(57)【要約】      （修正有）【課題】ピニオン軸あるいはラック軸におけるスラスト荷重が負荷される部位に、軸方向のガタが小さく、かつ負荷容量の大きな転がり軸受が設けられ、ピニオンとラック歯の歯打ち音を低減して装置の振動および騒音を抑制したラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置を提供する。【解決手段】ピニオン軸５の回転を、前記ピニオン軸５に形成されたピニオン８に噛合するラック７の往復動に変換して操向車輪を操作するラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置３において、前記ピニオン軸５は、クロスローラ軸受９を用いてハウジング１１に回転自在に支承されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置において、ピニオン軸の回転を、前記ピニオン軸に形成されたピニオンに噛合するラックの往復動に変換して操向車輪を操作するラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置において、前記ピニオン軸は、クロスローラ軸受を用いてハウジングに回転自在に支承されていることを特徴とするラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両用のラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置に関するもので、特にその軸受支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用のステアリング装置として、ピニオンの回転をラックに伝達するラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置が広く使用されている。このようなラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置では、ピニオン軸の先端側を針状ころ軸受で支持し、ピニオン軸の反対側を４点接触玉軸受や深溝玉軸受で、アキシャル方向を規制しつつ回転自在に支持する支持方法が広く採用されている（特許文献１参照）
。
【０００３】
図４は、このような従来のラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置のピニオン軸の支持構造の一例を説明する断面図で、１０１はピニオン軸、１０２はピニオン軸１０１のピニオン１０１ａに噛合するラック歯１０２ａを備えた操舵軸、１０３はピニオンハウジングを示す。ピニオン軸１０１は、その先端側はピニオンハウジング１０３に針状ころ軸受１０４を介して支持され、針状ころ軸受１０４で支持されている部分の反対側はピニオンハウジング１０３に４点接触玉軸受１０５や深みぞ玉軸受を介して支持される。
【０００４】
ハウジング１０３の、操舵軸１０２のピニオン軸１０１と反対側にはラックガイド１０８が配置され、操舵軸１０２をピニオン軸１０１に向けて押圧し、ピニオン軸１０１のピニオン１０１ａと操舵軸１０２のラック歯１０２ａとの噛合状態を適正に維持するように構成されている。
【０００５】
４点接触玉軸受１０５の外輪１０５ａは、その一方の端面がピニオンハウジング１０３に形成された円形孔１０３ａの端面に当接し、外輪の他方の端面はピニオンハウジング１０３に螺合する固定部材１０６により軸方向に押圧されてピニオンハウジング１０３に固定されている。また、４点接触玉軸受１０５の内輪１０５ｂはピニオン軸１０１にカシメ部材１０５ｃにより固定されており、ピニオン軸１０１は４点接触玉軸受１０５により、半径方向及び軸方向に保持され、回転自在に支承されている。
【０００６】
針状ころ軸受１０４の外輪１０４ａは、ピニオンハウジング１０３に形成された円形孔１０３ｂの内周面に保持され、針状ころ軸受１０４の針状ころ１０４ｂはピニオン軸の外周面に接触してピニオン軸１０１を半径方向に保持している。
【０００７】
このように針状ころ軸受を使用する上記の例では、ピニオン軸の一部が針状ころの軌道面を構成しているため、針状ころ軸受の内径、即ち針状ころの軌道面となる軸部分の外径は、ピニオン歯の歯底径よりも小さく設定する必要がある。仮に針状ころの軌道面となる軸部分の外径がピニオン歯の歯底径よりも大きい場合は、針状ころの軌道面にピニオン歯の歯溝がかかってしまうからである。
【０００８】
従来のラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置では、ピニオン軸に入力されるトルクは人間の手で操作されたハンドルから入力されるトルクのみであり、せいぜい１０Ｎｍ程度であった。しかし、最近は電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の高出力化がすすみ、このようなＥＰＳを備えたラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置では、ピニオン軸に入力されるトルクは９０Ｎｍ以上となるものがある。
【特許文献１】特開２００７−２３０４３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
この従来のＥＰＳにおいて、ピニオン軸１０１を支承する転がり軸受１０４、１０５のうち、ラジアル荷重を負荷する転がり軸受１０４には負荷容量の大きな総ころタイプの針状ころ軸受が使用できる。一方、スラスト荷重を受ける転がり軸受１０５には、４点接触軸受や深みぞ玉軸受が使用されているため、スペース的な制約からその負荷容量が依然不足している。さらに、このスラスト荷重を受ける転がり軸受１０５には、ピニオン１１０ａとラック歯１０１ａの適正な歯当りの確保、および正逆回転時に発生する歯打ち音低減のため、軸方向のガタを抑制することが求められている。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置において、ピニオン軸におけるスラスト荷重が負荷される部位に、軸方向のガタが小さく、かつ負荷容量の大きな転がり軸受が設けられ、ピニオンとラック歯の歯打ち音を低減して装置の振動および騒音を抑制したラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
係る目的を達成すべく、本発明に記載の発明は、ピニオン軸の回転を、前記ピニオン軸に形成されたピニオンに噛合するラックの往復動に変換して操向車輪を操作するラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置において、前記ピニオン軸は、クロスローラ軸受を用いてハウジングに回転自在に支承されていることを特徴とするラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置において、ピニオン軸の支持にクロスローラ軸受を用いるという構成によりラジアル方向の負荷容量を保ったままアキシアル荷重による変形を抑制させることが可能である。更に、軸方向の動き量を最小限に抑えることでピニオン軸の軸方向の剛性強化ができるため、ピニオンとラック歯の適正な歯当りを確保し、正逆回転時に発生する歯打ち音を低減させる効果を有するラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置の断面図
【図２】支持軸受の変化によるアキシアル荷重とアキシアル変位の関係図
【図３】支持軸受の変化によるモーメント荷重とモーメント変位の関係図
【図４】従来のラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係るラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置３について図面を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態のラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置３は、ピニオン軸５の回転を、前記ピニオン軸５に形成されたピニオン８に噛合するラック７を有する操舵軸２の往復動に変換して操向車輪を操作するラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置において、前記ピニオン軸５は、クロスローラ軸受９を用いてピニオンハウジング１１に回転自在に支承されている。前記クロスローラ軸受け９は、内輪９ｂの外径面及び外輪９ａの内径面に、頂角が略直角な断面Ｖ字状の軌道溝９ｂ１、９ａ１が夫々対向して形成され、この軌道溝間にころ９ｃを交互に交叉させて配列している。また、図１では、クロスローラ軸受９と共に、針状ころ軸受１２を用いて前記ピニオン軸５を回転自在に支承している。
【００１５】
この構成によりラジアル方向の負荷容量を保ったままアキシアル荷重による変形を抑制させることが可能である。更に、軸方向の動き量を最小限に抑えることでピニオン軸の軸方向の剛性強化ができるため、ピニオンとラック歯の適正な歯当りを確保し、正逆回転時に発生する歯打ち音を低減させる効果を有する。
【００１６】
本発明の実施例は、ステアリング装置に使われるピニオン支持軸受において、従来構造の深溝玉軸受に代えて、同サイズのクロスローラ軸受を配置している。図２に深溝玉軸受とクロスローラ軸受にそれぞれ、アキシアル荷重を負荷したときのアキシアル変位量を示す。深溝玉軸受に対して，クロスローラ軸受の方が著しくアキシアル変位が抑えられているのが分かる。アキシアル剛性が著しくアップしているため，走行時のピニオン軸の軸方向の振動および騒音を抑制できる。また、図３にモーメント荷重と傾き角の関係を示す。著しくモーメント剛性が高いため、ピニオンとラック歯との歯打ち音を低減することができる。
【００１７】
また、上述の実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。本発明の主旨を外れない限り、他の実施形態にも適用出来る。
【符号の説明】
【００１８】
２、１０２ ・・・・・・操舵軸
３ ・・・・・・・・・・ラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置
５、１０１ ・・・・・・ピニオン軸
７、１０２ａ ・・・・・ラック歯
８、１０１ａ ・・・・・ピニオン
９ ・・・・・・・・・・クロスローラ軸受
９ａ・・・・・・・・・ 外輪
９ａ１、９ｂ１・・・・ 軌道溝
９ｂ・・・・・・・・・ 内輪
９ｃ・・・・・・・・・ ころ
１１、１０３ ・・・・・ピニオンハウジング
１２、１０４ ・・・・・針状ころ軸受
１０３ａ・・・・・・・ 円形孔
１０３ｂ・・・・・・・ 円形孔
１０４ａ・・・・・・・ 外輪 
１０５・・・・・・・・ ４点接触玉軸受・
１０５ａ・・・・・・・ 外輪
１０５ｂ・・・・・・・ 内輪
１０５ｃ・・・・・・・ カシメ部材
１０６・・・・・・・・ 固定部材
１０８・・・・・・・・ ラックガイド
【図１】
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【図２】
2013049342.tif 000004
【図３】
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【図４】
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