JPH0942575A

JPH0942575A - 圧油脈動低減装置

Info

Publication number: JPH0942575A
Application number: JP19045195A
Authority: JP
Inventors: Seiichiro Takeshita; 清一郎竹下
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1995-07-26
Filing date: 1995-07-26
Publication date: 1997-02-14

Abstract

(57)【要約】【目的】油圧ポンプにより発生する圧油の脈動につい
て低減可能な周波数領域を増やす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。【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に第１のサイドブランチ３を分岐し
て設けるとともに、メイン配管２における第１のサイド
ブランチ３を設けた周面と同じ周面上に、第１のサイド
ブランチ３と対向するように第２のサイドブランチ４を
分岐して設けるようにした。

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サイドブランチ消
音器の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。

【０００３】この公報に記載されているサイドブランチ
消音器は、油圧管路のような脈動する流体が通過するダ
クトに有底枝状のサイドブランチを分岐して設けること
により、特定周波数成分の流体の脈動を取り去ろうとす
るもので、ダクト内を通過する流体の脈動をサイドブラ
ンチ内に伝播させ、次いで、サイドブランチの底部をな
す反射面で反射させてダクト内に戻すようにしたもので
ある。従来の圧油脈動低減装置は、こうした構成を採用
しているため、低減させるべき特定周波数成分の圧油の
脈動波を予め定めて、その周波数に応じてサイドブラン
チの通路の長さを適切に調整しておけば、サイドブラン
チを往復して油圧管路に戻る圧油の脈動波を油圧管路を
通過する脈動波と、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、油圧管路を通過す
る圧油の脈動のうちの特定周波数成分の脈動を重点的に
低減させることができる。油圧ポンプにより発生する圧
油の脈動は、基本周波数とその基本周波数の整数倍の周
波数を持つ高調波とからなるが、サイドブランチにより
低減される脈動低減中心周波数における基本周波数ｆ
は、圧油の音速をＶ、サイドブランチの通路の長さをＬ
とすると、次の（１）式で求めることができる。

【０００４】ｆ＝Ｖ／４Ｌ…………………（１）脈動低減中心周波数は、各種周波数成分の油圧の脈動の
うち、サイドブランチで反射して戻る油圧の脈動と干渉
して最も大きく低減される脈動の周波数のことである。
サイドブランチ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、その周辺の周波数の圧油の脈動とも干渉するため、
こうしたサイドブランチを用いることにより、脈動低減
中心周波数の周辺領域の周波数の圧油の脈動もある程度
低減させることができる。

【０００５】

【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を成分とする圧油の脈動やそ
の周辺領域の周波数の圧油の脈動しか低減させることが
できず、限られた周波数領域の圧油の脈動しか低減させ
ることができなかった。油圧ポンプにより発生する圧油
の脈動は、各種周波数成分が入り混じった脈動であると
ともに、油圧ポンプの回転数が変化すれば周波数も変化
するため、サイドブランチ型の圧油脈動低減装置におい
ては、低減可能な圧油の脈動の周波数領域を可能な限り
増やすことが要求される。

【０００６】本発明は、こうした従来の圧油脈動低減装
置に対する要請に応えるもので、その目的は、油圧ポン
プにより発生する圧油の脈動について低減可能な周波数
領域を増やす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。

【０００７】

【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
油の流路に第１のサイドブランチを分岐して設けるとと
もに、圧油の流路における第１のサイドブランチを設け
た周面と同じ周面上に第２のサイドブランチを分岐して
設けるようにした」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。

【０００８】

【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、圧油の流路内に伝播し、次いで、第１のサイド
ブランチ及び第２のサイドブランチ内にそれぞれ伝播す
る。第１のサイドブランチ内に伝播した圧油の脈動は、
第１のサイドブランチの反射面で反射されて圧油の流路
に戻り、次いで、その一部は、圧油の流路を通過して今
度は第２のサイドブランチ内に伝播し、第２のサイドブ
ランチの反射面で反射されて圧油の流路に戻ってくる。
一方、圧油の流路から第２のサイドブランチ内に伝播し
た圧油の脈動は、第２のサイドブランチの反射面で反射
されて圧油の流路に戻り、次いで、その一部は、圧油の
流路を通過して第１のサイドブランチ内に伝播し、第１
のサイドブランチの反射面で反射されて圧油の流路に戻
ってくる。そして、こうした過程で、反射して圧油の流
路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、複数種類の周波数
領域で脈動低減効果を発揮する。

【０００９】

【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、本発明の第１実施例の圧油脈動
低減装置の断面図、図２は、本発明の第１実施例の圧油
脈動低減装置における第１のサイドブランチに関する脈
動低減効果を説明するための特性線図、図３は、本発明
の第１実施例の圧油脈動低減装置における第２のサイド
ブランチに関する脈動低減効果を説明するための特性線
図、図４は、本発明の第１実施例の圧油脈動低減装置全
体についての脈動低減効果を説明するための特性線図、
図５は、本発明の第２実施例の圧油脈動低減装置の断面
図である。

【００１０】まず、本発明の第１実施例の圧油脈動低減
装置の技術内容を図１乃至図４を用いて説明すると、図
１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、３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第１の
サイドブランチ、４は同じく第２のサイドブランチ、５
はメイン配管２の下流の油圧管路に設けた絞り弁、６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、分流路を通じてコントロールバルブ、ア
クチュエータ、リリーフバルブ等負荷となる各種油圧機
器に導かれるが、図では、説明を分かりやすくするた
め、こうした負荷を一括して絞り弁で図示している。第
１のサイドブランチ３には、通路３ｂが設けられ、メイ
ン配管２との分岐点からこの通路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その分
岐点と反対の側の端部を塞いで反射面３ａを形成してい
る。第２のサイドブランチ４には、通路４ｂが設けら
れ、第１のサイドブランチ３と同様にして反射面４ａを
形成している。第２のサイドブランチ４は、メイン配管
２における第１のサイドブランチ３を設けた周面と同じ
周面上に、第１のサイドブランチ３と対向するように分
岐して設けている。第１のサイドブランチ３の通路３ｂ
の長さはＬ₁ であり、第２のサイドブランチ４の通路４
ｂの長さは距離はＬ₂ である。本実施例では、これらの
サイドブランチ３，４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、サイドブランチ３，４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。

【００１１】第１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、第１
のサイドブランチ３の通路３ｂ及び第２のサイドブラン
チ４の通路４ｂにそれぞれ伝播する。第１のサイドブラ
ンチ３の通路３ｂに伝播した圧油の脈動は、長さＬ₁の
通路３ｂを通過して第１のサイドブランチ３の反射面３
ａで反射され、再度、通路３ｂを通ってメイン配管２に
戻ってくる。そして、その一部は、メイン配管２を通過
して今度は第２のサイドブランチ４の通路４ｂに伝播
し、次いで、長さＬ₂ の第２のサイドブランチ４の通路
４ｂを通過してその反射面４ａで反射され、再度、通路
４ｂを通ってメイン配管２に戻ってくる。一方、メイン
配管２から第２のサイドブランチ４の通路４ｂに伝播し
た圧油の脈動は、長さＬ₂ の通路４ｂを通過して第２の
サイドブランチ４の反射面４ａで反射され、再度、通路
４ｂを通ってメイン配管２に戻ってくる。そして、その
一部は、メイン配管２を通過して第１のサイドブランチ
３の通路３ｂに伝播し、長さＬ₁ の通路３ｂを通過して
その反射面３ａで反射された後、再び通路３ｂを通って
メイン配管２に戻ってくる。こうした過程で第１のサイ
ドブランチ３の通路３ｂ及び第２のサイドブランチ４の
通路４ｂに伝播して反射される圧油の脈動は、メイン配
管２内に伝播する圧油の脈動と干渉して脈動低減効果を
発揮するが、その脈動低減効果は、次に示す４通りの行
程で、以下のように発揮される。

【００１２】第１行程メイン配管２から第１のサイドブランチ３の通路３ｂに
伝播した圧油の脈動が第１のサイドブランチ３の反射面
３ａで反射され、再び通路３ｂを通ってメイン配管２に
戻ってくる行程である。この行程で低減される圧油の脈
動に関する脈動低減中心周波数の基本周波数ｆ₁ は、前
（１）式に従って算出すると次のとおりである。

【００１３】ｆ₁ ＝Ｖ／４Ｌ₁ 第２行程第１行程後、メイン配管２を通過した圧油の脈動が第２
のサイドブランチ４の通路４ｂに伝播し、この通路４ｂ
を通過して第２のサイドブランチ４の反射面４ａで反射
され、再び通路４ｂを通ってメイン配管２に戻ってくる
行程である。この行程で低減される圧油の脈動に関する
脈動低減中心周波数の基本周波数ｆ₂ は、次のとおりで
ある。

【００１４】ｆ₂ ＝Ｖ／４（Ｌ₁ ＋Ｌ₂ ）第３行程メイン配管２から第２のサイドブランチ４の通路４ｂに
伝播した圧油の脈動が第２のサイドブランチ４の反射面
４ａで反射され、再び通路４ｂを通ってメイン配管２に
戻ってくる行程である。この行程で低減される圧油の脈
動に関する脈動低減中心周波数の基本周波数ｆ₃ は、次
のとおりである。

【００１５】ｆ₃ ＝Ｖ／４Ｌ₂ 第４行程第３行程後、メイン配管２を通過した圧油の脈動が第１
のサイドブランチ３の通路３ｂに伝播し、この通路３ｂ
を通過して第１のサイドブランチ３の反射面３ａで反射
され、再び通路３ｂを通ってメイン配管２に戻ってくる
行程である。この行程で低減される圧油の脈動に関する
脈動低減中心周波数の基本周波数ｆ₄ は、次のとおりで
ある。

【００１６】ｆ₄ ＝Ｖ／４（Ｌ₁ ＋Ｌ₂ ）なお、これらの基本周波数ｆ₁ 乃至ｆ₄ を算出する場
合、理論上は、メイン配管２の管径を考慮してＬ₁ ，Ｌ
₂ にメイン配管２の半径を加算する必要があるが、その
半径は各サイドブランチ３，４の通路３ｂ，４ｂの長さ
に対して無視できる程度に僅少であるので、ここではメ
イン配管２の管径を考慮してしていない。第１行程及び
第２行程で発揮する脈動低減効果を線図で示すと図２に
示すとおりである。この図２の線図において頂点をなす
周波数ｆ₁ ，ｆ₂ の点は、脈動低減効果の最も大きい点
である。換言すると、メイン配管２内に伝播する各種周
波数の圧油の脈動のうち、サイドブランチ３，４からの
圧油の脈動と干渉して最も大きく低減される脈動が基本
周波数ｆ₁ ，ｆ₂ のものである。サイドブランチ３，４
で反射してメイン配管２に戻ってくる圧油の脈動は、こ
うした基本周波数ｆ₁，ｆ₂ 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、その周辺領域のものもある程度低減させる。その
結果、図２の線図は、周波数ｆ₁ ，ｆ₂ に関する何れの
線図も、左右対称の山のような曲線を描くこととなる。
したがって、第１実施例の圧油脈動低減装置は、第１行
程及び第２行程により、周波数ｆ₁ ，ｆ₂ を中心とする
２種類の周波数領域で脈動低減効果を発揮することとな
る。

【００１７】次に、第３行程及び第４行程で発揮する脈
動低減効果を線図で示すと図３に示すとおりである。こ
の図３から明らかなように、第１実施例の圧油脈動低減
装置は、これら第３行程及び第４行程により、周波数ｆ
₃ ，ｆ₄ を中心とする２種類の周波数領域で脈動低減効
果を発揮することとなる。前述の第２行程及び第４行程
に関する説明から明らかなように、周波数ｆ₄ と周波数
ｆ₂ とは、二つのサイドブランチ３，４の各通路３ｂ，
４ｂの長さＬ₁ ，Ｌ₂ をどのように設定しても全く等し
いから、本実施例の圧油脈動低減装置全体では、最大
限、周波数ｆ₁ ，ｆ₂ （＝ｆ₄），ｆ₃ を中心とする３
種類の周波数領域で脈動低減効果が得られることとな
る。また、それら各通路３ｂ，４ｂの長さＬ₁ ，Ｌ₂ を
等しくした場合において本実施例の圧油脈動低減装置全
体が発揮する脈動低減効果は図４に示すとおりであり、
本実施例によれば、最小でも２種類の周波数領域で脈動
低減効果が得られることとなる。

【００１８】したがって、サイドブランチ３，４の各通
路３ｂ，４ｂの長さＬ₁ 及びＬ₂ を適切な値に調整すれ
ば、メイン配管２内に伝播する各種周波数領域の圧油の
脈動のうち、例えば振幅が大きい周波数領域の脈動等、
低減することを希望する複数種類の周波数領域での圧油
の脈動を低減させることができる。このように、第１実
施例によれば、油圧ポンプにより発生する圧油の脈動に
ついて低減可能な周波数領域を増やすことができるサイ
ドブランチ型の圧油脈動低減装置が得られ、ひいては、
圧油の脈動を効果的に低減することが可能となる。本実
施例では、メイン配管２に第２のサイドブランチ４を分
岐して設ける場合、第１のサイドブランチ３を設けた周
面と同じ周面上に設けるようにしたので、二つのサイド
ブランチ３，４を設けたものであるにもかかわらず、メ
イン配管２に対するサイドブランチ３，４の接続個所は
一個所で済む。したがって、二つのサイドブランチ３，
４の接続作業が一つの管継ぎ手を用いて１工程で行え
て、安価かつ効率的に行えるとともに、サイドブランチ
の接続個所を必要最小限にできて、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。第１のサイドブラ
ンチ３及び第２のサイドブランチ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
て、所望の方向に屈曲させて適所に固定することができ
るため、設置の便がよいとともに、周辺機器や作業の邪
魔にならないように設置することができる。

【００１９】本発明の第２実施例のサイドブランチ型の
圧油脈動低減装置の技術内容を図５を用いて説明する。
図５において、図１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５から明らかなように、本実施例の圧油
脈動低減装置は、第１実施例の装置と同様、圧油の流路
であるメイン配管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に第１のサ
イドブランチ３を分岐して設けるとともに、メイン配管
２における第１のサイドブランチ３を設けた周面と同じ
周面上に、第２のサイドブランチ４を第１のサイドブラ
ンチ３と対向するように分岐して設けるようにしてお
り、本質的な構成については、第１実施例のサイドブラ
ンチ型の圧油脈動低減装置と変わりはない。

【００２０】この第２実施例の圧油脈動低減装置の特徴
的な技術内容を説明すると、本実施例の圧油脈動低減装
置は、第１実施例の圧油脈動低減装置において、第１の
サイドブランチ３及び第２のサイドブランチ４に対し、
それぞれ、反射板７，８を弾発力を付与して設けるよう
にしたものである。すなわち、各反射板７，８が両サイ
ドブランチ３，４の各通路３ｂ，４ｂのブランチ先端３
ｃ，４ｃ側すなわちメイン配管２と反対の端部側に、そ
れぞれ、その各反射面７ａ，８ａをメイン配管２側に向
けるようにして、バネ９，１０で弾発力を付与して設け
られている。また、本実施例では、これらの反射板７，
８に、それぞれ、圧油を流通させるための細孔７ｂ，８
ｂが穿設されている。

【００２１】第２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、すでに第１実施例で述べたよ
うな脈動低減効果を発揮することができるほか、次のよ
うな作用効果を併せて発揮することができる。すなわ
ち、エンジン等で油圧ポンプを駆動した場合、一般的
に、油圧ポンプ１に加わる負荷が大きくなると、その回
転数が低下して油圧ポンプ１により発生する圧油の脈動
は低周波側に移行するが、本実施例の圧油脈動低減装置
は、こうした変化に対応して脈動低減中心周波数を低く
することができる。この点について述べると、油圧ポン
プ１に加わる負荷が大きくなると、メイン配管２を始め
とする圧油の流路内の油圧が増加するが、このような場
合、当然、第１のサイドブランチ３の通路３ｂ及び第２
のサイドブランチ４の通路４ｂの油圧も増加する。そう
すると、これらの通路３ｂ，４ｂに設けた各反射板７，
８は、それぞれ、こうした油圧の増加に応じて、バネ
９，１０の弾発力に抗してブランチ先端３ｃ，４ｃ側に
所定距離だけ移動し、各通路３ｂ，４ｂの長さＬ₁ ,Ｌ₂
が実質上増加することとなる。その結果、前（１）式
から明らかなとおり、前述した周波数ｆ₁ 乃至ｆ₄ が減
少して脈動低減中心周波数を低下させることができる。
また、これとは逆に、油圧ポンプ１に加わる負荷が減少
して、その回転数が増加した場合も、同様にして、今度
は脈動低減中心周波数を高めることができる。したがっ
て、本実施例によれば、油圧ポンプ１の回転数が増減し
てメイン配管２内に伝播する圧油の脈動が高周波側又は
低周波側に移行しても、こうした変化に対応して脈動低
減中心周波数を増減させ、圧油の脈動を常に効果的に低
減させることができる。本実施例では、特に、反射板
７，８に圧油を流通させるための細孔７ｂ，８ｂが穿設
されているので、反射板７，８が通路３ｂ，４ｂの油圧
の増減に応じて移動する際に円滑に移動することができ
る。

【００２２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、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、圧油の流路に第１のサイドブランチを分岐して設け
るとともに、圧油の流路における第１のサイドブランチ
を設けた周面と同じ周面上に第２のサイドブランチを分
岐して設けるようにしたので、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、油圧ポンプにより発生
する圧油の脈動について低減可能な周波数領域を増やす
ことができるサイドブランチ型の圧油脈動低減装置が得
られ、ひいては、圧油の脈動を効果的に低減することが
可能となる。本発明を具体化する場合、特に、特許請求
の範囲の請求項２に記載の構成を採用すれば、このよう
な効果に加え、油圧ポンプの回転数が増減して圧油の流
路内に伝播する圧油の脈動が高周波側又は低周波側に移
行しても、こうした変化に対応して脈動低減中心周波数
を増減させ、圧油の脈動を常に効果的に低減させること
ができるという効果を併せ発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の圧油脈動低減装置の断面
図である。

【図２】本発明の第１実施例の圧油脈動低減装置におけ
る第１のサイドブランチに関する脈動低減効果を説明す
るための特性線図である。

【図３】本発明の第１実施例の圧油脈動低減装置におけ
る第２のサイドブランチに関する脈動低減効果を説明す
るための特性線図である。

【図４】本発明の第１実施例の圧油脈動低減装置全体に
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。

【図５】本発明の第２実施例の圧油脈動低減装置の断面
図である。

【符号の説明】

１油圧ポンプ２メイン配管３第１のサイドブランチ３ａ第１のサイドブランチの反射面３ｂ第１のサイドブランチの通路３ｃブランチ先端４第２のサイドブランチ４ａ第２のサイドブランチの反射面４ｂ第２のサイドブランチの通路４ｃブランチ先端６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７，８反射板７ａ，８ａ反射面７ｂ，８ｂ細孔９，１０バネ

Claims

【特許請求の範囲】

【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、圧油の流路に第１のサイドブランチを分岐して設
けるとともに、圧油の流路における第１のサイドブラン
チを設けた周面と同じ周面上に第２のサイドブランチを
分岐して設けるようにしたことを特徴とする圧油脈動低
減装置。
【請求項２】第１のサイドブランチ及び第２のサイド
ブランチに対し、それぞれ、その通路における圧油の流
路と反対の端部側に反射板を弾発力を付与して設けるよ
うにしたことを特徴とする請求項１の圧油脈動低減装
置。