(57)【要約】車両パワーアシストステアリングシステム等の作動装置１０の駆動流体における圧力攪乱は、車両ユーザーに感知されない騒音又は振動を増大させるが、油圧回路にダンピングホース４２を含ませることによって減衰され、このダンピングホースは、非円形断面の流体収容スペースを形成する周囲壁を有し、そのような攪乱が壁を伸張させることなく、壁の形状を局部的に変形させて断面積を変化させるようにあっている。適当のホース形態は、流体圧力がないとき、楕円形又は対向する壁部が閉じ合わさる傾向がある断面を形成し、好ましくは、低圧のリターンライン３６の流体駆動されるアクチュエータ２６とポンプ３０との間に配置され、アクチュエータが減衰すべき騒音又は振動の発生源であるとき、アクチュエータに隣接して配置される。
2006521965.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクチュエータ（２０）と、流体ポンプ（３０）と、比較的高圧の流体を前記ポンプから前記アクチュエータへ供給する流体供給ライン（３２）と、比較的低圧の流体を前記アクチュエータから前記ポンプへ送る流体リターンライン（３６）とを含む流体駆動の作動装置（１０；１００；２００）のための流体圧力攪乱減衰構造（４０；１４０；２４０）であって、
前記流体供給ライン及び流体リターンラインの少なくとも１つに流体接続される細長いフレキシブルダンピングホース（４２；１４２）を備え、該ホースは、縦軸及び該縦軸の周りの周囲壁（４６1；４６2）を有し、該周囲壁は、収容流体によって当該周囲壁に作用する圧力に関連して、前記縦軸に垂直な平面による断面において非円形領域を形成し、前記周囲壁は、収容流体の衝撃又は振動圧力攪乱に応答して、局部的に変形及び復元して、当該周囲壁によって形成される断面領域の形状を変化させて、圧力攪乱に関係するエネルギを消散することを特徴とする流体圧力攪乱減衰構造。
【請求項２】
前記ダンピングホースの周囲壁（４６1；４６2）は、異なる長手方向位置において、異なる断面領域を形成することを特徴とする請求項１に記載の流体圧力攪乱減衰構造。
【請求項３】
前記周囲壁は、当該周囲壁が弾性的に伸張して攪乱エネルギをそれ自体で蓄えることなく、収容流体の圧力攪乱に応答して形状が変化するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の流体圧力攪乱減衰構造。
【請求項４】
前記ダンピングホースは、編組されたストランドを含む壁構造を有しており、当該ホースの断面形状の変形中、前記ストランドが互いに変位して該ストランド間の摩擦損失によって変形エネルギを吸収することを特徴とする請求項３に記載の流体圧力攪乱減衰構造。
【請求項５】
所定のホース長さに対して、ホース壁の周方向の長さがほぼ固定されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の流体圧力攪乱減衰構造。
【請求項６】
前記ホースは、対向する２つの第１壁部（４６1F、４６2F）を有し、該第１壁部は、これに垂直に配置された２つの対向する第２壁部（４６1S、４６2S）よりも互いに接近していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の流体圧力攪乱減衰構造。
【請求項７】
流体圧力がない状態で、前記周囲壁（４６1）は、楕円形の断面を形成する形状となる傾向があることを特徴とする請求項６に記載の流体圧力攪乱減衰構造。
【請求項８】
流体圧力がない状態で、前記第１壁部（４６2F）は、互いに接触するように構成されていることを特徴とする請求項６に記載の流体圧力攪乱減衰構造。
【請求項９】
前記ダンピングホース（１４２、１４２）は、前記流体駆動の作動装置の前記リターンラインに前記アクチュエータに隣接して流体接続する配置となるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の流体圧力攪乱減衰構造。
【請求項１０】
前記ダンピングホース（４２、２４２）は、流体を通過させるために、前記流体駆動の作動装置の前記リターンラインに前記アクチュエータに隣接して配置されるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の流体圧力攪乱減衰構造。
【請求項１１】
前記ダンピングホースは、長さが固定されていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の流体圧力攪乱減衰構造。
【請求項１２】
車両のパワーアシストステアリングラック（２０）と共に使用するのに適し、前記ダンピングホースが前記ステアリングラックによって、その長さ方向に沿って支持されるように構成されていることを特徴とする請求項１１に記載の流体圧力攪乱減衰構造。
【請求項１３】
アクチュエータ（２０）と、流体ポンプ（３０）と、比較的高圧の流体を前記ポンプから前記アクチュエータへ供給する流体供給ライン（３２）と、比較的低圧の流体を前記アクチュエータから前記ポンプへ送る流体リターンライン（３６）と、前記流体供給ライン及び流体リターンラインの少なくとも１つに流体接続される細長いフレキシブルダンピングホース（４２；１４２）を有する圧力攪乱減衰構造（４０；１４０；２４０）とを備え、前記フレキシブルダンピングホースは、縦軸及び該縦軸の周りの周囲壁（４６1；４６2）を有し、該周囲壁は、収容流体によって当該周囲壁に作用する圧力に関連して、前記縦軸に垂直な平面による断面において非円形領域を形成し、前記周囲壁は、収容流体の衝撃又は振動圧力攪乱に応答して作動して、局部的に変形及び復元して、当該周囲壁によって形成される断面領域の形状を変化させて、圧力攪乱に関係するエネルギを消散することを特徴とする流体駆動の作動装置。
【請求項１４】
前記ダンピングホース（４２；２４２）は、前記リターンライン（３２）に前記アクチュエータに隣接して配置され、前記アクチュエータから前記ポンプへ流体を戻すための通路を提供していることを特徴とする請求項１３に記載の流体駆動の作動装置。
【請求項１５】
前記圧力攪乱減衰構造のダンピングホースは、長さが固定されていることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の流体駆動の作動装置。
【請求項１６】
前記ダンピングホースは、前記アクチュエータによってその長さ方向に沿って支持されていることを特徴とする請求項１５に記載の流体駆動の作動装置。
【請求項１７】
前記ダンピングホースの周囲壁（４６1；４６2）は、当該周囲壁が弾性的に伸張して攪乱エネルギをそれ自体で蓄えることなく、収容流体の圧力攪乱に応答して形状が変化するように構成されていることを特徴とする請求項１３乃至１６のいずれかに記載の流体駆動の作動装置。
【請求項１８】
前記ダンピングホースは、編組されたストランドを含む壁構造を有しており、当該ホースの断面形状の変形中、前記ストランドが互いに変位して該ストランド間の摩擦損失によって変形エネルギを吸収することを特徴とする請求項１７に記載の流体駆動の作動装置。
【請求項１９】
所定のホース長さに対して、ホース壁の周方向の長さがほぼ固定されていることを特徴とする請求項１３乃至１８のいずれかに記載の流体駆動の作動装置。
【請求項２０】
前記ホースは、対向する２つの第１壁部（４６1F、４６2F）を有し、該第１壁部は、これに垂直に配置された２つの対向する第２壁部（４６1S、４６2S）よりも互いに接近していることを特徴とする請求項１３乃至１９のいずれかに記載の流体駆動の作動装置。
【請求項２１】
流体圧力がない状態で、前記周囲壁（４６1）は、楕円形の断面を形成する形状となる傾向があることを特徴とする請求項２０に記載の流体駆動の作動装置。
【請求項２２】
流体圧力がない状態で、前記第１壁部（４６2F）は、互いに接触するように構成されていることを特徴とする請求項１３乃至２１のいずれかに記載の流体駆動の作動装置。
【請求項２３】
前記アクチュエータは、ロード車両用のパワーアシストステアリング機構を含むことを特徴とする請求項１３に記載の流体駆動の作動装置。
【請求項２４】
アクチュエータが、車両に取付けられたケースを有するステアリングラック又はステアリングボックスを備えたロード車両用パワーステアリング構造であって、請求項１３に従う流体駆動の作動装置を含むことを特徴とするロード車両用パワーステアリング構造。
【請求項２５】
駆動流体は、油圧油であり、ダンピングホースは、リターンラインに配置されていることを特徴とする請求項２４に記載のロード車両用パワーステアリング構造。
【請求項２６】
ダンピングホースは、当該ホースのほぼ全長にわたってステアリングラック又はステアリングボックスのケースに接触する周囲壁を有していることを特徴とする請求項２４に記載のロード車両用パワーステアリング構造。
【請求項２７】
アクチュエータ（２０）と、流体ポンプ（３０）と、比較的高圧の流体を前記ポンプから前記アクチュエータへ供給する流体供給ライン（３２）と、比較的低圧の流体を前記アクチュエータから前記ポンプへ送る流体リターンライン（３６）と含む流体駆動の作動装置（１０；１００；２１０）内の流体圧力の攪乱の減衰方法であって、
縦軸及び該縦軸の周りの周囲壁（４６1；４６2）を有し、該周囲壁が収容流体によって該周囲壁に作用する圧力に関連して、前記縦軸に垂直な平面による断面において非円形領域を形成する細長いフレキシブルダンピングホース（４２；１４２；２４２）を前記流体供給ライン及び流体リターンラインの少なくとも１つに接続し、収容流体の衝撃又は振動圧力攪乱に応答して、前記周囲壁を局部的に変形及び復元させ、該周囲壁によって形成される断面領域の形状を変化させて、圧力攪乱に関係するエネルギを消散することを特徴とする流体圧力の攪乱の減衰方法。
【請求項２８】
前記ダンピングホース（４２；１４２；２４２）を前記作動装置のリターンラインに前記アクチュエータに隣接して挿入したことを特徴とする請求項２７に記載の流体圧力の攪乱の減衰方法。
【請求項２９】
前記ダンピングホースを該ホースのほぼ全長にわたってその周囲壁を前記アクチュエータ（２０）のケースに接触させて支持することを特徴とする請求項２７又は２８に記載の流体圧力の攪乱の減衰方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧に加圧された流体によって作動する流体駆動の作動装置に関し、特に、可聴騒音及び明確な振動として現れる流体圧力攪乱（fluid pressure disturbances）の減衰に関するものである。
本発明は、特にパワーステアリング構造等の車両用油圧作動装置として具体化されるが、これに限定されるものではない。
【背景技術】
【０００２】
本明細書によって説明される一般的な流体駆動の作動装置は、ロードホイールを運転者によって操作されるステアリングホイールにギヤ連結するステアリングラック又は同様の機構等のアクチュエータと、流体ポンプと、ポンプからアクチュエータへ比較的高圧の流体を供給するための供給ラインと、アクチュエータからポンプへ比較的低圧の流体を送るための流体リターンラインとを含む概略構成であり、これらの低圧及び高圧は相対的なものである。また、アクチュエータは、アクチュエータを作動させようとする運転者の操作を補助する動作に応答して流体の流れを制御する１つ又は複数のバルブを含んでいる。流体は、一般的には、油圧油とすることができる。また、この構造は、流体回路が流体で満たされて機能を維持し、車両モータ又はエンジン等の周囲の雰囲気の状態及び周囲の環境によって比較的ゆっくりと生じる温度の影響による収容流体の体積変化の調整を確実に行うための過剰流体のリザーバ又は同様のストレージの類を含むことができる。
【０００３】
しかしながら、流体回路が完全に流体で満たされていても、通常の作動が瞬間的に及び／又は頻繁に流体の圧力攪乱を生じさせることがある。流体攪乱は、結果として２つの大きなカテゴリの影響を及ぼすと考えられる。第１の流体攪乱の影響は、攪乱が部品の早期故障及び／又は車両の制御の損失をもたらす共振及び／又は部品へのストレスを生じさせることから、車両の信頼性に関係すると考えられる。第２の流体攪乱の影響は、攪乱が車両の乗員が感知する騒音及び／又は振動を生じることから、不快なものに関係すると考えられる。乗員によって識別できない「信頼性」に関する攪乱は、そのため不快感を生じず、「不快」に関する攪乱は、車両の信頼性には影響しないかもしれない。「不快感」に関する攪乱の性質は、一見、採るに足らないものであるが、これらが製品に対する顧客の満足度に重大な影響を及ぼす限り、車両製造業者には相当に重要なものである。
【０００４】
いずれにせよ、物理的な攪乱の影響は、乗員すなわちユーザーの生理学上定義された感覚に関係する周波数によって騒音又は振動として考えられ、物理学上、これらの用語はいずれも振動であり、以下、特に区別される場合を除いて、そのように考えられることが分るであろう。また、自動車の乗員に感知されるように影響する様々な攪乱は、集合的な用語「ノイズ、バイブレーション、ハーシュネス」又はその省略形「ＮＶＨ」とも呼ばれる。
【０００５】
パワーステアリング構造においては、各部品が間隔をもって取付けられることが多く、通常、ポンプとアクチュエータとの間の高圧供給ライン、及び、アクチュエータとリザーバとの間の低圧リターンラインの中に、１つ又は複数のフレキシブルホースが含まれ、各フレキシブルホースは、取付及び用途によって変化する通路にホースを沿わせるだけでなく、ある程度騒音を遮断することができる、補強された、場合によっては強い弾性を有する壁部を有している。そのようなホースが効果的に又は積極的にＮＶＨ及び他の振動の伝播を制限する程度は疑わしい。
【０００６】
一般的に、中空のホースは、いくつかの理由により、軸に直交する平面による断面形状が円形である。基礎的な幾何学から分るように、境界線によって仕切られる閉じた形状について、円は最小の境界線の長さで最大の囲まれた面積を与える特徴を有している。中空のホースの場合、そのような円形断面は、最小の周囲壁材料で内部空間を最大にするだけでなく、周囲壁を周方向に「引伸ばす」ことになる周囲壁に作用する収容流体の圧力によって生じる変形に対して最大の周囲壁強度を与える。そのような周囲壁の構造は、一般的に弾性的に伸張可能であるが流体を浸透させないエラストマの中空本体及び過度の伸張に対する抵抗力を与える補強層である。伸張に抗するそのような周囲壁構造は、また、周囲壁が流体圧力攪乱を伝播し易くする。すなわち、内部流体圧力による拡張に抗する周囲壁は、圧力に対する相当な剛性及び比較的小さな攪乱から、壁部に沿って又は壁部を通して伝達されて乗員に感知されるＮＶＨ周波数の圧力攪乱及び圧力変動を発生させる。
【０００７】
周囲壁は、もちろん、絶対的な剛体ではなく、強いばねのように僅かに弾性を有しており、例えばアクチュエータへの外力によって生じる異なる周波数成分及び／又は異なる大きさの圧力攪乱は、弾性を有する周囲壁に充分な力を作用させて、攪乱のエネルギをそれが壁部の変形に変換されて蓄えられ、壁部が後に解放されたとき、強い復元力によって流体へ戻され、流体の中で反射及び共鳴の定常波を生成することによって増幅して信頼性及び不快感の両方に影響を与える。
【０００８】
このため、流体作動装置での使用に適する従来の補強されたフレキシブルホースの特性は、収容された流体の圧力攪乱から生じる不快感に影響するＮＶＨ及び信頼性に影響する振動の伝達すなわち伝播を効果的に阻止できない原因となり、又は、これらを制限することができない。
【０００９】
車両用作動装置の中の流体圧力攪乱の問題は、多くの特許公報に示されてきた。例えば、特許文献１及び特許文献２は、車両油圧システムの収容流体における圧力変動の減衰に有効なフレキシブルホースの修正された形状が記載されている。前者は、油圧ステアリングシステムの供給ポンプから導かれた高圧供給ラインに配置されて、ポンプ内に生じるキャビテーションの影響の結果の騒音を減少させるためのホースを記載している。このホース構造は、外面的には従来のものであるが、周囲壁がその縦軸方向に柔軟性を有し、拡張することなく高い内圧に耐えるためにほぼ固定された直径を有し、低い内圧でも短縮せず、周囲壁によって囲まれた流体空間が、流量絞りによって相互に接続された連続する室に縦方向に分割されている。特許文献２は、同様な外見構造であるが、取囲まれた空間が、一端から縦方向に延びる同軸の管状構造の螺旋状に巻かれたストリップを収容しており、このストリップの回転が互いに分離又は接近して流体圧力の変動を許容して変動を減衰させる様々な通路を流通させる。
【特許文献１】米国特許第４２８５５３４号明細書
【特許文献２】独国特許第３８０９３１０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そのようなホースに基づく装置は比較的シンプルであると考えられるが、これらは、減衰しようとする特定の範囲の周波数に調整する必要がある個々の減衰室及び互いに接続された通路すなわち流路の形成を含む限り、個別の減衰装置と同様に複雑でかさばるものである。従って、異なる周波数に対して働くためには異なる装置又は異なる調整を行うことが潜在的に必要であることが分る。
【００１１】
上記議論は、流体が油圧作動液である車両ステアリング機構の形態の流体作動装置を中心に考えているが、特定の作用で軽減することが望まれ、類似の非車両用の流体駆動の作動装置及び／又はガスを駆動流体に使用する装置も幾らかの又は全ての全体的な効果を得ることができ、減衰に対する他のアプローチからの利益を得ることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、アクチュエータと、流体ポンプと、比較的高圧の流体をポンプからアクチュエータへ供給する流体供給ラインと、比較的低圧の流体をアクチュエータからポンプへ送る流体リターンラインとを含む流体駆動の作動装置のためのシンプルな構造の流体圧力攪乱減衰構造を提供する。
【００１３】
本発明によれば、そのような流体駆動の作動装置のための流体圧力攪乱減衰構造は、供給ライン及びリターンラインの少なくとも１つに流体接続される細長いフレキシブルダンピングホースを備え、このホースは、縦軸及び縦軸の周囲壁を有し、この壁部は、縦軸に垂直な平面による断面において、収容流体によって周囲壁に作用する圧力の大きさに対して非円形断面を形成し、前記周囲壁は、収容流体の衝撃又は振動の圧力攪乱に応答して、変形及び復元して形成される断面の形状が変化し、これにより、圧力攪乱に関連するエネルギーを消散する。
【００１４】
本明細書においては、衝撃又は振動の攪乱は、約０．２秒以下の持続時間又は約０．２秒以下の反復時間を有するものであると考えられ、温度の影響による非常にゆっくりとした変化とは異なり、作動装置のユーザーによって感知される衝撃及び振動を含んでいると考えている。
【００１５】
周囲壁は、内圧が変形させた形状から復元する傾向を有することから、弾性を有するが、そのような弾性の復元力は、引伸ばされた通常のホースの周囲壁よりも非常に小さい。ダンピングホースによって阻止される変形に対するそのような小さい弾性は、ホースがその長さ方向に沿って局所的に変形できるようにして、周囲壁の縦方向に隣接する部分によって拘束されることなく、波動又は進行波の圧力攪乱を調節する。
【００１６】
作動中、ダンピングホースを含む作動装置の一部の中の流体圧力は、周囲壁の変形によってダンピングホースを通常状態から拡張させるが、周囲壁の材料が著しく伸張することなく、円形断面にはならない。流体圧力攪乱の発生は、局所的に正又は負の波動又は振動を伴って圧力を変化させ、局所的な更なる周囲壁の変形に影響する。そのような変形は、変形エネルギが周囲壁に蓄えられる可能性がなく、攪乱と略同相で迅速に損失なく流体に戻される従来のホースよりも遥かに小さい弾性復元力に対するものである。ダンピングホースの抵抗の小さい変形可能な壁は、圧力攪乱エネルギを収容流体へ戻すが、これは、シフトして攪乱を消散するように作用する減衰位相を構成する遅れを含んでいる。
【００１７】
周囲壁は、編組みされた、すなわち、フィラメント状材料のストランドを編み合わせた構造として、内圧による所定の限界を超える引張りに対する補強材を設けることができるが、非円形形状の間で変形し、その結果、ストランド間で相対移動して、摩擦すなわち損失クーロン減衰を生じる。すなわち、周囲壁の変形に影響する流体圧力攪乱からのエネルギは、壁の変形によって減衰され、壁形状の復元によって少量のみが流体に戻されて、騒音及び振動の発生及び伝播を防止する。
【００１８】
周囲壁が伸張する能力を有しているか否かにかかわらず、いずれにせよ、流体が入っておらず、縦軸に垂直な平面による縦断面を見たときを想定して、壁の自然の形状は、様々な非円形とされる。最も都合よくは、ホースは、通常は閉じ合された２つの対向する第1壁部と、直角に配置された２つの対向する２つの第２壁部とを有しており、すなわち、前記第１壁部は、それらの間に最小限の間隔を有し、前記第２壁部は、それらの間に最大限の間隔を有する。流体圧力がないとき、そのような対向する第１壁部は、自然に間隔をあけて略楕円の断面を呈し、又は、第１壁部は、一方又は両方の第２壁部に隣接する小さな流通溝を残して互いに接触するが、いずれの場合でも、ホース壁は、内部流体圧力に応答して、第１壁部を分離して、内部断面積を増大する。
【００１９】
減衰構造の好ましい構造においては、ダンピングホースの所定長さに対して、周囲壁の縦軸の周囲の長さは、ほぼ固定されており、すなわち、壁材料は、殆ど、一般的には全く、伸張せず、このため、金属編組が設けられている。壁材料の伸張及び引張によって拡張されないことは、もちろん、壁の形状が変化して、壁を横切る圧力差によってその長さ方向に沿ったいずれかの部分の断面積が変化する能力とは異なる。
【００２０】
好ましくは、ダンピングホースは、縦軸方向の長さが固定されて、長さが変化することなく、周囲壁の径方向の変形のみによって、拡張されて、より大きな断面積に調整される。
【００２１】
流体作動装置は、車両又は他の機械の部分を形成する。車両の乗員を含む作動装置のユーザーによって感知されるＮＶＨについて振動に主に関連するが、減衰構造は、あらゆる収容流体の圧力攪乱に関する減衰に有効である。
【００２２】
ダンピングホースは、流入及び流出端の中間が非円形断面に形成され、全ての流れがそこを通るように他のライン要素に直列の流体の流れに、あるいは、他のライン要素と並列の流れに一列に配置することができる。ホースの両端の中間が収容流体圧力によって確実に拡張されるように、流体の流出端には、少なくとの１つの構造が設けられる。あるいは、ダンピングホースは、一列ではなくて、一端で流体回路に流体接続して、流出端の代わりに閉じた端部を有する行止り（spur）、すなわち、ブランチ状に配置するように構成することもできる。ダンピングホースは、前記流体駆動の作動装置の使用する部分に適するように構成することができるが、好ましくは、リターンラインに結合する配置の構造とされ、好ましくは、アクチュエータ自体が伝送体であると共に圧力攪乱源を構成するとき、アクチュエータに隣接させる。
【００２３】
好ましい実施形態では、車両シャシ取付けられたケースを有する車両ステアリングラック又はステアリングボックスを備えた油圧作動装置に使用するため、ダンピングホースの周囲壁は、ホースのほぼ全長にわたってケースに接触して、ケースによって支持されて取付けるようにすることができる。
【００２４】
また、本発明は、アクチュエータと、流体ポンプと、比較的高圧の流体をポンプからアクチュエータへ供給するための流体供給ラインと、比較的低圧の流体をアクチュエータからポンプへ送るための流体リターンラインと、上述のように供給ライン及びリターンラインの少なくとも１つに流体接続する流体圧力攪乱減衰構造とを含む流体駆動の作動装置を提供する。
【００２５】
流体駆動の作動装置は、油圧作動装置を備え、好ましい実施形態では、車両シャにに取付けられたケースを有する車両ステアリングラック又はステアリングボックスを備える。ダンピングホースの周囲壁は、ホースのほぼ全長にわたってケースに接触してケースによって支持される。好ましくは、ダンピングホースは、リターンラインに流体接続するように配置され、好ましくは、アクチュエータに隣接される。ダンピングホースは、前記周囲壁がその流入端と流出端との中間に非円形断面を形成し、全ての流れがこれを通るように他のライン要素に直列の流体の流れに一列に、または、他のライン要素に並列の流れに一列に配置される。ホースの流出端には、少なくとも１つの構造が設けられる。あるいは、一列の代りに、ダンピングホースは、流体回路に行止り、すなわち、ブランチ状に流体接続するように配置され、流出端の代りに閉じた末端を有してもよい。
【００２６】
本発明の更なる目的は、前記流体駆動の作動装置のために、収容流体の中で攪乱を減衰する方法を提供することがであり、この方法は、供給ライン及びリターンラインの少なくとも１つに流体接続し、縦軸及びこの軸の周りの周囲壁を有し、周囲壁は、軸に直交する平面における断面が周囲壁に生じる圧力に関係する大きさの非円形であり、収容流体の衝撃又は振動の圧力攪乱に応答して、局所的に変形及び復元して、形成される断面形状が変化し、これにより、圧力攪乱に関係するエネルギーを消散する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明の実施形態を添付図面を参照して一例として詳細に説明する。
図１は、全体として符号１０で示される流体駆動の作動装置を示し、この作動装置は、これが取付けられるロード車両（図示せず）のパワーアシストステアリングシステムを構成する。このようなパワーアシストステアリングシステムでは、圧力下の油圧油の形式の流体は、車両運転者のステアリング操作力を軽減するために使用される。このパワーアシストステアリングシステムは、そのボディ又はシャシに取付けられたラック２０の形のアクチュエータを備えており、ラック２０は、トラックロッド２２及び２４によってロードホイールに連結され、ケース２６の中に、ある圧力でトラックロッドに連結するステアリングホイール２８の回転角度によって決定されるギヤ機構を有している。これらのコンポーネントは、本装置の機械的回路を構成する。
【００２８】
また、本ステアリングシステムは、車両原動機（ガソリン又はディーゼルエンジン）又は独立した電気モータによって駆動されるポンプ３０を備え、車両の中の様々なシステムのためのパワーアシストポンプを駆動する方法は、周知であり、これ以上説明しない。ポンプからの出力は、供給ライン３２を通してラックケースに取付けられたステアリングギヤバルブ３４へ導かれ、これにより、バルブ高圧流体がラックピストン（図示せず）に作用して、ドライバーからステアリングホイールへ作用される力を補助する。ステアリングギヤバルブ３４からのリターンラインは、全体として符号３６で示され、油圧油をホース３７、リザーバ３８及びリザーバとポンプとの間のいわゆるサクションライン３９を通してポンプへ戻す。符号３０から３９の部品は、本装置の油圧回路を構成する。
【００２９】
リザーバが一般的に大気圧である限り、システム周りの流体の流れによって、ポンプは、大気圧に対して僅かに低い圧力から、かなり高い圧力を発生させ、ステアリングギヤバルブ及びラックアクチュエータを通過する流体は、圧力降下を受けて、ラックから流出する流体は、大気圧より高圧であるが、ポンプ供給圧力よりも低圧であり、さらに、リザーバへのリターンラインに沿って徐々に圧力が低下する。
【００３０】
これにより、さらに説明するように、パワーアシストステアリングシステムは、一般的にポンプが高い流体圧力を発生させ、各ホース３２、３７及び３９が図２に示されるように円形断面で補強されたホースであり、その長さに沿って柔軟性があって縦軸がフレキシブルであるが直径（及び断面積）が変化に抗する場合、結果として圧力は周囲壁を横切って異なることになる。
【００３１】
高圧ピーク及び他のポンプ内のキャビテーションによる影響の形で流体攪乱を生じ、この攪乱は、油圧回路の高圧部分から発生し、及び／又はアクチュエータ及びリターンライン部分に影響を及ぼす。更に、ステアリングギヤバルブ３４は、機械的騒音及び流体の中の圧力攪乱の発生源となる。周知のように、ロード車両のステアリング構造の中で、必要とされるステアリングホイールからの回転力は、ロードホイールの直進位置からの角度の増大の関数として増大し、流体の供給において、油圧回路からのパワーアシストは、いわゆるブースト曲線を有するステアリングギヤバルブの設計によって影響され、ブース曲線は、小さな絶対旋回角度においては、大きな増分に対して小さなパワーアシストを提供するが、大きな絶対旋回角度においては、小さな増分に対して大きなゲインのアシストを提供する。このような大きなゲイン、従って、小さな変化の感度は、ステアリングホイールからの指令入力及びロードホイールからシステムに伝達される外的なショックによる不用意な攪乱の両方に作用する。バルブは、一般的に、流体流れオリフィスを形成するための差圧に従って配置される内部コンポーネントを有しているため、高ゲインでは、そのような内部コンポーネントが振動又はフラッタに負けて流体圧力の変動を増幅し、機械的騒音を発生する可能性がある。また、そのようなバルブは、その中の小さなオリフィスを通る通路によって騒音及び流れの攪乱を生じることもあり、そのような騒音及び流れの攪乱は、ステアリングギヤバルブから低圧リターンラインを通る。ステアリングギヤバルブから生じたそのような騒音は、「ラックラトル」及び「グラント（grunt）」と呼ばれることもある。そのような攪乱は、高圧ラインにおいてポンプキャビテーションノイズよりも低周波となる傾向がある。
【００３２】
本発明の第１実施形態によれば、ステアリングシステム内の流体圧力攪乱に対する減衰構造が提供され、全体として符号４０で示されている。流体圧力攪乱減衰構造は、本実施形態の配置では、圧力攪乱の発生源に近づけるように、アクチュエータに隣接して油圧回路のリターンラインに接続されている。
【００３３】
減衰構造は、ステアリングギヤバルブ３４の出来るだけ近くに配置された細長いフレキシブルダンピングホース４２を備え、ダンピングホース４２は、必要性よりもむしろ便宜的に、その長さ方向に沿ってステアリングラックケース２６によって支持されている。
【００３４】
ダンピングホース４２は、流入端４３と流出端４４との中間が本システムの他のパイプ又はホースに接続され、縦軸に垂直な平面において周囲壁が、空であるとき、又は、作動圧力、この場合、ステアリングバルブ３４に隣接するリターンラインの中の圧力であるが、その圧力の流体を収容しているとき、非円形断面を形成している点で、他のホースとは異なっている。
【００３５】
このホースは、２つの対向する第１壁部を有し、これらは、通常、垂直に配置された２つの対向する第２壁部よりも互いに接近して合わさって、ホース内に圧力がない状態で、第１壁部は、それらの間に最小の間隔を有し、第２壁部は、それらの間に最大の間隔を有し、この間隔は、流体圧力によって変化し、これにより、その断面積が変化する。周囲壁は、収容流体の圧力がなければ原形に復帰する弾性を有している。
【００３６】
図３は、互いに面して対向する第１壁部４６1F及び第１壁部４６1Fに対して垂直に配置されて互いに面して対向する第２壁部４６1Sを有する第１実施形態のホース４２1を示し、圧力がない状態で、周囲壁は、楕円形の断面を形成する傾向がある。
【００３７】
周囲壁は、補強され、伸縮性を有するか望ましくは伸縮性を有さず、収容流体の圧力を受けたとき、圧力の上昇によって対向する第１壁部４６1Fが分離して、断面形状が軸の周りの一定の周囲壁の長さが最大面積を取囲む円形へ向かって変化する。しかしながら、壁の剛性及び寸法は、流体圧力の作動範囲内で予想される攪乱に対して、ホースが非円形断面を維持するように選択される。
【００３８】
図４は、互いに面して対向する第１壁部４６2F及びに第１壁部４６2F対して垂直に配置されて互いに面して対向する第２壁部４６2Sを有する第２実施形態のダンピングホース４２2を示し、圧力がない状態で、周囲壁は、第１壁部が互いに接触して配置される形状となる傾向を有する。このホースの形状は、カモノハシホースとして知られており、このように呼ばれる理由は、これが同じ名前の動物の口の部分の形状に類似しているからである。このホースにおいて、壁の構造は、公知のホースと同じタイプの補強構造とすることができる。第１壁部は、接触してホース内の流体スペースをなくす傾向があるが、隣接する第２壁部の小さい通路４８2が開いており、ホースが完全に閉鎖されるのを防止し、そして、収容流体の圧力の上昇によって、比較的小さい力で、壁を引張る、すなわち、引伸ばすことを必要とすることなく、壁が径方向に変形して第１壁部を分離し、迅速に流体空間の断面積を増大できるようにしている。
【００３９】
そのようなホースの形状４２1又は４２2が圧力攪乱の減衰に有効な主なメカニズムは、それらの周囲壁が圧力の変動に応答して、図２の円形ホースのように強いスプリングとして引伸ばされることなく、曲げによって変形するように準備されていることであり、これにより、そのような変動が、液体の攪乱を増幅せずに減少させる位相のシフトに寄与する少なくともいくらかの遅れを有することなく、壁に反射されて流体に戻る、又は、緊張した壁によって伝達される機会を減少させる。また、ホースの縦に隣接する壁の部分は、互いに容易に変形して、局所的な攪乱が移動するのを阻止する。しかしながら、ホース壁が、金属又はプラスチック材料のストランドを編み組し、又は、互いに移動可能で、ホースの縦軸の曲げ自在性を与える同様な方法で補強されたタイプであれば、更なる利点を見ることができる。また、断面積を増大又は減少させる径方向の変形を可能にするホース４２1又は４２2の周囲壁の補強は、補強ストランドの間で摩擦を受けて、弛緩した壁でエネルギを消費して流体へ戻らないようにし、すなわち、圧力攪乱を吸収して、摩擦又はクーロン減衰を行う。
【００４０】
このように、作動上、周囲壁が縦軸に対して径方向に変形する非円形ホースのシンプルな形状は、複雑な内部構造又は全ての寸法の正確な特定を必要とせず、流体圧力攪乱の効果的な減衰を提供することがわかる。
【００４１】
流体作動システムの特性及び作動パラメータに従ってダンピングホースの物理的属性の少なくともいくつかを特定することにいくらかの利点がある。例えば、ホースの長さは、特定のシステムにおいて顕著な、若しくは、物理的又はユーザーの感覚において最も望ましくない影響を有すると考えられる流体圧力攪乱を消散するのに最も効果的となるように選択することができる。原則として、実際に様々な及び相互に影響する攪乱の特性又は特定の車両及び作動装置の設定を考慮して、特定の攪乱持続時間又は周波数特性に対して理想的な長さを計算することが可能であるが、当然に、そのようなダンピングホースのために可能なスペースに関する妥協がある。上述のラックラトル等の特に不快と考えられる攪乱に対する減衰を最大限にするための特定の車両及び作動装置の設定についての発見的なアプローチとして、最も迅速かつコスト効果がある思考錯誤によるアプローチを採用することが好ましいことがわかっている。長さは、車両の周囲の構造によって、より安価に拘束されるであろうが、約７８インチ（２０００ｍｍ）未満の長さが殆どの目的に充分であると予想される。そうであるなら、そのような非円形ホースを直列に２つ又は可能ならば更に多くの組合わせ、必要であれば、これらの間に方向変換要素を用いることが可能である。エンジン、パワーステアリング等の構造が異なる特定の乗用車両の中で、約６〜１５インチ（１５０〜３５０ｍｍ）の範囲の楕円形断面の長さを有する１つ又はそれ以上のホースによって、適度な減衰がなされることがわかっており、それぞれ約３インチ（７６ｍｍ）の通常の円形断面の端部領域を有し、全長が約９．５インチ（２４２ｍｍ）、１２インチ（３０３ｍｍ）及び１５インチ（３８０）ｍｍのものが様々な長さの例である特定のホースが周囲の状況に従って使用される。
【００４２】
このホースは、約５／８インチ（１５．８７５ｍｍ）の呼び径（その端部領域で）を有し、楕円形部分が約１９／３２インチ（１５．２ｍｍ）の短軸直径及び約１  １７／３２インチ（３１ｍｍ）の長軸直径を有し、これらの楕円部分の寸法は、それぞれ呼び径（円形）の１×及び２×よりも僅かに小さくなっており、これにより、内圧によって再形成される断面形状は、周囲壁を伸張させて取囲まれた面積を増大させる円形断面をとることがない。例えば３／８インチ（９．５ｍｍ）呼び径（円形）に基づくような縮小された寸法を有するホースを使用して、寸法の要求を満たすようにすることもできる。
【００４３】
一般的なパワーステアリングの設定について、流体は、最適粘度すなわち最適作動温度で約１０１５〜１１６０ｐｓｉ（７０〜８０ｂａｒ）の圧力に加圧され、ステアリングギヤバルブのリターン側の流体回路の圧力は、一般的に正となるが、約７２．５ｐｓｉ（５ｂａｒ）を大幅に超えることはない。粘度は、低い周囲温度において及び始動時に一時的にかなり増大することがあり、ホースは、通常の作動状態の範囲で生じると見込まれるよりもかなり高い圧力を取扱うことができなければならない。適当なホースは、約５／３２インチ（４ｍｍ）の周囲壁厚を有し、約５９５ｐｓｉ（４１ｂａｒ）の適当な破裂圧力を有し、この圧力は、作動圧力及び流体粘度によって広い範囲で調整される圧力よりもかなり高い。
【００４４】
図１の作動装置に対して、ダンピングホースは、便宜上、油圧回路のリターンラインに他の流体要素と直列に配置されているが、そのようなダンピングホースは、異なるように使用することも可能である。
【００４５】
図５を参照すると、第２実施形態の作動装置１００は、直列の減衰構造４０が減衰構造１４０に置換えられている点を除いて、図１と同じコンポーネントを備えており、この減衰構造１４０は、構造４２1又は４２2と同じであるが、一端部１４３のみがステアリングギヤバルブに隣接するリターンラインに接続され、他端部１４４で閉塞された行止り、すなわち、ブランチ状のホース１４２の形となっている。ダンピングホース１４２は、ステアリングギヤバルブの下流のリターンラインの収容流体圧力を分割し、作動中、部分的にその断面積を拡張して、リターンライン内の圧力攪乱を行止り流体へ延ばして、周囲壁を変形させ、上述のように、これらの攪乱を消散させる。このような行止りホースは、構造がシンプルで、製造及び使用におけるコスト効果を高め、そのフレキシブルに細長く延びる特性によって、様々な利用可能なスペースに合わせて変形可能であり、ホース４２と同様な方法で、ラックケースに沿って延ばし、また、これによって支持することもできる。
【００４６】
図６を参照すると、第３実施形態の作動装置２００は、減衰構造２４０を除いて、図１と同じコンポーネントを備えており、減衰構造２４０は、リターンホースすなわちパイプ３７に直列のダンピングホース４２の代わりに、同様の構造のダンピングホース２４２が通常のリターンラインに平行すなわち迂回して設けられている。
【００４７】
作動装置は、いわゆる確実性攪乱（reliability disturbances）を認識して応答するための他のセンサ及び／又はコンポーネントを含むことができるが、ダンピングホースＮＶＨ振動に最適化されていたとしても、ＮＶＨ又は不快感を感知できない近似する振動に有効である。
【００４８】
減衰構造は、リターンラインのその近くに接続されてリターンラインの最高圧力の流体を受けるアクチュエータに関連する攪乱を最適に消散することに関して説明してきたが、これは、リターンラインのいずれにも配置することができ、作動中にダンピングホースが収容流体の圧力を受けて、可能な限りは周囲壁が部分的に変形し、そして、層を成した圧力攪乱に応答するのを確実にするため、ホースには、その下流端部に構造が設けられる。
【００４９】
さらに、上述のホースの形態を油圧回路の高圧供給ラインのポンプとアクチュエータ（ステアリングギヤバルブ）との間に組み込むことも可能なことは明らかであるが、アクチュエータの性能が確実に低下しないようにすることが必要であり、全ての時間において見込まれる高い作動圧力に対してホース壁の柔軟性を確保し、かつ、壁部が最大に変形して円形断面になることがなく、望ましくなく潜在的な小さい規模の攪乱に順応して効果的に減衰するのを失敗するような変形に他する剛性及び抵抗を生じることがないようにするステップが必要である。
【００５０】
図１のステアリングシステム１０は、その機械的及び油圧的な回路を考慮した例示である。機械的に示されたラックは、ステアリングボックスに置換えることができる。さらに、油圧回路は、大気圧データを規定し、一般的に日周圏で生じる液体の熱膨張及び収縮を許容する部分的に満たされたリザーバを有している。上述の攪乱減衰構造は、油圧回路が大気圧からシールされ、回路の最も低圧の部分にその容積が変化してその壁を横切る圧力を変化させることなく取囲まれた液体の膨張及び収縮を調整する柔軟な壁で囲まれた容器を含むいわゆるリザーバレスシステムにも使用できることがわかる。
【００５１】
楕円又はカモノハシタイプのダンピングホースを使用することが便宜的であるが、規則的又は不規則的な非円形断面を形成するフレキシブルな周囲壁を有するホースを使用することができ、効率的ではないが可能性として、例えば、ほぼ正方形、長方形又は他の多角形断面を有するホースが変形して、円形になることなく、かつ、壁材料の伸張によらず、取囲まれた断面積が増大するようものを使用できることがわかる。
【００５２】
さらに、作動装置の形態であれば、空気圧回路において液体ではなく気体によって作動する一般的な構造でもよく、ダンピングホースはそれに応じて構成される。
【００５３】
本発明は、上述の実施形態を参照して特に示され、説明されてきたが、これらは、本発明を実施するための最良の形態を示しているに過ぎない。図１の例示的な作動装置は、適当なダンピングホースの形態を有する攪乱減衰構造を示すために、油圧回路を使用するステアリング構造として示され、説明されているが、ここに説明された発明の原理から逸脱することなく、原理的に同じダンピングホースを使用する減衰構造が、異なる流体駆動の作動機能を実行するために設計された多くの他のタイプの油圧又は空気圧回路に適用することがわかる。
【００５４】
添付の特許請求の範囲に定義された本発明の技術的思想及び範囲から逸脱することなく、本発明の実施において、ここに説明された本発明の実施形態の様々な変形例を使用することができることは、当業者には理解されるべきである。添付の特許請求の範囲は、本発明の範囲を定義し、これらの特許請求範囲内の方法及び装置、並びに、これらの均等物は、これによってカバーされることとする。本発明のこの説明は、ここに説明された要素の全ての新規及び非自明な組合せ、及び、本出願に表された又はこれらの要素の新規及び非自明な組合せについての後の出願に表された特許請求の範囲を含むと理解すべきである。さらに、上述の実施形態は、例示的なものであり、単一の特徴すなわち要素が本出願又は後の出願の特許請求の範囲に記載することができる全ての可能な組合せにとって必須のものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】減衰構造が流体リターンラインのダンピングホースによって提供されている本発明の第１実施形態に係る流体攪乱減衰構造を組込んだ車両流体パワーアシストステアリングシステムの全体構造を示す図である。
【図２】従来の油圧ホースの縦軸に垂直な平面における断面であり、その周囲壁によって規定される円形領域を示す図である。
【図３】周囲壁が楕円形領域を規定する本発明に係るダンピングホースの一形態の断面を示す図である。
【図４】周囲壁が平坦な、いわゆるカモノハシ形状である本発明に係るダンピングホースの他の形態の断面を示す図である。
【図５】一端で閉じられ、他端で行止り、すなわち、ブランチ状として流体リターンラインに接続されたダンピングホースによって減衰構造が提供された本発明の第２実施形態に係る流体攪乱減衰構造を組込んだ車両流体パワーアシストステアリングシステムの全体構造を示す図である。
【図６】流体リターンラインの部分に並列に配置されたダンピングホースによってダンピング構造が提供された本発明の第３実施形態に係る流体攪乱減衰構造を組込んだ車両流体パワーアシストステアリングシステムの全体構造を示す図である。
【図１】
2006521965.tif 000003
【図２】
2006521965.tif 000004
【図３】
2006521965.tif 000005
【図４】
2006521965.tif 000006
【図５】
2006521965.tif 000007
【図６】
2006521965.tif 000008
【国際調査報告】
2006521965.tif 000009
2006521965.tif 000010
2006521965.tif 000011
2006521965.tif 000012
2006521965.tif 000013