JP2000249106A - 油圧シリンダのシール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】シリンダ長はそのままでもロッドのストローク
長を増大させることのできる油圧シリンダのシール装置
を提供すること。 【解決手段】パワーシリンダ９のロッドシール８はゴム
製のシール本体２２を芯金２３にて補強する。シール本
体２２の外周部２６は、シリンダ９ａの内周面９ｂとの
間に隙間Ｓを設けるためのテーパ状の逃げ部２９を有
し、残りの部分３０がシリンダ９ａの内周面９ｂに圧入
される。ロッドシール８をポート１８に、より近接して
配置でき、ラック歯２ａをシリンダのより内奥側（Ｘ
側）へ侵入させる。ロッドシール８の内周部２５に設け
たリップ部２４は逃げ部２９の径方向内方に位置し、ラ
ック歯２ａはシリンダのより内奥側へ侵入できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は主として自動車の動
力舵取装置（パワーステアリング装置）等における油圧
シリンダのシール装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えばラックアンドピニオン式の動力舵
取装置では、ラック軸が互いに連結されたギヤハウジン
グ及びシリンダチューブ内に、その軸線方向に往復移動
可能に配設されている。ラック軸はギヤハウジング内に
てピニオンと噛み合っており、ラック軸の両端は、ギヤ
ハウジング及びシリンダチューブの外部に突き出されて
対応するユニバーサルジョイントを介してタイロッドに
連結され、このタイロッドが操行輪に連結されている。

【０００３】また、ラック軸の一部にロッドを形成し、
ロッドとロッドを取り囲むシリンダとの間を一対のオイ
ルシールにて密封して、一対のオイルシール間に油圧シ
リンダ（パワーシリンダ）を構成している。油圧シリン
ダは、一対のオイルシール間において、ロッドに形成さ
れたピストンを挟む両側に一対の油室を区画している。

【０００４】一方、上記ピニオンを形成した出力軸と、
舵輪（ステアリングホイール）に連結される入力軸と
は、トーションバーを介して同軸上に相対回転可能に連
結されている。舵輪に操舵トルクが加えられたときに、
入力軸と出力軸との間にトーションバーの捩じれに伴う
相対回転を生じさせる一方、両軸の連結部分に回転式の
油圧制御弁を構成し、この油圧制御弁の動作により、舵
輪に加えられる操舵トルクの方向に応じて油圧シリンダ
の一対の油室へ択一的に圧油を供給し、油圧シリンダに
操舵方向に応じた操舵補助力を発生させる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、ユニ
バーサルジョイント間の距離を短くし、しかもラック軸
のストロークを長く確保することが要請されている。と
ころが、油圧シリンダのオイルシールのレイアウトを変
更することなく、ラック軸のストローク長を長くした場
合、ラック軸のラック歯がオイルシールと干渉するおそ
れがある。そこで、シリンダの内周面に圧入されている
オイルシールの位置をシリンダの内奥側（ロッドの侵入
する方向）へ寄せることができれば良いが、それも下記
の理由で困難である。

【０００６】すなわち、シリンダには油圧制御弁と連通
する通油のための横孔が形成されており、オイルシール
はこの横孔から所定距離離して配置しなければならな
い。これは、横孔の周縁に所定の範囲で面取りが施され
ており、この面取り部に圧入するとすると圧入代がとれ
ないおそれがあるからである。何故、面取りが必要かと
いうと、横孔をシリンダの内側からパンチで打ち抜いて
形成する関係で、シリンダの内周面において横孔の周縁
にバリ等が生ずるおそれがあり、バリがあると、オイル
シールを圧入するときにオイルシールを傷つけるおそれ
があるので、このバリ取りのために横孔の周縁に所定の
範囲で面取りを施しているわけである。

【０００７】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あり、ロッドのストローク長を増大することのできる油
圧シリンダのシール装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の課題解決手段として、請求項１記載の発明の態様は、
横孔を有するシリンダとラック軸の一部に形成されたロ
ッドとの間を密封し、ロッドと一体移動するピストンと
の間に油室を区画する油圧シリンダのシール装置におい
て、環状のゴム製のシール本体と、上記シール本体を補
強する環状の芯金とを備え、上記シール本体は、ロッド
に接触するリップ部を形成する内周部と、上記シリンダ
の内周面に圧入される外周部とを含み、上記シール本体
の外周部は横孔側の端部から所定の範囲でシリンダの内
周面との間に環状の隙間を設けるための逃げ部を有して
いることを特徴とするものである。

【０００９】本態様では、シール本体の外周面の逃げ部
を横孔に近接して配置することができるので、シール本
体を従来よりもシリンダの内奥側に寄せて配置すること
が可能となる。ラック歯が従来よりもシリンダの内奥側
まで侵入できることになり、ロッドのストローク長を増
大させることができる。なお、上記の所定の範囲とは、
シール本体の外周部において上記所定の範囲を除いた残
りの部分（すなわち逃げ部を除いた残りの部分）にて、
シール本体をシリンダの内周面に保持できる圧入長さが
確保できれば良いという趣旨である。

【００１０】また、仮に、逃げ部と横孔の一部がシリン
ダの軸方向にオーバーラップする位置まで、シール本体
をシリンダの内奥側に寄せて配置したとしても、横孔と
逃げ部との間に環状の隙間が確保されるので、横孔を通
しての通油に支障はない。請求項２記載の発明の態様
は、請求項１において、上記リップ部は逃げ部の径方向
内方に位置することを特徴とするものである。本態様で
は、シール本体の外周部の横孔側の端部から所定の範囲
で形成した逃げ部の径方向内方にリップ部を設けるの
で、ラック歯がシリンダのより内奥側まで侵入できるこ
とになり、ロッドのストローク長をさらに増大させるこ
とができる。

【００１１】請求項３記載の発明の態様は、請求項１又
は２において、上記リップ部よりもロッドの抜け側に位
置するシール本体の内周部に、樹脂製のバックアップリ
ングが保持されていることを特徴とするものである。本
態様では、樹脂製のバックアップリングであれば、ラッ
ク歯と接触しても損傷するおそれがないので、シール本
体の損傷のおそれを防止しつつ、ラック歯がシリンダの
より内奥側まで侵入するようにロッドのストローク長を
増大させることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施の形態を添
付図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の一実施の
形態のパワーシリンダのシール装置を含む動力舵取装置
の要部の一部破断側面図である。図１を参照して、動力
舵取装置１は、ラック歯２ａを有するラック軸２とピニ
オン（図示せず）を含む油圧式パワーアシスト付きのラ
ックアンドピニオン機構を備えている。

【００１３】ラック軸２は、車体の左右方向に延設され
るシリンダチューブ３およびこのシリンダチューブ３の
一端に連なるギヤハウジング４の内部に、軸長方向に摺
動自在に支持されている。ラック軸２の両端部は、図示
しない前輪にそれぞれ連なるタイロッド５にボールジョ
イント６を介して連結されている。ラック軸２の一部に
はロッド７が形成され、このロッド７と、ロッド７の周
囲を取り囲むシリンダチューブ３との間を、左右一対の
シール装置としてのロッドシール８，８で封止すること
により、操舵補助力発生用のパワーシリンダ９が構成さ
れている。シリンダチューブ３の一部によってパワーシ
リンダ９のシリンダ９ａが構成されることになる。

【００１４】ギヤハウジング４は、シリンダチューブ３
の一端に圧入連結される支持筒部１０と、この支持筒部
１０に対して斜交する態様で上方へ延びる主ハウジング
１１とを備えている。１２はステアリングホイール１３
に連結される動力舵取装置１の入力軸であり、入力軸１
２の上端部は主ハウジング１１から突出している。この
主ハウジング１１内には、図示していないが、ピニオン
を形成する出力軸と、入力軸１２および出力軸を互いに
相対角変位可能に連結するトーションバーとが収容され
ている。

【００１５】また、主ハウジング１１内には、入、出力
軸間の相対角変位に基づいて油圧ポンプＰからの圧油
を、ピストン１４によって互いに仕切られるパワーシリ
ンダ９の左右の油室１５，１６の一方に択一的に供給す
るとともに、他方の油室からの油を油タンクＴに戻すコ
ントロールバルブＣが内蔵されている。図１において、
１７はコントロールバルブＣと油室１５とをポート１８
を介して連通する油路であり、１９はコントロールバル
ブＣと油室１６とをポート２０を介して連通する油路で
ある。

【００１６】ギヤハウジング４側のロッドシール８は、
シリンダ９ａ内において支持筒部１０の端部に当接する
位置に圧入されている。他方のロッドシール８は、シリ
ンダ９ａの端部に固定されるラックブッシュ２１に当接
して位置決めされている。パワーシリンダ９の要部の拡
大断面図である図２を参照して、ロッドシール８は、環
状のゴム製のシール本体２２と、環状にて略Ｌ字型断面
をなす芯金２３とを備えている。この芯金２３はシール
本体２２に加硫接着されることにより、シール本体２２
をを補強する。

【００１７】シール本体２２は、ロッド７に接触するリ
ップ部２４を形成する内周部２５と、シリンダ９ａの内
周面９ｂに圧入される外周部２６とを備えている。シー
ル本体２２の外周部２６はピストン側の端部２７から中
間部２８までの範囲で、逃げ部２９を設けている。逃げ
部２９は端部２７側にいくにしたがって径が小さくなる
テーパ面からなり、逃げ部２９とシリンダ９ａの内周面
９ｂとの間には所定の範囲で環状の隙間Ｓが形成されて
いる。外周部２６のうち逃げ部２９を除いた残りの部分
３０がシリンダ９ａの内周面９ｂに圧入され、これによ
り、ロッドシール８をシリンダ９ａに止定している。

【００１８】また、上記リップ部２４は逃げ部２９の径
方向内方に配置されており、シール本体２２の内周部２
５において、リップ部２４よりもラック歯２ａ側（ロッ
ド７の抜け側）に位置する部分３１には、合成樹脂等の
低摩擦樹脂からなるバックアップリング３２が保持され
ている。また、シール本体２２のリップ部２４の裏側外
周には、コイルスプリングからなる締付けリング３３が
巻回されており、リップ部２４による緊迫力を高めてい
る。

【００１９】ポート１８を形成するシリンダ９ａの横孔
３４の周縁には、面取り部３５が形成されている。シー
ル本体２２の逃げ部２９は面取り部３５の径方向内方に
位置している。すなわち、逃げ部２９と面取り部３５の
位置はシリンダ９ａの軸方向にオーバーラップしてい
る。本実施の形態では、シール本体２２の外周部２６の
逃げ部２９を横孔３４に近接して配置することができる
ので、シール本体２２を従来よりもパワーシリンダ９の
内奥側（図において矢符Ｘ側）に寄せて配置することが
可能となり、その結果、ラック歯２ａが従来よりもパワ
ーシリンダ９の内奥側まで侵入できるようにしてロッド
７のストローク長を増大させることができる。

【００２０】しかも、シール本体２２の横孔３４側の端
部２７から所定の範囲で設けた逃げ部２９の径方向の内
方にリップ部２４を設けるので、ラック歯２ａがパワー
シリンダ９のさらに内奥側まで侵入できることになり、
ロッド７のストローク長を一層増大させることができ
る。また、シール本体２２の内周部２５に低摩擦樹脂製
等のバックアップリング３２を配置してあり、このバッ
クアップリング３２であれば、ラック歯２ａと接触して
も損傷するおそれがないので、シール本体２２の内周部
２５の損傷を防止ししつつ、ロッド７のストローク長を
増大させることができる。

【００２１】なお、仮に、逃げ部２９と横孔３４の一部
がパワーシリンダ９の軸方向にオーバーラップする位置
まで、シール本体２２をパワーシリンダ９の内奥側に寄
せて配置したとしても、横孔３４と逃げ部２９との間に
環状の隙間Ｓが確保されるので、横孔３４を通しての通
油に支障はない。本発明は上記実施の形態に限定される
ものではなく、本発明の範囲で種々の偏向を施すことか
できる。

【００２２】

【発明の効果】請求項１記載の発明では、シール本体の
外周面の逃げ部を横孔に近接して配置できるので、シー
ル本体を従来よりもシリンダの内奥側に寄せて配置でき
る結果、ラック歯が従来よりもシリンダの内奥側まで侵
入するようにロッドのストローク長を増大させることが
できる。しかも、仮に逃げ部が横孔の一部がシリンダの
軸方向にオーバーラップする位置まで、シール本体をシ
リンダの内奥側に寄せて配置したとしても、横孔と逃げ
部との間に環状の隙間が確保されるので、横孔を通して
の通油に支障はない。

【００２３】請求項２記載の発明では、横孔側から所定
の範囲でシール本体の外周部に形成された逃げ部の径方
向内方にリップ部を設けるので、ラック歯がシリンダの
より内奥側まで侵入するようにロッドのストローク長を
一層増大させることができる。請求項３記載の発明で
は、樹脂製のバックアップリングであれば、ラック歯と
接触しても損傷するおそれがないので、シール本体の損
傷を防止しつつロッドのストローク長を増大させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態のパワーシリンダのシー
ル装置を含む動力舵取装置の一部破断側面図である。

【図２】パワーシリンダの要部の拡大図である。

【符号の説明】

１ 動力舵取装置 ２ ラック軸 ２ａ ラック歯 ３ シリンダチューブ ７ ロッド ８ ロッドシール（シール装置） ９ パワーシリンダ ９ａ シリンダ ９ｂ 内周面 １４ ピストン １５，１６ 油室 １８，２０ ポート ２２ シール本体 ２３ 芯金 ２４ リップ部 ２５ 内周部 ２６ 外周部 ２７ 端部 ２８ 中間部 ２９ 逃げ部 ３０ 残りの部分 ３２ バックアップリング ３４ 横孔 ３５ 面取り部 Ｓ 隙間

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】横孔を有するシリンダとラック軸の一部に
   形成されたロッドとの間を密封し、ロッドと一体移動す
   るピストンとの間に油室を区画する油圧シリンダのシー
   ル装置において、 環状のゴム製のシール本体と、 上記シール本体を補強する環状の芯金とを備え、 上記シール本体は、ロッドに接触するリップ部を形成す
   る内周部と、上記シリンダの内周面に圧入される外周部
   とを含み、 上記シール本体の外周部は横孔側の端部から所定の範囲
   でシリンダの内周面との間に環状の隙間を設けるための
   逃げ部を有していることを特徴とする油圧シリンダのシ
   ール装置。
2. 【請求項２】上記リップ部は逃げ部の径方向内方に位置
   することを特徴とする請求項１記載の油圧シリンダのシ
   ール装置。
3. 【請求項３】上記リップ部よりもロッドの抜け側に位置
   するシール本体の内周部に、樹脂製のバックアップリン
   グが保持されていることを特徴とする請求項１又は２記
   載の油圧シリンダのシール装置。