JP7196516B2 - ステアリング装置及びステアリング装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ステアリング装置及びステアリング装置の製造方法に関する。

従来、ラック軸（シャフト）に対し、電動モータにより軸方向推力を発生させてシャフトの作動を補助するアシスト式のステアリング装置がある。このようなステアリング装置では、シャフトの外周面におねじが形成され、シャフトの径方向外方に配置されるナットの内周面にめねじが形成される。そして、対向するおねじとめねじとの間に複数のボールが配置されボールねじ装置が構成される。

通常、ナットは筒状に形成され一端側が転がり軸受を介してハウジングに支持される。また、ナットの他端側にモータからの回転駆動力が伝達される。このとき、ナットの一端側を支持する転がり軸受は、モータによって回転駆動されるナットの回転軸線位置が精度よく維持されるよう高い剛性を有していることが望ましい。

このような要求に対応可能な転がり軸受としては、一例として内輪又は外輪にスラスト方向の与圧を付与し、内部における玉と外輪の軌道及び内輪の軌道との間の隙間をなくすことで高い支持剛性を得ることができる複列アンギュラ玉軸受（複列軸受）が挙げられる。そして、複列アンギュラ玉軸受の軸線方向への移動を安価に規制するための手段として、例えば、特許文献１に記載の技術が利用できる。

特許文献１に記載の技術では、軸線方向における転がり軸受の移動を、リテーナ（支持リング）を用いて規制している。具体的には、軸線方向におけるリテーナの一方の端面が、複列アンギュラ玉軸受の一方であるリテーナ側の内輪の端面に当接している。また、リテーナの軸線方向他方が縮径方向に変形され、変形された部分の一部がナットの外周面周方向に形成された溝内に押し込まれ、リテーナの他方の端面が、溝内の側面に当接する。これにより、リテーナは、複列アンギュラ玉軸受の一方の内輪の端面と溝内の側面との間において軸線方向への移動が不能となるよう保持される。従って、リテーナの一方の端面と当接する複列アンギュラ玉軸受の内輪もリテーナ側に向かって移動不能となり、軸線方向における移動が規制される。

特開２０１１－１２８１２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、リテーナを変形させ、ナットの外周面上に形成された溝内に押し込むことにより、リテーナの他方の端面を溝内の側面に当接させている。このため、リテーナの軸線方向他方を縮径方向に変形させ溝内に押し込んだ際、溝内に押し込まれた肉部で形成されるリテーナの他方の端面と溝内の側面とが確実に当接しているか否かを判断するのは困難である。当接していない場合、軸受の軸線方向への移動が良好に規制できない虞がある。

そこで、本発明では、軸受の軸線方向への移動を確実に規制可能とする低コストな構造の支持ユニットを備えるステアリング装置及びステアリング装置の製造方法を提供することを目的とする。

（１．ステアリング装置）
本発明の一態様に係るステアリング装置は、ハウジングと、前記ハウジングに支持され両端部がリンク機構を介して転舵輪に連結されるとともに、前記ハウジングに対し軸線方向に相対移動して前記転舵輪を転舵するシャフトと、前記シャフトの外周面に形成される外周転動溝と、前記外周転動溝の径方向外方に配置される筒状のナットと、前記ナットの内周面に形成される内周転動溝と、前記外周転動溝と前記内周転動溝との間で転動する複数の転動体と、を備える、ボールねじ装置と、モータを駆動源とし、前記ボールねじ装置の前記ナットを回転させ前記シャフトに前記軸線方向への駆動力を付与する駆動力付与装置と、前記ハウジングに対して前記ナットを支持する支持ユニットと、を備える。

前記支持ユニットは、前記ナットの外周面の前記軸線方向における第一端側において、周方向に形成され前記軸線方向で対向する前記第一端側の第一溝側面と第二端側の第二溝側面３３ｂとを備える環状溝と、前記ナットの前記外周面において、前記環状溝よりも前記第二端側に形成される軸受支持部と、前記ハウジングに支持される外輪と、前記軸線方向への移動が不能となるよう前記軸受支持部に支持されるとともに前記環状溝側に第一内輪端面を備える内輪と、を備える転がり軸受と、前記第一内輪端面と当接する内輪当接部端面を備える内輪当接部と、前記第一内輪端面と前記内輪当接部端面とが当接した状態で前記環状溝の前記第一溝側面と当接する第一進入部端面、及び前記第二溝側面と隙間を介して対向する第二進入部端面と、を備える進入部と、を備えるリテーナと、前記隙間内において、前記第二溝側面及び前記第二進入部端面と接触した状態で配置される隙間部材とを備える。

このように、支持ユニットのリテーナの進入部が環状溝内に進入し、リテーナの両端部のうち内輪当接部端面が内輪の第一内輪端面と当接し、進入部の第一進入部端面が環状溝の第一溝側面と当接している。これにより、リテーナが転がり軸受のリテーナ側への移動を確実に規制する。また、本発明では、環状溝内の隙間内において、隙間部材が第二溝側面及び第二進入部端面と接触した状態で配置される。このため、進入部は、環状溝内において、第二端側に向かって移動できない。従って、第一進入部端面と環状溝の第一溝側面とが離間することはなく、よってリテーナは転がり軸受のリテーナ側への移動を確実に規制することができる。このように、隙間部材を環状溝内の隙間に追加するという非常に低コストな構成によって、リテーナによる軸受の内輪の第一端側への移動をさらに確実に防止することができる。

（２．ステアリング装置の製造方法）
本発明の一態様に係るステアリング装置の製造方法は、上記に記載の第一の態様に係るステアリング装置の製造方法であって、前記支持ユニットにおける前記リテーナの前記ナットへの組み付けは、前記リテーナの素材である筒状のリテーナ素材を前記ナットの前記第一端側の外周側に挿入する第一工程と、前記軸線方向に延在する前記筒状の前記リテーナ素材の先端を、治具である筒状のパンチの内側に挿入した後、前記パンチを前記第一端側から前記第二端側に向かって付勢し、前記リテーナ素材の前記第二端側の端面を前記内輪の前記第一端側の端面と当接した状態とする第二工程と、前記パンチを前記第一端側から前記第二端側に向かって前進させることにより、前記パンチの内側形状を前記リテーナ素材の外周面に塑性変形させて転写するとともに、前記環状溝内に前記リテーナ素材の肉を塑性変形により進入させて、前記第二溝側面側の端面を前記隙間部材、又は前記第二溝側面と当接させて前記進入部の素材である進入部素材を形成する第三工程と、前記パンチを前記第二端側から前記第一端側に向かって後退させ、前記パンチが前進する方向への前記進入部素材に対する圧縮応力を解放し前記進入部を形成する第四工程と、を備える。

このような製造方法により、第四工程においてパンチが後退し進入部素材に対する圧縮応力を解放すると、進入部素材は、それまで付勢されていた前進方向への圧縮応力と進入部素材が備える縦弾性係数とに応じた量だけ伸長する。また、このとき、環状溝内の隙間内では、パンチが後退し圧縮応力が解放された状態において、隙間部材が第二溝側面及び第二進入部端面と接触状態で配置される。換言すると、進入部素材に対する圧縮応力が解放されていない状態においては、隙間部材も所定量圧縮されており、このため、圧縮応力が解放された状態では、隙間部材は、進入部素材と同様に、前進方向への圧縮応力と隙間部材が備える縦弾性係数とに応じた量だけ伸長する。これにより、進入部は、圧縮応力が解放された際における、進入部素材及び隙間部材の両者の伸長により、第二溝側面と第二進入部端面との接触が良好に確保される。このため、進入部は、環状溝内において、第二端側に向かって移動できず、リテーナは転がり軸受のリテーナ側への移動を確実に規制することができる。

本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置を示す概略図である。 第一実施形態に係るボールねじ装置と支持ユニットを示す部分の拡大断面図である。 図２の支持ユニットの拡大図である。 支持ユニットの組み付け手順を示すフローチャートである。 図３の組み付け手順においてフローチャートのＳ１０に対応する図である。 図３の組み付け手順においてフローチャートのＳ２０に対応する図である。 図３の組み付け手順においてフローチャートのＳ３０に対応する図である。 図３の組み付け手順においてフローチャートのＳ４０に対応する図である。 第二実施形態に係る図３に対応する支持ユニットの説明図である。 第二実施形態の変形態様の説明図である。

＜１．第一実施形態＞
（１－１．ステアリング装置の構成）
以下、第一実施形態に係る本発明の支持ユニットが適用される電動パワーステアリング装置を図面に基づいて説明する。図１は、電動パワーステアリング装置（ステアリング装置に相当）の全体を示す図である。電動パワーステアリング装置は、操舵補助力によって操舵力を補助するステアリング装置である。

電動パワーステアリング装置１０（以後、ステアリング装置１０とのみ称する）は、両端部がリンク機構（図略）を介して車両の転舵輪２８，２８に連結されるシャフト２０をシャフト２０の軸線方向と一致するＡ方向（図１の左右方向）に往復相対移動させることにより、転舵輪２８，２８の向きを転舵する装置である。なお、図１において、左側を第一端側、右側を第二端側とする。

図１に示すように、ステアリング装置１０は、ハウジング１１と、ステアリングホイール１２と、操舵軸１３と、トルク検出装置１４と、電動モータＭ（モータに相当。以後、モータＭとのみ称す）と、前述したシャフト２０と、操舵補助装置３０（駆動力付与装置に相当）と、ボールねじ装置４０と、支持ユニット５０とを備える。

ハウジング１１は、車両に固定される固定部材である。ハウジング１１は、筒状に形成され、シャフト２０をＡ方向に往復移動可能に挿通し支持する。ハウジング１１は、第一ハウジング１１ａと、第一ハウジング１１ａのＡ方向第一端側（図１中、左側）に固定された第二ハウジング１１ｂとを備える。

ステアリングホイール１２は、操舵軸１３の端部に固定され、車室内において操舵軸１３の軸線周りに回転可能に支持される。操舵軸１３は、運転者の操作によってステアリングホイール１２に加えられるトルクをシャフト２０に伝達する。

操舵軸１３のシャフト２０側の端部には、ラックアンドピニオン機構を構成するピニオン１３ａが形成される。トルク検出装置１４は、操舵軸１３の捩れ量に基づいて、操舵軸１３に加えられるトルクを検出する。

シャフト２０は、Ａ方向に延伸している。シャフト２０の外周面には、ラック２２が形成される。ラック２２は、操舵軸１３のピニオン１３ａに噛合し、ピニオン１３ａとともにラックアンドピニオン機構を構成する。また、シャフト２０は、両端部に上述したリンク機構の一部を構成するジョイント２５，２５を有する。ジョイント２５，２５の両端部には、タイロッド２６，２６が連結される。タイロッド２６，２６の先端は、ナックルアーム２７，２７を介して左右の転舵輪２８，２８に連結される。

これにより、ステアリングホイール１２が操舵されると、ラックアンドピニオン機構を介して、シャフト２０が直線往復移動される。このＡ方向に沿った移動がタイロッド２６，２６を介してナックルアーム２７，２７に伝達されることにより、転舵輪２８，２８が転舵され、車両の進行方向が変更される。

ハウジング１１のＡ方向両端には、ブーツ２９，２９の一端部が固定される。ブーツ２９，２９は、例えば樹脂製で、主にジョイント２５，２５とタイロッド２６，２６とのジョイント部分を覆い、Ａ方向に伸縮可能な筒状の蛇腹部を有する。ブーツ２９，２９の他端部はタイロッド２６，２６に固定される。ブーツ２９，２９は、埃や水などの異物が、ハウジング１１の内部およびジョイント２５，２５の内部に侵入することを抑制する。

また、シャフト２０は、ラック２２とは異なる位置の外周面に外周転動溝２３が形成される。外周転動溝２３は、後述するナット２１の内周面に形成される内周転動溝２１ａとともにボールねじ装置４０を構成し、操舵補助装置３０（駆動力付与装置）により操舵補助力が伝達される。

操舵補助装置３０は、ハウジング１１に固定されるモータＭを駆動源として、ナット２１を回転させ、シャフト２０に操舵補助力となる軸線方向への駆動力を付与する機構である。操舵補助装置３０は、モータＭ、モータＭを駆動する制御部ＥＣＵ及び駆動力伝達機構３２を備える。モータＭ、及びモータＭを駆動するための制御部ＥＣＵは、ハウジング１１の第一ハウジング１１ａに固定されるケース３１に固定され収容される。制御部ＥＣＵは、トルク検出装置１４の出力信号に基づいて、操舵補助トルクを決定し、モータＭの出力を制御する。

図２に示すように、駆動力伝達機構３２は、駆動プーリ３６、従動プーリ３４及び歯付きベルト３５を備える。駆動プーリ３６、及び従動プーリ３４は、それぞれ、はす歯の外歯を備える歯付きのプーリである。歯付きベルト３５は、はす歯で形成された内歯を内周側に複数有する円環状のゴムベルトである。

駆動プーリ３６は、モータＭの出力シャフト３７の先端に出力シャフト３７と一体回転可能に設けられる。出力シャフト３７は、所定量だけシャフト２０の軸線と平行にオフセットされて配置される。このとき、オフセットされる所定量は任意に設定すればよい。

従動プーリ３４は、歯付きベルト３５を介して駆動プーリ３６と連結され、後に説明するナット２１の第二端側（図２参照）の従動プーリ支持部２１３の外周側にナット２１と一体回転可能に設けられる。歯付きベルト３５は、従動プーリ３４の外周と駆動プーリ３６の外周との間に、各外周に設けられた各はす歯と噛合した状態で掛け渡される。

これにより、駆動力伝達機構３２は、駆動プーリ３６と従動プーリ３４との間で回転駆動力（駆動力）を伝達する。即ち、駆動力伝達機構３２は、モータＭから従動プーリ３４を介してナット２１へ回転駆動力を伝達する。また、Ａ方向（軸線方向）においてナット２１の第一端側（図２において左側）の外周面には軸受支持部２１２を備える。軸受支持部２１２には、後述する複列アンギュラ玉軸受７０の内輪が支持される。また、複列アンギュラ玉軸受７０の外輪は、第二ハウジング１１ｂの内周面１１ｂ１に相対回転可能に支持される。これにより、ナット２１は、第二ハウジング１１ｂに対して相対回転可能に支持される。

（１－２．ボールねじ装置４０）
図２に示すように、ボールねじ装置４０は、シャフト２０の外周面に形成される上述した外周転動溝２３と、外周転動溝２３の径方向外方に配置される上述した筒状のナット２１と、ナット２１の内周面に形成される上述した内周転動溝２１ａと、外周転動溝２３と内周転動溝２１ａとの間で転動する複数の転動ボール２４（転動体に相当）と、図略のデフレクタと、を備える。ボールねじ装置４０は駆動力の伝達経路において、操舵補助装置３０とシャフト２０との間に配置され、駆動力をシャフト２０に伝達する。

外周転動溝２３とナット２１の内周転動溝２１ａとが対向して配置され、それぞれ対応する外周転動溝２３と内周転動溝２１ａとの間で複数の転動ボール２４が転動する転動路Ｒ１が形成される。複数の転動ボール２４は、転動路Ｒ１内に転動可能に配列される。これにより、外周転動溝２３と、内周転動溝２１ａとが、複数の転動ボール２４を介して螺合する。

転動路Ｒ１を転動する複数の転動ボール２４は、ナット２１内に配置されたデフレクタ（図略）と、ナット２１内に形成され各デフレクタ間を接続する通路（図略）と、を介して無限循環される。デフレクタによる転動ボール２４の無限循環については、公知の技術であるので、詳細な説明については省略する。

上記の構成により、操舵補助装置３０は、ステアリングホイール１２の回転操作（操舵）に応じてモータＭを駆動し、モータＭの出力シャフト３７及び駆動プーリ３６を回転させる。駆動プーリ３６の回転は、歯付きベルト３５を介して従動プーリ３４に伝達され、従動プーリ３４が回転することにより、従動プーリ３４に一体的に設けられるナット２１が回転する。そして、ナット２１が回転することにより、シャフト２０の軸線方向への操舵補助力（駆動力に相当）が、ボールねじ装置４０が有する複数の転動ボール２４を介してシャフト２０に伝達される。これにより、シャフト２０がハウジング１１に対して軸方向に相対移動される。

（１－３.支持ユニット５０について）
次に、支持ユニット５０について図３に基づき説明する。支持ユニット５０は、ハウジング１１に対しナット２１を相対回転可能に支持する装置である。支持ユニット５０は、何れも上述した環状溝３３、軸受支持部２１２、複列アンギュラ玉軸受７０（転がり軸受に相当）、及びリテーナ８０と、隙間部材９０と、を備える。なお、ナット２１は、例えば、ＳＣＭ４３０（ＪＩＳ規格）等により形成される。

環状溝３３は、図３に示すように、ナット２１の外周面において、軸受支持部２１２よりも軸線方向における第一端側に形成される。環状溝３３は、ナット２１の外周面の周方向に形成され、環状溝３３内に軸線方向で対向する第一端側の第一溝側面３３ａと第二端側の第二溝側面３３ｂと、を備える。図３に示すように、本実施形態においては、環状溝３３の第一溝側面３３ａとナット２１における環状溝３３より第一端側の外周面とが成す傾斜角度αは９０度より若干大きい方が好ましい。傾斜角度αは任意に設定すればよい。

図２，図３に示すように、複列アンギュラ玉軸受７０（転がり軸受）は、前述したように、径方向において、ナット２１のＡ方向における第一端側（図２において左側）の軸受支持部２１２と第二ハウジング１１ｂの内周面１１ｂ１との間に配置される。これにより、複列アンギュラ玉軸受７０は、ナット２１を、第二ハウジング１１ｂ（ハウジング１１）に対して相対回転可能に支持する。

図２，図３に示すように、複列アンギュラ玉軸受７０は、Ａ方向において、ナット２１の第二端側の従動プーリ支持部２１３に配置される従動プーリ３４に隣接して配置される。具体的には、従動プーリ３４の第一端側の端面３４ａが、後述する第二端側の複列アンギュラ玉軸受７０の内輪５１の第二端側の第二内輪端面５１ｂ２と当接し、複列アンギュラ玉軸受７０の第二端側方向への移動を規制する。

図２に示すように、複列アンギュラ玉軸受７０は、内輪５１，５１と、外輪５２と、内輪５１，５１の外周面に形成された軌道面５１ａ，５１ａと外輪５２の内周面に形成された軌道面５２ａ，５２ａとの間に収容される複数個の軸受ボール５４と、保持器５６と、第一シール部材５７と、第二シール部材５８と、を備える。なお、保持器５６及び第一，第二シール部材５７，５８は、通常のアンギュラ玉軸受で使用される保持器及びシール部材と同様のものでよく、詳細な説明については省略する。

図３に示すように、第一端側の内輪５１は、環状溝３３側（第一端側）に第一内輪端面５１ｂ１を備える。内輪５１は、ナット２１と同様、例えば、ＳＣＭ４３０（ＪＩＳ）等により形成される。図２に示すように、外輪５２は、筒状部材である。外輪５２は、第二ハウジング１１ｂの内周面１１ｂ１と外輪５２の外周面とが対向するよう第二ハウジング１１ｂ（ハウジング１１）の内周側に配置される。図２に示すように、外輪５２のＡ方向（軸線方向）における内周面のほぼ中央部には径方向内方に突出した凸部５２ｃが形成される。

外輪５２の第一端側の軌道面５２ａは、外輪５２の第一端側(左側)の内周面と凸部５２ｃの側面（図２において左側面）とによって形成される。第二端側の軌道面５２ａは、外輪５２の第二端側(右側)の内周面と凸部５２ｃの側面（図２において右側面）とによって形成される。本実施形態において、軌道面５２ａ，５２ａは、Ａ方向（軸線方向）において互いに背向している。

図２に示すように、軌道面５２ａ，５２ａの各断面形状（半径Ｒ、図略）は、ともに軸受ボール５４を、中心点を通って切断した断面における外周線の一部の形状（半径Ｒ）とほぼ一致するよう形成される。軌道面５２ａ，５２ａは、共にアンギュラ溝である。また、内輪５１，５１の軌道面５１ａ，５１ａは、それぞれ外輪５２の各軌道面５２ａ，５２ａと対向するよう形成されるアンギュラ溝である。

上記の複列アンギュラ玉軸受７０では、内輪５１，５１にスラスト方向の与圧を付与し、内部における軸受ボール５４と外輪５２の軌道面５２ａ，５２ａ及び内輪５１，５１の軌道面５１ａ，５１ａとの間の隙間をなくすことで高い支持剛性を得ることができる。

図３に示すように、リテーナ８０は、内輪当接部８１と、環状溝３３内に配置される進入部８２と、を備える。リテーナ８０は、例えばＳ１５Ｃ、ＳＰＣＣ、又はＳＰＣＤ（ＪＩＳ）等により形成される。進入部８２は、リテーナ８０のうちの環状溝３３の外側部分に配置される部位である。進入部８２は、環状溝３３内の進入部８２から第二端側、及びナット２１の径方向外方に向かって、軸線に対し傾斜を有して延在している。

つまり、進入部８２は、外周面にテーパ面８１ａを備える。また、内輪当接部８１は、第二端側（複列アンギュラ玉軸受７０側）に、内輪当接部端面８１ｂを備える。そして、内輪当接部８１は、内輪当接部端面８１ｂが複列アンギュラ玉軸受７０における第一端側の内輪５１の第一内輪端面５１ｂ１と当接するよう配置される。

進入部８２は、前述したように、リテーナ８０のうち環状溝３３内に進入した部位である。進入部８２は、内輪当接部８１と一体的に接続される。そして、進入部８２は、内輪５１の第一内輪端面５１ｂ１とリテーナ８０の内輪当接部８１の内輪当接部端面８１ｂとが当接した状態で、環状溝３３の第一溝側面３３ａと当接する第一進入部端面８２ａを備える。第一進入部端面８２ａは、環状溝３３の第一溝側面３３ａの傾斜角度αに対応する角度で形成され、第一溝側面３３ａと当接する。

また、進入部８２は、環状溝３３の第二溝側面３３ｂと所定の隙間Ｆを介して対向する第二進入部端面８２ｂを備える。このとき、所定の隙間は、後述する隙間部材９０の大きさに応じた大きさである。また、第二進入部端面８２ｂは、内輪当接部８１の外周面に形成されるテーパ面８１ａと概ね平行に形成される。従って、環状溝３３の第二溝側面３３ｂと第二進入部端面８２ｂとは、テーパ面８１ａが有する角度分だけ相対的に傾斜した状態で対向する。

隙間部材９０は、第二溝側面３３ｂと第二進入部端面８２ｂとの間の隙間Ｆ内において、第二溝側面３３ｂ及び第二進入部端面８２ｂとそれぞれ接触した状態で配置される。このとき、隙間部材９０は、第二溝側面３３ｂと第二進入部端面８２ｂとの間で押圧され、若干圧縮された状態であってもよいし、圧縮されてはいないが、第二溝側面３３ｂと第二進入部端面８２ｂとの間に全く隙間がない状態であるだけでもよい。

また、隙間部材９０は、例えば、バネ鋼等による弾性体により形成される。また、隙間部材９０は、Ｏリング形状であり、軸直交断面の形状は円形又は楕円である。このとき、ナットの硬度Ａ、隙間部材９０の硬度Ｂ、及びリテーナ８０の硬度Ｃの相関関係は、下記式（１）のとおりである。効果等の詳細については、以降で詳述する製造方法において説明する。
ナット２１の硬度Ａ＞隙間部材９０の硬度Ｂ≧リテーナ８０の硬度Ｃ・・・・・（１）

（１－４．製造方法）
次に、ステアリング装置１０の製造方法について、図４のフローチャート及び図５Ａ～図５Ｄに基づき説明する。具体的には、支持ユニット５０におけるリテーナ８０のナット２１への組み付けについて説明する。

第一工程Ｓ１０では、図５Ａに示すリテーナ８０の素材である筒状のリテーナ素材８０Ａをナット２１の第一端側の外周側に挿入する。つまり、ナット２１の第一端側の端部をリテーナ素材８０Ａの内側に挿通させ、複列アンギュラ玉軸受７０の近傍に配置する。リテーナ素材８０Ａは、複列アンギュラ玉軸受７０側に配置される大径の円筒部８０Ａ２と環状溝３３側に配置される小径の円筒部８０Ａ１とを備える。なお、このとき、リテーナ８０が形成された際には、内輪当接部端面８１ｂとなるリテーナ素材８０Ａの端面８０Ａ３が複列アンギュラ玉軸受７０側に面して配置される。

第二工程Ｓ２０では、図５Ｂに示すように、軸線方向に延在する筒状のリテーナ素材８０Ａの第一端側の先端を、治具である筒状のパンチ８３の内側に挿入する。そして、その後、矢印Ａｒ１に示すように、パンチ８３を第一端側から第二端側に向かって付勢する。これにより、リテーナ素材８０Ａの第二端側の端面８０Ａ３を、複列アンギュラ玉軸受７０が備える内輪５１の第一端側の第一内輪端面５１ｂ１（端面）と当接した状態とする。

次に、第三工程Ｓ３０では、図５Ｃに示すように、パンチ８３を矢印Ａｒ１に示す方向である第一端側から第二端側に向かってさらに前進させ、パンチ８３の内側形状をリテーナ素材８０Ａの小径の円筒部８０Ａ１の外周面に塑性変形により転写する。このとき、パンチ８３は内側にテーパ部８３ａを備える。これにより、パンチ８３を矢印Ａｒ１に示す方向に前進させると、テーパ部８３ａが、小径の円筒部８０Ａ１の外周面にテーパ面８１ａを転写して形成するとともに小径の円筒部８０Ａ１の内周側を、図５Ｃの矢印Ａｒ２に示す方向に変形させながら縮径させる。

なお、このとき、環状溝３３の第一溝側面３３ａは、ナット２１の外周面に対し、９０ｄｅｇより若干大きい傾斜角度αで形成されている。このため、パンチ８３のテーパ部８３ａが、リテーナ素材８０Ａの内周面を、前進方向に付勢しながら縮径させる際、小径の円筒部８０Ａ１の内周面の余肉は、傾斜角度αで形成される第一溝側面３３ａを通って環状溝３３内に良好に流れ込む。

その後、パンチ８３をさらに矢印Ａｒ１方向に前進させると、リテーナ素材８０Ａの内周面の肉は、環状溝３３内に充填され、やがて第二溝側面３３ｂと角度（傾斜）を有して対向する端面が隙間部材９０と当接し、進入部素材８２Ａを形成する（図５Ｃ参照）。このとき、隙間部材９０は、進入部素材８２Ａの第二溝側面３３ｂ側の端面と第二溝側面３３ｂとの間に挟持され、所定の圧縮応力σ（図略）を付与された状態で保持される。

また、このとき、上述したように、ナットの硬度Ａ、弾性体である隙間部材９０の硬度Ｂ、及び進入部素材８２Ａ（＝リテーナ８０）の硬度Ｃの相関関係は、上記式（１）で示したように、Ａ＞Ｂ≧Ｃである。このため、所定の圧縮応力σを付与された状態の進入部素材８２Ａ及び隙間部材９０は、付与される圧縮応力に応じた分だけ弾性圧縮される。また、このとき、図５Ｃに示すように、環状溝３３の第一溝側面３３ａと、第一溝側面３３ａと対向する進入部素材８２Ａの第一溝側面３３ａ側の端面との間には、若干の隙間が生じている場合がある。これは、パンチ８３が、Ａｒ１方向にリテーナ素材８０Ａを押圧し続けているためである。ただし、このような隙間を有している態様に限らず、隙間を有していなくてもよい。

次に、第四工程Ｓ４０では、図５Ｄに示すように、パンチ８３を、第三工程Ｓ３０における第二端側の最終位置から第一端側に向かって後退させる（矢印Ａｒ３参照）。これにより、パンチ８３が前進方向に付与していた進入部素材８２Ａに対する圧縮応力σを解放する。圧縮応力σが解放されると、進入部素材８２Ａ及び隙間部材９０は、付与されていた圧縮応力σの大きさに応じて変形していた弾性変形分だけ伸長する。

これにより、進入部素材８２Ａ及び隙間部材９０が、第二溝側面３３ｂを起点とし、矢印Ａｒ４の方向に伸長する。そして、進入部８２（リテーナ８０）が形成され、第一溝側面３３ａと対向する進入部８２の第一進入部端面８２ａが、第一溝側面３３ａと確実に当接する。このとき、進入部８２の第二進入部端面８２ｂは、第二溝側面３３ｂとの間に所定の隙間Ｆを備える。そして、隙間Ｆには、隙間部材９０が配置され、隙間部材９０は、第二進入部端面８２ｂと第二溝側面３３ｂとに挟持されている。

このように、リテーナ８０においては、第一進入部端面８２ａが、第一溝側面３３ａと確実に当接する。また、リテーナ８０の第二端側の内輪当接部端面８１ｂは、複列アンギュラ玉軸受７０が備える内輪５１の第一端側の第一内輪端面５１ｂ１と確実に当接する。これにより、複列アンギュラ玉軸受７０が備えるリテーナ８０側の内輪５１の第一端側への移動が確実に規制される。従って、複列アンギュラ玉軸受７０の内輪５１、内輪５１の間に隙間が生じ、例えば、作動中にラトル音が発生することはない。また、付与されていた与圧が解除される虞もない。

＜２．第一実施形態の変形例＞
上記第一実施形態においては、支持ユニット５０が備えるリテーナ８０及び隙間部材９０を共に弾性部材としたが、この態様には限らない。変形例１（図略）としてリテーナ８０及び隙間部材９０の何れか一方のみが弾性部材であってもよい。これによっても相応の効果は期待できる。

また、上記第一実施形態では、支持ユニット５０の転がり軸受は、転動体として玉（ボール）を適用した複列のアンギュラ玉軸受であるとしたが、この態様には限らない。変形例２（図略）として、複数の転動体が、複数の円すいころであってもよい。つまり、転がり軸受は、複列の円すいころ軸受であっても良い。これによっても、第一実施形態と同様の効果が期待できる。また、転がり軸受は、複列に限らず、単列の転がり軸受けであってもよい。これによっても、相応の効果が期待できる。

また、上記第一実施形態において、環状溝３３の第一溝側面３３ａは、ナット２１の外周面に対し、９０ｄｅｇより若干大きい傾斜角度αで形成された。しかし、この態様には限らない。変形例３（図略）として、環状溝３３の第一溝側面３３ａは、ナット２１の外周面に対し、９０ｄｅｇであってもよい。また、環状溝３３の第一溝側面３３ａは、ナット２１の外周面に対し、９０ｄｅｇを大きく超える角度であってもよい。これらによっても相応の良好な効果は得られる。

＜３．第一実施形態及び変形例による効果＞
上記第一実施形態によれば、ステアリング装置１０の支持ユニット５０は、ナット２１の外周面の軸線方向における第一端側において、周方向に形成され軸線方向で対向する第一端側の第一溝側面３３ａと第二端側の第二溝側面３３ｂとを備える環状溝３３と、ナット２１の外周面において、環状溝３３の第二端側に形成される軸受支持部２１２と、ハウジング１１に支持される外輪５２と、軸線方向への移動が不能となるよう軸受支持部２１２に支持されるとともに環状溝３３側に第一内輪端面５１ｂ１を備える内輪５１と、を備える複列アンギュラ玉軸受７０（転がり軸受）と、第一内輪端面５１ｂ１と当接する内輪当接部端面８１ｂを備える内輪当接部８１と、第一内輪端面５１ｂ１と内輪当接部端面８１ｂとが当接した状態で環状溝３３の第一溝側面３３ａと当接する第一進入部端面８２ａ、及び第二溝側面３３ｂと隙間を介して対向する第二進入部端面８２ｂと、を備える進入部８２と、を備えるリテーナ８０と、隙間内において第二溝側面３３ｂ及び第二進入部端面８２ｂと接触した状態で配置される隙間部材９０と、を備える。

このように、支持ユニット５０のリテーナ８０の進入部８２が環状溝３３内に進入し、リテーナ８０の両端部のうち内輪当接部端面８１ｂが内輪５１の第一内輪端面５１ｂ１と当接し、進入部８２の第一進入部端面８２ａが環状溝３３の第一溝側面３３ａと当接している。これにより、リテーナ８０が複列アンギュラ玉軸受７０のリテーナ８０側への移動を確実に規制する。また、本発明では、環状溝３３内の隙間Ｆ内において、隙間部材９０が第二溝側面３３ｂ及び第二進入部端面８２ｂと接触した状態で配置される。このため、進入部８２は、環状溝３３内において、第二端側に向かって移動不能である。従って、第一進入部端面８２ａと環状溝３３の第一溝側面３３ａとが離間することはなく、リテーナ８０は複列アンギュラ玉軸受７０（転がり軸受）のリテーナ８０側への移動を確実に規制する、つまり、ガタつき無く固定することができる。このように、隙間部材９０を環状溝３３内の隙間Ｆに追加するという非常に低コストな構成によって、リテーナ８０による複列アンギュラ玉軸受７０（転がり軸受）の内輪５１の第一端側への移動をさらに確実に防止することができる。

また、上記第一実施形態によれば、隙間部材９０は、Ｏリング形状であり、軸直交断面の形状は円形である。これにより、隙間部材９０が、環状溝３３の第二溝側面３３ｂ及び進入部８２の第二進入部端面８２ｂに挟持された際、接触する方向、位置に関わらず、隙間部材９０は進入部８２を、良好に第一溝側面３３ａの方向に付勢できる。

また、第一実施形態によれば、転がり軸受は、複列のアンギュラ玉軸受７０である。これにより、支持ユニット５０を用いて内輪５１を軸方向に固定する際に、内輪５１，５１に所定の与圧を付与するよう製造すれば、軸受として高い剛性を確保できる。

また、第一実施形態に係るステアリング装置１０の製造方法によれば、リテーナ８０の素材である筒状のリテーナ素材８０Ａをナット２１の第一端側の外周側に挿入する第一工程Ｓ１０と、軸線方向に延在する筒状のリテーナ素材８０Ａの先端を、治具である筒状のパンチ８３の内側に挿入した後、パンチ８３を第一端側から第二端側に向かって付勢し、リテーナ素材８０Ａの大径の円筒部８０Ａ２の端面８０Ａ３を内輪５１の第一端側の第一内輪端面５１ｂ１と当接した状態とする第二工程Ｓ２０と、を備える。また、パンチ８３を第一端側から第二端側に向かって前進させることにより、パンチ８３の内側形状を小径の円筒部８０Ａ１の外周面に転写するとともに、環状溝３３内に小径の円筒部８０Ａ１の内周側の肉を塑性変形により進入させて、第二溝側面３３ｂ側の端面を隙間部材９０と当接させて進入部８２の素材である進入部素材８２Ａを形成する第三工程Ｓ３０と、パンチ８３を第二端側から第一端側に向かって後退させ、パンチ８３が前進する方向への進入部素材８２Ａに対する圧縮応力σを解放し進入部８２を形成する第四工程Ｓ４０と、を備える。

このような製造方法により、第四工程Ｓ４０においてパンチ８３が後退し進入部素材８２Ａに対する圧縮応力σを解放すると、進入部素材８２Ａは、それまで付勢されていた前進方向への圧縮応力σと進入部素材８２Ａが備える縦弾性係数とに応じた量だけ伸長する。また、このとき、環状溝３３内の隙間Ｆ内では、パンチ８３が後退し圧縮応力σが解放された状態において、隙間部材９０が第二溝側面３３ｂ及び第二進入部端面８２ｂと接触状態で配置される。換言すると、進入部素材８２Ａに対する圧縮応力σが解放されていない状態においては、隙間部材９０も所定量圧縮されており、このため、圧縮応力σが解放された状態では、隙間部材９０は、進入部素材８２Ａと同様に、前進方向への圧縮応力と隙間部材９０が備える縦弾性係数とに応じた量だけ伸長する。これにより、進入部８２は、圧縮応力σが解放された際における、進入部素材８２Ａ及び隙間部材９０の両者の伸長により、第二溝側面３３ｂと第二進入部端面８２ｂとの接触が良好に確保される。このため、進入部８２は、環状溝３３内において、第二端側に向かって移動できず、リテーナ８０は複列アンギュラ玉軸受７０（転がり軸受）のリテーナ８０側への移動を確実に規制することができる。

また、上記第一実施形態の製造方法によれば、リテーナ８０及び隙間部材９０の少なくとも一方は弾性体により形成される。これにより、第一実施形態の製造方法における第四工程Ｓ４０において、パンチ８３を、第一端側に向かって（矢印Ａｒ３方向）後退させた場合、圧縮応力σが解放されると、リテーナ８０及び隙間部材９０の少なくとも一方が大きく伸長する。これにより、進入部８２の第一進入部端面８２ａを第一溝側面３３ａに向かって移動させ、第一進入部端面８２ａを第一溝側面３３ａに良好に当接させることができる。

また、上記第一実施形態の製造方法によれば、ナット２１の硬度は、隙間部材９０の硬度よりも大きく、隙間部材９０の硬度はリテーナ８０の硬度以上である。このように、ナット２１の硬度は、隙間部材９０及びリテーナ８０の硬度より大きい。よって、第一実施形態の製造方法における第四工程Ｓ４０において、パンチ８３を、第一端側に向かって後退させた場合、硬く変形しにくいナット２１を起点として隙間部材９０及びリテーナ８０の進入部８２の良好な伸長が期待できる。これにより、進入部８２の第一進入部端面８２ａを第一溝側面３３ａに良好に当接させることができる。

また、上記第一実施形態の製造方法によれば、環状溝３３の第一溝側面３３ａと、環状溝３３の第一端側におけるナット２１の外周面とが成す角度は９０度より大きい。これにより、第一実施形態の製造方法における第三工程Ｓ３０において、パンチ８３を、第二端側に向かって前進させ、進入部素材８２Ａを環状溝３３内に進入させていく際、侵入部素材が環状溝３３内にスムーズに進入しやすい。

また、上記第一実施形態の製造方法によれば、パンチ８３の内側形状は、テーパ部８３ａを備える。このように、テーパ部８３ａを備えることにより、進入部素材８２Ａの内周側をも所望の形状に塑性変形させ、環状溝３３内に好適に進入させることができる。

＜４．第二実施形態＞
次に、第二実施形態のステアリング装置１００（図１参照）について説明する。上記第一実施形態においては、ステアリング装置１０の支持ユニット５０が、環状溝３３の内部に、第二溝側面３３ｂと進入部８２の第二進入部端面８２ｂとにそれぞれ接触した状態で配置された隙間部材９０を備えた。そして、このとき、隙間部材９０は、第二溝側面３３ｂ及び第二進入部端面８２ｂの間の隙間Ｆに配置された。しかしこの態様に限らず、第二実施形態として、支持ユニット１５０は、隙間部材９０を備えていなくてもよい。以下では、支持ユニット５０と異なる部分についてのみ説明し、その他の同様部分の説明は省略する。ただし支持ユニット１５０と同様の部分については、構成に同じ符号を付して説明する。

図６に示すように、支持ユニット１５０は、第一実施形態の進入部８２に相当する進入部１８２が、第一進入部端面１８２ａと、第二進入部端面１８２ｂと、を備える。なお、支持ユニット５０と同様、内輪当接部８１は、第一内輪端面５１ｂ１と当接する内輪当接部端面８１ｂを備える。第一進入部端面１８２ａは、第一内輪端面５１ｂ１と内輪当接部端面８１ｂとが当接した状態で環状溝１３３の第一溝側面１３３ａと当接する。また、第二進入部端面１８２ｂは、第二溝側面１３３ｂと直接当接する。

このため、第二溝側面１３３ｂは、第一実施形態における第二溝側面３３ｂよりも、第一溝側面１３３ａに向かってせり出す形状で、かつ第二溝側面１３３ｂに沿った傾斜面形状で形成される。なお、せり出す形状は、図７の変形態様に示す段差形状であって段差の角部が第二進入部端面１８２ｂに当接する形状でもよい。第二実施形態の場合、第二進入部端面１８２ｂが直接当接する第二溝側面１３３ｂは、ナット２１の一部である。従って、硬度が隙間部材９０よりも高い。

このため、第一実施形態の製造方法における第四工程Ｓ４０において、パンチ８３を、第一端側に向かって（矢印Ａｒ３参照）後退させ、圧縮応力σが解放されても、第一実施形態における隙間部材９０のときのように大きく伸長することはない。このため、進入部１８２の第一進入部端面１８２ａが第一溝側面１３３ａに向かって移動する量は小さい。しかし、進入部１８２の弾性力によって変形した分の伸びが望めるため、相応の効果は期待できる。

＜５．その他＞
なお、上記第一、第二実施形態において、支持ユニット５０，１５０が備える軸受としては、二個の内輪５１、５１を備えた複列アンギュラ玉軸受７０を適用したが、この態様には限らない。複列アンギュラ玉軸受は、使用する内輪のうち、第一端側に配置される内輪が、ナット２１と別体で形成され、第二端側では、ナット２１と一体的に形成された第二内輪を備えて形成しても良い。これにより、低コスト化が図れる。

また、本発明は、上記第一，第二実施形態のステアリング装置１０に限らず、ステアバイワイヤ方式の車両用操舵装置に適用してもよい。さらには、自動運転用の車両用操舵装置に適用してもよい。

また、上記第一，第二実施形態では、支持ユニット５０，１５０をラックパラレル型のステアリング装置１０に適用したが、この態様には限らない。一例として、モータの回転軸がシャフト２０の軸線と同一位置（同軸）に配置されるタイプのステアリング装置（例えば、特許第５１２００４０号公報に記載のステアリング装置）に適用してもよい。さらに、支持ユニット５０，１５０は、軸受を使用するあらゆる装置に適用できる。

１０，１００；電動パワーステアリング装置（ステアリング装置）、 １１；ハウジング、 ２０；シャフト、 ２１；ナット、 ２１ａ；内周転動溝、 ２３；外周転動溝、 ２４；転動ボール、 ３０；操舵補助装置（駆動力付与装置）、 ３３，１３３；環状溝、 ２１２；軸受支持部、 ３３ａ，１３３ａ；第一溝側面、 ３３ｂ，１３３ｂ；第二溝側面、 ４０；ボールねじ装置、 ５０，１５０；支持ユニット、 ５１；内輪、 ５１ｂ１；第一内輪端面、 ５２；外輪、 ５４；軸受ボール（転動体）、 ７０；複列アンギュラ玉軸受（転がり軸受）、 ８０；リテーナ、 ８０Ａ；リテーナ素材、 ８０Ａ３；端面、 ８１；内輪当接部、 ８１ａ；テーパ面、 ８１ｂ；内輪当接部端面、 ８２,１８２；進入部、 ８２Ａ；進入部素材、 ８２ａ，１８２ａ；第一進入部端面、 ８２ｂ，１８２ｂ；第二進入部端面、 ８３；パンチ、 ８３ａ；テーパ部、 ９０；隙間部材、 Ｍ；電動モータ（モータ）。

Claims (12)

1. ハウジングと、
   前記ハウジングに支持され両端部がリンク機構を介して転舵輪に連結されるとともに、前記ハウジングに対し軸線方向に相対移動して前記転舵輪を転舵するシャフトと、
   前記シャフトの外周面に形成される外周転動溝と、前記外周転動溝の径方向外方に配置される筒状のナットと、前記ナットの内周面に形成される内周転動溝と、前記外周転動溝と前記内周転動溝との間で転動する複数の転動体と、を備える、ボールねじ装置と、
   モータを駆動源とし、前記ボールねじ装置の前記ナットを回転させ前記シャフトに前記軸線方向への駆動力を付与する駆動力付与装置と、
   前記ハウジングに対して前記ナットを支持する支持ユニットと、
   を備えるステアリング装置であって、
   前記支持ユニットは、
   前記ナットの外周面の前記軸線方向における第一端側において、周方向に形成され前記軸線方向で対向する前記第一端側の第一溝側面と第二端側の第二溝側面とを備える環状溝と、
   前記ナットの前記外周面において、前記環状溝よりも前記第二端側に形成される軸受支持部と、
   前記ハウジングに支持される外輪と、前記軸線方向への移動が不能となるよう前記軸受支持部に支持されるとともに前記環状溝側に第一内輪端面を備える内輪と、を備える転がり軸受と、
   前記第一内輪端面と当接する内輪当接部端面を備える内輪当接部と、前記第一内輪端面と前記内輪当接部端面とが当接した状態で前記環状溝の前記第一溝側面と当接する第一進入部端面、及び前記第二溝側面と隙間を介して対向する第二進入部端面と、を備える進入部と、を備えるリテーナと、
   前記隙間内において、前記第二溝側面及び前記第二進入部端面と接触した状態で配置される隙間部材と、を備える、ステアリング装置。
2. 前記隙間部材は、Ｏリング形状であり、軸直交断面の形状は円形である、請求項１に記載のステアリング装置。
3. 前記リテーナ及び前記隙間部材の少なくとも一方は弾性体により形成される、請求項１又は２に記載のステアリング装置。
4. 前記ナットの硬度は、前記隙間部材の硬度よりも大きく、前記隙間部材の前記硬度は前記リテーナの硬度以上である、請求項２又は３に記載のステアリング装置。
5. 前記転がり軸受は、複列のアンギュラ玉軸受である、請求項１－４の何れか１項に記載のステアリング装置。
6. 前記環状溝の前記第一溝側面と、前記環状溝の前記第一端側における前記ナットの前記外周面とが成す角度は９０度より大きい、請求項１－５の何れか１項に記載のステアリング装置。
7. 請求項１に記載のステアリング装置の製造方法であって、
   前記支持ユニットにおける前記リテーナの前記ナットへの組み付けは、
   前記リテーナの素材である筒状のリテーナ素材を前記ナットの前記第一端側の外周側に挿入する第一工程と、
   前記軸線方向に延在する前記筒状の前記リテーナ素材の先端を、治具である筒状のパンチの内側に挿入した後、前記パンチを前記第一端側から前記第二端側に向かって付勢し、前記リテーナ素材の前記第二端側の端面を前記内輪の前記第一端側の端面と当接した状態とする第二工程と、
   前記パンチを前記第一端側から前記第二端側に向かって前進させることにより、前記パンチの内側形状を前記リテーナ素材の外周面に転写するとともに、前記環状溝内に前記リテーナ素材の肉を塑性変形させて進入させ、前記第一溝側面と対向する前記環状溝の第二溝側面側の端面を前記隙間部材と当接させて前記進入部の素材である進入部素材を形成する第三工程と、
   前記パンチを前記第二端側から前記第一端側に向かって後退させ、前記パンチが前進する方向への前記進入部素材に対する圧縮応力を解放し前記進入部を形成する第四工程と、を備えるステアリング装置の製造方法。
8. 前記リテーナ及び前記隙間部材の少なくとも一方は弾性体により形成される、請求項７に記載のステアリング装置の製造方法。
9. 前記ナットの硬度は、前記隙間部材の硬度よりも大きく、前記隙間部材の前記硬度は前記リテーナの硬度以上である、請求項８に記載のステアリング装置の製造方法。
10. 前記転がり軸受は、複列のアンギュラ玉軸受である、請求項７－９の何れか１項に記載のステアリング装置の製造方法。
11. 前記環状溝の前記第一溝側面と、前記環状溝の前記第一端側における前記ナットの前記外周面とが成す角度は９０度より大きい、請求項７－１０の何れか１項に記載のステアリング装置の製造方法。
12. 前記パンチの前記内側形状は、テーパ部を備える、請求項７－１１の何れか１項に記載のステアリング装置の製造方法。

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