(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄肉円筒状部材からなるころ軸受用軌道輪であって、
前記薄肉円筒状部材は、軸方向両端縁に至る隙間により形成された割り部を有し、
前記割り部は、円周方向に沿って延設され互いに近接した一対の対向面からなる非傾斜部と、前記非傾斜部の円周方向両端のうちの少なくともいずれか一方端から他方端に向かい，かつ軸方向に対して傾斜する向きに延設された一対の対向面からなる傾斜部とを含む、ことを特徴とするころ軸受用軌道輪。
【請求項２】
請求項１に記載のころ軸受用軌道輪において、
前記傾斜部が、前記非傾斜部の円周方向両端からそれぞれ薄肉円筒状部材の反対側の軸方向端縁に延設された第１および第２傾斜部から構成されている、ことを特徴とするころ軸受用軌道輪。
【請求項３】
請求項１または２に記載のころ軸受用軌道輪において、
前記傾斜部が、前記非傾斜部に対して軸方向に略４５°の傾斜角にて形成されている、ことを特徴とするころ軸受用軌道輪。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ころ軸受の内輪や外輪に関し、例えば、ステアリングコラムにおけるステアリング軸支持用のころ軸受に使用されるころ軸受用軌道輪に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５に、ハンドルとユニバーサルジョイントとの間にステアリング軸が連結された構造の自動車用ステアリング機構の概略構成図を示す。
【０００３】
図５において、１はハンドル、２は自動車の車体に固定されたステアリングコラム、３はステアリングコラム２の軸挿入孔２１内に挿入されてハンドル１の操舵を車輪に伝達するステアリング軸、４はステアリングコラム２の軸挿入孔２１の内周面とステアリング軸３の外周面との間の隙間において少なくとも軸方向２箇所に圧入された軸受装置である。
【０００４】
軸受装置４は、図６に示すように、ころ軸受５と、径方向隙間の調整のためのスペーサリング６とで構成されている。スペーサリング６は、操舵感覚向上のために、ゴムなどの弾性材料にて形成されている。ころ軸受５は、外輪７と、外輪７の内周面に設けた保持器付き針状ころとから構成されている。
【０００５】
図７（ａ）（ｂ）に、外輪７の正面図および側面図を示す。
【０００６】
外輪７には、径方向の寸法変化に対応するため、円周方向に対して傾斜する方向で直線状の割り部８が形成されている。割り部８が形成される理由を説明する。製造時にステアリングコラム２の軸挿入孔２１の内径寸法や、外輪７の外径寸法にばらつきが生じることがある。このようなばらつきは、軸受間隙にばらつきを引き起こす。軸受間隙が過大となる方向にばらつくと、車両の振動に伴い音が発生する。その一方で、軸受間隙が過小となる方向にばらつくと、操舵トルクが過大となりがたつき音が発生する。割り部８は、このような軸受間隙のばらつきを吸収するため形成される。
【０００７】
軸受装置４が、ステアリングコラム２の軸挿入孔２１の内周面とステアリング軸３の外周面との間に圧入されると、割り部８の円周方向の隙間寸法が変化することで、外輪７の径が変化し、軸受間隙のばらつきが吸収される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
外輪７に割り部８が形成されているため、軸受装置４が組み立られる前に、多数の外輪７が一箇所に貯蔵されていると、運搬時の振動などにより外輪７どうしが割り部８を介して互いに絡み合い、組み立て時の引き離し作業に多大な労力や工数がかかる。
【０００９】
割り部８が円周方向に傾斜して一直線状に形成されており、互いに対向する対向面８１が軸方向にずれ、軌道面の精度が低下したり、相互に乗り上げて軌道面に段差が生じ、これらが回転トルク増大の原因となる。
【００１０】
割り部８の軸方向に対する傾斜角φは、針状ころが割り部８に落ち込むのを防止するために、φ＝４５°に設定されている。このため、図７（ｂ）に示すように、外輪７の全周に占める割り部８の形成範囲θ2が大きくなる。
【００１１】
形成範囲θ2が大きくなると、外輪７の製造時に、割り部８の対向面８１どうしを、径方向にずれることなく、精度良く位置合わせするのが困難となる。よって、針状ころが割り部８に乗り上げたり、引っ掛かったりし、針状ころが割り部８を円滑に通過せず、針状ころがスキューする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、薄肉円筒状部材からなるころ軸受用軌道輪であって、前記薄肉円筒状部材は、軸方向両端縁に至る隙間により形成された割り部を有し、前記割り部は、円周方向に沿って延設され互いに近接した一対の対向面からなる非傾斜部と、前記非傾斜部の円周方向両端のうちの少なくともいずれか一方端から他方端に向かい，かつ軸方向に対して傾斜する向きに延設された一対の対向面からなる傾斜部とを含むものである。
【００１３】
前記傾斜部は、例えば、前記非傾斜部に対して軸方向に略４５°の傾斜角にて形成される。
【００１４】
本発明のころ軸受用軌道輪は、ころ軸受の内輪，外輪のいずれにも適用することができる。
【００１５】
具体的な適用個所としては、例えば、ステアリングコラムにおけるステアリング軸を支持するころ軸受の内外輪のほか、自動二輪車の後輪用スイングアームの支持部などの車両や、複写機やファクシミリ等の事務機器などにも適用できる。
【００１６】
割り部は、例えば、非傾斜部の円周方向両端からそれぞれ薄肉円筒状部材の反対側の軸方向端縁に第１および第２傾斜部が延設されたものや、傾斜部にて連結された複数の非傾斜部を含むものなどが挙げられる。
【００１７】
傾斜部は、一直線状に延設されていても、湾曲していてもよい。
【００１８】
本発明のころ軸受用軌道輪によると、薄肉円筒状部材からなる軌道輪に、軸方向両端縁に至る隙間からなる割り部が形成されているので、割り部の隙間寸法が変化することで、軌道輪の径が変化し、軸受間隙のばらつきが吸収される。
【００１９】
割り部が、非傾斜部と傾斜部とからなり、非傾斜部の円周方向に延びる対向面どうしが互いに近接しているので、当該対向面どうしが当接することで、軌道輪が軸方向にずれて軌道面の精度が低下したり、相互に乗り上げて軌道面に段差が生じるのを防止できる。
【００２０】
割り部に互いの対向面が近接した非傾斜部が形成されているので、ころが割り部に落ち込むのを防止できると共に、多数の軌道輪を一箇所に貯蔵しておいても、運搬時の振動などにより軌道輪どうしが割り部を介して互いに絡み合うのを防止できる。
【００２１】
割り部が、非傾斜部と傾斜部とからなり、軌道輪の全周に占める割り部の形成範囲が小さくなる。よって、軌道輪の製造時に、割り部の対向面どうしを、径方向にずれることなく、精度良く位置合わせすることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図１ないし図３を用いて説明する。
【００２３】
本実施の形態のころ軸受用軌道輪は、図５に示したステアリングコラム支持用のころ軸受に使用されるものである。
【００２４】
図１はステアリングコラムの軸受装置の一部破断斜視図、図２（ａ）（ｂ）は図１に示される軸受装置が備えるころ軸受の外輪の正面図および側面図、図３は図１に示される軸受装置が備えるころ軸受の外輪の斜視図である。これらの図において、４は軸受装置、５はころ軸受、６はスペーサリング、７は外輪、８は割り部、９は保持器付き針状ころ、１０は針状ころ、１１は保持器を示す。
【００２５】
外輪７は、薄肉の鋼材からなる薄肉円筒状部材にて形成されている。例えば、工具鋼をプレスにて打ち抜き、巻回して所定の円筒形状に加工後、焼入れ・焼もどし処理を施して所望の表面硬さにする。工具鋼には、炭素工具鋼（ＳＫ）や高速度工具鋼（ＳＫＨ）が使用される。
【００２６】
外輪７には、軸方向両端縁７ａ，７ｂに至る隙間Ｓにより形成された割り部８が設けられている。割り部８は、円周方向（軸方向に対し略垂直方向）に延設され互いの対向面８１が近接した非傾斜部８ａを有する。割り部８はまた、非傾斜部８ａの円周方向一端８１ａから円周方向他端８１ｂに向かい、かつ軸方向に対して傾斜して外輪７の軸方向一端縁７ａにまで達して延設された第１傾斜部８ｂと、非傾斜部８ａの円周方向他端８１ｂから円周方向一端８１ａに向かい、かつ軸方向に対して傾斜して外輪７の軸方向他端縁７ｂにまで達して延設された第２傾斜部８ｃとを有する。
【００２７】
第１，２傾斜部８ｂ，８ｃは、それぞれ非傾斜部８ａに対し軸方向に傾斜角ψ≒４５°にて一直線状に形成されている。すなわち、第１，２傾斜部８ｂ，８ｃは、軸方向に対して傾斜して形成されている。
【００２８】
第１，２傾斜部８ｂ，８ｃの傾斜角ψは、４５°に限定されるものではない。傾斜角ψが小さくされると、針状ころ１０が割り部８に落ち込んでがたつきが防止されて好ましいが、外輪７の全周に占める割り部８の形成範囲θ1が大きくなる。逆に、傾斜角ψが大きくされると（軸方向に近づけられる）、外輪７の全周に占める割り部８の形成範囲θ1が小さくなり好ましいが、針状ころ１０が割り部８に落ち込んでがたつき易くなる。よって、第１，２傾斜部８ｂ，８ｃの傾斜角ψは、針状ころ１０が割り部８に落ち込み難く、かつ、外輪７の全周に占める割り部８の形成範囲θ1が小さくなるように、両者の兼ね合いで決定される。
【００２９】
非傾斜部８ａにおける互いの対向面８１は近接しており、第１，２傾斜部８ｂ，８ｃにおける互いの対向面８１間には隙間Ｓが形成されている。
【００３０】
割り部８は、非傾斜部８ａと第１，２傾斜部８ｂ，８ｃからなる略Ｎ字形に形成されており、外輪７の全周に占める割り部８の形成範囲θ1が小さくなる。すなわち、非傾斜部８ａが外輪７の軸方向略中央に位置することで、図７に示したような従来の割り部８の形成範囲θ2の約半分となる。
【００３１】
非傾斜部８ａを形成することで、割り部８の形成範囲θ1は、１８０°未満、好ましくは９０°未満に設定されている。
【００３２】
保持器付き針状ころ９は、外輪７の内周面に円周方向に並設された複数の針状ころ１０が、保持器１１にて保持された構成をしている。保持器１１は、例えば、ガラス繊維強化ポリアミド等の樹脂や、鋼板にて形成されている。
【００３３】
軸受装置４の装着手順について説明する。
【００３４】
外輪７に保持器付き針状ころ９を内嵌装着してなるころ軸受５が、スペーサリング６の内面に組み込まれて、軸受装置４が形成される。軸受装置４が、ステアリングコラム２の軸挿入孔２１に圧入される。この圧入により、外輪７は、割り部８の第１，２傾斜部８ｂ，８ｃにける隙間Ｓが狭くなることによって縮径される。
【００３５】
ステアリング軸３が軸受装置４に内嵌される。ステアリング軸３の挿入により、外輪７が径方向外向きに拡径される。この状態で、針状ころ１０がステアリング軸３の外周面と外輪７の内周面に転動可能となり、保持器１１はステアリング軸３の外周面と外輪７の内周面との間に隙間を形成して針状ころ１０を保持する。
【００３６】
このようにして、軸受装置４が、ステアリング軸３の外周面とステアリングコラム２の軸挿入孔２１の内周面との間に介装され、ステアリング軸３は軸受装置４にて回転自在に支持される。
【００３７】
このように構成されたころ軸受用軌道輪によると、外輪７に隙間Ｓを形成して軸方向両端縁７ａ，７ｂに渡る割り部８が形成されているので、割り部８の隙間寸法が変化することで、外輪７の径が変化し、軸受間隙のばらつきを吸収する。これにより、車両の振動に伴い音が発生したり、操舵トルクが過大となりがたつき音が発生するのを防止できる。
【００３８】
非傾斜部８ａの円周方向に延びる対向面８１どうしが互いに近接しているので、対向面８１どうしが当接することで、外輪７が軸方向にずれて軌道面の精度が低下したり、相互に乗り上げて軌道面に段差が生じるのを防止できる。
【００３９】
割り部８に互いの対向面８１が近接した非傾斜部８ａが形成されているので、針状ころ１０が割り部８に落ち込むのを防止できると共に、多数の外輪７を一箇所に貯蔵しておいても、運搬時の振動などにより外輪７どうしが割り部８を介して互いに絡み合うのを防止でき、組み立て作業が円滑に行え，コストの低減を図ることができる。
【００４０】
割り部８が、非傾斜部８ａと、第１，２傾斜部８ｂ，８ｃとからなり、外輪７の全周に占める割り部８の形成範囲θ2が小さくなる。よって、外輪７の製造時に、割り部８の対向面どうしを、径方向にずれることなく、精度良く位置合わせすることができ、針状ころ１０が割り部８に乗り上げたり、引っ掛かったりせず、針状ころ１０が割り部８を円滑に通過しスキューを防止できる。
【００４１】
図４に示すように、割り部８は、円周方向に延設され互いの対向面８１が近接した一対の非傾斜部８ａと、一の非傾斜部８ａの一端８１ａから他端８１ｂに向かい、かつ軸方向に対して傾斜して外輪７の軸方向一端縁７ａにまで達して延設された第１傾斜部８ｂと、他の非傾斜部８ａの他端８１ｂから一端８１ａに向かい、かつ軸方向に対して傾斜して外輪７の軸方向他端縁７ｂにまで達して延設された第２傾斜部８ｃと、両非傾斜部８ａ間に連設された第３傾斜部８ｄとからなる。
【００４２】
第１，２，３傾斜部８ｂ，８ｃ，８ｄは、非傾斜部８ａに対し軸方向に傾斜角ψ≒４５°にて一直線状に形成されている。
【００４３】
このように、割り部８が複数の非傾斜部８ａを有することで、軸方向寸法の大きなころ軸受用軌道輪においても、全周に占める割り部８の形成範囲θを小さくすることができる。
【００４４】
非傾斜部８ａは、軌道輪の軸方向に対し、等間隔に形成されていなくてもよい。
【００４５】
傾斜部８ｂ，８ｃ，８ｄは、例えば、Ｓ字状等に湾曲していてもよい。
【００４６】
【発明の効果】
本発明のころ軸受用軌道輪によると、軸受間隙のばらつきを吸収すると共に、軸方向ならびに径方向のずれを防止でき、ころが円滑に転動し、かつ、運搬時に絡み合うのを防止できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるステアリングコラムの軸受装置の一部破断斜視図である。
【図２】（ａ）（ｂ）は本発明の一実施形態におけるころ軸受の外輪の正面図および側面図である。
【図３】本発明の一実施形態におけるころ軸受の外輪の斜視図である。
【図４】本発明の他の実施形態におけるころ軸受の外輪の正面図である。
【図５】自動車用ステアリング機構の概略構成図である。
【図６】従来例のステアリングコラムの軸受装置の断面図である。
【図７】（ａ）（ｂ）は従来例におけるころ軸受の外輪の正面図および側面図である。
【符号の説明】
４  軸受装置
５  ころ軸受
７  外輪
８  割り部
８ａ  非傾斜部
８ｂ，８ｃ，８ｄ  傾斜部
９  保持器付き針状ころ
１０  針状ころ
１１  保持器
Ｓ  隙間
θ  割り部の形成範囲
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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