JP2004076757A - Ball bearing and ball bearing device - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ball bearing to be incorporated in a power steering device, e.g., preventing the occurrence of a gap in the axial direction when fixing the ball bearing to a housing. <P>SOLUTION: The ball bearing 41 comprises a rotary ring 41a, a fixed ring 41b opposed to the rotary ring 41a in the radial direction, and a plurality of balls 41c rollingly held between the rotary ring 41a and the fixed ring 41b in the radial direction. The fixed ring 41b has a rolling groove 61 recessed in contact with the balls 41c at two points apart therefrom in the axial direction. The fixed ring 41b is formed with its axial width changeable with the elastically compressed deformation of the fixed ring 41b. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばパワーステアリング装置の操作軸の支持などに用いられる玉軸受および玉軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
玉軸受としては、例えば図９に示すように、パワーステアリング装置７０におけるステアリング操作軸７３のハウジング７２への支持に用いられるものが知られている。この場合、ステアリング操作軸７３の軸方向において玉軸受７１とハウジング７２の端面７２ａとの間に隙間が生じていた。
【０００３】
すなわち、玉軸受７１の内輪７１ａについてはステアリング操作軸７３に圧入されて確実な固定が行われているのに対して、外輪７１ｂについてはハウジングに対して比較的ルーズに嵌められていたので、外輪７１ｂについてハウジング７２の端面７２ａとの間に隙間が生じていた。
【０００４】
これは、パワーステアリング装置の場合、操作軸の支持精度が高いものとしなくても実用に十分耐えることから比較的ルーズな組み付けを行っているからである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように軸方向で玉軸受とハウジングとの間に隙間が生じている状態となっていることで、ステアリング操作軸７３が軸方向に移動したりするような安定性の低い支持となっていることから、ハンドル操作時において幾分がたついたりするような操作感覚を運転者が受けるおそれがある。
【０００６】
そのようながたつきを抑制するため、例えば、ハウジングと軸受装置の固定輪との間の隙間部分にシム７８などを介装することで極力隙間が生じないようにすることも考えられるが、それだけではがたつきが生じないように隙間をなくすことは不十分であった。
【０００７】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたものであって、例えばパワーステアリング装置などに組み込まれる玉軸受において、玉軸受のハウジングなどへの固定を軸方向で隙間が生じないようにすることを解決しようとする課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明に係る玉軸受は、回転輪と、該回転輪に対して径方向で対向される固定輪と、前記回転輪および固定輪の間に転動自在に径方向で介装される複数個の玉とを含む玉軸受であって、前記固定輪は、前記玉に対して軸方向で離れた２点で接触する転動溝が凹み形成されているとともに、前記固定輪は、その軸方向幅が該固定輪の弾性圧縮により変更自在に構成されている、ことを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る玉軸受によれば、固定輪には、転動体としての各玉を転動できるようにするための転動溝が凹み形成されているとともに、この固定輪は、その軸方向での幅がこの固定輪の弾性的な変形により変形自在となっているから、玉軸受を装着するケーシングなどにおいて、固定輪を装着する箇所の軸方向での幅が比較的広くなっている場合でも、その装着箇所の軸方向幅よりも固定輪を予め比較的幅広のものとして構成しておけば、その固定輪を軸方向で圧縮変形することで、その装着箇所への装着は可能となる。
【００１０】
また、その装着された状態では、固定輪の幅広側への弾性付勢力によって、固定輪装着箇所での軸方向での固定輪受け部に固定輪の軸方向両端部がそれぞれ圧接するので、がたつきなく固定される。
【００１１】
本発明に係る玉軸受は、好ましくは、前記固定輪は、前記転動溝の軸方向両端部のそれぞれに径方向に沿った環状部を連設することで片半断面形状がＭ字状に構成されている。
【００１２】
この場合、固定輪をその軸方向両端の環状部が固定輪受け部に対して当接して、その固定輪の固定輪受け部への固定保持がなされる。
【００１３】
本発明に係る玉軸受は、好ましくは、前記固定輪は環状板をプレス成形することにより構成される。
【００１４】
この場合、簡易な製造法であるプレス成形により固定輪を製作するものであるから、安価にできる。
【００１５】
（２）本発明に係る玉軸受装置は、回転輪と、該回転輪に対して径方向で対向される固定輪と、前記回転輪および固定輪の間に転動自在に径方向で介装される複数個の玉とを含む玉軸受が備えられた玉軸受装置であって、前記固定輪は、前記玉に対して軸方向で離れた２点で接触する転動溝が凹み形成されているとともに、前記固定輪は、その軸方向幅が該固定輪の弾性圧縮により変更自在に構成され、前記固定輪に対し軸方向両側で位置規制する固定輪受け部を備えることを特徴とする。
【００１６】
ここで、玉軸受装置とは、玉軸受が軸受として使用された装置をいう。
【００１７】
本発明に係る玉軸受装置によれば、固定輪受け部によって位置規制された状態で固定輪が装着保持されるとともに、その固定輪は軸方向で圧縮変形した状態でその装着箇所に保持されるから、軸方向で固定輪と固定輪受け部とは隙間なく密接されるものとなっている。
【００１８】
これによって、その固定輪が軸方向でがたついたりしないものとなっており、例えば、玉軸受装置としてパワーステアリング装置のステアリング操作軸を支持するものの場合、不当ながたつきを感じることなく良好な操作感覚でステアリング操作を行うことができる。
【００１９】
【発明の実施形態】
本発明の詳細を図面に示す実施形態に基づいて説明する。図１ないし図４は、本発明の実施形態に係る玉軸受装置等を示し、図１は、玉軸受装置を有するパワーステアリング装置を示す断面図、図２は、図１における要部の拡大図、図３は、図２のさらなる拡大図、図４は、図３の玉軸受装置の外輪の一部破断斜視図である。
【００２０】
図１に示す油圧式パワーステアリング装置１は、ステアリングホイール（図示省略）に連結される入力シャフト２と、入力シャフト２にトーションバー３を介して連結される出力シャフト４とを備えている。
【００２１】
トーションバー３は、ピン５を介して入力シャフト２に連結され、またセレーション６を介して出力シャフト４に連結されている。
【００２２】
これにより、入力シャフト２と出力シャフト４とは、操舵トルクに応じて弾性的に相対回転する。出力シャフト４の外周にピニオン７が同行回転するように一体的に形成され、ピニオン７に噛み合うラック８が車輪（図示省略）に連結されている。
【００２３】
操舵による入力シャフト２の回転がトーションバー３を介して伝達されることで、出力シャフト４はピニオン７と共に回転し、ラック８は車両幅方向に移動する。ラック８の移動により車輪の操舵角が変化する。
【００２４】
なお、ラック８を支持するサポートヨーク１６がバネ１７の弾力によりラック８に押し付けられている。
【００２５】
操舵補助力発生用油圧アクチュエータとして油圧シリンダ１２が設けられている。油圧シリンダ１２は、ピニオン７とラック８とを覆うピニオンハウジング２１により構成されるシリンダチューブと、ラック８に一体に形成されたピストン１３と、ピストン１３により仕切られる一対の油室１４，１５とを備える。
【００２６】
ピニオン７から軸方向に離れた位置において、出力シャフト４の周囲にロータリー式油圧制御弁１１が設けられている。
【００２７】
油圧制御弁１１は、ピニオンハウジング２１に連結されるバルブハウジング２２により覆われ、出力シャフト４に同行回転、すなわち出力シャフト４に連動して回転するように連結される筒状の第１バルブ部材２４と、第１バルブ部材２４により覆われる入力シャフト２の外周に一体的に設けられる第２バルブ部材２５とを有する。
【００２８】
第１バルブ部材２４は出力シャフト４の回転によりバルブハウジング２２に対して出力シャフト４の軸中心に相対回転する。
【００２９】
操舵トルクに応じた入出力シャフト２，４の弾性的な相対回転により両バルブ部材２４，２５は相対回転する。
【００３０】
両バルブ部材２４，２５の間は弁間油路２７とされ、弁間油路２７にポンプＰと油圧シリンダ１２の各油室１４，１５が、バルブハウジング２２に設けられたポート２２ａ，２２ｂ，２２ｃと第１バルブ部材２４に形成された油路２４ａ，２４ｂ，２４ｃとを介して個別に接続される。
【００３１】
また、弁間油路２７にタンクＴがバルブハウジング２２に設けられたポート２２ｄ、入力シャフト２に形成された油路２ａ，２ｂ、および入力シャフト２とトーションバー３との間を介して接続される。
【００３２】
第１バルブ部材２４の外周面と同心の円筒面に沿うと共に微小隙間を介して対向するものとされ、その微小隙間は各ポート２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの間においてシールリング２６によりシールされている。
【００３３】
弁間油路２７に、両バルブ部材２４，２５の相対回転量に応じて開度が変化する絞りが、その相対回転量に応じてポンプＰから吐出される圧油の油圧を制御できるように設けられている。
【００３４】
その圧油は、操舵方向に応じて油圧シリンダ１２の両油室１４，１５のうちの一方に供給され、他方から油圧制御弁１１を介してタンクＴへ還流する。
【００３５】
これにより、油圧制御弁１１で制御される油圧に応じて油圧シリンダ１２が作動することによって、ラック８に作用する操舵補助力が発生する。油圧制御弁１１としては公知のものを用いることができる。
【００３６】
入力シャフト２は、バルブハウジング２２内に設けられたボールベアリング３１と、出力シャフト４の端部に形成された凹部に嵌め合わされたブッシュ３２とにより支持されている。
【００３７】
ベアリング３１とブッシュ３２との間に油圧制御弁１１が配置されている。入力シャフト２の外周とバルブハウジング２２の内周との間をシールするオイルシール３３が、ボールベアリング３１とバルブハウジング２２の他端との間に設けられている。
【００３８】
出力シャフト４は、ピニオン７と油圧制御弁１１との間において、バルブハウジング２２およびピニオンハウジング２１内に設けられたボールベアリング（玉軸受）４１により支持され、ピニオン７よりも油圧制御弁１１から離れた側においてニードルベアリング４９により支持されている。なお、ボールベアリング４１は、内輪４１ａが出力シャフト４に圧入された状態で外嵌されているのに対して、外輪４１ｂは両ハウジング２１，２２に対してルーズに嵌められている。
【００３９】
図１および２に示すように、そのボールベアリング４１の回転輪としての深溝型の内輪４１ａは、出力シャフト４の外周に形成される段差により構成される内輪受け部４２と、出力シャフト４の外周に嵌め合わされた止め輪４３とにより挟まれることにより出力シャフト４に固定されている。なお、内輪４１ａは、玉４１ｃが１点接触する深溝型でもよいし、玉４１ｃが軸方向で離れた２点接触するものでもよい。
【００４０】
バルブハウジング２２の端面は、固定輪としての外輪４１ｂのバルブ側端面をシム２８を介して受けるバルブ側受け部４５を有する。バルブ側受け部４５は、出力シャフト４の回転軸心に対してほぼ直交する面をなしている。なお、シム２８は無くてもよい。バルブ側受け部４５やシム２８は、固定輪受け部としての外輪受け部を構成している。ここで、シム２８は金属製の環状板である。
【００４１】
外輪４１ｂのピニオン側端面は、ピニオンハウジング２１におけるピニオン側受け部４４によって位置規制される。ピニオン側受け部４４は、出力シャフト４の回転軸心に対してほぼ直交する面をなしている。
【００４２】
ピニオンハウジング２１とバルブハウジング２２は外方に突出するフランジ２１ｂ，２２ｅを有し、一方のフランジ部２２ｅに挿通されるボルト５５が他方のフランジ部２１ｂに形成される雌ねじに螺合されることで両ハウジング２１，２２は連結される。ピニオンハウジング２１とバルブハウジング２２との連結により、外輪４１ｂとシム２８は固定輪受け部としての両受け部４４，４５により挟み込まれる。なお、バルブハウジング２２のインロー部２２ｆがピニオンハウジング２１に内嵌されており、径方向でのハウジング同士の位置ずれしないようになっている。また、このインロー部２２ｆの外周にはＯリング装着用の溝が形成され、その溝にＯリングが装着されており、ピニオンハウジング２１とバルブハウジング２２とが嵌合されたインロー部２２ｆにおいて、Ｏリングでその嵌合部でのシールが行われている。
【００４３】
出力シャフト４の外周とバルブハウジング２２の内周との間をシールするオイルシール５１が、油圧制御弁１１とボールベアリング４１との間に配置されている。オイルシール５１は、バルブハウジング２２の内周に形成された段差とボールベアリング４１との間に配置されることで位置決めされている。
【００４４】
次に、本発明の特徴構成について説明する。前記外輪４１ｂは、図４に示すように、帯板状の板金をプレス加工することにより、断面形状Ｍ字状に塑性変形し、その変形した帯板状部材をリング状に曲げ形成した上でその両端を溶接により接合することによって製作される。外輪４１ｂとしては、例えばＪＩＳ規格ＳＰＣＣ、ＪＩＳ規格ＳＰＣＤ、ＪＩＳ規格ＳＰＣＥ、ＪＩＳ規格ＳＰＢ、ＪＩＳ規格ＳＰＢ２などの鋼板材が用いられる。
【００４５】
外輪４１ｂには、内輪４１ｂとの間に挟持される状態で周方向に複数個配置される転動体としての玉４１ｃが摺接される環状の転動溝６１が玉４１ｃ側に開口するように形成、すなわち玉４１ｃ側から見て径方向外側に凹み形成されている。転動溝６１の軸方向両側面は、径方向内側ほど互いの間隔が軸方向に広がる傾斜した面となっている。
【００４６】
各玉４１ｃは、転動溝６１の軸方向両側面にそれぞれに１点接触している。すなわち、各玉４１ｃは、転動溝６１に対して軸方向２点（２箇所）で転動可能に接触している。
【００４７】
外輪４１ｂの転動溝６１の軸方向両端部のそれぞれに径方向に沿った環状部６２，６２を連設している。外輪４１ｂは、軸方向で受ける圧縮力により軸方向幅寸法が変更可能に弾性変形自在となっている。すなわち、軸方向両側の環状部６２，６２と転動溝６１の軸方向両側面部分との間の軸方向での相対間隔（互いの面の相対角度とみてもよい）、および転動溝６１の底部分と転動溝６１の軸方向両側面部分との間の相対角度が弾性変形により変更自在となっている。
【００４８】
そして、この外輪４１ｂは、バルブハウジング２２の端面であるバルブ側受け部４５と、ピニオンハウジング２１の外輪４１ｂに臨む端面であるピニオン側受け部４４とに軸方向位置規制された状態で設けられる。詳述すると、この外輪４１ｂのピニオンハウジング２１側の環状部６２は、ピニオン側受け部４４に当接し、外輪４１ｂのバルブハウジング２２側の環状部６２は、バルブハウジング２２にシム２８に当接している。なお、シム２８を設けない場合は、環状部６２は、バルブ側受け部４５に直接当接している。また、外輪４１ｂは、そのように装着されていない状態では、その軸方向幅が環状弾性部材４６と、バルブハウジング２２との対向する間隔よりも大となるように設定されている。したがって、バルブハウジング２２をピニオンハウジング２１に連結した状態では、ピニオンハウジング２１とバルブハウジング２２とにより押圧される状態で外輪４１ｂが挟持されることになり、外輪４１ｂとピニオンハウジング２１およびバルブハウジング２２との間に隙間がない状態で、外輪４１ｂが装着されることになる。また、図３に示すように、このように装着された状態では、外輪４１ｂの各環状部６２，６２の外周端縁がピニオンハウジング２１の内周面に当接する状態となっており、その当接位置が外輪４１ｂの外径位置に相当する。なお、転動溝６１の底部６３は、外輪４１ｂの軸方向での伸縮に応じてその径方向位置が変更するものであって、各環状部６２，６２の外周端縁がピニオンハウジング２１の内周面に当接する状態であっても、その底部６３がピニオンハウジング２１の内周面に当接するとは限らない。また、ここでは、転動溝６１の底部６３を軸方向である程度幅を有するものを示したが、底部６３としてほとんど軸方向で幅のないものでもよい。
【００４９】
上記のように外輪４１ｂが装着されることによって、玉軸受４１が軸方向でがたつきなくバルブハウジング２２およびピニオンハウジング２１に設けられるから、入力シャフト１の操作において、玉軸受４１でのがたつきが無い状態でステアリング操作できる。
【００５０】
本発明は、内輪を固定輪として、その内輪をプレス加工した弾性部材で構成したものでもよい。この場合、外輪は回転輪となる。
【００５１】
本発明は、固定輪の装着箇所において、その軸方向で固定輪を規制する部材として環状弾性部材などの介在物が無い構成でもよい。すなわち、ハウジングなどの固定輪受け部に固定輪が軸方向で直接当接する構成でもよい。
【００５２】
本発明は、図５に示すように、外輪を固定輪としたものにおいて、断面形状Ｍ字状で、その転動溝６１の軸方向両端に連設される環状部６２，６２を折り返して２枚重ね状態にプレス加工されたものでもよい。
【００５３】
本発明は、図６に示すように、外輪を固定輪としたものにおいて、断面形状Ｍ字状で、その転動溝６１の軸方向両端に連設される環状部６２，６２の外周端縁に軸方向に沿って延出される筒部６４，６４を設け、さらに各筒部６４，６４の端部に径方向内側に延出されるフランジ６５，６５を設けたものでもよい。
【００５４】
本発明は、図７に示すように、外輪４１ｂを固定輪としたものにおいて、その外輪４１ｂは、板金材で構成された環状板材の軸方向両端部における環状部６４，６４を径方向内側で軸方向内方に巻くように屈曲曲げ形成した玉当接部６５，６５を備えている。この場合も、その軸方向２箇所の玉当接部６５，６５により玉４１ｃが軸方向２点で当接するものとなっている。また、環状部６４，６４を軸方向でつなぐ筒部６６に対して環状部６４，６４は装着されていない状態では軸方向外側に幾分幅広く開くようになっているのであって、装着状態では、ピニオンハウジング２１のピニオン側受け部４４と、バルブハウジング２２のバルブ側受け部４５とにシム２８を介して軸方向で位置規制されるのであり、その際の軸方向での位置規制により両環状部６４，６４は互いの間隔が幅狭くなるよう幅方向で弾性圧縮される。すなわち、この場合両環状部６４，６４の筒部６６に対する相対角度が９０度近くとなる。
【００５５】
本発明は、図８に示すように、外輪４１ｂを固定輪としたものにおいて、その外輪４１ｂの軸方向でのピニオン側の端面と、ピニオンハウジング２１の外輪４１ｂを軸方向で位置規制する固定輪受け部としてのピニオン側受け部４４との間にシム４６を介装した構成となっていてもよい。
【００５６】
【発明の効果】
本発明では、軸の回転支持のためケーシング等に玉軸受が装着された状態では、固定輪の幅広側への弾性付勢力によって、固定輪装着箇所での軸方向での固定輪受け部に固定輪の軸方向両端部がそれぞれ圧接するので、玉軸受の固定輪ががたつきなく固定され、よってその玉軸受で支持される軸などが軸方向に不当にがたついたりするなどの不安定な支持を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る玉軸受を備える玉軸受装置としてのパワーステアリング装置を示す断面図
【図２】図１における玉軸受近傍を示す拡大断面図
【図３】図２における玉軸受の片半分近傍を示す拡大断面図
【図４】図１における玉軸受の固定輪としての外輪を示す一部破断斜視図
【図５】本発明に係る玉軸受の実施形態の変形例の片半分近傍を示す拡大断面図
【図６】本発明に係る玉軸受の実施形態の変形例の片半分近傍を示す拡大断面図
【図７】本発明に係る玉軸受の実施形態の変形例の片半分近傍を示す拡大断面図
【図８】本発明に係る玉軸受の実施形態の変形例の片半分近傍を示す拡大断面図
【図９】従来の玉軸受を備える玉軸受装置としてのパワーステアリング装置の玉軸受近傍を示す拡大断面図
【符号の説明】
４１　　　　玉軸受
４１ａ　　　回転輪
４１ｂ　　　固定輪
４１ｃ　　　玉
４４，４５　固定輪受け部
６１　　　　転動溝[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a ball bearing and a ball bearing device used for, for example, supporting an operation shaft of a power steering device.
[0002]
[Prior art]
As a ball bearing, for example, as shown in FIG. 9, a ball bearing used for supporting a steering operation shaft 73 of a power steering device 70 on a housing 72 is known. In this case, a gap is formed between the ball bearing 71 and the end surface 72a of the housing 72 in the axial direction of the steering operation shaft 73.
[0003]
That is, while the inner ring 71a of the ball bearing 71 is press-fitted into the steering operation shaft 73 and securely fixed, the outer ring 71b is relatively loosely fitted in the housing. There was a gap between 71b and the end surface 72a of the housing 72.
[0004]
This is because the power steering device is relatively loosely assembled since it can withstand practical use even if the operation shaft support accuracy is not high.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, since there is a gap between the ball bearing and the housing in the axial direction, the steering operation shaft 73 has low stability such that the steering operation shaft 73 moves in the axial direction. Therefore, there is a possibility that the driver may feel an operation sensation that the steering wheel is slightly rattled.
[0006]
In order to suppress such rattling, for example, it is conceivable that a gap is minimized by interposing a shim 78 or the like in a gap between the housing and the fixed ring of the bearing device. It was not enough to eliminate the gap so as to prevent rattling.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above situation, and solves the problem of, for example, fixing a ball bearing to a housing or the like so that a gap does not occur in an axial direction in a ball bearing incorporated in a power steering device or the like. The challenge is to try.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
(1) A ball bearing according to the present invention is provided with a rotating wheel, a fixed wheel radially opposed to the rotating wheel, and radially interposed between the rotating wheel and the fixed wheel so as to roll freely. A ball bearing including a plurality of balls, wherein the fixed ring has a recess formed with rolling grooves that contact the ball at two points separated in the axial direction, and the fixed ring has The width in the axial direction is configured to be changeable by elastic compression of the fixed wheel.
[0009]
According to the ball bearing according to the present invention, the fixed ring has a recess formed with a rolling groove for allowing each ball as a rolling element to be rolled, and the fixed ring has an axial direction. The width of the fixed ring is deformable due to the elastic deformation of the fixed ring, so even in the case where the fixed ring is mounted in a casing or the like where the ball bearing is mounted, even if the width in the axial direction is relatively large. If the fixed ring is configured to be relatively wide in advance in the axial direction of the mounting portion, the fixed ring can be compressed and deformed in the axial direction to be mounted on the mounting portion.
[0010]
In addition, in the mounted state, both ends in the axial direction of the fixed wheel are pressed against the fixed wheel receiving portion in the axial direction at the fixed wheel mounting portion by the elastic biasing force toward the wide side of the fixed wheel, respectively. Fixed without rattling.
[0011]
In the ball bearing according to the present invention, preferably, the fixed ring has an M-shaped one-half cross-sectional shape by continuously connecting annular portions along the radial direction to both axial end portions of the rolling groove. It is configured.
[0012]
In this case, the annular portions at both axial ends of the fixed wheel abut against the fixed wheel receiving portion, and the fixed wheel is fixedly held in the fixed wheel receiving portion.
[0013]
In the ball bearing according to the present invention, preferably, the fixed ring is formed by press-forming an annular plate.
[0014]
In this case, since the fixed wheel is manufactured by press molding, which is a simple manufacturing method, the cost can be reduced.
[0015]
(2) The ball bearing device according to the present invention includes a rotating wheel, a fixed wheel radially opposed to the rotating wheel, and a radially interposed roller between the rotating wheel and the fixed wheel. A ball bearing device provided with a ball bearing including a plurality of balls to be formed, wherein the fixed ring has a recess formed with a rolling groove that contacts the ball at two points separated in the axial direction. In addition, the fixed wheel is configured such that its axial width is freely changeable by elastic compression of the fixed wheel, and is provided with a fixed wheel receiving portion that regulates the position of the fixed wheel on both axial sides.
[0016]
Here, the ball bearing device refers to a device in which a ball bearing is used as a bearing.
[0017]
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the ball bearing device which concerns on this invention, while a fixed wheel is mounted and hold | maintained in the state restrict | regulated by the fixed wheel receiving part, the fixed wheel is hold | maintained in the mounting part in the state deformed by compression in the axial direction. Therefore, the fixed wheel and the fixed wheel receiving portion are closely contacted with no gap in the axial direction.
[0018]
As a result, the fixed wheel does not rattle in the axial direction. For example, in the case of a ball bearing device that supports a steering operation shaft of a power steering device, it is preferable that the user does not feel unjust rattling. The steering operation can be performed with a simple operation feeling.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The details of the present invention will be described based on an embodiment shown in the drawings. 1 to 4 show a ball bearing device and the like according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a sectional view showing a power steering device having the ball bearing device. FIG. 2 is an enlarged view of a main part in FIG. FIG. 3 is a further enlarged view of FIG. 2, and FIG. 4 is a partially cutaway perspective view of the outer race of the ball bearing device of FIG.
[0020]
The hydraulic power steering device 1 shown in FIG. 1 includes an input shaft 2 connected to a steering wheel (not shown), and an output shaft 4 connected to the input shaft 2 via a torsion bar 3.
[0021]
The torsion bar 3 is connected to the input shaft 2 via a pin 5 and to the output shaft 4 via a serration 6.
[0022]
Thus, the input shaft 2 and the output shaft 4 relatively rotate elastically in accordance with the steering torque. A pinion 7 is integrally formed on the outer periphery of the output shaft 4 so as to rotate together with the output shaft 4, and a rack 8 meshing with the pinion 7 is connected to wheels (not shown).
[0023]
When the rotation of the input shaft 2 due to the steering is transmitted through the torsion bar 3, the output shaft 4 rotates together with the pinion 7, and the rack 8 moves in the vehicle width direction. The movement of the rack 8 changes the steering angle of the wheels.
[0024]
The support yoke 16 supporting the rack 8 is pressed against the rack 8 by the elasticity of the spring 17.
[0025]
A hydraulic cylinder 12 is provided as a hydraulic actuator for generating a steering assist force. The hydraulic cylinder 12 includes a cylinder tube formed by a pinion housing 21 that covers the pinion 7 and the rack 8, a piston 13 formed integrally with the rack 8, and a pair of oil chambers 14 and 15 partitioned by the piston 13. Prepare.
[0026]
At a position away from the pinion 7 in the axial direction, a rotary hydraulic control valve 11 is provided around the output shaft 4.
[0027]
The hydraulic control valve 11 is covered by a valve housing 22 connected to a pinion housing 21, and rotates together with the output shaft 4, that is, a cylindrical first valve member 24 connected to rotate in conjunction with the output shaft 4. And a second valve member 25 integrally provided on the outer periphery of the input shaft 2 covered by the first valve member 24.
[0028]
The first valve member 24 rotates relative to the valve housing 22 about the axis of the output shaft 4 by rotation of the output shaft 4.
[0029]
The two valve members 24 and 25 rotate relative to each other due to the elastic relative rotation of the input and output shafts 2 and 4 according to the steering torque.
[0030]
An inter-valve oil passage 27 is provided between the two valve members 24 and 25, and the pump P and the oil chambers 14 and 15 of the hydraulic cylinder 12 are provided in the inter-valve oil passage 27 with ports 22 a and 22 b provided in the valve housing 22. The first valve member 22 and the first valve member 24 are individually connected via oil passages 24a, 24b, and 24c.
[0031]
The tank T is connected to the inter-valve oil passage 27 via a port 22d provided in the valve housing 22, oil passages 2a and 2b formed in the input shaft 2, and between the input shaft 2 and the torsion bar 3. You.
[0032]
Along the cylindrical surface concentric with the outer peripheral surface of the first valve member 24 and opposed through a minute gap, the minute gap is sealed by a seal ring 26 between the ports 22a, 22b, 22c and 22d. I have.
[0033]
In the inter-valve oil passage 27, a throttle whose opening changes according to the relative rotation amount of the two valve members 24 and 25 can control the oil pressure of the pressure oil discharged from the pump P according to the relative rotation amount. Is provided.
[0034]
The pressure oil is supplied to one of the two oil chambers 14 and 15 of the hydraulic cylinder 12 according to the steering direction, and is returned to the tank T via the hydraulic control valve 11 from the other.
[0035]
As a result, the hydraulic cylinder 12 operates in accordance with the hydraulic pressure controlled by the hydraulic control valve 11, thereby generating a steering assist force acting on the rack 8. A well-known hydraulic control valve 11 can be used.
[0036]
The input shaft 2 is supported by a ball bearing 31 provided in the valve housing 22 and a bush 32 fitted in a recess formed at an end of the output shaft 4.
[0037]
The hydraulic control valve 11 is arranged between the bearing 31 and the bush 32. An oil seal 33 that seals between the outer periphery of the input shaft 2 and the inner periphery of the valve housing 22 is provided between the ball bearing 31 and the other end of the valve housing 22.
[0038]
The output shaft 4 is supported by a ball bearing (ball bearing) 41 provided in the valve housing 22 and the pinion housing 21 between the pinion 7 and the hydraulic control valve 11, and is more distant from the hydraulic control valve 11 than the pinion 7. The other side is supported by a needle bearing 49. The ball bearing 41 is externally fitted with the inner race 41a pressed into the output shaft 4, while the outer race 41b is loosely fitted to both housings 21 and 22.
[0039]
As shown in FIGS. 1 and 2, a deep groove type inner ring 41 a as a rotating wheel of the ball bearing 41 includes an inner ring receiving portion 42 formed by a step formed on the outer periphery of the output shaft 4, and an outer periphery of the output shaft 4. Is fixed to the output shaft 4 by being sandwiched by the retaining ring 43 fitted to the output shaft 4. The inner race 41a may be of a deep groove type in which the ball 41c makes one point contact, or may be one in which the ball 41c makes two point contact in the axial direction.
[0040]
The end surface of the valve housing 22 has a valve-side receiving portion 45 that receives the valve-side end surface of the outer ring 41b as a fixed ring via the shim 28. The valve-side receiving portion 45 has a surface substantially orthogonal to the rotation axis of the output shaft 4. Note that the shim 28 may not be provided. The valve side receiving portion 45 and the shim 28 constitute an outer ring receiving portion as a fixed wheel receiving portion. Here, the shim 28 is an annular plate made of metal.
[0041]
The position of the pinion-side end surface of the outer ring 41 b is restricted by the pinion-side receiving portion 44 of the pinion housing 21. The pinion-side receiving portion 44 has a surface substantially orthogonal to the rotation axis of the output shaft 4.
[0042]
The pinion housing 21 and the valve housing 22 have outwardly protruding flanges 21b and 22e, and a bolt 55 inserted into one flange portion 22e is screwed into a female screw formed on the other flange portion 21b. Both housings 21 and 22 are connected. Due to the connection between the pinion housing 21 and the valve housing 22, the outer ring 41b and the shim 28 are sandwiched between the receiving portions 44 and 45 as fixed wheel receiving portions. The spigot portion 22f of the valve housing 22 is fitted inside the pinion housing 21 so that the housings are not displaced in the radial direction. An O-ring mounting groove is formed on the outer periphery of the spigot portion 22f, and an O-ring is mounted in the groove. In the spigot portion 22f in which the pinion housing 21 and the valve housing 22 are fitted, an O-ring is formed. The ring seals the fitting.
[0043]
An oil seal 51 that seals between the outer circumference of the output shaft 4 and the inner circumference of the valve housing 22 is disposed between the hydraulic control valve 11 and the ball bearing 41. The oil seal 51 is positioned by being disposed between a step formed on the inner periphery of the valve housing 22 and the ball bearing 41.
[0044]
Next, the characteristic configuration of the present invention will be described. As shown in FIG. 4, the outer ring 41b is plastically deformed into a M-shaped cross-section by pressing a band-shaped sheet metal, and the deformed band-shaped member is bent into a ring shape. It is manufactured by joining its both ends by welding. As the outer ring 41b, for example, a steel plate material such as JIS SPCC, JIS SPCD, JIS SPCE, JIS SPB, and JIS SPB2 is used.
[0045]
In the outer race 41b, an annular rolling groove 61 in which a plurality of balls 41c as rolling elements disposed in the circumferential direction while being sandwiched between the inner race 41b is slidably contacted with the outer race 41b. In other words, it is recessed radially outward when viewed from the ball 41c side. Both axial side surfaces of the rolling groove 61 are inclined surfaces such that the distance between them increases in the axial direction toward the inside in the radial direction.
[0046]
Each ball 41c is in one-point contact with each side surface of the rolling groove 61 in the axial direction. That is, each ball 41c is in rolling contact with the rolling groove 61 at two points (two locations) in the axial direction.
[0047]
Annular portions 62, 62 extending in the radial direction are connected to both ends in the axial direction of the rolling groove 61 of the outer ring 41b. The outer ring 41b is elastically deformable so that the axial width can be changed by a compressive force received in the axial direction. That is, the relative spacing in the axial direction between the annular portions 62, 62 on both sides in the axial direction and both axial side portions of the rolling groove 61 (may be regarded as a relative angle between the surfaces), and the rolling groove 61. The relative angle between the bottom portion of the shaft and the axial side portions of the rolling groove 61 can be changed by elastic deformation.
[0048]
The outer ring 41b is provided in a state where its axial position is regulated by a valve-side receiving portion 45 that is an end surface of the valve housing 22 and a pinion-side receiving portion 44 that is an end surface facing the outer ring 41b of the pinion housing 21. More specifically, the annular portion 62 of the outer ring 41b on the pinion housing 21 side contacts the pinion side receiving portion 44, and the annular portion 62 of the outer ring 41b on the valve housing 22 side contacts the shim 28 on the valve housing 22. I have. When the shim 28 is not provided, the annular portion 62 is in direct contact with the valve-side receiving portion 45. When the outer ring 41b is not mounted in such a manner, its axial width is set to be larger than the interval between the annular elastic member 46 and the valve housing 22 facing each other. Therefore, when the valve housing 22 is connected to the pinion housing 21, the outer ring 41 b is sandwiched in a state where the outer ring 41 b is pressed by the pinion housing 21 and the valve housing 22. The outer ring 41b is mounted in a state where there is no gap between them. Further, as shown in FIG. 3, in such a mounted state, the outer peripheral edges of the annular portions 62, 62 of the outer race 41 b are in contact with the inner peripheral surface of the pinion housing 21. The contact position corresponds to the outer diameter position of the outer ring 41b. The bottom portion 63 of the rolling groove 61 changes its radial position in accordance with the expansion and contraction of the outer ring 41b in the axial direction, and the outer peripheral edge of each of the annular portions 62 is formed inside the pinion housing 21. Even in the state of contact with the peripheral surface, the bottom 63 does not always contact the inner peripheral surface of the pinion housing 21. Although the bottom 63 of the rolling groove 61 has a certain width in the axial direction, the bottom 63 may have almost no width in the axial direction.
[0049]
By mounting the outer ring 41b as described above, the ball bearing 41 is provided on the valve housing 22 and the pinion housing 21 without play in the axial direction. Steering operation can be performed without touching.
[0050]
In the present invention, the inner ring may be formed as a fixed ring, and the inner ring may be formed of an elastic member formed by pressing. In this case, the outer ring becomes a rotating wheel.
[0051]
The present invention may have a configuration in which there is no intervening member such as an annular elastic member as a member for restricting the fixed ring in the axial direction at the mounting position of the fixed ring. That is, a configuration in which the fixed wheel directly contacts the fixed wheel receiving portion such as the housing in the axial direction may be employed.
[0052]
According to the present invention, as shown in FIG. 5, when the outer ring is a fixed ring, the annular portions 62, 62, which are M-shaped in cross section and are continuously provided at both ends in the axial direction of the rolling groove 61, are folded back. It may be one that has been pressed in a stack.
[0053]
According to the present invention, as shown in FIG. 6, in the case where the outer ring is a fixed ring, the outer peripheral edges of annular portions 62, 62 which are M-shaped in cross section and are continuously provided at both axial ends of the rolling groove 61. May be provided with cylindrical portions 64, 64 extending along the axial direction, and flanges 65, 65 extending radially inward at the ends of the cylindrical portions 64, 64.
[0054]
According to the present invention, as shown in FIG. 7, in a case where the outer ring 41b is a fixed ring, the outer ring 41b is formed such that the annular portions 64, 64 at both ends in the axial direction of the annular plate made of sheet metal are radially inward. The ball contact portions 65, 65 are formed so as to bend and bend inward in the axial direction. Also in this case, the ball 41c abuts at two points in the axial direction by the two ball abutting portions 65, 65 in the axial direction. Further, when the annular portions 64, 64 are not attached to the cylindrical portion 66 that connects the annular portions 64, 64 in the axial direction, the annular portions 64, 64 are opened slightly wider outward in the axial direction. The position of the pinion-side receiving portion 44 of the pinion housing 21 and the valve-side receiving portion 45 of the valve housing 22 are axially regulated via the shim 28. The portions 64, 64 are elastically compressed in the width direction so that the interval between them becomes narrower. That is, in this case, the relative angle between the two annular portions 64 and 64 with respect to the cylindrical portion 66 is close to 90 degrees.
[0055]
In the present invention, as shown in FIG. 8, in a case where the outer ring 41b is a fixed ring, a pinion-side end surface of the outer ring 41b in the axial direction and a fixed ring for regulating the position of the outer ring 41b of the pinion housing 21 in the axial direction. The shim 46 may be interposed between the pinion-side receiving portion 44 as the receiving portion.
[0056]
【The invention's effect】
According to the present invention, when a ball bearing is mounted on a casing or the like for rotationally supporting the shaft, the ball is fixed to the fixed wheel receiving portion in the axial direction at the fixed wheel mounting portion by an elastic biasing force toward the wide side of the fixed wheel. Since the axial both ends of the wheel are in pressure contact with each other, the fixed ring of the ball bearing is fixed without rattling, and the shaft supported by the ball bearing is unstable in the axial direction. Support can be eliminated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing a power steering device as a ball bearing device provided with a ball bearing according to the present invention. FIG. 2 is an enlarged sectional view showing the vicinity of the ball bearing in FIG. 1. FIG. FIG. 4 is a partially cutaway perspective view showing an outer ring as a fixed ring of the ball bearing in FIG. 1; FIG. 5 is a half sectional view of a modified example of the embodiment of the ball bearing according to the present invention; FIG. 6 is an enlarged sectional view showing the vicinity of one half of a modification of the embodiment of the ball bearing according to the present invention. FIG. 7 is the vicinity of one half of the modification of the embodiment of the ball bearing according to the present invention. FIG. 8 is an enlarged sectional view showing the vicinity of one half of a modification of the embodiment of the ball bearing according to the present invention. FIG. 9 is a ball bearing of a power steering device as a ball bearing device provided with a conventional ball bearing. Enlarged sectional view showing the vicinity [Explanation of reference numerals]
41 Ball bearing 41a Rotating wheel 41b Fixed wheel 41c Ball 44, 45 Fixed wheel receiving portion 61 Rolling groove

Claims (3)

回転輪と、該回転輪に対して径方向で対向される固定輪と、前記回転輪および固定輪の間に転動自在に径方向で介装される複数個の玉とを含む玉軸受であって、
前記固定輪は、前記玉に対して軸方向で離れた２点で接触する転動溝が凹み形成されているとともに、前記固定輪は、その軸方向幅が該固定輪の弾性圧縮により変更自在に構成されている、ことを特徴とする玉軸受。A ball bearing including a rotating wheel, a fixed wheel radially opposed to the rotating wheel, and a plurality of balls rotatably interposed between the rotating wheel and the fixed wheel in a radial direction. So,
The fixed wheel has a recess formed with a rolling groove that contacts the ball at two points separated in the axial direction, and the axial width of the fixed wheel can be changed by elastic compression of the fixed wheel. A ball bearing comprising: 請求項１に記載の玉軸受において、
前記固定輪は、前記転動溝の軸方向両端部のそれぞれに径方向に沿った環状部を連設することで片半断面形状がＭ字状に構成されている、ことを特徴とする玉軸受。The ball bearing according to claim 1,
The ball is characterized in that one half cross-sectional shape is formed in an M-shape by continuously connecting annular portions along the radial direction to both ends of the rolling groove in the axial direction, respectively. bearing. 回転輪と、該回転輪に対して径方向で対向される固定輪と、前記回転輪および固定輪の間に転動自在に径方向で介装される複数個の玉とを含む玉軸受が備えられた玉軸受装置であって、
前記固定輪は、前記玉に対して軸方向で離れた２点で接触する転動溝が凹み形成されているとともに、前記固定輪は、その軸方向幅が該固定輪の弾性圧縮により変更自在に構成され、
前記固定輪に対し軸方向両側で位置規制する固定輪受け部を備える、ことを特徴とする玉軸受装置。A ball bearing including a rotating wheel, a fixed wheel radially opposed to the rotating wheel, and a plurality of balls radially interposed between the rotating wheel and the fixed wheel so as to roll freely. A ball bearing device provided,
The fixed wheel has a recess formed with a rolling groove that contacts the ball at two points separated in the axial direction, and the axial width of the fixed wheel can be changed by elastic compression of the fixed wheel. Is composed of
A ball bearing device comprising a fixed wheel receiving portion that regulates the position of the fixed wheel on both axial sides.

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