ラックピニオン式ステアリング装置
【課題】ピニオン軸のスラスト荷重を支持する止め輪が離脱したり破損しても、ピニオン軸が軸方向に動くことを規制することが可能なラックピニオン式ステアリング装置。
【解決手段】止め輪２３が離脱したり破損すると、ピニオン軸１が軸方向の上方に動く。すると、ピニオン４の下端面４２側の切り上がり部４５が、ラック５の外周面５１に当接し、ピニオン軸１はそれ以上軸方向に動かないため、スラスト荷重を支持することができ、ラックピニオン式ステアリング装置の所定の性能を維持することができる。
【解決手段】止め輪２３が離脱したり破損すると、ピニオン軸１が軸方向の上方に動く。すると、ピニオン４の下端面４２側の切り上がり部４５が、ラック５の外周面５１に当接し、ピニオン軸１はそれ以上軸方向に動かないため、スラスト荷重を支持することができ、ラックピニオン式ステアリング装置の所定の性能を維持することができる。
【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、特に、ステアリングホイールに付与された操舵力を、ピニオンに噛み合うラックを介して車輪側に伝達するラックピニオン式ステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステアリングホイールの操舵トルクを、ピニオンに噛み合うラックを介して車輪側に伝達するラックピニオン式ステアリング装置がある。また、ステアリングホイールの操舵トルクを検出し、ステアリングホイールに付与された操舵力を補助して、ピニオンに噛み合うラックを介して車輪側に伝達し、ステアリングホイールの操作を楽に行うようにした操舵力補助装置（電動パワーステアリング装置）を有するラックピニオン式ステアリング装置がある。このようなステアリング装置として、特許文献１、特許文献２に開示されたラックピニオン式ステアリング装置がある。
【０００３】
図１０は従来のラックピニオン式ステアリング装置の全体を示す斜視図、図１１は図１０のピニオン軸の正面図、図１２は図１０のピニオン軸に加わる荷重を示す斜視図である。図１０、図１１に示すように、ピニオン軸１は、その軸方向の略中間位置より下方にピニオン４が形成され、ピニオン４の上端には、ピニオン４の歯底円直径Ｄ１よりも大径の大径軸部１１が形成されている。また、ピニオン４の下端には、ピニオン４の歯底円直径Ｄ１よりも小径の小径軸部１２が形成されている。
【０００４】
大径軸部１１が玉軸受（第１の軸受）２１によりハウジング３に軸支されている。大径軸部１１上端の環状溝１３に装着してカシメられたカシメリング２２は、玉軸受２１の内輪を、ピニオン４の上端面４１との間で挟み込んでいる。
【０００５】
また、玉軸受２１の外輪は、ハウジング３に形成された軸受穴３１に挿入され、この軸受穴３１の開口側の環状溝３２に装着された止め輪２３によって、軸方向の移動不能にハウジング３に固定されている。
【０００６】
ピニオン４の歯底４３は、ピニオン４の下端面４２（小径軸部１２）側は、歯底円直径Ｄ１のままで通し加工されている。また、ピニオン４の上端面４１（大径軸部１１）側の歯底４３は、ホブカッターの曲率半径と同一半径Ｒ１の切り上がり部（第１の切り上がり部）４４（ピニオン４の歯形加工時のホブカッターの逃げ部分）が、上端面４１よりも下側に形成されている。従って、切り上がり部４４の終端は、ピニオン４の歯先円直径Ｄ２と同一直径に形成されている。
【０００７】
小径軸部１２の外径寸法は、歯形加工時にホブカッターで通し加工した際、ホブカッターと小径軸部１２の外周との干渉を避けるために、ピニオン４の歯底円直径Ｄ１よりも小さく形成されている。この小径軸部１２はハウジング３の下方に形成された軸受穴３３に、ニードル軸受（第２の軸受）２４により軸支されている。このようにして、ピニオン軸１は、玉軸受２１及びニードル軸受２４によって、スラスト方向及びラジアル方向にハウジング３に支持されている。
【０００８】
ピニオン軸１の上端は、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ている。ステアリングホイールを操作すると、その操舵力がピニオン軸１に伝達される。ピニオン軸１の回転は、ピニオン４を介してラック５に伝達され、ラック５に連結された図示しないタイロッドを介して舵輪の向きを変更する。ピニオン４の回転をラック５に円滑に伝達するために、ピニオン４の歯は、ピニオン軸１の軸心に対して所定のねじれ角を有するヘリカルピニオンに形成されている。
【０００９】
ラックガイド６は、ラック５の背面に押圧ブロック６１をアジャストカバー６２によって常時押し付けている。アジャストカバー６２は、コイルバネ６３を介して押圧ブロック６１を付勢して、ラック５の背面に押圧ブロック６１を押し付けている。これによって、ピニオン４とラック５との噛み合い部のバックラッシュを無くし、ラック５が円滑に移動するようにしている。
【００１０】
図１２に示すように、ステアリングホイールの操舵力がラック５に伝達されると、ピニオン４には、スラスト荷重Ｐ１、ラジアル荷重Ｐ２、接線荷重Ｐ３の３種類の荷重が加わる。
【００１１】
ラジアル荷重Ｐ２と接線荷重Ｐ３は、玉軸受２１及びニードル軸受２４とハウジング３によって支持される。しかし、スラスト荷重Ｐ１は、玉軸受２１と止め輪２３だけで支持される。従って、大きなスラスト荷重Ｐ１が作用して止め輪２３が離脱したり破損すると、ピニオン軸１が軸方向に動くため、スラスト荷重を支持することができない。特に、コラム式の電動パワーステアリング装置などで、高出力タイプのものに適用することが難しくなる。
【００１２】
特許文献１のラックピニオン式ステアリング装置は、玉軸受と止め輪との間の異音の発生を防止するものであって、止め輪の離脱や破損によるピニオン軸の軸方向移動を防止するものではない。特許文献２のラックピニオン式ステアリング装置は、玉軸受のスラスト荷重を支持するネジカバーの緩み止めとして、玉軸受の外輪に溝を形成している。しかし、玉軸受の外輪形状が特殊形状となるため、玉軸受の製造コストが上昇してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２０１０−０３８２５４号公報
【特許文献２】特開２０１０−０３１９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、ピニオン軸のスラスト荷重を支持する止め輪が離脱したり破損しても、ピニオン軸が軸方向に動くことを規制することが可能なラックピニオン式ステアリング装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題は以下の手段によって解決される。すなわち、第１番目の発明は、ハウジング、上記ハウジングに回転可能に軸支され、ステアリングホイールの操舵力がその一端に伝達されるピニオン軸、上記ピニオン軸の他端に形成されたピニオン、上記ピニオンと噛み合い、操舵力を車輪側に伝達するラック、上記ピニオンの一端にピニオンの歯底円直径よりも大径に形成された大径軸部、上記大径軸部を上記ハウジングに回転可能に軸支する第１の軸受、上記ピニオンの他端にピニオンの歯底円直径よりも小径に形成された小径軸部、上記小径軸部を上記ハウジングに回転可能に軸支する第２の軸受、上記ピニオンの大径軸部側の歯底に形成された第１の切り上がり部、上記ピニオンの小径軸部側の歯底に形成された第２の切り上がり部が形成されていることを特徴とするラックピニオン式ステアリング装置である。
【００１６】
第２番目の発明は、第１番目の発明のラックピニオン式ステアリング装置において、上記第１の切り上がり部及び第２の切り上がり部の終端が、上記ピニオンの歯先円直径と同一直径に形成されていることを特徴とするラックピニオン式ステアリング装置である。
【００１７】
第３番目の発明は、第１番目の発明のラックピニオン式ステアリング装置において、上記第１の切り上がり部の終端が、上記ピニオンの歯先円直径と同一直径に形成され、上記第２の切り上がり部の終端が、上記ピニオンの歯先円直径よりも小径で、上記ラックの歯先よりも大径に形成されていることを特徴とするラックピニオン式ステアリング装置である。
【００１８】
第４番目の発明は、第２番目から第３番目までのいずれかの発明のラックピニオン式ステアリング装置において、上記ピニオンに加わるスラスト荷重によって上記ピニオン軸が第１の軸受の側に移動し、上記ラックの外周面が第２の切り上がり部に当接するまでの軸方向の長さが、上記第２の軸受が上記小径軸部を軸支する軸方向の長さよりも小さく形成されていることを特徴とするラックピニオン式ステアリング装置である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のラックピニオン式ステアリング装置は、ピニオンの一端にピニオンの歯底円直径よりも大径に形成された大径軸部と、大径軸部をハウジングに回転可能に軸支する第１の軸受と、ピニオンの他端にピニオンの歯底円直径よりも小径に形成された小径軸部と、小径軸部をハウジングに回転可能に軸支する第２の軸受と、ピニオンの大径軸部側の歯底に形成された第１の切り上がり部と、ピニオンの小径軸部側の歯底に形成された第２の切り上がり部とから構成されている。
【００２０】
従って、ピニオンに大きなスラスト荷重が加わり、止め輪が離脱したり破損すると、ピニオンが軸方向に動く。すると、ピニオンの小径軸部側の歯底に形成された第２の切り上がり部が、ラックの外周面に当接し、ピニオンはそれ以上軸方向に動かないため、スラスト荷重を支持することができ、ラックピニオン式ステアリング装置の所定の性能を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のラックピニオン式ステアリング装置の全体を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施例１のラックピニオン式ステアリング装置を示す縦断面図である。
【図３】図２のピニオン軸の正面図である。
【図４】本発明の実施例２のラックピニオン式ステアリング装置を示す縦断面図である。
【図５】図４のピニオン軸の正面図である。
【図６】図４のＰ部拡大断面図である。
【図７】本発明の実施例３のラックピニオン式ステアリング装置を示す縦断面図である。
【図８】図７のＱ部拡大断面図である。
【図９】図７のラック単体の正面図である。
【図１０】従来のラックピニオン式ステアリング装置の全体を示す斜視図である。
【図１１】図１０のピニオン軸の正面図である。
【図１２】図１０のピニオン軸に加わる荷重を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面に基づいて本発明の実施例１から実施例３を説明する。
【実施例１】
【００２３】
図１は本発明のラックピニオン式ステアリング装置の全体を示す斜視図、図２は本発明の実施例１のラックピニオン式ステアリング装置を示す縦断面図、図３は図２のピニオン軸の正面図である。
【００２４】
図１に示すように、本発明のラックピニオン式ステアリング装置は、コラムアシスト型ラックピニオン式パワーステアリング装置である。ステアリングホイール１０１の操作力を軽減するために、コラム１０５の中間部に取付けたモータ１０２の操舵補助力をステアリングシャフトに付与し、中間シャフト１０６を介して、ラックピニオン式のステアリングギヤ１０３のラックを往復移動させ、タイロッド１０４を介して舵輪を操舵する方式のパワーステアリング装置である。
【００２５】
ステアリングシャフトに補助トルクを付与する為のアシスト装置（操舵補助部）１０７の車体前方側端面から突出した出力軸１０８が、自在継手（上側自在継手）１０９Ａを介して、中間シャフト１０６の後端部に連結している。また、この中間シャフト１０６の前端部に、別の自在継手（下側自在継手）１０９Ｂを介して、ステアリングギヤ１０３のピニオン軸１を連結している。
【００２６】
図２、図３に示すように、図１で説明したピニオン軸１は、その軸方向の略中間位置より下方にピニオン４が形成され、ピニオン４の上端には、ピニオン４の歯底円直径Ｄ１よりも大径の大径軸部１１が形成されている。また、ピニオン４の下端には、ピニオン４の歯底円直径Ｄ１よりも小径の小径軸部１２が形成されている。
【００２７】
大径軸部１１が玉軸受（第１の軸受）２１によりハウジング３に軸支されている。大径軸部１１上端の環状溝１３に装着してカシメられたカシメリング２２は、玉軸受２１の内輪を、ピニオン４の上端面４１との間で挟み込んでいる。
【００２８】
また、玉軸受２１の外輪は、ハウジング３に形成された軸受穴３１に挿入され、この軸受穴３１の開口側の環状溝３２に装着された止め輪２３によって、軸方向の移動不能にハウジング３に固定されている。
【００２９】
ピニオン４の上端面４１（大径軸部１１）側の歯底４３は、ホブカッターの曲率半径と同一半径Ｒ１の切り上がり部（第１の切り上がり部）４４（ピニオン４の歯形加工時のホブカッターの逃げ部分）が、上端面４１よりも下側に形成されている。また、ピニオン４の下端面４２（小径軸部１２）側の歯底４３は、ホブカッターの曲率半径と同一半径Ｒ１の切り上がり部（第２の切り上がり部）４５が、下端面４２よりも上側に形成されている。従って、切り上がり部４４、４５の終端は、ピニオン４の歯先円直径Ｄ２と同一直径に形成されている。
【００３０】
小径軸部１２の外径寸法は、ピニオン４の歯底円直径Ｄ１よりも小さく形成されている。この小径軸部１２はハウジング３の下方に形成された軸受穴３３に、ニードル軸受（第２の軸受）２４により軸支されている。このようにして、ピニオン軸１は、玉軸受２１及びニードル軸受２４によって、スラスト方向及びラジアル方向にハウジング３に支持されている。
【００３１】
ピニオン軸１の上端は、図１の自在継手１０９Ｂ、中間シャフト１０６を介してステアリングホイール１０１に連結されている。ステアリングホイール１０１を操作すると、モータ１０２の操舵補助力が付与された操舵力がピニオン軸１に伝達される。ピニオン軸１の回転は、ピニオン４を介してラック５に伝達され、ラック５に連結された図１のタイロッド１０４を介して舵輪の向きを変更する。ピニオン４の回転をラック５に円滑に伝達するために、ピニオン４の歯は、ピニオン軸１の軸心に対して所定のねじれ角を有するヘリカルピニオンに形成されている。
【００３２】
ラックガイド６は、ラック５の背面に押圧ブロック６１をアジャストカバー６２によって常時押し付けている。アジャストカバー６２は、コイルバネ６３を介して押圧ブロック６１を付勢して、ラック５の背面に押圧ブロック６１を押し付けている。これによって、ピニオン４とラック５との噛み合い部のバックラッシュを無くし、ラック５が円滑に移動するようにしている。
【００３３】
図１１に示すように、ステアリングホイール１０１の操舵力がラック５に伝達され、ピニオン４に大きなスラスト荷重Ｐ１が加わり、止め輪２３が離脱したり破損すると、ピニオン軸１が図１、図２の軸方向の上方に動く。すると、ピニオン４の下端面４２側の切り上がり部４５が、ラック５の外周面５１に当接し、ピニオン軸１はそれ以上軸方向に動かないため、スラスト荷重を支持することができ、ラックピニオン式ステアリング装置の所定の性能を維持することができる。また、切り上がり部４５がラック５の外周面５１に当接すると、異音が生じるため、運転者に異常を通知することができる。
【００３４】
本発明の実施例１では、ピニオン４の小径軸部１２側の歯底４３に切り上がり部４５を形成し、切り上がり部４５の終端をピニオン４の歯先円直径Ｄ２と同一直径に形成するだけで済むため、製造コストの上昇を小さく抑えることができる。
【実施例２】
【００３５】
次に本発明の実施例２について説明する。図４は本発明の実施例２のラックピニオン式ステアリング装置を示す縦断面図、図５は図４のピニオン軸の正面図、図６は図４のＰ部拡大断面図である。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分についてのみ説明し、重複する説明は省略する。また、同一部品には同一番号を付して説明する。実施例２は実施例１の変形例であって、実施例１の切り上がり部４５の終端の直径を実施例１よりも小さく形成した例である。
【００３６】
図４から図６に示すように、ピニオン軸１は、その軸方向の略中間位置より下方にピニオン４が形成され、ピニオン４の上端には、ピニオン４の歯底円直径Ｄ１よりも大径の大径軸部１１が形成されている。また、ピニオン４の下端には、ピニオン４の歯底円直径Ｄ１よりも小径の小径軸部１２が形成されている。
【００３７】
大径軸部１１が玉軸受（第１の軸受）２１によりハウジング３に軸支されている。大径軸部１１上端の環状溝１３に装着してカシメられたカシメリング２２は、玉軸受２１の内輪を、ピニオン４の上端面４１との間で挟み込んでいる。
【００３８】
また、玉軸受２１の外輪は、ハウジング３に形成された軸受穴３１に挿入され、この軸受穴３１の開口側の環状溝３２に装着された止め輪２３によって、軸方向の移動不能にハウジング３に固定されている。
【００３９】
ピニオン４の上端面４１（大径軸部１１）側の歯底４３は、ホブカッターの曲率半径と同一半径Ｒ１の切り上がり部（第１の切り上がり部）４４（ピニオン４の歯形加工時のホブカッターの逃げ部分）が、上端面４１よりも下側に形成されている。切り上がり部４４の終端は、ピニオン４の歯先円直径Ｄ２と同一直径に形成されている。
【００４０】
また、ピニオン４の下端面４２（小径軸部１２）側の歯底４３は、ホブカッターの曲率半径と同一半径Ｒ１の切り上がり部（第２の切り上がり部）４５が、下端面４２よりも下側に延びて形成されて、切り上がり部４５の終端が、ピニオン４の歯先円直径Ｄ２よりも小径で、ラック５の歯先５２よりも、図６の長さＬだけ大径に形成されている。
【００４１】
小径軸部１２の外径寸法は、ピニオン４の歯底円直径Ｄ１よりも小さく形成されている。この小径軸部１２はハウジング３の下方に形成された軸受穴３３に、ニードル軸受（第２の軸受）２４により軸支されている。このようにして、ピニオン軸１は、玉軸受２１及びニードル軸受２４によって、スラスト方向及びラジアル方向にハウジング３に支持されている。
【００４２】
ピニオン軸１の上端は、図１の自在継手１０９Ｂ、中間シャフト１０６を介してステアリングホイール１０１に連結されている。ステアリングホイール１０１を操作すると、モータ１０２の操舵補助力が付与された操舵力がピニオン軸１に伝達される。ピニオン軸１の回転は、ピニオン４を介してラック５に伝達され、ラック５に連結された図１のタイロッド１０４を介して舵輪の向きを変更する。ピニオン４の回転をラック５に円滑に伝達するために、ピニオン４の歯は、ピニオン軸１の軸心に対して所定のねじれ角を有するヘリカルピニオンに形成されている。
【００４３】
ラックガイド６は、ラック５の背面に押圧ブロック６１をアジャストカバー６２によって常時押し付けている。アジャストカバー６２は、コイルバネ６３を介して押圧ブロック６１を付勢して、ラック５の背面に押圧ブロック６１を押し付けている。これによって、ピニオン４とラック５との噛み合い部のバックラッシュを無くし、ラック５が円滑に移動するようにしている。
【００４４】
図１１に示すように、ステアリングホイール１０１の操舵力がラック５に伝達され、ピニオン４に大きなスラスト荷重Ｐ１が加わり、止め輪２３が離脱したり破損すると、ピニオン軸１が図４から図６の軸方向の上方に動く。すると、ピニオン４の下端面４２側の切り上がり部４５が、ラック５の外周面５１に当接し、ピニオン軸１はそれ以上軸方向に動かないため、スラスト荷重を支持することができ、ラックピニオン式ステアリング装置の所定の性能を維持することができる。また、切り上がり部４５がラック５の外周面５１に当接すると、異音が生じるため、運転者に異常を通知することができる。
【００４５】
本発明の実施例２では、ピニオン４の小径軸部１２側の歯底４３に切り上がり部４５を形成し、切り上がり部４５の終端を、ピニオン４の歯先円直径Ｄ２よりも小径で、ラック５の歯先５２よりも大径に形成するだけで済むため、製造コストの上昇を小さく抑えることができる。
【実施例３】
【００４６】
次に本発明の実施例３について説明する。図７は本発明の実施例３のラックピニオン式ステアリング装置を示す縦断面図、図８は図７のＱ部拡大断面図、図９は図７のラック単体の正面図である。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分についてのみ説明し、重複する説明は省略する。また、同一部品には同一番号を付して説明する。実施例３は実施例１の変形例であって、ピニオンに加わるスラスト荷重によってピニオン軸が第１の軸受の側に移動した時に、小径軸部が第２の軸受から外れないようにした例である。
【００４７】
図７、図８に示すように、ピニオン軸１は、その軸方向の略中間位置より下方にピニオン４が形成され、ピニオン４の上端には、ピニオン４の歯底円直径Ｄ１よりも大径の大径軸部１１が形成されている。また、ピニオン４の下端には、ピニオン４の歯底円直径Ｄ１よりも小径の小径軸部１２が形成されている。
【００４８】
大径軸部１１が玉軸受（第１の軸受）２１によりハウジング３に軸支されている。大径軸部１１上端の環状溝１３に装着してカシメられたカシメリング２２は、玉軸受２１の内輪を、ピニオン４の上端面４１との間で挟み込んでいる。
【００４９】
また、玉軸受２１の外輪は、ハウジング３に形成された軸受穴３１に挿入され、この軸受穴３１の開口側の環状溝３２に装着された止め輪２３によって、軸方向の移動不能にハウジング３に固定されている。
【００５０】
ピニオン４の上端面４１（大径軸部１１）側の歯底４３は、ホブカッターの曲率半径と同一半径Ｒ１の切り上がり部（第１の切り上がり部）４４（ピニオン４の歯形加工時のホブカッターの逃げ部分）が、上端面４１よりも下側に形成されている。
【００５１】
また、ピニオン４の下端面４２（小径軸部１２）側の歯底４３は、ホブカッターの曲率半径と同一半径Ｒ１の切り上がり部（第２の切り上がり部）４５が、下端面４２よりも上側に形成されている。従って、切り上がり部４４、４５の終端は、ピニオン４の歯先円直径Ｄ２と同一直径に形成されている。図９に示すように、ラック５のラック歯の左端部には、ラック歯の歯底を延長した平面部５３が形成されている。この平面部５３がピニオン軸１の軸心位置にくるようにラック５の軸方向位置を位置決めしてから、ピニオン軸１をハウジング３に挿入して組み立てる。
【００５２】
小径軸部１２の外径寸法は、ピニオン４の歯底円直径Ｄ１よりも小さく形成されている。この小径軸部１２はハウジング３の下方に形成された軸受穴３３に、ニードル軸受（第２の軸受）２４により軸支されている。このようにして、ピニオン軸１は、玉軸受２１及びニードル軸受２４によって、スラスト方向及びラジアル方向にハウジング３に支持されている。
【００５３】
ピニオン軸１の上端は、図１の自在継手１０９Ｂ、中間シャフト１０６を介してステアリングホイール１０１に連結されている。ステアリングホイール１０１を操作すると、モータ１０２の操舵補助力が付与された操舵力がピニオン軸１に伝達される。ピニオン軸１の回転は、ピニオン４を介してラック５に伝達され、ラック５に連結された図１のタイロッド１０４を介して舵輪の向きを変更する。ピニオン４の回転をラック５に円滑に伝達するために、ピニオン４の歯は、ピニオン軸１の軸心に対して所定のねじれ角を有するヘリカルピニオンに形成されている。
【００５４】
ラックガイド６は、ラック５の背面に押圧ブロック６１をアジャストカバー６２によって常時押し付けている。アジャストカバー６２は、コイルバネ６３を介して押圧ブロック６１を付勢して、ラック５の背面に押圧ブロック６１を押し付けている。これによって、ピニオン４とラック５との噛み合い部のバックラッシュを無くし、ラック５が円滑に移動するようにしている。
【００５５】
図１２に示すように、ステアリングホイール１０１の操舵力がラック５に伝達され、ピニオン４に大きなスラスト荷重Ｐ１が加わり、止め輪２３が離脱したり破損すると、ピニオン軸１が図７、図８の軸方向の上方に動く。すると、ピニオン４の下端面４２側の切り上がり部４５が、ラック５の外周面５１に当接し、ピニオン軸１はそれ以上軸方向に動かない。また、切り上がり部４５がラック５の外周面５１に当接すると、異音が生じるため、運転者に異常を通知することができる。
【００５６】
図８に示すように、ラック５の外周面５１がピニオン４の下端面４２側の切り上がり部４５に当接するまでの軸方向の長さをβ１とする。また、ニードル軸受２４が小径軸部１２を軸支する軸方向の長さをβ２とする。このβ１がβ２よりも小さく形成されているため、ピニオン軸１が軸方向の上方に動いても、小径軸部１２はニードル軸受２４から外れることが無い。そのため、ピニオン軸１は、常時、玉軸受２１とニードル軸受２４の両方によって軸支されるため、ラックピニオン式ステアリング装置の所定の性能を維持することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１０１ ステアリングホイール
１０２ モータ
１０３ ステアリングギヤ
１０４ タイロッド
１０５ コラム
１０６ 中間シャフト
１０７ アシスト装置（操舵補助部）
１０８ 出力軸
１０９Ａ、１０９Ｂ 自在継手
１ ピニオン軸
１１ 大径軸部
１２ 小径軸部
１３ 環状溝
２１ 玉軸受（第１の軸受）
２２ カシメリング
２３ 止め輪
２４ ニードル軸受（第２の軸受）
３ ハウジング
３１ 軸受穴
３２ 環状溝
３３ 軸受穴
４ ピニオン
４１ 上端面
４２ 下端面
４３ 歯底
４４ 切り上がり部（第１の切り上がり部）
４５ 切り上がり部（第２の切り上がり部）
５ ラック
５１ 外周面
５２ 歯先
５３ 平面部
６ ラックガイド
６１ 押圧ブロック
６２ アジャストカバー
６３ コイルバネ
【技術分野】
【０００１】
本発明はステアリング装置、特に、ステアリングホイールに付与された操舵力を、ピニオンに噛み合うラックを介して車輪側に伝達するラックピニオン式ステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステアリングホイールの操舵トルクを、ピニオンに噛み合うラックを介して車輪側に伝達するラックピニオン式ステアリング装置がある。また、ステアリングホイールの操舵トルクを検出し、ステアリングホイールに付与された操舵力を補助して、ピニオンに噛み合うラックを介して車輪側に伝達し、ステアリングホイールの操作を楽に行うようにした操舵力補助装置（電動パワーステアリング装置）を有するラックピニオン式ステアリング装置がある。このようなステアリング装置として、特許文献１、特許文献２に開示されたラックピニオン式ステアリング装置がある。
【０００３】
図１０は従来のラックピニオン式ステアリング装置の全体を示す斜視図、図１１は図１０のピニオン軸の正面図、図１２は図１０のピニオン軸に加わる荷重を示す斜視図である。図１０、図１１に示すように、ピニオン軸１は、その軸方向の略中間位置より下方にピニオン４が形成され、ピニオン４の上端には、ピニオン４の歯底円直径Ｄ１よりも大径の大径軸部１１が形成されている。また、ピニオン４の下端には、ピニオン４の歯底円直径Ｄ１よりも小径の小径軸部１２が形成されている。
【０００４】
大径軸部１１が玉軸受（第１の軸受）２１によりハウジング３に軸支されている。大径軸部１１上端の環状溝１３に装着してカシメられたカシメリング２２は、玉軸受２１の内輪を、ピニオン４の上端面４１との間で挟み込んでいる。
【０００５】
また、玉軸受２１の外輪は、ハウジング３に形成された軸受穴３１に挿入され、この軸受穴３１の開口側の環状溝３２に装着された止め輪２３によって、軸方向の移動不能にハウジング３に固定されている。
【０００６】
ピニオン４の歯底４３は、ピニオン４の下端面４２（小径軸部１２）側は、歯底円直径Ｄ１のままで通し加工されている。また、ピニオン４の上端面４１（大径軸部１１）側の歯底４３は、ホブカッターの曲率半径と同一半径Ｒ１の切り上がり部（第１の切り上がり部）４４（ピニオン４の歯形加工時のホブカッターの逃げ部分）が、上端面４１よりも下側に形成されている。従って、切り上がり部４４の終端は、ピニオン４の歯先円直径Ｄ２と同一直径に形成されている。
【０００７】
小径軸部１２の外径寸法は、歯形加工時にホブカッターで通し加工した際、ホブカッターと小径軸部１２の外周との干渉を避けるために、ピニオン４の歯底円直径Ｄ１よりも小さく形成されている。この小径軸部１２はハウジング３の下方に形成された軸受穴３３に、ニードル軸受（第２の軸受）２４により軸支されている。このようにして、ピニオン軸１は、玉軸受２１及びニードル軸受２４によって、スラスト方向及びラジアル方向にハウジング３に支持されている。
【０００８】
ピニオン軸１の上端は、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ている。ステアリングホイールを操作すると、その操舵力がピニオン軸１に伝達される。ピニオン軸１の回転は、ピニオン４を介してラック５に伝達され、ラック５に連結された図示しないタイロッドを介して舵輪の向きを変更する。ピニオン４の回転をラック５に円滑に伝達するために、ピニオン４の歯は、ピニオン軸１の軸心に対して所定のねじれ角を有するヘリカルピニオンに形成されている。
【０００９】
ラックガイド６は、ラック５の背面に押圧ブロック６１をアジャストカバー６２によって常時押し付けている。アジャストカバー６２は、コイルバネ６３を介して押圧ブロック６１を付勢して、ラック５の背面に押圧ブロック６１を押し付けている。これによって、ピニオン４とラック５との噛み合い部のバックラッシュを無くし、ラック５が円滑に移動するようにしている。
【００１０】
図１２に示すように、ステアリングホイールの操舵力がラック５に伝達されると、ピニオン４には、スラスト荷重Ｐ１、ラジアル荷重Ｐ２、接線荷重Ｐ３の３種類の荷重が加わる。
【００１１】
ラジアル荷重Ｐ２と接線荷重Ｐ３は、玉軸受２１及びニードル軸受２４とハウジング３によって支持される。しかし、スラスト荷重Ｐ１は、玉軸受２１と止め輪２３だけで支持される。従って、大きなスラスト荷重Ｐ１が作用して止め輪２３が離脱したり破損すると、ピニオン軸１が軸方向に動くため、スラスト荷重を支持することができない。特に、コラム式の電動パワーステアリング装置などで、高出力タイプのものに適用することが難しくなる。
【００１２】
特許文献１のラックピニオン式ステアリング装置は、玉軸受と止め輪との間の異音の発生を防止するものであって、止め輪の離脱や破損によるピニオン軸の軸方向移動を防止するものではない。特許文献２のラックピニオン式ステアリング装置は、玉軸受のスラスト荷重を支持するネジカバーの緩み止めとして、玉軸受の外輪に溝を形成している。しかし、玉軸受の外輪形状が特殊形状となるため、玉軸受の製造コストが上昇してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２０１０−０３８２５４号公報
【特許文献２】特開２０１０−０３１９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、ピニオン軸のスラスト荷重を支持する止め輪が離脱したり破損しても、ピニオン軸が軸方向に動くことを規制することが可能なラックピニオン式ステアリング装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題は以下の手段によって解決される。すなわち、第１番目の発明は、ハウジング、上記ハウジングに回転可能に軸支され、ステアリングホイールの操舵力がその一端に伝達されるピニオン軸、上記ピニオン軸の他端に形成されたピニオン、上記ピニオンと噛み合い、操舵力を車輪側に伝達するラック、上記ピニオンの一端にピニオンの歯底円直径よりも大径に形成された大径軸部、上記大径軸部を上記ハウジングに回転可能に軸支する第１の軸受、上記ピニオンの他端にピニオンの歯底円直径よりも小径に形成された小径軸部、上記小径軸部を上記ハウジングに回転可能に軸支する第２の軸受、上記ピニオンの大径軸部側の歯底に形成された第１の切り上がり部、上記ピニオンの小径軸部側の歯底に形成された第２の切り上がり部が形成されていることを特徴とするラックピニオン式ステアリング装置である。
【００１６】
第２番目の発明は、第１番目の発明のラックピニオン式ステアリング装置において、上記第１の切り上がり部及び第２の切り上がり部の終端が、上記ピニオンの歯先円直径と同一直径に形成されていることを特徴とするラックピニオン式ステアリング装置である。
【００１７】
第３番目の発明は、第１番目の発明のラックピニオン式ステアリング装置において、上記第１の切り上がり部の終端が、上記ピニオンの歯先円直径と同一直径に形成され、上記第２の切り上がり部の終端が、上記ピニオンの歯先円直径よりも小径で、上記ラックの歯先よりも大径に形成されていることを特徴とするラックピニオン式ステアリング装置である。
【００１８】
第４番目の発明は、第２番目から第３番目までのいずれかの発明のラックピニオン式ステアリング装置において、上記ピニオンに加わるスラスト荷重によって上記ピニオン軸が第１の軸受の側に移動し、上記ラックの外周面が第２の切り上がり部に当接するまでの軸方向の長さが、上記第２の軸受が上記小径軸部を軸支する軸方向の長さよりも小さく形成されていることを特徴とするラックピニオン式ステアリング装置である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のラックピニオン式ステアリング装置は、ピニオンの一端にピニオンの歯底円直径よりも大径に形成された大径軸部と、大径軸部をハウジングに回転可能に軸支する第１の軸受と、ピニオンの他端にピニオンの歯底円直径よりも小径に形成された小径軸部と、小径軸部をハウジングに回転可能に軸支する第２の軸受と、ピニオンの大径軸部側の歯底に形成された第１の切り上がり部と、ピニオンの小径軸部側の歯底に形成された第２の切り上がり部とから構成されている。
【００２０】
従って、ピニオンに大きなスラスト荷重が加わり、止め輪が離脱したり破損すると、ピニオンが軸方向に動く。すると、ピニオンの小径軸部側の歯底に形成された第２の切り上がり部が、ラックの外周面に当接し、ピニオンはそれ以上軸方向に動かないため、スラスト荷重を支持することができ、ラックピニオン式ステアリング装置の所定の性能を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のラックピニオン式ステアリング装置の全体を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施例１のラックピニオン式ステアリング装置を示す縦断面図である。
【図３】図２のピニオン軸の正面図である。
【図４】本発明の実施例２のラックピニオン式ステアリング装置を示す縦断面図である。
【図５】図４のピニオン軸の正面図である。
【図６】図４のＰ部拡大断面図である。
【図７】本発明の実施例３のラックピニオン式ステアリング装置を示す縦断面図である。
【図８】図７のＱ部拡大断面図である。
【図９】図７のラック単体の正面図である。
【図１０】従来のラックピニオン式ステアリング装置の全体を示す斜視図である。
【図１１】図１０のピニオン軸の正面図である。
【図１２】図１０のピニオン軸に加わる荷重を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面に基づいて本発明の実施例１から実施例３を説明する。
【実施例１】
【００２３】
図１は本発明のラックピニオン式ステアリング装置の全体を示す斜視図、図２は本発明の実施例１のラックピニオン式ステアリング装置を示す縦断面図、図３は図２のピニオン軸の正面図である。
【００２４】
図１に示すように、本発明のラックピニオン式ステアリング装置は、コラムアシスト型ラックピニオン式パワーステアリング装置である。ステアリングホイール１０１の操作力を軽減するために、コラム１０５の中間部に取付けたモータ１０２の操舵補助力をステアリングシャフトに付与し、中間シャフト１０６を介して、ラックピニオン式のステアリングギヤ１０３のラックを往復移動させ、タイロッド１０４を介して舵輪を操舵する方式のパワーステアリング装置である。
【００２５】
ステアリングシャフトに補助トルクを付与する為のアシスト装置（操舵補助部）１０７の車体前方側端面から突出した出力軸１０８が、自在継手（上側自在継手）１０９Ａを介して、中間シャフト１０６の後端部に連結している。また、この中間シャフト１０６の前端部に、別の自在継手（下側自在継手）１０９Ｂを介して、ステアリングギヤ１０３のピニオン軸１を連結している。
【００２６】
図２、図３に示すように、図１で説明したピニオン軸１は、その軸方向の略中間位置より下方にピニオン４が形成され、ピニオン４の上端には、ピニオン４の歯底円直径Ｄ１よりも大径の大径軸部１１が形成されている。また、ピニオン４の下端には、ピニオン４の歯底円直径Ｄ１よりも小径の小径軸部１２が形成されている。
【００２７】
大径軸部１１が玉軸受（第１の軸受）２１によりハウジング３に軸支されている。大径軸部１１上端の環状溝１３に装着してカシメられたカシメリング２２は、玉軸受２１の内輪を、ピニオン４の上端面４１との間で挟み込んでいる。
【００２８】
また、玉軸受２１の外輪は、ハウジング３に形成された軸受穴３１に挿入され、この軸受穴３１の開口側の環状溝３２に装着された止め輪２３によって、軸方向の移動不能にハウジング３に固定されている。
【００２９】
ピニオン４の上端面４１（大径軸部１１）側の歯底４３は、ホブカッターの曲率半径と同一半径Ｒ１の切り上がり部（第１の切り上がり部）４４（ピニオン４の歯形加工時のホブカッターの逃げ部分）が、上端面４１よりも下側に形成されている。また、ピニオン４の下端面４２（小径軸部１２）側の歯底４３は、ホブカッターの曲率半径と同一半径Ｒ１の切り上がり部（第２の切り上がり部）４５が、下端面４２よりも上側に形成されている。従って、切り上がり部４４、４５の終端は、ピニオン４の歯先円直径Ｄ２と同一直径に形成されている。
【００３０】
小径軸部１２の外径寸法は、ピニオン４の歯底円直径Ｄ１よりも小さく形成されている。この小径軸部１２はハウジング３の下方に形成された軸受穴３３に、ニードル軸受（第２の軸受）２４により軸支されている。このようにして、ピニオン軸１は、玉軸受２１及びニードル軸受２４によって、スラスト方向及びラジアル方向にハウジング３に支持されている。
【００３１】
ピニオン軸１の上端は、図１の自在継手１０９Ｂ、中間シャフト１０６を介してステアリングホイール１０１に連結されている。ステアリングホイール１０１を操作すると、モータ１０２の操舵補助力が付与された操舵力がピニオン軸１に伝達される。ピニオン軸１の回転は、ピニオン４を介してラック５に伝達され、ラック５に連結された図１のタイロッド１０４を介して舵輪の向きを変更する。ピニオン４の回転をラック５に円滑に伝達するために、ピニオン４の歯は、ピニオン軸１の軸心に対して所定のねじれ角を有するヘリカルピニオンに形成されている。
【００３２】
ラックガイド６は、ラック５の背面に押圧ブロック６１をアジャストカバー６２によって常時押し付けている。アジャストカバー６２は、コイルバネ６３を介して押圧ブロック６１を付勢して、ラック５の背面に押圧ブロック６１を押し付けている。これによって、ピニオン４とラック５との噛み合い部のバックラッシュを無くし、ラック５が円滑に移動するようにしている。
【００３３】
図１１に示すように、ステアリングホイール１０１の操舵力がラック５に伝達され、ピニオン４に大きなスラスト荷重Ｐ１が加わり、止め輪２３が離脱したり破損すると、ピニオン軸１が図１、図２の軸方向の上方に動く。すると、ピニオン４の下端面４２側の切り上がり部４５が、ラック５の外周面５１に当接し、ピニオン軸１はそれ以上軸方向に動かないため、スラスト荷重を支持することができ、ラックピニオン式ステアリング装置の所定の性能を維持することができる。また、切り上がり部４５がラック５の外周面５１に当接すると、異音が生じるため、運転者に異常を通知することができる。
【００３４】
本発明の実施例１では、ピニオン４の小径軸部１２側の歯底４３に切り上がり部４５を形成し、切り上がり部４５の終端をピニオン４の歯先円直径Ｄ２と同一直径に形成するだけで済むため、製造コストの上昇を小さく抑えることができる。
【実施例２】
【００３５】
次に本発明の実施例２について説明する。図４は本発明の実施例２のラックピニオン式ステアリング装置を示す縦断面図、図５は図４のピニオン軸の正面図、図６は図４のＰ部拡大断面図である。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分についてのみ説明し、重複する説明は省略する。また、同一部品には同一番号を付して説明する。実施例２は実施例１の変形例であって、実施例１の切り上がり部４５の終端の直径を実施例１よりも小さく形成した例である。
【００３６】
図４から図６に示すように、ピニオン軸１は、その軸方向の略中間位置より下方にピニオン４が形成され、ピニオン４の上端には、ピニオン４の歯底円直径Ｄ１よりも大径の大径軸部１１が形成されている。また、ピニオン４の下端には、ピニオン４の歯底円直径Ｄ１よりも小径の小径軸部１２が形成されている。
【００３７】
大径軸部１１が玉軸受（第１の軸受）２１によりハウジング３に軸支されている。大径軸部１１上端の環状溝１３に装着してカシメられたカシメリング２２は、玉軸受２１の内輪を、ピニオン４の上端面４１との間で挟み込んでいる。
【００３８】
また、玉軸受２１の外輪は、ハウジング３に形成された軸受穴３１に挿入され、この軸受穴３１の開口側の環状溝３２に装着された止め輪２３によって、軸方向の移動不能にハウジング３に固定されている。
【００３９】
ピニオン４の上端面４１（大径軸部１１）側の歯底４３は、ホブカッターの曲率半径と同一半径Ｒ１の切り上がり部（第１の切り上がり部）４４（ピニオン４の歯形加工時のホブカッターの逃げ部分）が、上端面４１よりも下側に形成されている。切り上がり部４４の終端は、ピニオン４の歯先円直径Ｄ２と同一直径に形成されている。
【００４０】
また、ピニオン４の下端面４２（小径軸部１２）側の歯底４３は、ホブカッターの曲率半径と同一半径Ｒ１の切り上がり部（第２の切り上がり部）４５が、下端面４２よりも下側に延びて形成されて、切り上がり部４５の終端が、ピニオン４の歯先円直径Ｄ２よりも小径で、ラック５の歯先５２よりも、図６の長さＬだけ大径に形成されている。
【００４１】
小径軸部１２の外径寸法は、ピニオン４の歯底円直径Ｄ１よりも小さく形成されている。この小径軸部１２はハウジング３の下方に形成された軸受穴３３に、ニードル軸受（第２の軸受）２４により軸支されている。このようにして、ピニオン軸１は、玉軸受２１及びニードル軸受２４によって、スラスト方向及びラジアル方向にハウジング３に支持されている。
【００４２】
ピニオン軸１の上端は、図１の自在継手１０９Ｂ、中間シャフト１０６を介してステアリングホイール１０１に連結されている。ステアリングホイール１０１を操作すると、モータ１０２の操舵補助力が付与された操舵力がピニオン軸１に伝達される。ピニオン軸１の回転は、ピニオン４を介してラック５に伝達され、ラック５に連結された図１のタイロッド１０４を介して舵輪の向きを変更する。ピニオン４の回転をラック５に円滑に伝達するために、ピニオン４の歯は、ピニオン軸１の軸心に対して所定のねじれ角を有するヘリカルピニオンに形成されている。
【００４３】
ラックガイド６は、ラック５の背面に押圧ブロック６１をアジャストカバー６２によって常時押し付けている。アジャストカバー６２は、コイルバネ６３を介して押圧ブロック６１を付勢して、ラック５の背面に押圧ブロック６１を押し付けている。これによって、ピニオン４とラック５との噛み合い部のバックラッシュを無くし、ラック５が円滑に移動するようにしている。
【００４４】
図１１に示すように、ステアリングホイール１０１の操舵力がラック５に伝達され、ピニオン４に大きなスラスト荷重Ｐ１が加わり、止め輪２３が離脱したり破損すると、ピニオン軸１が図４から図６の軸方向の上方に動く。すると、ピニオン４の下端面４２側の切り上がり部４５が、ラック５の外周面５１に当接し、ピニオン軸１はそれ以上軸方向に動かないため、スラスト荷重を支持することができ、ラックピニオン式ステアリング装置の所定の性能を維持することができる。また、切り上がり部４５がラック５の外周面５１に当接すると、異音が生じるため、運転者に異常を通知することができる。
【００４５】
本発明の実施例２では、ピニオン４の小径軸部１２側の歯底４３に切り上がり部４５を形成し、切り上がり部４５の終端を、ピニオン４の歯先円直径Ｄ２よりも小径で、ラック５の歯先５２よりも大径に形成するだけで済むため、製造コストの上昇を小さく抑えることができる。
【実施例３】
【００４６】
次に本発明の実施例３について説明する。図７は本発明の実施例３のラックピニオン式ステアリング装置を示す縦断面図、図８は図７のＱ部拡大断面図、図９は図７のラック単体の正面図である。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分についてのみ説明し、重複する説明は省略する。また、同一部品には同一番号を付して説明する。実施例３は実施例１の変形例であって、ピニオンに加わるスラスト荷重によってピニオン軸が第１の軸受の側に移動した時に、小径軸部が第２の軸受から外れないようにした例である。
【００４７】
図７、図８に示すように、ピニオン軸１は、その軸方向の略中間位置より下方にピニオン４が形成され、ピニオン４の上端には、ピニオン４の歯底円直径Ｄ１よりも大径の大径軸部１１が形成されている。また、ピニオン４の下端には、ピニオン４の歯底円直径Ｄ１よりも小径の小径軸部１２が形成されている。
【００４８】
大径軸部１１が玉軸受（第１の軸受）２１によりハウジング３に軸支されている。大径軸部１１上端の環状溝１３に装着してカシメられたカシメリング２２は、玉軸受２１の内輪を、ピニオン４の上端面４１との間で挟み込んでいる。
【００４９】
また、玉軸受２１の外輪は、ハウジング３に形成された軸受穴３１に挿入され、この軸受穴３１の開口側の環状溝３２に装着された止め輪２３によって、軸方向の移動不能にハウジング３に固定されている。
【００５０】
ピニオン４の上端面４１（大径軸部１１）側の歯底４３は、ホブカッターの曲率半径と同一半径Ｒ１の切り上がり部（第１の切り上がり部）４４（ピニオン４の歯形加工時のホブカッターの逃げ部分）が、上端面４１よりも下側に形成されている。
【００５１】
また、ピニオン４の下端面４２（小径軸部１２）側の歯底４３は、ホブカッターの曲率半径と同一半径Ｒ１の切り上がり部（第２の切り上がり部）４５が、下端面４２よりも上側に形成されている。従って、切り上がり部４４、４５の終端は、ピニオン４の歯先円直径Ｄ２と同一直径に形成されている。図９に示すように、ラック５のラック歯の左端部には、ラック歯の歯底を延長した平面部５３が形成されている。この平面部５３がピニオン軸１の軸心位置にくるようにラック５の軸方向位置を位置決めしてから、ピニオン軸１をハウジング３に挿入して組み立てる。
【００５２】
小径軸部１２の外径寸法は、ピニオン４の歯底円直径Ｄ１よりも小さく形成されている。この小径軸部１２はハウジング３の下方に形成された軸受穴３３に、ニードル軸受（第２の軸受）２４により軸支されている。このようにして、ピニオン軸１は、玉軸受２１及びニードル軸受２４によって、スラスト方向及びラジアル方向にハウジング３に支持されている。
【００５３】
ピニオン軸１の上端は、図１の自在継手１０９Ｂ、中間シャフト１０６を介してステアリングホイール１０１に連結されている。ステアリングホイール１０１を操作すると、モータ１０２の操舵補助力が付与された操舵力がピニオン軸１に伝達される。ピニオン軸１の回転は、ピニオン４を介してラック５に伝達され、ラック５に連結された図１のタイロッド１０４を介して舵輪の向きを変更する。ピニオン４の回転をラック５に円滑に伝達するために、ピニオン４の歯は、ピニオン軸１の軸心に対して所定のねじれ角を有するヘリカルピニオンに形成されている。
【００５４】
ラックガイド６は、ラック５の背面に押圧ブロック６１をアジャストカバー６２によって常時押し付けている。アジャストカバー６２は、コイルバネ６３を介して押圧ブロック６１を付勢して、ラック５の背面に押圧ブロック６１を押し付けている。これによって、ピニオン４とラック５との噛み合い部のバックラッシュを無くし、ラック５が円滑に移動するようにしている。
【００５５】
図１２に示すように、ステアリングホイール１０１の操舵力がラック５に伝達され、ピニオン４に大きなスラスト荷重Ｐ１が加わり、止め輪２３が離脱したり破損すると、ピニオン軸１が図７、図８の軸方向の上方に動く。すると、ピニオン４の下端面４２側の切り上がり部４５が、ラック５の外周面５１に当接し、ピニオン軸１はそれ以上軸方向に動かない。また、切り上がり部４５がラック５の外周面５１に当接すると、異音が生じるため、運転者に異常を通知することができる。
【００５６】
図８に示すように、ラック５の外周面５１がピニオン４の下端面４２側の切り上がり部４５に当接するまでの軸方向の長さをβ１とする。また、ニードル軸受２４が小径軸部１２を軸支する軸方向の長さをβ２とする。このβ１がβ２よりも小さく形成されているため、ピニオン軸１が軸方向の上方に動いても、小径軸部１２はニードル軸受２４から外れることが無い。そのため、ピニオン軸１は、常時、玉軸受２１とニードル軸受２４の両方によって軸支されるため、ラックピニオン式ステアリング装置の所定の性能を維持することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１０１ ステアリングホイール
１０２ モータ
１０３ ステアリングギヤ
１０４ タイロッド
１０５ コラム
１０６ 中間シャフト
１０７ アシスト装置（操舵補助部）
１０８ 出力軸
１０９Ａ、１０９Ｂ 自在継手
１ ピニオン軸
１１ 大径軸部
１２ 小径軸部
１３ 環状溝
２１ 玉軸受（第１の軸受）
２２ カシメリング
２３ 止め輪
２４ ニードル軸受（第２の軸受）
３ ハウジング
３１ 軸受穴
３２ 環状溝
３３ 軸受穴
４ ピニオン
４１ 上端面
４２ 下端面
４３ 歯底
４４ 切り上がり部（第１の切り上がり部）
４５ 切り上がり部（第２の切り上がり部）
５ ラック
５１ 外周面
５２ 歯先
５３ 平面部
６ ラックガイド
６１ 押圧ブロック
６２ アジャストカバー
６３ コイルバネ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング、
上記ハウジングに回転可能に軸支され、ステアリングホイールの操舵力がその一端に伝達されるピニオン軸、
上記ピニオン軸の他端に形成されたピニオン、
上記ピニオンと噛み合い、操舵力を車輪側に伝達するラック、
上記ピニオンの一端にピニオンの歯底円直径よりも大径に形成された大径軸部、
上記大径軸部を上記ハウジングに回転可能に軸支する第１の軸受、
上記ピニオンの他端にピニオンの歯底円直径よりも小径に形成された小径軸部、
上記小径軸部を上記ハウジングに回転可能に軸支する第２の軸受、
上記ピニオンの大径軸部側の歯底に形成された第１の切り上がり部、
上記ピニオンの小径軸部側の歯底に形成された第２の切り上がり部が形成されていること
を特徴とするラックピニオン式ステアリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたラックピニオン式ステアリング装置において、
上記第１の切り上がり部及び第２の切り上がり部の終端が、上記ピニオンの歯先円直径と同一直径に形成されていること
を特徴とするラックピニオン式ステアリング装置。
【請求項３】
請求項１に記載されたラックピニオン式ステアリング装置において、
上記第１の切り上がり部の終端が、上記ピニオンの歯先円直径と同一直径に形成され、
上記第２の切り上がり部の終端が、上記ピニオンの歯先円直径よりも小径で、上記ラックの歯先よりも大径に形成されていること
を特徴とするラックピニオン式ステアリング装置。
【請求項４】
請求項２から請求項３までのいずれかに記載されたラックピニオン式ステアリング装置において、
上記ピニオンに加わるスラスト荷重によって上記ピニオン軸が第１の軸受の側に移動し、上記ラックの外周面が第２の切り上がり部に当接するまでの軸方向の長さが、
上記第２の軸受が上記小径軸部を軸支する軸方向の長さよりも小さく形成されていること
を特徴とするラックピニオン式ステアリング装置。
【請求項１】
ハウジング、
上記ハウジングに回転可能に軸支され、ステアリングホイールの操舵力がその一端に伝達されるピニオン軸、
上記ピニオン軸の他端に形成されたピニオン、
上記ピニオンと噛み合い、操舵力を車輪側に伝達するラック、
上記ピニオンの一端にピニオンの歯底円直径よりも大径に形成された大径軸部、
上記大径軸部を上記ハウジングに回転可能に軸支する第１の軸受、
上記ピニオンの他端にピニオンの歯底円直径よりも小径に形成された小径軸部、
上記小径軸部を上記ハウジングに回転可能に軸支する第２の軸受、
上記ピニオンの大径軸部側の歯底に形成された第１の切り上がり部、
上記ピニオンの小径軸部側の歯底に形成された第２の切り上がり部が形成されていること
を特徴とするラックピニオン式ステアリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたラックピニオン式ステアリング装置において、
上記第１の切り上がり部及び第２の切り上がり部の終端が、上記ピニオンの歯先円直径と同一直径に形成されていること
を特徴とするラックピニオン式ステアリング装置。
【請求項３】
請求項１に記載されたラックピニオン式ステアリング装置において、
上記第１の切り上がり部の終端が、上記ピニオンの歯先円直径と同一直径に形成され、
上記第２の切り上がり部の終端が、上記ピニオンの歯先円直径よりも小径で、上記ラックの歯先よりも大径に形成されていること
を特徴とするラックピニオン式ステアリング装置。
【請求項４】
請求項２から請求項３までのいずれかに記載されたラックピニオン式ステアリング装置において、
上記ピニオンに加わるスラスト荷重によって上記ピニオン軸が第１の軸受の側に移動し、上記ラックの外周面が第２の切り上がり部に当接するまでの軸方向の長さが、
上記第２の軸受が上記小径軸部を軸支する軸方向の長さよりも小さく形成されていること
を特徴とするラックピニオン式ステアリング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−１６２２５３（Ｐ２０１２−１６２２５３Ａ）
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３２５２５（Ｐ２０１１−２３２５２５）
【出願日】平成２３年１０月２４日（２０１１．１０．２４）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２４日（２０１１．１０．２４）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
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