているので、ステアリングコラム４のロア保持部１４に例えば溶接歪みが生じたり、このロア保持部１４の内周面１５が仕上げ加工されず真円度が比較的低くても、外輪１６が弾性変形してこの歪み等を吸収でき、ステアリングシャフト３の回転トルクの変動を抑制できる。
【００２５】
また、内輪２０は、中間体１８と滑らかに接触すると共にステアリングシャフト３と高い摩擦力で係合しているので、ステアリングシャフト３と確実に一体回転することができる。その結果、内輪２０とステアリングシャフト３とを回り止めするためのピンやキー等の部材が不要であり、よりコストが安価である。
さらに、外輪１６を、樹脂またはゴムで形成することで、外輪１６を汎用の材料で形成でき、ロア軸受６をよりコストが安価にできる。しかも、外輪１６を樹脂で形成した場合には、ロア軸受６全体を同一の材料で形成することができ、また、外輪１６をゴムで形成した場合には、ゴムの高い弾性を利用することで、凹条２３や貫通孔２４を廃止することができ、よりコストが安価である。
【００２６】
また、中間体１８にスリット５０を設けて周方向に有端に形成しているので、外輪１６が弾性変形したときでも、スリット５０が開いたり閉じたりすることでこの変形を吸収することができ、ステアリングシャフト３の回転トルクの変動をより確実に抑制することができる。
さらに、外輪１６のシール部２９，３０のリップ３１，３２によって、中間体１８と内輪２０との間に充填された潤滑剤が外部に漏出することを防止でき、ステアリングシャフト３の回転トルクが十分に低い状態を長期に亘って確実に維持できる。
【００２７】
なお、上記実施の形態において、ロア軸受６の外輪１６にシール部２９，３０を設ける構成を説明したが、図６に示すように、中間体１８の軸方向における一対の端部としての上記一端部４４および他端部４５にそれぞれシール部２９，３０を設けてもよい（図６において、一方のシール部２９のみを図示）。この場合、中間体１８の内周面１９に環状溝５１が設けられ、この環状溝５１に内輪１６が嵌め合わされる。
【００２８】
図７は、本発明のさらに他の実施の形態にかかるステアリング装置の概略構成を示す模式図である。なお、以下では、図２に示す実施の形態と異なる点について主に説明し、動揺の構成については図に同一の符号を付してその説明を省略する。
図７を参照して、本実施の形態の特徴とするところは、ロア軸受６に代えてロア軸受４６を設けると共に、ステアリングシャフト３の表面４７に樹脂層４８（図７において、太線で図示）が被覆されている点にある。
【００２９】
具体的には、ロア軸受４６は、第１の部分としての上記外輪１６と、第２の部分としての上記中間体１８とを備えている。中間体１８の内周面１９は、ステアリングシャフト３の樹脂層４８に回転摺動可能に嵌合されている。中間体１８の内周面１９と樹脂層４８との間には、グリース等の潤滑剤が充填されている。
上記樹脂層４８は、ステアリングシャフト３の表面４７のうち、少なくとも中間体１８の内周面１９と摺接する部分に被覆されている。樹脂層４８は、例えば、ステアリングシャフト３の表面４７の全面に亘って形成されてもよいし、中間体１８の内周面１９および外輪１６のシール部２９，３０のリップ３１，３２にそれぞれ摺接する部分にのみ形成されてもよい。樹脂層４８の材料として、中間体１８の材料と同様のものを例示することができる。この樹脂層４８は、ステアリングシャフト３の表面４７に例えば、コーティング、焼付けまたは射出成形により被覆される。
【００３０】
このように、本実施の形態によれば、ステアリングシャフト３が回転する際、ロア軸受４６の中間体１８とステアリングシャフト３の樹脂層４８、すなわち樹脂同士が摺動するようになっている。これにより、ステアリングシャフト３の回転に伴う摺動抵抗を十分に低くでき、このステアリングシャフト３の回転トルクを十分に小さくできる。また、中間体１８は、例えば射出成形によって容易に形成することができ、且つ樹脂層４８は従来から設けられているステアリングシャフト３に被覆されるのみでよく、コストが安価である。
【００３１】
さらに、外輪１６のシール部２９，３０のリップ３１，３２によって、中間体１８とステアリングシャフト３との間に充填された潤滑剤が外部に漏出することを防止でき、ステアリングシャフト３の回転トルクが十分に低い状態を長期に亘って確実に維持できる。
なお、上記実施の形態において、ロア軸受４６の外輪１６にシール部２９，３０を設ける構成を説明したが、図８に示すように、中間体１８の一端部４４および他端部４５にそれぞれシール部２９，３０を設けてもよい（図８において、一方のシール部２９のみを図示）。
【００３２】
本発明は、以上の実施の形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。例えば、上記各実施の形態において、対応するロア軸受６、４６を、アッパ軸受として用いてもよい。さらに、中間体１８にスリット５０を設けない構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施の形態にかかるステアリング装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】ロア軸受周辺の断面側面図である。
【図３】図２のＩＩ−ＩＩ線に沿うロア軸受の断面正面図である。
【図４】中間体および内輪の分解斜視図である。
【図５】中間体および内輪の側面図である。
【図６】本発明の他の実施の形態の要部の一部断面側面図である。
【図７】本発明のさらに他の実施の形態にかかるステアリング装置の概略構成を示す模式図である。
【図８】本発明のさらに他の実施の形態の要部の一部断面側面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  ステアリング装置
３  ステアリングシャフト
４  ステアリングコラム
６  ロア軸受
１４  ロア保持部
１５  （ロア保持部の）内周面
１６  外輪、第１の部分
１７  （外輪の）内周面、（第１の部分の）内周面
１８  中間体、第２の部分
１９  （中間体の）内周面
２０  内輪
２５  一端部
２６  他端部
２９，３０  シール部
３１，３２  リップ
４４  一端部
４５  他端部
４６  ロア軸受
４７  （ステアリングシャフトの）表面
４８  樹脂層
４９  （内輪の）外周面
５０  スリット
【図１】
2005262968.tif 000003
【図２】
2005262968.tif 000004
【図３】
2005262968.tif 000005
【図４】
2005262968.tif 000006
【図５】
2005262968.tif 000007
【図６】
2005262968.tif 000008
【図７】
2005262968.tif 000009
【図８】
2005262968.tif 000010