ПОДШИПНИК СКОЛЬЖЕНИЯ И РУЛЕВОЙ МЕХАНИЗМ РЕЕЧНОГО ТИПА ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В АВТОМОБИЛЕ Российский патент 2011 года по МПК F16C29/02 F16C33/20 B62D3/12 F16H19/04 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к подшипнику скольжения, более точно к подшипнику скольжения, применимому в качестве подвижной опоры для вала рулевой рейки в автомобиле с рулевым механизмом реечного типа.

Предпосылки создания изобретения

Патентный документ 1: публикация японского патента №3543652.

В рулевом механизме реечного типа вал рулевой рейки, зубцы которой входят в зацепление с зубцами ведущей шестерни, посредством подвижной опоры в виде подшипника скольжения опирается на коробку передач, служащую корпусом. В качестве подшипников скольжения предлагались различные подшипники скольжения из пластмассы, и такие подшипники скольжения из синтетической пластмассы обычно способны служить подвижной опорой для вала рулевой рейки с определенным сопряжением.

Раскрытие изобретения, задачи

Если подшипник скольжения из синтетической пластмассы обеспечивает сильное сопряжение с валом рулевой рейки, который на него опирается, вал рулевой рейки может быть прочно установлен в радиальном направлении с заданной жесткостью. Вместе с тем, поскольку вал рулевой рейки туго затянут, усиливается фрикционное сопротивление скольжению в осевом направлении, из-за чего становится невозможным обеспечить опору для вала рулевой рейки с удовлетворительной кинематической характеристикой. С другой стороны, в случае слабого сопряжения с валом рулевой рейки можно рассчитывать на получение удовлетворительной осевой кинематической характеристики с низким фрикционным сопротивлением скольжению вала рулевой рейки. Тем не менее, помимо всего прочего, происходит значительное осевое смещение вала рулевой рейки и образуется зазор между подшипником скольжения и валом рулевой рейки, из-за чего имеет место неблагоприятный наклон жесткой опоры в радиальном направлении.

Кроме того, в случае использования подшипника скольжения из синтетической пластмассы между подшипником скольжения и валом рулевой рейки может образовываться зазор вследствие деформации ползучести синтетической пластмассы, в результате чего жесткая опора может опуститься в радиальном направлении. К тому же, если, в частности, происходит радиальная усадка в результате релаксации напряжений синтетической пластмассы вследствие тепловой предыстории, существует возможность того, что сопряжение с валом рулевой рейки усилится, в результате чего возникнет сильное фрикционное сопротивление скольжению.

В то же время вал рулевой рейки обычно подвижно опирается на подшипник скольжения в двух положениях со стороны, прилегающей к ведущей шестерне, и стороны, удаленной от ведущей шестерни. В частности, на участке вала рулевой рейки со стороны, прилегающей к ведущей шестерне, смещение в радиальном направлении ведущей шестерни более вероятно, чем смещение в направлении приближения или удаления от ведущей шестерни с учетом эффекта зацепления между зубцами ведущей шестерни и зубчатой рейки. Такое смещение участка вала рулевой рейки со стороны, прилегающей к ведущей шестерне в осевом направлении ведущей шестерни, происходит в противоположном направлении в соответствии с направлением вращения ведущей шестерни. В результате, если участок вала рулевой рейки со стороны, прилегающей к ведущей шестерне, опирается на подшипник скольжения с сильным сопряжением, существует возможность того, что эффективность рулевого управления существенно снизится в сочетании с деформацией изгиба вала рулевой рейки.

К тому же в случае использования подшипника скольжения из синтетической пластмассы в качестве скользящей опоры для вала рулевой рейки в автомобиле с рулевым механизмом реечного типа внутреннее пространство коробки передач рулевого механизма реечного типа герметизировано, из-за чего затрудняется засасывание воздуха в коробку передач и его выброс. Следовательно, из-за принудительного засасывания и выброса воздуха существует возможность возникновения аномального шума и преждевременной потери смазочного материала, такого как смазочное масло, которым заполняют зазор между подшипником скольжения и валом рулевой рейки.

В настоящем изобретении учтены описанные выше особенности, а его задачей является создание подшипника скольжения и рулевого механизма реечного типа для использования в автомобиле, при этом для вала рулевой рейки обеспечивают опору с заданной жесткостью в его радиальном направлении и в осевом направлении ведущей шестерни, для вала рулевой рейки обеспечивают подвижную опору с низким фрикционным сопротивлением в осевом направлении вала рулевой рейки и ослабляют эффект релаксация напряжений вследствие деформации ползучести и тепловой предыстории.

Средства решения задач

Подшипник скольжения согласно настоящему изобретению включает: втулку из синтетической пластмассы, имеющую, по меньшей мере, одну кольцевую канавку, выполненную на ее наружной периферийной поверхности, и бесконечный кольцевой упругий элемент, установленный в кольцевой канавке втулки, при этом втулка имеет пару обращенных внутрь внутренних периферийных поверхностей, которые проходят осесимметрично, пару прорезей, каждая из которых расположена таким образом, что между ними в направлении вдоль окружности проходит одна из обращенных внутрь внутренних периферийных поверхностей, и они позволяют такой обращенной внутрь внутренней периферийной поверхности перемещаться в радиальном направлении внутрь/наружу, другую пару прорезей, каждая из которых расположена таким образом, что между ними в направлении вдоль окружности проходит другая обращенная внутрь внутренняя периферийная поверхность, и они позволяют такой обращенной внутрь внутренней периферийной поверхности перемещаться в радиальном направлении внутрь/наружу, и по меньшей мере одну пару обращенных наружу внутренних периферийных поверхностей, проходящих с наружной стороны относительно пары обращенных внутрь внутренних периферийных поверхностей в радиальном направлении, при этом каждая из обращенных наружу внутренних периферийных поверхностей образует зазор с соответствующей из наружных периферийных поверхностей со стороны зубцов и с противоположной ей стороны вала рулевой рейки, который вставлен и закреплен в сквозном отверстии, образованном парой обращенных внутрь внутренних периферийных поверхностей и парой обращенных наружу внутренних периферийных поверхностей, а по меньшей мере участок каждой из обращенных внутрь внутренних периферийных поверхностей способен входить в скользящий контакт с соответствующей наружной периферийной поверхностью вала рулевой рейки за исключением наружных периферийных поверхностей со стороны зубцов и противоположной ей стороны вала рулевой рейки.

Подшипник скольжения согласно изобретению включает втулку, имеющую пару обращенных внутрь внутренних периферийных поверхностей, которые проходят осесимметрично, пару прорезей, каждая из которых расположена таким образом, что между ними в направлении вдоль окружности проходит одна из обращенных внутрь внутренних периферийных поверхностей, и они позволяют такой обращенной внутрь внутренней периферийной поверхности перемещаться в радиальном направлении внутрь/наружу, и другую пару прорезей, каждая из которых расположена таким образом, что между ними в направлении вдоль окружности проходит другая обращенная внутрь внутренняя периферийная поверхность, и они позволяют такой обращенной внутрь внутренней периферийной поверхности перемещаться в радиальном направлении внутрь/наружу. По меньшей мере, участок каждой из обращенных внутрь внутренних периферийных поверхностей способен входить в скользящий контакт с соответствующей наружной периферийной поверхностью вала рулевой рейки за исключением наружных периферийных поверхностей со стороны зубцов и противоположной ей стороны вала рулевой рейки. Кроме того, в кольцевой канавке на наружной периферийной поверхности втулки установлен бесконечный кольцевой упругий элемент. За счет этого обеспечивается опора для вала рулевой рейки с заданной жесткостью в радиальном направлении и осевом направлении ведущей шестерни, смещение вала рулевой рейки в осевом направлении ведущей шестерни подавляется парой обращенных внутрь внутренних периферийных поверхностей, а для осевого перемещения вала рулевой рейки обеспечивается подвижная опора за счет низкого фрикционного сопротивления. Кроме того, каждая из обращенных наружу внутренних периферийных поверхностей образует зазор с соответствующей из наружных периферийных поверхностей со стороны зубцов и с противоположной ей стороны вала рулевой рейки, который вставлен и закреплен в сквозном отверстии, образованном парой обращенных внутрь внутренних периферийных поверхностей и парой обращенных наружу внутренних периферийных поверхностей. Следовательно, за счет сочетания описанных признаков можно ослабить эффект релаксация напряжений вследствие деформации ползучести и тепловой предыстории.

Поскольку синтетическая пластмасса в качестве материала для изготовления втулки отличается повышенной стойкость к истиранию, имеет низкую фрикционную характеристику и заданную гибкость и жесткость, предпочтительно, чтобы она обладала малым тепловым расширением и сжатием. В частности, среди прочего, можно указать синтетическую пластмассу, содержащую, по меньшей мере, одно из веществ, включающих полиацетальную смолу, полиамидную смолу, полиолефиновую смолу и фторосмолу.

Бесконечный кольцевой упругий элемент имеет круглое, эллиптическое, прямоугольное или овальное поперечное сечение, но настоящее изобретение не ограничено этими формами и поперечное сечение может иметь Х-образную, U-образную или трапециевидную форму. Предпочтительно бесконечный кольцевой упругий элемент выполнен из натурального или синтетического каучука или другой упругой термопластичной синтетической пластмассы, например сложного полиэфирного эластомера. Таким бесконечным кольцевым упругим элементом может являться обычно используемое кольцо круглого сечения. Бесконечный кольцевой упругий элемент, установленный в кольцевой канавке, может частично выступать из наружной периферийной поверхности втулки. В качестве альтернативы бесконечный кольцевой упругий элемент может целиком помещаться в кольцевой канавке и не выступать из наружной периферийной поверхности втулки. Если бесконечный кольцевой упругий элемент частично выступает, его наружная периферийная поверхность может входить в контакт с внутренней периферийной поверхностью корпуса, в котором установлен подшипник скольжения, или в качестве альтернативы бесконечный кольцевой упругий элемент может образовывать кольцевой зазор между своей наружной периферийной поверхностью и внутренней периферийной поверхностью корпуса.

На наружной периферийной поверхности втулки может быть выполнена, по меньшей мере, одна кольцевая канавка. Если на наружной периферийной поверхности втулки выполнено множество кольцевых канавок, в соответствующие кольцевые канавки могут входить бесконечные кольцевые упругие элементы.

В предпочтительном варианте осуществления каждая из обращенных внутрь внутренних периферийных поверхностей имеет плоскую форму, но в качестве альтернативы может иметь выпуклую форму или вогнутую формы с радиусом кривизны, равным или превышающим радиус кривизны цилиндрической наружной периферийной поверхности вала рулевой рейки. Достаточно, чтобы каждая из обращенных внутрь внутренних периферийных поверхностей имела центральный угол θ1 относительно центра вала рулевой рейки, чтобы, по меньшей мере, участок каждой из обращенных внутрь внутренних периферийных поверхностей входил в скользящий контакт с соответствующей наружной периферийной поверхностью вала рулевой рейки за исключением наружных периферийных поверхностей со стороны зубцов и противоположной ей стороны вала рулевой рейки и за счет этого служил опорой для вала рулевой рейки в радиальном направлении и осевом направлении ведущей шестерни с заданной жесткостью. Предпочтительно каждая из обращенных внутрь внутренних периферийных поверхностей имеет центральный угол θ1 не менее 5° и не более 90° относительно центра вала рулевой рейки, и в этом случае каждая из обращенных наружу внутренних периферийных поверхностей может иметь центральный угол θ2, равный (180°минус угол θ1) относительно центра вала рулевой рейки. Участок или целиком каждая из обращенных внутрь внутренних периферийных поверхностей может находиться в скользящем контакте с соответствующей наружной периферийной поверхностью вала рулевой рейки за исключением наружных периферийных поверхностей со стороны зубцов и противоположной ей стороны вала рулевой рейки.

В одном из вариантов осуществления каждая из прорезей открыта с одного торца в осевом направлении втулки и проходит в осевом направлении от одного торца до области вблизи другого торца в осевом направлении втулки за кольцевую канавку. Каждая из таких прорезей может проходить параллельно осевому направлению или в качестве альтернативы проходить наклонно осевому направлению. Кроме того, одна прорезь может проходить параллельно осевому направлению, а другая прорезь может проходить наклонно осевому направлению.

Втулка может дополнительно иметь, по меньшей мере, еще одну пару прорезей, каждая из которых открыта с другого торца в осевом направлении втулки, проходит в осевом направлении от другого торца до области вблизи первого торца в осевом направлении втулки за кольцевую канавку и соответствующим образом расположена со стороны зубцов и с противоположной ей стороны вала рулевой рейки. К тому же втулка может иметь основной участок корпуса, включающий обращенные внутрь внутренние периферийные поверхности, обращенные наружу внутренние периферийные поверхности, наружную периферийную поверхность, кольцевую канавку и множество выступов, выполненных за одно целое на наружной периферийной поверхности основного участка корпуса и разнесенных друг от друга по окружности, при этом множество выступов могут входить в контакт с внутренней периферийной поверхностью корпуса, через который проходит вал рулевой рейки. В этом случае в одном из вариантов осуществления один из множества выступов помещается между парой расположенных по окружности прорезей, между которыми расположена одна из обращенных внутрь внутренних периферийных поверхностей, а другой из множества выступов помещается между другой парой расположенных по окружности прорезей, между которыми расположена другая обращенная внутрь внутренняя периферийная поверхность. Основной участок корпуса может иметь одинаковую толщину стенок на участках, обращенных внутрь внутренних периферийных поверхностей и обращенных наружу внутренних периферийных поверхностей, но может иметь стенки малой или большой толщины на обращенных внутрь внутренних периферийных поверхностях и стенки малой или большой толщины на обращенных наружу внутренних периферийных поверхностях.

Подшипник скольжения согласно изобретению может дополнительно включать средство позиционирования для определения положения втулки в направлении вдоль окружности относительно внутренней периферийной поверхности корпуса с целью обеспечения расположения втулки по отношению к валу рулевой рейки, при котором одна из обращенных наружу внутренних периферийных поверхностей образует зазор с наружной периферийной поверхностью со стороны зубцов вала рулевой рейки, который вставлен и закреплен в сквозном отверстии, образованном обращенными внутрь внутренними периферийными поверхностями и обращенными наружу внутренними периферийными поверхностями, а другая обращенная наружу внутренняя периферийная поверхность образует зазор с наружной периферийной поверхностью со стороны, противоположной зубчатой стороне вала рулевой рейки, и при этом, по меньшей мере, участок каждой из обращенных внутрь внутренних периферийных поверхностей входит в скользящий контакт с соответствующей наружной периферийной поверхностью вала рулевой рейки за исключением наружных периферийных поверхностей со стороны зубцов и противоположной ей стороны вала рулевой рейки.

В одном из вариантов осуществления средство позиционирования имеет выступ, выполненный за одно целое на втулке и входящий в углубление на внутренней периферийной поверхности корпуса.

Предложенный в изобретении рулевой механизм реечного типа для автомобиля включает ведущую шестерню, вал рулевой рейки, зубцы которой входят в зацепление с зубцами ведущей шестерни, корпус, через который проходит вал рулевой рейки, и подшипник скольжения описанных выше различных форм, который установлен в корпусе и на который опирается вал рулевой рейки с возможностью перемещения относительно корпуса.

Корпусом предложенного в изобретении рулевого механизма реечного типа может являться полый опорный элемент, на который опирается вал рулевой рейки вместе с картером коробки передач для размещения ведущей шестерни. Предпочтительно корпусом является картер коробки передач для размещения ведущей шестерни, а подшипник скольжения расположен в корпусе или в картере коробки передач, служащем корпусом в одном из вариантов осуществления, для обеспечения подвижной опоры для участка вала рулевой рейки со стороны, прилегающей к такой ведущей шестерне.

Преимущества изобретения

В настоящем изобретении предложен подшипник скольжения и рулевой механизм реечного типа для использования в автомобиле, за счет чего для вала рулевой рейки обеспечивают опору с заданной жесткостью в его радиальном направлении и в осевом направлении ведущей шестерни, для вала рулевой рейки обеспечивают подвижную опору с низким фрикционным сопротивлением в осевом направлении вала рулевой рейки и ослабляют эффект релаксация напряжений вследствие деформации ползучести и тепловой предыстории.

Далее настоящее изобретение более подробно описано со ссылкой на предпочтительные варианты осуществления, показанные на чертежах. Следует отметить, что настоящее изобретение не ограничено этими вариантами осуществления.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 показано поперечное сечение предпочтительного варианта осуществления в направлении стрелок по линии I-I, показанной на фиг.2;

на фиг.2 показана левосторонняя вертикальная проекция варианта осуществления, проиллюстрированного на фиг.1;

на фиг.3 показана правосторонняя вертикальная проекция варианта осуществления, проиллюстрированного на фиг.1;

на фиг.4 показан вид сверху варианта осуществления, проиллюстрированного на фиг.1;

на фиг.5 показан вид снизу варианта осуществления, проиллюстрированного на фиг.1;

на фиг.6 показан частично увеличенный пояснительный вид варианта осуществления, проиллюстрированного на фиг.1;

на фиг.7 показан пояснительный вид варианта осуществления, в котором вариант осуществления, показанный на фиг.1, использован в автомобиле с рулевым механизмом реечного типа;

на фиг.8 показана правосторонняя вертикальная проекция варианта осуществления, проиллюстрированного на фиг.7;

на фиг.9 показан частично увеличенный пояснительный вид другого предпочтительного варианта осуществления изобретения; и

на фиг.10 показан частично увеличенный пояснительный вид еще одного предпочтительного варианта осуществления изобретения.

Лучший вариант осуществления изобретения

Как показано на фиг.7 и 8, в данном варианте осуществления рулевой механизм 1 реечного типа для автомобиля включает ведущую шестерню 2, вал 5 рулевой рейки, зубцы 4 которой входят в зацепление с зубцами 3 ведущей шестерни 2, картер 6 коробки передач, служащий корпусом, через который проходит вал 5 рулевой рейки, и подшипник 7 скольжения, который установлен в картере 6 коробки передач и на который опирается вал 5 рулевой рейки с возможностью перемещения в направлении А, т.е. осевом направлении относительно картера коробки передач.

Ведущая шестерня 2, имеющая ось 11, способная вращаться вокруг оси в направлении R1 или направлении R2 при повороте рулевого колеса. Картер 6 коробки передач имеет цилиндрическую внутреннюю периферийную поверхность 12, на которой установлен подшипник 7.

Как, в частности, показано на фиг.1-5, подшипник 7 скольжения включает втулку из синтетической пластмассы 17, на наружной периферийной поверхности 15 которой выполнена кольцевая канавка 16, бесконечный кольцевой упругий элемент 18, установленный в кольцевой канавке 16 втулки 17 и образованный кольцом круглого сечения из натурального или синтетического каучука, и средство 19 позиционирования для определения положения втулки 17 в направлении В, т.е. в направлении вдоль окружности относительно внутренней периферийной поверхности 12 картера 6 коробки передач.

Втулка 17 имеет основной участок 35 корпуса и два выступа 36 и 37, выполненных за одно целое на наружной периферийной поверхности 15 основного участка 35 корпуса и разнесенных друг от друга на 180° в направлении В. Основной участок 35 корпуса включает наружную периферийную поверхность 15, кольцевую канавку 16, пару обращенных внутрь внутренних периферийных поверхностей 21 и 22 плоской формы, которые проходят осесимметрично с интервалом 180° в направлении В, две пары прорезей 23 и 24, а также 25 и 26, которые соответственно расположены таким образом, что между ними в направлении В проходят обращенные внутрь внутренние периферийные поверхности 21 и 22, и они позволяют соответствующим обращенным внутрь внутренним периферийным поверхностям 21 и 22 перемещаться внутрь/наружу в радиальном направлении С, пару обращенных наружу внутренних периферийных поверхностей 27 и 28, которые соответственно расположены на наружных сторонах обращенных внутрь внутренних периферийных поверхностей 21 и 22 в направлении С, и другую пару прорезей 29 и 30, которые частично прорезают соответствующие обращенные наружу внутренние периферийные поверхности 27 и 28 в направлении В.

Наружная периферийная поверхность 15 частично прорезана в направлении В прорезями 23-26, а также 29 и 30 образует зазор 38 с внутренней периферийной поверхностью 12 картера 6 коробки передач.

Обращенная внутрь внутренняя периферийная поверхность 21 имеет центральный угол θ1 не менее 5° и не более 90°, в данном варианте осуществления - 30° относительно центра О вала 5 рулевой рейки, а обращенная внутрь внутренняя периферийная поверхность 22 также имеет центральный угол θ1 не менее 5° и не более 90°, в данном варианте осуществления - 30° относительно центра О вала 5 рулевой рейки. Как, в частности, показано на фиг.6-8, участок обращенной внутрь внутренней периферийной поверхности 21 способен входить в скользящий, преимущественно линейный контакт с наружной периферийной поверхностью 42 за исключением наружных периферийных поверхностей со стороны зубцов 4 и противоположной ей стороны вала 5 рулевой рейки на наружной периферийной поверхности 41 вала 5 рулевой рейки. Участок обращенной внутрь внутренней периферийной поверхности 22 также способен входить в скользящий, преимущественно линейный контакт с наружной периферийной поверхностью 43 за исключением наружных периферийных поверхностей со стороны зубцов 4 и противоположной ей стороны вала 5 рулевой рейки на наружной периферийной поверхности 41 вала 5 рулевой рейки. Каждый из соответствующих концов 44 обращенных внутрь внутренних периферийных поверхностей 21 и 22 может иметь скошенную поверхность в направлении А.

Каждая из прорезей 23 и 24, между которыми в направлении В проходит обращенная внутрь внутренняя периферийная поверхность 21, открыта с одного торца 45 в направлении А основного участка 35 корпуса втулки 17 и проходит в направлении А от одного торца 45 до области вблизи другого торца 46 в направлении А основного участка 35 корпуса втулки 17 за кольцевую канавку 16. Каждая из прорезей 25 и 26, между которыми в направлении В проходит обращенная внутрь внутренняя периферийная поверхность 22, также открыта с одного торца 45 в направлении А основного участка 35 корпуса втулки 17 и проходит в направлении А от одного торца 45 до области вблизи другого торца 46 в направлении А основного участка 35 корпуса втулки 17 за кольцевую канавку 16.

Обращенная наружу внутренняя периферийная поверхность 27, имеющая центральный угол θ2 (180° минус угол θ1) относительно центра О вала 5 рулевой рейки со стороны зубцов 4 вала 5 рулевой рейки, образует зазор 49 с наружной периферийной поверхностью 48 со стороны зубцов 4 на наружной периферийной поверхности 41 вала 5 рулевой рейки, который вставлен и закреплен в сквозном отверстии 47, образованном обращенными внутрь внутренними периферийными поверхностями 21 и 22 и обращенными наружу внутренними периферийными поверхностями 27 и 28. Обращенная наружу внутренняя периферийная поверхность 28, имеющая центральный угол θ2 (180° минус угол θ1) относительно центра О вала 5 рулевой рейки со стороны, противоположной зубцам 4 вала 5 рулевой рейки, образует полуцилиндрический зазор 51 с наружной периферийной поверхностью 50 со стороны, противоположной зубцам 4 вала 5 рулевой рейки, на наружной периферийной поверхности 41 вала 5 рулевой рейки.

Каждая из прорезей 29 и 30, которая проходит осесимметрично с интервалом 180° в направлении В и расположена со стороны зубцов 4 и противоположной ей стороны вала 5 рулевой рейки, открыта с другого торца 46 основного участка 35 корпуса втулки 17 и проходит в направлении А от другого торца 46 до области вблизи торца 45 основного участка 35 корпуса втулки 17 за кольцевую канавку 16.

Между парой прорезей 23 и 24 в направлении В проходит выступ 36, имеющий цилиндрическую наружную периферийную поверхность 55 и способный своей наружной периферийной поверхностью 55 входить в плотный контакт с внутренней периферийной поверхностью 12 картера 6 коробки передач, через который проходит вал 5 рулевой рейки, за счет силы упругости втулки 17 из синтетической пластмассы. Между парой прорезей 25 и 26 в направлении В проходит выступ 37, имеющий цилиндрическую наружную периферийную поверхность 56 и способный своей наружной периферийной поверхностью 56 входить в плотный контакт с внутренней периферийной поверхностью 12 картера 6 коробки передач, через который проходит вал 5 рулевой рейки, за счет силы упругости втулки 17 из синтетической пластмассы. Таким образом, с помощью выступов 36 и 37 втулка 17 приспособлена к внутренней периферийной поверхности 12 картера 6 коробки передач.

Между наружной периферийной поверхностью 57 бесконечного кольцевого упругого элемента 18 и внутренней периферийной поверхностью 12 картера 6 коробки передач расположен кольцевой зазор 58, более узкий, чем зазор 38. Бесконечный кольцевой упругий элемент 18 входит в кольцевую канавку 16 таким образом, что он частично выступает из наружной периферийной поверхности 15 и упруго слегка уменьшает диаметр основного участка 35 корпуса втулки 17.

Средство 19 позиционирования имеет выступ 60, выполненный за одно целое на наружной периферийной поверхности 15 основного участка 35 корпуса. Выступ 60 входит в зацепление с картером 6 коробки передач, т.е. в углубление 59 на внутренней периферийной поверхности 12 картера 6 коробки передач с его переднего конца в направлении С и с его заднего конца в направлении А. За счет этого втулка 17 не вращается относительно картера 6 коробки передач в направлении В и не входит в картер 6 коробки передач более чем это необходимо. В тоже время обращенные внутрь внутренние периферийные поверхности 21 и 22, выступы 36 и 37 и прорези 23-26, а также 29 и 30 позиционируют относительно зубцов 4 вала 5 рулевой рейки.

В описанном выше рулевом механизме 1 реечного типа втулка 17 имеет пару обращенных внутрь внутренних периферийных поверхностей 21 и 22 плоской формы, которые проходят осесимметрично, и две пары прорезей 23 и 24, а также 25 и 26, которые соответственно расположены таким образом, что между ними в направлении В проходят обращенные внутрь внутренние периферийные поверхности 21 и 22, и они позволяют соответствующим обращенным внутрь внутренним периферийным поверхностям 21 и 22 перемещаться внутрь/наружу в радиальном направлении С. Участок каждой из обращенных внутрь внутренних периферийных поверхностей 21 и 22 способен входить в скользящий контакт с соответствующей одной из наружных периферийных поверхностей 42 и 43 за исключением наружных периферийных поверхностей со стороны зубцов 4 и противоположной ей стороны вала 5 рулевой рейки. Кроме того, в кольцевой канавке 16 втулки 17 установлен бесконечный кольцевой упругий элемент 18. За счет этого обеспечивается опора для вала 5 рулевой рейки с заданной жесткостью в направлении С или осевом направлении ведущей шестерни 2, т.е. в вертикальном направлении на фиг.8, смещение вала 5 рулевой рейки в осевом направлении ведущей шестерни 2 подавляется парой обращенных внутрь внутренних периферийных поверхностей 21 и 22, а для их перемещения в направлении А обеспечивается подвижная опора за счет низкого фрикционного сопротивления. Кроме того, обращенные наружу внутренние периферийные поверхности 27 и 28 соответственно образуют зазоры 49 и 51 с соответствующими наружными периферийными поверхностями 48 и 50 со стороны зубцов 4 и противоположной ей стороны вала 5 рулевой рейки, который вставлен и закреплен в сквозном отверстии 47. Следовательно, за счет сочетания описанных признаков можно ослабить эффект релаксация напряжений вследствие деформации ползучести и тепловой предыстории.

В описанном варианте осуществления каждая из обращенных внутрь внутренних периферийных поверхностей 21 и 22 является плоской, но в качестве альтернативы она может иметь выпуклую, т.е. выпуклую полуцилиндрическую форму, как это показано на фиг.9. Также в качестве альтернативы каждая из обращенных внутрь внутренних периферийных поверхностей 21 и 22 может иметь вогнутую форму с радиусом кривизны, превышающем радиус кривизны цилиндрической наружной периферийной поверхности 41 вала 5 рулевой рейки, т.е. вогнутую полуцилиндрическую форму, как это показано на фиг.10.

Изобретение относится к подшипнику скольжения, в частности к подшипнику скольжения, применимому в качестве подвижной опоры для вала рулевой рейки в автомобиле с рулевым механизмом реечного типа. Подшипник скольжения (7) включает втулку (17) из синтетической пластмассы, имеющую, по меньшей мере, одну кольцевую канавку (16), выполненную на ее наружной периферийной поверхности (15), кольцеобразный упругий элемент (18), установленный в кольцевой канавке (16), и пару обращенных внутрь внутренних периферийных поверхностей (21, 22), которые проходят осесимметрично. Втулка (17) также имеет две пары прорезей (23, 24) и (25, 26), каждая из которых расположена таким образом, что между ними в направлении вдоль окружности проходят поверхности (21, 22), и которые позволяют соответствующим поверхностям (21, 22) перемещаться в радиальном направлении внутрь/наружу и, по меньшей мере, одну пару обращенных наружу внутренних периферийных поверхностей (27, 28), проходящих с наружной стороны относительно пары поверхностей (21, 22) в радиальном направлении. Каждая из поверхностей (27, 28) образует зазор с соответствующей из наружных периферийных поверхностей со стороны зубцов и с противоположной ей стороны вала рулевой рейки, который вставлен и закреплен в сквозном отверстии, образованном парой поверхностей (21, 22) и парой поверхностей (27, 28). Участок каждой из поверхностей (21, 22) способен входить в скользящий контакт с соответствующей наружной периферийной поверхностью вала рулевой рейки за исключением наружных периферийных поверхностей со стороны зубцов и противоположной ей стороны вала рулевой рейки. Также заявлен рулевой механизм реечного типа, который включает вышеупомянутый подшипник скольжения. Технический результат: обеспечение для вала рулевой рейки опоры с заданной жесткостью в его радиальном направлении и в осевом направлении ведущей шестерни и также подвижной опоры с низким фрикционным сопротивлением в осевом направлении вала, при этом ослабевает эффект релаксации напряжений вследствие деформации ползучести и тепловой предыстории. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Подшипник скольжения, включающий: втулку из синтетической пластмассы, имеющую, по меньшей мере, одну кольцевую канавку, выполненную на ее наружной периферийной поверхности; и кольцеобразный упругий элемент, установленный в кольцевой канавке упомянутой втулки, при этом втулка имеет пару обращенных внутрь внутренних периферийных поверхностей, которые проходят осесимметрично; пару прорезей, каждая из которых расположена таким образом, что между ними в направлении вдоль окружности проходит одна из обращенных внутрь внутренних периферийных поверхностей, и они позволяют такой обращенной внутрь внутренней периферийной поверхности перемещаться в радиальном направлении внутрь/наружу; другую пару прорезей, каждая из которых расположена таким образом, что между ними в направлении вдоль окружности проходит другая обращенная внутрь внутренняя периферийная поверхность, и они позволяют такой обращенной внутрь внутренней периферийной поверхности перемещаться в радиальном направлении внутрь/наружу; и, по меньшей мере, одну пару обращенных наружу внутренних периферийных поверхностей, проходящих с наружной стороны относительно пары обращенных внутрь внутренних периферийных поверхностей в радиальном направлении, при этом каждая из обращенных наружу внутренних периферийных поверхностей образует зазор с соответствующей из наружных периферийных поверхностей со стороны зубцов рулевой рейки и с противоположной ей стороны вала рулевой рейки, который вставлен и закреплен в сквозном отверстии, образованном парой обращенных внутрь внутренних периферийных поверхностей и парой обращенных наружу внутренних периферийных поверхностей, а, по меньшей мере, участок каждой из обращенных внутрь внутренних периферийных поверхностей способен входить в скользящий контакт с соответствующей наружной периферийной поверхностью вала рулевой рейки за исключением наружных периферийных поверхностей со стороны зубцов рулевой рейки и противоположной ей стороны вала рулевой рейки.

2. Подшипник скольжения по п.1, в котором обращенная внутрь внутренняя периферийная поверхность имеет выпуклую форму, или вогнутую форму, или плоскую форму.

3. Подшипник скольжения по п.1 или 2, в котором каждая из обращенных внутрь внутренних периферийных поверхностей имеет центральный угол θ1 не менее 5° и не более 90° относительно центра вала рулевой рейки, а каждая из обращенных наружу внутренних периферийных поверхностей имеет центральный угол θ2 (180° минус угол θ1) относительно центра упомянутого вала рулевой рейки.

4. Подшипник скольжения по п.1 или 2, в котором каждая из прорезей открыта с одного торца в осевом направлении упомянутой втулки и проходит в осевом направлении от одного торца до области вблизи другого торца в осевом направлении упомянутой втулки за кольцевую канавку.

5. Подшипник скольжения по п.1 или 2, в котором упомянутая втулка дополнительно имеет, по меньшей мере, еще одну пару прорезей, каждая из которых открыта с другого торца в осевом направлении упомянутой втулки, проходит в осевом направлении от другого торца до области вблизи первого торца в осевом направлении упомянутой втулки за кольцевую канавку и соответствующим образом расположена со стороны зубцов рулевой рейки и с противоположной ей стороны упомянутого вала рулевой рейки.

6. Подшипник скольжения по п.1 или 2, в котором упомянутая втулка основной участок корпуса, включающий обращенные внутрь внутренние периферийные поверхности, обращенные наружу внутренние периферийные поверхности, наружную периферийную поверхность, кольцевую канавку, и множество выступов, выполненных за одно целое на наружной периферийной поверхности основного участка корпуса и разнесенных друг от друга в направлении вдоль окружности, при этом множество выступов способны входить в контакт с внутренней периферийной поверхностью корпуса, через который проходит вал рулевой рейки.

7. Подшипник скольжения по п.6, в котором один из множества выступов помещается между парой расположенных по окружности прорезей, между которыми расположена одна из обращенных внутрь внутренних периферийных поверхностей, а другой из множества выступов помещается между другой парой расположенных по окружности прорезей, между которыми расположена другая обращенная внутрь внутренняя периферийная поверхность.

8. Подшипник скольжения по любому из пп.1, 2 или 7, дополнительно включающий: средство позиционирования для определения положения упомянутой втулки в направлении вдоль окружности относительно внутренней периферийной поверхности корпуса.

9. Рулевой механизм реечного типа для автомобиля, включающий: ведущую шестерню; вал рулевой рейки, зубцы которой входят в зацепление с зубцами упомянутой ведущей шестерни; корпус, через который проходит упомянутый вал рулевой рейки; и подшипник скольжения по любому из пп.1-8, который установлен в упомянутом корпусе и на который опирается упомянутый вал рулевой рейки с возможностью перемещения относительно упомянутого корпуса.