JPH0217294A - 軸流型油圧サージ吸収装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、油圧配管系に生じるサージ波を吸収する装置
に関する。

［従来の技術］ 油圧ポンプ等の油圧源の吐出側に接続される高圧油管に
サージ波が生じると、配管系に有害な振動を生じたり騒
音発生の原因になる。このようなサージ波を吸収する装
置として、例えばゴム袋式アキュムレータやガスフリー
ピストン式アキュムレータのように容器内に高圧ガスを
封入したもの、あるいはばねピストン式アキュムレータ
のようにシリンダ内部にピストンとこのピストンを付勢
する圧縮ばねを収容したもの等が知られている。

油圧ポンプの脈動等が原因となって作動油中に生じるサ
ージ波は、油の弾性圧縮波（体積の変動が密度の変動と
して伝達される粗密波）としてアキュムレータ内部の油
室に伝達され、アキュムレータ内部のガスあるいはばね
が撓むことによって油の変動体積分が吸収されるように
なっている。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のアキュムレータは油圧源の吐出側に接続された高
圧油管の途中に設けられるが、アキュムレータ内部の油
室を作動油の主流路管として利用することができないた
め、これらのアキュムレータは主管（高圧油管）から分
岐する枝管を介して主管に接続せざるを得ない。この場
合、アキュムレータの容器が主管と直交する方向に突出
するようになるため、アキュムレータの取付スペースを
確保するのに苦労することがある。

従って本発明の目的は、コンパクトに構成できるととも
に、取付スペースも小さくてすむような軸流型サージ吸
収装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を果たすために本発明の軸流型サージ吸収装置
は、油圧源の吐出側と油圧によって動かされる機器とを
結ぶ油路の途中に設けられかつ管軸方向の一部に外径が
変化する異径部分を有する作動油の主流路管と、上記異
径部分を囲むようにして上記主流路管の外周面側に管軸
方向に摺動自在に設けられた筒状のピストンと、このピ
ストンの内面と上記主流路管の外周面とで囲まれる位置
にありかつ流通手段を介して上記主流路管の内部に連通
ずる油室と、上記ピストン側に設けられた第１のばね座
と上記主流路管側に設けられた第２のばね座との間に圧
縮された状態で介在させられて上記油室の容積を減らす
方向に上記ピストンを付勢するばねとを具備している。

［作用］ 前記主流路管を流れる作動油の圧力は主流路管とピスト
ンとの間の油室に作用し、ばねの反発力と油圧とが釣合
う位置までピストンが押される。

この状態でサージ波が生じると、油室に作用する変動油
圧の大きさに応じてピストンが主流路管の軸線方向に移
動し、油室の体積変動によって弾性圧縮波が吸収される
ため、下流側にサージ波が伝わることを防止できる。

［実施例］ 以下に本発明の第１実施例につき、第１図および第２図
を参照して説明する。第１図は自動車の操向系に使われ
るパワーステアリング装置１を示す。このパワーステア
リング装置１は、エンジン２によって回転駆動される油
圧源の一例としてのベーンポンプ３を有している。ベー
ンポンプ３の吐出側に設けられた流量制御弁４は、エン
ジン２の回転数に応じて作動油の流量を制御する。また
、最高油圧を制限するためにリリーフ弁５が設けられて
いる。

ベーンポンプ３の吸入側には、送油管７を介してリザー
バタンク８が接続されている。リザーバタンク８の内部
には作動油９が収容されている。

リザーバタンク８の内部の圧力はおおむね大気圧である
。

周知のマニュアル式ステアリング装置と同様に、ステア
リングシャフト１１の一端側に例えばラック・ビニオン
式の操舵力伝達機構１２が設けられている。ステアリン
グシャフト１１の他端側にはステアリングホイール１３
が設けられている。パワーシリンダ１５を軸線方向に貫
通するラック軸１６は、ステアリングシャフト１１の回
転に連動して図示左右方向に移動する。このラック軸１
６は、図示しないステアリングリンケージを駆動する。

パワーシリンダ１５の内部はラックピストン１７によっ
て第１シリンダ室１８と第２シリンダ室１つとに仕切ら
れており、各シリンダ室１８゜１９はそれぞれ油路２１
，２２とコントロールバルブ２３を介して高圧油管２５
と戻り管２６に接続されている。高圧油管２５は、後述
する軸流型サージ吸収装置３０を介して流量制御弁４の
吐出側に接続される。

コントロールバルブ２３は、ステアリングシャフト１１
の転舵方向に応じた作動油の流路を形成するものである
。例えば、ラック軸１６が図示右側に移動するようにス
テアリングホイール１３を回転させた時には、高圧油管
２５から送られてくる作動油が一方の油路２１を介して
第１シリンダ室１８に送り込まれることによってラック
軸１６に図示右方向の軸力が生じる。逆に、ラック軸１
６が図示左側に移動するようにステアリングホイール１
３を回転させた時には、高圧油管２５からの作動油が他
方の油路２２を介して第２シリンダ室１９に送り込まれ
ることによってラック軸１６に図示左方向の軸力が生じ
る。

高圧油管２５の途中に軸流型サージ吸収装置３０が設け
られている。第２図に示されるように、サージ吸収装置
３０は、高圧油管２５に接続されるセンタースタッドと
しての主流路管３１と、筒状のピストン３２と、ばね３
３等を備えて構成される。主流路管３１の外周部には、
その管軸方向に互いに外径の異なる２つの部分すなわち
大径部３５と小径部３６が形成されている。この明細書
では、大径部３５と小径部３６との間の段状の部分を異
径部分３７と称する。また、主流路管３１の一端側に第
１のばね座４０が設けら・れている。

主流路管３１の他端側にはストッパ４１が設けられてい
る。

筒状のピストン３２は上記異径部分３７を包囲するよう
にして主流路管３１の外周面側に設けられており、しか
もこのピストン３２は主流路管３１の管軸方向に摺動自
在である。ピストン３２の内周面の両端部には、主流路
管３１の外周面との間の液密を保つために０リング等の
シール材４２．４３が設けられている。

環状の油室４５は、ピストン３２の内周面と異径部分３
７を含む主流路管３１の外周面とで囲まれる位置にあり
、しかもこの油室４５は流通手段の一例としての孔４６
を通じて主流路管３１の内部と連通している。また、ピ
ストン３２の外周部に第２のばね座４７が設けられてい
る。

第１のばね座４０と第２のばね座４７との間に圧縮コイ
ルばね３３が設けられている。このばね３３は、油室４
５の容積を減らす方向（第２図では左方向）にピストン
３２を付勢している。ばね３３は等ピッチコイルばねで
もよいが、好ましくは第３図に例示したような不等ピッ
チコイルばねを使用することにより、荷重が増すにつれ
て素線同志の密着量を増加させてばね定数が非線形的に
増加するようにしてもよい。

次に上記構成のインライン型サージ吸収装置３０を備え
たパワーステアリング装置１の作用について説明する。

エンジン２が回転し、ベーンポンプ３の回転によって吐
出された作動油は、流量制御弁４からインライン型サー
ジ吸収装置３０の主流路管３１および高圧油管２５を通
ってコントロールバルブ２３に流れ込み、戻り管２６を
経てリザーバタンク８に戻る。エンジン２が回転してい
る間は一部レベル以上の基準油圧（例えば５０〜１２０
υｆ／ｄ程度の圧力範囲におけるいずれかの圧力値）が
高圧油管２５に作用する。軸流型サージ吸収装置３０に
おいては、主流路管３１を流れる作動油の一部が孔４６
を通って油室４５内に流入するため、ばね３３を撓ませ
ながらピストン３２が図示右方向に押圧される。ピスト
ン３２は、主流路管３】内を流れる作動油の圧力とばね
３３の反力とが釣合う基準位置で停止する。ピストン受
圧部４８の面積は、大径部３５の外径断面積と小径部３
６の外径断面積たの差で表わされる。

運転者によってステアリングホイール１３が回転操作さ
れると、高圧油管２５から送られてくる作動油がステア
リングシャフト１１の転舵方向に応じて第１シリンダ室
１８（または第２シリンダ室１９）に流れ込むことによ
り、ラック軸１６の軸力が右または左に補助軽減される
。ラックピストン１７の移動により第２シリンダ室１９
（または第１シリンダ室１８）から押出された作動油は
コントロールバルブ２３と戻り管２６を経てリザーバタ
ンク８に戻される。

ベーンポンプ３の作動により高圧油管２５等にサージ波
が生じた場合、高圧作動油の前記基準圧力にサージ成分
が合成される。サージ波による作動油の体積変動はサー
ジ吸収装置１３０の孔４６を通じて油室４５内に作用す
るため、ピストン３２は基準位置を境に主流路管３１の
管軸方向に移動する。こうして油室４５の容積が拡大ま
たは縮小することにより作動油の基準圧を維持しつつサ
ージ波が吸収される。このためサージ波がコントロール
Ｉくルブ２３やパワーシリンダ１５側に伝播することを
防止できる。この軸流型サージ吸収装置３ｏ”ｃｍえた
本実施例のパワーステアリング装置は、サージ吸収装置
をもたない従来品に比較して脈動圧力が大幅に低下し、
それに伴って配管系の振動や騒音の発生も低下した。

上記軸流型サージ吸収装置３０は、センタースタッドと
しての主流路管３１に高圧油管２５内を流れる作動油の
全流量を流すことができ、しかも主流路管３１の軸線方
向にピストン３２が往復運動するようになっているから
、高圧油管２５と直交する方向に枝管を接続する必要が
なく、取付はスペースも僅かでよい。しかもコイルばね
３３の内側にピストン３２と主流路管３１と環状の油室
４５が同心状に配置されているので装置全体をきわめて
コンパクトに構成できる。

第４図は本発明の第２実施例を示し、この実施例におい
ては主流路管３］の一部を塑性加工により拡径させるこ
とによって大径部３５を成形するとともに、大径部３５
と小径部３６との間にテーパ状に外径が変化する異径部
分３７を設け、かつこの異径部分３７に流通手段として
の孔４６を開設している。このため主流路管３１の管壁
厚を管軸方向にほとんど変化させずにすむ。

なお本発明の軸流型サージ吸収装置は、油圧ポンプの出
口部や、リリーフ弁５等の安全弁あるいはコントロール
バルブ２３と直結して使用することも可能である。油圧
源はベーンポンプ以外であってもかまわない。また、パ
ワーステアリング装置以外の油圧機器に使用できること
は勿論である。

Ｃ発明の効果ｊ 本発明の軸流型サージ吸収装置は従来のアキュムレータ
に比べるときわめてコンパクトに構成でき、しかも取付
はスペースも少なくてすむ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す軸流型サージ吸収装置
を備えたパワーステアリング装置の油圧系統図、第２図
は本発明の一実施例を示す軸流型サージ吸収装置の断面
図、第３図は不等ピッチコイルばねの一例を示す側面図
、第４図は本発明の他の実施例を示す・軸流型サージ吸
収装置の断面図である。 １・・・パワーステアリング装置、３・・・ベーンポン
プ（油圧［）、２５・・・高圧油管、３０・・・サージ
吸収装置、３１・・・主流路管、３２・・・ピストン、
３３・・・ばね、３５・・・大径部、３６・・・小径部
、３７・・・異径部分、４０・・・第１のばね座、４５
・・・油室、４６・・・孔（流通手段）、４７・・・第
２のばね座。 ＼ 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第３図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）油圧を発生させる油圧源の吐出側と油圧によって
   動かされる機器とを結ぶ油路の途中に設けられかつ管軸
   方向の一部に外径が変化する異径部分を有する作動油の
   主流路管と、 上記異径部分を囲むようにして上記主流路管の外周面側
   に管軸方向に摺動自在に設けられた筒状のピストンと、 このピストンの内面と上記主流路管の外周面とで囲まれ
   る位置にありかつ流通手段を介して上記主流路管の内部
   に連通する油室と、 上記ピストン側に設けられた第１のばね座と上記主流路
   管側に設けられた第２のばね座との間に圧縮された状態
   で介在させられて上記油室の容積を減らす方向に上記ピ
   ストンを付勢するばねと、を具備したことを特徴とする
   軸流型油圧サージ吸収装置。
2. （２）前記ばねは圧縮コイルばねであって、しかもこの
   ばねの中央を前記主流路管が挿通しかつ主流路管とピス
   トンおよび上記コイルばねが同心状に設けられている請
   求項１記載の軸流型油圧サージ吸収装置。
3. （３）前記ばねが不等ピッチコイルばねである請求項１
   記載の軸流型油圧サージ吸収装置。