| 【発明の名称】 |
ピストン式アキュムレータ型脈動低減装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】本澤 幸裕
【氏名】坂入 哲也
【氏名】湯浅 一正
【氏名】曹 東輝
【氏名】後藤 安晴
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| 【要約】 |
【課題】高圧流体配管に装着されるピストン式アキュムレータ型脈動低減装置の小型化をはかる。
【解決手段】上記脈動低減装置において、配管１に連通し所定の断面積を有する円筒状大径室２１１と、大径室と段差２１３を持って連続して設けられ大径室より小さい断面積を有する円筒状小径室２１２と、を有するケーシング２１と、一端面２２１が大径室に臨み一端面側面２２３が大径室の円筒状側面と摺動可能に装着され、他端面２２２が小径室に臨むとともに他端面側面２２４が小径室の円筒状側面と摺動可能に装着され、一端面側面と他端面側面間に段差２２６を設け、一端面と他端面間を連通する通路２２５を設けたピストン２２と、段差２１３と段差２２６間に装着したバネ２３と、ケーシング２１のバネ２３が装着される位置に設けたドレンポート２１５と、を備えることを特徴とする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 ピストン式アキュムレータ型脈動低減装置において、圧送流体が通る配管に連通し所定の断面積を有する筒状の大室と、前記大室と段差を持って連続して設けられ前記大室の前記断面積より小さい断面積を有する筒状の小室と、を有するケーシングと、一端面が前記大室に臨むとともに前記一端面側面が前記大室の筒状側面と摺動可能に装着され、他端面が前記小室に臨むとともに前記他端面側面が前記小室の筒状側面と摺動可能に装着され、前記一端面側面と前記他端面側面間に段差を設け、前記一端面と前記他端面間を連通する通路を設けたピストンと、前記ケーシングの前記段差と前記ピストンの前記段差間に装着したバネと、前記ケーシングの前記バネが装着される位置に設けたドレンポートと、を備えることを特徴とするピストン式アキュムレータ型脈動低減装置。
【請求項２】 ピストン式アキュムレータ型脈動低減装置において、圧送流体が通る配管に連通し所定の断面積を有する筒状の大室と、前記大室と段差を持って連続して設けられ前記大室の前記断面積より小さい断面積を有する筒状の小室と、を有するケーシングと、一端面が前記大室に臨むとともに前記一端面側面が前記大室の筒状側面と摺動可能に装着され、他端面が前記小室に臨むとともに前記他端面側面が前記小室の筒状側面と摺動可能に装着され、前記一端面側面と前記他端面側面間に段差を設けたピストンと、前記ケーシングの前記段差と前記ピストンの前記段差間に装着したバネと、前記ケーシングの前記バネが装着される位置に設けたドレンポートと、前記小室と前記配管間を連通する通路と、を備えることを特徴とするピストン式アキュムレータ型脈動低減装置。
【請求項３】 請求項１ないしは請求項２のいずれか１つの請求項記載において、前記通路を、前記圧送流体の基準圧力成分を流通し、脈動成分を流通しないように構成することを特徴とするピストン式アキュムレータ型脈動低減装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ピストン式アキュムレータ型脈動低減装置に係わり、特に、高圧の圧送流体が通る配管に発生する脈動を低減するピストン式アキュムレータ型脈動低減装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、油圧ショベル等の油圧回路では、油圧ポンプ（ピストンポンプ）から吐出される圧油に脈動が発生する。この脈動の周波数ｆ（Ｈｚ）は、油圧ポンプのピストンの本数をｎ、油圧ポンプの回転数をＮ（ｒｐｍ）、基本周波数を１として周波数の次数をｉ（ｉ＝１，２，３・・・）とすると、次式で表せる。
【０００３】ｆ＝ｎ×Ｎ×ｉ／６０（Ｈｚ）
この脈動は、騒音の原因となるばかりでなく、場合によっては共振を生じ、油圧機器の配管や各種構成要素を損傷する恐れがあり、極力低減しなければならない。
【０００４】従来、このような脈動を低減する装置てしては、実開昭１ー６３８０１号公報に示されるようなピストン型のアキュムレータが知られている。これは図３に示すように、管路４１にアキュムレータ４２を装着し、図示されていない油圧ポンプからの脈動を管路４１を介して、油圧の弾性圧縮波（体積変動が密度の変動として伝達される粗密波）としてアキュムレータ４２の油室４３に伝達している。この弾性圧縮波によってピストン４４に対向して設けられるスプリング４５を圧縮することによって、油を油タンク４６に排出して脈動を吸収するようにしている。
【０００５】また、特開昭６−２７８４１号公報には、図４に示すように、前記従来技術と同様に、管路５１にピストン型のアキュムレータ５２を装着し、管路５１からの作動油圧をピストン５３によって受圧し、圧縮コイルばね５４の反発力と作動油の基準油圧とが釣り合う位置までピストン５３が押圧している。この状態で脈動が発生すると、その大きさに応じてピストン５３がシリンダ５５の軸方向に移動し、それによってシリンダ５５内の油室の体積変化が生じて弾性圧縮波が吸収され、管路５１下流への脈動の伝搬を防止している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】一般に、バネピストン型のアキュムレータは、作動油の高い基準圧力を維持しながら油の変動体積を吸収するために、ピストンの受圧面積やピストンストローク、バネ反力、バネ定数の関係から、常時高圧の作動油が流れる油圧回路で使用する場合は大型にならざるを得なかった。
【０００７】特に、前者の従来技術のものは、高い作動油圧が加わる場合には使用し難いものであり、また後者のものは、ピストンに作用する高い油圧をピストンの外側に設けたバネによって吸収するように構成しているが、高い油圧に耐えるようにするためにはバネが大きくなってしまい、さほど小型化することができなかった。
【０００８】また、油圧ショベルのように大きな駆動力を伝達する油圧回路では、油圧が最大で３５０ｋｇ／ｃｍ2 にも及ぶためアキュムレータは大型にならざるを得ず、これを油圧ショベルの限られたスペースに装備することは困難なことであった。
【０００９】本発明は、上記の種々の問題点に鑑みて、コンパクトな構成で、高い油圧でも使用可能なピストン式アキュムレータ型脈動低減装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を達成するために、次のような手段を採用した。
【００１１】ピストン式アキュムレータ型脈動低減装置において、圧送流体が通る配管に連通し所定の断面積を有する筒状の大室と、前記大室と段差を持って連続して設けられ前記大室の前記断面積より小さい断面積を有する筒状の小室と、を有するケーシングと、一端面が前記大室に臨むとともに前記一端面側面が前記大室の筒状側面と摺動可能に装着され、他端面が前記小室に臨むとともに前記他端面側面が前記小室の筒状側面と摺動可能に装着され、前記一端面側面と前記他端面側面間に段差を設け、前記一端面と前記他端面間を連通する通路を設けたピストンと、前記ケーシングの前記段差と前記ピストンの前記段差間に装着したバネと、前記ケーシングの前記バネが装着される位置に設けたドレンポートと、を備えることを特徴とする。
【００１２】また、ピストン式アキュムレータ型脈動低減装置において、圧送流体が通る配管に連通し所定の断面積を有する筒状の大室と、前記大室と段差を持って連続して設けられ前記大室の前記断面積より小さい断面積を有する筒状の小室と、を有するケーシングと、一端面が前記大室に臨むとともに前記一端面側面が前記大室の筒状側面と摺動可能に装着され、他端面が前記小室に臨むとともに前記他端面側面が前記小室の筒状側面と摺動可能に装着され、前記一端面側面と前記他端面側面間に段差を設けたピストンと、前記ケーシングの前記段差と前記ピストンの前記段差間に装着したバネと、前記ケーシングの前記バネが装着される位置に設けたドレンポートと、前記小室と前記配管間を連通する通路と、を備えることを特徴とする。
【００１３】また、請求項１ないしは請求項２のいずれか１つの請求項記載のピストン式アキュムレータ型脈動低減装置において、前記通路を、前記圧送流体の基準圧力成分を流通し、脈動成分を流通しないように構成することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の第１の実施形態を図１を用いて説明する。
【００１５】図１は、本実施形態に関わるピストン式アキュムレータ型脈動低減装置を示す断面図である。
【００１６】図において、１は高圧の作動油が流れる配管、２は配管１に接続され配管１内の脈動を低減するために設けられるピストン式アキュムレータ型脈動低減装置、２１は脈動低減装置２のケーシング、２１１は配管１から作動油が導かれケーシング２１内に設けられる断面積Ａを有する円筒状の大径室、２１２はケーシング２１内に設けられる断面積Ｂを有する円筒状の小径室、２１３は大径室２１１と小径室２１２の境界に形成される段差、２２はケーシング２１内において、大径室２１１に対向し作動油圧を受圧する端面２２１と、小径室２１２に対向し作動油圧を受圧する端面２２２とを有し、端面２２１の側面２２３および端面２２２の側面２２４において大径室２１１と小径室２１２間に摺動可能に装着される段付きピストン、２２５は大径室２１１と小径室２１２間を連通する通路、２２６は側面２２３と側面２２４間に形成される段差、２１４はバネ室、２３はバネ、２１５はバネ２３の伸縮にともなってバネ室２１４と油タンク３間の油を流出入するケーシング２１に設けられるドレンポート、３は油タンクである。なお、大径室２１１と小径室２１２の断面積は断面積Ａ＞断面積Ｂの関係にある。
【００１７】ここで、段付きピストン２２の両端面２２１，２２２加わる油圧は通路２２５によって連通されているので両者は等しく、その圧力をＰとすると、段付きピストン２２に加わる力Ｆは、次式で表せる。
【００１８】Ｆ＝Ａ・Ｐ−Ｂ・Ｐ＝（Ａ−Ｂ）・Ｐそして、バネ２３はこの力Ｆによって押圧され、脈動を吸収する。
【００１９】このように、バネ２３は段付きピストン２２両端の断面積の差に比例する力によって押圧されるので、例え圧力Ｐが大きい場合でも、バネ２３に加わる力を大幅に軽減でき、バネ２３を小さなものとすることができる。
【００２０】例えば、断面積Ａと断面積Ｂとの面積比を１０：９とすると、従来装置と同等のバネを使用した場合は、従来装置に比べて１０倍の油圧のものまで使用可能となる。
【００２１】このように、本実施形態によれば、従来と同じ作動油圧力で使用した脈動低減装置に比べてバネ２３を小型化することができ、装置全体も小型化することができる。
【００２２】また、通路２２５の大きさや形状を適切に設定することにより、小径室２１２内の作動油圧を基準油圧に近い圧力とすることができ、バネ２３で脈動分を効果的に吸収軽減することができる。
【００２３】図２は、本発明の第２の実施形態に係わるピストン式アキュムレータ型脈動低減装置を示す断面図である。
【００２４】図において、２１６はケーシング２１の小径室２１２に設けられ、配管１と接続するための接続ポート、２４は小径室２１２と配管１を連通する通路である。第１の実施形態では段付きピストン２２内部に大径室２１１と小径室２１２とを連通する通路２２５を設けていたのに対して、本実施形態では、小径室２１２と配管１間に連通する通路２４を設けている点で相違し、その他は相違しない。
【００２５】本実施形態の場合も、第１の実施形態の場合と同様の理由で、バネ２３は段付きピストン２２両端の断面積２２１’，２２２’の差に比例する力によって押圧されるので、例え、配管１内の作動油圧が高圧であっても、バネ２３に加わる力を大幅に軽減でき、バネ２３を小さなものとすることができる。
【００２６】そのため、従来と同じ作動油圧力を使用する脈動低減装置に比べて、バネが小型化でき、装置全体を小型化することができる。
【００２７】なお、上記各実施形態では、大径室２１１および小径室２１２を円筒状に構成したが、形状はこれに限られず、筒状のその他の形状の大室または小室で構成してもよい。
【００２８】また、上記各実施形態によれば、ピストン式アキュムレータ型脈動低減装置は、小型化できるので、作動油圧力が非常に高く、また設置空間が限られる油圧ショベルに適用すると極めて効果的である。
【００２９】
【発明の効果】以上のごとく、本発明によれば、配管を流動する圧送流体の流体圧力が高く、ピストンの一端面で受圧する流体圧力が高い場合でも、ピストンでの受圧力は、ピストンの他端面で受圧した流体圧力によって軽減されるので、ピストンによってバネに作用する力を小さくすることができ、その結果、圧送流体の流体圧力が高い場合でもバネを小型化でき、さらにピストン式アキュムレータ型脈動低減装置全体を小型化することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５５２２
【氏名又は名称】日立建機株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）２月１７日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】武 顕次郎 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−２３０１０３ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）８月２７日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−３４８２６ |
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