JPH08207790A - 舵取り装置におけるラック支持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ラックピニオン型舵取り装置におけるラック
支持用ブッシュの軽量化、低コスト化を図るとともに、
必要部位の強度を確保する。 【構成】 ステアリングボディと一体の金属製パイプ体
７の一端部に設けられラック軸６を摺動自在に支持する
ラック支持用ブッシュ２０を備える。このブッシュ２０
を、合成樹脂材によって形成した本体部２１と、強化合
成樹脂材または金属材による強度部材によって形成した
補強部２２，２３，２４とから構成する。この補強部
は、機械的強度が要求されるボディへの固定用ねじ部、
ボディ端部に当接するフランジ部側面、タイロッド側が
当接する外方端側の端面に形成される。補強部は、本体
部に接着、嵌め込み、かしめ、インサート成形で一体的
に結合される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はラックピニオン型の舵取
り装置において、特にラックをステアリングボディ内で
摺動自在に支持するためのラック支持構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】舵取り装置において、ラックピニオン型
のものは構造が比較的簡単でしかも小型、軽量化を図
れ、車輌への配設にあたってスペースを有効に利用でき
るばかりでなく、舵取り性能面で優れている等の利点が
あり、小型車を始め各種車輌に広く搭載されている。

【０００３】図１０はこの種のラックピニオン型舵取り
装置としてパワーステアリングと呼ばれる動力舵取装置
１の本体部の概略構成を示す。同図において、符号２は
図示せぬ舵取りハンドルから延設されたステアリングシ
ャフトで、その先端はステアリングボディ３内に嵌挿さ
れるとともに、その先端に設けられるピニオンが車輌の
操舵輪（共に図示せず）間に横架された舵取リンク機構
４を構成するラック５のラック歯５ａに噛合されてい
る。

【０００４】６はラック５と一体に形成されてその軸線
方向に延設されたラック軸で、その軸線方向の略中間位
置にはピストン６ａが設けられている。このラック軸６
は、ステアリングボディ３の一端部に一体的に連設され
るボディ筒状部である金属製パイプ体７内で摺動動作可
能に支持されている。そして、この金属製パイプ体７内
に、舵取リンク機構４に操舵補助力を与えるパワーシリ
ンダ８が形成されている。

【０００５】すなわち、このパワーシリンダ８内でピス
トン６ａの両側には、左、右室８ａ，８ｂが形成されて
いる。これら各室は、前記ステアリングシャフト２が内
設されたステアリングボディ３内でこのシャフト２と出
力軸側のピニオンとの間に介在して設けた回転型コント
ロールバルブ（図示せず）により切換えられる油圧回路
を介してポンプまたはタンクに選択的に接続されるよう
に構成されている。なお、９ａ，９ｂはシリンダ左、右
室８ａ，８ｂを油圧回路に接続するための接続部材、１
０，１１はシリンダ左、右室８ａ，８ｂの外方端部分を
液封するためのオイルシールである。

【０００６】１２は前記金属製パイプ体７の外方端部分
に装着され、その保持孔１２ａ内に前記ラック軸６を貫
通させて摺動自在に支持するラック支持用部品であるラ
ック支持用ブッシュである。このブッシュ１２は、図１
１、図１２の（ａ），（ｂ）に示すように、外周部の一
部にねじ部１２ｂを有し、前記金属製パイプ体７の外方
端部分にねじ込み固定されている。

【０００７】また、このブッシュ１２の外方端側にはフ
ランジ部１２ｃが形成され、このフランジ部１２ｃは金
属製パイプ体７の端部に突き当てられるストッパとして
機能するとともに、後述する蛇腹状ブーツ１４の端部を
パイプ体７の端部に固定する際の抜け止め機能をも有す
る。なお、１５はブーツ１４の端部を緊縛するためのワ
イヤである。さらに、このブッシュ１２のフランジ部１
２ｃよりも外方端部分は、六角形ナット部１２ｄとして
形成され、前記ねじ部１２ｂによるパイプ体７へのねじ
込み時に使用される。

【０００８】また、図１０において、符号１６は舵取リ
ンク機構４の両端側に設けられ操舵輪側のナックルアー
ム側に連設されるキングピン（図示せず）に連結された
タイロッドで、これら左、右両側のタイロッド１２，１
２間にラック５およびラック軸６がボールジョイント１
７等を介して連結された状態で一連に設けられている。
前記蛇腹状ブーツ１４，１４は、上述したボディ３のラ
ック５を支持する筒状部３ａおよびこれに連設された金
属製パイプ体７の外方端側で可動側であるラック５、ラ
ック軸６と一連に連結されたタイロッド１６，１６との
間に介在され、ステアリングボディ３の両端部分でのシ
ール性を確保し、外部からの塵埃等の侵入を防止する。
なお、１８，１８は前記ボディ筒状部３ａおよびこれに
連設された金属製パイプ体７外方端側の外周部にマウン
トラバーを介して取付け固定されステアリングボディ３
の車体側への取付け用ブラケットである。

【０００９】上述した構成による動力舵取装置１におい
て、タイロッド１６と一連に連結されて舵取リンク機構
４を構成するラック５は、そのラック歯５ａ形成部分が
ステアリングボディ３の下方に配設されたラックガイド
（図示せず）にて摺動自在に支持されるとともに、他端
側のロッド部５ｂ部分が、前述したようにステアリング
ボディ３と一体の金属製パイプ体７の外方端に装填され
たラック支持用ブッシュ１２により摺動自在に支持され
ている。

【００１０】このようなラック支持用ブッシュ１２とし
て従来一般には、含油性焼結金属材等の鉄系材料やアル
ミニウム系材料からなる円筒状部材によって形成され、
前述したねじ部１２ｂによりパイプ体７の外方端にねじ
込み固定されている。しかし、このような金属製のラッ
ク支持用ブッシュ１２では、重量が大きく、加工が面倒
で、またコスト面でも問題であり、近年ではこのような
ラック支持用ブッシュを、加工性、軽量化、低コスト
化、さらに金属同士の打音防止等を考慮し、合成樹脂材
からなる成形品によって形成することが考えられてい
る。

【００１１】特に、このような合成樹脂材によるラック
支持用ブッシュ１２では、その保持孔１２ａ内に貫通配
置されるラック軸６を円滑に摺動動作可能に保持できる
という利点があり、ラック支持用ブッシュとしての機能
を発揮する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなラック支持用ブッシュ１２を、合成樹脂材のみで形
成すると、前述したボディ３側の金属製パイプ体７への
ねじ込み用のねじ部１２ｂやこの金属製パイプ体７の外
方端部に当接するストッパ面となるフランジ部１２ｃの
側面において強度不足となり、破損等の問題を招くおそ
れがある。

【００１３】特に、このようなラック支持用ブッシュ１
２には、ラック軸６の軸線方向での摺動動作に伴ない、
軸線方向への力が作用する。このとき、ブッシュ１２の
抜け方向への力は、前記金属製パイプ体７に螺合されて
いるねじ部１２ｂで受けて移動を規制するとともに、他
方への力はこのねじ部１２ｂとパイプ体７の端部に係止
されるフランジ部１２ｃがストッパとなって受けている
もので、このようなねじ部１２ｂやフランジ部１２ｃの
側面での強度を確保することが望まれる。

【００１４】さらに、上述したような強度上での問題
は、ブッシュ１２外方端側のナット部１２ｄの端面のよ
うに、タイロッド１６，１６側のソケットとの当接部で
あるストッパ部分においても同様に生じるので、このよ
うな機械的強度が要求される部分での強度アップに対し
ての何らかの対策を講じることが必要である。

【００１５】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、ラック支持用ブッシュの一部を軽量化、低
コスト化のために合成樹脂材により形成するとともに、
強度が要求される部分を金属材または強化合成樹脂材等
の強度部材で形成し、強度を向上させ、破損等の不具合
を解消するとともに、ラック軸の摺動自在な保持機能や
打音防止機能も得られる舵取り装置におけるラック支持
構造を得ることを目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】このような要請に応える
ために本発明に係る舵取り装置におけるラック支持構造
は、ステアリングボディの一端部に設けられラックを摺
動自在に支持するラック支持用ブッシュを、合成樹脂材
によって形成した本体部と、機械的強度が要求される部
分、たとえば金属製パイプ体とのねじ込み固定用のねじ
部、金属製パイプ体の端部に当接するフランジ部側面、
タイロッド側が当接する外方端の端面部分を強化合成樹
脂材または鉄系等の金属材からなる強度部材によって形
成した補強部とで構成し、かつこれらを一体的に結合す
ることによって形成したものである。

【００１７】また、本発明に係る舵取り装置におけるラ
ック支持構造は、ステアリングボディの一端部に設けら
れラックを摺動自在に支持するラック支持用ブッシュ
を、強化合成樹脂材または鉄系等の金属材からなる強度
部材によって形成した本体部と、ラック軸を摺動自在に
支持する保持孔の内壁部分を合成樹脂材によって形成し
た摺動保持部とから構成し、かつこれらを一体的に組合
わせて形成したものである。

【００１８】

【作用】本発明によれば、ラック支持用ブッシュのほと
んどを合成樹脂材製の本体部によって構成するととも
に、この本体部に強度を要求される部分を強化合成樹脂
材または鉄系等の金属材からなる強度部材によって形成
した補強部を接着、嵌め込み、かしめ、インサート成形
で一体的に結合することにより形成される。

【００１９】また、本発明によれば、ラック支持用ブッ
シュのほとんどを強化合成樹脂材、金属材等の強度部材
によって形成した本体部によって構成するとともに、ラ
ック軸を摺動自在に支持する保持孔内壁部分を合成樹脂
材によって形成した摺動保持部を、前記本体部の保持孔
内壁部分に移動可能な状態で一体的に組合わせることに
より形成される。

【００２０】

【実施例】図１ないし図３は本発明に係る舵取り装置に
おけるラック支持構造の一実施例を示すものであり、こ
れらの図において、前述した図１０、図１１および図１
２と同一または相当する部分には同一番号を付してその
説明は省略する。

【００２１】本発明によれば、ラックピニオン型舵取り
装置におけるステアリングボディの一端側（金属製パイ
プ体７の外方端）に装着されラック軸６を摺動自在に支
持するラック支持用ブッシュ２０を、合成樹脂材によっ
て形成した本体部２１と、機械的強度が要求される部
分、たとえば金属製パイプ体７とのねじ込み固定用のね
じ部２０ｂ、金属製パイプ体７の端部に当接するフラン
ジ部２０ｃ側面、タイロッド１６側が当接する外方端の
六角形ナット部２０ｄでの端面部分を強化合成樹脂材ま
たは鉄系等の金属材からなる強度部材によって形成した
補強部２２ａ，２２ｂ，２３とで構成し、かつこれらを
嵌め込みおよびかしめ等によって一体的に結合すること
により形成したところを特徴としている。なお、図中２
０ａはラック支持用ブッシュ２０内に形成されるラック
軸６を保持する保持孔である。

【００２２】ここで、この実施例では、金属製パイプ体
７とのねじ込み固定用のねじ部２０ｂと金属製パイプ体
７の端部に当接するフランジ部２０ｃの側面とを補強す
る補強部２２ａ，２２ｂを一体に形成した鍔付き筒状体
２２を用いている。このような鍔付き筒状体２２は、図
３の（ａ），（ｂ）から明らかなように、ねじ部２０ｂ
を形成する補強部２２ａ部分を回転方向で固定するため
に、本体部２１に対しセレーション結合またはキー結合
で連結している。なお、図３中２４はセレーション結合
部、２５ａはキー結合を行なうためのキー部、２５ｂは
このキー部２５ａが係合するキー溝である。

【００２３】前記六角形ナット部２０ｄ部分に付設され
る補強部２３は、リング状キャップとして形成され、こ
の補強部２３も上述した鍔付き筒状体２２と同様に、本
体部２１の他方の円筒部外周にセレーション結合または
キー結合によって連結されている。

【００２４】前記本体部２１におけるフランジ部２０ｃ
に近接する部分には、図２に示すように、周方向の複数
個所または全周にわたって凹部２６が凹設されている。
このような凹部２６は、フランジ部２０ｃにおけるブッ
シュ２０の内方端側の部分、さらにブッシュ２０の外方
端側の部分（図２では図示せず）の両方に形成するとよ
い。このような凹部２６は、上述した鍔付き筒状体２２
やリング状キャップである補強部２３を、本体部２１の
外周部に嵌装した状態で、図１中符号２７で示すかしめ
部を形成することにより、軸線方向での抜けを防止する
部分である。

【００２５】このような構造によれば、合成樹脂材製の
本体部２１と補強部２２ａ，２２ｂとからなる鍔付き筒
状体２２、リング状キャップである補強部２３を一体的
に結合し、必要部位を補強した樹脂製のラック支持用ブ
ッシュ２０を形成できる。

【００２６】このようなラック支持用ブッシュ２０で
は、従来のような鉄系あるいはアルミニウム系等の金属
材からなるものに比べて軽量化や低コスト化が図れ、ま
たラック軸６を保持孔２０ａ内で摺動自在に保持する上
で効果を発揮する。しかも、この保持孔２０ａを形成し
ている本体部２１が合成樹脂材製であることから、ラッ
ク軸６との打音を防止することもできる。

【００２７】また、このようなラック支持用ブッシュ２
０では、ステアリングボディ３側の金属製パイプ体７と
の結合をねじ結合で行なっていることから、従来一般的
であるインロー結合とは異なり、パイプ体７とブッシュ
との間の隙間によるがたでラック軸６に無用な振れが生
じることを防止できるという利点がある。

【００２８】さらに、上述したようなラック支持用ブッ
シュ２０において、補強部２２ａ，２２ｂ，２３を形成
する強度部材として、強化合成樹脂材を用いて形成する
と、従来問題であった金属製パイプ体７やタイロッド１
６側とのストッパ部で衝突によって生じていた打音の発
生を防止することができるという利点もある。

【００２９】なお、上述した実施例では、合成樹脂材製
の本体部２１に対しての鍔付き筒状部２２（補強部２２
ａ，２２ｂ）とリング状キャップである補強部２３と
を、嵌め込みおよびかしめによって一体化しているが、
本発明はこれに限定されず、図４〜図７に示すような変
形例が考えられる。

【００３０】すなわち、図４は本体部２１に対し、鍔付
き筒状部２２とリング状キャップである補強部２３とを
接着剤２８で一体的に結合した場合を示す。ここで、こ
のような構成で、本体部２１とリング状キャップである
補強部２３とを接着固定する際には、図５に示すよう
に、本体部２１側に嵌合用の溝部２９を形成し、回転方
向の規制を行なうとともに、接着面積を大きくして接着
強度を高めるとよい。

【００３１】図６は合成樹脂材製の本体部２１に対し、
補強部２２ａ，２２ｂとなる鍔付き筒状体２２、リング
状キャップである補強部２３をインサート成形によって
一体に形成した場合を示している。この場合、筒状体２
２や補強部２３と本体部２１との回り止めおよび接着面
積を増やすために、図２に示したセレーション結合、キ
ー結合、嵌合用溝部結合を適宜採用することは自由であ
る。

【００３２】図７は合成樹脂材製の本体部２１に対し、
金属材等の強度部材で薄肉状に形成した補強部２２ａ，
２２ｂとなる鍔付き筒状体２２、リング状キャップであ
る補強部２３を嵌め込み式で一体的に固定した場合を示
す。なお、図中２７は本体部２１側の凹部２６に係止さ
れる係止部としてのかしめ部であるが、このような係止
部を鍔付き筒状体２２、補強部２３の先端側に予め一体
に形成してもよい。

【００３３】図８の（ａ），（ｂ），（ｃ）は本発明の
別の実施例を示すものであり、この実施例では、ラック
支持用ブッシュ３０の本体部３１を、強化合成樹脂材や
鉄系等の金属材による強度部材で形成するとともに、ブ
ッシュ３０の保持孔３０ａ内に貫通して保持されるラッ
ク軸６との摺動自在な保持部を、合成樹脂材を始めとす
る軸受に適した材料で形成した筒状体３２によって構成
した点を特徴としている。ここで、この筒状体３２は、
本体部３１に対し軸線方向への移動が可能な状態で組み
付けられており、組付けが容易に行なえるようになって
いる。また、この筒状体３２は、たとえば図８の（ｃ）
で示されるように、周方向の一部にスリット３３を形成
するか、あるいは周面部に螺旋状溝を形成することによ
り、径方向での縮小化が可能となるように形成した薄肉
状筒体として形成されている。

【００３４】図中３２ａ，３２ａは筒状体３２の両端に
形成した脱落防止用の鍔部であり、本体部３１の保持孔
３０ａ内に縮径して組込んだ筒状体３２が、ラック軸６
の動きで脱落しないようにするストッパ機能をもつ部分
である。この場合、本実施例では、図８の（ｂ）から明
らかなように、本体部３１の保持孔３０ａ側に、筒状体
３２の軸線方向の長さよりも小さい間隔をおいてテーパ
部３５，３５を形成し、これに所定間隙をおいて対向す
るように略同角度のテーパをもって形成されている鍔部
３２ａ，３２ａを形成している。このようなテーパをも
って形成する理由は、鍔部３２ａがテーパ部３５に当接
した場合に剪断力が作用しにくいようにし、耐久性を向
上させるためである。なお、図中Ｒ部はできるだけ曲面
形状に形成した方がよい部分である。しかし、これに限
定されず、図９に示すように、直角に立ち上げた鍔部で
あってもよい。

【００３５】なお、上述した鍔部３２ａとテーパ部３５
との間に間隙を設けたのは、組付け性をよくするため
と、この筒状部３２の内径がラック軸６との関係で寸法
精度が要求され、本体部３１に固定した場合に筒状体３
２が内径側に変形するのを避けるためである。さらに、
上述した鍔部３２ａの位置は、テーパ部３５に対し間隙
をおいて対向するとともに、ブッシュ３０の端部からは
保持孔３０ａ内に入り込むようにして組み付けられてい
る。これは、上述したように移動する筒状部３２では、
ブッシュ３０の外側に突出しないように配慮する必要が
あるためである。

【００３６】このような構成を採用すると、ラック支持
用ブッシュ３０として、ラック軸６の摺動自在な保持機
能をもち、しかも必要部位は金属材等からなり、強度を
確保できるもので、ラック軸６との打音問題も少なく、
ラック支持部材として充分に機能する。

【００３７】なお、本発明は、上述した実施例構造に限
定されず、各部の形状、構造等を必要に応じて適宜変
形、変更することは自由で、種々の変形例が考えられ
る。また上述した実施例では、本発明に係るラック支持
構造を、パワーステアリング用の舵取り装置（動力舵取
装置１）に適用した場合を説明したが、本発明はこれに
限定されず、マニュアルステアリング用の舵取り装置に
も適用することができる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る舵取り
装置におけるラック支持構造によれば、ステアリングボ
ディの一端部に設けられラックを摺動自在に支持するラ
ック支持用ブッシュを、合成樹脂材によって形成した本
体部と、機械的強度が要求される部分、たとえばボディ
への固定用ねじ部、ボディ端部に当接するフランジ部側
面、タイロッド側が当接する外方端側の端面を強化合成
樹脂材または鉄系等の金属材からなる強度部材によって
形成した補強部とで構成し、かつこれらを接着、嵌め込
み、かしめ、インサート成形等で一体的に結合すること
により形成したので、簡単な構成であるにもかかわら
ず、ラック支持用ブッシュの加工性を向上させ、軽量
化、低コスト化を図るとともに、ラックの摺動自在な保
持機能を発揮させ、また強度が要求される部分の強度ア
ップを図り、破損といった不具合を一掃することができ
る。

【００３９】また、本発明に係る舵取り装置におけるラ
ック支持構造によれば、テアリングボディの一端部に設
けられラックを摺動自在に支持するラック支持用ブッシ
ュを、強化合成樹脂材または鉄系等の金属材からなる強
度部材によって形成した本体部と、ラック軸を摺動自在
に支持する保持孔内壁部分に移動可能に付設される合成
樹脂材によって形成した摺動保持部とで構成するように
したので、簡単な構成であるにもかかわらず、ラック支
持用ブッシュにおけるラックの摺動自在な保持機能を発
揮させることができるという利点を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る舵取り装置におけるラック支持
構造の一実施例を示す要部であるラック支持用ブッシュ
の拡大断面図である。

【図２】 図１に示したラック支持用ブッシュにおける
合成樹脂材製の本体部の概略斜視図である。

【図３】 （ａ），（ｂ）はラック支持用ブッシュを構
成する本体部と鍔付き筒状部との係合状態を説明するた
めの図１のIII−III線断面図である。

【図４】 本発明に係る舵取り装置におけるラック支持
構造の別の実施例を示すラック支持用ブッシュの拡大断
面図である。

【図５】 図４に示したラック支持用ブッシュにおける
合成樹脂材製の本体部の概略斜視図である。

【図６】 本発明に係る舵取り装置におけるラック支持
構造のさらに別の実施例を示すラック支持用ブッシュの
拡大断面図である。

【図７】 本発明に係る舵取り装置におけるラック支持
構造の他の実施例を示すラック支持用ブッシュの拡大断
面図である。

【図８】 本発明に係る舵取り装置におけるラック支持
構造のさらに別の実施例を示し、（ａ）はラック支持用
ブッシュの拡大断面図、（ｂ）はその要部拡大図、
（ｃ）は薄肉状筒状体の端面図である。

【図９】 図８の変形例を示す図である。

【図１０】 従来のラック支持構造を説明するためのラ
ックピニオン型動力舵取装置の概略構成を示す図であ
る。

【図１１】 図１０におけるラック支持部を拡大して示
す要部拡大断面図である。

【図１２】 （ａ），（ｂ）は従来のラック支持部に用
いられるラック支持用ブッシュの断面図および端面図で
ある。

【符号の説明】

１…ラックピニオン型動力舵取装置、３…ステアリング
ボディ、３ａ…ボディ筒状部、４…舵取リンク機構、５
…ラック、６…ラック軸、６ａ…ピストン、７…金属製
パイプ体、８…パワーシリンダ、１０，１１…オイルシ
ール、１４…蛇腹状ブーツ、１６…タイロッド、１７…
ボールジョイント、２０…ラック支持用ブッシュ、２０
ａ…保持孔、２０ｂ…ねじ部、２０ｃ…フランジ部、２
０ｄ…六角形ナット部、２１…合成樹脂製本体部、２２
ａ，２２ｂ，２３…金属製補強部、２４…セレーション
結合部、２５ａ…キー部、２５ｂ…キー溝、２６…凹
部、２７…かしめ部、２８…接着剤、２９…嵌合用溝
部、３０…ラック支持用ブッシュ、３１…本体部、３２
…筒状部、３２ａ…鍔部、３３…スリット、３５…テー
パ部。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステアリングボディの一端部に設けられ
   ラックを摺動自在に支持するラック支持用ブッシュを備
   え、 このブッシュを、合成樹脂材によって形成した本体部
   と、強化合成樹脂材または金属材による強度部材によっ
   て形成した補強部とから構成し、 かつこれらの本体部と補強部とを一体的に結合したこと
   を特徴とする舵取り装置におけるラック支持構造。
2. 【請求項２】 請求項１記載の舵取り装置におけるラッ
   ク支持構造において、 補強部を、機械的強度が要求されるステアリングボディ
   端部へのねじ込み固定用のねじ部、ステアリングボディ
   端部と当接するフランジ部側面部分、舵取り装置を構成
   するタイロッド側と当接する外方端側の端面部分の少な
   くとも一個所に形成したことを特徴とする舵取り装置に
   おけるラック支持構造。
3. 【請求項３】 ステアリングボディの一端部に設けられ
   ラックを摺動自在に支持するラック支持用ブッシュを備
   え、 このブッシュを、強化合成樹脂材または金属材による強
   度部材によって形成した本体部と、ラックを摺動自在に
   支持する保持孔内壁部分に可動自在に付設された合成樹
   脂材によって形成した摺動保持部とから構成したことを
   特徴とする舵取り装置におけるラック支持構造。