JPH04191593A - 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） 本発明は、脈動吸収装置、例えば車両の制御用油圧回路
に好適な脈動吸収装置に関する。

（従来の技術） 一般に、油圧ポンプなどのいわゆる圧縮機は、流体（あ
るいはガス）を間欠的に吸い込み・吐出し、その吸い込
み・吐出の周波数が、管路の形状や寸法によって決まる
固有振動数に一致すると、管路は共振状態となる。かか
る共振状態においては、配管に対する起振力が異常に増
大することがあり、配管の耐久性低下や、吐出容量の変
動など種々の不具合を招く。

圧縮機の吸い込み・吐き出し周波数ｆｃ（Ｈｚ）は、圧
縮機の回転速度ｎ（ｒｐｍ）と次のような関係がある。

例えば、単動シリンダ１個の場合、 ｆ　Ｃ＝　（１／６０）　ｎ　　−−−・−■例えば、
複動シリンダ１個の場合、 ｆ　ｃ　−（２／６０）　　ｎ　　　・・−−■例えば
、複動シリンダ２個の場合、 ｆ　ｃ　＝　（４／６０）　ｎ　　−−■但し、位相差
がお互いに９０度のとき また、管路の固有振動数ｒｐは、 一次モードで入力側開端、出力側閉端の場合、ｆｐ＝Ｃ
／４Ｌ　　・・・・・・■ −二次モード入力側、出力側共に閉端の場合、ｆｐ＝２
Ｃ／４Ｌ　　・・・・・・■ 二次モードで入力側開端、出力側閉端の場合、ｆ　ｐ　
＝　３　Ｃ／　４　Ｌ　　・・・・・・■二次モードで
入力側、出力側共に閉端の場合、ｆｐ−’４ｃ／４Ｌ　
　・・・・・・００次モードで入力側開端、出力側閉端
の場合、ｆ　ｐ＝　（２ｎ＝１）Ｃ／４Ｌ　　・−・−
・００次モードで入力側、出力側共に閉端の場合、ｆｐ
＝２ｎＣ／４Ｌ　　・−・・■ で与えられる。但し、Ｃは音速（ｍ／ｓ）　、Ｌは管路
の実長（ｍ）である。

すなわち、管路の固有振動数ｒｐは、管路の実長りによ
って決まり、一方、圧縮機の吸い込み・吐き出し周波数
ｆｃ（脈圧の周波数）は、回転数ｎに応じて変化する。

従って、例えば、車両に搭載された油圧ポンプのように
、走行状態に応じてその回転数を低回転域から極めて高
回転域まで幅広く変化するエンジンによって駆動される
場合には、管路の固有振動数ｒｐと脈圧の周波数ｆｃと
が一致する恐れが多分にある。

これを回避するには、共振管長を避けるのが最も手っ取
り早い。しかし、実際上、配管長を丁度よい長さにする
のは不可能で、一般には、配管途中にいわゆるオリフィ
スプレートを取り付けることが多い。

第５図は従来の脈動吸収装置を示す図であり、１０は例
えばエンジンによって回転駆動される油圧ポンプ、１１
は油圧配管、１２は制御対象のアクチュエータ、１３は
リザーバタンクである。

油圧配管１１は、所定の位置で２分されており、その上
流側配管１１ａと下流側配管１１ｂとの間に脈動吸収器
１４が取付られている。

第６図は脈動吸収器１４の断面図である。脈動吸収器１
４は、上流側配管１１ａと下流側配管１１ｂとを連通ず
る油路１４ａ、４４ｂ、および、該油Ｒ１４ａ、１４ｂ
の開口面積を常時絞り込むためのりテーナオリフィス（
上記のオリフィスプレートに相当）１４Ｃを備える。

脈動吸収器１４の取付位置を、油圧配管ＩＩ上の脈圧の
ＷＪｔこ合わセるとともに、リテーナオリフィス１４ｃ
による最適絞り比（流体の音速や粒子速度振幅に関係す
る）をある絞り比以下にすると、共振管路の計算上、リ
テーナオリフィス１４Ｃの挿入位置を管路閉端とみなず
ことができ、脈動を減衰させて脈圧レベルを小さくする
ことができる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、かかる従来の脈動吸収装置にあっては、
リテーナオリフィス１４ｃによって油圧経路の流路を１
常時」絞り込む構成となっていたため、 ■　配管抵抗が常に大きく油圧ポンプの負担となる、 ■　油温か上昇し易く作動油の劣化を早める、■　大き
な配管抵抗により、管内圧力や管内流量を制御する場合
の制御遅れが発注する、といった諸問題点があった。

本発明はこのような問題点に着目してなされたもので、
経路中の所定位置を流れる流体の粘性を操作することに
より、リテーナオリフィスを用いることなく、脈動を減
衰することを課題としている。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記課題を達成するために、電圧の印加によ
って粘性を高める電気粘性流体または該電気粘性流体を
含む流体と、前記電気粘性流体または該電気粘性流体を
含む流体を周期的に加圧して吐出する加圧手段と、該加
圧手段からの吐出圧に従って動作するアクチュエータと
、前記加圧手段とアクチュエータの間を接続する流体経
路と、該流体経路の途中に介装された電極と、該電極と
電源との間を所定の制御信号に従って接続する接読手段
と、前記吐出圧の脈圧周波数を検出する検出手段と、該
脈圧周波数が所定の周波数に一致または該所定の周波数
を含む周波数域内に入ったとき、前記制御信号を発生す
る制御手段と、を備えたことを特徴とする。

（作用） 本発明では、検出された脈圧の周波数が、所定の周波数
または該所定の周波数を含む周波数域内に入ると、流体
経路途中の電極に電圧が印加され、該電極の電界によっ
て電気粘性流体または該電気粘性流体を含む流体（以下
、電気粘性流体）の粘性が高められる。

■）従って、電極の取付位置付近で、流体に対して抵抗
を与えることができるというあたかもリテーナオリフィ
スを有するが如き作用を得ることができ、脈動を減衰さ
せて脈圧レベルを小ざくするごとができる。

ＩＩ）　Ｌかも、かかる作用は、脈圧の周波数が所定の
周波数または該所定の周波数を含む周波数域内に入った
場合だけに限定して行なわれるから、他の場合には流体
の流動性を高めることができ、上記問題点■■および■
を解決することができる。

（実施例） 以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第１〜３図は本発明に係る脈動吸収装置の一実施例を示
す図であり、油圧回路に適用した例である。

まず、構成を説明する。第１図において、矢印Ａは、電
圧の印加によって粘性を高める電気粘性流体または該電
気粘性流体を含む流体（以下、電気粘性流体）の流方向
を模式的に表している。

電気粘性流体は、エンジン駆動される油圧ポンプ（加圧
手段）２１によって周期的に加圧され吐出される。２２
は油圧ポンプ２１からの吐出圧Ｐに従って動作するアク
チュエータであり、油圧制御系の制御対象要素である。

２３は前記油圧ポンプ２１とアクチュエータ２２の間を
接続する油圧配管（流体経路）で、この油圧配管２３は
、上流側配管２３ａと下流側配管２３ｂとに２分されて
おり、それぞれ所定の長さに設定されている。

上流側配管２３ａと下流側配管２３ｂとの間には、脈動
吸収器２４が取イ」られており、この脈動吸収器２４の
具体的構成例は、第２．３図に示される。

第２．３図において、ボディ２４ａには、上流側配管２
３ａと下流側配管２３ｂとを連通ずる油路２４ｂが形成
され、この油路２４ｂの内壁２４Ｃには、絶縁部材２４
ｄを介して−・対の電極２４ｅ、２４ｆが対向して取（
４られている。各電極２４ｅ、２４ｆからは、ボディ２
４ａの細穴２４ｇ、２４ｈを通してリード線２４ｉ、２
４ｊが引き出されており、細穴２４ｇ、２４ｈは、止め
ねし２４ｋ、２４＋によって圧着されたシール部材２４
ｍ、２４ｎにより、液密状に封止されている。

再び第１図において、上流側配管２３ａには配管内の圧
力変動を、電気信号Ｓに変換する圧力センサ２５が取付
られており、電気信号Ｓは、制御装置２６に与えられる
。

制御装置２６は、上記の圧力センサ２５とともに検出手
段を構成し、また、単独で接続手段および制御手段とし
ても機能する。

すなわち、制御手段２６は、電気信号Ｓの時系列変化か
ら、油圧配管２４内の電気粘性流体の脈圧振動数（周波
数ｆｃ）を検出するとともに、ｆｃが所定の周波数、例
えば油圧配管２３の固有振動数ｆｐまたは該ｒｐを含む
周波数域内に入った時に、電源２７の両極と脈動吸収器
２４の両リード線２４ｉ、２４ｊとをそれぞれ接続する
。

次に、作用を説明する。

油圧ポンプ２１が回転数ｎで駆動されているとき、その
吐出圧Ｐは、回転数ｎによって決まるある周波数ｆｃで
脈動している。この脈動は圧力センサ２５によって電気
信号Ｓに変換され、制御装置２６内で、油圧配管２３の
固有振動数ｒｐまたは該ｒｐを含む周波数域と比較され
る。

今、ｆｃがｆｐと一致するか、または、ｆｐを含む周波
数域内に入った場合、すなわち、配管系　・に大きな起
振力が発生して種々の不具合を招来する恐れがある場合
には、制御装置２６によって電源２７と脈動吸収器２４
のリード線２４ｉ、２４ｊとが接続され、これにより、
脈圧の節または脈動（すなわち流量変動）のｊ復に相当
する油圧配管２３の所定位置に設けられた一対の電極２
４ｅ、２４ｆ間に電界が作用する。

油圧配管２３内を流れる流体は、電気粘性流体それ自体
もしくはそれを含む作動油であるから、電界によって粘
性が高められ、当該所定位置における流動性が低下させ
られる。

従って、あたかもオリフィスプレート（第６図のりテー
ナオリフィスｉ４ｃ参照）を設けたのと同様な働きを得
ることかでき、脈動を減衰させ、脈圧レベルを小さくす
ることができる。

一方、ｆｃがｆｐと一致しないか、または、ｆｐを含む
周波数域から外れている場合、ずなわぢ、配管系が共振
しない場合には、電源２７と脈動吸収器２４のリード線
２４４．２４ｊとの接続が解除され、一対の電極２４ｅ
、２４ｆ間の電界がゼロにされる。

従って、電気粘性流体の粘性が小さくなり、円滑な流動
性を確保することができる。

その結果、管路共振の恐れがないとぎの配管抵軽減でき
る（問題点■の解決）。

また、油温の上昇を抑えることができ、作動油の劣化を
防ぐことができる（問題点■の解決）。

さらに、小さな配管抵抗によって管内圧力や管内流量を
制御する場合の制御遅れを回避することができる（問題
点■の解決）。

なお、上記実施例では、油圧回路を例としたが、これに
限るものではない。要は、脈動を伴う“′流体゛を、配
管によってアクチュエータに供給するものであれば、全
てに適用できる。

また、上記実施例では、油圧配管２３内の圧力変動から
、脈圧の周波数を検出するようにしているが、例えば、
第４図に他の実施例を示すように、油圧ポンプ２１の回
転数ｎを回転数センサ２８によって検出し、この回転数
ｎに基づいて脈圧周波数を演算するようにしてもよい。

因みに、演算式としては、例えば旧式■■または■など
が参考になる。

（効果） 本発明によれば、油圧経路中の所定位置を流れる作動油
の粘性を操作でき、リテーナオリフィスを用いることな
く、脈動を減衰させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明に係る脈動吸収装置の−・実施例を
示す図であり、第１図はその構成図、第２図はその脈動
吸収器の正面図、第３図は第２図のｌ−ｌ１１′矢視断
面図、第４図は本発明に係る脈動吸収装置の他の実施例
を示すその構成図、第５．６図は従来例を示す図であり
、第５図はその構成図、第６図はその脈動吸収器の断面
図である。 ２１・・・・・・油圧ポンプ（加圧手段）、２２・・・
・・・アクチュエータ、 ２３・・・・・・油圧配管（流体経路）、２４ｅ、２４
ｆ・・・・・・電極、 ２５・・・・・・圧力センサ（検出手段）、２６・・・
・・・制御装置 （検出手段、接続手段、制御手段）、 ２７・・・・・・電源。 Ｌ−一−−−−一　−−−一　−− ２′ｌ：電防 制御手段） 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 電圧の印加によって粘性を高める電気粘性流体または該
   電気粘性流体を含む流体と、 前記電気粘性流体または該電気粘性流体を含む流体を周
   期的に加圧して吐出する加圧手段と、該加圧手段からの
   吐出圧に従って動作するアクチュエータと、 前記加圧手段とアクチュエータの間を接続する流体経路
   と、 該流体経路の途中に介装された電極と、 該電極と電源との間を所定の制御信号に従って接続する
   接続手段と、 前記吐出圧の脈圧周波数を検出する検出手段と、該脈圧
   周波数が所定の周波数に一致または該所定の周波数を含
   む周波数域内に入ったとき、前記制御信号を発生する制
   御手段と、を備えたことを特徴とする脈動吸収装置。