(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング、
上記ハウジングに往復移動可能に支持され、タイロッドを介して車輪の操舵角を変える
ラック軸、
ステアリングホイールに連結され、上記ラック軸のラック歯に噛み合うピニオンを有し
、ステアリングホイールの回転をラック軸に伝達するピニオン軸、
上記ハウジングの内周面に内嵌され上記ピニオン軸の一端をハウジングに回転可能に軸
支し、ピニオン軸に作用するスラスト荷重を支持する第１の軸受、
上記ハウジングの内周面に内嵌され上記ピニオン軸の他端をハウジングに回転可能に軸
支し、ピニオン軸に作用するラジアル荷重を支持する第２の軸受、
上記第１の軸受の外輪を上記ハウジングの内周面に固定するテーパースナップリング、
上記テーパースナップリングの側面に形成され上記第１の軸受の外輪の側面に当接し上
記ピニオン軸の中心軸線に対して直交する直交側面、
上記テーパースナップリングに上記直交側面に対向する側面に形成され、直交側面に対
して外周側の厚さが減少する方向に傾斜した傾斜側面、
上記ハウジングの内周面に環状に形成され上記テーパースナップリングを係止する係止
溝、
上記係止溝の側面に上記第１の軸受の外輪の側面側に形成され上記ピニオン軸の中心軸
線に対して直交する直交溝側面、
上記係止溝に上記直交溝側面に対向する側面に形成され、直交溝側面に対して溝底側の
溝幅が狭くなる方向に傾斜した傾斜溝側面を備え、
上記係止溝に上記テーパースナップリングを係止して上記第１の軸受の外輪を上記ハウ
ジングの内周面に固定した時に、上記テーパースナップリングの直交側面と上記係止溝の
直交溝側面との間に隙間が形成され、上記テーパースナップリングの直交側面には上記係
止溝の直交溝側面に対向する位置に、該直交溝側面側に向かって突出した環状突起が形成
され、
上記テーパースナップリングは、上記係止溝の溝底まで入り込まず、上記テーパースナ
ップリングが上記係止溝に入り込む量が小さくされ、
上記テーパースナップリングの直交側面と上記係止溝の直交溝側面との間の隙間をα１
、上記環状突起と上記係止溝の直交溝側面との間の隙間をα２としたとき、上記α１とα
２が、α２＜α１の関係にあり、
上記環状突起が上記係止溝の直交溝側面に当接して、テーパースナップリングの傾きが
規制されること
を特徴とするステアリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたステアリング装置において、
上記隙間α１が０．１ミリ以下であること
を特徴とするステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はステアリング装置、特に、ラックピニオン式ステアリング装置のピニオン軸に加わる負荷によって、ピニオンとラック歯の噛み合い位置が適正位置からずれて、異音が生じることを防止するようにしたステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ラックピニオン式ステアリング装置は、タイロッドを介して車輪の操舵角を変えるラック軸が、ステアリングギヤのハウジングに往復移動可能に支持され、ステアリングホイールの回転をラック軸に伝達するピニオン軸が、ステアリングギヤのハウジングに軸受を介して回転可能に軸支されている。
【０００３】
このようなラックピニオン式のステアリング装置は、ピニオン軸をハウジングに軸支する軸受に予圧を付与して、操舵時にピニオン軸に加わる負荷によって、ピニオン軸がラジアル方向やスラスト方向に動いて、異音が生じたり、操舵力が変動するのを防止している。
【０００４】
リングナットで軸受に予圧を付与すれば、軸受のラジアル方向やスラスト方向の剛性が大きくなるため好ましいが、リングナットを組み込むためのスペースが必要となるため、ステアリングギヤが大型化し、リングナットの予圧調整作業にも時間が掛かる問題がある。
【０００５】
テーパースナップリング（止め輪）で軸受に予圧を付与すれば、テーパースナップリングを組み込むためのスペースが小さくで済むため、ステアリングギヤを小型化でき、テーパースナップリングの組付け作業時間も短縮できる。しかし、テーパースナップリングで軸受に予圧を付与すると、軸受のラジアル方向やスラスト方向の剛性が小さくなってしまう。
【０００６】
その結果、操舵時にピニオン軸に加わる負荷によって、テーパースナップリングが軸方向に押し上げられ、ピニオン軸がスラスト方向に動いて、ピニオンとラック歯の噛み合い位置が適正位置からずれて、異音が生じたり、操舵力が変動してしまう。
【０００７】
特許文献１に開示されたラックピニオン式のステアリング装置は、テーパースナップリングの傾斜面側に複数の円錐状の突起を等間隔に形成している。また、ハウジング側の環状溝の傾斜面側に環状凹溝を形成している。これによって、テーパースナップリングに軸方向の外力が作用し、テーパースナップリングが所定量縮径すると、テーパースナップリングの突起が環状凹溝の内壁面に係合し、テーパースナップリングが所定量を超えて縮径することを防止し、テーパースナップリングの軸方向移動を規制している。しかし、特許文献１に開示されたラックピニオン式のステアリング装置は、テーパースナップリング及び環状溝の形状が複雑になるため、加工が難しく、製造コストが上昇する問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−０３８２５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、ピニオン軸に加わる負荷をテーパースナップリングで支持するラックピニオン式ステアリング装置において、ピニオン軸に加わる負荷によってピニオン軸が軸方向に移動し、ピニオンとラック歯の噛み合い位置が適正位置からずれて、異音が生じることを防止するとともに、加工が容易で製造コストの上昇を抑制することが可能なラックピニオン式ステアリング装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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、ハウジング
、上記ハウジングに往復移動可能に支持され、タイロッドを介して車輪の操舵角を変える
ラック軸、ステアリングホイールに連結され、上記ラック軸のラック歯に噛み合うピニオ
ンを有し、ステアリングホイールの回転をラック軸に伝達するピニオン軸、上記ハウジン
グの内周面に内嵌され上記ピニオン軸の一端をハウジングに回転可能に軸支し、ピニオン
軸に作用するスラスト荷重を支持する第１の軸受、上記ハウジングの内周面に内嵌され上
記ピニオン軸の他端をハウジングに回転可能に軸支し、ピニオン軸に作用するラジアル荷
重を支持する第２の軸受、上記第１の軸受の外輪を上記ハウジングの内周面に固定するテ
ーパースナップリング、上記テーパースナップリングの側面に形成され上記第１の軸受の
外輪の側面に当接し上記ピニオン軸の中心軸線に対して直交する直交側面、上記テーパー
スナップリングに上記直交側面に対向する側面に形成され、直交側面に対して外周側の厚
さが減少する方向に傾斜した傾斜側面、上記ハウジングの内周面に環状に形成され上記テ
ーパースナップリングを係止する係止溝、上記係止溝の側面に上記第１の軸受の外輪の側
面側に形成され上記ピニオン軸の中心軸線に対して直交する直交溝側面、上記係止溝に上
記直交溝側面に対向する側面に形成され、直交溝側面に対して溝底側の溝幅が狭くなる方
向に傾斜した傾斜溝側面を備え、上記係止溝に上記テーパースナップリングを係止して上
記第１の軸受の外輪を上記ハウジングの内周面に固定した時に、上記テーパースナップリ
ングの直交側面と上記係止溝の直交溝側面との間に隙間が形成され、上記テーパースナッ
プリングの直交側面には上記係止溝の直交溝側面に対向する位置に、該直交溝側面側に向
かって突出した環状突起が形成され、上記テーパースナップリングは、上記係止溝の溝底
まで入り込まず、上記テーパースナップリングが上記係止溝に入り込む量が小さくされ、
上記テーパースナップリングの直交側面と上記係止溝の直交溝側面との間の隙間をα１、
上記環状突起と上記係止溝の直交溝側面との間の隙間をα２としたとき、上記α１とα２
が、α２＜α１の関係にあり、上記環状突起が上記係止溝の直交溝側面に当接して、テー
パースナップリングの傾きが規制されることを特徴とするステアリング装置である。
【００１２】
第２番目の発明は、第１番目の発明のステアリング装置において、上記隙間α１が０．
１ミリ以下であることを特徴とするステアリング装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のステアリング装置は、係止溝にテーパースナップリングを係止して軸受の外輪をハウジングの内周面に固定した時に、テーパースナップリングの直交側面と係止溝の直交溝側面との間に隙間が形成される。
【００１４】
従って、テーパースナップリングは係止溝の溝底まで入り込まず、テーパースナップリングが係止溝に入り込む量が小さくなる。その結果、テーパースナップリングが係止溝をラジアル方向に押す力が大きくなり、軸受に作用する大きなスラスト荷重を支持することが可能となる。また、軸受に作用する大きなスラスト力によって、テーパースナップリングが傾くと、テーパースナップリングの直交側面が係止溝の直交溝側面に当接して、テーパースナップリングの傾きが規制されるため、軸受の移動が阻止され、ピニオンとラック歯の噛み合い位置が適正位置に維持される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例のステアリング装置を示し、コラムアシスト型ラックピニオン式ステアリング装置の全体斜視図である。
【図２】本発明の実施例１のステアリングギヤのラックとピニオンとの噛み合い部を示す縦断面図である。
【図３】図２のＰ部の拡大断面図であり、（ａ）はピニオン軸にスラスト荷重が作用する前の状態を示す拡大断面図、（ｂ）はピニオン軸にスラスト荷重が作用した状態を示す拡大断面図である。
【図４】本発明の実施例１のテーパースナップリングから係止溝に作用するラジアル方向の力を示す説明図である。
【図５】本発明の実施例２を示す図３相当図であり、（ａ）はピニオン軸にスラスト荷重が作用する前の状態を示す拡大断面図、（ｂ）はピニオン軸にスラスト荷重が作用した状態を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下本発明の実施例１から実施例２について説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は本発明の実施例のステアリング装置を示し、コラムアシスト型ラックピニオン式パワーステアリング装置の全体斜視図である。図１に示すように、本発明の実施例のコラムアシスト型ラックピニオン式パワーステアリング装置は、ステアリングホイール１０１の操作力を軽減するために、コラム１０５の中間部に取付けたモータ１０２の操舵補助力をステアリングシャフトに付与している。そして、ステアリングシャフトの回転を中間シャフト１０６に伝達し、ピニオン軸１０７を介してラックピニオン式のステアリングギヤ１０３のラック軸を往復移動させ、タイロッド１０４を介して舵輪を操舵している。
【００１８】
図２は本発明の実施例１のステアリングギヤのラックとピニオンとの噛み合い部を示す縦断面図である。図３は図２のＰ部の拡大断面図であり、（ａ）はピニオン軸にスラスト荷重が作用する前の状態を示す拡大断面図、（ｂ）はピニオン軸にスラスト荷重が作用した状態を示す拡大断面図である。図４は本発明の実施例１のテーパースナップリングから環状溝に作用するラジアル方向の力を示す説明図である。
【００１９】
本発明の実施例１のステアリングギヤ１０３は、フロントサブフレーム等の図示しない車体フレームに取り付けられている。ステアリングギヤ１０３のハウジング２１には、図２の紙面に直交する車幅方向に摺動可能にラック軸３１が内嵌している。ラック軸３１の車幅方向の両端には図示しないボールジョイントソケットが各々ねじ込まれて取り付けられ、、ボールジョイントソケットに連結されたタイロッド（図１参照）１０４、１０４が、図示しないナックルアームを介して車輪に接続されている。
【００２０】
ピニオン軸１０７は、ピニオン４１の上部の軸部４２が、ボール軸受（第１の軸受）５１によりハウジング２１にラジアル方向及びスラスト方向に軸支されている。ピニオン軸１０７の溝４３に装着してカシメられたカシメリング５２は、ボール軸受５１の内輪５１２を、ピニオン軸１０７の段差面４４との間で挟み込んでいる。
【００２１】
また、ボール軸受５１の外輪５１１は、ハウジング２１に形成された円形の内周面２２に内嵌され、この内周面２２の環状の係止溝２３に装着されたテーパースナップリング（止め輪）５３によって軸方向に押圧されて、ハウジング２１に固定されている。
【００２２】
また、ピニオン軸１０７は、ピニオン４１の下部の軸部４５が、ニードル軸受（第２の軸受）５４によりハウジング２１にラジアル方向にのみ軸支されている。ピニオン軸１０７の回転は、ピニオン４１を介してラック軸３１のラック歯３２に伝達され、ラック軸３１に連結された図１のタイロッド１０４、１０４を介して、舵輪の向きを変更する。
【００２３】
ハウジング２１には、断面円形のガイド孔２４が図２の左右方向に形成され、このガイド孔２４に円柱状のホルダ６１が図２の左右方向に摺動可能に内嵌している。ホルダ６１には、円柱状の軸体６２に、ニードルころ軸受６３によってローラ６４が回転可能に軸支されている。ローラ６４にはラック軸３１の凸円弧状の外周面３３の曲率とほぼ同一曲率の凹円弧状面６５が形成され、この凹円弧状面６５がラック軸３１の外周面３３に接触して、ラック軸３１の外周面３３にローラ６４を押し付けている。
【００２４】
ホルダ６１は図示しないバネを介してローラ６４をラック軸３１側に押しつけ、ラック軸３１の外周面３３にローラ６４を押し付けている。これにより、ピニオン４１とラック軸３１との噛み合い部のバックラッシュを無くし、ラック軸３１が円滑に移動するようにしている。
【００２５】
図３は、係止溝２３にテーパースナップリング５３を係止して、ボール軸受５１の外輪５１１をハウジング２１の内周面２２に固定した状態を示す拡大断面図である。図３に示すように、テーパースナップリング５３には、外輪５１１の側面５１３側に、ピニオン軸１０７の中心軸線１０７Ａに対して直交する直交側面５３１が形成され、直交側面５３１に対向する側には、直交側面５３１に対して外周側の厚さが減少する方向に傾斜した傾斜側面５３２が形成されている。
【００２６】
係止溝２３には、外輪５１１の側面５１３側に、ピニオン軸１０７の中心軸線１０７Ａに対して直交する直交溝側面２３１が形成され、直交溝側面２３１に対向する側には、直交溝側面２３１に対して溝底側の溝幅が狭くなる方向に傾斜した傾斜溝側面２３２が形成されている。傾斜側面５３２と傾斜溝側面２３２の傾斜角度は同一に形成されている。
【００２７】
図３（ａ）に示すように、外輪５１１の側面５１３が係止溝２３の直交溝側面２３１よりもα１（０．１ミリ以下）だけ突出するように係止溝２３を加工している。従って、ボール軸受５１の外輪５１１をハウジング２１の内周面２２に挿入し、係止溝２３にテーパースナップリング５３を係止すると、テーパースナップリング５３の直交側面５３１と係止溝２３の直交溝側面２３１との間に隙間α１（０．１ミリ以下）が形成される。
【００２８】
従って、テーパースナップリング５３は係止溝２３の溝底まで入り込まず、テーパースナップリング５３が係止溝２３に入り込む量β１が小さくなる。図４に示すように、テーパースナップリング５３の自由状態（破線）の外径寸法をＤ１、テーパースナップリング５３が係止溝２３に入り込んで係止された時（実線）の外径寸法をＤ２とする。上記したように、テーパースナップリング５３が係止溝２３に入り込む量β１が小さいと、Ｄ１とＤ２の差が大きくなり、テーパースナップリング５３が係止溝２３をラジアル方向に押す力が大きくなる。
【００２９】
その結果、環状溝２３にテーパースナップリング５３が入り込んだ時の楔作用が大きくなり、ボール軸受５１に作用する大きなスラスト荷重をテーパースナップリング５３が支持することが可能となる。また、図３（ｂ）に示すように、走行時に車輪からラック軸３１を介してピニオン軸１０７に作用する大きなスラスト力によって、ボール軸受５１に作用するスラスト荷重Ｐが大きくなると、テーパースナップリング５３が傾く。
【００３０】
しかし、テーパースナップリング５３の直交側面５３１が係止溝２３の直交溝側面２３１に当接して、テーパースナップリング５３の傾きが規制されるため、ボール軸受５１の移動が阻止される。その結果、ピニオン４１とラック歯３２の噛み合い位置が適正位置に維持されるため、異音が生じたり、操舵力が変動することを阻止することができる。また、外輪５１１の側面５１３が係止溝２３の直交溝側面２３１よりも若干突出するように係止溝２３を加工するだけで済むため、加工が容易で、製造コストの上昇を抑制することが可能となる。
【実施例２】
【００３１】
次に本発明の実施例２について説明する。図５は本発明の実施例２を示す図３相当図であり、図５（ａ）はピニオン軸にスラスト荷重が作用する前の状態を示す拡大断面図、図５（ｂ）はピニオン軸にスラスト荷重が作用した状態を示す拡大断面図である。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分についてのみ説明し、重複する説明は省略する。また、同一部品には同一番号を付して説明する。
【００３２】
本発明の実施例２のテーパースナップリング５３は、テーパースナップリング５３の直交側面５３１側に環状突起を形成した例である。図５（ａ）に示すように、実施例２のテーパースナップリング５３には、実施例１と同様に、直交側面５３１と傾斜側面５３２が形成されている。また、係止溝２３にも、実施例１と同様に、直交溝側面２３１と傾斜溝側面２３２が形成されている。傾斜側面５３２と傾斜溝側面２３２の傾斜角度は同一に形成されている。実施例２では、テーパースナップリング５３の直交側面５３１に、係止溝２３の直交溝側面２３１に対向する位置に、直交溝側面側２３１に向かって突出した環状突起５３３が形成されている。
【００３３】
図５（ａ）に示すように、実施例２では実施例１と同様に、外輪５１１の側面５１３が係止溝２３の直交溝側面２３１よりもα１（０．１ミリ以下）だけ突出するように係止溝２３を加工している。従って、ボール軸受５１の外輪５１１をハウジング２１の内周面２２に挿入し、係止溝２３にテーパースナップリング５３を係止すると、テーパースナップリング５３の直交側面５３１と係止溝２３の直交溝側面２３１との間に隙間α１（０．１ミリ以下）が形成される。また、環状突起５３３と直交溝側面２３１との間には、隙間α１よりも小さな隙間α２が形成される。
【００３４】
従って、テーパースナップリング５３は係止溝２３の溝底まで入り込まず、テーパースナップリング５３が係止溝２３に入り込む量β１が小さくなる。テーパースナップリング５３が係止溝２３に入り込む量β１が小さいと、実施例１と同様に、テーパースナップリング５３が係止溝２３をラジアル方向に押す力が大きくなる。
【００３５】
その結果、環状溝２３にテーパースナップリング５３が入り込んだ時の楔作用が大きくなり、ボール軸受５１に作用する大きなスラスト荷重を支持することが可能となる。また、図５（ｂ）に示すように、走行時に車輪からラック軸３１を介してピニオン軸１０７に作用する大きなスラスト力によって、ボール軸受５１に作用するスラスト荷重Ｐが大きくなると、テーパースナップリング５３が傾く。
【００３６】
しかし、テーパースナップリング５３の環状突起５３３が係止溝２３の直交溝側面２３１に当接して、テーパースナップリング５３の傾きが規制されるため、ボール軸受５１の移動が阻止される。環状突起５３３と直交溝側面２３１との間の隙間α２は、隙間α１よりも小さいため、テーパースナップリング５３の傾き角度を実施例１よりも小さくすることができる。その結果、ピニオン４１とラック歯３２の噛み合い位置が適正位置に維持されるため、異音が生じたり、操舵力が変動することを阻止することができる。
【００３７】
上記実施例では、コラムアシスト型ラックピニオン式パワーステアリング装置に適用した例について説明したが、ピニオンアシスト型ラックピニオン式パワーステアリング装置やマニュアル型ラックピニオン式ステアリング装置に適用してもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１０１  ステアリングホイール
１０２  モータ
１０３  ステアリングギヤ
１０４  タイロッド
１０５  コラム
１０６  中間シャフト
１０７  ピニオン軸
１０７Ａ  中心軸線
２１  ハウジング
２２  内周面
２３  係止溝
２３１  直交溝側面
２３２  傾斜溝側面
２４  ガイド孔
３１  ラック軸
３２  ラック歯
３３  外周面
４１  ピニオン
４２  軸部
４３  溝
４４  段差面
４５  軸部
５１  ボール軸受（第１の軸受）
５１１  外輪
５１２  内輪
５１３  側面
５２  カシメリング
５３  テーパースナップリング（止め輪）
５３１  直交側面
５３２  傾斜側面
５３３  環状突起
５４  ニードル軸受（第２の軸受）
６１  ホルダ
６２  軸体
６３  ニードルころ軸受
６４  ローラ
６５  凹円弧状面
【図１】
0005626144.tif 000002
【図２】
0005626144.tif 000003
【図３】
0005626144.tif 000004
【図４】
0005626144.tif 000005
【図５】
0005626144.tif 000006