JP4237624B2 - ラックアンドピニオン式ステアリング装置用の一体のブッシュアッセンブリ - Google Patents

Description

本願は、２００１年９月２４日に出願された、本発明の譲受人に譲渡された現在継続中の米国特許出願第０９／９６１，８３８号の一部継続出願である。
本発明は、ラックアンドピニオン式パワーステアリング装置に関し、更に詳細にはラックアンドピニオン式パワーステアリング装置用のブッシュアッセンブリに関する。

従来の車輛用液圧ラックアンドピニオン式パワーステアリング装置は、液圧シリンダ又はハウジング内のチャンバを通って軸線方向に延びるラックを含む。このラックの端部は、ハウジングの末端から軸線方向外方に突出しており、操向可能な車輛ホイールに連結されたステアリングリンクに連結されている。

ピストンがチャンバ内のラックに固定されている。車輛のハンドルを回すことによって液圧バルブを作動し、加圧液圧流体をピストンに作用する。液圧流体によって及ぼされた力により、チャンバ内のピストンを移動し、ラックを軸線方向に移動する。ラックの軸線方向移動により、ステアリングリンクを移動し、これにより操向可能な車輛ホイールを旋回させる。

液圧流体がチャンバから流出しないようにするため、ラックが通過して突出するチャンバ端部をシールする必要がある。シールの一体性を失わずにラックをチャンバ内で軸線方向に移動するように支持するのが望ましい。代表的には、この用途でブッシュアッセンブリが使用される。更に、水分、汚れ、又は他の汚染物がハウジングに侵入しないようにするため、ハウジングに取り付けられたベローズでチャンバの端部を包囲することが知られている。

機械加工が施してない平らなハウジング端部及びベローズにブッシュを固定的に連結できる、別々の部品の数が最少のブッシュ構造により、ブッシュ装置の使用寿命を延ばすと同時に、組み立て時間を短くし、製造費用を減少する。

本発明の一つの特徴によれば、自動車用ラックアンドピニオン式パワーステアリング装置は、車輛の操向可能なホイールに連結できるラック、このラックを部分的に包囲し、流体チャンバを画成するハウジング、ラックを取り囲み、軸線方向両端を持つブッシュ、ラックをブッシュに対して摺動するように支持するスリーブ、及び流体チャンバをシールするための流体密シール部材を含む。ラックは長さ方向軸線を有し、操向可能なホイールを両方向に旋回するために軸線方向両方向に移動できる。ブッシュは、ブッシュの外面とハウジングの内面との間の締まり嵌めによってハウジングに固定されている。スリーブは、半径方向に延びる少なくとも一つのタブを有し、このタブは、ブッシュの対応する少なくとも一つの凹所に受け入れられる。半径方向に延びる少なくとも一つのタブは、スリーブをブッシュに対して軸線方向に及び回転について配置する。

本発明の別の特徴によれば、自動車用ラックアンドピニオン式パワーステアリング装置は、車輛の操向可能なホイールに連結できるラック、ラックを部分的に包囲し、流体チャンバを画成するハウジング、ラックを取り囲むブッシュ、ラックをブッシュに対して摺動するように支持するスリーブ、及び流体チャンバをシールするための流体密シール部材を含む。ラックは長さ方向軸線を有し、操向可能なホイールを両方向に旋回するために軸線方向両方向に移動できる。ハウジングは、内径が一定の円筒形の内面を持つ少なくとも一つの末端部分を有する。ブッシュの外面はハウジングの内面と係合する。ブッシュは、第１端部分及び軸線方向反対側の第２端部分を有する。スリーブは、半径方向に延びる少なくとも一つのタブを有し、このタブは、ブッシュの第２端部分の対応する少なくとも一つの凹所に受け入れられる。半径方向に延びるタブは、スリーブをブッシュに対して軸線方向に及び回転についての両方で固定する。シール部材は、ブッシュの第１端部分の凹所に配置される。

本発明の以上の及び他の特徴は、添付図面を参照して以下の説明を読むことにより、本発明が属する技術分野の当業者に明らかになるであろう。

本発明は、ラックアンドピニオン式パワーステアリング装置に関し、詳細にはラックアンドピニオン式パワーステアリング装置用ブッシュアッセンブリに関する。しかしながら、本発明は、様々なステアリング装置構造に適用できる。本発明の例示として、図１はラックアンドピニオン式パワーステアリング装置１０を示す。ステアリング装置１０は、操向可能な一対の車輛ホイール（図示せず）に、ステアリング装置の一端に設けられたステアリングリンク１２によって、及びステアリング装置の他端に設けられた同様のステアリングリンク（図示せず）によって、周知の方法で連結される。

ステアリング装置１０は、長さ方向軸線２１を持つハウジング２０、ピニオン１４、ハウジングと同じ長さ方向軸線を持つラック４０、及び本発明の一つの特徴によるブッシュアッセンブリ６０を含む。ハウジング２０は、ラック部分２２及び横方向に延びるピニオン部分２４を含む。ピニオン１４はハウジング２０のピニオン部分２４内に配置されており、ピニオン部分とラック部分２２との間の交差部のところでハウジング内部のラック４０の歯（図示せず）と噛み合い係合する歯（図示せず）を有する。

図２及び図３に示すように、ハウジング２０のラック部分２２は、円筒形の内面２６及び外面２８を有する。内面及び外面は、長さ方向軸線２１上に中心を有する。ハウジング２０は、更に、第１末端部分３１及びこの第１末端部分とは反対側の第２末端部分３２を有する（図１参照）。内面２６及び外面２８は、両方とも一定の直径を有し、これらの表面は、両方とも、ハウジング２０の末端部分３１、３２のところに均等な円筒体を画成する。ハウジング２０の環状端面３０は、ハウジング２０の第１末端３１のところで内面２６と外面２８との間を延びる。ラック部分２２の内面２６は、更に、ハウジング２０内に流体チャンバ３９を画成する。

ラック４０は軸線２１上に中心を有し、ハウジング２０の流体チャンバ３９を通って軸線方向に延びる。ラック４０の両側に配置された先端４２、４４（図１参照）は、ハウジング２０の末端部分３１、３２の夫々を越えて軸線方向に突出しており、操向リンク（一方だけを示す）に連結されている。ラック４０は円筒形の外面４６を有する。この外面は、一部が流体チャンバ３９内にあり、一部がハウジング２０によって包囲されている。ラック４０の先端部分４２、４４の各々は、ハウジング２０から軸線方向外方に延びている。

ピストン（図示せず）が流体チャンバ３９の内側でラック４０に固定されている。車輛のハンドル（図示せず）を回すと、流体チャンバ３９内の加圧流体がピストンに作用し、ラック４０をハウジング２０内で軸線方向に移動する。周知のように、ラック４０をこのように軸線方向両方向に移動させることにより、ステアリングリンク１２を両方向に移動し、及びかくして操向可能な車輛ホイールを両方向に旋回する。

ブッシュアッセンブリ６０は、ハウジング２０の第１末端部分３１のところに配置される。同様のブッシュアッセンブリ（図示せず）がハウジング２０の第２末端部分３２のところに配置されていてもよい。ブッシュアッセンブリ６０は、ラック４０を取り囲んでおり、軸線２１上に中心を有する。このブッシュアッセンブリ６０はハウジング２０に連結され、ラック４０をハウジングに対して軸線方向に移動するように支持する。ブッシュアッセンブリ６０は、更に、流体チャンバ３９を流体がハウジング２０から漏出しないようにシールする。ブッシュアッセンブリ６０は、環状シール部材７０、環状ブッシュ９０、及び円筒形ライナ即ちスリーブ１１０を含む。

ブッシュ９０は流体チャンバ３９内に配置されており、ハウジング２０とスリーブ１１０との間を半径方向に延びる。ブッシュ９０は、更に、ハウジング２０の端面３０から流体チャンバ３９内に一方の軸線方向で、及びラック４０の先端４２に沿って外方に別の逆の軸線方向で軸線方向に延びている。ブッシュ９０は、ラック４０の外面４６を取り囲んでいるが、この外面と係合しない。ブッシュ９０は、円筒形の内面９２及び外面９４の夫々を含む。かくして、ブッシュ９０の内面はラック４０の外面４６と係合せず、ここから半径方向に離間されている。

ブッシュ９０は、更に、第１区分９１及びこの区分とは軸線方向反対側の第２区分１１２を有する。第１区分９１は、ハウジングの端面３０からハウジング２０の内面２６に沿って軸線方向に延びている。ブッシュ９０の第１区分９１は、ブッシュ９０の外面９４とハウジングの内面２６との間の締まり嵌めのみでハウジング２０に固定されていてもよい。ブッシュ９０の第１区分９１は、これによって、流体チャンバ３９の軸線方向端部を画成する。

締まり嵌めにより、ブッシュアッセンブリ６０をハウジング２０に他の係止装置（即ち係止ワイヤ、係止リング、ハウジングのクリンプ、等）を必要とせずに固定できる。更に、ハウジング２０の末端部分３１、３２は、何らかの他の変更（即ち機械加工、テーパ形成、形成、クリンプ、等）を必要とせずに平らな円筒形チューブ端として形成できる。しかしながら、末端部分３１、３２は、随意であるが、締まり嵌めによって提供される連結を強化するため、クラッシュパッド等を含むように変更されてもよい。締まり嵌めは、代表的には、ブッシュ９０の外径が、公称で、ハウジング２０の内径よりも約０．２ｍｍ大きいことによって提供される。

ブッシュ９０の第１区分９１は、更に、シール部材７０を受け入れるための第１凹所９３を画成する。ブッシュ９０は、亜鉛、又は亜鉛合金（即ちＺＡＭＡＫ ５）、粉末金属、又は鋳造アルミニウム等の金属材料で形成されていてもよい。

スリーブ１１０を、好ましくは、ブッシュ９０の円筒形内面９２の第２凹所９５にプレス嵌めし、ブッシュとの単一の一体の部品を形成する。スリーブ１１０は、ラック４０をハウジング２０及びブッシュ９０に対して摺動するように支持する。スリーブ１１０は、更に、軸線方向に移動するラック４０と相対的に定置のブッシュ９０との間に支承面を提供し、これによって相対的に移動する部品間の磨耗を減少する。スリーブ１１０は、ガラスを３５％含有するポリエステル（ライナイト（ＲＹＮＩＴＥ）商標のポリエステル又はケブラー／テフロン（登録商標）。これらは両方ともＥ．Ｉ．デュポン社から入手できる）等のポリマー複合材料とすることができる。

環状流体密シール部材７０がブッシュ９０の第１区分９１に取り付けられており、ハウジング２０の流体チャンバ３９に対して流体密シールを提供する。シール部材７０は、代表的には、ヴィトン（ヴィトン（ＶＩＴＯＮ）は登録商標である）又は水素化ニトリル（ニトリル（ＮＩＴＲＩＬＥ）は登録商標である）等のエラストマー材料で形成されている。シール部材７０は、円筒形の内シール面７２及び外シール面７４の夫々を含む。シール部材７０の外面７４はハウジング２０の内面２６と密封をなして係合する。シール部材７０の内面７２は、シール部材に対して軸線方向に移動自在のラック４０の外面４６と密封をなして係合する。

シール部材７０は、第１、第２、及び第３の表面８１、８２、及び８３の夫々を含み、これらの表面は、ブッシュ９０の第１区分９１の軸線方向端部の第１環状面１０１、凹所をなした第２環状面１０２、及び凹所をなした第３円筒形面１０３に夫々当接する。シール部材７０は、好ましくは、表面１０１、１０２、１０３によって画成されたブッシュの第１区分９１の凹所９３にシール部材を押し込むことによって、ブッシュ９０に固定される。

シール部材７０の第１面８１は、ブッシュ９０の第１面１０１と密封をなして係合する。シール部材７０の第２面８２は、ブッシュ９０の第２面１０２と密封をなして係合する。シール部材７０の第３面８３は、ブッシュ９０の第３面１０３と密封をなして係合する。好ましくは、シール部材７０の第２面８２とスリーブ１１０との間には小さな隙間が残り、そのため、スリーブは（ラック４０の軸線方向移動中に）シール部材に軸線方向に力を加えることはなく、これにより、シール部材がブッシュ９０の凹所９３内にあるその位置から外れることがない。

シール部材７０は、更に、金属製ガーターばね８６が配置される環状溝８５を含む。ガーターばね８６は、力をシール部材７０の一部に半径方向内方に及ぼし、シール部材の内面７２をラック４０の外面４６に押し付け、シール部材と断続的に移動するラックとの間に流体密シールを維持する。

ブッシュ９０の第１及び第２の区分９１、１１２は、一部品をなして一緒に形成される。このことは、第１及び第２の区分が、互いに接合される別々の部品でなく、単一の均質な材料から単一のユニットとして形成されるということを意味する。ブッシュ９０の第２区分１１２は、ハウジング２０の端面３０を越えて軸線方向に突出する。第２区分１１２は、ブッシュ位置決め表面として作用する環状表面１１３を含む。表面１１３はハウジング２０の端面３０に当接し、これによってハウジング２０に対するブッシュ９０の位置を決定する。第２区分１１２は、更に、ハウジング２０の末端３１の外面２８の直径とほぼ等しい直径を持つ円筒形の外面１１５を有する。ブッシュ９０の第２区分１１２には、周方向に延びる環状保持押縁（隆起縁）１１４（図２参照）が設けられている。保持押縁１１４は外面１１５から半径方向に延びており、半円筒形形状の断面を有する。保持押縁１１４は、代表的には、ブッシュ９０と一体の部分として形成される。

操向装置１０は、更に、ラック４０を取り囲み且つブッシュ９０の第２区分１１２及びラック４０の先端４２を包囲するベローズ部材２００を含む。このベローズ部材２００は、ゴム等の適当な可撓性材料で形成されている。ベローズ部材２００はブッシュ９０の第２区分１１２に取り付けられる。ベローズ部材２００は内面２０２及び外面２０４の夫々及び端部２０６を含む。代表的には、周方向に延びる溝２０８がベローズ部材２００の内面２０２に形成されており、この溝は、ベローズ部材をブッシュに、及びこれによってハウジング２０に固定するのを補助するため、ブッシュ９０の保持押縁１１４を受け入れる。

リング状バンドクランプ２１０がハウジング２０の末端３１の外面２８を取り囲んでいてもよい。バンドクランプ２１０は、ベローズ部材２００の端部２０６をハウジング２０に押し付け、ベローズ部材をブッシュ９０及びハウジングに固定するのを補助する。ベローズ部材２００をハウジング２０の平らな外面２８及びブッシュ９０それ自体に取り付けることによって、ハウジングの製造が簡単になる。これは、ベローズ保持装置をハウジングの末端３１に組み込む必要がないためである。かくして、本発明は、流体チャンバ３９をシールし、ラック４０を摺動自在に支持し、ベローズ部材２００を固定的に保持する一体のブッシュアッセンブリ６０を提供する。

図４及び図５は、本発明の別の特徴によるブッシュアッセンブリ３６０を示す。ブッシュアッセンブリ３６０は、ハウジング２０の第１末端３６に配置される。同様のブッシュアッセンブリ（図示せず）がハウジング２０の第２末端部分３２に配置されていてもよい。ブッシュアッセンブリ３６０はラック４０を取り囲み、軸線２１上に中心を有する。ブッシュアッセンブリ３６０はハウジング２０に連結されており、ラック４０をハウジングに対して軸線方向に移動するように支持する。ブッシュアッセンブリ３６０は更に、流体がハウジング２０から漏出しないように流体チャンバ３９をシールする。ブッシュアッセンブリ３６０は、第１環状シール部材３７０、第２環状シール部材３８０、環状ブッシュ３９０、及び円筒形ライナ即ちスリーブ４２０を含む。

ブッシュ３９０は流体チャンバ３９内に配置されており、ハウジング２０とスリーブ４２０との間を半径方向に延びている。ブッシュ３９０は、亜鉛、又は亜鉛合金（即ちＺＡＭＡＫ ５）、粉末金属、又は鋳造アルミニウム等の金属材料で形成されていてもよい。ブッシュ３９０は、更に、ハウジング２０の端面３０から軸線方向一方向で流体チャンバ３９内に軸線方向に延びており、別の軸線方向逆方向でラック４０の先端４２に沿って外方に延びている。ブッシュ３９０はラック４０の外面４６を取り囲むが、外面と係合しない。ブッシュ３９０は円筒形の内面３９２及び外面３９４の夫々を含む。ブッシュ３９０の内面３９２は、ラック４０の外面４６と係合せず、これから半径方向に離間されている。

ブッシュ３９０は、更に、第１区分３９１及び軸線方向反対側の第２区分４１２を有する。第１区分３９１は、ハウジングの端面３０からハウジング２０の内面２６に沿って軸線方向に延びている。ブッシュ３９０の第１区分３９１は、ブッシュ３９０の外面３９４とハウジングの内面２６との間の締まり嵌めによってハウジング２０に固定されている。ブッシュ３９０の第１区分３９１は、流体チャンバ３９の軸線方向端部を画成する。

ブッシュ３９０は、このブッシュ３９０の外面３９４に形成された二つの環状凹所即ち溝３９６、３９８を含んでもよい。第１溝３９６は、ブッシュ３９０の第１区分３９１に配置されており、第２溝３９８はブッシュの第１区分で第１溝から軸線方向に間隔が隔てられている。これらの溝３９６、３９８はブッシュ３９０の外周に亘って周方向に延びている。

締まり嵌めにより、他の係止装置（即ち係止ワイヤ、係止リング等）を必要としないでブッシュアッセンブリ３６０をハウジング２０に固定できる。しかしながら、図４に示すように、ブッシュアッセンブリ３６０は、ハウジング２０をクリンプすることによってハウジング２０に補助的に固定されていてもよい。

ハウジング２０の材料は、ブッシュ３９０をハウジング内に固定するため、半径方向内方に変形できる。詳細には、ハウジング２０の材料は、ハウジングの周囲の別々の位置２９（二つが示してある）でブッシュ３９０の第１区分３９１の第２溝３９８内に半径方向内方にクリンプされている。ハウジング２０の変形させた材料２９をブッシュ３９０の第２溝３９８に係合することにより、ブッシュをハウジングに軸線方向で更に固定する。

更に、締まり嵌め（及びハウジングのクリンプ）により、ハウジング２０の末端部分３１、３２を、更に変更する（即ち機械加工、テーパ加工、二次成形、等）必要なしに、平らな円筒形チューブ端として形成できる。締まり嵌めは、代表的には、ブッシュ３９０の外径が、公称で、ハウジング２０の内径よりも約０．２ｍｍ大きいことによって提供される。

ブッシュ３９０の第１区分３９１は、更に、第１シール部材３７０及びスリーブ４２０の部分を受け入れるための円筒形凹所３９３を含む。第１凹所３９３は、円筒形シール面３９９及び半径方向に延びる環状支持面３９５によって画成される。

スリーブ４２０は、好ましくは、ブッシュ３９０の内面３９２にクリップ止めされ、ブッシュと一体の単一の部品を形成する。スリーブ４２０は、ラック４０をハウジング２０及びブッシュ３９０に対して摺動するように支持する。スリーブ４２０は、更に、軸線方向に移動するラック４０と定置のブッシュ３９０との間に支承面を提供し、相対的に移動する部品間の磨耗を減少する。スリーブ４２０は、ガラスを３５％含有するポリエステル（ライナイト（ＲＹＮＩＴＥ）商標のポリエステル又はケブラー／テフロン（登録商標）。これらは両方ともＥ．Ｉ．デュポン社から入手できる）等のポリマー複合材料で形成することができる。

スリーブ４２０は全体に円筒形形状であり、第１端部分４２１及び軸線方向反対側の第２端部分４２２を含む。第１端部分４２１は半径方向に延びるフランジ４２４を有する。このフランジ４２４は環状第１面４２６及び第１面とは反対側の環状第２面４２８を有する。図５に示すように、スリーブ４２０の第２端部分４２２は半径方向に延びる第１タブ４３１、及び第１タブから直径方向反対側の位置に配置された半径方向に延びる第２タブ４３２を有する。

第１タブ４３１は、半径方向に延びる第１面４４１（図４参照）、及びこの第１面から軸線方向に間隔が隔てられた軸線方向及び半径方向に延びる（即ち角度をなした）第２端面４４２を有する。第２タブ４３２は、半径方向に延びる第１面４５１、及びこの第１面から軸線方向に間隔が隔てられた軸線方向及び半径方向に延びる（即ち角度をなした）第２端面４５２を有する。

組み立て中、スリーブ４２０をブッシュ３９０に挿入する。タブ４３１、４３２は、スリーブ４２０がブッシュ３９０に対して軸線方向に移動するときに半径方向内方に変形する。スリーブ４２０を第１区分３９１に挿入し、タブ４３１、４３２が第２区分に達してブッシュ３９０の対応するスロット４１８に受け入れられるまで第２区分４１２に向かって軸線方向に移動する。タブ４３１、４３２は、ブッシュ３９０のスロット４１８に半径方向外方にスナップ嵌めする。これらのタブ４３１、４３２及びスロット４１８は、タブがスロットにぴったりと嵌まるように大きさが定められている。タブ４３１、４３２とスロット４１８との間の製造許容差は、０．１２７ｍｍ乃至０．２５４ｍｍ（０．００５インチ乃至０．０１０インチ）程度である。

タブ４３１、４３２の角度をなした表面４４２、４５２は、ブッシュ３９０内へのスリーブ４２０の挿入、及びブッシュ３９０を通したスリーブ４２０の軸線方向移動を容易にする。角度をなした表面４４２、４５２は、最初、ブッシュ３９０の支持面３９５と係合する。支持面３９５は、スリーブ４２０をブッシュ３９０に挿入するときにタブ４３１、４３２を半径方向内方に押圧する。タブ４３１、４３２の両側には軸線方向スロット４３３が設けられており、これにより、ブッシュ３９０へのスリーブ４２０の挿入中のタブの半径方向変形が更に容易になる。

スリーブ４２０は、好ましくは、タブ４３１、４３２がブッシュのスロット４１８にスナップ嵌めすると同時にスリーブのフランジ４２４の第２面４２８がブッシュ３９０の支持面３９５と当接（即ち軸線方向）係合するように寸法が定められている。フランジ４２４の第２面４２８とタブ４３１、４３２の第１面４４１、４５１との間の距離は、ブッシュ３９０の支持面３９５とブッシュのスロット４１８との間の距離と等しい。

かくして、スリーブ４２０は、フランジ４２４の第２面４２８及びスリーブのタブ４３１、４３２の第１面４４１、４５１によってブッシュ３９０に対して軸線方向で固定され且つ配置される。更に、スリーブ４２０は、ブッシュのスロット４１８にぴったりと嵌まるタブ４３１、４３２によってブッシュ３９０に対して回転に関して固定され且つ位置決めされる。

流体密第１シール部材３７０は、ブッシュ３９０の第１区分３９１に取り付けられており、ハウジング２０の流体チャンバ３９に対して流体密シールを提供する。第１シール部材３７０は、代表的には、ヴィトン（ヴィトン（ＶＩＴＯＮ）は登録商標である）又は水素化ニトリル（ニトリル（ＮＩＴＲＩＬＥ）は登録商標である）等のエラストマー材料で形成されている。第１シール部材３７０は、円筒形内シール面３７２を有する。第１シール部材３７０の内面３７２は、シール部材に対して軸線方向に移動自在のラック４０の外面４６と密封をなして係合する。

第１シール部材３７０は、更に、第１及び第２の表面３７４、３７６の夫々を更に有する。第１面３７４は円筒形であり、第１凹所３９３の円筒形シール面３９９と密封係合する。第２面３７６は半径方向に延びており、環状である。第２面３７６はスリーブ４２０のフランジ４２４の環状第１面４２６と当接する。操向装置１０の作動中、チャンバ３９からの流体圧力により、第１シール部材３７０がスリーブ４２０のフランジ４２４と当接（即ち軸線方向）係合した状態を維持するのが補助される。

第１シール部材３７０は、更に、環状溝３７８を含んでもよく、ここに金属製ガーターばね３７９が配置される。このガーターばね３７９は、第１シール部材３７０の一部に力を半径方向内方に及ぼし、第１シール部材の内面３７２をラック４０の外面４６に押し付け、第１シール部材と断続的に移動するラックとの間に流体密シールを維持する。

ブッシュ３９０の第１及び第２の区分３９１、４１２は互いに一部品をなして形成されている。これは、第１及び第２の区分が、互いに接合された別体の部品でなく単一の均質な材料から単一のユニットをなして形成されているということを意味する。

ブッシュ３９０の第２区分４１２は、ハウジング２０の端面３０を越えて軸線方向に突出している。第２区分４１２は、ブッシュ位置決め表面として作用する環状面４１３を含む。この表面４１３はハウジング２０の端面３０に当接し、これによってハウジング２０に対するブッシュ３９０の位置を決定する。第２区分４１２は、更に、ハウジング２０の末端３１の外面２８とほぼ同じ直径を持つ円筒形の外面４１５を有する。ブッシュ３９０の第２区分４１２は、ベローズ部材２００を上文中に説明したように受け入れるため、周方向に延びる環状保持押縁４１４を含む（図４参照）。保持押縁４１４は外面４１５から半径方向に延びており半円筒形形状の断面を有する。保持押縁４１４は、ブッシュ３９０とともに単一の部品として形成されている。

第２シール部材３８０は、ブッシュ３９０の第１区分３９１の外面３９４の環状第１溝３９６に配置されたＯ−リングとすることができる。第２シール部材３８０は、第１溝３９６を画成する表面及びハウジング２０の内面２６と密封をなして係合し、チャンバ３９からハウジングの内面に沿って流出する流体をブロックする。Ｏ−リングは、ネオプレン又は任意の他の適当な材料で形成することができる。

図６及び図７は本発明の更に別の特徴によるブッシュアッセンブリ５６０を示す。このブッシュアッセンブリ５６０はハウジング２０の第１末端３６に配置されている。同様のブッシュアッセンブリ（図示せず）がハウジング２０の第２末端部分３２に配置されていてもよい。ブッシュアッセンブリ５６０はラック４０を取り囲み、軸線２１上に中心を備えている。ブッシュアッセンブリ５６０はハウジング２０に連結されており、ラック４０をハウジングに対して軸線方向に移動するように支持する。ブッシュアッセンブリ５６０は、更に、流体チャンバ３９を流体がハウジング２０から漏出しないようにシールする。ブッシュアッセンブリ５６０は、第１環状シール部材５７０、第２環状シール部材５８０、環状ブッシュ５９０、及び円筒形ライナ即ちスリーブ６２０を含む。

ブッシュ５９０は流体チャンバ３９内に配置されており、ハウジング２０とスリーブ６２０との間を半径方向に延びている。ブッシュ５９０は、亜鉛、又は亜鉛合金（即ちＺＡＭＡＫ ５）、粉末金属、又は鋳造アルミニウム等の金属材料で形成することができる。ブッシュ５９０は、更に、ハウジング２０の端面３０から軸線方向一方向で流体チャンバ３９内に軸線方向に延びており、別の軸線方向逆方向でラック４０の先端４２に沿って外方にハウジングの端面から延びている。ブッシュ５９０はラック４０の外面４６を取り囲むが、外面４６と係合しない。ブッシュ５９０は円筒形の内面５９２及び外面５９４の夫々を含む。かくして、ブッシュ５９０の内面５９２は、ラック４０の外面４６と係合せず、これから半径方向に離間されている。

ブッシュ５９０は、更に、第１区分５９１及び軸線方向反対側の第２区分６１２を有する。第１区分５９１は、ハウジング２０の内面２６に沿ってハウジングの端面３０から軸線方向に延びている。ブッシュ５９０の第１区分５９１は、ブッシュ５９０の外面５９４とハウジングの内面２６との間の締まり嵌めによってハウジング２０に固定することができる。ブッシュ５９０の第１区分５９１は、流体チャンバ３９の軸線方向端部を画成する。

ブッシュ５９０は、ブッシュ５９０の外面５９４に形成された二つの環状凹所即ち溝５９６、５９８を含むことができる。第１溝５９６は、ブッシュ５９０の第１区分５９１に配置されており、第２溝５９８もブッシュの第１区分に配置されている。これらの溝５９６、５９８はブッシュ５９０の外周に亘って周方向に延びている。

締まり嵌めにより、他の係止装置（即ち係止ワイヤ、係止リング等）を必要としないでブッシュアッセンブリ５６０をハウジング２０に固定できる。しかしながら、図６に示すように、ブッシュアッセンブリ５６０は、ハウジング２０をクリンプすることによってハウジング２０に補助的に固定されていてもよい。詳細には、ハウジング２０の材料は、ブッシュ５９０をハウジングに固定するため、半径方向内方に変形できる。

ハウジング２０の材料は、ハウジングの周囲の別々の位置２９（二つが示してある）でブッシュ５９０の第１区分５９１の第２溝５９８内に半径方向内方にクリンプされている。ハウジング２０の変形させた材料２９をブッシュ５９０の第２溝５９８に係合することにより、ブッシュをハウジングに軸線方向で更に固定する。

更に、締まり嵌め（及びハウジングのクリンプ）により、ハウジング２０の末端部分３１、３２を、更に変更する（即ち機械加工、テーパ加工、二次成形、等）必要なしに、平らな円筒形チューブ端として形成できる。締まり嵌めは、代表的には、ブッシュ５９０の外径を、公称で、ハウジング２０の内径よりも約０．２ｍｍ大きくすることによって提供される。

ブッシュ５９０の第１区分５９１は、更に、第１シール部材５７０及びスリーブ６２０の部分を受け入れるための円筒形凹所５９３を含む。第１凹所５９３は、円筒形シール面５９９及び半径方向に延びる環状支持面５９５によって画成される。

スリーブ６２０は、好ましくは、ブッシュ５９０の内面５９２上に型成形され、ブッシュと一体の単一の部品を形成する。スリーブ６２０は、ラック４０をハウジング２０及びブッシュ５９０に対して摺動するように支持する。スリーブ６２０は、更に、軸線方向に移動するラック４０と比較的定置のブッシュ５９０との間に支承面を提供し、これによって相対的に移動する部品間の磨耗を減少する。スリーブ６２０は、ガラスを３５％含有するポリエステル（ライナイト（ＲＹＮＩＴＥ）商標のポリエステル又はケブラー／テフロン（登録商標）。これらは両方ともＥ．Ｉ．デュポン社から入手できる）等のポリマー複合材料で形成することができる。

スリーブ６２０は全体に円筒形形状であり、第１端部分６２１及び軸線方向反対側の第２端部分６２２を含む。第１端部分６２１は半径方向に延びるフランジ６２４を有する。このフランジ６２４は環状第１面６２６及び第１面とは反対側の環状第２面６２８を有する。図７に示すように、スリーブ６２０の第２端部分６２２は、半径方向に延びる複数の（図７には８個が示してある）タブ６３１を含み、これらのタブは対をなして（４対が示してある）互いから直径方向反対側の位置に配置されている。

タブ６３１は、軸線方向及び半径方向に延びる（即ち角度をなした）第１面６４１及び半径方向に及び軸線２１に対して垂直方向に延びる第２面６４２を含む。この第２面６４２は、スリーブ６２０の末端面の部分を形成する。スリーブ６２０の材料をブッシュ５９０の内面５９２及びブッシュの支持面５９５上に型成形する。スリーブ６２０の材料は、型成形中、ブッシュの内面から半径方向に遠ざかるように延びる複数のスロット６１８（図７参照）を充填する。スリーブ６２０の寸法は、かくして、スリーブのフランジ６２４がブッシュ５９０の支持面５９５に形成され且つタブ６３１がブッシュのスロット６１８に形成されるように、ブッシュ５９０の形状により定められる。

かくして、スロット６１８は、スリーブ６２０の型成形時にタブ６３１の形状を決定する。スリーブ６２０は、これによって、スリーブのフランジ６２４の第２面６２８及びスリーブのタブ６３１の第１面６４１によって、ブッシュ５９０に対して軸線方向で固定され且つ位置決めされる。更に、スリーブ６２０は、ブッシュのスロット６１８を充填するタブ６３１によって、ブッシュ５９０に対して回転について固定され且つ位置決めされる。

流体密第１シール部材５７０は、ブッシュ５９０の第１区分５９１に取り付けられており、ハウジング２０の流体チャンバ３９に対して流体密シールを提供する。第１シール部材５７０は、代表的にはヴィトン（ヴィトン（ＶＩＴＯＮ）は登録商標である）又は水素化ニトリル（ニトリル（ＮＩＴＲＩＬＥ）は登録商標である）等のエラストマー材料で形成されている。第１シール部材５７０は、円筒形内シール面５７２を有する。第１シール部材５７０の内面５７２は、シール部材に対して軸線方向に移動自在のラック４０の外面４６と密封をなして係合する。

第１シール部材５７０は、更に、第１及び第２の表面５７４、５７６の夫々を更に有する。円筒形第１面５７４は、第１凹所５９３の円筒形シール面５９９と密封係合する。環状第２面５７６は、第１シール部材５７０（及びスリーブ６２０のフランジ６２４）を第１凹所５９３に軸線方向で固定するようにフランジ６２４の環状第１面６２６と当接する。更に、チャンバ３９からの流体圧力により、操向装置１０の作動中に第１シール部材５７０がスリーブ６２０のフランジ６２４と当接（即ち軸線方向）係合した状態を維持するのが補助される。

第１シール部材５７０は、更に、環状溝５７８を含んでもよく、ここに金属製ガーターばね５７９が配置される。このガーターばね５７９は、第１シール部材５７０の一部に力を半径方向内方に及ぼし、第１シール部材の内面５７２をラック４０の外面４６に押し付け、第１シール部材と断続的に移動するラックとの間に流体密シールを維持する。

ブッシュ５９０の第１及び第２の区分５９１、６１２は互いに一部品をなして形成されている。これは、第１及び第２の区分が、互いに接合された別体の部品でなく単一の均質な材料から単一のユニットをなして形成されているということを意味する。

ブッシュ５９０の第２区分６１２は、ハウジング２０の端面３０を越えて軸線方向に突出している。第２区分６１２は、ブッシュ位置決め表面として作用する環状面６１３を含む。表面６１３はハウジング２０の端面３０に当接し、これによってブッシュ５９０の位置をハウジング２０に対して決定する。第２区分６１２は、更に、ハウジング２０の末端３１の外面２８とほぼ同じ直径を持つ円筒形の外面６１５を有する。ブッシュ５９０の第２区分６１２は、ベローズ部材２００を上文中に説明したように受け入れるため、周方向に延びる環状保持押縁６１４を含む（図６参照）。保持押縁６１４は外面６１５から半径方向に延びており半円筒形形状の断面を有する。保持押縁６１４は、代表的には、ブッシュ５９０とともに単一の部品として形成されている。

第２シール部材５８０は、ブッシュ５９０の第１区分５９１の外面５９４の環状第１溝５９６に配置されたＯ−リングでよい。第２シール部材５８０は、第１溝５９６及びハウジング２０の内面２６と密封をなして係合し、チャンバ３９からハウジングの内面に沿って流出する流体をブロックする。Ｏ−リングは、ネオプレン又は任意の他の適当な材料で形成することができる。

本発明の以上の説明から、当業者には改良、変更、及び変形がわかる。当該技術分野の範疇のこのような改良、変更、及び変形は、特許請求の範囲に含まれる。

本発明を具体化したラックアンドピニオン式パワーステアリング装置の概略図である。 本発明の一つの特徴に従って形成されたブッシュアッセンブリを示す、図１のパワーステアリング装置の一部の拡大断面図である。 図２の３−３線に沿った断面図である。 本発明の別の特徴に従って形成されたブッシュアッセンブリを示す、図１のパワーステアリング装置の一部の拡大断面図である。 図４の５−５線に沿った断面図である。 本発明の更に別の特徴に従って形成されたブッシュアッセンブリを示す、図１のパワーステアリング装置の一部の拡大断面図である。 図６の７−７線に沿った断面図である。

符号の説明

１０ ラックアンドピニオン式パワーステアリング装置
１２ ステアリングリンク
１４ ピニオン
２０ ハウジング
２１ 長さ方向軸線
２２ ラック部分
２４ ピニオン部分
４０ ラック
６０ ブッシュアッセンブリ

Claims (11)

1. 自動車用の流体でパワーアシストを行うラックアンドピニオン式ステアリング装置において、
   車輛の操向可能なホイールに連結できる、長さ方向軸線（２１）を有する、前記操向可能なホイールを両方向に旋回するために軸線方向両方向に移動できるラック（４０）、
   前記ラック（４０）を部分的に包囲し、流体チャンバ（３９）を画成するハウジング（２０）、
   前記ラック（４０）を取り囲み、軸線方向両端を持ち、外面（３９４；５９４）と前記ハウジング（２０）の内面との間の締まり嵌めによって前記ハウジング（２０）に固定されるブッシュ（３９０；５９０）、
   前記ラック（４０）を前記ブッシュ（３９０；５９０）に対して摺動するように支持するスリーブ（４２０；６２０）であって、このスリーブ（４２０；６２０）は前記ブッシュ（３９０；５９０）と前記ラック（４０）との間を延びており、前記ラック（４０）と係合し、半径方向に延びる少なくとも一つのタブ（４３１，４３２；６３１）を有し、このタブ（４３１，４３２；６３１）は、前記ブッシュ（３９０；５９０）の軸線方向両端の何れかの端部において対応する少なくとも一つの半径方向に延びる凹所（４１８；６１８）に受け入れられ、これにより前記半径方向に延びる少なくとも一つのタブ（４３１，４３２；６３１）は、前記スリーブ（４２０；６２０）を前記ブッシュ（３９０；５９０）に対して軸線方向に及び回転について位置決めする、スリーブ（４２０；６２０）、及び
   前記軸線方向両端の何れかに配置され、前記流体チャンバ（３９）をシールするための第１流体密シール部材（７０；３７０；５７０）を含む、装置。
2. 請求項１に記載の装置において、前記ブッシュ（３９０；５９０）は前記ラック（４０）から半径方向に離間されており、前記スリーブ（４２０；６２０）は前記ブッシュ（３９０；５９０）及び前記ラック（４０）と係合する、装置。
3. 請求項１に記載の装置において、前記ハウジング（２０）は少なくとも一つの末端部分を有し、この末端部分は、前記ブッシュ（３９０；５９０）の表面（４１３；６１３）と当接し且つ前記ブッシュ（３９０；５９０）を前記ハウジング（２０）に対して位置決めするための環状面（３０）を有する、装置。
4. 請求項１に記載の装置において、前記スリーブ（４２０；６２０）は、前記スリーブ（４２０；６２０）を前記ブッシュ（３９０；５９０）に軸線方向で固定するための半径方向に延びるフランジ（４２４；６２４）を含む、装置。
5. 請求項１に記載の装置において、前記スリーブ（４２０；６２０）は、前記スリーブ（４２０；６２０）及び前記ブッシュ（３９０）の組み立て中に前記ブッシュ（３９０）にスナップ嵌めするタブ（４３１，４３２）を有する、装置。
6. 請求項１に記載の装置において、前記スリーブ（４２０；６２０）は前記装置の組み立て前に前記ブッシュ（５９０）に型成形される、装置。
7. 請求項１に記載の装置において、前記軸線方向両端の間において前記ブッシュ（３９０；５９０）の外周面（３９４；５９４）の周りに配置され、前記流体チャンバをシールするための第２流体密シール部材（３８０；５８０）を更に含む、装置。
8. 自動車用の流体でパワーアシストを行うラックアンドピニオン式ステアリング装置において、
   車輛の操向可能なホイールに連結できる、長さ方向軸線（２１）を有する、操向可能なホイールを両方向に旋回するために軸線方向両方向に移動できるラック（４０）、
   前記ラック（４０）を部分的に包囲し、流体チャンバ（３９）を画成する、内径が一定の円筒形の内面を持つ少なくとも一つの末端部分を有するハウジング（２０）、
   前記ラック（４０）を取り囲み、外面（３９４；５９４）が前記ハウジング（２０）の前記内面（２６）と係合し、第１端部分及び軸線方向反対側の第２端部分を持つ、ブッシュ（３９０；５９０）、
   前記ラック（４０）を前記ブッシュ（３９０；５９０）に対して摺動するように支持するスリーブ（４２０；６２０）であって、このスリーブ（４２０；６２０）は、半径方向に延びる少なくとも一つのタブ（４３１，４３２；６３１）を有し、このタブ（４３１，４３２；６３１）は、前記ブッシュ（３９０；５９０）の前記第２端部分の対応する少なくとも一つの半径方向に延びる凹所（４１８；６１８）に受け入れられ、これにより前記半径方向に延びる少なくとも一つのタブ（４３１，４３２；６３１）は、前記スリーブ（４２０；６２０）を前記ブッシュ（３９０；５９０）に対して軸線方向に及び回転についての両方で固定する、スリーブ（４２０；６２０）、及び
   前記ブッシュ（３９０；５９０）の前記第１端部分の凹所（９３；３９３；５９３）に配置された、前記流体チャンバ（３９）をシールするための流体密シール部材（７０；３７０；５７０）を含む、装置。
9. 請求項８に記載の装置において、前記ブッシュ（３９０；５９０）はベローズ部材（２００）を前記ブッシュ（３９０；５９０）に固定するための保持押縁（１１４；４１４；６１４）を含み、前記保持押縁（１１４；４１４；６１４）は前記ブッシュ（３９０；５９０）と一部品で形成されている、装置。
10. 請求項８に記載の装置において、前記スリーブ（４２０；６２０）はポリマー材料から形成される、装置。
11. 請求項１０に記載の装置において、前記ブッシュ（３９０；５９０）は金属材料から形成される、装置。

Images