JP2000234695A

JP2000234695A - 流体の脈動低減装置

Info

Publication number: JP2000234695A
Application number: JP11039114A
Authority: JP
Inventors: Toki So; 東輝曹; Yukihiro Motosawa; 幸裕本澤; Haruo Kokubu; 晴雄国分; Kazumasa Yuasa; 一正湯浅; Shigetaka Nakamura; 重孝中村; Tetsuya Sakairi; 哲也坂入
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1999-02-17
Filing date: 1999-02-17
Publication date: 2000-08-29

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の周波数の脈動を減衰させると共に、装
置全体を小型化する。【解決手段】管路３の途中に内筒体１１を接続する。
また、内筒体１１の外周側には両端側が閉塞板１５によ
って閉塞された外筒体１４を設ける。そして、内筒体１
１と外筒体１４との間には中間筒体１６を設け、この中
間筒体１６によって２つの環状容積室１８，１９を画成
する。また、内筒体１１の周方向には２個の内筒連通路
１３を設け、中間筒体１６の周方向には２個の中間連通
路１７を設ける。これにより、内筒連通路１３内の作動
油と第１の環状容積室１８内の作動油によって第１の周
波数の脈動を低減し、中間連通路１７内の作動油と第２
の環状容積１９内の作動油によって第２の周波数の脈動
を低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば油圧ポン
プ、空圧ポンプ、制御弁等に付設され、または油圧配
管、空圧配管等の管路（以下、油圧ポンプ、空圧ポン
プ、制御弁、管路等を総称して流体機器という）に設け
られ、これら流体機器に生じる流体の脈動を低減させる
のに用いて好適な流体の脈動低減装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、油圧ショベル、油圧クレーン等
の建設機械では、流体としての作動油を圧送する管路が
設けられ、該管路には油圧源としての油圧ポンプが接続
されている。しかし、油圧ポンプから吐出される圧油に
は、該油圧ポンプのピストンの往復動等に伴い圧力が変
動する圧油の脈動が発生しやすい。そこで、油圧ポンプ
の吐出側には、圧油の脈動を減少させるために流体の脈
動低減装置が設けられている。

【０００３】そこで、従来技術による脈動低減装置を、
図７および図８に基づき説明する。図中、１はエンジン
等の駆動源（図示せず）によって駆動される油圧ポンプ
を示し、該油圧ポンプ１はタンク２内の作動油を吸込
み、圧油を圧送する管路３、制御弁４を介して油圧シリ
ンダ等のアクチュエータ５に圧油を供給している。

【０００４】６は管路３の途中位置から分岐して設けら
れたサイドブランチで、該サイドブランチ６は始端側が
管路３に開口して接続され、終端側が閉塞されている。
そして、サイドブランチ６の長さ寸法Ｌ0 は、管路３内
の音速ｃと低減させるべき圧油の脈動の周波数Ｆ0 との
間に後述の数１の関係が成立している。

【０００５】

【数１】

【０００６】従来技術による流体の脈動低減装置は、上
述の如き構成を有するもので、油圧ポンプ１が駆動する
と、管路３内を圧送される圧油の流量が増減する。そし
て、圧油の流量が増減するときには、管路３内の圧油の
圧力が変動し、圧油の脈動が発生する。このような圧油
の脈動は管路３内を伝播すると共に、制御弁４に伝播
し、管路３または制御弁４を支持する構造物を振動させ
ることによって騒音を発生させることになる。

【０００７】このとき、管路３内を伝播する圧油の脈動
がサイドブランチ６内に進入したときに、サイドブラン
チ６の終端側が閉塞されているから、サイドブランチ６
内に進入した圧油の脈動はサイドブランチ６の終端側で
反射され、管路３内に再び合流することになる。

【０００８】ここで、油圧ポンプ１による圧油の脈動
は、一般に基本周波数成分とその高調波成分とからなる
ことが知られているため、前記周波数Ｆ0 が圧油の脈動
の基本周波数と一致するようにサイドブランチ６の長さ
寸法Ｌ0 は設定されている。

【０００９】このため、周波数Ｆ0 で変動する圧油の脈
動が管路３内を伝播するときには、管路３内を伝播する
圧油の脈動とサイドブランチ６からの反射した圧油の脈
動との位相が管路３内で１８０度反転し、これら２つの
脈動が干渉することによって、管路３内の圧油の脈動が
低減されることになる。

【００１０】このように、圧油の脈動の周波数と脈動低
減率との間には図８に示すような関係があり、特定の周
波数Ｆ0 とその奇数倍の周波数３Ｆ0 ，５Ｆ0 ，…の圧
油の脈動に対して大きな脈動減衰率を得ることができる
ものである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術では、油圧ポンプ１による圧油の脈動の基本周波
数となる周波数Ｆ0 に対応してサイドブランチ６の長さ
寸法Ｌ0 を予め設定することにより、サイドブランチ６
による脈動低減率がこの周波数Ｆ0 で最大となり、圧油
の脈動はサイドブランチ６によって効率よく減衰される
ものである。

【００１２】しかし、従来技術による脈動低減装置で
は、サイドブランチ６の長さ寸法Ｌ0が対応した周波数
Ｆ0 とその奇数倍３Ｆ0 ，５Ｆ0 ，…の周波数の脈動は
減衰できるものの、他の周波数の脈動に対しては図８に
示すように脈動低減率が小さいために脈動を十分に減衰
することができないから、例えば周波数Ｆ0 の倍の周波
数２Ｆ0 の脈動は低減することができないという問題が
ある。また、油圧ポンプ１の駆動回転数が変化するとき
にも、脈動の周波数が変化するため、脈動を低減できな
くなる。

【００１３】また、油圧ショベル等の建設機械の場合に
は、例えば油中の音速ｃは１５００ｍ／ｓ、脈動の周波
数Ｆ0 は２３０Ｈｚ程度であるため、サイドブランチ６
の長さ寸法Ｌ0 は１．６ｍ程度となり、比較的長くなる
傾向がある。このため、このような比較的長いサイドブ
ランチ６を収容するために余分な空間が必要になるとい
う問題がある。

【００１４】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明の目的は、複数の周波数の脈動を
減衰することができる小型の流体の脈動低減装置を提供
することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために請求項１の発明が採用する構成は、流体を圧送す
る流体通路となった内筒体と、該内筒体の外周側に設け
られた外筒体と、前記内筒体と外筒体との間に位置して
一重または多重に設けられた中間筒体と、前記内筒体と
外筒体との間で前記中間筒体によって形成された環状容
積室と、前記内筒体に設けられ前記流体通路と最内周側
の環状容積室とを連通する内筒連通路と、前記中間筒体
に設けられ前記中間筒体の内周側に位置する環状容積室
と外周側に位置する環状容積室とを連通する中間連通路
とによって構成したことにある。

【００１６】このように構成したことにより、内筒連通
路、中間連通路内に充填された流体は、予め決められた
所定の周波数で変動する流体の脈動に伴い、一体となっ
て各連通路内で径方向に往復運動する質量を構成する。
このとき、各連通路内の質量が外側に移動するときに
は、環状容積室に充填された流体がその弾性によって収
縮する。各連通路内の質量が内側に移動するときには、
環状容積室に充填された流体がその弾性によって膨張す
る。これにより、予め決められた周波数での圧力の変動
を抑制し、流体の脈動を減衰させることができる。ま
た、中間連通路によって内周側に位置する環状容積室と
外周側に位置する環状容積室と連通するから、流体通路
に対して複数の環状容積室を直列接続することができ、
複数の周波数で振動する流体の脈動を減衰させることが
できる。

【００１７】また、請求項２の発明は、内筒体、外筒
体、中間筒体を同軸に配置したことにある。

【００１８】これにより、内筒体、外筒体、中間筒体を
軸中心に対して対称形状とすることができ、脈動低減装
置の形状を簡略化することができる。

【００１９】また、請求項３の発明は、内筒連通路を内
筒体の周方向に複数個設けたことにある。

【００２０】これにより、各内筒連通路内の流体はそれ
ぞれ一体となって往復運動する質量を構成すると共に、
該各質量は流体通路を圧送される流体の脈動に伴って同
期しつつ各内筒連通路内で内側、外側に移動する。この
ため、複数の内筒連通路によって、脈動が低減可能な一
の周波数を設定することができる。

【００２１】また、請求項４の発明は、内筒連通路を内
筒体の周方向に複数個設けると共に、中間連通路を中間
筒体の周方向に複数個設け、中間連通路と内筒連通路と
はほぼ同一の平面上に位置する構成としたことにある。

【００２２】これにより、各内筒連通路内の流体はそれ
ぞれ一体となって往復運動する質量を構成すると共に、
該各質量は流体通路を圧送される流体の脈動に伴って同
期しつつ各内筒連通路内で内側、外側に移動する。ま
た、各中間連通路内の流体もそれぞれ一体となって往復
運動する質量を構成すると共に、該各質量は流体通路内
の流体の脈動に伴って同期しつつ各中間連通路で内側、
外側に移動する。このため、複数の内筒連通路によって
脈動が低減可能な一の周波数を設定できると共に、複数
の中間連通路によって脈動が低減可能な他の周波数を設
定することができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
流体の脈動低減装置を油圧回路に適用した場合を例に挙
げ、図１ないし図６に基づいて詳細に説明する。なお、
本実施の形態では、前記従来技術と同一の構成要素に同
一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

【００２４】図中、１０は管路３の途中に接続された脈
動低減装置で、該脈動低減装置１０は、後述の内筒体１
１、外筒体１４、中間筒体１６等によって構成され、略
３重筒状に形成されている。

【００２５】１１は管路３の途中に接続された内筒体
で、該内筒体１１内は、作動油を圧送する油通路１２と
なっている。そして、内筒体１１は、径方向に内径寸法
ａ0 、外径寸法ａ1 をもった略円筒状に形成され、その
内径寸法ａ0 は管路３の内径寸法とほぼ同じ値に設定さ
れている。また、内筒体１１は、後述の外筒体１４、中
間筒体１６とほぼ同じ軸方向の長さ寸法ｄ0 を有してい
る。

【００２６】１３，１３は内筒体１１の円周方向に約１
８０度対向して２個設けられた内筒連通路で、該各内筒
連通路１３は、内筒体１１の長さ方向に対してほぼ同じ
位置に配設されている。このため、各内筒連通路１３
は、内筒体１１の長さ方向の中間位置に貫通して穿設さ
れると共に、径方向に対して対称位置に配設されてい
る。また、内筒連通路１３は、略円形状に開口し、その
内径寸法ｄ1 は内筒体１１の内径寸法ａ0 よりも小さい
値に設定されている。そして、内筒連通路１３は、油通
路となる内筒体１１内と後述する最内周側の環状容積室
１８とを連通している。また、内筒連通路１３内の空間
は第１の質量室Ａ1 を形成し、該質量室Ａ1内には作動
油が充填されている。また、内筒連通路１３は、内筒体
１１の厚さ寸法と同じ長さ寸法Ｌ1 を有し、該長さ寸法
Ｌ1 は、以下の数２に示すように内筒体１１の外形寸法
ａ1 と内径寸法ａ0 との差のほぼ半分程度の値に設定さ
れている。

【００２７】

【数２】

【００２８】１４は内筒体１１、後述する中間筒体１６
の外周側に設けられた外筒体で、該外筒体１４は、内筒
体１１とほぼ同軸の円筒状に形成されると共に、内径寸
法ａ2 、外径寸法ａ3 を有している。また、外筒体１４
の軸方向両端側は、内筒体１４の外周面から径方向外側
に向かって延びる略円板状の閉塞板１５によって閉塞さ
れている。これにより、内筒体１１と外筒体１４との間
には密閉空間が画成されている。

【００２９】１６は内筒体１１と外筒体１４との間に設
けられた中間筒体で、該中間筒体１６は、内筒体１１、
外筒体１４とほぼ同軸の円筒状に形成されると共に、内
径寸法ａ4 、外径寸法ａ5 を有している。そして、中間
筒体１６は、その軸方向両端側が閉塞板１５によって閉
塞されることにより、内筒体１１と外筒体１４との間に
後述する第１，第２の環状容積室１８，１９を画成して
いる。

【００３０】１７，１７は中間筒体１６の円周方向に１
８０度対向して２個設けられた中間連通路で、該各中間
連通路１７は、中間筒体１６の長さ方向の中間位置に貫
通して穿設されている。また、各中間連通路１７は、径
方向に対して対称位置に配設されると共に、内筒体１１
の内筒連通路１３と径方向にほぼ直線状に並び、２個の
内筒連通路１３とほぼ同一の平面上に設けられている。

【００３１】また、中間連通路１７は、略円形状に開口
し、中間筒体１６の内周側に位置する環状容積室１８と
外周側に位置する環状容積室１９とを連通している。ま
た、中間連通路１７内の空間は第２の質量室Ａ2 を形成
し、該質量室Ａ2 内には作動油が充填されている。そし
て、中間連通路１７は、中間筒体１６の厚さ寸法と同じ
長さ寸法Ｌ3 を有し、該長さ寸法Ｌ3 は、以下の数３に
示すように中間筒体１６の外形寸法ａ5 と内径寸法ａ4
との差のほぼ半分程度の値に設定されている。なお、中
間連通路１７の内径寸法ｄ3 は、例えば内筒連通路１３
の内径寸法ｄ1よりも小さい値に設定されている。

【００３２】

【数３】

【００３３】１８は内筒体１１と中間筒体１６との間に
画成された第１の環状容積室、１９は外筒体１４と中間
筒体１６との間に画成された第２の環状容積室をそれぞ
れ示し、２つの環状容積室１８，１９内には作動油が充
填されている。そして、内周側の環状容積室１８と油通
路１２とは内筒連通路１３によって連通し、内周側の環
状容積室１８と外周側の環状容積室１９とは中間連通路
１７によって連通している。

【００３４】また、第１の環状容積室１８は、内筒体１
１と中間筒体１６との間に画成されるから、以下の数４
に示すように内筒体１１の外径寸法ａ1 と中間筒体１６
の内径寸法ａ4 とによって決まる径方向の長さ寸法Ｌ2
を有している。

【００３５】

【数４】

【００３６】一方、第２の環状容積室１９は、外筒体１
４と中間筒体１６との間に画成されるから、以下の数５
に示すように外筒体１４の内径寸法ａ2 と中間筒体１６
の外径寸法ａ5 とによって決まる径方向の長さ寸法Ｌ4
を有している。

【００３７】

【数５】

【００３８】また、第１の環状容積室１８は軸方向の長
さ寸法ｄ2 を有し、第２の環状容積室１９は軸方向の長
さ寸法ｄ4 を有するものの、これらの長さ寸法ｄ2 ，ｄ
4 はほぼ内筒体１１、外筒体１４、中間筒体１６の長さ
寸法ｄ0 と同じ値に設定されている。

【００３９】本実施の形態による脈動低減装置１０は上
述の如き構成を有するもので、次にその作用について図
４を参照しつつ説明する。

【００４０】まず、油圧ポンプ１が駆動すると、管路３
内を圧送される圧油の流量が増減する。そして、圧油の
流量が増減するときには、管路３内の圧油の圧力が変動
し、圧油の脈動が発生する。このような圧油の脈動は管
路３内を伝播し、油通路１２となった内筒体１１内に達
すると共に、その一部が２個の内筒連通路１３を介して
内筒体１１と中間筒体１６との間の第１の環状容積室１
８内に伝播する。また、環状容積室１８内に伝播した圧
油の脈動は、その一部が２個の中間連通路１７を介して
中間筒体１６と外筒体１４との間の第２の環状容積室１
９内に伝播する。

【００４１】このとき、第１の質量室Ａ1 内の作動油
は、圧油の流量の変動に伴い一体となって内筒連通路１
３内を往復運動する。また、２つの質量室Ａ1 内の作動
油は、内筒連通路１３が内筒体１１の長さ方向に対して
ほぼ同じ位置に設けられているから、ほぼ同期した状態
で内側、外側に向けて移動する。このため、２つの質量
室Ａ1 内の作動油を合計した作動油が、運動のエネルギ
を蓄える第１の質量ｍ1を構成している。

【００４２】また、第１の環状容積室１８内に充填され
た作動油は、管路３内の圧油の脈動によって作動油の弾
性分だけ第１の環状容積室１８内で膨張、収縮する。こ
のため、第１の環状容積室１８内の作動油は、第１の質
量ｍ1 の位置のエネルギを蓄える第１の容量Ｃ1 を構成
している。

【００４３】そして、該容量Ｃ1 は質量ｍ1 を支えるば
ねに相当するから、内筒体１１の長さ寸法ｄ0 ，内径寸
法ａ0 ，外径寸法ａ1 、中間筒体１６の長さ寸法ｄ0 ，
内径寸法ａ4 、内筒連通路１３の内径寸法ｄ1 を設定す
ることによって、例えば２３０Ｈz 程度の周波数Ｆ1 で
の圧油の脈動を低減することができる。

【００４４】すなわち、第１の周波数Ｆ1 で振動する圧
油の脈動が管路３内に発生したときには、圧油の流量の
変動に伴って、２個の内筒連通路１３内の作動油からな
る第１の質量ｍ1 が内筒連通路１３内で往復運動するこ
とになる。このとき、第１の質量ｍ1 が内筒連通路１３
から外側となる第１の環状容積室１８に向けて移動する
ときには、第１の環状容積室１８内に充填された作動油
がその弾性によって収縮する。

【００４５】一方、第１の質量ｍ1 が内筒連通路１３か
ら内側に向けて移動するときには、第１の環状容積室１
８内に充填された作動油がその弾性によって膨張する。
これにより、容量Ｃ1 は質量ｍ1 を内筒連通路１３内で
弾性的に支持することができるから、管路３内の圧力の
変動を抑制することができ、周波数Ｆ1 で変動する圧油
の脈動を減衰させることができる。

【００４６】一方、第２の質量室Ａ2 内の作動油は、圧
油の流量の変動に伴い一体となって中間連通路１７内を
往復運動する。また、２つの質量室Ａ2 内の作動油は、
中間連通路１７が内側連通路１３とほぼ同一の平面上に
位置して設けられているから、圧油の脈動にほぼ同期し
た状態で内側、外側に向けて移動する。このため、２つ
の質量室Ａ2 内の作動油を合計した作動油が、運動のエ
ネルギを蓄える第２の質量ｍ2 を構成している。

【００４７】また、第２の環状容積室１９に充填された
作動油は、管路３内の圧油の脈動によって作動油の弾性
分だけ第２の環状容積室１９内で膨張、収縮する。この
ため、第２の環状容積室１９内の作動油は前記第２の質
量ｍ2 の位置のエネルギを蓄える第２の容量Ｃ2 を構成
している。

【００４８】そして、該容量Ｃ2 は質量ｍ2 を支えるば
ねに相当するから、中間筒体１６の長さ寸法ｄ0 ，内径
寸法ａ4 ，外径寸法ａ5 、外筒体１４の長さ寸法ｄ0 ，
内径寸法ａ2 、中間連通路１７の内径寸法ｄ3 を設定す
ることによって、例えば４６０Ｈz 程度の周波数Ｆ2 で
の圧油の脈動を低減することができる。

【００４９】すなわち、第２の周波数Ｆ2 で振動する圧
油の脈動が管路３内に発生したときには、圧油の流量の
変動に伴って、第２の質量ｍ2 が中間連通路１７内で往
復運動することになる。このとき、第２の質量ｍ2 が中
間連通路１７から外側となる第２の環状容積室１９に向
けて移動するときには、第２の環状容積室１９内に充填
された作動油がその弾性によって収縮する。一方、第２
の質量ｍ2 が中間連通路１７から内側となる第１の環状
容積室１８に向けて移動するときには、第２の環状容積
室１９内に充填された作動油がその弾性によって膨張す
る。これにより、容量Ｃ2 は質量ｍ2 を中間連通路１７
内で弾性的に支持することができるから、管路３内の圧
力の変動を抑制することができ、周波数Ｆ2 で変動する
圧油の脈動を減衰させることができる。

【００５０】次に、本実施の形態による脈動低減装置に
よる効果について図３ないし図５を参照しつつ述べる。
ここで、脈動低減装置１０の入力側（油圧ポンプ１側）
の圧力脈動Ｐin（Ｓ）、流量脈動Ｑin（Ｓ）と出力側
（アクチュエータ５側）の圧力脈動Ｐout(Ｓ) 、流量脈
動Ｑout(Ｓ) との間には、以下に示す数６のような関係
がある。

【００５１】

【数６】但し、ｓ：ラプラス演算子

【００５２】ここで、Ｔ（ｓ）は内筒体１１内となる油
通路１２での伝達マトリックスを示し、該伝達マトリッ
クスＴ（ｓ）の各要素Ｔ11〜Ｔ22は、内筒連通路１３の
入口インピーダンスＺr(ｓ) を用いて以下の数７のよう
に表わすことができる。

【００５３】

【数７】

【００５４】また、脈動低減装置１０内の内筒連通路１
３，環状容積室１８，中間連通路１７，環状容積室１９
の圧力脈動Ｐ1(Ｓ) ，Ｐ2(Ｓ) ，Ｐ3(Ｓ) ，Ｐ4(Ｓ) 、
流量脈動Ｑ1(Ｓ) ，Ｑ2(Ｓ) ，Ｑ3(Ｓ) ，Ｑ4(Ｓ) 間に
は、以下に示す数８の関係がある。ここで、２つの内筒
連通路１３内の圧油の脈動は同期しているから、１つの
圧力脈動Ｐ1(Ｓ) 、流量脈動Ｑ1(Ｓ) として表すことが
できる。また、２つの中間連通路１７内の圧油の脈動は
同期しているから、１つの圧力脈動Ｐ3(Ｓ) 、流量脈動
Ｑ3(Ｓ) として表すことができる。

【００５５】

【数８】但し、m ＝1,2,3,4

【００５６】ここで、Ｊ^m(ｓ) （Ｊ¹(ｓ) ，Ｊ²(ｓ) ，
Ｊ³(ｓ) ，Ｊ⁴(ｓ) ）は隣合う内筒連通路１３，環状容
積室１８，中間連通路１７，環状容積室１９の伝達マト
リックスを示し、該伝達マトリックスＪ^m(ｓ) の各要素
Ｊ^m11 〜Ｊ^m22 は、内筒連通路１３，環状容積室１８，
中間連通路１７，環状容積室１９の特性インピーダンス
Ｚm(ｓ) （Ｚ1(ｓ) ，Ｚ2(ｓ) ，Ｚ3(ｓ) ，Ｚ4(ｓ) ）
を用いて以下の数９のように表わすことができる。

【００５７】

【数９】

【００５８】そして、内筒連通路１３，環状容積室１
８，中間連通路１７，環状容積室１９の特性インピーダ
ンスＺm(ｓ) は、流体の密度ρ、内筒連通路１３，環状
容積室１８，中間連通路１７，環状容積室１９内の流体
中の音速Ｃm （Ｃ1 ，Ｃ2 ，Ｃ3 ，Ｃ4 ）、寸法ｄm
（ｄ1 ，ｄ2 ，ｄ3 ，ｄ4 ）を用いて以下の数１０のよ
うに表わすことができる。

【００５９】

【数１０】

【００６０】ここで、ξm(ｓ) は内筒連通路１３，環状
容積室１８，中間連通路１７，環状容積室１９内の流体
の粘性抵抗を示す係数で、該係数ξm(ｓ) は流体の動粘
度νを用いて以下の数１１のように表わすことができ
る。

【００６１】

【数１１】

【００６２】そして、内筒連通路１３の入口インピーダ
ンスＺr(ｓ) と内筒連通路１３の油通路１２側開口部の
圧力脈動Ｐ1(ｓ) および流動脈動Ｑ1(ｓ) との間には以
下に示す数１２の関係が成立する。

【００６３】

【数１２】

【００６４】一方、内筒連通路１３での特性インピーダ
ンスＺt(ｓ) は、流体の密度ρ、内筒連通路１３での流
体中の音速Ｃt 、内筒連通路１３の内径寸法ｄ1 を用い
て以下の数１３のように表わすことができる。

【００６５】

【数１３】

【００６６】ここで、ξt(ｓ) は内筒連通路１３におけ
る流体の粘性抵抗を示す係数で、該係数ξt(ｓ) は流体
の動粘度νを用いて以下の数１４のように表わすことが
できる。

【００６７】

【数１４】

【００６８】このとき、周波数Ｆで脈動する圧油の透過
損失ＴＬは、内筒体１１の入力側の圧力脈動Ｐin
（Ｓ）、流量脈動Ｑin（Ｓ）と出力側の圧力脈動Ｐout
(Ｓ) 、流量脈動Ｑout(Ｓ) を用いて以下の数１５のよ
うに示される。

【００６９】

【数１５】

【００７０】そして、図５は周波数Ｆと透過損失ＴＬと
の関係を示し、図５中の特性線２０が示すように、第１
の周波数Ｆ1 と第２の周波数Ｆ2 との圧油の脈動に対し
て大きな透過損失ＴＬを示している。このため、脈動低
減装置１０は、異なる２つの周波数Ｆ1 ，Ｆ2 で変動す
る圧油の脈動を低減させることができ、例えば基本とな
る周波数Ｆ1 で振動する圧油の脈動を低減しつつ、その
第２高調波となる周波数Ｆ2 で振動する圧油の脈動をも
確実に減衰させることができる。

【００７１】このように、第１，第２の質量室Ａ1 ，Ａ
2 の内径寸法ｄ1 ，ｄ3 、長さ寸法Ｌ1 ，Ｌ3 、第１，
第２の環状容積室１８，１９の長さ寸法ｄ2 ，ｄ4 ，Ｌ
2 ，Ｌ4 を数６〜１４の関係を満たす範囲で適宜設定
し、内筒体１１，中間筒体１６，外筒体１４の内径寸法
ａ0 ，ａ4 ，ａ2 、外形寸法ａ1 ，ａ5 ，ａ3 、長さ寸
法ｄ0 、内筒連通路１３、中間連通路１７の内径寸法ｄ
1 ，ｄ3 を決定することによって、２つの周波数での圧
油の脈動を効率的に低減できるものである。

【００７２】かくして、本実施の形態では、内筒体１
１、外筒体１４、中間筒体１６によって２つの環状容積
室１８，１９を形成する共に、内筒連通路１３、中間連
通路１７によって油通路１２内の圧油の脈動を２つの環
状容積室１８，１９に導く構成としたから、油通路１２
内で流量の変動が生じたときに、第１の環状容積室１８
内に充填された作動油がその弾性によって膨張、収縮す
ると共に、第２の環状容積室１９内に充填された作動油
がその弾性によって膨張、収縮する。これにより、管路
３内の圧力の変動を抑制し、圧油の脈動を低減すること
ができる。

【００７３】また、２つの環状容積室１８，１９を直列
に接続したから、予め決められた第１の周波数Ｆ1 で管
路３内の圧油の流量が変動するときに、第１の環状容積
室１８、第１の質量室Ａ1 によって周波数Ｆ1 の圧力の
変動を抑制することができ、周波数Ｆ1 で変動する圧油
の脈動を減衰させることができる。また、予め決められ
た第２の周波数Ｆ2 で管路３内の圧油の流量が変動する
ときに、第２の環状容積室１９、第２の質量室Ａ2 によ
って周波数Ｆ2 の圧力の変動を抑制することができ、周
波数Ｆ2 で変動する圧油の脈動を減衰させることができ
る。このため、第１，第２の質量室Ａ1 ，Ａ2 、第１，
第２の環状容積室１８，１９を適宜設定することによっ
て、異なる２つの周波数で変動する圧油の脈動を効率的
に低減することができる。

【００７４】一方、脈動低減装置１０を内筒体１１、外
筒体１４、中間筒体１６によって同軸の３重筒状に形成
したから、第１，第２の環状容積室１８，１９をコンパ
クトに形成でき、従来技術に比べて脈動低減装置１０全
体の長さ寸法を短くすることができる。このため、従来
技術に比べて余計な空間を必要とすることがなくなり、
管路３が比較的狭い場所に配設されているときでも容易
に脈動低減装置１０を適用することができる。

【００７５】また、内筒体１１の周方向に２個の内筒連
通路１３を設けたから、各内筒連通路１３内の作動油は
管路３内の圧油の脈動に伴い同期しつつ内側、外側に移
動する。このため、２個の内筒連通路１３内の作動油に
よって、脈動が低減可能な第１の周波数Ｆ1 を設定する
ことができるから、内筒連通路１３の内径寸法ｄ1 の大
きさが制限される場合であっても、内筒連通路１３の数
を増減させることによって周波数Ｆ1 を設定することが
でき、周波数Ｆ1 の設定自由度を増加させることができ
る。

【００７６】さらに、中間筒体１６の周方向に２個の中
間連通路１７を設けると共に、中間連通路１７は内筒連
通路１３とほぼ同一の平面上に位置して設けたから、各
中間連通路１７内の作動油は管路３内の圧油の脈動に伴
い同期しつつ内側、外側に移動する。このため、２個の
中間連通路１７内の作動油によって、脈動が低減可能な
第２の周波数Ｆ2 を設定することができる。

【００７７】なお、本実施の形態では、内筒体１１と外
筒体１４との間に単一の中間筒体１６を設けることによ
って３重筒を形成し、２個の環状容積室１８，１９を画
成するものとしたが、本発明はこれに限らず、図６に示
す変形例のように内筒体１１と外筒体１４との間に２個
の中間筒体２１，２２を設けることによって４重筒を形
成し、中間筒体２１，２２に中間連通路２３，２４を穿
設すると共に、３個の環状容積室２５，２６，２７を画
成してもよい。また、ｎ個の中間筒体を設けることによ
って、（ｎ＋１）個の環状容積室を画成してもよい。こ
のように構成した場合には、３個以上の周波数で振動す
る圧油の脈動を低減することができる。

【００７８】また、本実施の形態では、脈動低減装置１
０を管路３の途中に設ける構成としたが、本発明はこれ
に限らず、例えば脈動低減装置１０を油圧ポンプ１に付
設し、または油圧ポンプ１に一体的に組み込む構成とし
てもよい。この場合、内筒体１１の一端側を油圧ポンプ
１の吐出口に接続し、他端側を管路３に接続する。

【００７９】また、本実施の形態では、内筒連通路１３
と中間連通路１７とは径方向にほぼ直線状に並んで配置
する構成としたが、本発明はこれに限らず、例えば内筒
連通路１３と中間連通路１７とを長さ方向に対して位置
ずれして設けてもよい。

【００８０】また、本実施の形態では、第２の周波数Ｆ
2 を第１の周波数Ｆ1 の２倍の周波数とした場合につい
て説明したが、本発明はこれに限るものではなく、例え
ば油圧ポンプ１の駆動回転数が２段階に切換られるとき
には、これらの回転数に対応した圧油の脈動を低減すべ
く、第１の周波数Ｆ1 と第２の周波数Ｆ2 とをそれぞれ
設定してもよい。

【００８１】また、前記実施の形態では、内筒体１１、
外筒体１４、中間筒体１６を円筒状に形成するものとし
たが、必ずしも円筒状である必要はなく、第１，第２の
環状容積室１８，１９が形成されていれば断面多角形
状、断面長円形状、断面楕円形状等の他の筒状形状でも
よい。

【００８２】また、前記実施の形態では、内筒体１１、
外筒体１４、中間筒体１６は同軸上に形成するものとし
たが、第１，第２の環状容積室１８，１９が形成されて
いれば必ずしも同軸上に形成する必要はない。

【００８３】また、前記実施の形態では、内筒体１１に
は２個の内筒連通路１３を設けるものとしたが、内筒体
に３個以上の内筒連通路を設けてもよい。また、前記実
施の形態では、中間筒体１６には２個の中間連通路１７
を設けるものとしたが、中間筒体に３個以上の中間連通
路を設けてもよい。

【００８４】さらに、前記実施の形態では、脈動低減装
置１０を圧油を圧送する管路３に適用するものとして説
明したが、本発明はこれに限らず、水、空気等の流体を
圧送する水圧配管、空圧配管等にも広く適用できるもの
である。

【００８５】

【発明の効果】以上詳述した通り、請求項１の発明によ
れば、内筒体、外筒体、中間筒体によって環状容積室を
形成すると共に、内筒連通路によって流体通路と最内周
側の環状容積室とを連通し、中間連通路によって中間筒
体の内周側に位置する環状容積室と外周側に位置する環
状容積室とを連通する構成としたから、流体通路内で流
体の流量に変動が生じたときに、各環状容積室内に充填
された流体がその弾性によって膨張、収縮する。これに
より、内筒体内に発生する複数の周波数の圧力の脈動を
低減することができる。

【００８６】また、脈動低減装置を内筒体、外筒体、中
間筒体によって構成したから、脈動低減装置を多重筒状
に形成することができ、従来技術に比べて脈動低減装置
全体の長さ寸法を短くすることができる。このため、従
来技術に比べて余計な空間を必要とすることがなくな
り、流体を圧送する管路等が比較的狭い場所に配設され
ているときでも容易に脈動低減装置を適用することがで
きる。

【００８７】また、請求項２の発明によれば、内筒体、
外筒体、中間筒体は同軸に配置する構成としたから、脈
動低減装置の形状を簡略化することができ、脈動低減装
置を容易に製造することができる。

【００８８】また、請求項３の発明によれば、内筒連通
路を内筒体の周方向に複数個設けたから、複数の内筒連
通路によって脈動の減衰が可能な一の周波数を設定する
ことができる。

【００８９】また、請求項４の発明によれば、内筒連通
路を内筒体の周方向に複数個設けると共に、中間連通路
を中間筒体の周方向に複数個設け、中間連通路と内筒連
通路とをほぼ同一平面上に位置する構成としてから、複
数の内筒連通路によって脈動の減衰が可能な一の周波数
を設定できると共に、複数の中間連通路によって脈動の
減衰が可能な他の周波数を設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態による脈動低減装置が適用
された管路が油圧ポンプ等に接続された状態を示す油圧
回路図である。

【図２】実施の形態による脈動低減装置を示す縦断面図
である。

【図３】図２中の矢示 III−III 方向からみた脈動低減
装置を示す横断面図である。

【図４】実施の形態による脈動低減装置の第１，第２の
質量、第１，第２の容量を示す説明図である。

【図５】実施の形態による脈動低減装置の透過損失と周
波数との関係を示す特性線図である。

【図６】本発明の変形例による脈動低減装置を示す横断
面図である。

【図７】従来技術による脈動低減装置が適用された管路
が油圧ポンプ等に接続された状態を示す油圧回路図であ
る。

【図８】従来技術による脈動低減装置の脈動低減率と周
波数との関係を示す特性線図である。

【符号の説明】

１０脈動低減装置１１内筒体１２油通路１３内筒連通路１４外筒体１６，２１，２２中間筒体１７，２３，２４中間連通路１８，１９，２５，２６，２７環状容積室Ａ1 ，Ａ2 質量室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者国分晴雄茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内 (72)発明者湯浅一正茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内 (72)発明者中村重孝茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内 (72)発明者坂入哲也茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内Ｆターム(参考） 3H025 CA02 CB21 3H075 AA01 AA18 BB01 BB08 CC17 DA16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流体を圧送する流体通路となった内筒体
と、該内筒体の外周側に設けられた外筒体と、前記内筒
体と外筒体との間に位置して一重または多重に設けられ
た中間筒体と、前記内筒体と外筒体との間で前記中間筒
体によって形成された環状容積室と、前記内筒体に設け
られ前記流体通路と最内周側の環状容積室とを連通する
内筒連通路と、前記中間筒体に設けられ前記中間筒体の
内周側に位置する環状容積室と外周側に位置する環状容
積室とを連通する中間連通路とによって構成してなる流
体の脈動低減装置。
【請求項２】前記内筒体、外筒体、中間筒体は同軸に
配置してなる請求項１に記載の流体の脈動低減装置。
【請求項３】前記内筒連通路は前記内筒体の周方向に
複数個設けてなる請求項１または２に記載の流体の脈動
低減装置。
【請求項４】前記内筒連通路は前記内筒体の周方向に
複数個設けると共に、前記中間連通路は前記中間筒体の
周方向に複数個設け、前記中間連通路と内筒連通路とは
ほぼ同一の平面上に位置してなる請求項１または２に記
載の流体の脈動低減装置。