JP2006112340A

JP2006112340A - 圧力機械とその振動抑制方法及び流体機械

Info

Publication number: JP2006112340A
Application number: JP2004301388A
Authority: JP
Inventors: Toshikazu Hayashi; 利和林; Atsushi Yushimo; 篤湯下
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2004-10-15
Filing date: 2004-10-15
Publication date: 2006-04-27

Abstract

【課題】小型かつ簡単な構造の装置で以って圧力脈動及びこれに伴う騒音を確実に低減可能とするとともに、既製のポンプ（圧力機械）に対しても格別な部品交換を伴うことなく圧力脈動及び騒音の低減を実現可能とした振動抑制装置を備えた圧力機械を提供する。
【解決手段】筐体の内部に収納された運動体の作動により該筐体に発生する振動を抑制する振動抑制装置を備えた圧力機械において、前記振動抑制装置は筐体の振動を検出する振動検出器と、前記筐体の振動検出値に基づき一定時間内における振動モードを解析する解析手段、及び解析手段での振動解析結果に基づき前記振動検出値の振動を打ち消す振動モードの逆位相の振動モードを算出する相殺振動モード算出手段を有するコントローラと、該コントローラからの逆位相の振動モードにより前記筐体を加振して該筐体の振動を抑制する逆位相加振手段とを備えたことを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、油圧ポンプ、油圧モータ、水圧ポンプ、水圧モータ等に適用され、筒状の筐体の内部に収納された運動体の作動により該筐体に発生する振動を抑制する振動抑制装置を備えた流体機械を含む圧力機械、及び振動抑制手段を備えた流体機械に関する。

建設機械等の作業機器の動力源として用いられている油圧ポンプは、筒状の筐体内に収納されて回転駆動されるシリンダブロックと、回転駆動される斜板により該シリンダブロック内に形成された複数のシリンダ内を往復動せしめられて該シリンダ内の作動流体を加圧するピストンと、前記シリンダブロックの端面に摺接するとともに該シリンダブロックの回転により前記シリンダ内と選択的に連通、遮断される高圧ポート及び低圧ポートを有する円板状の弁板とを備え、前記ピストンによる作動流体の加圧時に前記シリンダ内と前記弁板の高圧ポートとが連通し前記ピストンによる作動流体の吸入時に前記シリンダ内と前記弁板の低圧ポートとが連通するように構成されている。

かかる油圧ポンプにおいては、斜板によって複数のシリンダ内を往復動せしめられるピストンによるシリンダ内作動流体の周期的な加圧に伴ない圧力脈動が発生し、この圧力脈動によってシリンダブロック、ピストン、斜板等の運動部材を収納している筐体（ケース）に振動及び該振動による騒音が発生する。
かかる筐体の振動及び騒音を低減する手段の１つとして、特許文献１（特開平９−１９５９２９号公報）の技術が提供されている。

特許文献１（特開平９−１９５９２９号公報）の技術においては、油圧ポンプにおいて、該ポンプの筐体（ポンプケーシング）に形成された吸入ポートからポンプ室に至る吸入通路と該吸入通路から吐出ポートに至る吐出通路の何れか一方に、ピストンによるシリンダ内作動流体の周期的な加圧に伴ない発生する圧力脈動及び該圧力脈動による騒音を低減する拡張室を形成して、該圧力脈動及び騒音を発生源近くで効果的に低減している。

また、図６は前記油圧ポンプにおける従来の弁板を示すシリンダブロック側の平面図である。図において、１は弁板、２２は吸入ポート、２１は吐出ポートで、シリンダブロックの回転により、前記吸入ポート２２とピストンの吸入行程にあるシリンダとが連通したとき該吸入ポート２２を通ってシリンダ内に作動油が吸入され、前記吐出ポート２１とピストンの吐出行程にあるシリンダとが連通したとき該シリンダ内の加圧作動油が該吐出ポート２１を通って吐出されるようになっている。
かかる弁板１には、前記吐出ポート２１の前記シリンダブロックとの摺接面の該シリンダブロック回転方向上流側の端部に、前記吐出ポート２１に近づくに従い面積が広くなるノッチ部０２３を形成し、シリンダ内の加圧作動油が最初に小面積のノッチ部０２３に通じ次いで大面積の吐出ポート２１に通ずるようにして、吐出ポート２１への圧力開放を緩慢化し、加圧作動油が充填されたシリンダと大面積の吐出ポート２１とが急激に連通することによる圧力脈動を抑制している。

特開平９−１９５９２９号公報

前記特許文献１（特開平９−１９５９２９号公報）の技術においては、前記のように、
ポンプの筐体（ポンプケーシング）に形成された吸入ポートからポンプ室に至る吸入通路あるいは該吸入通路から吐出ポートに至る吐出通路に、圧力脈動及び該圧力脈動による騒音を低減する拡張室を形成して、かかる圧力脈動及びこれによる騒音を発生源近くで効果的に低減している。

しかるに、かかる従来技術にあっては、筐体（ポンプケーシング）の内部に比較的大容積の圧力脈動緩和用の拡張室を形成しているため、筐体が大きくなってポンプが大型化し、かつ該拡張室への油通路を筐体内に形成することから構造が複雑となってポンプがコスト高となる。
また、既製のポンプにかかる圧力脈動及び騒音低減手段を追設するには、拡張室を備えた筐体を別個に製作して既設の筐体と交換することを要するため、交換のために多くの組み替え工数を必要とし、交換コストが嵩む。

また、図６に示された従来技術にあっては、吐出始めに、シリンダ内の加圧作動油が最初に小面積のノッチ部０２３に通じ次いで大面積の吐出ポート２１に通ずるようにして吐出ポート２１への圧力開放を緩慢化し、加圧作動油が充填されたシリンダと大面積の吐出ポート２１とが急激に連通することによる圧力脈動を抑制している。
しかしながら、かかる従来技術にあっては、前記吐出ポート２１に近づくに従い面積が広くなるノッチ部０２３を、機械加工でシリンダブロックとの摺接面に刻設しているため、弁板個々にノッチ部０２３を加工する必要があり、加工工数が嵩みコスト高となる。

本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、小型かつ簡単な構造の装置で以って圧力脈動及びこれに伴う騒音を確実に低減可能とするとともに、既製のポンプ（圧力機械）に対しても格別な部品交換を伴うことなく圧力脈動及び騒音の低減を実現可能とした振動抑制装置を備えた圧力機械を提供することを目的とする。
また本発明の第２の目的は、弁板の吐出ポートに連設する圧力開放を緩慢化用の溝を、簡単な加工でかつ多数の弁板で同時に形成可能として、加工工数および加工コストが低減された流体機械を提供することにある。

本発明はかかる目的を達成するもので、筒状の筐体の内部に収納された運動体の作動により該筐体に発生する振動を抑制する振動抑制装置を備えた圧力機械において、前記振動抑制装置は前記筐体の振動を検出する振動検出器と、該振動検出器から入力される前記筐体の振動検出値に基づき一定時間内における振幅、周波数を含む振動モードを解析する解析手段、及び前記解析手段での振動解析結果に基づき前記振動検出値の振動を打ち消す前記振動モードの逆位相の振動モードを算出する相殺振動モード算出手段を有するコントローラと、該コントローラからの逆位相の振動モードにより前記筐体を加振して該筐体の振動を抑制する逆位相加振手段とを備えたことを特徴とする。

かかる発明において好ましくは、前記圧力機械の回転周期、往復周期等の加振サイクル周期を検出する加振周期検出手段を備え、前記コントローラは前記加振周期検出手段からの加振周期に対応させて逆位相の振動モードを算出し前記逆位相加振手段に出力するように構成される。
また、前記振動検出器を前記筐体の外周に沿って複数個取付けるとともに、前記逆位相加振手段を前記筐体における前記振動検出器の近傍位置に該筐体の外周に沿って複数個取付けるのが好ましい。

また、本発明は、前記圧力機械の振動を抑制する方法として、筒状の筐体の内部に収納された運動体の作動により該筐体に振動を発生する圧力機械の振動抑制方法において、前記筐体の外周に沿って振動検出器を複数個取付けて該振動検出器により前記筐体の複数箇所の振動を検出し、前記筐体の複数箇所の振動検出値に基づき一定時間内における振幅、周波数を含む振動モードを解析して振動解析結果に基づき前記振動検出値の振動を打ち消す前記振動モードの逆位相の振動モードを算出し、前記逆位相の振動モードにより前記筐体を加振して該筐体の振動を抑制することを特徴とする圧力機械の振動抑制方法を提案する。

かかる発明によれば、筒状の筐体の外周に沿って取付けられた複数個の振動検出器により前記筐体の複数箇所の振動を検出してコントローラに入力するとともに、加振周期検出手段により圧力機械の回転周期、往復周期等の加振サイクル周期を検出してコントローラに入力し、該コントローラにおいて、前記筐体の複数箇所の振動検出値及び前記加振周期検出手段からの加振周期に基づき、一定時間内における振幅、周波数を含む振動モードを解析し、この振動解析結果に基づき前記振動検出値の振動を打ち消す振動モードつまり周期、周波数、振幅の逆位相の振動モードを算出して逆位相加振手段に入力する。

そして、該逆位相加振手段を、好ましくは前記筐体における前記振動検出器の近傍位置に該筐体の外周に沿って複数個取付けておいて、該逆位相加振手段によって前記コントローラからの前記逆位相の振動モードで筐体を加振することにより、該筐体の振動はかかる逆位相の振動モードでの加振によって相殺されることとなって、該筐体の振動を抑制することが可能となる。

従って、かかる発明によれば、複数の振動検出器を筐体の外周に取付けるとともに圧力機械の回転周期、往復周期等の加振サイクル周期を検出する加振周期検出手段を設け、さらに逆位相加振手段を前記振動検出器の近傍位置に該筐体の外周に沿って複数個取付け、コントローラによって、前記振動検出器からの振動検出値及び前記加振周期検出手段からの加振周期に基づき振動モードを解析して振動検出値の振動を打ち消す逆位相の振動モードを算出して逆位相加振手段に入力するように構成することにより、該筐体の振動及び該振動に伴なう騒音を確実に抑制することが可能となり、特許文献１（特開平９−１９５９２９号公報）の従来技術のように比較的大容積の圧力脈動緩和用の拡張室を備えた大型の筐体を必要とせず、かかる従来技術に比べて小型で簡単な構成で、圧力機械のコスト上昇を伴うことなく筐体の振動及び該振動に伴なう騒音を抑制できる。
また、複数の振動検出器、加振周期検出手段及び逆位相加振手段とコントローラとを設置すればよいので、既製の圧力機械に対しても、構成部品の交換による組み替え工数および交換コストを伴うことなく、圧力脈動及び騒音低減手段を追設できる。

殊に、前記振動検出器を前記筐体の外周に沿って複数個取付けるとともに、前記逆位相加振手段を前記筐体における前記振動検出器の近傍位置に該筐体の外周に沿って複数個、該振動検出器に対応して取付ければ、一の振動検出器からの振動検出値に基づき算出した逆位相の振動モードで以って、前記一の振動検出器に近接して取付けられた逆位相加振手段により加振するので、該逆位相加振手段に他の振動検出器からのノイズが入り難く、高精度で筐体振動を抑制できる。

また、前記振動抑制手段を備えた流体機械の発明として、筒状の筐体内に収納されて回転駆動されるシリンダブロックと、該シリンダブロック内に形成された複数のシリンダ内を往復動せしめられるピストンと、前記シリンダブロックの端面に摺接するとともに該シリンダブロックの回転により前記シリンダ内と選択的に連通、遮断される高圧ポート及び低圧ポートを有する円板状の弁板とを備えるとともに、前記筐体に発生する振動を抑制する振動抑制装置を備えた流体機械であって、前記振動抑制装置は、前記筐体の振動を検出する振動検出器と、前記シリンダブロックの回転周期を検出する回転周期検出手段と、該振動検出器から入力される前記筐体の振動検出値及び前記回転周期検出手段からの回転周期検出値に基づき一定時間内における振幅、周波数を含む振動モードを解析する解析手段、並びに前記解析手段での振動解析結果に基づき前記振動検出値の振動を打ち消す前記振動モードの逆位相の振動モードを算出する相殺振動モード算出手段を有するコントローラと、該コントローラからの逆位相の振動モードにより前記筐体を加振して該筐体の振動を抑制する圧電素子を含む逆位相加振手段とを備えたことを特徴とする流体機械を提案する。
かかる発明において好ましくは、前記振動検出器を前記筐体の外周に沿って複数個取付けるとともに、前記逆位相加振手段を前記筐体における前記振動検出器の近傍位置に該筐体の外周に沿って複数個取付ける。

かかる発明によれば、複数の振動検出器を流体機械の筐体の外周に取付けるとともに該流体機械の回転周期を検出する回転周期検出手段を設け、さらに逆位相加振手段を前記振動検出器の近傍位置に該筐体の外周に沿って複数個取付け、コントローラによって前記振動検出器からの振動検出値及び前記回転周期検出手段からの加振周期に基づき振動モードを解析し、振動検出値の振動を打ち消す逆位相の振動モードを算出して逆位相加振手段に入力することにより、該筐体の振動及び該振動に伴なう騒音を確実に抑制することが可能となり、従来技術のように比較的大容積の圧力脈動緩和用の拡張室を備えた大型の筐体を必要とせず、かかる従来技術に比べて小型で簡単な構成で、流体機械のコスト上昇を伴うことなく筐体の振動及び該振動に伴なう騒音を抑制できる。
また、複数の振動検出器、回転周期検出手段及び逆位相加振手段とコントローラとを設置すればよいので、既製の流体機械に対しても、構成部品の交換による組み替え工数および交換コストを伴うことなく、圧力脈動及び騒音低減手段を追設できる。

殊に、前記振動検出器を前記流体機械の筐体の外周に沿って複数個取付けるとともに、前記逆位相加振手段を前記筐体における前記振動検出器の近傍位置に該筐体の外周に沿って複数個、該振動検出器に対応して取付ければ、一の振動検出器からの振動検出値に基づき算出した逆位相の振動モードで前記一の振動検出器に近接して取付けられた逆位相加振手段で加振するので、該逆位相加振手段に他の振動検出器からのノイズが入り難く、高精度で流体機械の筐体振動を抑制できる。

また本発明は、筒状の筐体の内部に収納された運動体の作動により該筐体に振動を発生する圧力機械の振動抑制方法において、前記筐体の外周に沿って振動検出器を複数個取付けて該振動検出器により前記筐体の複数箇所の振動を検出し、前記筐体の複数箇所の振動検出値に基づき一定時間内における振幅、周波数を含む振動モードを解析して振動解析結果に基づき前記振動検出値の振動を打ち消す前記振動モードの逆位相の振動モードを算出して該逆位相の振動モードを記憶手段に記憶させ、前記振動検出器を取り外し、該振動検出器の取り外し後は前記記憶手段に記憶された逆位相の振動モードにより前記筐体を加振して該筐体の振動を抑制することを特徴とする。

かかる発明によれば、最初に、筐体の複数箇所の振動検出値に基づき一定時間内における振幅、周波数を含む振動モードを解析して振動解析結果に基づき前記振動検出値の振動を打ち消す前記振動モードの逆位相の振動モードを算出して、該逆位相振動モードを記憶手段に記憶させておけば、次のサイクル以降においては、該逆位相振動モードは変化しないので、前記逆位相振動モードの記憶値を用いて逆位相加振手段により筐体を加振して該筐体の振動を抑制することが可能となる。
これにより、振動検出器による振動検出およびコントローラにおける振動解析と逆位相振動モードの算出は最初の１回行うだけでよく、筐体の振動抑制制御が簡単になる。

また本発明は、筒状の筐体内に収納されて回転駆動されるシリンダブロックと、該シリンダブロック内に形成された複数のシリンダ内を往復動せしめられるピストンと、前記シリンダブロックの端面に摺接するとともに該シリンダブロックの回転により前記シリンダ内と選択的に連通、遮断される高圧ポート及び低圧ポートを有する円板状の弁板とを備えた流体機械において、前記弁板は、前記高圧ポートの前記シリンダブロックとの摺接面の該シリンダブロック回転方向上流側の端部に、周方向長さの異なる一定幅の圧力調整溝を複数個並設してなることを特徴とする。

かかる発明によれば、高圧ポートのシリンダブロックとの摺接面の該シリンダブロック回転方向上流側の端部に、周方向長さの異なる一定幅の圧力調整溝を複数個並設したので、複数の一定幅の溝の長さをかえるのみで高圧ポートに連なる圧力緩和通路の面積変化率を容易に制御できる。
また、圧力調整溝は周方向長さの異なる一定幅の溝を複数個並設ることにより形成できるので、機械加工によらずに表面処理加工にて形成でき、加工が簡単となるとともに、多数の弁板で同時に形成することが可能となり、加工工数が少なくて済み加工コストを低減できる。

本発明によれば、複数の振動検出器を筐体の外周に取付けるとともに圧力機械の加振サイクル周期を検出する加振周期検出手段を設け、さらに逆位相加振手段を前記振動検出器の近傍位置に該筐体の外周に沿って複数個取付け、コントローラによって前記振動検出器からの振動検出値及び前記加振周期検出手段からの加振周期に基づく振動モードを解析して、該振動検出値の振動を打ち消す逆位相振動モードを算出し、逆位相振動モードを逆位相加振手段に入力するように構成することにより、該筐体の振動及び該振動に伴なう騒音を確実に抑制することが可能となり、従来技術のように比較的大容積の圧力脈動緩和用の拡張室を備えた大型の筐体を必要とせず、かかる従来技術に比べて小型かつ簡単な構成で、圧力機械のコスト上昇を伴うことなく筐体の振動及び該振動に伴なう騒音を抑制できる。
また、複数の振動検出器、加振周期検出手段及び逆位相加振手段とコントローラとを設置すればよいので、既製の圧力機械に対しても、構成部品の交換による組み替え工数および交換コストを伴うことなく、圧力脈動及び騒音低減手段を追設できる。

また本発明によれば、高圧ポートの摺接面のシリンダブロック回転方向上流側の端部に、周方向長さの異なる一定幅の圧力調整溝を複数個並設したので、複数の一定幅の溝の長さを変えるのみで高圧ポートに連なる圧力緩和通路の面積変化率を容易に制御でき、また、該圧力調整溝は周方向長さの異なる一定幅の溝を複数個並設することにより形成できるので、機械加工によらずに表面処理加工にて形成でき、加工が簡単となるとともに、多数の弁板で同時に形成することが可能となり、加工工数が少なくて済み加工コストを低減できる。

以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

図１は、本発明の第１実施例に係る油圧ポンプの断面図を含む振動抑制装置全体構成図、図２は前記第１実施例における圧電素子の円周方向配置図、図３は前記第１実施例における加速度計の円周方向配置図である。
図１において、１００は油圧ポンプ、６は図示しないモータにより回転駆動される駆動軸、５は該駆動軸６に傾斜角αで取り付けられた斜板、２は該駆動軸６と連動して回転せしめられるシリンダブロック、４は該シリンダブロック２に円周方向等間隔に複数個穿設されたシリンダ、７は各シリンダ４内に往復動自在に嵌合されたピストンで、該駆動軸６の回転によって斜板５が回転せしめられとともに、シリンダブロック２が回転せしめられる。
前記斜板５の回転は、スラストプレート０８及び球面継手８を介してピストン７に伝達され、該斜板５の回転によってピストン７がシリンダ４内を往復動せしめられる。

９は有底筒状に形成されたポンプケース（筐体）、１は図示しないケースに固定された円板状の弁板で、図５（Ａ）に示されるように、図示しない吸入口に連通される吸入ポート（低圧ポート）２２及び図示しない吐出口に連通される吐出ポート（高圧ポート）２１を備えている。前記斜板５の回転によってピストン７が図１の右動して吸入行程になると、前記シリンダブロック２の回転によって当該ピストン７のシリンダ４と前記弁板１の吸入ポート２２とが連通して、作動油がシリンダ４内に吸入される。
そして、前記ピストン７が図１の左動してシリンダ４内の作動油を圧縮する吐出行程になると、前記シリンダブロック２の回転によって当該ピストン７のシリンダ４と前記弁板１の吐出ポート２１とが連通して、高圧に圧縮された作動油がシリンダ４内から吐出ポート２１を介して吐出口に吐出される。
以上に述べた油圧ポンプの基本構成は従来技術と同様である。

１２は前記ポンプケース９の外周に取付けられた加速度計（振動検出器）である。該加速度計１２は、図３のように、ポンプケース９の外周に円周方向に沿って等間隔に８個設けられ（円周方向に沿って複数個設けられていればよい）、各取付部の振動（主として半径方向の振動）を検出している。
１３は前記駆動軸６の回転パルス（つまりシリンダブロック２の回転パルス）を検出する回転パルス検出器である。
１０はコントローラで、前記複数の加速度計１２からのポンプケース９各部の振動検出値及び前記回転パルス検出器１３からの駆動軸６の回転パルス（つまりシリンダブロック２の回転パルス）の検出値が入力され、これら入力値により後述する演算、制御を行って、その制御信号を出力するものである。１４は前記コントローラ１０からの制御信号を増幅するアンプである。

１１は前記ポンプケース９の外周に取付けられた圧電素子である。該圧電素子１１は、加速度計１２と近接した部位であって、図２のように前記ポンプケース９の外周に円周方向に沿って等間隔に８個設けられ（円周方向に沿って複数個設けられていればよい）、前記アンプ１４で増幅されたコントローラ１０からの制御操作信号によって、前記ポンプケース９を加振している。該圧電素子１１に代えて磁歪アクチュエータ等の電気あるいは磁気による加振手段を用いることもできる。

次に、図４（Ａ）に示す振動抑制装置の制御ブロック図に基づき第１実施例の動作を説明する。
前記複数の加速度計１２で検出されたポンプケース９の外周の振動検出値、及び回転パルス検出器１３で検出された前記駆動軸６の回転パルス（つまりシリンダブロック２の回転パルス）は前記コントローラ１０の周波数解析部１０１に入力される。
該周波数解析部１０１においては、図４（Ｂ）のＡ線に示されるような、周波数ｆ（周期１／ｆ）、振幅ｐの振動検出値をΔｔ時間毎に、リアルタイムに周波数成分解析を行い、その解析結果を逆位相演算部１０２に入力する。

逆位相演算部１０２においては、前記周波数成分解析結果より、図４（Ｂ）のＢ線に示されるような、周波数ｆ（周期１／ｆ）、振幅ｐの振動検出値（図４（Ｂ）のＡ線）の振動を打ち消すような逆位相の周波数ｆ（周期１／ｆ）、振幅ｐを、Δｔ時間の周波数成分解析毎に算出して相殺振動モード算出部１０３に入力する。
相殺振動モード算出部１０３においては、前記のような逆位相の周波数ｆ（周期１／ｆ）、振幅ｐに基づき圧電素子１１に付与する電圧、電流値及び周波数（周期）を算出してアンプ１４に入力する。

該アンプ１４で増幅された前記周波数（周期）の電圧、電流値は、ポンプケース９の外周に円周方向に沿って等間隔に設けられた圧電素子１１に伝送される。
該圧電素子１１は、前記のような加速度計１２からの振動検出値の振動を打ち消すような逆位相の振動モードで油圧ポンプ１００の前記ポンプケース９を加振する。ポンプケース９の振動は、かかる逆位相の振動モードでの加振により相殺されて低減せしめられる。

かかる実施例においては、前記加速度計１２を前記ポンプケース９の外周に沿って複数個（この例では８個）取付けるとともに、前記圧電素子１１を振動検出器である前記加速度計１２の近傍位置に該加速度計１２と同数、かつ該加速度計１２に対応して取付けているので、一の加速度計１２からの振動検出値に基づき算出した逆位相の振動モードで前記一の加速度計１２に近接して取付けられた一の圧電素子１１で加振するので、該一の圧電素子１１に他の圧電素子１１からのノイズが入り難く、高精度で油圧ポンプ械のポンプケース振動を抑制できる。

従ってかかる第１実施例によれば、複数の加速度計１２（振動検出器）をポンプケース９の外周に取付けるとともに、油圧ポンプの回転周期を検出する回転パルス検出器１３を設け、さらに逆位相加振手段を構成する圧電素子１１を前記加速度計１２の近傍位置にポンプケース９の外周に沿って複数個取付け、コントローラ１０によって前記加速度計１２からの振動検出値及び前記回転パルス検出器１３からの加振周期に基づき振動モードを解析し、加速度計１２からの振動検出値の振動を打ち消す逆位相の振動モードを算出して前記圧電素子１１に入力し、加速度計１２からの振動検出値の振動を打ち消すような逆位相の振動モードで前記ポンプケース９を加振することにより、該ポンプケース９の振動及び該振動に伴なう騒音を確実に抑制することが可能となる。
これにより、従来技術のように比較的大容積の圧力脈動緩和用の拡張室を備えた大型の筐体を必要とせず、かかる従来技術に比べて小型で簡単な構成で、油圧ポンプのコスト上昇を伴うことなくポンプケース９の振動及び該振動に伴なう騒音を抑制できる。
また、複数の加速度計１２、回転パルス検出器１３及び複数の圧電素子１１とコントローラ１０とを設置すればよいので、既製の油圧ポンプに対しても、構成部品の交換による組み替え工数および交換コストを伴うことなく、圧力脈動及び騒音低減手段を追設できる。

また、かかる第１実施例の変形例として、図４に示されるように、前記逆位相演算部１０２において前記周波数成分解析結果より、周波数ｆ（周期１／ｆ）、振幅ｐの振動検出値（図４（Ｂ）のＡ線）の振動を打ち消すような逆位相の周波数ｆ（周期１／ｆ）、振幅ｐを、Δｔ時間の周波数成分解析毎に算出し、相殺振動モード算出部１０３において前記のような逆位相の周波数ｆ（周期１／ｆ）、振幅ｐに基づき圧電素子１１に付与する電圧、電流値及び周波数（周期）を算出してから、該相殺振動モード算出部１０３で算出された前記逆位相の振動モードに相当し圧電素子１１に付与する電圧、電流値及び周波数（周期）を相殺振動モード記憶部１０４に記憶させておき、以後は加速度計１２を取り外す。
そして、次のサイクルからは、前記相殺振動モード記憶部１０４に記憶された圧電素子１１に付与する電圧、電流値及び周波数（周期）によって該圧電素子１１を作動させる。

かかる変形例によれば、最初に、ポンプケース９の複数箇所の加速度計１２からの振動検出値に基づき一定時間Δｔ内における周波数ｆ（周期１／ｆ）振幅ｐの振動モードを解析し、前記の手順で前記振動検出値の振動を打ち消す逆位相の振動モードを算出して、該逆位相の振動モードに相当し圧電素子１１に付与する電圧、電流値及び周波数（周期）をを相殺振動モード記憶部１０４に記憶させておけば、次のサイクル以降においては、該逆位相振動モードは変化しないので、前記相殺振動モード記憶部１０４の記憶値を用いて圧電素子１１によりポンプケース９を加振して該ポンプケース９の振動を抑制することが可能となる。
これにより、加速度計１２による振動検出およびコントローラ１０における振動解析と逆位相振動モードの算出は最初の１回行うだけでよく、ポンプケース９の振動抑制制御が簡単になる。

次に、図５（Ａ）は本発明の第２実施例に係る油圧ポンプの弁板の平面図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）におけるＡ−Ａ線拡大断面図である。
図５（Ａ）において、１は弁板で、図１に示されるように、ポンプケース９に固定され、前記シリンダブロック２との摺接面１ａを備えている。
２２は吸入ポート、２１は吐出ポートで、図１及び図５（Ａ）に示されるように、シリンダブロック２の回転により、前記吸入ポート２２とピストン７の吸入行程にあるシリンダ４とが連通したとき該吸入ポート２２を通ってシリンダ４内に作動油が吸入され、前記吐出ポート２１とピストン７の吐出行程にあるシリンダ４とが連通したとき該シリンダ４内の加圧作動油が該吐出ポート２１を通って吐出されるようになっている。

かかる弁板１には、前記吐出ポート２１の前記シリンダブロック２との摺接面１ａの該シリンダブロック２回転方向上流側の端部に、円周方向長さｅの異なる一定幅ｂで深さｄ（図５（Ｂ）参照）の圧力調整溝２３をピッチｐにて複数個（この例では３個）並設している。
そして、シリンダ４内の加圧作動油が最初に円周方向長さｅの長い第１の圧力調整溝２３に通じて圧力が若干開放され、次いで前記加圧作動油が第１の圧力調整溝２３よりも円周方向長さｅの短い第２の圧力調整溝２３に開放されて圧力がさらに開放され、次いで前記加圧作動油が該第２の圧力調整溝２３よりも円周方向長さｅの短い第３の圧力調整溝２３に開放される、というように、加圧作動油が円周方向長さｅの異なる圧力調整溝２３に順次開放されることによって、吐出ポート２１への圧力開放を緩慢化し、加圧作動油が充填されたシリンダ４と大面積の吐出ポート２１とが急激に連通することによる圧力脈動を抑制する。

従って、かかる第２実施例によれば、吐出ポート（高圧ポート）２１のシリンダブロック２との摺接面１ａの該シリンダブロック２回転方向上流側の端部に、円周方向長さｅの異なる一定幅ｂの圧力調整溝２３を複数個並設したので、複数の一定幅ｂの圧力調整溝２３の円周方向長さｅを変えるのみで吐出ポート（高圧ポート）２１に連なる圧力緩和通路の面積変化率を容易に制御できる。
また、前記圧力調整溝２３は円周方向長さｅの異なる一定幅ｂの溝を複数個並設することにより形成できるので、機械加工によらずに表面処理加工にて形成でき、加工が簡単となるとともに、多数の弁板１で同時に形成することが可能となり、加工工数が少なくて済み加工コストを低減できる。

本発明によれば、小型かつ簡単な構造の装置で以って圧力脈動及びこれに伴う騒音を確実に低減することが可能となるとともに、既製のポンプ（圧力機械）に対しても格別な部品交換を伴うことなく圧力脈動及び騒音の低減を実現可能な振動抑制装置を備えた流体機会等の圧力機械を提供できる。
また本発明によれば、弁板の吐出ポートに連設する圧力開放緩慢化用の溝を、簡単な加工でかつ多数の弁板で同時に形成可能となり、加工工数および加工コストが低減された流体機械を提供できる。

本発明の第１実施例に係る油圧ポンプの断面図を含む振動抑制装置全体構成図である。前記第１実施例における圧電素子の円周方向配置図である。前記第１実施例における加速度計の円周方向配置図である。前記第１実施例における制御ブロック図である。（Ａ）は本発明の第２実施例に係る油圧ポンプの弁板の平面図、（Ｂ）は図５におけるＡ−Ａ線拡大断面図である。従来技術を示す図５（Ａ）対応図である。

符号の説明

１弁板
２シリンダブロック
４シリンダ
５斜板
６駆動軸
７ピストン
９ポンプケース（筐体）
１０コントローラ
１１圧電素子
１２加速度計（振動検出器）
１３回転パルス検出器
２１吐出ポート（高圧ポート）
２２吸入ポート（低圧ポート）
２３圧力調整溝
１００油圧ポンプ

Claims

筒状の筐体の内部に収納された運動体の作動により該筐体に発生する振動を抑制する振動抑制装置を備えた圧力機械において、前記振動抑制装置は前記筐体の振動を検出する振動検出器と、該振動検出器から入力される前記筐体の振動検出値に基づき一定時間内における振幅、周波数を含む振動モードを解析する解析手段、及び前記解析手段での振動解析結果に基づき前記振動検出値の振動を打ち消す前記振動モードの逆位相の振動モードを算出する相殺振動モード算出手段を有するコントローラと、該コントローラからの逆位相の振動モードにより前記筐体を加振して該筐体の振動を抑制する逆位相加振手段とを備えたことを特徴とする振動抑制装置を備えた圧力機械。
前記圧力機械の回転周期、往復周期等の加振サイクル周期を検出する加振周期検出手段を備え、前記コントローラは前記加振周期検出手段からの加振周期に対応させて逆位相の振動モードを算出し前記逆位相加振手段に出力するように構成されてなることを特徴とする請求項１記載の振動抑制装置を備えた圧力機械。
前記振動検出器を前記筐体の外周に沿って複数個取付けるとともに、前記逆位相加振手段を前記筐体における前記振動検出器の近傍位置に該筐体の外周に沿って複数個取付けてなることを特徴とする請求項１記載の振動抑制装置を備えた圧力機械。
筒状の筐体の内部に収納された運動体の作動により該筐体に振動を発生する圧力機械の振動抑制方法において、前記筐体の外周に沿って振動検出器を複数個取付けて該振動検出器により前記筐体の複数箇所の振動を検出し、前記筐体の複数箇所の振動検出値に基づき一定時間内における振幅、周波数を含む振動モードを解析して振動解析結果に基づき前記振動検出値の振動を打ち消す前記振動モードの逆位相の振動モードを算出し、前記逆位相の振動モードにより前記筐体を加振して該筐体の振動を抑制することを特徴とする圧力機械の振動抑制方法。
筒状の筐体の内部に収納された運動体の作動により該筐体に振動を発生する圧力機械の振動抑制方法において、前記筐体の外周に沿って振動検出器を複数個取付けて該振動検出器により前記筐体の複数箇所の振動を検出し、前記筐体の複数箇所の振動検出値に基づき一定時間内における振幅、周波数を含む振動モードを解析して振動解析結果に基づき前記振動検出値の振動を打ち消す前記振動モードの逆位相の振動モードを算出して該逆位相の振動モードを記憶手段に記憶させ、前記振動検出器を取り外し、該振動検出器の取り外し後は前記記憶手段に記憶された逆位相の振動モードにより前記筐体を加振して該筐体の振動を抑制することを特徴とする圧力機械の振動抑制方法。
筒状の筐体内に収納されて回転駆動されるシリンダブロックと、該シリンダブロック内に形成された複数のシリンダ内を往復動せしめられるピストンと、前記シリンダブロックの端面に摺接するとともに該シリンダブロックの回転により前記シリンダ内と選択的に連通、遮断される高圧ポート及び低圧ポートを有する円板状の弁板とを備えるとともに、前記筐体に発生する振動を抑制する振動抑制装置を備えた流体機械において、
前記振動抑制装置は、前記筐体の振動を検出する振動検出器と、前記シリンダブロックの回転周期を検出する回転周期検出手段と、該振動検出器から入力される前記筐体の振動検出値及び前記回転周期検出手段からの回転周期検出値に基づき一定時間内における振幅、周波数を含む振動モードを解析する解析手段、並びに前記解析手段での振動解析結果に基づき前記振動検出値の振動を打ち消す前記振動モードの逆位相の振動モードを算出する相殺振動モード算出手段を有するコントローラと、該コントローラからの逆位相の振動モードにより前記筐体を加振して該筐体の振動を抑制する圧電素子を含む逆位相加振手段とを備えたことを特徴とする流体機械。
前記振動検出器を前記筐体の外周に沿って複数個取付けるとともに、前記逆位相加振手段を前記筐体における前記振動検出器の近傍位置に該筐体の外周に沿って複数個取付けてなることを特徴とする請求項６記載の流体機械。
筒状の筐体内に収納されて回転駆動されるシリンダブロックと、該シリンダブロック内に形成された複数のシリンダ内を往復動せしめられるピストンと、前記シリンダブロックの端面に摺接するとともに該シリンダブロックの回転により前記シリンダ内と選択的に連通、遮断される高圧ポート及び低圧ポートを有する円板状の弁板とを備えた流体機械において、前記弁板は、前記高圧ポートの前記シリンダブロックとの摺接面の該シリンダブロック回転方向上流側の端部に、周方向長さの異なる一定幅の圧力調整溝を複数個並設してなることを特徴とする流体機械。