JP2008057589A

JP2008057589A - 部品の軸への固定構造

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Publication number: JP2008057589A
Application number: JP2006232800A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Okada; 淳岡田; Kazuo Chikaraishi; 一穂力石
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2006-08-29
Filing date: 2006-08-29
Publication date: 2008-03-13

Abstract

【課題】軸及び軸にその軸方向位置を固定する部品の製造誤差があっても、軸に対して部品を確実に固定することが可能な部品の軸への固定構造を提供することを課題とする。
【解決手段】図４（１）に示すように、ピニオン軸２の軸部２２に、ウォームホイール５１、ボール軸受３４、カシメリング２３を外嵌すると、カシメリング２３の下端面２３３と第２の段差面２８との間には、必ず隙間δができる。図４（２）に示すように、カシメリング２３が小径軸部２６に外嵌する部分を縮径していくと、カシメリング２３の縮径した部分の軸方向の長さが長くなる。その結果、カシメリング２３の下端面２３３が第２の段差面２８に当接し、ウォームホイール５１及びボール軸受３４を、ピニオン軸２に対して軸方向に固定することが可能となる。
【選択図】図４

Description

本発明は部品の軸への固定構造、特に、電動式パワーステアリング装置のピニオン軸を軸支する軸受をピニオン軸に固定するための部品の軸への固定構造に関する。

部品の軸への固定構造として、ステアリング装置のピニオン軸を軸支する軸受を、ピニオン軸に対して軸方向に固定するようにした固定構造が、特許文献１に開示されている。特許文献１の固定構造は、軸の外周に形成された環状溝に円筒状のカシメリングをカシメることで、溝の側壁と軸受の端面にカシメリングの両端を接触させて、ピニオン軸に対して軸受を軸方向に固定している。

このような特許文献１の固定構造では、カシメリング及び環状溝の軸方向の長さを精度良く製造しないと、カシメリングの両端と溝の側壁及び軸受の端面との間に隙間が生じて、ピニオン軸に対する軸受の軸方向の固定が不十分になることがあった。また、カシメリングの軸方向の長さが環状溝の軸方向の長さよりも長くなると、環状溝内にカシメリングをカシメられない場合があった。

また、特許文献１の固定構造で、ピニオン軸にウォームホイールと軸受の両方を外嵌した固定構造では、ウォームホイールの軸方向の長さを精度良く製造しないと、ウォームホイールをピニオン軸に組み付けた後に、ウォームホイールの端面を修正加工して、溝の側面との間の寸法の誤差を抑える工程が必要になるため、製造コストが上昇してしまう問題があった。

実開平３−１０９９７９号公報

本発明は、軸及び軸にその軸方向位置を固定する部品の製造誤差があっても、軸に対して部品を確実に固定することが可能な部品の軸への固定構造を提供することを課題とする。

上記課題は以下の手段によって解決される。すなわち、第１番目の発明は、軸、上記軸に形成され部品が外嵌される軸部、上記軸部の軸方向の一端側に形成され、軸部よりも大径の第１の大径軸部、上記軸部と第１の大径軸部との間に形成された第１の段差面、上記軸部の軸方向の他端側に形成され、軸部よりも小径の小径軸部、上記小径軸部の軸方向の他端側に形成され、小径軸部よりも大径の第２の大径軸部、上記小径軸部と第２の大径軸部との間に形成された第２の段差面、上記軸部に外嵌するとともに、上記第１の段差面に一端が当接する外嵌部品、上記軸部では大径部が、上記小径軸部では縮径部が外嵌するカシメリングを備え、上記カシメリングが上記外嵌部品の他端と上記第２の段差面とに当接することにより、上記外嵌部品の軸方向の位置を固定することを特徴とする部品の軸への固定構造である。

第２番目の発明は、軸、上記軸に形成され部品が外嵌される軸部、上記軸部の軸方向の一端側に形成され、軸部よりも大径の第１の大径軸部、上記軸部と第１の大径軸部との間に形成された第１の段差面、上記軸部の軸方向の他端側に形成され、軸部よりも小径の小径軸部、上記小径軸部の軸方向の他端側に形成され、小径軸部よりも大径の第２の大径軸部、上記小径軸部と第２の大径軸部との間に形成された第２の段差面、上記軸部に外嵌するとともに、上記第１の段差面に一端が当接する外嵌部品、上記軸部及び小径軸部に外嵌するとともに、その軸方向の長さが、上記外嵌部品の他端と上記第２の段差面との間の軸方向の長さよりも短い筒状のカシメリングを備え、上記カシメリングの小径軸部との外嵌部を縮径して、カシメリングの軸方向の長さを伸ばし、上記外嵌部品の他端と上記第２の段差面との間にカシメリングの軸方向の両端を当接させて、上記外嵌部品の軸方向の位置を固定することを特徴とする部品の軸への固定構造である。

第３番目の発明は、第１番目または第２番目のいずれかの発明の部品の軸への固定構造において、上記カシメリングの内径孔または小径軸部のうちの少なくともいずれか一方に、摩擦係数を軽減する処理を施したことを特徴とする部品の軸への固定構造である。

第４番目の発明は、第１番目または第２番目のいずれかの発明の部品の軸への固定構造において、上記軸は、ステアリングギヤのラックに噛み合ってステアリングホイールの操舵力を補助するピニオン軸であり、上記外嵌部品は、上記ピニオン軸に外嵌してピニオン軸を回転可能に軸支する軸受であることを特徴とする部品の軸への固定構造である。

第５番目の発明は、第１番目または第２番目のいずれかの発明の部品の軸への固定構造において、上記軸は、ステアリングギヤのラックに噛み合ってステアリングホイールの操舵力を補助するピニオン軸であり、上記外嵌部品は、上記ピニオン軸に外嵌するとともに、上記第１の段差面に一端が当接するウォームホイールと、上記ウォームホイールの他端にその一端が当接し、他端がカシメリングの一端に当接して、上記ピニオン軸を回転可能に軸支する軸受であることを特徴とする部品の軸への固定構造である。

第６番目の発明は、第１番目または第２番目のいずれかの発明の部品の軸への固定構造において、上記軸部と小径軸部との間には第３の段差面が形成されていることを特徴とする部品の軸への固定構造である。

第７番目の発明は、第１番目または第２番目のいずれかの発明の部品の軸への固定構造において、上記軸部と小径軸部との間には、直径が連続的に変化する直線状の傾斜面、半径方向外側に凸の弧状面、半径方向内側に凹の弧状面のうちのいずれか一つが形成されていることを特徴とする部品の軸への固定構造である。

第８番目の発明は、第１番目または第２番目のいずれかの発明の部品の軸への固定構造において、上記カシメリングは、その軸方向長さの全長にわたって、内径及び外径が一定に形成されていることを特徴とする部品の軸への固定構造である。

第９番目の発明は、第１番目または第２番目のいずれかの発明の部品の軸への固定構造において、上記カシメリングは、その軸方向長さの一部分の内径及び外径が、他の部分の内径及び外径よりも大径に形成されていることを特徴とする部品の軸への固定構造である。

第１０番目の発明は、軸、上記軸に形成され部品が外嵌される軸部、上記軸部の軸方向の一端側に形成され、軸部よりも大径の第１の大径軸部、上記軸部と第１の大径軸部との間に形成された第１の段差面、上記軸部の軸方向の他端側に形成され、軸部よりも小径の小径軸部、上記小径軸部の軸方向の他端側に形成され、小径軸部よりも大径の第２の大径軸部、上記小径軸部と第２の大径軸部との間に形成された第２の段差面、上記軸部に外嵌するとともに、上記第１の段差面に一端が当接する外嵌部品、上記軸部及び小径軸部に外嵌するとともに、その軸方向の長さが、上記外嵌部品の他端と上記第２の段差面との間の軸方向の長さよりも短い筒状のカシメリングを備え、上記カシメリングの小径軸部との外嵌部を縮径して、カシメリングの軸方向の長さを伸ばし、上記外嵌部品の他端と上記第２の段差面との間にカシメリングの軸方向の両端を当接させて、上記外嵌部品の軸方向の位置を固定することを特徴とする部品の軸への固定方法である。

本発明の部品の軸への固定構造では、軸に形成され部品が外嵌される軸部と、軸部の軸方向の一端側に形成され、軸部よりも大径の第１の大径軸部と、軸部と第１の大径軸部との間に形成された第１の段差面と、軸部の軸方向の他端側に形成され、軸部よりも小径の小径軸部と、小径軸部の軸方向の他端側に形成され、小径軸部よりも大径の第２の大径軸部と、小径軸部と第２の大径軸部との間に形成された第２の段差面と、軸部に外嵌するとともに、第１の段差面に一端が当接する外嵌部品と、軸部及び小径軸部に外嵌するとともに、その軸方向の長さが、外嵌部品の他端と第２の段差面との間の軸方向の長さよりも短い筒状のカシメリングを備え、カシメリングの小径軸部との外嵌部を縮径して、カシメリングの軸方向の長さを伸ばし、外嵌部品の他端と第２の段差面との間にカシメリングの軸方向の両端を当接させて、外嵌部品の軸方向の位置を固定している。

従って、カシメリングを縮径する軸方向の長さに比例して、カシメリングの軸方向の伸び量を変えることができる。そのため、軸や外嵌部品の軸方向の長さのバラツキがあっても、カシメリングを縮径する軸方向の長さを変えてカシメリングの軸方向の伸び量を変えることで、各部品の製造誤差を吸収して、軸に対して外嵌部品を確実に軸方向に固定することが可能となる。従って、軸に固定する外嵌部品の精度管理が容易になるため、外嵌部品の製造コストが削減される。

以下、図面に基づいて本発明の実施例１から実施例８を説明する。

図１は、本発明の部品の軸への固定構造を有するステアリング装置の全体を示し、電動アシスト装置を有するステアリング装置に適用した実施例を示す。

図１に示すように、本発明の部品の軸への固定構造を有するステアリング装置は、車体後方側（図１の上方側）にステアリングホイール１１を装着可能なステアリングシャフト１２と、このステアリングシャフト１２を挿通したステアリングコラム１３を有している。

ステアリングコラム１３は、ダッシュボードの下面等、車体の一部に支承している。また、チルト機構及びテレスコピック機構を設けることにより、ステアリングホイール１１の車体前後方向位置、及び、高さ位置の調節を自在としている。このようなチルト機構及びテレスコピック機構は、従来から周知であり、本発明の特徴部分でもない為、詳しい説明は省略する。

このステアリングシャフト１２の下端は、十字軸自在継手１４１を介して、中間シャフト１４の上端部に連結している。また、中間シャフト１４の下端部に、別の十字軸自在継手１４２を介して、ステアリングギヤ１６の入力軸６を連結している。入力軸６の下端にはピニオン軸（軸）２（図２参照）が連結され、ピニオン軸２に補助トルクを付与する為のアシスト装置（操舵補助部）１５が、ステアリングギヤ１６の上部に一体的に形成されている。ステアリングホイール１１の回転が、アシスト装置１５を介してステアリングギヤ１６に伝達され、タイロッド１７、１７を移動させて、図示しない車輪を操舵する。

図２は、本発明の実施例１の部品の軸への固定構造を有するアシスト装置１５を示し、入力軸６の中心軸線に沿って切断した拡大縦断面図である。

図２に示すアシスト装置１５は、ピニオンアシストタイプである。ピニオン軸２の上端部の軸部２２には、ウォーム減速機構５のウォーム５３と噛み合うウォームホイール５１の芯金５２が圧入されている。ウォーム５３は、操舵補助用の電動モータ（図１参照）５５の図示しない出力軸に連結されている。

ピニオン軸２は、ウォームホイール５１の直下で、４点接触式のボール軸受（軸受）３４により下ギヤボックス４１に軸支されている。ピニオン軸２に装着してカシメられた円筒状のカシメリング２３は、ボール軸受３４の内輪を、芯金５２のボス部５４の下端面との間で挟み込んで固定している。また、ボール軸受３４の外輪は、下ギヤボックス４１に形成された軸受孔４５に圧入され、この軸受穴４５の雌ネジ４５１に螺合されたリングナット３８によって軸方向に押圧されて、下ギヤボックス４１に固定されている。

ピニオン軸２の下端部は、ニードル軸受３６により下ギヤボックス４１の軸受孔４７にラジアル方向にのみ軸支されている。このようにして、ピニオン軸２は、ボール軸受３４によって、スラスト方向及びラジアル方向に支持されているため、下ギヤボックス４１に対するピニオン軸２の支持基準は、ピニオン軸２の上端部を支持するボール軸受３４となっている。

下ギヤボックス４１の上端面には、図示しないボルトによって上ギヤボックス４４が固定されている。上ギヤボックス４４には、入力軸６がボール軸受６１によって回転可能に軸支されている。入力軸６は、中間シャフト１４（図１参照）を介してステアリングホイール１１に連結されている。入力軸６にその上端がピン６２によって連結されたトーションバー６３は、その下端がブッシュ６４によって外周を軸支され、ブッシュ６４より下方で、ピニオン軸２の上端部に圧入により連結されている。

トーションバー６３に作用するトルクを検出するトルクセンサー７は、センサーシャフト部７１、検出コイル７３及び７４、円筒部材７５から構成されている。センサーシャフト部７１は、入力軸６の下端に形成され、上ギヤボックス４４の内側に圧入されたヨーク７２に、検出コイル７３及び７４が配置されている。円筒部材７５は、センサーシャフト部７１と検出コイル７３及び７４の間に配置されている。

円筒部材７５はピニオン軸２の上端に固定され、センサーシャフト部７１には軸方向に延びた複数の凸条が円周方向に等間隔に形成されている。円筒部材７５には、検出コイル７３及び７４に対向する位置に、円周方向に等間隔に複数の長方形の窓が形成されている。

ステアリングホイール１１を操作して入力軸６が回転すると、その回転力がトーションバー６３を介してピニオン軸２に伝達される。この時、舵輪側の抵抗によって、入力軸６とピニオン軸２を連結するトーションバー６３に捩れが生じ、センサーシャフト部７１の表面の凸条と円筒部材７５の窓との間に相対回転が生じる。

この相対回転で、センサーシャフト部７１に発生する磁束が増減し、この磁束の増減を検出コイル７３及び７４がインダクタンスの変化として検出する。この検出結果から、トーションバー６３に作用するトルクを検出し、電動モータ５５を駆動してウォーム５３を所要の操舵補助力で回転させる。ウォーム５３の回転は、ウォームホイール５１、ピニオン軸２、ピニオン２１を介してラック８５に伝達され、ラック８５に連結されたタイロッド１７を介して舵輪の向きを変更する。

ラックガイド８は、ラック８５の背面にローラ８３をアジャストカバー８４によって常時押し付けている。ローラ８３は、軸８１にニードル軸受８２によって回転可能に軸支されている。アジャストカバー８４は、皿バネを介してラック８５の背面にローラ８３を押し付けている。これによって、ピニオン２１とラック８５との噛み合い部のバックラッシュを無くし、ラック８５が円滑に移動するようにしている。

図３は、本発明の実施例１のボール軸受のピニオン軸への固定構造を示す分解断面図である。図４は、本発明の実施例１のボール軸受のピニオン軸への固定構造の組み付け状態を示し、（１）はカシメ前の状態を示す断面図、（２）はカシメ後の状態を示す断面図である。図５は図３のカシメリング単体を示し、（１）はカシメ前の状態を示す断面図、（２）はカシメ後の状態を示す断面図である。図６は本発明の実施例１のカシメ工程を示す説明図である。

図３から図４に示すように、ピニオン軸２に形成された軸部２２には、ウォームホイール５１の芯金５２の内径孔５２１、ボール軸受３４の内径孔３４１、カシメリング２３の内径孔２３１が外嵌する。軸部２２の上端（図３の右側）には、軸部２２よりも大径の第１の大径軸部２４が形成され、軸部２２と第１の大径軸部２４との間には、第１の段差面２５が形成されている。

また、軸部２２の下端（図３の左端）には、軸部２２よりも小径の小径軸部２６が形成されている。軸部２２と小径軸部２６との間には、直径が連続的に変化する直線状の傾斜面２９が形成されている。小径軸部２６の下端（図３の左端）には、小径軸部２６よりも大径の第２の大径軸部２７が形成され、小径軸部２６と第２の大径軸部２７との間には、第２の段差面２８が形成されている。第２の大径軸部２７の直径は、軸部２２の直径と同一寸法に形成されている。また、カシメリング２３の内径孔２３１は、第２の大径軸部２７及び軸部２２の外周との間に、適度な隙間が形成される。

図４（１）に示すように、ピニオン軸２の軸部２２に、ウォームホイール５１、ボール軸受３４、カシメリング２３を、この順序に外嵌すると、ウォームホイール５１の芯金５２の上端面（図４の右側の端面）５２２が第１の段差面２５に当接して停止する。ボール軸受３４の上端面（図４の右側の端面）３４２は、芯金５２の下端面（図４の左側の端面）５２３に当接し、カシメリング２３の上端面２３２は、ボール軸受３４の下端面（図４の左側の端面）３４３に当接する。

図３に示すように、ピニオン軸２の第１の段差面２５と第２の段差面２８との間の軸方向の長さをＬ１、ウォームホイール５１の芯金５２の上端面５２２と下端面５２３との間の軸方向の長さをＡ、ボール軸受３４の上端面３４２と下端面３４３との間の軸方向の長さをＢ、カシメリング２３の上端面２３２と下端面２３３との間の軸方向の長さをＣとすると、
Ｌ１＞Ａ＋Ｂ＋Ｃ
となるように、各部の寸法を形成している。

従って、図４（１）に示すように、ピニオン軸２の軸部２２に、ウォームホイール５１、ボール軸受３４、カシメリング２３を外嵌すると、ボール軸受３４の下端面３４３と第２の段差面２８との間の軸方向の長さＬ２よりも、カシメリング２３の軸方向の長さＣが短いため、カシメリング２３の下端面２３３と第２の段差面２８との間には、必ず隙間δができる。

また、円筒状のカシメリング２３は、軸部２２と小径軸部２６の両方に跨って外嵌し、カシメリング２３の内径孔２３１と小径軸部２６の外周との間には隙間が形成される。

次に、図４（２）に示すように、カシメリング２３が小径軸部２６に外嵌する部分を縮径すると、カシメリング２３の縮径した部分の軸方向の長さが長くなる。その結果、カシメリング２３の下端面２３３が第２の段差面２８に当接し、ウォームホイール５１及びボール軸受３４を、ピニオン軸２に対して軸方向に固定することが可能となる。

図５（２）に示すように、カシメリング２３を縮径する軸方向の長さＤに比例して、カシメリング２３の軸方向の伸び量Ｅを変えることができる。従って、ピニオン軸２の軸方向の長さＬ１、ウォームホイール５１の軸方向の長さＡ、ボール軸受３４の軸方向の長さＢ、カシメリング２３の軸方向の長さＣのバラツキがあっても、カシメリング２３を縮径する軸方向の長さＤを変えれば、カシメリング２３の軸方向の伸び量Ｅを変えることができる。従って、各部品の製造誤差を吸収して、ピニオン軸２に対して各部品を確実に軸方向に固定することが可能となる。

また、ピニオン軸２に固定する各部品の精度管理が容易になるため、各部品の製造コストが削減される。また、ウォームホイール５１をピニオン軸２に組み付けた後の、下端面５２３の修正加工が不要になるため、組み付け時間を短縮することができる。

図６に本発明の実施例１のカシメリング２３のカシメ工程を示す。図６に示すカシメ治具３１には、軸方向の貫通孔３１１が形成され、貫通孔３１１は、第２の大径軸部２７の外周に適度な隙間を有して嵌合する寸法に形成されている。

貫通孔３１１の右端には、右側に向かって拡径する円錐状の傾斜面３１２が形成されている。傾斜面３１２の右端には、カシメリング２３の外径部２３４に適度な隙間を有して嵌合する内径孔３１３が形成されている。

従って、図６（１）に示すように、カシメ治具３１の内径孔３１３をピニオン軸２の第２の大径軸部２７に押し込むと、内径孔３１３はカシメリング２３の外径部２３４に沿って右側に移動し、貫通孔３１１は第２の大径軸部２７に沿って右側に移動する。

図６（２）から図６（３）に示すように、カシメ治具３１の傾斜面３１２によって、カシメリング２３の外径部２３４が縮径され、カシメリング２３の縮径した部分の軸方向の長さが長くなる。その結果、図６（４）に示すように、カシメリング２３の下端面２３３が第２の段差面２８に当接し、ウォームホイール５１及びボール軸受３４を、ピニオン軸２に対して軸方向に固定することが可能となる。カシメ治具３１の押し込み量を変えることで、カシメリング２３を縮径する軸方向の長さが変わり、カシメリング２３の軸方向の伸び量を変えることができる。

カシメリング２３のカシメ方法としては、図６に示した軸方向のカシメに限定されるものではなく、径方向のカシメやローリングによるカシメ等種々のカシメ方法が可能である。また、上記した軸方向のカシメ工程中に、カシメリング２３がつぶれないようにするために、小径軸部２６の外周、カシメリング２３の内径孔２３１のうちの少なくともいずれか一方に、摩擦係数を軽減する処理を施すのが好ましい。摩擦係数を軽減する処理としては、低摩擦材のコーティング、グリースの塗布、研磨加工等がある。

次に本発明の実施例２について説明する。図７は本発明の実施例２のボール軸受のピニオン軸への固定構造を示す分解断面図である。図８は本発明の実施例２のボール軸受のピニオン軸への固定構造の組み付け状態を示し、（１Ａ）、（１Ｂ）はカシメ前の状態を示す断面図、（２Ａ）、（２Ｂ）はカシメ後の状態を示す断面図である。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分と作用についてのみ説明し、重複する説明は省略する。

実施例２は、ピニオン軸２に対して軸受だけを軸方向に固定する固定構造に適用した例である。すなわち、図７から図８に示すように、ピニオン軸２に形成された軸部２２には、ボール軸受３４の内径孔３４１、カシメリング２３の内径孔２３１が外嵌する。軸部２２の上端（図７の右側）には、軸部２２よりも大径の第１の大径軸部２４が形成され、軸部２２と第１の大径軸部２４との間には、第１の段差面２５が形成されている。

また、軸部２２の下端（図７の左端）には、軸部２２よりも小径の小径軸部２６が形成されている。軸部２２と小径軸部２６との間には、直径が連続的に変化する直線状の傾斜面２９が形成されている。小径軸部２６の下端（図７の左端）には、小径軸部２６よりも大径の第２の大径軸部２７が形成され、小径軸部２６と第２の大径軸部２７との間には、第２の段差面２８が形成されている。第２の大径軸部２７の直径は、軸部２２の直径と同一寸法に形成されている。

図８（１Ａ）に示すように、ピニオン軸２の軸部２２に、ボール軸受３４、カシメリング２３を、この順序に外嵌すると、ボール軸受３４の上端面（図８の右側の端面）３４２が第１の段差面２５に当接して停止する。カシメリング２３の上端面２３２は、ボール軸受３４の下端面（図８の左側の端面）３４３に当接する。

図７に示すように、ピニオン軸２の第１の段差面２５と第２の段差面２８との間の軸方向の長さをＬ３、ボール軸受３４の上端面３４２と下端面３４３との間の軸方向の長さをＢ、カシメリング２３の上端面２３２と下端面２３３との間の軸方向の長さをＣとすると、
Ｌ３＞Ｂ＋Ｃ
となるように、各部の寸法を形成している。

従って、図８（１Ａ）に示すように、ピニオン軸２の軸部２２に、ボール軸受３４、カシメリング２３を外嵌すると、ボール軸受３４の下端面３４３と第２の段差面２８との間の軸方向の長さＬ４よりも、カシメリング２３の軸方向の長さＣが短いため、カシメリング２３の下端面２３３と第２の段差面２８との間には、必ず隙間δができる。

また、カシメリング２３は、軸部２２と小径軸部２６の両方に跨って外嵌し、カシメリング２３の内径孔２３１と小径軸部２６の外周との間には隙間が形成される。

次に、図８（２Ａ）に示すように、カシメリング２３が小径軸部２６に外嵌する部分を縮径していくと、カシメリング２３の縮径した部分の軸方向の長さが長くなる。その結果、カシメリング２３の下端面２３３が第２の段差面２８に当接し、ボール軸受３４をピニオン軸２に対して軸方向に固定することが可能となる。

図８（２Ｂ）に示すように、カシメリング２３を縮径する軸方向の長さＤに比例して、カシメリング２３の軸方向の伸び量Ｅを変えることができる。従って、ピニオン軸２の軸方向の長さＬ３、ボール軸受３４の軸方向の長さＢ、カシメリング２３の軸方向の長さＣのバラツキがあっても、カシメリング２３を縮径する軸方向の長さＤを変えてカシメリング２３の軸方向の伸び量Ｅを変えることができる。それによって、各部品の製造誤差を吸収して、ピニオン軸２に対して各部品を確実に軸方向に固定することが可能となる。また、ピニオン軸２に固定する各部品の精度管理が容易になるため、各部品の製造コストが削減される。

次に本発明の実施例３について説明する。図９（１）は本発明の実施例３のボール軸受のピニオン軸への固定構造の組み付け状態を示し、カシメ後の状態を示す断面図であって、ピニオン軸の変形例を示す。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分と作用についてのみ説明し、重複する説明は省略する。

実施例３は、実施例１の傾斜面２９を廃止した例である。すなわち、実施例３では、軸部２２と小径軸部２６との間には、直径が連続的に変化する直線状の傾斜面２９は無く、第３の段差面２９１が形成されている。

次に本発明の実施例４について説明する。図９（２）は本発明の実施例４のボール軸受のピニオン軸への固定構造の組み付け状態を示し、カシメ後の状態を示す断面図であって、ピニオン軸の変形例を示す。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分と作用についてのみ説明し、重複する説明は省略する。

実施例４は、実施例１の傾斜面２９の変形例である。すなわち、実施例４では、軸部２２と小径軸部２６との間には、直径が連続的に変化する直線状の傾斜面２９は無く、半径方向内側に凹の弧状面２９２が形成されている。

次に本発明の実施例５について説明する。図９（３）は本発明の実施例５のボール軸受のピニオン軸への固定構造の組み付け状態を示し、カシメ後の状態を示す断面図であって、ピニオン軸の変形例を示す。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分と作用についてのみ説明し、重複する説明は省略する。

実施例５は、実施例１の傾斜面２９の変形例である。すなわち、実施例５では、軸部２２と小径軸部２６との間には、直径が連続的に変化する直線状の傾斜面２９は無く、半径方向外側に凸の弧状面２９３が形成されている。

次に本発明の実施例６について説明する。図９（４）は本発明の実施例６のボール軸受のピニオン軸への固定構造の組み付け状態を示し、カシメ後の状態を示す断面図であって、ピニオン軸の変形例を示す。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分と作用についてのみ説明し、重複する説明は省略する。

実施例６は、実施例１の小径軸部２６が円柱状では無く、軸部２２から第２の大径軸部２７に向かって、直径が連続的に小さくなる円錐状の小径軸部２６１にした例である。

次に本発明の実施例７について説明する。図１０は本発明の実施例７のボール軸受のピニオン軸への固定構造の組み付け状態を示し、（１Ａ）、（１Ｂ）はカシメ前の状態を示す断面図、（２Ａ）、（２Ｂ）はカシメ後の状態を示す断面図である。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分と作用についてのみ説明し、重複する説明は省略する。

実施例７は、カシメリングの変形例を示す。上記実施例では、カシメリング２３は、内径及び外径が一定の円筒状に形成されているが、実施例７は、軸方向長さの一部分の内径及び外径を他の部分の内径及び外径よりも大径に形成した例である。

すなわち、図１０に示すように、実施例７のカシメリング２３は、その軸方向長さの略中間位置に、軸方向両端の内径孔２３１及び外径部２３４よりも半径方向外側に突出した、弧状外径部２３５及び弧状内径孔２３６が形成されている。

実施例７のカシメリング２３は、上記したように、軸方向長さの一部分の内径及び外径を他の部分の内径及び外径よりも大径にすることで、上記実施例のカシメリング２３に比較して体積を増加させているため、カシメリング２３を縮径した時のカシメリング２３の軸方向の伸び量が増加する。従って、ピニオン軸２に外嵌する部品の製造誤差の吸収量が増加するため、部品の精度管理がより容易になり、部品の製造コストがより削減される。

次に本発明の実施例８について説明する。図１１は本発明の実施例８のボール軸受のピニオン軸への固定構造の組み付け状態を示し、（１Ａ）、（１Ｂ）はカシメ前の状態を示す断面図、（２Ａ）、（２Ｂ）はカシメ後の状態を示す断面図である。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分と作用についてのみ説明し、重複する説明は省略する。

実施例８は、カシメリングの変形例を示す。上記実施例では、カシメリング２３は、管状素材から成形しているが、実施例８は、板材から成形した例である。すなわち、図１１に示すように、実施例８のカシメリング２３は、板材を円筒状に巻き付けて成形している。板材の合わせ部には、幅の小さなスリット２３７が円周方向の一箇所に形成されている。

カシメリング２３は、図１１の左側の内径孔２３１Ａが右側の内径孔２３１Ｂよりも小径に形成されている。また、左側の内径孔２３１Ａの直径は、第２の大径軸部２７の直径よりも小さく形成され、右側の内径孔２３１Ｂの直径は、軸部２２との間に適度の隙間が形成される寸法に形成されている。

また、カシメリング２３には、幅の大きなスリット２３８が、図１１の左側に円周方向の複数箇所に形成されている。従って、ピニオン軸２の軸部２２にカシメリング２３を図１１の左側から外嵌すると、スリット２３８の幅が広がって、左側の内径孔２３１Ａは第２の大径軸部２７の外径に倣って容易に拡径し、軸部２２にカシメリング２３を容易に外嵌することができる。

カシメリング２３の軸部２２及び小径軸部２６への外嵌作業が終了すると、スリット２３８の幅が元の幅に弾性復帰して、左側の内径孔２３１Ａは元の内径寸法に戻る。従って、上記した図６のカシメ治具３１によってカシメリング２３の外径部２３４を縮径すると、スリット２３７、２３８があるため、カシメリング２３を容易に縮径することが可能となる。

また、左側の内径孔２３１Ａの直径は、第２の大径軸部２７の直径よりも小さいため、カシメリング２３の外径部２３４を縮径すると、カシメリング２３の下端面２３３を第２の段差面２８に確実に当接させることができる。従って、ボール軸受３４をピニオン軸２に対して軸方向に固定するカシメ作業を確実に行うことが可能となる。

上記実施例では、車両用ステアリング装置に使用されるピニオン軸のウォームホイールや軸受等の外嵌部品の固定に本発明を適用した例について説明したが、動力伝達軸等の任意の軸に外嵌される任意の外嵌部品の軸方向の位置の固定に適用することができる。

本発明の部品の軸への固定構造を有するステアリング装置の全体を示し、アシスト装置を有するステアリング装置に適用した実施例を示す。本発明の実施例１の部品の軸への固定構造を有するアシスト装置を示し、入力軸の中心軸線に沿って切断した拡大縦断面図である。本発明の実施例１のボール軸受のピニオン軸への固定構造を示す分解断面図である。本発明の実施例１のボール軸受のピニオン軸への固定構造の組み付け状態を示し、（１）はカシメ前の状態を示す断面図、（２）はカシメ後の状態を示す断面図である。図３のカシメリング単体を示し、（１）はカシメ前の状態を示す断面図、（２）はカシメ後の状態を示す断面図である。本発明の実施例１のカシメ工程を示す説明図である。本発明の実施例２のボール軸受のピニオン軸への固定構造を示す分解断面図である。本発明の実施例２のボール軸受のピニオン軸への固定構造の組み付け状態を示し、（１Ａ）、（１Ｂ）はカシメ前の状態を示す断面図、（２Ａ）、（２Ｂ）はカシメ後の状態を示す断面図である。本発明の実施例３から実施例６のボール軸受のピニオン軸への固定構造の組み付け状態を示し、カシメ後の状態を示す断面図であって、ピニオン軸の変形例を示す。本発明の実施例７のボール軸受のピニオン軸への固定構造の組み付け状態を示し、（１Ａ）、（１Ｂ）はカシメ前の状態を示す断面図、（２Ａ）、（２Ｂ）はカシメ後の状態を示す断面図であって、カシメリングの変形例を示す。本発明の実施例８のボール軸受のピニオン軸への固定構造の組み付け状態を示し、（１Ａ）、（１Ｂ）はカシメ前の状態を示す断面図、（２Ａ）、（２Ｂ）はカシメ後の状態を示す断面図であって、カシメリングの変形例を示す。

符号の説明

１１ステアリングホイール
１２ステアリングシャフト
１３ステアリングコラム
１４中間シャフト
１４１、１４２十字軸自在継手
１５アシスト装置
１６ステアリングギヤ
１７タイロッド
２ピニオン軸
２１ピニオン
２２軸部
２３カシメリング
２３１内径孔
２３１Ａ、２３１Ｂ内径孔
２３２上端面
２３３下端面
２３４外径部
２３５弧状外径部
２３６弧状内径孔
２３７、２３８スリット
２４第１の大径軸部
２５第１の段差面
２６小径軸部
２６１円錐状の小径軸部
２７第２の大径軸部
２８第２の段差面
２９傾斜面
２９１第３の段差面
２９２半径方向内側に凹の弧状面
２９３半径方向外側に凸の弧状面
３１カシメ治具
３１１貫通孔
３１２傾斜面
３１３内径孔
３４ボール軸受
３４１内径孔
３４２上端面
３４３下端面
３６ニードル軸受
３８リンングナット
４１下ギヤボックス
４４上ギヤボックス
４５軸受孔
４５１雌ネジ
４７軸受孔
５ウォーム減速機構
５１ウォームホイール
５２芯金
５２１内径孔
５２２上端面
５２３下端面
５３ウォーム
５４ボス部
５５電動モータ
６入力軸
６１ボール軸受
６２ピン
６３トーションバー
６４ブッシュ
７トルクセンサー
７１センサーシャフト部
７２ヨーク
７３、７４検出コイル
７５円筒部材
８ラックガイド
８１軸
８２ニードル軸受
８３ローラ
８４アジャストカバー
８５ラック

Claims

軸、
上記軸に形成され部品が外嵌される軸部、
上記軸部の軸方向の一端側に形成され、軸部よりも大径の第１の大径軸部、
上記軸部と第１の大径軸部との間に形成された第１の段差面、
上記軸部の軸方向の他端側に形成され、軸部よりも小径の小径軸部、
上記小径軸部の軸方向の他端側に形成され、小径軸部よりも大径の第２の大径軸部、
上記小径軸部と第２の大径軸部との間に形成された第２の段差面、
上記軸部に外嵌するとともに、上記第１の段差面に一端が当接する外嵌部品、
上記軸部では大径部が、上記小径軸部では縮径部が外嵌するカシメリングを備え、
上記カシメリングが上記外嵌部品の他端と上記第２の段差面とに当接することにより、上記外嵌部品の軸方向の位置を固定すること
を特徴とする部品の軸への固定構造。
軸、
上記軸に形成され部品が外嵌される軸部、
上記軸部の軸方向の一端側に形成され、軸部よりも大径の第１の大径軸部、
上記軸部と第１の大径軸部との間に形成された第１の段差面、
上記軸部の軸方向の他端側に形成され、軸部よりも小径の小径軸部、
上記小径軸部の軸方向の他端側に形成され、小径軸部よりも大径の第２の大径軸部、
上記小径軸部と第２の大径軸部との間に形成された第２の段差面、
上記軸部に外嵌するとともに、上記第１の段差面に一端が当接する外嵌部品、
上記軸部及び小径軸部に外嵌するとともに、その軸方向の長さが、上記外嵌部品の他端と上記第２の段差面との間の軸方向の長さよりも短い筒状のカシメリングを備え、
上記カシメリングの小径軸部との外嵌部を縮径して、カシメリングの軸方向の長さを伸ばし、上記外嵌部品の他端と上記第２の段差面との間にカシメリングの軸方向の両端を当接させて、上記外嵌部品の軸方向の位置を固定すること
を特徴とする部品の軸への固定構造。
請求項１または請求項２のいずれかに記載された部品の軸への固定構造において、
上記カシメリングの内径孔または小径軸部のうちの少なくともいずれか一方に、摩擦係数を軽減する処理を施したこと
を特徴とする部品の軸への固定構造。
請求項１または請求項２のいずれかに記載された部品の軸への固定構造において、
上記軸は、ステアリングギヤのラックに噛み合ってステアリングホイールの操舵力を補助するピニオン軸であり、
上記外嵌部品は、上記ピニオン軸に外嵌してピニオン軸を回転可能に軸支する軸受であること
を特徴とする部品の軸への固定構造。
請求項１または請求項２のいずれかに記載された部品の軸への固定構造において、
上記軸は、ステアリングギヤのラックに噛み合ってステアリングホイールの操舵力を補助するピニオン軸であり、
上記外嵌部品は、
上記ピニオン軸に外嵌するとともに、上記第１の段差面に一端が当接するウォームホイールと、
上記ウォームホイールの他端にその一端が当接し、他端がカシメリングの一端に当接して、上記ピニオン軸を回転可能に軸支する軸受であること
を特徴とする部品の軸への固定構造。
請求項１または請求項２のいずれかに記載された部品の軸への固定構造において、
上記軸部と小径軸部との間には第３の段差面が形成されていること
を特徴とする部品の軸への固定構造。
請求項１または請求項２のいずれかに記載された部品の軸への固定構造において、
上記軸部と小径軸部との間には、直径が連続的に変化する直線状の傾斜面、半径方向外側に凸の弧状面、半径方向内側に凹の弧状面のうちのいずれか一つが形成されていること
を特徴とする部品の軸への固定構造。
請求項１または請求項２のいずれかに記載された部品の軸への固定構造において、
上記カシメリングは、その軸方向長さの全長にわたって、内径及び外径が一定に形成されていること
を特徴とする部品の軸への固定構造。
請求項１または請求項２のいずれかに記載された部品の軸への固定構造において、
上記カシメリングは、その軸方向長さの一部分の内径及び外径が、他の部分の内径及び外径よりも大径に形成されていること
を特徴とする部品の軸への固定構造。
軸、
上記軸に形成され部品が外嵌される軸部、
上記軸部の軸方向の一端側に形成され、軸部よりも大径の第１の大径軸部、
上記軸部と第１の大径軸部との間に形成された第１の段差面、
上記軸部の軸方向の他端側に形成され、軸部よりも小径の小径軸部、
上記小径軸部の軸方向の他端側に形成され、小径軸部よりも大径の第２の大径軸部、
上記小径軸部と第２の大径軸部との間に形成された第２の段差面、
上記軸部に外嵌するとともに、上記第１の段差面に一端が当接する外嵌部品、
上記軸部及び小径軸部に外嵌するとともに、その軸方向の長さが、上記外嵌部品の他端と上記第２の段差面との間の軸方向の長さよりも短い筒状のカシメリングを備え、
上記カシメリングの小径軸部との外嵌部を縮径して、カシメリングの軸方向の長さを伸ばし、上記外嵌部品の他端と上記第２の段差面との間にカシメリングの軸方向の両端を当接させて、上記外嵌部品の軸方向の位置を固定すること
を特徴とする部品の軸への固定方法。