JP4308491B2 - ステアリング装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、自動車のステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
ステアリング装置では、ステアリングシャフトは、ステアリングコラムに軸受を介して回転自在に支持されている。軸受は、ステアリングシャフトの所定の位置に、止め輪により位置決めされている。止め輪は、例えば、略Ｃ字形形状に形成され、弾性変形されることにより、ステアリングシャフトの外周溝に装着される。装着前の状態で、止め輪の両円弧端同士の間には隙間が形成されていて、この隙間は止め輪が装着された状態でも所定間隔で開けられている。
【０００３】
ところで、通常、ステアリングシャフトの外周溝の幅は、止め輪の厚みよりも広くされ、また、外周溝に対しての軸受の組み付け位置にもばらつきがある。その結果、ステアリングシャフトに嵌めた軸受と止め輪との間に隙間が生じ、振動や異音が生じることがある。
このような異音の発生等を防止するために、Ｏリング等からなる弾性体を圧縮状態で軸受と止め輪との間に介在させることが考えられる。
【０００４】
しかしながら、止め輪の両円弧端同士の間の隙間は、通例、対応するＯリングの線径よりも、格段に広くなっているので、圧縮されたＯリングが隙間にはみ出し易くなっている。Ｏリングははみ出すと、破損する虞がある。
そこで、本発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、止め輪と軸受とのがたつきを防止しつつ、弾性体の破損を防止できるステアリング装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
請求項１に記載の発明は、ステアリングコラムに保持されステアリングシャフトを回転自在に支持する軸受と、ステアリングシャフトの外周溝に緊縛力を持って嵌められ、上記軸受をステアリングシャフトの軸方向に位置決めする止め輪と、上記軸受と止め輪との間に圧縮状態で介在し且つ止め輪と接する弾性体とを備え、溝底径が公差範囲内の最小値となる外周溝の溝底に止め輪が沿うときに、止め輪の一対の円弧端間の隙間が略無くなるように、止め輪の寸法が設定されることを特徴とする。
【０００６】
本発明によれば、弾性体によって止め輪と軸受とを弾力的に押圧できるので、止め輪と軸受とはがたつきなく位置決めされる。その結果、がたつきによる異音の発生を防止できる。しかも、止め輪を公差範囲内にある外周溝の溝底に沿わせつつ、止め輪の一対の円弧端間の隙間の量を最小にできるので、該隙間に弾性体がはみ出すことを防止できる結果、はみ出しに起因する弾性体の破損を防止できる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、ステアリングコラムに保持されステアリングシャフトを回転自在に支持する軸受と、ステアリングシャフトの外周溝に緊縛力を持って嵌められ、上記軸受をステアリングシャフトの軸方向に位置決めする止め輪と、上記軸受と止め輪との間に圧縮状態で介在し且つ止め輪と接するＯリングからなる弾性体とを備え、外周溝に止め輪が嵌められたときに、止め輪の一対の円弧端間の隙間量が、Ｏリングの線径よりも小さくされることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、請求項１の作用と同様にして、止め輪と軸受とのがたつきを弾性体により防止でき、しかも、止め輪の円弧端間の隙間量をＯリングの線径に応じて規制しているので、隙間へのＯリングのはみ出しを確実に防止することができる。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２において、上記外周溝の一部は軸受の径方向の内方に配置され、弾性体の一部は外周溝内で軸受内周に当接することを特徴とする。本発明によれば、仮に軸受とステアリングシャフトとの間に径方向の隙間があるとしても、弾性体によって軸受の径方向のがたつきを防止することができる。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３の何れかにおいて、上記弾性体は、止め輪、外周溝および軸受の何れかに接着されることを特徴とする。本発明によれば、請求項１から３の何れかに記載の発明と同様の効果を奏する。これに加えて、止め輪の一対の円弧端間の隙間への弾性体のはみ出しをより一層確実に防止できる。
請求項５に記載の発明は、ステアリングコラムに保持されステアリングシャフトを回転自在に支持する軸受と、ステアリングシャフトの外周溝に緊縛力を持って嵌められ、上記軸受をステアリングシャフトの軸方向に位置決めする止め輪と、上記軸受と止め輪との間に圧縮状態で介在し、止め輪と接するとともに、止め輪、外周溝および軸受の何れかに接着される弾性体とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、弾性体によって、止め輪と軸受とをがたつきなく位置決めできるので、異音の発生を防止できる。しかも、弾性体を接着してあるので、弾性体が止め輪の円弧端間の隙間へはみ出すことを抑制でき、また、弾性体の不必要な変形を抑制できる。従って、はみ出し等に起因する弾性体の破損を抑制できる。
請求項６に記載の発明は、請求項４又は５において、上記弾性体は、ステアリングシャフトを取り囲む環状をなし、止め輪に接着されることを特徴とする。本発明によれば、環状の弾性体に切れ目を形成することなく、この弾性体をそのまま簡便に利用できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態のステアリング装置を図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の第１実施形態のステアリング装置の概略構成を示す模式図である。
図１を参照して、ステアリング装置１は、車輪（図示せず）を操向するためにステアリングホイール２の動きを伝達するステアリングシャフト３を備える。このステアリングシャフト３は、筒状をなすステアリングコラム４内に同心的に挿通され、アッパおよびロアの軸受５，６を介して、ステアリングコラム４に回動自在に支持される。ステアリングコラム４は、アッパおよびロアのブラケット７，８を介して車体９に固定される。
【００１２】
Ｓ１およびＳ２はステアリングシャフト３の第１および第２軸方向をそれぞれ示す。ステアリングシャフト３の第１の端部１０（第１軸方向Ｓ１側の端部）にステアリングホイール２が連結され、ステアリングシャフト３の第２の端部１１（第２軸方向Ｓ２側の端部）には、図示しない、車輪を操向するための舵取り機構に中間軸を介して連なる自在継手１２が連結される。
図２を参照して、アッパの軸受５は例えば転がり軸受からなり、外輪１３、内輪１４および例えば玉からなる転動体１５を有する。外輪１３はステアリングコラム４の内周１６に形成された環状凹部１７に嵌合され固定される。外輪１３の第２軸方向Ｓ２側の端部１８が、環状凹部１７の端部となる位置決め段部１９に当接することにより、第２軸方向Ｓ２への外輪１３の移動が規制される。
【００１３】
内輪１４の内周２０は、ステアリングシャフト３の外周２１の嵌合面２２に嵌合され固定される。内輪１４は、第１の端面２３（第１軸方向Ｓ１側の端部）と、第２の端面２４（第２軸方向Ｓ２側の端部）とを有する。
ステアリングシャフト３の外周２１には、嵌合面２２を挟んだ両側に第１および第２の外周溝２５，２６が形成される。第１および第２の外周溝２５，２６には、内輪１４の第１および第２の端面２３，２４をそれぞれ位置決めするための第１および第２の止め輪２７，２８が緊縛力を持って嵌められる。
【００１４】
第１および第２の止め輪２７，２８は、内輪１４の第１および第２の端面２３，２４にそれぞれ対向する。第１および第２の止め輪２７，２８は、鋼等の金属によりステアリングシャフト３を取り囲む略円弧形状（いわゆるＣ形止め輪）に形成される。
第１の止め輪２７の第１の側面２９が第１の外周溝２５の対応する側壁３０と当接し、第１の止め輪２７の第２の側面３１が内輪１４の第１の端面２３と当接することにより、第１の止め輪２７が内輪１４を第１軸方向Ｓ１に位置決めする。
【００１５】
第２の止め輪２８は、弾性体としての例えばＯリング３２を介して軸受５の内輪１４を第２軸方向Ｓ２に位置決めする。図２において、Ｏリング３２は弾性変形して、断面鉤型となっている。
第２の外周溝２６は、第１の側壁３３（第１軸方向Ｓ１側の側壁）と、第２の側壁３４（第２軸方向Ｓ２側の側壁）とを有する。また、第２の外周溝２６は、第２の止め輪２８が装着される主体部３５と、この主体部３５から第１軸方向Ｓ１に沿って内輪１４の内側へ延びる延設部３６とを有する。この延設部３６は軸受５の内輪１４の径方向の内方に配置され、延設部３６と内輪１４の内周２０との間に環状隙間３７が区画される。
【００１６】
Ｏリング３２は、ステアリングシャフト３を取り囲む無端の環状部材であり、例えば、自然状態で断面略円形とされ、天然ゴム、合成ゴム等のゴムにより形成される。ゴムは緩衝作用により異音の発生の防止に好ましい。弾性体としては、ゴムの他、樹脂を用いてもよい。また、特に、弾性体にＯリング３２を用いる場合には、ステアリングシャフト３を容易に装着でき、しかも安価である。
Ｏリング３２の一部は、第２の止め輪２８と軸受５の内輪１４との間に圧縮状態で挟まれている。すなわち、変形したＯリング３２の第１の部分３８が、内輪１４の第２の端面２４と第２の止め輪２８の第１の側面３９との間に軸方向に挟持されて圧縮され、その弾性反発力により第２の止め輪２８を第２の外周溝２６の第２の側壁３４側へ押圧する。
【００１７】
その結果、第２の止め輪２８の第２の側面４０と第２の外周溝２６の第２の側壁３４とが当接し、第２の止め輪２８が第２軸方向Ｓ２に位置決めされる。このように、Ｏリング３２の第１の部分３８によって第２の止め輪２８および軸受５を弾力的に押圧できるので、第２の止め輪２８と軸受５とを軸方向にがたつきなく位置決めできる結果、軸方向のがたつきによる異音の発生を防止することができる。
【００１８】
また、変形したＯリング３２の第２の部分４１が、環状隙間３７内に入り込んで、内輪１４の内周２０および第２の外周溝２６の溝底４２を弾力的に押圧する。これにより、軸受５の径方向のがたつきが生じることを、ひいては振動や異音が生じることを防止できることである。なお、内輪１４の内周２０の縁部はＲ面取りされているので、変形時のＯリング３２に亀裂等が生じ難い。
通例、部品の寸法には公差が設定される。例えば、第２の外周溝２６の溝底４２の外径である溝底径ＤがＤ１≦Ｄ≦Ｄ２の公差範囲に設定される。
【００１９】
このような第２の外周溝２６と第２の止め輪２８との組み合わせを考慮すると、図３Ａに示すように、溝底径Ｄが公差範囲内の最小値Ｄ１となる第２の外周溝２６に対して、第２の止め輪２８が装着された場合に、第２の止め輪２８の内周が溝底４２にがたなく沿うと共に、第２の止め輪２８の円弧端４３，４３同士が互いに当接し、円弧端４３，４３間に隙間が生じないように、第２の止め輪２８の寸法を設定することが好ましい。
【００２０】
これにより、上記の公差範囲内で溝底径Ｄがばらついても、図３Ｂに示すように、円弧端４３，４３間に生ずる隙間４４を最小限にすることができ、Ｏリング３２の隙間４４へのはみ出しを確実に防止することができる。しかも、上記の公差範囲内で溝底径Ｄがばらついても、第２の止め輪２８が溝底４２に確実に沿うので、第２の止め輪２８が径方向にがたつかない。
ところで、実際には、第２の止め輪２８の寸法にも公差が設定されるので、第２の外周溝２６の溝底径Ｄと第２の止め輪２８の寸法との関係としては、溝底径Ｄがその公差範囲（Ｄ１≦Ｄ≦Ｄ２）内の最小値Ｄ１をとる第２の外周溝２６に対して、例えばその周長が公差範囲内の最大値をとる第２の止め輪２８が装着された場合に、図３Ａに示すように、第２の止め輪２８の内周が溝底４２にがたなく沿うと共に、第２の止め輪２８の円弧端４３，４３同士が互いに接触し、隙間がなくなることが好ましい。
【００２１】
このように各公差を設定することにより、第２の止め輪２８の内周を確実に第２の外周溝２６の溝底４２に沿わせることができ、がたつきの発生を確実に防止できる。しかも、第２の止め輪２８の円弧端４３，４３同士間の隙間４４が最大となる組み合わせ、すなわち、溝底径Ｄがその公差範囲（Ｄ１≦Ｄ≦Ｄ２）内の最大値Ｄ２をとる第２の外周溝２６に対して、周長が公差範囲内の最小値をとる第２の止め輪２８が装着された場合にも、円弧端４３，４３間の隙間４４を最小限にすることができ、Ｏリング３２の隙間４４へのはみ出しを確実に防止することができる。
【００２２】
上記の図３Ａ及び図３Ｂの実施の形態のように、第２の外周溝２６と第２の止め輪２８の寸法公差の関係を設定した結果として、円弧端４３，４３間の隙間４４がＯリング３２の線径よりも小さければ、Ｏリング３２の隙間４４へのはみ出しをより確実に防止することができる。
ただし、第２の外周溝２６と第２の止め輪２８の寸法公差を図３Ａ，図３Ｂの実施の形態のように設定しなくても、各部品２６，２８の公差の組み合わせの中で、図４に示すように、第２の止め輪２８が第２の外周溝２６に嵌合された状態にて、第２の止め輪２８の円弧端４３，４３間の隙間４４の隙間量Ｌが、Ｏリング３２の線径ｄよりも小さくなることが達成されれば十分である。
【００２３】
また、図１の実施の形態や、図４の実施の形態において、弾性体としての例えばＯリング３２が、図５に示すように、環状の接着部４５を設けて第２の止め輪２８の第１の側面３９の概ね全周にわたって、例えば加硫接着や接着剤を用いて接着されていても良く、この場合、仮に、第２の止め輪２８の円弧端４３，４３間に隙間４４があっても、該隙間４４へのＯリング３２のはみ出しをより確実に防止することができる。また、例えば市販品のＯリング３２を切れ目等を形成することもなく、そのまま簡便に利用でき、製造コストを安くできる。
【００２４】
ただし、図５のように、弾性体としてのＯリング３２を第２の止め輪２８に接着する場合は、図１の実施の形態のような厳密な公差関係を設定したりしなくても、また、図４の実施の形態のような線径Ｄと隙間量Ｌの関係に設定しなくても、隙間４４へのＯリング３２のはみ出しを防止することが可能である。さらに、第２の止め輪２８の寸法を厳しく管理せずに済むので、例えば、第２の止め輪２８に安価な一般市販品を利用できる。
【００２５】
何れにしても、Ｏリング３２等の弾性体を第２の止め輪２８に接着する場合には、隙間４４への弾性体のはみ出しを防止できることに加えて、組付後の弾性体が内輪１４の径方向内方へ過度にもぐり込むことを防止することができ、また、弾性体のへたり、劣化、破損等を効果的に防止することができる。
なお、弾性体としてのＯリング３２を第２の止め輪２８に接着する場合には、図６Ａに示すように、第２の止め輪２８に予めＯリング３２等の弾性体を接着してユニットＵを構成しておくことが好ましい。というのは、Ｏリング３２と第２の止め輪２８を一括して、且つ精度良くステアリングシャフト３に組み付けることができるからである。
【００２６】
第２の止め輪２８の円弧端４３の各工具係合孔４６にそれぞれ図示しない工具爪を係合させて第２の止め輪２８を拡径させた状態では、Ｏリング３２の一部３２ａが伸びながら、図６Ｂに示すように円弧端４３，４３間の隙間４４に跨がることになる。
上記の各実施の形態では、弾性体として断面円形のＯリング３２を用いたが、これに代えて、断面楕円形や断面小判形形状等の異形のＯリング（図示せず）を用いることも考えられる。
【００２７】
また、図４の実施の形態において、弾性体として、図７，図８又は図９に示す環状部材４７，４８又は４９の何れかを用いることができる。図７Ａ，図８Ａおよび図９Ａは各環状部材４７，４８，４９が第２の外周溝２６に装着され、且つ軸受５が未装着の状態を示している。軸受５が装着されると、各環状部材４７，４８，４９は、図７Ｂ，図８Ｂおよび図９Ｂに示すように、図２の実施の形態のＯリング３２と同様の第１の部分３８と第２の部分４１を有することになる。
【００２８】
図７Ａに示す環状部材４７は断面鉤形形状をなし、円筒部５０と環状フランジ５１とを有する。円筒部５０の内周面５２は第２の外周溝２６の溝底４２に沿わされる。環状フランジ５１は円筒部５０の一端から径方向外方に延び、この環状フランジ５１の一方の側面５３は、第２の止め輪２８の第１の側面３９に、例えば加硫接着により接着される接着部５４を設けている。
図７Ｂを参照して、軸受５が装着時には、内輪１４の内周２０が円筒部５０の外周面５５に押圧され、内輪１４の第２の端面２４が環状フランジ５１の他方の側面５６に押圧されることになる。
【００２９】
次いで、図８Ａに示す環状部材４８は概ね角断面をなし、溝底４２に沿う内周面５７と、第２の止め輪２８の第１の側面３９に沿う側面５８とを有する。この側面５８に第２の止め輪２８の第１の側面３９への接着部５４が設けられる。また、内輪１４の内周縁部に対応する、環状部材４８の外縁部５９には面取りが施されている。図８Ｂを参照して、軸受５の装着時は、環状部材４８の外周縁部５９が内輪１４によって潰され、第１および第２の部分３８，４１が形成される。
【００３０】
次いで、図９Ａに示す環状部材４９は断面略直角三角形形状をなし、溝底４２に沿わされる内周面６０と、第２の止め輪２８の第１の側面３９に沿わされる側面６１と、テーパ状外周面６２とを有する。側面６１に第２の止め輪２８の第１の側面３９への接着部５４が設けられる。図９Ｂを参照して、軸受５の装着時は、内輪１４によってテーパ状外周面６２が潰されて、第１および第２の部分３８，４１が形成される。
【００３１】
これらの環状部材４７，４８，４９では、第２の止め輪２８の第１の側面３９に沿わされる平坦な側面５３，５８，６１をそれぞれ有し、この側面５３，５８，６１に接着部５４を設けるので、接着領域を広く確保でき、接着が確実となる。
なお、本発明は上記各実施の形態に限定されるものではない。例えば、図５，，図６，図７，図８，図９の各実施の形態では、Ｏリング３２や環状部材４７，４８，４９等の弾性体を予め第２の止め輪２８に接着してユニットＵとしたが、ステアリングシャフト３への組み付け時に、第２の止め輪２８に弾性体を接着するようにしても良い。
【００３２】
また、図５，図６，図７，図８，図９の各実施の形態では、弾性体を第２の止め輪２８に接着したが、これに限らず、第２の外周溝２６の溝底４２または軸受５の内輪１４に接着するようにしても良い。
また、第２の外周溝２６の延設部３６を廃止し、弾性体の第２の部分４１を概ね廃止するようにしても良い。
また、上記各実施の形態の構成をロアの軸受６に適用することもできる。この場合、例えば図２において、第１軸方向Ｓ１と第２の軸方向Ｓ２の向きを逆にすれば、ロアの軸受６に適用する場合のレイアウトと同様となる。
【００３３】
また、上述の各実施形態では無端状の弾性体を用いたが、有端状の弾性体であっても良い。その他、特許請求の範囲内で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のステアリング装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】図１のアッパの軸受およびその周辺部分の断面図である。
【図３】図３Ａおよび図３Ｂは第２の外周溝に第２の止め輪が装着された状態を示す模式的断面図である。図３Ａは第２の外周溝の溝底径が公差範囲内の最小値をとる場合であり、３Ｂは公差範囲内の最大値をとる場合である。
【図４】本発明の別の実施の形態の要部の一部破断側面図であり、第２の止め輪およびＯリングが第２の外周溝に装着され、且つ軸受が未装着である状態を示している。
【図５】本発明のさらに別の実施の形態のステアリング装置の要部の一部破断側面図でてあり、第２の止め輪およびＯリングが互いに接着されたユニットとして、第２の外周溝に装着された状態を示している。
【図６】図６Ａおよび図６Ｂは図５の実施の形態のユニットの側面図であり、図６Ａは図５のユニットの装着前の状態を示し、図６Ｂはユニットが装着工程で拡げられた状態を示している。
【図７】図７Ａおよび図７Ｂは本発明のさらに別の実施の形態の要部の断面図であり、図７Ａはユニットが第２の外周溝に装着された状態を示し、図７Ｂはさらに軸受が装着された状態を示す。
【図８】図８Ａおよび図８Ｂは本発明のさらに別の実施の形態の要部の断面図であり、図８Ａはユニットが第２の外周溝に装着された状態を示し、図８Ｂはさらに軸受が装着された状態を示す。
【図９】図９Ａおよび図９Ｂは本発明のさらに別の実施の形態の要部の断面図であり、図９Ａはユニットが第２の外周溝に装着された状態を示し、図９Ｂはさらに軸受が装着された状態を示す。
【符号の説明】
１ ステアリング装置
３ ステアリングシャフト
４ ステアリングコラム
５ （アッパの）軸受
６ （ロアの）軸受
１４ 内輪
２０ 内周（軸受内周）
２２ 嵌合面
２６ 第２の外周溝
２８ 第２の止め輪
３２ Ｏリング（弾性体）
３８ 第１の部分
４１ 第２の部分
４２ 溝底
４３ 円弧端
４４ 隙間
４５ 接着部
４７，４８，４９ 環状部材（弾性体）
Ｄ 溝底径
Ｌ 隙間量
ｄ 線径
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、自動車のステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
ステアリング装置では、ステアリングシャフトは、ステアリングコラムに軸受を介して回転自在に支持されている。軸受は、ステアリングシャフトの所定の位置に、止め輪により位置決めされている。止め輪は、例えば、略Ｃ字形形状に形成され、弾性変形されることにより、ステアリングシャフトの外周溝に装着される。装着前の状態で、止め輪の両円弧端同士の間には隙間が形成されていて、この隙間は止め輪が装着された状態でも所定間隔で開けられている。
【０００３】
ところで、通常、ステアリングシャフトの外周溝の幅は、止め輪の厚みよりも広くされ、また、外周溝に対しての軸受の組み付け位置にもばらつきがある。その結果、ステアリングシャフトに嵌めた軸受と止め輪との間に隙間が生じ、振動や異音が生じることがある。
このような異音の発生等を防止するために、Ｏリング等からなる弾性体を圧縮状態で軸受と止め輪との間に介在させることが考えられる。
【０００４】
しかしながら、止め輪の両円弧端同士の間の隙間は、通例、対応するＯリングの線径よりも、格段に広くなっているので、圧縮されたＯリングが隙間にはみ出し易くなっている。Ｏリングははみ出すと、破損する虞がある。
そこで、本発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、止め輪と軸受とのがたつきを防止しつつ、弾性体の破損を防止できるステアリング装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
請求項１に記載の発明は、ステアリングコラムに保持されステアリングシャフトを回転自在に支持する軸受と、ステアリングシャフトの外周溝に緊縛力を持って嵌められ、上記軸受をステアリングシャフトの軸方向に位置決めする止め輪と、上記軸受と止め輪との間に圧縮状態で介在し且つ止め輪と接する弾性体とを備え、溝底径が公差範囲内の最小値となる外周溝の溝底に止め輪が沿うときに、止め輪の一対の円弧端間の隙間が略無くなるように、止め輪の寸法が設定されることを特徴とする。
【０００６】
本発明によれば、弾性体によって止め輪と軸受とを弾力的に押圧できるので、止め輪と軸受とはがたつきなく位置決めされる。その結果、がたつきによる異音の発生を防止できる。しかも、止め輪を公差範囲内にある外周溝の溝底に沿わせつつ、止め輪の一対の円弧端間の隙間の量を最小にできるので、該隙間に弾性体がはみ出すことを防止できる結果、はみ出しに起因する弾性体の破損を防止できる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、ステアリングコラムに保持されステアリングシャフトを回転自在に支持する軸受と、ステアリングシャフトの外周溝に緊縛力を持って嵌められ、上記軸受をステアリングシャフトの軸方向に位置決めする止め輪と、上記軸受と止め輪との間に圧縮状態で介在し且つ止め輪と接するＯリングからなる弾性体とを備え、外周溝に止め輪が嵌められたときに、止め輪の一対の円弧端間の隙間量が、Ｏリングの線径よりも小さくされることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、請求項１の作用と同様にして、止め輪と軸受とのがたつきを弾性体により防止でき、しかも、止め輪の円弧端間の隙間量をＯリングの線径に応じて規制しているので、隙間へのＯリングのはみ出しを確実に防止することができる。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２において、上記外周溝の一部は軸受の径方向の内方に配置され、弾性体の一部は外周溝内で軸受内周に当接することを特徴とする。本発明によれば、仮に軸受とステアリングシャフトとの間に径方向の隙間があるとしても、弾性体によって軸受の径方向のがたつきを防止することができる。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３の何れかにおいて、上記弾性体は、止め輪、外周溝および軸受の何れかに接着されることを特徴とする。本発明によれば、請求項１から３の何れかに記載の発明と同様の効果を奏する。これに加えて、止め輪の一対の円弧端間の隙間への弾性体のはみ出しをより一層確実に防止できる。
請求項５に記載の発明は、ステアリングコラムに保持されステアリングシャフトを回転自在に支持する軸受と、ステアリングシャフトの外周溝に緊縛力を持って嵌められ、上記軸受をステアリングシャフトの軸方向に位置決めする止め輪と、上記軸受と止め輪との間に圧縮状態で介在し、止め輪と接するとともに、止め輪、外周溝および軸受の何れかに接着される弾性体とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、弾性体によって、止め輪と軸受とをがたつきなく位置決めできるので、異音の発生を防止できる。しかも、弾性体を接着してあるので、弾性体が止め輪の円弧端間の隙間へはみ出すことを抑制でき、また、弾性体の不必要な変形を抑制できる。従って、はみ出し等に起因する弾性体の破損を抑制できる。
請求項６に記載の発明は、請求項４又は５において、上記弾性体は、ステアリングシャフトを取り囲む環状をなし、止め輪に接着されることを特徴とする。本発明によれば、環状の弾性体に切れ目を形成することなく、この弾性体をそのまま簡便に利用できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態のステアリング装置を図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の第１実施形態のステアリング装置の概略構成を示す模式図である。
図１を参照して、ステアリング装置１は、車輪（図示せず）を操向するためにステアリングホイール２の動きを伝達するステアリングシャフト３を備える。このステアリングシャフト３は、筒状をなすステアリングコラム４内に同心的に挿通され、アッパおよびロアの軸受５，６を介して、ステアリングコラム４に回動自在に支持される。ステアリングコラム４は、アッパおよびロアのブラケット７，８を介して車体９に固定される。
【００１２】
Ｓ１およびＳ２はステアリングシャフト３の第１および第２軸方向をそれぞれ示す。ステアリングシャフト３の第１の端部１０（第１軸方向Ｓ１側の端部）にステアリングホイール２が連結され、ステアリングシャフト３の第２の端部１１（第２軸方向Ｓ２側の端部）には、図示しない、車輪を操向するための舵取り機構に中間軸を介して連なる自在継手１２が連結される。
図２を参照して、アッパの軸受５は例えば転がり軸受からなり、外輪１３、内輪１４および例えば玉からなる転動体１５を有する。外輪１３はステアリングコラム４の内周１６に形成された環状凹部１７に嵌合され固定される。外輪１３の第２軸方向Ｓ２側の端部１８が、環状凹部１７の端部となる位置決め段部１９に当接することにより、第２軸方向Ｓ２への外輪１３の移動が規制される。
【００１３】
内輪１４の内周２０は、ステアリングシャフト３の外周２１の嵌合面２２に嵌合され固定される。内輪１４は、第１の端面２３（第１軸方向Ｓ１側の端部）と、第２の端面２４（第２軸方向Ｓ２側の端部）とを有する。
ステアリングシャフト３の外周２１には、嵌合面２２を挟んだ両側に第１および第２の外周溝２５，２６が形成される。第１および第２の外周溝２５，２６には、内輪１４の第１および第２の端面２３，２４をそれぞれ位置決めするための第１および第２の止め輪２７，２８が緊縛力を持って嵌められる。
【００１４】
第１および第２の止め輪２７，２８は、内輪１４の第１および第２の端面２３，２４にそれぞれ対向する。第１および第２の止め輪２７，２８は、鋼等の金属によりステアリングシャフト３を取り囲む略円弧形状（いわゆるＣ形止め輪）に形成される。
第１の止め輪２７の第１の側面２９が第１の外周溝２５の対応する側壁３０と当接し、第１の止め輪２７の第２の側面３１が内輪１４の第１の端面２３と当接することにより、第１の止め輪２７が内輪１４を第１軸方向Ｓ１に位置決めする。
【００１５】
第２の止め輪２８は、弾性体としての例えばＯリング３２を介して軸受５の内輪１４を第２軸方向Ｓ２に位置決めする。図２において、Ｏリング３２は弾性変形して、断面鉤型となっている。
第２の外周溝２６は、第１の側壁３３（第１軸方向Ｓ１側の側壁）と、第２の側壁３４（第２軸方向Ｓ２側の側壁）とを有する。また、第２の外周溝２６は、第２の止め輪２８が装着される主体部３５と、この主体部３５から第１軸方向Ｓ１に沿って内輪１４の内側へ延びる延設部３６とを有する。この延設部３６は軸受５の内輪１４の径方向の内方に配置され、延設部３６と内輪１４の内周２０との間に環状隙間３７が区画される。
【００１６】
Ｏリング３２は、ステアリングシャフト３を取り囲む無端の環状部材であり、例えば、自然状態で断面略円形とされ、天然ゴム、合成ゴム等のゴムにより形成される。ゴムは緩衝作用により異音の発生の防止に好ましい。弾性体としては、ゴムの他、樹脂を用いてもよい。また、特に、弾性体にＯリング３２を用いる場合には、ステアリングシャフト３を容易に装着でき、しかも安価である。
Ｏリング３２の一部は、第２の止め輪２８と軸受５の内輪１４との間に圧縮状態で挟まれている。すなわち、変形したＯリング３２の第１の部分３８が、内輪１４の第２の端面２４と第２の止め輪２８の第１の側面３９との間に軸方向に挟持されて圧縮され、その弾性反発力により第２の止め輪２８を第２の外周溝２６の第２の側壁３４側へ押圧する。
【００１７】
その結果、第２の止め輪２８の第２の側面４０と第２の外周溝２６の第２の側壁３４とが当接し、第２の止め輪２８が第２軸方向Ｓ２に位置決めされる。このように、Ｏリング３２の第１の部分３８によって第２の止め輪２８および軸受５を弾力的に押圧できるので、第２の止め輪２８と軸受５とを軸方向にがたつきなく位置決めできる結果、軸方向のがたつきによる異音の発生を防止することができる。
【００１８】
また、変形したＯリング３２の第２の部分４１が、環状隙間３７内に入り込んで、内輪１４の内周２０および第２の外周溝２６の溝底４２を弾力的に押圧する。これにより、軸受５の径方向のがたつきが生じることを、ひいては振動や異音が生じることを防止できることである。なお、内輪１４の内周２０の縁部はＲ面取りされているので、変形時のＯリング３２に亀裂等が生じ難い。
通例、部品の寸法には公差が設定される。例えば、第２の外周溝２６の溝底４２の外径である溝底径ＤがＤ１≦Ｄ≦Ｄ２の公差範囲に設定される。
【００１９】
このような第２の外周溝２６と第２の止め輪２８との組み合わせを考慮すると、図３Ａに示すように、溝底径Ｄが公差範囲内の最小値Ｄ１となる第２の外周溝２６に対して、第２の止め輪２８が装着された場合に、第２の止め輪２８の内周が溝底４２にがたなく沿うと共に、第２の止め輪２８の円弧端４３，４３同士が互いに当接し、円弧端４３，４３間に隙間が生じないように、第２の止め輪２８の寸法を設定することが好ましい。
【００２０】
これにより、上記の公差範囲内で溝底径Ｄがばらついても、図３Ｂに示すように、円弧端４３，４３間に生ずる隙間４４を最小限にすることができ、Ｏリング３２の隙間４４へのはみ出しを確実に防止することができる。しかも、上記の公差範囲内で溝底径Ｄがばらついても、第２の止め輪２８が溝底４２に確実に沿うので、第２の止め輪２８が径方向にがたつかない。
ところで、実際には、第２の止め輪２８の寸法にも公差が設定されるので、第２の外周溝２６の溝底径Ｄと第２の止め輪２８の寸法との関係としては、溝底径Ｄがその公差範囲（Ｄ１≦Ｄ≦Ｄ２）内の最小値Ｄ１をとる第２の外周溝２６に対して、例えばその周長が公差範囲内の最大値をとる第２の止め輪２８が装着された場合に、図３Ａに示すように、第２の止め輪２８の内周が溝底４２にがたなく沿うと共に、第２の止め輪２８の円弧端４３，４３同士が互いに接触し、隙間がなくなることが好ましい。
【００２１】
このように各公差を設定することにより、第２の止め輪２８の内周を確実に第２の外周溝２６の溝底４２に沿わせることができ、がたつきの発生を確実に防止できる。しかも、第２の止め輪２８の円弧端４３，４３同士間の隙間４４が最大となる組み合わせ、すなわち、溝底径Ｄがその公差範囲（Ｄ１≦Ｄ≦Ｄ２）内の最大値Ｄ２をとる第２の外周溝２６に対して、周長が公差範囲内の最小値をとる第２の止め輪２８が装着された場合にも、円弧端４３，４３間の隙間４４を最小限にすることができ、Ｏリング３２の隙間４４へのはみ出しを確実に防止することができる。
【００２２】
上記の図３Ａ及び図３Ｂの実施の形態のように、第２の外周溝２６と第２の止め輪２８の寸法公差の関係を設定した結果として、円弧端４３，４３間の隙間４４がＯリング３２の線径よりも小さければ、Ｏリング３２の隙間４４へのはみ出しをより確実に防止することができる。
ただし、第２の外周溝２６と第２の止め輪２８の寸法公差を図３Ａ，図３Ｂの実施の形態のように設定しなくても、各部品２６，２８の公差の組み合わせの中で、図４に示すように、第２の止め輪２８が第２の外周溝２６に嵌合された状態にて、第２の止め輪２８の円弧端４３，４３間の隙間４４の隙間量Ｌが、Ｏリング３２の線径ｄよりも小さくなることが達成されれば十分である。
【００２３】
また、図１の実施の形態や、図４の実施の形態において、弾性体としての例えばＯリング３２が、図５に示すように、環状の接着部４５を設けて第２の止め輪２８の第１の側面３９の概ね全周にわたって、例えば加硫接着や接着剤を用いて接着されていても良く、この場合、仮に、第２の止め輪２８の円弧端４３，４３間に隙間４４があっても、該隙間４４へのＯリング３２のはみ出しをより確実に防止することができる。また、例えば市販品のＯリング３２を切れ目等を形成することもなく、そのまま簡便に利用でき、製造コストを安くできる。
【００２４】
ただし、図５のように、弾性体としてのＯリング３２を第２の止め輪２８に接着する場合は、図１の実施の形態のような厳密な公差関係を設定したりしなくても、また、図４の実施の形態のような線径Ｄと隙間量Ｌの関係に設定しなくても、隙間４４へのＯリング３２のはみ出しを防止することが可能である。さらに、第２の止め輪２８の寸法を厳しく管理せずに済むので、例えば、第２の止め輪２８に安価な一般市販品を利用できる。
【００２５】
何れにしても、Ｏリング３２等の弾性体を第２の止め輪２８に接着する場合には、隙間４４への弾性体のはみ出しを防止できることに加えて、組付後の弾性体が内輪１４の径方向内方へ過度にもぐり込むことを防止することができ、また、弾性体のへたり、劣化、破損等を効果的に防止することができる。
なお、弾性体としてのＯリング３２を第２の止め輪２８に接着する場合には、図６Ａに示すように、第２の止め輪２８に予めＯリング３２等の弾性体を接着してユニットＵを構成しておくことが好ましい。というのは、Ｏリング３２と第２の止め輪２８を一括して、且つ精度良くステアリングシャフト３に組み付けることができるからである。
【００２６】
第２の止め輪２８の円弧端４３の各工具係合孔４６にそれぞれ図示しない工具爪を係合させて第２の止め輪２８を拡径させた状態では、Ｏリング３２の一部３２ａが伸びながら、図６Ｂに示すように円弧端４３，４３間の隙間４４に跨がることになる。
上記の各実施の形態では、弾性体として断面円形のＯリング３２を用いたが、これに代えて、断面楕円形や断面小判形形状等の異形のＯリング（図示せず）を用いることも考えられる。
【００２７】
また、図４の実施の形態において、弾性体として、図７，図８又は図９に示す環状部材４７，４８又は４９の何れかを用いることができる。図７Ａ，図８Ａおよび図９Ａは各環状部材４７，４８，４９が第２の外周溝２６に装着され、且つ軸受５が未装着の状態を示している。軸受５が装着されると、各環状部材４７，４８，４９は、図７Ｂ，図８Ｂおよび図９Ｂに示すように、図２の実施の形態のＯリング３２と同様の第１の部分３８と第２の部分４１を有することになる。
【００２８】
図７Ａに示す環状部材４７は断面鉤形形状をなし、円筒部５０と環状フランジ５１とを有する。円筒部５０の内周面５２は第２の外周溝２６の溝底４２に沿わされる。環状フランジ５１は円筒部５０の一端から径方向外方に延び、この環状フランジ５１の一方の側面５３は、第２の止め輪２８の第１の側面３９に、例えば加硫接着により接着される接着部５４を設けている。
図７Ｂを参照して、軸受５が装着時には、内輪１４の内周２０が円筒部５０の外周面５５に押圧され、内輪１４の第２の端面２４が環状フランジ５１の他方の側面５６に押圧されることになる。
【００２９】
次いで、図８Ａに示す環状部材４８は概ね角断面をなし、溝底４２に沿う内周面５７と、第２の止め輪２８の第１の側面３９に沿う側面５８とを有する。この側面５８に第２の止め輪２８の第１の側面３９への接着部５４が設けられる。また、内輪１４の内周縁部に対応する、環状部材４８の外縁部５９には面取りが施されている。図８Ｂを参照して、軸受５の装着時は、環状部材４８の外周縁部５９が内輪１４によって潰され、第１および第２の部分３８，４１が形成される。
【００３０】
次いで、図９Ａに示す環状部材４９は断面略直角三角形形状をなし、溝底４２に沿わされる内周面６０と、第２の止め輪２８の第１の側面３９に沿わされる側面６１と、テーパ状外周面６２とを有する。側面６１に第２の止め輪２８の第１の側面３９への接着部５４が設けられる。図９Ｂを参照して、軸受５の装着時は、内輪１４によってテーパ状外周面６２が潰されて、第１および第２の部分３８，４１が形成される。
【００３１】
これらの環状部材４７，４８，４９では、第２の止め輪２８の第１の側面３９に沿わされる平坦な側面５３，５８，６１をそれぞれ有し、この側面５３，５８，６１に接着部５４を設けるので、接着領域を広く確保でき、接着が確実となる。
なお、本発明は上記各実施の形態に限定されるものではない。例えば、図５，，図６，図７，図８，図９の各実施の形態では、Ｏリング３２や環状部材４７，４８，４９等の弾性体を予め第２の止め輪２８に接着してユニットＵとしたが、ステアリングシャフト３への組み付け時に、第２の止め輪２８に弾性体を接着するようにしても良い。
【００３２】
また、図５，図６，図７，図８，図９の各実施の形態では、弾性体を第２の止め輪２８に接着したが、これに限らず、第２の外周溝２６の溝底４２または軸受５の内輪１４に接着するようにしても良い。
また、第２の外周溝２６の延設部３６を廃止し、弾性体の第２の部分４１を概ね廃止するようにしても良い。
また、上記各実施の形態の構成をロアの軸受６に適用することもできる。この場合、例えば図２において、第１軸方向Ｓ１と第２の軸方向Ｓ２の向きを逆にすれば、ロアの軸受６に適用する場合のレイアウトと同様となる。
【００３３】
また、上述の各実施形態では無端状の弾性体を用いたが、有端状の弾性体であっても良い。その他、特許請求の範囲内で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のステアリング装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】図１のアッパの軸受およびその周辺部分の断面図である。
【図３】図３Ａおよび図３Ｂは第２の外周溝に第２の止め輪が装着された状態を示す模式的断面図である。図３Ａは第２の外周溝の溝底径が公差範囲内の最小値をとる場合であり、３Ｂは公差範囲内の最大値をとる場合である。
【図４】本発明の別の実施の形態の要部の一部破断側面図であり、第２の止め輪およびＯリングが第２の外周溝に装着され、且つ軸受が未装着である状態を示している。
【図５】本発明のさらに別の実施の形態のステアリング装置の要部の一部破断側面図でてあり、第２の止め輪およびＯリングが互いに接着されたユニットとして、第２の外周溝に装着された状態を示している。
【図６】図６Ａおよび図６Ｂは図５の実施の形態のユニットの側面図であり、図６Ａは図５のユニットの装着前の状態を示し、図６Ｂはユニットが装着工程で拡げられた状態を示している。
【図７】図７Ａおよび図７Ｂは本発明のさらに別の実施の形態の要部の断面図であり、図７Ａはユニットが第２の外周溝に装着された状態を示し、図７Ｂはさらに軸受が装着された状態を示す。
【図８】図８Ａおよび図８Ｂは本発明のさらに別の実施の形態の要部の断面図であり、図８Ａはユニットが第２の外周溝に装着された状態を示し、図８Ｂはさらに軸受が装着された状態を示す。
【図９】図９Ａおよび図９Ｂは本発明のさらに別の実施の形態の要部の断面図であり、図９Ａはユニットが第２の外周溝に装着された状態を示し、図９Ｂはさらに軸受が装着された状態を示す。
【符号の説明】
１ ステアリング装置
３ ステアリングシャフト
４ ステアリングコラム
５ （アッパの）軸受
６ （ロアの）軸受
１４ 内輪
２０ 内周（軸受内周）
２２ 嵌合面
２６ 第２の外周溝
２８ 第２の止め輪
３２ Ｏリング（弾性体）
３８ 第１の部分
４１ 第２の部分
４２ 溝底
４３ 円弧端
４４ 隙間
４５ 接着部
４７，４８，４９ 環状部材（弾性体）
Ｄ 溝底径
Ｌ 隙間量
ｄ 線径
Claims (6)
- ステアリングコラムに保持されステアリングシャフトを回転自在に支持する軸受と、
ステアリングシャフトの外周溝に緊縛力を持って嵌められ、上記軸受をステアリングシャフトの軸方向に位置決めする止め輪と、
上記軸受と止め輪との間に圧縮状態で介在し且つ止め輪と接する弾性体とを備え、
溝底径が公差範囲内の最小値となる外周溝の溝底に止め輪が沿うときに、止め輪の一対の円弧端間の隙間が略無くなるように、止め輪の寸法が設定されることを特徴とするステアリング装置。 - ステアリングコラムに保持されステアリングシャフトを回転自在に支持する軸受と、
ステアリングシャフトの外周溝に緊縛力を持って嵌められ、上記軸受をステアリングシャフトの軸方向に位置決めする止め輪と、
上記軸受と止め輪との間に圧縮状態で介在し且つ止め輪と接するＯリングからなる弾性体とを備え、
外周溝に止め輪が嵌められたときに、止め輪の一対の円弧端間の隙間量が、Ｏリングの線径よりも小さくされることを特徴とするステアリング装置。 - 請求項１又は２において、上記外周溝の一部は軸受の径方向の内方に配置され、弾性体の一部は外周溝内で軸受内周に当接することを特徴とするステアリング装置。
- 請求項１から３の何れかにおいて、上記弾性体は、止め輪、外周溝および軸受の何れかに接着されることを特徴とするステアリング装置。
- ステアリングコラムに保持されステアリングシャフトを回転自在に支持する軸受と、 ステアリングシャフトの外周溝に緊縛力を持って嵌められ、上記軸受をステアリングシャフトの軸方向に位置決めする止め輪と、
上記軸受と止め輪との間に圧縮状態で介在し、止め輪と接するとともに、止め輪、外周溝および軸受の何れかに接着される弾性体とを備えることを特徴とするステアリング装置。 - 請求項４又は５において、上記弾性体は、ステアリングシャフトを取り囲む環状をなし、止め輪に接着されることを特徴とするステアリング装置。
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