JPH11153139A - ボールベアリングおよびその組立方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボールベアリングの組立時に内、外輪間に組
込むボールの必要以上の位置ずれを防ぎ、組立作業を容
易にしかも自動組立を行える構造を得る。 【解決手段】 回転部材１２の一部を内輪１２ａとし、
その外周部に外輪２１ｂを嵌装させるとともに、これら
内、外輪間に複数個のボール２１ｃを介在させることに
よってボールベアリング２１を構成する。前記回転部材
による内輪のボール保持溝に近接する外周面に、ボール
ベアリングの組立時に前記内輪とその外周側に偏心させ
た外輪との間の隙間から組込むボールの位置ずれを防ぐ
環状突部等からなる段部５０を設ける。このボールベア
リングは、回転部材を貫通させて保持する孔部を有しこ
の孔部から突出する内輪の外周部に嵌装する外輪を孔縁
部分に載置するとともにこれら内、外輪間の環状空隙に
複数個のボールを等配して配置させるためのエア吹き出
し口６１を有するボールベアリング組立用治具６０を用
いて組立てる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は回転部材を固定部に
対して回転自在に軸支するために用いるボールベアリン
グおよびその組立方法に関し、特に回転部材の一部を内
輪としたボールベアリングおよびその組立方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種のボールベアリングは、一般に回
転部材や回転軸を固定部側である保持部材の保持孔内に
回転または回動自在に軸支するために用いられる。この
種のボールベアリングにおいて、内輪を回転部材の一部
に一体に設けたものが従来から知られている。

【０００３】このようなボールベアリングは、回転部材
の一部に設けた内輪部分に外輪を嵌装させるとともに、
その間に複数個のボールを組込み、ボールを内、外輪間
の環状隙間内に周方向に所定間隔をおいて等配させて配
置し、しかる後各ボール間の空隙を保つ保持器を組付け
ることにより組立てられている。

【０００４】上述したボールベアリングの組立てにおい
て、回転部材が軸部材である場合には、この軸部材を貫
通させた状態で保持する孔部を有する組立用治具を用い
ている。すなわち、この組立用治具上で上方に突出する
回転部材の内輪部分に外輪を嵌装し、この外輪を内輪に
対し一側に片寄らせて偏心状態とし、内輪と外輪との間
の間隙を部分的に広げ、この部分から複数個のボールを
組込み、外輪を内輪に対し同心上に位置させることによ
り、内、外輪間にボールを介在させる。そして、片寄っ
ているボールを、内、外輪間の環状間隙内で所定間隔を
おいて位置させ、等配した配置状態となるようにし、し
かる後各ボール間の空隙を保つ爪部を有する保持器を組
付けている。

【０００５】このようなボールベアリングは、たとえば
ラックピニオン式の動力舵取装置において回転型流路切
換弁（ロータリバルプ）の外側弁部材であるスリーブを
一体に形成したピニオン軸を固定部であるステアリング
ボディに回転自在に保持させるために用いられている。
そして、上述したピニオン軸の端部を内輪とするボール
ベアリングを用いることにより、このピニオン軸をステ
アリングボディに回転自在に軸支することが考えられて
いる。このような構成によれば、小型化が望まれている
ステアリングボディ内に径方向のスペースが必要となる
ボールベアリングの組込みが比較的容易に行える。

【０００６】このような動力舵取装置において回転式流
路切換弁を構成する外側弁部材であるスリーブを一体に
形成したピニオン軸には、装置作動時に大きな負荷が作
用して曲げ変形を生じることがある。そして、内側弁部
材であるロータとの間で芯ずれや片当たりを生じ、円滑
なバルブ作動が得られないという問題を招くおそれがあ
り、確実な軸支状態を期待できるボールベアリングを用
いることが一般的である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
のボールベアリングでは、内輪となる回転部材の外周側
に外輪を嵌装し、その間に複数個のボールを組込んで介
在させるにあたって、ボールを内、外輪間の所定の箇所
に介在させる作業が難しいという不具合があった。

【０００８】上述した動力舵取装置における回転型流路
切換弁においては、外側弁部材であるスリーブを有する
ピニオン軸が、長尺な軸部材であってしかもその外周部
には大径部や小径部、その他の溝加工、ギア加工が施さ
れている。このようなピニオン軸の軸端部を内輪とする
ボールベアリングを組立てるには、ピニオン軸を略垂直
状態で組立用治具に保持させ、内輪部分に外輪を嵌装さ
せるとともに、その外輪を一側に片寄らせて内、外輪間
の間隙を広げ、その広げた部分から複数個のボールを組
込むとともに、外輪を内輪と同心上に位置するように移
動させ、さらにボールを所定の等配した位置に移動させ
るという作業が必要となるが、この組立てに熟練を要す
るという問題があった。

【０００９】これを詳述すると、上述したボールベアリ
ングの組立てにあたって、内輪と一側に片寄らせた外輪
との間の隙間からボールを組込むと、ボールが内輪と外
輪との間で必要以上の位置ずれを起こし、ボールが脱落
してしまうことがあった。すなわち、上述したように外
輪を一側に片寄らせて内、外輪間の隙間にボールを組込
んだときに、内輪の外周面と外輪の内周面とに形成され
ている環状溝によるボール保持溝の溝側縁のエッジより
もボール、特にボールの中心が下方に落下してしまう。
そして、このような状態となると、外輪を内輪と同心に
位置するように移動させることができず、またたとえ移
動させても、ボールを内、外輪のボール保持溝内に保持
させることができない。

【００１０】したがって、上述したように回転部材の一
部を内輪とするボールベアリングの組立ては、内、外輪
間へのボールの組込みやボールのボール保持溝への保持
に細心の注意を要し煩雑であり、作業性も悪く、近年望
まれている自動組立化を図るうえで問題が多かった。

【００１１】また、上述したボールの脱落は、内、外輪
間にボールを組込むために外輪を内輪に対して偏心させ
たときに、その偏心量が必要以上に大きいことにも起因
する。これは、内、外輪間にボールを組込むためには、
ボール径よりも大きい間隙が必要であるが、単純に外輪
を偏心させると、外輪はその内周面が内輪の外周面に当
接するまで偏心可能であって、各部の径寸法にもよるが
ボール径よりも大きく偏心して、ボールが内、外輪間を
隙間を通過してしまうからである。

【００１２】このような組立時における作業性の問題
は、ラックピニオン式動力舵取装置における回転型流路
切換弁の外側弁部材（スリーブ）を兼ねるピニオン軸の
ように形状が複雑であって、たとえば内輪となる部分に
近接してシールリングを介装するためのつば部が突設さ
れているときのように、通常のボールベアリングの組立
てとは異なり、ボールを一方向からしか組込むことがで
きない場合に顕著にあらわれる。

【００１３】本発明は上述した事情に鑑みてなされたも
のであり、固定部となる本体ボディの保持孔内に組込む
組込み部品の一つである回転部材の一部を内輪とし、こ
れにボールと外輪とを組付けることによりボールベアリ
ングを構成するにあたって、このボールベアリングの組
立作業が簡単に行え、その自動組立化も図ることがで
き、たとえばラックピニオン式動力舵取装置の回転型流
路切換弁を構成する回転部材の軸受部材として適用する
ことができるボールベアリングおよびその組立方法を得
ることを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】このような目的に応える
ために本発明に係るボールベアリングは、回転部材の一
部を内輪とし、その外周部に外輪を嵌装させるととも
に、これら内、外輪間に複数個のボールを介在させるこ
とによって構成したボールベアリングであって、前記回
転部材による内輪のボール保持溝に近接する外周面に、
ボールベアリングの組立時に前記内輪とその外周側に偏
心させた外輪との間の隙間から組込むボールの位置ずれ
を防ぐ段部を設けたものである。この段部は、たとえば
内輪の外周面の一部に突設した環状突部により構成す
る。

【００１５】また、本発明に係るボールベアリングの組
立方法は、回転部材の一部を内輪とし、その外周部に外
輪を嵌装させるとともに、これら内、外輪間に複数個の
ボールを介在させることにより構成したボールベアリン
グの組立方法であって、前記回転部材による内輪のボー
ル保持溝に近接する外周面に、ボールベアリングの組立
時に前記内輪とその外周側に偏心させた外輪との間の隙
間から組込んだときのボールの落下による位置ずれを防
ぐ段部を設けるとともに、前記回転部材を貫通させて保
持する孔部を有しこの孔部から突出する内輪の外周部に
嵌装する外輪を孔縁部分に載置するとともにこれら内、
外輪間の環状空隙に複数個のボールを等配して配置させ
るためのエア吹き出し口を有するボールベアリング組立
用治具を用いて行われる。すなわち、この組立用治具の
孔部に回転部材を貫通させて保持させ、この孔部から突
出する内輪の外周部に外輪を嵌装させて孔縁部分に載置
するとともに、前記内輪に対し前記外輪を偏心させて
内、外輪間の一部の間隙を広げ、この部分から複数個の
ボールを組込んだ後、前記エア吹き出し口からエアを吹
き出すことにより、前記内、外輪間の空隙内で各ボール
を等配した位置に移動させ、しかる後各ボール間の間隔
を保持する保持器を差し込むものである。

【００１６】ここで、上述した組立用治具の前記内輪と
外輪との間の環状間隙に対向する部分であって、この環
状間隙内に等配されるボールを所定箇所に動かすための
エア吹き出し口は、前記内、外輪間の環状間隙内で所定
箇所に位置付けられるボール間の周方向の空隙にエアを
吹き出すように開口している。また、前記ボール間の周
方向の空隙に臨む二つのエア吹き出し口は、前記ボール
の両側にエアを吹き出す二つのエア吹き出し口よりも小
さい間隙をおいて前記組立用治具に設けられている。

【００１７】本発明によれば、回転部材の一部に一体に
設けた内輪の外周部に外輪を嵌装させ、この外輪を一側
に片寄らせて内、外輪間の間隔をあけ、その部分から複
数個のボールを組込む。このとき、内輪の一部に形成し
た段部によりボールの中心が内、外輪間で厚み方向の略
中央から必要以上の位置ずれを生じさせないようにする
ことができる。しかる後、外輪を内輪に対し同心上に位
置させ、さらにボールを所定の空隙をおいて等配させる
ことにより、ボールベアリングを組立てることができ
る。

【００１８】また、本発明によれば、内輪を一体に設け
た回転部材を貫通させて保持する孔部とこの孔縁部分に
開口しボールを所定箇所に導くためのエア吹き出し口と
を有する組立用治具を用いることにより、内、外輪間へ
のボールの組込みや内、外輪間でボールを等配させて配
置することを簡単に行え、その自動組立化を図ることが
できる。

【００１９】ここで、ボールベアリングは、たとえばラ
ックピニオン式動力舵取装置においてピニオン軸のスタ
ブ軸側の端部における軸支部を、ステアリングボディに
回転自在に軸支するために用いられる。また、回転部材
とは、たとえばラックピニオン式動力舵取装置のピニオ
ン軸に一体または一体的に設けた回転型流路切換弁のス
リーブをいうが、これに限らない。固定部とは、たとえ
ばラックピニオン式動力舵取装置のピニオン軸に一体ま
たは一体的に設けた回転式流路切換弁のスリーブを回転
自在に軸支するステアリングボディをいうが、これに限
らない。

【００２０】内輪の外周面に設けた段部とはたとえば内
輪の外周面の一部に突設した環状突部をいうが、これに
限らない。ボールベアリングの組立用治具として、内、
外輪間の環状空隙において複数個のボールを等配させて
配置させるためのエア吹き出し口を有するものを用いて
いるが、これに限らない。ボールを所定の空隙をおいて
位置付けるために間隔保持機能を有する保持器を用いて
いるが、これに限らない。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１ないし図５は本発明に係るボ
ールベアリングおよびその組立方法をラックピニオン式
動力舵取装置に適用した一つの実施の形態を示す。これ
らの図において、本発明を適用するラックピニオン式動
力舵取装置の一例を図４および図５を用いて説明する。

【００２２】図４中全体を符号１で示すものはラックピ
ニオン式動力舵取装置におけるパワーステアリング本体
部である。２は図示しない舵取ハンドルに連結される入
力軸としての円筒状のスタブ軸、３はピニオン軸、４は
スタブ軸２の一端に一端を固定され、かつ他端方向（図
の左方向）に延在し、他端（内方端）をピニオン軸３に
連結したトーションバーである。トーションバー４の延
在方向には、円筒状のロータ１１がトーションバー４を
覆うように配置されている。

【００２３】このロータ１１は、スタブ軸２と一体的に
形成することにより一体的に接続され、このロータ１１
の外周には、一端をピニオン軸３に一体的に形成するこ
とにより一体的に接続したスリーブ１２が配置され、ロ
ータ１１とスリーブ１２との間に回転形流路切換弁１０
が形成されている。なお、ピニオン軸３には、図示しな
い舵取りリンク機構を構成するラック５上のラック歯５
ａと噛合するピニオン歯３ａが設けられている。

【００２４】ロータ１１のスタブ軸２から離れた外周端
とピニオン軸３に一体的に接続された部分に近いスリー
ブ１２の内壁との間に、トーションバー４のねじれによ
り所定角度範囲内での相対的な回動変位を許容するフェ
イルセーフ機構として突部および溝部からなるセーフテ
ィスプライン部６が設けられている。

【００２５】トーションバー４は、内方端がピニオン軸
２側に圧入固定されており、外方端はスタブ軸２内を貫
通してスタブ軸２の外方端（右端）側にまで延設されて
このスタブ軸２の舵取りハンドル側とのカップリング用
セレーション部２ａ部分において、トーションバー４と
全周溶接等の溶着手段により一体的に接続されている。
このような全周溶接での連結では、穴加工やピンの打ち
込みが不要となるぱかりか、シール部材としてのＯリン
グも不要となる。

【００２６】７はパワーステアリング本体部を構成する
ステアリングボディであって、後述する回転型流路切換
弁１０のバルブハウジングを兼ねた一体の構造により構
成されている。なお、前記両軸２，３は、後述する軸受
やボディ７で直接受けることによる軸支部により回転可
能に支持され、かつ適宜の位置にはオイルシールが介装
されている。

【００２７】前記ステアリングボディ７の内部には、図
５（ａ），（ｂ）に示すように、上述したスタブ軸２、
トーションバー４、ピニオン軸３をスタブ軸２側の一端
から他端に向かって段階的に内径が小さくなるように形
成した段付き孔８が組込み空間として形成されている。
このような段付き孔８内には、ロータ１１を有するスタ
ブ軸２、トーションバー４、スリーブ１２を有するピニ
オン軸３による組立体が組込まれ、このピニオン軸３の
三箇所を、後述するようにボールベアリング２１、ブッ
シュ２２、さらにボディ７への直接の軸支部により軸支
することによって、全体が回動可能に軸支されている。

【００２８】図５中２３ａはピニオン軸３の先端部を軸
支する軸支部２３を構成する孔部、２７ａは後述するオ
イルシール２７を保持する孔部、２２ａはブッシュ２２
を軸支する孔部、１０ａは回転型流路切換弁１０のスリ
ーブ１２を保持する孔部、２１ａはボールベアリング２
１を保持する孔部、２５ｂは後述するプラグ部材２５の
孔部、２５ｃはプラグ部材２５のねじ込み用ねじ部で、
孔部２３ａから順次径が大きくなるように段付き孔８と
して形成されている。

【００２９】この実施の形態では、上述した組込み空間
としての段付き孔８を、ステアリングボディ７の一端側
からの穴開け加工で形成しており、これら複数の径の異
なる孔部を、精度よく完全な同心度を保って形成するこ
とができ、しかもその加工も簡単に行える。さらに、こ
のように一方向に開口している段付き孔８に対して、内
部への組込み部品を組立てた状態で組込むことにより、
組立性の面で優れ、しかもこの組立状態において、各部
材の同心性を確保することができる。

【００３０】前記ステアリングボディ７内の組込み空間
８には、スタブ軸２に連結されかつ回転型流路切換弁１
０を構成するロータ１１とピニオン軸３の一端に一体的
に連結されたスリーブ１２が対向するように同一軸線上
に配置されている。これらのロータ１１およびスリーブ
１２の相対的な回転変位（トーションバー４のよじれに
よる）によって、図示しないオイルポンプＰ、オイルタ
ンクＴとパワーシリンダ左、右室ＣＬ，ＣＲとの間の流
路切換えを行うことは広く知られている通りである。そ
して、この流路切換動作を行うために、互いに対向して
摺接するロータ１１の外周面とスリーブ１２の内周面に
は、それぞれ周方向に所定間隔をおいて複数の通路溝が
バルブ溝として凹設されるとともに、複数の流体供給孔
および流体排出孔が適宜の個所に穿設することによって
形成され、これら通路溝等の選択的な連通、遮断により
油圧回路が必要に応じて切換え制御される。

【００３１】図中１５，１６はオイルポンプＰからの圧
油が流入する入りポートおよびオイルタンクＴに圧油を
還流させる戻りポート、１７Ａ，１７Ｂはパワーシリン
ダの左、右シリンダ室ＣＬ，ＣＲに接続される左、右出
カボートで、上述した流路切換弁１０の舵取り操作に伴
なう回転変位で、これらのポート間での油圧通路を任意
に連通、遮断し、図示しないパワーシリンダでの操舵補
助力の発生を制御することも、広く知られている通りで
ある。

【００３２】上述したような回転型流路切換弁１０を構
成するスリーブ１２はピニオン軸３に一体に設けられ、
このピニオン軸３は、このピニオン軸３に連結されたス
リーブ１２の両端部において、ステアリングボディ７に
転がり軸受であるボールベアリング２１と、プッシュ２
２により軸支されている。上述したピニオン軸３の小径
な先端部３ｂは、ステアリングボディ７内に形成された
くぼみである軸支部２３によって軸支され、この軸支部
２３とピニオン軸３との間の軸受け間隙は、ピニオン軸
３の曲げ許容応力内であって、スリーブ１２の両端部に
おける軸受２１，２２（ボールベアリング、ブッシュ）
による軸支部での軸受隙間よりも僅かに大きくなるよう
に設定されている。

【００３３】前記ボールベアリング２１は、ピニオン軸
３に一体かつピニオン軸３から離れたスリーブ１２の端
部に形成した小径筒状部１２ａを内輪とし、その外周側
に外輪２１ｂを嵌装するとともに複数個のボール２１ｃ
を介在させて組合わせた構造のものである。図中２５
は、ステアリングボディ７において、組込み空間８の開
口端（スタブ軸２側）に螺合して組付け固定されている
セット部材としてのプラグ部材であり、このプラグ部材
２５の内方端がボールベアリング２１の外輪２１ｂに突
き当てられ、ボディ７の孔部２１ａによって形成した段
部との間で係止されている。

【００３４】前記プラグ部材２５には、スタブ軸２と一
体のロータ１１を貫通させた状態で保持する開口が開け
られ、この開口部分には、オイルシール２６を保持する
保持溝２５ａが形成されている。そして、このオイルシ
ール２６によりスタブ軸２に一体的に形成されたロータ
１１は、ボディ７内に回動可能な状態で挿入され、かつ
シールされている。一方、前記ピニオン軸３と一体に形
成されたスリーブ１２のブッシュ２２が配置された位置
よりピニオン歯３ａ寄りの部分にもオイルシール２７が
設けられている。そして、これらのオイルシール２６，
２７間には、作動油が充満されている。したがって、ロ
ータ１１の一端を支持するプッシュ２２は、この作動油
中に配置されているから軸受性能や耐久性の面で優れて
いる。

【００３５】前記ブッシュ２２を保持する孔部２２ａを
切換弁１０のスリーブ１２を保持する孔部１０ａよりも
わずかに小径に形成したのは、これらの組立て体をボデ
ィ７内に組込む際に、ブッシュ２２により切換弁１０を
構成するスリーブ１２を回動可能に保持する孔部１０ａ
の内面が傷つかないようにするためである。勿論、この
ような問題がなければ、同一径で形成してもよい。

【００３６】前述した構成によれぱ、弁作動上で最も問
題となるスリーブ１２の両端部の軸支部（２１，２２）
によってピニオン軸３をステアリングボディ７に軸支し
ているので、このスリーブ１２の部分での変形が少な
く、弁作動が円滑であり、これにより滑らかな操舵フィ
ーリングを得ることができる。特に、ピニオン軸３に曲
げカのような軽負荷が作用しても、スリーブ１２の部分
での曲げ変形はなく、操舵補助力を得るための回転型流
路切換弁１０の弁作動を円滑に行える。また、ピニオン
軸３のピニオン歯３ａの部分に大負荷が作用しても、ス
リーブ１２の部分への影響を緩和することができ、ピニ
オン歯３ａへの負荷の作用の如何にかかわらず、スリー
ブ１２部分での弁の作動を円滑に行うことができる。

【００３７】さらに、前記回転型流路切換弁１０を構成
するスリーブ１２がピニオン軸３に一体に設けられてい
るから、構成部品点数が少なく、加工個所も少なく、加
工、組立作業が容易で、構造も簡単となる。このように
すれば、ピニオン軸３とスリーブ１２との間に、作動時
に問題となるがたがなく、しかも剛性においても優れて
いるという利点もある。さらに、従来一般的であった装
置構造のように、スリーブ１２とピニオン軸３を別体と
して作り、その後両者を連結部を介して連結したとき
に、連結部の存在によって径方向に大型化したり、バル
ブハウジング部をステアリングボディ７と別体に構成す
ることで部品点数が増えたり、加工、組立作業が煩雑と
なったりすることもない。

【００３８】ピニオン軸３やスタブ軸２を組込むステア
リングボディ７内の組込み空間となる段付き孔８を、ス
タブ軸２側にのみ開口ししかも先端に向って段階的に小
径となる形状で形成しているため、これを一方向のポー
リング加工によって内径加工が行えるとともに、組込み
作業も一方向からの組込み、装着、圧入等によって簡単
に行えることから、自動組立化も可能である。

【００３９】この実施の形態では、ピニオン軸３にスリ
ーブ１２を一体に形成しており、しかもこのスリーブ１
２をピニオン軸３の大径部と同一径寸法で形成している
ことから、ステアリングポディ７とバルブボディとを一
体に形成できるとともに、小型化も図れる。さらに、こ
のようなピニオン軸３とスリーブ１２とのストレートな
構造によれぱ、その内部に組込むロータ１１の形状をス
タブ軸２と同一径によるストレート形状で形成でき、ス
タブ軸２の加工性を向上させることもできる。また、上
述したように、ピニオン軸３の先端部３ｂを、前述した
軸受２１，２２よりも僅かに大きな軸受隙間をもつ軸支
部２３によって軸支しているから、ピニオン軸３の全体
にわたっての支持強度は確保でき、耐久性上も問題はな
い。

【００４０】このような構成では、スリーブ１２を一体
に設けたピニオン軸３は、見かけ上、スリーブ１２の両
端の二つの軸受２１，２２とピニオン軸先端部３ｂの軸
支部２３との三点で支持されているが、たとえば軽負荷
時には現実的にはスリーブ１２の両端側での二点支持と
なるから、特に直進走行時付近でのバルブ作動を円滑に
行える。

【００４１】このようなピニオン軸３の先端部３ｂでの
軸支部２３における軸受隙間が大きく、ピニオン歯３ａ
の部分での弾性的な自由度が大きいことから、ラック歯
５ａとのギア噛合い時にギアの加工精度が悪くてもこれ
を吸収することができ、しかも噛合いを円滑に行えるの
で、滑らかな操舵フィーリングを得ることができる。な
お、このようなギアの精度上からの噛合い隙間は構成部
品間でのがたではないので、操舵時やキックバック時に
打音を発生するという問題もない。また、ピニオン軸３
の先端部３ｂの軸支部２３は、操舵フィーリングに影響
の少ない大負荷時にのみ機能するので、比較的高価なニ
ードルベアリングではなく、プッシュやステアリングボ
ディ７で直接受けることによる軸受構造であっても操舵
フィーリングが損なわれない。

【００４２】上述した実施の形態では、ステアリングボ
ディ７への片側からの穴穿けによって組込み空間８を形
成していることから、これに組込む部材の同心性を確保
でき、その組立ても容易である。さらに、この実施の形
態では、ピニオン軸３のスリーブ１２の内周部に、ボデ
ィ７で直接受けることによる軸支状態でスタブ軸２に一
体にロータ１１を軸支しており、これによりロータ１１
とスリーブ１２との同心性を確保した状態で、これらを
ボディ７に回動自在に支持させることができる。

【００４３】この場合に、このようなロータ１１の外周
面とスリーブ１２の内周面との摺接面の少なくともいず
れか一方の面（特にスリーブ１２の内周面）に、摩擦低
減処理を施すとよい。このような摩擦低減処理として
は、たとえば低温侵硫処理、リン酸マンガン塩処理、ガ
ス軟窒化処理、テフロン分散型無電解ニッケルリン複合
メッキ処理、二硫化モリブデン焼付処理、テフロンコー
ティング処理、プラズマＣＶＤによるセラミックス系硬
化皮膜処理が考えられ、そのいずれかを行うとよい。

【００４４】上述した摩擦低減処理のなかで、低温侵硫
処理は、液中の化学反応により薄いＦｅＳ膜を形成する
ことができる皮膜形成のための表面熱処理の一つであっ
て、寸法精度や形状精度が得やすく、面精度も粗材のレ
ベルを維持できるという利点がある。このようなロータ
１１とスリーブ１２とは相対的には僅かな角度だけ回動
するものであり、このような表面処理を施す構成とする
と、別の軸受を設ける場合に比べてコスト面で有利であ
る。

【００４５】本発明によれば、上述したような構造を有
するラックピニオン式動力舵取装置１において、回転型
流路切換弁１０のスリーブ１２を兼ねるピニオン軸３の
軸端部（小径筒状部１２ａ）をステアリングボディ７に
軸支するボールベアリング２１の組立構造を改善してい
る。すなわち、この実施の形態では、回転部材であるピ
ニオン軸３の小径筒状部１２ａを内輪とし、その外側に
外輪２１ｂを嵌装して配置させるとともに、これらの
内、外輪１２ａ，２１ｂ間に複数個（この実施の形態で
は１２個）のボール２１ｃを介在させることにより構成
されている。

【００４６】このような構造のボールベアリング２１に
おいて、上述した小径筒状部１２ａにおけるスリーブ１
２寄りの基端部（端部に近接する部分）に組立時におけ
るボール２１ｃのずれを防ぐ手段としていやや大径とな
る環状突部からなる環状段部５０を形成している。この
環状段部５０の先端側への張り出し長さは、図１と従来
例である図９に示すように、ボールベアリング２１の組
立時の作業性を配慮して決定されている。

【００４７】これを詳述すると、上述したボールベアリ
ング２１は、スタブ軸２（ロータ１１）とトーションバ
ー４を嵌挿したスリーブ１２を、その小径筒状部１２ａ
が上向きになるような状態で貫通させて保持する組立用
治具６０を用いる。そして、内輪となる小径筒状部１２
ａを中心として、外輪１２ｂを嵌装し、かつ平面方向に
おいて一側寄りに片寄らせることにより偏心させて位置
する。この状態で、図１（ａ）や図２（ａ）に示すよう
に複数個（１２個）のボール２１ｃを、内輪１２ａと外
輪２１ｂとの間に形成される三日月状の間隙に順次入れ
込む。

【００４８】その後、図１（ａ）、図２（ａ）中に白抜
き矢印で示すように、外輪２１ｂを偏心状態から平面方
向に移動させ、内輪１２ａを中心とする位置（同心上に
位置する）まで移動する。このとき、ボール２１ｂは内
輪の外周面と外輪の内周面とに形成された環状のボール
保持溝２１ｅ，２１ｆに嵌り込み、図２（ｂ）中で実線
で示すような状態となる。しかる後、ボール２１ｃを周
方向に当配させて位置させた後、図１（ｂ）および図３
に示すように、ボール２１ｃ間の空隙を保つ機能をもつ
保持器２１ｄを嵌め込み、ボール２１ｃが周方向に移動
しないようにすることにより、ボールベアリング２１の
組立てが終了する。

【００４９】このようなボールベアリング２１の組立時
において、上述した段部５０がないと、ボール２１ｃの
球心が前記環状のボール保持溝２１ｅ，２１ｆの縁部よ
りも図９中で下方に落下し、組立用治具６０の面上で支
持される場合がある。このような状態となると、何らか
の工具を治具面側から差し込み、ボール２１ｃを浮かせ
て球心が前記縁部よりも上方に位置するようにしなけれ
ばならない。すなわち、このようにしないと、外輪２１
ｂを平面方向に動かし、ボール２１ｃを所定箇所にはめ
込ませることができない可能性が多い。

【００５０】これに対し、本発明によれば、図１（ａ）
に示すように、ボール２１ｃの球心が、環状のボール保
持溝２１ｅ，２１ｆの縁部（エッジ部）よりも常に上方
に位置させることが可能である。したがって、この状態
において、外輪２１ｂを平面方向に動かすと、ボール２
１ｃは軽い力で環状のボール保持溝２１ｅ，２１ｆ内に
簡単に押上げられて導かれ、常に適正な状態で組立てる
ことができる。また、上述した環状段部５０は、図１
（ａ）で示すように、内輪に対しての外輪２１ｂの必要
以上の偏心を防ぐストッパとしても機能することにな
る。

【００５１】このような構成によれば、ピニオン軸３の
スリーブ１２という一部の組込み部品に形成した小径筒
状部１２ａを内輪とし、その外周部に環状くぼみを形成
し、その外周側に外輪２１ｂを嵌装するとともに、ボー
ル２１ｃを介在させた状態で組付けることによりボール
ベアリング２１を構成するにあたって、組立作業が簡単
に行え、その自動組立化も図ることができる。

【００５２】図６（ａ），（ｂ）および図７は本発明に
係るボールベアリング２１の組立方法の一つの実施の形
態を示すものであり、前述した実施の形態と同一または
相当する部分には同一番号を付して詳細な説明は省略す
る。

【００５３】本発明に係るボールベアリングの組立方法
では、回転部材であるピニオン軸３の一部（先端筒状
部）を内輪１２ａとし、その外周部に外輪２１ｂを嵌装
させるとともに、これら内、外輪１２ａ，２１ｂ間に複
数個のボール２１ｃを介在させることにより構成したボ
ールベアリング２１を組立てるにあたって、ピニオン軸
３を貫通させて保持する孔部６０ａを有しこの孔部６０
ａから突出する内輪１２ａの外周部に嵌装する外輪２１
ｂを孔縁部分に載置するとともにこれら内、外輪１２
ａ，２１ｂ間の環状空隙に複数個（ここでは１２個）の
ボール２１ｃを等配して配置させるための複数個（ここ
では２４個）のエア吹き出し口６１を有するボールベア
リング組立用治具６０を用いて行っている。

【００５４】そして、この組立用治具６０の孔部６０ａ
にピニオン軸３を貫通させて保持させ、この孔部６０ａ
から突出する内輪１２ａの外周部に外輪２１ｂを嵌装さ
せて孔縁部分に載置するとともに、前記内輪１２ａに対
し前記外輪２１ｂを偏心させて内、外輪１２ａ，２１ｂ
間の一部の間隙を広げ、この部分から複数個のボール２
１ｃを組込み、外輪２１ｂを内輪１２ａと同心上に位置
するように移動させた後、前記エア吹き出し口６１から
エアを吹き出すことにより、前記内、外輪１２ａ，２０
間の空隙内で各ボール２１ｃを等配した位置に移動させ
ることがきわめて簡単に行える。しかる後、各ボール２
１ｃ間の間隔を保持する保持器２１ｄを差し込むこと
で、ボールベアリング２１の組立てがきわめて簡単に行
えるから、自動組立化が図れる。

【００５５】上述した組立用治具６０の前記内輪１２ａ
と外輪２１ｂとの間の環状間隙に対向する部分であっ
て、この環状間隙内に等配されるボール２１ｃを所定箇
所に動かすためのエア吹き出し口６１は、内、外輪１２
ａ，２１ｂ間の環状間隙内で所定箇所に位置付けられる
ボール２１ｃ間の周方向の空隙にエアを吹き出すように
開口している。エア吹き出し口６１は、ボール２１ａ間
の周方向の空隙に臨む二つのエア吹き出し口６１，６１
間の間隔ａが、図７に示すように、ボール２１ｃの両側
にエアを吹き出す二つのエア吹き出し口６１，６１間の
間隔ｂよりも小さい関係をもつように組立用治具６０に
設けられている。これらのエア吹き出し口６１，６１に
よる間隔ａ，ｂとボール径Ｂとの関係は、ａ＜Ｂ＜ｂの
関係となる。

【００５６】すなわち、上述したエア吹き出し口６１に
よれば、内、外輪１２ａ，２１ｂ間で一側に偏って位置
しているボール２１ｃの一つが所定の位置（間隔ｂの関
係にある吹き出し口６１，６１間）に位置すると、隣接
するボール２１ｃが次の間隔ｂの関係にある吹き出し口
６１，６１間に位置し、以後順次隣接するボール２１ｃ
が徐々に適切な位置に案内されて等配した位置に位置付
けられることになる。このようなエア吹き出し口６１か
らのエアによるボール２１ｃの動きは、実際には瞬時に
行われる。また、これら複数個のエア吹き出し口６１か
らのエアの吹き出しは同時に行っても、あるいは片側か
ら順次吹き出すようにしてもよい。

【００５７】図８（ａ），（ｂ），（ｃ）は上述したエ
ア吹き出し口６１の組立用治具６０への形成状態の変形
例であり、これら各図の吹き出し口６１の形状でも、上
述した実施の形態と同等の作用効果が得られることは明
らかである。

【００５８】なお、本発明は上述した実施の形態で説明
した構造には限定されず、ラックピニオン式動力舵取装
置のパワーステアリング本体部１等のようにボールベア
リング２１を用いる種々の分野における様々な機器、装
置に適用できることはいうまでもない。

【００５９】たとえば上述した実施の形態では、ピニオ
ン軸３（スリーブ１２）のスタブ軸２側の端部１２ａを
小径筒状部として形成し、この小径筒状部の外周部にボ
ール保持溝２１ｅを形成することにより、この部分をボ
ールベアリング２１の内輪とした場合を説明したが、本
発明はこれに限定されない。

【００６０】すなわち、上述したピニオン軸３の端部を
スリーブ１２の外径寸法と同径あるいは大径に形成し、
その外周部にボール保持溝となる環状くぼみを形成し、
この部分をボールベアリング２１の内輪とし、外輪２１
ｂを嵌装し、これらを偏心させた状態でボール２１ｃの
組込みを行うように構成するとよい。さらに、この組立
時において、ボール２１ｃの脱落を防ぐ環状段部５０
（またはこれに類する係止手段）を適宜の位置、すなわ
ちピニオン軸３の内輪となる小径筒状部１２ａに近接す
る部分に形成したりしてもよく、場合によっては外輪２
１ｂ側の内周面に形成してもよい。

【００６１】また、上述した実施の形態では、ラックピ
ニオン式動力舵取装置を全体にわたって見直し、構造を
簡素化し、加工、組立性を向上させるとともに、コスト
低減を図れる構造としているが、これに限定されない。
たとえばスタブ軸２や回転型流路切換弁１０を構成する
ロータ１１の構造や支持構造、ロータ１１とスリーブ１
２による回転型流路切換弁１０でのバルブ溝や流体圧通
路の形状、構造、さらにはラック５やその支持構造等を
適宜変更してもよい。

【００６２】さらに、ピニオン軸３のスリーブ１２にお
いて、ピニオン歯３ａ側に位置する軸中央の軸支部に
は、プッシュ２２に限らず、ニードルペアリングやボデ
ィ７で直接受けることによる軸受構造を採用してもよ
い。また、ピニオン軸３のピニオン歯３ａよりも先端部
３ｂでの軸支部２３には、ボディ７で直接受けることに
よる軸受構造を例示したが、プッシュやニードルベアリ
ングによる軸受構造でもよい。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るボール
ベアリングによれば、回転部材の一部を内輪としてボー
ルベアリングを構成するにあたって、回転部材による内
輪のボール保持溝に近接する外周面に、ボールベアリン
グの組立時に内輪とその外周側に偏心させた外輪との間
の隙間から組込むボールの位置ずれを防ぐ環状突部など
による段部を設けたことにより、簡単な構成であるにも
かかわらず、以下のような優れた効果を奏することがで
きる。

【００６４】本発明によれば、回転部材の一部に一体に
設けた内輪の外周部に外輪を嵌装させ、この外輪を一側
に片寄らせて内、外輪間の間隔をあけ、その部分から複
数個のボールを組込む際に、内輪の一部に形成した段部
によりボールの中心が内、外輪間で厚み方向の略中央か
ら必要以上の位置ずれを生じさせないようにすることが
できる。しかる後、外輪を内輪に対し同心上に位置さ
せ、さらにボールを所定の空隙をおいて等配させること
により、ボールベアリングを簡単に組立てることができ
る。

【００６５】したがって、このような本発明によれば、
たとえばラックピニオン式動力舵取装置の回転型流路切
換弁を構成する回転部材の軸受部材としてのボールベア
リングを組立てるにあたっての組立性を大幅に向上させ
ることができる。

【００６６】また、本発明に係るボールベアリングの組
立方法によれば、内輪を一部に有する回転部材を貫通さ
せて保持する孔部を有しこの孔部から突出する内輪の外
周部に嵌装する外輪を孔縁部分に載置するとともにこれ
ら内、外輪間の環状空隙に複数個のボールを等配して配
置させるためのエア吹き出し口を有するボールベアリン
グ組立用治具を用いているので、内、外輪間に複数個の
ボールを組込んだ後、エア吹き出し口からエアを吹き出
すだけで、各ボールを内、外輪間の空隙内で等配した位
置に移動させることがきわめて簡単にしかも確実に行え
る。

【００６７】したがって、本発明によれば、内、外輪間
へのボールの組込みや内、外輪間でボールを等配させて
配置することを簡単に行え、その自動組立化を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るボールベアリングおよびその組
立方法の一つの実施の形態を示し、（ａ），（ｂ）はボ
ールベアリングの組立て状態を示す要部断面図である。

【図２】 （ａ），（ｂ）は図１のボールベアリングの
組立状態を説明するための平面図である。

【図３】 ボールベアリングにおいてボール間に介在さ
せる保持機能を有する保持器を示す図である。

【図４】 本発明に係るボールベアリングおよびその組
立方法を適用したラックピニオン式動力舵取装置の装置
本体部を説明する断面図である。

【図５】（ａ）は図４のステアリングボディの組込み空
間である段付き孔を示す断面図、（ｂ）はそのＶ−Ｖ線
断面図である。

【図６】 本発明に係るボールベアリングおよびその組
立方法の別の実施の形態を示し、（ａ）は図１に対応す
る要部断面図、（ｂ）は図２に対応する平面図である。

【図７】 図６におけるボールベアリング組立用治具に
設けたエア吹き出し口を説明するために要部を展開した
断面図である。

【図８】 （ａ），（ｂ），（ｃ）は図７の変形例を示
す断面図である。

【図９】 従来のボールベアリングの組立時の不具合を
説明するための要部断面図である。

【符号の説明】

１…ラックピニオン式動力舵取装置におけるパワーステ
アリング本体部、２…スタブ軸、３…ピニオン軸（回転
部材）、３ａ…ピニオン歯、３ｂ…先端部、４…トーシ
ョンバー、５…ラック、５ａ…ラック歯、７…ステアリ
ングボディ、８…組込み空間、１０…回転型流路切換
弁、１１…ロータ、１２…スリーブ（回転部材）、１２
ａ…小径筒状部（内輪）、１５，１６…入りポートおよ
び戻りポート、１７Ａ，１７Ｂ…左、右出力ポート、２
１…ボールベアリング（軸支部としての軸受）、２１ａ
…ボディ側の孔部、２１ｂ…外輪、２１ｃ…ボール、２
１ｄ…保持器、２１ｅ，２１ｆ…ボール保持溝、２２…
ブッシュ（軸支部としての軸受）、２３…軸支部、２５
…プラグ部材、２６，２７…オイルシール、５０…段部
（環状突部による）、６０…ボールベアリング組立用治
具、６１…エア吹き出し口、Ｐ…オイルポンプ、Ｔ…オ
イルタンク、ＣＬ，ＣＲ…パワーシリンダ左、右室。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転部材の一部を内輪とし、その外周部
   に外輪を嵌装させるとともに、これら内、外輪間に複数
   個のボールを介在させることによって構成したボールベ
   アリングにおいて、 前記回転部材による内輪のボール保持溝に近接する外周
   面に、ボールベアリングの組立時に前記内輪とその外周
   側に偏心させた外輪との間の隙間から組込むボールの位
   置ずれを防ぐ段部を設けたことを特徴とするボールベア
   リング。
2. 【請求項２】 請求項１記載のボールベアリングにおい
   て、前記段部を、前記内輪の外周面の一部に突設した環
   状突部により構成したことを特徴とするボールベアリン
   グ。
3. 【請求項３】 回転部材の一部を内輪とし、その外周部
   に外輪を嵌装させるとともに、これら内、外輪間に複数
   個のボールを介在させることにより構成したボールベア
   リングの組立方法であって、 前記回転部材による内輪のボール保持溝に近接する外周
   面に、ボールベアリングの組立時に前記内輪とその外周
   側に偏心させた外輪との間の隙間から組込んだときのボ
   ールの落下による位置ずれを防ぐ段部を設けるととも
   に、 前記回転部材を貫通させて保持する孔部を有しこの孔部
   から突出する内輪の外周部に嵌装する外輪を孔縁部分に
   載置するとともにこれら内、外輪間の環状空隙に複数個
   のボールを等配して配置させるためのエア吹き出し口を
   有するボールベアリング組立用治具を用い、 この組立用治具の孔部に回転部材を貫通させて保持さ
   せ、この孔部から突出する内輪の外周部に外輪を嵌装さ
   せて孔縁部分に載置するとともに、前記内輪に対し前記
   外輪を偏心させて内、外輪間の一部の間隙を広げ、この
   部分から複数個のボールを組込んだ後、 前記エア吹き出し口からエアを吹き出すことにより、前
   記内、外輪間の空隙内で前記各ボールを等配した位置に
   移動させ、 しかる後各ボール間の間隔を保持する保持器を差し込む
   ことを特徴とするボールベアリングの組立方法。
4. 【請求項４】 請求項３記載のボールベアリングの組立
   方法において、前記組立用治具の前記内輪と外輪との間
   の環状間隙に対向する部分であって、この環状間隙内に
   等配されるボールを所定箇所に動かすためのエア吹き出
   し口を、前記内、外輪間の環状間隙内で所定箇所に位置
   付けられるボール間の周方向の空隙にエアを吹き出すよ
   うに開口させていることを特徴とするボールベアリング
   の組立方法。
5. 【請求項５】 請求項３または請求項４記載のボールベ
   アリングの組立方法において、 前記ボール間の周方向の空隙に臨む二つのエア吹き出し
   口を、前記ボールの両側にエアを吹き出す二つのエア吹
   き出し口よりも小さい間隙をおいて前記組立用治具に設
   けたことを特徴とするボールベアリングの組立方法。