JP2002071028A - 密封装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】リップの背面に高圧がかかると、リップがロッ
ドを強く締め過ぎ、摩擦抵抗が過大になって耐久性が低
下する。従来のバックアップリングは、シール部材の内
周部において、リップから軸方向に離間する位置にあ
り、バックアップ効果が弱い。 【解決手段】シール部材２２において、リップ２４の背
面２７を取り囲む空間を締付力規制部材２９で埋める。
締付力規制部材２９は例えば環状の弾性部材からなる。
内圧上昇時に、リップ２４の背面２７に過度な内圧が負
荷されることを防止する。従来のバックアップリングを
廃止できる。弾性部材はシール部材２２よりも柔らかい
ゴムで形成することが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はハウジングと軸との
間を密封する密封装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ラックアンドピニオン式の舵
取装置において、油圧により操舵補助力を得るものがあ
る。この種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おい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およびシリンダチ
ューブの外部にそれぞれ突き出されて、タイロッドを介
して操向輪に連結されている。

【０００３】上記のラック軸とシリンダチューブとの間
を密封する密封装置は、ロッドに接触するリップを有す
るシール部材を備えている。また、リップの背面を取り
囲むように配置された引っ張りコイルばねからなる締付
けリングによって、ロッドに対するリップの締め付け力
を付与している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、作動油圧が
例えば１００Ｋｇ／ｃｍ² を超える程度まで上昇すると
きには、リップの背面に過大な圧力が負荷されるので、
ロッドに対するリップの摩擦抵抗が大きくなる。その結
果、リップの摩耗が促進されて、密封装置の寿命が短く
なるという問題がある。また、リップの摩擦抵抗の増大
により、操舵フィーリングが悪くなるという問題もあ
る。

【０００５】そこで、従来、シール部材の内周部には、
リップから軸方向に所定距離を隔てて軸に接触する合成
樹脂製のバックアップリングを設けている。しかし、リ
ップから軸方向に離れた位置でリップをバックアップす
るので、バックアップ効果が十分でない。また、軸に摺
接するバックアップリング自体の耐久性が懸念される。
一方、自動車のウォーターポンプの回転軸のシールにお
いても同様の問題がある。

【０００６】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あり、本発明の目的は耐久性に優れた密封装置を提供す
ることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段および発明の効果】上記目
的を達成するため、本発明はハウジングと軸との間を密
封する密封装置において、上記軸の外周面に接触するリ
ップを内周部に有する環状のシール部材と、リップの径
方向外方に配置され、リップの背面に負荷される内圧が
増大したときにリップの軸に対する締付け力を規制する
締付力規制手段とを備え、この締付力規制手段はリップ
の背面を取り囲む環状の空間を埋める環状部材を含むこ
とを特徴とするものである。

【０００８】本構成では、リップの背面周囲の環状の空
間を環状部材で埋めてあるので、内圧上昇時にリップの
背面に過大な内圧が負荷されることを防止することがで
き、その結果、リップの軸に対する締め付け力が過大に
増大することがない。したがって、リップに過大な摩擦
抵抗が生ずることがなく、耐久性を向上させることがで
きる。また、上記環状部材はシール部材よりも柔らかい
材質により構成される弾性部材を含んでいれば、リップ
の軸への追従性を維持しながら、リップの軸に対する締
め付け力を抑制できる点で好ましい。

【０００９】さらに、上記締付力規制部材によって、従
来の合成樹脂製のバックアップリングが果たしていた機
能を肩代わりさせることにより、従来の耐久性に問題の
あったバックアップリングを廃止することも可能とな
り、この点からも耐久性向上に寄与することができる。

【００１０】

【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
形態の密封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。

【００１１】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
密封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。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】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部材２２と、環状にて断面略Ｌ字型
をなす芯金２３とを備えている。この芯金２３はシール
部材２２に加硫接着されることにより、シール部材２２
を補強する。

【００１５】シール部材２２は、ロッド７に接触するリ
ップ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。従来で
あれば、シール部材２２の内周部２５において芯金２３
寄りの部分に、合成樹脂からなるバックアップリングが
ロッド７に摺接する態様にて配置されるが、本実施形態
では、このようなロッド７に摺接するタイプの従来のバ
ックアップリングは廃止している。

【００１６】シール部材２２のリップ２４の背面２７に
は、引っ張りコイルばねからなる締付けリング２８が巻
回され、内圧が低いときのリップ２４のロッド７に対す
る締め付け力を各している。また、シール部材２２のリ
ップ２４の背面２７の周囲に区画される環状の空間が、
例えばゴムからなる環状の弾性部材からなる締付力規制
部材２９により埋められている。この締付力規制部材２
９を構成する例えば弾性ゴムはシール部材２２に接着剤
を用いて接着されている。締付力規制部材２９は、内圧
上昇時にリップ２４のロッドに対する締付力が過度に増
大することを防止する。締付力規制部材２９は上記環状
部材のみにより構成され、従来のバックアップリングは
含まない。

【００１７】本実施の形態によれば、リップ２４の背面
２７を取り囲む空間を環状の部材からなる締付力規制部
材２９により埋めてあるので、内圧上昇時にリップ２４
の背面２７に過大な内圧が負荷されることを防止するこ
とができ、リップ２４の背面２７の周方向への収縮量を
規制することができる。したがって、リップ２４のロッ
ド７に対する締め付け力が過大に増大することがなく、
その結果、リップ２４に過大な摩擦抵抗が生ずることが
なく、耐久性を向上させることができる。

【００１８】また、上記締付力規制部材２９がシール部
材２２よりも柔らかい弾性ゴムからなるので、リップ２
４のロッド７への追従性を維持しながら、リップ２４の
ロッド７に対する締め付け力を抑制できる点で好まし
い。さらに、締付力規制部材２９を設けることによっ
て、従来の耐久性に問題のあった合成樹脂製のバックア
ップリングを廃止することが可能となり、耐久性向上に
一層寄与することができる。

【００１９】特に、締付力規制部材２９がリップ２４の
背面２７周囲の空間を埋める環状部材からなるので、製
造が容易である。ただし、図３に示すように、従来と同
様にシール部材２２の内周部２５に、リップ２４から軸
方向に所定距離を隔ててロッド７に接触する合成樹脂製
のバックアップリング３０を設けておいても良い。ま
た、図４に示すように、締付力規制部材２９が締め代を
持ってリップ２４の背面２７に係合するようにし、この
締付力規制部材２９によって、従来の締付リングの機能
を肩代わりさせ、従来の締付リングを廃止しても良い。
この場合、締付力規制部材２９は、通常はリップ２４に
よるロッド７に対する締付力（緊縛力）を高める締付け
リングとして機能し、内圧上昇時に締付力規制手段とし
て機能する。

【００２０】本発明は上記実施の形態に限定されるもの
ではなく、例えば、本発明をウォーターポンプの回転軸
用のシールに適用する等、本発明の範囲で種々の変更を
施すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の密封装置をパワーシリン
ダに適用した動力舵取装置の一部破断側面図である。

【図２】図１の要部拡大図である。

【図３】本発明の別の実施形態の密封装置の要部の断面
図である。

【図４】本発明のさらに別の実施形態の密封装置の要部
の断面図である。

【符号の説明】

７ ロッド ８ ロッドシール（密封装置） ９ａ シリンダ ２２ シール部材 ２３ 芯金 ２４ リップ ２５ 内周部 ２７ 背面 ２８ 締付リング ２９ 締付力規制部材 ３０ バックアップリング

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジングと軸との間を密封する密封装置
   において、 上記軸の外周面に接触するリップを内周部に有する環状
   のシール部材と、 リップの径方向外方に配置され、リップの背面に負荷さ
   れる内圧が増大したときにリップの軸に対する締付け力
   を規制する締付力規制手段とを備え、 この締付力規制手段はリップの背面を取り囲む環状の空
   間を埋める環状部材を含むことを特徴とする密封装置。
2. 【請求項２】上記環状部材はシール部材よりも柔らかい
   材質により構成される弾性部材を含むことを特徴とする
   請求項１記載の密封装置。