JPH0914127A - ポンプ吐出圧力の脈動低減機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 位相の異なった少なくとも２つの吐出圧特性
をもつポンプにおけるポンプ圧力の脈動を低減する。 【構成】 位相の異なった少なくとも２つの吐出圧特性
をもつポンプにおいて、ポンプのポートブロック８に設
けた位相の異なった吐出圧が導かれる２つの吐出ポート
９ａ，９ｂと、各吐出ポート９ａ，９ｂより通路１３
ａ，１３ｂを介して連通されたシリンダ１５と、シリン
ダ内を摺動するフリーピストン１６とを備え、このフリ
ーピストン１６の両端面の圧力吸収室１４ａ，１４ｂに
それぞれ位相の異なる吐出圧力を導入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、１シリンダブロック２
フロー、あるいは２連ポンプ等吐出圧位相の異なった複
数のポンプにおけるポンプ圧力の脈動を低減する機構に
関する。

【０００２】

【従来の技術】ポンプの吐出圧力の脈動を低減する機構
としては、膨張空洞式やヘルムホルツ共鳴式、枝管式等
がある。例えば、膨張空洞式では吐出側管路中の一部を
拡径にして管路の容量を増やし、拡大部を流れる流体の
流れを急拡大することによる圧力損失、乱れで圧力の脈
動を平滑化するようにしている。また、ヘルムホルツ共
鳴式や枝管式も同様に、吐出側管路中の管路の容量を変
えて、共鳴させたり、位相遅れを利用して圧力の脈動を
平滑化するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記膨
張空洞式では、吐出側管路中の一部を拡径にして管路の
容量を増やし、拡大部を流れる流体の流れを急拡大する
ことによる圧力損失や流体の流れの乱れで圧力の脈動を
平滑化するようにしているので、流れの急拡大と拡大後
の流れの回収をする必要があるとともに、高圧力に対応
するようにケーシングが圧力容器として耐圧性を有する
構造を必要とするため、比較的大型で強固にしなければ
ならない。さらに流体の圧力損失を利用するため吐出さ
れるポンプの効率が低くなると言う問題がある。また、
前記ヘルムホルツ共鳴式や枝管式にあっては、吐出側管
路中の管路の容量を変えて共鳴させたり、位相遅れを利
用する構造となっているため、脈動周波数の比較的狭帯
域でしか脈動を低減する効果がなく、また、配管中に設
置するため、余分な取り付け部材や継手等が必要にな
り、配管スペースを広く取らなければならないと言う問
題があった。

【０００４】とくにこれらの脈動吸収機構により、１シ
リンダブロック２フロータイプや２連ポンプなど、２つ
の吐出圧特性をもつホンプに応用しようとすると、それ
ぞれの吐出系統にこれらを設置する必要があることか
ら、それだけ設置スペースも要求され、ポンプの大型
化、大重量化などが避けられなくなる。

【０００５】本発明は、とくに２つの異なる吐出圧特性
をもつポンプの吐出圧の脈動を低減するため、低減機構
をポンプ本体に内蔵し、配管スペースを必要とせず、コ
ンパクトにすることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、位相の異
なった少なくとも２つの吐出圧特性をもつポンプにおい
て、ポンプのポートブロックに設けた位相の異なった吐
出圧が導かれる２つの吐出ポートと、各吐出ポートより
通路を介して連通されたシリンダと、シリンダに収装し
たフリーピストンを介して画成された２つの圧力吸収室
と、前記フリーピストンの両端面の圧力吸収室に前記通
路を介してそれぞれ位相の異なる吐出圧力が導入する。

【０００７】第２の発明は、第１の発明において、前記
フリーピストンを一方向に付勢するばねを介在させる。

【０００８】第３の発明は、第１の発明において、前記
シリンダ内に２つのフリーピストンを介装し、これらフ
リーピストン間に圧縮ばねを介在させ、各フリーピスト
ンで画成された圧力吸収室にそれぞれ位相の異なる吐出
圧を導入する。

【０００９】

【作用】第１の発明では、２つのポンプからの位相の異
なった特性をもつポンプ吐出圧が、吐出ポートからフリ
ーピスントンで画成されたそれぞれの圧力吸収室に導入
される。一方の圧力吸収室の吐出圧が上昇したときに、
他方の吐出圧は低下するというように、吐出圧の位相が
互いに異なるため、フリーピスントンはこれらの圧力差
に応じて移動し、常に高圧側の圧力吸収室の容積を拡大
する。このようにして、吐出圧が高くなった方の吐出ポ
ートに連通する圧力吸収室の容積拡大により、吐出圧の
ピークが吸収緩和され、これらが交互に繰り返されるこ
とにより、２つのポンプからの吐出圧の脈動が低減され
る。

【００１０】各圧力吸収室の容積は相反的に拡縮するの
で、２つのポンプの圧力脈動を吸収するのに、１つのシ
リンダとフリーピスントンを備えるだけでよく、このた
めポンプケースなどの一部に大きな占有スペースをとる
ことなく、設置することが可能となり、ポンプの大型化
や大重量化などが回避できる。

【００１１】第２の発明では 、フリーピストンを一方
向に付勢するばねを介在させたので、 ばねによりフリ
ーピストンの応答性を調整し、少なくとも一方の吐出圧
特性にマッチした吐出圧脈動の吸収効果を発揮させら
れ、かつばねによりフリーピスントンの振動等を抑制
し、衝突音を低減できる。

【００１２】第３の発明では、シリンダ内に２つのフリ
ーピストンを介装し、これらフリーピストン間に圧縮ば
ねを介在させたので、ばねにより２つのフリーピストン
の吐出圧に対する応答性を調整し、吐出圧の立ち上がり
を滑らかにし、また、フリーピスントンの振動等を個々
に抑制し、衝突音を低減できる。

【００１３】

【実施例】図１〜４に本発明の実施例を示す。図１は本
発明の全体の断面図、図２は拡大断面図である。

【００１４】この実施例は、１つのシリンダブロック・
２フロータイプの斜板式ピストンポンプに本発明を適用
した例で、ケーシング１内にはシャフト２と一体に回転
するシリンダブロック３が設けてある。このシリンダブ
ロック３にはシャフト２を中心に異なった円周上に等間
隔で、それぞれ複数のピストン４及びシリンダ５が２系
統配設してある。

【００１５】モータ等の動力により回転するシャフト２
を介してシリンダブロック３が回転することにより、各
ピストン４は斜板６上のスラストプレートに当接しなが
らシリンダ５内を往復動して、これに伴い作動油を弁板
７を介して給排し、ポートブロック８に設けた各吐出ポ
ート９ａ、９ｂへ内周側と外周側にそれぞれ配設したピ
ストン４により位相の異なった吐出圧Ｐ１とＰ２の作動
油を吐出する。

【００１６】図２はピストンポンプのポートブロック８
を拡大した断面図であり、各ピストン４の往復動により
圧縮された油は、弁板７に形成した内周と外周の吐出穴
１１ａ，１１ｂから通路１２ａ、１２ｂを介して各ポー
ト９ａ、９ｂへと吐出される。

【００１７】ポートブロック８の一部にはシリンダ１５
が形成されており、このシリンダ１５内にはフリーピス
トン１６が摺動自由に嵌挿され、その両側に圧力吸収室
１４ａ，１４ｂを画成する。なお、シリンダ１５の一端
側はシール材１７を介してプラグ１８で密閉されてい
る。これらシリンダ１５の両圧力吸収室１４ａ，１４ｂ
には、前記通路１２ａ、１２ｂから分岐した圧力伝達通
路１３ａ、１３ｂが連通されており、前記フリーピスト
ン１６の各端面には吐出ポート９ａ、９ｂからの吐出圧
が作用する。

【００１８】なお、フリーピストン１６とシリンダ１５
との隙間からの油の漏れは、ドレン穴１９を介して低圧
側へ流れる。

【００１９】以上のように構成され、次にその作用を説
明する。

【００２０】シリンダブロック３の内周側に配設したピ
ストン４と外周側に配設したピストン４とはそれぞれ異
なった位相をもって往復運動し、これに伴って異なった
吐出圧Ｐ１，Ｐ２でもって作動油を吐出する。なお、こ
の様子を図５に示す。

【００２１】この吐出圧Ｐ１，Ｐ２は、シリンダ１５の
圧力吸収室１４ａ，１４ｂに導かれ、これらの圧力差に
応じてフリーピスントン１６を移動させる。吐出圧Ｐ１
が吐出圧Ｐ２より圧力が高い場合、フリーピストン１６
は図中上方にストロークして吸収室１４ａの容積を増大
させる。一方、吐出圧Ｐ２が吐出圧Ｐ１よりも高くなっ
たときは、フリーピスントン１６は反対方向に移動し、
圧力吸収室１４ｂの容積を増大させる。

【００２２】すなわち、フリーピストン１６は、それぞ
れ位相の異なった吐出圧Ｐ１、吐出圧Ｐ２のどちらか高
い方の圧力を受けてストロークし、圧力吸収室１４ａ、
あるいは圧力吸収室１４ｂの容積を拡大させる。このた
め高圧側の吐出圧のピークが容積拡大により吸収緩和さ
れ、圧力脈動が平滑化される。

【００２３】この場合、位相の異なる２系統の吐出圧を
同一のシリンダ１５に導くことにより、相反的に圧力吸
収室１４ａ，１４ｂを拡縮するので、脈動吸収に必要な
ボリュームは、単一の吐出特性をもつポンプに適用とす
るのと同一でよく、結局トータルボリュームが小さくて
すみ、効率よく圧力脈動を減少されられ、このことは、
ポンプの小型化などにも寄与する。

【００２４】次に第２の実施例を説明すると、図３に示
すように、ポートブロック８内にはシリンダ２２が形成
されており、このシリンダ２２に摺動自由なフリーピス
ントン２０が、ばね２１により一方の圧力吸収室１４ｂ
に向けて付勢されている。

【００２５】なお、シリンダ２２の圧力吸収室１４ｂ側
はシール材１７、２６を介してプラグ１８で密閉してい
る。圧力吸収室１４ａ，１４ｂには前記通路１２ａ、１
２ｂより分岐した圧力伝達通路１３ａ、１３ｂを介して
それぞれ連通されており、前記フリーピストン２０の各
端面の圧力吸収室１４ａ，１４ｂにはポート９ａ、９ｂ
よりの吐出圧Ｐ１、吐出圧Ｐ２が作用するようになって
いる。

【００２６】したがって、圧力吸収室１４ａに作用する
シリンダブロック３の内周側に配設したピストン４によ
る吐出圧Ｐ１が、圧力吸収室１４ｂに作用する外周側に
配設したピストン４による吐出圧Ｐ２より高くなり、さ
らにばね２１の作用力を越えると、フリーピストン２０
がストロークし、圧力吸収室１４ａの容積を増大させ
る。これにより、吐出圧Ｐ１の圧力脈動を吸収し、ま
た、逆に吐出圧Ｐ２が吐出圧Ｐ１よりも大きくなると、
反対方向にフリーピストン２０が速やかに移動し、やは
り吐出圧Ｐ２の圧力脈動を吸収する。

【００２７】この場合、ばねに２１によりフリーピスト
ン２０の振動等を抑制し、衝突音を低減できる。

【００２８】さらに第３の実施例は、図４に示すよう
に、第２実施例におけるフリーピストン２０を、２つの
フリーピストンン３０、３１に分離し、フリーピストン
３０とフリーピストン３１の間に圧縮ばね２１を介在さ
せたものである。

【００２９】圧力吸収室１４ａに作用する吐出圧Ｐ１と
圧力吸収室１４ｂに作用する吐出圧Ｐ２とが非常に低い
場合、フリーピストン３０、３１は、ばね２１力により
圧力吸収室１４ａ，１４ｂ側に付勢されて、フリーピス
トン３０と３１間に一定の隙間が保つが、吐出圧力Ｐ
１，Ｐ２がばね２１力を越ると、フリーピストン３０、
３１は、一体になってストロークする。この場合、吐出
圧力Ｐ１がＰ２よりも高くなると、フリーピストン３０
はフリーピスントン３１を押しながら移動し、圧力吸収
室１４ａの容積を増大させる。

【００３０】また、圧力吸収室１４ｂに作用する吐出圧
Ｐ２が他方の圧力吸収室１４ａに作用する吐出圧Ｐ１よ
り高くなると、フリーピストン３１はフリーピスントン
３０を押しながら、圧力吸収室１４ｂの容積を増大させ
る。これらにより、前記と同じように、両方ポンプから
の吐出圧の脈動を吸収、緩和する。

【００３１】尚、本発明の実施例において、ピストンポ
ンプは、１つのシリンダブロックに位相の異なった２系
統の吐出圧を出力するポンプに脈動低減機構を適用して
いるが、ピストンポンプを２連、あるいはピストンポン
プ単体を複数使用する場合にも、ポンプ吐出圧力が互い
に異なった位相で出力されるようにしたポンプの脈動低
減に本発明の脈動低減機構を適用することもできる。

【００３２】

【発明の効果】第１の発明によれば、２つのポンプから
の位相の異なった特性をもつポンプ吐出圧は、一方の圧
力吸収室の吐出圧が上昇したときに、他方の吐出圧は低
下するというように、吐出圧の位相が互いに異なるた
め、フリーピスントンはこれらの圧力差に応じて移動
し、常に高圧側の圧力吸収室の容積を拡大し、このよう
にして、吐出圧が高くなった方の吐出ポートに連通する
圧力吸収室の容積拡大により、吐出圧のピークが吸収緩
和され、これらが交互に繰り返されることにより、２つ
のポンプからの吐出圧の脈動が効果的に低減され、とく
に各圧力吸収室の容積は相反的に拡縮するので、２つの
ポンプの圧力脈動を吸収するのに、１つのシリンダとフ
リーピスントンを備えるだけでよく、このためポンプケ
ースなどの一部に大きな占有スペースをとることなく、
設置することが可能となり、ポンプの大型化や大重量化
などが回避できる。

【００３３】第２の発明によれば、フリーピストンを一
方向に付勢するばねを介在させたので、 ばねによりフ
リーピストンの応答性を調整し、少なくとも一方の吐出
圧特性にマッチした吐出圧脈動の吸収効果を発揮させら
れ、かつばねによりフリーピスントンの振動等を抑制
し、衝突音を低減できる。

【００３４】第３の発明によれば、シリンダ内に２つの
フリーピストンを介装し、これらフリーピストン間に圧
縮ばねを介在させたので、ばねにより２つのフリーピス
トンの吐出圧に対する応答性を調整し、吐出圧の立ち上
がりを滑らかにし、また、フリーピスントンの振動等を
個々に抑制し、衝突音を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す全体の断面図である。

【図２】同じく拡大断面図である。

【図３】同じく第２実施例の拡大断面図である。

【図４】同じく第３実施例の拡大断面図である。

【図５】２つのポンプの異なった位相の吐出圧特性を示
す説明図である。

【符号の説明】

１ ケーシング ２ シャフト ３ シリンダブロック ４ ピストン ５ シリンダ ６ 斜板 ７ 弁板 ８ ポートブロック ９ａ 吐出ポート ９ｂ 吐出ポート １１ａ 吐出孔 １１ｂ 吐出孔 １２ａ 通路 １２ｂ 通路 １３ａ 圧力伝達通路 １３ｂ 圧力伝達通路 １４ａ 圧力吸収室 １４ｂ 圧力吸収室 １５ シリンダ １６ フリーピストン ２０ フリーピストン ２１ ばね ３０ フリーピストン ３１ フリーピストン Ｐ１ 吐出圧力 Ｐ２ 吐出圧力

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】位相の異なった少なくとも２つの吐出圧特
   性をもつポンプにおいて、ポンプのポートブロックに設
   けた位相の異なった吐出圧が導かれる２つの吐出ポート
   と、各吐出ポートより通路を介して連通されたシリンダ
   と、シリンダに収装したフリーピストンを介して画成さ
   れた２つの圧力吸収室と、前記フリーピストンの両端面
   の圧力吸収室に前記通路を介してそれぞれ位相の異なる
   吐出圧力が導入するポンプ吐出圧力の脈動低減機構。
2. 【請求項２】前記フリーピストンを一方向に付勢するば
   ねを介在させた請求項１に記載のポンプ吐出圧力の脈動
   低減機構。
3. 【請求項３】前記シリンダ内に２つのフリーピストンを
   介装し、これらフリーピストン間に圧縮ばねを介在さ
   せ、各フリーピストンで画成された圧力吸収室にそれぞ
   れ位相の異なる吐出圧を導入する請求項１に記載のポン
   プ吐出圧力の脈動低減機構。