JP3370675B2 - 液圧式ステアリング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、供給配管および戻り配管を介して互いに接
続されているステアリング装置と油槽とを有し、供給配
管に圧油ポンプが組み込まれているような液圧式ステア
リング装置に関する。

例えば堅牢な大形の自動車の液圧式ステアリング装置
において油が油槽からシリンダ室に流入するとき、戻り
圧とシリンダ内における負圧との差圧がシリンダ室を迅
速に十分に油で充填するのにしばしば十分でなくなる。
これによって真空室が生ずる。

従って、特に急速な舵取りの際に煩わしいノッキング
音が生ずる。

一般的な循環系統において連続的な油流が、戻り配管
内あるいは油槽の円筒内における絞り抵抗によって戻り
圧を供している。シリンダ室を充填するための油は油槽
からやって来るのではなく、貫流する油から分けられ
る。

クローズドセンタ形システム（例えばCC形ステアリン
グ装置）の場合には状態は異なっている。この場合に
は、油が連続して循環して流れないので、補給して吸い
込む場合に油が油槽からステアリング装置に流入しなけ
ればならない。シリンダの流れ損失のために十分に充填
されないとき、シリンダ内において圧力が瞬間的に上昇
した場合、同様にノッキング音が生ずる。

本発明の目的は、冒頭に述べた型式の液圧式ステアリ
ング装置を、上述の欠点が除去され、簡単に構成され動
的に作動するように作ることにある。

本発明によれば、この目的は、戻り配管に連通する油
アキュムレータおよび油槽の方向に開いている止め弁が
設けられ、止め弁が油槽と油アキュムレータとの間に配
置されていることによって達成される。

その止め弁は圧力溜めを形成するために使用する。こ
れによって、特に急速な舵取りの際ないしはステアリン
グ装置のシリンダ内における瞬間的な圧力上昇の際に油
がステアリング装置のシリンダの負圧室に急速に流入
し、従ってノッキング音は決して生じない。

本発明に基づく油アキュムレータのアキュムレータ容
積が超過された際に余分な油は油槽に流れる。

本発明の非常に有利な実施態様は、油アキュムレータ
がばねによってバイアス圧を与えられているピストンを
持ったピストン形アキュムレータとして形成されている
ことにある。

このようにしてばねバイアス圧が形成され、これによ
って、油が良好に幾分速くステアリング装置のシリンダ
の圧力室に到達することができる。この場合、止め弁は
ばねに抗して油アキュムレータ内にせき止め圧を形成す
る働きをする。

さらに急速に舵取り運動する際にピストンは油槽に還
流する油によってばね力に抗してしか持ち上げられな
い。この場合、戻り配管内の油は加圧状態にされる。

さらに、止め弁が油アキュムレータに一体化されてい
ることが有利である。

本発明の他の有利な実施態様において、油アキュムレ
ータのピストンの所定のストローク後に油槽への開口が
生ずる。

これは、例えば、ピストン形アキュムレータの円筒状
壁に孔が設けられ、この孔がピストン形アキュムレータ
内にあるピストンと、所定のピストンストロークに到達
し、かつ戻り配管内に圧力が形成されたときにはじめ
て、即ち、ピストン底が孔に到達したときにはじめて油
が油アキュムレータから油槽に流出するように共働する
ことによって実現できる。

孔の代わりに通路、溝あるいは開口としての他の凹所
も使用できる。

油アキュムレータは本発明に基づく実施態様によって
油の貯蔵と圧力溜めの形成とに同時に使用される。

ピストン形アキュムレータのピストンと円筒状壁との
隙間は非常に小さくされているので、油はゆっくりと一
様にしか開口を通して油槽に到達できない。

同様に本発明の有利な実施態様は、ピストンに対する
バイアス圧ばねが配置されている空間がバランス孔を備
えていることにある。

これによってばねが再び弛緩するとき、油が油槽から
油アキュムレータないしは補償室としてのばね室の中に
流入する。

バイアス圧ばねが配置されている空間がバランス孔が
存在している蓋によって閉じられていることが有利であ
る。この蓋は有利には、ねじ込み結合されている。目的
に適ってバランス孔が蓋の中央に存在している。

これによって、例えば、ばねあるいはピストンが交換
できるようにしようとするとき、容易に分解できる簡単
に構成された油アキュムレータが構成される。

油アキュムレータは有利には種々の形態で戻り配管に
組み込める。

即ち、油アキュムレータを戻り配管に直に一体化する
ことができる。

しかし油アキュムレータをステアリング装置に据えつ
けることもできる。

さらに油アキュムレータを油槽の中に組み込むか、そ
の上に設置することもできる。

この考え得る構造様式は液圧式ステアリング装置に対
して有用な空間的な条件に合わせられる。

本発明の他の実施態様において、油アキュムレータに
逆止め弁が組み込まれている。

その逆止め弁は、必要な場合に、油を油槽からステア
リング装置に流入させる。逆止め弁を特別に組み込む代
わりに、逆止め弁を形成するためにピストンの底に、ば
ねで荷重された閉鎖素子がその中に押圧される開口を備
えることが有利にできる。

閉鎖素子はこのばねによって弱いバイアス圧で開口の
中に押圧されている。

ステアリング装置内の圧力が油槽内にかかる圧力より
低く低下したとき、閉鎖素子例えば円錐状弁体は下に押
し下げられ、油が油槽からステアリング装置に流入す
る。

更に、油アキュムレータが180゜だけ反転して油槽に
組み込まれているかその上に設置されている場合、即
ち、戻り配管が上から油アキュムレータに開口し油アキ
ュムレータと蓋のバランス孔が下を向いているとき、閉
鎖素子として球が存在している。

この変形例においてピストンの本来の底はピストンの
上側端面である。このピストンの上側端面は目的に適っ
て中央に配置された開口を備え、この開口に球が閉鎖素
子として当てられている。その球はその自重で作用し、
従って、非常に簡単に構成された逆止め弁を形成してい
る。

この場合、逆止め弁を形成する上述した実施例におい
て利用されているばねおよび円錐状弁体は省略できる。

従って、非常に簡単に構成され良好に作用する閉鎖素
子が有利に作れる。

さらに戻り配管が球の前に狭隘部あるいは保持素子を
有していることが有利である。

これによって球はその位置を保持され、負圧が生じた
際に保持素子ないし狭隘部によって外側への押出しは防
止される。

保持素子として戻り配管を横切って延びるピンが簡単
に選択できる。

以下図を参照して本発明の実施例を原理的に説明す
る。

第１図は本発明に基づく液圧式ステアリング装置の主
な構造部品の系統図、 第２図は油アキュムレータが油槽の中に組み込まれて
いる本発明に基づく液圧式ステアリング装置の縦断面
図、 第３図は逆止め弁を形成する構造部品を持った油アキ
ュムレータの詳細断面図、 第４図は油アキュムレータが異なって構成されている
油槽の縦断面図である。

クローズドセンタ形液圧式ステアリング装置は油ポン
プ１、ステアリング装置２および油槽３からなってい
る。油槽３は第２図および第４図で明らかなように、蓋
４で閉鎖できる。蓋４は目的に適って油槽３がねじ込み
結合されている。

油槽３はステアリング装置２に吸込み油に対する導入
配管５および戻り油に対する戻り配管６を介して接続さ
れている。そのために油槽３は対応した接続短管を備え
ている。戻り配管６に油アキュムレータ７が連通接続さ
れている。

油槽３と油アキュムレータ７との間で止め弁８が作用
している。この止め弁８は第２図および第４図において
矢印で示され、ピストン９が油アキュムレータ７の中に
僅かな隙間をもって移動可能に存在しているように形成
されている。油アキュムレータ７は、その円筒状壁10に
直径線的に対向して位置する開口11を有している。これ
によって所定のピストンストロークに到達した際に油が
油アキュムレータ７から油槽３に向けて流出できる。

ピストン９は、ばね12でバイアス圧を与えられてい
る。舵取り運動の際にピストン９は戻り配管６を介して
油槽３に戻る油によってばね12のばね力に抗して持ち上
げられ、これによって戻り配管６内における油が加圧状
態にされる。

油アキュムレータ７は蓋13によって閉鎖できる。第２
図、第３図および第４図から理解できるように、この蓋
13は容易に分解および組立ができるようにするために油
アキュムレータ７にねじ込み結合されている。蓋13は中
央にバランス孔14を備えている。

第２図および第４図は、油アキュムレータ７が戻り配
管６に連通できるようにするために、どのように油槽３
の中に組み込まれているかを示している。

第３図は、矢印で示されている逆止め弁15を形成して
いる構造部品が追加的に存在している油アキュムレータ
７を示している。そのためにピストン９の底に開口16が
設けられている。ばね17で荷重されている円錐状弁体18
が閉鎖素子としてこの開口16の中に押圧できる。

第４図は逆止め弁15の異なった実施例を示している。

ばね17および円錐状弁体18を利用する代わりに、球19
が閉鎖素子として使用されている。

そのために油槽３内にピストン９を含めて油アキュム
レータ７は第２図に示された組み込み位置に比べて180
゜だけ反転して、即ち逆転して組み込まれている。

ここでは球19はその自重で作用し、これによって開口
16を閉鎖する。この場合、戻り配管６は上から油アキュ
ムレータ７に開口している。

第４図にはさらに、保持要素でもある戻り配管６の狭
隘部20が示されている。狭隘部ないし保持素子20は、戻
り配管６内に負圧が生じた際およびその結果、油を油ア
キュムレータ７から戻り配管６に戻して吸い込むために
球19が持ち上がった際、球19が戻り配管に「逃げ出すこ
と」を阻止する。この狭隘部20は逆止め弁の開放位置に
おける球19に対するストッパとして使用され、この場
合、油が油アキュムレータ７から戻り配管６に吸い戻す
ために十分な自由空間が存在しなければならない。

狭隘部の代わりに保持素子として、戻り配管６を横切
って延びる図示していないピンも利用できる。

この逆止め弁は第１図に原理的に符号21で示されてい
る。

液圧式ステアリング装置は次のように作用する。ステ
アリング装置２を含んでいるシステムの始動によって、
液圧ステアリング装置を作用させる条件を作る圧油ポン
プ１が作動される。

圧油ポンプ１は無圧の油槽３から油を吸い込み、油が
圧縮され供給配管５を介してステアリング装置２に達す
るような圧力を形成する。その後、油は戻り配管６およ
び油アキュムレータ７を介して油槽３に流入する。舵取
り運動の際にピストン９は油槽３に止め弁８を通って流
れる油によってばね12のばね力に抗して持ち上げられ
る。

この場合、戻り配管６内における油は加圧状態にされ
る。

ピストン９ないしピストン９の底が油アキュムレータ
７の円筒状壁10の開口11に到達したとき、ピストン９は
もはやそれ以上持ち上げられない。そして油が開口11を
通して油槽３に流れる。このようにして戻り系統、特に
戻り配管６の中に所定の圧力がかかる。

開口11の直径は、油がゆっくりと一様に油槽３に到達
するように選択されている。

ステアリング装置２のシリンダ室の中に過度の急速な
舵取り運動によって負圧が生じたとき、油が油アキュム
レータ７からばね12によってステアリング装置２に圧縮
して戻される。

これによって、極端な場合に確実な舵取り過程を妨害
してしまう真空空間の発生が避けられる。さらに騒音の
問題も無くなる。

少量の油しか必要とされないので、油アキュムレータ
７は僅かな容積で済ませられる。約２〜6cm³の容積だけ
で十分である。

符号の説明 1 圧油ポンプ 2 ステアリング装置 3 油タンク 4 蓋 5 供給装置 6 戻り配管 7 油アキュムレータ 8 止め弁 9 ピストン 10 円筒状壁 11 孔 12 ばね 13 油アキュムレータの蓋 14 蓋にあるバランス孔 15 逆止め弁 16 ピストンの底にある開口 17 ばね 18 円錐状弁体 19 球 20 狭隘部ないし保持素子 21 逆止め弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クネードラー，ヘルムート ドイツ連邦共和国ロルヒ、エルシュテル ンウェーク、６ (56)参考文献 特開 平２−41978（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−62402（ＪＰ，Ｕ) 米国特許4518010（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B62D 5/07

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】供給配管（５）および戻り配管（６）を介
   して互いに接続されているステアリング装置（２）と油
   槽（３）とを有する液圧式ステアリング装置において、 前記供給配管（５）に圧油ポンプ（１）が組み込まれ、
   前記戻り配管（６）に連通する油アキュムレータ（７）
   と、前記油槽（３）の方向に開いている止め弁（８）と
   が設けられ、この止め弁（８）は、前記戻り配管（６）
   に連通する前記油アキュムレータ（７）と、前記油槽
   （３）との間に配置され、前記油アキュムレータ（７）
   はばね（12）によってバイアス圧を与えられているピス
   トン（９）を有するピストン形アキュムレータとして形
   成されていることを特徴とする液圧式ステアリング装
   置。
2. 【請求項２】前記止め弁（８）が前記油アキュムレータ
   （７）に取り付けられていることを特徴とする請求項１
   に記載の液圧式ステアリング装置。
3. 【請求項３】前記油アキュムレータ（７）の前記ピスト
   ン（９）の所定のストローク後に前記油槽（３）への開
   口（11）が生ずることを特徴とする請求項１又は２に記
   載の液圧式ステアリング装置。
4. 【請求項４】前記ピストン（９）に対してバイアス圧を
   与えている前記ばね（12）が配置されている空間に、バ
   ランス孔（14）が設けられていることを特徴とする請求
   項１に記載の液圧式ステアリング装置。
5. 【請求項５】バイアス圧を与えられている前記ばね（1
   2）が配置されている空間が、前記バランス孔（14）が
   位置する蓋（13）によって閉じられていることを特徴と
   する請求項１又は４に記載の液圧式ステアリング装置。
6. 【請求項６】前記油アキュムレータ（７）が前記戻り配
   管（６）に直に取り付けられていることを特徴とする請
   求項１に記載の液圧式ステアリング装置。
7. 【請求項７】前記油アキュムレータ（７）が前記ステア
   リング装置（２）内に配置されていることを特徴とする
   請求項１に記載の液圧式ステアリング装置。
8. 【請求項８】前記油アキュムレータ（７）が前記油槽
   （３）内に配置されていることを特徴とする請求項１に
   記載の液圧式ステアリング装置。
9. 【請求項９】前記油アキュムレータ（７）が前記油槽
   （３）上に取り付けられていることを特徴とする請求項
   １に記載の液圧式ステアリング装置。
10. 【請求項１０】前記油アキュムレータ（７）が逆止め弁
    （15）に組み込まれていることを特徴とする請求項１乃
    至９のいずれか１項に記載の液圧式ステアリング装置。
11. 【請求項１１】前記逆止め弁（15）を形成するために、
    前記ピストン（９）の底に、ばね（17）で荷重された閉
    鎖素子（18）がその中に押圧される開口（16）が設けら
    れていることを特徴とする請求項10に記載の液圧式ステ
    アリング装置。
12. 【請求項１２】前記ピストン（９）の上側端面に、前記
    戻り配管（６）に接続されている開口（16）が設けら
    れ、この開口（16）に球（19）が閉鎖素子として取り付
    けられていることを特徴とする請求項９又は10に記載の
    液圧式ステアリング装置。
13. 【請求項１３】前記戻り配管（６）が前記球（19）の前
    に狭隘部あるいは保持素子（20）を有していることを特
    徴とする請求項12に記載の液圧式ステアリング装置。
14. 【請求項１４】前記保持素子（20）が前記戻り配管
    （６）を横切って延びるピンであることを特徴とする請
    求項13に記載の液圧式ステアリング装置。