JPH07260084A - 脈動吸収装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、簡素な構成により、圧力作動油、圧
縮エアなどの圧力流体における脈動をその低周波数領域
から高周波数領域までの広い範囲で効果的に吸収、減衰
できる脈動吸収装置を提供することを目的とする。 【構成】本発明の脈動吸収装置１は、伸縮チューブ２
と、伸縮チューブ２の外周面２４との間に紡錘形の空間
３０を形成する紡錘形内壁面３１をもち伸縮チューブ２
を覆って伸縮チューブ２と一体化する保持部材３と、伸
縮チューブ２の外周面２４と保持部材３の紡錘形内壁面
３１との間の空間３０に配置された被圧縮弾性体４と、
からなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、脈動吸収装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、圧力作動油、圧縮エアなどの圧力
流体を各種の作動装置に供給する流体通路には、振動、
騒音などの原因となる圧力流体の脈動を吸収し減衰する
ための脈動吸収手段が用いられている。この脈動吸収手
段としては、例えば前記流体通路に接続して用いられる
アキュームレータ、サイレンサ、柔軟化したホースなど
が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】

（１）前記アキュムレータは、例えば高圧容器内に高圧
窒素を弾性膜製の隔壁で封入したものである。このアキ
ュムレータは、圧力流体として例えば油圧ポンプより送
出される圧力作動油の通路に接続して用いた場合、衝撃
圧および油圧ポンプの低回転時に発生する圧力変動の周
期の長い脈動（以下、低周波数領域の脈動と称す。）が
隔壁に作用すると、隔壁が追従、変位し高圧窒素を圧縮
することで前記衝撃圧および脈動を吸収、減衰できる。

【０００４】しかしこの反面、アキュムレータによれ
ば、油圧ポンプの高回転時に発生する圧力変動の周期の
短い脈動（以下、高周波数領域の脈動と称す。）に前記
隔壁が追従、変位できないため、脈動の減衰効果が限定
されたものとなる。またアキュムレータを長期間使用す
る場合は、隔壁から窒素ガスが透過し脈動の減衰効果が
低下するという問題がある。そこで前記窒素ガスの透過
洩れを防止するために、隔壁として樹脂材とゴム材との
複合材料を用いることが行われているが製造コストを増
すという問題がある。 （２）前記サイレンサは、前記圧力作動油の通路に接続
して用いた場合、サイレンサにより波長のずれた圧力波
干渉が生じるため、高周波数領域の脈動および騒音に対
して吸収、減衰効果が大きい。しかしこの反面、サイレ
ンサによれば、その長さをあまり長くできないため、低
周波数領域の脈動および騒音に対して吸収、減衰効果が
小さい。

【０００５】またサイレンサを用いる場合には、その設
置に際して複数のホースあるいは管などを配設する必要
があり、作動油の経路が複雑化し圧力損失が大きくな
り、コストも増す。 （３）柔軟化したホースは、アキュムレータの一種と考
えることができ、また流体と隔壁との接触面積が大きい
ため、その隔壁の変化により、低周波数領域の脈動から
高周波数領域の脈動までの広い範囲で吸収、減衰効果を
得ることができる。

【０００６】しかし、柔軟化したホースは、自身の弾性
変形を利用するものであるため、その効果を出すために
は長尺化が必要であり、また圧力損失により圧力の応答
性が減じるという問題がある。本発明は、簡素な構成に
より、圧力作動油、圧縮エアなどの圧力流体における脈
動をその低周波数領域から高周波数領域までの広い範囲
で効果的に吸収、減衰できる脈動吸収装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の脈動吸収装置
は、伸縮チューブと、該伸縮チューブの外周面との間に
紡錘形の空間を形成する紡錘形内壁面をもち該伸縮チュ
ーブを覆って該伸縮チューブと一体化する保持部材と、
該伸縮チューブの該外周面と該保持部材の該紡錘形内壁
面との間の該空間に配置された被圧縮弾性体と、からな
ることを特徴とする。

【０００８】本発明の好適な態様として、前記保持部材
は、紡錘形内壁面の両端側に伸縮チューブの外周面と当
接する筒状内壁面をもつ構成、軸方向に沿う分割面で複
数個に分割された構成とすることができる。前記保持部
材の材質としては、剛性を備えたものであればよく、例
えば鉄、アルミニウムなどの金属、ガラス繊維強化ナイ
ロン樹脂などの合成樹脂などを用いることができる。

【０００９】本発明の他の好適な態様として、前記被圧
縮弾性体は、発泡ゴムよりなる構成、弾性材で形成され
た三次元網目状体よりなる構成、保持部材の紡錘形内壁
面に一体的あるいは伸縮チューブの外周面に一体的に形
成された構成とすることができる。前記発泡ゴムとして
は、例えば、ニトリルゴム、ウレタンゴムなどを成形し
たものを用いることができる。また発泡ゴムの硬度およ
び発泡倍率は、低周波数領域から高周波数領域の間の脈
動および目的とする周波数領域範囲の脈動の吸収、減衰
に適した値のものに種々設定することができる。例え
ば、発泡前のゴム硬度が３０〜７０（ＪＩＳ Ａ）のも
のを、２〜２０倍の範囲の発泡倍率で発泡したゴム材を
用いることができる。

【００１０】前記三次元網目状体を形成する弾性材とし
ては、例えば、ニトリルゴムなどを用いることができ
る。前記伸縮チューブの材質および硬度は、伸縮チュー
ブ内を流れる流体の種類、流体のもつ温度などに対応し
て種々選定することができる。例えば、作動油として鉱
物油を用いた場合には、伸縮チューブの材質としては、
ニトリルゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム、ヒドリンゴ
ムなどが用いられ、硬度としては、３０〜７０（ＪＩＳ
Ａ）を用いることができる。また、作動油の使用温度
として３０℃〜１００℃の範囲で用いた場合には、伸縮
チューブの材質としては、ニトリルゴムなどが用いら
れ、その硬度としては、４０〜６０（ＪＩＳ Ａ）に設
定したものを用いることができる。

【００１１】

【作用】本発明の脈動吸収装置は、流体通路を流動する
圧力流体の脈動および脈動に伴う騒音を減衰させるため
に伸縮チューブを流体通路に接続して用いられる。伸縮
チューブは、圧力流体に発生した脈動の波形に伴って弾
性変形し伸縮する。そしてこの伸縮チューブは、脈動波
形の山部（ピーク圧）の作用により、紡錘形に膨張した
とき、被圧縮弾性体を押圧して弾性変形させる。このた
め被圧縮弾性体は、保持部材の紡錘形内壁面に押し付け
られ、かつ膨張した状態にある伸縮チューブと、前記紡
錘形内壁面との間で圧縮される。この伸縮チューブおよ
び被圧縮弾性体の弾性変形によって脈動波形の山部が吸
収される。

【００１２】また、これと同時に被圧縮弾性体には、前
記圧縮時の変形量に比例した弾性反発力が蓄積される。
なお、伸縮チューブおよび被圧縮弾性体は、保持部材の
紡錘形内壁面に沿った形状に弾性変形するため、その変
形量は、前記紡錘形内壁面で制限され、過剰にならず適
切なものとなる。次いで、脈動波形の谷部に移行する
と、前記脈動波形の山部の発生時に圧縮され、被圧縮弾
性体に蓄積された弾性反発力の作用により、伸縮チュー
ブは被圧縮弾性体とともに、素早く元の形状に戻る。

【００１３】

【実施例】

（実施例１）本発明の脈動吸収装置を自動車のパワース
テアリングシステムの作動油通路に接続して用いる場合
に適用した実施例１を図１〜図７に基づいて説明する。
図１に断面して示す実施例１の脈動吸収装置１は、伸縮
チューブ２と、保持部材３と、被圧縮弾性体４と、から
なる。

【００１４】伸縮チューブ２は、長さ約７０ｍｍ、内径
約９ｍｍ、肉厚２±１ｍｍ、硬度５０〜６０（ＪＩＳ
Ａ）のニトリルゴム製筒状チュ−ブよりなる（図３参
照）。伸縮チューブ２は、図４に示されるように孔通路
２０の一端２２側および他端２３側を油圧回路の一部を
形成する金属パイプよりなる通路５０および５１の外周
部に挿入、接続される。

【００１５】保持部材３は、軸方向Ｐ（図１参照）に沿
う分割面Ｓ、Ｓ（図２参照）で２個に分割された対称形
状の保持片３ａ、３ｂにより形成される。保持片３ａ、
３ｂは、剛性を備えた鉄よりなる金属製のもので、図１
に示されるように伸縮チューブ２の外周面２４との間に
紡錘形の空間３０を形成する紡錘形内壁面３１をもつ。
紡錘形内壁面３１は、伸縮チューブ２の外周面２４およ
び被圧縮弾性体４を覆ってこれ等を一体化するものであ
る。また保持片３ａ、３ｂは、紡錘形内壁面３１の両端
側に伸縮チューブ２の外周面２４に当接する筒状内壁面
３２、３３をもつ。筒状内壁面３２、３３には、中心に
向かって突出するリング形の突状３４、３５を形成して
いる。突状３４、３５は、伸縮チューブ２の外周面２４
を通路５０、５１側に押し付け、伸縮チューブ２のシー
ル性を高める。また保持片３ａ、３ｂは、締め付け用の
ボルト３６を挿通するボルト孔３７をもつ。

【００１６】被圧縮弾性体４は、発泡ゴム製の紡錘形
（図６参照）のもので、軸方向Ｐ（図１参照）に沿う分
割面Ｓ、Ｓ（図２参照）で２個に分割された対称形状の
被圧縮弾性片４ａ、４ｂにより形成される。この被圧縮
弾性片４ａ、４ｂは、それぞれ前記保持片３ａ、３ｂの
紡錘形内壁面３１に取り付けられる（図７参照）。この
後、前記保持片３ａ、３ｂは、伸縮チューブ２および弾
性片４ａ、４ｂを介してボルト３６（図１参照）と図略
のナットとにより締め付けられ、分割面Ｓ、Ｓを密着さ
せた状態で一体的に固定、保持される（図２参照）。

【００１７】これによって弾性片４ａ、４ｂは、被圧縮
弾性体４を形成するとともに、伸縮チューブ２の外周面
２４と保持部材３の紡錘形内壁面３１との間の空間３０
に配置される。なお前記発泡ゴムとしては、発泡前のゴ
ム硬度５０（ＪＩＳ Ａ）のニトリルゴムを、発泡倍率
５倍で発泡したものを用いた。前記のように構成された
実施例１の脈動吸収装置１によれば、パワーステアリン
グシステムの作動時に、図略のエンジンの回転に連動す
る油圧ポンプから送出された圧力作動油の脈動が通路５
０と５１との間の伸縮チューブ２に作用する。

【００１８】伸縮チューブ２は、圧力作動油に発生した
脈動の波形に伴って弾性変形し伸縮する。すなわち伸縮
チューブ２は、孔通路２０の内周面２１に脈動波形の山
部（ピーク圧）が作用したとき孔通路２０の内径を拡張
する方向に弾性変形し、紡錘形に膨張する。すると、伸
縮チューブ２は外周面２４を被圧縮弾性体４の内周面４
１に押し付ける。これによって被圧縮弾性体４は、弾性
変形するとともに、伸縮チューブ２の外周面２４と、保
持部材３の紡錘形内壁面３２とによって圧縮される。こ
の伸縮チューブ２および被圧縮弾性体４の弾性変形によ
って脈動波形の山部が吸収される。

【００１９】また、これと同時に被圧縮弾性体４には、
前記圧縮時の変形量に比例した弾性反発力が蓄積され
る。なお、伸縮チューブ２および被圧縮弾性体４は、保
持部材３の紡錘形内壁面３１に沿った形状に弾性変形す
るため、その変形量は、前記紡錘形内壁面３１で制限さ
れ、過剰にならず適切なものとなる。次いで、脈動波形
の谷部に移行すると、前記脈動波形の山部に圧縮され被
圧縮弾性体４に蓄積された弾性反発力の作用により、伸
縮チューブ２は圧縮弾性体４とともに、素早く元の形状
に戻る。

【００２０】実施例１の脈動吸収装置１によれば、以下
の効果を得ることができる。すなわち、 （１）前記した伸縮チューブ２と、保持片３ａ、３ｂに
より形成された保持部材３と、弾性片４ａ、４ｂにより
形成された被圧縮弾性体４と、からなる簡素な構成であ
り、製品コストを低減できる。 （２）伸縮チューブ２は、柔軟性を備えていて流路との
接触面積が大きいため、圧力作動油の各周波数領域の脈
動に応じて弾性変形し、かつ通路孔２０を紡錘形に膨張
変位することにより、前記脈動を吸収、減衰できる。 （３）被圧縮弾性体４は、紡錘形に膨張する伸縮チュー
ブ２によって、押圧されて弾性変形するとともに、保持
部材３の紡錘形内壁面３１との間で圧縮されるため、弾
性反力を蓄積できる。

【００２１】この被圧縮弾性体４の弾性反力は、膨張状
態にある伸縮チューブ２が収縮して元の形状に戻るとき
（脈動波形の山部より谷部への移行時）に、伸縮チュー
ブ２に付与される。従って伸縮チューブ２が柔軟な材質
より形成されたものであっても、前記膨張状態より元の
形状への収縮変位が素早く行われるため、高周波数領域
の脈動にも、充分対応することができる。

【００２２】すなわち、伸縮チューブ２は、応答性が良
いものとなり、低周波数領域から高周波数領域の間の脈
動および目的とする周波数領域範囲の脈動の吸収、減衰
に役立つ。 （４）さらに伸縮チューブ２の紡錘形に膨張する範囲
は、被圧縮弾性体４を介して保持部材３の紡錘形内壁面
３１によって制限されるため、予め設定された最大膨張
内とすることができ、無駄となる圧力損失を防止でき
る。

【００２３】（実施例２）本発明の脈動吸収装置の実施
例２を図８に基づいて説明する。実施例２の脈動吸収装
置１Ａは、伸縮チューブ２Ａの製造時にその外周側に、
伸縮チューブ２Ａと同じ材質の紡錘形の被圧縮弾性部４
３を一体化して設け、その外周面４４との間に、紡錘形
の空間３０を形成する紡錘形内壁面３１をもつこと以外
は、実施例１の脈動吸収装置１の構成と同じである。

【００２４】実施例２の脈動吸収装置１Ａによれば、実
施例１の脈動吸収装置１の効果に加えて、部品点数を低
減できる効果を得ることができる。 （変形例）実施例２の変形例の脈動吸収装置を図９に基
づいて説明する。変形例の脈動吸収装置１ａは、伸縮チ
ューブ２ａの外周側に被圧縮弾性部４３を一体化して設
け、さらに被圧縮弾性部４３に凹凸形状の外周面４４ａ
を形成したこと以外は、実施例２の脈動吸収装置１Ａの
構成と同じである。

【００２５】変形例の脈動吸収装置１ａによれば、実施
例２の脈動吸収装置１Ａの場合と、ほぼ同じ効果を得る
ことができる。 （実施例３）本発明の脈動吸収装置の実施例３を図１０
に基づいて説明する。実施例３の脈動吸収装置１Ｂは、
保持部材３Ｂの製造時にその紡錘形内壁面３１にニトリ
ルゴム製の紡錘形の被圧縮弾性部４３ｂを接着した接着
部６（図１０の黒太曲線部分参照）により一体化して形
成したこと以外は、実施例１の脈動吸収装置１の構成と
同じである。

【００２６】実施例３の脈動吸収装置１Ｂによれば、実
施例１の脈動吸収装置１の効果に加えて、前記脈動吸収
装置１の被圧縮弾性片４ａ、４ｂを組付ける手間を省く
ことができる。

【００２７】

【発明の効果】前記構成の本発明の脈動吸収装置によれ
ば、以下の効果を得ることができる。すなわち、 （１）前記した伸縮チューブと、保持部材と、被圧縮弾
性体と、からなる簡素な構成であり、製品コストを低減
できる。 （２）伸縮チューブは、柔軟性を備えていて流路との接
触面積が大きいため、圧力作動油の各周波数領域の脈動
に応じて弾性変形し、かつ紡錘形に膨張変位することに
より、前記脈動を吸収、減衰できる。 （３）被圧縮弾性体は、紡錘形に膨張する伸縮チューブ
によって、押圧されて弾性変形するとともに、保持部材
の紡錘形内壁面との間で圧縮されるため、弾性反力を蓄
積できる。

【００２８】従って、伸縮チューブは、柔軟な材質より
形成されたものであっても、被圧縮弾性体に蓄積された
圧縮による弾性反力によって反発力を付与され、前記膨
張状態より元の形状への収縮変位が素早く行われるた
め、高周波数領域の脈動にも、充分対応することができ
る。すなわち、伸縮チューブは、応答性が良いものとな
り、低周波数領域から高周波数領域の間の脈動および目
的とする周波数領域範囲の脈動の吸収、減衰に役立つ。 （４）さらに伸縮チューブの紡錘形に膨張する範囲は、
被圧縮弾性体を介して保持部材の紡錘形内壁面によって
制限されるため、予め設定された最大膨張内とすること
ができ、無駄となる圧力損失を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の脈動吸収装置を、保持部材の軸方向
に沿う分割面で断面し、前記分割面側より見た状態を示
す部分断面正面図。

【図２】実施例１の脈動吸収装置を、保持部材の軸方向
に沿う分割面で分割しない状態で図１におけるＡ−Ａ線
断面矢視位置で断面して示す断面図。

【図３】図１における伸縮チューブを示す断面図。

【図４】図３における伸縮チューブを、パイプよりなる
圧力作動油通路に取り付け状態を示す断面図。

【図５】図１における保持部材の保持片を前記分割面よ
りみた正面図。

【図６】図２における被圧縮弾性体の被圧縮弾性片を前
記分割面よりみた正面図。

【図７】図５における保持部材の保持片に、図６におけ
る被圧縮弾性体の被圧縮弾性片を取り付けた状態を示す
正面図。

【図８】実施例２の脈動吸収装置を、保持部材の軸方向
に沿う分割面で断面し、前記分割面側より見た状態を示
す部分断面正面図。

【図９】実施例２の変形例における脈動吸収装置を、保
持部材の軸方向に沿う分割面で断面し、前記分割面側よ
り見た状態を示す部分断面正面図。

【図１０】実施例３の脈動吸収装置を、保持部材の軸方
向に沿う分割面で断面し、前記分割面側より見た状態を
示す部分断面正面図。

【符号の説明】

１．１Ａ．１ａ．１Ｂ…脈動吸収装置 ２…伸縮チューブ ３…保持部材 ３ａ．３ｂ…保持片 ４…被圧縮弾性体 ４ａ．４ｂ…被圧縮弾性片

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】伸縮チューブと、該伸縮チューブの外周面
   との間に紡錘形の空間を形成する紡錘形内壁面をもち該
   伸縮チューブを覆って該伸縮チューブと一体化する保持
   部材と、 該伸縮チューブの該外周面と該保持部材の該紡錘形内壁
   面との間の該空間に配置された被圧縮弾性体と、 からなることを特徴とする脈動吸収装置。
2. 【請求項２】保持部材は、紡錘形内壁面の両端側に伸縮
   チューブの外周面と当接する筒状内壁面をもつ請求項１
   の脈動吸収装置。
3. 【請求項３】保持部材は、軸方向に沿う分割面で複数個
   に分割されている請求項１または２記載の脈動吸収装
   置。
4. 【請求項４】被圧縮弾性体は、発泡ゴムである請求項１
   または２記載の脈動吸収装置。
5. 【請求項５】被圧縮弾性体は、弾性材で形成された三次
   元網目状である請求項１または２の脈動吸収装置。
6. 【請求項６】被圧縮弾性体は、保持部材の紡錘形内壁面
   に一体的に形成されている請求項１または２の脈動吸収
   装置。
7. 【請求項７】被圧縮弾性体は、伸縮チューブの外周面に
   一体的に形成されている請求項１または２の脈動吸収装
   置。