JP3748026B2

JP3748026B2 - 舵取装置

Info

Publication number: JP3748026B2
Application number: JP2000079033A
Authority: JP
Inventors: 利一郎池田
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 2000-03-21
Filing date: 2000-03-21
Publication date: 2006-02-22
Anticipated expiration: 2020-03-21
Also published as: JP2001260906A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車等の車輌におけるラック・ピニオン式の舵取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車におけるラック・ピニオン式の舵取装置は、例えば舵輪の回転によってこれに連なるピニオン軸を回転させ、該ピニオン軸と噛合するラック軸をハウジング内で左右方向に移動させ、これに連繋する操向輪の操向を行うようになっている。この種の舵取装置では、ラック軸をハウジング内に摺動可能に支持することが必要であり、従来よりラック軸とハウジングとの間にブッシュを介装した種々の舵取装置が提案されている。
【０００３】
図８は、従来のこの種の舵取装置の要部の構成を示す断面図である。図において、１０はハウジング、１１Ａ，１１Ｂはブッシュ、１２はラック軸、１３はピニオン軸を示している。ラック軸１２はハウジング１０内においてピニオン軸１３の近傍及びこれから離れた位置の２箇所で夫々ブッシュ１１Ａ，１１Ｂにより摺動可能に支持されている。ブッシュ１１Ａ，１１Ｂは、いずれも合成樹脂にて円筒状に形成されている。またブッシュ１１Ａ，１１Ｂは夫々、一端の外周に複数の係止突起を備えている。一方、ハウジング１０は、ブッシュ１１Ａ，１１Ｂの外径よりも小さい内径の円筒状をなしており、ラック軸１２及びピニオン軸１３の噛合部の両側において、ブッシュ１１Ａ，１１Ｂを装着するために、ブッシュ１１Ａ，１１Ｂと略同一形状の凹部が設けられている。また凹部には、前記係止突起を係入することができる孔が複数設けられている。そして、ブッシュ１１Ａ，１１Ｂをハウジング１０とラック軸１２との間に介装して各係止突起をハウジングに設けられた孔に夫々係入させて位置決めされる。
【０００４】
ブッシュ１１Ａ，１１Ｂは、夫々係止突起が孔に係入していることによって回り止めされ、またブッシュ１１Ａ，１１Ｂの両端面がハウジング１０の夫々の凹部の内側面と当接することによって、ブッシュ１１Ａ，１１Ｂの軸長方向の移動が規制される。
【０００５】
このような舵取装置においては、ハウジング１０、ブッシュ１１Ａ，１１Ｂ、及びラック軸１２の間にほとんど隙間がない。従って、ラック軸１２が熱膨張したときに、熱膨張するラック軸１２と変形しないハウジング１０との間に挟まれているブッシュ１１Ａ，１１Ｂには大きな圧縮力が加わり、この圧縮力を逃がすためにブッシュ１１Ａ，１１Ｂが変形する空間がほとんどないため、ブッシュ１１Ａ，１１Ｂにクリープが発生し、ブッシュ１１Ａ，１１Ｂの内径がともに拡径した状態で塑性変形してラック軸１２とブッシュ１１Ａ，１１Ｂとの間に隙間が生じ、このためラック軸１２がたわみ、ラック軸１２とブッシュ１１Ａ，１１Ｂとの間に打音が発生するという問題があった。
【０００６】
そこで、特開平６−１１５４３９号公報には、ラック軸を弾性的に保持することが可能なブッシュを備え、ラック軸のたわみによる打音を防止することができる舵取装置が開示されている。
【０００７】
図９は、特開平６−１１５４３９号公報に開示されている舵取装置の要部の構成を示す断面図である。ラック軸１２は、ハウジング１０に収納されるとともに、その両端部近傍において、夫々ブッシュ１１によって軸長方向に摺動可能に支持されている。
【０００８】
ブッシュ１１は、円筒形状をなす本体部１１ａと、本体部の一端に鍔状に突出する係合突起１１ｂと、係合突起１１ｂが突出する側の内周縁部に、本体部１１ａ側から順次縮径された支持部１１ｃとを有している。また、ブッシュ１１の軸長方向全長にわたって、１つのスリットが設けられており（図示せず）、これによってブッシュ１１は、半径方向に弾性的に押し広げられるようになっている。
【０００９】
一方、ハウジング１０の内面には、ブッシュ１１を装着するために、本体部１１ａの外形と略同一の寸法を有する凹面の装着面１０ａ、係合突起１１ｂと係合するために、装着面１０ａの外側に設けられた環状溝１０ｂ、及び装着面１０ａと環状溝１０ｂとを繋ぐ段部に設けられ、外側へ向かうに従い拡径するテーパ面１０ｃが備えられている。
【００１０】
ブッシュ１１の本体部１１ａはハウジング１０の装着面１０ａに装着され、ブッシュ１１の係合突起１１ｂがハウジング１０の環状溝１０ｂに係合することにより、ブッシュ１１の軸長方向の動きが規制される。ブッシュ１１の支持部１１ｃでの内径は、ラック軸１２の外径よりも小さくなっており、また環状溝１０ｂの深さは、係合突起１１ｂの高さよりも深くなっている。このため、ハウジング１０に装着されたブッシュ１１にラック軸１２が挿入されたとき、ラック軸１２により支持部１１ｃ及び係合突起１１ｂが押し広げられ、ブッシュ１１の本体部１１ａと係合突起１１ｂとの接続部分がテーパ面１０ｃに沿う状態にまで拡径して、ブッシュ１１がラック軸１２を弾性的に保持する。また、ラック軸１２が熱膨張したときにも、ブッシュ１１が更に押し広げられることによって、ラック軸１２を弾性的に保持することができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の如き従来の舵取装置では、ブッシュとラック軸との間の摩擦抵抗が大きいため、ラック軸を円滑に摺動させることができないという問題があった。
【００１２】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、スリットが設けられた合成樹脂製の外ブッシュに、同じくスリットが設けられた内ブッシュを内嵌し、この外ブッシュ及び内ブッシュからなるブッシュによってラック軸を支持することによって、ラック軸が熱膨張したときに、内ブッシュのスリットが広がるように内ブッシュが弾性変形し、外ブッシュのスリットが狭まるように外ブッシュが弾性変形して、ブッシュに加わる圧縮力を逃がし、クリープの発生を防止するだけでなく、内ブッシュの内面がラック軸の外周面に当接し、このためラック軸とブッシュとの摩擦抵抗がほとんどなく、ラック軸を円滑に摺動させることができる舵取装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る舵取装置は、ピニオン軸と、該ピニオン軸と噛合するラック軸と、該ラック軸を収納するハウジングと、前記ラック軸を前記ハウジングに摺動可能に支持すべくラック軸及びハウジングの間に介装されるブッシュとを備える舵取装置において、前記ブッシュは、周方向の一部にスリットを有する環状をなした内ブッシュと、該内ブッシュを内嵌し、周方向の一部にスリットを有する円筒状の合成樹脂製の外ブッシュとを具備し、該外ブッシュの内周面には、前記内ブッシュの内嵌部の両端側に、端末側に向かうに従ってその内径を前記ラック軸の直径よりも大きくするテーパ面が各々形成され、前記内ブッシュの内嵌部が中心方向に突出した状態で前記内ブッシュが前記外ブッシュに内嵌され、前記テーパ面の始端が前記内ブッシュの両端側縁としてあることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る舵取装置による場合は、スリットが設けられた合成樹脂製の外ブッシュに、同じくスリットが設けられた内ブッシュを内嵌し、この外ブッシュ及び内ブッシュからなるブッシュによってラック軸を支持することによって、ラック軸が熱膨張し、拡径した場合、内ブッシュのスリットが広がるように内ブッシュが弾性変形し、合成樹脂製の外ブッシュが、拡径するラック軸と変形しないハウジングとの間に介装されることによって生じる圧縮力を、スリットの幅が狭まるように弾性変形して逃がすため、外ブッシュのクリープの発生を防止し、この結果外ブッシュが拡径した状態で塑性変形することがなく、ラック軸とブッシュとの間に隙間が生じず、ラック軸とブッシュとの間の打音の発生を防止することができ、しかも内ブッシュの内面がラック軸の外周面に当接するため、ラック軸とブッシュとの摩擦抵抗がほとんどなく、ラック軸を円滑に摺動させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は本発明に係る舵取装置の実施の形態の要部の構成を示す部分断面正面図、図２は図１の部分拡大図であり、図中１は舵輪、２は舵輪１に連繋された入力軸、３はラック軸、４はハウジング、５，６はブッシュを示している。
ハウジング４内に延設された入力軸２の下端はピニオン軸７に連結してあり、このピニオン軸７とラック軸３とはハウジング４内で相互に噛合せしめられると共に、ピニオン軸７は軸受にて回転可能に、またラック軸３はブッシュ５，６にて軸長方向へ摺動可能に支承されている。
【００１６】
図３は図２の III−III 線による拡大断面図、図４はブッシュ６の外観を示す側面図、図５は図３のＶ−Ｖ線による断面図、図６は図３のVI−VI線による断面図である。
ブッシュ６は合成樹脂製であって円筒状に形成されている外ブッシュ６１と、金属製であって環状に形成されている内ブッシュ６２とからなっている。外ブッシュ６１の外周面にはその周方向にハウジング４の内周面４ｂと広い範囲で当接する領域６１ａと、ハウジング４の内周面４ｂとの間にエアー抜き用の空隙を形成し、狭い範囲でのみしかハウジング４の内周面４ｂと接触しない領域６１ｂとが交互に形成されている。一方、外ブッシュ６１の内周面には、その軸長方向における中央部に、幅Ｌにわたって内径をラック軸３の直径と略等しくした内ブッシュ６２が内嵌されており、また外ブッシュ６１の内周面には、内ブッシュ６２の内嵌部の両端側に、端末側に向かうに従ってその内径をラック軸３の直径よりも僅かに大きくしたテーパ面６１ｃ，６１ｄが夫々形成されている。
【００１７】
領域６１ａには、その周方向中央部であって軸長方向の一端部に、ハウジング４に対する位置決め固定用の断面四角柱状をなす突条部６１ｅが突設され、この突設位置を除く部分には、ハウジング４の内周面４ｂに締め代を有して嵌め合わされるセレーション６１ｆが形成されている。これにより、ハウジング４にブッシュ６を嵌合したとき、両者間の締め代が前記セレーション６１ｆの弾性変形により吸収される結果となり、ブッシュ６の内径が歪むことがない。
【００１８】
なお、外ブッシュ６１の他端部側における突条部６１ｅの端面は、ハウジング４に対する挿入を容易にすべく、図５に示す如く、内奥側に向けてその高さを減ずるテーパ面６１ｇとしてあり、セレーション６１ｆの他端部側もまた、内奥側に向けてその高さを減じるテーパ面６１ｈとしてある。領域６１ｂは、恰も軸長方向に切欠いた状態の平坦面６１ｉの幅方向中央部に、軸長方向の一端から他端近傍に延在する断面三角形状の突条部６１ｊを突設してなり、ブッシュ６をハウジング４とラック軸３との間に介装したとき突条部６１ｊがハウジング４の内周面に圧接状態に接触し、その両側にはエアー通流用の空隙が形成されるようになっている。またこの空隙は、外ブッシュ６１に生じる外方への変形を吸収する作用もなす。外ブッシュ６１の他端部側における突条部６１ｊの端面もまた、内奥側に向けてその高さを減ずるテーパ面６１ｋとしてある。なおこの突条部６１ｊの断面形状については、図示の三角形に限らず、四角柱，半円柱状等であってもよい。
【００１９】
図７は、外ブッシュ６１及び内ブッシュ６２を示す斜視図である。外ブッシュ６１の周方向の一部には、軸長方向の一端側が開口するＵ字型のスリット６１Ｓが設けられている。スリット６１Ｓは、外ブッシュ６１に厚さ方向の圧縮力が加わったときに、スリット６１Ｓが狭まるように外ブッシュ６１の弾性変形を生じさせる作用をなす。また、内ブッシュ６２の周方向の一部には、軸長方向の全長にわたって一定の幅で切り欠いた状態のスリット６２Ｓが設けられている。スリット６２Ｓは、幅を広げたり狭めたりすることによって、内ブッシュ６２の内径の大きさを拡大、縮小する作用をなす。更に内ブッシュ６２の内周面は、内ブッシュ６２と支持するラック軸３との間の摩擦抵抗を低くするために、フッ素樹脂によってコーティングされている。
【００２０】
なお、内周面をフッ素樹脂によってコーティングした金属製の内ブッシュ６２を使用する構成としたが、内周面をフッ素樹脂によってコーティングした合成樹脂製の内ブッシュを使用してもよい。
【００２１】
このようなブッシュ６は、内ブッシュ６２を外ブッシュ６１に内嵌させた状態で、ハウジング４の端部から、該ハウジング４の内周面４ｂに前記セレーション６１ｆを嵌合させるべく挿入し、ハウジング４の孔４ａに突条部６１ｅを係入させたとき、ハウジング４に対して回り止め、移動止めされた状態でハウジング４に固定される。そしてこのような状態では各突条部６１ｊが領域６１ｂの中央部においてハウジング４の内周面に圧接して領域６１ｂの剛性を高める。
【００２２】
また、熱膨張によってラック軸３の外径が拡大したとき、内ブッシュ６２のスリット６２Ｓが広がることによって内ブッシュ６２の内径も拡大し、これに伴って外ブッシュ６１のスリット６１Ｓが狭まるように外ブッシュ６１が変形する。そして、外ブッシュ６１及び内ブッシュ６２の変形が弾性的なものであることにより、ラック軸３が元の外径寸法に戻ったとき、外ブッシュ６１及び内ブッシュ６２の形状も元に戻り、再び隙間なくラック軸３を支持することができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明に係る舵取装置による場合は、スリットが設けられた合成樹脂製の外ブッシュに、同じくスリットが設けられている内ブッシュを内嵌し、この外ブッシュ及び内ブッシュからなるブッシュによってラック軸を支持することによって、ラック軸が熱膨張し、拡径した場合、内ブッシュのスリットが広がるように内ブッシュが弾性変形し、合成樹脂製の外ブッシュが、拡径するラック軸と変形しないハウジングとの間に介装されることによって生じる圧縮力を、スリットの幅が狭まるように弾性変形して逃がすことができ、クリープの発生を防止するから、ラック軸とブッシュとの間に隙間が生じず、ラック軸とブッシュとの間の打音の発生を防止することが可能となり、しかも内ブッシュの内面がラック軸の外周面に当接するため、ラック軸とブッシュとの摩擦抵抗がほとんどなく、ラック軸を円滑に摺動させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る舵取装置の実施の形態の要部の構成を示す部分断面正面図である。
【図２】本発明に係る舵取装置の実施の形態の要部の構成を示す部分拡大図である。
【図３】図２の III−III 線による拡大断面図である。
【図４】ブッシュの外観を示す側面図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線による断面図である。
【図６】図３のVI−VI線による断面図である。
【図７】外ブッシュ及び内ブッシュを示す斜視図である。
【図８】従来の舵取装置の要部の構成を示す断面図である。
【図９】特開平６−１１５４３９号公報に開示されている舵取装置の要部の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
３ラック軸
４ハウジング
５，６ブッシュ
６１外ブッシュ
６１Ｓスリット
６２内ブッシュ
６２Ｓスリット
７ピニオン軸

Claims

ピニオン軸と、該ピニオン軸と噛合するラック軸と、該ラック軸を収納するハウジングと、前記ラック軸を前記ハウジングに摺動可能に支持すべくラック軸及びハウジングの間に介装されるブッシュとを備える舵取装置において、
前記ブッシュは、周方向の一部にスリットを有する環状をなした内ブッシュと、該内ブッシュを内嵌し、周方向の一部にスリットを有する円筒状の合成樹脂製の外ブッシュとを具備し、
該外ブッシュの内周面には、前記内ブッシュの内嵌部の両端側に、端末側に向かうに従ってその内径を前記ラック軸の直径よりも大きくするテーパ面が各々形成され、前記内ブッシュの内嵌部が中心方向に突出した状態で前記内ブッシュが前記外ブッシュに内嵌され、前記テーパ面の始端が前記内ブッシュの両端側縁としてあることを特徴とする舵取装置。