JPH0942576A - 圧油脈動低減装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧油の流路内の圧油の脈動を、所定周波数の
奇数倍、偶数倍の双方の周波数のものについて低減させ
ることができる圧油脈動低減装置を提供する。 【構成】 油圧ポンプ１により発生しメイン配管２内に
伝播する圧油の脈動を低減させる圧油脈動低減装置にお
いて、メイン配管２に分岐して接続した主サイドブラン
チ３に副サイドブランチ４を分岐して接続し、メイン配
管２内に伝播する圧油の脈動を主サイドブランチ３の通
路３ｂに伝播させ、この通路３ｂに伝播させた圧油の脈
動を、一部、主サイドブランチの反射面３ａで反射させ
るとともに、一部、主サイドブランチの通路３ｂの上流
側を経由して副サイドブランチの通路４ｂに伝播させて
その反射面４ａで反射させ、これら各反射面３ａ，４ａ
で反射した圧油の脈動をメイン配管２に伝播する圧油の
脈動と干渉させることにより、メイン配管２内における
所定周波数の奇数倍及び偶数倍の双方の周波数の圧油の
脈動を低減させることができるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、油圧ポンプにより発生
し圧油の流路内に伝播する圧油の脈動をサイドブランチ
で低減させる圧油脈動低減装置に関するもので、特に油
圧ショベルや油圧クレーン等建設作業用油圧作業機に有
用なものである。

【０００２】

【従来の技術】油圧ポンプや油圧アクチュエータ等から
なる油圧駆動回路では、油圧ポンプが油の吐出、吸入を
反復する過程で吐出する圧油に圧力の変動をもたらすた
め、その圧力変動により圧油の流路内に圧油の脈動が生
じる。こうした圧油の脈動は、圧油の流路となる配管を
介してこれに接続されている各種油圧機器に伝達されて
騒音の原因となり、場合によっては共振をもたらして配
管や油圧機器を損傷する恐れがあるため、極力低減する
必要がある。従来、こうした圧油の脈動を低減する手段
の一つとして、例えば、実開昭６２−９７３９１号公報
の（従来の技術）の項に記載されているようなサイドブ
ランチ型の圧油脈動低減装置が用いられていた。そこ
で、こうしたサイドブランチ型の圧油脈動低減装置の基
本的な技術内容を図６及び図７に基づいて説明する。図
６は、従来のサイドブランチ型の圧油脈動低減装置の断
面図、図７は、従来のサイドブランチ型の圧油脈動低減
装置についての脈動低減効果を説明するための特性線図
である。なお、図６に図示のサイドブランチ型の圧油脈
動低減装置は、前記の公報の（従来の技術）の項に記載
の装置と実質上同じものであるが、後述する本発明の実
施例との対応関係を明確にするため、その公報に記載の
装置に若干の補足的な修正を加えている。

【０００３】図６において、１は、油圧の発生源となる
斜軸式プランジャポンプや斜板式プランジャポンプ等の
油圧ポンプ、２はこの油圧ポンプ１の吐出側に接続され
その圧油を油圧駆動回路の各所へ導くための基幹の流路
を構成するメイン配管、５はメイン配管２を経由して各
所へ供給された圧油が排出されるタンク、６はメイン配
管２に分岐して接続され同配管２内の圧油の脈動を低減
する働きをする有底枝状のサイドブランチである。メイ
ン配管２に供給された油圧ポンプ１の圧油は、分流路を
通じてアクチュエータ等各種油圧機器に導かれるが、図
では、こうした分流路やアクチュエータ等の油圧機器は
図示を省略している。サイドブランチ６には、通路６ｂ
が設けられ、メイン配管２との分岐点からこの通路６ｂ
に入ったメイン配管２内の圧油の脈動が反射して戻って
くるようにその分岐点と反対の側の端部を塞いで反射面
６ａを形成している。

【０００４】従来のサイドブランチ型の圧油脈動低減装
置では、メイン配管２に、このような構成のサイドブラ
ンチ６が分岐して設けられているので、油圧ポンプ１か
ら吐出される圧油の脈動は、メイン配管２内に伝播する
とともに、サイドブランチ６内の通路６ｂにも伝播し、
通路６ｂに伝播した圧油の脈動は、反射面６ａで反射
し、再度、通路６ｂを通ってメイン配管２に戻る。した
がって、低減させるべき特定周波数の脈動波を予め定め
て、その周波数に応じてサイドブランチ６の通路６ｂの
長さを適切に調整しておけば、サイドブランチ６を往復
してメイン配管２に戻る圧油の脈動波をメイン配管２の
脈動波と、波の山と谷とがぶつかり合うような関係で干
渉させることができるため、メイン配管２内に伝播する
圧油の脈動のうちの特定周波数の脈動を重点的に低減さ
せることができる。油圧ポンプ１から吐出される圧油の
脈動は、基本周波数とその基本周波数の整数倍の周波数
を有する高調波とからなるが、圧油の音速をＶ、サイド
ブランチ６の通路６ｂの長さをＬとした場合、サイドブ
ランチ６により低減される脈動低減中心周波数は、次の
（１）式で求められる基本周波数ｆの奇数倍のものであ
る。

【０００５】ｆ＝Ｖ／４Ｌ…………………（１） したがって、従来のサイドブランチ型の圧油脈動低減装
置では、特定の周波数成分の圧油の脈動を重点的に低減
させるにしても、基本周波数ｆの偶数倍の圧油の脈動は
低減させることができない。なお、前（１）式では、メ
イン配管２の管径は、サイドブランチの通路６ｂの長さ
に比べて無視できる程度に僅少であるとみている。この
従来の圧油脈動低減装置が発揮する脈動低減効果すなわ
ち透過損失を線図で示すと図７に示すとおりである。こ
の図７の線図中、頂点をなす点の周波数の脈動がサイド
ブランチ６で反射して戻る圧油の脈動と干渉して最も大
きく低減される脈動であり、脈動低減中心周波数に相当
する脈動である。サイドブランチ６で反射して戻る圧油
の脈動は、こうした脈動低減中心周波数の圧油の脈動と
干渉するだけではなくその周辺領域の周波数の圧油の脈
動とも干渉してその脈動をある程度低減させることか
ら、図７の線図は、左右対称の山のような曲線を描くこ
ととなる。図７には、前（１）式中の基本周波数ｆを中
心とする領域の線図しか示していないが、実際は、こう
した線図が基本周波数ｆの奇数倍の他の周波数領域にも
表れることとなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上の説明から明らか
なように、従来のサイドブランチ型の圧油脈動低減装置
では、圧油の流路内に伝播する圧油の脈動は、（１）式
で求められる基本周波数ｆの奇数倍の周波数やその周辺
領域の周波数の圧油の脈動成分しか低減させることがで
きず、その基本周波数ｆの偶数倍の周波数やその周辺領
域の周波数の圧油の脈動成分は低減させることができな
かった。そのため、従来の圧油脈動低減装置では、圧油
の流路内に伝播する油圧ポンプによる圧油の脈動を効果
的に低減させることができなかった。

【０００７】本発明は、従来技術みられるこうした問題
を解消しようとするもので、その目的は、圧油の流路内
に伝播する油圧ポンプによる圧油の脈動を、所定の基本
周波数の奇数倍の周波数のものだけではなく、その偶数
倍の周波数のものについても低減させることができるサ
イドブランチ型の圧油脈動低減装置を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のこうした目的
は、「油圧ポンプにより発生し圧油の流路内に伝播する
圧油の脈動を低減させる圧油脈動低減装置において、圧
油の流路に分岐して設けた主サイドブランチに副サイド
ブランチを分岐して設け、圧油の流路内に伝播する圧油
の脈動を主サイドブランチ内に伝播させ、この主サイド
ブランチ内に伝播させた圧油の脈動を、一部、主サイド
ブランチの反射面で反射させるとともに、一部、主サイ
ドブランチの上流側を経由して副サイドブランチ内に伝
播させてその反射面で反射させ、これら主サイドブラン
チ及び副サイドブランチの各反射面で反射した圧油の脈
動を圧油の流路内に伝播する圧油の脈動と干渉させるこ
とにより、圧油の流路内における所定周波数の奇数倍及
び偶数倍の双方の周波数の圧油の脈動を低減させること
ができるようにした」ことを特徴とする特許請求の範囲
の請求項１に記載されているとおりの圧油脈動低減装置
により達成される。

【０００９】

【作用】本発明は、このような構成を備えているから、
油圧ポンプにより発生し圧油の流路内に伝播する圧油の
脈動は、主サイドブランチ内に伝播し、この主サイドブ
ランチ内に伝播した圧油の脈動は、一部が主サイドブラ
ンチの反射面で反射されて圧油の流路との分岐点に戻っ
てくる。また、他の一部は、主サイドブランチの上流側
を経由して副サイドブランチ内に伝播し、副サイドブラ
ンチの反射面で反射されて、同様に、圧油の流路との分
岐点に戻ってくる。そして、これらの反射して圧油の流
路との分岐点に戻ってきた各圧油の脈動は、それぞれ圧
油の流路内に伝播する圧油の脈動と干渉して、この圧油
の脈動のうちの、所定周波数の奇数倍の周波数の脈動だ
けではなく、偶数倍の周波数の脈動も低減させる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１乃至図５に基づ
いて説明する。図１は、本発明の実施例の圧油脈動低減
装置の断面図、図２は、本発明の実施例の圧油脈動低減
装置についての脈動低減効果を説明するための線図、図
３は、本発明の実施例の圧油脈動低減装置を建設作業用
油圧作業機に設置する場合の態様を示す正面図、図４
は、図３の矢印Ａ方向要部矢視図、図５は、図３及び図
４中のクランプの平面図である。図１、図３及び図４に
おいて、図６と同一符号を付けた部分は、同図と同等の
部分を表しているので、説明の重複を避けるため詳述し
ない。図１から明らかなように、本発明の実施例の圧油
脈動低減装置は、従来の装置と同様、油圧ポンプにより
発生し圧油の流路内に伝播する圧油の脈動、特に、油圧
ポンプ１の吐出側に接続されたメイン配管２内に伝播す
る圧油の脈動をサイドブランチで低減させるようにして
おり、基本的な構成については、図６に示す従来のサイ
ドブランチ型の圧油脈動低減装置と差異はない。

【００１１】そこで、本実施例の圧油脈動低減装置の特
徴的な技術内容を図１及び図２を用いて以下に説明す
る。本実施例の圧油脈動低減装置は、メイン配管２に分
岐し接続した主サイドブランチ３に副サイドブランチ４
を分岐して接続することにより、サイドブランチを構成
するようにしている。主サイドブランチ３には、サイド
ブランチ６と同様、通路３ｂが設けられ、メイン配管２
との分岐点Ｐ₁ からこの通路３ｂに入ったメイン配管２
内の圧油の脈動が反射して戻ってくるように分岐点Ｐ₁
と反対の側の端部を塞いで反射面３ａを形成している。
副サイドブランチ４には、通路４ｂが設けられ、前記通
路３ｂの上流側を経由して主サイドブランチ３との分岐
点Ｐ₂ からこの通路４ｂに入ったメイン配管２内の圧油
の脈動が反射して戻ってくるように分岐点Ｐ₂ と反対の
側の端部を塞いで反射面４ａを形成している。主サイド
ブランチ３の通路３ｂの長さすなわちメイン配管２との
分岐点Ｐ₁ から主サイドブランチ３の反射面３ａまでの
距離はＬ₁ であり、メイン配管２との分岐点Ｐ₁ から主
サイドブランチ３の通路３ｂの上流側及び副サイドブラ
ンチ４の通路４ｂを経て副サイドブランチ４の反射面４
ａに至るまでの距離はＬ₂ である。本実施例では、主サ
イドブランチ３及び副サイドブランチ４は、何れも、合
成ゴム間に金網を挟み込んで形成した屈曲自在な可撓性
のホースを用いて構成されている。なお、主サイドブラ
ンチ３及び副サイドブランチ４は、こうした可撓性のホ
ースに限らず、鋼管（パイプ）で構成してもよい。

【００１２】本実施例の圧油脈動低減装置は、こうした
構成を備えているので、油圧ポンプ１から吐出された圧
油の脈動は、メイン配管２内に伝播し、次いで、主サイ
ドブランチ３の通路３ｂに伝播する。通路３ｂに伝播し
た圧油の脈動は、一部が長さＬ₁ の通路３ｂをそのまま
通過して主サイドブランチ３の反射面３ａで反射され、
再度、通路３ｂを通ってメイン配管２との分岐点Ｐ₁ に
戻ってくる。また、他の一部は、主サイドブランチ３の
上流側を経由して主サイドブランチ３との分岐点Ｐ₂ か
ら副サイドブランチ４の通路４ｂに伝播し、次いで、副
サイドブランチ４の反射面４ａで反射されてメイン配管
２との分岐点Ｐ₁ に戻ってくる。すなわち、他の一部
は、主サイドブランチ３の通路３ｂの上流側と副サイド
ブランチ４の通路４ｂとからなる距離がＬ₂ の通路を通
過してメイン配管２との分岐部分に戻ってくることにな
る。その結果、メイン配管２との分岐点Ｐ₁ では、通路
の長さがＬ₁ のサイドブランチと通路の長さがＬ₂ のサ
イドブランチとに相当する二種類のサイドブランチによ
る脈動低減効果が得られる。したがって、これらの通路
の長さＬ₁ 及びＬ₂ を前（１）式に基づいて適切な値に
調整すれば、メイン配管２内に伝播する圧油の脈動は、
所定の基本周波数の奇数倍の周波数のものだけではな
く、偶数倍の周波数のものも低減させることができる。

【００１３】この本発明の実施例の圧油脈動低減装置が
発揮する脈動低減効果すなわち透過損失を線図で示すと
図２に示すとおりである。図２には、前（１）式中の基
本周波数ｆの１倍及び２倍の各周波数を中心とする各領
域に描かれた山状の曲線をなす二つ線図が重なりあうよ
うな状態で示されており、これら二つの山状の曲線の左
側の頂点が基本周波数ｆの１倍の脈動低減中心周波数に
相当し、右側の頂点が基本周波数ｆの２倍の脈動低減中
心周波数に相当する。また、これら山状の曲線をなす二
つ線図が重なり合っている一次及び二次の脈動低減中心
周波数の中間の周波数領域では、基本周波数ｆの１倍及
び２倍の周波数に関するそれぞれの透過損失が相俟って
各周波数の脈動を単独で低減する場合に期待できる透過
損失よりも大きな透過損失が得られる。したがって、本
実施例によれば、メイン配管２内に伝播する圧油の脈動
は、所定の基本周波数の奇数倍及び偶数倍の双方の周波
数のものを低減させることができるとともに、これらの
周波数の中間領域の周波数の圧油の脈動も低減させるこ
とができる。その結果、本実施例によれば、従来のサイ
ドブランチ型の圧油脈動低減装置とは異なり、広範な周
波数領域の圧油の脈動を低減することができ、油圧ポン
プ１の回転数が変化することにより油圧の脈動の周波数
が変化しても、その変化に対応して圧油の脈動を効果的
に低減することが可能となる。このように、本実施例の
装置が広範な周波数領域で満遍なく圧油の脈動を低減さ
せることのできる効果を発揮できるのは、基本周波数ｆ
の奇数倍及び偶数倍の双方の周波数の圧油の脈動を低減
させることができるようにしたことに由来する。ちなみ
に、油圧ショベルや油圧クレーン等建設作業用油圧作業
で問題となる周波数の油圧の脈動は、２００乃至１００
０ヘルツの周波数のものであるが、低減させるべき１次
の圧油の脈動の周波数（基本周波数ｆ）を３００ヘルツ
と設定して、その２倍、３倍の周波数に当たる６００ヘ
ルツ、９００ヘルツの２次、３次の圧油の脈動を低減さ
せるようにすれば、建設作業用油圧作業にとって問題と
なるほぼ全領域の圧油の脈動を低減されることができる
こととなる。本実施例の油圧脈動装置は、メイン管路２
に複数のサイドブランチを分岐して設けた機能を持つに
かかわらず、主サイドブランチ３及び副サイドブランチ
４がメイン配管２に対して一つの分岐位置を共有してい
て、メイン配管２に設ける分岐管路の数を必要最小限に
留めることができるため、メイン配管２内を流通する圧
油の流れを乱すことがない。本実施例では、主サイドブ
ランチ３に分岐して設ける副サイドブランチ４の数は１
本であるが、こうした副サイドブランチ４の数を必要に
応じて増加すれば、基本周波数の奇数倍及び偶数倍の各
周波数の中間領域の周波数の圧油の脈動を一層効果的に
低減させることができる。なお、図２には、前（１）式
中の基本周波数ｆの１倍及び２倍の各周波数を中心とす
る各領域の線図しか示していないが、実際は、こうした
線図が基本周波数ｆの２倍超の整数倍の周波数領域にも
表れることとなる。

【００１４】主サイドブランチ３の反射面３ａで反射さ
れる圧油の脈動は、正確にいうと、前記したようにメイ
ン配管２との分岐点Ｐ₁ に直接戻るだけではなく、一
部、主サイドブランチ３との分岐点Ｐ₂ から副サイドブ
ランチ４の通路４ｂに伝播し、副サイドブランチ４の反
射面４ａで反射してからメイン配管２との分岐点Ｐ₁ に
戻るものも生じ得る。主サイドブランチ３の反射面３ａ
で反射後、こうして迂回して戻る圧油の脈動は、低減目
標となる所定周波数の脈動を低減させるには直接役立た
ない周波数のものとなるため、その分、反射面３ａから
戻る圧油の脈動の利用効率が低下し、脈動低減効果を損
なうこととなる。しかるに、副サイドブランチ４を主サ
イドブランチ３に分岐して設ける場合に、主サイドブラ
ンチ３との分岐点Ｐ₂ をメイン配管２に近付ければ近付
けるほど、反射面３ａで反射される圧油の脈動が副サイ
ドブランチ４の方にに迂回しにくくなり、そうした問題
が防げる。こうしたことから、副サイドブランチ４は、
メイン配管２と隣接する位置において主サイドブランチ
３に分岐して設けるようにするのが望ましい。

【００１５】最後に、本実施例の圧油脈動低減装置を油
圧ショベルや油圧クレーン等の建設作業用油圧作業機に
実際上設置する場合の態様を図３乃至図５に基づいて説
明する。これらの図において、７は油圧ポンプ１を駆動
するためのエンジン、８はこのエンジン７を搭載してい
る建設作業用油圧作業機の走行体上に設置したメインフ
レーム、９はこのメインフレーム８に取り付けたフラン
ジ、１０は副サイドブランチ４を主サイドブランチ３に
固定するためのクランプである。クランプ１０は、図５
に示すように、一対の挟持片１０ａ，１０ｂとボルト１
０ｅ及びナット１０ｆとからなり、各挟持片１０ａ，１
０ｂには、これらを重ね合わせたときに主サイドブラン
チ３及び副サイドブランチ４を装着するための一対の挿
通孔１０ｃ，１０ｄが形成されるように裏面に凹部を設
けている。主サイドブランチ３及び副サイドブランチ４
は、前述したように、何れも、屈曲自在な可撓性のホー
スで構成されているため、図３及び図４に示すように、
主サイドブランチ３は、メインフレーム８の方に屈曲さ
せてフランジ９にボルト１１で取り付けることができ、
副サイドブランチ４は、こうしてメインフレーム８に固
定した主サイドブランチ３に沿わせるように曲げてクラ
ンプ１０で固定することができる。副サイドブランチ４
を主サイドブランチ３にクランプ１０で固定する場合、
各サイドブランチ３，４を挿通孔１０ｃ，１０ｄに装着
するような態様で挟持片１０ａ，１０ｂで挟持した後、
これら挟持片１０ａ，１０ｂを、ボルト１０ｅとナット
１０ｆとによりその挟持状態を保持するように固着す
る。副サイドブランチ４を主サイドブランチ３に固定す
る場合、こうしたクランプ１０を用いずに単に結び付け
て固定してもよく、適宜の固定手段を用いることができ
る。このように、本実施例の圧油脈動低減装置は、サイ
ドブランチが主サイドブランチ３とこれに分岐して設け
た副サイドブランチ４で構成され、かつ、これらのサイ
ドブランチ３，４が屈曲自在な可撓性のホースで構成さ
れているため、主サイドブランチ３を所望の方向に屈曲
させて油圧作業機の構造物の適所に簡便に固定すること
ができることに加えて、副サイドブランチ４を、主サイ
ドブランチ３に沿わせるように屈曲させるて主サイドブ
ランチ３それ自体に簡便に固定することができる。した
がって、本実施例の圧油脈動低減装置は、設置の便がよ
く、かつ、コンパクトな状態で設置することができるも
のである。

【００１６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、特許請求の範囲の請求項１に記載の構成を採用して
いるので、従来のサイドブランチ型の圧油脈動低減装置
とは異なり、圧油の流路内に伝播する圧油の脈動のうち
の、所定周波数の奇数倍の周波数の脈動だけではなく、
偶数倍の周波数の脈動も低減させることができるサイド
ブランチ型の圧油脈動低減装置を提供することができ
る。また、このように、圧油の流路内における所定周波
数の奇数倍及び偶数倍の双方の周波数の圧油の脈動を低
減させることができるようにした結果、これら双方の周
波数の中間領域の周波数の圧油の脈動も低減させること
ができ、広範な周波数領域の圧油の脈動を低減させるこ
とができるため、油圧ポンプの回転数が変化することに
より油圧の脈動の周波数が変化しても、その変化に対応
して圧油の脈動を効果的に低減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の圧油脈動低減装置の断面図で
ある。

【図２】本発明の実施例の圧油脈動低減装置についての
脈動低減効果を説明するための線図である。

【図３】本発明の実施例の圧油脈動低減装置を建設作業
用油圧作業機に設置する場合の態様を示す正面図であ
る。

【図４】図３の矢印Ａ方向要部矢視図である。

【図５】図３及び図４中のクランプの平面図である。

【図６】従来のサイドブランチ型の圧油脈動低減装置の
断面図である。

【図７】従来のサイドブランチ型の圧油脈動低減装置に
ついての脈動低減効果を説明するための特性線図であ
る。

【符号の説明】

１ 油圧ポンプ ２ メイン配管 ３ 主サイドブランチ ３ａ 主サイドブランチの反射面 ３ｂ 主サイドブランチの通路 ４ 副サイドブランチ ４ａ 副サイドブランチの反射面 ４ｂ 副サイドブランチの通路 ５ 油タンク ６ サイドブランチ ６ａ サイドブランチの反射面 ６ｂ サイドブランチの通路 ７ エンジン ８ メインフレーム ９ フランジ １０ クランプ １０ａ 挟持片 １０ｂ 挟持片 １０ｃ 挿通孔 １０ｄ 挿通孔 １０ｅ ボルト １０ｆ ナット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧ポンプにより発生し圧油の流路内に
   伝播する圧油の脈動を低減させる圧油脈動低減装置にお
   いて、圧油の流路に分岐して設けた主サイドブランチに
   副サイドブランチを分岐して設け、圧油の流路内に伝播
   する圧油の脈動を主サイドブランチ内に伝播させ、この
   主サイドブランチ内に伝播させた圧油の脈動を、一部、
   主サイドブランチの反射面で反射させるとともに、一
   部、主サイドブランチの上流側を経由して副サイドブラ
   ンチ内に伝播させてその反射面で反射させ、これら主サ
   イドブランチ及び副サイドブランチの各反射面で反射し
   た圧油の脈動を圧油の流路内に伝播する圧油の脈動と干
   渉させることにより、圧油の流路内における所定周波数
   の奇数倍及び偶数倍の双方の周波数の圧油の脈動を低減
   させることができるようにしたことを特徴とする圧油脈
   動低減装置。