JPH0315675A - ポンプの脈動吸収装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ この発明は、ポンプから吐出される流体の脈動を吸収す
る脈動吸収装置に関し、特に、ポンプの回転速度等の変
動に伴って脈動の周波数が変化しても、確実に脈動を吸
収できるようにしたものである。

〔従来の技術〕

ポンプが吐出する流体の脈動を吸収するには、従来から
アキュムレー夕が利用されている。

即ち、ポンプ吐出側の流体路にアキュムレータを接続す
ると、ポンプから吐出された流体の脈動はアキュムレー
タ内に構威された流体室及び気体室の容積変化によって
吸収されるため、アキュムレータの下流側には脈動の小
さな流体が供給されるようになる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、アキュムレー夕は、所定封入圧の気体が
封入された気体室と、流体路に連通ずる流体室とを弾性
膜等で仕切り、流体室内の流体に伝わる脈動を、弾性膜
の弾性変形等を伴う気体室の容積変動（即ち、気体室の
ダンパ効果）によって吸収する構成であるため、全ての
周波数の脈動を効率良く吸収できるものではないから、
生じている脈動の周波数によっては、脈動の大きな流体
がアクチュエー夕等の機器側に供給されてしまうという
未解決の課題があった。

そこで、この発明は、このような従来の技術が有する未
解決の課題に着目してなされたものであり、発生してい
る脈動の周波数に関わりなく、ポンプの脈動を確実に吸
収することができる脈動吸収装置を提供することを目的
としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達或するために、この発明は、ポンプの吐出
側をリリーフ弁を介してドレン側に接続すると共に、前
記ポンプの吐出側と前記リリーフ弁との間に可変絞りを
介挿し、さらに、前記ポンプの吐出側から吐出される流
体の脈動に同期して前記可変絞りの開口面積を変化させ
る可変絞り制御手段を設けた。

〔作用〕

ポンプから吐出される流体は、アクチュエー夕等の流体
機器に供給される一方、可変絞り及びリリーフ弁を介し
てドレン側に戻される。

そして、可変絞り制御手段が、ポンプの吐出側から吐出
される流体の脈動に同期して、可変絞りの開口面積を変
化させる。

すると、発生している脈動の周波数に関わりなく、脈動
によってポンプ吐出圧が増大する時には可変絞りの開口
面積が大となって多量の流体がリリーフ弁を介してドレ
ン側に戻され、吐出圧が増大しない時には可変絞りの開
口面積が小となってリリーフ弁を介してドレン側に戻さ
れる流体は少量となるので、ポンプの吐出側の圧力変動
が卯制される。

〔実施例］ 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１回及び第２図は本発明の第１実施例を示す図であり
、先ず、第１図に従って本実施例の構成を説明する。

第１図はラジアル形のピストンポンプｌの断面図であっ
て、ケーシング２内に、駆動軸３が軸受４ａ，４ｂ及び
４ｃによって回動自在に支持されている。

シール部材５ａ及び５ｂによって密状態に封止された駆
動軸３の軸方向の中央部分には、偏心カム６が回動方向
に一体に設けられ、この偏心カム６は、吸入路７に連通
ずる吸入室８に収められている。また、吸入路７は、図
示しない吸入口を介してリザーバタンクに連通している
。

そして、吸入室８の周囲には、この吸入室８に連通ずる
複数個の固定シリンダ９が、周方向に等しい間隔で放射
状に形成されていて、それぞれの固定シリンダ９内には
、スプリング１０によって偏心カム６側に向けて付勢さ
れたピストンｌ１が内在する。

ピストン１ｌは、偏心カム６側を向く端面が封止された
筒状をしていて、その側壁には、吸入室８とピストン１
１内部とを連通ずる連通孔１１ａが、ピストン１１の進
退に伴って吸入室８内に出没する位置に形成されている
。

また、ピストン１ｌ内部は、その開口している端部を介
して、ピストン１１毎に設けられたシリンダ室ｌ２に連
通し、シリンダ室１２は、スリーブ１２ａによって封止
されると共に、シリンダ室Ｉ２毎に設けられた流路１３
，ｌ／Ｉ及び逆止弁Ｉ５を介して、各逆止弁ｌ５の吐出
流体を集めるように円周方向に形成された周溝ｌ６に運
通している。

さらに、周溝１６は、ケーシング２の外面に開口する吐
出ポート１７に連通していて、吐出ポートｌ７は、配管
ｌ８を介して油圧シリンダ等のアクチュエータ１９に接
続され、配管１８にはアキュムレータ２０が設けてある
。

また、周溝１６は、吐出ボート１７に連通ずる一方で、
ケーシング２内に形成された戻り流路２１にも連通して
いる。

この戻り流路２１は、ケーシング２の外面に開口すると
共に、配管２２を介してリザーバタンク２３に接続され
ていて、配管２２にはリリーフ弁２４が介挿されている
。

そして、ケーシング２内には、戻り流路２ｌに直交した
進退自在のスプール２５が、スプリング２６によって駆
動軸３側に向けて付勢された状態で設けられている。

さらに、スプール２５の戻り流路２Ｉと交差する部分に
は、周方向に連続した溝２５ａが形成されている。従っ
て、戻り流路２Ｉの流路面積は、溝２５が戻り流路２１
内に占める割合によって可変となるから、ここに、スプ
ール２５の進退によって開口面積が変化する可変絞り２
７が構成される。

そして、スプール２５の内端面は、駆動軸３の先端部分
に回動方向に一体に設けられた多面カム２８の周面に接
触している． 多面カム２８は、固定シリンダ９と同数の面を有してい
て、後に詳細に説明するように、ピストン１ｌの吐出工
程が他のピストン１１の吐出工程と重畳する時には可変
絞り２７の開口面積を大きくする（即ち、第１図の状態
とする）一方、ピストンｌ１の吐出工程が他のピストン
１１の吐出工程と重畳しない時には可変絞り２７の開口
面積を小さくする（スプール２５を第１図の状態から上
下何れかの方向に進退させる）ように、スプール２５を
進退させる。

次に、上記実施例の動作を説明する。

例えばエンジン等の駆動力によって駆動軸３を回転させ
ると、この駆動軸３と共に回転する偏心カム６の周面に
先端が接触するピストンｌ１は、固定シリンダ９内を往
復動ずる。

そして、この往復動の内、ピストン１１が駆動軸３に近
づく工程において、吸入室８内の流体が連通孔１１ａを
介してシリンダ室ｌ２に流入し、ピストン１１が駆動軸
３から離れる工程において、連通孔１１ａが固定シリン
ダ９によって閉鎖されてシリンダ室１２内の流体が加圧
され、その加圧された流体が流路１３，１４及び逆止弁
ｌ５を経て周溝１６に供給される。

このようなピストン１ｌの往復動が各ピストン１１にお
いて行われ、常に最低一つのピストン１１が吐出工程に
あれば、周溝１６には、加圧された流体が絶え間無く供
給されることとなる。

そこで、通常は、加圧された流体が確実に絶え間無く供
給されるように、各ピストンｌ１の吐出工程が若干の重
なりをもつように、偏心カム６等の形状を選定する。

例えば、６個のピストンｌ１を備えると仮定すると、そ
れら６個のピストン１１に対応するシリンダ室ｌ２の内
圧Ｐ　Ｉ””　Ｐ−が、第２図（ａ）に示すように、吐
出工程中のシリンダ室ｌ２の内圧が低下する前に、次の
シリンダ室１２の内圧が上昇するようにする。

仮に、各シリンダ室１２から周溝１６に供給される加圧
流体を、そのまま吐出ポートｌ７から吐出するものとす
ると、各ピストンｌ１の吐出工程が重なり合う部分は、
重なり合わない部分に比べて高圧の流体が吐出されるた
め、第２図（ｄ）に示すように、大きな脈動を有する流
体が配管１８に供給されてしまう。

しかしながら、本実施例では、駆動軸３と共に回転する
多面カム２８が、スプール２５を進退させることにより
、可変絞り２７の開口面積を、第２図い）に示すように
、ピストン１１の吐出工程が重なり合う部分（即ち、周
溝１６に供給される流体の脈動）に同期させて変化させ
るため、ピストン１ｌの吐出工程が重なり合って比較的
高圧の流体が周溝１６に供給される時には、可変絞り２
７の開口面積が大となって多量の流体がリリーフ弁２４
を介してリザーバタンク２３に戻されるし、その吐出工
程が重なり合わない時には、可変絞り２７の開口面積が
小となってリリーフ弁２４側には流体が供給され難くな
る。

このため、第２図（Ｃ）に示すように、吐出ポート１７
の吐出圧の圧力変動はほとんどなくなるし、除去しきれ
ない僅かな圧力変動は、配管１８に接続されたアキュム
レータ２０によって吸収することができるから、アクチ
ュエータｌ９側には、定圧に調整された作動流体が供給
される。

そして、例えばエンジン等の駆動源の回転速度が変動し
て駆動軸３の回転速度が変化すると、発生する脈動の周
波数も変動するが、可変絞り２７の開口面積の変化はそ
の脈動に同期している（つまり、第２図（ａ）及び（ロ
）の関係は常に保たれる）から、可変絞り２７による脈
動の吸収は、脈動の周波数に関係なく確実に行われる。

従って、ポンプの回転速度がエンジンの回転速度に依存
する車両等には、特に、上記実施例のような構成は有効
である。

ここで、上記実施例では、スプリング２６及び多面カム
２８が可変絞り制御手段を構成する。

次に、本発明の第２実施例を説明する。

第３図は、第２実施例を示す断面図である。なお、第１
図と同様の部位及び部材には、同じ符号を付し、その重
複する説明は省略する。

この実施例では、戻り流路２ｌとリザーバタンク２３と
を接続する配管２２に、電磁比例式のスプール弁３０を
介拝すると共に、このスプール弁３０の電磁ソレノイド
３ｌに直流電流でなる駆動信号Ｉを主力するコントロー
ラ３２と、駆動軸３に駆動力を伝えるプーり３３の回転
速度を検出してその検出信号Ｎをコントローラ３２に供
給する回転速度センサ３４とを設けたものである。

スプール弁３０は、電磁ソレノイド３１のプランジャ３
１ａと、スプリング３５との付勢力が釣り合う位置に変
位するスプール３６を有し、このスプール３６には周方
向に連続する溝３６ａが形成されている。従って、スプ
ール３６が進退することにより溝３６ａが通路３６ｂ内
に占める割合が変化すると、配管２２の流路面積が変化
する。

ここに、可変絞り３７が構成される。

一方、コントローラ３２は、回転速度センサ３４から供
給される検出信号Ｎに基づき、所定の演算処理を実行し
て駆動信号Ｉを電磁ソレノイド３１に供給し、可変絞り
３７の開口面積を駆動軸３の回転に同期させて変化させ
る。

つまり、各ピストンｌ１は駆動軸３に連動しているから
、駆動軸３の回転速度に基づいて可変絞り３７の開口面
積を変化させても、第２図（ａ）及び（ｂ）の関係を得
ることができる． そして、第１実施例のように機械的な構成ではなく、本
実施例のようにコントローラ３２での処理を経て可変絞
り３７の開口面積を変化さセる構或であると、その変化
を微調整することができるし、既存のポンプにも適用す
ることができる。

ここで、この第２実施例では、電磁ソレノイド３１，コ
ントローラ３２．回転速度センサ３４及びスプリング３
５によって、可変絞り制御手段が構威される。

次に、本発明の第３実施例を説明する。

第４図は第３実施例を示す断面図であり、配管１８及び
２２間をバイパス配管４０で接続したことを除いては、
上記第１実施例と同じである。

即ち、アクチュエータｌ９の必要流量が変動すると、そ
の流量の変動によって可変絞り２７を通過する流量が変
動してしまい、可変絞り２７の開口面積が同じであって
も、吐出ボート１７の吐出圧に変動が生じてしまうが、
本実施例のようにバイパス配管４０を設けると、上記流
量の変動は、直接リリーフ弁２４によって除去すること
ができるから、可変絞り２７を通過する流量の安定化を
図ることができる。

なお、上記各実施例では、ラジアル形のビストンボンプ
１に本発明を適用した場合について説明したが、これに
限定されるものではなく、アキシャル形のピストンポン
プや歯車ポンプ等のような、その他の形式のポンプであ
っても本発明は適用可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、ポンプの吐出側
を、可変絞り及びリリーフ弁を介してドレン側に接続す
ると共に、可変絞りの開口面積を、ポンプから吐出され
る流体の脈動に同期して変化させるようにしたため、生
ずる脈動の周波数に関係なく、確実に脈動を吸収するこ
とができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第ｌ実施例の構成を示す断面図、第２
図（ａ）乃至（ｄ）は本実施例の動作を説明するタイム
チャートであり、同図（ａ）はシリンダ室内圧の変化、
同図（ト）は可変絞りの開口面積の変化、同図（Ｃ）は
ポンプの吐出圧の変化、同図（ψは本発明を用いない場
合のポンプ吐出圧の変化を示す。第３図は本発明の第２
実施例の構或を示す断面図、第４図は本発明の第３実施
例の構成を示す断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポンプの吐出側をリリーフ弁を介してドレン側に
   接続すると共に、前記ポンプの吐出側と前記リリーフ弁
   との間に可変絞りを介挿し、さらに、前記ポンプの吐出
   側から吐出される流体の脈動に同期して前記可変絞りの
   開口面積を変化させる可変絞り制御手段を設けたことを
   特徴とするポンプの脈動吸収装置。