(57)【要約】【課題】本発明は、脈動する圧液が通る主管の途中部位に接続され、圧力脈動を吸収することができ、その圧力脈動の減衰状態を計測することができる液圧脈動吸収装置及びその減衰定数計測装置並びにその減衰定数計測方法を提供することを目的とする。【解決手段】脈動する圧液が通る主管２の途中部位に接続されるサイドブランチ３と、このサイドブランチ３内の端部付近に設置される脈動吸収材料４とを備える液圧脈動吸収装置の減衰定数計測装置１であって、前記サイドブランチ３内の圧液の圧力を検出する圧力検出手段と、この圧力検出手段により検出された圧力に基づいて、前記脈動吸収材料の脈動吸収率を算出する算出手段とを備えてなるもの。【選択図】　　　図１
2004037313.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
脈動する圧液が通る主管の途中部位に接続されるサイドブランチと、このサイドブランチ内の端部付近に設置される脈動吸収材料とを備える液圧脈動吸収装置の減衰定数計測装置であって、
前記サイドブランチ内の圧液の圧力を検出する圧力検出手段と、この圧力検出手段により検出された圧力に基づいて、前記脈動吸収材料の脈動吸収率を算出する算出手段とを備えてなる液圧脈動吸収装置の減衰定数計測装置。
【請求項２】
前記圧力検出手段は、前記脈動吸収材料の入口側に設けられた第１圧力センサと第２圧力センサであって、前記算出手段は、前記第１圧力センサと前記第２圧力センサとの間の圧力の伝達関数を測定する測定手段と、この伝達関数に基づいて前記脈動吸収材料の脈動吸収率を計算する計算手段とを含んでなる請求項１に記載の液圧脈動吸収装置の減衰定数計測装置。
【請求項３】
前記圧力検出手段は、前記脈動吸収材料の入口側に設けられた第１圧力センサと第２圧力センサと、前記サイドブランチの端面に設けられる第３圧力センサとであって、前記算出手段は、前記第１圧力センサと前記第２圧力センサとの間の圧力の伝達関数と前記第１圧力センサと前記第３圧力センサとの間の圧力の伝達関数を測定する測定手段と、これらの伝達関数に基づいて任意厚さの前記脈動吸収材料の脈動吸収率を計算する計算手段とを含んでなる請求項１に記載の液圧脈動吸収装置の減衰定数計測装置。
【請求項４】
脈動する圧液が通る主管の途中部位に接続されるサイドブランチと、このサイドブランチ内の端部付近に設置される脈動吸収材料とを備える液圧脈動吸収装置の減衰定数計測方法であって、
前記サイドブランチ内の圧液の圧力を検出する圧力検出工程と、検出された前記圧力に基づいて、前記脈動吸収材料の脈動吸収率を算出する算出工程とを備えてなる液圧脈動吸収装置の減衰定数計測方法。
【請求項５】
前記圧力検出工程は、前記脈動吸収材料の入口側に設けられた第１圧力センサと第２圧力センサを用いる工程であって、前記算出工程は、前記第１圧力センサと前記第２圧力センサとの間の圧力の伝達関数を測定する測定工程と、この伝達関数に基づいて前記脈動吸収材料の脈動吸収率を計算する計算工程とを含んでなる請求項４に記載の液圧脈動吸収装置の減衰定数計測方法。
【請求項６】
前記圧力検出工程は、前記脈動吸収材料の入口側に設けられた第１圧力センサと第２圧力センサと、前記サイドブランチの端面に設けられる第３圧力センサとを用いる工程であって、前記算出工程は、前記第１圧力センサと前記第２圧力センサとの間の圧力の伝達関数と前記第１圧力センサと前記第３圧力センサとの間の圧力の伝達関数を測定する測定工程と、これらの伝達関数に基づいて任意厚さの前記脈動吸収材料の脈動吸収率を計算する計算工程とを含んでなる請求項４に記載の液圧脈動吸収装置の減衰定数計測方法。
【請求項７】
脈動する圧液が通る主管の途中部位に接続されるサイドブランチと、
このサイドブランチ内の端部付近に設置される脈動吸収材料と、
前記脈動吸収材料の減衰状態を計測する計測手段と、
前記脈動吸収材料の減衰状態を変更する変更手段とを備える液圧脈動吸収装置。
【請求項８】
前記変更手段は、前記サイドブランチの長さの変更、前記脈動吸収材料の前記サイドブランチ内における位置の変更、前記脈動吸収材料の厚み変更のいずれか一つ又はこれらの組み合わせである請求項７に記載の液圧脈動吸収装置。
【請求項９】
前記計測手段は、前記サイドブランチ内の圧液の圧力を検出する圧力センサと、この圧力センサからの信号を受けて、前記脈動吸収材料の脈動吸収率を演算する演算装置とを備えて成る請求項７又は８に記載の液圧脈動吸収装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポンプ等から吐出される圧液の圧力脈動を吸収し、その圧力脈動の減衰状態を計測する液圧脈動吸収装置及びその減衰定数計測装置並びにその減衰定数計測方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
油圧ショベル等の建設機械に使用されている油圧ポンプ等では、圧力脈動が発生し、この振動が車両の構造体から音として放射され騒音問題となっている。このため、圧力脈動低減用としてアキュムレータやサイドブランチ等が一般的に使用されている。その性能評価指標として、消音器有り無しの場合の減衰量を測定する挿入損失、消音器前後の脈動レベルの差から算出した透過損失等が測定される。
【０００３】
一方、空気伝搬する騒音を低減する吸音材料として、グラスウールやウレタンフォーム等が使用される。音響材料の吸音性能を評価する指標のひとつとして吸音率があり、音響管をもちいて垂直入射吸音率を測定する計測システムが広く用いられている。また、吸音率を規定する更に基本的な音響材料の評価指標である特性インピーダンス及び伝搬定数についても同様に音響管を用いて測定されている。
【０００４】
この音響管を用いて測定した吸音材の吸音率は、垂直入射吸音率と呼ばれ、例えばＪＩＳＡ１４０５（管内法による速等材料の垂直入射吸音測定方法）等により、一般的に測定されている。図８に示すように、音響管８０の一端にスピーカ８１を配置し、他端の剛壁８２端面に吸音材８３を設置し、中央部に設置したマイクロフォン８４を移動させ定在比を測定することにより吸音材８３の表面インピーダンスを測定する方法である。
【０００５】
また、音響管の一端にスピーカを配置し、他端の剛壁端に吸音材を設置し、音響管内のスピーカ側に２点のマイクロフォンを設置して、その２点のマイクロフォンで計測した音圧レベルにより空気中の吸音率を計測する方法（２点マイクロフォン法と呼ばれる）が一般的に用いられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述した空気伝搬する騒音を低減する吸音材料のグラスウール等の多孔質材料を液体中の圧力脈動低減用として用いると脈動を吸収することができる。その際、空気中で測定している場合と同様に吸音率や伝搬定数などの減衰指標が測定できれば、材料を選定する目安とすることができる。しかし、当然のことながら液中での測定となるため、従来の空気中の測定装置をそのまま使用することができない。つまり、音源としてスピーカを用いる空気中の場合と異なり、液中では脈動発生装置として液圧ポンプを用いる必要がある。
【０００７】
また、従来の空気用音響管では、直管形状の音響管の剛壁端面に吸音材を設置するが、液中計測の場合では、配管内に液体が流れるため、直管形状の音響管の端部を剛壁とする構成にできないという問題があった。
【０００８】
また、油圧ショベル等の建設機械に使用され、圧力脈動を吸収させる従来の脈動吸収材料や脈動吸収方法では、油圧ポンプから伝わる基本的な圧力脈動の周波数が決まっているため、この周波数にあわせたものを使用している。しかし、油圧ポンプの回転数の変化により、脈動の周波数も変化するため、一つの脈動の周波数にしか効果がないものでは、脈動の減衰が不十分であった。
【０００９】
また、脈動吸収材料の減衰性能は、経年変化により劣化することがある。一般的には、許容される減衰性能の間はそのまま使用され、予め設定された期間が過ぎると取り換えることとなる。しかし、許容される減衰性能の間にも脈動吸収材料は、徐々に劣化し、減衰性能が劣ってくるという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明は、前述のような問題点を考慮し、脈動する圧液が通る主管の途中部位に接続され、圧力脈動を吸収することができ、その圧力脈動の減衰状態を計測することができる液圧脈動吸収装置及びその減衰定数計測装置並びにその減衰定数計測方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の液圧脈動吸収装置の減衰定数計測装置は、脈動する圧液が通る主管の途中部位に接続されるサイドブランチと、このサイドブランチ内の端部付近に設置される脈動吸収材料とを備える液圧脈動吸収装置の減衰定数計測装置であって、前記サイドブランチ内の圧液の圧力を検出する圧力検出手段と、この圧力検出手段により検出された圧力に基づいて、前記脈動吸収材料の脈動吸収率を算出する算出手段とを備えてなるものである。
【００１２】
このような構成によると、主管内を通る圧液の流れを阻害することなく、圧力センサで圧液の圧力を測定し、脈動吸収率を算出することができ、脈動吸収材料の最適材料の選定を効率良く行うことができる。
【００１３】
請求項２に記載の液圧脈動吸収装置の減衰定数計測装置は、請求項１において、前記圧力検出手段は、前記脈動吸収材料の入口側に設けられた第１圧力センサと第２圧力センサであって、前記算出手段は、前記第１圧力センサと前記第２圧力センサとの間の圧力の伝達関数を測定する測定手段と、この伝達関数に基づいて前記脈動吸収材料の脈動吸収率を計算する計算手段とを含んでなるものである。
【００１４】
このような構成によると、第１圧力センサと第２圧力センサとの間の圧力の伝達関数を測定し、脈動吸収材料の表面インピーダンスを算出した後、脈動吸収率を算出することができ、脈動吸収材料の最適材料の選定を効率良く行うことができる。
【００１５】
請求項３に記載の液圧脈動吸収装置の減衰定数計測装置は、請求項１において、前記圧力検出手段は、前記脈動吸収材料の入口側に設けられた第１圧力センサと第２圧力センサと、前記サイドブランチの端面に設けられる第３圧力センサとであって、前記算出手段は、前記第１圧力センサと前記第２圧力センサとの間の圧力の伝達関数と前記第１圧力センサと前記第３圧力センサとの間の圧力の伝達関数を測定する測定手段と、これらの伝達関数に基づいて任意厚さの前記脈動吸収材料の脈動吸収率を計算する計算手段とを含んでなるものである。
【００１６】
このような構成によると、第１圧力センサと第２圧力センサとの間の圧力の伝達関数と第１圧力センサと第３圧力センサとの間の圧力の伝達関数を測定し、任意厚さの脈動吸収材料の特性インピーダンスと伝搬定数を算出した後、脈動吸収率を算出することができる。従って、脈動吸収材料の最適材料の選定を効率良く行うことができる。
【００１７】
請求項４に記載の液圧脈動吸収装置の減衰定数計測方法は、脈動する圧液が通る主管の途中部位に接続されるサイドブランチと、このサイドブランチ内の端部付近に設置される脈動吸収材料とを備える液圧脈動吸収装置の減衰定数計測方法であって、前記サイドブランチ内の圧液の圧力を検出する圧力検出工程と、検出された前記圧力に基づいて、前記脈動吸収材料の脈動吸収率を算出する算出工程とを備えてなるものである。
【００１８】
このような方法によると、主管内を通る圧液の流れを阻害することなく、各工程を順次進むことによって、脈動吸収材料の脈動吸収率を算出することができ、脈動吸収材料の最適材料の選定を効率良く行うことができる。
【００１９】
請求項５に記載の液圧脈動吸収装置の減衰定数計測方法は、請求項４において、前記圧力検出工程は、前記脈動吸収材料の入口側に設けられた第１圧力センサと第２圧力センサを用いる工程であって、前記算出工程は、前記第１圧力センサと前記第２圧力センサとの間の圧力の伝達関数を測定する測定工程と、この伝達関数に基づいて前記脈動吸収材料の脈動吸収率を計算する計算工程とを含んでなるものである。
【００２０】
このような方法によると、各工程を順次進むことによって、脈動吸収材料の表面インピーダンスを算出した後、脈動吸収率を算出することができ、脈動吸収材料の最適材料の選定を効率良く行うことができる。
【００２１】
請求項６に記載の液圧脈動吸収装置の減衰定数計測方法は、請求項４において、前記圧力検出工程は、前記脈動吸収材料の入口側に設けられた第１圧力センサと第２圧力センサと、前記サイドブランチの端面に設けられる第３圧力センサとを用いる工程であって、前記算出工程は、前記第１圧力センサと前記第２圧力センサとの間の圧力の伝達関数と前記第１圧力センサと前記第３圧力センサとの間の圧力の伝達関数を測定する測定工程と、これらの伝達関数に基づいて任意厚さの前記脈動吸収材料の脈動吸収率を計算する計算工程とを含んでなるものである。
【００２２】
このような方法によると、各工程を順次進むことによって、任意厚さの脈動吸収材料の特性インピーダンスと伝搬定数を算出した後、脈動吸収率を算出することができる。従って、脈動吸収材料の最適材料の選定を効率良く行うことができる。
【００２３】
請求項７に記載の液圧脈動吸収装置は、脈動する圧液が通る主管の途中部位に接続されるサイドブランチと、このサイドブランチ内の端部付近に設置される脈動吸収材料と、前記脈動吸収材料の減衰状態を計測する計測手段と、前記脈動吸収材料の減衰状態を変更する変更手段とを備えるものである。
【００２４】
このような構成によると、主管内を通る圧液の流れを阻害することなく、脈動吸収材料による圧液の脈動の減衰状態を確認することができ、状況によっては、脈動吸収材料を変更することができる。
【００２５】
請求項８記載の液圧脈動吸収装置は、請求項７において、前記変更手段は、前記サイドブランチの長さの変更、前記脈動吸収材料の前記サイドブランチ内における位置の変更、前記脈動吸収材料の厚み変更のいずれか一つ又はこれらの組み合わせであるものである。
【００２６】
このような構成によると、脈動吸収材料による圧液の脈動の減衰状態にあわせてサイドブランチの長さや脈動吸収材料の位置、厚みを変化させて、確実に圧液の脈動を吸収することができる。
【００２７】
請求項９記載の液圧脈動吸収装置は、請求項７又は８において、前記計測手段は、前記サイドブランチ内の圧液の圧力を検出する圧力センサと、この圧力センサからの信号を受けて、前記脈動吸収材料の脈動吸収率を演算する演算装置とを備えて成るものである。
【００２８】
このような構成によると、容易に脈動吸収材料の脈動吸収率を演算することができ、脈動吸収材料による圧液の脈動の減衰状態を確認することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態例を図１乃至図４に基づいて以下に説明する。また、以下に表現する脈動吸収率は、一般的に空気中で垂直入射吸音率と定義される定数を液中で適用した場合の表現とするものである。
【００３０】
図１は、本発明に係る液圧脈動吸収装置の減衰定数計測装置の概略構成図である。図１に示す液圧脈動吸収装置の減衰定数計測装置１は、液圧ポンプ８に接続される主管２の途中部位に接続されるサイドブランチ３と、サイドブランチ３内の端部付近に設置される脈動吸収材料４と、脈動吸収材料４の入口側に設けられた第１圧力センサ５と第２圧力センサ６と、サイドブランチ３の端面に設けられた第３圧力センサ７と、各圧力センサと配線されたＦＦＴ１０とで構成されている。なお、液圧脈動吸収装置の減衰定数計測装置１には、図１に示すようにＦＦＴ１０と配線された演算装置９が設けられている。
【００３１】
前述した脈動吸収材料４は、グラスウール、ウレタンフォーム、多孔板など圧液の脈動を吸収できるものであれば特に限定するものではない。例えば、圧液の液体が作動油などの場合には、油用紙フィルタを多重に重ね合わせたものを脈動吸収材料に用いることも可能であり、素材等も特に限定するものではなく、圧液の種類等によって適宜選択すればよい。また、後述するように脈動吸収材料４の厚みを変更するのであれば圧縮して厚みを変更できるものを選択すれば良く、圧縮し脈動吸収材料の密度を高くすると脈動の吸収性能は高くなる。また、脈動吸収材料の厚み変更の必要がなければ厚みを変更できないものでも良く、脈動をより吸収する材料を選択すれば良い。
【００３２】
主管２は、図１に示すようにバルブ１３が途中部位に設けられている。例えば、このバルブ１３を介して主管２の先には、液圧モータや液圧シリンダ（いずれも図示せず）等のアクチュエータを接続し、これらのアクチュエータに向けて液圧ポンプ８から吐出された圧液を供給することができる。
【００３３】
また、主管２とサイドブランチ３の材質は、金属、樹脂等を使用することができ、特に限定されるものではない。この主管２内を流れる圧液の種類や主管２とサイドブランチ３にかかる圧力によって、適宜選択することが良い。また、主管２とサイドブランチ３にかかる圧力によっては、材質のみならず肉厚や形状を変えて、圧力に耐えることができるものであればよく、材質と同様に特に限定するものではない。
【００３４】
前述したサイドブランチ３は、円筒形状や角筒形状等の管を適用することができる。このサイドブランチ３の一端部は、圧液が漏れないように閉塞されており、端部の端面に第３圧力センサ７が設けられている。また、主管２の途中部位に接続されているので主管２内を通る圧液の流れを阻害することがない。
【００３５】
また、サイドブランチ３内に設けられている第１圧力センサ５と第２圧力センサ６と第３圧力センサ７は、サイドブランチ３内の圧液の圧力を検出する圧力検出手段である。図１に示すように、第１圧力センサ５は脈動吸収材料の表面からＤＸ＋ＬＸの位置に設けられ、第２圧力センサ６は脈動吸収材料４の表面からＬＸの位置に設けられている。
【００３６】
また、図１に示すＦＦＴ１０は、第１圧力センサ５と第２圧力センサ６との間の圧力の伝達関数と第１圧力センサ５と第３圧力センサ７との間の圧力の伝達関数を測定することができる測定手段である。第１圧力センサ５と第２圧力センサ６との間の圧力の伝達関数をＦＦＴ１０で測定し、この測定された圧力の伝達関数に基づいて、図１に示す所定厚さｄの脈動吸収材料４の脈動吸収率を後述する計算式を用いて計算する計算手段で算出することができる。また、演算装置９で計算することにより簡単に脈動吸収率を算出することができる。
【００３７】
また、演算装置９は、パソコン１１と入力器１２とで構成されており、ＦＦＴ１０とパソコン１１と入力器１２を図１のように一連に繋ぎ、ＦＦＴ１０で測定した測定値をパソコン１１に取り込み、パソコン１１で予め取り込む測定値等を決めておき、後述する計算式を計算するプログラムを組んでおくと、ＦＦＴ１０で測定された値から即座に脈動吸収率等が求められる。また、脈動吸収材料４の脈動吸収率がわかると減衰状態も確認することができるので、ＦＦＴ１０で測定した測定値から即座に減衰状態を確認することができる。
【００３８】
また、前述した第１圧力センサ５と第２圧力センサ６との間の圧力の伝達関数と第１圧力センサ５と第３圧力センサ７との間の圧力の伝達関数をＦＦＴ１０で測定し、この測定された圧力の伝達関数に基づいて任意厚さの脈動吸収材料の脈動吸収率を後述する計算式を用いて計算する計算手段で算出することができる。
【００３９】
このような測定手段と計算手段である算出手段により、脈動吸収材料４の脈動吸収率を算出することができ、脈動吸収材料４の最適材料の選定を効率良く行うことができる。
【００４０】
以下に、本発明に係る液圧脈動吸収装置の減衰定数計測方法の一実施の形態例を説明する。
【００４１】
液圧脈動吸収装置の減衰定数計測方法は、図１に示す前述した液圧脈動吸収装置の減衰定数計測装置１の第１圧力センサ５と第２圧力センサ６と第３圧力センサ７を用いた圧力検出工程と、第１圧力センサ５と第２圧力センサ６との圧力の伝達関数と第１圧力センサ５と第３圧力センサ７との圧力の伝達関数を測定する測定工程と、これらの伝達関数に基づいて脈動吸収率を計算する計算工程と、で構成されている。
【００４２】
前述の測定工程は、脈動吸収材料４の所定長ｄが決まっている場合であれば、第１圧力センサ５のＰ１と第２圧力センサ６のＰ２との圧力の伝達関数であるＨ＝Ｐ１／Ｐ２を測定すれば、以下に示す計算手段である式（１）を用いて、表面インピーダンスＺ０を算出し、式（２）、（３）を用いて脈動吸収材料４の脈動吸収率αを計算することができる。
【００４３】
【数１】
2004037313.tif 000003
【００４４】
ここで、Ｓはサイドブランチの断面積、ρは脈動吸収材料の密度、ｃは音速、ｋは波長定数、ｉは複素記号である。また、Ｚ０の実数部、虚数部を式（２）のようにＸ、Ｙと定義すると、脈動吸収材料４の脈動吸収率αは、式（３）により計算できる。
【００４５】
【数２】
2004037313.tif 000004
【００４６】
【数３】
2004037313.tif 000005
【００４７】
以上の式（１）、（２）、（３）によって、サイドブランチ３内に設置した第１圧力センサ５と第２圧力センサ６との圧力の伝達関数であるＨを測定すれば、脈動吸収率αを計算することができる。
【００４８】
次に、脈動吸収材料４の所定厚さｄが任意厚さｄｘの場合であれば、第１圧力センサ５のＰ１と第２圧力センサ６のＰ２との圧力の伝達関数であるＨ２＝Ｐ２／Ｐ１と第１圧力センサ５のＰ１と第３圧力センサ７のＰ３との圧力の伝達関数であるＨ３＝Ｐ３／Ｐ１を測定すれば、伝搬定数γと特性インピーダンスＺｃを以下に示す計算手段である式（４）、（５）、（６）、（７）を用いて計算することができる。
【００４９】
式（４）は、脈動吸収材料４の前後面である図１に示す断面Ｈと断面Ｋにおける圧力と体積速度の関係を表現したものである。
【００５０】
【数４】
2004037313.tif 000006
【００５１】
ここで、γは伝搬定数であり、Ｚｃは特性インピーダンスを示す。断面Ｋは、閉であるため、ＰＫ＝Ｐ３、ＵＫ＝０である。よって式（４）より
【００５２】
【数５】
2004037313.tif 000007
【００５３】
となる。ＰＨ及びＵＨはサイドブランチ３内の第１圧力センサ５のＰ１と第２圧力センサ６のＰ２により、式（６）が表現でき、式（５）、（６）より式（７）となる。
【００５４】
【数６】
2004037313.tif 000008
【００５５】
【数７】
2004037313.tif 000009
【００５６】
以上のような式（４）、（５）、（６）、（７）により、伝達関数Ｈ２、Ｈ３を測定すれば、伝搬定数γ、特性インピーダンスＺｃを計算することができ、以下に示す式（８）より脈動吸収材料の任意厚さｄｘの場合の表面インピーダンスＺ０を計算することができる。
【００５７】
【数８】
2004037313.tif 000010
【００５８】
この式（８）により算出された表面インピーダンスＺ０を、前述した式（２）、（３）を用いて計算することよって、脈動吸収率αを算出することができる。
【００５９】
このように、圧力検出工程と測定工程と計算工程の各工程を順次進むことによって、脈動吸収率αを算出することができ、脈動吸収材料４の最適材料の選定を効率良く行うことができる。
【００６０】
また、本発明に係る液圧脈動吸収装置は、前述の実施の形態例に限定されるものでなく、以下に示すような脈動吸収材料の減衰状態を計測する手段と変更する変更手段を備えた液圧脈動吸収装置も使用することができる。
【００６１】
図２（ａ）は、本発明に係る液圧脈動吸収装置の一実施の形態例を示す説明図であり、脈動吸収材料が正規の状態を示す。図２（ａ）に示す液圧脈動吸収装置２０は、脈動する圧液が通る主管１５の途中部位に接続されるサイドブランチ１６と、このサイドブランチ内の端部付近に設置される脈動吸収材料１７と、圧力検出手段と測定手段との両手段をあわせた脈動吸収材料１７の減衰状態を計測する計測手段と、脈動吸収材料１７の減衰状態を変更する変更手段とを備える構成である。なお、図２（ａ）に示すようにＦＦＴ２６と配線されたパソコン２７とパソコン２７に配線された入力器２８とアクチュエータ駆動装置２９が設けられている。
【００６２】
前述のサイドブランチ１６は、円筒形状の管であり、内面に凸部１８が形成されており、端部は、開放されている。この開放されている端部に、シリンダ（図示しない）のシリンダロッド１９に接続され、サイドブランチ１６の軸方向に移動可能なフランジ２１が設けられている。なお、フランジ２１の外径は、サイドブランチ１６の内径と略同一である。また、フランジ２１の外周面には、サイドブランチ１６の内周面とフランジ２１の外周面との間から圧液が漏れないようにパッキン２２が設けられている。
【００６３】
また、脈動吸収材料１７は、サイドブランチ１６内の凸部１８と、サイドブランチ１６の軸方向に移動可能なフランジ２１との間に設置されており、このフランジ２１がサドブランチ１６の軸方向に移動することによって、脈動吸収材料１７は圧縮され、厚みを変更させる変更手段がサイドブランチ１６に設けられている。このようにして脈動吸収材料１７の厚みを圧縮して変更し、脈動吸収材料１７の密度を高くして脈動吸収を高くすることができる。なお、サイドブランチ１６内の脈動吸収材料１７を取り除けばサイドブランチ１６の長さ変更だけを可能とすることができる。
【００６４】
前述の計測手段は、脈動吸収材料１７の入口側に設けられた第１圧力センサ２３と第２圧力センサ２４と、フランジ２１の端面に設けられた第３圧力センサ２５による圧力検出手段と、第１圧力センサ２３と第２圧力センサ２４との間の圧力の伝達関数と第１圧力センサ２３と第３圧力センサ２５との間の圧力の伝達関数をＦＦＴ２６で測定する測定手段とからなるものである。なお、ＦＦＴ２６、パソコン２７、入力器２８は、前述したものを同じように適用することができ、同じ効果を得ることができる。従って、後述するシリンダや液圧ポンプ等のアクチュエータをパソコンからの信号を受けたアクチュエータ駆動装置により駆動制御することができる。
【００６５】
このようにしてシリンダロッド１９に接続されたフランジ２１がサイドブランチ１６の軸方向に移動させることができる。また、パソコン２７に脈動吸収率が一定値以下になると脈動吸収材料１７の減衰状態を回復させるため、アクチュエータ駆動装置２９に信号を送り、シリンダ等のアクチュエータを動かし、脈動吸収材料１７の厚みを変更するような制御プログラムを組み入れておけば自動的に脈動吸収率の減衰状態を回復することができる。
【００６６】
前述した計測手段の第１圧力センサ２３と第２圧力センサ２４との間の圧力の伝達関数をＦＦＴ２６で測定することによって、脈動吸収材料１７による圧液の脈動の減衰状態を脈動吸収材料１７の脈動吸収率αを前述した式（１）、（２）、（３）で算出することで確認することができ、状況によって脈動吸収材料１７を変更することができる。
【００６７】
図２（ｂ）に示すようにフランジ２１をサイドブランチ１６の軸方向に移動させることによって、脈動吸収材料の厚みを任意に変更することができる。こうして変更された脈動吸収材料１７の脈動吸収率αを第１圧力センサ２３と第２圧力センサ２４との間の圧力の伝達関数Ｈ２と第１圧力センサ２３と第３圧力センサ２５との間の圧力の伝達関数Ｈ３をＦＦＴ２６で計測し、前述した式（４）、（５）、（６）、（７）で伝搬定数γと特性インピーダンスＺｃを算出する。
【００６８】
次に式（８）で脈動吸収材料１７の表面インピーダンスＺ０を算出し、式（２）、（３）により算出することができる。従って、圧縮して脈動吸収材料１７の厚さを任意に変更した場合でも脈動吸収率αを算出することができ、状況によっては、更に圧縮して最適な脈動吸収材料１７の厚みに変更することができる。
【００６９】
次に、脈動吸収材料をサイドブランチ内で移動させる液圧脈動吸収装置について以下に説明する。
【００７０】
図３（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る液圧脈動吸収装置の一実施の形態例を示す説明図である。図３（ａ）に示す液圧脈動吸収装置３０は、前述した液圧脈動吸収装置２０と良く似た構成である。前述した液圧脈動吸収装置２０と異なる部分は、サイドブランチ３２の端部が開放されておらず閉塞されており、端部にシリンダ（図示しない）のシリンダロッド３４が通過できる通孔４４が設けられており、シリンダロッド３４に接続され、サイドブランチ３２の軸方向に移動可能なフランジ３５がサイドブランチ３２の内径より小さい径を有するという部分である。また、脈動吸収材料３３が前述した脈動吸収材料１７のように圧縮され、任意に厚みを変更するのではなく、サイドブランチの軸方向に移動し、サイドブランチ３２の内面に形成されている凸部３６により、その移動が規制される。なお、通孔４４には、サイドブランチ３２内の圧液が漏れないように、内周面にパッキン等が設けられている。
【００７１】
また、その他の各圧力センサは、前述したものが同じような位置に設けられている。つまり、主管３１とサイドブランチ３２の接続部側に第１圧力センサ３７と第２圧力センサ３８が設けられており、第３圧力センサ３９だけがサイドブランチ３２の端部に設けられている。また、ＦＦＴ４０、パソコン４１、入力器４２、アクチュエータ駆動装置４３も前述したものを同じように適用可能であり、ＦＦＴ４０による計測手段も同じである。また、パソコン４１、入力器４２は、脈動吸収率を、即座に算出するために使用することができ、アクチュエータ駆動装置４３は、前述したように制御プログラムがパソコン４１に組み入れておれば、パソコン４１からの信号によって脈動吸収材料を移動させ後述する圧液の脈動を吸収できる周波数を変化させることが可能となる。
【００７２】
また、脈動吸収材料３３が図３（ａ）に示す位置にある場合に、圧液は脈動吸収材料３３が設けられたフランジ３５とサイドブランチ３２内の端面との間の空間に流れるようになっており、この空間により圧液の脈動を吸収できる周波数を変化させることが可能なため、図３（ｂ）のように脈動吸収材料３３の位置をサイドブランチ３２の軸方向に移動させることで、吸収できる脈動の中心周波数を変化させることができるので脈動の周波数が変化した場合に対応することができる。
【００７３】
なお、このような場合には、脈動吸収材料３３とサイドブランチ３２内の端面との距離が１／４波長となる周波数を中心に吸収性能が良くなる。このため、この周波数を記憶しておき、液圧脈動吸収装置３０で測定できる脈動の周波数に応じて、脈動吸収材料３３の位置を変えてやれば中心周波数の減衰性能が向上する。
【００７４】
次に、脈動吸収材料をサイドブランチ内に追加する液圧脈動吸収装置について以下に説明する。
【００７５】
図４は、本発明に係る液圧脈動吸収装置の一実施の形態例を示す説明図である。図４に示す液圧脈動吸収装置５０は、主管５１の途中部位に接続され、側方片側に脈動吸収材料５３が挿入可能な開口が設けられたサイドブランチ５２と、主管５１とサイドブランチ５２の接続部側に設けられた第１圧力センサ５４と第２圧力センサ５５と、サイドブランチ５２の端面に設けられた第３圧力センサ５６と、各圧力センサによる圧力検出手段と測定手段との両手段をあわせた脈動吸収材料５３の減衰状態を計測する計測手段と、脈動吸収材料５３を開口から挿入可能なシリンダ５７と、シリンダを動作させる液圧ポンプ５８で脈動吸収材料５３の減衰状態を変更する変更手段とで構成されている。なお、シリンダ５７と液圧ポンプ５８には、一般的に使用されている油圧シリンダや油圧ポンプ等を使用することができる。また、計測手段は、前述したものと同じような構成、同じ計測方法を適用することができる。
【００７６】
サイドブランチ５２は、円筒形状や四角筒形状等使用することができ、特に限定するものではない。また、材質も前述したサイドブランチ５２と同様のものを使用することができる。このサイドブランチ５２の側面には、脈動吸収材料５３を挿入可能な開口が設けられており、開口の内周面には、パッキン等が設けられている。従って、サイドブランチ内から外方に向かって圧液が漏れることがない。
【００７７】
また、サイドブランチ５２の開口に挿入するような脈動吸収材料５３には、開口面積と略同じ断面積を有する多孔板を用いることが好ましい。例えば、多孔板には、穴径がφ０．５ｍｍ〜φ２ｍｍ、板厚が１ｍｍ〜５ｍｍでなり、多孔の穴面積を合計した時の開口率が１％〜５％の多孔板を用いることができ、特に限定されるものではない。
【００７８】
また、前述した脈動吸収材料５３の端部には、シリンダ５７のシリンダロッド５９と連結されており、シリンダ５７を液圧ポンプ５８で動かすことにより脈動吸収材料５３がサイドブランチ５２の開口に挿入されるが、引き抜かれた場合に開口から外れることがないようにシリンダ５７とシリンダロッド５９で位置決めされている。従って、サイドブランチ５２内から外方に向かって圧液が漏れることがない。
【００７９】
前述の計測手段は、主管５１とサイドブランチ５２の接続部側に設けられた第１圧力センサ５４と第２圧力センサ５５と、サイドブランチ５２の端面に設けられた第３圧力センサ５６による圧力検出手段と、第１圧力センサ５４と第２圧力センサ５５との間の圧力の伝達関数と第１圧力センサ５４と第３圧力センサ５６との間の圧力の伝達関数をＦＦＴ６０で測定する測定手段とからなるものである。
【００８０】
前述した計測手段の第１圧力センサ５４と第２圧力センサ５５との間の圧力の伝達関数をＦＦＴ６０で測定することによって、脈動吸収材料５３による圧液の脈動の減衰状態を脈動吸収材料５３の脈動吸収率αを前述した式（１）、（２）、（３）で算出することで確認することができる。
【００８１】
また、第１圧力センサ５４と第２圧力センサ５５との間の圧力の伝達関数Ｈ２と第１圧力センサ５４と第３圧力センサ５６との間の圧力の伝達関数Ｈ３をＦＦＴ６０で計測し、前述した式（４）、（５）、（６）、（７）で伝搬定数γと特性インピーダンスＺｃを算出する。次に、式（８）で脈動吸収材料の表面インピーダンスＺ０を算出し、式（２）、（３）により脈動吸収材料５３の脈動吸収率αを算出することができる。
【００８２】
また、図４に示すようにサイドブランチ５２に脈動吸収材料６４が挿入できる開口を設け、脈動吸収材料６４をシリンダ６６のシリンダロッド６５に接続し、液圧ポンプ６７を追加することによって、脈動吸収材料５３の脈動吸収率αを算出して減衰状態を把握し、減衰状態を最適にするため、圧液の脈動の周波数にあわせてパソコン６１からアクチュエータ駆動装置６３に信号を送り、液圧ポンプ５８、６７を動かして、シリンダ５７、６６を動作させ、脈動吸収材料５３、６４を順次追加して行くことができる。こうして脈動吸収材料５３、６４を追加することで、吸収できる脈動の中心周波数を一つ追加するごとに一つ増やすことができる。なお、図４に示す入力器６２で、パソコン６１に脈動吸収率を計算する計算プログラムを組み込むことによって、前述と同様に即座に脈動吸収率を算出することができる。
【００８３】
図４に示すような脈動吸収材料５３に多孔板を用いた場合での吸収したい脈動の中心周波数は、多孔板とサイドブランチ５２の内壁との開口（隙間）の大きさや多孔板同士の間隔等で予め設定することが可能である。
【００８４】
以上のような液圧脈動吸収装置５０は、図４に示すパソコン６１から信号を受けたアクチュエータ駆動装置６３により、液圧ポンプ５８、６７やシリンダ５７、６６等のアクチュエータを駆動制御することができる。従って、駆動制御されたアクチュエータ等で、サイドブランチの長さや脈動吸収材料の厚さを変更し、脈動吸収材料の減衰状態を最適な状態にすることができる。また、脈動吸収材料の位置変更や追加することによって、吸収できる脈動の中心周波数を減衰することができる。
【００８５】
【実施例】
次に、本発明の液圧脈動吸収装置の減衰定数測定装置を用いた脈動吸収率について実施例により具体的に説明する。以下の実施例には、液圧脈動吸収装置の減衰定数測定装置１を用いているので構成等の詳述は、前述しているので割愛する。
【００８６】
図１に示す液圧ポンプ８に９本ピストンの油圧ポンプを使用し、液体には、作動油を用いた。また、脈動吸収材料４には、油用紙フィルタに用いる紙材料を用いて、厚さ０．２ｍｍの紙材料を円状に切断し、これを多数重ね合わせて厚さ１５０ｍｍのものとした。測定には、９本ピストンの油圧ポンプを１０００ｒｐｍで稼動させ、管内圧力を１５ＭＰａとして各圧力センサで圧力を測定し、油用紙フィルタからなる脈動吸収材料の脈動吸収率の算出を行った。
【００８７】
第１圧力センサ５と第２圧力センサ６を用いてＦＦＴ１０で測定した伝達関数より脈動吸収材料の脈動吸収率を算出した結果を図５に示す。図５の横軸に周波数、縦軸に脈動吸収率を示す。図５の丸印が油圧ポンプに起因する脈動の卓越ピークに相当する周波数での脈動吸収率を示している。１．５ＫＨｚ以上で０．７程度の脈動吸収率を示しており、脈動エネルギの７０％以上が脈動吸収材料に吸収されていることを示している。従って、脈動吸収材料が、十分な性能を発揮していることわかる。
【００８８】
次に、第１圧力センサ５と第２圧力センサ６と第３圧力センサ７を用いてＦＦＴ１０で測定した伝達関数より、脈動吸収材料の特性インピーダンスと伝搬定数を算出した結果を図６（ａ）、（ｂ）に示す。油特性インピーダンスρｃで正規化した特性インピーダンスＺｃ／ρｃを図６（ａ）に示し、伝搬定数γを図６（ｂ）に示す。これらの定数は、複素数であるため、実数部を丸印で、虚数部を＋印で示している。測定された特性インピーダンスＺｃと伝搬定数γを前述した式（８）に代入すれば、表面インピーダンスＺ０を算出でき、前述した式（２）、（３）を用いれば脈動吸収率を算出することができる。従って、より簡便に脈動吸収材料の厚さを変えた場合等の脈動吸収材料の選定を実施することができる。
【００８９】
また、図７に第１圧力センサ５と第２圧力センサ６を用いてＦＦＴ１０で測定した伝達関数より脈動吸収材料の脈動吸収率を算出した結果を丸印で、第１圧力センサ５と第２圧力センサ６と第３圧力センサ７を用いてＦＦＴ１０で測定した伝達関数より、脈動吸収材料の特性インピーダンスと伝搬定数を算出した結果を前述した計算式を用いて脈動吸収材料の脈動吸収率を算出した結果を＋印で示す。図７より２通りから得た結果は良く一致しており、伝搬定数と特性インピーダンスから脈動吸収材料の脈動吸収率が計算できることが良く理解できる。
【００９０】
【発明の効果】
請求項１によると、主管内を通る圧液の流れを阻害することなく、圧力センサで圧液の圧力を測定し、脈動吸収率を算出することができ、脈動吸収材料の最適材料の選定を効率良く行うことができる。
【００９１】
請求項２によると、第１圧力センサと第２圧力センサとの間の圧力の伝達関数を測定し、脈動吸収材料の表面インピーダンスを算出した後、脈動吸収率を算出することができ、脈動吸収材料の最適材料の選定を効率良く行うことができる。
【００９２】
請求項３によると、第１圧力センサと第２圧力センサとの間の圧力の伝達関数と第１圧力センサと第３圧力センサとの間の圧力の伝達関数を測定し、任意厚さの脈動吸収材料の特性インピーダンスと伝搬定数を算出した後、脈動吸収率を算出することができる。従って、脈動吸収材料の最適材料の選定を効率良く行うことができる。
【００９３】
請求項４によると、主管内を通る圧液の流れを阻害することなく、各工程を順次進むことによって、脈動吸収材料の脈動吸収率を算出することができ、脈動吸収材料の最適材料の選定を効率良く行うことができる。
【００９４】
請求項５によると、各工程を順次進むことによって、脈動吸収材料の表面インピーダンスを算出した後、脈動吸収率を算出することができ、脈動吸収材料の最適材料の選定を効率良く行うことができる。
【００９５】
請求項６によると、各工程を順次進むことによって、任意厚さの脈動吸収材料の特性インピーダンスと伝搬定数を算出した後、脈動吸収率を算出することができる。従って、脈動吸収材料の最適材料の選定を効率良く行うことができる。
【００９６】
請求項７によると、主管内を通る圧液の流れを阻害することなく、脈動吸収材料による圧液の脈動の減衰状態を確認することができ、状況によっては、脈動吸収材料を変更することができる。
【００９７】
請求項８によると、脈動吸収材料による圧液の脈動の減衰状態にあわせてサイドブランチの長さや脈動吸収材料の位置、厚みを変化させて、確実に圧液の脈動を吸収することができる。
【００９８】
請求項９によると、容易に脈動吸収材料の脈動吸収率を演算することができ、脈動吸収材料による圧液の脈動の減衰状態を確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液圧脈動吸収装置の減衰定数計測装置の概略構成図である。
【図２】本発明に係る液圧脈動吸収装置の一実施の形態例を示す説明図であり、（ａ）は、脈動吸収材料が正規の状態を示し、（ｂ）は、脈動吸収材料が圧縮された状態を示す。
【図３】本発明に係る液圧脈動吸収装置の一実施の形態例を示す説明図であり、（ａ）は、脈動吸収材料が中間位置にある状態を示し、（ｂ）は、脈動吸収材料が上限位置にある状態を示す。
【図４】本発明に係る液圧脈動吸収装置の一実施の形態例を示す説明図である。
【図５】本発明に係る液圧脈動吸収装置の減衰定数計測装置の実施例における脈動吸収率を算出した結果である。
【図６】本発明に係る液圧脈動吸収装置の減衰定数計測装置の実施例における結果であり、（ａ）は、油特性インピーダンスで正規化した特性インピーダンスを示し、（ｂ）は、伝搬定数を示す。
【図７】本発明に係る液圧脈動吸収装置の減衰定数計測装置の実施例における２通りから算出した脈動吸収率の結果を示すものである。
【図８】従来の空気中における吸音材料の表面インピーダンスを測定する装置の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１　液圧脈動吸収装置の減衰定数計測装置
２　主管
３　サイドブランチ
４　脈動吸収材料
５　第１圧力センサ
６　第２圧力センサ
７　第３圧力センサ
８　液圧ポンプ
９　演算装置
１０　ＦＦＴ
１１　パソコン
１２　入力器
１３　バルブ
１５　主管
１６　サイドブランチ
１７　脈動吸収材料
１８　凸部
１９　シリンダロッド
２０　液圧脈動吸収装置
２１　フランジ
２２　パッキン
２３　第１圧力センサ
２４　第２圧力センサ
２５　第３圧力センサ
２６　ＦＦＴ
２７　パソコン
２８　入力器
２９　アクチュエータ駆動装置
３０　液圧脈動吸収装置
３１　主管
３２　サイドブランチ
３３　脈動吸収材料
３４　シリンダロッド
３５　フランジ
３６　凸部
３７　第１圧力センサ
３８　第２圧力センサ
３９　第３圧力センサ
４０　ＦＦＴ
４１　パソコン
４２　入力器
４３　アクチュエータ駆動装置
４４　通孔
５０　液圧脈動吸収装置
５１　主管
５２　サイドブランチ
５３　脈動吸収材料
５４　第１圧力センサ
５５　第２圧力センサ
５６　第３圧力センサ
５７　シリンダ
５８　液圧ポンプ
５９　シリンダロッド
６０　ＦＦＴ
６１　パソコン
６２　入力器
６３　アクチュエータ駆動装置
６４　脈動吸収材料
６５　シリンダロッド
６６　シリンダ
６７　液圧ポンプ
【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】
2004037313.tif 000015
【図６】
2004037313.tif 000016
【図７】
2004037313.tif 000017
【図８】
2004037313.tif 000018