(57)【要約】【課題】  アキシアル方向の軸受すき間を小さくすることなく、低コストで悪路走行時に生じる衝突振動やがたつき音を緩和して、不快な音や振動が発生するのを防止することができるステアリングシャフト支持用軸受を提供する。【解決手段】  車内とエンジンルームとを区画するパネル１３と、該パネル１３を貫通するステアリングシャフト２との間に介装され、該ステアリングシャフト２を回転可能に支持するステアリングシャフト支持用軸受２３であって、４０°Ｃにおける粘度が１０００ｍｍ2 ／ｓｅｃを超え、１６０００ｍｍ2 ／ｓｅｃ以下の、ポリαオレフィン系合成油を必須成分とする基油にリチウム石鹸を配合したグリースを封入する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車内とエンジンルームとを区画するパネルと、該パネルを貫通するステアリングシャフトとの間に介装され、該ステアリングシャフトを回転可能に支持するステアリングシャフト支持用軸受において、
４０°Ｃにおける粘度が１０００ｍｍ2 ／ｓｅｃを超え、１６０００ｍｍ2 ／ｓｅｃ以下であって、ポリαオレフィン系合成油を必須成分とする基油に、リチウム石鹸を配合したグリースを封入したことを特徴とするステアリングシャフト支持用軸受。
【請求項２】
前記グリースに含有する増粘剤が、ポリマー系合成油であることを特徴とする請求項１に記載したステアリングシャフト支持用軸受。
【請求項３】
少なくとも内輪及び外輪が合成樹脂製であることを特徴とする請求項１又は２に記載したステアリングシャフト支持用軸受
【請求項４】
転動体が円筒ころであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載したステアリングシャフト支持用軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車内とエンジンルームとを区画するパネルと、該パネルを貫通するステアリングシャフトとの間に介装され、該ステアリングシャフトを回転可能に支持するステアリングシャフト支持用軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用操舵装置では、ステアリングホイールの動きをステアリングギアに伝達するため、図５に示すような機構が使用されている。
図５において、符号２はステアリングシャフトであり、このステアリングシャフト２は、上部ステアリングシャフト２ａ、中間ステアリングシャフト２ｂ及び下部ステアリングシャフト２ｃを備えている。上部ステアリングシャフト２ａはステアリングコラム３に回転自在に挿通配置され、ステアリングコラム３はブラケット４を介してインスツルメント５に固定されている。
【０００３】
ステアリングコラム３の上端から突出する上部ステアリングシャフト２ａの突出端には、ステアリングホイール１が固定され、ステアリングコラム３の下端から突出する上部ステアリングシャフト２ａの突出端には、ユニバーサルジョイント６を介して中間ステアリングシャフト２ｂが連結されている。
中間ステアリングシャフト２ｂは車内とエンジンルームとを区画するパネル１３にステアリングシャフト支持用軸受１４を介して回転可能に支持され、下端部はユニバーサルジョイント７を介して下部ステアリングシャフト２ｃに連結されている。
【０００４】
下部ステアリングシャフト２ｃの下端部はユニバーサルジョイント８を介してステアリングギヤボックス１０の入力軸９に連結されており、ステアリングギヤボックス１０ではステアリングホイール１の回転運動をラックの直線運動に変換し、左右タイロッド１１を介して左右ナックル１２を押し引きして、前輪に操舵角を与える。
左右ナックル１２はアッパーアーム、ロアアーム及びショックアブソーバ等のサスペション機構（共に図示せず）にハブ及びブレーキ装置等が連結されているナックルアーム（共に図示せず）を介して固定され、ホイールに組み込まれたタイヤ（共に図示せず）に連結されている。
【０００５】
図６に、ステアリングシャフト支持用軸受１４の詳細を示す。
このステアリングシャフト支持用軸受１４は、金属製の内輪１７と金属製の外輪２０との間に転動体の一例としての複数の円筒ころ１８が合成樹脂製の保持器１９を介して周方向に転動可能に配設された円筒ころ軸受とされており、軸方向の両端部にはそれぞれゴムシール２１が装着されている。
そして、内輪１７に中間ステアリングシャフト２ｂが回転可能に内嵌され、外輪２０がエンジンルームと室内とを区画するパネル１３に固定されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来のステアリングシャフト支持用軸受１４においては、円筒ころ１８の軸方向長さより内輪１７及び外輪２０の両鍔部間寸法が長く、従って、アキシアル方向にすき間が存在し、また、円筒ころ１８と内輪１７及び外輪２０の各軌道面との間にもラジアル方向のすき間が存在し、ある程度のがたつきを持っている。
ところで、中間ステアリングシャフト２ｂを回転自在に支持するステアリングシャフト支持用軸受１４に対しての荷重や回転条件はさほど厳しくないが、悪路走行時に生じる振動は中間ステアリングシャフト２ｂに伝わり、上述したアキシアル方向のすき間が存在することで、円筒ころ１８と内輪１７及び外輪２０の両鍔部とが衝突し、がたつき音や衝突振動が発生する場合がある。このため、自動車の運転者等に不快な音や振動を与えてしまうという問題がある。
【０００７】
また、円筒ころ１８と内輪１７の両鍔部間とのアキシアル方向のすき間寸法を小さくすれば、円筒ころ１８と内輪１７の両鍔部との衝突振動やがたつき音を抑えることができるが、円筒ころ１８の軸方向長さと内輪１７の両鍔部間の寸法精度を上げると同時にステアリング各部の寸法精度及び組立精度を上げる必要が生じて、コスト高になってしまう。
本発明は、このような不都合を解消するためになされたものであり、アキシアル方向の軸受すき間を小さくすることなく、低コストで悪路走行時に生じる衝突振動やがたつき音を緩和して、不快な音や振動が発生するのを防止することができるステアリングシャフト支持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】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、車内とエンジンルームとを区画するパネルと、該パネルを貫通するステアリングシャフトとの間に介装され、該ステアリングシャフトを回転可能に支持するステアリングシャフト支持用軸受において、
４０°Ｃにおける粘度が１０００ｍｍ2 ／ｓｅｃを超え、１６０００ｍｍ2 ／ｓｅｃ以下であって、ポリαオレフィン系合成油を必須成分とする基油に、リチウム石鹸を配合したグリースを封入したことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１において、前記グリースに含有する増粘剤が、ポリマー系合成油であることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１又は２において、少なくとも内輪及び外輪が合成樹脂製であることを特徴とする。
請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか一項において、転動体が円筒ころであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、４０°Ｃにおける粘度が１０００ｍｍ2 ／ｓｅｃを超え、１６０００ｍｍ2 ／ｓｅｃ以下であって、ポリαオレフィン系合成油を必須成分とする基油に、リチウム石鹸を配合したグリースを封入しているので、アキシアル方向の軸受すき間を小さくすることなく、低コストで悪路走行時に生じる衝突振動やがたつき音を緩和することができ、これにより、不快な音や振動が発生するのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態の一例を図を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態の一例であるステアリングシャフト支持用軸受を示す断面図、図２は図１に示すステアリングシャフト支持用軸受を衝撃音響試験装置に取り付けた状態を示す断面図、図３は本発明例及び従来例におけるアキシアル方向の軸受すき間と騒音レベルとの関係を示すグラフ図、図４は本発明例及び従来例におけるグリースのせん断速度と見かけ粘度との関係を示すグラフ図である。
【００１２】
本発明の実施の形態の一例であるステアリングシャフト支持用軸受２３は、図１に示すように、合成樹脂製の内輪２７と合成樹脂製の外輪２４との間に転動体としての複数の円筒ころ３２が合成樹脂製の保持器３７を介して周方向に転動可能に配設された樹脂製円筒ころ軸受とされており、軸方向の両端部にはそれぞれゴムシール３８が装着されている。また、内輪２７の外径面の軸方向両端部には、それぞれ鍔部４０が形成され、外輪２４の内径面の軸方向両端部には、それぞれ鍔部３９が形成されている。
【００１３】
ここで、この実施の形態では、ステアリングシャフト支持用軸受２３に、４０°Ｃにおける粘度が１０００ｍｍ2 ／ｓｅｃを超え、１６０００ｍｍ2 ／ｓｅｃ以下であって、ポリαオレフィン系合成油を必須成分とする基油に、リチウム石鹸を配合したグリースを封入している。また、グリースの基油は、ポリマー系合成油で増粘されており、せん断速度が５００ｓ-1でのグリースのみかけの粘度が８Ｐａ・ｓ以上、１００Ｐａ・ｓ以下とされている。
【００１４】
次に、図１と同一構造のステアリングシャフト支持用軸受２３を図２に示す衝撃音響試験装置２２に取り付け、衝撃音響試験を行った。
この試験装置２２は、架台支柱２６に支持された固定板２５にステアリングシャフト支持用軸受２３の外輪２４が内嵌固定され、衝撃シャフト２８に内輪２７が外嵌固定されている。衝撃シャフト２８の下端部にはコイルばね２９が取り付けられており、コイルばね２９のばね力はばね力調整間座３０により調整可能になっている。なお、内輪２７及び外輪２４はアキシアル方向及びラジアル方向共にすき間嵌めとされ、また、軸受の内部すき間についてもアキシアル方向及びラジアル方向共に正のすき間とされている。
【００１５】
また、衝撃シャフト２８の上端部には、隙間調整間座３６が固定されている。隙間調整間座３６は、架台支柱２６の上端部に設けられた隙間調整ナット３１を回して、衝撃シャフト２８を内輪２７と一体に上下動させ、これにより、円筒ころ３２の軸方向長さと、外輪２４の両鍔部３９間寸法と、内輪２７の両鍔部４０間寸法との差で生じるアキシアル方向のすき間を調整可能にしている。
【００１６】
衝撃シャフト２８の最下端部には半球状部３３が形成されており、該半球状部３３は衝撃カム３４に連動している。衝撃カム３４は、最小径からパルスモーター３５が回転するに連れて、衝撃シャフト２８を押し上げ、最大径部分で上記アキシアル方向の調整すき間寸法だけ衝撃シャフト２８を押し上げる。
衝撃シャフト２８は、衝撃カム３４の回転により該衝撃カム３４の最大径から最小径に乗り移りことで、衝撃シャフト２８がコイルばね２９のばね力により急激に上記アキシアル方向のすき間寸法分だけ下方に落ち、その結果、円筒ころ３２と内輪２７の鍔部４０とが当り、衝撃音が発生する。このときの衝撃音を集音マイクで拾い、騒音計により測定した。
【００１７】
衝撃試験は、上記アキシアル方向のすき間が０．２ｍｍ，０．４ｍｍ，０．６ｍｍ，０．８ｍｍ（隙間調整間座３６で調整）の各点で行い、ステアリングシャフト支持軸受２３への封入グリースは、表１に示す現行品グリース（従来例）、改良Ａグリース（本発明例１）、改良Ｂグリース（本発明例２）を用いた。
【００１８】
【表１】
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【００１９】
図３は試験結果を示す。
図３から判るように、アキシアル方向のすき間が０．２〜０．４ｍｍと小さいときには、改良Ａグリースを用いた本発明例１及び改良Ｂグリースを用いた本発明例２は、現行品グリースを用いた従来例に対して、騒音レベルが約２０％程度低下したが、アキシアル方向のすき間が０．６〜０．８ｍｍと比較的大きいときには、改良Ａグリースを用いた本発明例１は現行品グリースを用いた従来例に対して騒音レベルが約１０％低下し、改良Ｂグリースを用いた本発明例２は現行品グリースを用いた従来例に対して騒音レベルが約２０％低下した。
このことより、改良Ｂグリースを用いた本発明例２は、アキシアル方向のすき間寸法にあまり影響を受けることなく、現行品グリースを用いた従来例に対して約２０％の騒音抑制効果があることが判る。
【００２０】
図４は、各グリースの見かけ粘度を測定したもので、せん断速度を上げていくと現行品グリース、改良Ａグリース、改良Ｂグリースの順に見かけ粘度が小さくなるのが判る。改良Ｂグリースはアキシアル方向のすき間寸法が大きくなっても騒音抑制効果が低下しないのは、見かけ粘度がせん断速度が速くなってもほとんど変わらず、ダンパー効果が維持されていることによるものである。
【００２１】
以上より、４０°Ｃにおける粘度が１０００ｍｍ2 ／ｓｅｃを超え、１６０００ｍｍ2 ／ｓｅｃ以下であって、ポリαオレフィン系合成油を必須成分とする基油に、リチウム石鹸を配合し、更に、グリースの基油を、ポリマー系合成油で増粘して、みかけの粘度を８Ｐａ・ｓ以上、１００Ｐａ・ｓ以下とした改良Ａグリース又は改良Ｂグリースをステアリングシャフト支持用軸受に封入することにより、円筒ころ３２の軸方向長さと、外輪２４の両鍔部３９間寸法と、内輪２７の両鍔部４０間寸法との差で生じるアキシアル方向のすき間を小さくすることなく、低コストで悪路走行時に生じる衝突振動やがたつき音を緩和することができ、これにより、不快な音や振動が発生するのを防止することができる。
【００２２】
なお、本発明の内輪、外輪、転動体等の構成は上記実施の形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、上記実施の形態では、ステアリングシャフト支持用軸受として、円筒ころ軸受を例に採って本発明を適用した場合を説明したが、これに代えて、球面軸受や玉軸受等に本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態の一例であるステアリングシャフト支持用軸受を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態の一例であるステアリングシャフト支持用軸受を衝撃音響試験装置に取り付けた状態を示す断面図である。
【図３】本発明例及び従来例におけるアキシアル方向の軸受すき間と騒音レベルとの関係を示すグラフ図である。
【図４】本発明例及び従来例におけるグリースのせん断速度と見かけ粘度との関係を示すグラフ図である。
【図５】自動車操舵装置の一例を説明するための説明図である。
【図６】従来のステアリングシャフト支持用軸受を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
２  ステアリングシャフト
１３  パネル
２３  ステアリングシャフト支持用軸受
２４  外輪
２７  内輪
３２  円筒ころ（転動体）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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