JPH0414708Y2

JPH0414708Y2 -

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Publication number: JPH0414708Y2
Application number: JP1984154440U
Authority: JP
Priority date: 1984-10-13
Filing date: 1984-10-13
Publication date: 1992-04-02
Also published as: JPS6169595U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案はパワーステアリングホースに関する。
さらに詳しくは、自動車などのパワーステアリン
グユニツトにおけるポンプとギヤボツクスの間を
連結する液圧回路の高圧側に用いられるパワース
テアリングホースに関する。

［従来の技術］パワーステアリングユニツトは第５図に示され
るように圧力油などの圧力流体を送出するポンプ
５１と、圧力流体によつて作動するギヤボツクス
５２と、ポンプ５１とギヤボツクス５２とを連通
するパワーステアリングホース５３，５４とから
構成されている。

このようなパワーステアリングユニツトにおい
て用いられているポンプ５１はベーンポンプなど
の容積型ポンプであり、ポンプ５１から流出する
圧力流体に脈動を生じている。そのため、ギヤボ
ツクス５２やホース５３，５４なども振動して騒
音を発生し、いちじるいいときは従動装置の作動
が不安定になるという問題がある。

また、ホース５３，５４の振動によつて、圧力
流体の脈動が増幅され、ポンプ５１によつてのみ
生じる脈動よりもさらに15dBほど高い脈動が生
じることが実験結果により知られている。さら
に、エンジン振動や車体の振動がホース５３，５
４を伝つてギヤボツクス５２に伝わり、ステアリ
ングシヤフト５５やステアリングホイール５６な
どを振動させるため、運転者にとつて不快感が免
れがたい。

以上のようにパワーステアリングユニツトの騒
音・振動源としては、(a)ポンプの吐出圧の変動
が、ホース内部を通る圧力流体に脈動を生じさせ
る、(b)ホースの振動がホース内部を通る圧力流体
の脈動をさらに増幅する、(c)ホースの振動がその
まま従動機器に伝わる、という三つの原因がある
ものである。

このような問題を解決するため、つぎのような
従来例が提案されている。

従来例（特開昭56−35891号公報）は、脈動
を減衰するためホースの中間にオリフイスを取り
つけたもので、オリフイスをホース内部に固定す
るのにスリーブをホース外部からかしめる構造が
示されている（第１〜２図）。

従来例（特開昭56−109980号公報）は、流体
の脈動を吸収するため管系の途中に膨張形の消音
室を設け、管路を伝う振動を防ぐため消音室を２
個に分割したわみ部材で連結している。

従来例（実開昭59−90687号公報）は、圧力
流体の流動量と流動状態を各ホース毎に相違させ
ることにより脈動を吸収するため、２本のホース
膨張率が互いに違うものを中間継手で接続してい
る。

［考案が解決しようとする課題］ところで従来例１は、オリフイスにより圧力流
体を整流するものであるため、ポンプ吐出圧の変
動による脈動（原因(a)）はそれなりに吸収できる
ものの、原因(b)，(c)については何らの対策もとら
れていない。したがつて、パワーステアリングユ
ニツト用の脈動吸収ホースとしては、はなはだ不
充分なものである。

従来例は、膨張形消音室により圧力流体を整
流するもので、ポンプ吐出圧の変動による脈動
（原因(a)）はそれなりに吸収し、たわみ部材によ
り振動の伝達（原因(c)）もある程度は防止するの
であるが、パワーステアリングホースとして適用
しうるに充分な脈動吸収能力を有していない。な
ぜならば、前記たわみ部材は、振動源側の管系の
振動を非振動源側の管系に一部伝えないようにす
るだけで、振動源側の管系の振動を吸収すること
はできないからである。したがつて、振動源側の
管系の振動が管系内の圧力流体の脈動を増幅する
作用を防止しえないという欠点がある。

従来例は、２本のホースの膨張量の違いで脈
動を吸収するものであり、ポンプ吐出圧の脈動
（原因(a)）はそれなりに吸収するものであるが、
ホースの振動が圧力流体の脈動を大きくする作用
（原因(b)）やホース自体による振動の伝達（原因
(c)）を解消することはできない。なぜならば、２
本のホースのうち一方の膨張率が他方の10倍もあ
ると、脈動によつてホースの膨張量が常に変動
し、たとえば２本のホースの振動周期がズレ、振
動のしかたが非常に不規則な乱れたものとなつ
て、中間継手はあつてもそれが振動を抑制する質
量要素としては働らきようがないからである。

以上のごとく従来例，は圧力流体の流れを
制御するアプローチのみで、ホースの振動の問題
を放置しており、また従来例はホースの振動を
ある程度解消する考え方を示しているが決して充
分ではなく、その結果、騒音・振動を充分防止し
うるパワーステアリングホースは未だ完成してい
ない。

本考案は叙上の事情に鑑み、前記原因(a)，(b)，
(c)のいずれにも対処でき、騒音と振動を効果的に
防止しうるパワーステアリングホースを提供する
ことを目的とする。

［課題を解決するための手段］本考案のパワーステアリングホースは、自動車
などのパワーステアリングユニツトにおける容積
型ポンプとギヤボツクスの間を連結する液圧回路
の高圧側に用いられるパワーステアリングホース
であつて、第１ホースと、第２ホースと、前記第
１ホースおよび第２ホースをそれぞれ接続するた
めのニツプル部をその両端にそれぞれ有し、かつ
中央部に前記ニツプル部の外径より大きい外径を
有する中央径大部を備えた筒状の金属製の中間継
手と、前記ニツプル部に前記両ホースをそれぞれ
固定するための金属製のソケツトト、前記第１ホ
ースおよび第２ホースのうち少なくとも一方の内
部に挿入されると共にその一端が前記中間継手の
ニツプル部の内部に固着された金属製のスパイラ
ル管とからなることを特徴としている。

［作用］本考案において、２本のホースの中間に大きい
質量要素を付与するために、一対のニツプル部を
有する金属製中間継手と一対の金属製のソケツト
と金属製のスパイラル管を配設している。しかも
前記中間継手にはその中央部分に、前記ニツプル
部の外径よりさらに大きい外径を有する中央径大
部を形成させて質量の増大を図つている。すなわ
ち、中央径大部は内部の圧力流体の高圧力に耐え
うるに充分な肉厚を保持させつつ外径を拡大させ
ているため従来のオリフイスなどと比較して大幅
に質量が増大している。

このように、ホースの中央に充分大きい質量が
存在しているためホース自体の振動が大幅に減衰
され、ホースの振動が圧力流体の脈動を増幅する
問題が解消され、ホースによつて伝達される振動
レベルも低減される。つまり、このことによつて
前記原因(b)，(c)の解決がはかられている。

さらにホースの内部に挿入されているスパイラ
ル管が油圧の脈動をその干渉作用で減衰させるた
め、ポンプ吐出圧の変動による脈動が吸収され
る。つまり前記原因(a)がこれにより解消されてい
る。

以上のごとく本考案では、騒音・振動の三つの
原因(a)，(b)，(c)のいずれも解決策がはかられてい
るので、騒音や振動がきわめて少なくなる。

［実施例］つぎに図面を参照しながら本考案のパワーステ
アリングホース（以下、単にホースという）を説
明する。

第１図は本考案のホースの一実施例を示す一部
切欠正面図、第２図は第１図に示すホースの要部
拡大断面図、第３〜４図はそれぞれ本考案のホー
スの他の実施例を示す一部切欠正面図、第５図は
本考案のホースの使用状態を示す説明図、第６〜
７図は本考案のホースの脈動吸収効果を測定する
めの測定装置のブロツク図、第８〜９図はそれぞ
れ第７図の測定装置により測定した結果を示すグ
ラフ、第１０〜１２図はそれぞれ第６図の測定装
置により測定した実施例１の脈動吸収効果をグラ
フ、第１３〜１５図はそれぞれ比較例３の脈動吸
収効果を示すグラフである。

第１〜４図に示されるホース１は、第１ホース
２と第２ホース３とを中間継手４により連結した
ものである。金属製の中間継手４は第２図に示さ
れるように両端にニツプル部４ａ，４ｂを有し、
さらに中央部に前記ニツプル部４ａ，４ｂの外径
より大きい外径の中央径大部４ｃを有するパイプ
状のもので、鉄、真ちゆうなどから形成したもの
を用いることができる。

第２図に詳細に示されるように、中間継手４と
第１ホース２、第２ホース３とは、それぞれ従来
公知のソケツト５により固着されている。すなわ
ち底部６に孔７が穿設された有底筒状のソケツト
５の前記孔７をニツプル部４ａ，４ｂの外周に嵌
着し、ソケツト５の底部６の外周８をかしめつけ
ることによりソケツト５をニツプル部２ａ，２ｂ
に固着し、ホース２，３の一端２ａ，３ａをソケ
ツト５とニツプル部４ａ，４ｂの隙間に挿入し、
ソケツト５の外周９からかしめつけてニツプル部
４ａ，４ｂ、ソケツト５、第１ホース２部および
第２ホース３をたがいに一体に連結している。

第１図のホース１においては、第２ホース３内
のみに金属製のスパイラル管１０が挿入されてお
り、スパイラル管１０の端部１１は第２図に示す
ように中間継手４のニツプル部４ｂ内に固着され
ている。なおスパイラル管１０の自由端１２に
は、螺旋がほどけないように、かつホースの内面
を保護するために合成樹脂製の管状キヤツプ１３
を嵌着しておくのが好ましい。

そのように構成されたホース１においては、ポ
ンプからギヤボツクスに矢印Ａ方向に圧送される
作動油の流れに伴なつて伝播する脈動波が、第２
ホース３内でスパイラル管１０による干渉作用で
まず減衰される。

また金属製の中間継手４と金属製ソケツト５と
金属製のスパイラル管１０の重量でホース１全体
の共振点が低下しており、しかも第１ホース２と
第２ホース３とが中間継手４によつて縁が切られ
ている。そのためホース１内に内圧が負荷されて
いるばあいでも、ホース１自体を伝わる振動およ
び脈動が大きく減衰する。

第３図に示されるホース１は、第１ホース２内
に第１スパイラル管１３が挿入され、第２ホース
３内に第２スパイラル管１４が挿入されている。
すなわちこのものは第１図に示されるホース１の
第１ホース２内にさらに第１スパイラル１３を挿
入し、その上流側端部を第１ホース２の上流側端
部２ｂが接続されるべきニツプル１５内などに固
着したものである。

第４図は第３図に示されるホース１と同じよう
に第１ホース２と第２ホース３の内部に、それぞ
れ第１スパイラル管１３と第２スパイラル管１４
が挿入されたホースを示している。

この実施例では第１スパイラル管１３の下流側
端部が中間継手４に固着されている。

前記第３〜４図に示されるホース１において
も、第１〜２図に示されるホース１と同じよう
に、スパイラル管による干渉作用で脈動波を大き
く減少することができ、かつ中間継手４とソケツ
ト５トスパイラル管１３，１４の働きでホース自
体を伝わる振動や脈動が大きく減衰される。

つぎに実施例をあげて本考案のホースの脈動吸
収効果を説明する。

実施例１外径21mm、内径10mm、１本の長さが250mmのナ
イロンブレードホースをそれぞれ第１ホースおよ
び第２ホースとして採用して、第１図に示す全長
600mmのホース１を実施例１として製造した。中
間継手４および２つのソケツト５の全体の重量は
180ｇであつた。第２ホース３内には、あらかじ
め中間継手４の第２ニツプル部４ｂに固着したス
パイラル管１０を挿入している。スパイラル管１
０は外径6.4mm、内径4.1mm、長さ130mm、螺旋ピ
ツチ４mmの鋼製のものである。

比較例１外径21mm、内径10mm、全長500mmの１本のナイ
ロンブレードホースの上流側の接続金具に、実施
例１と同じスパイラル管１０の一端を固着したも
のを比較例１のホースとして製造した。

比較例２比較例１と同じナイロンブレードホースの中央
部に、内径3.8mm、長さ20mm、重量15ｇのオリフ
イス部材を挿入して固着し、そのオリフイス部材
の下流側に比較例１と同じスパイラル管を挿入
し、スパイラル管の上流側の端部をオリフイス部
材に固定したものを比較例２のホースとして製造
した。

叙上のごとく構成される３種類の試料の脈動吸
収効果を第７図に示す測定装置２０を用いて測定
した。測定装置２０はモータＭより回転駆動され
るベーンポンプＰ（羽根枚数10枚）の吐出口と測
定ブロツクBKの間を試料のホースＳで接続し、
さらにパワーステアリングユニツトのギヤボツク
スＧに連通し、ギヤボツクスＧからポンプＰが取
りつけられているタンクＴへリターンホースＲで
戻すという閉ループの管路構成になつている。

そのような管路構成において、圧力変換器CH
を試料のホースＳの出口側の測定ブロツクBK内
に配置し、圧力変換器CHが検出した圧力変化を
電気信号に変換したのち、チヤージアンプＵ、
FFTアナライザおよびＸ−ＹレコーダＸで増幅
および記録した。それによりえられた結果を次数
比分析図（10次成分、圧力30Kgｆ／cm²）として第
８図に示す。

第８図の横軸はポンプの回転数、すなわち脈動
波の周波数であり、縦軸は脈動圧力である。

つぎに第７図の測定装置の試料のホースＳの出
口側に加速度計を取りつけ、ホースＳ内に80Kg
ｆ／cm²の封入圧をかけると共に、ホース入口側に
振動加速度10Gの一定の振動を加え、ホースを伝
わつてくる振動を前記加速度計により検出した。
その結果をホース加速度線図として第９図に示
す。なおこの測定では１本のホースから構成され
たものとして比較例１のホースを代表させて測定
したが、比較例２のホースでもほぼ同じ結果がえ
られた。

第９図の横軸は脈動波の周波数を示しており、
縦軸は周波数に対応する振動加速度を示す。

第８〜９図のグラフによれば、本考案のホース
（実施例１）は、スパイラル管を用いたホース
（比較例１）に比して約1/4〜1/5のレベルであり、
スパイラル管とオリフイス部材を併用したもの
（比較例２）と比べても約1/2のレベルとなつてお
り、きわめて脈動減衰効果が大きいことがわか
る。

また２本のホースを中間継手で連結した本考案
のホース（実施例１）は、１本のホースから構成
される従来のホース（比較例１）に比して、ホー
スに圧力がかかつているばあいの振動の減衰効果
がはるかに大きいことがわかる。

つぎに、第６図の試験装置に基づき、実施例１
のホースと比較例３のホースとの脈動吸収効果を
比較した。第６図において、Ｐはポンプで加振器
Ｖに固定され、モータＭでＶベルトにより駆動さ
れるようになつている。ポンプＰの吐出口に試料
のホースＳが接続され、オイルタンクＴからの油
が循環されるようになつている。ホースＳの先端
には脈圧センサＣが固定され、その出力はチヤー
ジアンプＵ、FFTアナライザを経てＸ−Ｙプロ
ツタにて記録されるようになつている。

比較例３は、外径21mm、内径10mm、全長500mm
の１本のナイロンブレードホースで中間継手もス
パイラル管も設けていないものである。前記ポン
プＰは10枚羽根のベーンポンプであり、1200rpm
時の定常周波数200Hzである。

まず加振を行わない状態でポンプＰを回転させ
たときの脈動レベルを比較した。第１０図が実施
例１の結果を、第１３図が比較例３の結果を示し
ている。各図において、200Hzのところに出るピ
ークは脈動圧の振幅値を示している。第１０図の
ピーク値（約−26dB）が第１３図のピーク値
（約−39dB）より約13dB低いのは、実施例１の
スパイラル管の脈動吸収効果によるものと考えら
れる。

つぎにポンプＰを回転させずに加振した状態で
の脈動レベルを比較した。第１１図が実施例１の
結果を、第１４図が比較例３の結果を示してい
る。各図において、200Hzおよび400Hzのところに
見られるピークは、加振によつて発生した振動が
ホースの中の油を励振させることにより生じた脈
動と考えられる。ここでも実施例１のピーク値
（約−31dB）が比較例のピーク値（約−42dB）
よりも約11dB低い振動レベルを示している。こ
れにより、中間継手とスパイラル管の質量がホー
スの振動を低減し、脈動を抑制することに効果の
あることが示されている。

つぎにさらに、ポンプＰを回転させ、同時に加
振を行つた状態での脈動レベルを比較した。この
状態は、実際に自動車に搭載し走行している状態
と考えることができる。第１２図は実施例１の結
果を、第１５図は比較例３の結果を示している。
実施例１のピーク値は約−20dBであり、これに
対し比較例３のピーク値は約−40dBであるから、
本考案によると脈動レベルを約20dB低減できる
ことがわかる。

［考案の効果］本考案のホースは従来例のホースに比して脈動
減衰作用も振動減衰作用もはるかに向上してい
る。それゆえステアリングシヤフトやステアリン
グホイールに伝わつてくるポンプやエンジンの振
動や脈動をきわめて少なくすることができ、自動
車の運転者や乗客の感ずる騒音などがきわめて低
減される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のホースの一実施例を示す一部
切欠正面図、第２図は第１図に示すホースの要部
拡大断面図、第３〜４図はそれぞれ本考案のホー
スの他の実施例を示す一部切欠正面図、第５図は
本考案のホースの使用状態を示す説明図、第６〜
７図は本考案のホースの脈動吸収効果を測定する
ための測定装置ブロツク図、第８〜９図はそれぞ
れ第７図の測定装置により測定した結果を示すグ
ラフ、第１０〜１２図はそれぞれ第６図の測定装
置により測定した実施例１の脈動吸収効果を示す
グラフ、第１３〜１５図はそれぞれ比較例３の脈
動吸収効果を示すグラフである。図面の主要符号、１……ホース、２……第１ホ
ース、３……第２ホース、４……中間継手、４
ａ，４ｂ……ニツプル部、４ｃ……中央径大部、
５……ソケツト、１０……スパイラル管、１３…
…第１スパイラル管、１４……第２スパイラル
管。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

自動車などのパワーステアリングユニツトにお
ける容積型ポンプとギヤボツクスの間を連結する
液圧回路の高圧側に用いられるパワーステアリン
グホースであつて、第１ホースと、第２ホース
と、前記第１ホースおよび第２ホースをそれぞれ
接続するためのニツプル部をその両端にそれぞれ
有し、かつ中央部に前記ニツプル部の外径より大
きい外径を有する中央径大部を備えた筒状の金属
製の中間継手と、前記ニツプル部に前記両ホース
をそれぞれ固定するための金属製のソケツトと、
前記第１ホースおよび第２ホースのうち少なくと
も一方の内部に挿入されると共にその一端が前記
中間継手のニツプル部の内部に固着された金属製
のスパイラル管とからなるパワーステアリングホ
ース。