JP2006336683A - Spherical sliding bearing, bearing unit with aligning function, and bearing device for steering column - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a spherical sliding bearing capable of realizing smooth steering operation by reducing the swing torque of a steering shaft. <P>SOLUTION: This spherical sliding bearing 34 comprises an outer ring 36 having a concave part 38 in its inner peripheral surface and an inner ring 37 having, on its outer peripheral surface, a convex part 42 sliding on the concave part 38. A groove part 52 is formed in the axial end face of the outer ring 36. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば、産業機械や自動車のステアリング等の回転支持部に用いられる球面すべり軸受、調心機能付軸受ユニット及びステアリングコラム用軸受装置に関する。   The present invention relates to, for example, a spherical plain bearing, a bearing unit with a centering function, and a steering column bearing device that are used in a rotation support portion of an industrial machine or an automobile steering.

図８は、自動車のステアリングコラムの一例を示したものである。
このステアリングコラムは、車両のレイアウトの関係から、ステアリングシャフト１が、上端にステアリングホイール２を装着したアッパーステアリングシャフト１ａと、該アッパーステアリングシャフト１ａの下端に自在継手３を介して連結された中間ステアリングシャフト１ｂとに分割されている。 FIG. 8 shows an example of a steering column of an automobile.
In this steering column, due to the layout of the vehicle, the steering shaft 1 has an upper steering shaft 1a with a steering wheel 2 mounted on the upper end, and an intermediate steering unit connected to the lower end of the upper steering shaft 1a via a universal joint 3. It is divided into a shaft 1b.

中間ステアリングシャフト１ｂは車室４とエンジンルーム５を区画するトーボード（又はダッシュパネル）６を貫通してエンジンルーム５内に延在しており、その下端がエンジンルーム５内に配設されたステアリングギヤボックス７の入力部に自在継手８を介して連結されている。
ところで、中間ステアリングシャフト１ｂがトーボード６を貫通する部分（以下、回転支持部という）Ａには、ステアリングシャフト１の操舵機能上、自己の軸線周りの円滑な回転変位が確保されること、及び軸振れ（揺動）を吸収して快適な操舵を実現することができる軸受装置を用いることが必要である。 The intermediate steering shaft 1 b extends through the toe board (or dash panel) 6 that partitions the vehicle compartment 4 and the engine room 5 into the engine room 5, and the lower end of the intermediate steering shaft 1 b is disposed in the engine room 5. It is connected to the input part of the gear box 7 via a universal joint 8.
By the way, in a portion (hereinafter referred to as a rotation support portion) A through which the intermediate steering shaft 1b passes through the toe board 6, a smooth rotational displacement around its own axis is ensured for the steering function of the steering shaft 1, and the shaft It is necessary to use a bearing device that can absorb vibration (swing) and realize comfortable steering.

従来のこの種のステアリングコラム用軸受装置としては、例えば、図９に示すように、ケーシング１３の内周部に、内周面に凹球面部１４ａを有するアウタリング１４を一体に設けるとともに、転がり軸受９の外輪１０の外周部に、前記凹球面部１４ａに摺動する凸球面部１２ａを外周面に有するインナリング１２を一体に設け、該凸球面部１２ａが前記凹球面部１４ａを摺動することにより、ステアリングシャフト１の揺動を吸収する自動調心機能付軸受ユニットを前記回転支持部Ａに配置した例が開示されている（例えば特許文献１参照）。
特開昭６２−５６６１４号公報 As a conventional steering column bearing device of this type, for example, as shown in FIG. 9, an outer ring 14 having a concave spherical surface portion 14 a on the inner peripheral surface is integrally provided on the inner peripheral portion of the casing 13. An inner ring 12 having a convex spherical portion 12a that slides on the concave spherical portion 14a is integrally provided on the outer peripheral portion of the outer ring 10 of the bearing 9, and the convex spherical portion 12a slides on the concave spherical portion 14a. Thus, there is disclosed an example in which a bearing unit with a self-aligning function that absorbs the swing of the steering shaft 1 is disposed on the rotation support portion A (see, for example, Patent Document 1).
JP-A-62-56614

しかしながら、上記特許文献１に記載のステアリングコラム用軸受装置においては、アウタリング１４の断面形状が略矩形状であるため、アウタリング１４の凹球面部１４ａにラジアル荷重が負荷したときに、該アウタリング１４が弾性変形しにくい。この結果、ステアリングシャフト１の揺動トルクが大きくなり、滑らかなステアリング操作を実現することが難しいという問題がある。
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、ステアリングシャフトの揺動トルクを小さくして、滑らかなステアリング操作を実現することができる球面すべり軸受、調心機能付軸受ユニット及びステアリングコラム用軸受装置を提供することを目的とする。 However, in the steering column bearing device described in Patent Document 1, since the outer ring 14 has a substantially rectangular cross-section, the outer ring 14 has a radial load applied to the concave spherical surface portion 14a. The ring 14 is difficult to elastically deform. As a result, there is a problem that the swinging torque of the steering shaft 1 is increased and it is difficult to realize a smooth steering operation.
The present invention has been made to solve such inconveniences. A spherical plain bearing capable of realizing a smooth steering operation by reducing the swing torque of the steering shaft, a bearing unit with a centering function, and An object of the present invention is to provide a steering column bearing device.

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、内周面に凹球面部を有するアウタリングと、前記凹球面部を摺動する凸球面部を外周面に有するインナリングとを備えた球面すべり軸受であって、
前記アウタリング及び前記インナリングの少なくとも一方のリングの軸方向端面に溝部を設けたことを特徴とする。
請求項２に係る発明は、請求項１において、前記溝部を、前記リングの周方向に等間隔で配置したことを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１又は２において、前記アウタリングの軸方向の両端面に、周方向に沿って肉抜き部を設けたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 includes an outer ring having a concave spherical surface portion on an inner peripheral surface, and an inner ring having a convex spherical surface portion sliding on the concave spherical surface portion on the outer peripheral surface. A spherical plain bearing,
A groove portion is provided on an axial end surface of at least one of the outer ring and the inner ring.
The invention according to claim 2 is characterized in that, in claim 1, the groove portions are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the ring.
A third aspect of the present invention is characterized in that, in the first or second aspect, a lightening portion is provided along the circumferential direction on both end faces of the outer ring in the axial direction.

請求項４に係る発明は、調心機能部を備えた調心機能付軸受ユニットであって、
前記調心機能部として、請求項１〜３のいずれか一項に記載の球面すべり軸受を用い、該球面すべり軸受の内周部又は外周部に転がり軸受を配置したことを特徴とする。
請求項５に係る発明は、調心機能付軸受ユニットを備えたステアリングコラム用軸受装置であって、
前記調心機能付軸受ユニットとして、請求項４に記載の調心機能付軸受ユニットを用い、該調心機能付軸受ユニットの外周側にハウジングを配置するとともに、内周側にステアリングシャフトを配置したことを特徴とする。 The invention according to claim 4 is a bearing unit with a centering function provided with a centering function part,
The spherical plain bearing according to any one of claims 1 to 3 is used as the aligning function part, and a rolling bearing is disposed on an inner peripheral part or an outer peripheral part of the spherical plain bearing.
The invention according to claim 5 is a bearing device for a steering column provided with a bearing unit with a centering function,
The bearing unit with the aligning function according to claim 4 is used as the bearing unit with the aligning function, and the housing is disposed on the outer peripheral side of the bearing unit with the aligning function and the steering shaft is disposed on the inner peripheral side. It is characterized by that.

本発明によれば、アウタリング及びインナリングの少なくとも一方のリングの軸方向端面に溝部を設けているので、前記リングにラジアル荷重が負荷したときに、該リングが弾性変形しやすくなる。これにより、ステアリングシャフトの揺動トルクを小さくすることができ、滑らかなステアリング操作を実現することができる。   According to the present invention, since the groove portion is provided on the axial end face of at least one of the outer ring and the inner ring, the ring is easily elastically deformed when a radial load is applied to the ring. Thereby, the swinging torque of the steering shaft can be reduced, and a smooth steering operation can be realized.

以下、本発明の実施の形態を図を参照して説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態であるステアリングコラム用軸受装置を説明するための要部断面図、図２はアウタリングの断面斜視図、図３は図１のＡ−Ａ線断面図、図４〜図７は本発明の他の実施の形態であるステアリングコラム用軸受装置を説明するための図である。なお、この実施の形態では、既に図８で説明した自動車のステアリングコラムのステアリングシャフトの回転支持部に用いられるステアリングコラム用軸受装置に本発明を適用した場合を例に採る。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 is a cross-sectional view of a main part for explaining a steering column bearing device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional perspective view of an outer ring, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 4 and 7 are views for explaining a steering column bearing device according to another embodiment of the present invention. In this embodiment, the case where the present invention is applied to the steering column bearing device used in the rotation support portion of the steering shaft of the steering column of the automobile already described with reference to FIG. 8 is taken as an example.

本発明の第１の実施の形態であるステアリングコラム用軸受装置２０は、図１に示すように、調心機能付軸受ユニット３０の外周側にハウジング３１が外嵌されるとともに、該ハウジング３１がトーボード６に固定され、内周側にインナスリーブ３２が内嵌されている。
調心機能付軸受ユニット３０は、球面すべり軸受３４と、該球面すべり軸受３４の内周部に設けられた転がり軸受３５とによって構成されている。 As shown in FIG. 1, the steering column bearing device 20 according to the first embodiment of the present invention has a housing 31 fitted on the outer peripheral side of a bearing unit 30 with a centering function. It is fixed to the toe board 6 and an inner sleeve 32 is fitted inside the inner periphery.
The aligning function-equipped bearing unit 30 includes a spherical plain bearing 34 and a rolling bearing 35 provided on the inner peripheral portion of the spherical plain bearing 34.

球面すべり軸受３４は、アウタリング３６と、インナリング３７とを備えている。
アウタリング３６は、内周面に凹球面部３８が設けられるとともに、軸方向両端面に周方向全周に沿って肉抜き部３９が設けられて、断面略Ｈ形状をなしており、軸方向の一端がハウジング３１の内周部に設けられた段部４０に当接した状態で、軸方向の他端がＣ型止め輪４１等によって固定されている。
また、アウタリング３６の肉抜き部３９の径方向内側の軸方向両端面には、図１及び図２に示すように、ぞれぞれ径方向に貫通する溝部５２が周方向に等間隔で複数箇所形成されている。 The spherical plain bearing 34 includes an outer ring 36 and an inner ring 37.
The outer ring 36 is provided with a concave spherical surface portion 38 on the inner peripheral surface, and a hollow portion 39 is provided on both axial end surfaces along the entire circumferential direction, and has a substantially H-shaped cross section. The other end in the axial direction is fixed by a C-type retaining ring 41 or the like in a state where one end thereof is in contact with a stepped portion 40 provided on the inner peripheral portion of the housing 31.
Further, as shown in FIGS. 1 and 2, groove portions 52 penetrating in the radial direction are provided at equal intervals in the circumferential direction on both end surfaces in the axial direction on the radially inner side of the lightening portion 39 of the outer ring 36. A plurality of places are formed.

なお、この実施の形態では、溝部５２の溝底形状をＲ形状としているが、これに限定されず、任意の溝底形状とすることができる。また、アウタリング３６の周方向に設ける溝部５２の数は特に限定されず、奇数個でも偶数個でもよい。更に、複数の溝部５２をアウタリング３６の周方向に等間隔で配置しているが、必ずしもこのようにする必要はなく、複数の溝部５２をアウタリング３６の周方向の所定の部位に偏らせて配置してもよい。更に、アウタリング３６の軸方向両端面にそれぞれ設けた複数の溝部５２の位相を合わせて配置しているが、必ずしも位相を合わせる必要はない。更に、アウタリング３６の軸方向両端面にそれぞれ複数の溝部５２を設けているが、アウタリング３６の軸方向のいずれか一方の端面のみに溝部５２を設けるようにしてもよい。   In this embodiment, the groove bottom shape of the groove portion 52 is an R shape, but the present invention is not limited to this, and an arbitrary groove bottom shape can be used. Further, the number of the groove portions 52 provided in the circumferential direction of the outer ring 36 is not particularly limited, and may be an odd number or an even number. Further, although the plurality of groove portions 52 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the outer ring 36, it is not always necessary to do so, and the plurality of groove portions 52 are biased to predetermined portions in the circumferential direction of the outer ring 36. May be arranged. Furthermore, although the phase of the plurality of groove portions 52 provided on the both axial end surfaces of the outer ring 36 is aligned with each other, it is not always necessary to match the phases. Furthermore, although the plurality of groove portions 52 are provided on both end surfaces of the outer ring 36 in the axial direction, the groove portions 52 may be provided only on one end surface of the outer ring 36 in the axial direction.

インナリング３７は、エラストマー材（又はゴム材）等によって形成されており、外周面には、アウタリング３６の凹球面部３８を摺動する凸球面部４２が設けられている。この凸球面部４２はアウタリング３６の凹球面部３８に適度な締め代をもってタイトに係合して、径方向のがたつきが生じないように球面摺動する調心機構を形成している。なお、インナリング３７の凸球面部４２とアウタリング３６の凹球面部３８との摺接部には、グリース等の潤滑剤を塗布するのが好ましい。   The inner ring 37 is formed of an elastomer material (or rubber material) or the like, and a convex spherical portion 42 that slides on the concave spherical portion 38 of the outer ring 36 is provided on the outer peripheral surface. This convex spherical surface portion 42 is tightly engaged with the concave spherical surface portion 38 of the outer ring 36 with an appropriate tightening margin to form a centering mechanism that slides in a spherical surface so as not to cause shakiness in the radial direction. . A lubricant such as grease is preferably applied to the sliding contact portion between the convex spherical portion 42 of the inner ring 37 and the concave spherical portion 38 of the outer ring 36.

なお、インナリング３７の素材のエラストマーは、柔らかすぎると耐荷重性に劣り、逆に硬度が高すぎると、インナリング３７の凸球面部４２をアウタリング３６の凹球面部３８に組み込み難くなる。従って、エラストマーの硬さは、デュロメーターＤスケールで４０〜７５が好ましく、６０〜７２がより好ましい。また、弾性率では、７０〜１５００ＭＰａが好ましく、３００〜１５００ＭＰａがより好ましい。   If the elastomer of the material of the inner ring 37 is too soft, the load resistance is inferior. Conversely, if the hardness is too high, it becomes difficult to incorporate the convex spherical portion 42 of the inner ring 37 into the concave spherical portion 38 of the outer ring 36. Accordingly, the hardness of the elastomer is preferably 40 to 75 and more preferably 60 to 72 on the durometer D scale. In addition, the elastic modulus is preferably 70 to 1500 MPa, and more preferably 300 to 1500 MPa.

転がり軸受３５は、この実施の形態では、外輪４３と内輪４４との間に複数の玉（転動体）４５が周方向に転動可能に配設されたグリース潤滑の玉軸受を用いており、外輪４３の外周面には、球面すべり軸受３４のインナリング３７が射出成形等により一体に形成される。なお、転がり軸受３５の軸方向の少なくとも一端側に密封装置を設けるようにしてもよい。   In this embodiment, the rolling bearing 35 uses a grease lubricated ball bearing in which a plurality of balls (rolling elements) 45 are disposed between the outer ring 43 and the inner ring 44 so as to be able to roll in the circumferential direction. An inner ring 37 of the spherical plain bearing 34 is integrally formed on the outer peripheral surface of the outer ring 43 by injection molding or the like. A sealing device may be provided on at least one end side in the axial direction of the rolling bearing 35.

インナスリーブ３２は、転がり軸受３５の内輪４４に樹脂等のインサート成形により一体に形成されており、外周部には転がり軸受３５を固定する手段として、軸方向に互いに離間配置された一対の突起４６が円周方向に沿って設けられている。該一対の突起４６間に内輪４４を挟み込んで軸方向に押圧することにより、転がり軸受３５がインナスリーブ３２の外周部に一体に固定されている。   The inner sleeve 32 is integrally formed with the inner ring 44 of the rolling bearing 35 by insert molding of resin or the like, and a pair of protrusions 46 that are spaced apart from each other in the axial direction as means for fixing the rolling bearing 35 to the outer peripheral portion. Are provided along the circumferential direction. The rolling bearing 35 is integrally fixed to the outer peripheral portion of the inner sleeve 32 by sandwiching the inner ring 44 between the pair of protrusions 46 and pressing it in the axial direction.

また、インナスリーブ３２の内周部は、図３に示すように、径方向に互いに対向する２つの平面部４７を有して長穴状とされている。そして、中間ステアリングシャフト１ｂの外周部に設けられた２つの平面部（図示せず）がインナスリーブ３２の内周部に嵌合されれることにより、該インナスリーブ３２がステアリングシャフト１と一体に回転するようになっている。   Further, as shown in FIG. 3, the inner peripheral portion of the inner sleeve 32 has two flat portions 47 that are opposed to each other in the radial direction and has a long hole shape. Then, two inner flat portions (not shown) provided on the outer peripheral portion of the intermediate steering shaft 1b are fitted into the inner peripheral portion of the inner sleeve 32, whereby the inner sleeve 32 rotates integrally with the steering shaft 1. It is supposed to do.

なお、インナスリーブ３２及びアウタリング３６に使用される樹脂材料は、例えば、６ナイロン、６６ナイロン、４６ナイロン、芳香族ナイロン等のナイロン樹脂や、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂等が耐熱性、耐グリース性の点から好ましい。また、負荷される荷重により、ガラス繊維、カーボン繊維、ウィスカーなどの強化繊維を充填した材料を使用することが好ましい。
また、この実施の形態では、球面すべり軸受３４のインナリング３７の凸球面部４２とアウタリング３６の凹球面部３８との摺接面の軸方向中央部に非接触部５０を設け、軸方向両端部に接触部５１を設けている。 The resin material used for the inner sleeve 32 and the outer ring 36 is, for example, nylon resin such as 6 nylon, 66 nylon, 46 nylon, aromatic nylon, polyphenylene sulfide resin, polybutylene terephthalate resin, etc. It is preferable from the viewpoint of grease resistance. Further, it is preferable to use a material filled with reinforcing fibers such as glass fibers, carbon fibers, whiskers, etc. depending on the load applied.
In this embodiment, the non-contact portion 50 is provided at the axial center of the sliding contact surface between the convex spherical portion 42 of the inner ring 37 of the spherical plain bearing 34 and the concave spherical portion 38 of the outer ring 36. Contact portions 51 are provided at both ends.

具体的には、例えば、アウタリング３６の凹球面部３８の軸方向中央部の曲率半径Ｒ1 をインナリング３７の凸球面部４２の曲率半径ｒより小さく（Ｒ1 ＜ｒ）し、前記凹球面部３８の軸方向両端部の曲率半径Ｒ2 を前記凸球面部４２の曲率半径ｒと略同一（Ｒ2 ＝ｒ )としている。なお、前記凸球面部４２の曲率半径ｒ及び曲率半径Ｒ2 の曲率中心Ｏは、インナリング３７の幅方向の中心線とステアリングシャフト１の中心軸線とが交わる点である。曲率半径Ｒ1 の曲率中心は、曲率半径Ｒ2 の曲率中心Ｏよりも半径方向外方（図１から見てＯよりも上側）にある。 Specifically, for example, the radius of curvature R1 of the central portion in the axial direction of the concave spherical portion 38 of the outer ring 36 is made smaller than the radius of curvature r of the convex spherical portion 42 of the inner ring 37 (R 1 <r). the curvature radius R2 of the axial ends of the parts 38 is set to the radius of curvature r is substantially the same of the convex spherical surface portion 42 (R 2 = r). The curvature center r of the curvature radius r and the curvature radius R 2 of the convex spherical portion 42 is a point where the center line in the width direction of the inner ring 37 and the center axis of the steering shaft 1 intersect. The center of curvature of the radius of curvature R 1 is radially outward from the center of curvature O of the radius of curvature R 2 (above O as viewed in FIG. 1).

このようにこの実施の形態では、アウタリング３６の肉抜き部３９の径方向内側の軸方向両端面に、ぞれぞれ径方向に貫通する溝部５２を周方向に等間隔で複数箇所形成しているので、アウタリング３６にラジアル荷重が負荷したときに、該アウタリング３６が弾性変形しやすくなる。これにより、ステアリングシャフト１の揺動トルクを小さくすることができ、滑らかなステアリング操作を実現することができる。   As described above, in this embodiment, a plurality of groove portions 52 penetrating in the radial direction are formed at equal intervals in the circumferential direction on both axial end surfaces on the radially inner side of the lightening portion 39 of the outer ring 36. Therefore, when a radial load is applied to the outer ring 36, the outer ring 36 is easily elastically deformed. Thereby, the swing torque of the steering shaft 1 can be reduced, and a smooth steering operation can be realized.

また、アウタリング３６に溝部５２を形成することにより、金型からアウタリング３６を抜きやすくすることができ、更には、転がり軸受３５とインナリング３７とを組み込むときに、アウタリング３６が弾性変形しやすいことから、該組み込み作業を容易に行うことができる。
更に、アウタリング３６の軸方向の両端面に周方向全周に沿って肉抜き部３９を設けているので、アウタリング３６にラジアル荷重が負荷したときに、該アウタリング３６がより弾性変形しやすくなり、これにより、ステアリングシャフト１の揺動トルクを更に小さくすることができる。 Further, by forming the groove 52 in the outer ring 36, it is possible to easily remove the outer ring 36 from the mold. Further, when the rolling bearing 35 and the inner ring 37 are assembled, the outer ring 36 is elastically deformed. Therefore, the assembling work can be easily performed.
Furthermore, since the lightening portions 39 are provided along the entire circumferential direction on both axial end faces of the outer ring 36, the outer ring 36 is more elastically deformed when a radial load is applied to the outer ring 36. As a result, the swinging torque of the steering shaft 1 can be further reduced.

更に、球面すべり軸受３４のインナリング３７の凸球面部４２とアウタリング３６の凹球面部３８との摺接面の軸方向中央部に非接触部５０を設けているので、凸球面部４２と凹球面部３８との接触面積が減少して、凸球面部４２が凹球面部３８を摺動する際の摩擦抵抗を小さくすることができる。
更に、インナリング３７の凸球面部４２とアウタリング３６の凹球面部３８との非接触部５０に空隙ができるため、この空隙に潤滑剤が溜まり、凸球面部４２が凹球面部３８を摺動する際の摩擦抵抗をより小さくすることができる。 Further, since the non-contact portion 50 is provided in the axial center portion of the sliding contact surface between the convex spherical portion 42 of the inner ring 37 of the spherical plain bearing 34 and the concave spherical portion 38 of the outer ring 36, the convex spherical portion 42 The contact area with the concave spherical portion 38 is reduced, and the frictional resistance when the convex spherical portion 42 slides on the concave spherical portion 38 can be reduced.
Further, since a gap is formed in the non-contact portion 50 between the convex spherical portion 42 of the inner ring 37 and the concave spherical portion 38 of the outer ring 36, lubricant accumulates in the gap, and the convex spherical portion 42 slides the concave spherical portion 38. The frictional resistance when moving can be further reduced.

なお、本発明は上記実施の形態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、球面すべり軸受３４のインナリング３７の凸球面部４２とアウタリング３６の凹球面部３８との摺接面の軸方向中央部に非接触部５０を設けているが、必ずしもこのようにする必要はなく、インナリング３７の凸球面部４２とアウタリング３６の凹球面部３８とを全域で接触させるようにしてもよい。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can change suitably.
For example, in the above embodiment, the non-contact portion 50 is provided at the axial center portion of the sliding contact surface between the convex spherical portion 42 of the inner ring 37 of the spherical plain bearing 34 and the concave spherical portion 38 of the outer ring 36. However, this is not always necessary, and the convex spherical surface portion 42 of the inner ring 37 and the concave spherical surface portion 38 of the outer ring 36 may be brought into contact with each other over the entire area.

また、上記実施の形態では、アウタリング３６に溝部５２を形成した場合を例示したが、これに代えて、例えば、図４に示すように、インナリング３７の軸方向両端面に、ぞれぞれ径方向に貫通する溝部５２を周方向に等間隔で複数箇所形成してもよい（第２の実施の形態）。
更に、上記実施の形態では、アウタリング３６の軸方向の両端面に肉抜き部３９と溝部５２とを形成した場合を例示したが、図５に示すように、肉抜き部３９を省略して、アウタリング３６の軸方向の両端面に、溝部５２のみを形成するようにしてもよい（第３の実施の形態）。この場合、溝部５２のアウタリング３６の内周面側は開口しており、該内周面からの溝部５２の径方向の深さは、任意に設定することができ、また、図６に示すように、溝部５２をアウタリング３６の軸方向の一方の端面から他方の端面まで軸方向に貫通して設けるようにしてもよい（第４の実施の形態）。 Further, in the above embodiment, the case where the groove portion 52 is formed in the outer ring 36 is illustrated, but instead, for example, as shown in FIG. A plurality of groove portions 52 penetrating in the radial direction may be formed at equal intervals in the circumferential direction (second embodiment).
Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the thinned portion 39 and the groove portion 52 are formed on both end surfaces in the axial direction of the outer ring 36 is illustrated, but the thinned portion 39 is omitted as shown in FIG. Only the groove 52 may be formed on both end faces of the outer ring 36 in the axial direction (third embodiment). In this case, the inner peripheral surface side of the outer ring 36 of the groove portion 52 is open, and the depth in the radial direction of the groove portion 52 from the inner peripheral surface can be arbitrarily set, and is shown in FIG. As described above, the groove portion 52 may be provided so as to penetrate in the axial direction from one end surface in the axial direction of the outer ring 36 to the other end surface (fourth embodiment).

更に、上記実施の形態では、インナスリーブ３２を転がり軸受３５の内輪４４に樹脂等のインサート成形により一体に形成した場合を例示したが、必ずしもこのようにする必要はなく、例えば、インナスリーブ３２を機械加工で製作しても良い。この場合、インナスリーブ３２の外周部に止め溝を設けて転がり軸受３５をＣ型止め輪等で軸方向に固定するようにしてもよい。   Furthermore, in the above embodiment, the case where the inner sleeve 32 is formed integrally with the inner ring 44 of the rolling bearing 35 by insert molding of resin or the like is exemplified. However, it is not always necessary to do this. It may be manufactured by machining. In this case, a stop groove may be provided on the outer peripheral portion of the inner sleeve 32 and the rolling bearing 35 may be fixed in the axial direction with a C-type retaining ring or the like.

更に、上記実施の形態では、転がり軸受３５として玉軸受を例示したが、これに代えて、針状ころ軸受やその他の転がり軸受を採用してもよい。
更に、上記実施の形態では、中間ステアリングシャフト１ｂの回転支持部に本発明を適用した場合を例示したが、これに代えて、アッパーステアリングシャフト１ａの回転支持部に本発明を適用してもよい。 Furthermore, in the said embodiment, although the ball bearing was illustrated as the rolling bearing 35, it may replace with this and may employ | adopt a needle roller bearing and another rolling bearing.
Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to the rotation support portion of the intermediate steering shaft 1b is illustrated, but instead, the present invention may be applied to the rotation support portion of the upper steering shaft 1a. .

更に、上記実施の形態では、球面すべり軸受３４の内周部に転がり軸受３５を設けたステアリングコラム用軸受装置２０を例示したが、これに代えて、図７に示すように、球面すべり軸受の外周部に転がり軸受を設けたステアリングコラム用軸受装置１００としてもよい（第５の実施の形態）。
このステアリングコラム用軸受装置１００は、図７に示すように、調心機能付軸受ユニット１３０の外周側にハウジング１３１が外嵌されるとともに、該ハウジング１３１がトーボード６に固定され、内周側にインナスリーブ１３２が配置されている。 Furthermore, in the above-described embodiment, the steering column bearing device 20 in which the rolling bearing 35 is provided on the inner peripheral portion of the spherical sliding bearing 34 is illustrated, but instead of this, as shown in FIG. A steering column bearing device 100 may be provided in which a rolling bearing is provided on the outer peripheral portion (fifth embodiment).
As shown in FIG. 7, in the steering column bearing device 100, a housing 131 is fitted on the outer peripheral side of the bearing unit 130 with a centering function, and the housing 131 is fixed to the toe board 6 and is connected to the inner peripheral side. An inner sleeve 132 is disposed.

調心機能付軸受ユニット１３０は、球面すべり軸受１３４と、該球面すべり軸受１３４の外周部に設けられた転がり軸受１３５とによって構成されている。
球面すべり軸受１３４は、アウタリング１３６と、インナリング１３７とを備えている。
アウタリング１３６は、内周面に凹球面部１３８が設けられるとともに、軸方向両端面に周方向全周に沿って肉抜き部１３９が設けられて、断面略Ｈ形状をなしており、外周部には、転がり軸受１３５を固定する手段として、軸方向に互いに離間配置された一対の突起１４６が円周方向に沿って設けられている。該一対の突起１４６間に転がり軸受１３５の内輪１４４を挟み込んで軸方向に押圧することにより、アウタリング１３６の外周部に転がり軸受１３５が一体に固定されている。 The aligning function-equipped bearing unit 130 includes a spherical plain bearing 134 and a rolling bearing 135 provided on the outer periphery of the spherical plain bearing 134.
The spherical plain bearing 134 includes an outer ring 136 and an inner ring 137.
The outer ring 136 is provided with a concave spherical surface portion 138 on the inner peripheral surface, and with a lightening portion 139 provided on both axial end surfaces along the entire circumferential direction, and has a substantially H-shaped cross section. As a means for fixing the rolling bearing 135, a pair of protrusions 146 that are spaced apart from each other in the axial direction are provided along the circumferential direction. The rolling bearing 135 is integrally fixed to the outer peripheral portion of the outer ring 136 by sandwiching the inner ring 144 of the rolling bearing 135 between the pair of protrusions 146 and pressing it in the axial direction.

また、アウタリング１３６の肉抜き部１３９の径方向内側の軸方向両端面には、上記第１の実施の形態と同様に、ぞれぞれ径方向に貫通する溝部１５２が周方向に等間隔で複数箇所形成されている。
なお、上記第１の実施の形態と同様に、溝部１５２の溝底形状はＲ形状の他、任意の溝底形状とすることができる。また、アウタリング１３６の周方向に設ける溝部１５２の数は特に限定されず、奇数個でも偶数個でもよい。更に、複数の溝部１５２をアウタリング１３６の周方向に等間隔で配置する必要はなく、複数の溝部１５２をアウタリング１３６の周方向の所定の部位に偏らせて配置してもよい。更に、アウタリング１３６の軸方向両端面にそれぞれ設けた複数の溝部１５２の位相は合わせても、合わせなくてもよい。更に、アウタリング１３６の軸方向のいずれか一方の端面のみに溝部１５２を設けるようにしてもよい。 Further, on both end surfaces in the axial direction on the radially inner side of the lightening portion 139 of the outer ring 136, as in the first embodiment, each of the groove portions 152 penetrating in the radial direction is equally spaced in the circumferential direction. A plurality of locations are formed.
As in the first embodiment, the groove bottom shape of the groove 152 can be an arbitrary groove bottom shape in addition to the R shape. Moreover, the number of the groove parts 152 provided in the circumferential direction of the outer ring 136 is not particularly limited, and may be an odd number or an even number. Furthermore, it is not necessary to arrange the plurality of groove portions 152 at equal intervals in the circumferential direction of the outer ring 136, and the plurality of groove portions 152 may be arranged so as to be biased to predetermined portions in the circumferential direction of the outer ring 136. Further, the phases of the plurality of groove portions 152 provided on both end surfaces in the axial direction of the outer ring 136 may or may not be matched. Further, the groove 152 may be provided only on one end face of the outer ring 136 in the axial direction.

インナリング１３７は、インナスリーブ１３２と一つの部材で一体に形成されており、外周面に前記凹球面部１３８を摺動する凸球面部１４２が設けられている。この凸球面部１４２はアウタリング１３６の凹球面部１３８に適度な締め代をもってタイトに係合して、径方向のがたつきが生じないように球面摺動する調心機構を形成している。なお、凸球面部１４２と凹球面部１３８との摺接部には、グリース等の潤滑剤を塗布するのが好ましい。また、この実施の形態では、インナリング１３７とインナスリーブ１３２とを一つの部材で一体に形成しているが、インナリング１３７とインナスリーブ１３２とを別体としてもよい。   The inner ring 137 is integrally formed with the inner sleeve 132 as a single member, and a convex spherical portion 142 that slides on the concave spherical portion 138 is provided on the outer peripheral surface. The convex spherical portion 142 is tightly engaged with the concave spherical portion 138 of the outer ring 136 with an appropriate tightening margin to form a centering mechanism that slides in a spherical surface so as not to cause radial play. . Note that a lubricant such as grease is preferably applied to the sliding contact portion between the convex spherical portion 142 and the concave spherical portion 138. Further, in this embodiment, the inner ring 137 and the inner sleeve 132 are integrally formed with one member, but the inner ring 137 and the inner sleeve 132 may be separated.

また、インナスリーブ１３２の内周部は、上記第１の実施の形態と同様に、互いに対向する２つの平面部１４７を有して長穴状とされている。そして、中間ステアリングシャフト１ｂの外周部に設けられた２つの平面部（図示せず）がインナスリーブ１３２の内周部に嵌合されることにより、該インナスリーブ１３２がステアリングシャフト１と一体に回転するようになっている。   Further, the inner peripheral portion of the inner sleeve 132 has two flat portions 147 facing each other and is formed in a long hole shape, as in the first embodiment. Then, the two flat portions (not shown) provided on the outer peripheral portion of the intermediate steering shaft 1b are fitted to the inner peripheral portion of the inner sleeve 132, whereby the inner sleeve 132 rotates integrally with the steering shaft 1. It is supposed to do.

なお、インナリング１３７、インナスリーブ１３２、アウタリング１３６に使用される樹脂材料は、例えば、６ナイロン、６６ナイロン、４６ナイロン、芳香族ナイロン等のナイロン樹脂や、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂等が耐熱性、耐グリース性の点から好ましい。また、負荷される荷重により、ガラス繊維、カーボン繊維、ウィスカーなどの強化繊維を充填した材料を使用することが好ましい。   Resin materials used for the inner ring 137, the inner sleeve 132, and the outer ring 136 are nylon resins such as 6 nylon, 66 nylon, 46 nylon, and aromatic nylon, polyphenylene sulfide resin, polybutylene terephthalate resin, and the like. Is preferable from the viewpoint of heat resistance and grease resistance. Further, it is preferable to use a material filled with reinforcing fibers such as glass fibers, carbon fibers, whiskers, etc. depending on the load applied.

転がり軸受１３５は、この実施の形態では、外輪１４３と内輪１４４との間に複数の玉（転動体）１４５が周方向に転動可能に配設されたグリース潤滑の玉軸受を用いており、外輪１４３の軸方向の一端がハウジング１３１の内周部に設けられた段部１４０に当接した状態で、軸方向の他端がＣ型止め輪１４１等によって固定されている。なお、転がり軸受１３５の軸方向の少なくとも一端側に密封装置を設けるようにしてもよい。   In this embodiment, the rolling bearing 135 uses a grease lubricated ball bearing in which a plurality of balls (rolling elements) 145 are arranged between the outer ring 143 and the inner ring 144 so as to be able to roll in the circumferential direction. One end in the axial direction of the outer ring 143 is in contact with a stepped portion 140 provided on the inner peripheral portion of the housing 131, and the other end in the axial direction is fixed by a C-type retaining ring 141 or the like. A sealing device may be provided on at least one end side of the rolling bearing 135 in the axial direction.

また、この実施の形態では、球面すべり軸受１３４のインナリング１３７の凸球面部１４２とアウタリング１３６の凹球面部１３８との摺接面の軸方向中央部に非接触部１５０を設け、軸方向両端部に接触部１５１を設けている。
具体的には、例えば、アウタリング１３６の凹球面部１３８の軸方向中央部の曲率半径Ｒ1 をインナリング１３７の凸球面部１４２の曲率半径ｒより小さく（Ｒ1 ＜ｒ）し、前記凹球面部１３８の軸方向両端部の曲率半径Ｒ2 を前記凸球面部１４２の曲率半径ｒと略同一（Ｒ2 ＝ｒ )としている。なお、前記凸球面部１４２の曲率半径ｒ及び曲率半径Ｒ2 の曲率中心Ｏは、インナリング１３７の幅方向の中心線とステアリングシャフト１の中心軸線とが交わる点である。曲率半径Ｒ1 の曲率中心は、曲率半径Ｒ2 の曲率中心Ｏよりも半径方向外方（図７から見てＯよりも上側）にある。 In this embodiment, the non-contact portion 150 is provided in the axial center portion of the sliding contact surface between the convex spherical portion 142 of the inner ring 137 of the spherical plain bearing 134 and the concave spherical portion 138 of the outer ring 136. Contact portions 151 are provided at both ends.
Specifically, for example, the radius of curvature R 1 of the central portion in the axial direction of the concave spherical portion 138 of the outer ring 136 is made smaller than the radius of curvature r of the convex spherical portion 142 of the inner ring 137 (R 1 <r). The curvature radius R 2 at both ends in the axial direction of the spherical portion 138 is substantially the same as the curvature radius r of the convex spherical portion 142 (R 2 = r 1). The curvature center O of the curvature radius r and the curvature radius R 2 of the convex spherical portion 142 is a point where the center line in the width direction of the inner ring 137 and the center axis of the steering shaft 1 intersect. The center of curvature of the radius of curvature R 1 is radially outward from the center of curvature O of the radius of curvature R 2 (above O as viewed from FIG. 7).

このようにこの実施の形態では、アウタリング１３６の肉抜き部１３９の径方向内側の軸方向両端面に、ぞれぞれ径方向に貫通する溝部１５２を周方向に等間隔で複数箇所形成しているので、アウタリング１３６にラジアル荷重が負荷したときに、該アウタリング１３６が弾性変形しやすくなる。これにより、ステアリングシャフト１の揺動トルクを小さくすることができ、滑らかなステアリング操作を実現することができる。   Thus, in this embodiment, a plurality of groove portions 152 that penetrates in the radial direction are formed at equal intervals in the circumferential direction on both end surfaces in the axial direction on the radially inner side of the thinned portion 139 of the outer ring 136. Therefore, when a radial load is applied to the outer ring 136, the outer ring 136 is easily elastically deformed. Thereby, the swing torque of the steering shaft 1 can be reduced, and a smooth steering operation can be realized.

また、アウタリング１３６に溝部１５２を形成することにより、金型からアウタリング１３６を抜きやすくすることができ、更には、インナリング１３７を組み込むときに、アウタリング１３６が弾性変形しやすいことから、該組み込み作業を容易に行うことができる。
更に、アウタリング１３６の軸方向の両端面に周方向全周に沿って肉抜き部１３９を設けているので、アウタリング１３６にラジアル荷重が負荷したときに、該アウタリング１３６がより弾性変形しやすくなり、これにより、ステアリングシャフト１の揺動トルクを更に小さくすることができる。 Further, by forming the groove 152 in the outer ring 136, it is possible to easily remove the outer ring 136 from the mold. Further, when the inner ring 137 is assembled, the outer ring 136 is easily elastically deformed. The assembling work can be easily performed.
Further, since the lightening portions 139 are provided along the entire circumferential direction on both end faces in the axial direction of the outer ring 136, the outer ring 136 is more elastically deformed when a radial load is applied to the outer ring 136. As a result, the swinging torque of the steering shaft 1 can be further reduced.

更に、球面すべり軸受１３４のインナリング１３７の凸球面部１４２とアウタリング１３６の凹球面部１３８との摺接面の軸方向中央部に非接触部１５０を設けているので、凸球面部１４２と凹球面部１３８との接触面積が減少して、凸球面部１４２が凹球面部１３８を摺動する際の摩擦抵抗を小さくすることができる。
更に、インナリング１３７の凸球面部１４２とアウタリング１３６の凹球面部１３８との非接触部１５０に空隙ができるため、この空隙に潤滑剤が溜まり、凸球面部１４２が凹球面部１３８を摺動する際の摩擦抵抗をより小さくすることができる。 Further, since the non-contact portion 150 is provided in the axial central portion of the sliding contact surface between the convex spherical portion 142 of the inner ring 137 of the spherical plain bearing 134 and the concave spherical portion 138 of the outer ring 136, The contact area with the concave spherical portion 138 is reduced, and the frictional resistance when the convex spherical portion 142 slides on the concave spherical portion 138 can be reduced.
Further, since a gap is formed in the non-contact portion 150 between the convex spherical portion 142 of the inner ring 137 and the concave spherical portion 138 of the outer ring 136, lubricant accumulates in the gap, and the convex spherical portion 142 slides on the concave spherical portion 138. The frictional resistance when moving can be further reduced.

なお、この実施の形態についても、上記第１の実施の形態と同様に、球面すべり軸受１３４のインナリング１３７の凸球面部１４２とアウタリング１３６の凹球面部１３８とを全域で接触させるようにしてもよく、また、肉抜き部１３９を省略してもよく、更に、転がり軸受１３５として、玉軸受に代えて、針状ころ軸受やその他の転がり軸受を採用してもよく、更に、中間ステアリングシャフト１ｂの回転支持部に代えて、アッパーステアリングシャフト１ａの回転支持部に本発明を適用してもよい。   In this embodiment, as in the first embodiment, the convex spherical portion 142 of the inner ring 137 of the spherical plain bearing 134 and the concave spherical portion 138 of the outer ring 136 are brought into contact with each other over the entire area. In addition, the lightening portion 139 may be omitted, and a needle roller bearing or other rolling bearing may be adopted as the rolling bearing 135 instead of the ball bearing. Instead of the rotation support part of the shaft 1b, the present invention may be applied to the rotation support part of the upper steering shaft 1a.

本発明の第１の実施の形態であるステアリングコラム用軸受装置を説明するための要部断面図である。It is principal part sectional drawing for demonstrating the steering column bearing apparatus which is the 1st Embodiment of this invention. アウタリングの断面斜視図である。It is a cross-sectional perspective view of an outer ring. 図１のＡ−Ａ線断面図である。It is the sectional view on the AA line of FIG. 本発明の第２の実施の形態であるステアリングコラム用軸受装置を説明するための要部断面図である。It is principal part sectional drawing for demonstrating the steering column bearing apparatus which is the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施の形態であるステアリングコラム用軸受装置を説明するための要部断面図である。It is principal part sectional drawing for demonstrating the steering column bearing apparatus which is the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４の実施の形態であるステアリングコラム用軸受装置を説明するための要部断面図である。It is principal part sectional drawing for demonstrating the steering column bearing apparatus which is the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第５の実施の形態であるステアリングコラム用軸受装置を説明するための要部断面図である。It is principal part sectional drawing for demonstrating the steering column bearing apparatus which is the 5th Embodiment of this invention. 自動車のステアリングコラムの一例を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating an example of the steering column of a motor vehicle. 従来のステアリングコラム用軸受装置の一例を説明するための要部断面図である。It is principal part sectional drawing for demonstrating an example of the conventional bearing apparatus for steering columns.

符号の説明Explanation of symbols

２０，１００ ステアリングコラム用軸受装置
３０，１３０ 調心機能付軸受ユニット。
３１，１３１ ハウジング
３４，１３４ 球面すべり軸受（調心機能部）
３５，１３５ 転がり軸受
３６，１３６ アウタリング
３７，１３７ インナリング
３８，１３８ 凹球面部
３９，１３９ 肉抜き部
４２，１４２ 凸球面部
５２，１５２ 溝部 20, 100 Steering column bearing device 30, 130 Bearing unit with alignment function.
31, 131 Housing 34, 134 Spherical plain bearing (alignment function part)
35, 135 Rolling bearings 36, 136 Outer ring 37, 137 Inner ring 38, 138 Concave spherical surface portion 39, 139 Thickening portion 42, 142 Convex spherical surface portion 52, 152 Groove portion

Claims (5)

内周面に凹球面部を有するアウタリングと、前記凹球面部を摺動する凸球面部を外周面に有するインナリングとを備えた球面すべり軸受であって、
前記アウタリング及び前記インナリングの少なくとも一方のリングの軸方向端面に溝部を設けたことを特徴とする球面すべり軸受。 A spherical plain bearing comprising an outer ring having a concave spherical portion on the inner peripheral surface and an inner ring having a convex spherical portion sliding on the concave spherical portion on the outer peripheral surface,
A spherical plain bearing characterized in that a groove is provided on an axial end face of at least one of the outer ring and the inner ring. 前記溝部を、前記リングの周方向に等間隔で配置したことを特徴とする請求項１に記載した球面すべり軸受。   The spherical plain bearing according to claim 1, wherein the groove portions are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the ring. 前記アウタリングの軸方向の両端面に、周方向に沿って肉抜き部を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載した球面すべり軸受。   3. The spherical plain bearing according to claim 1, wherein a hollow portion is provided along a circumferential direction on both axial end surfaces of the outer ring. 調心機能部を備えた調心機能付軸受ユニットであって、
前記調心機能部として、請求項１〜３のいずれか一項に記載の球面すべり軸受を用い、該球面すべり軸受の内周部又は外周部に転がり軸受を配置したことを特徴とする調心機能付軸受ユニット。 A bearing unit with a centering function having a centering function part,
A spherical plain bearing according to any one of claims 1 to 3 is used as the aligning function part, and a rolling bearing is disposed on an inner peripheral part or an outer peripheral part of the spherical plain bearing. Functional bearing unit. 調心機能付軸受ユニットを備えたステアリングコラム用軸受装置であって、
前記調心機能付軸受ユニットとして、請求項４に記載の調心機能付軸受ユニットを用い、該調心機能付軸受ユニットの外周側にハウジングを配置するとともに、内周側にステアリングシャフトを配置したことを特徴とするステアリングコラム用軸受装置。 A bearing device for a steering column provided with a bearing unit with a centering function,
The bearing unit with the aligning function according to claim 4 is used as the bearing unit with the aligning function, and the housing is disposed on the outer peripheral side of the bearing unit with the aligning function and the steering shaft is disposed on the inner peripheral side. A bearing device for a steering column.
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