(57)【要約】【課題】ステアリング筒部材の移動ストロークを大きくさせることが可能となるステアリング用転がり軸受を提供する。【解決手段】ステアリング用転がり軸受４０は、内輪４１、外輪４２、複数の玉４３、及び、これら玉４３を保持する保持器４４を備えている。外輪４２は内輪４１よりも径方向に大きい。外輪４２の軸方向の側面５０は、車両衝突により軸方向に移動するステアリング筒部材（上側コラム２２）の軸方向端部２３を当接させる当接面５１を有している。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪、外輪、前記内輪と前記外輪との間に介在する複数の転動体、及び、前記複数の転動体を保持する保持器を備え、
前記外輪と前記内輪とのうちの一方の軌道輪は他方の軌道輪よりも径方向に大きく、
前記一方の軌道輪の軸方向の側面は、車両衝突により軸方向に移動するステアリング筒部材の軸方向端部を当接させる当接面を有している、ステアリング用転がり軸受。
【請求項２】
前記一方の軌道輪には、前記ステアリング筒部材側に向かって開口する環状の凹溝が形成されており、当該凹溝の溝底が前記当接面である、請求項１に記載のステアリング用転がり軸受。
【請求項３】
前記一方の軌道輪において、前記凹溝が形成されている側と軸方向について反対側に、第二の環状の凹溝が形成されている、請求項２に記載のステアリング用転がり軸受。
【請求項４】
前記凹溝は、前記一方の軌道輪のうち、前記ステアリング筒部材側となる軸方向一方側に設けられており、当該一方の軌道輪の軸方向他方側は、軸受中心線に直交する平面に沿った環状面からなる、請求項２に記載のステアリング用転がり軸受。
【請求項５】
前記一方の軌道輪は前記外輪であり、
前記凹溝は、前記ステアリング筒部材側に向かって開口していると共に、径方向外側にも開口し、前記外輪は断面Ｌ字形を有している、請求項４に記載のステアリング用転がり軸受。
【請求項６】
前記内輪は、転がり軸受の規格サイズを有し、
前記外輪が、前記内輪よりも径方向に大きく、前記当接面を有している請求項１〜５のいずれか一項に記載のステアリング用転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のステアリング装置に用いられる転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
走行している自動車が例えば衝突事故を起こした際、運転者がステアリングホイールにぶつかることがあるが、その際にステアリングホイールが運転者へ与える衝撃を緩和することのできるステアリング装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このようなステアリング装置は、ステアリングコラムとして、筒形状の上側コラムと下側コラムとを有しており、上側コラムが下側コラムに軸方向について摺動可能に嵌合している。そして、これら下側コラムと上側コラムの内側（中空部）に、ステアリングシャフトが回転可能となって支持されている。
【０００４】
ステアリングシャフトの端部に取り付けられているステアリングホイールに運転者がぶつかって、ステアリングシャフト及びこれを支持しているステアリングコラムに衝撃力が作用すると、上側コラムが下側コラムに対して軸方向に移動し、この移動により衝撃エネルギーを吸収するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００５／０４９４０６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記のとおり、ステアリング装置には衝突安全性の確保から衝撃力が作用すると軸方向に収縮するためのストローク（コラプスストローク）が設けられており、このストロークが大きいほど安全性が高いと評価される。具体的に説明すると、ステアリングシャフトを通じてステアリングコラムに衝撃力が作用すると、筒形状である上側コラム（ステアリング筒部材）が下側コラムに対して軸方向に移動する構成となっており、上側コラムが移動可能となるストロークを大きくするのが安全のために望ましい。
【０００７】
従来では、図６に示すように、上側コラム９０が下側コラム９１に対して軸方向に移動した場合（図６の場合、左側に移動した場合）、上側コラム９０の軸方向端部９９が、ステアリングシャフト９５を支持する転がり軸受９７を収容するハウジング９６に当接することで、ストロークエンドが設定されたり、前記特許文献１のように転がり軸受９７よりも上側コラム９０側に設けられるダストシール（図示せず）に当接することで、ストロークエンドが設定されたりする。なお、図６に示す従来例の場合、上側コラム９０の移動ストロークはＹ１となる。
【０００８】
そして、近年では特に、運転者の安全確保の観点から、この移動ストローク（Ｙ１）を可及的に大きくすることが要求されている。
そこで、本発明は、ステアリング筒部材の移動ストロークを大きくさせることが可能となるステアリング用転がり軸受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】
【０００９】
本発明のステアリング用転がり軸受は、内輪、外輪、前記内輪と前記外輪との間に介在する複数の転動体、及び、前記複数の転動体を保持する保持器を備え、前記外輪と前記内輪とのうちの一方の軌道輪は他方の軌道輪よりも径方向に大きく、前記一方の軌道輪の軸方向の側面は、車両衝突により軸方向に移動するステアリング筒部材の軸方向端部を当接させる当接面を有している。
【００１０】
このステアリング用転がり軸受によれば、車両衝突によりステアリング筒部材が軸方向に移動すると、その軸方向端部がステアリング用転がり軸受の一方の軌道輪が有する軸方向の側面（当接面）に当接する。このため、従来よりもステアリング筒部材の移動ストロークを大きくすることができる。
【００１１】
また、前記一方の軌道輪には、前記ステアリング筒部材側に向かって開口する環状の凹溝が形成されており、当該凹溝の溝底が前記当接面であるのが好ましい。
この構成によれば、凹溝の深さ寸法について更にステアリング筒部材の移動ストロークを大きくすることができる。
【００１２】
更に、このステアリング用転がり軸受では、前記一方の軌道輪において、前記凹溝が形成されている側と軸方向について反対側に、第二の環状の凹溝が形成されている構成とすることができる。
この場合、断面において対称形状を有するステアリング用転がり軸受を構成することができ、この転がり軸受をステアリング装置に組み付ける作業が容易となる。
【００１３】
または、前記凹溝は、前記一方の軌道輪のうち、前記ステアリング筒部材側となる軸方向一方側に設けられており、当該一方の軌道輪の軸方向他方側は、軸受中心線に直交する平面に沿った環状面からなる構成とすることができる。
この場合、凹溝を軸方向に深く設定することができ、ステアリング筒部材の移動ストロークを更に大きくすることが可能となる。
また、この転がり軸受において、前記一方の軌道輪は前記外輪であり、前記凹溝は、前記ステアリング筒部材側に向かって開口していると共に、径方向外側にも開口し、前記外輪は断面Ｌ字形を有しているのが好ましい。一般的に、外輪の軸方向の側面は二次加工される。前記構成によれば、二次加工すべき面積を小さくすることが可能となり、生産性を向上させることができる。
【００１４】
また、前記内輪は、転がり軸受の規格サイズを有し、前記外輪が、前記内輪よりも径方向に大きく、前記当接面を有しているのが好ましい。
この場合、内輪について規格品の採用が可能となり、低コストのステアリング用転がり軸受を得ることができる。なお、規格サイズとは、ＪＩＳやＩＳＯにより規定されているサイズである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のステアリング用転がり軸受によれば、従来よりもステアリング筒部材の移動ストロークを大きくすることができ、運転者に対する安全性を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の転がり軸受を備えているステアリング装置の一部を示す断面図である。
【図２】転がり軸受の断面図である。
【図３】異なる形態の外輪を備えている転がり軸受の断面図である。
【図４】異なる形態の外輪を備えている転がり軸受の断面図である。
【図５】異なる形態の外輪を備えている転がり軸受の断面図である。
【図６】従来のステアリング装置の一部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の転がり軸受を備えているステアリング装置の一部を示す断面図である。このステアリング装置１０は、自動車用であり、ハウジング１１、ステアリングコラム２０及びステアリングシャフト３０を備えている。
【００１８】
ハウジング１１は、図示しないが、自動車のステアリングホイールの回転（後述する出力軸３５の回転）を補助するためのギヤや、その回転を検知するセンサ等を収容する。
ステアリングコラム２０は、上側コラム（ステアリング筒部材）２２と下側コラム２１とを有しており、下側コラム２１はハウジング１１に取り付けられている。上側コラム２２は下側コラム２１に対して軸方向について移動可能となっている。なお、軸方向とは、ステアリングシャフト３０の中心線Ｑに沿った方向である。
【００１９】
ステアリングシャフト３０は、図外のステアリングホイールが取り付けられる上側シャフト（図示せず）と、下側シャフト３１とを有している。下側シャフト３１は出力軸３５と連結されている。図外のステアリングホイールの回転が、上側シャフト及び下側シャフト３１を通じて出力軸３５に伝達される。
【００２０】
下側コラム２１及び上側コラム２２はそれぞれ円筒状の部材（中空の部材）であり、これらの内部にステアリングシャフト３０が設けられている。ステアリングシャフト３０は、図示しないが、ステアリングホイール側である上側コラムにおいて転がり軸受により支持されており、また、下側コラム２１側であるハウジング１１において転がり軸受４０により支持されている。
【００２１】
図２は、転がり軸受４０の断面図である。転がり軸受４０は、内輪４１、外輪４２、これら内輪４１と外輪４２との間に介在する複数の玉（転動体）４３、及び、これら複数の玉４３を保持する保持器４４を備えている。
【００２２】
内輪４１は、軸方向に短い円筒状の部材からなり、出力軸３５に嵌合して取り付けられている。内輪４１の外周面には、玉４３が転がり接触する軌道（内輪軌道４５）が形成されている。
外輪４２は、内輪４１よりも径方向に大きい円環状の部材からなる。つまり、外輪４２の径方向の寸法Ａは内輪４１の径方向の寸法Ｂよりも大きい（Ａ＞Ｂ）。外輪４２はハウジング１１に嵌合して取り付けられている。外輪４２の内周面には、玉４３が転がり接触する軌道（外輪軌道４６）が形成されている。なお、軸方向寸法については、内輪４１と外輪４２とは同じである。
【００２３】
玉４３は、内輪軌道４５と外輪軌道４６との間に介在しており、保持器４４は、複数の玉４３を周方向に間隔をあけて保持する。保持器４４は、環状であり、玉４３の軸方向一方側に設けられている円環部４４ａと、周方向に沿って等間隔に設けられかつ円環部４４ａから軸方向他方側に延びている複数の柱部４４ｂとを有している。周方向で隣り合う柱部４４ｂの間が、玉４３を収容するポケットとなる。
【００２４】
外輪４２は一般的な転がり軸受（玉軸受）と比較して径方向寸法が大きく、特殊品であるが、内輪４１は、転がり軸受の規格サイズ（標準仕様）を有している。具体的に説明すると、内輪４１については、呼び番号が６７００シリーズ、６８００シリーズ、６９００シリーズのうちのいずれか一つの深溝玉軸受の内輪の規格サイズとすることができる。図２に示す形態では、内輪４１については、型番が６７０５である転がり軸受の内輪と同じサイズであり、軸方向寸法が４ミリメールのコンパクトシリーズ（薄肉形）のものを採用している。
【００２５】
図１に示すように、この転がり軸受４０がハウジング１１と出力軸３５との間に取り付けられた状態で、内輪４１の軸方向一方側に内側空間Ｋ１が形成されており、また、外輪４２の軸方向一方側に外側空間Ｋ２が形成されている。これら内側空間Ｋ１と外側空間Ｋ２とにより環状の空間Ｋが構成されている。
【００２６】
ここで、例えば、自動車の衝突事故によって、ステアリングシャフト３０の軸方向一方側に取り付けられているステアリングホイール（図示せず）に運転者がぶつかって、ステアリングシャフト３０及びステアリングコラム２０に軸方向の衝撃力が作用すると、上側コラム２２が軸方向一方側から他方側に向かって移動し、この移動（例えば移動に伴う摩擦力等）により衝撃エネルギーを吸収するようにステアリング装置１０は構成されている。なお、この構成は、従来知られている構成である。
【００２７】
この上側コラム２２の移動は、前記環状の空間Ｋにおいて行われる。つまり、通常時、環状の空間Ｋの軸方向一方側に上側コラム２２の軸方向他方側の端部２３が位置しているが、前記衝撃力が作用すると、上側コラム２２の端部２３は、環状の空間Ｋを通過し、転がり軸受４０の外輪４２の軸方向一方側の側部に当たる。
上側コラム２２が前記衝突事故前（通常時）の正規位置にある状態から、前記衝突事故後に端部２３が外輪４２に当接するまでの距離が、上側コラム２２の移動ストロークである。図１は、上側コラム２２が移動している途中の状態を示しており、この図１では、軸方向の寸法Ｙ１とＹ２との和が上側コラム２２の移動ストロークとなる。なお、軸方向の寸法Ｙ１は、従来例（図６参照）における移動ストロークである。図１に示す形態の場合、上側コラム２２の移動ストロークは、従来例よりも寸法Ｙ２について大きくなっている。
【００２８】
ステアリング装置１０には衝突安全性の確保から衝撃力が作用すると軸方向に収縮するためのストローク（コラプスストローク）が設けられており、本実施形態では、このストロークが、上側コラム２２の移動ストロークであり、このストロークについてはたとえ数ミリメートルであるとしても、大きいほど安全性が高いと評価される。
【００２９】
〔第一の形態〕
図２に示すように、外輪４２の軸方向一方側の側面５０は、前記のとおり、上側コラム２２の端部２３が接触可能となる当接面５１を有している。
外輪４２の軸方向一方側の側面５０は、転がり軸受４０の中心線に直交する平面に沿った環状面からなり、この環状面の一部が前記当接面５１となっている。なお、外輪４２の軸方向他方側の側面６０も、転がり軸受４０の中心線に直交する平面に沿った環状面からなる。
【００３０】
〔第二の形態〕
図３は、異なる形態の外輪４２を備えている転がり軸受４０の断面図である。外輪４２以外の構成は図２に示す形態と同じであり、ここでは説明を省略する。
図３に示す外輪４２には、上側コラム２２側に向かって開口する環状の凹溝（第一凹溝）５２が形成されており、この凹溝５２の溝底が、上側コラム２２の端部２３が接触可能となる当接面５１となっている。この場合、図２に示す形態と比較して、凹溝５２の深さ寸法Ｙ３について更に上側コラム２２の移動ストロークを大きくすることができる。
【００３１】
図３に示す形態において、外輪４２には凹溝５２が形成されているが、この外輪４２は、転がり軸受４０の中心線に直交する方向の中心軸Ｃを基準として、軸方向一方側と軸方向他方側とで対称の形状を有している。つまり、外輪４２には、第一凹溝５２が形成されている側と軸方向について反対側（つまり、軸方向他方側）に、第二の環状の凹溝（第二凹溝）５３が形成されている。そして、第一凹溝５２と第二凹溝５３とは、軸方向の寸法（深さ寸法）及び径方向の寸法が同じである。
【００３２】
外輪４２は、外輪軌道４６が形成されている内円筒部４２ａと、ハウジング１１に嵌合する外円筒部４２ｂと、これら内円筒部４２ａと外円筒部４２ｂとの間の円環部４２ｃとを有している。内円筒部４２ａは、転がり軸受の規格サイズ（標準仕様）を有している。具体的に説明すると、内円筒部４２ａについては、呼び番号が６７００シリーズ、６８００シリーズ、６９００シリーズのうちのいずれか一つの深溝玉軸受の外輪の規格サイズとすることができる。図３に示す形態では、内円筒部４２ａについては、型番が６７０５である転がり軸受の外輪と同じサイズであり、軸方向寸法が４ミリメールのコンパクトシリーズ（薄肉形）のものを採用している。つまり、図３に示す転がり軸受４０は、内輪４１と外輪４２の内円筒部４２ａとによって規格サイズ（型番：６７０５）の転がり軸受（深溝玉軸受）が構成されており、そして、内円筒部４２ａの径方向外側に、円環部４２ｃ及び外円筒部４２ｂを有している構成となる。これにより、この転がり軸受４０は、規格とおりの定格荷重を少なくとも有することができる。
【００３３】
また、図３に示す形態の転がり軸受４０によれば、外輪４２において、第一凹溝５２が形成されている側と軸方向について反対側にも、同じ形状の第二凹溝５３が形成されているので、断面において左右対称形状を有することができ、この転がり軸受４０をステアリング装置１０に組み付ける作業が容易となる。つまり、転がり軸受４０を反対向きに取り付けても、上側コラム２２の移動ストロークを大きくさせる機能を有することができる。
【００３４】
〔第三の形態〕
図４は、更に異なる形態の外輪４２を備えている転がり軸受４０の断面図である。外輪４２以外の構成は図２及び図３に示す形態と同じであり、ここでは説明を省略する。
図３に示す外輪４２の場合、軸方向の両側に凹溝５２，５３が設けられているが、図４に示す外輪４２の場合、軸方向一方側にのみ凹溝５２が設けられている。すなわち、図４に示す形態では、凹溝５２が、外輪４２のうち、上側コラム２２側となる軸方向一方側に設けられており、外輪４２の軸方向他方側は、軸受中心線に直交する平面Ｐに沿った環状面からなる。この構成によれば、図３に示す形態と比較して、凹溝５２を軸方向に深く設定することができ、上側コラム２２の移動ストロークを更に大きくすることが可能となる。
【００３５】
また、図４に示す形態の場合、外輪４２は、外輪軌道４６が形成されている内円筒部４２ａと、この内円筒部４２ａの軸方向他方側の端部から径方向外側に延びている円環部４２ｄとを有しており、外輪４２は断面Ｌ字形を有している。そして、円環部４２ｄがハウジング１１に嵌合している。つまり、凹溝５２は、上側コラム２２側に向かって開口していると共に、径方向外側にも開口しており、外輪４２は断面Ｌ字形を有している。
【００３６】
ここで、一般的に、外輪（４２）の軸方向の側面は二次加工（研磨や研削等の仕上げ加工）される。図２に示す形態の場合、側面５０の全体が二次加工され、図３に示す形態の場合、内円筒部４２ａ及び外円筒部４２ｂそれぞれの軸方向の側面が二次加工される。これに対して、図４に示す形態では、内円筒部４２ａの軸方向の側面のみが二次加工される。なお、図３及び図４の形態（並びに後述する図５の形態）において、凹溝５２は旋削（一次加工）により形成され二次加工（研磨や研削等の仕上げ加工）は不要としている。このため、図４に示す形態の場合、二次加工すべき面積を小さくすることが可能となり、生産性を向上させることができる。
【００３７】
〔第三の形態〕
図５は、更に異なる形態の外輪４２を備えている転がり軸受４０の断面図である。外輪４２以外の構成は図２、図３及び図４に示す形態と同じであり、ここでは説明を省略する。
図４に示す外輪４２は、単一の凹溝５２を有しており、断面Ｌ字形を有している。これに対して、図５に示す外輪４２は、図４に示す形態と同じ溝深さの（単一の）凹溝５２を有しているが、断面形状が異なる。すなわち、図５に示す外輪４２は、外輪軌道４６が形成されている内円筒部４２ａと、ハウジング１１に嵌合する外円筒部４２ｂと、これら内円筒部４２ａと外円筒部４２ｂとの間の円環部４２ｃとを有している。そして、円環部４２ｃは（図３に示す形態と比較して）軸方向他方側に偏って設けられている。
【００３８】
この図５に示す形態では、凹溝５２が、外輪４２のうち、上側コラム２２側となる軸方向一方側に設けられており、外輪４２の軸方向他方側は、軸受中心線に直交する平面Ｐに沿った環状面からなる。これにより、凹溝５２を軸方向に深く設定することができ、上側コラム２２の移動ストロークを更に大きくすることが可能となる。そして、外輪４２は、円環部４２ｃよりも軸方向に長い外円筒部４２ｂを有していることで、外輪４２とハウジング１１との嵌合力が（図４の場合よりも）強固となる。
【００３９】
〔前記各形態の転がり軸受４０に関して〕
以上のように、前記各形態の転がり軸受４０では、外輪４２は内輪４１よりも径方向に大きく、この外輪４２の軸方向一方側の側面５０は、車両衝突により軸方向に移動する上側コラム２２の軸方向端部２３を当接させる当接面５１を有している。この転がり軸受４０によれば、車両衝突により上側コラム２２が軸方向に移動すると、その端部２３が、外輪４２の側面５０（当接面５１）に当接する。このため、従来（図６参照）よりも上側コラム２２の移動ストロークを大きくすることができ、運転者に対する安全性を高めることが可能となる。
【００４０】
また、前記各形態では、内輪４１は、転がり軸受の規格サイズ（標準仕様）を有しており、外輪４２が、特殊サイズを有して内輪４１よりも径方向に大きく、そして、前記当接面５１を有している。このため、内輪４１について規格品の採用が可能となり、低コストのステアリング用転がり軸受（４０）を得ることができる。
【００４１】
前記各形態では、外輪４２が内輪４１よりも径方向に大きく、外輪４２が当接面５１を有している場合について説明したが、反対であってもよい。つまり、図示しないが、内輪４１が外輪４２よりも径方向に大きく、内輪４１が当接面５１を有していてもよく、また、そのために、内輪４１に凹溝５２（５３）を形成してもよい。すなわち、本発明のステアリング用転がり軸受は、外輪と内輪とのうちの一方の軌道輪が他方の軌道輪よりも径方向に大きく、前記一方の軌道輪の軸方向の側面が、車両衝突により軸方向に移動する上側コラム２２の軸方向端部２３を当接させる当接面を有していればよい。
【００４２】
また、前記各形態では、車両衝突により、上側コラム２２が転がり軸受４０の一部（当接面５１）に当接する場合について説明したが、ステアリング装置の構成に応じて他の部材が転がり軸受４０の一部（当接面５１）に当接してもよい。つまり、車両衝突の衝撃力によって、ステアリング装置を構成する筒状の部材（ステアリング筒部材）が、転がり軸受４０の一部（当接面５１）に当接する構成であってもよい。
【００４３】
以上のとおり開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。つまり、本発明のステアリング用転がり軸受は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。転がり軸受４０を深溝玉軸受として説明したが、これ以外の軸受であってもよく、例えば、転動体をころとしたころ軸受であってもよい。
【符号の説明】
【００４４】
２２：上側コラム（ステアリング筒部材）            ４０：転がり軸受
４１：内輪                ４２：外輪              ４３：玉（転動体）
４４：保持器              ５０：側面              ５１：当接面
５２：凹溝                ５３：凹溝              Ｐ：平面
【図１】
2017187084.tif 000003
【図２】
2017187084.tif 000004
【図３】
2017187084.tif 000005
【図４】
2017187084.tif 000006
【図５】
2017187084.tif 000007
【図６】
2017187084.tif 000008