【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用舵取装置のラックブッシュに関し、さらに詳しくは、該ブッシュの軸方向端部からその内方へ向かって延伸するスリットが設けられたラック軸を摺動可能に支持するラックブッシュの改良構造に関する。
【０００２】
【従来の技術および解決しようとする課題】
ラックアンドピニオン式舵取装置におけるラック軸の摺動支持用ブッシュとして合成樹脂製のブッシュが知られている。
そして、このラックブッシュは、ラック軸を覆うハウジング内の両端部近傍の位置においてそれぞれ嵌合装着されていて、その内周部の複数の隆起部によりラック軸をその軸方向摺動自在に支持しており、このラックブッシュには、そのハウジング内への前記嵌合装着を容易にするため、また、樹脂製ブッシュの熱的影響、すなわち、熱膨張等による該ブッシュのヘタリ防止への配慮等から、該ブッシュ端部からその軸方向に沿って所定長さで延伸する複数本のスリットが設けられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１７７６０６号公報（第４頁−第５頁、第１図，第８図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１に記載のラックブッシュ０４ａ，０４ｂは、図９に図示されるように、ラック軸０１を車両の舵取りのためにハウジング０５に対してその軸方向において摺動可能に支持する合成樹脂製のブッシュである。
ラックブッシュ０４ａは、ラック軸０１の軸部を摺動可能に支持するブッシュであり、ラックブッシュ０４ｂは、ラック軸のラック歯車部を摺動可能に支持するブッシュであり、両ブッシュはその支持部の相違からその形状を異にしている。
【０００５】
そして、本発明の対象とするラックブッシュに相当する前者のラックブッシュ０４ａは、図１０に図示されるように、ハウジング０５内の端部近傍位置において該ハウジング０５内にその外周部０４２が嵌合されることで装着され、ラック軸０１の軸方向における該ラック軸０１の軸部の摺動支持は、ラックブッシュ０４ａの内周部０４１に設けられた都合３箇所の等間隔に配設された隆起部０４１ｃによりなされている。
【０００６】
ラックブッシュ０４ａは、上述のようにハウジング０５内に嵌合装着されるものであり、そのために、該ブッシュ０４ａには、その一方端側から該ブッシュ０４ａの軸方向内方へ延伸する複数のスリット０４３、すなわち具体的には３本のスリット０４３が設けられており、これにより、前記ブッシュ０４ａの嵌合が容易になされ、また合成樹脂からなるブッシュ０４ａにおける熱的影響、すなわち、該ブッシュ０４ａの熱膨張等によるヘタリの防止が図られている。
【０００７】
ところで、前記ラックブッシュ０４ａにおける３本のスリット０４３は、いずれも該ブッシュ０４ａの一方端側から、つまりブッシュ０４ａ端部の片側のみから所定長さに亘り延伸するように設けられており、このため該ブッシュ０４ａはそのスリット０４３が設けられる側の剛性が低下し、ラックブッシュ０４ａの長手方向における剛性が不均一となる。したがって、該ブッシュ０４ａのハウジング０５内への嵌合装着時に図８（ｂ）に図示されるように、該ブッシュ０４ａはそのスリット０４３が設けられた側が異常に縮径０Ａして、その外形が略テーパ状に変形することになる。
【０００８】
ラックブッシュのスリットによる前記異常な縮径の結果、該ブッシュの前記縮径部がラック軸に異常な状態で接触して、場合によってはラック軸に抱きつくような状態となり、ラック軸の舵取りのための摺動における摩擦力が大きくなり、その摺動荷重の増大を招くことになる。そして、ラック軸の摺動における前記摺動荷重の増大は、いうまでもなく舵取装置における舵取りの操舵性を悪化させ、また、ラックブッシュとラック軸の異常な接触による該ブッシュやラック軸の磨耗を早め、それらの耐久性が低下される原因となる。
【０００９】
したがって、上述した状況の中で、スリットを備えた前記のような合成樹脂製ラックブッシュにおいて、そのハウジング内への嵌合装着時に上記のような異常な縮径によるテーパ状への変形を起すことがなく、舵取りのためのラック軸の円滑な摺動が確実になされる車両用舵取装置のラックブッシュ改良構造の提供が求められている。
【００１０】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
本発明は、前記課題を解決するためのラックブッシュの好適な改良構造を提供するものであり、ラック軸を車両の舵取りのために摺動可能にハウジングに対して支持する車両用舵取装置のラックブッシュにおいて、前記ラックブッシュには、その軸方向両端部に、該両端部から該ブッシュの軸方向内方へ向かって所定の長さで延伸するスリットが設けられていることを特徴とするものである。
【００１１】
また、前記ラックブッシュ両端部に設けられたスリットの本数は一本もしくは複数本であり、しかも互いに同じ本数であることを特徴とするものである。
【００１２】
さらに、前記ラックブッシュ両端部に設けられたスリットの幅は互いに異なるものであることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項１に記載の発明では、ラック軸を車両の舵取りのために摺動可能にハウジングに対して支持する車両用舵取装置のラックブッシュにおいて、前記ラックブッシュには、その軸方向両端部に、該両端部から該ブッシュの軸方向内方へ向かって所定の長さで延伸するスリットが設けられている。
【００１４】
したがって、ラックブッシュは、その軸方向における剛性が均一化されるので、従来のラックブッシュの軸方向一方端からのみブッシュ内方へ向かってスリットが設けられるラックブッシュにおいて生じる、該ブッシュのハウジング内への嵌合装着時の異常な縮径によるテーパ状への変形現象が抑制され、ラックブッシュの形状の安定化が図られ、ラック軸の円滑な摺動が確保されその摺動荷重の減少がなされ、舵取装置における操舵性の向上が図られる。
【００１５】
また、ラックブッシュのハウジング内への嵌合装着時の異常な縮径によるテーパ状への変形が抑制され、該ブッシュの形状の安定化が図られるので、ブッシュのラック軸への抱きつき現象の発生が解消され、ブッシュとラック軸との異常な摩擦の発生が抑えられ、ブッシュの磨耗や異常な変形による損傷が防止され、ラックブッシュさらにはラック軸の耐久性が大幅に向上される。
【００１６】
請求項２に記載の発明では、前記請求項１に記載のラックブッシュにおいて、該ラックブッシュ両端部に設けられたスリットの本数は一本もしくは複数本であり、しかも互いに同じ本数であるから、ラックブッシュの軸方向における剛性バランスの調整が採りやすく、その長手方向における剛性の均一化が容易に図れる。
【００１７】
請求項３に記載の発明では、前記請求項１に記載のラックブッシュにおいて、該ラックブッシュ両端部に設けられたスリットの幅は互いに異なるものであるから、ラックブッシュの軸方向における剛性バランスとブッシュの変形具合の調整が可能であり、また、熱的影響による、とりわけ該ブッシュの熱膨張によるヘタリ現象の抑制効果が向上される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図１ないし図７に基づいて説明する。
図１は、本実施形態の舵取装置の主要構造部を示す図であり、該図には舵取装置の一方端部の構造のみが図示されている。しかしながら、他方端部における構造も実質的には異なるものではないので、舵取装置の端部構造については該図面に基づいて説明することにする。
そして、該図１にはラックハウジング５と、そのハウジング５の内部に支持されるラック軸１が図示されている。
【００１９】
ラック軸１は、ハウジング５内において、該ハウジング５に対してその軸方向に沿って摺動可能な状態で支持されており、該摺動可能な支持は、ラックブッシュ４を介してなされる。ラック軸１には、図示されないラック歯車が形成されたラック軸部があり、該ラック軸部のラック歯車には図示されないコラムを介して操舵ハンドルに連動連結されるピニオン歯車が噛合している。
【００２０】
そして、上述したように図１には、ラック軸１のその一方端部における構造のみが図示されるが、ラック軸１の両端部は、ボールソケット部２を介してタイロッド３に連結され、さらには図示されないナックル、操向車輪へと連結される。 したがって、前記図示されない操舵ハンドルの操作により、ピニオン歯車の回転を介してラック軸１がその軸方向に沿って動かされ、これにより、前記ボールソケット部２を介してタイロッド３、図示されないナックルが作動され、さらには転舵のための図示されない前記操向車輪が方向転換される。
【００２１】
６は蛇腹状のラックブーツであり、その一端部６ａがタイロッド３に外嵌固定され、他端部６ｂがハウジング５の外周部５２に外嵌固定されることで、ラック軸１の軸端部とタイロッド３の連結周辺部を覆うようになされており、ラックブーツ６は、ラック軸１のその軸方向に沿う摺動に応じて伸縮可能であり、また、前記タイロッド３のボールソケット部２を介した回動屈折に応じて適宜屈曲変形可能な構造を備えており、ラック軸１やボールソケット部２等の防塵等の保護機能を備えるものであり、通常、ゴムや合成樹脂等の可撓性の部材により形成されるものである。
【００２２】
ラック軸１は、上述のようにハウジング５に対して該ハウジング５の内部においてその軸方向に沿って摺動可能に支持されており、具体的には、ラック軸１がハウジング５に対して、その摺動ブッシュであるラックブッシュ４を介して該ハウジング５の内部のその長手方向両端部近傍の２箇所（図１にはその一方のみが図示されている。）において摺動可能に支持されることで、前記軸方向に沿う舵取りのための摺動がなされるようになされている。
【００２３】
ラック軸１のラックブッシュ４による支持は、上述のようにハウジング５内の両端部近傍の該ハウジング５内に配設される前記ブッシュ４により、その軸方向において摺動可能になされており、該ラック軸１支持のためのラックブッシュ４の前記ハウジング５内への配設は、ラックブッシュ４の外周部４２がハウジング５の内周部５１に対して回動不能で、かつ該ハウジング５に対してその軸方向移動が阻止された状態において嵌合装着されることでなされている。
【００２４】
そして、ラックブッシュ４は、その内周部４１において上述のようにラック軸１をその軸方向に沿って摺動可能に支持し、このために、ラックブッシュ４はその形状が実質的に筒状をなしており、筒状として形成されるラックブッシュ４は、合成樹脂等からなり、所定の成形型を用いて樹脂成形されるものである。
【００２５】
ところで、ラック軸１の前記ラックブッシュ４による摺動可能な支持は、既述のようにハウジング５の長手方向両端部近傍の２箇所においてなされるものであるが、該支持における一方の支持はラック軸１の軸部を支持し、他方の支持はラック軸１のラック歯車部を実質的に支持することから、ラックブッシュ４はその形状を互いに異にするものである。そして、本発明の実施形態は、その対象とするラックブッシュ４をその前者ラックブッシュ、すなわち、ラック軸１の軸部を支持するラックブッシュとするものである。
【００２６】
以下、図２ないし図７に基づいて本発明の実施形態におけるラックブッシュ４の構造について説明する。
【００２７】
ラックブッシュ４は、図２ないし図４に図示されるように、また上述したように全体として筒状をなしており、その外周部４２には、該外周部４２の外径を実質的に異なるものとする周方向に延在する外周段部４２ａが形成されており、該外周段部４２ａにより、筒状ブッシュ４のその外周部４２が大径外周部４２ｂと小径外周部４２ｃとからなるものとされている。
【００２８】
そして、筒状ブッシュ４外周部４２の大径外周部４２ｂと小径外周部４２ｃの存在により、該筒状ブッシュ４の肉厚は該大径外周部４２ｂ側が厚く、小径外周部４２ｂ側が薄くなされている。しかしながら、該肉厚の差異は、大径外周部４２ｂ上に後述するスプライン部４２ｅが形成され、また平坦面部４２ｆが形成されることからすると実質的には僅かなものである。
【００２９】
筒状ラックブッシュ４の外周部４２の大径外周部４２ｂは、小径外周部４２ｃに比較してその幅は広く、この大径外周部４２ｂの周面でかつ該ブッシュ４の一方の端部面に沿う位置には３箇所の突起部４２ｄが形成されており、これら突起部４２ｄは大径外周部４２ｂの周面に互いに等間隔、すなわち、互いに１２０°の間隔をもって設けられ、この突出部４２ｄは前記周面から所定の突出高さをもって突設されている（図２，３等参照）。
【００３０】
また、ラックブッシュ４の大径外周部４２ｂの周面には、スプライン部４２ｅと３箇所の平坦面部４２ｆが形成されており、該スプライン部４２ｅは、図５ないし図７を参照すれば明らかなように、実質的に前記平坦面部４２ｆと前記突起部４２ｄが形成された部分を除く前記大径外周部４２ｂの全面に亘って形成され、該スプライン部４２ｅはラックブッシュ４の軸方向に沿って延伸している。
【００３１】
３箇所の平坦面部４２ｆは、大径外周部４２ｂの前記３つの突起部４２ｄに対してそれぞれ６０°位相がずれた位置で互いに等間隔で所定の幅をもって、ブッシュ４の軸方向に沿って延伸配設されており（図２，４，５等参照）、該平坦面部４２ｆは、その側面視において、図４から理解できるように、該平坦面部４２ｆの平坦面が描く線が実質的にブッシュ４の前記小径外周部４２ｃの接線Ｌとなる位置まで平坦化された構造とされ、その平坦面部４２ｆの前記所定幅の軸方向中心線上には、一条の突条４２ｇが形成されている。
【００３２】
そして、このラックブッシュ４のハウジング５内への嵌合装着は、ブッシュ４外周部４２の特徴ある前記構造部に対応し、該構造部を相補的に受入れるハウジング５内周部５１の構造により安定状態においてなされ（図１参照）、すなわち、ハウジング５内へのブッシュ４嵌合装着時の該ブッシュ外周部４２の外周段部４２ａや突起部４２ｄ、スプライン部４２ｅさらには平坦面部４２ｆにおける前記ハウジング５内周部５１の相補的構造部へのそれぞれの係合もしくは嵌入が相俟って、より安定した状態でかつその軸方向移動と回動が確実に阻止された状態においてなされる。
【００３３】
筒状ラックブッシュ４の内周部４１は、図２ないし図４に図示されるように、その軸方向中央部における周面４１ａがやや中高に形成され、この中高とされた周面４１ａには３箇所の隆起部４１ｂが設けられ、該隆起部４１ｂは前記周面４１ａに沿って等間隔、すなわち１２０°間隔で、丁度ブッシュ外周部４２の前記平坦面部４２ｆに対応する位置で、しかもブッシュ４の軸方向に沿って所定の長さに亘り所定幅で延在しその表面が平坦化された面４１ｃとして形成され、そして、この３箇所の隆起部４１ｂの平坦化された面４１ｃにより実質的にラック軸１を筒状ラックブッシュ４の内周部４１にその軸方向に沿って摺動可能に支持する。
【００３４】
上述した内周部４１と外周部４２とをもつ前記構造の肉厚の筒状体からなるラックブッシュ４には、図２ないし図４等から明らかなように、さらにその特徴的な構造として、その軸方向両端部に、該両端部から該ブッシュ４の軸方向内方へ向かって所定の長さで延伸するスリット４３，４４が設けられており、そして、該ブッシュ４はこの構造において、従来から良く知られている上述の筒状ラックブッシュ０４の軸方向一方端部のみにスリットが設けられた構造のラックブッシュ０４に比較してきわめて特徴的なものである。
【００３５】
筒状ラックブッシュ４のその軸方向両端部に、該両端部からその内方へ向かってそれぞれ設けられたスリット４３，４４は、本実施形態においてはそれぞれ３本ずつであり、ラックブッシュの前記両端である一方端および他方端に設けられたそれぞれの３本のスリット４３，４４は、ブッシュ４の周方向において互いに等間隔、すなわち、互いに１２０°の間隔をもって設けられたものである（図２，４参照）。
【００３６】
そして、ラックブッシュ４のその一方端に設けられたスリット４３と、他方端に設けられたスリット４４は、互いにその位相がブッシュ４の周方向において６０°ずれた位置関係に配設されており、つまり、結果として、ブッシュ４の周方向という視点で捉えれば、全てのスリット４３，４４は互いに等間隔、すなわち、６０°間隔で配設形成されたものである（図２ないし図４参照）。
【００３７】
また、図２ないし図４および図６等から明らかなように、筒状ラックブッシュ４の一方端に設けられたスリット４３の幅と、他方端に設けられたスリット４４の幅は互いに異なり、該一方端、すなわち、筒状ブッシュ４の肉厚の厚い側に設けられたスリット４３の幅は、その他方端、すなわち、筒状ブッシュ４の肉厚の薄い側に設けられたスリット４４の幅と比較して幅広とされている。
【００３８】
筒状ブッシュ４の両端部に設けられた前記スリット４３，４４は、図３および図５，６の参照から明らかなように、その延伸長さも該一方端、すなわち、ブッシュ４の肉厚の厚い側に設けられたスリット４３の長さが、他方端、すなわち、ブッシュ４の肉厚の薄い側に設けられたスリット４４の長さと比較してやや長く形成されており、その延伸長さはブッシュ４の軸方向における長さの中央部をやや超える位置まで達し、また、他方端に備えられたスリット４４のその延伸長さはブッシュ４の軸方向における長さの略中央部の位置まで達している。
【００３９】
そして、肉厚が異なる筒状ブッシュ４の両端部に設けられたスリット４３，４４における上述の構造の差異、すなわち、スリットの幅、スリットの延伸長さの差異は、筒状であるラックブッシュ４の軸方向における剛性のバランス、強いては剛性の均一化を図り、また後述するブッシュ４のハウジング５内への嵌合装着時の変形調整機能を該ブッシュ４に付与させるものである。
【００４０】
筒状ブッシュ４の両端部に設けられたスリット４３，４４は、いずれも筒状ラックブッシュ４に対してその縮径を可能とする機能を付与させるものであり、ハウジング５内へのブッシュ４の嵌合装着に際して、そのスリット４３，４４の幅により許容される範囲において、ブッシュ４のその弾性に抗した縮径が可能とされるものであり、これによりブッシュ４の前記ハウジング５内への嵌合装着が容易になされる。
【００４１】
また、筒状ブッシュ４のスリット４３，４４により可能とされる弾性に抗した縮径によるハウジング５内への該ブッシュ４の嵌合装着は、ブッシュ４のハウジング５内における該ハウジング内周部５１への弾接を強固になす機能を付与させるものであり、また、前記スリット４３，４４は、合成樹脂からなる筒状ラックブッシュ４の熱的影響、すなわち、ブッシュ４の熱膨張によるヘタリを防ぐ機能も付与させるものである。
【００４２】
そして、本実施形態における前記特徴的な構造のラックブッシュ４は、図１０に図示される上述の従来構造の筒状ラックブッシュ０４ａ、すなわち、該ラックブッシュ０４ａの一方端のみにスリット０４３が設けられたラックブッシュ０４ａとの比較において、以下のようなきわめて顕著な機能上の特徴を備えるものである。
【００４３】
すなわち、図８（ａ），（ｂ）を参照することにより明らかなように、また、既に説明したように、従来の一方端のみにスリットが設けられた筒状ラックブッシュ０４ａ（図１０参照）においては、該スリット０４３の切込みのために該ブッシュ０４ａの前記スリット０４３が設けられた側の剛性が低下し、ブッシュ０４ａの軸方向における剛性の均一性が保てないことになる。
【００４４】
したがって、筒状ラックブッシュ０４ａは、図８（ｂ）に図示されるようにそのハウジング０５内への嵌合装着時に、そのスリット０４３が設けられた側が縮径０Ａし、該ブッシュ０４ａの外形はテーパ状に変形し、該テーパ状の縮径部０Ａは図示されるようにラック軸０１に対して異常な状態において接触することになり、その摩擦力が増大し、場合によっては、ラック軸０１に抱きつくようにまとわりついて、ラック軸０１の摺動における摺動荷重が増大されるものである。
【００４５】
これに対して、本実施形態においては、図８（ａ）に図示されるように、筒状ラックブッシュ４の両端にスリットが設けられており、これにより該ブッシュ４の軸方向における剛性の均一化が図られるので、上述のような片側だけが大きく縮径することによる行過ぎたテーパ状の変形が抑えられ、該ブッシュ４のテーパ状縮径部のラック軸１への異常な接触が回避されるので、ラック軸１の摺動における上述の摺動荷重の増大は略完全に解消され、ラック軸１のバランスのとれた円滑な摺動が達成されるものである。
【００４６】
図１ないし図７に記載された本発明の実施形態は前記のように構成されているから、筒状ラックブッシュ４両端部に設けられたスリット４３，４４により、ラックブッシュ４の軸方向における剛性の均一化が図られ、ラックブッシュ４の前記ハウジング５内への嵌合装着時のそのスリット４３，４４によるテーパ状への変形が抑制され、該ブッシュ４の安定した形状が保持される。
【００４７】
したがって、筒状ラックブッシュ４のテーパ状への変形によるその縮径部のラック軸１への異常な接触による摩擦力の増大が抑えられるので、ラック軸１の移動における該ブッシュ４による摺動荷重の減少が図られ、バランスのよい円滑なラック軸１の摺動が確保されるので、結果として車両の操舵性の向上を図ることができる。
【００４８】
また、ハウジング５内への筒状ラックブッシュ４の嵌合装着時における前記テーパ状への変形に基づく、その縮径部によるラック軸１との異常な接触による強い摩擦力の発生が解消され、これにより、ラックブッシュ４の異常な磨耗や損傷が防止され、さらには、ラック軸１の磨耗も殆どなくすことができるので、ラックブッシュ４やラック軸１のその耐久性が向上される。
【００４９】
筒状ラックブッシュ４には、その両端部にスリット４３，４４が設けられているから、ラックブッシュ４の熱的影響、すなわち、ラックブッシュ４の熱膨張等によるヘタリ現象の発生が効果的に抑制され、ラックブッシュ４の異常な変形が防止されるので、ラック軸１の摺動による該ブッシュ４の偏磨耗や損傷が殆ど解消される。
【００５０】
ラックブッシュ４の両端部に設けられたスリットの本数が互いに同数とされているから、該ブッシュ４の軸方向における剛性のバランス、均一化のための調整が採りやすく、また、ブッシュ４両端部に設けられたスリットの幅と長さが互いに異なることから、ブッシュ４の軸方向における剛性バランスの調整と、ブッシュ４の変形具合の調整が採りやすく、さらにはブッシュ４の熱的影響、とりわけ、ブッシュ４の熱膨張によるヘタリ現象の発生が抑制される。
【００５１】
本実施形態に換えて種々の実施形態が考えられる。
【００５２】
本実施形態においては、ラックブッシュ４の両端部に設けられたスリット４３，４４は、それぞれ３本づつとされたが、勿論これに限定されるものではなく、その本数は適宜選択設定できるものであり、また、ラックブッシュ４の両端部に設けられたスリット４３，４４の本数も本実施例においては同数とされているがこれに限られるものではなく、適宜異なる本数の選択が可能である。
【００５３】
本実施形態においては、ラックブッシュ４の両端部に設けられたスリット４３，４４の幅や長さの関係についても一部構造の特定をなしているが、スリット４３，４４の幅や長さについては必ずしも前記関係に拘束されるものではなく、該スリット４３，４４の幅や長さも適宜、スリットの本数やブッシュの材質、肉厚等が考慮されて選択的に設定されるものである。
【００５４】
本実施形態においては、ラックブッシュ４の材質として、合成樹脂が採用されたが、必ずしも合成樹脂に限られるものではなく、ゴム等の材質であっても適宜弾性を有し、耐熱性と耐磨耗性を備えるものであれば十分に適材として選択可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の操舵装置における主要構造部を示す断面図である。
【図２】本発明のラックブッシュの構造を示す図であり、図３におけるＢ矢視図である。
【図３】本発明のラックブッシュの構造を示す図であり、図２におけるＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明のラックブッシュの構造を示す図であり、図３におけるＣ矢視図である。
【図５】本発明のラックブッシュの構造を示す図であり、図２におけるＤ矢視図である。
【図６】本発明のラックブッシュの構造を示す図であり、図４におけるＥ矢視図である。
【図７】本発明のラックブッシュの構造を示す図であり、図４におけるＦ矢視図である。
【図８】本発明のラックブッシュと、従来のラックブッシュの機能を比較した説明図であり、（ａ）は本発明のラックブッシュにおける作動説明図であり、（ｂ）は従来のラックブッシュにおける作動説明図である。
【図９】従来の発明における操舵装置の主要構造部を示す断面図である。
【図１０】従来のラックブッシュを示す斜視図である。
【符号の説明】
１・・・ラック軸、２・・・ボールソケット部、３・・・タイロッド、４・・・ラックブッシュ、４１・・・ブッシュ内周部、４１ａ・・・周面、４１ｂ・・・隆起部、４１ｃ・・・平坦化された面、４２・・・ブッシュ外周部、４２ａ・・・外周段部、４２ｂ・・・大径外周部、４２ｃ・・・小径外周部、４２ｄ・・・突起部、４２ｅ・・・スプライン部、４２ｆ・・・平坦面部、４２ｇ・・・突条、４３・・・スリット、４４・・・スリット、５・・・ハウジング、５１・・・ハウジング内周部、５２・・・ハウジング外周部、６・・・蛇腹状ラックブーツ、６ａ・・・一端部、６ｂ・・・他端部。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a rack bush of a steering device for a vehicle, and more particularly, to a rack bush slidably supporting a rack shaft provided with a slit extending inward from an axial end of the bush. To an improved structure.
[0002]
2. Description of the Related Art and Problems to be Solved
A bush made of a synthetic resin is known as a bush for slidingly supporting a rack shaft in a rack and pinion type steering device.
The rack bush is fitted and mounted at positions near both ends in the housing that covers the rack shaft, and the rack shaft is slidably supported in the axial direction by a plurality of raised portions on the inner peripheral portion. In order to facilitate the fitting and mounting of the rack bush in the housing, and to prevent the thermal effect of the resin bush, that is, to prevent the bush from being settled due to thermal expansion or the like. A plurality of slits extending from the end of the bush at a predetermined length along the axial direction thereof are provided (for example, see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-2000-177606 (pages 4 to 5, FIGS. 1 and 8)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
As shown in FIG. 9, the rack bushings 04a and 04b described in Patent Document 1 support a rack shaft 01 slidably in an axial direction with respect to a housing 05 for steering a vehicle. Bush.
The rack bush 04a is a bush that slidably supports the shaft portion of the rack shaft 01, and the rack bush 04b is a bush that slidably supports a rack gear portion of the rack shaft. The shape is different from the difference.
[0005]
As shown in FIG. 10, the outer peripheral portion 042 of the former rack bush 04 a corresponding to the rack bush to which the present invention is applied is fitted in the housing 05 at a position near the end in the housing 05. The rack portion 01 is provided with a sliding support of the shaft portion of the rack shaft 01 in the axial direction of the rack bush 01 at three convenient intervals provided on the inner peripheral portion 041 of the rack bush 04a. This is made by the raised portion 041c.
[0006]
The rack bush 04a is fitted and mounted in the housing 05 as described above. Therefore, the bush 04a has a plurality of slits extending from one end thereof inward in the axial direction of the bush 04a. 043, that is, specifically, three slits 043 are provided, thereby facilitating the fitting of the bush 04a, and the thermal effect on the bush 04a made of synthetic resin, that is, the bush 04a Prevention of settling due to thermal expansion or the like is achieved.
[0007]
The three slits 043 in the rack bush 04a are provided so as to extend from one end of the bush 04a, that is, only one side of the end of the bush 04a, over a predetermined length. The rigidity of the bush 04a on the side where the slit 043 is provided decreases, and the rigidity in the longitudinal direction of the rack bush 04a becomes non-uniform. Therefore, when the bush 04a is fitted into the housing 05, as shown in FIG. 8B, the side of the bush 04a on which the slit 043 is provided has an abnormally reduced diameter of 0A, and the outer shape is reduced. It will be deformed into a substantially tapered shape.
[0008]
As a result of the abnormally reduced diameter due to the slits of the rack bush, the reduced diameter portion of the bush comes into contact with the rack shaft in an abnormal state, and in some cases, becomes hugged by the rack shaft. In this case, the frictional force in the sliding increases, and the sliding load increases. The increase in the sliding load in the sliding of the rack shaft, of course, deteriorates the steerability of steering in the steering device, and furthermore, the abnormal contact between the rack bush and the rack shaft causes the bush and the rack shaft to move. It accelerates wear and causes their durability to be reduced.
[0009]
Therefore, in the above-described situation, in the above-mentioned synthetic resin rack bush provided with the slit, the fitting into the housing may cause the above-described abnormally reduced diameter to be deformed into a tapered shape. Therefore, there is a need for an improved rack bushing structure for a vehicle steering apparatus that ensures smooth sliding of a rack shaft for steering.
[0010]
Means for Solving the Problems and Effects of the Invention
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a preferred improved structure of a rack bush for solving the above-mentioned problems, and a vehicle steering device for supporting a rack shaft slidably with respect to a housing for steering of a vehicle. In the rack bush, the rack bush is provided with slits extending at a predetermined length from both ends in the axial direction of the bush at both ends in the axial direction. It is.
[0011]
Further, the number of slits provided at both ends of the rack bush is one or more, and the number is the same as each other.
[0012]
Further, the widths of the slits provided at both ends of the rack bush are different from each other.
[0013]
According to the first aspect of the present invention, in the rack bush of the vehicle steering device for supporting the rack shaft slidably with respect to the housing for steering of the vehicle, the rack bush has axially opposite ends. And a slit extending from the both end portions in a predetermined length inward in the axial direction of the bush.
[0014]
Therefore, since the rigidity in the axial direction of the rack bush is made uniform, the rack bush in which the slit is provided inward from only one end in the axial direction of the conventional rack bush, which is formed in the housing of the bush, is formed. The phenomenon of taper deformation due to abnormal contraction during fitting and fitting is suppressed, the shape of the rack bush is stabilized, smooth sliding of the rack shaft is ensured, and the sliding load is reduced. Thus, the steering performance of the steering device is improved.
[0015]
In addition, the deformation of the rack bush into a tapered shape due to abnormal contraction at the time of fitting into the housing is suppressed, and the shape of the bush is stabilized. And the occurrence of abnormal friction between the bush and the rack shaft is suppressed, the damage of the bush due to wear and abnormal deformation is prevented, and the durability of the rack bush and the rack shaft is greatly improved.
[0016]
According to the second aspect of the invention, in the rack bush according to the first aspect, the number of slits provided at both ends of the rack bush is one or more, and the number of slits is the same as each other. The rigidity balance in the axial direction of the bush can be easily adjusted, and the rigidity in the longitudinal direction can be easily made uniform.
[0017]
According to the third aspect of the present invention, in the rack bush according to the first aspect, the widths of the slits provided at both ends of the rack bush are different from each other. Can be adjusted, and the effect of suppressing the settling phenomenon due to thermal influence, particularly due to thermal expansion of the bush, is improved.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a diagram showing a main structure of the steering device according to the present embodiment, in which only the structure at one end of the steering device is shown. However, since the structure at the other end is not substantially different, the end structure of the steering device will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a rack housing 5 and a rack shaft 1 supported inside the housing 5.
[0019]
The rack shaft 1 is slidably supported in the housing 5 along the axial direction with respect to the housing 5, and the slidable support is provided via a rack bush 4. The rack shaft 1 has a rack shaft portion on which a rack gear (not shown) is formed, and a pinion gear meshed with a steering wheel via a column (not shown) meshes with the rack gear of the rack shaft portion.
[0020]
As described above, only the structure at one end of the rack shaft 1 is shown in FIG. 1, but both ends of the rack shaft 1 are connected to the tie rod 3 via the ball socket portion 2, Are connected to knuckles and steered wheels (not shown). Therefore, the rack shaft 1 is moved in the axial direction through the rotation of the pinion gear by the operation of the steering handle (not shown), whereby the tie rod 3 and the knuckle (not shown) operate via the ball socket portion 2. In addition, the steered wheels (not shown) for turning are turned.
[0021]
Reference numeral 6 denotes a bellows-shaped rack boot whose one end 6a is externally fixed to the tie rod 3 and the other end 6b is externally fixed to the outer peripheral portion 52 of the housing 5, thereby forming the shaft end of the rack shaft 1. The rack boot 6 is capable of extending and contracting in accordance with the sliding of the rack shaft 1 along the axial direction thereof. The rack shaft 1 and the ball socket portion 2 are provided with a protection function such as dust protection, and are usually provided with a flexible function such as rubber or synthetic resin. It is formed of a material having a property.
[0022]
The rack shaft 1 is slidably supported in the housing 5 along the axial direction with respect to the housing 5 as described above. Specifically, the rack shaft 1 is It is slidably supported at two places (only one of them is shown in FIG. 1) inside the housing 5 near both ends in the longitudinal direction through the rack bush 4 which is the sliding bush. Thus, sliding for steering along the axial direction is performed.
[0023]
The rack shaft 1 is supported by the rack bush 4 so as to be slidable in the axial direction by the bush 4 provided in the housing 5 near both ends in the housing 5 as described above. The arrangement of the rack bush 4 for supporting the rack shaft 1 in the housing 5 is such that the outer peripheral portion 42 of the rack bush 4 cannot rotate with respect to the inner peripheral portion 51 of the housing 5 and This is done by fitting in a state in which the axial movement is prevented.
[0024]
The rack bush 4 slidably supports the rack shaft 1 in its inner peripheral portion 41 along the axial direction as described above. For this reason, the rack bush 4 has a substantially cylindrical shape. The rack bush 4 formed in a cylindrical shape is made of a synthetic resin or the like, and is formed by resin molding using a predetermined mold.
[0025]
The slidable support of the rack shaft 1 by the rack bush 4 is provided at two places near both ends in the longitudinal direction of the housing 5 as described above. One of the supports in the support is a rack. Since the shaft portion of the shaft 1 is supported, and the other support substantially supports the rack gear portion of the rack shaft 1, the rack bushes 4 have different shapes. In the embodiment of the present invention, the target rack bush 4 is the former rack bush, that is, a rack bush that supports the shaft portion of the rack shaft 1.
[0026]
Hereinafter, the structure of the rack bush 4 in the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0027]
As shown in FIGS. 2 to 4 and as described above, the rack bush 4 has a cylindrical shape as a whole, and the outer peripheral portion 42 has an outer diameter substantially different from that of the outer peripheral portion 42. An outer peripheral step portion 42a extending in the circumferential direction is formed, and the outer peripheral step portion 42a of the cylindrical bush 4 includes a large-diameter outer peripheral portion 42b and a small-diameter outer peripheral portion 42c. It has been.
[0028]
Then, due to the presence of the large-diameter outer peripheral portion 42b and the small-diameter outer peripheral portion 42c of the cylindrical bush 4 outer peripheral portion 42, the thickness of the cylindrical bush 4 is increased on the large-diameter outer peripheral portion 42b side and on the small-diameter outer peripheral portion 42b side. I have. However, the difference in the thickness is substantially slight because the spline portion 42e described later is formed on the large-diameter outer peripheral portion 42b and the flat surface portion 42f is formed.
[0029]
The large-diameter outer peripheral portion 42b of the outer peripheral portion 42 of the cylindrical rack bush 4 is wider than the small-diameter outer peripheral portion 42c, and is a peripheral surface of the large-diameter outer peripheral portion 42b and one end surface of the bush 4. Are formed at three positions along the peripheral surface of the large-diameter outer peripheral portion 42b at equal intervals, that is, at intervals of 120 ° from each other. Is protruded from the peripheral surface with a predetermined protruding height (see FIGS. 2 and 3).
[0030]
Further, a spline portion 42e and three flat surface portions 42f are formed on the peripheral surface of the large-diameter outer peripheral portion 42b of the rack bush 4. The spline portion 42e is apparent from FIG. 5 to FIG. As described above, the spline portion 42e is formed substantially along the entire surface of the large-diameter outer peripheral portion 42b except for the portion where the flat surface portion 42f and the protrusion 42d are formed. It is stretched.
[0031]
The three flat surface portions 42f extend in the axial direction of the bush 4 at predetermined intervals at equal intervals at positions shifted by 60 ° from the three protrusions 42d of the large-diameter outer peripheral portion 42b. As shown in FIG. 4, the flat surface portion 42f is substantially provided with a line drawn by the flat surface of the flat surface portion 42f in a side view. 4 is flattened to a position where it becomes a tangent L to the small-diameter outer peripheral portion 42c, and a single ridge 42g is formed on the axial center line of the predetermined width of the flat surface portion 42f.
[0032]
The fitting of the rack bush 4 into the housing 5 corresponds to the above-described structural portion of the outer peripheral portion 42 of the bush 4, and is stabilized by the structure of the inner peripheral portion 51 of the housing 5 which receives the structural portion complementarily. This is performed in the state (see FIG. 1), that is, at the time of fitting the bush 4 into the housing 5, the outer peripheral step portion 42a and the projection portion 42d of the outer peripheral portion 42 of the bush, the spline portion 42e, and the housing 5 at the flat surface portion 42f. The engagement or fitting of the inner peripheral portion 51 with the complementary structure portion is performed in a more stable state and in a state where the axial movement and the rotation thereof are reliably prevented.
[0033]
As shown in FIGS. 2 to 4, the inner peripheral portion 41 of the cylindrical rack bush 4 has a peripheral surface 41 a at a central portion in the axial direction formed at a slightly middle height, and the inner peripheral portion 41 a has a middle height. Three raised portions 41b are provided, and the raised portions 41b are arranged at equal intervals along the peripheral surface 41a, that is, at 120 ° intervals, at positions corresponding to the flat surface portions 42f of the outer peripheral portion 42 of the bush. Is formed with a predetermined width over a predetermined length along the axial direction of the surface 41c, the surface of which is formed as a flattened surface 41c, and substantially flattened by the flattened surfaces 41c of the three raised portions 41b. The rack shaft 1 is slidably supported on the inner peripheral portion 41 of the cylindrical rack bush 4 along its axial direction.
[0034]
As is clear from FIGS. 2 to 4 and the like, the rack bush 4 composed of a thick cylindrical body having the above-described structure having the inner peripheral portion 41 and the outer peripheral portion 42 has a further characteristic structure. At both ends in the axial direction, there are provided slits 43 and 44 extending from the both ends toward the inside of the bush 4 in the axial direction by a predetermined length. This is very characteristic as compared with the rack bush 04 having a structure in which a slit is provided only at one end in the axial direction of the above-described cylindrical rack bush 04, which is well-known.
[0035]
In this embodiment, three slits 43 and 44 are provided at both ends in the axial direction of the cylindrical rack bush 4 from the both ends to the inside thereof, respectively. The three slits 43 and 44 provided at one end and the other end, respectively, are provided at equal intervals in the circumferential direction of the bush 4, that is, at intervals of 120 ° from each other (FIG. 2). 4).
[0036]
The slit 43 provided at one end of the rack bush 4 and the slit 44 provided at the other end are arranged in a positional relationship in which their phases are shifted from each other by 60 ° in the circumferential direction of the bush 4. That is, as a result, when viewed from the viewpoint of the circumferential direction of the bush 4, all the slits 43 and 44 are arranged at equal intervals, that is, at 60 ° intervals (see FIGS. 2 to 4).
[0037]
2 to 4 and 6, the width of the slit 43 provided at one end of the cylindrical rack bush 4 and the width of the slit 44 provided at the other end thereof are different from each other. One end, that is, the width of the slit 43 provided on the thick side of the cylindrical bush 4 is different from the other end, that is, the width of the slit 44 provided on the thin side of the cylindrical bush 4. It is said that it is wider.
[0038]
The slits 43 and 44 provided at both ends of the cylindrical bush 4 also have an extended length at one end, that is, a thicker thickness of the bush 4, as is apparent from FIGS. The length of the slit 43 provided on the side of the bush 4 is slightly longer than the length of the slit 44 provided on the other end, that is, the side of the bush 4 having a small thickness. And the extension length of the slit 44 provided at the other end reaches a position substantially at the center of the length of the bush 4 in the axial direction. .
[0039]
The difference in the structure described above between the slits 43 and 44 provided at both ends of the cylindrical bush 4 having different wall thicknesses, that is, the difference in the width of the slit and the extension length of the slit is caused by the difference between the cylindrical bush 4 and the cylindrical bush 4. The rigidity is balanced in the axial direction, and the rigidity is made uniform, and the bush 4 is provided with a deformation adjusting function when the bush 4 is fitted into the housing 5 as described later.
[0040]
The slits 43, 44 provided at both ends of the cylindrical bush 4 both give the cylindrical rack bush 4 a function of reducing its diameter, and the bush 4 is inserted into the housing 5. At the time of fitting and fitting, the bush 4 can be reduced in diameter against its elasticity within a range allowed by the width of the slits 43 and 44, thereby fitting the bush 4 into the housing 5. Easy mounting is achieved.
[0041]
The fitting of the bush 4 into the housing 5 by the diameter reduction against the elasticity made possible by the slits 43 and 44 of the cylindrical bush 4 is performed by the housing inner peripheral portion 51 in the housing 5 of the bush 4. The slits 43 and 44 prevent thermal effects of the cylindrical rack bush 4 made of synthetic resin, that is, settling due to thermal expansion of the bush 4. A function is also given.
[0042]
In the rack bush 4 having the characteristic structure according to the present embodiment, the cylindrical rack bush 04a having the above-described conventional structure illustrated in FIG. 10, that is, the slit 043 is provided only at one end of the rack bush 04a. In comparison with the rack bushing 04a, it has the following remarkable functional features.
[0043]
That is, as is clear by referring to FIGS. 8A and 8B and as already described, a conventional cylindrical rack bush 04a having a slit at only one end (see FIG. 10). In this case, the cut of the slit 043 reduces the rigidity of the bush 04a on the side where the slit 043 is provided, and the uniformity of the axial rigidity of the bush 04a cannot be maintained.
[0044]
Therefore, when the cylindrical rack bush 04a is fitted into the housing 05 as shown in FIG. 8B, the side on which the slit 043 is provided has a reduced diameter of 0A, and the outer shape of the bush 04a is As shown in the figure, the tapered diameter reduced portion 0A comes into contact with the rack shaft 01 in an abnormal state, and the frictional force increases. And the sliding load of the sliding of the rack shaft 01 is increased.
[0045]
On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 8A, slits are provided at both ends of the cylindrical rack bush 4 so that the rigidity of the bush 4 in the axial direction is uniform. As a result, excessive taper deformation due to the large diameter reduction on only one side as described above is suppressed, and abnormal contact of the tapered reduced diameter portion of the bush 4 with the rack shaft 1 is avoided. Therefore, the above-mentioned increase in the sliding load in the sliding of the rack shaft 1 is almost completely eliminated, and a balanced and smooth sliding of the rack shaft 1 is achieved.
[0046]
Since the embodiment of the present invention described in FIGS. 1 to 7 is configured as described above, the axial rigidity of the rack bush 4 is provided by the slits 43 and 44 provided at both ends of the cylindrical rack bush 4. , The deformation of the rack bush 4 into a tapered shape by the slits 43 and 44 when the rack bush 4 is fitted into the housing 5 is suppressed, and the stable shape of the bush 4 is maintained.
[0047]
Therefore, an increase in frictional force due to abnormal contact of the reduced diameter portion of the cylindrical rack bush 4 with the rack shaft 1 due to the tapered deformation of the cylindrical rack bush 4 is suppressed. , And smooth and well-balanced sliding of the rack shaft 1 is ensured. As a result, the steerability of the vehicle can be improved.
[0048]
Further, generation of strong frictional force due to abnormal contact with the rack shaft 1 due to the reduced diameter portion due to the tapered deformation at the time of fitting the cylindrical rack bush 4 into the housing 5 is eliminated, Thereby, abnormal wear and damage of the rack bush 4 can be prevented, and further, the wear of the rack shaft 1 can be almost eliminated, so that the durability of the rack bush 4 and the rack shaft 1 is improved.
[0049]
Since the cylindrical rack bush 4 is provided with slits 43 and 44 at both ends thereof, the thermal effect of the rack bush 4, that is, the occurrence of the settling phenomenon due to the thermal expansion of the rack bush 4 is effectively suppressed. Since abnormal deformation of the rack bush 4 is prevented, uneven wear and damage of the bush 4 due to sliding of the rack shaft 1 are almost eliminated.
[0050]
Since the number of slits provided at both ends of the rack bush 4 is the same as each other, it is easy to adjust the rigidity of the bush 4 in the axial direction for balance and uniformity. Since the width and length of the provided slits are different from each other, adjustment of the rigidity balance in the axial direction of the bush 4 and adjustment of the degree of deformation of the bush 4 can be easily performed. The occurrence of the settling phenomenon due to the thermal expansion of No. 4 is suppressed.
[0051]
Various embodiments can be considered in place of this embodiment.
[0052]
In the present embodiment, the number of slits 43 and 44 provided at both ends of the rack bush 4 is three, respectively. However, the number of slits is not limited to this, and the number can be selected and set as appropriate. In addition, the number of slits 43 and 44 provided at both ends of the rack bush 4 is also the same in the present embodiment, but is not limited thereto, and a different number can be selected as appropriate.
[0053]
In the present embodiment, the structure of the slits 43 and 44 provided at both ends of the rack bush 4 is partially specified in relation to the width and length, but the width and length of the slits 43 and 44 are not limited. Is not necessarily restricted to the above-mentioned relationship, and the width and length of the slits 43 and 44 are selectively set appropriately in consideration of the number of slits, the material and the thickness of the bush, and the like.
[0054]
In the present embodiment, a synthetic resin is employed as the material of the rack bush 4. However, the material is not necessarily limited to the synthetic resin. Any material having abrasion can be selected as a suitable material.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing a main structure of a steering device according to the present invention.
FIG. 2 is a view showing a structure of a rack bush of the present invention, and is a view as seen from the arrow B in FIG. 3;
FIG. 3 is a view showing a structure of a rack bush of the present invention, and is a cross-sectional view along AA in FIG. 2;
FIG. 4 is a view showing the structure of the rack bush of the present invention, and is a view as viewed in the direction of arrow C in FIG. 3;
5 is a view showing the structure of the rack bush of the present invention, and is a view as seen from an arrow D in FIG. 2;
6 is a view showing the structure of the rack bush of the present invention, and is a view as seen from an arrow E in FIG. 4;
FIG. 7 is a view showing the structure of the rack bush of the present invention, and is a view as seen in the direction of arrow F in FIG. 4;
8A and 8B are explanatory diagrams comparing the functions of the rack bush of the present invention and a conventional rack bush, wherein FIG. 8A is an operation explanatory diagram of the rack bush of the present invention, and FIG. It is operation | movement explanatory drawing.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a main structure of a steering device according to a conventional invention.
FIG. 10 is a perspective view showing a conventional rack bush.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rack shaft, 2 ... Ball socket part, 3 ... Tie rod, 4 ... Rack bush, 41 ... Bush inner peripheral part, 41a ... Peripheral surface, 41b ... Projection part 41c: flattened surface, 42: bush outer peripheral portion, 42a: outer peripheral step portion, 42b: large diameter outer peripheral portion, 42c: small diameter outer peripheral portion, 42d: protrusion portion 42e ... spline part, 42f ... flat surface part, 42g ... ridge, 43 ... slit, 44 ... slit, 5 ... housing, 51 ... housing inner peripheral part, 52 ... Housing outer peripheral part, 6 ... bellows-like rack boot, 6a ... one end, 6b ... other end.
