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JP3786525B2 - Hydraulic control valve - Google Patents
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JP3786525B2 - Hydraulic control valve - Google Patents

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JP3786525B2 JP23597798A JP23597798A JP3786525B2 JP 3786525 B2 JP3786525 B2 JP 3786525B2 JP 23597798 A JP23597798 A JP 23597798A JP 23597798 A JP23597798 A JP 23597798A JP 3786525 B2 JP3786525 B2 JP 3786525B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筒状のハウジングと、このハウジングに回転可能に挿入される弁部材との間をシールリングによって密封する油圧制御弁に関する。
【0002】
【従来の技術】
この油圧制御弁は、例えば、自動車の油圧パワーステアリング装置に用いられている。油圧制御弁のハウジングには、孔が形成され、この孔内に、操向操作に応じて相対回動する弁部材が嵌合されている。この弁部材の外周面と、ハウジングの内周面との間には、環状油室が形成されるとともに、この環状油室を複数の部分に仕切るシールリングが設けられている。このシールリングは、環状油室の隣接する部分同士を封止するものであり、弁部材の外周面に形成された環状の周溝に嵌め込まれている。
【0003】
この周溝は、対向する一対の側面と溝底とで区画され、略矩形の断面形状で形成されている。周溝の溝底の隅には、凹湾曲面からなるアール面が形成されている。
また、シールリングの断面は略矩形である。シールリングの内周縁部には面取りが施され、これにより内周縁部の角を除去して、内周縁部が上述のアール面と擦らないようにされている。
【0004】
環状油室内の油圧が高まると、シールリングの側面が周溝の一側面に押し付けられると共に、シールリングの外周面がハウジングの孔の内周面に押し付けられて、環状油室の隣接する部分同士の間が封止される。また、この状態でハウジング内を弁部材が相対回動する際の摩擦を少なくするため、シールリングは、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)により形成されていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、PTFEは加工し難い材料であり、特に、内周縁部の面取りには手間がかかるので、シールリングが高価になっていた。
一方、シールリングの内周縁部の面取りを省略した場合、シールリングの内周縁部に生ずる角と周溝の隅に形成されるアール面とが擦れ合う結果、弁部材とハウジングとが相対回動するときの摩擦が大きくなることがある。
【0006】
そこで、本発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、ハウジング内で弁部材を回動させるときの摩擦が小さく、且つ安価な油圧制御弁を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、請求項1に記載の発明の油圧制御弁は、筒状のハウジングと、このハウジングに回動可能に挿入される弁部材と、この弁部材の外周に形成された周溝に嵌合されたシールリングとを備え、シールリングが油圧によってハウジングの内周面と周溝の一側面とに押しつけられることによってハウジングと弁部材との間が密封される油圧制御弁において、上記周溝の溝底の両隅部に、シールリングの内周縁部との接触を回避する凹部からなる逃がし部と、逃がし部および周溝の側面を互いに接続するアール面とが設けられ、上記周溝の側面と溝底の隅部のアール面との境界位置が、溝底の部分であって両隅部の逃がし部同士の間にある部分よりも弁部材の径方向内方になるように、弁部材が形成されており、周溝の両側面が互いに対向する方向について、溝底の各隅部にある逃がし部の幅は、シールリングの幅と周溝の幅との差よりも大きくされ、上記シールリングが油圧によってハウジングの内周面に押しつけられるときに、上記シールリングの内周と、周溝の溝底の部分であって両隅部の逃がし部同士の間にある部分との間に、環状の隙間があることを特徴とする。
【0008】
この構成によれば、周溝の隅とシールリングの内周縁部とが互いに擦れ合わないので、シールリングと周溝との間の摩擦を少なくでき、内周縁部の面取り加工を省くことができる。
また、低温時に油圧が立ち上がると、圧油が逃がし部を通じて周溝の溝底に導かれるので、シールリングの外周面がハウジングの内周面に確実に押し付けられる結果、ハウジングと弁部材との間を確実に封止することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態の油圧制御弁を、これを備えたラックピニオン式油圧パワーステアリング装置を例に、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を示すラックピニオン式パワーステアリング装置の要部概略構成図である。
【0010】
ラックピニオン式パワーステアリング装置1は、車両のハンドル(図示せず)に連結される入力軸2と、この入力軸2にトーションバー6を介し連結される出力軸3とを有している。トーションバー6は、ピン4を介して入力軸2に連結され、セレーション5を介して出力軸3に連結されている。入力軸2は、ハウジング7の内部にベアリング8を介すると共に出力軸3の内部にブッシュ12を介して回転自在に支持されている。出力軸3はピニオンケース9の内部にベアリング10,11を介して回転自在に支持されている。出力軸3にピニオン15が一体的に形成され、このピニオン15に噛み合うラック16に操向用車輪(図示せず)が連結される。これにより、ハンドルを操作すると、入力軸2が回転し、その回転が、トーションバー6を介して出力軸3と一体のピニオン15に伝達され、このピニオン15の回転によりラック16が車両幅方向に移動して、その結果、車両の操舵がなされる。
【0011】
ラック16には、操向操作の補助力を付与する油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ20が設けられている。この油圧シリンダ20は、ピニオンケース9に連接されたシリンダチューブ24と、ラック16に一体化されるピストン21とを有している。このピストン21により仕切られるシリンダチューブ24内の油室22,23に、操舵方向と操舵抵抗に応じて圧油を供給するため、入力軸2の外周囲に、トーションバー6のねじれ角に応じて作動する本油圧制御弁30が設けられている。
【0012】
油圧制御弁30は、筒状の上述のハウジング7と、このハウジング7の内部に相対回動可能に挿入されると共に入力軸2の周囲を取り囲む筒状の弁部材31と、この弁部材31の外周に形成された周溝64,65,66,67(図3参照)に嵌合されたシールリング60,61,62,63(図3参照)とをそれぞれ備えている。
【0013】
弁部材31は出力軸3にピン32を介して一体に回転するよう連結されている。また、弁部材31とハウジング7との間に、ポンプ33に接続される入口油室34と、タンク35に接続される出口油室36と、油圧シリンダ20の一方の油室22に接続される第1油室37と、他方の油室23に接続される第2油室38とが設けられている。
【0014】
これらの油室34,36,37,38は軸方向に沿って配置されている。出口油室36は弁部材31の図1での上方に配置されている。第1油室37と入口油室34と第2油室38とは、この順に上方から並んで、ハウジング7と弁部材31との内外周間に配置されている。
また、隣接する油室34,36,37,38同士の間は、上述のシールリング60,61,62により仕切られている。すなわち、シールリング60は出口油室36と第1油室37との間に、シールリング61は第1油室37と入口油室34との間に、シールリング62は入口油室34と第2油室38との間に配置されている。また、シールリング63が第2油室38の下方に配置されている。
【0015】
各油室34,36,37,38は、入力軸2と弁部材31との間の流路を介し連通し、その流路はトーションバー6のねじれに伴う入力軸2と弁部材31との相対回転により開度が調節される。
すなわち、図2に示すように、弁部材31の内周には周方向等間隔の8ヶ所において軸方向に沿う凹部50が形成され、この凹部50に対向する入力軸2の外周に凸部51が形成されている。凹部50は、流路53を介して第1油室37に連通するものと、流路54を介して第2油室38に連通するものとが周方向に交互に並列する。また、凹部50の周方向間の部分は、流路55を介して入口油室34に通じる部分と、流路52とトーションバー6と入力軸2との内外周間を介して出口油室36に通じる部分とが周方向に交互に並列する。
【0016】
操舵が行われていない状態では、図2に示すように、入口油室34と出口油室36とが連通し、油圧シリンダ20の油室22,23に圧油は供給されない。
左右一方へ操舵することによって生じる操舵抵抗によりトーションバー6がねじれ、弁部材31と入力軸2とが相対回転すると、凹部50と凸部51との相対位置が変化する。この相対位置変化により、弁部材31と入力軸2との間における入口油室34から第1油室37への油路の開度が大きくなると共に第1油室37から出口油室36への油路が小さくなり、また、入口油室34から第2油室38への油路の開度が小さくなると共に第2油室38から出口油室36への油路の開度が大きくなる。これにより、油圧シリンダ20の油室22に操舵方向と操舵抵抗に応じた圧力の圧油が供給され、また、油室23からタンク35に油が還流し、車両の左右一方への操向補助力が油圧シリンダ20からラック16に作用する。
【0017】
左右他方へ操舵すると、弁部材31と入力軸2とが左右一方へ操舵した場合と逆方向に相対回転し、入口油室34から第2油室38への油路の開度が大きくなると共に第2油室38から出口油室36への油路の開度が小さくなり、また、入口油室34から第1油室37への油路の開度が小さくなると共に第1油室37から出口油室36への油路の開度が大きくなる。これにより、車両の左右他方への操向補助力が油圧シリンダ20からラック16に作用する。
【0018】
圧油が入口油室34から第1油室37を通って油圧シリンダ20の油室22に供給される場合は、シールリング60とシールリング62との間において、ハウジング7と弁部材31との内外周間の油圧が上昇する。この油圧Pにより、図4に示すように、最上方のシールリング60は周溝64の図中上方の側面64aとハウジング7の内周面7aとに押し付けられる。また、上方から3番目のシールリング62は周溝66の図中下方の側面とハウジング7の内周面7aとに押し付けられる。
【0019】
また、入口油室34から第2油室38を介して油圧シリンダ20に圧油が供給される場合は、図中上方から2番目のシールリング61と最下方のシールリング63との間において、ハウジング7と弁部材31との内外周間の油圧が上昇する。この油圧Pにより、図5に示すように、上方から2番目のシールリング61は周溝65の図中上方の側面とハウジング7の内周面7aとに押し付けられる。また、図中最下方のシールリング63は周溝67の図中下方の側面とハウジング7の内周面7aとに押し付けられる。
【0020】
このように、油圧制御弁30では、各シールリングが油圧によってハウジング7の内周面7aと各周溝の一側面とに押しつけられることによってハウジング7と弁部材31との間が密封される。
周溝64,65,66,67およびシールリング60,61,62,63は、同様に構成されている。以下、周溝64およびシールリング60の組み合わせを主に説明する。
【0021】
図6〜図8は、図3に示す周溝とシールリングの断面正面図であり、図7に低温状態、図8に動作状態を示す。
シールリング60は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)により形成された環状の封止部材であり、断面略矩形に形成されている。その外周縁部は、アール面になるように加工されている。一方、内周縁部60eは、面取りが省略されており、角が形成されている。
【0022】
周溝64は、弁部材31の外周に形成され、周方向に延びる凹条である。周溝64は、断面略矩形に形成され、対向する一対の側面64a,64bと、これら両側面64a,64bの内周縁を接続する溝底64cとを有している。周溝64の入口縁部のそれぞれには、面取り64gが施されている。
また、周溝64の溝底64cの両隅部64fにはそれぞれ、シールリング60の内周縁部60eとの接触を回避する凹部からなる逃がし部64eが設けられている。
【0023】
各逃がし部64eは、周溝64の全周にわたって形成されている。各逃がし部64eには、それぞれ対応する側面64a,64bに接続するアール面が設けられている。周溝64の側面64a,64bと溝底64cの隅部64fのアール面との境界位置が、溝底64cの部分であって両隅部64fの逃がし部64e同士の間にある部分よりも弁部材31の径方向内方になるように、弁部材31が形成されている。
また、逃がし部64eの幅は、図8に示すように、シールリング60の幅と周溝64の幅との差よりも大きくされている。それゆえ、シールリング60が周溝64の一側面64aに押し付けられている状態で、シールリング60と周溝64の他側面64bとの間の隙間を流れる圧油を、逃がし部64e内を介して、溝底64cに導入することができる。
【0024】
このシールリング60と周溝64とによれば、上述のように、油圧Pにより、シールリング60は周溝64の図7や図8中の上方の一側面64aとハウジング7の内周面7aとに押し付けられる。このとき、シールリング60の内周縁部60eと周溝64の隅部64fとが擦れ合わないので、ハウジング31内で弁部材31を回動させるときの回動抵抗を小さくすることができる。また、シールリング60の内周と、周溝64の溝底64cの部分であって両隅部64fの逃がし部64e同士の間にある部分との間に、環状の隙間がある
【0025】
このように本実施の形態によれば、周溝64の隅部64fとシールリング60の内周縁部60eとが互いに擦れ合わないので、シールリング60と周溝64との間の摩擦を少なくでき、シールリング60の内周縁部60eの面取り加工を省くことができる。その結果、シールリング60の加工コストを低減でき、ひいては油圧制御弁30を安価にすることができる。
【0026】
また、逃がし部64eを設ける場合、そのために加工コストの増加が懸念されるが、その心配はない。というのは、周溝64は従来から切削加工されているので、周溝の切削加工と同時に逃がし溝64eを切削加工することで、工程が増えず、加工コストの増加を抑制できる。またこのために必要な切削工具は、逃がし部64eがある周溝64に対応した形状の専用のものとなるが、そもそも従来の周溝を加工するための切削工具が専用のものであったので、切削工具のコストの増加の心配もない。
【0027】
特に、シールリング60がPTFEで形成されている場合には、PTFEが加工し難い材料であることから、面取り加工を省略することによるコスト低減効果が高い。
ところで、油温が低い場合に、シールリング60は周溝64の溝底64cにへばりつくことがある(図7参照)。というのは、通常、周溝64のある弁部材31は金属製であり、シールリング60は樹脂製であるので、シールリング60の熱収縮度合いが弁部材31よりも大きくなるからである。上述のようにシールリング60が溝底64cにへばりつくと、シールリング60の外周面60dとハウジング7の内周面7aとの間に隙間が生じ、この隙間を通じて圧油が低圧側の油室に流出する、いわゆる油圧の吹き抜け現象が生じることがある。
【0028】
本実施の形態の油圧制御弁30では、低温時に、図7に示すようにシールリング60が溝底64cにへばりついている状態であっても、油圧が立ち上がると、圧油が逃がし部64eを通じて周溝64の溝底64cに導かれるので、シールリング60の外周面60dがハウジング7の内周面7aに確実に押し付けられる結果、ハウジング7と弁部材31との間を確実に封止することができる(図8参照)。
【0029】
また、本油圧制御弁30を油圧パワーステアリング装置に適用する場合には、弁部材31を回動する際の回動抵抗の増加を防止できるので、適度なハンドル操作力や操舵補助力を得られる結果、操作時の快適感である操舵フィーリングの低下を防止することができる。
また、上述の油圧の吹き抜け現象を防止できるので、油温が低温のときであっても、予め設定した十分な操舵補助力を得られる結果、そのときのハンドルを操作するための操舵トルクを確実に軽減できる。その結果、始動時から運転中に至るまで、操舵トルクのばらつきを抑制することができる。
【0030】
また、油圧制御弁30を安価に実現できるので、油圧パワーステアリング装置をも安価にすることができる。
なお、上述の実施の形態では、シールリング60は内周縁部60eに面取りが施されていないものについて説明したが、シールリング60の内周縁部60eに面取りが施されていてもよい。例えば、内周縁部60eの面取りが、精度の低いものや、小さいもの、バリやかえり等がある仕上げの粗いものであるシールリング60をも利用できるので、安価にすることができる。
【0031】
また、上述の逃がし部64eは、周溝64の溝底64cに形成されていたが、溝底64cに加えて側面64a,64bにも形成されていても構わない。
また、本油圧制御弁30は、ラックピニオン式油圧パワーステアリング装置に備えられたものについて説明したが、これには限定されない。例えば、ボールスクリュー式油圧パワーステアリング装置にも適用することができる。要は、本発明は、筒状のハウジングと、このハウジングに回動可能に挿入される弁部材と、この弁部材の外周に形成された周溝に嵌合されたシールリングとを備え、シールリングが油圧によってハウジングの内周面と周溝の一側面とに押しつけられることによってハウジングと弁部材との間が密封される油圧制御弁について適用することができる。
【0032】
その他、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【0033】
【発明の効果】
請求項1記載の発明によれば、内周縁部の面取り加工を省いて安価にでき、しかも、ハウジングと弁部材とを相対回動させる際のシールリングと周溝との間の摩擦を低減できる。
また、低温時に立ち上がる油圧が、逃がし部を通じて周溝の溝底に導かれるので、シールリングがハウジングの内周面に確実に押し付けられる結果、シールリングによる封止性を確実に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態のラックピニオン式パワーステアリング装置の概略構成を示す正面図である。
【図2】図1に示す油圧制御弁の横断面図である。
【図3】図1に示す油圧制御弁の要部の断面正面図であり、非動作状態を示す。
【図4】図3に示す要部の断面正面図であり、動作状態を示す。
【図5】図3に示す要部の断面正面図であり、図4と異なる動作状態を示す。
【図6】図3に示す周溝とシールリングの断面正面図である。
【図7】図6に示す周溝とシールリングの断面正面図であり、低温状態を示す。
【図8】図6に示す周溝とシールリングの断面正面図であり、動作状態を示す。
【符号の説明】
1 ラックピニオン式操舵装置
7 ハウジング
7a 内周面
30 油圧制御弁
31 弁部材
60 シールリング
60e 内周縁部
64 周溝
64a 側面(一側面
64b 側面
64c 溝底
64e 逃がし部
64f 隅部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hydraulic control valve that seals between a cylindrical housing and a valve member that is rotatably inserted into the housing by a seal ring.
[0002]
[Prior art]
This hydraulic control valve is used, for example, in a hydraulic power steering device of an automobile. A hole is formed in the housing of the hydraulic control valve, and a valve member that rotates relative to the steering operation is fitted in the hole. An annular oil chamber is formed between the outer peripheral surface of the valve member and the inner peripheral surface of the housing, and a seal ring for partitioning the annular oil chamber into a plurality of portions is provided. This seal ring seals adjacent portions of the annular oil chamber, and is fitted into an annular circumferential groove formed on the outer peripheral surface of the valve member.
[0003]
The circumferential groove is defined by a pair of opposing side surfaces and a groove bottom, and has a substantially rectangular cross-sectional shape. A rounded surface formed of a concave curved surface is formed at the corner of the groove bottom of the circumferential groove.
The cross section of the seal ring is substantially rectangular. The inner peripheral edge of the seal ring is chamfered, thereby removing the corners of the inner peripheral edge so that the inner peripheral edge does not rub against the above-described rounded surface.
[0004]
When the oil pressure in the annular oil chamber increases, the side surface of the seal ring is pressed against one side surface of the circumferential groove, and the outer peripheral surface of the seal ring is pressed against the inner peripheral surface of the hole of the housing. Is sealed. In this state, the seal ring is made of polytetrafluoroethylene (PTFE) in order to reduce friction when the valve member relatively rotates in the housing.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, PTFE is a material that is difficult to process, and in particular, since the chamfering of the inner peripheral edge takes time, the seal ring is expensive.
On the other hand, when the chamfering of the inner peripheral edge of the seal ring is omitted, the valve member and the housing rotate relative to each other as a result of the friction between the corner formed at the inner peripheral edge of the seal ring and the rounded surface formed at the corner of the peripheral groove. Sometimes friction increases.
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a hydraulic control valve that solves the technical problems described above and has low friction when the valve member is rotated in the housing and is inexpensive.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, a hydraulic control valve according to a first aspect of the present invention includes a cylindrical housing, a valve member that is rotatably inserted into the housing, and a periphery formed on the outer periphery of the valve member. A hydraulic control valve including a seal ring fitted in a groove, wherein the seal ring is pressed against the inner peripheral surface of the housing and one side surface of the peripheral groove by hydraulic pressure to seal between the housing and the valve member. At both corners of the groove bottom of the circumferential groove, there are provided a relief part consisting of a recess that avoids contact with the inner peripheral edge of the seal ring, and a rounded surface that connects the side of the relief part and the circumferential groove to each other, The boundary position between the side surface of the circumferential groove and the rounded surface at the corner of the groove bottom is inwardly in the radial direction of the valve member than the portion at the bottom of the groove and between the relief portions of both corners. The valve member is formed on both sides of the circumferential groove In the opposite direction, the width of the relief portion at each corner of the groove bottom is larger than the difference between the width of the seal ring and the width of the circumferential groove, and the seal ring is pressed against the inner peripheral surface of the housing by hydraulic pressure. In this case, there is an annular gap between the inner circumference of the seal ring and the portion of the groove bottom of the circumferential groove between the relief portions at both corners .
[0008]
According to this configuration, the corner of the circumferential groove and the inner peripheral edge of the seal ring do not rub against each other, so friction between the seal ring and the peripheral groove can be reduced, and chamfering of the inner peripheral edge can be omitted. .
Further, when the hydraulic pressure rises at low temperatures, the pressure oil is guided to the groove bottom of the circumferential groove through the escape portion, so that the outer peripheral surface of the seal ring is reliably pressed against the inner peripheral surface of the housing. Can be reliably sealed.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a hydraulic control valve according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, taking a rack and pinion type hydraulic power steering apparatus including the hydraulic control valve as an example. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a main part of a rack and pinion type power steering apparatus showing an embodiment of the present invention.
[0010]
The rack and pinion type power steering apparatus 1 has an input shaft 2 connected to a vehicle handle (not shown) and an output shaft 3 connected to the input shaft 2 via a torsion bar 6. The torsion bar 6 is connected to the input shaft 2 via the pin 4 and is connected to the output shaft 3 via the serration 5. The input shaft 2 is rotatably supported inside the housing 7 via a bearing 8 and inside the output shaft 3 via a bush 12. The output shaft 3 is rotatably supported inside the pinion case 9 via bearings 10 and 11. A pinion 15 is formed integrally with the output shaft 3, and a steering wheel (not shown) is connected to a rack 16 that meshes with the pinion 15. Thus, when the handle is operated, the input shaft 2 rotates, and the rotation is transmitted to the pinion 15 integrated with the output shaft 3 via the torsion bar 6, and the rack 16 is moved in the vehicle width direction by the rotation of the pinion 15. As a result, the vehicle is steered.
[0011]
The rack 16 is provided with a hydraulic cylinder 20 as a hydraulic actuator that applies assisting force for steering operation. The hydraulic cylinder 20 has a cylinder tube 24 connected to the pinion case 9 and a piston 21 integrated with the rack 16. In order to supply pressure oil to the oil chambers 22 and 23 in the cylinder tube 24 partitioned by the piston 21 according to the steering direction and the steering resistance, according to the torsion angle of the torsion bar 6 on the outer periphery of the input shaft 2. A main hydraulic control valve 30 is provided for operation.
[0012]
The hydraulic control valve 30 includes the above-described tubular housing 7, a tubular valve member 31 that is inserted into the housing 7 so as to be relatively rotatable and surrounds the input shaft 2, and the valve member 31. Seal rings 60, 61, 62, and 63 (see FIG. 3) fitted in circumferential grooves 64, 65, 66, and 67 (see FIG. 3) formed on the outer periphery, respectively.
[0013]
The valve member 31 is connected to the output shaft 3 through a pin 32 so as to rotate integrally. Further, an inlet oil chamber 34 connected to the pump 33, an outlet oil chamber 36 connected to the tank 35, and one oil chamber 22 of the hydraulic cylinder 20 are connected between the valve member 31 and the housing 7. A first oil chamber 37 and a second oil chamber 38 connected to the other oil chamber 23 are provided.
[0014]
These oil chambers 34, 36, 37, 38 are arranged along the axial direction. The outlet oil chamber 36 is disposed above the valve member 31 in FIG. The first oil chamber 37, the inlet oil chamber 34, and the second oil chamber 38 are arranged in this order from above, and are arranged between the inner and outer peripheries of the housing 7 and the valve member 31.
Adjacent oil chambers 34, 36, 37, 38 are partitioned by the above-described seal rings 60, 61, 62. That is, the seal ring 60 is between the outlet oil chamber 36 and the first oil chamber 37, the seal ring 61 is between the first oil chamber 37 and the inlet oil chamber 34, and the seal ring 62 is between the inlet oil chamber 34 and the first oil chamber 34. 2 between the two oil chambers 38. A seal ring 63 is disposed below the second oil chamber 38.
[0015]
The oil chambers 34, 36, 37, and 38 communicate with each other via a flow path between the input shaft 2 and the valve member 31, and the flow path is formed between the input shaft 2 and the valve member 31 due to torsion of the torsion bar 6. The opening degree is adjusted by relative rotation.
That is, as shown in FIG. 2, concave portions 50 are formed along the axial direction at eight circumferentially spaced intervals on the inner periphery of the valve member 31, and the convex portions 51 are formed on the outer periphery of the input shaft 2 facing the concave portions 50. Is formed. As for the recessed part 50, what is connected to the 1st oil chamber 37 via the flow path 53 and what is connected to the 2nd oil chamber 38 via the flow path 54 are alternately parallelly arranged in the circumferential direction. Further, a portion between the circumferential directions of the recesses 50 is a portion that communicates with the inlet oil chamber 34 via the flow passage 55, and an outlet oil chamber 36 that passes between the inner and outer periphery of the flow passage 52, the torsion bar 6, and the input shaft 2. The parts leading to are alternately arranged in the circumferential direction.
[0016]
In a state where steering is not performed, as shown in FIG. 2, the inlet oil chamber 34 and the outlet oil chamber 36 communicate with each other, and no pressure oil is supplied to the oil chambers 22 and 23 of the hydraulic cylinder 20.
When the torsion bar 6 is twisted by the steering resistance generated by steering to the left or right and the valve member 31 and the input shaft 2 are rotated relative to each other, the relative positions of the recess 50 and the protrusion 51 change. Due to this relative position change, the opening of the oil passage from the inlet oil chamber 34 to the first oil chamber 37 between the valve member 31 and the input shaft 2 is increased, and the first oil chamber 37 to the outlet oil chamber 36 is increased. The oil passage becomes smaller, the opening of the oil passage from the inlet oil chamber 34 to the second oil chamber 38 becomes smaller, and the opening of the oil passage from the second oil chamber 38 to the outlet oil chamber 36 becomes larger. As a result, pressure oil having a pressure corresponding to the steering direction and the steering resistance is supplied to the oil chamber 22 of the hydraulic cylinder 20, and the oil flows back from the oil chamber 23 to the tank 35, thereby assisting steering to the left and right of the vehicle. A force acts on the rack 16 from the hydraulic cylinder 20.
[0017]
When the left and right are steered, the valve member 31 and the input shaft 2 rotate relative to each other in the opposite direction, and the opening of the oil passage from the inlet oil chamber 34 to the second oil chamber 38 increases. The opening of the oil passage from the second oil chamber 38 to the outlet oil chamber 36 is reduced, the opening of the oil passage from the inlet oil chamber 34 to the first oil chamber 37 is reduced, and from the first oil chamber 37 The opening of the oil passage to the outlet oil chamber 36 is increased. As a result, steering assist force to the other side of the vehicle acts on the rack 16 from the hydraulic cylinder 20.
[0018]
When pressure oil is supplied from the inlet oil chamber 34 to the oil chamber 22 of the hydraulic cylinder 20 through the first oil chamber 37, the housing 7 and the valve member 31 are interposed between the seal ring 60 and the seal ring 62. The hydraulic pressure between the inner and outer circumferences increases. 4, the uppermost seal ring 60 is pressed against the upper side surface 64a of the peripheral groove 64 and the inner peripheral surface 7a of the housing 7 as shown in FIG. The third seal ring 62 from above is pressed against the lower side surface of the circumferential groove 66 in the figure and the inner peripheral surface 7 a of the housing 7.
[0019]
Further, when pressure oil is supplied from the inlet oil chamber 34 to the hydraulic cylinder 20 via the second oil chamber 38, between the second seal ring 61 and the lowermost seal ring 63 from the upper side in the figure, The hydraulic pressure between the inner and outer circumferences of the housing 7 and the valve member 31 increases. With this hydraulic pressure P, as shown in FIG. 5, the second seal ring 61 from above is pressed against the upper side surface of the circumferential groove 65 in the drawing and the inner peripheral surface 7 a of the housing 7. The lowermost seal ring 63 in the drawing is pressed against the lower side surface of the circumferential groove 67 in the drawing and the inner peripheral surface 7 a of the housing 7.
[0020]
As described above, in the hydraulic control valve 30, the seal ring is pressed against the inner peripheral surface 7 a of the housing 7 and one side surface of each peripheral groove by hydraulic pressure, thereby sealing between the housing 7 and the valve member 31.
The circumferential grooves 64, 65, 66, 67 and the seal rings 60, 61, 62, 63 are similarly configured. Hereinafter, the combination of the circumferential groove 64 and the seal ring 60 will be mainly described.
[0021]
6 to 8 are sectional front views of the circumferential groove and the seal ring shown in FIG. 3, in which FIG. 7 shows a low temperature state and FIG. 8 shows an operating state.
The seal ring 60 is an annular sealing member made of polytetrafluoroethylene (PTFE) and has a substantially rectangular cross section. The outer peripheral edge portion is processed so as to be a rounded surface. On the other hand, the inner peripheral edge 60e is not chamfered and has corners.
[0022]
The circumferential groove 64 is a groove formed on the outer periphery of the valve member 31 and extending in the circumferential direction. The circumferential groove 64 is formed in a substantially rectangular cross section, and has a pair of opposing side surfaces 64a and 64b and a groove bottom 64c that connects the inner peripheral edges of the both side surfaces 64a and 64b. Each of the entrance edges of the circumferential groove 64 is chamfered 64 g.
In addition, at both corners 64f of the groove bottom 64c of the circumferential groove 64, there are provided relief portions 64e that are concave portions that avoid contact with the inner peripheral edge portion 60e of the seal ring 60.
[0023]
Each relief portion 64 e is formed over the entire circumference of the circumferential groove 64. Each relief portion 64e is provided with a rounded surface connected to the corresponding side surface 64a, 64b. The boundary position between the side surfaces 64a and 64b of the circumferential groove 64 and the rounded surface of the corner portion 64f of the groove bottom 64c is more than the portion at the groove bottom 64c and between the relief portions 64e of both corner portions 64f. The valve member 31 is formed so as to be radially inward of the member 31.
Further, as shown in FIG. 8, the width of the relief portion 64 e is larger than the difference between the width of the seal ring 60 and the width of the circumferential groove 64. Therefore, in a state where the seal ring 60 is pressed against the one side surface 64a of the circumferential groove 64, the pressure oil flowing through the gap between the seal ring 60 and the other side surface 64b of the circumferential groove 64 passes through the inside of the escape portion 64e. Thus, it can be introduced into the groove bottom 64c.
[0024]
According to the seal ring 60 and the circumferential groove 64, as described above, due to the hydraulic pressure P, the seal ring 60 is separated from the upper side surface 64 a of the circumferential groove 64 in FIGS. 7 and 8 and the inner circumferential surface 7 a of the housing 7. And pressed against. At this time, the inner peripheral edge 60e of the seal ring 60 and the corner 64f of the circumferential groove 64 do not rub against each other, so that the rotational resistance when the valve member 31 is rotated in the housing 31 can be reduced. There is an annular gap between the inner circumference of the seal ring 60 and the portion of the groove bottom 64c of the circumferential groove 64 and between the relief portions 64e of both corners 64f .
[0025]
Thus, according to the present embodiment, the corner portion 64f of the circumferential groove 64 and the inner peripheral edge portion 60e of the seal ring 60 do not rub against each other, so that the friction between the seal ring 60 and the circumferential groove 64 can be reduced. The chamfering process of the inner peripheral edge 60e of the seal ring 60 can be omitted. As a result, the processing cost of the seal ring 60 can be reduced, and the hydraulic control valve 30 can be made inexpensive.
[0026]
Further, when the relief portion 64e is provided, there is a concern about an increase in processing cost for that purpose, but there is no concern. This is because the peripheral groove 64 has been conventionally cut, and by cutting the relief groove 64e simultaneously with the peripheral groove cutting, the number of processes is not increased, and an increase in processing cost can be suppressed. In addition, the cutting tool necessary for this purpose is dedicated to the shape corresponding to the circumferential groove 64 with the relief portion 64e, but since the cutting tool for machining the conventional circumferential groove was originally dedicated. There is no worry about the cost increase of cutting tools.
[0027]
In particular, when the seal ring 60 is formed of PTFE, since PTFE is a material that is difficult to process, the cost reduction effect by omitting the chamfering process is high.
By the way, when the oil temperature is low, the seal ring 60 may stick to the groove bottom 64c of the circumferential groove 64 (see FIG. 7). This is because the valve member 31 having the circumferential groove 64 is usually made of metal and the seal ring 60 is made of resin, so that the degree of thermal contraction of the seal ring 60 is larger than that of the valve member 31. As described above, when the seal ring 60 is attached to the groove bottom 64c, a gap is formed between the outer peripheral surface 60d of the seal ring 60 and the inner peripheral surface 7a of the housing 7, and the pressure oil enters the oil chamber on the low pressure side through this gap. A so-called hydraulic blow-out phenomenon that flows out may occur.
[0028]
In the hydraulic control valve 30 of the present embodiment, even when the seal ring 60 is stuck to the groove bottom 64c as shown in FIG. 7 at a low temperature, when the hydraulic pressure rises, the hydraulic oil circulates through the relief portion 64e. Since it is guided to the groove bottom 64c of the groove 64, the outer peripheral surface 60d of the seal ring 60 is reliably pressed against the inner peripheral surface 7a of the housing 7, so that the space between the housing 7 and the valve member 31 can be reliably sealed. Yes (see FIG. 8).
[0029]
Further, when the hydraulic control valve 30 is applied to a hydraulic power steering device, an increase in rotational resistance when the valve member 31 is rotated can be prevented, so that an appropriate steering operation force and steering assist force can be obtained. As a result, it is possible to prevent a decrease in steering feeling, which is a feeling of comfort during operation.
In addition, since the above-described hydraulic pressure blow-off phenomenon can be prevented, even when the oil temperature is low, a sufficient steering assist force can be obtained in advance. As a result, the steering torque for operating the steering wheel at that time can be ensured. Can be reduced. As a result, it is possible to suppress variations in steering torque from the start to the time of driving.
[0030]
Further, since the hydraulic control valve 30 can be realized at low cost, the hydraulic power steering device can also be reduced in price.
In the above-described embodiment, the seal ring 60 has been described in which the inner peripheral edge portion 60e is not chamfered. However, the inner peripheral edge portion 60e of the seal ring 60 may be chamfered. For example, it is possible to use the seal ring 60 whose chamfered inner peripheral edge portion 60e has a low accuracy, is small, or has a rough finish with burrs, burr, and the like.
[0031]
Moreover, although the above-mentioned escape part 64e was formed in the groove bottom 64c of the circumferential groove 64, in addition to the groove bottom 64c, you may form in the side surfaces 64a and 64b.
Further, although the hydraulic control valve 30 has been described as being provided in the rack and pinion type hydraulic power steering apparatus, it is not limited to this. For example, it can be applied to a ball screw type hydraulic power steering apparatus. In short, the present invention includes a cylindrical housing, a valve member that is rotatably inserted into the housing, and a seal ring that is fitted in a circumferential groove formed on the outer periphery of the valve member. The present invention can be applied to a hydraulic control valve in which the space between the housing and the valve member is sealed by pressing the ring against the inner peripheral surface of the housing and one side surface of the peripheral groove by hydraulic pressure.
[0032]
In addition, various design changes can be made without changing the gist of the present invention.
[0033]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the chamfering process of the inner peripheral edge can be omitted, and the friction between the seal ring and the circumferential groove when the housing and the valve member are rotated relative to each other can be reduced. .
Further, since the hydraulic pressure that rises at a low temperature is guided to the groove bottom of the circumferential groove through the relief portion, the seal ring is reliably pressed against the inner peripheral surface of the housing, so that the sealing performance by the seal ring can be reliably ensured. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing a schematic configuration of a rack and pinion type power steering apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the hydraulic control valve shown in FIG.
3 is a cross-sectional front view of the main part of the hydraulic control valve shown in FIG. 1, showing a non-operating state.
4 is a cross-sectional front view of the main part shown in FIG. 3, showing an operating state.
5 is a cross-sectional front view of the main part shown in FIG. 3, showing an operating state different from FIG.
6 is a cross-sectional front view of the circumferential groove and the seal ring shown in FIG. 3. FIG.
7 is a cross-sectional front view of the circumferential groove and the seal ring shown in FIG. 6 and shows a low temperature state.
8 is a cross-sectional front view of the circumferential groove and the seal ring shown in FIG. 6, showing an operating state.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rack and pinion type steering device 7 Housing 7a Inner peripheral surface 30 Hydraulic control valve 31 Valve member 60 Seal ring 60e Inner peripheral edge 64 Circumferential groove 64a side surface ( one side surface )
64b Side surface 64c Groove bottom 64e Escape portion 64f Corner portion

Claims (1)

筒状のハウジングと、このハウジングに回動可能に挿入される弁部材と、この弁部材の外周に形成された周溝に嵌合されたシールリングとを備え、シールリングが油圧によってハウジングの内周面と周溝の一側面とに押しつけられることによってハウジングと弁部材との間が密封される油圧制御弁において、
上記周溝の溝底の両隅部に、シールリングの内周縁部との接触を回避する凹部からなる逃がし部と、逃がし部および周溝の側面を互いに接続するアール面とが設けられ、
上記周溝の側面と溝底の隅部のアール面との境界位置が、溝底の部分であって両隅部の逃がし部同士の間にある部分よりも弁部材の径方向内方になるように、弁部材が形成されており、
周溝の両側面が互いに対向する方向について、溝底の各隅部にある逃がし部の幅は、シールリングの幅と周溝の幅との差よりも大きくされ、
上記シールリングが油圧によってハウジングの内周面に押しつけられるときに、上記シールリングの内周と、周溝の溝底の部分であって両隅部の逃がし部同士の間にある部分との間に、環状の隙間があることを特徴とする油圧制御弁。
A cylindrical housing; a valve member rotatably inserted into the housing; and a seal ring fitted in a circumferential groove formed on the outer periphery of the valve member. In the hydraulic control valve in which the space between the housing and the valve member is sealed by being pressed against the peripheral surface and one side surface of the peripheral groove,
At both corners of the groove bottom of the circumferential groove, a relief part composed of a recess that avoids contact with the inner peripheral edge of the seal ring, and a round surface that connects the relief part and the side surface of the circumferential groove to each other are provided,
The boundary position between the side surface of the circumferential groove and the rounded surface at the corner of the groove bottom is radially inward of the valve member rather than the portion at the bottom of the groove and between the relief portions at both corners. So that the valve member is formed,
With respect to the direction in which both side surfaces of the circumferential groove face each other, the width of the relief portion at each corner of the groove bottom is made larger than the difference between the width of the seal ring and the width of the circumferential groove,
When the seal ring is pressed against the inner peripheral surface of the housing by hydraulic pressure, it is between the inner periphery of the seal ring and the portion at the bottom of the peripheral groove between the relief portions at both corners. A hydraulic control valve characterized by having an annular gap.
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