(57)【要約】【課題】ピニオン軸を支持する軸受の保持器の抜脱を確実に防止することができる車両用操舵装置を提供する。【解決手段】ピニオンハウジング２の内周にねじ込まれたねじ部材２２が、ピニオン軸５を回転可能にする第１の軸受３の外輪２７の上端２７ａを押圧する環状の本体３１を備える。本体３１の内周３１ｂから径方向Ｙ１の内方に突出する規制部３６を設ける。規制部３６の最小内径ｄ１が、内輪２８の外径ｄ２よりも小さい（ｄ１＜ｄ２）。規制部３６によって保持器３０の抜脱を防止する。万一、保持器３０が破損して抜脱されても、規制部３６によって内輪２８の抜脱を防止する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に入口を有し、その入口の内周にねじ部を有するする筒状のハウジングと、
そのハウジング内に挿通され、ラック軸と噛み合うピニオンを有するピニオン軸と、    ハウジングによって保持されピニオン軸を回転可能に支持する軸受と、
ハウジングの上記ねじ部にねじ込まれた環状のねじ部材と、を備え、
上記軸受は、ハウジングによって軸方向下方への移動が規制された外輪と、ピニオン軸とは軸方向に同行移動可能な内輪と、外輪および内輪の間に介在する複数の転動体と、これらの転動体を保持する保持器と、を含み、
上記ねじ部材は、上記外輪を軸方向に止定するために外輪の上端を押圧する環状の本体と、本体の内周から径方向内方に突出し、上記保持器の抜脱を規制する規制部とを含むことを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項２】
請求項１において、上記規制部の最小内径は、内輪の外径よりも小さくされており、
規制部によって、ハウジングからの内輪の抜脱が規制されるようにしてあることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項３】
請求項２において、上記ピニオン軸によって保持され、ピニオン軸と内輪の軸方向相対移動を規制するために内輪の上端に当接する環状部材を備え、
上記規制部の最小内径は、環状部材の外径よりも大きくされていることを特徴とする車両用操舵装置
【請求項４】
請求項２または３において、上記規制部に、内輪の上端との干渉を防止するための逃げ部が設けられていることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項５】
請求項１において、上記規制部の最小内径は、内輪の外径よりも大きく、かつ外輪の内径よりも小さくされていることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項６】
請求項１から５の何れか１項において、上記ねじ部材の本体の内周に保持され、上記ねじ部材の本体の内周とピニオン軸の外周との間を封止するための環状のシール部材を備え、
上記規制部によってシール部材の軸方向下方への移動が規制されていることを特徴とする車両用操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラックアンドピニオン式の車両用操舵装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ラックアンドピニオン式の車両用操舵装置として、例えば特許文献１の車両用操舵装置が提案されている。特許文献１の車両用操舵装置では、ピニオン軸を筒状のハウジング内に回転可能に支持する軸受が設けられている。その軸受の内輪とピニオン軸との軸方向相対移動が規制されている。また、ハウジング上部の入口の内周ねじ部には、いわゆるトッププラグがねじ込まれている。そのトッププラグが、軸受の外輪に係合することにより、軸受およびピニオン軸が、ハウジングの入口から抜脱することが防止されている。
【特許文献１】特開２００５−１４８１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、何らかの原因で保持器が軸受から抜脱され、環状のトッププラグ内へ進入する場合がある。
その原因としては、ピニオン軸および軸受の寸法のバラツキや軸受内部の錆び発生のために、ボールがスムーズに移動できなくなり、その結果、進み遅れを生じたボールによって、保持器が軸受外へ押し出される場合が考えられる。
【０００４】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、保持器の抜脱を確実に防止することができる車両用操舵装置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】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明は、上部に入口（２０）を有し、その入口の内周にねじ部（２１）を有するする筒状のハウジング（２）と、そのハウジング内に挿通され、ラック軸と噛み合うピニオン（５ａ）を有するピニオン軸（５）と、ハウジングによって保持されピニオン軸を回転可能に支持する軸受（３）と、ハウジングの上記ねじ部にねじ込まれた環状のねじ部材（２２）と、を備え、上記軸受は、ハウジングによって軸方向下方への移動が規制された外輪（２７）と、ピニオン軸とは軸方向に同行移動可能な内輪（２８）と、外輪および内輪の間に介在する複数の転動体（２９）と、これらの転動体を保持する保持器（３０）と、を含み、上記ねじ部材は、上記外輪を軸方向に止定するために外輪の上端（２７ａ）を押圧する環状の本体（３１）と、本体の内周（３１ｂ）から径方向内方に突出し、上記保持器の抜脱を規制する規制部（３６）とを含むことを特徴とするものである。
【０００６】
本発明によれば、ハウジングの上部の入口のねじ部にねじ込まれたねじ部材が、ピニオン軸を回転可能にする軸受の外輪の上端を押圧する環状の本体を備えており、その本体の内周から径方向内方に突出する規制部によって、上記軸受の保持器の抜脱を防止することができる。
また、上記規制部の最小内径（ｄ１）は、内輪の外径（ｄ２）よりも小さくされており、規制部によって、ハウジングからの内輪の抜脱が規制されるようにしてある場合がある（請求項２）。その場合、保持器の抜脱を確実に防止することができる。しかも、万一、破損等により保持器が抜脱したとしても、規制部によって、内輪の抜脱が防止される。したがって、軸受およびピニオン軸がハウジングから抜脱することが確実に防止される。
【０００７】
また、上記ピニオン軸によって保持され、ピニオン軸と内輪の軸方向相対移動を規制するために内輪の上端（２８ａ）に当接する環状部材（３９）を備え、上記規制部の最小内径は、環状部材（３９）の外径（ｄ３）よりも大きくされている場合がある（請求項３）。その場合、例えばねじ部材および環状部材の位置をピニオン軸の軸方向に関して一部重複させて、軸方向の小型化を図ることも可能である。
【０００８】
また、上記規制部に、内輪の上端との干渉を防止するための逃げ部（３７）が設けられている場合がある（請求項４）。その場合、保持器の抜脱を防止するために、規制部をねじ部材の環状の本体の径方向内方に突出させても、当該規制部と内輪との干渉が、逃げ部によって防止される。
また、上記規制部の最小内径は、内輪の外径よりも大きく、かつ外輪の内径（ｄ４）よりも小さくされている場合がある（請求項５）。その場合、規制部によって保持器の抜脱を防止できるので、軸受の周方向に関して複数の転動体の偏りを防止でき、その結果、軸受およびピニオン軸の抜脱を確実に防止することができる。
【０００９】
また、上記ねじ部材の本体の内周に保持され、上記ねじ部材の本体の内周とピニオン軸の外周（５ｂ）との間を封止するための環状のシール部材（３５）を備え、上記規制部によってシール部材の軸方向下方への移動が規制されている場合がある（請求項６）。その場合、ねじ部材およびシール部材を一体的なユニットとして取り扱うことができ、したがって、組み立て易く、また、修理のときに取外し易くメンテナンスがし易い。
【００１０】
また、上記ねじ部材の本体の外周とハウジングの内周との間を封止するシール部材を備えることが、外部からの水分の浸入を防止するうえで好ましい。そのシール部材としては、例えば液体パッキンを例示することができる。
なお、上記において、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の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施形態に係る車両用操舵装置の要部を示す概略断面図である。
図１を参照して、車両用操舵装置１は、ラックアンドピニオン式の操舵装置である。車両用操舵装置１は、筒状のピニオンハウジング２と、ピニオンハウジング２によって第１の軸受３および第２の軸受４を介して回転可能に支持されたピニオン軸５と、ピニオン軸５のピニオン５ａに噛み合うラック歯６ａを有するラック軸６とを備えている。ピニオン軸５およびラック軸６によって、転舵機構としてのラックアンドピニオン機構７が構成されている。
【００１２】
ピニオン軸５は、例えばステアリングホイールからなる操舵部材８とは、ステアリングシャフト９ａおよび中間部材９ｂを介して同行回転可能に連結されている。ラック軸６は、ピニオンハウジング２とは交差状に連結された図示しない筒状のラックハウジングによって、軸長方向（紙面に直交する方向）に移動可能に支持されている。図示していないが、ラック軸６の両端部は、タイロッドを介して転舵輪に連結されており、操舵部材８の回転に伴って、ラック軸６が軸長方向に移動し操向が行われるようになっている。
【００１３】
ピニオンハウジング２には、ラック軸６を隔ててピニオン軸５とは反対側に筒状のサポートハウジング１０が設けられており、そのサポートハウジング１０に、ラック軸支持装置１１が取り付けられている。ラック軸支持装置１１は、サポートハウジング１０内に前後に進退可能に収容された支持部材としての円筒状のサポートヨーク１２と、サポートハウジング１０の入口のねじ部１０ａに固定された封止部材１３と、サポートヨーク１２と封止部材１３との間に介在し、サポートヨーク１２を介してラック軸６をピニオン軸５に向けて付勢する例えば圧縮コイルばねからなる付勢部材１４とを備えている。
【００１４】
サポートヨーク１２の前面１２ａには、ラック軸６を軸長方向に摺動自在に支持する凹部１５が形成されている。その凹部１５には、ラック軸６に摺接する低摩擦部材からなるパッド１６が取り付けられている。
封止部材１３の前面１３ａとサポートヨーク１２の後面１２ｂとの間には、所定の隙間Ｓが形成されている。その隙間Ｓの量は、封止部材１３のねじ込み位置の調整により、例えば０．１ｍｍのように厳密に調整されている。
【００１５】
サポートヨーク１２の外周面に形成された一対の周溝に、例えばＯリングからなる環状の弾性部材１７がそれぞれ収容され、これら弾性部材１７が、サポートハウジング１０の内周に弾性的に接触することにより、サポートヨーク１２を径方向に弾性支持し、サポートヨーク１２のがたつきを防止している。
封止部材１３の後面１３ｂには、封止部材１３を回動操作する工具に係合するための、例えば断面多角形形状の工具係合孔１８が形成されている。
【００１６】
ピニオンハウジング２は、ピニオン軸５の下部を収容するための収容孔１９を有している。収容孔１９の入口２０の内周には、ねじ部２１が形成され、そのねじ部２１に、環状のねじ部材２２がねじ込まれている。また、収容孔１９の入口２０からの水分等の浸入を防止するために、ピニオンハウジング２の上端に筒状のダストカバー２３が被せられている。ダストカバー２３には、ピニオン軸５を液密的に挿通させる挿通孔２４を有している。
【００１７】
第１の軸受３および第２の軸受４は、ピニオン軸５のピニオン５ａを挟んだ上下に配置されており、それぞれ、ピニオンハウジング２の収容孔１９の内周に設けられた対応する軸受保持部２５，２６によって支持されている。第１の軸受３のための軸受保持部２５は、上記ねじ部２１に隣接して設けられている。
第１の軸受３は、例えば転がり軸受としての玉軸受からなり、第２の軸受４は例えば転がり軸受としての円筒ころ軸受からなる。第１の軸受３は、ピニオンハウジング２によって軸方向Ｘ１の下方への移動が規制された外輪２７と、ピニオン軸５とは軸方向Ｘ１に同行移動可能な内輪２８と、外輪２７および内輪２８の間に介在する複数のボールからなる転動体２９と、転動体２９を保持する例えば冠形の保持器３０とを含んでいる。
【００１８】
保持器３０において各転動体２９を保持するためのポケット部３０ａは下向きに開放されている。
図２および図３を参照して、上記ねじ部材２２は、外輪２７を軸方向Ｘ１に止定するために外輪２７の上端２７ａを押圧する環状の本体３１を備えている。図１を参照して、本体３１の外周３１ａに形成されたねじ部３２が、収容孔１９の入口２０のねじ部２１にねじ込まれている。外輪２７は、収容孔１９の内周に形成された環状段部３３とねじ部材２２の下面の当接部３４との間に挟持されて、ピニオンハウジング２に対する軸方向移動が規制されている。
【００１９】
本体３１の内周３１ｂには、環状のシール部材３５が保持されており、そのシール部材３５は、本体３１の内周３１ｂとピニオン軸５の外周５ｂとの間を封止する。図３に示すように、シール部材３５は、芯金３５ａと、ピニオン軸５の外周５ｂに係合するリップ（図示せず）を有するゴム部材３５ｂとを備えている。
また、図２および図３を参照して、ねじ部材２２は、本体３１の内周３１ｂから径方向Ｙ１の内方に突出する規制部３６を備えており、その規制部３６は、第１の軸受３の保持器２８の抜脱を規制する機能を果たす。本体３１の内周３１ｂの上部は、拡径されており、当該ねじ部材２２を回動操作するための工具が係合される工具係合部４０とされている。工具係合部４０は例えば六角形等の多角形断面をなしている。
【００２０】
図３に示すように、規制部３６の最小内径ｄ１（規制部３６の内周３６ａの径に相当）は、内輪２８の外径ｄ２よりも小さくされている（ｄ１＜ｄ２）。これにより、規制部３６によって、ピニオンハウジング２からの内輪２８の抜脱が防止されるようになっている。また、規制部３６には、内輪２８の上端２８ａとの干渉を防止するための環状の逃げ部３７が設けられている。具体的には、規制部３６の下面３６ｂに逃げ部３７が形成されている。
【００２１】
上記シール部材３５は、規制部３６の上面３６ｃに当接しており、規制部３６によって、シール部材３５の軸方向Ｘ１の下方への移動が規制されている。
一方、図１に示すように、内輪２８は、ピニオン軸５の外周に設けられた環状段部３８とピニオン軸５の外周に固定された環状部材３９との間に挟持されて、ピニオン軸５に対する軸方向移動が規制されている。図４に示すように、環状部材３９の外周３９ａには、周方向に等間隔を隔てて配置された複数の外向突起３９ｂが設けられており、外向突起３９ｂの外径が、環状部材３９の最大外径ｄ３となっている。外向突起３９ｂの径は、環状の素材の外周を複数箇所（図の例では４箇所）、径方向内方へかしめ付けた（塑性変形させた）ときに、上記環状の素材のもともとの形状を残す部分の外径に相当する。
【００２２】
図３に示すように、規制部３６および環状部材３９の互いの少なくとも一部が、径方向に対向している。規制部３６の最小内径ｄ１は、環状部材３９の最大外径ｄ３よりも大きくされている。これにより、ピニオン軸５の軸方向Ｘ１に関して、規制部３６および環状部材３９の互いの少なくとも一部が重なる位置に配置することが可能となり、軸方向Ｘ１の小型化に寄与することができる。
【００２３】
本実施の形態によれば、ピニオンハウジング２の上部の入口２０のねじ部２１にねじ込まれたねじ部材２２が、ピニオン軸５を回転可能にする第１の軸受３の外輪２７の上端２７ａを押圧する環状の本体３１を備えており、その本体３１の内周３１ｂから径方向Ｙ１の内方に突出する規制部３６によって、第１の軸受３の保持器３０の抜脱を確実に防止することができる。
【００２４】
具体的には、規制部３６の最小内径ｄ１が、内輪２８の外径ｄ２よりも小さくされている（ｄ１＜ｄ２）。したがって、万一、保持器３０の抜脱が発生したとしても、規制部３６によって、内輪２８の抜脱が防止されるので、第１の軸受３およびピニオン軸５がピニオンハウジング２から抜脱することが確実に防止される。
また、ピニオン軸５によって保持された環状部材３９が、内輪２８の上端２８ａに当接することにより、ピニオン軸５および内輪２８の軸方向Ｘ１の相対移動を規制されており、しかも、規制部３６の最小内径ｄ１が、環状部材３９の最大外径ｄ３よりも大きくされている。これにより、ねじ部材２２および環状部材３９の位置をピニオン軸５の軸方向Ｘ１に関して一部重複させることができ、軸方向Ｘ１の小型化を図ることができる。
【００２５】
また、規制部３６に逃げ部３７が設けられているので、内輪２８の抜脱を防止するために、規制部３６をねじ部材２２の本体３１の径方向Ｙ１の内方に突出させても、当該規制部３６と内輪２８との干渉を逃げ部３７によって確実に防止することができる。
また、ねじ部材２２の本体３１の内周３１ｂに、本体３１の内周３１ｂとピニオン軸５の外周５ｂとの間を封止するための環状のシール部材３５を保持し、そのシール部材３５の軸方向Ｘ１の下方への移動を上記規制部３６によって規制するようにした。これにより、ねじ部材２２およびシール部材３５を一体的なユニットとして取り扱うことができ、したがって、組み立て易く、また、修理のときに取外し易くメンテナンスがし易い。
【００２６】
なお、ねじ部材２２の本体３１の外周３１ｂのねじ部３２とピニオンハウジング２の内周との間を封止するために、例えば液体パッキン等のシール部材を用いることが、外部からの水分の浸入を確実に防止するうえで好ましい。
次いで、図５は本発明の別の実施の形態の車両用操舵装置１の要部の断面を示している。図５を参照して、本実施の形態が図３の実施の形態と異なるのは、図３の実施の形態では、ねじ部材２２の規制部３６の最小内径ｄ１が、第１の軸受３の内輪２８の外径ｄ２よりも小さくされていたが（ｄ１＜ｄ２）、本実施の形態では、ねじ部材２２の規制部３６０の最小内径ｄ１が、第１の軸受３の内輪２８の外径ｄ２よりも大きくされている（ｄ１＞ｄ２）点にある。
【００２７】
本実施の形態においても、規制部３６０によって保持器３０の抜脱を防止することができるので、第１の軸受３の周方向に関して複数の転動体２９の偏りを防止でき、その結果、第１の軸受３およびピニオン軸５の抜脱を防止することができる。図３の実施の形態のように、規制部３６によって内輪２８の抜脱を防止すれば、より確実なフェールセーフが達成されるが、本実施の形態のようにしても、十分有効なフェールセーフ機能を果たすことができる。
【００２８】
また、万一、保持器が破損した場合でも、シール部材３５を傷つけることなく、第１の軸受３の交換や、その他のメンテナンスを行うことができる。
なお、本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、例えば、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、規制部３６１が、ねじ部材２２の本体３１の内周３１ｂの周方向に間隔を隔てて環状に配置された複数の突起により構成されていてもよい。
【００２９】
また、図７に示すように、ねじ部材２２の本体３１の外周３１ｂの下部とピニオンハウジング２の内周との間に、例えばＯリングからなる環状の弾性部材４１を介在させて、本体３１の外周３１ｂとピニオンハウジング２の内周との間を封止してもよい。この場合、上記の液体パッキンは廃止される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施の形態の車両用操舵装置の要部の断面図である。
【図２】ねじ部材の断面図である。
【図３】図１の要部の拡大断面図である。
【図４】ピニオン軸および環状部材の断面図である。
【図５】本発明の別の実施の形態の車両用操舵装置の要部の断面図である。
【図６】（ａ）は、本発明のさらに別の実施の形態のねじ部材の断面図であり、（ｂ）は、そのねじ部材の下面図である。
【図７】本発明のさらに別の実施の形態の車両用操舵装置の要部の断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１…車両用操舵装置、２…ピニオンハウジング（ハウジング）、３…第１の軸受（軸受）、５…ピニオン軸、５ｂ…外周、６…ラック軸、１９…収容孔、２０…入口、２１…ねじ部、２２…ねじ部材、２７…外輪、２７ａ…上端、２８…内輪、２８ａ…上端、２９…転動体、３０…保持器、３１…本体、３１ａ…外周、３１ｂ…内周、３２…ねじ部、３３…環状段部、３４…当接部、３５…シール部材、３６，３６０，３６１…規制部、３７…逃げ部、３８…環状端部、３９…環状部材、Ｘ１…軸方向、Ｙ１…径方向、ｄ１…規制部の最小内径、ｄ２…内輪の外径、ｄ３…環状部材の最大外径、ｄ４…外輪の内径
【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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