JPH0320639B2 - - Google Patents

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
アキユムレータやガスフリーピストン式アキユム
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ユムレータのよ
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つて作動油中に
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
キユムレータ内部の油室に伝達され、アキユムレ
ータ内部のガスあるいはばねが撓むことによつて
油の変動体積分が吸収されるようになつている。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のアキユ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、アキユム
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、これらのアキユムレー
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、アキユム
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、アキユ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。

従つて本発明の目的は、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つて動か
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つて弾性
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によつ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。

周知のマニユアル式ステアリング装置と同様
に、ステアリングシヤフト１１の一端側に例えば
ラツク・ピニオン式の操舵力伝達機構１２が設け
られている。ステアリングシヤフト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
ツク軸１６は、ステアリングシヤフト１１の回転
に連動して図示左右方向に移動する。このラツク
軸１６は、図示しなしステアリングリンケージを
駆動する。

パワーシリンダ１５の内部はラツクピストン１
７によつて第１シリンダ室１８と第２シリンダ室
１９との仕切られており、各シリンダ室１８，１
９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、後述する軸流型油
圧サージ吸収装置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、ステアリングシヤ
フト１１の転舵方向に応じた作動軸の流路を形成
するものである。例えば、ラツク軸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つてラツク軸１６
に図示右方向の軸力が生じる。逆に、ラツク軸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１３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つてラツク軸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３
０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
るセンタースタツドとしての主流路管３１と、筒
状のピストン３２と、ばね３３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の他端側にはストツパ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３
１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ｏリング等のシール材４
２，４３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３７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４５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は等ピツ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ツチコイルばね
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３
０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
よつ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を通つてコントロールバルブ２
３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定レ
ベル以上の基準油圧（例えば50〜120Kgｆ／cm²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と流れる作動油の一部
が孔４６を通つて油室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３１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３６の外
径断面積との差で表わされる。

運転者によつ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ヤフト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、ラツク軸１６の
軸力が右または左に補助軽減される。ラツクピス
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３０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
ールバルブ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
３０を備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、それに伴つて配管系の
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
タツ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
動するようになつているから、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、取付け
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３１の一部を塑性加工によ
り拡径させることによつて大径部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
つてもかまわない。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。

［発明の効果］ 本発明の軸流型サージ吸収装置は従来のアキユ
ムレータに比べるときわめてコンパクトに構成で
き、しかも取付け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図は不等ピツチコ
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（油圧源）、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。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 油圧を発生させる油圧源の吐出側と油圧によ
   つ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
   を有する作動軸の主流路管と、 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 前記ばねは圧縮コイルばねであつて、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 前記ばねが不等ピツ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。