(57)【要約】【課題】軸受の回転を抑制しつつ、軸受円弧部の一部への荷重の集中を抑制する。【解決手段】ブシュ１０（軸受）は、軸方向に垂直な断面が円弧形状を有する円弧部１１と、円弧部１１の円弧の一端から延び、軸方向に垂直な断面において円弧部１１の外接円の外側に出た部分を有する回転抑制部１２と、回転抑制部１２に設けられ、円弧部１１の外接円に対して突出した爪部１４とを有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に垂直な断面が円弧形状を有する円弧部と、
前記円弧部の円弧の一端から延び、前記軸方向に垂直な断面において前記円弧部の外接円の外側に出た部分を有する回転抑制部と、
前記回転抑制部に設けられ、前記円弧部の外接円に対して突出した爪部と
を有する軸受。
【請求項２】
前記爪部は、前記回転抑制部の外周面の一部に形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の軸受。
【請求項３】
前記爪部は、前記円弧部の端部に近い第１面および当該端部から遠い第２面を有し、
前記軸方向に垂直な断面において、前記円弧部の２つの端部を結ぶ線と前記第１面とがなす角は、当該２つの端部を結ぶ線と前記第２面とがなす角よりも大きい
ことを特徴とする請求項１または２に記載の軸受。
【請求項４】
前記爪部は、前記円弧部の端部に近い第１面および当該端部から遠い第２面を有し、
前記軸方向に垂直な断面において、前記円弧部の２つの端部を結ぶ線と前記第１面とがなす角は、当該２つの端部を結ぶ線と前記第２面とがなす角よりも小さい
ことを特徴とする請求項１または２に記載の軸受。
【請求項５】
軸方向に垂直な断面が円弧形状を有する円弧部と、
前記円弧部の円弧の一端から延び、前記軸方向に垂直な断面において前記円弧部の外接円の外側に出た部分を有する回転抑制部と
を有する軸受。
【請求項６】
回転運動しない軸と、
前記軸を収容し、前記軸の延びる方向に垂直な断面の内周面が円弧形状を有するハウジングと、
軸方向に垂直な断面が円弧形状を有する円弧部、前記円弧部の円弧の一端から延び、前記軸方向に垂直な断面において前記円弧部の外接円の外側に出た部分を有する回転抑制部、および前記回転抑制部に設けられ、前記円弧部の外接円に対して突出した爪部を有する軸受と
を有する軸受装置。
【請求項７】
回転運動しない軸と、
前記軸を収容し、前記軸の延びる方向に垂直な断面の内周面が円弧形状を有するハウジングと、
軸方向に垂直な断面が円弧形状を有する円弧部、および前記円弧部の円弧の一端から延び、前記軸方向に垂直な断面において前記円弧部の外接円の外側に出た部分を有する回転抑制部を有する軸受と
を有する軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は軸受および軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のステアリング装置において、ステアリングシャフトの可動コラム部材を支持する軸受として、円筒ではなく円弧形状の軸受を用いる技術が知られている（例えば特許文献１および２）。一般に円弧形状の軸受を用いた場合、軸の円周方向の力が加わると、軸受が容易に回転すなわち位置ずれしてしまうという問題がある。これに対し特許文献１および２では、樹脂製の軸受の外周面に大きな凸部を、ハウジングにこれと噛み合う凹部を、それぞれ設け、この凸部および凹部の噛み合わせにより軸受の回転を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−６７３１０号公報
【特許文献２】特開２０１３−６７３１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１および２の技術においては、凸部の先端がハウジングと接している場合には軸受に対する荷重が凸部近傍に集中し、凸部の先端がハウジングと接していない場合には荷重が凸部以外の部分に集中するという問題があった。
【０００５】
これに対し本発明は、軸受の回転を抑制しつつ、軸受円弧部の一部への荷重の集中を抑制する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、軸方向に垂直な断面が円弧形状を有する円弧部と、前記円弧部の円弧の一端から延び、前記軸方向に垂直な断面において前記円弧部の外接円の外側に出た部分を有する回転抑制部と、前記回転抑制部に設けられ、前記円弧部の外周面に対して突出した爪部とを有する軸受を提供する。
【０００７】
前記爪部は、前記回転抑制部の外周面の一部に形成されていてもよい。
【０００８】
前記爪部は、前記円弧部の端部に近い第１面および当該端部から遠い第２面を有し、前記軸方向に垂直な断面において、前記円弧部の２つの端部を結ぶ線と前記第１面とがなす角は、当該２つの端部を結ぶ線と前記第２面とがなす角よりも大きくてもよい。
【０００９】
前記爪部は、前記円弧部の端部に近い第１面および当該端部から遠い第２面を有し、前記軸方向に垂直な断面において、前記円弧部の２つの端部を結ぶ線と前記第１面とがなす角は、当該２つの端部を結ぶ線と前記第２面とがなす角よりも小さくてもよい。
【００１０】
また、本発明は、軸方向に垂直な断面が円弧形状を有する円弧部と、前記円弧部の円弧の一端から延び、前記軸方向に垂直な断面において前記円弧部の外接円の外側に出た部分を有する回転抑制部とを有する軸受を提供する。
【００１１】
さらに、本発明は、軸と、前記軸を収容し、前記軸の延びる方向に垂直な断面の内周面が円弧形状を有するハウジングと、軸方向に垂直な断面が円弧形状を有する円弧部、前記円弧部の円弧の一端から延び、前記軸方向に垂直な断面において前記円弧部の外接円の外側に出た部分を有する回転抑制部、および前記回転抑制部に設けられ、前記円弧部の外接円に対して突出した爪部を有する軸受とを有する軸受装置を提供する。
【００１２】
さらに、本発明は、回転運動しない軸と、前記軸を収容し、前記軸の延びる方向に垂直な断面の内周面が円弧形状を有するハウジングと、軸方向に垂直な断面が円弧形状を有する円弧部、および前記円弧部の円弧の一端から延び、前記軸方向に垂直な断面において前記円弧部の外接円の外側に出た部分を有する回転抑制部を有する軸受とを有する軸受装置を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、軸受の回転を抑制しつつ、軸受円弧部の一部への荷重の集中を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一実施形態に係るステアリング装置１の外観を示す図
【図２】ステアリング装置１の断面図
【図３】ブシュ１０の外観を示す図
【図４】ブシュ１０のＩＶ−ＩＶ断面図
【図５】変形例に係るブシュ１０の構造を示す図
【図６】別の変形例に係るブシュ１０の構造を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、一実施形態に係るステアリング装置１の外観を示す図である。ステアリング装置１は、一実施形態に係るブシュ１０（軸受の一例）を用いた軸受装置の一例であり、例えば自動車に用いられる。なお、軸受装置とは、軸受を用いた装置をいう。ステアリング装置１は、ステアリングシャフト２０、ハウジング３０、テレスコピック機構４０、およびチルト機構５０を有する。
【００１６】
ステアリングシャフト２０は、ステアリングホイール（図示略）の回転をステアリングギヤボックス（図示略）に伝達する。ハウジング３０は、ステアリングシャフト２０を収容する。テレスコピック機構４０は、ステアリングホイールの、前後方向（ステアリングシャフト２０の軸方向。図の左右方向）の位置を調整する機構である。チルト機構５０は、ステアリングホイールの、上下方向（ステアリングシャフト２０の軸方向と直交する方向。図の上下方向）の位置を調整する機構である。テレスコピック機構およびチルト機構は、例えば、モータ（図示略）により駆動される。
【００１７】
テレスコピック機構４０は、可動コラム４１を有する。可動コラム４１は、インナーチューブ４１１（図１では不図示）およびアウターチューブ４１２を有する。インナーチューブ４１１は、内部にステアリングシャフト２０を収容する。インナーチューブ４１１は軸受（図示略）を介してステアリングシャフト２０を支持する。ステアリングシャフト２０は、インナーチューブ４１１に対して相対的に回転可能である。しかし、ステアリングシャフト２０とインナーチューブ４１１とは相対的に前後方向には移動（スライド）しない。アウターチューブ４１２は、内部にインナーチューブ４１１を収容する。インナーチューブ４１１とアウターチューブ４１２とは相対的に回転しないが、相対的に前後方向には移動（スライド）する。すなわち、ステアリングホイールの操作によるステアリングシャフト２０の回転に対し、インナーチューブ４１１およびアウターチューブ４１２は回転しない。インナーチューブ４１１およびステアリングシャフト２０がアウターチューブ４１２に対して前後方向に移動（スライド）することによって、ステアリングホイールの前後方向の位置が調整される。
【００１８】
図２（Ａ）は、ステアリング装置１のＡ−Ａ断面図であり、図２（Ｂ）は、ステアリング装置１のＢ−Ｂ断面図である。ハウジング３０は、ハウジング本体３１および蓋３２を有する。ハウジング本体３１は、ブシュ１０を介してインナーチューブ４１１およびステアリングシャフト２０を支持している。インナーチューブ４１１はブシュ１０すなわちハウジング３０に対し回転しないので、ブシュ１０は回転しない軸を支持しているといえる。ハウジング本体３１の上部（ステアリングシャフト２０から見てブシュ１０と反対側）は開口している。蓋３２は、この開口を覆っている。
【００１９】
蓋３２は、複数箇所（この例では２箇所）の孔を有する。孔にはピン３３が挿入されている。ピン３３とインナーチューブ４１１との間には、ワッシャ３５が設けられている。ワッシャ３５には、バネ３４により荷重が与えられている。すなわち、インナーチューブ４１１およびステアリングシャフト２０は、バネ３４により上から押さえつけられている。バネ３４は、例えば皿バネである。ワッシャ３５は、例えば金属または樹脂で形成される。
【００２０】
この例で、バネ３４とブシュ１０とは、軸方向（前後方向）において同じ位置に設けられている。このようにバネ３４と軸方向において同じ位置に設置するためには、円筒形状のブシュを用いることはできない。ブシュ１０をＵ字形状とすることにより、バネ３４とブシュ１０とを同位相とすることが可能となる。そのため、可動コラム４１の全長を短くすることができ、ひいてはテレスコピック機構４０を小さく構成することが可能となる。また、インナーチューブ４１１およびステアリングシャフト２０をしっかりと支持するため、ブシュの摺動範囲は１８０°程度確保することが求められる。しかし、外周が円弧形状のブシュを用いたのでは、ハウジング本体３１に対してブシュが回転してしまい、ブシュの位置ずれが起こる可能性がある。そこで本実施形態のブシュ１０は、Ｕ字形状を採用している。
【００２１】
図３は、ブシュ１０の外観を示す図であり、図４は、ブシュ１０のＩＶ−ＩＶ断面図である。ブシュ１０は、円弧部１１、回転抑制部１２、回転抑制部１３、爪部１４、および爪部１５を有する。円弧部１１、回転抑制部１２、回転抑制部１３、爪部１４、および爪部１５は、金属で一体形成されている。金属は、単体金属でも合金でもよく、さらに、全体が単一の層で形成されていても、多層構造（例えばバイメタル）を有していてもよい。
【００２２】
さらに、ブシュ１０の摺動面には、バインダー樹脂および添加物を含むコーティング層が形成されてもよい。バインダー樹脂としては、熱硬化性樹脂、例えば、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）樹脂、ポリイミド（ＰＩ）樹脂、エポキシ樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、およびフェノール樹脂の少なくとも１種を用いることができる。添加物は、例えば、固体潤滑剤を含む。固体潤滑剤は、摩擦特性を改善するために添加される。固体潤滑剤は、例えば、グラファイト、ＭｏＳ2、ＷＳ2、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ｈ−ＢＮ、ＣＦ、およびＳＢ2Ｏ3のうち少なくとも１種を含む。
【００２３】
円弧部１１は、軸方向に垂直な断面における外周面が円弧を描く部分である。回転抑制部１２および回転抑制部１３は、この断面における外周面が、円弧部１１の外接円の外側に出る部分を有する形状を有する。この例で、回転抑制部１２および回転抑制部１３は直線形状を有する直線部である。ブシュ１０のサイズはステアリングシャフト２０等のサイズに応じて設計されるが、一例として、円弧部１１の内周の半径ｄは２０〜３０ｍｍ、回転抑制部１２および回転抑制部１３の長さＬは１ｍｍ〜１０ｍｍである。
【００２４】
回転抑制部１２および回転抑制部１３の長さは、半径ｄの５％を超えることが好ましい。ステアリングシャフト２０に振動が入力された場合、摩擦によりブシュ１０に微小な回転荷重が入力される。入力された回転荷重よりもブシュ１０の降伏点が大きい場合、ブシュ１０の回転抑制効果が得られる。回転抑制効果を得るための回転抑制部１２および回転抑制部１３の長さは使用条件等により異なるが、本願発明者らのコンピュータシミュレーションの一つの結果によれば、回転抑制部１２および回転抑制部１３の長さが半径ｄの５％以上であれば一定の回転抑制効果が得られることがわかった。
【００２５】
回転抑制部１２および回転抑制部１３は、ハウジング本体３１に張力を与え、ハウジング本体３１に固定されやすくするため、外側に向かって開いている。すなわち、円弧部１１の端部間の距離よりも、回転抑制部１２と回転抑制部１３との間の距離の方が広い。
【００２６】
爪部１４は、回転抑制部１２に形成されている。爪部１４は、回転抑制部１２の径方向の外周面において、その外周面から突出している凸部である。図３に示されるように、爪部１４は、回転抑制部１２の外周面のうち、軸方向の中心を含む一部のみに形成されている。なお、爪部１４が形成される位置は軸方向の中心を含む部分に限定されず、軸方向の中心を含まない、軸の一方側または他方側のいずれかに偏った位置に形成されてもよい。また、爪部１４は、面１４１および面１４２を有している。面１４１は円弧部１１の端部に近い面であり、面１４２は円弧部１１の端部から遠い面である。円弧部１１の２つの端部を結ぶ直線と面１４１とがなす角θ１は、この直線と面１４２とがなす角θ２よりも大きい。すなわち、
θ１＞θ２
である。
【００２７】
なお、図４では説明を簡単にするため、面１４１が平面である（すなわち断面における外周面の外縁が直線である）例を説明したが、面１４１は平面ではなく曲面であってもよい（すなわち、外周面の外縁が曲線であってもよい）。角θ１は、例えば、面１４１の円弧部１１側の端部と面１４２側の端部とを結ぶ直線と、円弧部１１の２つの端部を結ぶ直線とのなす角として定義されてもよい。角θ２についても同様である。
【００２８】
爪部１５は、回転抑制部１３に形成されている。爪部１５は、回転抑制部１３の径方向の外周面において、その外周面から突出している凸部である。その他、爪部１５の形状は、爪部１４と同様である。
【００２９】
なお、ハウジング３０は、爪部１４および爪部１５と嵌め合う凹部を有している。ブシュ１０の爪部とハウジング３０の凹部との嵌め合わせにより、ブシュ１０のハウジング３０に対する回転は抑制される。
【００３０】
本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。以下、変形例をいくつか説明する。以下の変形例のうち２つ以上のものが組み合わせて用いられてもよい。
【００３１】
図５は、変形例に係るブシュ１０の構造を示す図である。この図は、図４と同じ断面を示している。この例で、円弧部１１の２つの端部を結ぶ直線と面１４１とがなす角θ１は、この直線と面１４２とがなす角θ２よりも小さい。すなわち、
θ１＜θ２
である。
【００３２】
図６は、別の変形例に係るブシュ１０の構造を示す図である。この例では、回転抑制部１２および回転抑制部１３の全体が爪部として機能する。すなわち、この例では、図４および図５の例とは異なり、爪部が回転抑制部に対して突出していない。
【００３３】
回転抑制部１２および回転抑制部１３の長さ（軸方向に垂直な断面における、円弧部１１の端部からの長さ）は、異なっていてもよい。この場合において、回転抑制部１２および回転抑制部１３の少なくとも一方の長さがゼロであってもよい。すなわち、回転抑制部１２および回転抑制部１３の少なくとも一方が省略されてもよい。
【００３４】
回転抑制部１２および回転抑制部１３の形状は実施形態で説明した直線形状に限定されない。ブシュ１０の回転を抑制できる形状であれば、軸方向に垂直な断面における外周面の形状は直線でなく、円弧形状、または凹凸を有する形状（波形、ノコギリ型等）であってもよい。
【００３５】
円弧部１１の形状は実施形態で例示したものに限定されない。実施形態では、円弧の中心角が１８０°である例を示した。しかし、円弧部１１の円弧の中心角は、１８０°より小さくてもよいし、大きくてもよい。
【００３６】
ステアリング装置１の具体的構造は、実施形態で説明したものに限定されない。さらに、ブシュ１０の用途はステアリング装置に限定されず、どのような装置に利用されてもよい。ブシュ１０は上部が開放されているので、特に、図２で例示したように、軸に荷重をかける位置（バネ３３が設けられている位置）と軸を支持する位置（ブシュ１０が設けられている位置）が重なる構造を採用することができるので、このような構造の装置に好適である。
【符号の説明】
【００３７】
１…ステアリング装置
１０…ブシュ
１１…円弧部
１２…回転抑制部
１３…回転抑制部
１４…爪部
１４１…面
１４２…面
１５…爪部
１５１…面
１５２…面
２０…ステアリングシャフト
３０…ハウジング
３１…ハウジング本体
３２…蓋
３３…ピン
３４…バネ
３５…ワッシャ
４０…テレスコピック機構
４１…可動コラム
４１１…インナーチューブ
４１２…アウターチューブ
５０…チルト機構
【図１】
2016160994.tif 000003
【図２】
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【図３】
2016160994.tif 000005
【図４】
2016160994.tif 000006
【図５】
2016160994.tif 000007
【図６】
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