(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基端側が流体を圧送する管路から分岐し先端が開口した分岐管と、該分岐管の先端側に接続された第１の容積室と、前記分岐管の長さ方向の途中位置で径方向に開口して設けられた連通穴と、前記分岐管の外周側に設けられ該連通穴を介して前記分岐管と連通した第２の容積室とからなり、
前記分岐管内で連通穴の位置から前記分岐管の先端までの空間を第１の質量室として前記第１の容積室内と共に第１の脈動減衰系を構成し、前記連通穴内の空間を第２の質量室として前記第２の容積室内と共に第２の脈動減衰系を構成してなる流体の脈動低減装置。
【請求項２】
前記第１の容積室と第２の容積室とは分岐管を軸中心として同心円状に配設してなる請求項１に記載の流体の脈動低減装置。
【請求項３】
前記第１の容積室と第２の容積室のうち少なくとも一方の容積室は、流体の脈動によって弾性変形する可撓性隔壁によって閉塞されてなる請求項１または２に記載の流体の脈動低減装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば油圧配管や空圧配管等の管路に設けられ、該管路内に生じる流体の脈動を低減させるのに用いて好適な流体の脈動低減装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、油圧ショベル、油圧クレーン等の建設機械では、流体としての作動油を圧送する管路が設けられ、該管路には油圧源としての油圧ポンプが接続されている。しかし、油圧ポンプから吐出される圧油には、該油圧ポンプのピストンの往復動等に伴い圧力が変動する圧油の脈動が発生しやすい。そこで、油圧ポンプの吐出側には、圧油の脈動を減少させるために流体の脈動低減装置が設けられている。
【０００３】
そこで、従来技術による脈動低減装置を図７により説明するに、１はエンジン等の駆動源（図示せず）によって駆動される油圧ポンプを示し、該油圧ポンプ１はタンク２内の作動油を吸込み、圧油を圧送する管路３、制御弁４を介して油圧シリンダ等のアクチュエータ５に圧油を供給している。
【０００４】
６は管路３の途中位置から分岐して設けられたサイドブランチで、該サイドブランチ６は基端側が管路３に開口して接続され、先端側が閉塞されている。そして、サイドブランチ６の長さ寸法Ｌ0 は、管路３内の音速ｖと低減させるべき圧油の脈動の周波数Ｆ0 との間に後述の数１の関係が成立している。
【０００５】
【数１】
0003653166.tif 000002
【０００６】
従来技術による流体の脈動低減装置は、上述の如き構成を有するもので、油圧ポンプ１が駆動すると、管路３内を圧送される圧油の流量が増減する。そして、圧油の流量が増減するときには、管路３内の圧油の圧力が変動し、圧油の脈動が発生する。このような圧油の脈動は管路３内を伝播すると共に、制御弁４に伝播し、管路３または制御弁４を支持する構造物を振動させることによって騒音を発生させることになる。
【０００７】
このとき、管路３内を伝播する圧油の脈動がサイドブランチ６内に進入したときに、サイドブランチ６の先端側が閉塞されているから、サイドブランチ６内に進入した圧油の脈動はサイドブランチ６の先端側で反射され、管路３内に再び合流することになる。
【０００８】
ここで、油圧ポンプ１による圧油の脈動は、一般に基本周波数成分とその高調波成分とからなることが知られているため、前記周波数Ｆ0 が圧油の脈動の基本周波数と一致するようにサイドブランチ６の長さ寸法Ｌ0 は設定されている。
【０００９】
このため、周波数Ｆ0 で変動する圧油の脈動が管路３内を伝播するときには、管路３内を伝播する圧油の脈動とサイドブランチ６からの反射した圧油の脈動との位相が管路３内で１８０度反転し、これら２つの脈動が干渉することによって、管路３内の圧油の脈動が低減されることになる。
【００１０】
このように、圧油の脈動の周波数と脈動低減率との間には図８に示すような関係があり、特定の周波数Ｆ0 とその奇数倍の周波数３Ｆ0 ，５Ｆ0 ，…の圧油の脈動に対して大きな脈動減衰率を得ることができるものである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術では、油圧ポンプ１による圧油の脈動の基本周波数となる周波数Ｆ0 に対応してサイドブランチ６の長さ寸法Ｌ0 を予め設定することにより、サイドブランチ６による脈動低減率がこの周波数Ｆ0 で最大となり、圧油の脈動はサイドブランチ６によって効率よく減衰されるものである。
【００１２】
しかし、従来技術による脈動低減装置では、サイドブランチ６の長さ寸法Ｌ0 が対応した周波数Ｆ0 とその奇数倍３Ｆ0 ，５Ｆ0 ，…の周波数の脈動は減衰できるものの、他の周波数の脈動に対しては図８に示すように脈動低減率が小さいために脈動を十分に減衰することができないから、例えば周波数Ｆ0 の倍の周波数２Ｆ0 の脈動は低減することができないという問題がある。また、油圧ポンプ１の駆動回転数が変化するときにも、脈動の周波数が変化するため、脈動を低減できなくなる。
【００１３】
また、油圧ショベル等の建設機械の場合には、例えば油中の音速ｖは１５００ｍ／ｓ、脈動の周波数Ｆ0 は２３０Ｈｚ程度であるため、サイドブランチ６の長さ寸法Ｌ0 は１．６ｍ程度となり、比較的長くなる傾向がある。このため、このような比較的長いサイドブランチ６を収容するために余分な空間が必要になるという問題がある。
【００１４】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、複数の周波数の脈動を減衰することができる流体の脈動低減装置を提供することにある。
【００１５】
また、本発明の他の目的は、複数の脈動減衰系をコンパクトに形成できるようにした流体の脈動低減装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために請求項１の発明が採用する構成は、基端側が流体を圧送する管路から分岐し先端が開口した分岐管と、該分岐管の先端側に接続された第１の容積室と、前記分岐管の長さ方向の途中位置で径方向に開口して設けられた連通穴と、前記分岐管の外周側に設けられ該連通穴を介して前記分岐管と連通した第２の容積室とからなり、前記分岐管内で連通穴の位置から前記分岐管の先端までの空間を第１の質量室として前記第１の容積室内と共に第１の脈動減衰系を構成し、前記連通穴内の空間を第２の質量室として前記第２の容積室内と共に第２の脈動減衰系を構成している。
【００１７】
このように構成したことにより、管路内の流体の流量が増加したときには、第１の容積室内の流体をその弾性によって収縮させることができる。また、管路内の流体の流量が減少したときには、第１の容積室内の流体をその弾性によって膨張させることができる。
【００１８】
また、管路内の流体の流量が増加したときには、第２の容積室内の流体をその弾性によって収縮させることができる。また、管路内の流体の流量が減少したときには、第２の容積室内の流体をその弾性によって膨張させることができる。これにより、第１，第２の容積室内の流体によって管路内での圧力の変動を抑制し、流体の脈動を減衰させることができる。
【００１９】
また、請求項１の発明では、分岐管内で連通穴の位置から分岐管の先端までの空間を第１の質量室として第１の容積室内と共に第１の脈動減衰系を構成し、連通穴内の空間を第２の質量室として第２の容積室内と共に第２の脈動減衰系を構成している。
【００２０】
上記構成により、第１の質量室内に充填された流体からなる第１の質量は、予め決められた第１の周波数で変動する管路内の流量の脈動に伴って、分岐管内で往復運動する。このとき、第１の質量が分岐管の先端側に移動するときには、第１の容積室内に充填された流体がその弾性によって収縮する。一方、第１の質量が分岐管の基端側に移動するときには、第１の容積室内に充填された流体がその弾性によって膨張する。これにより、予め決められた第１の周波数での圧力の変動を抑制し、流体の脈動を減衰させることができる。
【００２１】
また、第２の質量室内に充填された流体からなる第２の質量は、予め決められた第２の周波数で変動する管路内の流量の脈動に伴って、連通穴内を往復運動する。このとき、第２の質量が分岐管の径方向外側に移動するときには、第２の容積室内の流体がその弾性によって収縮する。一方、第２の質量が分岐管の径方向内側に移動するときには、第２の容積室内の流体がその弾性によって膨張する。これにより、予め決められた第２の周波数での圧力の変動を抑制し、圧力の脈動を減衰させることができる。そして、第１，第２の脈動減衰系によって２つの異なる周波数の圧力の脈動を減衰させることができる。
【００２２】
また、請求項２の発明では、第１の容積室と第２の容積室とは分岐管を軸中心として同心円状に配設している。
【００２３】
上記構成により、第１，第２の容積室を分岐管の径方向外側に設けることができ、第１，第２の容積室からなる第１，第２の脈動減衰系をコンパクトに形成することができる。
【００２４】
また、請求項３の発明では、第１の容積室と第２の容積室のうち少なくとも一方の容積室は、流体の脈動によって弾性変形する可撓性隔壁によって閉塞されている。
【００２５】
この場合、管路内の流体の流量が増加したときには、可撓性隔壁が流体の脈動によって容積室の外側に向って弾性変形し、可撓性隔壁が設けられた容積室は膨張する。一方、管路内の流体の流量が減少したときには、可撓性隔壁が流体の脈動によって容積室の内側に向って弾性変形し、可撓性隔壁が設けられた容積室は収縮する。これにより、可撓性隔壁が設けられた容積室によって圧力の変動を抑制し、流体の脈動を減衰させることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態による流体の脈動低減装置を添付図面に従って詳細に説明する。
【００２７】
ここで、図１ないし図４は第１の実施の形態による流体の脈動低減装置を油圧回路に適用した場合を例に挙げて示している。なお、本実施の形態では、前記従来技術と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００２８】
図中、１１は管路３に接続された脈動低減装置で、該脈動低減装置１１は、後述の分岐管１２、第１の容器１３および第２の容器１６とから大略構成され、分岐管１２、第１，第２の容器１３，１６内には作動油が充填されている。
【００２９】
１２は管路３の途中位置に配設された分岐管で、該分岐管１２は、図２に示すように内径寸法ｄ1 、外径寸法ｄ2 を有し、後述する第２の質量ｍ2 を構成するのに十分な厚さ寸法Ｌ1 をもった筒状に形成されている。そして、分岐管１２は、その基端側が管路３に接続されると共に、先端側が第１の容器１３に接続されている。
【００３０】
また、分岐管１２内で後述の連通穴１５の位置から分岐管１２の先端までの空間は第１の質量室Ａを形成している。そして、該質量室Ａは、分岐管１２の内径寸法ｄ1 と分岐管１２の先端から連通穴１５までの長さ寸法Ｌ2 とによって下記数２に示される体積Ｖm1を有している。
【００３１】
【数２】
Ｖm1＝π×（ｄ1 ／２）2 ×Ｌ2
【００３２】
１３は分岐管１２と一体に形成された第１の容器で、該容器１３は円筒状の筒部１３Ａと、該筒部１３Ａの両端面に設けられた円板部１３Ｂ，１３Ｃとからなり、筒部１３Ａの基端側に設けられた円板部１３Ｂの中心位置には分岐管１２が開口して接続されている。また、筒部１３Ａは内径寸法ｄ3 、長さ寸法Ｌ3 を有し、筒部１３Ａの先端側は円板部１３Ｃによって閉塞されることによって、その内部に下記数３に示す体積Ｖc1の第１の容積室Ｂが画成されている。そして、該容積室Ｂは分岐管１２を介して管路３内に連通し、容積室Ｂ内には作動油が充填されている。また、容積室Ｂは質量室Ａと共に図３に示す如く第１の脈動減衰系１４を構成している。
【００３３】
【数３】
Ｖc1＝π×（ｄ3 ／２）2 ×Ｌ3
【００３４】
１５は分岐管１２の長さ方向の途中位置に設けられた連通穴で、該連通穴１５は、図２に示すように分岐管１２の先端側から長さ寸法Ｌ2 だけ基端側に離間して設けられ、該連通穴１５は径方向に開口している。また、該連通穴１５は穴径寸法ｄ4 をもって形成されると共に、連通穴１５は分岐管１２の厚さ寸法Ｌ1 と同一の長さ寸法を有している。
【００３５】
また、連通穴１５内の空間は第２の質量室Ｃを形成している。そして、該質量室Ｃは、連通穴１５の穴径寸法ｄ4 と分岐管１２の厚さ寸法Ｌ1 とによって下記数４に示される体積Ｖm2を有している。
【００３６】
【数４】
Ｖm2＝π×（ｄ4 ／２）2 ×Ｌ1
【００３７】
１６は分岐管１２の径方向外側に設けられた第２の容器で、該容器１６は分岐管１２を取囲み、第１の容器１３と共に分岐管１２を軸中心として同心円状に配設されている。そして、容器１６は、分岐管１２に固着され径方向外側に延びる円板部１６Ａと、該円板部１６Ａと第１の容器１３の円板部１３Ｂとの間に設けられ分岐管１２と共に二重筒を形成する筒部１６Ｂとから構成されている。
【００３８】
そして、筒部１６Ｂの先端側は第１の容器１３の円板部１３Ｂに固着され、筒部１６Ｂは内径寸法ｄ5 を有すると共に、円板部１６Ａと円板部１３Ｂとの間の距離となる長さ寸法Ｌ4 を有している。これにより、容器１６は分岐管１２との間に筒状となった第２の容積室Ｄを画成し、該容積室Ｄは下記数５に示す体積Ｖc2を有している。そして、容積室Ｄは連通穴１５を介して管路３内に連通し、容積室Ｄ内には作動油が充填されている。また、容積室Ｄは質量室Ｃと共に図３に示す如く第２の脈動減衰系１７を構成している。
【００３９】
【数５】
Ｖc2＝π×（（ｄ5 ／２）2 −（ｄ2 ／２）2 ）×Ｌ4
【００４０】
そして、第１の容器１３は、筒部１３Ａの内径寸法ｄ3 、長さ寸法Ｌ3 、連通穴１５との間の距離となる長さ寸法Ｌ2 、管路３内での音速ｖと、例えば２３０Ｈz 程度の低減させるべき第１の周波数Ｆ1 との間には下記数６に示す関係が成り立つように形成されている。
【００４１】
【数６】
0003653166.tif 000003
【００４２】
また、第２の容器１６は、筒部１６Ｂの内径寸法ｄ5 、長さ寸法Ｌ4 、連通穴１５の穴径寸法ｄ4 、分岐管１２の内径寸法ｄ1 、外径寸法ｄ2 、管路３内での音速ｖと、例えば４６０Ｈz 程度の低減させるべき第２の周波数Ｆ2 との間には下記数７に示す関係が成り立つように形成されている。
【００４３】
【数７】
0003653166.tif 000004
【００４４】
本実施の形態による脈動低減装置１１は上述の如き構成を有するもので、次にその作用について図３を参照しつつ説明する。
【００４５】
まず、油圧ポンプ１が駆動すると、管路３内を圧送される圧油の流量が増減する。そして、圧油の流量が増減するときには、管路３内の圧油の圧力が変動し、圧油の脈動が発生する。このような圧油の脈動は管路３内を伝播すると共に、その一部が分岐管１２を介して第１，第２の容器１３，１６内に伝播される。
【００４６】
このとき、第１の質量室Ａ内の作動油は、圧油の流量の変動に伴って一体となって分岐管１２内を摺動変位する。このため、第１の質量室Ａ内の作動油は、運動のエネルギを蓄える第１の質量ｍ1 を構成している。そして、質量ｍ1 は作動油の密度ρ、長さ寸法Ｌ2 および質量室Ａの体積Ｖm1を示す数２によって下記数８のように示される。
【００４７】
【数８】
0003653166.tif 000005
【００４８】
また、第１の容積室Ｂ内に充填された作動油は、管路３内の圧油の脈動によって作動油の弾性によって第１の容器１３内で僅かに膨張、収縮する。このため、第１の容積室Ｂ内の作動油は前記第１の質量ｍ1 の位置のエネルギを蓄える第１の容量Ｃ1 を構成している。そして、該容量Ｃ1 は質量ｍ1 を支えるばねに相当するから、容量Ｃ1 によるばね定数Ｋ1 は作動油の密度ρ、管路３内での音速ｖ、容積室Ｂの体積Ｖc1を示す数３によって下記数９のように示される。
【００４９】
【数９】
0003653166.tif 000006
【００５０】
そして、第１の脈動減衰系１４によって低減される周波数Ｆ1 は、第１の質量ｍ1 とばね定数Ｋ1 との間に下記数１０に示す関係が成立している。
【００５１】
【数１０】
0003653166.tif 000007
【００５２】
ここで、前記数６の式は数８、数９、数１０の関係を満たすから、数６の関係を満たすべく、筒部１３Ａの内径寸法ｄ3 、長さ寸法Ｌ3 、連通穴１５との間の距離となる長さ寸法Ｌ2 を設定することによって、第１の脈動減衰系１４は例えば２３０Ｈz 程度の周波数Ｆ1 での圧油の脈動を低減することができる。
【００５３】
すなわち、第１の周波数Ｆ1 で振動する圧油の脈動が管路３内に発生したときには、圧油の流量の変動に伴って、第１の質量ｍ1 が分岐管１２内で往復運動することになる。このとき、第１の質量ｍ1 が分岐管１２から第１の容積室Ｂに向けて移動するときには、第１の容積室Ｂ内に充填された作動油がその弾性によって僅かに収縮する。一方、第１の質量ｍ1 が分岐管１２から管路３に向けて移動するときには、第１の容積室Ｂ内に充填された作動油がその弾性によって僅かに膨張する。これにより、容量Ｃ1 は質量ｍ1 を分岐管１２内で弾性的に支持することができ、管路３内の圧力の変動を抑制することができ、周波数Ｆ1 で変動する圧油の脈動を減衰させることができる。
【００５４】
一方、連通穴１５内の作動油は、圧油の流量の変動に伴って一体となって連通穴１５内を摺動変位する。このため、連通穴１５内の作動油は、運動のエネルギ穴蓄える第２の質量ｍ2 を構成している。そして、質量ｍ2 は作動油の密度ρ、分岐管１２の厚さ寸法Ｌ1 および質量室Ｃの体積Ｖm2を示す数４によって下記数１１のように示される。
【００５５】
【数１１】
0003653166.tif 000008
【００５６】
ここで、分岐管１２の厚さ寸法Ｌ1 は内径寸法ｄ1 、外径寸法ｄ2 との間に下記数１２に示す関係がある。
【００５７】
【数１２】
Ｌ1 ＝（ｄ2 −ｄ1 ）／２
【００５８】
このため、数１１の式は下記数１３のように表わすことができる。
【００５９】
【数１３】
0003653166.tif 000009
【００６０】
また、第２の容積室Ｄに充填された作動油は、管路３内の圧油の脈動によって作動油の弾性によって第２の容器１６内で僅かに膨張、収縮する。このため、第２の容積室Ｄ内の作動油は前記第２の質量ｍ2 の位置のエネルギを蓄える第２の容量Ｃ2 を構成している。そして、該容量Ｃ2 は質量ｍ2 を支えるばねに相当するから、容量Ｃ2 によるばね定数Ｋ2 は作動油の密度ρ、管路３内での音速ｖ、容積室Ｄの体積Ｖc2を示す数４によって下記数１４のように示される。
【００６１】
【数１４】
0003653166.tif 000010
【００６２】
そして、第２の脈動減衰系１７によって低減される周波数Ｆ2 は、第２の質量ｍ2 とばね定数Ｋ2 との間に下記数１５に示す関係が成立している。
【００６３】
【数１５】
0003653166.tif 000011
【００６４】
ここで、前記数７の式は数１３、数１４、数１５の関係を満たすから、数７の関係を満たすべく、筒部１５Ｂの内径寸法ｄ5 、長さ寸法Ｌ4 、連通穴１５の穴径寸法ｄ4 、分岐管１２の内径寸法ｄ1 、外径寸法ｄ2 を設定し、第２の容器１６を形成することによって、第２の脈動減衰系１７は例えば４６０Ｈz 程度の周波数Ｆ2 での圧油の脈動を低減することができる。
【００６５】
すなわち、第２の周波数Ｆ2 で振動する圧油の脈動が管路３内に発生したときには、圧油の流量の変動に伴って、第２の質量ｍ2 が連通穴１５内で往復運動することになる。このとき、第２の質量ｍ2 が連通穴１５から第２の容積室Ｄに向けて移動するときには、第２の容積室Ｄ内に充填された作動油がその弾性によって僅かに収縮する。一方、第２の質量ｍ2 が連通穴１５から分岐管１２内に向けて移動するときには、第２の容積室Ｄ内に充填された作動油がその弾性によって僅かに膨張する。これにより、容量Ｃ2 は質量ｍ2 を連通穴１５内で弾性的に支持することができ、管路３内の圧力の変動を抑制することができ、周波数Ｆ2 で変動する圧油の脈動を減衰させることができる。
【００６６】
このように、第１，第２の容積室Ｂ，Ｄの体積Ｖc1，Ｖc2、分岐管１２の内径寸法ｄ1 、厚さ寸法Ｌ1 、連通穴１５の穴径寸法ｄ4 を数６、数７の関係を満たす範囲で適宜設定することによって、２つの周波数での圧油の脈動を効率的に低減できるものである。
【００６７】
次に、本実施の形態による脈動低減装置による効果について図４を参照しつつ述べる。ここで、分岐管１２が接続された管路３の途中位置での流量Ｑm(Ｓ) と圧力Ｐm(Ｓ) との間には、下記数１６に示す関係がある。
【００６８】
【数１６】
0003653166.tif 000012
但し、ω1 ＝２π×Ｆ1
ω2 ＝２π×Ｆ2
ω12＝（ω1 ＋ω2 ）／２
【００６９】
ここで、Ｇm(Ｓ) は伝達関数、Ｓはラプラス演算子、Ｋm は流量の変動が圧力の変動に変換されるときの利得、ζ1 ，ζ2 ，ζ12は分岐管１２、容器１３，１６および連通穴１５の形状等によって決定される定数である。
【００７０】
このとき、周波数Ｆに対する脈動低減率Ａttは伝達関数Ｇm を用いて下記数１７のように示される。
【００７１】
【数１７】
0003653166.tif 000013
【００７２】
そして、図４は周波数Ｆと脈動低減率Ａttとの関係を示し、図４中の特性線１８が示すように、第１の周波数Ｆ1 と第２の周波数Ｆ2 との圧油の脈動に対して大きな脈動低減率Ａttを示している。このため、脈動低減装置１１は、異なる２つの周波数Ｆ1 ，Ｆ2 で変動する圧油の脈動を低減させることができ、例えば基本となる周波数Ｆ1 で振動する圧油の脈動を低減しつつ、その第２高調波となる周波数Ｆ2 で振動する圧油の脈動をも確実に減衰させることができる。
【００７３】
かくして、本実施の形態では、管路３に接続された分岐管１２の先端側に第１の容積室Ｂを設けると共に、分岐管１２の外周側に第２の容積室Ｄを設け、分岐管１２には第２の容積室Ｄ内に開口した連通穴１５を設ける構成としたから、管路３内で流量の変動が生じたときに、第１の容積室Ｂ内に充填された作動油がその弾性によって僅かに膨張、収縮すると共に、第２の容積室Ｄ内に充填された作動油がその弾性によって僅かに膨張、収縮する。これにより、管路３内の圧力の変動を抑制し、圧油の脈動を低減することができる。
【００７４】
また、第１の質量室Ａと第１の容積室Ｂとによって第１の脈動減衰系１４を構成し、第２の質量室Ｃと第２の容積室Ｄとによって第２の脈動減衰系１７を構成したから、予め決められた第１の周波数Ｆ1 で管路３内の圧油の流量が変動するときに、容積室Ｂ内の作動油がその弾性によって僅かに膨張、収縮し、質量室Ａ内の作動油からなる質量ｍ1 を弾性的に支持することができる。これにより、周波数Ｆ1 の圧力の変動を抑制することができ、周波数Ｆ1 で変動する圧油の脈動を減衰させることができる。
【００７５】
また、予め決められた第２の周波数Ｆ2 で管路３内の圧油の流量が変動するときに、容積室Ｄ内の作動油がその弾性によって僅かに膨張、収縮し、第２の質量室Ｃ内の作動油からなる質量ｍ2 を弾性的に支持することができる。これにより、周波数Ｆ2 の圧力の変動を抑制することができ、周波数Ｆ2 で変動する圧油の脈動を減衰させることができる。
【００７６】
従って、第１，第２の容積室Ｂ，Ｄの体積Ｖc1，Ｖc2、分岐管１２の内径寸法ｄ1 、厚さ寸法Ｌ1 、連通穴１５の穴径寸法ｄ4 を数４、数５の関係を満たす範囲で適宜設定することによって、異なる２つの周波数で変動する圧油の脈動を効率的に低減することができる。
【００７７】
また、第１の容器１３を分岐管１２の先端側に設けると共に、第２の容器１６を分岐管１２の径方向外側に設け、容器１３，１６を分岐管１２を軸中心として同心円状に配設したから、第１，第２の脈動減衰系１４，１７をコンパクトに形成でき、従来技術に比べて余計な空間を必要とすることがなくなり、管路３が比較的狭い場所に配設されているときでも容易に脈動低減装置１１を適用することができる。
【００７８】
なお、本実施の形態では、第２の周波数Ｆ2 を第１の周波数Ｆ1 の２倍の周波数とした場合について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、例えばポンプ１の駆動回転数が２段階に切換られるときには、これらの回転数に対応した圧油の脈動を低減すべく、第１の周波数Ｆ1 と第２の周波数Ｆ2 とをそれぞれ設定してもよい。
【００７９】
また、本実施の形態では、第２の容器１６を第１の容器１３に固着して設けるものとしたが、本発明はこれに限るものではなく、図５に示す変形例のように、第１の容器１３から離間した位置に第２の容器１６′を設ける構成としてもよい。
【００８０】
次に、図６は本発明の第２の実施の形態を示し、本実施の特徴は、第１，第２の容積室を圧油の脈動によって弾性変形する可撓性隔壁によって閉塞したことにある。なお、本実施の形態では、前記従来技術と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００８１】
図中、２１は管路３に接続された脈動低減装置で、該脈動低減装置２１は、後述の分岐管２２、第１の容器２３および第２の容器２５とから大略構成され、分岐管２２、第１，第２の容器２３，２５内には作動油が充填されている。
【００８２】
２２は管路３の途中位置に配設された分岐管で、該分岐管２２は所定の厚さ寸法をもって筒状に形成されている。そして、分岐管２２は、その基端側が管路３に接続されると共に、先端側が第１の容器２３に接続されて、分岐管２２内には作動油が充填されている。また、分岐管２２内で後述の連通穴２４の位置から分岐管２２の先端までの空間は第１の質量室Ａを形成している。そして、該質量室Ａ内の作動油は、第１の実施の形態と同様に第１の質量ｍ1 を構成している。
【００８３】
２３は分岐管２２に接続された第１の容器で、該容器２３は円筒状の筒部２３Ａと、該筒部２３Ａの両端面に設けられた円板部２３Ｂ，２３Ｃとからなり、筒部２３Ａの基端側に設けられた円板部２３Ｂの中心位置には分岐管２２が開口して接続されている。また、筒部２３Ａの先端側に設けられた円板部２３Ｃはゴム等の弾性樹脂材料によって形成され、該円板部２３Ａは管路３内の圧油の脈動によって弾性変形する可撓性隔壁となっている。
【００８４】
また、容器２３内には第１の容積室Ｂが画成されており、該容積室Ｂは分岐管２２を介して管路３内に連通し、容積室Ｂ内には作動油が充填されている。そして、容積室Ｂは質量室Ａと共に第１の脈動減衰系を構成し、容積室Ｂ内に充填された作動油は前記第１の実施の形態と同様に第１の容量Ｃ1 を構成している。
【００８５】
２４は分岐管２２の長さ方向の途中位置に設けられた連通穴で、該連通穴２４は径方向に開口している。また、連通穴２４内の空間は第２の質量室Ｃを形成している。そして、該質量室Ｃ内の作動油は、第１の実施の形態と同様に第２の質量ｍ2 を構成している。
【００８６】
２５は分岐管２２の径方向外側に設けられた第２の容器で、該容器２５は分岐管２２を取囲み、第１の容器２３と共に分岐管２２を軸中心として同心円状に配設されている。そして、容器２５は、分岐管２２に固着され径方向外側に延びる円板部２５Ａと、該円板部２５Ａと第１の容器２３の円板部２３Ｂとの間に設けられ分岐管２２と共に二重筒を形成する筒部２５Ｂとから構成されている。
【００８７】
そして、筒部２５Ｂはゴム等の弾性樹脂材料によって形成され、該筒部２５Ｂは管路３内の圧油の脈動によって弾性変形する可撓性隔壁となると共に、筒部２５Ｂの先端側は第１の容器２３の円板部２３Ｂに固着されている。これにより、容器２５は分岐管２２との間に筒状となった第２の容積室Ｄを画成している。また、容積室Ｄは連通穴２４を介して管路３内に連通し、容積室Ｄ内には作動油が充填されている。そして、容積室Ｄは質量室Ｃと共に第２の脈動減衰系を構成し、容積室Ｄ内に充填された作動油は前記第１の実施の形態と同様に第２の容量Ｃ2 を構成している。
【００８８】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができるが、特に本実施の形態では、第１の容積室Ｂを弾性材料からなる円板部２３Ｃによって閉塞すると共に、第２の容積室Ｄを弾性材料からなる筒部２５Ｂによって閉塞したから、第１，第２の容量Ｃ1 ，Ｃ2 のばね定数を小さくすることができる。
【００８９】
このため、予め決められた第１の周波数で振動する圧油の脈動が管路３内に発生したときには、圧油の流量の変動によって、第１の質量ｍ1 が分岐管２２内で往復運動することになる。このとき、第１の質量ｍ1 が分岐管１２から第１の容積室Ｂに向けて移動するときには、第１の容積室Ｂ内に充填された作動油がその弾性によって僅かに収縮すると共に、円板部２３Ｃが弾性変形し、容積室Ｂが膨張する。一方、第１の質量ｍ1 が分岐管１２から管路３に向けて移動するときには、第１の容積室Ｂ内に充填された作動油がその弾性によって僅かに膨張すると共に、円板部２３Ｃが弾性変形し、容積室Ｂが収縮する。
【００９０】
これにより、容量Ｃ1 は作動油の弾性と円板部２３Ｃとの弾性によって質量ｍ1 を分岐管１２内で弾性的に支持することができ、管路３内の圧力の変動を抑制し、第１の周波数で振動する圧油の脈動を減衰させることができる。
【００９１】
また、予め決められた第２の周波数で振動する圧油の脈動が管路３内に発生したときには、圧油の流量の変動に伴って、第２の質量ｍ2 が連通穴２４内で往復運動することになる。このとき、第２の質量ｍ2 が連通穴２４から第２の容積室Ｄに向けて移動するときには、第２の容積室Ｄ内に充填された作動油がその弾性によって僅かに収縮すると共に、筒部２５Ｂが弾性変形し、容積室Ｄが膨張する。一方、第２の質量ｍ2 が連通穴１５から分岐管１２内に向けて移動するときには、第１の容積室Ｂ内に充填された作動油がその弾性によって僅かに膨張すると共に、筒部２５Ｂが弾性変形し、容積室Ｄが収縮する。
【００９２】
これにより、容量Ｃ2 は作動油の弾性と筒部２５Ｂとの弾性によって質量ｍ2 を連通穴２４内で弾性的に支持することができ、管路３内の圧力の変動を抑制し、第２の周波数で振動する圧油の脈動を減衰させることができる。
【００９３】
このように、容積室Ｂ，Ｄを円板部２３Ｃ，筒部２５Ｂによって閉塞した場合には、圧油の脈動によって容積室Ｂ，Ｄが収縮、膨張するため、容積室Ｂ，Ｄの体積を大きくした場合と同様の作用効果を得ることができる。このため、例えば円板部２３Ｃ，筒部２５Ｂを金属材料等の非弾性材料で形成した場合に比して、円板部２３Ｃ，筒部２５Ｂを弾性材料によって形成した場合には、容積室Ｂ，Ｄをより小型化することができ、当該脈動低減装置２１をよりコンパクトに形成できるものである。
【００９４】
なお、前記第２の実施の形態では、第１，第２の容積室Ｂ，Ｄを弾性材料からなる円板部２３Ｃ，筒部２５Ｂによって閉塞するものとしたが、本発明はこれに限るものではなく、第１，第２の容積室Ｂ，Ｄのうち一方の容積室を弾性材料等の可撓性隔壁によって閉塞する構成としてもよい。
【００９５】
また、前記各実施の形態では、分岐管１２に単一の連通穴１５を設ける構成としたが、本発明はこれに限るものではなく、分岐管１２に径方向に開口した複数の貫通穴を設け、これらの貫通穴によって連通穴を構成してもよい。
【００９６】
また、前記各実施の形態では、第１の容器、第２の容器を円筒状に形成するものとしたが、必ずしも円筒状である必要はなく、第１の容積室Ｂ、第２の容積室Ｄが画成されていれば断面多角形状、断面長円形状、断面楕円形状等の他の形状でもよい。
【００９７】
さらに、前記各実施の形態では、脈動低減装置を圧油を圧送する管路に適用するものとして説明したが、本発明はこれに限らず、水、空気等の流体を圧送する水圧配管、空圧配管等にも広く適用できるものである。
【００９８】
【発明の効果】
以上詳述した通り、請求項１の発明によれば、管路に接続された分岐管の先端側に第１の容積室を設けると共に、分岐管には連通穴を設け、分岐管の外周側には連通穴を介して分岐管と連通した第２の容積室を設ける構成としている。このため、管路内で流体の流量に変動が生じたときに、第１の容積室内に充填された流体がその弾性によって膨張、収縮すると共に、第２の容積室内に充填された流体がその弾性によって膨張、収縮する。これにより、管路内の圧力の変動を抑制し、圧力の脈動を低減することができる。
【００９９】
また、請求項１の発明によれば、分岐管内で連通穴の位置から前記分岐管の先端までの空間を第１の質量室として前記第１の容積室内と共に第１の脈動減衰系を構成し、前記連通穴内の空間を第２の質量室として前記第２の容積室内と共に第２の脈動減衰系を構成している。このため、予め決められた第１の周波数で管路内の流体の流量が変動するときに、第１の容積室内の流体がその弾性によって膨張、収縮し、分岐管内で往復運動する第１の質量室内の流体を弾性的に支持することができる。これにより、第１の脈動減衰系は圧力の変動を抑制することができ、第１の周波数で変動する圧力の脈動を減衰させることができる。
【０１００】
一方、予め決められた第２の周波数で管路内の流体の流量が変動するときに、第２の容積室内の流体がその弾性によって膨張、収縮し、連通穴内で往復運動する第２の質量室内の流体を弾性的に支持することができる。これにより、第２の脈動減衰系は圧力の変動を抑制することができ、第２の周波数で変動する圧力の脈動を減衰させることができる。
【０１０１】
従って、第１，第２の容積室の体積、分岐管の形状、連通穴の穴径寸法等を適宜設定することによって、異なる２つの周波数で変動する圧油の脈動を効率的に宜減することができる。
【０１０２】
また、請求項２の発明によれば、第１の容積室と第２の容積室とは分岐管を軸中心として同心円状に配設したから、第１，第２の容積室からなる第１，第２の脈動減衰系をコンパクトに形成することができ、比較的狭い場所に配設されている管路に対しても当該脈動低減装置を容易に適用することができる。
【０１０３】
また、請求項３の発明によれば、第１の容積室と第２の容積室のうち少なくとも一方の容積室は、流体の脈動によって弾性変形する可撓性隔壁によって閉塞されて構成としたから、例えば第１，第２の容積室を金属材料等の非弾性部材で閉塞した場合に比して、第１，第２の容積室をより小型化することができ、当該脈動低減装置をよりコンパクトに形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による脈動低減装置が適用された管路が油圧ポンプ等に接続された状態を示す油圧回路図である。
【図２】第１の実施の形態による脈動低減装置を示す縦断面図である。
【図３】第１の実施の形態による脈動低減装置の第１，第２の脈動減衰系を示す説明図である。
【図４】第１の実施の形態による脈動低減装置の脈動低減率と周波数との関係を示す特性線図である。
【図５】第１の実施の形態による脈動低減装置の変形例を示す縦断面図である。
【図６】第２の実施の形態による脈動低減装置を示す断面図である。
【図７】従来技術による脈動低減装置が適用された管路が油圧ポンプ等に接続された状態を示す油圧回路図である。
【図８】従来技術による脈動低減装置の脈動低減率と周波数との関係を示す特性線図である。
【符号の説明】
１１，２１  脈動低減装置
１２，２２  分岐管
１３，２３  第１の容器
１４  第１の脈動減衰系
１５，２４  連通穴
１６，２５  第２の容器
１７  第２の脈動減衰系
２３Ｃ  円板部（可撓性隔壁）
２５Ｂ  筒部（可撓性隔壁）
Ａ  第１の質量室
Ｂ  第１の容積室
Ｃ  第２の質量室
Ｄ  第２の容積室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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