JP2010203497A - Power cylinder and hydraulic power steering device using the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power cylinder capable of reducing cost, and a hydraulic power steering device using the same. <P>SOLUTION: This power cylinder 10 has a piston ring 16 arranged in a peripheral groove 15 formed on the outer peripheral side of a piston 12 and sealing a part between an inner wall 11a of a cylinder tube 11 and the piston 12. A bottom surface 17 of the peripheral groove 15 is formed with an inclined face 17a inclining inside in the radial direction toward the center in the axial direction of the peripheral groove 15 from an inside end 18a in the radial direction of a sidewall surface 18 of the peripheral groove 15 and capable of abutting on a corner part 16d on the inside in the radial direction of the piston ring 16 in a state of contacting the piston ring 16 with the inner wall 11a of the cylinder tube 11. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ラック軸をアシストするためのパワーシリンダ及びこれを用いた油圧式パワーステアリング装置に関する。   The present invention relates to a power cylinder for assisting a rack shaft and a hydraulic power steering apparatus using the same.

自動車に用いられるラックアンドピニオン式の油圧式パワーステアリング装置は、油圧の供給によって操舵補助力を発生させるパワーシリンダを備えている。このパワーシリンダは、シリンダチューブと、前記シリンダチューブ内を軸方向に移動するピストンロッドとしての機能を有するラック軸と、前記ラック軸に固定され前記シリンダチューブ内を二つの油室に分けるピストンとを備えている。ピストンとシリンダチューブとの間には、両者の間を密封するためのピストンリングが介在している。   A rack-and-pinion type hydraulic power steering apparatus used in an automobile includes a power cylinder that generates a steering assist force by supplying hydraulic pressure. The power cylinder includes a cylinder tube, a rack shaft that functions as a piston rod that moves in the axial direction in the cylinder tube, and a piston that is fixed to the rack shaft and divides the cylinder tube into two oil chambers. I have. A piston ring for sealing between the piston and the cylinder tube is interposed.

図5は、従来のパワーシリンダのピストン周辺の部分断面図である。図に示すように、ピストン101は、ラック軸102に固定されシリンダチューブ103内を第一及び第二油室104,105に分けている。ピストン101の外周面には、径方向内側に凹む周溝106が形成されており、この周溝106の内部にピストンリング107及びOリング108が配置されている。
ピストンリング107は、シリンダチューブ103の内周面に接した状態で周溝106内に配置されている。また、Oリング108は、ピストンリング107の内周面と周溝106の底面とに当接した状態で両者の間に介在している。
FIG. 5 is a partial cross-sectional view around the piston of a conventional power cylinder. As shown in the figure, the piston 101 is fixed to the rack shaft 102 and the inside of the cylinder tube 103 is divided into first and second oil chambers 104 and 105. A circumferential groove 106 that is recessed radially inward is formed on the outer circumferential surface of the piston 101, and a piston ring 107 and an O-ring 108 are disposed inside the circumferential groove 106.
The piston ring 107 is disposed in the circumferential groove 106 in contact with the inner peripheral surface of the cylinder tube 103. The O-ring 108 is interposed between the piston ring 107 and the inner peripheral surface of the piston ring 107 and the bottom surface of the peripheral groove 106.

図5では、第一油室104の油圧が第二油室105の油圧よりも高い状態にある場合を示している。第一油室104の油圧が第二油室105の油圧よりも高い場合、その油圧差によって、ピストンリング107及びOリング108は、周溝106の第二油室105側の側壁に移動し、さらにOリング108が油圧によって押圧されることで、ピストンリング107をシリンダチューブ103の内周面に向けて押圧するように変形する。これによって、ピストンリング107をシリンダチューブ103に押圧し、両者の間の密封性を確保するように構成されていた(例えば、特許文献1参照)。   FIG. 5 shows a case where the hydraulic pressure in the first oil chamber 104 is higher than the hydraulic pressure in the second oil chamber 105. When the hydraulic pressure in the first oil chamber 104 is higher than the hydraulic pressure in the second oil chamber 105, the piston ring 107 and the O-ring 108 move to the side wall on the second oil chamber 105 side of the circumferential groove 106 due to the hydraulic pressure difference. Further, when the O-ring 108 is pressed by hydraulic pressure, the piston ring 107 is deformed so as to be pressed toward the inner peripheral surface of the cylinder tube 103. As a result, the piston ring 107 is pressed against the cylinder tube 103 to ensure a sealing property between the two (for example, see Patent Document 1).

特開平10−252711号公報JP-A-10-252711

上記従来のパワーシリンダでは、ピストン101とピストンリング107との間にOリング108を介在させてピストンリング107とシリンダチューブ103との間の密封性を確保するといった比較的簡易な構造で構成されている一方、近年、自動車部品においては、低コスト化の要請が強く、パワーシリンダにおいても、さらなる低コスト化を図るための方策が嘱望されていた。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、より簡易な構成とすることで、低コスト化を図ることができるパワーシリンダ、及びこれを用いた油圧式パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
The above-described conventional power cylinder has a relatively simple structure in which an O-ring 108 is interposed between the piston 101 and the piston ring 107 to ensure the sealing performance between the piston ring 107 and the cylinder tube 103. On the other hand, in recent years, there has been a strong demand for lowering the cost of automobile parts, and measures for further lowering the cost of power cylinders have been desired.
The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a power cylinder capable of reducing the cost by using a simpler configuration, and a hydraulic power steering apparatus using the same. With the goal.

上記目的を達成するための本発明は、シリンダチューブと、前記シリンダチューブ内を軸方向に移動可能なピストンロッドと、前記ピストンロッドに固定され前記シリンダチューブ内をそれぞれに油圧が供給される二つの油室に分け、これら二つの油室の油圧差により前記シリンダチューブ内を軸方向に移動するピストンと、前記ピストンの外周側に形成された周溝に配置され、前記シリンダチューブの内壁と、ピストンとの間をシールするピストンリングと、を備えたパワーシリンダにおいて、前記周溝の底面には、当該周溝の側壁面の径方向内側端から前記周溝の軸方向中央に向かって径方向内側に傾斜し、前記ピストンリングが前記シリンダチューブの内壁に接触した状態で当該ピストンリングの径方向内側の角部が当接可能な傾斜面が形成されていることを特徴としている。   In order to achieve the above object, the present invention includes a cylinder tube, a piston rod that is movable in the axial direction in the cylinder tube, and two cylinders that are fixed to the piston rod and are supplied with hydraulic pressure in the cylinder tube. It is divided into oil chambers, a piston that moves in the axial direction in the cylinder tube due to a hydraulic pressure difference between these two oil chambers, a circumferential groove formed on the outer peripheral side of the piston, an inner wall of the cylinder tube, and a piston And a piston ring that seals between each of the circumferential grooves, the bottom surface of the circumferential groove has a radially inner side from a radially inner end of a side wall surface of the circumferential groove toward an axial center of the circumferential groove. Inclined surface that can be in contact with the radially inner corner of the piston ring while the piston ring is in contact with the inner wall of the cylinder tube It is characterized by being formed.

上記のように構成されたパワーシリンダによれば、前記周溝の底面に、ピストンリングがシリンダチューブの内壁に接触した状態で当該ピストンリングの径方向内側の角部が当接可能な傾斜面が形成されているので、一方の油室の油圧が高まり、その油圧によってピストンリングが周溝の側壁面に向けて軸方向に押圧されると、当該ピストンリングは側壁面に接触する前に径方向内側の角部が傾斜面に当接する。さらに油圧によって側壁面側へ押圧されると、ピストンリングの径方向内側の角部は、傾斜面に沿って径方向外側に押し上げられ、当該ピストンリング全体に対して、径方向外側へ押し上げられる力が作用する。これにより、ピストンリングはシリンダチューブの壁面に押圧され、この結果、ピストンリングとシリンダチューブとの間の密封性を確保することができる。
このように、本発明によれば、上記従来例のようにOリングを用いずともピストンリングとシリンダチューブとの間の密封性を確保することができるので、部品点数を削減でき、かつより簡易な構成とすることで、低コスト化を図ることができる。
According to the power cylinder configured as described above, there is an inclined surface on the bottom surface of the circumferential groove on which the piston ring can come into contact with the radially inner corner of the piston ring in a state where the piston ring is in contact with the inner wall of the cylinder tube. As a result, the hydraulic pressure of one oil chamber increases, and when the piston ring is pressed in the axial direction toward the side wall surface of the circumferential groove by the hydraulic pressure, the piston ring is in the radial direction before contacting the side wall surface. The inner corner contacts the inclined surface. When the oil pressure is further pressed to the side wall surface side, the radially inner corner of the piston ring is pushed radially outward along the inclined surface, and the force that pushes the entire piston ring radially outward. Works. Thereby, a piston ring is pressed by the wall surface of a cylinder tube, As a result, the sealing performance between a piston ring and a cylinder tube can be ensured.
Thus, according to the present invention, the sealing performance between the piston ring and the cylinder tube can be ensured without using an O-ring as in the above-described conventional example, so that the number of parts can be reduced and simpler. By adopting a simple configuration, the cost can be reduced.

上記パワーシリンダにおいて、前記二つの油室の油圧差がない状態において、前記傾斜面が、前記ピストンリングの径方向内側の角部に当接していることが好ましい。
この場合、二つの油室に油圧差が生じると、すでに傾斜面に当接しているピストンリングの径方向内側の角部は、傾斜面によって径方向外側へ押し上げられ、ピストンリングとシリンダチューブとの間が密封される。つまり、上記構成の場合、油圧差が生じた後、傾斜面に角部を当接させるべくピストンリングを軸方向へ移動させる必要がないため、当該パワーシリンダの応答性を高めることができる。
In the power cylinder, it is preferable that the inclined surface is in contact with a radially inner corner of the piston ring in a state where there is no difference in hydraulic pressure between the two oil chambers.
In this case, when a hydraulic pressure difference occurs between the two oil chambers, the radially inner corner of the piston ring that is already in contact with the inclined surface is pushed up radially outward by the inclined surface, and the piston ring and the cylinder tube The space is sealed. That is, in the case of the above-described configuration, it is not necessary to move the piston ring in the axial direction in order to bring the corner portion into contact with the inclined surface after the hydraulic pressure difference occurs, so that the responsiveness of the power cylinder can be improved.

また、前記ピストンリングの径方向内側の角部が、前記傾斜面の傾斜に対応した傾斜面に形成されているものであってもよく、この場合、周溝の傾斜面によるピストンリングの角部の押し上げをスムーズにでき、より確実にピストンリングをシリンダチューブの壁面に押圧することができる。   In addition, a corner portion on the radially inner side of the piston ring may be formed on an inclined surface corresponding to the inclination of the inclined surface. In this case, the corner portion of the piston ring by the inclined surface of the circumferential groove Can be smoothly pushed up, and the piston ring can be more reliably pressed against the wall surface of the cylinder tube.

また、本発明は、油圧の供給によって操舵補助力を発生するパワーシリンダを備えた油圧式パワーステアリング装置において、前記パワーシリンダが、上述のパワーシリンダであることを特徴としている。
上記構成の油圧式パワーステアリング装置によれば、上述のように、低コスト化を図ることができる。
According to the present invention, in the hydraulic power steering apparatus including a power cylinder that generates a steering assist force by supplying hydraulic pressure, the power cylinder is the above-described power cylinder.
According to the hydraulic power steering apparatus having the above-described configuration, as described above, cost reduction can be achieved.

本発明のパワーシリンダ及び油圧式パワーステアリング装置によれば、より簡易な構成とすることで、低コスト化を図ることができる。   According to the power cylinder and the hydraulic power steering apparatus of the present invention, the cost can be reduced by adopting a simpler configuration.

本発明の第一の実施形態に係るパワーシリンダを備えたラックアンドピニオン式の油圧式パワーステアリング装置の構成を示す模式図である。1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a rack and pinion type hydraulic power steering apparatus including a power cylinder according to a first embodiment of the present invention. パワーシリンダのピストン周辺の部分断面図であり、(a)は両油室間の油圧差が生じていない状態、(b)は油圧差が生じている状態を示している。It is a fragmentary sectional view around the piston of a power cylinder, (a) has shown the state where the oil pressure difference between both oil chambers has not arisen, and (b) has shown the state where oil pressure difference has arisen. 本発明の第二の実施形態に係るパワーシリンダのピストン周辺の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view around the piston of the power cylinder concerning a second embodiment of the present invention. (a)は変形例を示すピストン周辺の部分断面図であり、(b)はさらに異なる変形例を示す部分断面図である。(A) is a partial sectional view around a piston showing a modification, and (b) is a partial sectional view showing a further different modification. 従来のパワーシリンダのピストン周辺の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view around the piston of the conventional power cylinder.

次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の第一の実施形態に係るパワーシリンダを備えたラックアンドピニオン式の油圧式パワーステアリング装置の構成を示す模式図である。
図1中、油圧式パワーステアリング装置PSは、ステアリングホイールSが取り付けられた入力軸1と、入力軸1の端部に設けられたピニオン2とラックピニオンを構成するラック軸3と、ラック軸3をピストンロッドとして構成されるパワーシリンダ10と、図示しない油圧ポンプに接続され入力軸1の回転(操舵)に応じてパワーシリンダ10に油圧を供給する油圧制御バルブ4とを備えている。ラック軸3の両端には、それぞれタイロッド等(図示せず)を介して操舵輪Wが接続されている。
Next, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a rack and pinion type hydraulic power steering apparatus including a power cylinder according to a first embodiment of the present invention.
In FIG. 1, a hydraulic power steering apparatus PS includes an input shaft 1 to which a steering wheel S is attached, a pinion 2 provided at an end of the input shaft 1, a rack shaft 3 constituting a rack pinion, and a rack shaft 3 And a hydraulic control valve 4 that is connected to a hydraulic pump (not shown) and supplies hydraulic power to the power cylinder 10 in accordance with the rotation (steering) of the input shaft 1. Steering wheels W are connected to both ends of the rack shaft 3 via tie rods (not shown), respectively.

パワーシリンダ10は、ラック軸3を覆うハウジング等により構成されるシリンダチューブ11と、ピストンロッドとしてのラック軸3に固定されシリンダチューブ11内を軸方向に移動するピストン12とを備えている。   The power cylinder 10 includes a cylinder tube 11 constituted by a housing or the like that covers the rack shaft 3 and a piston 12 that is fixed to the rack shaft 3 as a piston rod and moves in the cylinder tube 11 in the axial direction.

ピストン12は、シリンダチューブ11内を二つの油室(第一油室13及び第二油室14)に分けている。第一油室13及び第二油室14には、それぞれ油圧制御バルブ4から延びる油圧配管13a,14aが接続されており、両油室13,14内に油圧が供給される。
油圧制御バルブ4は、入力軸1の回転に応じて、両油室13,14に供給する油圧を調整し、両油室13,14に油圧差を生じさせる。この両油室13,14の油圧差によって、ピストン12は、シリンダチューブ11内で軸方向に移動し、ラック軸3を軸方向に移動させる操舵補助力を発生させる。
The piston 12 divides the inside of the cylinder tube 11 into two oil chambers (a first oil chamber 13 and a second oil chamber 14). Hydraulic pipes 13 a and 14 a extending from the hydraulic control valve 4 are connected to the first oil chamber 13 and the second oil chamber 14, respectively, and hydraulic pressure is supplied into both the oil chambers 13 and 14.
The hydraulic control valve 4 adjusts the hydraulic pressure supplied to both the oil chambers 13 and 14 according to the rotation of the input shaft 1, and causes a hydraulic pressure difference between the both oil chambers 13 and 14. Due to the hydraulic pressure difference between the oil chambers 13 and 14, the piston 12 moves in the axial direction within the cylinder tube 11 and generates a steering assist force that moves the rack shaft 3 in the axial direction.

図2(a)は、パワーシリンダのピストン周辺の部分断面図であり、両油圧室13,14間の油圧差が生じていない状態を示している。
図に示すように、ピストン12は、ラック軸3に固定され、シリンダチューブ11内を第一油室13及び第二油室14に分けている。
ピストン12の外周面12aには、径方向内方に凹む周溝15が全周に亘って形成されている。周溝15内には、シリンダチューブ11の内壁11aとピストン12との間をシールするためのピストンリング16が配置されている。
FIG. 2A is a partial cross-sectional view around the piston of the power cylinder, and shows a state where no hydraulic pressure difference is generated between the hydraulic chambers 13 and 14.
As shown in the figure, the piston 12 is fixed to the rack shaft 3 and divides the inside of the cylinder tube 11 into a first oil chamber 13 and a second oil chamber 14.
A circumferential groove 15 recessed radially inward is formed on the outer peripheral surface 12a of the piston 12 over the entire circumference. A piston ring 16 for sealing between the inner wall 11 a of the cylinder tube 11 and the piston 12 is disposed in the circumferential groove 15.

ピストンリング16は、合成樹脂等により形成された環状の部材であり、その断面は、軸方向に沿う辺が径方向に沿う辺より長いほぼ矩形形状とされている。また、各角部は、R面取されており、所定のR面とされている。ピストンリング16は、その外周面16aがシリンダチューブ11の内壁11aに摺接可能に当接している。   The piston ring 16 is an annular member formed of synthetic resin or the like, and has a substantially rectangular shape whose cross section is longer in the axial direction than in the radial direction. Each corner is rounded to a predetermined rounded surface. The outer peripheral surface 16a of the piston ring 16 is in contact with the inner wall 11a of the cylinder tube 11 so as to be slidable.

ピストン12は、ラック軸3の外周面に固定された環状の部材であり、外周面12aと、シリンダチューブ11の内壁11aとの間には、僅かな隙間が設けられている。
ピストン12の外周面12aに形成された周溝15は、底面17と、軸方向両側の側壁面18とによって構成されている。また、周溝15の深さ寸法及び軸方向幅寸法は、それぞれ、ピストンリング16の内周面16b及び両端面16cに対して、僅かな隙間が形成可能な寸法に設定されている。
The piston 12 is an annular member fixed to the outer peripheral surface of the rack shaft 3, and a slight gap is provided between the outer peripheral surface 12 a and the inner wall 11 a of the cylinder tube 11.
The circumferential groove 15 formed in the outer peripheral surface 12a of the piston 12 is constituted by a bottom surface 17 and side wall surfaces 18 on both axial sides. Further, the depth dimension and the axial width dimension of the circumferential groove 15 are set such that a slight gap can be formed with respect to the inner circumferential surface 16b and both end surfaces 16c of the piston ring 16, respectively.

周溝15の側壁面18は、軸方向に対して直交するように形成されている。
周溝15の底面17は、軸方向両側の側壁面18それぞれの径方向内側端18aから周溝15の軸方向中央に向かって傾斜する一対の傾斜面17aと、これら一対の傾斜面17aを繋ぐ円筒面17bとによって構成されている。
傾斜面17aは、軸方向に対して一様の角度で傾斜する円すい面状に形成されており、ピストンリング16がシリンダチューブ11の内壁11aに接触した状態で、当該ピストンリング16の径方向内側の角部16dが当接可能に形成されている。
The side wall surface 18 of the circumferential groove 15 is formed so as to be orthogonal to the axial direction.
The bottom surface 17 of the circumferential groove 15 connects the pair of inclined surfaces 17a with a pair of inclined surfaces 17a inclined from the radially inner ends 18a of the side wall surfaces 18 on both axial sides toward the axial center of the circumferential groove 15. It is comprised by the cylindrical surface 17b.
The inclined surface 17a is formed in the shape of a conical surface inclined at a uniform angle with respect to the axial direction, and the piston ring 16 contacts the inner wall 11a of the cylinder tube 11 in the radial direction of the piston ring 16. The corner 16d is formed so as to be able to come into contact therewith.

図2(b)は、両油圧室13,14間の油圧差が生じている状態のピストン周辺を示している。図2(b)においては、第一油室13の油圧が第二油室14よりも高く、ピストン12が紙面右側に移動しようとする場合を示している。   FIG. 2B shows the periphery of the piston in a state where a hydraulic pressure difference between the hydraulic chambers 13 and 14 is generated. FIG. 2B shows a case where the hydraulic pressure of the first oil chamber 13 is higher than that of the second oil chamber 14 and the piston 12 is about to move to the right side of the drawing.

図において、ピストンリング16は、第一油室13からの油圧によって、周溝15内において第二油室14側に軸方向に押圧され、第二油室14側の側壁面18に向けて外周面16aを内壁11aに摺接させつつ移動する。   In the figure, the piston ring 16 is pressed in the axial direction toward the second oil chamber 14 in the circumferential groove 15 by the hydraulic pressure from the first oil chamber 13, and the outer periphery toward the side wall surface 18 on the second oil chamber 14 side. The surface 16a moves while being in sliding contact with the inner wall 11a.

本実施形態のパワーシリンダ10において、周溝15の底面17には、ピストンリング16がシリンダチューブ11の内壁11aに接触した状態で、当該ピストンリング16の径方向内側の角部16dが当接可能な傾斜面17aが形成されているので、油圧によってピストンリング16が第二油室14側の側壁面18に向けて軸方向に押圧され移動すると、当該ピストンリング16は側壁面18に接触する前に径方向内側の角部16dが傾斜面17aに当接する(図2(b)中、破線Hの位置)。   In the power cylinder 10 of the present embodiment, the corner 16d on the radially inner side of the piston ring 16 can come into contact with the bottom surface 17 of the circumferential groove 15 in a state where the piston ring 16 is in contact with the inner wall 11a of the cylinder tube 11. Since the inclined surface 17a is formed, when the piston ring 16 is pressed and moved in the axial direction toward the side wall surface 18 on the second oil chamber 14 side by hydraulic pressure, the piston ring 16 is not in contact with the side wall surface 18. The corner 16d on the radially inner side is in contact with the inclined surface 17a (the position of the broken line H in FIG. 2B).

さらに油圧によって第二油室14側の側壁面18に向けて押圧されると、ピストンリング16の径方向内側の角部16dは、傾斜面17aに沿って径方向外側に押し上げられ、当該ピストンリング16全体に対して、径方向外側へ押し上げられる力が作用する。これにより、ピストンリング16は、図2(b)に示すように、シリンダチューブ11の壁面11aに押圧され、この結果、ピストンリング16とシリンダチューブ11との間の密封性を確保することができる。
このように、本実施形態のパワーシリンダ10では、上記従来例のようにOリングを用いずともピストンリング16とシリンダチューブ11との間の密封性を確保することができるので、部品点数を削減でき、かつより簡易な構成とすることで、低コスト化を図ることができる。さらに、Oリングの配置スペースを確保するために周溝15を径方向に深く形成する必要がなくなるので、周溝15を形成するための加工が容易となり、この点においても、低コスト化を図ることができる。
When the oil pressure is further pressed toward the side wall surface 18 on the second oil chamber 14 side, the radially inner corner 16d of the piston ring 16 is pushed up radially outward along the inclined surface 17a, and the piston ring The force pushed up radially outward acts on the entire 16. As a result, the piston ring 16 is pressed against the wall surface 11a of the cylinder tube 11 as shown in FIG. 2B, and as a result, the sealing performance between the piston ring 16 and the cylinder tube 11 can be ensured. .
Thus, in the power cylinder 10 of this embodiment, the sealing performance between the piston ring 16 and the cylinder tube 11 can be ensured without using an O-ring as in the above-described conventional example, so the number of parts is reduced. The cost can be reduced by using a simpler configuration. Furthermore, since it is not necessary to form the circumferential groove 15 deep in the radial direction in order to secure the space for arranging the O-ring, the processing for forming the circumferential groove 15 is facilitated, and also in this respect, the cost is reduced. be able to.

本実施形態において、傾斜面17aの軸方向に対する角度は、20〜60度の範囲に設定されていることが好ましい。前記角度が20度よりも小さいと、ピストンリング16が傾斜面17aに沿って移動しようとする際の径方向外側への移動量が十分に確保できないおそれがあり、また、前記角度が60度よりも大きいと、ピストンリング16が、スムーズに傾斜面17aに沿って移動するのが困難となり、ピストンリング16を径方向外側へ押し上げる力が十分得られないおそれがあるからである。   In the present embodiment, the angle of the inclined surface 17a with respect to the axial direction is preferably set in the range of 20 to 60 degrees. If the angle is smaller than 20 degrees, the piston ring 16 may not be able to ensure a sufficient amount of radial outward movement when attempting to move along the inclined surface 17a, and the angle is more than 60 degrees. If it is larger, it is difficult for the piston ring 16 to move smoothly along the inclined surface 17a, and there is a possibility that sufficient force to push the piston ring 16 outward in the radial direction may not be obtained.

図3は、本発明の第二の実施形態に係るパワーシリンダのピストン周辺の部分断面図であり、両油室間の油圧差が生じていない状態を示している。本実施形態と上記第一の実施形態との相違点は、両油室13,14の油圧差がない状態において、周溝15の傾斜面17aが、ピストンリング16の径方向内側の角部16dに当接している点である。   FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the periphery of the piston of the power cylinder according to the second embodiment of the present invention, showing a state in which there is no hydraulic pressure difference between the two oil chambers. The difference between the present embodiment and the first embodiment described above is that the inclined surface 17a of the circumferential groove 15 has a corner 16d on the radially inner side of the piston ring 16 in a state where there is no difference in hydraulic pressure between the oil chambers 13 and 14. It is the point which is in contact with.

図に示すように、本実施形態では、両油室13,14の油圧差がない状態において、径方向内側の軸方向両側の角部16dそれぞれが、周溝15における底面17の軸方向両端に設けられた傾斜面17aに当接するように構成されている。   As shown in the drawing, in the present embodiment, in the state where there is no hydraulic pressure difference between the two oil chambers 13, 14, the corner portions 16 d on both axial sides on the radially inner side are at both axial ends of the bottom surface 17 of the circumferential groove 15. It is comprised so that it may contact | abut on the provided inclined surface 17a.

この場合、両油室13,14に油圧差が生じると、すでに傾斜面17aに当接しているピストンリング16の径方向内側の角部16dは、傾斜面17aによって径方向外側へ押し上げられ、ピストンリング16とシリンダチューブ11との間が密封される。つまり、上記構成の場合、油圧差が生じた後、傾斜面17aに角部16dを当接させるべくピストンリング16を軸方向へ移動させる必要がないため、当該パワーシリンダ10の応答性を高めることができる。   In this case, when a hydraulic pressure difference occurs between the oil chambers 13 and 14, the radially inner corner 16d of the piston ring 16 that is already in contact with the inclined surface 17a is pushed up radially outward by the inclined surface 17a. The space between the ring 16 and the cylinder tube 11 is sealed. That is, in the case of the above-described configuration, it is not necessary to move the piston ring 16 in the axial direction in order to bring the corner portion 16d into contact with the inclined surface 17a after the hydraulic pressure difference occurs. Can do.

なお、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではない。上記各実施形態では、ピストンリング16の径方向内側の角部16dをR面取することによってR面としており、周溝15の傾斜面17aによる角部16dの押し上げがスムーズに行われるようにしているが、例えば、図4(a)に示すように、周溝15の傾斜面17aに対応した傾斜面とすることもできる。
この場合、周溝15の傾斜面17aによるピストンリング16の角部16dの押し上げをよりスムーズにでき、かつ、角部16dが押し上げられる方向を確実に径方向外側に向けることができる。このため、より確実にピストンリング16をシリンダチューブ11の壁面11aに押圧することができる。
The present invention is not limited to the above embodiments. In each of the above embodiments, the corner portion 16d on the radially inner side of the piston ring 16 is rounded to form an R surface so that the corner portion 16d can be smoothly pushed up by the inclined surface 17a of the circumferential groove 15. However, for example, as shown in FIG. 4A, an inclined surface corresponding to the inclined surface 17a of the circumferential groove 15 may be used.
In this case, the corner portion 16d of the piston ring 16 can be pushed up more smoothly by the inclined surface 17a of the circumferential groove 15, and the direction in which the corner portion 16d is pushed up can be reliably directed radially outward. For this reason, the piston ring 16 can be more reliably pressed against the wall surface 11 a of the cylinder tube 11.

また、上記各実施形態では、周溝15の傾斜面17aを、軸方向に対して一様の角度で傾斜する円すい面状に形成した場合を例示したが、例えば、図4(b)に示すように、断面凹湾曲状の曲面に形成することもできる。   Further, in each of the above embodiments, the case where the inclined surface 17a of the circumferential groove 15 is formed in the shape of a conical surface inclined at a uniform angle with respect to the axial direction is exemplified. For example, FIG. Thus, it can also be formed in a curved surface having a concave cross section.

3 ラック軸(ピストンロッド)
10 パワーシリンダ
11 シリンダチューブ
11a 内壁
12 ピストン
13 第一油室
14 第二油室
15 周溝
16 ピストンリング
16d 角部
17 底面
17a 傾斜面
18 側壁面
18a 径方向内側端
PS 油圧式パワーステアリング装置
3 Rack shaft (piston rod)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Power cylinder 11 Cylinder tube 11a Inner wall 12 Piston 13 First oil chamber 14 Second oil chamber 15 Circumferential groove 16 Piston ring 16d Corner portion 17 Bottom surface 17a Inclined surface 18 Side wall surface 18a Radial inner end PS Hydraulic power steering device

Claims (4)

シリンダチューブと、
前記シリンダチューブ内を軸方向に移動可能なピストンロッドと、
前記ピストンロッドに固定され前記シリンダチューブ内をそれぞれに油圧が供給される二つの油室に分け、これら二つの油室の油圧差により前記シリンダチューブ内を軸方向に移動するピストンと、
前記ピストンの外周側に形成された周溝に配置され、前記シリンダチューブの内壁と、ピストンとの間をシールするピストンリングと、を備えたパワーシリンダにおいて、
前記周溝の底面には、当該周溝の側壁面の径方向内側端から前記周溝の軸方向中央に向かって径方向内側に傾斜し、前記ピストンリングが前記シリンダチューブの内壁に接触した状態で当該ピストンリングの径方向内側の角部が当接可能な傾斜面が形成されていることを特徴とするパワーシリンダ。
A cylinder tube;
A piston rod movable in the axial direction in the cylinder tube;
A piston that is fixed to the piston rod and is divided into two oil chambers in which oil pressure is supplied to the inside of the cylinder tube, and a piston that moves in the cylinder tube in the axial direction due to a hydraulic pressure difference between the two oil chambers;
In a power cylinder that is disposed in a circumferential groove formed on the outer peripheral side of the piston, and includes a piston ring that seals between the inner wall of the cylinder tube and the piston,
The bottom surface of the circumferential groove is inclined radially inward from the radially inner end of the sidewall surface of the circumferential groove toward the axial center of the circumferential groove, and the piston ring is in contact with the inner wall of the cylinder tube The power cylinder is characterized in that an inclined surface is formed on which a radially inner corner of the piston ring can abut.
前記二つの油室の油圧差がない状態において、前記傾斜面が、前記ピストンリングの径方向内側の角部に当接している請求項1に記載のパワーシリンダ。   2. The power cylinder according to claim 1, wherein the inclined surface is in contact with a radially inner corner of the piston ring in a state where there is no difference in hydraulic pressure between the two oil chambers. 前記ピストンリングの径方向内側の角部が、前記傾斜面の傾斜に対応した傾斜面に形成されている請求項1又は2に記載のパワーシリンダ。   The power cylinder according to claim 1 or 2, wherein a corner portion on the radially inner side of the piston ring is formed on an inclined surface corresponding to the inclination of the inclined surface. 油圧の供給によって操舵補助力を発生するパワーシリンダを備えた油圧式パワーステアリング装置において、
前記パワーシリンダが、請求項1〜3のいずれか一項に記載のパワーシリンダであることを特徴とする油圧式パワーステアリング装置。
In a hydraulic power steering apparatus having a power cylinder that generates a steering assist force by supplying hydraulic pressure,
The hydraulic power steering device according to any one of claims 1 to 3, wherein the power cylinder is the power cylinder according to any one of claims 1 to 3.
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