(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
位相の異なった２つの吐出圧特性をもつ１シリンダブロック２フロータイプのポンプにおいて、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つの圧力吸収室とを備え、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を導入する、ポンプ本体に内蔵されたポンプ吐出圧力の脈動低減機構。
【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。
【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。
【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２つの吐出圧特性をもつ１シリンダブロック２フロータイプのポンプにおいて、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つの圧力吸収室とがポンプ本体に内蔵されて、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を導入する。
【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、位相の異なった２系統のポンプ吐出圧が、吐出ポートからフリーピス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、ポンプ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、位相の異なる２系統の吐出圧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、ポンプ本体に内蔵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、１２ｂ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間に一定の隙間を保つが、吐出圧力Ｐ１，Ｐ２がばね２１力を越えると、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、位相の異なる２系統のポンプ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、位相の異なった２系統のポンプ吐出圧は、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、ポンプ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、位相の異なる２系統の吐出圧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、ポンプ本体に内蔵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
【図１】
0003558416.tif 000002
【図２】
0003558416.tif 000003
【図３】
0003558416.tif 000004
【図４】
0003558416.tif 000005
【図５】
0003558416.tif 000006