JP2005519237A6 - 加圧液体搬送導管のためのエネルギー減衰装置、該エネルギー減衰装置それを組み入れた加圧液体搬送システム、及び導管内のエネルギーを減衰する方法 - Google Patents

Abstract

加圧液体を搬送する加圧液体搬送システムのためのエネルギー減衰装置が提供される。このエネルギー減衰装置は、３つの直列に配置されたチャンバー（３９，４０；５８；５９；６４；５５，５６）を含む液体搬送手段（２３）を備えており、それらのチャンバーのうちの少くとも１つのチャンバー（５８；５５，５６）には、チューブを設けない。第１チューブ（６１）が前記チャンバーのうちの１つのチャンバー内に配設されて、一端を該チャンバーの入口端又は出口端に流体連通状態に接続される。該第１チューブ（６１）の他方の自由端は、該チャンバーの出口端又は入口端から開放間隙によって離隔される。第１チューブ（６１）と該チャンバーとの間に流体連通を設定するために第１チューブの自由端及び、又は周壁に少くとも１つの孔が形成される。他のチャンバー内に第２チューブ（６２）を配設することができる。

Description

本発明は、加圧液体搬送導管のための新規なエネルギー減衰装置、及び、そのようなエネルギー減衰装置を組み入れた加圧液体搬送システム、及び、導管内のエネルギーを減衰させる方法に関する。（ここで、「加圧液体」とは、圧力下におかれた、即ち圧力をかけられた液体という意味である。）本発明は、特に、自動車のパワーステアリングユニットの加圧液体搬送システム即ち液圧システム（液圧系）において、加圧液体中の圧力のパルス（脈動）を減衰させるために加圧液体搬送導管内に設置するのに特に適する。ただし、本発明は、他の液圧流体（加圧液体）にも適用することができる。（ここで、「システム」とは、流体を搬送又は移送するための管系統又は装置のことをいう。）

作動液体をポンプによって循環させる液圧システムにおいては、ポンプが発生する圧力のパルスが導管を通して伝達され、その結果、液圧液体がノイズ（騒音）及び、又は振動を発生する。自動車のパワーステアリング流体の場合は、そのようなノイズ及び、又は振動は、例えば、パワーステアリング機構によって車輪を転回（方向転換）しながら車を非常にゆっくりした速度で駐車場に入れるときや、駐車場から出すとき、又はアイドリング中に生じる。特に、パワーステアリング流体が流体ポンプからパワーステアリング機構を通ってステアリング装置へ移動するようなときには、大きなノイズ及び、又は振動（震え）が発生する。この分野に関する詳細な背景は、米国特許第３，３２３，３０５号に記載されているのでそれを参照されたい。又、同特許の記載は、ここに編入されたものとする。

排気ガスマフラーのノイズを抑止するための装置としては、いろいろな装置が知られている。例えば、米国特許第４，５０１，３４１号は、２つの側方分岐共振器を設けることを提案しており、米国特許第４，３７１，０５３号は、ガスマフラーハウジング内に多孔チューブを設けることを提案している。又、燃料噴射システムにおける圧力波の共振を制御するための方式も知られている。例えば、米国特許第５，１６８，８５５号は、導管に直接、又はバイパス導管に、制流器（流れ制限器）を備えた逆止弁を設け、そのような逆止弁を通して流体を移送することを提案している。米国特許第５，５０９，３９１号は、入口ポートと出口ポートの間で流量を制御するためのスプール弁組立体を開示している。

しかしながら、特に複数のチューブのうちの少くとも１つのチューブの側壁に少くとも１つの穴が設けられている場合、エネルギーを抑制する手段として、加圧流体を１つのチューブから他のチューブへ移送することを教示した従来技術は知られていない。
米国特許第３，３２３，３０５号 米国特許第４，５０１，３４１号 米国特許第４，３７１，０５３号 米国特許第５，１６８，８５５号 米国特許第５，５０９，３９１号 米国特許第４，６１１，６３３号 米国特許第５，１７２，７２９号 米国特許第５，２０１，３４３号 米国特許出願第０８／８５３，７７０号 米国特許第６，２７９，６１３号 米国特許第５，３２３，３０５号

従って、本発明の目的は、加圧液体を搬送する導管内のエネルギーを減衰させるための新規な装置、加圧液体搬送システム及び方法を提供することである。

この目的を達成するために、本発明によれば、液体搬送手段内にエネルギー減衰装置を配設する。このエネルギー減衰装置を備えた液体搬送手段は、３つの直列に配置されたチャンバーを含むものとし、それらのチャンバーのうちの１つのチャンバー（第１のチャンバー）はチューブを備えない、空のチャンバーとし、第１チューブを第２のチャンバー内に配設し、液体搬送手段の内周面と第１チューブの外周面との間に環状空間を形成し、第１チューブの一端を第２のチャンバーの入口端又は出口端に流体連通状態（流体を通すことができる状態）に接続し、第１チューブの他方の自由端を第２のチャンバーの出口端又は入口端から開放間隙を形成するように離隔させ、第１チューブと第２のチャンバーとの間に流体連通を設定するために第１チューブの自由端及び、又は周壁に少くとも１つの孔を形成し、第２チューブを第３のチャンバー内に配設し、液体搬送手段の内周面と第２チューブの外周面との間に環状空間を形成し、第２チューブの一端を第３のチャンバーの入口端又は出口端に流体連通状態に接続し、第２チューブの他方の自由端を第３のチャンバーの出口端又は入口端から両者の間に開放間隙を形成するように離隔させ、第２チューブと第３のチャンバーとの間に流体連通を設定するために第２チューブの自由端及び、又は周壁に少くとも１つの孔を形成する。

従って、本発明の目的は、上述した又は以下に説明する本発明の新規な特徴の１つ又はそれ以上を有する新規なエネルギー減衰装置を提供することである。

本発明の他の目的は、上述した又は以下に説明する本発明の新規な特徴の１つ又はそれ以上を有する、上記エネルギー減衰装置を組み入れた新規な加圧液体搬送システムを提供することである。

本発明の更に他の目的は、上述した又は以下に説明する本発明の新規な特徴の１つ又はそれ以上を有する、加圧液体搬送導管内のエネルギーを減衰させるための新規な方法を提供することである。

本発明の上記目的及び発明の内容は、添付図を参照して以下に記述する本発明の実施形態の説明から一層明らかになろう。

以下に、本発明の特徴を自動車のパワーステアリングシステムのためのエネルギー又は音響減衰装置を提供するものとして説明するが、本発明の特徴は、液体、特に加圧液体を搬送する、自動車のパワーステアリングシステム以外の加圧液体搬送システムのためのエネルギー減衰装置にも適用することができることを理解されたい。

従って、本発明は、添付図に示された実施形態にのみ限定されるものではなく、添付図は、本発明の広範な用途の一例を示すにすぎない。

添付図を参照して説明すると、図１は、本発明のエネルギー減衰装置の一実施形態を組み入れた、簡略化された自動車用パワーステアリングシステムを示す。作動中、パワーステアリングポンプ（パワーステアリング装置を駆動するための液圧流体、圧油を圧送するためのポンプ）１１は、圧力リップル（パルス変化）を発生し、それがスチールチューブ等のチュービングＴを通して圧力ホース組立体又は圧力導管（高圧側導管）１２、パワーステアリングギア１３、戻りホース組立体又は戻り導管（低圧側導管）１４及び溜め１５へ伝えられ、最後に供給導管１６を介してポンプ１１自身に戻ってくる。図示の例では溜め１５とポンプ１１とは供給導管１６によって分離されているが、両者は、ホースや導管等によって分離せずに、単一のユニットとして構成してもよい。

例えば圧力導管１２又は戻り導管１４を内の例えば共振に起因するノイズを大幅に減少させ、それによってパワーステアリングポンプ１１が発生するパワーステアリングノイズ又は振動を排除又は少くとも大幅に減少させるために、本発明のエネルギー減衰装置２０が、ポンプ１１とギア１３の間の圧力導管１２に、あるいは、ギア１３と溜め１５又はポンプ１１の間の戻り導管１４に配設される。更に、本発明のエネルギー減衰装置２０は、圧力導管１２と戻り導管１４の両方に配設することも考えられる。本発明のエネルギー減衰装置２０のいろいろな実施形態及びその構成部品及び配置を図２〜２３に示し、以下に順を追って詳しく説明する。

本発明のエネルギー減衰装置２０は、上述したように、図１のシステムの圧力導管１２及び、又は戻り導管１４に配設されるが、図２〜４及び図６〜１９に示さるように、本発明のエネルギー減衰装置２０は、別個のホースセクション内に配設し、そのホースセクションを圧力導管１２又は戻り導管１４に配設することもできる。

図２に示されたエネルギー減衰装置２０の実施形態から分かるように、本発明のエネルギー減衰装置２０は、ホースセクション又は液体搬送手段２３内に形成されたチャンバー２２内に配設された２本の別個の孔あきチューブ２１を含む。詳述すれば、入口チューブ２１ａがチャンバー２２の入口端２５に接続され、出口チューブ２１ｂがチャンバー２２の出口端２６に接続されている。チューブ２１ａと２１ｂは、それらの自由端２７と２８とが互いに間隙によって離隔され、かつ、それらのチューブの外周面３０，３１が、それらの周りに環状空間３３が形成されるようにホースセクション又は導管手段２３の内周面３２から離隔されるような態様にチャンバー２２内に配設される。入口チューブ２１ａ及び出口チューブ２１ｂの外周面３０，３１に少くとも１つの、好ましくは数個の孔３４が設けられているので、チュービングＴを通ってホース手段２３に流入した液体は、入口チューブ２１ａから孔３４を通って環状空間３３内へ流れ、次いでチャンバー２２の他の領域内へ流れ、そこから出口チューブ２１ｂの孔３４を通って出口チューブ２１ｂ内に入り、出口チューブ２１ｂを経てホース手段２３から右側のチュービングＴへ流れる。チューブ２１ａ，２１ｂの自由端２７，２８が開放しているか、閉鎖されているかによって、圧力導管１２又は戻り導管１４内の液体の全部又は一部分だけが入口チューブ２１ａから孔３４を通って出口チューブ２１ｂ内へ流入する。チューブ２１ａ，２１ｂの自由端２７，２８の開放又は閉鎖状態に関する詳細については、後述する。

図２に示されたエネルギー減衰装置２０の実施形態においては、例えばゴム又はその他のエラストマー材で形成されたホースセクション２３が圧力導管１２又は戻り導管１４内に配設され、それぞれの管継手３６及びコネクタを介してチュービングＴに流体搬送可能態様に接続される。管継手３６及びコネクタは、図１１〜１９に示された、又、本出願人の米国特許第６，２７９，６１３号（その記載内容が本明細書に編入されているものとする）に記載されているタイプのものであってよい。

先に述べたように、入口チューブ２１ａ及び出口チューブ２１ｂの自由端２７，２８は、開放させておいても、あるいは閉鎖しておいてもよい。自由端２７，２８を開放した構成とするか、閉鎖した構成とするかに関して幾つかの変型例が可能である。例えば、両方のチューブの自由端２７，２８を両方とも開放又は閉鎖した構成としてもよく、あるいは、入口チューブ２１ａの自由端２７を開放した構成とし、出口チューブ２１ｂの自由端２８を閉鎖した構成とすることもできる。反対に、入口チューブ２１ａの自由端２７を閉鎖した構成とし、出口チューブ２１ｂの自由端２８を開放した構成とすることもできる。

図２に示された実施形態は、単一のチャンバー２２のためのものであり、その入口チューブ２１ａの自由端２７と出口チューブ２１ｂの自由端２８はチャンバー２２の中央ホース混合区域において互いに対向しているが、本発明の教示によれば、他の構成も可能であることが判明している。例えば、図３を参照すると、本発明のエネルギー減衰装置の別の実施形態２０Ａが示されている。この実施形態のエネルギー減衰装置２０Ａの、図２のそれの構成部品と同様な部品は、同じ参照番号の後にＡを付して示されている。

図３に示されたエネルギー減衰装置２０Ａの実施形態は、そのチャンバー２２Ａが制流器（流れ制限器）３８によって入口チャンバー部分３９と出口チャンバー部分４０に分割されているという点で図２の実施形態と異なる。制流器３８は、図５〜５ｂに拡大図で示されている。ホース手段２３Ａの内径より小さい内径を有する。制流器３８は、チャンバー部分３９と４０との連通が該制流器の通路即ち減径部分を通してのみ設定されるように、例えば圧着（クリンプ）によってホース手段２３Ａ内に装着される。入口チューブ２１ａの自由端２７は、入口チャンバー部分３９内において制流器３８から離隔されており、出口チューブ２１ｂの自由端２８は出口チャンバー部分４０において制流器３８から離隔されている。かくして、エネルギー減衰装置２０Ａでは、入口チューブ２１ａから全体的に又は少くとも部分的に孔３４を通って流出した液体は、入口チャンバー部分３９に流入し、制流器３８の減径部分を通り、出口チャンバー部分４０に入り、次いで、少くとも部分的に孔３４を通って出口チューブ２１ｂに流入する。図２のエネルギー減衰装置２０に関連して先に述べたように、チューブ２１ａ，２１ｂの自由端２７，２８は、両方ともに開放又は閉鎖した構成としてもよく、あるいは、どちらか一方だけを開放させ、他方を閉鎖した構成としてもよい。

図３の実施形態のエネルギー減衰装置２０Ａでは、入口チューブ２１ａ及び出口チューブ２１ｂは、それぞれ入口チャンバー部分３９の入口端２５及び出口チャンバー部分４０の出口端２６に接続されているが、入口チューブ２１ａ及び出口チューブ２１ｂは、チャンバー部分の入口端及び出口端に接続せず、直接制流器３８に接続することもできる。そのような接続は、本出願人の米国特許第６，２７９，６１３号の上述したコネクタを介して行うことができる。例えば、そのような実施形態は図４に示されている。図４のエネルギー減衰装置は、参照番号２０Ｂで示されている。

図４の実施形態のエネルギー減衰装置２０Ｂでは、入口チューブ２１ａ及び出口チューブ２１ｂの自由端２７，２８は、互いに反対方向に、即ち、それぞれ入口チャンバー部分３９の入口端と出口チャンバー部分４０の出口端の方に向けられており、かつ、該入口端及び出口端から離隔されている。この実施形態においてもやはり、チューブ２１ａ，２１ｂの自由端２７，２８は、両方ともに開放又は閉鎖した構成としてもよく、あるいは、どちらか一方だけを開放させ、他方を閉鎖した構成としてもよい。

先に述べたように、２本の別個の孔あきチューブ２１ａ，２１ｂは、各々、その外周面に少くとも１つの孔３４を有している。本発明の好ましい実施形態では、孔あきチューブ２１の各々に複数個の孔３４を設ける。これらの孔３４の配置についても、幾つかの異なる配置が可能である。例えば、これらの孔３４は、チューブの長手方向に１列又は複数列に整列して、又は、互い違いに配列してもよく、あるいはチューブ２１ａ，２１ｂの外周面３０，３１の周りにランダムに配置してもよい。図６は、孔３４の配列の一例を示す。この実施形態では、入口側の孔あきチューブ２１ａに、２つの孔３４を互いに１８０°ずらせて配置し、それに対して出口側の孔あきチューブ２１ｂに、それぞれ４個づつ２列の孔３４を互いに９０°ずらせて配置し、かつ、一方の列の孔と他方の列の孔を互いに長手方向にもずらせる。更に、チューブ２１ａの自由端を開放し、チューブ２１ｂの自由端を閉鎖する。又、図６の孔３４の配置は、図２のチューブ構成に類似した構成に関連して例示されているが、このような孔３４の配置は、上述したどの実施形態に対しても可能である。

孔３４の個数並びに配置だけではなく、システムの他のパラメータもノイズ減衰の達成に影響を及ぼす。例えば、このエネルギー減衰装置の各構成部品の寸法及び寸法比を変更することができる。例えば、図に示された各実施形態では入口チューブ２１ａ及び出口チューブ２１ｂの長さは同一であるとして示されているが、これらの２本のチューブの長さを互いに異なる長さとすることもできる。又、入口チューブ２１ａ及び出口チューブ２１ｂの、チャンバー２２に対する延長寸法の割合を変えることもできる。図２に示されたエネルギー減衰装置２０の実施形態では、入口チューブ２１ａ及び出口チューブ２１ｂの各々の延長寸法は、ホース手段２３のチャンバー２２の長さの４分の１以上とされている。図３及び４の実施形態では、入口チューブ２１ａ及び出口チューブ２１ｂの延長寸法は、それぞれ入口チャンバー部分３９及び出口チャンバー部分４０の長さの２分の１以上とされている。

上述した各実施形態は、入口チューブ２１ａ及び出口チューブ２１ｂの両方ともに孔３４が設けられている構成のためのものであるが、本発明の教示によれば、そのような孔３４は、入口チューブ２１ａ及び出口チューブ２１ｂの一方だけに設けてもよいことが判明している。又、ホース手段２３のチャンバー２２内の、入口チューブ２１ａの自由端２７と出口チューブ２１ｂの自由端２８との間にかなり広い空間を設けずに、両自由端間の間隙を狭くすることも可能である。例えば、図７を参照すると、両自由端間の間隙を狭くした実施形態のエネルギー減衰装置２０Ｃが示されている。

図７に示されたエネルギー減衰装置２０Ｃにおいては、入口チューブ２１ａの自由端２７と出口チューブ２１ｂの自由端２８とは、例えばほぼ０．７９〜３．１７５ｍｍ（１／３２〜１／８ｉｎ）の幅（ホース手段２３Ｃの長手方向の幅）を有する狭い間隙４２によって互いに分離されている。更に、この実施形態では、入口チューブ２１ａと出口チューブ２１ｂの一方だけに、即ち入口チューブ２１ａに、例えば互いに９０°又は１８０°離隔された２個の孔３４が設けられている。入口チューブ２１ａの自由端２７と出口チューブ２１ｂの自由端２８との間の狭い間隙４２は、チャンバー２２Ｃの出口端寄りに配置されたものとして例示されているが、そのような狭い間隙は、チャンバー２２Ｃの入口端寄りに配置してもよく、その場合は、出口チューブ２１ｂの方を入口チューブ２１ａより長くすることになる。更に、孔３４は、チャンバー２２Ｃの入口端と出口端の間のほぼ中間点に設けられるものとして例示されているが、孔３４は、入口チューブ２１ａ又は出口チューブ２１ｂの長手の任意所望の位置に設けることができる。更に、孔３４は、入口チューブ２１ａにではなく、出口チューブ２１ｂに設けてもよい。又、この実施形態においても、孔３４の配置は、必要に応じていろいろに変更することができる。反対に、図２の実施形態を、図７の実施形態の狭い間隙４２を有するように改変することも可能であり、その場合、やはり入口チューブ２１ａと出口チューブ２１ｂの両方に孔３４を設けることができる。

図４に示されたエネルギー減衰装置の実施形態では、入口チャンバー部分３９と出口チャンバー部分４０内にそれぞれチューブが配設されているが、本発明の教示によれば、それらのチャンバー部分の一方だけにチューブを配設してもよいことが判明している。例えば、図８を参照すると、そのような実施形態のエネルギー減衰装置２０Ｄが示されている。

図８に示されたエネルギー減衰装置２０Ｄの実施形態では、一方のチャンバー内だけにチューブが配設されており、他方のチャンバーは空である。この実施形態では、チューブが設けられていないチャンバーは、入口チャンバー部分３９であり、入口チャンバー部分３９は空のチャンバー５５を構成する。他方、出口チャンバー部分４０内にはチューブ即ち出口チューブ２１ｂが配設されている。この例ではチューブ２１ｂは、制流器３８に接続されており、その自由端２８はチャンバー４０の出口端から離隔されたものとして示されているが、出口チューブ２１ｂをチャンバー４０の出口端に接続し、その自由端を制流器３８から離隔させてもよい。入口チャンバー部分３９即ち空のチャンバー５５から制流器３８を通して出口チャンバー部分４０へ至る流体連通を設定するために、出口チューブ２１ｂに少くとも１つの孔を設ける。あるいは、出口チューブ２１ｂの外周面には孔を設けず、出口チューブ２１ｂの自由端２８を開放してもよい。あるいは又、出口チューブ２１ｂの外周面に少くとも１つの孔を設け（図８ａ参照）、出口チューブ２１ｂの自由端２８を開放又は閉鎖してもよい。

入口チャンバー部分３９を空にせず、出口チャンバー部分４０を空チャンバー５５としてもよく、その場合、入口チャンバー部分３９に入口チューブ２１ａを設け、入口チューブ２１ａをチャンバー３９の入口端又は制流器３８に接続することができる。空チャンバー５５の長さは、１２．７ｍｍ〜３０４．８ｍｍ（１／２ｉｎ〜１２ｉｎ）又はそれ以上としてもよく、特定の一実施例においては、空チャンバー５５の長さを１４０ｍｍとし、チューブ例えば出口チューブ２１ｂの、１４０ｍｍ長の空チャンバー５５内での長さを１００ｍｍとすることができる。

図４のエネルギー減衰装置２０Ｂの実施形態では、入口チューブ２１ａ及び出口チューブ２１ｂの外周面に孔が設けられているが、本発明の教示によれば、それらのチューブの外周面に孔を形成せず、それらのチューブの自由端を開放してもよいことが判明している。例えば、図９を参照すると、本発明のエネルギー減衰装置の別の実施形態２０Ｅが示されている。

図９に示されたエネルギー減衰装置２０Ｅの実施形態では、入口チューブ及び出口チューブ２１ａ，２１ｂの自由端２７，２８は開放されており、それらのチューブの外周面には孔は形成されていない。この実施形態では、入口チューブ及び出口チューブ２１ａ，２１ｂの両方が制流器３８に接続されているが、図３に示される示された実施形態の場合のように、入口チューブと出口チューブをそれぞれ対入口チャンバーの入口と出口チャンバーの出口に接続し、それらのチューブの自由端を制流器３８から離隔させてもよい。この実施形態においてもやはり、入口チューブ及び出口チューブの外周面に孔を形成せず、それらのチューブの自由端を開放する構成してもよい。

入口チューブ２１ａと出口チューブ２１ｂの長さの比は、１：５〜５：１の範囲とすることができ、本発明の特定の一実施例においては、両方のチューブの長さをいずれも同じ１５４ｍｍとし、入口及び出口チャンバー部分の長さをいずれも１９４ｍｍとする。

この実施例では、入口チューブ及び出口チューブ２１ａ，２１ｂは、ポリマー材で形成される。

上述した各実施形態ではエネルギー減衰装置は、多くとも２つのチャンバーを備えたものとして例示されたが、本発明の教示によれば、ホース又は導管手段に３つのチャンバーを設けてもよいことが判明している。例えば、図１０〜１９及び図２３を参照すると、本発明のエネルギー減衰装置の別の実施形態２０Ｆ〜２０Ｐが示されている。

図１０に示されたエネルギー減衰装置２０Ｆの実施形態では、入口チャンバー部分３９と出口チャンバー部分４０との間にチューブが設けられていない、即ち、空の中間チャンバー５８が形成されるように追加の制流器５７が設けられる。図示の実施形態では入口チューブ２１ａ及び出口チューブ２１ｂは制流器３８，５７に直接接続されており、それらのチューブの自由端２７，２８は対応する入口チャンバー部分３９の入口部分及び出口チャンバー部分４０の出口部分から離隔されているが、入口チューブ２１ａ及び出口チューブ２１ｂを入口チャンバー部分３９の入口部分及び出口チャンバー部分４０の出口部分に直接接続し、それらのチューブの自由端を対応するは制流器３８，５７から離隔させてもよい。

更に、入口及び出口チューブ２１ａ，２１ｂの自由端２７，２８を開放し、それらのチューブの外周面に孔を形成しない構成としてもよく、あるいは別法として、入口及び出口チューブ２１ａ，２１ｂの少くとも一方の外周面に孔を形成し（図１０ａ参照）チューブの自由端を開放又は閉鎖する構成としてもよい。

第３の空チャンバー５８は、入口チャンバー部分３９と出口チャンバー部分４０の間に設けるのではなく、図１１に示された実施形態のエネルギー減衰装置２０Ｇにおけるように、第２のチャンバー５９の後に配設してもよい。その場合、チューブ６１を第１即ち入口チャンバー３９内に配置し、チューブ６２を第２のチャンバー５９内に配置する。３つのチャンバーを備えた構成の更に別の幾つかの実施例を以下に説明する。

図１２に示されたエネルギー減衰装置２０Ｈの実施形態では、空チャンバー５８は第１のチャンバーであり、チューブ６１が第２のチャンバー５９内に配置され、チューブ６２が第３のチャンバー６４内に配置されされている。

図１２に示された実施形態ではチューブ６１，６２の自由端が開放しており、それらのチューブの外周面に孔が設けられていないが、図１３に示されたエネルギー減衰装置２０Ｉの実施形態は、一方のチューブ、図示の実施例では第２のチャンバー５９内に配置されたチューブの外周面に１つ又はそれ以上の孔３４を形成することができることを示す。又、図１４に示されたエネルギー減衰装置２０Ｊの実施形態では、両方のチューブ６１，６２の外周面に１つ又はそれ以上の孔３４が形成されている。図１３及び１４の実施形態のいずれにおいても、チューブ６１，６２の端部は、開放してもよくあるいは、閉鎖してもよい。

図１５に示されたエネルギー減衰装置２０Ｋの実施形態は、図１０に示された実施形態と類似しているが、この実施形態では、チューブ６１が第１のチャンバー３９内に配置されているが、チューブ６２は第３のチャンバー６４内に配置されており、中間チャンバー５８は空チャンバーとされている。図１５の実施形態ではチューブ６１，６２は外周面に孔が形成されておらず、自由端が開放しているものとして示されているが、チューブ６１，６２の一方又は両方の外周面に孔３４を形成し、チューブ６１，６２の自由端を開放してもよくあるいは、閉鎖してもよい。

図１６に示されたエネルギー減衰装置２０Ｌの実施形態では、チューブ６１が第１のチャンバー３９内に配置され、チューブ６２が第２のチャンバー５９内に配置されており、第３のチャンバー５８は空チャンバーとされている。所望ならば、やはり、チューブ６１，６２の一方又は両方の外周面に孔３４を形成してもよい。

図１７に示されたエネルギー減衰装置２０Ｍの実施形態は、図１２のエネルギー減衰装置２０Ｈと類似しているが、このエネルギー減衰装置２０Ｍの実施形態では、チャンバー５８，５９，６４は、制流器によってではなく、それぞれチュービングＴによって分離されている。図１７の実施形態では空チャンバー５８は、第１のチャンバーとして示されているが、空チャンバーは、図１５及び１６の実施形態におけるように、第２のチャンバー５９又は第３のチャンバー６４としてもよい。又、チューブ６１，６２の外周面に孔３４を形成してもよく、それらのチューブの自由端は、開放しても、閉鎖してもよい。

図１８に示されたエネルギー減衰装置２０Ｎの実施形態は、図１２の実施形態のエネルギー減衰装置と類似した構成を示すが、この実施形態では、第１のチャンバー５８と第２のチャンバー５９とは、制流器によってではなく、チュービングＴによって分離されているが、第２のチャンバー５９と第３のチャンバー６４とは制流器５７によって分離されている。ただし、第１のチャンバーと第２のチャンバーをチュービングＴによってではなく、制流器５７によって分離し、第２のチャンバー５９と第３のチャンバー６４をチュービングＴによって分離してもよい。

図１１〜１８に示されたエネルギー減衰装置の各実施形態では、流体搬送手段に、又は制流器又はチュービングに接続されたものとして示されているチューブの端部は、いずれも、左端であるが、それらのチューブの少くとも幾つかについては、反対にチューブの右端を流体搬送手段、制流器又はチュービングに接続してもよい。例えば、チューブ６１は、制流器３８に接続されるのではなく、右端において制流器５７に接続され、チューブ６１の左端即ち自由端は開放されており、制流器３８から離隔されている。チューブ６２はチャンバー６４の出口端に接続され、チューブ６２の自由端は制流器５７から離隔されている。図１９のエネルギー減衰装置２０Ｏの実施形態では空チャンバー５８は、第１のチャンバーであるとされているが、空チャンバーは、第２のチャンバー又は第３のチャンバーであってもよい。又、必要ならばチューブ６１，６２の外周面に孔３４を形成してもよく、これらのチューブの自由端は、開放しても、閉鎖した構成とてもよい。

入口チューブ２１ａと出口チューブ２１ｂの長さの比は、１：５〜５：１又はそれ以上の範囲とすることができ、空チャンバー、例えば中間チャンバー５８の実効長は、１２．７ｍｍ〜６０９．６ｍｍ（１／２ｉｎ〜２４ｉｎ）又はそれ以上とすることができる。本発明の特定の一実施例においては、中間チャンバー５８の長さを２００ｍｍとし、入口及び出口チューブ２１ａ，２１ｂの長さをいずれも同じ１１５ｍｍとし、入口及び出口チャンバー部分の長さをいずれも１５５ｍｍとする。

制流器３８，５７の長さは、例えば４１〜４６ｍｍとすることができる。

ホース又は液体搬送手段２３は、管継手３６によって金属、特にステンレス鋼製のチュービングＴに接続されるゴム及び、又はその他のエラストマー材又はプラスチック材製のの単一ホースセクション（一体部片）としてもよく、あるいは、制流器又はチュービングによって相互に接続される個別のホースセクションから成るものしてもよい。更に、ホース手段２３は、上述したゴム及び、又はプラスチックの単一層で形成してもよく、それらの複数層で形成してもよい。ホース手段２３は、又、比較的高い流体圧に耐えるように適当に補強してもよい。更に、ホース手段２３は、ステンレス鋼のような金属で形成してもよい。又、チューブ２１，６１，６２は、ホース手段２３内に配設されたものとして例示されているが、このようなホース又は導管手段は、チュービングＴの延長部分としてもよく、あるいは、やはり金属で形成された別個のチュービングセクションとしてもよい。一方、これらのチューブは、ポリマー材、特にテトラフルオロエチレン、フルオロカーボン樹脂、弗化エチレンプロピレン樹脂又はポリアミドで形成することができる。これらの孔あき及び、又は開放チューブは、又、金属、特にステンレス鋼、又はゴムで形成することもできる。かくして、チューブは、可撓性であっても、あるいは剛性であってもよい。説明の便宜上、ホース手段及びチューブがいろいろな素材で形成することができることを示すためのホース手段及びチューブの図１０ｂ〜１０ｇの断面図は、図１０の実施形態に関連して示されているが、これらの図面は、ここに例示されたいろいろな他の実施形態にも当てはまる。導管手段がゴム又はその他のエラストマー材又は金属で形成される場合は、その内径を例えば９．５ｍｍ〜１２．７ｍｍ（３／８ｉｎ〜１／２ｉｎ）又はそれ以上とすることができる。入口チューブ２１ａ及び出口チューブ２１ｂ及びチューブ６１，６２の直径は、主として、導管手段２３の直径に応じて決められる。例えば、導管手段の内径を９．５ｍｍ（３／８ｉｎ）とした場合、入口チューブ及び出口チューブの外径を７．９ｍｍ（５／１６ｉｎ）以下とすることができる。同様にして、導管手段２３の内径を１２．７ｍｍ（１／２ｉｎ）とした場合は、入口チューブ及び出口チューブの外径を９．５ｍｍ（３／８ｉｎ）以下とすることができる。チューブの外周面と液体搬送手段の内周面との間の環状空間は、７．９ｍｍ〜９．５ｍｍ（１／３２〜３／８ｉｎ）の範囲とすることができる。導管手段、従って入口チューブ及び出口チューブの長さは、必要とされる要件及び利用可能なスペースに応じて変えることができ、例えば５０．８ｍｍ〜３６５７．６ｍｍ（２ｉｎ〜１２ｆｔ）の範囲とすることができる。

先に述べたように、図１０〜１９及び図２３に示された実施形態のチューブの開放端は、それぞれのチャンバーの端部から離隔されている。その間隔は、１０ｍｍ〜５００ｍｍの範囲とすることができ、好ましくは３０〜４０ｍｍの範囲とする。

孔３４のサイズ及び形状もいろいろに変えることができる。例えば、孔３４を円形とした場合は、その直径を１．５９ｍｍ（１／１６ｉｎ）、３．１７５ｍｍ（１／８ｉｎ）などとすることができる。本発明の特定の１実施形態に従って孔３４を楕円形とした場合は、孔の寸法は、幅３．１７５ｍｍ（１／８ｉｎ）×長さ１２．７ｍｍ（１／２ｉｎ）とすることができる。

制流手段３８，５７は、ホース手段２３の内径より小さい内径を有する。又、制流手段３８，５７の内径は、入口チューブ及び出口チューブの内径と等しくしてもよく、それより大きく、又は、小さくしてもよい。制流器は、金属、ゴム、ポリマー材（図５ａ及び５ｂ参照）等の任意の適当な材料で形成することができる。

チャンバーとチャンバーの間にチュービングＴを設ける場合、そのようなチュービングの長さは、２５．４〜１２７０ｍｍ（１〜５０ｉｎ）とすることができる。

本発明のエネルギー減衰装置は、他のいろいろな音及び振動減衰装置と連携して用いることもでき、その場合、他の音及び振動減衰装置も圧力導管１２及び、又は戻り導管１４に設けられる。例えば、１／４波長ケーブルチューニング（同調）組立体を、追加の（別個の）ホースセクション内にスチールケーブルを配設した形で設けることができる。追加のホースセクション内にそのようなチューニングケーブル装置を配設した構造例が、図２０及び２１に示されている。図２０は、追加のホースセクション又は導管４５と、その内部に配設された単一のチューニングケーブル４４から成るチューニングケーブル組立体の例を示し、図２１は、追加のホースセクション又は導管４６と、その内部に配設された２本の別個のチューニングケーブル４４から成るチューニングケーブル組立体の例を示す。周知のチューニングケーブルの１例が上述した米国特許第５，３２３，３０５号に記載されている。同特許の記載は、ここに編入されたものとする。導管手段４５又は４６内に配設して成るチューニングケーブル組立体は、本発明のエネルギー減衰装置と直列に接続してもよく、あるいは、並列に接続してもよい。その他にも、いろいろな音及び振動減衰装置が知られている。例えば、米国特許第４，６１１，６３３号、５，１７２，７２９号及び５，２０１，３４３号を参照されたい。又、これらの特許の記載は、ここに編入されたものとする。更に、米国特許出願第０８／８５３，７７０号に開示されたばね型エネルギー減衰装置を設けることもできる。この米国特許出願の記載は、ここに編入されたものとする。これらの他の減衰装置の１つ又はそれ以上の装置を本発明のエネルギー減衰装置２０〜２０Ｏと連携して用いることもできる。例えば、図２２は、チュービングＴを分岐管４８，４８に分岐し、各々の分岐管４８に、ブロック５０又は５１で図解的に示されたエネルギー減衰装置に接続した構成を示す。この並列構成は、本発明のエネルギー減衰装置２０〜２０Ｏの１つと直列に接続してもよく、あるいは、ブロック５０，５１の一方を本発明のエネルギー減衰装置とし、他方を周知の減衰装置としてもよい。あるいは、又、ブロック５０，５１の両方を同じタイプの本発明のエネルギー減衰装置としてもよく、異なるタイプの本発明のエネルギー減衰装置としてもよい。又、２台以上の本発明のエネルギー減衰装置を互いに直列に及び、又は並列に配置することもでき、空のホースセクションと直列に及び、又は並列に配置することもできる。例えば、図２３を参照すると、本発明の別の実施形態によるエネルギー減衰装置２０Ｐが示されている。この実施形態は、上述した本発明の他のエネルギー減衰装置の一つ、例えば図８のエネルギー減衰装置２０Ｄと直列に接続する空のホースセクション６６を示す。この空のホースセクション６６は、本発明の他のエネルギー減衰装置の上流に配置してもよく、それと並列に配置することもできる。更に、図２３のエネルギー減衰装置２０Ｐの実施形態は、図１２の実施形態と同様な構成とすることもできる。その場合、３つのチャンバーすべてを液体搬送手段内に直列に配設する。中間のチャンバーは、制流器５７と同様な追加の制流器によって第３の即ち空のチャンバー６６から分離する。更に、この実施形態ではチャンバーは制流器によって互いに分離されているが、それらのチャンバーの２つ又は３つ全部をそれぞれのチュービングＴによって互いに分離してもよく、あるいは、それらのチャンバーの２つをチュービングＴによって分離し、他の２つを制流器によって分離してもよい。

以上の説明から分かるように、本発明は、新規なエネルギー減衰装置を提供するとともに、液体搬送システム内のエネルギーを減衰させるための新規な方法を提供する。

以上、本発明を実施形態に関連して説明したが、本発明は、ここに例示した実施形態の構造及び形状に限定されるものではなく、いろいろな実施形態が可能であり、いろいろな変更及び改変を加えることができることを理解されたい。

図１は、本発明のエネルギー減衰装置の一実施形態を組み入れた、簡略化された自動車用パワーステアリングシステムの概略図である。 図２は、本発明のエネルギー減衰装置の一実施形態の断面図である。 図３は、本発明のエネルギー減衰装置の第２実施形態の断面図である。 図４は、本発明のエネルギー減衰装置の第３実施形態の断面図である。 図５ａ及び５ｂは、本発明のエネルギー減衰装置に使用するための制流器の拡大断面図である。 図６は、図２と同様の断面図であるが、本発明のエネルギー減衰装置の変型例を示す。 図７は、本発明のエネルギー減衰装置の第４実施形態の断面図である。 図８は、本発明のエネルギー減衰装置の第５実施形態の断面図である。 図８ａは、図８の実施形態の変型例を示す。 図９は、図４と同様の断面図であるが、本発明のエネルギー減衰装置の変型例を示す。 図１０は、本発明のエネルギー減衰装置の第６実施形態の断面図である。 図１０ａは、図１０の実施形態の変型例を示す。 図１０ｂ〜１０ｇは、ホース及びチューブの断面図である。 図１１は、図１０の実施形態の変型例を示す。 図１２は、本発明のエネルギー減衰装置の更に別の実施形態の断面図である。 図１３は、図１２と同様の図であるが、本発明のエネルギー減衰装置の変型例を示す。 図１４は、図１２と同様の図であるが、本発明のエネルギー減衰装置の別の変型例を示す。 図１５は、図１２と同様の図であるが、本発明のエネルギー減衰装置の更に別の変型例を示す。 図１６は、図１２と同様の図であるが、本発明のエネルギー減衰装置の更に別の変型例を示す。 図１７は、図１２と同様の図であるが、本発明のエネルギー減衰装置の更に別の変型例を示す。 図１８は、図１２と同様の図であるが、本発明のエネルギー減衰装置の更に別の変型例を示す。 図１９は、図１２と同様の図であるが、本発明のエネルギー減衰装置の更に別の変型例を示す。 図２０は、本発明のエネルギー減衰装置と連携して用いるためのチューニングケーブル及びチューブ配置のいろいろな実施形態を示す。 図２１は、本発明のエネルギー減衰装置と連携して用いるためのチューニングケーブル及びチューブ配置の別の実施形態を示す。 図２２は、本発明と連携して用いるための１つの構成を示す部分ブロック図である。 図２３は、本発明のエネルギー減衰装置の更に別の実施形態の断面図である。

符号の説明

１１ パワーステアリングポンプ
１２ 圧力導管
１３ パワーステアリングギア
１４ 導管
１６ 供給導管
２０〜２０Ｐ エネルギー減衰装置
２１，６１，６２ チューブ
２１ａ 入口チューブ
２１ｂ 出口チューブ
２３ ホース手段、導管手段、液体搬送手段
２５ 入口端
２６ 出口端
２７，２８ 自由端
３０，３１ 外周面
３２ 内周面
３３ 環状空間
３４ 孔
３６ 管継手
３８，５７ 制流器
３９，４０，５５，５８，５９，６４ チャンバー
４２ 間隙
６１，６２ チューブ

Claims (10)

1. 加圧液体を搬送する加圧液体搬送システムのためのエネルギー減衰装置であって、
   該エネルギー減衰装置は、液体搬送手段（２３）内に配設されており、該液体搬送手段は、３つの直列に配置されたチャンバー（３９，４０；５８；５９；６４）を含むものとし、それらのチャンバーのうちの第１のチャンバー（５８）は、チューブを備えない、空のチャンバーとし、
   第１チューブ（６１）が前記チャンバーのうちの第２のチャンバー内に配設されて前記液体搬送手段（２３）の内周面と該第１チューブの外周面との間に環状空間が形成され、該第１チューブ（６１）の一端は、該第２のチャンバーの入口端又は出口端に流体連通状態に接続されており、該第１チューブ（６１）の他方の自由端は、該第２のチャンバーの出口端又は入口端から開放間隙によって離隔されており、該第１チューブ（６１）と第２のチャンバーとの間に流体連通を設定するために該第１チューブの自由端及び、又は周壁に少くとも１つの孔が形成されており、
   第２チューブ（６２）が前記チャンバーのうちの第３のチャンバー内に配設されて、前記液体搬送手段（２３）の内周面と該第２チューブ（６２）の外周面との間に環状空間が形成されており、該第２チューブの一端は、該第３のチャンバーの入口端又は出口端に流体連通状態に接続されており、該第２チューブ（６２）の他方の自由端は、該第３のチャンバーの出口端又は入口端から開放間隙によって離隔されており、該第２チューブと第３のチャンバーとの間に流体連通を設定するために該第２チューブの自由端及び、又は周壁に少くとも１つの孔が形成されていることを特徴とするエネルギー減衰装置。
2. 前記チャンバー（３９，４０；５８；５９；６４）は、それぞれの制流器（３８，５７）又はそれぞれのチュービング（Ｔ）によって互いに分離されて互いに連通されているか、あるいは、前記第１のチャンバーと第２のチャンバーとは制流器（３８，５７）によって互いに分離されて互いに連通され、前記第２のチャンバーと第３のチャンバーとはチュービング（Ｔ）によって互いに分離されて互いに連通されているか、あるいは、前記第１のチャンバーと第２のチャンバーとはチュービング（Ｔ）によって互いに分離されて互いに連通され、前記第２のチャンバーと第３のチャンバーとは制流器（３８，５７）によって互いに分離されて互いに連通されている請求項１に記載のエネルギー減衰装置。
3. 前記チューブを備えていない前記チャンバー（５８）は、前記３つのチャンバーのうちの任意の１つである請求項１に記載のエネルギー減衰装置。
4. 前記第１及び第２チューブ（６１，６２）の外周面には孔が形成されておらず、それらのチューブの前記自由端は前記孔を構成するものとして開放されいるか、あるいは、該第１及び第２チューブ（６１，６２）の少くとも一方の外周面に少くとも１つの孔（３４）が形成されており、それらのチューブの前記自由端は開放又は閉鎖されている請求項１に記載のエネルギー減衰装置。
5. 前記第１チューブ（６１）と第２チューブ（６２）の前記自由端は、それぞれの対応する前記チャンバーの前記出口端又は入口端から１０ｍｍ〜５００ｍｍの開放間隙によって互いに離隔されている請求項１に記載のエネルギー減衰装置。
6. 前記３つのチャンバーのうちの１つである第１のチャンバー（５８）は、チューブを備えておらず、前記第１チューブ（６１）は、該３つのチャンバーのうちの中間のチャンバー（５９）内に配設されており、前記第２チューブ（６２）は、該３つのチャンバーのうちの第３のチャンバー（６４）内に配設されており、該３つのチャンバーは、それぞれの制流器（３８，５７）又はそれぞれのチュービング（Ｔ）によって互いに分離されて互いに連通されており、前記第１及び第２チューブ（６１，６２）の前記一端は、それぞれの対応する前記制流器又はチュービングに接続されているか、あるいは、それぞれのチューブが配設されているチャンバーの出口端に接続されており、該第１及び第２チューブ（６１，６２）の前記自由端は、それぞれのチューブが配設されているチャンバーの出口端から離隔されているか、あるいは、それぞれの対応する制流器又はチュービングから離隔されている請求項１に記載のエネルギー減衰装置。
7. 前記３つのチャンバーのうちの中間のチャンバー（５８）は、チューブを備えておらず、前記第１チューブ（６１）は、該３つのチャンバーのうちの１つである第１のチャンバー（３９）内に配設されており、前記第２チューブ（６２）は、該３つのチャンバーのうちの第３のチャンバー（６４）内に配設されており、該３つのチャンバーは、それぞれの制流器（３８，５７）又はそれぞれのチュービング（Ｔ）によって互いに分離されて互いに連通されており、前記第１及び第２チューブ（６１，６２）の前記一端は、それぞれの対応する前記制流器又はチュービングに接続されているか、あるいは、それぞれのチューブが配設されているチャンバーの出口端に接続されており、該第１及び第２チューブ（６１，６２）の前記自由端は、それぞれのチューブが配設されているチャンバーの出口端から離隔されているか、あるいは、それぞれの対応する制流器又はチュービングから離隔されている請求項１に記載のエネルギー減衰装置。
8. 前記３つのチャンバーのうちの第３のチャンバー（５８）は、チューブを備えておらず、前記第１チューブ（６１）は、該３つのチャンバーのうちの１つである第１のチャンバー（３９）内に配設されており、前記第２チューブ（６２）は、該３つのチャンバーのうちの中間のチャンバー（５９）内に配設されており、該３つのチャンバーは、それぞれの制流器（３８，５７）又はそれぞれのチュービング（Ｔ）によって互いに分離されて互いに連通されており、前記第１及び第２チューブ（６１，６２）の前記一端は、それぞれの対応する前記制流器又はチュービングに接続されているか、あるいは、それぞれのチューブが配設されているチャンバーの出口端に接続されており、該第１及び第２チューブ（６１，６２）の前記自由端は、それぞれのチューブが配設されているチャンバーの出口端から離隔されているか、あるいは、それぞれの対応する制流器又はチュービングから離隔されている請求項１に記載のエネルギー減衰装置。
9. 加圧液体を搬送する加圧液体搬送システムのためのエネルギー減衰装置であって、
   該エネルギー減衰装置は、液体搬送手段内に配設されており、該液体搬送手段は、３つの直列に配置されたチャンバーを含むものとし、それらのチャンバーのうちの２つのチャンバー（５５，５６）は、チューブを備えない、空のチャンバーとし、
   チューブ（６５）が前記チャンバーのうちの第３のチャンバー内に配設されて前記液体搬送手段の内周面と該チューブの外周面との間に環状空間が形成され、該チューブ（６５）の一端は、該第３のチャンバーの入口端又は出口端に流体連通状態に接続されており、該チューブ（６５）の他方の自由端は、該第３のチャンバーの出口端又は入口端から開放間隙によって離隔されており、該チューブ（６５）と第３のチャンバーとの間に流体連通を設定するために該チューブの自由端及び、又は周壁に少くとも１つの孔が形成されていることを特徴とするエネルギー減衰装置。
10. 加圧液体を搬送する加圧液体搬送システム内のエネルギーを減衰させるためのエネルギー減衰方法であって、
    該加圧液体搬送システム内に液体搬送手段（２３）を設けて該液体搬送手段内に３つのチャンバー（３９，４０；５８；６４；５５；６６）を直列に設け、該３つのチャンバーのうちの少くとも１つ（５８；５５、６６）はチューブを備えていないチャンバーとし、
    該３つのチャンバーのうちの少くとも１つにチューブ（６１，６２）を配設して前記液体搬送手段の内周面と該チューブの外周面との間に環状空間を形成し、
    前記チューブ（６１，６２）の一端をその対応するチャンバーの入口端又は出口端に流体連通状態に接続し、
    該チューブ（６１，６２）の他方の自由端をその対応するチャンバーの出口端又は入口端から開放間隙によって離隔させ、
    前記チューブ（６１，６２）とその対応するチャンバーとの間に流体連通を設定するために該チューブの前記自由端及び／又は外周面に少くとも１つの孔を設けることを特徴とするエネルギー減衰方法。

Images