JPH10250612A - Rotating seal structure of hydraulic power steering device - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To stably hold a backup washer in a prescribed position and facilitate mutual fitting and connecting works of housings by bringing a guide part provided in an oil seal in contact with the internal circumferential part of the backup washer and regulating a loose movement of the backup washer. SOLUTION: An oil seal 81 is regulated by a guide part 81b which is substantially brought in contact with a seal main body part 81a for sealing the interval between an output shaft 4 and a valve housing 6 and the internal circumferential part 83a of a backup washer 83 and the backup washer 83 is regulated its axial movement by a bearing 12 and its diametrical loose movement by the guide part 81b. As a result, the removal of the interference of the backup washer 83 can easily fit and connect the valve housing 6 and the rack housing.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧によって補助
操舵力を発生させるパワーステアリング装置における出
力軸の回転シール構造に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotary seal structure for an output shaft in a power steering device that generates an auxiliary steering force by hydraulic pressure.

【０００２】[0002]

【従来の技術】自動車等に用いられている油圧式パワー
ステアリング装置は、ハンドルから所定の機械的伝達機
構を介して操舵輪に伝達される操舵力に、ロータリバル
ブを用いて油圧による補助操舵力をステアリング操作に
応じて付加するように構成されたものである。図４は、
従来の油圧式パワーステアリング装置の回転シール構造
部の断面図であり、ロータリバルブ等を内蔵するバルブ
ハウジング１０１とラックピニオン装置等を内蔵するラ
ックハウジング１０２との連結部近傍を示している。図
において、ハンドル（図示せず。）に与えられた操舵力
はトーションバー１０３を介して出力軸１０４に伝達さ
れ、さらに出力軸１０４からラックピニオン装置（図示
せず。）に伝達される。入力軸１０５は図示しない上端
側においてトーションバー１０３と互いに固定されてい
て、下端側は自由に回転し得るように保持されている。
従って、トーションバー１０３の捻れの分だけ入力軸１
０５の回転と出力軸１０４の回転とに相対差（位相差）
が生じる。この相対差を利用してロータリバルブが構成
されている。出力軸１０４は軸受１０６によってラック
ハウジング１０２から回転自在に保持されている。出力
軸１０４とバルブハウジング１０１との間隙はオイルシ
ール１０７によって封鎖され、このオイルシール１０７
は、戻り油室１０８に貯留する油が下方に漏れるのを防
いでいる。バックアップワッシャ１０９は、オイルシー
ル１０７と軸受１０６とが互いに接触しないように、オ
イルシール１０７と軸受１０６との間に挿入されてい
る。2. Description of the Related Art A hydraulic power steering apparatus used in an automobile or the like is provided with a steering force transmitted from a steering wheel to a steered wheel via a predetermined mechanical transmission mechanism, and an auxiliary steering force by hydraulic pressure using a rotary valve. Is added in accordance with a steering operation. FIG.
It is sectional drawing of the rotary seal structure part of the conventional hydraulic power steering apparatus, and has shown the vicinity of the connection part of the valve housing 101 containing a rotary valve etc. and the rack housing 102 containing a rack pinion device etc. FIG. In the figure, a steering force applied to a steering wheel (not shown) is transmitted to an output shaft 104 via a torsion bar 103, and further transmitted from the output shaft 104 to a rack and pinion device (not shown). The input shaft 105 is fixed to the torsion bar 103 at the upper end (not shown), and the lower end is held so as to freely rotate.
Accordingly, the input shaft 1 is rotated by the amount corresponding to the twist of the torsion bar 103.
05 and the rotation of the output shaft 104 (phase difference)
Occurs. A rotary valve is configured using this relative difference. The output shaft 104 is rotatably held from the rack housing 102 by a bearing 106. The gap between the output shaft 104 and the valve housing 101 is closed by an oil seal 107.
Prevents the oil stored in the return oil chamber 108 from leaking downward. The backup washer 109 is inserted between the oil seal 107 and the bearing 106 so that the oil seal 107 and the bearing 106 do not contact each other.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の油圧式パワーステアリング装置の回転シー
ル構造は、以下のような問題点があった。図５は、図４
のオイルシール１０７とその周辺のバルブハウジング１
０１側の組立構成のみを示す部分拡大図である。図に示
すように、オイルシール１０７の内周側下端部１０７ａ
とバックアップワッシャ１０９との間にはクリアランス
αがある。ところが、このクリアランスαの存在のため
に、バックアップワッシャ１０９は出力軸１０４の軸方
向と直交する径方向にクリアランスαの分だけ動き得
る。従って、バルブハウジング１０１をラックハウジン
グ１０２（図４）に嵌合連結する際に、図の破線にて示
すようにバックアップワッシャ１０９がバルブハウジン
グ１０１の外側面より突出する場合がある。この結果、
突出したバックアップワッシャ１０９がラックハウジン
グ１０２の上端内周部１０２ａ（図４）に当たってハウ
ジング同士を嵌合させることが困難となっていた。However, the rotary seal structure of the conventional hydraulic power steering apparatus as described above has the following problems. FIG.
Oil seal 107 and its surrounding valve housing 1
FIG. 3 is a partially enlarged view showing only an assembling configuration on the 01 side. As shown in the figure, the inner peripheral lower end 107a of the oil seal 107
And a backup washer 109 has a clearance α. However, due to the existence of the clearance α, the backup washer 109 can move by the clearance α in a radial direction orthogonal to the axial direction of the output shaft 104. Therefore, when fitting the valve housing 101 to the rack housing 102 (FIG. 4), the backup washer 109 may protrude from the outer surface of the valve housing 101 as shown by a broken line in the drawing. As a result,
The protruding backup washer 109 hits the upper inner peripheral portion 102a (FIG. 4) of the rack housing 102, making it difficult to fit the housings together.

【０００４】上記のような従来の問題点に鑑み、本発明
は、ハウジングの嵌合連結を容易に行うことのできる、
油圧式パワーステアリング装置の回転シール構造を提供
することを目的とする。[0004] In view of the above-described conventional problems, the present invention provides a housing which can be easily fitted and connected.
An object of the present invention is to provide a rotary seal structure of a hydraulic power steering device.

【０００５】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の油圧式パワース
テアリング装置の回転シール構造は、油圧式パワーステ
アリング装置の出力軸をハウジングに対して回転自在に
支持する軸受と、前記軸受の固定輪に接して配置された
環状のバックアップワッシャと、前記軸受との間で前記
バックアップワッシャを挟んで配置され、前記出力軸部
とハウジングとの間隙を封鎖するシール本体部と前記バ
ックアップワッシャの内周部に実質的に当接するガイド
部とを有するオイルシールとを備えたものである。この
ように構成された回転シール構造においては、オイルシ
ールに設けられたガイド部がバックアップワッシャの内
周部に当接して、バックアップワッシャの遊動を規制す
る。従って、バックアップワッシャは所定位置に安定し
て保持される。A rotary seal structure of a hydraulic power steering apparatus according to the present invention comprises a bearing for rotatably supporting an output shaft of the hydraulic power steering apparatus with respect to a housing, and a fixed wheel of the bearing. An annular backup washer disposed in contact with the bearing, the backup washer interposed between the bearings, a seal body that seals a gap between the output shaft portion and the housing, and an inner peripheral portion of the backup washer. And an oil seal having a guide portion that substantially abuts. In the rotary seal structure configured as described above, the guide portion provided on the oil seal comes into contact with the inner peripheral portion of the backup washer and regulates the free movement of the backup washer. Therefore, the backup washer is stably held at the predetermined position.

【０００６】また、上記回転シール構造において、出力
軸の軸方向におけるガイド部の厚さはバックアップワッ
シャより薄いことが好ましい。この場合は、ガイド部の
直下に軸受の可動輪が配置された構成であっても、可動
輪に接触することなく、バックアップワッシャの遊動を
規制することができる。In the above-mentioned rotary seal structure, it is preferable that the thickness of the guide portion in the axial direction of the output shaft is smaller than the thickness of the backup washer. In this case, even if the movable ring of the bearing is arranged immediately below the guide portion, the floating of the backup washer can be restricted without contacting the movable ring.

【０００７】[0007]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、添付図面を参照しながら説明する。図１〜図３は、
本発明の一実施形態による回転シール構造を含む油圧式
パワーステアリング装置を示す図面であり、図１は回転
シール部の拡大断面図、図２は回転シール部とその周辺
構造の断面図、図３は油圧式パワーステアリング装置全
体の断面図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. 1 to 3
1 is a diagram showing a hydraulic power steering device including a rotary seal structure according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of a rotary seal portion, FIG. 2 is a cross-sectional view of a rotary seal portion and a peripheral structure thereof, FIG. 1 is a sectional view of the entire hydraulic power steering device.

【０００８】まず、油圧式パワーステアリング装置（以
下、単にパワーステアリング装置という。）の全体構成
について、図３を参照して説明する。当該パワーステア
リング装置１は、バルブ装置１Ａ、ラックピニオン装置
１Ｂ及び油圧シリンダ装置１Ｃを相互に接続してなるラ
ックピニオン式パワーステアリング装置であり、出力軸
４からラック８に与えられる操舵力に、油圧による補助
操舵力をステアリング操作に応じて付加するように構成
されている。バルブ装置１Ａの筐体であるバルブハウジ
ング６と、ラックピニオン装置１Ｂの筐体であるラック
ハウジング１１と、油圧シリンダ装置１Ｃの筐体である
シリンダチューブ１９とは、それぞれ個別に成型された
後に連結されている。First, the overall configuration of a hydraulic power steering device (hereinafter simply referred to as a power steering device) will be described with reference to FIG. The power steering device 1 is a rack and pinion type power steering device in which a valve device 1A, a rack and pinion device 1B and a hydraulic cylinder device 1C are connected to each other. Is added in accordance with the steering operation. The valve housing 6 that is the housing of the valve device 1A, the rack housing 11 that is the housing of the rack and pinion device 1B, and the cylinder tube 19 that is the housing of the hydraulic cylinder device 1C are individually molded and then connected. Have been.

【０００９】バルブ装置１Ａ内には、その中心部に、ス
テアリングホイール（図示せず。）に連結された入力軸
２とトーションバー３とが挿通されている。トーション
バー３の下端部には出力軸４が接続されており、入力軸
２に与えられた操舵力（回転トルク）はトーションバー
３を介して出力軸４に伝達される。入力軸２は、図示し
ない上端側においてトーションバー３と互いに固定され
ていて、下端側は自由に回転し得るように保持されてい
る。従って、トーションバー３の捻れの分だけ入力軸２
の回転と出力軸４の回転とに相対差が生じる。この相対
差を利用してロータリバルブ（図示せず。）が構成さ
れ、ステアリング操作に応じた油量が第１ポート３２又
は第２ポート３４から出力され、補助操舵力を生じる。An input shaft 2 connected to a steering wheel (not shown) and a torsion bar 3 are inserted through the center of the valve device 1A. An output shaft 4 is connected to a lower end of the torsion bar 3, and a steering force (rotation torque) given to the input shaft 2 is transmitted to the output shaft 4 via the torsion bar 3. The input shaft 2 is fixed to the torsion bar 3 at the upper end (not shown), and is held so that the lower end can freely rotate. Accordingly, the input shaft 2 is rotated by the amount of the torsion bar 3.
And the rotation of the output shaft 4 have a relative difference. Using this relative difference, a rotary valve (not shown) is formed, and an oil amount corresponding to the steering operation is output from the first port 32 or the second port 34 to generate an auxiliary steering force.

【００１０】バルブ装置１Ａは外周面に入口ポート３
６、排出ポート４０、配管接続用の前述の第１ポート３
２及び第２ポート３４を備えている。入口ポート３６は
配管７３を介してポンプ３７と接続され、このポンプ３
７によりタンク４１から吸い上げた油が所定の圧力でバ
ルブ装置１Ａに供給される。また、排出ポート４０は配
管７４を介してタンク４１に連通しており、バルブ装置
１Ａから排出された油はタンク４１に戻される。The valve device 1A has an inlet port 3 on the outer peripheral surface.
6. Discharge port 40, the above-mentioned first port 3 for pipe connection
2 and a second port 34. The inlet port 36 is connected to a pump 37 via a pipe 73, and this pump 3
7, the oil sucked from the tank 41 is supplied to the valve device 1A at a predetermined pressure. In addition, the discharge port 40 communicates with the tank 41 via the pipe 74, and the oil discharged from the valve device 1A is returned to the tank 41.

【００１１】上記出力軸４は下端部にピニオン７が形成
され、このピニオン７が、ラックピニオン装置１Ｂ内に
支持されたラック８と噛み合っている。出力軸４は、軸
受（ボールベアリング）１２と軸受（ニードルベアリン
グ）１３とによってラックハウジング１１に対して回転
自在に支持されている。ラック８の左右両端部には操舵
用車輪（図示せず）が連結されており、ラック８の左右
方向の移動に応じて車輪が操舵される。ラックピニオン
装置１Ｂに連設された油圧シリンダ装置１Ｃは、ラック
８の左右方向への移動をピストン運動としたシリンダを
構成しており、操舵補助力を付与するアクチュエータと
して設けられている。The output shaft 4 has a pinion 7 formed at the lower end thereof, and this pinion 7 meshes with a rack 8 supported in the rack and pinion device 1B. The output shaft 4 is rotatably supported on the rack housing 11 by bearings (ball bearings) 12 and bearings (needle bearings) 13. Steering wheels (not shown) are connected to both left and right ends of the rack 8, and the wheels are steered according to the left and right movement of the rack 8. The hydraulic cylinder device 1C connected to the rack and pinion device 1B constitutes a cylinder in which the movement of the rack 8 in the left and right direction is a piston movement, and is provided as an actuator for applying a steering assist force.

【００１２】油圧シリンダ装置１Ｃは、シリンダチュー
ブ１９と、ラック８に一体に形成されたピストン２０と
により主として構成され、このピストン２０により、シ
リンダチューブ１９内が仕切られ、一対の油室２１及び
２２が形成される。油室２１側の端部におけるラック８
とシリンダチューブ１９との間にはオイルシール４５が
配設されている。また、油室２２の端部におけるラック
８とシリンダチューブ１９との間にはラックブッシュ４
６が配設され、このラックブッシュ４６とラック８との
間にオイルシール４７が配設され、また、ラックブッシ
ュ４６とシリンダチューブ１９との間にＯリング４８が
配設されている。なお、ラックブッシュ４６は止め輪４
９によりシリンダチューブ１９に固定されている。The hydraulic cylinder device 1C is mainly constituted by a cylinder tube 19 and a piston 20 formed integrally with the rack 8, and the piston 20 partitions the inside of the cylinder tube 19 to form a pair of oil chambers 21 and 22. Is formed. Rack 8 at the end on the oil chamber 21 side
An oil seal 45 is provided between the oil seal 45 and the cylinder tube 19. A rack bush 4 is provided between the rack 8 and the cylinder tube 19 at the end of the oil chamber 22.
6, an oil seal 47 is provided between the rack bush 46 and the rack 8, and an O-ring 48 is provided between the rack bush 46 and the cylinder tube 19. The rack bush 46 is provided with the retaining ring 4.
9 is fixed to the cylinder tube 19.

【００１３】シリンダチューブ１９の外周面には、上記
油室２１及び２２にそれぞれ対応して配管接続ポート７
５及び７６が設けられ、これらはそれぞれ配管７２及び
７１を介してバルブ装置１Ａの前記配管接続ポート３４
及び３２に接続されている。On the outer peripheral surface of the cylinder tube 19, a pipe connection port 7 corresponding to the oil chambers 21 and 22 is provided.
5 and 76, which are connected to the pipe connection port 34 of the valve device 1A via pipes 72 and 71, respectively.
And 32.

【００１４】次に、上記バルブ装置１Ａとラックピニオ
ン装置１Ｂとの連結部における出力軸４の回転シール構
造について図１及び図２を参照して説明する。まず、図
２において、出力軸４は前述の軸受１２によってラック
ハウジング１１から回転自在に保持されている。出力軸
４とバルブハウジング６との間隙はオイルシール８１に
よって封鎖され、当該オイルシール８１は戻り油室８２
に貯留する油が下方に漏れるのを防いでいる。バックア
ップワッシャ８３は、オイルシール８１と軸受１２とが
互いに直接接触しないように、オイルシール８１と軸受
１２との間に挿入された環状（出力軸４より大径）のワ
ッシャであり、軸受１２とはその固定輪（外輪）のみと
接するように配置されている。Next, the rotary seal structure of the output shaft 4 at the connection between the valve device 1A and the rack and pinion device 1B will be described with reference to FIGS. First, in FIG. 2, the output shaft 4 is rotatably held from the rack housing 11 by the bearing 12 described above. The gap between the output shaft 4 and the valve housing 6 is closed by an oil seal 81, and the oil seal 81 is
The oil stored in the tank is prevented from leaking downward. The backup washer 83 is an annular (larger than the output shaft 4) washer inserted between the oil seal 81 and the bearing 12 so that the oil seal 81 and the bearing 12 do not directly contact each other. Are arranged so as to contact only the fixed ring (outer ring).

【００１５】図１に示すように、オイルシール８１は、
出力軸４とバルブハウジング６との間隙を封鎖するシー
ル本体部８１ａとガイド部８１ｂとによって構成されて
いる。ガイド部８１ｂは、シール本体部８１ａの内周側
下端部から金属環部８１ａ１に沿って外周側へ環状に延
設され、バックアップワッシャ８３の内周部８３ａに対
して実質的に当接（但し、実際には微小な隙間が存在す
る場合もある。）している。このような構成によれば、
バックアップワッシャ８３はガイド部８１ｂに案内され
且つ位置決めされて取り付けられる。その後軸受１２が
取り付けられると、バックアップワッシャ８３は軸受１
２により軸方向の動きを規制されるとともに、ガイド部
８１ｂにより径方向の遊動を規制される。従って、図示
の位置に安定して保持される。この結果、バックアップ
ワッシャ８３の干渉を排除して、バルブハウジング６と
ラックハウジング１１とを容易に嵌合連結することがで
きる。As shown in FIG. 1, the oil seal 81 is
It comprises a seal body 81a and a guide 81b for closing the gap between the output shaft 4 and the valve housing 6. The guide portion 81b is annularly extended from the lower end portion on the inner peripheral side of the seal main body portion 81a to the outer peripheral side along the metal ring portion 81a1, and substantially abuts on the inner peripheral portion 83a of the backup washer 83 (however, provided that Actually, there may be a minute gap.) According to such a configuration,
The backup washer 83 is guided by the guide portion 81b, positioned and attached. After that, when the bearing 12 is mounted, the backup washer 83
2 restricts the axial movement and the guide portion 81b restricts the radial play. Therefore, it is stably held at the illustrated position. As a result, the interference of the backup washer 83 can be eliminated, and the valve housing 6 and the rack housing 11 can be easily fitted and connected.

【００１６】なお、出力軸４の軸方向におけるガイド部
８１ｂの厚さはバックアップワッシャ８３の厚さｔより
薄くなるように構成されている。従ってガイド部８１ｂ
は軸受１２には接触しない。このような構成は、仮に軸
受１２の可動輪（ここでは内輪）がガイド部８１ｂの真
下に位置した構成であっても、両者の相互接触を防ぐこ
とができる。The thickness of the guide portion 81b in the axial direction of the output shaft 4 is configured to be smaller than the thickness t of the backup washer 83. Therefore, the guide portion 81b
Does not contact the bearing 12. Such a configuration can prevent mutual contact between the two even if the movable ring (the inner ring in this case) of the bearing 12 is located directly below the guide portion 81b.

【００１７】[0017]

【発明の効果】以上のように構成された本発明は以下の
効果を奏する。請求項１の油圧式パワーステアリング装
置の回転シール構造によれば、オイルシールに設けられ
たガイド部がバックアップワッシャの内周部に当接して
バックアップワッシャの遊動を規制するので、バックア
ップワッシャは所定位置に安定して保持され、例えばバ
ルブハウジングから外方へ突出することはない。従って
ハウジング同士の嵌合連結作業が容易になり、この作業
の自動化も可能になる。The present invention configured as described above has the following effects. According to the rotary seal structure of the hydraulic power steering device of the first aspect, the guide portion provided on the oil seal comes into contact with the inner peripheral portion of the backup washer to regulate the free movement of the backup washer. And does not protrude outward from the valve housing, for example. Accordingly, the work of fitting and connecting the housings is facilitated, and this work can be automated.

【００１８】また、請求項２の油圧式パワーステアリン
グ装置の回転シール構造によれば、ガイド部の直下に軸
受の可動輪が配置された構成であっても、可動輪に接触
することなく、バックアップワッシャの遊動を規制する
ことができる。Further, according to the rotary seal structure of the hydraulic power steering apparatus of the second aspect, even if the movable ring of the bearing is disposed immediately below the guide portion, the backup can be performed without contacting the movable wheel. The movement of the washer can be restricted.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の一実施形態による油圧式パワーステア
リング装置の回転シール構造の主要部を示す断面図であ
る。FIG. 1 is a sectional view showing a main part of a rotary seal structure of a hydraulic power steering device according to an embodiment of the present invention.

【図２】図１に示す回転シール構造の主要部を含む軸受
部近傍の断面図である。FIG. 2 is a sectional view of the vicinity of a bearing portion including a main portion of the rotary seal structure shown in FIG.

【図３】油圧式パワーステアリング装置の全体構造を示
す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing the entire structure of the hydraulic power steering device.

【図４】従来の回転シール構造を含む軸受部近傍の断面
図である。FIG. 4 is a sectional view of the vicinity of a bearing including a conventional rotary seal structure.

【図５】図４中の回転シール構造の主要部の断面図であ
る。5 is a sectional view of a main part of the rotary seal structure in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ パワーステアリング装置 １Ａ バルブ装置 １Ｂ ラックピニオン装置 ４ 出力軸 ６ バルブハウジング １２ 軸受 ８１ オイルシール ８１ａ シール本体部 ８１ｂ ガイド部 ８３ バックアップワッシャ ８３ａ 内周部 Reference Signs List 1 power steering device 1A valve device 1B rack and pinion device 4 output shaft 6 valve housing 12 bearing 81 oil seal 81a seal body portion 81b guide portion 83 backup washer 83a inner peripheral portion

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】油圧式パワーステアリング装置の出力軸を
ハウジングに対して回転自在に支持する軸受と、 前記軸受の固定輪に接して配置された環状のバックアッ
プワッシャと、 前記軸受との間で前記バックアップワッシャを挟んで配
置され、前記出力軸部とハウジングとの間隙を封鎖する
シール本体部と前記バックアップワッシャの内周部に実
質的に当接するガイド部とを有するオイルシールとを備
えたことを特徴とする油圧式パワーステアリング装置の
回転シール構造。1. A bearing for rotatably supporting an output shaft of a hydraulic power steering device with respect to a housing; an annular backup washer disposed in contact with a fixed wheel of the bearing; An oil seal, which is disposed with a backup washer interposed therebetween and has a seal body that seals a gap between the output shaft and the housing, and a guide that substantially abuts an inner peripheral portion of the backup washer, is provided. The rotary seal structure of the hydraulic power steering device. 【請求項２】前記出力軸の軸方向における前記ガイド部
の厚さは前記バックアップワッシャより薄いことを特徴
とする請求項１記載の油圧式パワーステアリング装置の
回転シール構造。2. The rotary seal structure for a hydraulic power steering device according to claim 1, wherein the thickness of the guide portion in the axial direction of the output shaft is smaller than the thickness of the backup washer.