(57)【要約】【課題】ラックとピニオンとの摩耗粉に起因する耐久性の劣化を抑制するステアリング装置を提供する。【解決手段】ピニオン軸５が、ピニオンハウジング３から突出する第１端部５１と、ピニオンハウジング３の底部３ｂに対向する端面５２ａを有する第２端部５２とを含む。ピニオン軸５の外周面５ａのピニオン５ｂが、ピニオンハウジング３内でラック軸４のラック４ｂと噛み合い係合する。第２端部支持機構２０が、ピニオン軸５の第２端部５２を第２端部５２の端面５２ａのみで回転可能に支持する。第２端部支持機構２０は、第２端部５２の端面５２ａに形成された凹部２１と、ピニオンハウジング３の底部３ｂに設けられた凸部２２とを含む。凸部２２は、凹部２１に挿入され、凹部２１の内面２１ａと直接または摺動部材２３を介して間接的に摺動する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部を有する筒状のハウジングと、
前記ハウジングから突出する第１端部と、前記第１端部の反対側に配置され前記ハウジング内で前記底部に対向する端面を有する第２端部と、外周面に設けられ前記ハウジング内でラック軸のラックと噛み合い係合するピニオンとを含むピニオン軸と、
前記ピニオン軸の前記第２端部を前記第２端部の前記端面のみで回転可能に支持する第２端部支持機構と、を備え、
前記第２端部支持機構は、前記ピニオン軸の前記第２端部の前記端面に形成された凹部と、前記ハウジングの前記底部に設けられて前記凹部内に挿入され、前記凹部の内面と直接または摺動部材を介して間接的に摺動する凸部と、を含むステアリング装置。
【請求項２】
底部を有する筒状のハウジングと、
前記ハウジングから突出する第１端部と、前記第１端部の反対側に配置され前記ハウジング内で前記底部に対向する端面を有する第２端部と、外周面に設けられ前記ハウジング内でラック軸のラックと噛み合い係合するピニオンとを含むピニオン軸と、
前記ピニオン軸の前記第２端部を前記第２端部の前記端面のみで回転可能に支持する第２端部支持機構と、を備え、
前記第２端部支持機構は、前記ピニオン軸の前記第２端部の前記端面に形成された凹部と、前記ハウジングの前記底部に設けられて前記凹部内に挿入された凸部と、前記凹部の内周面と前記凸部の外周面との間に介在する軸受とを含むステアリング装置。
【請求項３】
請求項２において、前記軸受は、前記凹部の内周面に嵌合固定された外輪と前記凸部の外周面に嵌合固定された内輪と前記内輪および前記外輪の間に介在する複数の玉とを含む玉軸受であるステアリング装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項において、前記凹部と前記凸部との間に前記ピニオン軸の軸方向の予圧を与える付勢部材を備え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に関する。
【背景技術】
【０００２】
ピニオン軸の端部を回転可能に支持するために、ピニオン軸の端部の外周を支持する針状ころ軸受に付加して、ピニオン軸の端部の端面と凹凸係合する受け部を設ける技術が、種々提案されている（例えば特許文献１〜３を参照）。
また、ピニオン軸の端部に形成されたボール部を、ベアリング部の凹部によって球面支持する技術が提案されている（例えば特許文献４を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１２８００１号公報
【特許文献２】実開昭６０−２２４７１号公報
【特許文献３】特開２０１０−２４７６０９号公報
【特許文献４】特開昭６３−５３１７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１〜３では、ラック軸がピニオン軸に対して摺動して、ラックとピニオンの噛み合い部から摩耗粉が発生し、該摩耗粉が、ピニオン軸の端部の外周を取り囲む針状ころ軸受の内部に侵入して、針状ころ軸受が異常摩耗を発生するおそれがある。
特許文献４では、前記摩耗粉が凹部内へ侵入することにより、ボール部や凹部に、異常摩耗が発生するおそれがある。
【０００５】
本発明の目的は、ラックとピニオンとの摩耗粉に起因する耐久性の劣化を抑制することができるステアリング装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、底部（３ｂ）を有する筒状のハウジング（３）と、前記ハウジングから突出する第１端部（５１）と、前記第１端部の反対側に配置され前記ハウジング内で前記底部に対向する端面（５２ａ）を有する第２端部（５２）と、外周面（５ａ）に設けられ前記ハウジング内でラック軸（４）のラック（４ｂ）と噛み合い係合するピニオン（５ｂ）とを含むピニオン軸（５）と、前記ピニオン軸の前記第２端部を前記第２端部の前記端面のみで回転可能に支持する第２端部支持機構（２０）と、を備え、前記第２端部支持機構は、前記ピニオン軸の前記第２端部の前記端面に形成された凹部（２１）と、前記ハウジングの前記底部に設けられて前記凹部内に挿入され、前記凹部の内面（２１ａ）と直接または摺動部材（２３）を介して間接的に摺動する凸部（２２）と、を含むステアリング装置（１）を提供する。
【０００７】
なお、括弧内の英数字は、後述する実施形態における対応構成要素等を表すが、このことは、むろん、本発明がそれらの実施形態に限定されるべきことを意味するものではない。以下、この項において同じ。
請求項２の発明は、底部を有する筒状のハウジングと、前記ハウジングから突出する第１端部と、前記第１端部の反対側に配置され前記ハウジング内で前記底部に対向する端面を有する第２端部と、外周面に設けられ前記ハウジング内でラック軸のラックと噛み合い係合するピニオンとを含むピニオン軸と、前記ピニオン軸の前記第２端部を前記第２端部の前記端面のみで回転可能に支持する第２端部支持機構（２０Ｐ）と、を備え、前記第２端部支持機構は、前記ピニオン軸の前記第２端部の前記端面に形成された凹部（２１Ｐ）と、前記ハウジングの前記底部に設けられて前記凹部内に挿入された凸部（２２Ｐ）と、前記凹部の内周面（２１Ｐａ）と前記凸部の外周面（２２Ｐａ）との間に介在する軸受（７０）とを含むステアリング装置（１Ｐ）を提供する。
【０００８】
請求項３のように、前記軸受は、前記凹部の内周面に嵌合固定された外輪（７１）と前記凸部の外周面に嵌合固定された内輪（７２）と前記内輪および前記外輪の間に介在する複数の玉（７３）とを含む玉軸受であってもよい。
請求項４のように、前記凹部と前記凸部との間に前記ピニオン軸の軸方向（Ｙ）の予圧を与える付勢部材（３１）を備えていてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明では、第２端部支持機構が、ピニオン軸の第２端部を当該第２端部の端面のみで支持する。このため、第２端部の外周面の周囲に配置されてラックとピニオンとの摩耗粉の影響を受け易い従来の針状ころ軸受を廃止することができる。また、第２端部支持機構では、ハウジングの底部に設けられた凸部を、前記摩耗粉が侵入し難い第２端部の端面の凹部内に挿入させてピニオン軸を支持する。このため、前記摩耗粉の侵入に起因する凸部や凹部の異常摩耗の発生を抑制して、耐久性を向上することができる。
【００１０】
請求項２の発明では、第２端部支持機構が、ピニオン軸の第２端部を当該第２端部の端面のみで支持する。このため、第２端部の外周面の周囲に配置されてラックとピニオンとの摩耗粉の影響を受け易い従来の針状ころ軸受を廃止することができる。第２端部支持機構では、ハウジングの底部に設けられた凸部を、前記摩耗粉が侵入し難い第２端部の端面の凹部内に挿入し、凹部の内周面と凸部の外周面との間に介在する軸受を介してピニオン軸を支持する。このため、前記摩耗粉の侵入に起因する軸受の異常摩耗の発生を抑制して耐久性を向上することができる。
【００１１】
請求項３の発明では、玉軸受を用いるため、針状ころ軸受を用いる場合と比較して、ピニオン軸の軸方向に関して小型化を図ることができる。
請求項４の発明では、ピニオン軸の軸方向のガタの発生を抑制して、第２端部支持機構の支持を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態のステアリング装置の一部破断概略正面図である。
【図２】（ａ）は第１実施形態のステアリング装置の要部の断面図であり、図１のＦ−Ｆ断面図に相当する。（ｂ）は第２端部支持機構の拡大断面図である。
【図３】（ａ）は本発明の第２実施形態のステアリング装置の要部の断面図であり、（ｂ）は第２端部支持機構の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１実施形態）
以下、本発明のステアリング装置の第１実施形態を図面を参照して説明する。図１に示すように、ステアリング装置１は、車両用のラックアンドピニオン式のステアリング装置である。ステアリング装置１は、ラックハウジング２と、ピニオンハウジング３と、ラック軸４と、ピニオン軸５と、ラックガイド装置６と、一対のタイロッド７とを備えている。
【００１４】
ラックハウジング２は、車両（図示しない）の左右方向（図１の左右方向）に延びる筒状をなし、車体（図示せず）に固定されている。ラック軸４は、ラックハウジング２に、軸方向Ｘ（図１の左右方向）に摺動可能に組み付けられている。
ラック軸４の一対の端部４ａは、それぞれラックハウジング２の対応する端部から突出している。ラック軸４の各端部４ａは、対応するタイロッド７の一端に連結されている。各タイロッド７の他端は、対応するナックルアーム（図示せず）を介して対応する操向輪（例えば左右前輪）に接続されている。このため、ラック軸４の動きが、各タイロッド７を介して各ナックルアームに伝わるので、ステアリングの操作に応じて車両を操向することができる。
【００１５】
ピニオンハウジング３は、ラックハウジング２に対して交差状に配置されている。ピニオンハウジング３は、ラックハウジング２と一体に形成されている。
図１のＦ−Ｆ断面である図２（ａ）に示すように、ピニオンハウジング３は、一端が開放された筒状部３ａと、筒状部３ａの他端を閉塞した底部３ｂを有している。ピニオン軸５は、第１端部５１と、第２端部５２と、ピニオン５ｂとを備えている。
【００１６】
ピニオン軸５の第１端部５１は、ピニオンハウジング３から突出しており、図示しないステアリングシャフトを介してステアリングホイールに連結される。第２端部５２は、第１端部５１の反対側に配置されている。第２端部５２は、ピニオンハウジング３内で底部３ｂと対向する端面５２ａを有している。すなわち、第２端部５２の端面５２ａと、ピニオンハウジング３の内底面３ｃとが対向している。
【００１７】
ピニオン５ｂは、ピニオン軸５の外周面５ａにおいて、第２端部５２から所定長の範囲に形成されている。ピニオンハウジング３内で、ピニオン軸５のピニオン５ｂとラック軸４のラック４ｂとが、噛み合い係合している。
ステアリング装置１は、第１軸受１０と、第２端部支持機構２０と、予圧付与機構３０とを備えている。
【００１８】
第１軸受１０は、ピニオンハウジング３によって支持されて、ピニオンハウジング３内でピニオン軸５を回転可能に支持している。第１軸受１０は、ピニオン５ｂの第１端部５１側の端部に隣接して配置されている。
第１軸受１０は、外輪１１と、内輪１２と、転動体としての玉１３とを備えている。外輪１１は、ピニオンハウジング３の筒状部３ａの内周面３ｅにルーズフィットで嵌合されて保持されている。外輪１１は、筒状部３ａの内周面３ｅによって回転規制されている。外輪１１は、筒状部３ａの内周面３ｅに対する軸方向移動が許容されている。内輪１２は、ピニオン軸５の外周に嵌合固定されている。
【００１９】
第２端部支持機構２０は、ピニオンハウジング３内で、ピニオン軸５の第２端部５２を当該第２端部５２の端面５２ａのみで回転可能に支持している。すなわち、ピニオン軸５の第２端部５２の外周は、支持されていない。
第２端部支持機構２０は、凹部２１と、凸部２２とを含む。凹部２１は、ピニオン軸５の第２端部５２の端面５２ａに形成されている。凸部２２は、ピニオンハウジング３の底部３ｂ（具体的には内底面３ｃ）に設けられて凹部２１内に挿入されている。凸部２２は、凹部２１と摺動接触する。
【００２０】
図２（ｂ）に示すように、凹部２１と凸部２２とは半球状をなし、互いに球面接触している。具体的には、凹部２１の内面２１ａにシート状の低摩擦の摺動部材２３が貼り付けられている。凸部２２は、摺動部材２３を介して凹部２１の内面２１ａと間接的に摺動する。
凸部２２は、ボールからなる凸部形成部材４０の一部により形成されている。凸部形成部材４０の半部が、半球状の固定孔３ｄに圧入固定され、残りの半部が、凸部２２を構成している。
【００２１】
予圧付与機構３０は、付勢部材３１と、受け部材３２とを備えている。
受け部材３２は、ピニオンハウジング３の筒状部３ａの内周面３ｅに設けられたねじ部３ｆに、ねじ嵌合されて固定されたねじ部材からなる。付勢部材３１は、受け部材３２と外輪１１との間に介在する例えば圧縮コイルばね等の弾性部材からなる。
付勢部材３１は、外輪１１、玉１３および内輪１２を介して、ピニオン軸５を第２端部５２側へ弾性的に付勢する。このため、第２端部支持機構２０の凹部２１と凸部２２との間に、ピニオン軸５の軸方向Ｙの予圧が与えられている。
【００２２】
ラックガイド装置６は、ガイドハウジング６１と、ラックガイド６２と、調整ねじ６３と、付勢部材６４と、一対の環状弾性部材６５とを備えている。ガイドハウジング６１は、ピニオンハウジング３と一体に形成されている。ガイドハウジング６１は、ラック軸４に直交状に配置されている。ガイドハウジング６１は、断面円形の収容穴６１ａを有している。この収容穴６１ａ内には、ラックガイド６２が摺動可能に支持されている。
【００２３】
調整ねじ６３は、ラックガイド６２の背面側に配置され、ガイドハウジング６１の収容穴６１ａを塞ぐ。調整ねじ６３は、収容穴６１ａの開口端部に、ねじ嵌合されている。
付勢部材６４は、ラックガイド６２と調整ねじ６３との間に圧縮された状態で介在している。付勢部材６４は、例えば圧縮コイルばねである。付勢部材６４は、ラックガイド６２においてラック軸４側とは反対側に設けられた凹部６２ａに収容されている。付勢部材６４の付勢力によって、ラックガイド６２は、ラック軸４をピニオン軸５側に押圧している。
【００２４】
すなわち、ラック軸４は、ラックガイド装置６によってピニオン５ｂに向けて押圧されながら軸方向（図２において紙面と直交する方向）へ摺動可能に支持されている。
ラックガイド６２は、円筒状の外周面６２ｂで、ガイドハウジング６１の収容穴６１ａの円筒面状の内周面に僅かな摺動隙間をもって摺動可能に接している。これにより、ラックガイド６２は、ラック軸４の軸心に対して直角な方向に移動自在となっている。
【００２５】
一対の環状弾性部材６５は、ラックガイド６２の外周面に形成された対応する環状溝に収容されて、ガイドハウジング６１の収容穴６１ａの内周に弾性接触している。一対の環状弾性部材６５は、収容穴６１ａに対してラックガイド６２の倒れを抑制するように機能する。
本実施形態では、第２端部支持機構２０が、ピニオン軸５の第２端部５２を当該第２端部５２の端面５２ａのみで支持する。このため、第２端部５２における外周面５ａの周囲に配置されてラック４ｂとピニオン５ｂとの摩耗粉の影響を受け易い従来の針状ころ軸受を廃止することができる。
【００２６】
また、第２端部支持機構２０では、ピニオンハウジング３内で底部３ｂ（内底面３ｃ）に設けられた凸部２２を、摩耗粉が侵入し難い第２端部５２の端面５２ａの凹部２１内に挿入させてピニオン軸５を支持する。このため、前記摩耗粉の侵入に起因する凹部２１や凸部２２の異常摩耗の発生を抑制して、耐久性を向上することができる。
また、従来の針状ころ軸受は、ピニオン軸５の軸方向Ｙの配置スペースが大きいという問題があった。これに対して本実施形態では、針状ころ軸受を廃止することができるので、ピニオン軸５を軸方向Ｙに小型化できる。このため、ピニオン軸５の軸方向Ｙに関してステアリング装置１の小型化を図ることができる。
【００２７】
また、予圧付与機構３０の付勢部材３１が、第２端部支持機構２０（凹部２１および凸部２２）に、ピニオン軸５の軸方向Ｙの予圧を与える。このため、ピニオン軸５の軸方向Ｙのガタの発生を抑制して、第２端部支持機構２０の支持を安定させることができる。
なお、凸部２２は、ピニオンハウジング３の底部３ｂと単一の材料で一体に形成された半球状の凸部であってもよい。
（第２実施形態）
図３（ａ）は、本発明の第２実施形態のステアリング装置１Ｐの要部の断面図であり、図３（ｂ）は第２端部支持機構２０Ｐの拡大断面図である。
【００２８】
第２実施形態のステアリング装置１Ｐが、第１実施形態のステアリング装置１と異なるのは、第２端部支持機構２０Ｐの構成である。すなわち、第２端部支持機構２０Ｐは、凹部２１Ｐと、凸部２２Ｐと、第２軸受７０とを含む。
凹部２１Ｐは、ピニオン軸５の第２端部５２の端面５２ａに設けられた円筒状の凹部である。凸部２２Ｐは、ピニオンハウジング３の底部３ｂ（具体的には内底面３ｃ）に設けられて凹部２１Ｐ内に挿入された円柱状の凸部である。
【００２９】
図３（ｂ）に示すように、第２軸受７０は、凹部２１Ｐの内周面２１Ｐａと凸部２２Ｐの外周面２２Ｐａとの間に介在する玉軸受である。第２軸受７０は、外輪７１と、内輪７２と、複数の玉７３とを含む。
外輪７１は、凹部２１Ｐの内周面２１Ｐａに嵌合されて固定されている。外輪７１の一端が、凹部２１Ｐの底に設けられた位置決め用の段部２１Ｐｂによって受けられている。外輪７１は、段部２１Ｐｂによって、軸方向の一方［図３（ａ）においては上方に相当］への移動を規制されている。
【００３０】
内輪７２は、凸部２２Ｐの外周面２２Ｐａに嵌合されて固定されている。内輪７２の一端が、凸部２２Ｐの基端部の外周に設けられた位置決め用の段部２２Ｐｂによって受けられている。内輪７２は、段部２２Ｐｂによって、軸方向の他方［図３（ａ）においては下方に相当］への移動が規制されている。複数の玉７３は、外輪７１および内輪７２の間に介在している。
【００３１】
図３（ａ）を参照して、第２端部支持機構２０Ｐの第２軸受７０には、予圧付与機構３０の付勢部材３１によって、第１軸受１０およびピニオン軸５を介して、ピニオン軸５の軸方向Ｙの予圧が与えられている。これにより、第１軸受１０および第２軸受７０の内部隙間が除去されている。
本実施形態では、第２端部支持機構２０Ｐが、ピニオン軸５の第２端部５２を当該第２端部５２の端面５２ａ（の凹部２１Ｐ）のみで支持する。このため、第２端部５２における外周面５ａの周囲に配置されてラック４ｂとピニオン５ｂとの摩耗粉の影響を受け易い従来の針状ころ軸受を廃止することができる。
【００３２】
第２端部支持機構２０Ｐでは、ハウジング３の底部３ｂ（内底面３ｃ）に設けられた凸部２２Ｐを、前記摩耗粉が侵入し難い第２端部５２の端面５２ａの凹部２１Ｐ内に挿入し、凹部２１Ｐの内周面２１Ｐａと凸部２２Ｐの外周面２２Ｐａとの間に介在する第２軸受７０を介してピニオン軸５を支持する。このため、前記摩耗粉の侵入に起因する第２軸受７０の異常摩耗の発生を抑制して耐久性を向上することができる。
【００３３】
また、第２軸受７０として玉軸受を用いるため、針状ころ軸受を用いる場合と比較して、ピニオン軸５の軸方向Ｙに関して、ステアリング装置１Ｐの小型化を図ることができる。
また、予圧付与機構３０の付勢部材３１が、第２端部支持機構２０Ｐの玉軸受からなる第２軸受７０に、ピニオン軸５の軸方向Ｙの予圧を与える。これにより、ピニオン軸５の軸方向Ｙのガタの発生が抑制され、第２端部支持機構２０Ｐの支持が安定する。
【符号の説明】
【００３４】
１：１Ｐ…ステアリング装置、２…ラックハウジング、３…ピニオンハウジング、３ａ…筒状部、３ｂ…底部、３ｃ…内底面、３ｄ…固定孔、３ｅ…内周面、３ｆ…ねじ部、４…ラック軸、４ａ…端部、４ｂ…ラック、５…ピニオン軸、５ａ…外周面、５ｂ…ピニオン、６…ラックガイド装置、１０…第１軸受、２０；２０Ｐ…第２端部支持機構、２１；２１Ｐ…凹部、２１ａ…内面、２１Ｐａ…内周面、２１Ｐｂ…段部、２２；２２Ｐ…凸部、２２Ｐａ…外周面、２２Ｐｂ…段部、２３…摺動部材、３０…予圧付与機構、３１…付勢部材、３２…受け部材、４０…凸部形成部材、５１…第１端部、５２…第２端部、５２ａ…端面、Ｘ…（ラック軸の）軸方向、Ｙ…（ピニオン軸の）軸方向
【図１】
2017001413.tif 000003
【図２】
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【図３】
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