JPH0348397B2 - - Google Patents

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JPH0348397B2
JPH0348397B2 JP63166420A JP16642088A JPH0348397B2 JP H0348397 B2 JPH0348397 B2 JP H0348397B2 JP 63166420 A JP63166420 A JP 63166420A JP 16642088 A JP16642088 A JP 16642088A JP H0348397 B2 JPH0348397 B2 JP H0348397B2
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Japan
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oil
pressure
cylinder
piston
hydraulic
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JP63166420A
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Japanese (ja)
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JPH0217295A (en
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Toyoharu Nishimura
Takeshi Fuse
Kunio Nakada
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Nippon Hatsujo KK
Original Assignee
Nippon Hatsujo KK
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、油圧配管系に生じるサージ波を吸収
する装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a device for absorbing surge waves generated in a hydraulic piping system.

[従来の技術] 油圧ポンプ等の油圧源の吐出側に接続される高
圧油管にサージ波が生じると、配管系に有害な振
動を生じたり騒音発生の原因になる。このような
サージ波を吸収する装置として、ばねピストン式
アキユムレータのようにシリンダ内部にピストン
とこのピストンを付勢する圧縮ばねを収容したも
のが知られている。上記ピストンとシリンダとの
摺動部分には、油漏れを防ぐためにOリング等の
シール材が設けられている。
[Prior Art] When surge waves occur in high-pressure oil pipes connected to the discharge side of a hydraulic power source such as a hydraulic pump, they cause harmful vibrations and noise in the piping system. As a device for absorbing such surge waves, there is known a device such as a spring-piston type accumulator that houses a piston and a compression spring that biases the piston inside a cylinder. A sealing material such as an O-ring is provided at the sliding portion between the piston and the cylinder to prevent oil leakage.

油圧ポンプの脈動等が原因となつて作動油中に
生じるサージ波は、油の弾性圧縮液(体積の変動
が密度の変動として伝達される粗密波)としてア
キユムレータ内部の油室に伝達され、ピストンが
変位し、ばねが撓むことによつて油の変動体積分
が吸収される。
Surge waves generated in the hydraulic oil due to pulsation of the hydraulic pump are transmitted to the oil chamber inside the accumulator as an elastic compressed fluid (compression waves in which changes in volume are transmitted as changes in density), and are transmitted to the oil chamber inside the accumulator. is displaced and the varying volume of oil is absorbed by the deflection of the spring.

[発明が解決しようとする課題] 従来のばねピストン式アキユムレータのように
シリンダとピストンとの摺動部分にOリング等の
シール材が設けられていると、シール材がシリン
ダ内壁面に圧接されることによつて大きな摩擦抵
抗が生じる。このためサージによる圧力上昇がシ
ール材の摩擦力以下の時にはピストンが動かず、
サージを吸収することができない。また、ピスト
ンが移動する時にいわゆる油かき現象によつて作
動油が少量ずつピストンの摺動部分から外部に漏
れてしまう。更にまた、従来はゴム製のシール材
を使用しているため長期間の動的使用に耐えられ
ないといつた問題もあつた。
[Problems to be Solved by the Invention] When a sealing material such as an O-ring is provided at the sliding portion between the cylinder and the piston as in a conventional spring-piston type accumulator, the sealing material comes into pressure contact with the inner wall surface of the cylinder. This results in large frictional resistance. Therefore, when the pressure increase due to surge is less than the frictional force of the sealing material, the piston does not move.
Unable to absorb surge. Further, when the piston moves, hydraulic oil leaks out from the sliding portion of the piston little by little due to a so-called oil-spooling phenomenon. Furthermore, since conventional rubber sealing materials are used, there has been a problem in that they cannot withstand long-term dynamic use.

実開昭56−162301号公報や特開昭61−241591号
公報に開示されているアキユムレータのように、
ピストンとシリンダとの間にOリングを用いない
ものも知られている。しかし上記いずれの従来例
も、シリンダの内部にピストンとばねが軸線方向
に直列的に配置されているため、必然的に装置全
体の軸方向長さが大となり、コンパクト化を図る
上で不利であるとともに、ピストンの質量が大き
くなるため、微小なサージ波を吸収する上で不利
である。
Like the accumulator disclosed in Utility Model Application Publication No. 56-162301 and Japanese Patent Application Publication No. 61-241591,
It is also known that an O-ring is not used between the piston and the cylinder. However, in all of the above conventional examples, since the piston and spring are arranged in series in the axial direction inside the cylinder, the axial length of the entire device is inevitably large, which is disadvantageous in terms of compactness. At the same time, the mass of the piston becomes large, which is disadvantageous in absorbing minute surge waves.

従つて本発明の目的は、シリンダとピストンと
の摺動部分に生じる摩擦抵抗がきわめて小さく、
かつコンパクトに構成できるとともに、微小なサ
ージ波も効果的に吸収できるようなサージ吸収装
置を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to minimize the frictional resistance generated in the sliding portion between the cylinder and the piston.
It is an object of the present invention to provide a surge absorbing device that can be configured compactly and can effectively absorb even minute surge waves.

[課題を解決するための手段] 上記目的を果たすために本発明のサージ吸収装
置は、高圧油路に連通しかつ高圧油路の外部に油
を導く流通孔を有しているシリンダ部と、上記シ
リンダ部が挿入される中空孔を有していて上記シ
リンダ部の外側にシリンダ部と同心状にかつシリ
ンダ部の軸線方向に移動自在に嵌合させられると
ともに上記シリンダ部の流通孔から流れ出る油の
圧力を受ける受圧部を有している筒状のフリーピ
ストンと、上記フリーピストンの外周部を囲んで
フリーピストンの外側に同心状に設けられかつフ
リーピストンの上記受圧部に作用する上記油の圧
力に対抗する反発力を生じる圧縮コイルばねと、
上記フリーピストンの内周面とシリンダ部の外周
面との摺動部分に形成されたラビリンス溝を備え
かつ上記摺動部分に入り込む油膜によつてシリン
ダ部とフリーピストンとを互いにシールするとと
もに上記摺動部分の潤滑をなすラビリンスシール
部と、上記圧縮コイルばねとフリーピストンおよ
びシリンダ部を包囲しかつラビリンスシール部か
らリークした油を上記リザーバタンクに戻す油路
が接続されるハウジングとを具備している。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the surge absorbing device of the present invention includes a cylinder portion that communicates with a high-pressure oil passage and has a circulation hole that guides oil to the outside of the high-pressure oil passage; The cylinder part has a hollow hole into which the cylinder part is inserted, and is fitted to the outside of the cylinder part so as to be movable concentrically with the cylinder part and in the axial direction of the cylinder part, and the oil flows out from the circulation hole of the cylinder part. a cylindrical free piston having a pressure-receiving part that receives pressure; and a cylindrical free piston having a pressure-receiving part that receives the pressure of a compression coil spring that produces a repulsive force that counteracts the pressure;
A labyrinth groove is formed in the sliding portion between the inner circumferential surface of the free piston and the outer circumferential surface of the cylinder portion, and an oil film that enters the sliding portion seals the cylinder portion and the free piston from each other. The housing includes a labyrinth seal portion that lubricates the moving parts, and a housing that surrounds the compression coil spring, free piston, and cylinder portion, and is connected to an oil path that returns oil leaked from the labyrinth seal portion to the reservoir tank. There is.

[作用] 高圧油路を流れる作動油の一部はシリンダ部の
流通孔からフリーピストン内に流れ出るため、油
圧がフリーピストンの受圧部に作用するととも
に、圧縮コイルばねの反発力と上記油圧が釣合う
位置まで上記ピストンが押される。この状態でサ
ージ波が生じると、受圧部に作用する油圧の大き
さに応じてピストンが移動するとともに油の体積
変動によつて弾性圧縮液が吸収されるため、高圧
油路の下流側にサージ波が伝わることを防止でき
る。ラビリンスシール部に入り込んだ油は潤滑油
膜を形成し、この油膜によつてピストン摺動部分
のシールと潤滑がなされる。ラビリンスシール部
を通つてハウジング内に流れ込んだ油は、油路を
通つてリザーバタンクに回収される。
[Operation] A part of the hydraulic oil flowing through the high-pressure oil passage flows into the free piston from the circulation hole in the cylinder section, so the hydraulic pressure acts on the pressure receiving section of the free piston, and the repulsive force of the compression coil spring and the above hydraulic pressure are balanced. The piston is pushed to the matching position. If a surge wave occurs in this state, the piston moves according to the magnitude of the hydraulic pressure acting on the pressure receiving part, and the elastic compressed fluid is absorbed by the volume change of the oil, causing a surge on the downstream side of the high-pressure oil path. It can prevent waves from propagating. The oil that has entered the labyrinth seal portion forms a lubricating oil film, and this oil film seals and lubricates the piston sliding portion. The oil that has flowed into the housing through the labyrinth seal is collected into the reservoir tank through the oil passage.

[実施例] 以下に本発明の第1実施例につき、第1図およ
び第2図を参照して説明する。第2図は、油圧装
置の一例として、自動車の操向系に使われるパワ
ーステアリング装置1を示す。このパワーステア
リング装置1は、エンジン2によつて回転駆動さ
れる油圧源の一例としてのベーンポンプ3を有し
ている。ベーンポンプ3の吐出側に設けられた流
量制御弁4は、エンジン2の回転数に応じて作動
油の流量を制御する。また、最高油圧を制限する
ためにリリーフ弁5が設けられている。
[Example] A first example of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 2 shows a power steering device 1 used in a steering system of an automobile as an example of a hydraulic system. This power steering device 1 includes a vane pump 3 as an example of a hydraulic power source that is rotationally driven by an engine 2. A flow control valve 4 provided on the discharge side of the vane pump 3 controls the flow rate of hydraulic oil according to the rotation speed of the engine 2. Further, a relief valve 5 is provided to limit the maximum oil pressure.

ベーンポンプ3の吸入側には、送油管7を介し
てリザーバタンク8が接続されている。リザーバ
タンク8の内部には作動油9が収容されている。
リザーバタンク8の内部の圧力はおおむね大気圧
である。
A reservoir tank 8 is connected to the suction side of the vane pump 3 via an oil feed pipe 7. Hydraulic oil 9 is accommodated inside the reservoir tank 8 .
The pressure inside the reservoir tank 8 is approximately atmospheric pressure.

周知のマニユアル式ステアリング装置と同様
に、ステアリングシヤフト11の一端側に例えば
ラツク・ピニオン式の操舵力伝達機構12が設け
られている。ステアリングシヤフト11の他端側
にはステアリングホイール13が設けられてい
る。油圧によつて動かされる被作動部の一例とし
てのパワーシリンダ15は、その軸線方向に貫通
するラツク軸16を有している。ラツク軸16は
ステアリングシヤフト11の回転に連動して図示
左右方向に移動することにより、図示しないステ
アリングリンケージを駆動する。
Similar to the well-known manual steering system, a steering force transmission mechanism 12 of, for example, a rack and pinion type is provided at one end of the steering shaft 11. A steering wheel 13 is provided on the other end side of the steering shaft 11. A power cylinder 15, which is an example of an actuated part moved by hydraulic pressure, has a rack shaft 16 that passes through the power cylinder in its axial direction. The rack shaft 16 moves in the left-right direction in the drawing in conjunction with the rotation of the steering shaft 11, thereby driving a steering linkage (not shown).

パワーシリンダ15の内部はラツクピストン1
7によつて第1シリンダ室18と第2シリンダ室
19とに仕切られており、各シリンダ室18,1
9はそれぞれ油路21,22とコントロールバル
ブ23を介して高圧油路25と戻り油路26に接
続されている。高圧油路25は、後述するサージ
吸収装置30を介して流量制御弁4の吐出側に接
続される。
Inside the power cylinder 15 is the easy piston 1
7 into a first cylinder chamber 18 and a second cylinder chamber 19, each cylinder chamber 18, 1
9 are connected to a high pressure oil passage 25 and a return oil passage 26 via oil passages 21, 22 and a control valve 23, respectively. The high pressure oil passage 25 is connected to the discharge side of the flow control valve 4 via a surge absorber 30, which will be described later.

コントロールバルブ23は、ステアリングシヤ
フト11の転舵方向に応じた作動油の流路を形成
するものである。例えば、ラツク軸16が図示右
側に移動するようにステアリングホイール13を
回転させた時には、高圧油路25から送られてく
る作動油が一方の油路21を介して第1シリンダ
室18に送り込まれることによつてラツク軸16
に図示右方向の軸力が生じる。逆に、ラツク軸1
6が図示左側に移動するようにステアリングホイ
ール13を回転させた時には、高圧油路25から
の作動油が他方の油路22を介して第2シリンダ
室19に送り込まれることによつてラツク軸16
に図示左方向の軸力が生じる。
The control valve 23 forms a flow path for hydraulic oil depending on the direction in which the steering shaft 11 is steered. For example, when the steering wheel 13 is rotated so that the rack shaft 16 moves to the right in the figure, the hydraulic oil sent from the high pressure oil passage 25 is sent into the first cylinder chamber 18 via one oil passage 21. In some cases, the easy shaft 16
An axial force is generated in the right direction as shown in the figure. On the contrary, easy axis 1
When the steering wheel 13 is rotated so that the shaft 6 moves to the left side in the figure, the hydraulic oil from the high pressure oil passage 25 is sent into the second cylinder chamber 19 via the other oil passage 22, thereby causing the rack shaft 16 to move to the left side in the figure.
An axial force is generated in the left direction as shown in the figure.

戻り油路26と高圧油路25を結ぶバイパス油
路29にサージ吸収装置30が設けられている。
第1図に示されるように、サージ吸収装置30
は、高圧油路25に接続される主管路部31を備
えた円筒容器状のハウジング32と、このハウジ
ング32の内側にハウジング32と同心状に収容
された円筒形のフリーピストン33と、このピス
トン33を付勢する圧縮コイルばね34等を備え
て構成される。フリーピストン33は、下記シリ
ンダ部36が挿入される中空孔35を備えてい
る。ハウジング32の内部には作動油が満たされ
る。
A surge absorption device 30 is provided in a bypass oil passage 29 that connects the return oil passage 26 and the high pressure oil passage 25.
As shown in FIG.
, a cylindrical container-shaped housing 32 equipped with a main pipe section 31 connected to a high-pressure oil passage 25, a cylindrical free piston 33 housed inside this housing 32 concentrically with the housing 32, and this piston. It is configured to include a compression coil spring 34 that biases the spring 33 and the like. The free piston 33 includes a hollow hole 35 into which a cylinder portion 36 described below is inserted. The inside of the housing 32 is filled with hydraulic oil.

ハウジング32の内側に、ハウジング32と同
心状にシリンダ部36が設けられている。このシ
リンダ部36は、主管路部31に連通している。
シリンダ部36の外側に、上記ピストン33が、
シリンダ部36の軸線方向に移動自在に嵌合させ
られる。シリンダ部36の先端に、流通口37が
設けられている。
A cylinder portion 36 is provided inside the housing 32 and concentrically with the housing 32. This cylinder section 36 communicates with the main pipe section 31.
The piston 33 is placed on the outside of the cylinder portion 36,
It is fitted so as to be movable in the axial direction of the cylinder portion 36. A flow port 37 is provided at the tip of the cylinder portion 36 .

ハウジング32の端部に、ばね座を兼ねる端壁
38が設けられている。端壁38にあけられた孔
39はバイパス油路29に連通している。
An end wall 38 that also serves as a spring seat is provided at the end of the housing 32. A hole 39 formed in the end wall 38 communicates with the bypass oil passage 29.

フリーピストン33の一端側は、受圧部41に
よつて閉じられている。フリーピストン33の他
端側には、受圧部41よりも大径なばね座43が
設けられている。受圧部41の内側に油室44が
ある。この油室44には、主管路部31を流れる
作動油の一部が流通孔37を通つて流入する。従
つて受圧部41には高圧油路25を流れる油の圧
力が作用する。
One end of the free piston 33 is closed by a pressure receiving portion 41 . A spring seat 43 having a larger diameter than the pressure receiving portion 41 is provided on the other end side of the free piston 33 . There is an oil chamber 44 inside the pressure receiving part 41. A portion of the hydraulic oil flowing through the main pipe section 31 flows into the oil chamber 44 through the flow hole 37 . Therefore, the pressure of the oil flowing through the high-pressure oil passage 25 acts on the pressure receiving portion 41 .

ピストン33とシリンダ部36との摺動部分に
おいて、ピストン33の内周側に、円周方向に連
続する複数の環状のラビリンス溝45を互いに軸
線方向に離間して設けることにより、ラビリンス
シール部48を構成している。これらの環状溝4
5の断面形状は、それぞれvないし半円凹状であ
る。ピストン33の内周面とシリンダ部36の外
周面との間には油膜ができる程度の僅かな〓間4
6があり、この〓間46に、油室44内の作動油
の一部が入り込むことができる。この場合、ラビ
リンス溝45内に油が充満することによつて、ピ
ストン摺動部分の全周にわたり均等に油圧が作用
するため、ピストン33が偏つてシリンダ部36
に当ることを防止できる。上記〓間は、油の粘性
に応じて、1ないし10ミクロン程度に設定され
る。
In the sliding portion between the piston 33 and the cylinder portion 36, a plurality of annular labyrinth grooves 45 that are continuous in the circumferential direction are provided on the inner peripheral side of the piston 33 and spaced apart from each other in the axial direction, thereby creating a labyrinth seal portion 48. It consists of These annular grooves 4
The cross-sectional shape of each of the holes 5 is a v shape or a semicircular concave shape. There is a slight gap 4 between the inner circumferential surface of the piston 33 and the outer circumferential surface of the cylinder portion 36 to the extent that an oil film is formed.
6, and a part of the hydraulic oil in the oil chamber 44 can enter into this gap 46. In this case, as the labyrinth groove 45 is filled with oil, the hydraulic pressure acts evenly over the entire circumference of the piston sliding part, so the piston 33 is biased and the cylinder part 36
It can prevent you from getting hit. The above distance is set to about 1 to 10 microns depending on the viscosity of the oil.

ばね座43と端壁38との間に設けられている
圧縮コイルばね34は、ピストン33を主管路部
31側に付勢している。このコイルばね34は、
ピストン33の外周部を囲むようにしてハウジン
グ32およびシリンダ部36と同心状に配置され
ている。このため、コイルばね34が内蔵されて
いてもハウジング32の軸方向の寸法を比較的コ
ンパクトにできる。しかもこのピストン33に
は、シリンダ部36を挿入するための中空孔35
が設けられているため、質量が小さく、従つて周
期の短いサージ波に対しても追従性が良い。
A compression coil spring 34 provided between the spring seat 43 and the end wall 38 urges the piston 33 toward the main pipe section 31 . This coil spring 34 is
It is arranged concentrically with the housing 32 and the cylinder part 36 so as to surround the outer circumference of the piston 33. Therefore, even if the coil spring 34 is built-in, the axial dimension of the housing 32 can be made relatively compact. Moreover, this piston 33 has a hollow hole 35 for inserting the cylinder portion 36.
Since it has a small mass, it has good followability even for surge waves with a short period.

そしてばね座43は受圧部41の外径に比べて
充分大きくとることができるので、高い作動油圧
力にも充分対応できるような大きさのばね34を
用いることができる。ばね34は等ピツチコイル
ばねでもよいが、好ましくは不等ピツチコイルば
ねを使用することにより、荷重が増すにつれて素
線同志の密着量を増加させてばね定数が非線形的
に増加するようにしてもよい。
Since the spring seat 43 can be made sufficiently larger than the outer diameter of the pressure receiving part 41, the spring 34 can be used in a size that can sufficiently cope with high hydraulic oil pressure. The spring 34 may be a coil spring of equal pitch, but preferably a coil spring of unequal pitch may be used so that as the load increases, the amount of contact between the strands increases and the spring constant increases non-linearly.

次に、上記構成のサージ吸収装置30を備えた
パワーステアリング装置1の作用について説明す
る。
Next, the operation of the power steering device 1 including the surge absorbing device 30 having the above configuration will be explained.

エンジン2が回転し、ベーンポンプ3の回転に
よつて吐出された作動油は、流量制御弁4からサ
ージ吸収装置30の主管路部31および高圧油路
25を通つてコントロールバルブ23に流れ込
み、戻り油路26を経てリザーバタンク8に戻
る。エンジン2が回転している間は一定レベル以
上の基準油圧(例えば50〜120Kgf/cm2程度の圧
力範囲におけるいずれかの圧力値)が高圧油路2
5に作用する。サージ吸収装置30においては、
主管路部31を流れる作動油の圧力が受圧部41
に作用するため、ばね34が圧縮されるととも
に、ピストン33が図示上方に押圧される。ピス
トン33は、主管路部31を流れる作動油の圧力
とばね34の反力とが釣合う基準位置で停止す
る。
When the engine 2 rotates, the hydraulic oil discharged by the rotation of the vane pump 3 flows from the flow control valve 4 through the main pipe line 31 of the surge absorber 30 and the high pressure oil line 25 to the control valve 23, and returns oil. It returns to the reservoir tank 8 via the path 26. While the engine 2 is rotating, the reference oil pressure above a certain level (for example, any pressure value in the pressure range of about 50 to 120 Kgf/ cm2 ) is maintained in the high pressure oil path 2.
5. In the surge absorption device 30,
The pressure of the hydraulic oil flowing through the main pipe section 31 is applied to the pressure receiving section 41.
As a result, the spring 34 is compressed and the piston 33 is pushed upward in the drawing. The piston 33 stops at a reference position where the pressure of the hydraulic oil flowing through the main pipe section 31 and the reaction force of the spring 34 are balanced.

ピストン33の受圧部41には作動油の圧力が
常時作用しているため、ピストン33とシリンダ
部36との摺動部分に設けられているラビリンス
シール部48を通つて、ハウジング32の内部へ
と僅かずつ油が流れる。この油はピストン摺動部
分において油膜を形成するため、摺動部分がシー
ルされるとともに、潤滑油膜としての機能も発揮
する。このためピストン33の摺動抵抗が大幅に
低下する。ハウジング32内にリークした油は、
バイパス油路29と戻り油路26を経てリザーバ
タンク8に回収される。
Since the pressure of the hydraulic oil is always acting on the pressure receiving part 41 of the piston 33, it passes through the labyrinth seal part 48 provided at the sliding part between the piston 33 and the cylinder part 36 and into the inside of the housing 32. Oil flows out little by little. This oil forms an oil film on the sliding portion of the piston, which not only seals the sliding portion but also functions as a lubricating oil film. Therefore, the sliding resistance of the piston 33 is significantly reduced. The oil leaking into the housing 32 is
The oil is collected into the reservoir tank 8 via the bypass oil path 29 and the return oil path 26.

運転者によつてステアリングホイール13が回
転操作されると、高圧油路25から送られてくる
作動油がステアリングシヤフト11の転舵方向に
応じて第1シリンダ室18(または第2シリンダ
室19)に流れ込むことにより、ラツク軸16の
軸力が右または左に補助軽減される。ラツクピス
トン17の移動により第2シリンダ室19(また
は第1シリンダ室18)から押出された作動油は
コントロールバルブ23と戻り油路26を経てリ
ザーバタンク8に戻される。
When the steering wheel 13 is rotated by the driver, the hydraulic oil sent from the high pressure oil passage 25 is directed to the first cylinder chamber 18 (or the second cylinder chamber 19) depending on the steering direction of the steering shaft 11. By flowing into the shaft, the axial force of the rack shaft 16 is reduced to the right or left. The hydraulic oil pushed out from the second cylinder chamber 19 (or the first cylinder chamber 18) by the movement of the rack piston 17 is returned to the reservoir tank 8 via the control valve 23 and the return oil passage 26.

ベーンポンプ3の作動により高圧油路25等に
サージ波が生じた場合、作動油の前記基準油圧に
サージ成分が合成される。サージ波による作動油
の体積変動はサージ吸収装置30のピストン受圧
部41に作用するため、ピストン33は基準位置
を境にシリンダ部36の軸線方向に移動する。こ
うして油室44の容積が拡大または縮小すること
により作動油の基準圧を維持しつつサージ波が吸
収される。
When a surge wave is generated in the high pressure oil passage 25 or the like due to the operation of the vane pump 3, the surge component is combined with the reference oil pressure of the hydraulic oil. Since the volume change of the hydraulic oil due to the surge wave acts on the piston pressure receiving part 41 of the surge absorber 30, the piston 33 moves in the axial direction of the cylinder part 36 from the reference position. In this way, by expanding or contracting the volume of the oil chamber 44, surge waves are absorbed while maintaining the reference pressure of the hydraulic oil.

ピストン33の変位によつてサージ波が吸収さ
れると、ピストン33の移動により振動が低圧側
(バイパス油路29側)の作動油に伝達されるこ
とになる。低圧の戻り油路26はほぼ大気圧でリ
ザーバタンク8に接続されているので、サージ吸
収によつて生じたり戻り油路26内の振動はリザ
ーバタンク8に伝達され、タンク8内の作動油液
面を上下させることにより発散させられる。この
ためサージ波がコントロールバルブ23やパワー
シリンダ15側に伝播することを防止できる。こ
のサージ吸収装置30を備えた本実施例のパワー
ステアリング装置は、サージ吸収装置をもたない
従来品に比較して脈動圧力が大幅に低下し、それ
に伴つて配管系の振動や騒音の発生も低下した。
When the surge wave is absorbed by the displacement of the piston 33, the vibration is transmitted to the hydraulic oil on the low pressure side (bypass oil passage 29 side) due to the movement of the piston 33. Since the low-pressure return oil passage 26 is connected to the reservoir tank 8 at approximately atmospheric pressure, vibrations generated by surge absorption and within the return oil passage 26 are transmitted to the reservoir tank 8, and the hydraulic fluid in the tank 8 is It can be dispersed by moving the surface up and down. Therefore, it is possible to prevent surge waves from propagating to the control valve 23 and power cylinder 15 side. The power steering device of this embodiment equipped with this surge absorber 30 has a significantly lower pulsating pressure than a conventional product without a surge absorber, and as a result, vibration and noise in the piping system are also reduced. decreased.

第3図は本発明の第2実施例を示すものであ
り、このサージ吸収装置30は、高圧油路25に
接続されるセンタースタツドとしてのシリンダ部
36を内蔵した二重円筒形の容器状ハウジング3
2と、両端が開口している円筒状のフリーピスト
ン33と、圧縮コイルばね34等を備えて構成さ
れる。これらの各部材はいずれも高温に耐えるよ
うに金属製である。ハウジング32の内部には作
動油が満たされる。シリンダ部36には、その管
軸方向に互いに外径の異なる2つの部分すなわち
大径部50と小径部51が形成されており、大径
部50と小径部51との間に段状の異径部分52
がある。また、シリンダ部36の一端側に第1の
ばね座53が設けられている。
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention, and this surge absorbing device 30 has a double cylindrical container-shaped housing housing a cylinder part 36 as a center stud connected to a high-pressure oil passage 25. 3
2, a cylindrical free piston 33 with both ends open, a compression coil spring 34, and the like. Each of these members is made of metal to withstand high temperatures. The inside of the housing 32 is filled with hydraulic oil. The cylinder portion 36 is formed with two portions having different outer diameters in the tube axis direction, namely a large diameter portion 50 and a small diameter portion 51, and a stepped difference is formed between the large diameter portion 50 and the small diameter portion 51. Diameter portion 52
There is. Further, a first spring seat 53 is provided on one end side of the cylinder portion 36 .

円筒状のフリーピストン33は中空孔35を備
えており、この中空孔35にシリンダ部36が挿
通させられている。すなわちこのピストン33
は、シリンダ部36の異径部分52を包囲するよ
うにして、シリンダ部36と同心状に嵌合させら
れている。ピストン33はシリンダ部36の軸線
方向に摺動自在であり、ピストン33の内端に受
圧部41が設けられている。シリンダ部36に対
するピストン33の摺動部分の内周面には、円周
方向に連続する環状のラビリンス溝45が複数条
ずつ設けられていて、ピストン摺動部分にラビリ
ンスシール部48を構成している。
The cylindrical free piston 33 has a hollow hole 35, into which a cylinder portion 36 is inserted. In other words, this piston 33
is fitted concentrically with the cylinder portion 36 so as to surround the different diameter portion 52 of the cylinder portion 36 . The piston 33 is slidable in the axial direction of the cylinder portion 36, and a pressure receiving portion 41 is provided at the inner end of the piston 33. A plurality of annular labyrinth grooves 45 continuous in the circumferential direction are provided on the inner circumferential surface of the sliding portion of the piston 33 relative to the cylinder portion 36, and a labyrinth seal portion 48 is formed in the piston sliding portion. There is.

ピストン33の内側に位置する環状の油室44
は、流通手段の一例としての流通孔55を通じ
て、シリンダ部36の内部すなわち高圧油路25
と連通している。ピストン33の外周部に第2の
ばね座56が設けられている。第1のばね座53
と第2のばね座56との間に設けられた圧縮コイ
ルばね34は、油室44の容積を減らす方向(第
3図では左方向)にピストン33を付勢してい
る。この実施例の場合も、ハウジング32の内側
に、ピストン33やばね34およびシリンダ部3
6が同心状に収容されているとともに、ばね34
の内側にピストン33とシリンダ部36が入り込
んでいる。
An annular oil chamber 44 located inside the piston 33
The inside of the cylinder portion 36, that is, the high-pressure oil passage 25 is
It communicates with A second spring seat 56 is provided on the outer periphery of the piston 33. First spring seat 53
The compression coil spring 34 provided between the second spring seat 56 and the second spring seat 56 urges the piston 33 in a direction that reduces the volume of the oil chamber 44 (leftward in FIG. 3). In the case of this embodiment as well, the piston 33, the spring 34 and the cylinder part 3 are provided inside the housing 32.
6 are housed concentrically, and the spring 34
A piston 33 and a cylinder part 36 are inserted inside the cylinder.

上記構成の第3図のサージ吸収装置30におい
ては、高圧油路25を流れる作動油の圧力が流通
孔55を介して油室44に作用するため、ピスト
ン33は作動油の圧力とばね34の反力とが釣合
う基準位置で停止する。受圧部41の面積は、大
径部50の外径断面積と小径部51の外径断面積
との差で表わされる。高圧油路25等にサージ波
が生じると、作動油の体積変動は流通孔55を通
じて油室44に作用するため、ピストン33が基
準位置を境にシリンダ部36の軸線方向に移動す
る。こうして油室44の容積が拡大または縮小す
ることにより、作動油の基準圧を維持しつつサー
ジ波が吸収される。
In the surge absorbing device 30 of FIG. 3 having the above configuration, the pressure of the hydraulic oil flowing through the high pressure oil passage 25 acts on the oil chamber 44 through the circulation hole 55, so the piston 33 It stops at the reference position where the reaction force is balanced. The area of the pressure receiving part 41 is expressed by the difference between the outer diameter cross-sectional area of the large diameter part 50 and the outer diameter cross-sectional area of the small diameter part 51. When a surge wave occurs in the high pressure oil passage 25 or the like, the volume change of the hydraulic oil acts on the oil chamber 44 through the flow hole 55, so the piston 33 moves in the axial direction of the cylinder portion 36 from the reference position. By expanding or contracting the volume of the oil chamber 44 in this manner, surge waves are absorbed while maintaining the reference pressure of the hydraulic oil.

油室44には高圧の作動油圧力が常時作用して
いるため、油の一部はピストン摺動部分に設けら
れているラビリンスシール部48を通じて、ハウ
ジング32内に僅かずつリークする。こうしてピ
ストン摺動部分に油膜が形成され、ピストン33
の摺動抵抗が大幅に低下し、かつシール機能も発
揮される。ハウジング32内にリークした油は、
バイパス油路29と戻り油路26を経てリザーバ
タンク8に回収される。
Since high-pressure hydraulic oil pressure is constantly acting on the oil chamber 44, a portion of the oil leaks little by little into the housing 32 through the labyrinth seal portion 48 provided at the piston sliding portion. In this way, an oil film is formed on the piston sliding portion, and the piston 33
The sliding resistance is significantly reduced, and the sealing function is also demonstrated. The oil leaking into the housing 32 is
The oil is collected into the reservoir tank 8 via the bypass oil path 29 and the return oil path 26.

この第2実施例のインライン形サージ吸収装置
30は、高圧油路25内を流れる作動油を、主管
路としてのシリンダ部36を通じて流すことがで
きる。しかもピストン33が作動油の流れ方向に
移動する軸流形であるから、高圧油路25と直交
する方向にサージ吸収装置用の分岐管を接続する
必要がなく、取付けスペースを僅かで済む。しか
もコイルばね34の内側にピストン33とシリン
ダ部36と環状の油室44が同心状に配置されて
いるので装置全体をきわめてコンパクトに構成で
きる。
The in-line surge absorber 30 of the second embodiment allows the hydraulic oil flowing in the high-pressure oil passage 25 to flow through the cylinder portion 36 as a main pipe passage. Moreover, since the piston 33 is of an axial flow type that moves in the flow direction of the hydraulic oil, there is no need to connect a branch pipe for the surge absorber in a direction perpendicular to the high pressure oil passage 25, and the installation space can be reduced. Furthermore, since the piston 33, the cylinder portion 36, and the annular oil chamber 44 are arranged concentrically inside the coil spring 34, the entire device can be constructed extremely compactly.

なお本発明のサージ吸収装置は、油圧ポンプの
出口部や、リリーフ弁5等の安全弁あるいはコン
トロールバルブ23と直結して使用することも可
能である。油圧源はベーンポンプ以外であつても
かまわない。また、パワーステアリング装置以外
の油圧機器に使用できることは勿論である。
Note that the surge absorbing device of the present invention can also be used by being directly connected to the outlet of a hydraulic pump, a safety valve such as the relief valve 5, or the control valve 23. The hydraulic power source may be other than a vane pump. Moreover, it goes without saying that it can be used in hydraulic equipment other than power steering devices.

[発明の効果] 本発明のサージ吸収装置は、ピストン摺動部分
に設けられたラビリンスシール部に作動油の一部
を流すことにより、安定した潤滑油膜が形成さ
れ、ピストンの摺動部分が潤滑されるので摩擦抵
抗がきわめて少ない。しかもピストンに、シリン
ダ部を挿入する中空孔が設けられているので、ピ
ストンの質量が小さくてすむ。これらの理由か
ら、微小なサージ波も充分吸収できる。そしてコ
イルばねの内側にピストンとシリンダ部とが同心
状に入り込むため、軸方向の長さが短くてすみ、
コンパクトに構成することができる。また、ピス
トン摺動部分にゴム製等のシール材を使用しない
ため長期間にわたる動的使用にも充分耐えること
ができる。
[Effects of the Invention] In the surge absorbing device of the present invention, a stable lubricating oil film is formed by flowing part of the hydraulic oil into the labyrinth seal provided in the piston sliding part, and the piston sliding part is lubricated. frictional resistance is extremely low. Furthermore, since the piston is provided with a hollow hole into which the cylinder portion is inserted, the mass of the piston can be small. For these reasons, even minute surge waves can be sufficiently absorbed. Since the piston and cylinder part are concentrically inserted inside the coil spring, the axial length can be shortened.
It can be configured compactly. Furthermore, since no sealing material such as rubber is used in the sliding portion of the piston, the piston can sufficiently withstand dynamic use over a long period of time.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の第1実施例を示すサージ吸収
装置の断面図、第2図は第1図に示されたサージ
吸収装置を備えたパワーステアリング装置の油圧
系統図、第3図は本発明の第2実施例を示すサー
ジ吸収装置の断面図である。 1……パワーステアリング装置、3……ベーン
ポンプ(油圧源)、8……リザーバタンク、15
……パワーシリンダ(被作動部)、25……高圧
油路、26……戻り油路、29……バイパス油
路、30……サージ吸収装置、32……ハウジン
グ、33……フリーピストン、34……圧縮コイ
ルばね、35……中空孔、36……シリンダ部、
37……流通孔、41……受圧部、46……〓
間、48……ラビリンスシール部、55……流通
孔。
FIG. 1 is a sectional view of a surge absorbing device showing a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a hydraulic system diagram of a power steering device equipped with the surge absorbing device shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram of the present invention. FIG. 3 is a sectional view of a surge absorbing device showing a second embodiment of the invention. 1... Power steering device, 3... Vane pump (hydraulic source), 8... Reservoir tank, 15
... Power cylinder (actuated part), 25 ... High pressure oil path, 26 ... Return oil path, 29 ... Bypass oil path, 30 ... Surge absorption device, 32 ... Housing, 33 ... Free piston, 34 ... Compression coil spring, 35 ... Hollow hole, 36 ... Cylinder part,
37...Flow hole, 41...Pressure receiving part, 46...〓
Between, 48... Labyrinth seal portion, 55... Communication hole.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 油圧源の吐出側と油圧によつて動かされる被
作動部とを結ぶ高圧油路と、上記被作動部とリザ
ーバタンクとを結ぶ戻り油路とを有する油圧装置
に使われる油圧サージ吸収装置であつて、 上記高圧油路に連通しかつ高圧油路の外部に油
を導く流通孔を有しているシリンダ部と、 上記シリンダ部が挿入される中空孔を有してい
て上記シリンダ部の外側にシリンダ部と同心状に
かつシリンダ部の軸線方向に移動自在に嵌合させ
られるとともに上記シリンダ部の流通孔から流れ
出る油の圧力を受ける受圧部を有している筒状の
フリーピストンと、 上記フリーピストンの外周部を囲んでフリーピ
ストンの外側に同心状に設けられかつフリーピス
トンの上記受圧部に作用する上記油の圧力に対抗
する反発力を生じる圧縮コイルばねと、 上記フリーピストンの内周面とシリンダ部の外
周面との摺動部分に形成されたラビリンス溝を備
えかつ上記摺動部分に入り込む油膜によつてシリ
ンダ部とフリーピストンとを互いにシールすると
ともに上記摺動部分の潤滑をなすラビリンスシー
ル部と、 上記圧縮コイルばねとフリーピストンおよびシ
リンダ部を包囲しかつ上記ラビリンスシール部か
らリークした油を上記リザーバタンクに戻す油路
が接続されるハウジングとを具備したことを特徴
とする油圧サージ吸収装置。
[Claims] 1. Used in a hydraulic system having a high-pressure oil passage connecting the discharge side of a hydraulic power source and an actuated part moved by hydraulic pressure, and a return oil passage connecting the actuated part and a reservoir tank. A hydraulic surge absorption device comprising: a cylinder portion having a circulation hole that communicates with the high-pressure oil passage and guides oil to the outside of the high-pressure oil passage; and a hollow hole into which the cylinder portion is inserted. a cylindrical shape having a pressure receiving part that is fitted on the outside of the cylinder part concentrically with the cylinder part and movable in the axial direction of the cylinder part, and receives the pressure of oil flowing out from the circulation hole of the cylinder part; a compression coil spring that surrounds the outer periphery of the free piston and is provided concentrically on the outside of the free piston and generates a repulsive force that opposes the pressure of the oil acting on the pressure receiving portion of the free piston; A labyrinth groove is formed in the sliding portion between the inner circumferential surface of the free piston and the outer circumferential surface of the cylinder portion, and an oil film that enters the sliding portion seals the cylinder portion and the free piston from each other. The housing includes a labyrinth seal portion that lubricates the moving parts, and a housing that surrounds the compression coil spring, free piston, and cylinder portion and is connected to an oil path that returns oil leaked from the labyrinth seal portion to the reservoir tank. A hydraulic surge absorption device characterized by:
JP63166420A 1988-07-04 1988-07-04 Device for absorbing hydraulic surge Granted JPH0217295A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61241591A (en) * 1985-04-17 1986-10-27 三菱重工業株式会社 Pulsation reducer

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