JPH11190302A - アキュムレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】振動吸収性能を確保しつつ、アシスト遅れなど
の作動の応答遅れを抑えるのに有利なアキュムレータを
提供する。 【解決手段】アキュムレータは、中空室３０を備えた殻
体３と、中空室３０をガス室３４と液室３５とに仕切る
ダイヤフラム４と、液室３５と外部の液圧作動装置とを
連通し且つ液圧作動装置と液室３５との間で液体が出し
入れされる連通孔５０とを具備している。連通孔５０に
は、絞り孔として機能するオリフィス５４が設けられて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はアキュムレータに関
する。本発明は、例えば、運転者によるハンドル操作を
アシストする車両のパワーステアリング装置などの液圧
作動装置に装備されるアキュムレータに利用できる。

【０００２】

【従来の技術】アキュムレータは、中空室を備えた殻体
と、殻体の中空室を所要のガス圧が封入されたガス室と
液室とに仕切るダイヤフラムと、殻体に設けられ液室と
外部の液圧作動装置（一般的には油圧作動装置）とを連
通し且つ液圧作動装置と液室との間で液体（一般的には
油）が出し入れされる連通孔を具備している。

【０００３】車両のパワーステアリング装置などの液圧
作動装置の液圧に脈動が生じることがある。液圧作動装
置の側の液圧がガス室の圧力よりも大きくなるときに
は、液室の容積が増大しガス室の容積が減少するように
ダイヤフラムが変形し、これによりガス室で蓄圧作用が
得られる。また、蓄圧されたガス室の圧力よりも液圧作
動装置の側の液圧が小さくなるときには、ガス室の容積
が増大するようにダイヤフラムが変形し、これにより液
室の液が液圧作動装置に補給される。このようにしてア
キュムレータは、液圧作動装置における液圧の脈動吸収
作用を奏する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、アキュムレ
ータは上記したように脈動吸収作用を奏するものの、液
圧作動装置が急激に動作する必要があるときには、液圧
作動装置の液が液室に流れる関係で、作動の応答遅れが
生じがちとなる。例えば、車両のパワーステアリング装
置の場合には、ハンドルの急操舵時にアシスト遅れが生
じ、ハンドルが一瞬重たくなり、ハンドルの操作フィー
リングに運転者が違和感を感じるおそれがある。

【０００５】本発明は上記した実情に鑑みなされたもの
であり、振動吸収性能を確保しつつ、アシスト遅れなど
の作動の応答遅れを抑えるのに有利なアキュムレータを
提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係るアキュムレ
ータは、中空室を備えた殻体と、殻体の中空室を所要の
ガス圧が封入されたガス室と液室とに仕切るとともに、
変形に伴いガス室及び液室を容積可変とするダイヤフラ
ムと、殻体に設けられ液室と外部の液圧作動装置とを連
通し且つ液圧作動装置と液室との間で液体が出し入れさ
れる連通孔とを具備したアキュムレータにおいて、連通
孔は、絞り孔として機能するオリフィスを備えているこ
とを特徴とするものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明を車両のパワーステアリン
グ装置に装備されるアキュムレータに適用した実施形態
について、図面を参照して説明する。図１は、運転者に
よるハンドル操作をアシストする車両のパワーステアリ
ング装置を模式的に示す。１０はエンジン、１１はオイ
ルタンク、１２は油圧を発生するパワステポンプ、１３
はオイルタンク１１とパワステポンプ１２とをつなぐサ
クションパイプ、１４はパワステポンプ１２につながる
送給管、１５はステアリングアッシー、１６はハンド
ル、１７はパワステポンプ１２の側の送給管１４とステ
アリングアッシー１５とをつなぎ、パワステポンプ１２
で発生した油圧をステアリングアッシー１５に送給する
プレッシャーホース、１８はステアリングアッシー１５
に送給された油をオイルタンク１１に戻すリターンホー
スである。

【０００８】送給管１４のうちパワステポンプ１２の側
に、油圧の脈動を吸収するためのアキュムレータ２が配
置されている。図２はアキュムレータ２の断面を示す。
アキュムレータ２に係る殻体３は金属製であり、中空室
３０を備えており、蓋形状の上シェル体３１と、お椀形
状の下シェル体３２とで形成されている。

【０００９】殻体３には膜状物であるダイヤフラム４が
架設状態に保持されている。ダイヤフラム４は、殻体３
の中空室３０を、上シェル体３１側のガス室３４と下シ
ェル体側の液室３５とに仕切っている。ガス室３４に
は、窒素などのガスが所定の圧力（例えば１０〜３０ｋ
ｇｆ／ｃｍ²）で封入されている。ダイヤフラム４は、
ゴム層４０と、ゴム層に埋設されガス透過を抑える樹脂
製のバリヤ層４１と、ゴム層４０の外縁部にリング状に
形成された厚肉状の被係合部４２と、ゴム層４０の中央
域に埋設されたポペット４３とを備えている。

【００１０】なお、中空室３０の容積は、アキュムレー
タ２の種類、ガス室３４の設定圧力等に応じて適宜選択
でき、例えば３〜１００ｃｃ程度、５〜２０ｃｃ程度に
できる。本実施形態ではダイヤフラム４の保持は次のよ
うにして行った。即ち、上シェル体３１の外周部にリン
グ状の係合溝３１ａを形成し、上シェル体３１の係合溝
３１ａにダイヤフラム４の被係合部４２を嵌合した状態
で、下シェル体３２の周壁３２ｃに外力Ｆを加えること
により、下シェル体３２の周壁３２ｃを上シェル体３１
に向けて絞り加工し、これにより上シェル体３１の係合
溝３１ａと下シェル体３２の周壁３２ｃとでダイヤフラ
ム４の被係合部４２を挟持固定し、その後、上シェル体
３１と下シェル体３２とを溶接して溶接部２ｘを形成
し、これによりダイヤフラム４を弾性変形可能な架設状
態に保持している。

【００１１】殻体３の下シェル体３２には、連通孔５０
をもつ筒形状の連通部５が固定されている。連通部５は
六角ナット部５６もつ。アキュムレータ２の取付時に
は、六角ナット部５６に工具が嵌まり、取付に供せられ
る。連通部５の連通孔５０は、液室３５に油を供給する
油供給孔として機能する第１連通孔５１と、液室３５に
直接に対面した状態で第１連通孔５１に実質的に同軸的
に連通するとともにダイヤフラム４のポペット４３で閉
鎖され得る第２連通孔５２と、第１連通孔５１に連通し
液室３５の油を排出する油排出孔として機能する第３連
通孔５３とを備えている。

【００１２】図２から理解できるように、連通孔５０に
おいて、第１連通孔５１と第２連通孔５２との間には、
絞り孔として機能するオリフィス５４が形成されてい
る。オリフィス５４は、ドリル加工、レーザ照射などで
形成できる。オリフィス５４の直径Ｄａは、第１連通孔
５１の直径Ｄ１、第２連通孔５２の直径Ｄ２、第３連通
孔５３の直径Ｄ３よりも小さく設定されている。オリフ
ィス５４の直径Ｄａは、アキュムレータ２の種類、要請
される脈動吸収性能、要請されるアシスト遅れ低減性、
ガス室３４の設定圧力等に応じて適宜選択され、車両の
パワーステアリング装置に装備されるアキュムレータ２
の場合には、上限値は例えば２．０ｍｍ，２．５ｍｍ，
３．０ｍｍに設定でき、下限値は例えば０．５ｍｍ,
１．０ｍｍ,１．５ｍｍに設定できる。

【００１３】なおオリフィス５４の直径Ｄａと第１連通
孔５１の直径Ｄ１との比は、アキュムレータ２の種類、
ガス室３４の設定圧力等に応じて適宜選択でき、例え
ば、１：２〜２０程度にでき、好ましくは１：３〜１０
程度にできる。本発明者は、上記したアキュムレータ２
において、オリフィス５４の直径Ｄａを適宜変更し、実
際の車両のパワーステアリング装置に適用した場合につ
いて、脈動吸収性能とアシスト遅れとを実車感応評価と
して調べた。その結果を表１に示す。

【００１４】

【表１】 本発明者による試験によれば、表１から理解できるよう
に、オリフィスの直径Ｄａが１ｍｍ未満では、アシスト
遅れの評価は○であったものの、脈動吸収性能の評価は
×となった。また、オリフィス５４の直径Ｄａが２．５
ｍｍを越えると、脈動吸収性能の評価は○であったもの
の、アシスト遅れの評価は×となった。即ち、オリフィ
ス５４の直径Ｄａが１．０〜２．０ｍｍのとき、脈動吸
収性能が良好であり、アシスト遅れの問題もなかった。

【００１５】さらに説明を加える。図３は脈動吸収性能
の測定グラフを示す。は、アキュムレータを用いなか
った場合である。は、オリフィス５４の直径Ｄａが
０．７５ｍｍのアキュムレータを用いた場合である。
は、オリフィス５４の直径Ｄａが１．０ｍｍのアキュム
レータを用いた場合である。は、オリフィス５４の直
径Ｄａが２．０ｍｍのアキュムレータを用いた場合であ
る。この試験では、出口側である第３連通孔５３の側に
圧力センサを配置し、第３連通孔５３の側の圧力及び振
動加速度を測定した。図３において横軸はハンドルを０
〜９０度に回転させたときの時間を示し、左欄の縦軸は
測定した圧力値を意味し、右欄の縦軸は振動加速度を意
味する。

【００１６】このアキュムレータでは、ガス室３４の設
定圧力は２０ｋｇｆ／ｃｍ²とされており、従って設定
圧力からアキュムレータによる脈動吸収作用が発揮され
る。図３から理解できるように、アキュムレータを使用
していないでは、ハンドルを０〜９０度回転させるに
あたり、圧力の脈動の振幅は大きかった。オリフィス５
４の直径Ｄａが０．７５ｍｍのでは、圧力の脈動は少
し低減されているものの、充分ではない。オリフィス５
４の直径Ｄａが１．０ｍｍの、オリフィス５４の直径
Ｄａが２．０ｍｍのでは、２０ｋｇｆ／ｃｍ²を越え
たあたりから、脈動の振幅が小さくなり、アキュムレー
タによる脈動吸収作用が発揮されていることがわかる。

【００１７】振動加速度についても、では振幅がかな
り大きい。では振幅が小さくなっているものの、充分
ではない。更に、では、アキュムレータの脈動吸収
作用が機能し始めてから、振幅がかなり小さくなってい
ることがわかる。故に、アキュムレータ２による振動吸
収性能の確保を考慮すれば、オリフィス５４の直径は
１．０ｍｍ以上が好ましいといえる。

【００１８】次にアシスト遅れについて説明を加える。
試験結果を図４に示す。図４の縦軸はハンドルの操舵力
を示し、横軸はハンドルの操舵角速度を示す。◆印はオ
リフィス５４の直径Ｄａが０．７５ｍｍである場合を示
し、■印はオリフィス５４の直径Ｄａが１ｍｍである場
合を示し、▲印はオリフィス５４の直径Ｄａが１．２５
ｍｍである場合を示し、●印はオリフィス５４の直径Ｄ
ａが２ｍｍである場合を示し、＊印はオリフィス５４の
直径Ｄａが２．５ｍｍである場合を示す。

【００１９】図４の＊印から理解できるように、オリフ
ィス５４の直径Ｄａが２．５ｍｍである場合には、操舵
力を大きくしても操舵角速度は少なく、アシスト遅れが
あることがわかる。◆から理解できるように、オリフィ
ス５４の直径Ｄａが０．７５ｍｍである場合には、少な
い操舵力でも操舵角速度を大きくでき、アシスト遅れが
ないことがわかる。●印、▲印、■印で示される結果
は、実車においてアシスト遅れがないと判断される。従
ってアシスト遅れを防止するには、オリフィス５４の直
径Ｄａは２．０ｍｍ以下が好ましいといえる。

【００２０】よって、アキュムレータ２の本来の機能で
ある油圧の脈動低減作用の確保を図りつつ、ハンドルの
アシスト遅れを低減するべく、総合的に判断すると、本
試験で採用した車両のパワーステアリング装置によれ
ば、オリフィス５４の直径Ｄａの範囲は１．０〜２．０
ｍｍが良いことがわかる。殊に、本発明者の試験によれ
ば、１．２〜１．５ｍｍの範囲が良かった。

【００２１】（他の例）上記した実施形態は車両のパワ
ーステアリング装置に装備されるアキュムレータに適用
した場合であるが、これに限らず、本発明は、アクチュ
エータを油圧などの液圧で作動させる液圧作動装置に装
備されるアキュムレータに適用可能である。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るアキュ
ムレータによれば、絞り孔として機能するオリフィスが
設けられているため、振動吸収性能を確保しつつ、アシ
スト遅れなどの作動応答遅れを抑えるのに有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】車両のパワーステアリング装置を模式的に示す
斜視図である。

【図２】アキュムレータの断面図である。

【図３】試験結果を示す特性グラフである。

【図４】アシスト遅れを示すグラフである。

【符号の説明】

図中、２はアキュムレータ、３は殻体、３０は中空室、
３１は上シェル体、３２は下シェル体、３４はガス室、
３５は液室、４はダイヤフラム、５は連通部、５０は連
通孔、５４はオリフィスを示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中空室を備えた殻体と、 前記殻体の中空室を所要のガス圧が封入されたガス室と
   液室とに仕切るとともに、変形に伴いガス室及び液室を
   容積可変とするダイヤフラムと、 前記殻体に設けられ前記液室と外部の液圧作動装置とを
   連通し且つ液圧作動装置と前記液室との間で液体が出し
   入れされる連通孔とを具備したアキュムレータにおい
   て、 前記連通孔は、絞り孔として機能するオリフィスを備え
   ていることを特徴とするアキュムレータ。