JP2007009940A - ステアリング装置の軸受固定構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 加締リングによる玉軸受の内輪をピニオン軸に固定する場合に生じやすい、加締リングとピニオン軸との間に隙間の発生しない玉軸受の取付構造を提供する。
【解決手段】 ピニオン軸１１の段部１１ａに玉軸受１４の内輪１４ｂの端面を当接させ、加締リング１３の端面１３ｂを玉軸受１４の円環状切欠部１４ｆに当接させる。図示しないダイスを加締リング１３の端縁１３ａに当て、ダイスの円錐コーン部で強く押圧すると、加締リング１３のダイス側は外径が縮小変形して加締リング１３の端縁１３ａがピニオン軸１１の環状溝１１ｃに嵌入し、玉軸受１４の内輪１４ａはピニオン軸１１の段部１１ａに向けて押圧された状態で固定される。加締リングの端縁１３ｂは円環状の切欠部１４ｆに嵌合しているから、加締リング１３の外径は拡大することなく、加締リング１３の外径の縮小変形によっても、確実に玉軸受１４をピニオン軸１１に固定できる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、ラックアンドピニオン式のステアリング装置、特にそのピニオン軸への軸受固定構造に関する。

車両用のステアリング装置においては、運転者の操舵負荷を軽減することを目的とした動力舵取装置が知られており、最近は高効率の電動パワーステアリング装置が多用されるようになり、ラック・ピニオン式ステアリング機構のピニオン軸にモータの駆動力を伝達するピニオンアシストタイプが広く使用されるようになった。

この構成においては、ピニオン軸を支持する軸受のうち、ステアリングホイール側の軸受は、内面が円錐面になっているダイスを使用して円筒状の加締リングを加締めてピニオン軸に固定していた（特許文献１参照）。

図６は加締リングにより玉軸受をピニオン軸へ固定する工程を説明する図、図７は加締リングの加締前及び加締後の形状を説明する断面図である。図６を参照して固定工程を説明する。図６において、１０１はピニオン軸、１０２は玉軸受、１０３は加締リング、１０４は円錐コーン部１０４ａを備えたダイスであり、ピニオン軸１０１には予め加締リングが縮小変形したとき縮小した内側縁が嵌入する環状溝１０１ｂが形成されている。

まず、図示しない適宜の手段によりピニオン軸１０１を作業台に固定し、ピニオン軸１０１の所定の段部１０１ａに玉軸受１０２の内輪１０２ａの一方の面を当接させ、内輪１０２ａの他方の面に加締リング１０３を当接させる。

次に、加締リング１０３が装着された側をダイス１０４の円錐コーン部１０４ａで強く押圧すると、加締リング１０３のダイス側は縮小変形して、縮小した内側縁１０３ａがピニオン軸１０１の環状溝１０１ｂに嵌入して玉軸受１０２の内輪１０２ａをピニオン軸１０１の段部１０１ａに押圧するから、玉軸受１０２の内輪１０２ａをピニオン軸１０１の所定の位置に固定することができる。
特開２００４−１６８１９８号公報。

上記した加締リングによる玉軸受の内輪をピニオン軸に固定する方法においては、図７（ａ）に示すように、加締前は加締リング１０３の軸方向の寸法がＬ0 であったものが、加締後は縮小変形し、内側縁１０３ａがピニオン軸１０１の環状溝１０１ｂに嵌入するから、加締リング１０３の軸方向の寸法はＬ1 に縮小する。

この結果、加締リング１０３とピニオン軸１０１との間に隙間ができてしまう場合があり、玉軸受の内輪がピニオン軸の上で軸方向に移動してしまうという不都合が発生する場合がある。この発明は、上記不都合を解決することを課題とするものである。

この発明は上記課題を解決するもので、請求項１の発明は、加締リングにより玉軸受を軸へ固定する軸受固定構造であって、前記玉軸受の内輪は、少なくともその一方に加締リングの一方の端縁が当接する円環状切欠部を備え、前記玉軸受が固定される軸は、前記加締リングの他方の端縁が縮小変形したとき、縮小変形した端縁が係合する環状溝を備えることを特徴とするステアリング装置の軸受固定構造である。

そして、前記加締リングは、その縮小変形前の外径寸法が前記玉軸受の内輪に形成された円環状切欠部の内径に緩みなく嵌合する寸法である。

また、前記玉軸受は４点接触玉軸受であり、この場合、内輪が軸方向に２分割された４点接触玉軸受としてもよい。

また、前記玉軸受は、円環状切欠部を備えた内輪が、円環状切欠部の軸方向寸法に略等しい寸法だけ軸方向に突出した構成としてもよい。

この発明のステアリング装置の軸受固定構造は、玉軸受の内輪は少なくともその一方に加締リングの一方の端縁が当接する円環状切欠部を備え、前記玉軸受が固定される軸は前記加締リングの他方の端縁が縮小変形したとき、縮小変形した端縁が係合する環状溝を備えたものである。

この構成により、加締リングをダイスの円錐コーン部で強く押圧するとその外径が縮小変形して加締リングの端縁が軸の環状溝に嵌入し、玉軸受の内輪は軸に固定されるが、このとき、加締リングの玉軸受側の端縁は玉軸受の円環状切欠部に嵌合しているから、加締リングの玉軸受側の端縁の外径は拡大せず、加締リングの外径の縮小変形によっても加締リングと軸との間に隙間が発生することがなく、玉軸受の内輪が軸上で移動してしまうおそれがない。

［ピニオン軸組立体］
以下、この発明の実施の形態について説明する。なお、以下説明するピニオン軸組立体１０の構成に使用される玉軸受には複数の実施例があり、これらの玉軸受の複数の実施例については後で詳細に説明することにし、ピニオン軸組立体１０の構成の説明では、第１実施例の玉軸受１４が装着される構成により説明する。

図１は、この発明の実施の形態のピニオン軸組立体１０の構成を説明する断面図で、ピニオン軸１１にはピニオン１２が一体に構成され、ピニオン歯１２ａが形成されている側に段部１１ａが形成され、さらに、縮小変形した加締リング１３の一方の端縁１３ａが嵌入する環状溝１１ｃが形成されている。

ピニオン軸１１には、玉軸受１４（第１実施例）が装着される。玉軸受１４は、内輪が軸方向に２分割されている４点接触の玉軸受であって、一方の内輪１４ａの端面には加締リング端部が係合する円環状切欠部１４ｆが形成されており、他方の内輪１４ｂの端面は平面に形成されてピニオン軸１１の段部１１ａに当接している。

次に、ピニオン軸１１に玉軸受１４を固定する作業を説明する。この作業は先に説明した従来の円錐コーンを備えたダイスによる作業と同様であるが、加締リング１３の一方の端面１３ｂを玉軸受１４の内輪１４ａの円環状切欠部１４ｆに突き当ててから加締リング１３の加締を行う。

まず、ピニオン軸１１を玉軸受１４の内輪１４ａ、１４ｂに軽く圧入しておき、図示しない適宜の手段によりピニオン軸１１を作業台に固定し、ピニオン軸１１の段部１１ａに玉軸受１４の内輪１４ｂの端面を当接させ、加締リング１３の端縁１３ｂを玉軸受１４の内輪１４ａに形成されている円環状の切欠部１４ｆに確実に当接させる。

次に、先に図６を参照して説明した同じく、図示しないダイスを加締リング１３の端縁１３ａに当て、ダイスの円錐コーン部で強く押圧する。加締リング１３のダイス側は外径が縮小変形して、加締リング１３の端縁１３ａがピニオン軸１１の環状溝１１ｃに嵌入し、玉軸受１４の内輪１４ａはピニオン軸１１の段部１１ａに向けて押圧された状態で固定される。このとき、加締リング１３の玉軸受側の端縁１３ｂは玉軸受１４の円環状の切欠部１４ｆに嵌合しているから、加締リング１３の玉軸受側の端縁１３ｂの外径は拡大することがなく、加締リング１３の外径の縮小変形によっても、加締リング１３とピニオン軸１１との間に隙間の発生を防止することができる。

加締リング１３の玉軸受側の端縁１３ｂの外径と、玉軸受１４の円環状の切欠部１４ｆの内径との間には基本的には隙間があってはならないが、隙間が小さすぎると加締リング１３の端縁１３ｂが玉軸受１４の円環状の切欠部１４ｆに確実に挿入できない可能性があるので、前記隙間は０．１ｍｍ程度に設定するとよい。また、玉軸受１４の円環状切欠部１４ｆの角部の曲率半径は０．３ｍｍ程度に設定するとよい。

［玉軸受の実施例］
次に、玉軸受の複数の実施例について説明する。

図２は、第１実施例の玉軸受１４の構成を説明する断面図で、玉軸受１４は内輪が軸方向に２分割されている４点接触の玉軸受であって、玉軸受１４は内輪１４ａ、１４ｂ、外輪１４ｃ、転動体１４ｄから構成されており、内輪１４ａには加締リング１３の玉軸受側の端縁１３ｂが係合する円環状の切欠部１４ｆが形成されている。

図３は、第２実施例の玉軸受２４の構成を説明する断面図で、玉軸受２４は内輪が軸方向に２分割されている４点接触の玉軸受であって、玉軸受２４は内輪２４ａ、２４ｂ、外輪２４ｃ、転動体２４ｄから構成される。

内輪２４ａは、加締リング１３の玉軸受側の端縁１３ｂが係合する円環状の切欠部２４ｆが形成されており、内輪２４ａは円環状の切欠部２４ｆの幅の分だけ外輪２４ｃよりも幅広に構成され、軸方向の外側に突出している。

この構成によれば、内輪２４ａに円環状の切欠部２４ｆを設けてもピニオン軸１１の支承面積が減少せず、円環状の切欠部２４ｆを設けることによる負荷容量の変化がない。

図４は、第３実施例の玉軸受３４の構成を説明する断面図で、玉軸受３４は内輪が分割されていない一体型の４点接触の玉軸受であって、玉軸受３４は内輪３４ａ、外輪３４ｃ、転動体３４ｄから構成される。内輪３４ａには、加締リング１３の玉軸受側の端縁１３ｂが係合する円環状の切欠部３４ｆが形成されている。機能的には第１実施例の玉軸受と変わらない。

図５は、第４実施例の玉軸受４４の構成を説明する断面図で、玉軸受４４は内輪が分割されていない一体型の４点接触の玉軸受であって、玉軸受４４は内輪４４ａ、外輪４４ｃ、転動体４４ｄから構成される。第５実施例の玉軸受４４も、内輪４４ａは、加締リング１３の玉軸受側の端縁１３ｂが係合する円環状の切欠部４４ｆが形成されており、内輪４４ａは円環状の切欠部４４ｆの幅の分だけ外輪４４ｃよりも幅広に構成され、軸方向の外側に突出している。機能的には第２実施例の玉軸受と同じで、内輪４４ａに円環状の切欠部４４ｆを設けても、ピニオン軸１１の支承面積が減少せず、円環状の切欠部４４ｆを設けることによる負荷容量の変化がない。

加締リングによる玉軸受の内輪をピニオン軸に固定する場合に生じやすい、加締リングとピニオン軸との間に隙間の発生しない取付構造を備えた、ラックアンドピニオン式のステアリング装置である。

この発明の実施の形態のピニオン軸組立体の構成を説明する断面図。 第１実施例の玉軸受の構成を説明する断面図。 第２実施例の玉軸受の構成を説明する断面図。 第３実施例の玉軸受の構成を説明する断面図。 第４実施例の玉軸受の構成を説明する断面図。 加締リングにより玉軸受をピニオン軸へ固定する工程を説明する図 従来の構成における加締リングの加締前及び加締後の形状を説明する断面図。

符号の説明

１０ ピニオン軸組立体
１１ ピニオン軸
１１ａ 段部
１１ｃ 環状溝
１２ ピニオン
１２ａ ピニオン歯
１３ 加締リング
１３ａ 端縁（ダイス側の端縁）
１３ｂ 端縁（玉軸受側の端縁）
１４ 第１実施例の玉軸受
１４ａ、１４ｂ、２４ａ、２４ｂ ３４ａ、４４ａ 内輪
１４ｃ、２４ｃ、３４ｃ、４４ｃ 外輪
１４ｄ、２４ｄ、３４ｄ、４４ｄ 転動体
１４ｆ、２４ｆ、３４ｆ、４４ｆ 円環状の切欠部
２４ 第２実施例の玉軸受
３４ 第３実施例の玉軸受
４４ 第４実施例の玉軸受

Claims (5)

1. 加締リングにより玉軸受を軸へ固定する軸受固定構造であって、
   前記玉軸受の内輪は、少なくともその一方に加締リングの一方の端縁が当接する円環状切欠部を備え、
   前記玉軸受が固定される軸は、前記加締リングの他方の端縁が縮小変形したとき、縮小変形した端縁が係合する環状溝を備えること
   を特徴とするステアリング装置の軸受固定構造。
2. 前記加締リングは、その縮小変形前の外径寸法が前記玉軸受の内輪に形成された円環状切欠部の内径に緩みなく嵌合する寸法であること
   を特徴とする請求項１に記載のステアリング装置の軸受固定構造。
3. 前記玉軸受は、４点接触玉軸受であることを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載のステアリング装置の軸受固定構造。
4. 前記玉軸受は、内輪が軸方向に２分割された４点接触玉軸受であることを特徴とする請求項３に記載のステアリング装置の軸受固定構造。
5. 前記玉軸受は、円環状切欠部を備えた内輪が、円環状切欠部の軸方向寸法に略等しい寸法だけ軸方向に突出した構成を備えていることを特徴とする請求項３又は４に記載のステアリング装置の軸受固定構造。
   
   
   
   
   
   

Images