JP2001504059A - 遮断装置を有する空気圧又は液圧制御モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明はサーボシリンダの末端位置の液圧遮断装置に関する。この種の遮断装置は動作圧下で作動ピストン（３１）がリミットストップ（４７、４８）に激しく衝突することを防止するためのものである。また液圧に助けられて末端位置から離脱させることができるようにする。本発明は、限られた範囲で移動可能な遊動ピストン（３２、３３）が作動ピストン（３１）の上にあることにある。遊動ピストン（３２、３３）は作動ピストン（３１）の密封縁（３４、３５）を密封する。密封縁（３４、３５）は作動ピストン（３１）に配設されたバイパス（３６）を制御する。遊動ピストン（３２、３３）の間の与圧可能な隔室（４０）にばね（４１）が挿入されている。作動ピストン（３１）が例えばブシュ（４３）のリミットストップ（４８）に当接すると、カラー（４５）が一方の遊動ピストン（３３）を密封縁（３５）から突き離す。バイパス（３６）を経て隔室（４０）との連絡が生じ、次いで動作圧が遊動ピストン（３２）をばね（４１）に抗してその密封縁（３４）から押し離す。そこで動作圧は与圧された圧力室（３７）から圧力室（３８）へ逃され、やがてばね（４１）が遊動ピストン（３３）を密封縁（３４）に再び密接させる。こうして調整された圧力室（３７）の圧力は、作動ピストン（３１）と遊動ピストン（３２、３３）を末端位置に保持する。しかしこの調整された圧力は最高値より低い。

Description

【発明の詳細な説明】 遮断装置を有する空気圧又は液圧制御モータ 本発明は作動ピストンの末端位置に遮断装置が設けられている空気圧又は液圧 制御モータに関する。本発明のこの構成は圧油ポンプ、ステアリングバルブ及び サーボモータを有する特に自動車用のパワーステアリング装置に関する。 この種の遮断装置は作動ピストンがリミットストップに激しく衝突することを 防止するためのものである。それに騒音が伴うからである。作動ピストンがリミ ットストップに衝突すると、ポンプ圧力が不当に最高値まで上昇するから、内蔵 された過圧弁が応答する。ステアリングバルブがこの使用状態で長時間偏らされ ていると、ポンプが熱過負荷によって損傷する恐れがある。 パワーステアリング用の遮断装置は例えばＤＥ４２２１４５９Ａ１により知ら れている。この場合は高圧下の作動ピストンの末端位置で、与圧された圧力室が もどり圧下の圧力室と連絡する。従って圧油は不活動圧力側の圧力接続部を経て 逃され、流出することができる。サーボモータの末端位置でのこの圧力逃し法は サーボシリンダの内壁の、圧力接続部と連絡する縦溝によって行なわれる。末端 位置でのこの連絡は作動ピストンが縦溝の上を通ることによって行なわれる。し かし別のかじ取り方向へ戻すときに、このような遮断装置は差し当たりまだ圧力 を上昇することができない。作動ピストンは縦溝を閉じるために、まず短い行程 を通過しなければならないからである。この時間の間はサーボ力が得られず、運 転者は全かじ取り力を手で加えなければならない。 本発明の課題は、末端位置から戻し操作を開始するときにすでにサーボ力が利 用可能であるように、遮断装置を調整することである。パワーステアリング装置 はなるべく僅かな製作費でこの要求を満足しなければならない。この課題は請求 項１で特徴づけられたパワーステアリング装置により、作動ピストンに少なくと も１個の限られた範囲で移動可能な遊動ピストンを配設し、遊動ピストンの端面 がサーボモータの夫々減圧された圧力室へのバイパスを密封することによって解 決される。またサーボシリンダの両方の末端位置に段違いカラーを有するブシュ がある。カラーは移動可能な遊動ピストンを一方の密封縁から押し離し、他方の 密封縁は開放されているから、２つの圧力室が互いに連絡を保つ。戻し操作の際 に予め減圧された圧力室に動作圧が流入すると、遊動ピストンが他方の密封縁へ 移動し、新しい圧力室を密封する。その際制御縁によって油の流れを調整するこ とができる。このようにして液圧に助けられて、末端位置から再び戻される。こ の場合制御する制御縁は、遊動ピストンを密封縁に柔軟に衝接させることを任務 とする。柔軟な衝接が必要でなければ制御縁を廃止することができる。 ２個の遊動ピストンを有する有利な実施形態が請求項２に記載されている。こ の場合は限られた範囲で移動可能な別の遊動ピストンが作動ピストンの上にあり 、各遊動ピストンの外側の端面がバイパスを密封する。これらの遊動ピストンの 間の与圧可能な室にばねが挿入されている。この構造は遮断装置から出る騒音が 回避されるのが特徴である。その他の請求項３ないし６は発明の好適な実施態様 に関する。 本発明を例えば液圧式パワーステアリングに基づき２つの実施例について詳述 する。 図１は本発明に基づく遮断装置を有するパワーステアリング装置のサーボシリ ンダの断面図、 図２は図１の作動ピストンの拡大部分図、 図３は２個の遊動ピストンを有する別の実施形態、 図４は図３の作動ピストンの拡大部分図、 図５はリミットストップの実施形態の拡大部分図を示す。 ピストン棒２の上に固定した作動ピストン３がシリンダチューブ１の中に納め られている。図示しないラックがピストン棒２に一線に並んで続く。作動ピスト ン３はローラバニシ加工又はつぶし加工によりピストン棒２に確実拘束的に固定 される。組立式の作動ピストン３は溝４を具備し、パッキン輪５Ａ、５Ｂを有す る遊動ピストン５が溝４に軸方向移動可能に挿入されている。作動ピストン３の 密封縁６又は７と遊動ピストン５の一方の端面がバイパス８を密封する。バイパ ス８は作動ピストン３又は遊動ピストン５に単数個又は複数個の縦溝の形で又は 環状ギャップとして穿設されている。その場合遊動ピストン５は作動ピストン３ の制御縁１０又は１１によりバイパス８の油の流れを調節する。 遊動ピストン５と作動ピストン３はシリンダチューブ１を２つの圧力室１２及 び１３に区分する。 段違いカラー１６、１７とリミットストップ２６、２７を有するブシュ１４及 び１５がシリンダチューブ１の端部に夫々取付けられている。またブシュ１４、 １５は環状溝１８、２０及び穴２１、２２を介して圧力室１２又は１３の油接続 部２３、２４を連絡する役割がある。 作動ピストン３が例えば圧力室１２の動作圧により右側末端位置の方向へ押さ れるとき、遊動ピストン５は密封縁７に接した密封位置にある。この場合遊動ピ ストン５が制御縁１１を覆うが、制御縁１０は開放されている。密封縁７が閉じ ているので、圧力室１２の動作圧を圧力室１３へ逃がすことはできない。作動ピ ストン３と遊動ピストン５はブシュ１５まで移動する。リミットストップでブシ ュ１５のカラー１７が遊動ピストン５に衝突し、これを中間位置に移動し、この 位置で密封縁７と制御縁１１が開放される。遊動ピストン５のこの中間位置は、 作動ピストン３がブシュ１５のリミットストップ２７に接することによって決ま る。そこで圧力室１２の動作圧が圧力室１３及び油接続部２４を経て、図示しな い油タンクへ逃される。密封縁６をほぼ無圧で通過するもどり油は遊動ピストン ５をカラー１７の開放位置に保持する。 この右側末端位置から再び戻そうとするときは、かじ取りハンドルを逆方向に 回転してステアリングバルブを変位させる。次に動作圧が油接続部２４を経て圧 力室１３へ流入し、遊動ピストン５が密封縁６に押し付けられる。続いて作動ピ ストン３が遊動ピストン５とともに左へ移動する。遊動ピストン５が緩衝されて 密封縁６又は７に接するように、遊動ピストン５の閉鎖運動が補助制御縁１０及 び１１により制御される。本発明に基づくパワーステアリングによれば、遊動ピ ストン５を密封縁６又は７に向かって移動した後、サーボ力によって末端位置か ら戻される。 図５によりリミットストップ５０とカラー５１をシリンダチューブ５２に直接 設けることもできる。しかし作動ピストンに遊動ピストンを取付けるために、シ リンダチューブの右側を遊動ブシュとして形成しなければならない。 本発明の別の実施形態が図３及び４で明らかである。ピストン棒３０に固定さ れた二つ割りの作動ピストン３１は遊動ピストン３２及び３３を担持する。遊動 ピストン３２、３３の外側の端面が密封縁３４及び３５を密封する。バイパス３ ６は遊動ピストン３２、３３の位置に従って圧力室３７及び３８を互いに連絡す ることができる。２つの遊動ピストン３２及び３３の間に隔室４０が形成され、 ばね４１好ましくはさらばねを収容する。ばね４１は遊動ピストン３２及び３３ を押し離し、これを作動ピストン３１の密封縁３７及び３８に当接させる。末端 位置にストップとして、やはり段違いカラー４４及び４５を有するブシュ４２及 び４３がシリンダチューブ４６に圧入されている。 直進位置で遊動ピストン３２、３３の運動、それとともに騒音が起こらないよ うに、ばね４１を動作圧及び遊動ピストン３２、３３の端面に合わせて調整する 。圧力室３７又は３８の一方の圧力がこの動作圧以上に上昇すると、遊動ピスト ン３２又は３３がばね４１に抗して移動し、開放された密封縁３４又は３５を介 し て隔室４０の圧力が上昇する。隔室４０のこの圧力はばね４１によって再び圧力 室３７又は３８の圧力に対する力の釣合いを回復する。遊動ピストンはばね４１ 及び隔室４０で働く圧力により作動ピストン３１の当該の密封縁３４及び３５に 押し付けられる。 作動ピストン３１は遊動ピストン３２、３３とともに例えば圧力室３７の動作 圧により右へ移動する。作動ピストン３１がブシュ４３のリミットストップ４８ に衝突すると、遊動ピストン３３はカラー４５によって移動させられ、密封縁３ ５が開放される。それによって隔室４０の圧力が圧力室３８のもどり圧と連絡し 、油タンクへ逃される。圧力室３７の動作圧によって遊動ピストン３２はばね４ １及び隔室４０のもどり圧に抗して移動し、密封縁３４を開放する。２つの遊動 ピストン３２及び３３が密封縁３４及び３５を開放し、バイパス３６により圧力 室３７及び３８の間に短絡が成立する。ポンプが送給する油はタンクへ流出する ことができる。ばね４１の設計に従って圧力室３７の圧力が調整される。作動ピ ストン３１と遊動ピストン３２、３３は最高値より低いこの圧力によって末端位 置に保持される。 液圧に助けられてこの末端位置から再び脱出させられる。それまで減圧された 圧力室３８に動作圧がセットされると、もどり圧が働く圧力室３７を遊動ピスト ン３２が密封する。遊動ピストン３２はばね４１により作動ピストン３１の密封 縁３４に押し付けられる。作動ピストン３１がブシュ４３のリミットストップ４ ８を離脱すると前述の力関係が隔室４０に再び現われ、遊動ピストン３３が密封 縁３５を閉鎖する。 参照符号 １ シリンダチューブ ２３ 油接続部 ２ ピストン棒 ２４ 油接続部 ３ 作動ピストン ２５ − ４ 溝 ２６ リミットストップ ５ 遊動ピストン ２７ リミットストップ ５Ａ パッキン輪 ２８ − ５Ｂ パッキン輪 ２９ − ６ 密封縁 ３０ ピストン棒 ７ 密封縁 ３１ 作動ピストン ８ バイパス ３２ 遊動ピストン ９ − ３３ 遊動ピストン １０ 制御縁 ３４ 密封縁 １１ 制御縁 ３７ 密封縁 １２ 圧力室 ３８ − １３ 圧力室 ３９ − １４ ブシュ ４０ 隔室 １５ ブシュ ４１ ばね １６ 段違いカラー ４２ ブシュ １７ 段違いカラー ４３ ブシュ １８ 環状溝 ４４ カラー １９ − ４５ カラー ２０ 環状溝 ４６ シリンダチューブ ２１ 穴 ４７ リミットストップ ２２ 穴 ４８ リミットストップ ４９ − ５０ リミットストップ ５１ 段違いカラー ５２ シリンダチューブ

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年１２月２２日（１９９８．１２．２２） 【補正内容】 しかし別のかじ取り方向へ戻すときに、このような遮断装置は差し当たりまだ 圧力を上昇することができない。作動ピストンは縦溝を閉じるために、まず短い 行程を通過しなければならないからである。この時間の間はサーボ力が得られず 運転者は全かじ取り力を手で加えなければならない。 作動ピストンに可動ボール・スプリング装置が挿設された作動ピストン用遮断 装置を有する別の制御モータがＦＲ−Ａ−１１２５９９９で知られている。その 場合夫々減圧された圧力室へのバイパスを、ボールと作動ピストンの密封縁が密 封する。サーボシリンダの両方の末端位置の突縁に衝接することによって、夫々 ボールが当該の密封縁から押し離されるから、２つの圧力室が連絡する。ところ がこの配列では極めて小さな流れ断面のバイパスを開放することしかできない。 両側へ突出する小さな制御ピストンが作動ピストンに配設され、作動ピストンが シリンダ壁に突き当たると、制御ピストンによって比較的狭いバイパスが開放さ れる別の遮断装置付き制御モータがＵＳ−Ａ−４，８６０，６４６により知られ ている。 本発明の課題は、末端位置から戻し操作を開始するときにすでにサーボ力が利 用可能であるように、遮断装置を調整することである。騒音を回避するにはバイ パスの大きな流れ断面を開放しなければならない。パワーステアリング装置はな るべく僅かな製作費でこの要求を満足しなければならない。 この課題は請求項１で特徴づけられたパワーステアリング装置により、作動ピ ストンに少なくとも１個の限られた範囲で移動可能な遊動ピストンを配設し、遊 動ピストンの端面がサーボモータの夫々減圧された圧力室へのバイパスを密封す ることによって解決される。またサーボシリンダの両方の末端位置に段違いカラ ーを有するブシュがある。カラーは移動可能な遊動ピストンを一方の密封縁から 押し離し、他方の密封縁は開放されているから、２つの圧力室が互いに連絡を保 つ。遊動ピストンは環状に形成され、それによって比較的大きな環状流れ断面が 開放される。戻し操作の際に予め減圧された圧力室に動作圧が流入すると、遊動 ピストンが他方の密封縁へ移動し、新しい圧力室を密封する。その際制御縁によ って油の流れを調整することができる。このようにして液圧に助けられて、末端 位置から再び戻される。この場合制御する制御縁は、遊動ピストンを密封縁に柔 軟に衝接させることを任務とする。柔軟な衝接が必要でなければ制御縁を廃止す ることができる。 請求の範囲 １． 作動ピストン（３）によって互いに隔離された２個の圧力室（１２及び １３）を有するサーボシリンダと、作動ピストン（３）のための遮断装置とを備 え、 −移動可能な部材が作動ピストン（３）の密封縁で、夫々減圧された圧力室（１ ２又は１３）へのバイパス（８）を密封し、 −サーボシリンダの両末端位置にブシュ（１４及び１５）があって、移動可能な 部材を密封縁（６又は７）から押し離し、２つの圧力室（１２及び１３）を互い に連絡させる 特に圧油ポンプ、ステアリングバルブ及びサーボモータを有するパワーステアリ ング装置のための制御モータにおいて、 下記の特徴即ち −作動ピストン（３）の上に移動可能な部材として、限られた距離だけ移動し得 る少なくとも１個の環状の遊動ピストン（５）があり、 −移動可能な遊動ピストン（５）がその端面により作動ピストン（３）の密封縁 （６及び７）で夫々減圧された圧力室（１２又は１３）へのバイパス（８）を密 封する ことを特徴とする制御モータ。 ２． 下記の特徴即ち −作動ピストン（３１）の上に限られた範囲で移動可能な追加の遊動ピストン（ ３２及び３３）があり、 −各遊動ピストン（３２及び３３）がその外側の端面によりバイパスを密封し、 −遊動ピストン（３２及び３３）の間の与圧可能な隔室（４０）にばね（４１） が挿入されていること を特徴とする請求項１に記載の遮断装置付き制御モータ。 ３． 遊動ピストン（３２及び３３）の間にさらばねが挿入されていることを 特徴とする請求項２に記載の遮断装置付き制御モータ。 ４． バイパス（８；３６）が環状に形成され、作動ピストン（３；３１）の 中にあることを特徴とする請求項１又は２に記載の遮断装置付き制御モータ。 ５． 段違いカラー（１６、１７）を備えたブシュ（１４、１５）が末端位置 のストップとしてサーボモータに挿入されており、突進する遊動ピストン（５） にカラーが衝突し、ブシュが穴（２１、２２）及び環状溝（１８、２０）を介し て油接続端（２３、２４）と連絡することを特徴とする請求項１又は２に記載の 遮断装置付き制御モータ。 ６． 遊動ピストン（５）により制御される制御縁（１０、１１）がバイパス （８）にあって、密封縁（６、７）に至るまでの遊動ピストン（５）の運動を制 御し、密封に至るまで油の流れを調整することを特徴とする請求項１に記載の遮 断装置付き制御モータ。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 （３８）へ逃され、やがてばね（４１）が遊動ピストン （３３）を密封縁（３４）に再び密接させる。こうして 調整された圧力室（３７）の圧力は、作動ピストン（３ １）と遊動ピストン（３２、３３）を末端位置に保持す る。しかしこの調整された圧力は最高値より低い。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 圧油ポンプ、ステアリングバルブ及びサーボモータを有する特にパワー ステアリング装置のための作動ピストン遮断装置付き制御モータにおいて、下記 の特徴即ち −限られた距離を移動し得る少なくとも１個の遊動ピストン（５）が作動ピスト ン（３）の上にあり、 −移動可能な遊動ピストン（５）がその端面により作動ピストン（３）の密封縁 （６及び７）でそれぞれ減圧された圧力室（１２又は１３）に向うバイパス（８ ）を密封し、 −サーボシリンダの両末端位置にブシュ（１４及び１５）があり、移動可能な遊 動ピストンを密封縁（６又は７）から押し離して、２つの圧力室（１２及び１３ ）を連絡させる ことを特徴とする遮断装置付き制御モータ。 ２． 下記の特徴即ち −限られた範囲で移動可能な追加の遊動ピストン（３２及び３３）が作動ピスト ン（３１）の上にあり、 −各遊動ピストン（３２及び３３）がその外側の端面によりバイパスを密封し、 −遊動ピストン（３２及び３３）の間の与圧可能な隔室（４Ｏ）にばね（４１） が挿入されていることを特徴とする請求項１に記載の遮断装置付き制御モータ。 ３． 遊動ピストン（３２及び３３）の間にさらばねが挿入されていることを 特徴とする請求項２に記載の遮断装置付き制御モータ。 ４． バイパス（８；３６）が作動ピストン（３；３１）の中にあることを特 徴とする請求項１又は２に記載の遮断装置付き制御モータ。 ５． 段違いカラー（１６、１７）を備えたブシュ（１４、１５）が末端位置 のストップとしてサーボモータに挿入されており、突進する遊動ピストン（５） にカラーが衝突し、ブシュが穴（２１、２２）及び環状溝（１８、２０）を介し て油接続部（２３、２４）と連絡することを特徴とする請求項１又は２に記載の 遮断装置付き制御モータ。 ６． 遊動ピストン（５）により制御される制御縁（１０、１１）がバイパス （８）にあって、密封縁（６、７）に至るまでの遊動ピストン（５）の運動を制 御し、密封に至るまで油の流れを調整することを特徴とする請求項１に記載の遮 断装置付き制御モータ。