JPH06101793A - アクティブ脈動低減装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 脈動に対して反転した圧力変動を起こさせ
て、管路の脈動をアクティブに低減するようにしたアク
ティブ脈動低減装置の実用化を容易にする。 【構成】 管路１の流体が導入される流体室１３にピス
トン１２等の圧力調節部材を配設する。脈動に対する反
転信号を出力し、圧電素子１６により、反転信号に応じ
てピストン１２等を軸方向に変位させ、脈動をアクティ
ブに解消させる。また、ピストン１２等を流体の静圧に
抗する方向に付勢するスプリング１５等の静圧低減手段
を設け、圧電素子１６への印加圧力を低減して、その機
能を確保する。これにより、アクティブ脈動低減装置の
実用化が容易となる。細孔を介して、静圧をピストン１
２の背圧室に導入することとで、静圧をキャンセルする
ようにしてもよく、圧電素子１６をピストン１２の両側
に設けてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、管路を流れる流体の脈
動をアクティブに解消するようにしたアクティブ脈動低
減装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、管路を流れる流体の圧力／流
量脈動はシステムの性能を低下させる要因となることが
多く、一般的な油圧回路において、ポンプの吐出圧力／
流量脈動はシリンダのびびりや騒音の原因となる。

【０００３】かかる脈動を低減するために従来からアキ
ュムレータが広く用いられている。例えば図１０はプラ
グ形アキュムレータの内部構造を示し、ケーシング
（ａ）内はゴム袋（プラグ）（ｂ）によって、油圧室
（ｃ）と気体室（ｄ）とに仕切られており、油圧室
（ｃ）には管路から流体である油が導入される一方、気
体室（ｄ）には油圧の１／２程度の圧力でガスが封入さ
れている。そして、管路の油圧の変動にともない、プラ
グ（ｂ）が膨張・収縮することで脈動を低減するように
している。

【０００４】ここで、上記のようなアキュムレータによ
って吸収しうる脈動の周波数は下記式 ｆn ＝（１／２π）・√（ｎＰs Ａn ／ρｌn Ｖg ） （ただし、ｎ：ポリトロープ指数、Ｐs ：ポート入力部
静圧、Ａn ：ポート入力部断面積、ρ：作動油密度、ｌ
n ：ポート部長さ、Ｖg ：アキュムレータのガス体積で
ある）によって与えられる。

【０００５】この式から明らかなように、いったんアキ
ュムレータの仕様を決定すると、圧力が大きく変動する
場合やポンプ回転数が代わるなどによって脈動の周波数
が変化する場合には対応しきれないことになる。このこ
とは、パッシブ形の減衰器について一般的に当てはま
る。

【０００６】そこで、脈動をアクティブに低減するもの
として、例えば特開昭５５−１０７１８１号公報に開示
されるごとく、流体が流れる管路に流体の圧力を検知す
るための圧力センサを配設し、その上流側で印加電圧に
応じて変位する圧電素子を管路の管壁の一部を構成する
ように取付けておき、上記圧力センサで検出される流体
圧力の変動つまり脈動に対し適当な位相のずれをもった
信号を圧電素子に入力し、脈動を打ち消す方向に圧電素
子を変位させて、回路内の脈動をアクティブに低減しよ
うとするものは公知の技術である。

【０００７】また、「日本機械学会論文集（Ｂ編）５６
巻５３０号（１９９０−１０）論文Ｎｏ．８９−１４１
７Ａ 流体管路用アクティブ形圧力脈動減衰装置の開
発」に報告されるごとく、管路の上流側２箇所に圧力セ
ンサを設置し、その検出値から圧力センサの中間位置に
おける流速脈動の進行波成分を求めるとともに、下流側
に設けたアクチュエータをこの信号によってフィードフ
ォワード制御することにより、アクチュエータ下流の進
行波を消去しようとするものがある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報や学会発表に係る装置では、いずれも下記のような問
題があった。

【０００９】すなわち、管路内の流体の圧力は静圧と動
圧（つまり脈動圧）とがあり、概念的には、図４のよう
な変動状態にあると考えられる。油圧回路では、脈動圧
は静圧に比べて小さいのが一般的であり、本来アクティ
ブ脈動低減装置を構成するアクチュエータの発生力は小
さくてもよいはずである。

【００１０】しかるに、上記従来のアクティブ脈動低減
装置は、いずれも静圧及び動圧に抗して変位を発生させ
る構造になっているいるために、静圧の高いときには非
常に大きな発生力が必要となり、圧電素子等のアクチュ
エータの破損を招く虞れがあるなど、これらの装置を実
用に供する場合には、所定の困難さがあった。

【００１１】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、管路を流れる流体の圧力のうち静圧
をキャンセルし、動圧つまり脈動に対してのみアクティ
ブに作用するようにアクチュエータを構成することによ
り、実用的なアクティブ脈動低減装置を提供することに
ある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１の発明の講じた手段は、図１に示すように、管
路（１）を流れる流体の脈動を低減させるためのアクテ
ィブ脈動低減装置を対象とする。

【００１３】そして、アクティブ脈動低減装置に、変位
により管路（１）の流体圧力を調節する圧力調節部材
と、上記管路（１）中の流体の脈動を検出する脈動検出
手段（Ｓp1）と、該脈動検出手段（Ｓp1）の出力を受
け、脈動とは逆位相で同振幅の反転信号を出力する信号
出力手段（２）と、該信号出力手段（２）の出力を受
け、上記圧力調節部材に脈動を打ち消す圧力変化を生ぜ
しめるよう変位を与える駆動手段とを設けるものとす
る。

【００１４】さらに、該圧力調節部材を流体の静圧に抗
する方向に付勢する静圧低減手段を設ける構成としたも
のである。

【００１５】請求項２の発明の講じた手段は、図３に示
すように、請求項１の発明において、圧力調節部材を、
管路（１）中の流体が導入される流体室（１３）の体積
を増減調節するためのピストン（１２）で、駆動手段
を、該ピストン（１２）を軸方向に変位させるよう取付
けられた圧電素子（１６）で、静圧低減手段を、上記ピ
ストン（１２）を流体室（１３）の体積を低減する方向
に付勢するスプリング部材（１５）でそれぞれ構成した
ものである。

【００１６】請求項３の発明の講じた手段は、図４に示
すように、上記請求項１の発明において、圧力調節部材
を、管路（１）の流体が導入される体積可変の流体室
（１３）を形成するべローズ（２１）で、駆動手段を、
該べローズ（２１）の底壁部（２１ｂ）を軸方向に変位
させる圧電素子（１６）で、静圧低減手段を、流体圧力
に抗してべローズ（２１）を流体室（１３）が低減する
方向に付勢するベローズ（２１）の蛇腹部（２１ａ）で
それぞれ構成したものである。

【００１７】請求項４の発明の講じた手段は、図５に示
すように、上記請求項１の発明において、圧力調節部材
を、管路（１）中の流体が導入される流体室（１３）の
体積を増減調節するためのピストン（１２）で、駆動手
段を、該ピストン（１２）を軸方向に変位させる圧電素
子（１６）で、静圧低減手段を、上記ピストン（１）の
背圧側に設けられた閉鎖空間（１４）と、該閉鎖空間
（１４）と上記流体室（１３）とを連通する細孔（３１
ａ）とで構成するとともに、上記ピストン（１２）を閉
鎖空間（１４）側に付勢するスプリング（３２）を設け
る構成としたものである。

【００１８】請求項５の発明の講じた手段は、図６に示
すように、上記請求項１の発明において、圧力調節部材
を、管路（１）中の流体が導入される流体室（１３）の
体積を増減調節するためのピストン（１２）で、駆動手
段を、該ピストン（１２）の両側に設けられ、ピストン
（１２）を軸方向に変位させる一対の圧電素子（１６）
で、静圧低減手段を、上記ピストン（１）の背圧側に設
けられた閉鎖空間（１４）と、該閉鎖空間（１４）と上
記流体室（１３）とを連通する細孔（３１ａ）とでそれ
ぞれ構成したものである。

【００１９】請求項６の発明の講じた手段は、図７に示
すように、上記請求項１の発明において、圧力調節部材
を、管路（１）中の流体が導入される流体室（１３）の
体積を増減調節するためのピストン（１２）で、駆動手
段を、該ピストン（１２）の両側に設けられ、ピストン
（１２）を軸方向に変位させる一対の圧電素子（１６）
で、静圧低減手段を、上記ピストン（１）の背圧側に設
けられた閉鎖空間（１４）と、該閉鎖空間（１４）と上
記管路（１）とを連通する細孔（３１ｂ）とでそれぞれ
構成したものである。

【００２０】請求項７の発明の講じた手段は、図８に示
すように、上記請求項１の発明において、管路（１）の
一部を構成するように設けられた流体室（１３）と、該
流体室（１３）の管路（１）に対する入口側及び出口側
に配設された一対の入口側ピストン部（３５ａ）及び出
口側ピストン部（３５ｂ）を有するスプール（３５）と
を設け、上記出口側ピストン部（３５ａ）を、流体室
（１３）の出口の面積を増減調節して管路（１）の流体
圧力を調節するための圧力調節部材として機能させ、上
記入口側ピストン部（３５ｂ）を、上記スプール（３
５）を出口側ピストン部（３５ａ）が流体室（１３）の
出口を塞ぐ方向に付勢して静圧を低減する静圧低減手段
として機能させる。そして、駆動手段を、該スプール
（３５）の両側に設けられ、スプール（３５）を軸方向
に変位させる一対の圧電素子（１６）で構成したもので
ある。

【００２１】

【作用】以上の構成により、請求項１の発明では、脈動
検出手段（Ｐs1）によって検出された流体圧力の変動
（脈動）に関する信号が、信号出力手段（２）で位相が
逆で振幅の等しい駆動信号に変換される。そして、駆動
手段により、圧力調整部材が脈動を打ち消すように変位
させられて、アクティブに脈動が低減される。

【００２２】その場合、静圧低減手段により、圧力調節
部材に加わる静圧が低減されるので、駆動手段が脈動を
低減させるために圧力調節部材を駆動するための駆動力
が低減し、実際にアクティブ脈動低減を行うことが容易
となる。

【００２３】請求項２の発明では、駆動手段を構成する
圧電素子（１６）が信号出力手段（２）の出力に応じて
伸長の度合いを変化させるので、これに応じて圧力調整
部材であるピストン（１２）が軸方向に変位し、流体室
（１３）の体積変化によってアクティブに脈動が解消さ
れる。そのとき、スプリング（１５）により、ピストン
（１２）が静圧に抗する方向に付勢されるので、圧電素
子（１６）に加わる圧力がその分低減し、現実に作動可
能な状態に維持されることになる。

【００２４】請求項３の発明では、圧電素子（１６）に
より、べローズ（２１）の底壁部（２１ｂ）がべローズ
（２１）の体積である流体室（１３）体積を増減するよ
う変位させられ、脈動が低減される。そのとき、ベロー
ズ（２１）の蛇腹部（２１ａ）により、べローズ（２
１）の底壁部（２１ｂ）が静圧の低減する方向に付勢さ
れているので、上記請求項２の発明と同様の作用が得ら
れることになる。

【００２５】請求項４の発明では、圧電素子（１６）に
よってピストン（１２）が変位するよう駆動され、脈動
がアクティブに低減される。その場合、ピストン（１
２）の細孔（３１ａ）を介して、背圧室（１４）側に流
体室（１３）の流体が導入されるが、そのときに脈動は
細孔（３１ａ）内で減衰していき、静圧のみが導入され
るので、圧電素子（１６）には脈動を吸収する分の力し
か加わらない。また、スプリング（３２）によりピスト
ン（１２）が常に背圧室（１４）側に付勢されているの
で、流体室（１３）における圧力が低下したときにも、
縮短側には駆動力の働かない圧電素子（１６）の特性が
スプリング（３２）の付勢力により補われ、脈動低減作
用が確保される。したがって、管路（１）の流体の静圧
が変動した場合にも、それに追随しながら、上記請求項
１の発明の作用が得られることになる。

【００２６】請求項５の発明では、ピストン（１２）が
両側の圧電素子（１６），（１６）により、軸方向に変
位させられるので、縮短側には駆動力の働かない圧電素
子の特性が両側の圧電素子（１６），（１６）によって
相補われる。したがって、上記請求項４の発明と同様の
脈動低減作用がより確実に得られることになる。

【００２７】請求項６の発明では、上記請求項５の発明
の構成に比べ、細孔（３１ｂ）が背圧室（１４）と管路
（１）との間に設けられている点のみが異なる。したが
って、上記請求項５の発明と同様の作用が得られるが、
特に、細孔（３１ｂ）を設けるのが容易となる。

【００２８】請求項７の発明では、各圧電素子（１
６），（１６）が信号出力手段（２）の出力に応じて変
位することで、スプール（３５）が軸方向に変位し、出
口側ピストン部（３５ａ）により流体室（１３）から管
路（１）への出口の面積が増減調節される。すなわち、
出口面積の増減調節により流体圧力が増減されて、脈動
がアクティブに低減される。また、入口側ピストン部
（３５ｂ）で静圧分を受けているので、静圧がキャンセ
ルされ、圧電素子（１６），（１６）が脈動を解消され
るための駆動力が低減されることになる。

【００２９】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図２以下の
図面に基づき説明する。

【００３０】図２は、実施例に係る脈動低減装置の全体
構成を概略的に示し、流体が流れる管路（１）の２箇所
には、流体の圧力を検出する圧力検出手段としての圧力
センサ（Ｓp1），（Ｓp2）が設置されている。そして、
（２）は信号出力手段としての信号処理回路、（３）
は、管路（１）における上記各圧力センサ（Ｓp1），
（Ｓp2）の中間位置に設定され、アクティブに脈動を消
去させるための圧力低減部である。

【００３１】ずなわち、上流側の圧力センサ（Ｓp1）で
脈動成分を検出し、電気信号化してその信号が信号処理
回路（２）に入力されると、信号処理回路（２）では、
この脈動に関する信号から、管路（１）の各圧力センサ
（Ｓp1），（Ｓp2）の中間部に設置された圧力低減部
（３）の脈動成分を予測し、その逆位相波を発生させる
ための電圧信号を計算し、この信号を上記圧力低減部
（３）に出力するようになされている。また、下流側の
圧力センサ（Ｓp2）は、誤差信号（脈動低減効果）を検
出し、その出力を信号処理回路（２）に入力し、フィー
ドバック制御に利用するようになされている。

【００３２】ここで、上記圧力低減部（３）の具体的な
構造例について、図３〜図８に基づき説明する。

【００３３】図３は、請求項２の発明に係る第１実施例
における圧力低減部（３）の構造を示す。図中、（１
１）は装置のケーシング、（１２）は該ケーシング（１
１）内を流体室（１３）と背圧室（１４）とに区画する
ピストンであって、上記流体室（１３）は管路（１）に
連通されている。（１５）は上記背圧室（１４）に配設
され、ピストン（１２）を上方に付勢して静圧を低減す
る静圧低減手段としての圧縮スプリング、（１６）はピ
ストン（１２）に変位を与える駆動手段としての棒状の
圧電素子、（１７）は上記ピストン（１２）及び圧電素
子（１６）の初期位置を調節するためのねじである。

【００３４】ここで、ピストン（１２）の初期位置を設
定する方法について説明する。管路（１）を介して流体
室（１３）に静圧Ｐs を印加すると、スプリング（１
５）の付勢力と釣り合った位置でピストン（１２）が静
止する。この位置から、ねじ（１７）で圧電素子（１
６）を上方に押して、圧電素子（１６）とピストン（１
２）とが接触する位置（予圧が「０」の状態）から、適
切な予圧が加えられるようねじ（１７）を締める。この
ようにして、上記図９における流体圧力の静圧Ｐs分を
スプリング（１５）で受け持つことになる。

【００３５】ただし、流体室（１３）は開放空間である
から、脈動の低減作用つまり圧力の変動作用は、ピスト
ン（１２）の位置とは無関係にピストン（１２）の位置
の変化によって生じる。つまり、ピストン（１２）の位
置と流体圧力の値とは対応せず、例えば流体圧力が増大
する際には流体室（１３）の体積を増大させ、流体圧力
が低減する際には流体室（１３）の体積を低減するよう
に圧電素子（１６）が作動すれば、脈動が低減される。

【００３６】したがって、上記第１実施例では、圧力セ
ンサ（Ｐs1）によって検出された流体圧力の変動（脈
動）に関する信号が、信号処理回路（２）で位相が逆で
振幅の等しい駆動信号に変換され、圧力低減部（３）に
出力される。そして、圧力低減部（３）において、圧電
素子（１６）が上記信号処理回路（２）からの駆動信号
に応じて、つまり印加電圧の変化に応じて伸長の度合い
を変化させるので、ピストン（１２）が脈動を打ち消す
ように変位する。すなわち、アクティブに脈動が低減さ
れることになる。

【００３７】その場合、流体圧力の静圧Ｐs の一部がス
プリング（１５）によってキャンセルされるので、圧電
素子（１６）に加わる圧力が低減する。これを具体的に
説明する。

【００３８】上記図３において、ピストン断面積をＡ、
圧電素子（１６）の最大発生力をＦm とすると、静圧キ
ャンセル用のスプリング（１５）がない場合、Ｐs ＝Ｆ
m ／Ａ以上になると、圧電素子（１６）は変位を生じな
くなってしまう。例えばＦm＝３００kgf 、Ａ＝１０cm
² とすると、Ｐs ＝３０kgf ／cm² 以上に圧力を上げる
ことができない。

【００３９】一方、スプリング（１５）のばね定数をＫ
とすると、Ｘ1 ＝Ｐs ・Ａ／Ｋだけスプリング（１５）
が縮んで静圧と釣り合う。そして、この位置から圧電素
子（１６）がＸ2 だけ変位することになるので、発生力
Ｆ＝Ｋ・Ｘ2 （圧電素子（１６）の変位Ｘ2 は小さい）
は小さくて済む。Ｋ＝３００kgf ／cm² 、Ｘ2 ＝５０μ
ｍ、他の条件は上と同じとすると、スプリング（１５）
は１cm縮み、圧電素子（１６）の発生力は１．５kgf で
済む。

【００４０】したがって、圧電素子（１６）の作動不能
を招くことがなく、アクティブ脈動低減装置を実用に供
することが可能となるのである。

【００４１】なお、静圧分Ｐs すべてをスプリング（１
５）で受け持つ必要は必ずしもなく、その一部をスプリ
ング（１５）の付勢力で相殺すれば、圧電素子（１６）
に印加する圧力を低減し、機械的破損を防止する効果が
得られる。

【００４２】次に、請求項３の発明に係る第２実施例に
ついて説明する。

【００４３】図４は第２実施例における圧力低減部
（３）の構造を示し、ケーシング（１１）内には、管路
（１）の流体が導入されるベローズ（１）が配設されて
いる。このベローズ（２１）の内部は流体室（１３）と
なっており、ベローズ（２１）の蛇腹部（２１ａ）が、
流体の静圧に抗する付勢部材として機能するようになっ
ている。そして、ベローズ（２１）の底部（２１ｂ）に
は、圧電素子（１６）が取付けられており、上記第１実
施例と同様に、ねじ（１７）により、静圧とベローズ
（２１）の付勢力との釣り合いを一定に保持しながら、
ねじ（１７）の先端をベローズ（２１）に接触させてね
じ（１７）を固定するようにしている。

【００４４】本第２実施例でも、ベローズ（２１）の蛇
腹部（２１ａ）が上記第１実施例におけるスプリング
（１５）と同様の機能を果たすので、上記第１実施例と
同様の作用が得られることになる。

【００４５】次に、請求項４の発明に係る第３実施例に
ついて説明する。

【００４６】図５は第３実施例に係る圧力低減部（３）
の構造を示し、ケーシング（１１）内は、ピストン（１
２）により、管路（１）の流体が導入される流体室（１
３）と、閉鎖空間の背圧室（１４）とに区画されてい
る。そして、背圧室（１４）と流体室（１３）とは細孔
（３１ａ）によって連通されており、この細孔（３１
ａ）を介し、流体室（１３）から流体の脈動分を吸収し
ながら静圧が導入されるようになされている。また、上
記ピストン（１２）は、ケーシング（１１）の流体室
（１３）の上壁との間に取付けられたスプリング（３
２）により、ピストン（１２）を下方に付勢するように
なされている。

【００４７】そして、ピストン（１２）の下面に取付け
られたロッド（３３）の先端に圧電素子（１６）が取付
けられ、さらに、ケーシング（１１）の下方に取付けら
れた治具（３４）に上記各実施例と同様のねじ（１７）
が取り付けられている。

【００４８】上記第３実施例では、ピストン（１２）の
細孔（３１ａ）を介して、背圧室（１４）側に流体室
（１３）の流体が導入されるが、そのときに脈動は細孔
（３１ａ）内で減衰していき、静圧のみが導入されるの
で、圧電素子（１６）には脈動を吸収する分の力しか加
わらない。したがって、上記第１実施例と同様の作用が
得られる。このとき、スプリング（３２）によりピスト
ン（１２）が常に下方に付勢されており、管路（１）つ
まり流体室（１３）における圧力が低下したときにも、
ピストン（１２）が圧電素子（１６）との接触を離れて
浮き上がることはない。つまり、縮短側には駆動力の働
かない圧電素子（１６）の特性がスプリング（３２）の
付勢力により補われ、脈動低減作用が確保される。

【００４９】特に、上記第３実施例のような構成では、
管路（１）の流体の静圧が大きく変動した場合にも、追
随することができる利点がある。

【００５０】次に、請求項５の発明に係る第４実施例に
ついて、説明する。

【００５１】図６は第４実施例における圧力低減部
（３）の構造を示し、本実施例では、上記第３実施例と
基本的には同じ原理に基づく構成であるが、第３実施例
におけるスプリング（３２）を配設する代わりに、ピス
トン（１２）の両側に、各々一対のロッド（３３），
（３３）と、圧電素子（１６），（１６）と、治具（３
４），（３４）と、ねじ（１７），（１７）とが取付け
られている。

【００５２】上記第４実施例では、両側に圧電素子（１
６），（１６）を設けることにより、両側からピストン
（１２）を軸方向に変位させる駆動力を与えて、ねじ
（１７）−圧電素子（１６）間が非接触状態になること
が防止される、つまり、縮短側には駆動力の働かない圧
電素子（１６）の特性が両側の圧電素子（１６），（１
６）によって相補われ、脈動低減効果が確実に得られる
ことになる。

【００５３】また、図７は請求項６の発明に係る第５実
施例を示し、基本的には、上記第４実施例と同様の構成
である（圧電素子（１６），（１６）、ねじ（１７），
（１７）、治具（３４），（３４）等は図示を省略され
ている）が、ピストン（１２）の代わりに、ケーシング
（１１）に細孔（３１ｂ）を設け、管路（１）と背圧室
（１４）とを連通するようにしている。本実施例では、
上記第４実施例に比べ、細孔（３１ｂ）を設けるのが容
易となる利点がある。

【００５４】次に、請求項７の発明に係る第６実施例に
ついて説明する。

【００５５】図８は、第６実施例における圧力低減部
（３）の構造を示し、本実施例では、ケーシング（１
１）の流体室（１３）が管路（１）の一部を構成する構
造となっている。そして、ケーシング（１１）内には、
一対の第１，第２ピストン部（３５ａ），（３５ｂ）を
有するスプール（３５）が配設されている。上記第１ピ
ストン部（３５ａ）は流体室（１３）の管路（１）への
出口側に位置付けられて、スプール（３５）の軸方向の
移動に応じて出口面積を増減調節するようになされてい
る。また、第２ピストン部（３５ｂ）は、管路の入口側
に配置されており、流体の静圧を受けて、スプール（３
５）を第１ピストン部（３５ａ）が出口面積を低減させ
る方向に付勢して、静圧をキャンセルする機能を有する
ものである。さらに、上記第４実施例（図５）と同様
に、スプール（３５）の両側に各々一対の圧電素子（１
６），（１６）と、ロッド（３３），（３３）と、治具
（３４），（３４）と、ねじ（１７），（１７）とが設
けられている。

【００５６】上記第６実施例では、各圧電素子（１
６），（１６）が信号処理回路（２）の出力に応じて変
位することで、スプール（３５）が軸方向に変位し、第
１ピストン部（３５ａ）により流体室（１３）から管路
（１）への出口の面積が増減調節される。すなわち、出
口面積の増減調節により流体圧力が増減されて、脈動が
アクティブに低減される一方、第２ピストン部（３５
ｂ）で静圧分を受けているので、静圧がキャンセルさ
れ、圧電素子（１６），（１６）は脈動を解消されるた
めの駆動力のみを生ぜしめればよいことになる。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、管路を流れる流体の脈動を低減させるためのア
クティブ脈動低減装置の構成として、脈動とは逆位相で
同振幅の反転信号を出力し、この反転信号に応じて圧力
調節部材に脈動を打ち消す圧力変化を生ぜしめるよう変
位を与えるとともに、圧力調節部材を流体の静圧に抗す
る方向に付勢する静圧低減手段を設けたので、脈動を低
減させるために圧力調節部材を駆動するための駆動力を
低減させることができ、よって、アクティブ脈動低減装
置の実用化を容易に図ることができる。

【００５８】請求項２の発明によれば、上記請求項１の
発明において、圧力調節部材を管路中の流体が導入され
る流体室の体積を増減調節するためのピストンで構成
し、圧電素子の伸長の度合いを変化を利用してピストン
を軸方向に変位させる一方、スプリングによりピストン
を静圧に抗する方向に付勢するようにしたので、圧電素
子に加わる静圧の低減によって圧電素子が現実に作動可
能な状態に維持され、よって、上記請求項１の発明の実
効を図ることができる。

【００５９】請求項３の発明によれば、上記請求項１の
発明において、圧力調節部材を管路の流体が導入される
体積可変の流体室を形成するべローズで構成し、圧電素
子により、べローズの底壁部を軸方向に変位させる一
方、べローズの蛇腹部でべローズを流体室が低減する方
向に付勢するようにしたので、べローズ体積の増減によ
って脈動が低減されるとともに、ベローズの蛇腹部によ
り、べローズが静圧の低減する方向に付勢されるので、
静圧が低減され、よって、上記請求項２の発明と同様の
効果を得ることができる。

【００６０】請求項４の発明によれば、上記請求項１の
発明において、圧力調節部材を管路中の流体が導入され
る流体室の体積を増減調節するためのピストンで構成
し、圧電素子の伸長の度合いを変化を利用してピストン
を軸方向に変位させる一方、ピストンの背圧側に細孔を
介して設けられた閉鎖空間により、静圧をキャンセルさ
せ、さらに、ピストンを閉鎖空間側に付勢するスプリン
グを設けたので、流体室における圧力が低下したときに
も、縮短側には駆動力の働かない圧電素子の特性をスプ
リングの付勢力により補って、静圧が変動した場合に
も、それに追随しながら、上記請求項１の発明の効果を
発揮することができる。

【００６１】請求項５の発明によれば、上記請求項１の
発明において、圧力調節部材を管路中の流体が導入され
る流体室の体積を増減調節するためのピストンで構成
し、ピストンの両側に設けた一対の圧電素子の伸長の度
合いを変化を利用してピストンを軸方向に変位させる一
方、流体室と細孔を介して連通される背圧側の閉鎖空間
により静圧をキャンセルさせるようにしたので、縮短側
には駆動力の働かない圧電素子の特性を両側の圧電素子
によって相補うことができ、よって、上記請求項４の発
明と同様の効果をより顕著に発揮することができる。

【００６２】請求項６の発明によれば、上記請求項１の
発明において、圧力調節部材を管路中の流体が導入され
る流体室の体積を増減調節するためのピストンで構成
し、ピストンの両側に設けた一対の圧電素子の伸長の度
合いを変化を利用してピストンを軸方向に変位させる一
方、管路と細孔を介して連通される背圧側の閉鎖空間に
より静圧をキャンセルさせるようにしたので、縮短側に
は駆動力の働かない圧電素子の特性を両側の圧電素子に
よって相補うことができ、よって、細孔の加工の容易化
を図りつつ、上記請求項５の発明と同様の効果を発揮す
ることができる。

【００６３】請求項７の発明によれば、上記請求項１の
発明において、流体室を管路の一部を構成するように設
け、流体室の入口側及び出口側に一対の入口側ピストン
部及び出口側ピストン部を有するスプールを設けて、圧
力調節部材を出口側ピストン部とする一方、入口側ピス
トン部でスプールを出口側ピストン部が流体室の出口を
塞ぐ方向に付勢して静圧を低減するとともに、スプール
の両側に一対の圧電素子を設けたので、縮短側には駆動
力の働かない圧電素子の特性を両側の圧電素子によって
相補いながら、出口面積の増減調節により脈動をアクテ
ィブに低減することができ、よって、請求項１の発明に
効果をより顕著に発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の発明の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】実施例における脈動低減装置の全体構成を示す
図である。

【図３】第１実施例における脈動低減部の構造を示す断
面図である。

【図４】第２実施例における脈動低減部の構造を示す断
面図である。

【図５】第３実施例における脈動低減部の構造を示す断
面図である。

【図６】第４実施例における脈動低減部の構造を示す断
面図である。

【図７】第５実施例における脈動低減部の構造を示す断
面図である。

【図８】第６実施例における脈動低減部の構造を示す断
面図である。

【図９】流体圧力の静圧と脈動圧との一般的な状態を示
す図である。

【図１０】従来のプラグ形アキュムレータの構造の半分
を縦断面で示す部分断面図である。

【符号の説明】

１ 管路 ２ 信号処理回路（信号出力手段） ３ 脈動低減部 １２ ピストン（圧力調節部材） １３ 流体室 １４ 背圧室 １５ スプリング（静圧低減手段） １６ 圧電素子（駆動手段） ２１ べローズ ２１ａ 蛇腹部 ２１ｂ 底壁部 ３１ 細孔 ３２ スプリング ３５ スプール ３５ａ 第１ピストン部（出口側ピストン部） ３５ｂ 第２ピストン部（入口側ピストン部） Ｓp1 圧力センサ（脈動検出手段）

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 管路（１）を流れる流体の脈動を低減さ
   せるためのアクティブ脈動低減装置であって、 変位により管路（１）の流体圧力を調節する圧力調節部
   材と、 上記管路（１）中の流体の脈動を検出する脈動検出手段
   （Ｓp1）と、 該脈動検出手段（Ｓp1）の出力を受け、脈動とは逆位相
   で同振幅の反転信号を出力する信号出力手段（２）と、 該信号出力手段（２）の出力を受け、上記圧力調節部材
   に脈動を打ち消す圧力変化を生ぜしめるよう変位を与え
   る駆動手段とを備えるとともに、 該圧力調節部材を流体の静圧に抗する方向に付勢する静
   圧低減手段を備えたことを特徴とするアクティブ脈動低
   減装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のアクティブ脈動低減装置
   において、 圧力調節部材は、管路（１）中の流体が導入される流体
   室（１３）の体積を増減調節するためのピストン（１
   ２）であり、 駆動手段は、該ピストン（１２）を軸方向に変位させる
   よう取付けられた圧電素子（１６）であり、 静圧低減手段は、上記ピストン（１２）を流体室（１
   ３）の体積を低減する方向に付勢するスプリング部材
   （１５）であることを特徴とするアクティブ脈動低減装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１記載のアクティブ脈動低減装置
   において、 圧力調節部材は、管路（１）の流体が導入される体積可
   変の流体室（１３）を形成するべローズ（２１）であ
   り、 駆動手段は、該べローズ（２１）の底壁部（２１ｂ）を
   軸方向に変位させる圧電素子（１６）であり、 静圧低減手段は、流体圧力に抗してべローズ（２１）を
   流体室（１３）が低減する方向に付勢するベローズ（２
   １）の蛇腹部（２１ａ）であることを特徴とするアクテ
   ィブ脈動低減装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載のアクティブ脈動低減装置
   において、 圧力調節部材は、管路（１）中の流体が導入される流体
   室（１３）の体積を増減調節するためのピストン（１
   ２）であり、 駆動手段は、該ピストン（１２）を軸方向に変位させる
   圧電素子（１６）であり、 静圧低減手段は、上記ピストン（１）の背圧側に設けら
   れた閉鎖空間（１４）と、該閉鎖空間（１４）と上記流
   体室（１３）とを連通する細孔（３１ａ）とからなり、 上記ピストン（１２）を閉鎖空間（１４）側に付勢する
   スプリング（３２）を備えたことを特徴とするアクティ
   ブ脈動低減装置。
5. 【請求項５】 請求項１記載のアクティブ脈動低減装置
   において、 圧力調節部材は、管路（１）中の流体が導入される流体
   室（１３）の体積を増減調節するためのピストン（１
   ２）であり、 駆動手段は、該ピストン（１２）の両側に設けられ、ピ
   ストン（１２）を軸方向に変位させる一対の圧電素子
   （１６）であり、 静圧低減手段は、上記ピストン（１）の背圧側に設けら
   れた閉鎖空間（１４）と、該閉鎖空間（１４）と上記流
   体室（１３）とを連通する細孔（３１ａ）とからなるこ
   とを特徴とするアクティブ脈動低減装置。
6. 【請求項６】 請求項１記載のアクティブ脈動低減装置
   において、 圧力調節部材は、管路（１）中の流体が導入される流体
   室（１３）の体積を増減調節するためのピストン（１
   ２）であり、 駆動手段は、該ピストン（１２）の両側に設けられ、ピ
   ストン（１２）を軸方向に変位させる一対の圧電素子
   （１６）であり、 静圧低減手段は、上記ピストン（１）の背圧側に設けら
   れた閉鎖空間（１４）と、該閉鎖空間（１４）と上記管
   路（１）とを連通する細孔（３１ｂ）とからなることを
   特徴とするアクティブ脈動低減装置。
7. 【請求項７】 請求項１記載のアクティブ脈動低減装置
   において、 管路（１）の一部を構成するように設けられた流体室
   （１３）と、該流体室（１３）の管路（１）に対する入
   口側及び出口側に配設された一対の入口側ピストン部
   （３５ａ）及び出口側ピストン部（３５ｂ）を有するス
   プール（３５）とを備え、 上記出口側ピストン部（３５ａ）は、流体室（１３）の
   出口の面積を増減調節して管路（１）の流体圧力を調節
   するための圧力調節部材として機能するものであり、 上記入口側ピストン部（３５ｂ）は、上記スプール（３
   ５）を出口側ピストン部（３５ａ）が流体室（１３）の
   出口を塞ぐ方向に付勢して静圧を低減する静圧低減手段
   であり、 駆動手段は、該スプール（３５）の両側に設けられ、ス
   プール（３５）を軸方向に変位させる一対の圧電素子
   （１６）であることを特徴とするアクティブ脈動低減装
   置。