(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵輪に連結される操舵軸をハウジング内に支持するためのころがり軸受が、複数の転動体を介して嵌合される内輪及び外輪と接触してこれらの軸長方向一端及び前記転動体間に設けられる導電リングを備えている舵取装置において、前記ころがり軸受は、内輪及び外輪の軸長方向一端と前記導電リングとの間の空間に、該ころがり軸受に充填される潤滑剤の流出を防ぐための封止環が設けてあり、該封止環が前記導電リングの反操舵輪側となるように前記ハウジングに組込まれており、前記導電リング及び封止環の外周部は前記外輪の端部内周面に設けた同一の環状溝に嵌合されていることを特徴とする舵取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操舵輪に連結される操舵軸がころがり軸受を介して軸ハウジングに支持されている舵取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用の舵取装置としては、例えば図１１に示す如く一端部に操舵輪１００が取付けられる金属製の第１操舵軸１０１をころがり軸受１０２を介して内部に支持する第１軸ハウジング１０３が、第１操舵軸１０１の他端部に嵌合されて連なる金属製の第２操舵軸１０４を内部に支持する第２軸ハウジング１０５に移動が可能に嵌合してある。これら第１及び第２操舵軸１０１，１０４、ころがり軸受１０２、第１及び第２軸ハウジング１０３，１０５は剛性を高めるため、金属材料で形成されている。
【０００３】
前記第２軸ハウジング１０５内には、前記第２操舵軸１０４及び該第２操舵軸１０４にトーションバー１０６を介して連結される第３操舵軸１０７の相対変位量により操舵トルクを検出するトルクセンサ１０８と、該トルクセンサ１０８の検出結果に基づいて駆動される操舵補助用の電動モータ１０９の回転を減速して前記第３操舵軸１０７に伝達する減速機構１１０とを備え、操舵輪１００の回転に応じた舵取機構の動作を前記電動モータ１０９の回転により補助し、舵取りのための運転者の労力負担を軽減するように構成されている。
【０００４】
前記トルクセンサ１０８は、端面に矩形状の歯部が周方向に形成されている複数個の磁性体製リングをトルク検出コイルの内側に配置し、前記トーションバー１０６の捩じれに対応して前記磁性体製リングが相対回転したときに前記歯部の対向面積が変化して、トルク検出コイルのインピーダンスが変化することにより前記操舵トルクを検出する非接触式センサが用いられている。
【０００５】
以上の如く第１及び第２操舵軸１０１，１０４、ころがり軸受１０２、第１及び第２軸ハウジング１０３，１０５は金属材料で形成されているため、操舵輪１００に取付けられる警音器押しボタンの負極端子を前記第１操舵軸１０１に接続して、負極端子から第１操舵軸１０１、ころがり軸受１０２、第１軸ハウジング１０３及びこれの取付ブラケット１１１を経て自動車の車体へ電流が流れボディアースされている。
【０００６】
図８はころがり軸受部分の拡大断面図、図９はころがり軸受の断面図、図１０はころがり軸受の側面図である。
ころがり軸受１０２は、複数の転動体１０２ａを介して嵌合される内輪１０２ｂ及び外輪１０２ｃと接触してこれらの軸長方向一端及び前記転動体１０２ａ間に設けられる略Ｃ字形の導電リング１０２ｄを備えている。この導電リング１０２ｄは、前記第１操舵軸１０１へ流れる前記電流を内輪１０２ｂから外輪１０２ｃへ流れ易いようにして、トルクセンサ１０８の特性が乱れるのを防ぐものである。
【０００７】
内輪１０２ｂ及び外輪１０２ｃの導電リング１０２ｄとの接触部には環状溝１０２ｅ，１０２ｆを設けて、導電リング１０２ｄが外輪１０２ｃから脱落するのを防ぐとともに、第１操舵軸１０１と共回りする内輪１０２ｂと導電リング１０２ｄとの接触面積を増大するように構成されており、また、内輪１０２ｂ及び外輪１０２ｃ間の空間に潤滑油を充填して回転性を高めるとともに、導電リング１０２ｄの内輪１０２ｂとの接触抵抗を小さくするようにしてある。
【０００８】
また、ころがり軸受１０２は、導電リング１０２ｄが不用意に脱落した場合、これが第１及び第２軸ハウジング１０３，１０５からトルクセンサ１０８部分へ侵入することがないように、導電リング１０２ｄが転動体１０２ａの上側（操舵輪１００側）となるように前記第１軸ハウジング１０３に組込まれている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、以上の如く構成された従来の舵取装置にあっては、ころがり軸受１０２の内輪１０２ｂ及び外輪１０２ｃ間の空間は上下方向へ開放されていて、該空間に充填された潤滑油が転動体１０２ａ部分よりも下側に溜り易くなるため、転動体１０２ａよりも上側に設けられている導電リング１０２ｄ部分は必然的に潤滑油が切れ易いのである。この導電リング１０２ｄ部分の潤滑油が切れることにより導電リング１０２ｄの環状溝１０２ｅとの接触抵抗が増大して異音が発生することになるという問題があった。
【００１０】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、ころがり軸受の内輪及び外輪の軸長方向一端と導電リングとの間の空間に封止環を設けて、該封止環が導電リングの反操舵輪側となるようにハウジングに組込むことにより、導電リング部分の潤滑剤が切れるのを防止するとともに、導電リングが脱落するのを防止することができる舵取装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る舵取装置は、操舵輪に連結される操舵軸をハウジング内に支持するためのころがり軸受が、複数の転動体を介して嵌合される内輪及び外輪と接触してこれらの軸長方向一端及び前記転動体間に設けられる導電リングを備えている舵取装置において、前記ころがり軸受は、内輪及び外輪の軸長方向一端と前記導電リングとの間の空間に、該ころがり軸受に充填される潤滑剤の流出を防ぐための封止環が設けてあり、該封止環が前記導電リングの反操舵輪側となるように前記ハウジングに組込まれており、前記導電リング及び封止環の外周部は前記外輪の端部内周面に設けた同一の環状溝に嵌合されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明にあっては、内輪及び外輪の軸長方向一端と導電リングとの間に封止環が設けてあり、しかも、ころがり軸受は前記封止環が導電リングの反操舵輪側となるようにハウジングに組込まれており、さらに、導電リング及び封止環の外周部は前記外輪の端部内周面に設けた同一の環状溝に嵌合されているため、導電リング部分の潤滑剤切れ及び導電リングの脱落を封止環により良好に防止することができる。従って、導電リング部分の潤滑剤切れによる異音の発生を防止できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
実施の形態１
図１は本発明に係る舵取装置の実施の形態１の要部を示す拡大断面図、図２はころがり軸受の拡大断面図、図３はころがり軸受の側面図、図４は全体の断面図である。
【００１４】
舵取装置は、図４に示すように、一端部に舵取りのための操舵輪１が取付けられる第１操舵軸２と、該第１操舵軸２を内部に支持する第１軸ハウジング（ハウジング）３と、第１操舵軸２の他端部に嵌合されて連なる第２操舵軸４と、該第２操舵軸４を内部に支持する第２軸ハウジング５と、前記第１軸ハウジング３を車体Ｓに取付ける取付ブラケット６とを備え、第１軸ハウジング３の他端部が第２軸ハウジング５の一端部に軸長方向への移動が可能に嵌合してあり、第２軸ハウジング５の他端部にセンサハウジング７が連結してあり、また、このセンサハウジング７にギヤハウジング８が連結されている。
【００１５】
第１操舵軸２は、一端部が金属製のころがり軸受９を介して第１軸ハウジング３の一端部内面に回転が自由に支持され、他端部が断面非円形の筒状に形成されて、第２操舵軸４の一端部に相対回転が不能であり、軸長方向への移動が可能に嵌合してある。尚、第１及び第２操舵軸２，４、ころがり軸受９、第１及び第２軸ハウジング３，５は剛性を高めるため、金属材料で形成されている。
【００１６】
センサハウジング７には、前記第２操舵軸４に連結された第３操舵軸１１ａ及び該第３操舵軸１１ａにトーションバー１０を介して連結される第４操舵軸１１ｂの相対変位量により操舵トルクを検出するトルクセンサ１２が内装されており、ギヤハウジング８にはトルクセンサ１２の検出結果に基づいて駆動される操舵補助用の電動モータ１３の回転を減速して前記第４操舵軸１１ｂに伝達する減速機構１４が内装されており、操舵輪１の回転に応じた舵取機構の動作を前記電動モータ１３の回転により補助し、舵取りのための運転者の労力負担を軽減するように構成されている。
また、第４操舵軸１１ｂの他端部は、ユニバーサルジョイントを介してラックピニオン式の舵取機構に連結されている。
【００１７】
前記トルクセンサ１２は、端面に矩形状の歯部が周方向に形成されており、第３操舵軸１１ａ，第４操舵軸１１ｂに嵌合された磁性体製リング１２ａ，１２ａをトルク検出コイル１２ｂの内側に配置し、前記トーションバー１０の捩じれに対応して前記磁性体製リング１２ａ，１２ａが相対回転したときに前記歯部の対向面積が変化して、トルク検出コイル１２ｂのインピーダンスが変化することにより前記操舵トルクを検出する非接触式センサが用いられている。
【００１８】
また、前記操舵輪１には警音器に接続される警音器押しボタン（図示せず）が取付けられている。この警音器押しボタンの正極端子は警音器に接続され、負極端子は前記第１操舵軸２に連なり、該第１操舵軸２から前記ころがり軸受９、第１軸ハウジング３及び取付ブラケット６を経て自動車の車体Ｓへ電流が流れボディアースされるように構成されている。
【００１９】
ころがり軸受９は、複数の転動体９１を介して嵌合される内輪９２及び外輪９３と、これらの軸長方向一端及び前記転動体９１間に設けられる略Ｃ字形の導電リング９４と、内輪９２及び外輪９３の軸長方向一端と前記導電リング９４との間の空間に設けられる封止環９５とを備えている。外輪９３の端部内周面には前記導電リング９４及び封止環９５に対応する環状溝９６が設けてあり、また内輪９２の端部外周面には環状溝を設けることなく前記導電リング９４を接触させている。
【００２０】
導電リング９４は、前記環状溝９６の周面と接触するように外輪９３内に挿嵌される略Ｃ字形の円弧部９４ａと、これの端末に径方向内側へ向けて折り返された折返片９４ｂ，９４ｂとを備え、これら折返片９４ｂ，９４ｂが内輪９２の端部外周面と接触して、第１操舵軸２へ流れる前記電流を内輪９２、導電リング９４及び外輪９３から第１軸ハウジング３へ流れるようにしてある。
【００２１】
封止環９５は、金属製のリングに合成ゴムが加硫接着されており、その外周部を前記環状溝９６に嵌合して不用意に脱落するのを防止しており、内周部を前記内輪９２の端部外周面に接触させて内輪９２及び外輪９３間の空間に充填されるグリースなどの潤滑剤の流出を防ぐようにしてある。
【００２２】
第１軸ハウジング３の端部内周面には、前記外輪９３に対応する嵌合部３ａを設けて、前記ころがり軸受９が、封止環９５が前記導電リング９４の下側（反操舵輪１側）となるように嵌合してあり、端末をかしめることによりころがり軸受９の脱落を防止してある。
【００２３】
また、第１操舵軸２には、前記ころがり軸受９の内輪９２の端面と接触する弾性環１５と、これの脱落を防止する止め輪１６及びこれらの間に介在される間座１７とを設けて、運転者から前記操舵輪１に作用する衝撃エネルギーを弾性環１５で吸収したあと、衝撃エネルギーをころがり軸受９から第１軸ハウジング３に伝えることができるように構成してある。
【００２４】
以上の如く構成された舵取装置は、内輪９２、外輪９３及び転動体９１が金属製であり、導電リング９４が内輪９２及び外輪９３と接触しているため、操舵輪１に設けられている警音器押しボタンが押し操作されたとき負極端子から第１操舵軸２に流れる電流を、ころがり軸受９の内輪９２、導電リング９４及び外輪９３に良好に導通することができる。従って、前記電流がトルクセンサ１２部分へ流れるのを良好に少なくでき、トルクセンサ１２の特性が乱れるのを良好に防ぐことができる。
【００２５】
また、導電リング９４の下側（反操舵輪１側）に封止環９５が設けてあるから、封止環９５と転動体９１との間の空間に充填される潤滑剤が下側へ流出すること、及び導電リング９４が不用意に脱落することを良好に防止することができる。また、このように導電リング９４の脱落を防止できるから、内輪９２の端部外周面には環状溝を設けることなく導電リング９４を接触させることができ、該導電リング９４の内輪９２との接触抵抗を少なくすることができる。
【００２６】
実施の形態２
図５は実施の形態２の要部を示す拡大断面図である。
実施の形態２は、第１操舵軸２の外周面ところがり軸受９の内輪９２の内周面との間に隙間ａを設けるとともに、第１操舵軸２にゴム製の弾性環１８を設けて運転者から操舵輪１に作用する衝撃エネルギーを弾性環１８で吸収したあと、衝撃エネルギーをころがり軸受９から第１軸ハウジング３に伝える如く構成された舵取装置において、前記隙間ａに金属製であり、テーパ状の環体１９を嵌合してころがり軸受９のガタつきを防止するとともに、環体１９の軸長方向一端に径方向外向きに延びて端末が前記外輪９３と接触する環状突起２０を設けて、第１操舵軸２に流れる前記電流を前記環体１９及び環状突起２０から外輪９３に流すことができるようにしたものであり、その他の構成及び作用は図１〜図４に示した実施の形態１と同じであるため、共通部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用を省略する。
【００２７】
この実施の形態２にあっては、第１操舵軸２の軸受嵌合部に研磨加工を行うことなく、第１操舵軸２のガタつきを良好に防止することができるから、コストを低減できるのであり、また、実施の形態１のような導電リング９４を有する軸受よりも安価な一般的な軸受を用いることができるから、コストをより一層低減することができる。
【００２８】
実施の形態３
図６は実施の形態３の要部を示す拡大断面図、図７は収縮制限環の正面図である。
実施の形態３の舵取装置は、前記トルクセンサ１２の磁性体製リング１２ａの外周面及びセンサハウジング７の内周面間に、センサハウジング７の線膨張係数よりも小さい線膨張係数を有する収縮制限環２１を設けて、センサハウジング７の収縮でトルク検出コイル１２ｂのケースに応力が作用することを防止するようにしたものであり、その他の構成及び作用は図１〜図４に示した実施の形態１と同じであるため、共通部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用を省略する。
【００２９】
収縮制限環２１は、周方向３等分位置に凹所２１ａを設けてリード線等を容易に引き出すことができるようにしてある。
【００３０】
従来の非接触式のトルクセンサを備えた舵取装置にあっては、成形されるセンサハウジング７の線膨張係数がトルク検出コイル１２ｂのケースの線膨張係数よりも大きくて、常温よりも低温となる場合、センサハウジング７の内径がトルク検出コイル１２ｂのケースの外径よりも多く収縮してこれらの間に予め設けてある隙間がなくなり、トルク検出コイル１２ｂのケースに応力が作用して操舵トルク中点の中点電圧が変動することになるという問題があり、また、前記隙間ａが大きい場合は、前記中点電圧の振れ回りが大きくなるという問題がる。
【００３１】
しかしながら、実施の形態３の如く線膨張係数が小さい収縮制限環２１を用いることにより、収縮制限環２１がセンサハウジング７の収縮を制限するため、トルク検出コイル１２ｂのケースに応力が作用することを防止でき、トルクセンサ１２の特性が乱れることを良好に防ぐことができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明によれば、操舵軸をハウジング内に支持するためのころがり軸受の内輪及び外輪の軸長方向一端と導電リングとの間に封止環が設けてあり、しかも、ころがり軸受は前記封止環が導電リングの反操舵輪側となるようにハウジングに組込まれており、さらに、導電リング及び封止環の外周部は前記外輪の端部内周面に設けた同一の環状溝に嵌合されているため、導電リング部分の潤滑剤が切れること及び導電リングの脱落を封止環により良好に防止することができる。従って、導電リング部分の潤滑剤が切れることによる異音の発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る舵取装置の実施の形態１の要部を示す拡大断面図である。
【図２】本発明に係る舵取装置のころがり軸受の拡大断面図である。
【図３】本発明に係る舵取装置のころがり軸受の側面図である。
【図４】本発明に係る舵取装置の全体の断面図である。
【図５】本発明に係る舵取装置の実施の形態２の要部を示す拡大断面図である。
【図６】本発明に係る舵取装置の実施の形態３の要部を示す拡大断面図である。
【図７】本発明に係る舵取装置の収縮制限環の正面図である。
【図８】従来例における舵取装置の操舵軸支持部分の断面図である。
【図９】従来例における舵取装置のころがり軸受の断面図である。
【図１０】従来例における舵取装置のころがり軸受の側面図である。
【図１１】従来例における舵取装置の全体の断面図である。
【符号の説明】
２    操舵軸（第１）
３    ハウジング（第１）
９    ころがり軸受
９１  転動体
９２  内輪
９３  外輪
９４  導電リング
９５  封止環
【図１】
0003781558.tif 000002
【図２】
0003781558.tif 000003
【図３】
0003781558.tif 000004
【図４】
0003781558.tif 000005
【図５】
0003781558.tif 000006
【図６】
0003781558.tif 000007
【図７】
0003781558.tif 000008
【図８】
0003781558.tif 000009
【図９】
0003781558.tif 000010
【図１０】
0003781558.tif 000011
【図１１】
0003781558.tif 000012