JP2012180860A - 軸受の固定構造 - Google Patents

Abstract

【課題】電動パワーステアリング装置のモータの出力や路面からの外力によりピニオン軸を支持する軸受に大きな軸力が生じた場合でも、加締リングの変形を防ぐことができる軸受の固定構造を提供する。
【解決手段】加締リング３により軸受２を軸１へ固定する軸受固定構造であって、前記軸１に形成された円環状の溝５の隅を丸めた溝底６ａと円環状の加締リング３とを接触させずに浮かす構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、軸受の固定構造、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軸受の固定構造に関する。

燃費向上を目的として、自動車用のステアリング装置に電動パワーステアリング装置を採用するケースが増えてきており、より大型の自動車へ搭載したいという要求がある。このため、電動パワーステアリングを構成する各部品には、従来よりも高い強度が必要されるようになった。

一般的によく用いられているラック・ピニオン式ステアリング装置において、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の固定方法には、ピニオン軸に形成された円環状の溝に円筒状の加締リングを加締める方法が採用されている。
この円環状の溝の断面形状には、応力集中を防ぐために隅を丸めた形状が用いられている。

先行技術の軸受の固定構造としては、特許文献１と特許文献２に示されているものがある。加締リングにより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の隙間が発生しないようにした軸受の固定構造が、特許文献１に開示されている。

軸およ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できる軸受の固定構造が、特許文献２に開示されている。

図５は、従来の軸受２００の固定構造の要部断面を示している。図５に示されているように、加締リング３００が溝５００の隅の丸み部６００と接触している。
ここで、軸受２００に軸力Ｆ０が生じた場合に、加締リング３００が軸１００から受ける反力Ｆ１の方向は、接触面の法線方向であることから、溝５００の隅の丸み部６００と接触している部分には、軸径方向の分力Ｆ２が生じる。

この分力Ｆ２により加締リング３００の径が拡げられた場合には、加締リング３００は、溝５００の隅の丸み部６００をすべるように軸方向に移動するため、軸受２００を軸方向に保持することができなくなる。

特開２００８−５７５８９号公報 特開２００７−９９４０号公報

特許文献１および特許文献２の軸受の固定構造は、円環状の溝に円筒状の加締リングを加締めたものであり、軸受、軸、加締リングの形状を工夫することにより、軸と加締リングの間に隙間が生じることを防ぎ、軸受を確実に固定するものである。このような固定構造は図５に示す固定構造と同様に、加締リングが溝の奥まで入り、溝の隅の丸みと接触している。軸受に軸力が生じた場合に加締リングが軸から受ける反力の方向は接触面の法線方向であることから、溝の隅の丸みと接触している部分には、軸径方向の大きな分力が生じる。この分力により加締リングの径が拡げられた場合には、加締リングは溝の隅の丸みをすべるように軸方向に移動するため、軸受を軸方向に保持することができなくなるという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電動パワーステアリング装置のモータの出力や路面からの外力によりピニオン軸を支持する軸受に大きな軸力が生じた場合にも、加締リングにかかる荷重の径方向分力を低く抑えて、加締リングの変形を防ぐことができる軸受の固定構造を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）円環状の加締リングにより軸受を軸へ固定する軸受の固定構造であって、
前記軸に形成された円環状の溝の一端側の隅を丸めた丸み部の溝底と前記加締リングとが接触しないように構成されたことを特徴とする軸受の固定構造。
（２）前記加締リングの一端側に凸条を設けることにより、前記溝底に前記加締リングが接触しないように構成されたことを特徴とする上記（１）に記載の軸受の固定構造。
（３）前記加締リングは、その内側に面取り部が設けられたことにより、前記溝底に前記加締リングが接触しないように構成されたことを特徴とする上記（１）に記載の軸受の固定構造。
（４）前記溝は、前記溝底よりも軸径の大きい突起が設けられたことにより、前記溝底に前記加締リングが接触しないように構成されたことを特徴とする上記（１）に記載の軸受の固定構造。

本発明の軸受の固定構造によれば、軸受に大きな軸方向の力が生じた場合において、加締リングが隅の丸み部の溝底と接触していないことから、加締リングにかかる荷重の径方向分力を低く抑えることができるため、加締リングの変形を防ぎ、軸受を保持する力を従来よりも向上することができる。

本発明の軸受の固定構造を示す第１実施形態の要部拡大断面図である。 本発明の軸受の固定構造を示す第１実施形態の加締め前後の断面図である。 本発明の軸受の固定構造を示す第２実施形態の要部拡大断面図である。 本発明の軸受の固定構造を示す第３実施形態の要部拡大断面図である。 従来例の軸受の固定構造を示す要部拡大断面図である。

以下、図面に基づいて本発明にかかる軸受の固定構造の実施形態について説明する。

（第１実施形態）
図１は本発明の軸受の固定構造の第１実施形態における加締め後を示し、図２は加締め前の状態を示している。
本実施形態の軸受の固定構造では、軸１には溝５が形成されている。この溝５には、軸受２と反対側に円環状の溝丸み部６が形成され、その溝丸み部６に向って溝深さが深くなるように構成されている。そして、加締リング３には、凸条４が形成されており、この凸条４が、溝肩７に係合していることで、加締リング３が溝５に入り難くい構成である。この構成により、加締リング３が溝５の隅の丸み部６の溝底６ａに接触しない浮いた状態となる。

図２を用いて、加締リング３の組み付けについて説明する。なお、本実施形態は、玉軸受をピニオン軸へ組み付ける状態を示し、図２はその加締め前の状態を示す断面図である。

加締め加工においては、図２に示すように、ピニオン軸１に、玉軸受２、加締リング３を、この順序に外嵌する。そして、玉軸受２の一端面３４は、第１の段差面２５に当接して停止する。また、加締リング３の一端部３ａは、玉軸受２の他端面３５に当接する。

そして、溝５の位置は加締リング３の装着時（加締め時）において、加締リング３の一端部が溝５の肩７に引っかかるように位置調整されている。
この状態において、図示しないカシメ冶具を、例えば、軸先端方向（図１中左側）から挿入する等により、加締リング３を軸方向に加締める。

この加締加工により、加締リング３には、加締め後に凸条４が形成され、溝５に入り難くなり、溝５の隅の丸み部６には接触せず、溝５の底に対して実質的に浮いた状態で装着される。

このように加締リング３が装着されている構成によれば、例えば、電動パワーステアリング装置のモータの出力や路面からの外力によりピニオン軸を支持する軸受に大きな軸力が生じた場合でも、加締リング３が隅の丸み部６と接触していないことから、加締リングにかかる荷重の径方向分力を低く抑えられるため、加締リングの変形を防ぎ、軸受を保持する力を従来よりも向上することができる。

なお、加締リング３の加締め方法としては、図２に示した軸方向の加締めに限定されるものではなく、径方向の加締めやローリングによる加締め等種々の加締め方法が可能である。

（第２実施形態）
図３は、本発明の第２実施形態における要部断面図を示している。
本実施形態においては、軸１には溝５が形成されており、前掲の実施形態と同様に、溝５に加締リング３を加締めることにより、軸受２が固定されている。
本実施形態における加締リング３は、リング内周側の角部に面取り部１０が設けられている。この面取り部１０は、溝５の隅の丸み部６に対して十分に大きいものとして構成されている。
したがって、加締リング３は、その面取り部１０が設けられたことによって、丸み部６の溝底６ａと接触しない。

このように、本実施形態における加締リング３は、装着状態において、溝５の隅の丸み部６の溝底６ａには接触せず、浮いた状態となる。したがって、例えば、電動パワーステアリング装置のモータの出力や路面からの外力によりピニオン軸を支持する軸受に大きな軸力が生じた場合には、加締リング３が隅の丸み部６と接触していないことから、加締リング３にかかる荷重の軸径方向分力を低く抑えられるので、加締リング３の変形は回避され、軸受２を保持する力を従来よりも向上することができる。なお、加締リング３の両端面に面取り部１０が設けられているが、これは、組込み時に組込み方向を間違えるミスを防ぐため設けたものである。

（第３実施形態）
図４は、本発明の第３実施形態における要部断面図を示している。
本実施形態においても、前掲の実施形態と同様に、軸１に設けられた溝５に加締リング３を加締めることにより、軸受２を固定する。
しかし、本実施形態における溝５には、溝５の隅の丸み部６から溝の中央部寄りの位置に突起９が形成されている。この突起９が形成されていることにより、加締リング３は、加締め時において、他端部３ｂが丸み部６の下側まで入り難くなる。このため、加締リング３は、溝５の隅の丸み部６の溝底６ａとは接触しない状態となる。

したがって、加締リング３にかかる荷重の軸径方向分力を低く抑えられることができるので、加締リング３の変形は防止され、軸受２を保持する力を従来よりも向上することができる。

以上、本発明について、第１〜第３実施形態について説明したが、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものでなく、適宜、変形、改良等が可能である。すなわち、第１〜第３実施形態のうち、任意の複数の実施形態を自由に組み合わせることができる。
また、本発明の実施形態の加締リングの形状は、加締治具の位置制御によっても実現することができる。さらに、上記実施形態では、軸受内輪を軸に固定する場合について説明したが、軸受外輪をハウジングに固定する場合にも、同様の固定構造を用いることができる。

１ 軸
２ 軸受
３ 加締リング
４ 凸条
５ 溝
６ 丸み部
６ａ溝底
７ 溝肩
９ 突起
１０面取り部

Claims (4)

1. 円環状の加締リングにより軸受を軸へ固定する軸受の固定構造であって、
   前記軸に形成された円環状の溝の一端側の隅を丸めた丸み部の溝底と前記加締リングとが接触しないように構成されたことを特徴とする軸受の固定構造。
2. 前記加締リングの一端側に凸条を設けることにより、前記溝底に前記加締リングが接触しないように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の軸受の固定構造。
3. 前記加締リングは、その内側に面取り部が設けられたことにより、前記溝底に前記加締リングが接触しないように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の軸受の固定構造。
4. 前記溝は、前記溝底よりも軸径の大きい突起が設けられたことにより、前記溝底に前記加締リングが接触しないように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の軸受の固定構造。

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