JP2013014213A - Steering device - Google Patents

Steering device Download PDF

Info

Publication number
JP2013014213A
JP2013014213A JP2011148063A JP2011148063A JP2013014213A JP 2013014213 A JP2013014213 A JP 2013014213A JP 2011148063 A JP2011148063 A JP 2011148063A JP 2011148063 A JP2011148063 A JP 2011148063A JP 2013014213 A JP2013014213 A JP 2013014213A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
snap ring
orthogonal
groove
housing
locking groove
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2011148063A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5626144B2 (en
Inventor
Hisayuki Aizawa
寿幸 相澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NSK Ltd filed Critical NSK Ltd
Priority to JP2011148063A priority Critical patent/JP5626144B2/en
Priority to CN201280000616.8A priority patent/CN103003132B/en
Priority to EP12807817.7A priority patent/EP2730483B1/en
Priority to PCT/JP2012/066869 priority patent/WO2013005713A1/en
Priority to US14/110,453 priority patent/US9174665B2/en
Publication of JP2013014213A publication Critical patent/JP2013014213A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5626144B2 publication Critical patent/JP5626144B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Rolling Contact Bearings (AREA)
  • Snaps, Bayonet Connections, Set Pins, And Snap Rings (AREA)
  • Mounting Of Bearings Or Others (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rack pinion type steering device for supporting a thrust load applied to a pinion shaft by a tapered snap ring, which can prevent the occurrence of unusual sound due to the deviation of a meshing position of a pinion and rack tooth from an appropriate position under a load applied to the pinion shaft.SOLUTION: By inserting an outer ring 511 of a ball bearing 51 into an inner peripheral surface 22 of a housing 21 and locking a tapered snap ring 53 to a locking groove 23, a clearance α1 (0.1 mm or less) between an orthogonal side surface 531 of the tapered snap ring 53 and an orthogonal groove side surface 231 of the locking groove 23 is formed. The tapered snap ring 53 does not reach up to the groove bottom of the locking groove 23 so that the amount β1 of the tapered snap ring 53 entering the locking groove 23 is made small. When the amount β1 of the tapered snap ring 53 entering the locking groove 23 is small, the force pressing the locking groove 23 in a radial direction by the tapered snap ring 53 is increased.

Description

本発明はステアリング装置、特に、ラックピニオン式ステアリング装置のピニオン軸に加わる負荷によって、ピニオンとラック歯の噛み合い位置が適正位置からずれて、異音が生じることを防止するようにしたステアリング装置に関する。   The present invention relates to a steering device, and more particularly, to a steering device that prevents an engagement position between a pinion and rack teeth from deviating from an appropriate position due to a load applied to a pinion shaft of a rack-and-pinion type steering device, thereby preventing noise.

ラックピニオン式ステアリング装置は、タイロッドを介して車輪の操舵角を変えるラック軸が、ステアリングギヤのハウジングに往復移動可能に支持され、ステアリングホイールの回転をラック軸に伝達するピニオン軸が、ステアリングギヤのハウジングに軸受を介して回転可能に軸支されている。   In a rack and pinion type steering device, a rack shaft that changes the steering angle of a wheel via a tie rod is supported by a housing of the steering gear so as to be able to reciprocate, and a pinion shaft that transmits the rotation of the steering wheel to the rack shaft is The housing is rotatably supported via a bearing.

このようなラックピニオン式のステアリング装置は、ピニオン軸をハウジングに軸支する軸受に予圧を付与して、操舵時にピニオン軸に加わる負荷によって、ピニオン軸がラジアル方向やスラスト方向に動いて、異音が生じたり、操舵力が変動するのを防止している。   Such a rack and pinion type steering device applies a preload to a bearing that supports the pinion shaft in a housing, and the load applied to the pinion shaft during steering causes the pinion shaft to move in the radial direction or the thrust direction. And the steering force is prevented from fluctuating.

リングナットで軸受に予圧を付与すれば、軸受のラジアル方向やスラスト方向の剛性が大きくなるため好ましいが、リングナットを組み込むためのスペースが必要となるため、ステアリングギヤが大型化し、リングナットの予圧調整作業にも時間が掛かる問題がある。   Applying preload to the bearing with a ring nut is preferable because it increases the radial and thrust rigidity of the bearing, but it requires space to incorporate the ring nut. There is a problem that adjustment work takes time.

テーパースナップリング（止め輪）で軸受に予圧を付与すれば、テーパースナップリングを組み込むためのスペースが小さくで済むため、ステアリングギヤを小型化でき、テーパースナップリングの組付け作業時間も短縮できる。しかし、テーパースナップリングで軸受に予圧を付与すると、軸受のラジアル方向やスラスト方向の剛性が小さくなってしまう。   If preload is applied to the bearing with a taper snap ring (retaining ring), the space for incorporating the taper snap ring can be reduced, so that the steering gear can be miniaturized and the assembly work time of the taper snap ring can be shortened. However, if a preload is applied to the bearing with the taper snap ring, the rigidity of the bearing in the radial direction and the thrust direction is reduced.

その結果、操舵時にピニオン軸に加わる負荷によって、テーパースナップリングが軸方向に押し上げられ、ピニオン軸がスラスト方向に動いて、ピニオンとラック歯の噛み合い位置が適正位置からずれて、異音が生じたり、操舵力が変動してしまう。   As a result, the taper snap ring is pushed up in the axial direction due to the load applied to the pinion shaft during steering, the pinion shaft moves in the thrust direction, the meshing position of the pinion and rack teeth deviates from the proper position, and noise is generated. The steering force will fluctuate.

特許文献１に開示されたラックピニオン式のステアリング装置は、テーパースナップリングの傾斜面側に複数の円錐状の突起を等間隔に形成している。また、ハウジング側の環状溝の傾斜面側に環状凹溝を形成している。これによって、テーパースナップリングに軸方向の外力が作用し、テーパースナップリングが所定量縮径すると、テーパースナップリングの突起が環状凹溝の内壁面に係合し、テーパースナップリングが所定量を超えて縮径することを防止し、テーパースナップリングの軸方向移動を規制している。しかし、特許文献１に開示されたラックピニオン式のステアリング装置は、テーパースナップリング及び環状溝の形状が複雑になるため、加工が難しく、製造コストが上昇する問題がある。   The rack and pinion type steering device disclosed in Patent Document 1 has a plurality of conical protrusions formed at equal intervals on the inclined surface side of the tapered snap ring. Further, an annular concave groove is formed on the inclined surface side of the annular groove on the housing side. As a result, when an axial external force acts on the taper snap ring and the taper snap ring is reduced in diameter by a predetermined amount, the protrusion of the taper snap ring engages with the inner wall surface of the annular groove, and the taper snap ring exceeds the predetermined amount. Therefore, the taper snap ring is prevented from moving in the axial direction. However, the rack and pinion type steering device disclosed in Patent Document 1 has a problem in that the shape of the tapered snap ring and the annular groove is complicated, so that the processing is difficult and the manufacturing cost increases.

特開２０１０−０３８２５４号公報JP 2010-038254 A

本発明は、ピニオン軸に加わる負荷をテーパースナップリングで支持するラックピニオン式ステアリング装置において、ピニオン軸に加わる負荷によってピニオン軸が軸方向に移動し、ピニオンとラック歯の噛み合い位置が適正位置からずれて、異音が生じることを防止するとともに、加工が容易で製造コストの上昇を抑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。   The present invention relates to a rack and pinion type steering device that supports a load applied to a pinion shaft by a taper snap ring. An object of the present invention is to provide a rack and pinion type steering device that can prevent abnormal noise from being generated, can be easily processed, and can suppress an increase in manufacturing cost.

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、上記ハウジングに往復移動可能に支持され、タイロッドを介して車輪の操舵角を変えるラック軸、ステアリングホイールに連結され、上記ラック軸のラック歯に噛み合うピニオンを有し、ステアリングホイールの回転をラック軸に伝達するピニオン軸、上記ハウジングの内周面に内嵌され上記ピニオン軸の一端をハウジングに回転可能に軸支し、ピニオン軸に作用するスラスト荷重を支持する第１の軸受、上記ハウジングの内周面に内嵌され上記ピニオン軸の他端をハウジングに回転可能に軸支し、ピニオン軸に作用するラジアル荷重を支持する第２の軸受、上記第１の軸受の外輪を上記ハウジングの内周面に固定するテーパースナップリング、 上記テーパースナップリングの側面に形成され上記第１の軸受の外輪の側面に当接し上記ピニオン軸の中心軸線に対して直交する直交側面、上記テーパースナップリングに上記直交側面に対向する側面に形成され、直交側面に対して外周側の厚さが減少する方向に傾斜した傾斜側面、上記ハウジングの内周面に環状に形成され上記テーパースナップリングを係止する係止溝、上記係止溝の側面に上記第１の軸受の外輪の側面側に形成され上記ピニオン軸の中心軸線に対して直交する直交溝側面、上記係止溝に上記直交溝側面に対向する側面に形成され、直交溝側面に対して溝底側の溝幅が狭くなる方向に傾斜した傾斜溝側面を備え、上記係止溝に上記テーパースナップリングを係止して上記第１の軸受の外輪を上記ハウジングの内周面に固定した時に、上記テーパースナップリングの直交側面と上記係止溝の直交溝側面との間に隙間が形成されていることを特徴とするステアリング装置である。   The above problem is solved by the following means. That is, the first invention includes a housing, a rack shaft that is supported by the housing so as to be reciprocally movable, a rack shaft that changes the steering angle of a wheel via a tie rod, and a pinion that is engaged with the rack teeth of the rack shaft. A pinion shaft that transmits the rotation of the steering wheel to the rack shaft, and is fitted on the inner peripheral surface of the housing, and rotatably supports one end of the pinion shaft on the housing to support the thrust load acting on the pinion shaft A second bearing that is fitted in an inner peripheral surface of the housing and rotatably supports the other end of the pinion shaft on the housing, and supports a radial load acting on the pinion shaft, the first bearing A tapered snap ring for fixing the outer ring of the bearing to the inner peripheral surface of the housing, and formed on a side surface of the tapered snap ring. An orthogonal side surface that is in contact with the side surface of the outer ring of the first bearing and is orthogonal to the central axis of the pinion shaft, and a side surface that faces the orthogonal side surface of the tapered snap ring, and has a thickness on the outer peripheral side with respect to the orthogonal side surface. An inclined side surface inclined in a direction in which the taper decreases, a locking groove formed in an annular shape on the inner peripheral surface of the housing and locking the tapered snap ring, and a side surface of the outer ring of the first bearing on the side surface of the locking groove Formed on the side of the orthogonal groove that is orthogonal to the central axis of the pinion shaft, the side of the locking groove that faces the side of the orthogonal groove, and the groove width on the groove bottom side is narrower than the side of the orthogonal groove An inclined groove side surface that is inclined in the direction in which the taper snap ring is locked to the locking groove and the outer ring of the first bearing is fixed to the inner peripheral surface of the housing. side A steering device is characterized in that a gap is formed between the side surface of the locking groove and the orthogonal groove.

第２番目の発明は、第１番目の発明のステアリング装置において、上記テーパースナップリングの直交側面には、上記係止溝の直交溝側面に対向する位置に、直交溝側面側に向かって突出した環状突起が形成されていることを特徴とするステアリング装置である。   According to a second invention, in the steering device according to the first invention, the orthogonal side surface of the tapered snap ring protrudes toward the orthogonal groove side surface at a position facing the orthogonal groove side surface of the locking groove. The steering device is characterized in that an annular protrusion is formed.

第３番目の発明は、第１番目から第２番目までのいずれかの発明のステアリング装置において、上記隙間が０．１ミリ以下であることを特徴とするステアリング装置である。   A third invention is the steering device according to any one of the first to second inventions, wherein the gap is 0.1 mm or less.

本発明のステアリング装置は、係止溝にテーパースナップリングを係止して軸受の外輪をハウジングの内周面に固定した時に、テーパースナップリングの直交側面と係止溝の直交溝側面との間に隙間が形成される。   In the steering device of the present invention, when the taper snap ring is locked in the locking groove and the outer ring of the bearing is fixed to the inner peripheral surface of the housing, the gap between the orthogonal side surface of the taper snap ring and the orthogonal groove side surface of the locking groove. A gap is formed.

従って、テーパースナップリングは係止溝の溝底まで入り込まず、テーパースナップリングが係止溝に入り込む量が小さくなる。その結果、テーパースナップリングが係止溝をラジアル方向に押す力が大きくなり、軸受に作用する大きなスラスト荷重を支持することが可能となる。また、軸受に作用する大きなスラスト力によって、テーパースナップリングが傾くと、テーパースナップリングの直交側面が係止溝の直交溝側面に当接して、テーパースナップリングの傾きが規制されるため、軸受の移動が阻止され、ピニオンとラック歯の噛み合い位置が適正位置に維持される。   Therefore, the taper snap ring does not enter the bottom of the locking groove, and the taper snap ring enters the locking groove less. As a result, the force with which the tapered snap ring pushes the locking groove in the radial direction is increased, and a large thrust load acting on the bearing can be supported. In addition, when the taper snap ring is tilted by a large thrust force acting on the bearing, the orthogonal side surface of the taper snap ring comes into contact with the orthogonal groove side surface of the locking groove, and the inclination of the taper snap ring is restricted. The movement is prevented, and the meshing position of the pinion and the rack teeth is maintained at an appropriate position.

本発明の実施例のステアリング装置を示し、コラムアシスト型ラックピニオン式ステアリング装置の全体斜視図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an overall perspective view of a column assist type rack and pinion type steering device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施例１のステアリングギヤのラックとピニオンとの噛み合い部を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the meshing part of the rack and pinion of the steering gear of Example 1 of this invention. 図２のＰ部の拡大断面図であり、（ａ）はピニオン軸にスラスト荷重が作用する前の状態を示す拡大断面図、（ｂ）はピニオン軸にスラスト荷重が作用した状態を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the P section of Drawing 2, (a) is an expanded sectional view showing the state before a thrust load acts on a pinion axis, and (b) is an enlarged section showing the state where a thrust load acted on a pinion axis FIG. 本発明の実施例１のテーパースナップリングから係止溝に作用するラジアル方向の力を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the radial direction force which acts on a locking groove from the taper snap ring of Example 1 of this invention. 本発明の実施例２を示す図３相当図であり、（ａ）はピニオン軸にスラスト荷重が作用する前の状態を示す拡大断面図、（ｂ）はピニオン軸にスラスト荷重が作用した状態を示す拡大断面図である。FIG. 3 is a view corresponding to FIG. 3 showing Embodiment 2 of the present invention, where (a) is an enlarged cross-sectional view showing a state before a thrust load is applied to the pinion shaft, and (b) is a state where the thrust load is applied to the pinion shaft. It is an expanded sectional view shown.

以下本発明の実施例１から実施例２について説明する。   Examples 1 to 2 of the present invention will be described below.

図１は本発明の実施例のステアリング装置を示し、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の全体斜視図である。図１に示すように、本発明の実施例の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は、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ている。そして、ステアリングシャフトの回転を中間シャフト１０６に伝達し、ピニオン軸１０７を介してラックピニオン式のステアリングギヤ１０３のラック軸を往復移動させ、タイロッド１０４を介して舵輪を操舵している。   FIG. 1 shows a steering apparatus according to an embodiment of the present invention, and is an overall perspective view of a column assist type rack and pinion type power steering apparatus. As shown in FIG. 1, the column assist type rack and pinion type power steering apparatus according to the embodiment of the present invention has a steering assist force of a motor 102 attached to an intermediate portion of a column 105 in order to reduce an operation force of a steering wheel 101. Is added to the steering shaft. Then, the rotation of the steering shaft is transmitted to the intermediate shaft 106, the rack shaft of the rack and pinion type steering gear 103 is reciprocated via the pinion shaft 107, and the steered wheel is steered via the tie rod 104.

図２は本発明の実施例１のステアリングギヤのラックとピニオンとの噛み合い部を示す縦断面図である。図３は図２のＰ部の拡大断面図であり、（ａ）はピニオン軸にスラスト荷重が作用する前の状態を示す拡大断面図、（ｂ）はピニオン軸にスラスト荷重が作用した状態を示す拡大断面図である。図４は本発明の実施例１のテーパースナップリングから環状溝に作用するラジアル方向の力を示す説明図である。   FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a meshing portion between the rack and the pinion of the steering gear according to the first embodiment of the present invention. 3 is an enlarged cross-sectional view of a portion P in FIG. 2, (a) is an enlarged cross-sectional view showing a state before the thrust load is applied to the pinion shaft, and (b) is a state in which the thrust load is applied to the pinion shaft. It is an expanded sectional view shown. FIG. 4 is an explanatory diagram showing a radial force acting on the annular groove from the tapered snap ring according to the first embodiment of the present invention.

本発明の実施例１のステアリングギヤ１０３は、フロントサブフレーム等の図示しない車体フレームに取り付けられている。ステアリングギヤ１０３のハウジング２１には、図２の紙面に直交する車幅方向に摺動可能にラック軸３１が内嵌している。ラック軸３１の車幅方向の両端には図示しないボールジョイントソケットが各々ねじ込まれて取り付けられ、、ボールジョイントソケットに連結されたタイロッド（図１参照）１０４、１０４が、図示しないナックルアームを介して車輪に接続されている。   The steering gear 103 according to the first embodiment of the present invention is attached to a body frame (not shown) such as a front subframe. A rack shaft 31 is fitted in the housing 21 of the steering gear 103 so as to be slidable in the vehicle width direction perpendicular to the plane of FIG. Ball joint sockets (not shown) are respectively screwed and attached to both ends of the rack shaft 31 in the vehicle width direction, and tie rods 104 and 104 (see FIG. 1) connected to the ball joint sockets are connected via a knuckle arm (not shown). Connected to wheels.

ピニオン軸１０７は、ピニオン４１の上部の軸部４２が、ボール軸受（第１の軸受）５１によりハウジング２１にラジアル方向及びスラスト方向に軸支されている。ピニオン軸１０７の溝４３に装着してカシメられたカシメリング５２は、ボール軸受５１の内輪５１２を、ピニオン軸１０７の段差面４４との間で挟み込んでいる。   In the pinion shaft 107, the upper shaft portion 42 of the pinion 41 is pivotally supported in the radial direction and the thrust direction by the ball bearing (first bearing) 51 on the housing 21. The caulking ring 52 that has been caulked by being mounted in the groove 43 of the pinion shaft 107 sandwiches the inner ring 512 of the ball bearing 51 with the step surface 44 of the pinion shaft 107.

また、ボール軸受５１の外輪５１１は、ハウジング２１に形成された円形の内周面２２に内嵌され、この内周面２２の環状の係止溝２３に装着されたテーパースナップリング（止め輪）５３によって軸方向に押圧されて、ハウジング２１に固定されている。   An outer ring 511 of the ball bearing 51 is fitted into a circular inner peripheral surface 22 formed in the housing 21, and a taper snap ring (retaining ring) mounted in an annular locking groove 23 of the inner peripheral surface 22. It is pressed in the axial direction by 53 and fixed to the housing 21.

また、ピニオン軸１０７は、ピニオン４１の下部の軸部４５が、ニードル軸受（第２の軸受）５４によりハウジング２１にラジアル方向にのみ軸支されている。ピニオン軸１０７の回転は、ピニオン４１を介してラック軸３１のラック歯３２に伝達され、ラック軸３１に連結された図１のタイロッド１０４、１０４を介して、舵輪の向きを変更する。   In the pinion shaft 107, the lower shaft portion 45 of the pinion 41 is pivotally supported only in the radial direction on the housing 21 by a needle bearing (second bearing) 54. The rotation of the pinion shaft 107 is transmitted to the rack teeth 32 of the rack shaft 31 through the pinion 41 and changes the direction of the steering wheel through the tie rods 104 and 104 of FIG.

ハウジング２１には、断面円形のガイド孔２４が図２の左右方向に形成され、このガイド孔２４に円柱状のホルダ６１が図２の左右方向に摺動可能に内嵌している。ホルダ６１には、円柱状の軸体６２に、ニードルころ軸受６３によってローラ６４が回転可能に軸支されている。ローラ６４にはラック軸３１の凸円弧状の外周面３３の曲率とほぼ同一曲率の凹円弧状面６５が形成され、この凹円弧状面６５がラック軸３１の外周面３３に接触して、ラック軸３１の外周面３３にローラ６４を押し付けている。   A guide hole 24 having a circular cross section is formed in the housing 21 in the left-right direction in FIG. 2, and a cylindrical holder 61 is fitted into the guide hole 24 so as to be slidable in the left-right direction in FIG. In the holder 61, a roller 64 is rotatably supported by a cylindrical shaft body 62 by a needle roller bearing 63. The roller 64 is provided with a concave arc-shaped surface 65 having substantially the same curvature as the curvature of the convex arc-shaped outer peripheral surface 33 of the rack shaft 31, and the concave arc-shaped surface 65 contacts the outer peripheral surface 33 of the rack shaft 31, A roller 64 is pressed against the outer peripheral surface 33 of the rack shaft 31.

ホルダ６１は図示しないバネを介してローラ６４をラック軸３１側に押しつけ、ラック軸３１の外周面３３にローラ６４を押し付けている。これにより、ピニオン４１とラック軸３１との噛み合い部のバックラッシュを無くし、ラック軸３１が円滑に移動するようにしている。   The holder 61 presses the roller 64 against the rack shaft 31 via a spring (not shown), and presses the roller 64 against the outer peripheral surface 33 of the rack shaft 31. Thereby, the backlash of the meshing part between the pinion 41 and the rack shaft 31 is eliminated, and the rack shaft 31 moves smoothly.

図３は、係止溝２３にテーパースナップリング５３を係止して、ボール軸受５１の外輪５１１をハウジング２１の内周面２２に固定した状態を示す拡大断面図である。図３に示すように、テーパースナップリング５３には、外輪５１１の側面５１３側に、ピニオン軸１０７の中心軸線１０７Ａに対して直交する直交側面５３１が形成され、直交側面５３１に対向する側には、直交側面５３１に対して外周側の厚さが減少する方向に傾斜した傾斜側面５３２が形成されている。   FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing a state in which the tapered snap ring 53 is locked in the locking groove 23 and the outer ring 511 of the ball bearing 51 is fixed to the inner peripheral surface 22 of the housing 21. As shown in FIG. 3, the tapered snap ring 53 is formed with an orthogonal side surface 531 orthogonal to the central axis 107 </ b> A of the pinion shaft 107 on the side surface 513 side of the outer ring 511, and on the side facing the orthogonal side surface 531. An inclined side surface 532 that is inclined in a direction in which the thickness on the outer peripheral side decreases with respect to the orthogonal side surface 531 is formed.

係止溝２３には、外輪５１１の側面５１３側に、ピニオン軸１０７の中心軸線１０７Ａに対して直交する直交溝側面２３１が形成され、直交溝側面２３１に対向する側には、直交溝側面２３１に対して溝底側の溝幅が狭くなる方向に傾斜した傾斜溝側面２３２が形成されている。傾斜側面５３２と傾斜溝側面２３２の傾斜角度は同一に形成されている。   In the locking groove 23, an orthogonal groove side surface 231 orthogonal to the central axis 107 </ b> A of the pinion shaft 107 is formed on the side surface 513 side of the outer ring 511, and the orthogonal groove side surface 231 is formed on the side facing the orthogonal groove side surface 231. In contrast, an inclined groove side surface 232 is formed which is inclined in a direction in which the groove width on the groove bottom side becomes narrower. The inclination angle of the inclined side surface 532 and the inclined groove side surface 232 is the same.

図３（ａ）に示すように、外輪５１１の側面５１３が係止溝２３の直交溝側面２３１よりもα１（０．１ミリ以下）だけ突出するように係止溝２３を加工している。従って、ボール軸受５１の外輪５１１をハウジング２１の内周面２２に挿入し、係止溝２３にテーパースナップリング５３を係止すると、テーパースナップリング５３の直交側面５３１と係止溝２３の直交溝側面２３１との間に隙間α１（０．１ミリ以下）が形成される。   As shown in FIG. 3A, the locking groove 23 is processed so that the side surface 513 of the outer ring 511 protrudes by α1 (0.1 mm or less) from the orthogonal groove side surface 231 of the locking groove 23. Therefore, when the outer ring 511 of the ball bearing 51 is inserted into the inner peripheral surface 22 of the housing 21 and the taper snap ring 53 is locked to the locking groove 23, the orthogonal side surface 531 of the taper snap ring 53 and the orthogonal groove of the locking groove 23. A gap α1 (0.1 mm or less) is formed between the side surface 231 and the side surface 231.

従って、テーパースナップリング５３は係止溝２３の溝底まで入り込まず、テーパースナップリング５３が係止溝２３に入り込む量β１が小さくなる。図４に示すように、テーパースナップリング５３の自由状態（破線）の外径寸法をＤ１、テーパースナップリング５３が係止溝２３に入り込んで係止された時（実線）の外径寸法をＤ２とする。上記したように、テーパースナップリング５３が係止溝２３に入り込む量β１が小さいと、Ｄ１とＤ２の差が大きくなり、テーパースナップリング５３が係止溝２３をラジアル方向に押す力が大きくなる。   Accordingly, the taper snap ring 53 does not enter the bottom of the locking groove 23, and the amount β1 of the taper snap ring 53 entering the locking groove 23 is reduced. As shown in FIG. 4, the outer diameter dimension of the taper snap ring 53 in the free state (broken line) is D1, and the outer diameter dimension of the taper snap ring 53 when the taper snap ring 53 enters the locking groove 23 and is locked (solid line) is D2. And As described above, when the amount β1 of the taper snap ring 53 entering the locking groove 23 is small, the difference between D1 and D2 increases, and the force by which the taper snap ring 53 pushes the locking groove 23 in the radial direction increases.

その結果、環状溝２３にテーパースナップリング５３が入り込んだ時の楔作用が大きくなり、ボール軸受５１に作用する大きなスラスト荷重をテーパースナップリング５３が支持することが可能となる。また、図３（ｂ）に示すように、走行時に車輪からラック軸３１を介してピニオン軸１０７に作用する大きなスラスト力によって、ボール軸受５１に作用するスラスト荷重Ｐが大きくなると、テーパースナップリング５３が傾く。   As a result, the wedge action when the taper snap ring 53 enters the annular groove 23 is increased, and the taper snap ring 53 can support a large thrust load acting on the ball bearing 51. Further, as shown in FIG. 3B, when the thrust load P acting on the ball bearing 51 is increased by the large thrust force acting on the pinion shaft 107 from the wheel via the rack shaft 31 during traveling, the taper snap ring 53 is increased. Tilts.

しかし、テーパースナップリング５３の直交側面５３１が係止溝２３の直交溝側面２３１に当接して、テーパースナップリング５３の傾きが規制されるため、ボール軸受５１の移動が阻止される。その結果、ピニオン４１とラック歯３２の噛み合い位置が適正位置に維持されるため、異音が生じたり、操舵力が変動することを阻止することができる。また、外輪５１１の側面５１３が係止溝２３の直交溝側面２３１よりも若干突出するように係止溝２３を加工するだけで済むため、加工が容易で、製造コストの上昇を抑制することが可能となる。   However, since the orthogonal side surface 531 of the taper snap ring 53 contacts the orthogonal groove side surface 231 of the locking groove 23 and the inclination of the taper snap ring 53 is restricted, the movement of the ball bearing 51 is prevented. As a result, since the meshing position of the pinion 41 and the rack teeth 32 is maintained at an appropriate position, it is possible to prevent abnormal noise and fluctuation of the steering force. Further, since it is only necessary to process the locking groove 23 so that the side surface 513 of the outer ring 511 protrudes slightly from the orthogonal groove side surface 231 of the locking groove 23, the processing is easy, and an increase in manufacturing cost can be suppressed. It becomes possible.

次に本発明の実施例２について説明する。図５は本発明の実施例２を示す図３相当図であり、図５（ａ）はピニオン軸にスラスト荷重が作用する前の状態を示す拡大断面図、図５（ｂ）はピニオン軸にスラスト荷重が作用した状態を示す拡大断面図である。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。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a view corresponding to FIG. 3 showing Embodiment 2 of the present invention. FIG. 5 (a) is an enlarged sectional view showing a state before a thrust load is applied to the pinion shaft, and FIG. 5 (b) is a view of the pinion shaft. It is an expanded sectional view which shows the state which the thrust load acted. In the following description, only structural parts different from the above-described embodiment will be described, and redundant description will be omitted. Further, the same parts will be described with the same numbers.

本発明の実施例２のテーパースナップリング５３は、テーパースナップリング５３の直交側面５３１側に環状突起を形成した例である。図５（ａ）に示すように、実施例２のテーパースナップリング５３には、実施例１と同様に、直交側面５３１と傾斜側面５３２が形成されている。また、係止溝２３にも、実施例１と同様に、直交溝側面２３１と傾斜溝側面２３２が形成されている。傾斜側面５３２と傾斜溝側面２３２の傾斜角度は同一に形成されている。実施例２では、テーパースナップリング５３の直交側面５３１に、係止溝２３の直交溝側面２３１に対向する位置に、直交溝側面側２３１に向かって突出した環状突起５３３が形成されている。   The taper snap ring 53 according to the second embodiment of the present invention is an example in which an annular protrusion is formed on the orthogonal side surface 531 side of the taper snap ring 53. As shown in FIG. 5A, the tapered snap ring 53 of the second embodiment is formed with an orthogonal side surface 531 and an inclined side surface 532 as in the first embodiment. Further, the orthogonal groove side surface 231 and the inclined groove side surface 232 are also formed in the locking groove 23 as in the first embodiment. The inclination angle of the inclined side surface 532 and the inclined groove side surface 232 is the same. In the second embodiment, an annular protrusion 533 protruding toward the orthogonal groove side surface 231 is formed on the orthogonal side surface 531 of the tapered snap ring 53 at a position facing the orthogonal groove side surface 231 of the locking groove 23.

図５（ａ）に示すように、実施例２では実施例１と同様に、外輪５１１の側面５１３が係止溝２３の直交溝側面２３１よりもα１（０．１ミリ以下）だけ突出するように係止溝２３を加工している。従って、ボール軸受５１の外輪５１１をハウジング２１の内周面２２に挿入し、係止溝２３にテーパースナップリング５３を係止すると、テーパースナップリング５３の直交側面５３１と係止溝２３の直交溝側面２３１との間に隙間α１（０．１ミリ以下）が形成される。また、環状突起５３３と直交溝側面２３１との間には、隙間α１よりも小さな隙間α２が形成される。   As shown in FIG. 5A, in the second embodiment, as in the first embodiment, the side surface 513 of the outer ring 511 protrudes from the orthogonal groove side surface 231 of the locking groove 23 by α1 (0.1 mm or less). The locking groove 23 is processed. Therefore, when the outer ring 511 of the ball bearing 51 is inserted into the inner peripheral surface 22 of the housing 21 and the taper snap ring 53 is locked to the locking groove 23, the orthogonal side surface 531 of the taper snap ring 53 and the orthogonal groove of the locking groove 23. A gap α1 (0.1 mm or less) is formed between the side surface 231 and the side surface 231. Further, a gap α2 smaller than the gap α1 is formed between the annular protrusion 533 and the orthogonal groove side surface 231.

従って、テーパースナップリング５３は係止溝２３の溝底まで入り込まず、テーパースナップリング５３が係止溝２３に入り込む量β１が小さくなる。テーパースナップリング５３が係止溝２３に入り込む量β１が小さいと、実施例１と同様に、テーパースナップリング５３が係止溝２３をラジアル方向に押す力が大きくなる。   Accordingly, the taper snap ring 53 does not enter the bottom of the locking groove 23, and the amount β1 of the taper snap ring 53 entering the locking groove 23 is reduced. When the amount β1 of the taper snap ring 53 entering the locking groove 23 is small, the force by which the taper snap ring 53 pushes the locking groove 23 in the radial direction is increased as in the first embodiment.

その結果、環状溝２３にテーパースナップリング５３が入り込んだ時の楔作用が大きくなり、ボール軸受５１に作用する大きなスラスト荷重を支持することが可能となる。また、図５（ｂ）に示すように、走行時に車輪からラック軸３１を介してピニオン軸１０７に作用する大きなスラスト力によって、ボール軸受５１に作用するスラスト荷重Ｐが大きくなると、テーパースナップリング５３が傾く。   As a result, the wedge action when the taper snap ring 53 enters the annular groove 23 is increased, and a large thrust load acting on the ball bearing 51 can be supported. As shown in FIG. 5B, when the thrust load P acting on the ball bearing 51 is increased by a large thrust force acting on the pinion shaft 107 from the wheel via the rack shaft 31 during traveling, the taper snap ring 53 is increased. Tilts.

しかし、テーパースナップリング５３の環状突起５３３が係止溝２３の直交溝側面２３１に当接して、テーパースナップリング５３の傾きが規制されるため、ボール軸受５１の移動が阻止される。環状突起５３３と直交溝側面２３１との間の隙間α２は、隙間α１よりも小さいため、テーパースナップリング５３の傾き角度を実施例１よりも小さくすることができる。その結果、ピニオン４１とラック歯３２の噛み合い位置が適正位置に維持されるため、異音が生じたり、操舵力が変動することを阻止することができる。   However, since the annular protrusion 533 of the taper snap ring 53 contacts the orthogonal groove side surface 231 of the locking groove 23 and the inclination of the taper snap ring 53 is restricted, the movement of the ball bearing 51 is prevented. Since the gap α2 between the annular protrusion 533 and the orthogonal groove side surface 231 is smaller than the gap α1, the inclination angle of the tapered snap ring 53 can be made smaller than that in the first embodiment. As a result, since the meshing position of the pinion 41 and the rack teeth 32 is maintained at an appropriate position, it is possible to prevent abnormal noise and fluctuation of the steering force.

上記実施例では、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に適用した例について説明したが、ピニオンアシスト型ラックピニオン式パワーステアリング装置やマニュアル型ラックピニオン式ステアリング装置に適用してもよい。   In the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to a column assist type rack and pinion type power steering apparatus has been described. However, the present invention may be applied to a pinion assist type rack and pinion type power steering apparatus and a manual type rack and pinion type steering apparatus.

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 ピニオン軸
１０７Ａ 中心軸線
２１ ハウジング
２２ 内周面
２３ 係止溝
２３１ 直交溝側面
２３２ 傾斜溝側面
２４ ガイド孔
３１ ラック軸
３２ ラック歯
３３ 外周面
４１ ピニオン
４２ 軸部
４３ 溝
４４ 段差面
４５ 軸部
５１ ボール軸受（第１の軸受）
５１１ 外輪
５１２ 内輪
５１３ 側面
５２ カシメリング
５３ テーパースナップリング（止め輪）
５３１ 直交側面
５３２ 傾斜側面
５３３ 環状突起
５４ ニードル軸受（第２の軸受）
６１ ホルダ
６２ 軸体
６３ ニードルころ軸受
６４ ローラ
６５ 凹円弧状面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Steering wheel 102 Motor 103 Steering gear 104 Tie rod 105 Column 106 Intermediate shaft 107 Pinion shaft 107A Center axis 21 Housing 22 Inner peripheral surface 23 Locking groove 231 Orthogonal groove side surface 232 Inclined groove side surface 24 Guide hole 31 Rack shaft 32 Rack tooth 33 Outer periphery Surface 41 Pinion 42 Shaft portion 43 Groove 44 Stepped surface 45 Shaft portion 51 Ball bearing (first bearing)
511 Outer ring 512 Inner ring 513 Side surface 52 Caulking ring 53 Taper snap ring (retaining ring)
531 Orthogonal side surface 532 Inclined side surface 533 Annular projection 54 Needle bearing (second bearing)
61 Holder 62 Shaft 63 Needle roller bearing 64 Roller 65 Concave arc surface

Claims (3)

ハウジング、
上記ハウジングに往復移動可能に支持され、タイロッドを介して車輪の操舵角を変えるラック軸、
ステアリングホイールに連結され、上記ラック軸のラック歯に噛み合うピニオンを有し、ステアリングホイールの回転をラック軸に伝達するピニオン軸、
上記ハウジングの内周面に内嵌され上記ピニオン軸の一端をハウジングに回転可能に軸支し、ピニオン軸に作用するスラスト荷重を支持する第１の軸受、
上記ハウジングの内周面に内嵌され上記ピニオン軸の他端をハウジングに回転可能に軸支し、ピニオン軸に作用するラジアル荷重を支持する第２の軸受、
上記第１の軸受の外輪を上記ハウジングの内周面に固定するテーパースナップリング、 上記テーパースナップリングの側面に形成され上記第１の軸受の外輪の側面に当接し上記ピニオン軸の中心軸線に対して直交する直交側面、
上記テーパースナップリングに上記直交側面に対向する側面に形成され、直交側面に対して外周側の厚さが減少する方向に傾斜した傾斜側面、
上記ハウジングの内周面に環状に形成され上記テーパースナップリングを係止する係止溝、
上記係止溝の側面に上記第１の軸受の外輪の側面側に形成され上記ピニオン軸の中心軸線に対して直交する直交溝側面、
上記係止溝に上記直交溝側面に対向する側面に形成され、直交溝側面に対して溝底側の溝幅が狭くなる方向に傾斜した傾斜溝側面を備え、
上記係止溝に上記テーパースナップリングを係止して上記第１の軸受の外輪を上記ハウジングの内周面に固定した時に、上記テーパースナップリングの直交側面と上記係止溝の直交溝側面との間に隙間が形成されていること
を特徴とするステアリング装置。 housing,
A rack shaft that is supported by the housing so as to be reciprocally movable and changes a steering angle of a wheel via a tie rod;
A pinion shaft coupled to the steering wheel, the pinion meshing with the rack teeth of the rack shaft, and transmitting the rotation of the steering wheel to the rack shaft;
A first bearing that is fitted in the inner peripheral surface of the housing and rotatably supports one end of the pinion shaft on the housing, and supports a thrust load acting on the pinion shaft;
A second bearing that is fitted in the inner peripheral surface of the housing and rotatably supports the other end of the pinion shaft on the housing, and supports a radial load acting on the pinion shaft;
A taper snap ring for fixing the outer ring of the first bearing to the inner peripheral surface of the housing, formed on a side surface of the taper snap ring and abutting on a side surface of the outer ring of the first bearing, with respect to the central axis of the pinion shaft Orthogonal sides,
An inclined side surface formed on a side surface facing the orthogonal side surface to the tapered snap ring and inclined in a direction in which the thickness of the outer peripheral side decreases with respect to the orthogonal side surface;
A locking groove that is annularly formed on the inner peripheral surface of the housing and locks the tapered snap ring;
An orthogonal groove side surface formed on the side surface of the outer ring of the first bearing on the side surface of the locking groove and orthogonal to the central axis of the pinion shaft;
The locking groove is formed on a side surface facing the orthogonal groove side surface, and has an inclined groove side surface inclined in a direction in which the groove width on the groove bottom side becomes narrower than the orthogonal groove side surface,
When the taper snap ring is locked in the locking groove and the outer ring of the first bearing is fixed to the inner peripheral surface of the housing, an orthogonal side surface of the tapered snap ring and an orthogonal groove side surface of the locking groove are A steering device characterized in that a gap is formed between the two. 請求項１に記載されたステアリング装置において、
上記テーパースナップリングの直交側面には、上記係止溝の直交溝側面に対向する位置に、直交溝側面側に向かって突出した環状突起が形成されていること
を特徴とするステアリング装置。 The steering apparatus according to claim 1, wherein
A steering device, wherein an annular protrusion protruding toward the orthogonal groove side surface is formed on the orthogonal side surface of the tapered snap ring at a position facing the orthogonal groove side surface of the locking groove. 請求項１から請求項２までのいずれかに記載されたステアリング装置において、
上記隙間が０．１ミリ以下であること
を特徴とするステアリング装置。 In the steering device according to any one of claims 1 to 2,
A steering apparatus, wherein the gap is 0.1 mm or less.
JP2011148063A 2011-07-04 2011-07-04 Steering device Active JP5626144B2 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011148063A JP5626144B2 (en) 2011-07-04 2011-07-04 Steering device
CN201280000616.8A CN103003132B (en) 2011-07-04 2012-07-02 Bearing affixation structure and steering gear unit using bearing affixation structure
EP12807817.7A EP2730483B1 (en) 2011-07-04 2012-07-02 Bearing affixation structure and steering gear unit using bearing affixation structure
PCT/JP2012/066869 WO2013005713A1 (en) 2011-07-04 2012-07-02 Bearing affixation structure and steering gear unit using bearing affixation structure
US14/110,453 US9174665B2 (en) 2011-07-04 2012-07-02 Construction for fastening a bearing and a steering gear unit using this construction for fastening a bearing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011148063A JP5626144B2 (en) 2011-07-04 2011-07-04 Steering device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013014213A true JP2013014213A (en) 2013-01-24
JP5626144B2 JP5626144B2 (en) 2014-11-19

Family

ID=47687332

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011148063A Active JP5626144B2 (en) 2011-07-04 2011-07-04 Steering device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5626144B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015055292A (en) * 2013-09-11 2015-03-23 日本精工株式会社 Bearing fixing structure
JP2015113849A (en) * 2013-12-09 2015-06-22 日本精工株式会社 Taper snap ring
JP2016014472A (en) * 2014-06-13 2016-01-28 日本精工株式会社 Snap ring
WO2023028808A1 (en) * 2021-08-31 2023-03-09 舍弗勒技术股份两合公司 Thrust component, assembly method therefor, and apparatus

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004189039A (en) * 2002-12-09 2004-07-08 Nsk Ltd Electric power steering device
JP2004203212A (en) * 2002-12-25 2004-07-22 Nsk Ltd Electric power steering device
JP2004276638A (en) * 2003-03-12 2004-10-07 Nsk Ltd Electric power steering device
JP2005069476A (en) * 2003-08-06 2005-03-17 Nsk Ltd Reduction gear mechanism and electric power steering device
JP2010038254A (en) * 2008-08-05 2010-02-18 Jtekt Corp Mounting structure for retaining ring and steering device for vehicle

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004189039A (en) * 2002-12-09 2004-07-08 Nsk Ltd Electric power steering device
JP2004203212A (en) * 2002-12-25 2004-07-22 Nsk Ltd Electric power steering device
JP2004276638A (en) * 2003-03-12 2004-10-07 Nsk Ltd Electric power steering device
JP2005069476A (en) * 2003-08-06 2005-03-17 Nsk Ltd Reduction gear mechanism and electric power steering device
JP2010038254A (en) * 2008-08-05 2010-02-18 Jtekt Corp Mounting structure for retaining ring and steering device for vehicle

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015055292A (en) * 2013-09-11 2015-03-23 日本精工株式会社 Bearing fixing structure
JP2015113849A (en) * 2013-12-09 2015-06-22 日本精工株式会社 Taper snap ring
JP2016014472A (en) * 2014-06-13 2016-01-28 日本精工株式会社 Snap ring
WO2023028808A1 (en) * 2021-08-31 2023-03-09 舍弗勒技术股份两合公司 Thrust component, assembly method therefor, and apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP5626144B2 (en) 2014-11-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100794956B1 (en) Steering apparatus equipped with ring type support yoke
US9174665B2 (en) Construction for fastening a bearing and a steering gear unit using this construction for fastening a bearing
EP2808225B1 (en) Steering column apparatus
JP2006306263A (en) Steering device
JP5626144B2 (en) Steering device
JP2012254780A (en) Steering device
JP5196259B2 (en) Rack shaft support device and vehicle steering device
JP5273228B2 (en) Rack and pinion steering system
JP2009051353A (en) Position adjusting type steering device
JP6187215B2 (en) Tapered snap ring
JP5626162B2 (en) Tapered snap ring fixing structure
JP2019537694A (en) Fixed bearings and steering gears
JP2008307966A (en) Rack guide device
JP6171738B2 (en) Tapered snap ring
JP2013130276A (en) Tapered snap ring and fixing structure thereof
JP2013006470A (en) Steering apparatus
JP2017218071A (en) Rack-and-pinion type steering device, and method for manufacturing the same
JP5310788B2 (en) Steering device
JP6287181B2 (en) Fixing method of inner ring for rolling bearing
JP2006282103A (en) Rack and pinion type steering gear
JP2003028153A (en) Electric power steering device
EP2789525B1 (en) Steering device
JP2016097792A (en) Rack and pinion type steering gear unit
JP2012101601A (en) Steering device
JP2023019496A (en) Electric power steering device and manufacturing method for the same

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130806

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130925

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140107

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140305

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140902

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140915

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5626144

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150