JP2006112563A - タンク構造 - Google Patents

Abstract

【課題】タンク内外を連通させる通気路にオイルが付着することを抑制し、オイルがタンク外に滲み出ることを防止できるタンク構造を提供することにある。
【解決手段】 液体を貯留するリザーバタンク１の本体と、同本体の上部に設けられた開口部ｍと、同開口部ｍの縁部から本体下方に向かって突出した筒状のガイド３２と、開口部ｍを覆う蓋部３３、３４に設けられ筒状ガイド３２内を経て下端部がガイド３２の下方まで延設された液体漏れ防止部材４２とを有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭載されるパワーステアリング装置の油圧回路に採用されているタンクの換気構造に関する。

車両に搭載されるパワーステアリングとしては、エンジン回転力でオイルポンプを駆動し、オイルポンプの発生した油圧でステアリングの操舵力をアシストする油圧式パワーステアリングや、電動モータで油圧を発生させてその油圧でステアリングの操舵力をアシストする電動油圧パワーステアリング、或いは、ハンドル操舵力を電動モータの回転力で直接アシストする電動パワーステアリングが知られている。

これらのパワーステアリング装置のうち、エンジン或いは電動モータで駆動される油圧ポンプにより油圧を発生させる油圧パワーステアリング装置では、油圧回路を介し、高圧油を左右の操舵力伝達リンクに付設されたパワーシリンダの加圧側油室に供給し、他方の低圧側油室の低圧油をリザーバタンクや油圧ポンプ吸入側に戻し、これによって操舵力伝達リンク側に操舵アシスト力を付与している。

このような油圧回路に配備されたリザーバタンクはパワーシリンダの油室からのオイルをオイル収容室に滞留させ、その上方には空室を確保できるように形成されている。ここで、油圧回路を循環するオイルはパワーシリンダの左右の油室へ加圧供給され或いは排除されることや、気泡の発生量等の影響で回路内での容量に増減変動を生じることを考慮し、これを吸収するためリザーバタンクの空室容量を増減可能に形成している。即ち、リザーバタンクの空室の上端に設けられた蓋には大気開放穴が設けられ、この大気開放穴を空気が出入りすることで空室容量を容易に増減できるようにし、空室の内圧上昇を防止している。

例えば、図６に示したリザーバタンクでは、タンク本体１００の上部より延出する円筒状取付部１１０によりタンクの開口部１２０を形成し、その開口部１２０を円筒状取付部１１０に螺着される外蓋１３０及び開口部１２０の内側に嵌着された内蓋状のシール部材１４０により開放可能に閉鎖している。シール部材１４０は筒状主部１４１で蓋部空間Ｅを囲み、その上端よりフランジ１４２を延出させ、下端のシール壁１４３で蓋部空間Ｅの低壁を形成する。しかもシール壁１４３はその下面より延出するフィン１４５を備え、これによりタンクの収容室１５０のオイルの跳ね上がり分が、シール壁１４３の貫通穴１４６に直接達することを抑制している。

なお、実開平５−３７６２７号公報（特許文献１）には、タンク本体上部に円筒状取付部を形成し、同円筒状取付部の開口内側にシール部材を嵌着し、外側にキャップを螺着させた油圧式パワーステアリング装置のリザーバタンクが開示される。ここでシール部材のフランジの一部には円筒状取付部と対向する下面に通気溝が形成され、これによって、タンク内、外を連通させ、リザーバタンクの内室の内圧上昇を防止している。

実開平５−３７６２７号公報

ところで、図６のリザーバタンクでは、収容室１５０に供給されているオイルが跳ね上がると、跳ね上がったオイルの一部は下端フィン１４５と内筒１６０間の環状隙間１７０を通過し、シール壁１４３に設けた貫通穴１４６を通過し、蓋部空間Ｅに達する。この蓋部空間Ｅにオイルが達すると、その一部が車体振動で外蓋１３０とフランジ１４２間に付着する場合があり、フランジ１４２の一部に形成される通気溝１４７にも達することとなる。

オイルが通気溝１４７を完全に塞いだ状態でタンク内圧が上昇すると、通気溝１４７内に付着していたオイルが押し出され、外蓋１３内側のねじ部隙間ｔを経てタンク外に達し、外壁に滲み出し、そのオイルに泥や埃が付着し、汚れてしまい、見栄えが悪くなり、品質上好ましくない状態が生じる。

なお、特許文献１のリザーバタンクの場合も同様であり、リザーバタンク内のオイルの跳ね上がりが頻繁に生じると、シール部材の外周壁に螺旋状に内嵌突部が形成されていても一部のオイルがフランジ下面の通気溝に達し、タンク内圧が上昇した際にタンク外部にオイルが滲み出し、タンクが汚れ、見栄えが悪くなる。

本発明は、上述の問題点に着目してなされたもので、タンク内外を連通させる通気路を設けた場合であっても、通気路にオイルが付着することを抑制し、オイルがタンク外に滲み出ることを防止できるタンク構造を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、請求項１記載のタンク構造は、液体を貯留するタンクの本体と、同本体の上部に設けられた開口部と、同開口部の縁部から上記本体下方に向かって突出した筒状のガイドと、上記開口部を覆う蓋部に設けられ上記ガイド内を経て下端部が上記ガイドの下方まで延設された液体漏れ防止部材とを有することを特徴とする。

請求項２記載のタンク構造は、請求項１記載のタンク構造において、上記液体漏れ防止部材は、縦軸と同縦軸の下端に設けられた第１の拡径部（障壁部）と、同第１拡径部より上方に配設されるとともに下面が平面である第２拡径部とを有することを特徴とする。

請求項３記載のタンク構造は、請求項１又は２記載のタンク構造において、上記第１拡径部は下方に向かって環状傾斜面の外径が除々に大きくなる略円錐体状を成し、上記環状傾斜面は上記ガイドの下端部の上方から下方にかけて対向するよう連続形成されることを特徴とする。

請求項４記載のタンク構造は、請求項２又は３記載のタンク構造において、上記第２拡径部の下面は上記第１拡径部の直上に配設されることを特徴とする。

請求項５記載のタンク構造は、請求項２〜４に記載のタンク構造において、上記第１拡径部の下面の径は上記ガイド部の下端の内径より小さいことを特徴とする。

請求項１記載のタンク構造によれば、液体漏れ防止部材の下端部が、ガイドのタンク下方まで延設されるので、下端部が障壁として働き、跳ね上がってきた液体が上方の開口部に向かって移動し、開口外部に流出することを防止できる。

請求項２記載のタンク構造によれば、跳ね上がってきた液体が縦軸の下端の第１拡径部にあたらずにガイド内壁と第１拡径部の間を通過し、あるいは第１拡径部及び縦軸の周壁を伝わり上方移動したとしても、第２拡径部の下面が液体をストップさせ、タンク内に逆流させることができるので、液体が上方の開口部に向かって移動し、開口の外部に流出することを防止できる。

請求項３記載のタンク構造によれば、第１拡径部の環状傾斜面がガイドの下端部の上方から下方にかけて対向するように連続形成されるので、ガイドの下端側ほど第１拡径部との間の環状隙間を狭くでき、液体の上がりを防止できると共に、収容室とタンク外部とを連通させる通気路の一部をなす環状隙間を常時開放状態に保持できる。

請求項４記載のタンク構造によれば、筒状のガイドの内壁と第１拡径部の間の通気路を通過し上方移動してきた液体を第１拡径部に近づけて配備された第２拡径部の下面により確実にストップし、タンク内に逆流させるので、液体が上方の開口部に向かって移動し、開口の外部に流出することを防止できる。

請求項５記載のタンク構造によれば、蓋部をタンクに取り付ける際に液体漏れ防止部材側の第１拡径部をガイド部の下端部よりタンク下方に向かってスムーズに挿入することができる。

図１にはこの発明の一実施形態としてのタンク構造が適用されたリザーバタンク１を示し、図２にはリザーバタンク１を備えたパワーステアリング装置２の油圧回路３を示した。
パワーステアリング装置２は、ステアリングホイール４が連結された操舵軸５と、操舵軸５の下端に設けられた不図示のピニオン・ラックと、操舵軸５に設けられて操舵軸５の回転方向および操舵軸５に作用する操舵力を検出する操舵力センサ６と、不図示のピニオン・ラック側に連結される操舵力入力リンク７と、同操舵力入力リンク７を収容しその一部に形成したピストン１１に操舵アシスト力を付与する油圧パワーシリンダ８と、操舵力入力リンク７の左右端を左右の前輪１０に連結する操舵力出力リンク９とを備える。

なお、油圧パワーシリンダ８はその本体であるシリンダ１２の内部に、ピストン１１を挟んで左右油圧室１３、１４を配備している。左右油圧室１３、１４は操舵軸５に連動して切換え作動する油路切り換え弁１５にそれぞれ連結され、油路切り換え弁１５は油圧回路３側に連結される。

油圧回路３は左右油圧室１３、１４に左右連通路１６、１７を介し接続された油路切り換え弁１５と、同油路切り換え弁１５の弁流入口１８及び弁戻し口１９と、弁戻し口１９より延出する低圧路２１と、低圧路２１の他端が連通する流入口１０２が形成されたリザーバタンク１と、リザーバタンク１の側壁側の流出口１０１に吸入路２３を介し接続されたモータＭ付のポンプ２２と、ポンプ２２より延出する吐出路２３が接続される流量調整弁２４と、流量調整弁２４の油供給口２４１を油路切り換え弁１５の弁流入口１８に連通させる油供給路２５と、流量調整弁２４の戻し口２４２をポンプ２２の吸入路２３に接続させる戻し路２６とを備える。

油路切り換え弁１５はステアリングホイール４が左右に切られることで、左右の油圧室１３、１４の一方側に圧油を供給すると共に他方側の油を低圧路２１を介してリザーバタンク１に排出し、この際、左右一方への操舵アシスト力をピストン１１を介し操舵力入力リンク７に生じさせる。流量制御弁２４は電磁弁２７で駆動される不図示の可変オリフィスを本体内に備え、電磁弁２７にはコントローラ２８が接続される。コントローラ２８は車速Ｖｂを車速センサ２９で操舵角速度θｈを操舵角センサ５５で取り込み、電磁弁２７を介し可変オリフィスを切り換えて絞り量を増減し、最適な油量を左右油圧室１３、１４に供給するよう制御する。

このような油圧回路３に配備されたリザーバタンク１は樹脂成形品であり、図１に示すように、大径部３０と、その下の小径部２０と、大径部３０の上端より突出し開口部ｍを形成する円筒状取付部３１と、開口部ｍの下縁部から本体下方に向かって突出した筒状ガイド３２と、円筒状取付部３１の外壁の螺子部３１１に螺着される外蓋３３と、開口部ｍの内側に嵌着された内蓋であるシール部材３４と、小径部２０の側壁に突設され流出口１０１を形成する流出パイプ３５と、小径部２０の低壁に突設され流入口１０２を形成する流入パイプ３６とを備える。

流入パイプ３６は小径部２０の内部に延出し、大径部３０側の収容室３７に達している。小径部２０と大径部３０の間の環状段部には膨出部３２１が形成されている以外の部分にフィルタ部材３８が取付られ、これによりフィルタ上部の収容室３７に達したオイル中の異物を除去し、下部に達したオイルを流出パイプ３５よりポンプ２２側に流出している。

図３に示すように、円筒状取付部３１の外壁の螺子部３１１とこれに螺着される外蓋３３の内側螺子部３３１とは螺合時にあっても螺子間隙間ｔを有するよう形成され、円筒状取付部３１の上部外側空間tuは螺子間隙間ｔを通して大気圧に保持される。
開口部ｍの内側に嵌着された内蓋であるシール部材３４は、円筒状取付部３１の上端に当接するフランジ３９と、フランジ３９の内端縁より下方に延び蓋部空間Ｅを覆う筒状主部４０と、筒状主部４０の下端縁を覆うシール壁４１と、シール壁４１の下面より筒状ガイド３２の下方まで延設された液体漏れ防止部材４２とを備える。

フランジ３９は外蓋３３の円筒状取付部３１への螺合時において、その上面を外蓋３３の内壁に密着するが、その一部に通気溝４３が形成される。この通気溝４３は円筒状取付部３１の内側の蓋部空間Ｅと外側の上部外側空間tuを連通させるように形成される。
筒状主部４０は円筒状取付部３１の内壁に当接し、一部にはシールリング４４を装着し、これによって円筒状取付部３１の形成する開口部ｍを筒状主部４０が確実にシールしている。

シール壁４１はその中央側の一部に貫通孔４５を形成され、これにより、蓋部空間Ｅと収容室３７を連通させている。なお、貫通孔４５はシール壁４１の上面で最も低位置となるような中央側の部位に形成され、蓋部空間Ｅに達したオイルの収容室３７側への流下を容易化している。
液体漏れ防止部材４２はシール壁４１の中央下面より下方に延びる縦軸４６と、同縦軸４６の下端に設けられた第１拡径部４７と、同第１拡径部４７より上方に配設されるとともに下面が平面である第２拡径部である第２フィン４８と、同第２フィン４８より上方に配設されるとともに下面が平面である第３拡径部である第３フィン４９とを有する。

縦軸４６はシール壁４１の下方に延びて筒状ガイド３２内を経て下端部が筒状ガイド３２の下方まで延出量aだけ延設される。第１拡径部４７は縦軸４６と同心状に一体成形され、下方に向かって環状傾斜面ｆｃの外径が除々に大きくなる略円錐体状を成す。なお、第１拡径部４７の環状傾斜面ｆｃは筒状ガイド３２の下端部の上方から下方にかけて対向するよう連続形成され、下端部と最も接近する部位でも幅ｂの環状隙間を保持しており、これによって収容室３７と筒状ガイド３２内を連通させている。

第１拡径部４７はその環状傾斜面ｆｃの下端の最大外径ｄ1が筒状ガイド３２の下端の内径D１よりわずかに小さく形成される。これにより、シール部材３４を円筒状取付部３１に取り付ける際に、第１拡径部４７と筒状ガイド３２の下端部の干渉を防ぎ、スムーズな挿入作業を行えるようにしている。
第１拡径部４７の直上に第２フィン４８が配設される。第２フィン４８は薄板の円板状を成し、縦軸４６と同心状に一体成形され、下面ｆｄ２が平面として形成され、上面はなだらかな傾斜上面ｆｕ２として形成される。第２フィン４８の環状外周縁は筒状ガイド３２部の内壁に対し幅ｃの環状隙間を保持しており、これによって収容室３７と筒状ガイド３２上方域を連通させている。

第２フィン４８の直上に第３フィン４９が配設される。この第３フィン４９は薄板の円板状をなし、縦軸４６と同心状に一体成形され、下面ｆｄ３が平面として形成され、上面はなだらかな傾斜上面ｆｕ３として形成される。第３フィン４９の環状外周縁は筒状ガイド３２部の内壁に対し幅ｄの環状隙間を保持しており、これによって収容室３７とシール壁４１の貫通孔４５側を連通させている。

ここで、幅ｂはその環状隙間をオイルが流下するとした場合においても、流下するオイルの油膜で環状隙間が閉鎖されることがないような幅に設定される。しかも、筒状ガイド３２の下端の内径D１や、略円錐体状の第１拡径部４７の最大外径ｄ１や、縦軸４６の延出量aは、収容室３７の油面からの跳ね上がりオイルが幅ｂの環状隙間にできるだけ侵入しないような形状を成すよう適宜設定される。更に、幅ｃ、ｄは筒状ガイド３２部の内壁に沿ってオイルが流下し、第２、第３フィン４８、４９の各傾斜上面ｆｕ２、ｆｕ３に沿ってオイルが流下するとした場合においても、流下するオイルの油膜で幅ｃ、ｄの各環状隙間が閉鎖されることがない程度の幅に設定される。

このようなタンク構造が適用されたリザーバタンク１を備えたパワーステアリング装置２が車両の走行時に駆動すると、コントローラ２８が車速Ｖｂ、操舵角θｈを取り込み、車速やハンドル角速度対応のデューティー比を不図示のデューティー比設定マップ等で演算し、同出力で電磁弁２７を介し可変オリフィスが切り換えられる。この場合、ポンプ２２が低回転域或いはハンドル角速度が大きい運転域では、可変オリフィスを大きく開いて左右の油圧室１３、１４への供給油量を増大させてアシスト力を大きくし、操舵操作の容易化を図り、ポンプ２２が高回転域或いはハンドル角速度が小さい運転域では、可変オリフィスの絞り量を最も増すようにし、高速走行域で操舵アシスト力を抑え、操舵時の違和感を排除し、高回転域でのポンプ駆動ロスを抑制するように制御する。

このような操舵操作が成される走行時において、油圧回路３を流動するオイルは低圧路２１よりリザーバタンク１の収容室３７に流入し、ポンプ２２の駆動状態に応じて吸入路２３に流出する。この場合、左右の油圧室１３、１４へのオイルの圧送状態や油圧回路３内に含まれる気泡の発生量の影響で収容室３７に滞留するオイルの量は増減し、液面が上下動するのに応じて幅ｂ、ｃ、ｄの各環状隙間、貫通穴４５、通気溝４３、上部外側空間tu、螺子間隙間ｔからなる通気路Ｒを空気が出入りし、収容室３７は常時、大気圧に保持される。

ここで、車体振動等によって収容室３７のオイルが跳ね上がり、一部が筒状ガイド３２内に向かうと、その跳ね上がりオイルの大部分は、略円錐体状の第１拡径部４７の障壁として機能する下面部に当たり、下方に流下する。更に、跳ね上がりオイルの一部は幅ｂの環状隙間に侵入するが、第１拡径部４７の直上の第２フィン４８の平面である下面ｆｄ２に当たり、縦軸４６、第１拡径部４７の表面に沿って下方に流下することとなる。更に、車体が極めて大きく振動し、その跳ね上がりオイルの一部が第２フィン４８と筒状ガイド３２間の幅ｃの環状隙間を通過して上方に移動したとしても第３フィン４９の下面ｆｄ３により更なる上方移動を阻止され、筒状ガイド３２間の幅ｃの環状隙間を通過して貫通穴４５の上方にオイルが移動することを確実に阻止できる。なお、貫通孔４５を通過して一時的にオイルが蓋部空間Ｅ側に侵入するとしても、貫通孔４５がシール壁４１の底面の最下端位置に形成されるので、オイルを容易に下方に流下させることができ、蓋部空間Ｅ側の最上部の通気溝４３にオイルが達することを未然に防止できる。

更に、経時的にオイルの劣化等によって第１拡径部４７の環状傾斜面ｆｃや第２フィン４８の傾斜上面ｆｕ２に劣化オイルが付着するとしても、幅ｂ、ｃの環状隙間はそれを見越して隙間が十分に確保されており、同環状隙間が閉鎖されることを確実に防止できる。このように、図１のリザーバタンク１は長期にわたり、収容室３７と上部外側空間tuとの通気性を通気路Ｒを介して確保でき、収容室３７を大気圧に保持でき、高圧化することを防止することができ、通気溝４３にオイルが達することを防止できるので、通気溝４３、上部外側空間tu、螺子間隙間ｔを通してオイルがタンク外側に滲み出て、そのオイルに泥や埃が付着し、汚れてしまい、見栄えが悪くなることを確実に防止できる。

なお、本発明者の行った走行試験では、図６に示した従来構造のリザーバタンクを用いた場合、１、０００〜１０、０００ｋｍ走行で滲みが発生していたのに対し、本願のタンク構造が適用された図１のリザーバタンク１を用いた場合、２０、０００ｋｍ走行後も全く滲みの発生はなかった。
上述のところにおいて、リザーバタンク１の液体漏れ防止部材４２は縦軸４６の下から上に向け、第１拡径部４７、第２フィン４８、第３フィン４９を順次形成していたが、場合により、図４に示すように、図１に記載されていた第３フィン４９を排除し、構成の簡略化を図っても良い。更に、図１の液体漏れ防止部材４２は縦軸４６の下端に略円錐体状の第１拡径部４７を形成していたが、これに代えて、図５（ａ）、(ｂ）に示すように、縦軸４６の下端に薄板状の環状分割フィン５１を一体的に形成しても良い。

ここで、液体漏れ防止部材４２ａは樹脂成形され、その一部の環状分割フィン５１は可撓性を十分発揮できるように薄板状円板に形成され、特に、放射方向に複数の切れ目５２を入れて複数の切片部５３を環状に設けた形状を採り、これにより各切片部５３が縦軸４６方向に容易に撓み、復帰できるように形成されている。なお、符号５４は切れ目５２の基端に形成された小穴であり、各切片部５３の相対変位を容易化させるものである。

この場合、液体漏れ防止部材４２ａの組み付け時において、環状分割フィン５１の外形ｄ２が筒状ガイド３２の下端の内径Ｄ２より大きいことより、環状分割フィン５１の外周縁側が筒状ガイド３２の内周壁面と干渉するが、ここでは樹脂製の環状分割フィン５１の各切片部５３が上下に撓み（図５（ａ）中の２点鎖線参照）、容易に組み付けを完了させることができ、組み付け後において、各切片部は容易に元の形状に復帰できる。この場合、環状分割フィン５１は筒状ガイド３２の下端より所定量ａ’下方に配備され、しかも、環状分割フィン５１の外形ｄ２が筒状ガイド３２の下端の内径Ｄ２より大きく設定されるので、跳ね上がりオイルが筒状ガイド３２内に侵入することをより確実に防止でき、通気溝４３を通してオイルがタンク外側に滲み出て、見栄えが悪くなることをより確実に防止できる。

上述のところにおいて、タンク構造はパワーステアリング装置２の油圧回路３３に配備されたリザーバタンク１として説明したが、これに代えて、本発明をその他の液体タンク、例えば、ウォシャータンクや、冷却水用のリザーバタンク等にも適用でき、同様の作用効果が得られる。

本発明の一実施形態としてのタンク構造が適用されたリザーバタンクの要部切欠斜視図である。 図１のリザーバタンクを備えるパワーステアリング装置の概略構成図である。 図１のリザーバタンクの開口部周りの拡大切欠断面図である。 図１のリザーバタンクに用いる液体漏れ防止部材の第１の変形例の開口部周りの拡大切欠断面図である。 図１のリザーバタンクに用いる液体漏れ防止部材の第２の変形例を示し、（ａ）は開口部周りの拡大切欠断面図、（ｂ）は液体漏れ防止部材の環状分割フィン５１の平面図である。 従来のリザーバタンクの要部切欠側面図である。

符号の説明

１ リザーバタンク
２ パワーステアリング装置
３ 油圧回路
３１ 円筒状取付部
３２ 筒状ガイド
３３ 外蓋
３４ シール部材（内蓋）
４２、４２ａ 液体漏れ防止部材
ｍ 開口部

Claims (5)

1. 液体を貯留するタンクの本体と
   同本体の上部に設けられた開口部と、
   同開口部の縁部から上記本体下方に向かって突出した筒状のガイドと、
   上記開口部を覆う蓋部に設けられ上記ガイド内を経て下端部が上記ガイドの下方まで延設された液体漏れ防止部材と
   を有することを特徴とするタンク構造。
2. 上記液体漏れ防止部材は、
   縦軸と、
   同縦軸の下端に設けられた第１の拡径部と、
   同第１拡径部より上方に配設されるとともに下面が平面である第２拡径部と
   を有することを特徴とする請求項１記載のタンク構造。
3. 上記第１拡径部は下方に向かって環状傾斜面の外径が除々に大きくなる略円錐体状を成し、
   上記環状傾斜面は上記ガイドの下端部の上方から下方にかけて対向するよう連続形成されることを特徴とする請求項１又は２記載のタンク構造。
4. 上記第２拡径部の下面は上記第１拡径部の直上に配設されることを特徴とする請求項２又は３記載のタンク構造。
5. 上記第１拡径部の下面の径は上記ガイド部の下端の内径より小さいことを特徴とする請求項２〜４に記載のタンク構造。
   

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