WO2007013173A1 - ねじの緩み防止のための方法および構造ならびに雄ねじの製造方法 - Google Patents

ねじの緩み防止のための方法および構造ならびに雄ねじの製造方法 Download PDF

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screw
female screw
loosening
male
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Masahiko Hirose
Masaaki Hashimoto
Katsutoshi Nishimura
Katsuaki Mitsuda
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Jtekt Corporation
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D3/00—Steering gears
    • B62D3/02—Steering gears mechanical
    • B62D3/12—Steering gears mechanical of rack-and-pinion type
    • B62D3/123—Steering gears mechanical of rack-and-pinion type characterised by pressure yokes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B39/00—Locking of screws, bolts or nuts
    • F16B39/22—Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place during screwing down or tightening
    • F16B39/28—Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place during screwing down or tightening by special members on, or shape of, the nut or bolt
    • F16B39/284—Locking by means of elastic deformation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02—Toothed members; Worms
    • F16H55/26—Racks
    • F16H55/28—Special devices for taking up backlash
    • F16H55/283—Special devices for taking up backlash using pressure yokes

Definitions

  • the present invention relates to a method and a structure for preventing loosening of a male screw screwed to a female screw, and a method of manufacturing the male screw.
  • a rack pion-type steering device including a rack that fits into a pion that rotates by steering, a female screw is provided on the inner periphery of a hole provided in a housing that covers the rack, and the outer periphery of a closing member is provided on the female screw.
  • the opening of the hole is closed by screwing the male screw formed on the rack, and an elastic member for pushing the rack supporting member inserted into the hole toward the rack is sandwiched between the rack supporting member and the closing member.
  • the clearance between the rack support member and the closing member is adjusted by adjusting the screwing amount of the male screw into the female screw, and the amount of meshing between the rack and the pion caused by the bending force of the rack etc. is adjusted. Fluctuations are prevented, and the balance is facilitated.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 54-138239
  • An object of the present invention is to provide a method and structure for preventing loosening of a screw and a method of manufacturing a male screw that can solve such a problem.
  • the male screw is formed before the male screw formed on the outer periphery of the second member is screwed into the female screw formed on the inner periphery of the hole of the first member. Formed in a plurality of circumferentially separated areas on the outer periphery of the second member, and bulging portions that bulge outward in the radial direction and located on one end side in the axial direction of the male screw.
  • the male screw is screwed into the female screw from the other axial end side of the male screw, and the torque required to rotate the male screw fitted to the female screw in the loosening direction is set between the male screw and the female screw. In the state where the bulging portion is interposed between them, it is set so as to be larger than the state where it is not interposed.
  • the structure for preventing loosening of the screw according to the present invention is formed on the outer periphery of the first member having a hole, the female screw formed on the inner periphery of the hole, the second member having the outer periphery, and the second member. And a concave portion formed in the second member so as to be located radially inward of the male screw, and radially outward in a plurality of regions separated from each other in the circumferential direction on the inner periphery of the concave portion. A plastically deformed portion plastically deformed is formed, and the male screw is formed.
  • the plastic deformed portion is formed to move outward in the radial direction.
  • a swollen bulging portion is formed, the bulging portion is arranged on one end side in the axial direction of the male screw, and the torque required to rotate the male screw screwed to the female screw in the loosening direction is The swelling between the male screw and the female screw Do not intervene in the state where the exit part intervenes! Set larger than the heel state! Speak.
  • the method of the present invention at the beginning of screwing the male screw into the female screw, there is no bulging portion between the male screw and the female screw, so that the screwing can be started easily. Thereafter, since the bulging portion is interposed between the male screw and the female screw, the friction between the male screw and the female screw can be increased, and the loosening of the male screw with respect to the female screw can be restricted. In addition, since the looseness of the male screw with respect to the female screw can be regulated without using a lock nut, the number of parts can be reduced, productivity can be improved, and work efficiency can be improved. Furthermore, it is possible to loosen the male screw with respect to the female screw by applying a torque exceeding the set value as required. By managing the torque for loosening the male screw with respect to the female screw, it is possible to prevent the male screw from unintentionally loosening with respect to the female screw. According to the structure of the present invention, the method of the present invention can be implemented.
  • Torque required to rotate the male screw screwed to the female screw in the loosening direction Is set to ION ⁇ ⁇ or more when the bulging portion is interposed between the male screw and the female screw, and 1 N′m when the bulging portion is not interposed between the male screw and the female screw. It is preferable that the following is set. As a result, the male screw can be easily screwed into the female screw, and unintentional loosening of the male screw with respect to the female screw can be reliably prevented.
  • the second member On the other end side of the male screw screwed to the female screw via the bulging portion, the second member is pressed against a pressed portion fixed to the first member, The torque required to rotate the male screw screwed to the female screw in the loosening direction is set to 3 N'm or more when the bulging portion is interposed between the male screw and the female screw. In the state where the bulging portion is not interposed between the female screw and the female screw, it is preferable that the pressure is set to 1N′m or less. As a result, the male screw can be easily screwed into the female screw, and the friction between the male screw and the female screw is increased by the reaction force acting on the other end of the male screw from the pressed portion. Inadvertent loosening of the female screw can be reliably prevented.
  • the first member is constituted by a housing that covers a rack that is engaged with a pion that rotates by steering, and an elastic force is applied to push a rack support member inserted into the hole toward the rack.
  • the second member is formed by a closing member that is provided with a member and closes the opening of the hole, and the elastic member is sandwiched between the rack support member and the closing member.
  • the three pressing portions are inclined with respect to the axial center of the male screw and are separated from each other in the circumferential direction of the male screw.
  • the three pressing portions are integrally moved relative to the second member in the axial direction of the male screw so as to face the peripheral edge of the male screw, and each pressing portion is moved to the concave portion.
  • the plastic deformation portion is formed by pressing against the periphery of the opening.
  • the pressing member pressed against the peripheral edge of the opening of the recess in the second member. Since the number of brazing portions is 3, each pressing portion can be evenly pressed against the periphery of the opening of the recess.
  • the amount of plastic deformation in each plastic deformation part can be made uniform, and the amount of bulge in each bulge part can be made uniform, so the torque required to loosen the male screw can be set accurately, and the unintentional loosening of the male screw relative to the female screw can be achieved. Can be reliably prevented.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a main part of a rack-and-pear type steering device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a partially broken front view of the main part of the rack-pion type steering device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a front view of a closing member according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4A is a plan view of a pressing tool according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4B is a side view of the pressing tool according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5A is a view showing a state before the plastic deformation portion is formed by the pressing tool according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5B is a diagram showing a state after the plastic deformation portion is formed by the pressing tool according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6A is a diagram showing an initial state in which the male screw according to the embodiment of the present invention is screwed into the female screw.
  • FIG. 6B is a view showing a state after the male screw of the embodiment of the present invention is screwed into the female screw.
  • FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a main part of a rack and pinion type steering device according to a modification of the present invention.
  • a rack-pion type steering device 1 shown in FIGS. 1 and 2 includes an input shaft 2 connected to a steering wheel (not shown), a helical pinion 3 provided on the outer periphery of the input shaft 2, and a pin A helical rack 4 that meshes with the on 3 via the teeth 4a and a housing 5 that covers the pion 3 and the rack 4 are provided.
  • the housing 5 constitutes the first member of the present invention.
  • the housing 5 supports the input shaft 2 via a ball bearing 6 and a one-dollar bearing 7.
  • the inner ring 6a of the bearing 6 is sandwiched between the step 2a of the input shaft 2 and the ring 8 attached to the input shaft 2, and the outer ring 6b is sandwiched between the step 5a in the shaft holding hole of the housing 5 and the retaining ring 9 attached to the housing 5. .
  • a seal 10 is provided between the input shaft 2 and the housing 5.
  • the rack 4 is moved in the width direction of the vehicle by the rotation of the pinion 3 by steering, so that the steering angle of the wheels connected to both ends of the rack 4 via a link mechanism (not shown) is changed.
  • the housing 5 has a holding portion 5 ⁇ ⁇ ⁇ that extends in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the rack 4 from a position where the peaon 3 and the rack 4 meet.
  • a hole 15 is provided in the holding portion 5 ⁇ .
  • a rack support member 16 is inserted into the hole 15 so as to be reciprocally movable in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the rack 4.
  • the opening of the hole 15 is closed by the closing member 18.
  • the closing member 18 constitutes the second member of the present invention.
  • the male screw 18A is formed on the outer periphery of the closing member 18, and the male screw 18A is screwed onto the female screw 15A formed on the inner periphery of the hole 15, whereby the opening of the hole 15 is closed by the closing member 18.
  • a recess 18a is formed, whereby the closing member 18 has a bottomed cylindrical shape.
  • the inner periphery of the recess 18a has a tool engaging portion 18b along the polygonal column on the opening side, and a bottom portion 18c along the conical surface.
  • a tool such as a wrench having an outer periphery along the tool engaging portion 18b into the recess 18a and rotating the closing member 18, the male screw 18A can be screwed into or loosened from the female screw 15A.
  • a seal ring 19a is disposed between the closing member 18 and the housing 5.
  • One end of the rack support member 16 faces the other end of the closing member 18.
  • the other end of the rack support member 16 supports the back surface of the rack 4 via the seat 17.
  • An elastic member 20 composed of a compression coil panel is inserted into a hole 16a formed at one end of the rack support member 16.
  • the elastic member 20 is compressed by being sandwiched between the rack support member 16 and the closing member 18, and acts to push the rack support member 16 toward the rack 4.
  • smooth engagement between the rack 4 and the pion 3 is ensured by the movement of the rack support member 16.
  • the clearance S is adjusted by adjusting the screwing amount of the male screw 18A into the female screw 15A.
  • a seal ring 19b is disposed between the rack support member 16 and the housing 5.
  • the plasticity is plastically deformed radially outward in a plurality of regions (three regions in the present embodiment) separated from each other in the circumferential direction on the inner periphery of the recess 18a of the closing member 18.
  • a deformed portion 30 is formed.
  • Each plastic deformation portion 30 is formed by plastic deformation of a part of the peripheral edge 18 of the opening of the recess 18a.
  • a bulged portion 40 is formed.
  • Each bulging portion is disposed on one end side of the male screw 18A in the axial direction (outside the housing 5), and the male screw 18A is screwed into the female screw 15A from the other end side in the axial direction of the male screw 18A.
  • the torque required to rotate the male screw 18A screwed to the female screw 15A in the loosening direction is set to be larger when the bulging portion 40 is interposed between the male screw 18A and the female screw 15A than when the male screw 18A is not interposed. Is done.
  • the bulging amount of the bulging part 40 is difficult to identify with the naked eye. Since it is very small (for example, 0.1 mm or less), the outer periphery of the male screw 18A is assumed to be along a circle in the figure.
  • the male screw 18A is formed, for example, by rolling, and the plastic deformation portion 30 is formed by the pressing tool 50 shown in FIGS. 4A and 4B after being pressed.
  • the pressing tool 50 has a hexagonal nut-shaped main body 51 and three blades 52 projecting from the outer peripheral force of the main body 51.
  • the blades have the same shape and are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the main body 51.
  • An edge-shaped pressing portion 52 a is formed at one end of each blade 52.
  • Each pressing portion 52a is inclined with respect to the axial direction of the main body 51 (vertical direction in FIG. 4B) so as to be directed from one end of the main body 51 to the other end as the outer peripheral force of the main body 51 is separated.
  • one of the pressing tool 50 and the closing member 18 is attached to the ram of the pressure device, and the other is fixed to a table or the like.
  • the three pressing portions 52a are inclined with respect to the axis of the male screw 18A, and the circumferential direction of the male screw 18A And can be integrally arranged so as to be separated from each other and to face the peripheral edge 18 of the opening of the recess 18a.
  • the pressing member 50 moves the closing member 18 and the pressing member 50 relative to each other in the axial direction of the male screw 18A, so that the three pressing portions 52a are integrated with the closing member 18 as shown in FIG.
  • the torque required to rotate the male screw 18A screwed to the female screw 15A in the loosening direction is lON'm when the bulging portion 40 is interposed between the male screw 18A and the female screw 15A. More preferably, it is set to 25N'm or more and 50N'm or less, and 1 N'm or less when the bulging portion 40 is not interposed between the male screw 18A and the female screw 15A. Is preferably set.
  • the bulging portion 40 is formed by the formation of the plastic deformation portion 30. Therefore, the axial pressing force or pressing amount is obtained in advance by experiments so that the torque required to rotate the male screw 18A screwed to the female screw 15A is the set torque.
  • the portion 40 may be formed.
  • the accuracy of male screw 18A is higher than 4MISO
  • the accuracy of female screw 15A is higher than 4H (ISO).
  • a torque exceeding 50 N'm for example, a torque of about 75 N'm is applied in the tightening direction, so that the closing member 18 causes the rack to support the rack via the rack supporting member 16.
  • Press 4 to pinion 3. By rotating the pion 3 in this state, the members that are in contact with each other such as the rack 4 and the pion 3 and the rack 4 and the rack support member 16 are not blended. Thereafter, in order to adjust the clearance S, it is preferable to apply a torque in the loosening direction of the male screw 18A.
  • each bulging portion 40 positioned on one end side in the axial direction of the male screw is formed on the outer periphery of the closing member 18 formed with the male screw 18A.
  • the male screw 18A is screwed into the female screw 15A from the other axial end side of the male screw 18A.
  • the torque required to rotate the male screw 18A screwed to the female screw 15A is set to be larger in the state where the bulging portion 40 is interposed between the male screw 18A and the female screw 15A than in the state where the male screw 18A is not interposed. Accordingly, as shown in FIG.
  • the torque required to rotate the male screw 18A screwed to the female screw 15A in the loosening direction is set to lON'm or more when the bulging portion 40 is interposed between the male screw 18A and the female screw 15A. 1 Since the bulging part 40 is not interposed between the 8A and the female screw 15A, it is set to 1 Nm or less in the state, so that the male screw 18A can be easily screwed into the female screw 15A, and the male screw Inadvertent loosening of the screw 18A with respect to the female screw 15A can be reliably prevented.
  • male screw 18A Since the loosening of the female screw 15A can be regulated without using a lock nut, the number of parts can be reduced, the productivity can be improved, and the work efficiency can be improved. Furthermore, it is possible to loosen the male screw 18A with respect to the female screw 15A by applying a torque exceeding the set value as required. Therefore, the efficiency of adjusting the clearance S between the rack support member 16 and the closing member 18 can be improved. By managing the torque for loosening the male screw 18A with respect to the female screw 15A, the male screw 18A can be prevented from unintentionally loosening with respect to the female screw 15A.
  • the number of the pressing portions 52a pressed against the peripheral edge 18a 'of the opening of the recess 18a is 3, so that each pressing portion 52a is opened to the opening of the recess 18a.
  • the amount of plastic deformation in each plastic deformation portion 30 can be made uniform, and the amount of bulge in each bulge portion 40 can be made uniform, so that the torque required to loosen the closing member 18 can be accurately set, and the male screw 18A Inadvertent loosening of the female thread 15A can be reliably prevented.
  • the annular member 70 shown in the modification of FIG. 7 may be used, and the annular member 70 may be the second member of the present invention. That is, on the outer periphery of the annular member 70, a male screw 70A that is screwed to the female screw 5A formed on the inner periphery of the shaft holding hole of the housing 5 is formed.
  • the inner peripheral hole of the annular member 70 is the recess 70a of the present invention.
  • the plastic deformation portions 80 that are plastically deformed radially outward are formed in the same manner as in the above embodiment.
  • a bulging portion 90 bulging outward in the radial direction is formed on the outer periphery of the annular member 70 on which the male screw 70A is formed in the same manner as in the above embodiment. It is done.
  • the annular member 70 is pressed against the outer ring 6b (pressed portion) fixed to the housing 5 on the other end side of the male screw 70A screwed to the female screw 5A via the bulging portion.
  • the torque required to rotate the male screw 70A screwed to the female screw 5A in the loosening direction is set to 3 N'm or more when the bulging portion 90 is interposed between the male screw 70A and the female screw 5A.
  • the bulging portion 90 is not interposed between the male screw 70A and the female screw 5A, it is preferably set to 1N'm or less.
  • the male screw 70A can be easily screwed into the female screw 5A, and the friction between the male screw 70A and the female screw 5A can be increased by the reaction force acting on the other end of the male screw 70A from the outer ring 6b.
  • female screw 70A It is possible to prevent accidental loosening for 5A.
  • the rest is the same as in the above embodiment.
  • the present invention is not limited to the above embodiment.
  • the present invention is not limited to the one applied to the rack and pinion type steering device, and a structure in which a male screw formed on the outer periphery of the second member is screwed with a female screw formed on the inner periphery of the hole of the first member. If so, the present invention can be applied.

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Abstract

　第１部材５の孔１５の内周に形成される雌ねじ１５Ａに第２部材１８の外周に形成される雄ねじ１８Ａをねじ込むのに先立ち、雄ねじ１８Ａが形成されている第２部材１８の外周における周方向に互いに離れた複数領域に、径方向外方に向かい膨出すると共に雄ねじ１８Ａの軸方向一端側に位置する膨出部４０を形成する。しかる後に、雄ねじ１８Ａを雌ねじ１５Ａに雄ねじ１８Ａの軸方向他端側からねじ込む。雌ねじ１５Ａにねじ合わされた雄ねじ１８Ａを緩み方向に回転させるのに要するトルクを、雄ねじ１８Ａと雌ねじ１５Ａとの間に膨出部４０が介在する状態では介在しない状態よりも大きく設定する。

Description

明 細 書
ねじの緩み防止のための方法および構造ならびに雄ねじの製造方法 技術分野
[0001] 本発明は、雌ねじにねじ合わされる雄ねじの緩みを防止するための方法と構造、な らびにその雄ねじの製造方法に関する。
背景技術
[0002] 操舵により回転するピ-オンに嚙み合うラックを備えるラックピ-オン式ステアリング 装置においては、ラックを覆うハウジングに設けられる孔の内周に雌ねじが設けられ、 その雌ねじに閉鎖部材の外周に形成された雄ねじをねじ込むことで孔の開口が閉鎖 され、その孔に挿入されるラック支持部材をラックに向かい押すための弾性部材が、 そのラック支持部材と閉鎖部材との間に挟まれている。その雄ねじの雌ねじへのねじ 込み量を調節することでラック支持部材と閉鎖部材との間の隙間が調節され、ラック の曲力^等に起因するラックとピ-オンとの嚙み合い量の変動が防止され、その嚙み 合 、の円滑化が図られて 、る。
[0003] 従来、上記のような閉鎖部材に形成された雄ねじの緩みを防止するため、その雄ね じにロックナットがねじ合わされて ヽる (特許文献 1参照)。
特許文献 1 :特開昭 54— 138239号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] 従来技術にお!、ては、ロックナットが必要であるために部品点数が増加する。また、 ロックナットをねじ合わせる際に雄ねじが雌ねじに対して回転し、ラック支持部材と閉 鎖部材との間の隙間が変動することがある。そのため、その隙間の再調整が必要に なるために生産性が低下する。また、雄ねじを雌ねじにねじ合わせる工程の前に、口 ックナットを雄ねじに暫定的にねじ合わせる仮組み工程が必要であるため、作業能率 が悪力つた。本発明は、そのような問題を解決することのできるねじの緩み防止のた めの方法および構造ならびに雄ねじの製造方法を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段 [0005] 本発明によるねじの緩み防止のための方法においては、第 1部材の孔の内周に形 成される雌ねじに第 2部材の外周に形成される雄ねじをねじ込むのに先立ち、前記 雄ねじが形成されて!、る前記第 2部材の外周における周方向に互いに離れた複数 領域に、径方向外方に向かい膨出すると共に前記雄ねじの軸方向一端側に位置す る膨出部を形成し、しかる後に、前記雄ねじを前記雌ねじに前記雄ねじの軸方向他 端側からねじ込み、前記雌ねじにねじ合わされた前記雄ねじを緩み方向に回転させ るのに要するトルクを、前記雄ねじと前記雌ねじとの間に前記膨出部が介在する状態 では介在しな 、状態よりも大きく設定する。
本発明によるねじの緩み防止のための構造は、孔を有する第 1部材と、前記孔の内 周に形成される雌ねじと、外周を有する第 2部材と、前記第 2部材の外周に形成され る雄ねじと、前記雄ねじの径方向内方に位置するように前記第 2部材に形成される凹 部とを備え、前記凹部の内周における周方向に互いに離れた複数領域に、径方向 外方に向かい塑性変形された塑性変形部が形成され、前記雄ねじが形成されている 前記第 2部材の外周における周方向に互いに離れた複数領域に、前記塑性変形部 の形成により径方向外方に向かい膨出された膨出部が形成され、前記膨出部は前 記雄ねじの軸方向一端側に配置され、前記雌ねじにねじ合わされた前記雄ねじを緩 み方向に回転させるのに要するトルクは、前記雄ねじと前記雌ねじとの間に前記膨 出部が介在する状態では介在しな！ヽ状態よりも大きく設定されて！ヽる。
本発明の方法によれば、雌ねじに雄ねじをねじ込む当初においては、雄ねじと雌 ねじとの間に膨出部が介在しないので、容易にねじ込みを開始できる。しかる後に、 雄ねじと雌ねじとの間に膨出部が介在するので、雄ねじと雌ねじとの間の摩擦を大き くし、雄ねじの雌ねじに対する緩みを規制できる。また、雄ねじの雌ねじに対する緩 みをロックナットを用いることなく規制できるので、部品点数を低減し、生産性を向上 し、作業能率を向上することができる。さらに、必要に応じて設定された以上のトルク を作用させることで雄ねじを雌ねじに対して緩ませることが可能になる。その雄ねじを 雌ねじに対して緩ませるためのトルクを管理することで、雄ねじが雌ねじに対して不 慮に緩むのを防止できる。本発明の構造によれば本発明の方法を実施できる。
[0006] 前記雌ねじにねじ合わされた前記雄ねじを緩み方向に回転させるのに要するトルク は、前記雄ねじと前記雌ねじとの間に前記膨出部が介在する状態では ION ·πι以上 に設定され、前記雄ねじと前記雌ねじとの間に前記膨出部が介在しない状態では 1 N'm以下に設定されているのが好ましい。これにより、雄ねじの雌ねじへのねじ込み を容易に行うことができ、且つ、雄ねじの雌ねじに対する不慮の緩みを確実に防止で きる。
[0007] 前記雌ねじに前記膨出部を介してねじ合わされた前記雄ねじの他端側にお!、て、 前記第 1部材に対して固定される被押し付け部に前記第 2部材が押し付けられ、前 記雌ねじにねじ合わされた前記雄ねじを緩み方向に回転させるのに要するトルクは、 前記雄ねじと前記雌ねじとの間に前記膨出部が介在する状態では 3N'm以上に設 定され、前記雄ねじと前記雌ねじとの間に前記膨出部が介在しない状態では lN'm 以下に設定されているのが好ましい。これにより、雄ねじの雌ねじへのねじ込みを容 易に行うことができ、且つ、被押し付け部から雄ねじの他端に作用する反力によって 雄ねじと雌ねじとの間の摩擦を大きくすることで、雄ねじの雌ねじに対する不慮の緩 みを確実に防止できる。
[0008] 操舵により回転するピ-オンに嚙み合うラックを覆うハウジングにより前記第 1部材 が構成され、前記孔に挿入されるラック支持部材を前記ラックに向かい押すための弾 力を作用させる弾性部材が設けられ、前記孔の開口を閉鎖する閉鎖部材により前記 第 2部材が構成され、前記ラック支持部材と前記閉鎖部材との間に前記弾性部材が 挟まれるのが好ましい。これにより、本発明をラックピ-オン式ステアリング装置に適 用することができ、必要に応じて設定された以上のトルクを作用させることで雄ねじを 雌ねじに対して緩ませ、ラック支持部材と閉鎖部材との間の隙間の調節作業を能率 良く行うことができる。
[0009] 本発明のねじの緩み防止のための構造における雄ねじの製造方法においては、 3 つの押し付け部を、雄ねじの軸心に対して傾斜し、雄ねじの周方向において互いに 離隔し、凹部の開口の周縁に対向するように、一体的に配置し、しかる後に、 3つの 押し付け部を一体的に前記第 2部材に対して前記雄ねじの軸心方向に相対移動さ せ、各押し付け部を前記凹部の開口の周縁に押し付けることで前記塑性変形部を形 成する。本発明によれば、第 2部材における凹部の開口の周縁に押し付けられる押 し付け部の数は 3であるので、各押し付け部を凹部の開口の周縁に均等に押し付け ることができる。これにより、各塑性変形部における塑性変形量を均一化し、各膨出 部の膨出量を均一化できるので、雄ねじを緩ませるのに要するトルクを正確に設定し 、雄ねじの雌ねじに対する不慮の緩みを確実に防止できる。
発明の効果
[0010] 本発明によれば、部品点数を低減し、生産性を向上し、作業能率を向上できるねじ の緩み防止のための方法および構造を提供できる。
図面の簡単な説明
[0011] [図 1]本発明の実施形態のラックピ-オン式ステアリング装置の要部の縦断面図
[図 2]本発明の実施形態のラックピ-オン式ステアリング装置の要部の部分破断正面 図
[図 3]本発明の実施形態の閉鎖部材の正面図
[図 4A]本発明の実施形態の押し付け具の平面図
[図 4B]本発明の実施形態の押し付け具の側面図
[図 5A]本発明の実施形態の押し付け具により塑性変形部を形成する前の状態を示 す図
[図 5B]本発明の実施形態の押し付け具により塑性変形部を形成した後の状態を示 す図
[図 6A]本発明の実施形態の雄ねじを雌ねじにねじ込む当初の状態を示す図
[図 6B]本発明の実施形態の雄ねじを雌ねじにねじ込んだ後の状態を示す図
[図 7]本発明の変形例のラックピニオン式ステアリング装置の要部の縦断面図 符号の説明
[0012] 3 ピニオン
4 ラック
5 ハウジング (第 1部材）
15、 5' 孔
15A、 5A 雄ねじ
16 ラック支持部材 18 閉鎖部材 (第 2部材）
18A、 70A 雄ねじ
18a, 70a 凹部
18a' 周縁
20 弾性部材
30、 80 塑性変形部
40、 90 膨出部
52a 押し付け部
70 環状部材 (第 2部材）
発明を実施するための最良の形態
[0013] 図 1、図 2に示すラックピ-オン式ステアリング装置 1は、ステアリングホイール（図示 省略）に連結される入力シャフト 2と、入力シャフト 2の外周に設けられるヘリカルピ- オン 3と、ピ-オン 3に歯 4aを介して嚙み合うヘリカルラック 4と、ピ-オン 3とラック 4を 覆うハウジング 5とを備える。ハウジング 5により本発明の第 1部材が構成される。ハウ ジング 5は入力シャフト 2をボールベアリング 6と-一ドルベアリング 7を介して支持す る。ベアリング 6の内輪 6aは入力シャフト 2の段差 2aと入力シャフト 2に取り付けられる リング 8により挟み込まれ、外輪 6bはハウジング 5のシャフト保持孔 内の段差 5aと ハウジング 5に取り付けられる止め輪 9により挟み込まれる。入力シャフト 2とハウジン グ 5との間にシール 10が設けられる。操舵によるピ-オン 3の回転によりラック 4が車 両の幅方向に移動することで、ラック 4の両端にリンク機構（図示省略)を介して連結 される車輪の舵角が変化する。
[0014] ハウジング 5は、ピ-オン 3とラック 4との嚙み合い位置から、ラック 4の長手方向に直 交する方向に延びる保持部 5〃 を有する。保持部 5〃 に孔 15が設けられている。孔 1 5にラック支持部材 16がラック 4の長手方向に直交する方向に往復移動可能に挿入 される。孔 15の開口が閉鎖部材 18により閉鎖される。閉鎖部材 18により本発明の第 2部材が構成される。閉鎖部材 18の外周に雄ねじ 18Aが形成され、雄ねじ 18Aが孔 15の内周に形成される雌ねじ 15Aにねじ合わされることで、孔 15の開口が閉鎖部材 18により閉鎖される。閉鎖部材 18の一端に、雄ねじ 18Aの径方向内方に位置するよ うに凹部 18aが形成され、これにより閉鎖部材 18は有底の筒形状を有する。凹部 18 aの内周は、開口側が多角柱に沿う工具係合部 18bとされ、底部側 18cは円錐面に 沿う形状とされている。工具係合部 18bに沿う外周を有するレンチ等の工具（図示省 略）を凹部 18aに挿入し、閉鎖部材 18を回転させることで、雄ねじ 18Aを雌ねじ 15A に対してねじ込んだり緩めることができる。なお、閉鎖部材 18とハウジング 5との間に シールリング 19aが配置される。
[0015] ラック支持部材 16の一端は閉鎖部材 18の他端に対向する。ラック支持部材 16の 他端はシート 17を介してラック 4の背面を支持する。ラック支持部材 16の一端に形成 された穴 16aに、圧縮コイルパネにより構成される弾性部材 20が挿入される。弾性部 材 20は、ラック支持部材 16と閉鎖部材 18とに挟まれることで圧縮され、ラック支持部 材 16をラック 4に向かい押すための弾力を作用させる。これにより、ラック 4とピ-オン 3との円滑な嚙み合いをラック支持部材 16の移動により確保している。ラック支持部 材 16の一端と閉鎖部材 18の他端との間の隙間 Sが調節されることで、ラック 4の曲が り等に起因するラック支持部材 16の移動量が適正化され、ラック 4とピ-オン 3との嚙 み合いが確保される。その隙間 Sの調節は、雄ねじ 18Aの雌ねじ 15Aへのねじ込み 量を調節することで行われる。なお、ラック支持部材 16とハウジング 5との間にシール リング 19bが配置される。
[0016] 図 3に示すように、閉鎖部材 18の凹部 18aの内周における周方向に互いに離れた 複数領域 (本実施形態においては 3領域）に、径方向外方に向かい塑性変形された 塑性変形部 30が形成されている。各塑性変形部 30は凹部 18aの開口の周縁 18 の一部を塑性変形することで形成されている。雄ねじ 18Aが形成されている閉鎖部 材 18の外周における周方向に互いに離れた複数領域 (本実施形態にぉ ヽては 3領 域）に、塑性変形部 30の形成により径方向外方に向かい膨出された膨出部 40が形 成されている。各膨出部は雄ねじ 18Aの軸方向一端側 (ハウジング 5の外側）に配置 され、雄ねじ 18Aは雌ねじ 15Aに雄ねじ 18Aの軸方向他端側からねじ込まれる。こ れにより、雌ねじ 15Aにねじ合わされた雄ねじ 18Aを緩み方向に回転させるのに要 するトルクは、雄ねじ 18Aと雌ねじ 15Aとの間に膨出部 40が介在する状態では介在 しない状態よりも大きく設定される。なお、膨出部 40の膨出量は肉眼では識別困難 な程に僅か (例えば 0. 1mm以下）であるため、図においては雄ねじ 18Aの外周は 円に沿うものとされている。
[0017] 本実施形態においては、雄ねじ 18Aは例えば転造により形成され、し力る後に塑 性変形部 30が図 4A、図 4Bに示される押し付け具 50により形成される。押し付け具 5 0は、六角ナット状の本体 51と、本体 51の外周力 突出する 3つのブレード 52を有す る。各ブレードは、互いに同一形態を有し、本体 51の周方向において互いに等間隔 に配置されて 、る。各ブレード 52の一端にエッジ状の押し付け部 52aが形成されて いる。各押し付け部 52aは、本体 51の外周力 離隔するに従い本体 51の一端から 他端に向力うように、本体 51の軸方向（図 4Bの上下方向）に対して傾斜する。
例えば、押し付け具 50と閉鎖部材 18の中の一方は加圧装置のラムに取り付けられ 、他方はテーブル等に固定される。これにより図 5Aに示すように、本体 51の軸心を 閉鎖部材 18の軸心に一致させることで、 3つの押し付け部 52aを、雄ねじ 18Aの軸 心に対して傾斜し、雄ねじ 18Aの周方向において互いに離隔し、凹部 18aの開口の 周縁 18 に対向するように、一体的に配置することができる。しかる後に、加圧装 置により閉鎖部材 18と押し付け具 50を雄ねじ 18Aの軸心方向に相対移動させること で、図 5Bに示すように、 3つの押し付け部 52aを一体的に閉鎖部材 18に対して雄ね じ 18Aの軸心方向に移動させる。これにより、各押し付け部 52aを凹部 18aの開口の 周縁 18a' に押し付けることで、凹部 18aの内周における周方向に互いに離れた 3 領域に、径方向外方に向かい塑性変形された塑性変形部 30を形成する。各塑性変 形部 30の形成により、雄ねじ 18Aが形成されている閉鎖部材 18の外周における周 方向に互いに離れた 3領域に、径方向外方に向かい膨出された膨出部 40が形成さ れる。
[0018] 本実施形態では、雌ねじ 15Aにねじ合わされた雄ねじ 18Aを緩み方向に回転させ るのに要するトルクは、雄ねじ 18Aと雌ねじ 15Aとの間に膨出部 40が介在する状態 では lON'm以上に設定されるのが好ましぐより好ましくは 25N'm以上、 50N'm以 下に設定され、雄ねじ 18Aと雌ねじ 15Aとの間に膨出部 40が介在しない状態では 1 N'm以下に設定されるのが好ましい。膨出部 40は塑性変形部 30の形成により形成 され、塑性変形部 30は押し付け部 52aを凹部 18aの開口の周縁 18 に軸方向か ら押し付けることで形成されるので、雌ねじ 15Aにねじ合わされた雄ねじ 18Aを回転 させるのに要するトルクが設定トルクになるように、その軸方向の押し付け力あるいは 押し付け量を予め実験により求めた後に膨出部 40を形成すればよい。その設定トル クを正確に所望値にする上では、膨出部 40の形成前における雄ねじ 18Aと雌ねじ 1 5Aの製造公差を小さくするのが好ましい。例えば、雄ねじ 18Aの精度を 4MISO)よ り高精度とし、雌ねじ 15Aの精度を 4H (ISO)より高精度とする。なお、雄ねじ 18Aを 雌ねじ 15Aにねじ込む当初においては、 50N'mを超えるトルク、例えば 75N'm程 度のトルクを締め込み方向に作用させることで、閉鎖部材 18によりラック支持部材 16 を介してラック 4をピ-オン 3に押し付ける。この状態でピ-オン 3を回転させることで、 ラック 4とピ-オン 3やラック 4とラック支持部材 16のように互いに接触する部材をなじ ませる。しかる後に、隙間 Sを調節するために雄ねじ 18Aの緩み方向へのトルクを作 用させるのが好ましい。
上記構成においては、雌ねじ 15Aに雄ねじ 18Aをねじ込むのに先立ち、雄ねじ 18 Aが形成されて ヽる閉鎖部材 18の外周に、雄ねじの軸方向一端側に位置する各膨 出部 40を形成し、しかる後に、雄ねじ 18Aを雌ねじ 15Aに雄ねじ 18Aの軸方向他端 側からねじ込んでいる。その雌ねじ 15Aにねじ合わされた雄ねじ 18Aを回転させる のに要するトルクを、雄ねじ 18Aと雌ねじ 15Aとの間に膨出部 40が介在する状態で は介在しない状態よりも大きく設定している。これにより、図 6Aに示すように、雌ねじ 1 5Aを雄ねじ 18Aをねじ込む当初においては雄ねじ 18Aと雌ねじ 15Aとの間に膨出 部 40が介在しないので、容易にねじ込みを開始できる。しかる後に、図 6Bに示すよう に雄ねじ 18Aの一端側が雌ねじ 15Aにねじ合わされると、雄ねじ 18Aと雌ねじ 15A との間に膨出部 40が介在するので、雄ねじ 18Aと雌ねじ 15Aとの間の摩擦を大きく し、雄ねじ 18Aの雌ねじ 15Aに対する緩みを規制できる。特に、雌ねじ 15Aにねじ 合わされた雄ねじ 18Aを緩み方向に回転させるのに要するトルクは、雄ねじ 18Aと雌 ねじ 15Aとの間に膨出部 40が介在する状態では lON'm以上に設定され、雄ねじ 1 8Aと雌ねじ 15Aとの間に膨出部 40が介在しな 、状態では 1N · m以下に設定されて いるので、雄ねじ 18Aの雌ねじ 15Aへのねじ込みを容易に行うことができ、且つ、雄 ねじ 18Aの雌ねじ 15Aに対する不慮の緩みを確実に防止できる。また、雄ねじ 18A の雌ねじ 15Aに対する緩みをロックナットを用いることなく規制できるので、部品点数 を低減し、生産性を向上し、作業能率を向上することができる。さらに、必要に応じて 設定された以上のトルクを作用させることで雄ねじ 18Aを雌ねじ 15Aに対して緩ませ ることが可能になる。よって、ラック支持部材 16と閉鎖部材 18との間の隙間 Sの調節 作業の能率を向上できる。その雄ねじ 18Aを雌ねじ 15Aに対して緩ませるためのト ルクを管理することで、雄ねじ 18Aが雌ねじ 15Aに対して不慮に緩むのを防止できる 。しカゝも、押し付け具 50により塑性変形部 30を形成する際、凹部 18aの開口の周縁 1 8a' に押し付けられる押し付け部 52aの数は 3であるので、各押し付け部 52aを凹部 18aの開口の周縁 18 に均等に押し付けることができる。これにより、各塑性変形 部 30における塑性変形量を均一化し、各膨出部 40の膨出量を均一化できるので、 閉鎖部材 18を緩ませるのに要するトルクを正確に設定し、雄ねじ 18Aの雌ねじ 15A に対する不慮の緩みを確実に防止できる。
上記実施形態における外輪 6bの固定用止め輪 9に代えて図 7の変形例に示す環 状部材 70を用い、環状部材 70を本発明の第 2部材としてもよい。すなわち、環状部 材 70の外周に、ハウジング 5のシャフト保持孔 の内周に形成された雌ねじ 5Aに ねじ合わされる雄ねじ 70Aが形成される。環状部材 70の内周孔が本発明の凹部 70 aとされる。、凹部 70aの開口の周縁 70a' における 3領域に、径方向外方に向かい 塑性変形された塑性変形部 80が上記実施形態と同様に形成される。これにより、雄 ねじ 70Aの軸方向一端側において、雄ねじ 70Aが形成されている環状部材 70の外 周に、径方向外方に向かい膨出された膨出部 90が上記実施形態と同様に形成され る。雌ねじ 5Aに膨出部を介してねじ合わされた雄ねじ 70Aの他端側において、ハウ ジング 5に対して固定される外輪 6b (被押し付け部）に環状部材 70が押し付けられる 。この場合、雌ねじ 5Aにねじ合わされた雄ねじ 70Aを緩み方向に回転させるのに要 するトルクは、雄ねじ 70Aと雌ねじ 5Aとの間に膨出部 90が介在する状態では 3N'm 以上に設定され、雄ねじ 70Aと雌ねじ 5Aとの間に膨出部 90が介在しない状態では lN'm以下に設定されるのが好ましい。これにより、雄ねじ 70Aの雌ねじ 5Aへのねじ 込みを容易に行うことができ、且つ、外輪 6bから雄ねじ 70Aの他端に作用する反力 によって雄ねじ 70Aと雌ねじ 5Aとの間の摩擦を大きくすることで、雄ねじ 70Aの雌ね じ 5Aに対する不慮の緩みを確実に防止できる。他は上記実施形態と同様とされる。 本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、本発明はラックピ-オン式ステア リング装置に適用されるものに限定されず、第 1部材の孔の内周に形成される雌ねじ に第 2部材の外周に形成される雄ねじをねじ合わせる構造であれば本発明を適用で きる。

Claims

請求の範囲
[1] 第 1部材の孔の内周に形成される雌ねじに第 2部材の外周に形成される雄ねじをね じ込むのに先立ち、前記雄ねじが形成されている前記第 2部材の外周における周方 向に互いに離れた複数領域に、径方向外方に向かい膨出すると共に前記雄ねじの 軸方向一端側に位置する膨出部を形成し、
しかる後に、前記雄ねじを前記雌ねじに前記雄ねじの軸方向他端側からねじ込み、 前記雌ねじにねじ合わされた前記雄ねじを緩み方向に回転させるのに要するトルク を、前記雄ねじと前記雌ねじとの間に前記膨出部が介在する状態では介在しない状 態よりも大きく設定するねじの緩み防止のための方法。
[2] 孔を有する第 1部材と、
前記孔の内周に形成される雌ねじと、
外周を有する第 2部材と、
前記第 2部材の外周に形成される雄ねじと、
前記雄ねじの径方向内方に位置するように前記第 2部材に形成される凹部とを備え 前記凹部の内周における周方向に互いに離れた複数領域に、径方向外方に向か 、 塑性変形された塑性変形部が形成され、
前記雄ねじが形成されて!、る前記第 2部材の外周における周方向に互いに離れた 複数領域に、前記塑性変形部の形成により径方向外方に向かい膨出された膨出部 が形成され、
前記膨出部は前記雄ねじの軸方向一端側に配置され、
前記雌ねじにねじ合わされた前記雄ねじを緩み方向に回転させるのに要するトルク は、前記雄ねじと前記雌ねじとの間に前記膨出部が介在する状態では介在しない状 態よりも大きく設定されているねじの緩み防止のための構造。
[3] 前記雌ねじにねじ合わされた前記雄ねじを緩み方向に回転させるのに要するトルク は、前記雄ねじと前記雌ねじとの間に前記膨出部が介在する状態では lON'm以上 に設定され、前記雄ねじと前記雌ねじとの間に前記膨出部が介在しない状態では 1 N'm以下に設定されている請求項 2に記載のねじの緩み防止のための構造。
[4] 前記雌ねじに前記膨出部を介してねじ合わされた前記雄ねじの他端側において、前 記第 1部材に対して固定される被押し付け部に前記第 2部材が押し付けられ、 前記雌ねじにねじ合わされた前記雄ねじを緩み方向に回転させるのに要するトルク は、前記雄ねじと前記雌ねじとの間に前記膨出部が介在する状態では 3N'm以上に 設定され、前記雄ねじと前記雌ねじとの間に前記膨出部が介在しない状態では 1Ν· m以下に設定されている請求項 2に記載のねじの緩み防止のための構造。
[5] 操舵により回転するピ-オンに嚙み合うラックを覆うハウジングにより前記第 1部材が 構成され、
前記孔に挿入されるラック支持部材を前記ラックに向か 、押すための弾力を作用さ せる弾性部材が設けられ、
前記孔の開口を閉鎖する閉鎖部材により前記第 2部材が構成され、
前記ラック支持部材と前記閉鎖部材との間に前記弾性部材が挟まれる請求項 2〜4 の中の何れか 1項に記載のねじの緩み防止のための構造。
[6] 3つの押し付け部を、雄ねじの軸心に対して傾斜し、雄ねじの周方向において互い に離隔し、凹部の開口の周縁に対向するように、一体的に配置し、
しかる後に、 3つの押し付け部を一体的に前記第 2部材に対して前記雄ねじの軸心 方向に相対移動させ、
各押し付け部を前記凹部の開口の周縁に押し付けることで前記塑性変形部を形成 する請求項 2〜5の中の何れか 1項に記載のねじの緩み防止のための構造における 雄ねじの製造方法。
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