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ステアリングギヤボックス交換

・概要

ステアリングギヤボックスは,ハンドルの回転を水平方向の動きに変換してタイヤに伝えるとともに, 油圧回路を内蔵していてハンドルの回転に応じたパワーアシストを行っている.このパワーアシストの動力源としては, パワステポンプで発生する油圧が使われるわけだが,この油圧は最大で約80気圧にも達する. ステアリングギヤボックスにはこの油圧がかかっているので,長期間経つとオイルシールが劣化してきて, 特にフロントの重い大排気量の車ではオイル漏れが起きやすい.X80系も例外ではなく, 私の周囲でもかなりの車でオイル漏れがあるようである.中には数ヶ月毎にフルードを注ぎ足さないといけない人もいるが, 私の場合は滲んでいる程度でフルードが減るという感じではない(下の写真).
写真は右側(運転席側)であるが,反対側も同じような状態であり,たしかにラックエンドブーツ周囲がオイルで汚れている. まぁ,この程度であれば無理に交換・オーバーホールする必要はないのだが, たまたまオークションで新品未使用のギヤボックスが安く(送料込みで1万円以内.ちなみに定価は8万円以上する) 買えたので交換することにした.副次的な効果としては,ギヤボックスを支えているゴムブッシュも必然的に交換となるので, ハンドリングの感触がよくなる,といったこともある.

・準備

まず,修理書の図の確認.→(こちら) ただし,図中の「ステアリングダンパ」は前期GX81・MX83のみの装備であり,JZX81等の後期車には存在しないので注意. ギヤボックス交換時に最低限必要なのは,パワステの高圧ホースのつながる部分のガスケットと, タイロッドエンドの固定に用いられるコッターピン,それにパワステフルードくらいであるが, あと10万kmくらい走ろうと考えた時に(ちなみに現在の走行距離は約17万km), ボールジョイントが用いられているタイロッドエンドと,ギヤボックスを支えているゴムブッシュは交換した方がよいと思われた. あと個人的な好みとして,主要部品が新品になるので,タイロッドエンドのロックナットとキャッスルナットも新品にしてみた. 別に再使用しても何の問題もないものだが,値段も安いし新品の方が気分的にいいので,そうしている. なお,パワステフルードはほぼ完全に抜けてしまうので,ある程度の量が必要である. JZX81の場合はパワステフルードの総容量は約0.9リットルなので,カー用品店で売られている補充用のパワステフルード (約300ミリリットル入り)では少し割高になりそうだったため,トヨタ純正パワーステアリングフルード (4リットル入りで約3500円)を準備した.ちょっと量が多いが,余った分は来年の交換用としても使えるので, 無駄というわけではない.
使用する工具としては,通常の3/8の工具でだいたい事足りるが,柄の短いラチェットと, タイロッドエンドセパレータがあればなおよい.リターンチューブ取り外しには, できればフレアナットレンチを使いたい.タイロッドエンドの長さ調整にはモンキーレンチが必要になる.

・実際の作業

交換作業は,フロアジャッキでも不可能ではないが,リフトがないとちょっと難しいだろう, とのことで,リフトの借りられる場所での作業となった.
最初にエンジンルームを開けて,スライディングヨークがインターミディエイトシャフトにつながる部分のボルトを緩めておいた. エアクリーナボックスとエアダクトを取り外すと,ここはかなり簡単にアクセスできる. (実際にやった感想としては,ここでスライディングヨーク全体を外しておいた方がよい) あと,新PPSのソレノイドバルブへの配線のカプラもはずしておく.
内のボルトを緩めておいた. 内のボルトと両方を抜くと,スライディングヨーク全体がはずせる. また,左手前に伸びている青紫色の配線が,ソレノイドバルブへの配線である.
次にリフトで車を持ち上げる.車が持ち上がったら, まずプレッシャーフィードチューブが接続されている部分のユニオンボルトを緩め,パワステフルードをできるだけ排出する.
右上の,オイルが垂れているボルトが,プレッシャーフィードチューブの接続部.
その左側の3本チューブがつながっているうちの,いちばん上がリターン側のチューブで,前方のオイルクーラーへ向かっている.
左下にある,ステアリングラックを固定しているブラケットと,それに固定されているチューブの接続ボルトの向きに注意.
続いて両方の前輪をはずす.車は持ち上がってしまっているが,インパクトレンチを使ったので簡単に外せた. それからタイロッドエンドをナックルから切り離すため,コッターピンをペンチで抜き, キャッスルナットを取り外す.タイロッドエンドを切り離すには,通常は専用のタイロッドエンドセパレータを用いるのだが, 用意してくるのを忘れたのと,今回は取り外したタイロッドエンドを再使用しないので, ちょっと乱暴だがハンマーで叩き出した.
ステアリングラックを固定しているブラケットを取り外す前に, このブラケットに取り付けられているプレッシャーフィードチューブASSYの固定ボルトを外し, チューブを自由に動かせるようにしておく.この固定ボルトは上側から差し込んであるので,ちょっと回しにくい.
それからステアリングラックのブラケットを取り外すのだが,この固定ボルトは4本中3本が上側から差し込んであり, 周囲にスペースがほとんどなくて非常に苦労させられる.特に運転席側が大変で, 最初にスピンナーハンドルで少し緩めておいてから短いラチェットハンドルで残りを緩める, という手順でやったが,ラチェットの首振り角が一回に1〜2歯分くらいしかとれず,かなり苦労させられた. 運転席側のラックの裏側(進行方向前側)のボルトだけは,メーカーもさすがに上からでは無理と思ったのだろうか, 下からボルトを通してあったが,これは非常に簡単だった.他のも下からにしといてくれたらよかったのに, と思ってしまった.
ブラケットの固定ボルトを緩めているところ.このように,上側から緩めないといけない. プレッシャーフィードチューブの固定ボルトも同じようにして緩める.
あと車体とつながっているのは,ハンドルコラムからのスライディングヨークの部分である. 見えているので下から外そうとしたのだが,これが思ったようにうまくいかない. しかたなく,いったん車を下ろしてボンネットを開け,上側からスライディングヨークを取り外した. というわけで,最初に上から取り外しておく方がよかったようである. ただし,もしかするとターボ車の場合はスペース的に上からでは難しいかもしれないので, その場合には下から取り外す必要がでてくることもありそうだ.あと,今回は新品交換なので必要ないのだが, オーバーホールなどで再取り付けを行う場合には,スライディングヨーク取り外しの前に合わせマークを付けておいた方が, 再取り付け後にハンドルセンターがずれないのでよい.
スライディングヨークを下から見上げたところ.これが意外と取り外しにくい.
これでステアリングラックは完全にフリーになったはずなので,取り外しにかかったが・・・ これがなかなかスポッと簡単には抜けてくれない.左右に揺すったりねじったり,と,二人がかりでいろいろやっているうちに, どうやったらうまく抜けたのかはわからないが,とにかく抜けてくれた.ほっ

ギヤボックス取り外しに悪戦苦闘中
取り外したギヤボックスの新旧比較
新しいギヤボックスにはタイロッドエンドが付いていないので,ここで取り付けておく. ここで注意するのは,タイロッドエンドの固定位置は決まっていない,ということである. というのは,タイロッドエンドの固定位置をずらすことでトーイン調整ができるようになっているからであり, もし間違って締め込めるだけ締め込んでしまうと,おそらく左右のタイヤが目で見てわかるくらい内側向きになってしまうと思われる. そこで,とりあえず取り外したギヤボックスとだいたい同じ位置になるようにタイロッドエンドを取り付けることにした.
上の写真のように,古い方のタイロッドにおいて,ロックナットの外に出ているネジ山の数を数えて, それと同じ数のネジ山が残るようにロックナットをつけて,その位置までタイロッドエンドを締め込むわけである. ギヤボックスにも個体差があると思われるので,これでぴったり同じというわけにはいかないだろうが, まぁ,そんなにひどく狂うことはないだろう,と考えたわけである.
(注:今回は,あとでサイドスリップテスターにかける予定があったので,あまり厳密には合わせていない)
タイロッドエンドの新旧比較.古い方は,ボールジョイントのブーツがかなり傷んでいる.(まだ破れてはいなさそう)
あと,ここで取り付けておくものは,ステアリングラックのグロメットである. これもゴム製品であるので,年月とともに硬化して弾性を失い,あるいは荷重により変形してくる.
ステアリングラックのグロメットの新旧比較.上が新品,下が使用済み.
古いグロメットは,想像していたほど「朽ちて」いたわけではないが, 触ってみると新品よりちょっと薄くなってしまっており,写真で見ても少し変形がある. まぁ,これも替え時であろう.新品のグロメットを,おなじように取り付けておいた.
これで新しいギヤボックスの準備はできたので,いよいよ車体に取り付ける番である. しかし・・・取り外す時もかなり苦労したが,取り付けもやっぱりなかなかうまくはまってくれない. 左右に動かしたり,ねじってみたり,といろいろやったが入らない. 修理書には「ターンプレッシャーチューブを傷つけないように」と書いてあるが,とてもそんなことを気にしていられる状態ではなかった. それでも,何分か格闘しているうちに,なんとかちゃんとはまってくれた.ほっ
ステアリングラックが所定の位置に納まったら,固定用のブラケットを取り付ける段である. これも取り外し時に苦労しているので,かなり大変だとは思っていたが,まずグロメットが新品になって厚みがあるため, ブラケットのボルトが正しい位置に入ってくれない.これは,まず手前(後方)側のボルトを通しておいた状態で, 一人がブラケットを思いっきり奥(前方)へ押しながら奥側のボルトのはまる位置を探すと,やっと入ってくれた. そこからボルトを締め込むのがまた大変で,二人で手が疲れたら交代という感じで気長に締めていって, やっと締めることができた.途中は短いラチェットで,最後の締め込みは3/8のスピンナーハンドルを使用している.
次は,タイロッドエンドをナックルに固定する.ナックルの穴に差し込むためには, タイロッドエンドのボールジョイントを動かして向きを合わせておかないといけない. 最初は・・・う,固い・・・と思ったのだが,すぐにカクッと動き,それからは適度な重さのあるスムースな動きであった. 穴に差し込んで新品のキャッスルナットで締めつけ,最後にコッターピンを通しておく. このコッターピンも,取り外したものは普通の割ピンだったが,新品は差し込んで爪で引っかかる構造になっており, 再利用が可能なようになっていた.
(左)新品のキャッスルナットと,新型のコッターピン
(右)装着したところ
これで下からの作業はだいたい終わったので,タイヤを取り付けて車を下ろし, スライディングヨークの取り付けてソレノイドバルブへの配線のカプラを元通りに差し込み, パワステフルードの注入を行った.このとき車は接地寸前くらいの高さに浮かせておいたので, そのままハンドルが回せるようになっていた.で,フルードをリザーバタンクいっぱいに入れてハンドルを回転させると, スーッとフルードが吸い込まれていくので,また補充,と言う感じで何回かハンドルを回しながらフルードを満たし, 液面が変化しなくなったくらいでエンジンを始動.それからまたフルードレベルのチェック, というようにして,フルードレベルが基準値内で変わらなくなったところでフルード注入完了とした.
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これでギヤボックスの交換作業は一応,終了なのだが,ハンドルのセンターやトーインについては目分量で合わせただけなので, できればちゃんと測定したほうがよい.というわけで,撤収作業完了後,サイドスリップテスターがある近所の別の工場へ移動. このとき運転してみると,車がまっすぐ進んでいる時にハンドルが左45度を向いた状態になっていた. そのため途中で直進状態で車を停め,いったんハンドルを取り外してまっすぐにつけ直した.その状態で走り出してみると (ホーンパッドは外したまま),だいたいハンドルはまっすぐになっているようであった.
で,次の工場に到着したら,さっそくサイドスリップテスター上に進入.サイドスリップは・・・ あらら.10mm以上のトーアウトになっていた.このままだとすぐにタイヤが摩耗してしまうので, 直ちに修正作業にかかる.サイドスリップテスターにはリフトが組み込まれているので, そのままジャッキアップして少しトーイン方向に調整.それから車を降ろして再度,測定. これを2回ほど繰り返すと,だいたいサイドスリップが0になった.そしたら前進時だけでなく,念のために後退時や, 車を手押ししたときの値も測定し,サイドスリップがほぼ0であることを最終的に確認できたので, タイロッドエンドのロックナットを本締めした.
サイドスリップ測定中.タイヤが測定部を通過すると(右上),サイドスリップの値がメーターに示される(右下)

トーイン調整中.ロックナットを緩めた状態でタイロッドを回すことで調整できる.
さて,ステアリングのホーンパッドが外れたままなので取り付けようとしたが, そのまま作業するとホーンが鳴ってうるさいので,エンジンルーム内にあるホーンのヒューズをあらかじめ抜いてから作業した. (作業日:2002年12月29日)

・結果

パワステポンプは以前に交換済みなので,ハンドルの重さは特に変化しないと予想していたのだが, 実際に走ってみると少し重くなったというか,しっかりしたような感じがある.新品なので摺動部の動きがちょっと固いのだろうか. しばらく走っていればもう少し軽くなるのかもしれない.あとゴムブッシュを新品にしたためか, カーブでハンドルを切った時に車が実際に曲がり出すまでのタイムラグが少なくなったように思われる. 特に高速道路でのレーンチェンジ時に,以前の感覚でハンドルを切ったら,カクンと車が曲がってびっくりした. ただショックアブソーバがへなへななので(特にリヤ),カーブではリヤがへたる感じが以前よりはっきりしたような気がする. これはショックアブソーバを交換するしかないのだが,さてどうしたものだろうか.
今回の作業の難易度だが,一つ一つの手順は非常に単純で,特に難しいということはない. ただ,一部のボルトやギヤボックス全体を脱着するのに,作業空間が狭くてやりにくいため,一人ではかなり大変である. リフトを使って,二人がかりで作業することが望ましい.

・謝辞

最後に,前回のシリンダーヘッド載せ替えの時と同じく, 部品や場所の手配と作業の大部分を行っていただいた,しの4さん, 写真撮影や作業の手伝いをしていただいた,くづさんに,この場を借りて深くお礼申し上げます.

最終更新日:2003年1月15日

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