JP2007008391A - Seal structure, and power steering device - Google Patents

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修 佐野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a seal structure capable of reducing sliding/rotating resistance at a part where one side surface of a seal ring contacts with a side surface of an annular groove, and a power steering device capable of decreasing steering force required when a steering wheel connected to a valve body is steered and obtaining good steering feeling. <P>SOLUTION: A cylindrical valve body 5 and a valve spool fitted so as to displace a relative angle by steering the steering wheel; a valve housing 7 wherein the valve body 5 is internally fitted in a pressure liquid chamber 71 so as to rotate; and the seal ring 8 fitted with the annular groove 4 provided on the valve body 5, and pressed in a diametrical direction and to a first side in an axial length direction by pressure liquid of the pressure liquid chamber 71 to prevent the leakage of the pressure liquid are equipped. A pressure receiving recessed portion 81 wherein the pressure liquid in the annular groove 4 presses the seal ring 8 to a second side in the axial length direction is provided on one side surface 8a of the seal ring 8. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は第1部材及び第2部材間の圧液洩れを防ぐシール構造及びバルブボディとバルブスプールとの相対角変位を利用して液圧の制御動作をなす回転式の液圧制御弁を備えるパワーステアリング装置に関する。   The present invention includes a seal structure that prevents leakage of pressurized liquid between the first member and the second member, and a rotary hydraulic pressure control valve that performs a hydraulic pressure control operation using a relative angular displacement between the valve body and the valve spool. The present invention relates to a power steering device.

液圧制御弁を備えるパワーステアリング装置は、操舵輪に繋がって回転することが可能な入力軸と、該入力軸にトーションバーにより同軸的に連結された出力軸と、車両の舵取機構中に配置された操舵補助用の液圧シリンダ及び液圧ポンプに連なり、操舵輪の操舵に応じて圧液の給排動作をなす液圧制御弁とを備えており、前記出力軸がラックアンドピニオン式の舵取装置に繋がるように構成されている(例えば、特許文献1参照。)。   A power steering device including a hydraulic pressure control valve includes an input shaft connected to a steering wheel and capable of rotating, an output shaft coaxially connected to the input shaft by a torsion bar, and a steering mechanism of the vehicle. A hydraulic pressure control valve that is connected to a hydraulic cylinder for assisting steering and a hydraulic pump, and that supplies and discharges hydraulic fluid in response to steering of the steering wheel, and the output shaft is a rack and pinion type It is comprised so that it may connect with the steering apparatus of (for example, refer patent document 1).

また、特許文献1の液圧制御弁は、前記出力軸に連結された筒形のバルブボディと、該バルブボディに相対角変位を可能に嵌合され前記入力軸に連結されたバルブスプールと、前記バルブボディが収容される圧液室を有し且つ給排用のポートを有する筒状のバルブハウジングと、前記バルブボディの外周面に設けられた複数の環状溝に嵌合され且つ前記圧液室の圧液によりその径方向外方及び軸長方向一方へ押圧されて前記圧液の洩れを防ぐ複数のシールリングとを備えている。   Further, the hydraulic pressure control valve of Patent Document 1 includes a cylindrical valve body connected to the output shaft, a valve spool fitted to the valve body so as to be capable of relative angular displacement, and connected to the input shaft, A cylindrical valve housing having a pressure fluid chamber in which the valve body is accommodated and having a supply / discharge port, and a plurality of annular grooves provided on an outer peripheral surface of the valve body and the pressure fluid And a plurality of seal rings which are pressed by the chamber pressure fluid outward in the radial direction and in one axial direction to prevent leakage of the fluid pressure.

シールリングは前記バルブハウジングのポートを介して給排される圧液がバルブハウジングの内周面及びバルブボディの外周面間の隙間から洩れるのを防ぐものであり、前記環状溝の両側面と平行に対向し、受圧面積が等しい二つの側面を有する断面長方形をなし、可撓性を有する材料により形成されている。そして、圧液室の圧液が前記隙間から前記環状溝に浸入することにより、シールリングが軸長方向一方と、径方向外方とに押圧され、シールリングの一側面が環状溝の一側面に全面接触し、シールリングの外周面がバルブハウジングの内周面に全面接触する。   The seal ring prevents pressure fluid supplied and discharged through the port of the valve housing from leaking from the gap between the inner peripheral surface of the valve housing and the outer peripheral surface of the valve body, and is parallel to both side surfaces of the annular groove. The cross section has a rectangular shape with two side surfaces having the same pressure receiving area, and is formed of a flexible material. Then, when the pressure fluid in the pressure fluid chamber enters the annular groove from the gap, the seal ring is pressed to one side in the axial direction and radially outward, and one side surface of the seal ring is one side surface of the annular groove. The outer peripheral surface of the seal ring comes into full contact with the inner peripheral surface of the valve housing.

以上のようにシールリングを備えるパワーステアリング装置にあっては、車両の旋回時等、液圧シリンダによる操舵補助力が大きくなるとき、前記バルブボディ及びバルブスプール間の絞り量が増加し、前記圧液室の液圧及び前記環状溝内の液圧が上昇することになり、シールリングを押圧する力が比較的大きくなる。 また、シール構造は前記環状溝及び前記シールリングを備える。
特開2003−312501号公報
As described above, in the power steering device having the seal ring, when the steering assist force by the hydraulic cylinder becomes large, such as when the vehicle turns, the throttle amount between the valve body and the valve spool increases, and the pressure The liquid pressure in the liquid chamber and the liquid pressure in the annular groove will increase, and the force for pressing the seal ring will be relatively large. The seal structure includes the annular groove and the seal ring.
JP 2003-312501 A

ところで、特許文献1等の従来のパワーステアリング装置及びシール構造のシールリングは、環状溝内の圧液により軸長方向一方及び径方向外方に押圧されるように構成されており、車両の旋回時等、圧液室の液圧及び環状溝内の液圧が上昇したとき、シールリングが静止部材としてのバルブハウジングの内周面に固着された状態となり、この固着された状態でシールリングの一側面及び環状溝の側面間に滑りが発生し、バルブボディがシールリング及びバルブハウジングに対して摺動回転するため、バルブボディの摺動回転抵抗が比較的大きく、バルブボディに繋がる操舵手段が操舵されるときに必要な操舵力が大きくなっており、操舵フィーリングの改善策が要望されていた。   By the way, the conventional power steering device and the seal ring of the seal structure disclosed in Patent Document 1 and the like are configured to be pressed in one axial direction and radially outward by the pressure liquid in the annular groove, so that the vehicle turns. When the fluid pressure in the pressure fluid chamber and the fluid pressure in the annular groove rise, the seal ring is fixed to the inner peripheral surface of the valve housing as a stationary member. Sliding occurs between one side surface and the side surface of the annular groove, and the valve body slides and rotates with respect to the seal ring and the valve housing. Therefore, the sliding rotation resistance of the valve body is relatively large, and steering means connected to the valve body is provided. Steering force required for steering is increased, and there has been a demand for an improvement in steering feeling.

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、主たる目的はシールリングの一側面が環状溝の側面に接触する箇所の摺動回転抵抗を低減できるシール構造及び第2部材としてのバルブボディに繋がる操舵手段が操舵されるときに必要な操舵力を小さくでき、良好な操舵フィーリングを得ることができるパワーステアリング装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and a main object thereof is a seal structure and a valve body as a second member that can reduce sliding rotation resistance at a location where one side surface of the seal ring contacts the side surface of the annular groove. An object of the present invention is to provide a power steering device that can reduce the steering force required when the steering means connected to the vehicle is steered and can obtain a good steering feeling.

第1発明に係るシール構造は、圧液室を有する第1部材及び前記圧液室に相対回転を可能に嵌合された第2部材の一方に設けられた環状溝と、該環状溝に嵌合され且つ前記圧液室の圧液によりその径方向及びその軸長方向一方へ押圧されて前記圧液の洩れを防ぐシールリングとを備えるシール構造において、前記環状溝の側面及び前記シールリングの側面の少なくとも一方は、前記圧液が前記シールリングを軸長方向他方へ押圧する受圧凹部を有することを特徴とする。   A seal structure according to a first aspect of the present invention includes an annular groove provided on one of a first member having a pressurized fluid chamber and a second member fitted to the pressurized fluid chamber so as to be capable of relative rotation, and fitted in the annular groove. And a seal ring that is pressed by the pressure fluid in the pressure fluid chamber in one of the radial direction and the axial length direction thereof to prevent leakage of the pressure fluid, and the side surface of the annular groove and the seal ring At least one of the side surfaces has a pressure receiving recess that the pressure liquid presses the seal ring to the other in the axial direction.

第2発明に係るシール構造は、前記環状溝は前記第2部材の外周面に設けてあり、前記受圧凹部は前記シールリングの一側面で且つ径方向の中途に設けてあることを特徴とする。   The seal structure according to a second aspect of the invention is characterized in that the annular groove is provided on the outer peripheral surface of the second member, and the pressure receiving recess is provided on one side surface of the seal ring and in the middle in the radial direction. .

第3発明に係るパワーステアリング装置は、操舵手段の操舵により相対角変位を可能に嵌合された筒形のバルブボディ及びバルブスプールと、圧液室を有し該圧液室に前記バルブボディが回転を可能に内嵌されたバルブハウジングと、該バルブハウジング及び前記バルブボディの一方に設けられた環状溝に嵌合され且つ前記圧液室の圧液によりその径方向及びその軸長方向一方へ押圧されて前記圧液の洩れを防ぐシールリングとを備え、前記相対角変位に基づいて昇圧する圧液により操舵補助するパワーステアリング装置において、前記環状溝の側面及び前記シールリングの側面の少なくとも一方は、前記圧液が前記シールリングを軸長方向他方へ押圧する受圧凹部を径方向の一部に有することを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a power steering device having a cylindrical valve body and a valve spool fitted so as to be capable of relative angular displacement by steering of a steering means, a pressure fluid chamber, and the valve body in the pressure fluid chamber. A valve housing fitted in a rotatable manner, and fitted in an annular groove provided in one of the valve housing and the valve body, and in the radial direction and the axial length direction thereof by the pressure liquid in the pressure liquid chamber A power ring device that includes a seal ring that is pressed to prevent leakage of the pressure fluid, and that assists steering by the pressure fluid that increases pressure based on the relative angular displacement, and at least one of a side surface of the annular groove and a side surface of the seal ring Is characterized in that the pressure liquid has a pressure receiving recess for pressing the seal ring in the other axial direction in a part of the radial direction.

第4発明に係るパワーステアリング装置は、前記環状溝は前記バルブボディの外周面に設けてあり、前記受圧凹部は前記シールリングの一側面で且つ径方向の中途に設けてあることを特徴とする。   In a power steering device according to a fourth aspect of the invention, the annular groove is provided on an outer peripheral surface of the valve body, and the pressure receiving recess is provided on one side surface of the seal ring and in the middle in the radial direction. .

第1発明にあっては、環状溝内の圧液によりシールリングが径方向及び軸長方向一方へ押圧され、シールリングの周面が第1部材の周面に押圧され、さらに、シールリングの一側面が環状溝の一側面に押圧されることになる。しかし、シールリングの一側面及び環状溝の側面の一方には受圧凹部が設けられており、該受圧凹部に加わる圧液によりシールリングを軸長方向他方へ押圧することができるため、シールリングが軸長方向一方へ押圧される押圧力と、シールリングが軸長方向他方へ押圧される押圧力との差を少なくすることができ、シールリングの一側面が環状溝の側面に接触する箇所の摺動回転抵抗を低減できる。しかも、シールリングの一側面が環状溝の側面に接触する箇所の接触面積を受圧凹部により少なくすることができ、前記摺動回転抵抗をより一層低減できる。また、前記摺動回転抵抗を低減できることにより、環状溝内の圧液をシールリングの一側面及び環状溝の側面の間に浸入させて湿潤させることができるため、前記摺動回転抵抗をより一層低減できる。従って、第2部材の回転性を高めることができ、第2部材を回転させるために必要な力を小さくすることができる。   In the first invention, the seal ring is pressed in one of the radial direction and the axial length direction by the pressure liquid in the annular groove, and the peripheral surface of the seal ring is pressed against the peripheral surface of the first member. One side is pressed against one side of the annular groove. However, a pressure receiving recess is provided on one of the side surface of the seal ring and the side surface of the annular groove, and the seal ring can be pressed to the other in the axial direction by the pressure liquid applied to the pressure receiving recess. The difference between the pressing force pressed to one side in the axial direction and the pressing force pressed to the other side in the axial direction can be reduced, and the location where one side surface of the seal ring contacts the side surface of the annular groove can be reduced. Sliding rotation resistance can be reduced. In addition, the contact area where the one side surface of the seal ring contacts the side surface of the annular groove can be reduced by the pressure receiving recess, and the sliding rotation resistance can be further reduced. Further, since the sliding rotation resistance can be reduced, the pressure liquid in the annular groove can be infiltrated and wetted between one side surface of the seal ring and the side surface of the annular groove. Can be reduced. Therefore, the rotability of the second member can be increased, and the force required to rotate the second member can be reduced.

第2発明及び第4発明にあっては、シールリングの一側面で且つ径方向の中途に受圧凹部が設けてあり、受圧凹部の径方向両側の面を環状溝の一側面に接触させることができるため、シールリングの成形により受圧凹部を設けることができ、受圧凹部を有するわりに安価にでき、しかも、シールリングの環状溝内での安定性を高めることができる。   In the second and fourth inventions, the pressure receiving recesses are provided on one side of the seal ring and in the middle of the radial direction, and the surfaces on both sides in the radial direction of the pressure receiving recess are brought into contact with one side of the annular groove. Therefore, the pressure receiving recess can be provided by molding the seal ring, and the cost can be reduced instead of having the pressure receiving recess, and the stability in the annular groove of the seal ring can be increased.

第3発明にあっては、環状溝内の圧液によりシールリングが径方向及び軸長方向一方へ押圧され、シールリングの周面がバルブハウジングの周面に押圧され、さらに、シールリングの一側面が環状溝の一側面に押圧されることになる。しかし、シールリングの一側面及び環状溝の側面の一方には受圧凹部が設けられており、該受圧凹部に加わる圧液によりシールリングを軸長方向他方へ押圧することができるため、シールリングが軸長方向一方へ押圧される押圧力と、シールリングが軸長方向他方へ押圧される押圧力との差を少なくすることができ、シールリングの一側面が環状溝の側面に接触する箇所の摺動回転抵抗を低減できる。しかも、シールリングの一側面が環状溝の側面に接触する箇所の接触面積を受圧凹部により少なくすることができ、前記摺動抵抗をより一層低減できる。また、前記摺動回転抵抗を低減できることにより、環状溝内の圧液をシールリングの一側面及び環状溝の側面の間に浸入させて湿潤させることができるため、前記摺動回転抵抗をより一層低減できる。従って、バルブボディに繋がる操舵手段が操舵されるときに必要な操舵力を小さくでき、良好な操舵フィーリングを得ることができる。   In the third invention, the seal ring is pressed in one of the radial direction and the axial length direction by the pressure liquid in the annular groove, the peripheral surface of the seal ring is pressed against the peripheral surface of the valve housing, and The side surface is pressed against one side surface of the annular groove. However, a pressure receiving recess is provided on one of the side surface of the seal ring and the side surface of the annular groove, and the seal ring can be pressed to the other in the axial direction by the pressure liquid applied to the pressure receiving recess. The difference between the pressing force pressed to one side in the axial direction and the pressing force pressed to the other side in the axial direction can be reduced, and the location where one side surface of the seal ring contacts the side surface of the annular groove can be reduced. Sliding rotation resistance can be reduced. In addition, the contact area where the one side surface of the seal ring contacts the side surface of the annular groove can be reduced by the pressure receiving recess, and the sliding resistance can be further reduced. Further, since the sliding rotation resistance can be reduced, the pressure liquid in the annular groove can be infiltrated and wetted between one side surface of the seal ring and the side surface of the annular groove. Can be reduced. Therefore, the steering force required when the steering means connected to the valve body is steered can be reduced, and a good steering feeling can be obtained.

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は本発明に係るシール構造を備えるパワーステアリング装置の一部の構成を示す断面図、図2は要部の模式的縦断平面図、図3は要部の拡大断面図、図4はシールリングが押圧されている状態の断面図、図5はパワーステアリング装置の全体の模式図である。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a part of a power steering apparatus having a seal structure according to the present invention, FIG. 2 is a schematic longitudinal plan view of a main part, FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the main part, and FIG. FIG. 5 is a schematic view of the entire power steering apparatus.

シール構造を備えるパワーステアリング装置は、操舵手段としての操舵輪Aに繋がって回転することが可能な入力軸1と、該入力軸1にトーションバー2により同軸的に連結された出力軸3と、入力軸1に連結され、外周面に四つの環状溝4を有する筒形のバルブボディ5と、該バルブボディ5に相対角変位が可能に嵌合され、入力軸1に連結されたバルブスプール6と、バルブボディ5が回転を可能に内嵌される圧液室71を有するバルブハウジング7と、夫々の環状溝4に嵌合され且つ圧液室71に供給される圧液によりその径方向及びその軸長方向へ押圧されて前記圧液の洩れを防ぐ四つのシールリング8とを備えている。尚、バルブハウジング7が第1部材を構成しており、また、バルブボディ5が第2部材を構成している。   A power steering device having a seal structure includes an input shaft 1 connected to a steering wheel A as a steering means and capable of rotating, an output shaft 3 coaxially connected to the input shaft 1 by a torsion bar 2, A tubular valve body 5 connected to the input shaft 1 and having four annular grooves 4 on the outer peripheral surface, and a valve spool 6 fitted to the valve body 5 so as to be capable of relative angular displacement and connected to the input shaft 1. And a valve housing 7 having a pressure fluid chamber 71 in which the valve body 5 is rotatably fitted, and a pressure fluid fitted in each annular groove 4 and supplied to the pressure fluid chamber 71 in the radial direction and There are four seal rings 8 that are pressed in the axial direction to prevent leakage of the pressurized liquid. The valve housing 7 constitutes a first member, and the valve body 5 constitutes a second member.

入力軸1はトーションバー2を連結する側に筒部1aを有しており、該筒部1aの先端に円筒形をなすバルブスプール6が一体的に設けられている。このバルブスプール6及び筒部1a内にはトーションバー2が挿入され、該トーションバー2の一端が筒部1aの基端にダウエルピン9により連結されている。また、筒部1aの先端はニードル軸受10により出力軸3の一端部に回転自在に支持されている。   The input shaft 1 has a cylindrical portion 1a on the side where the torsion bar 2 is connected, and a cylindrical valve spool 6 is integrally provided at the tip of the cylindrical portion 1a. A torsion bar 2 is inserted into the valve spool 6 and the cylinder part 1a, and one end of the torsion bar 2 is connected to the base end of the cylinder part 1a by a dowel pin 9. Further, the tip of the cylindrical portion 1 a is rotatably supported by one end portion of the output shaft 3 by a needle bearing 10.

出力軸3は一端部に嵌合孔3aを有し、他端部に後記するラック軸のラック歯に噛合するピニオン11を有しており、嵌合孔3aにトーションバー2の他端及びニードル軸受10が夫々内嵌されている。トーションバー2はスプライン嵌合により連結されている。   The output shaft 3 has a fitting hole 3a at one end and a pinion 11 that meshes with a rack tooth of a rack shaft, which will be described later, at the other end, and the other end of the torsion bar 2 and the needle in the fitting hole 3a. Each bearing 10 is fitted inside. The torsion bar 2 is connected by spline fitting.

バルブボディ5は、出力軸3の一端に連結ピン12により一体的に連結された円筒形をなしており、トーションバー2の捩れの範囲内でバルブスプール6と相対角変位が可能になっている。この相対角変位の量は最大で約5°であり、最大相対角変位量以上、換言すればトーションバー2の捩れの範囲以上ではバルブボディ5及びバルブスプール6が一体に回転する。   The valve body 5 has a cylindrical shape integrally connected to one end of the output shaft 3 by a connecting pin 12, and can be displaced relative to the valve spool 6 within the range of torsion of the torsion bar 2. . The amount of the relative angular displacement is about 5 ° at the maximum, and the valve body 5 and the valve spool 6 rotate integrally when the amount is greater than the maximum relative angular displacement amount, that is, beyond the torsional range of the torsion bar 2.

バルブボディ5の内側には、夫々等しい幅を有する複数個の第1の液溝5aが周方向に等配をなして並設されており、バルブスプール6の外周部には、同様に、夫々等しい幅を有する複数個の第2の液溝6aが周方向に等配をなして並設されている。   Inside the valve body 5, a plurality of first liquid grooves 5 a each having an equal width are arranged in parallel in the circumferential direction, and each of the outer circumferences of the valve spool 6 is similarly arranged. A plurality of second liquid grooves 6a having equal widths are arranged in parallel in the circumferential direction.

第1及び第2の液溝5a,6aは、トーションバー2に捩れが生じていない中立状態において、周方向に千鳥配置され、第1の液溝5aの夫々は第2の液溝6a間のランドに対向し、第2の液溝6aの夫々は第1の液溝5a間のランドに対向して、バルブボディ5とバルブスプール6との嵌合周上には、第1の液溝5aの内側の液室と、第2の液溝6aの外側の液室とが交互に並んだ状態となり、各液室間の連通部、即ち、第1及び第2の液溝5a,6aの幅方向両側の溝縁間は、前記相対角変位に応じて夫々の連通面積(絞り面積)を増減する絞り部5b,6bとして作用する。   The first and second liquid grooves 5a, 6a are staggered in the circumferential direction in a neutral state where the torsion bar 2 is not twisted, and each of the first liquid grooves 5a is between the second liquid grooves 6a. Each of the second liquid grooves 6a is opposed to the land between the first liquid grooves 5a, and the first liquid groove 5a is disposed on the fitting periphery of the valve body 5 and the valve spool 6. The liquid chambers on the inner side and the liquid chambers on the outer side of the second liquid groove 6a are alternately arranged, and the communication portion between the liquid chambers, that is, the width of the first and second liquid grooves 5a and 6a. The groove edges on both sides in the direction act as throttle portions 5b and 6b that increase or decrease the respective communication areas (throttle areas) according to the relative angular displacement.

また、バルブボディ5には液圧源たる液圧ポンプPの吐出側に連通する給液孔5cと、液圧シリンダSの一方のシリンダ室に連通する第1の送液孔5dと、液圧シリンダSの他方のシリンダ室に連通する第2の送液孔5eと、四つの環状溝4とを有する。給液孔5cと第1及び第2の送液孔5d,5eとは図1示すように軸長方向に離隔しており、第1及び第2の送液孔5d,5eの間に給液孔5cが配置されている。また、給液孔5cと第1及び第2の送液孔5d,5eとの間の外周面に二つの環状溝4が設けられており、第1及び第2の送液孔5d,5eの給液孔5cと反対側外周面に夫々一つの環状溝4が設けられている。環状溝4は離隔して平行に対向する二つの側面4a,4b及び該側面4a,4bに連なる周面4cを有する。バルブスプール6は排液先となる液タンクTに連通する排液孔6cを有する。   Further, the valve body 5 has a liquid supply hole 5c that communicates with the discharge side of the hydraulic pump P that is a hydraulic pressure source, a first liquid supply hole 5d that communicates with one cylinder chamber of the hydraulic cylinder S, and a hydraulic pressure. A second liquid feed hole 5e communicating with the other cylinder chamber of the cylinder S and four annular grooves 4 are provided. As shown in FIG. 1, the liquid supply hole 5c and the first and second liquid supply holes 5d and 5e are separated from each other in the axial length direction, and the liquid supply hole is provided between the first and second liquid supply holes 5d and 5e. The hole 5c is arranged. Two annular grooves 4 are provided on the outer peripheral surface between the liquid supply hole 5c and the first and second liquid supply holes 5d and 5e, and the first and second liquid supply holes 5d and 5e One annular groove 4 is provided on the outer peripheral surface opposite to the liquid supply hole 5c. The annular groove 4 has two side surfaces 4a and 4b that are spaced apart and parallel to each other, and a peripheral surface 4c that is continuous with the side surfaces 4a and 4b. The valve spool 6 has a drain hole 6c that communicates with a liquid tank T serving as a drain destination.

バルブハウジング7は給液孔5cと、第1及び第2の送液孔5d,5eと、排液孔6cとに対応する位置で圧液室71に開口するポート7a,7b,7c,7dが夫々設けられており、夫々のポート7a,7b,7c,7dと液圧ポンプP、液圧シリンダS、液圧タンクTとが液管13〜16により接続されている。   The valve housing 7 has ports 7a, 7b, 7c, 7d that open to the pressure chamber 71 at positions corresponding to the liquid supply holes 5c, the first and second liquid supply holes 5d, 5e, and the drain holes 6c. Each port 7a, 7b, 7c, 7d is connected to a hydraulic pump P, a hydraulic cylinder S, and a hydraulic tank T by liquid pipes 13-16.

シールリング8は、給液孔5cに給液される圧液、第1及び第2の送液孔5d,5eから送液される圧液が、バルブハウジング7の内周面及びバルブボディ5の外周面間の隙間Kから洩れるのを防ぐものであり、環状溝4の二つの側面4a,4bと平行に対向し、受圧面積が等しい二つの側面8a,8bと、環状溝4の周面4cより大径の内周面及びバルブハウジング7の内周面に対応する外周面とを有する断面長方形をなし、可撓性を有する材料により成形されている。   The seal ring 8 allows the pressure liquid supplied to the liquid supply hole 5 c and the pressure liquid supplied from the first and second liquid supply holes 5 d and 5 e to pass through the inner peripheral surface of the valve housing 7 and the valve body 5. In order to prevent leakage from the gap K between the outer peripheral surfaces, the two side surfaces 8a and 8b that face the two side surfaces 4a and 4b of the annular groove 4 in parallel and have the same pressure receiving area, and the peripheral surface 4c of the annular groove 4 It has a rectangular cross section having an inner peripheral surface having a larger diameter and an outer peripheral surface corresponding to the inner peripheral surface of the valve housing 7, and is formed of a flexible material.

シールリング8の一側面8aで且つ径方向の中央部には、環状溝4内の圧液がシールリング8を軸長方向他方へ押圧する環状の受圧凹部81が設けられている。この受圧凹部81はシールリング8の径方向厚さの約2/3の幅で且つ全幅に亘って等しい深さとなる環状溝からなり、この受圧凹部81に、シールリング8を軸長方向他方へ押圧する圧力が加わるようにしてある。また、一側面8aで且つ受圧凹部81より内周側の面粗さは、環状溝4内の圧液が受圧凹部81へ浸入することができる面粗さになっている。   An annular pressure receiving recess 81 is provided in one side surface 8a of the seal ring 8 and in the radial central portion so that the pressure liquid in the annular groove 4 presses the seal ring 8 to the other in the axial direction. The pressure receiving recess 81 is formed of an annular groove having a width of about 2/3 of the radial thickness of the seal ring 8 and an equal depth over the entire width. The seal ring 8 is moved to the other side in the axial length direction in the pressure receiving recess 81. A pressing pressure is applied. Further, the surface roughness of the one side surface 8 a and the inner peripheral side from the pressure receiving recess 81 is such that the pressure liquid in the annular groove 4 can enter the pressure receiving recess 81.

以上のように構成されたパワーステアリング装置は、操舵手段としての操舵輪Aが操舵中立位置から操作されることにより、入力軸1を介してトーションバー2に捩れが発生するとともに、バルブボディ5及びバルブスプール6に相対角変位が発生し、液圧ポンプPから液管13、ポート7a及び給液孔5cを経て第1の液溝5aに供給された圧液が絞り部5b又は6bにより流量制御され、一方の送液孔5d又は5eから液圧シリンダSの一方のシリンダ室に圧液が供給され、液圧シリンダSのピストンの一端に連結されたラック軸Rが軸長方向へ移動し、該ラック軸R及びピストンの他端に連結された一対の車輪が転向され、操舵補助が行われる。この操舵補助時、ラック軸Rのラック歯に噛合するピニオン11を有する出力軸3は、ラック軸Rの軸長方向への移動に連動して回転し、この出力軸3に連結されているバルブボディ5はバルブハウジング7に対して回転する。また、第1の液溝5aに供給された圧液は、バルブハウジング7の内周面及びバルブボディ5の外周面間の隙間Kから環状溝4へ流入し、該環状溝4内の圧液によりシールリング8が押圧される。   In the power steering apparatus configured as described above, the torsion bar 2 is twisted via the input shaft 1 when the steered wheel A as the steering means is operated from the steering neutral position, and the valve body 5 and A relative angular displacement occurs in the valve spool 6, and the pressure fluid supplied from the fluid pressure pump P to the first fluid groove 5a through the fluid pipe 13, the port 7a and the fluid supply hole 5c is controlled in flow rate by the throttle portion 5b or 6b. Then, pressurized liquid is supplied from one liquid feed hole 5d or 5e to one cylinder chamber of the hydraulic cylinder S, and the rack shaft R connected to one end of the piston of the hydraulic cylinder S moves in the axial direction. A pair of wheels connected to the rack shaft R and the other end of the piston are turned to provide steering assistance. During this steering assist, the output shaft 3 having the pinion 11 that meshes with the rack teeth of the rack shaft R rotates in conjunction with the movement of the rack shaft R in the axial length direction, and the valve connected to the output shaft 3. The body 5 rotates relative to the valve housing 7. Further, the pressurized liquid supplied to the first liquid groove 5 a flows into the annular groove 4 from the gap K between the inner peripheral surface of the valve housing 7 and the outer peripheral surface of the valve body 5, and the pressurized liquid in the annular groove 4 As a result, the seal ring 8 is pressed.

操舵補助が行われるとき、第1の液溝5a内及び環状溝4内の圧液の圧力は上昇して比較的高圧となり、シールリング8は、図4に示すように前記隙間Kから環状溝4へ流入した圧液の圧力が他側面8bに軸長方向へ加わるとともに、圧液の圧力がシールリング8の内周面に径方向外方へ加わり、さらに圧液の圧力が受圧凹部81に加わる。従って、シールリング8は内周面に加わる圧液の圧力によりバルブハウジング7の内周面に比較的強く押圧され、シールリング8はバルブハウジング7に固着された状態になる。また、シールリング8の他側面8bに加わる圧液によりシールリング8を軸長方向一方へ押圧する押圧力P1と、シールリング8の受圧凹部81に加わる圧液によりシールリング8を軸長方向他方へ押圧する押圧力P2との差を比較的少なくすることができる。このため、シールリング8の一側面8aが環状溝4の側面4aに接触する箇所の摺動回転抵抗を比較的小さくすることができる。   When the steering assist is performed, the pressure of the pressurized liquid in the first liquid groove 5a and the annular groove 4 rises to a relatively high pressure, and the seal ring 8 moves from the gap K to the annular groove as shown in FIG. 4 is applied to the other side surface 8b in the axial length direction, and the pressure fluid pressure is applied radially outward to the inner peripheral surface of the seal ring 8, and the pressure fluid pressure is applied to the pressure receiving recess 81. Join. Accordingly, the seal ring 8 is relatively strongly pressed against the inner peripheral surface of the valve housing 7 by the pressure of the pressurized liquid applied to the inner peripheral surface, and the seal ring 8 is fixed to the valve housing 7. Further, the pressure ring P1 presses the seal ring 8 in one axial direction by the pressure liquid applied to the other side surface 8b of the seal ring 8, and the pressure ring applied to the pressure receiving recess 81 of the seal ring 8 causes the seal ring 8 to move in the other axial direction. The difference from the pressing force P2 that presses toward can be made relatively small. For this reason, the sliding rotation resistance of the location where one side surface 8a of the seal ring 8 contacts the side surface 4a of the annular groove 4 can be made relatively small.

図6は前記摺動回転抵抗(トルク)と環状溝4内の圧液力との関係を示すグラフである。図中の破線は受圧凹部81を有しない場合の特性を示しており、同じく実線は受圧凹部81を有する場合の特性を示しており、受圧凹部81を有する場合、受圧凹部81を有しない場合に比べて摺動回転抵抗(トルク)を約1/2にできる。従って、バルブボディ5に繋がる操舵手段(操舵輪A)が操舵されるときに必要な操舵力を小さくでき、良好な操舵フィーリングを得ることができる。   FIG. 6 is a graph showing the relationship between the sliding rotation resistance (torque) and the hydraulic pressure in the annular groove 4. The broken line in the figure indicates the characteristic when the pressure receiving recess 81 is not provided, and the solid line also indicates the characteristic when the pressure receiving recess 81 is provided. When the pressure receiving recess 81 is provided, the pressure receiving recess 81 is not provided. In comparison, the sliding rotation resistance (torque) can be reduced to about ½. Therefore, the steering force required when the steering means (steering wheel A) connected to the valve body 5 is steered can be reduced, and a good steering feeling can be obtained.

図7は操舵手段に加わる操舵トルクと液圧シリンダが発生する圧液力との関係を示すグラフである。図中の破線は操舵補助が行われない場合の特性を示しており、同じく一点鎖線は受圧凹部81がなく、液圧シリンダSが発生する操舵補助力により操舵補助が行われた場合の特性を示しており、同じく実線は受圧凹部81を有し、液圧シリンダが発生する操舵補助力により操舵補助が行われた場合の特性を示しており、受圧凹部81を有する場合、実線の受圧凹部81を有しない場合に比べて操舵トルクを低減できる。従って、良好な操舵フィーリングを得ることができる。   FIG. 7 is a graph showing the relationship between the steering torque applied to the steering means and the hydraulic pressure generated by the hydraulic cylinder. The broken line in the figure shows the characteristic when the steering assist is not performed, and the alternate long and short dash line indicates the characteristic when the steering assist is performed by the steering assist force generated by the hydraulic cylinder S without the pressure receiving recess 81. Similarly, the solid line has a pressure receiving recess 81, and shows characteristics when the steering assist is performed by the steering assist force generated by the hydraulic cylinder. When the pressure receiving recess 81 is provided, the solid line pressure receiving recess 81 is shown. Steering torque can be reduced as compared with the case where there is no engine. Therefore, a good steering feeling can be obtained.

尚、以上説明した実施の形態では、バルブスプール6が入力軸1に連結され、バルブボディ5が出力軸3に連結されている構成としたが、その他、バルブスプール6が出力軸3に連結され、バルブボディ5が入力軸1に連結されている構成としてもよい。   In the embodiment described above, the valve spool 6 is connected to the input shaft 1 and the valve body 5 is connected to the output shaft 3. However, the valve spool 6 is connected to the output shaft 3. The valve body 5 may be connected to the input shaft 1.

また、以上説明した実施の形態では、バルブボディ5の外周面に環状溝4を設けたが、その他、この環状溝4はバルブハウジング7の圧液室71の内周面に設けてもよい。   Further, in the embodiment described above, the annular groove 4 is provided on the outer peripheral surface of the valve body 5, but the annular groove 4 may be provided on the inner peripheral surface of the pressurized fluid chamber 71 of the valve housing 7.

また、シールリング8の受圧凹部81は環状としたが、その他、この受圧凹部81はほぼ全周に亘って円弧形をなす構成としてもよいし、また、複数の周方向位置に有する構成としてもよい。この後者の場合、複数の受圧凹部81は円弧形、丸形、角形等であればよく、受圧凹部81の構成は特に制限されない。また、複数の受圧凹部81は連通路により互いに連通する構成としてもよい。   Further, although the pressure receiving recess 81 of the seal ring 8 is annular, the pressure receiving recess 81 may be configured to have an arc shape over substantially the entire circumference, or as a configuration having a plurality of circumferential positions. Also good. In this latter case, the plurality of pressure receiving recesses 81 may be arcuate, round, square, etc., and the configuration of the pressure receiving recesses 81 is not particularly limited. The plurality of pressure receiving recesses 81 may be configured to communicate with each other through a communication path.

また、シールリング8は、一側面8aで且つ受圧凹部81より内周側の面粗さを環状溝4内の圧液が受圧凹部81へ浸入することができる面粗さにしたが、その他、シールリング8の内周面及び受圧凹部81に連通する圧液導入路を有する構成としてもよい。   Further, the seal ring 8 has a surface roughness on one side surface 8a and on the inner peripheral side from the pressure receiving recess 81, so that the pressure liquid in the annular groove 4 can enter the pressure receiving recess 81. It is good also as a structure which has a pressurized liquid introduction path connected to the internal peripheral surface of the seal ring 8 and the pressure receiving recessed part 81.

また、本発明に係るシール構造はパワーステアリング装置に用いたが、その他、環状溝4と、該環状溝4に嵌合され且つ圧液室71の圧液によりその径方向及びその軸長方向一方へ押圧されて前記圧液の洩れを防ぐシールリング8とを備える装置に用いることができる。   In addition, the seal structure according to the present invention is used in the power steering apparatus. In addition, the radial groove and the axial length direction of the annular groove 4 are fitted in the annular groove 4 and are pressurized by the pressure chamber 71. It can be used for an apparatus provided with a seal ring 8 that is pressed to prevent the pressure liquid from leaking.

本発明に係るシール構造を備えるパワーステアリング装置の一部の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of a part of power steering apparatus provided with the seal structure which concerns on this invention. 本発明に係るシール構造を備えるパワーステアリング装置の要部の模式的縦断平面図である。It is a typical longitudinal section top view of the important section of a power steering device provided with the seal structure concerning the present invention. 本発明に係るシール構造を備えるパワーステアリング装置の要部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the important section of a power steering device provided with the seal structure concerning the present invention. 本発明に係るシール構造を備えるパワーステアリング装置のシールリングが押圧されている状態の断面図である。It is sectional drawing of the state in which the seal ring of a power steering apparatus provided with the seal structure which concerns on this invention is pressed. 本発明に係るシール構造を備えるパワーステアリング装置の全体の模式図である。It is a schematic diagram of the whole power steering apparatus provided with the seal structure which concerns on this invention. 摺動回転抵抗(トルク)と環状溝内の圧液力との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between sliding rotation resistance (torque) and the hydraulic fluid force in an annular groove. 操舵手段に加わる操舵トルクと液圧シリンダが発生する圧液力との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the steering torque added to a steering means, and the hydraulic pressure which a hydraulic cylinder generate | occur | produces.

符号の説明Explanation of symbols

4 環状溝
4a 側面
5 バルブボディ(第2部材)
6 バルブスプール
7 バルブハウジング(第1部材)
71 圧液室
8 シールリング
8a 一側面
81 受圧凹部
A 操舵輪(操舵手段)
4 annular groove 4a side surface 5 valve body (second member)
6 Valve spool 7 Valve housing (first member)
Reference Signs List 71 Pressure chamber 8 Seal ring 8a One side 81 Pressure receiving recess A Steering wheel (steering means)

Claims (4)

圧液室を有する第1部材及び前記圧液室に相対回転を可能に嵌合された第2部材の一方に設けられた環状溝と、該環状溝に嵌合され且つ前記圧液室の圧液によりその径方向及びその軸長方向一方へ押圧されて前記圧液の洩れを防ぐシールリングとを備えるシール構造において、前記環状溝の側面及び前記シールリングの側面の少なくとも一方は、前記圧液が前記シールリングを軸長方向他方へ押圧する受圧凹部を有することを特徴とするシール構造。   An annular groove provided on one of a first member having a pressurized fluid chamber and a second member fitted to the pressurized fluid chamber so as to be capable of relative rotation, and a pressure of the pressurized fluid chamber fitted in the annular groove. A seal structure that is pressed by the liquid in one of its radial direction and its axial length direction to prevent leakage of the pressurized liquid, and at least one of the side surface of the annular groove and the side surface of the seal ring is the pressurized liquid Has a pressure receiving recess for pressing the seal ring in the other axial direction. 前記環状溝は前記第2部材の外周面に設けてあり、前記受圧凹部は前記シールリングの一側面で且つ径方向の中途に設けてある請求項1記載のシール構造。   The seal structure according to claim 1, wherein the annular groove is provided on an outer peripheral surface of the second member, and the pressure-receiving recess is provided on one side surface of the seal ring and in the middle of the radial direction. 操舵手段の操舵により相対角変位を可能に嵌合された筒形のバルブボディ及びバルブスプールと、圧液室を有し該圧液室に前記バルブボディが回転を可能に内嵌されたバルブハウジングと、該バルブハウジング及び前記バルブボディの一方に設けられた環状溝に嵌合され且つ前記圧液室の圧液によりその径方向及びその軸長方向一方へ押圧されて前記圧液の洩れを防ぐシールリングとを備え、前記相対角変位に基づいて昇圧する圧液により操舵補助するパワーステアリング装置において、前記環状溝の側面及び前記シールリングの側面の少なくとも一方は、前記圧液が前記シールリングを軸長方向他方へ押圧する受圧凹部を径方向の一部に有することを特徴とするパワーステアリング装置。   A tubular valve body and a valve spool which are fitted so as to be capable of relative angular displacement by steering of the steering means, and a valve housing which has a pressure fluid chamber and in which the valve body is rotatably fitted. And is fitted into an annular groove provided in one of the valve housing and the valve body and is pressed in the radial direction and in the axial direction thereof by the pressurized liquid in the pressurized fluid chamber to prevent leakage of the pressurized fluid. A power steering device that assists steering with a pressurized liquid that is boosted based on the relative angular displacement, wherein at least one of a side surface of the annular groove and a side surface of the seal ring has the pressure liquid passing through the seal ring. A power steering device having a pressure receiving recess for pressing toward the other in the axial direction in a part in a radial direction. 前記環状溝は前記バルブボディの外周面に設けてあり、前記受圧凹部は前記シールリングの一側面で且つ径方向の中途に設けてある請求項3記載のパワーステアリング装置。
4. The power steering apparatus according to claim 3, wherein the annular groove is provided on an outer peripheral surface of the valve body, and the pressure receiving recess is provided on one side surface of the seal ring and in the middle in the radial direction.
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