JPH0530252U

JPH0530252U - 油圧シヨベルのフロント制振システム

Info

Publication number: JPH0530252U
Application number: JP9912991U
Authority: JP
Inventors: 伸行小林; 正隆川口
Original assignee: 新キヤタピラー三菱株式会社
Priority date: 1991-09-26
Filing date: 1991-09-26
Publication date: 1993-04-20
Anticipated expiration: 2006-09-26
Also published as: JP2554991Y2

Abstract

(57)【要約】【目的】従来はフロント部から振動してその振動がキ
ャブにまで伝達されてオペレータの操作に支障が生じる
ことがあった。本考案はフロント部の振動を吸収するた
めの油圧制御システムにより上述のフロント部の振動を
抑制することを目的とするものである。【構成】フロント振動を急速に減衰させるための油圧
制御システムからなる制振装置を設け、油圧シリンダの
停止時にのみその制振装置を働かせるようにしてなる油
圧ショベルのフロント制振装置である。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は油圧ショベル、ホイールローダ等の建設機械のフロント部の制振システムに関し、特に油圧ショベルのフロント制振システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来の油圧ショベルでは図４に示すように油圧ショベルの構成部分を大きく分けてフロント部、機体９、キャブ１０および走行装置１１に分けることができる。そしてフロント部はブーム１、アーム２、バケット３、ブームシリンダ４、アームシリンダ５、バケットシリンダ６、ストラップ７およびロッド８により構成されており、各構成部分はピン結合されている。そして掘削積込はキャブ１０内のオペレータのレバー操作により、３本のシリンダを伸縮させる事により行なわれている。ところで、バケット３を所望の所に移して作業をするためにブーム、アームおよびバケットを作動させるそれぞれの部材の作動用のシリンダを伸縮させて掘削積込その他の作業をすることになるがシリンダの油室内に圧油を流入させたり或いは油室から圧油を排出させたりする必要が生じ、その都度大きい振動が生じることがしばしばであった。しかし、そのような振動に対し、オペレータは我慢して作業を続けてきたのである。しかし近年、安全性の問題に注目するとともに、過酷な労働をなくすようにしたり、むずかしい作業を改善し、できたらそれらの作業をなくし、誰にでも作業をなしうるようにするなどの研究が進められ労働環境の改善などの問題には特に力を注ぐようになってきた。そのような意味ではパワーショベルの操作の面での研究はいまだ十分なされていない。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

従来は図３に示すようにブームシリンダの油圧回路には振動防止対策が全くなされていなかった。その結果は図４に示す如く、アームシリンダ５およびバケットシリンダ６が固定でブームシリンダ４の長さを変化させ、停止させるとフロント部は長大であるから、それ自身の非常に大きなブームフートピン１２の回りの慣性モーメントとブームシリンダ４の閉油室内の油の圧縮性に基く油柱ばねによりフロント全体の振動を誘発し、機体９、キャブ１０をも振動させ、特にキャブ１０内のオペレータの乗心地を著しく損なうことになったのである。そして図３に示した従来の油圧システムはブームシリンダ４に主ポンプ２１で生成された油が流量調整弁２３を経由して流入し、伸縮する。そして操作レバー２４を働かせてパイロット圧により流量調整弁２３を開閉し、シリンダの伸縮を制御するようにしたのである。その際、振動が生じるのであるが、そのフロント振動は油室４ａ、４ｂ内の油柱ばねとフロント相当負荷２５で決定される固有振動に基くものであるが、その振動を減衰させるためにはピストン４ｃにオリフィス等の絞りを入れて減衰性能を上げる事も考えられる。しかし油圧ショベルの場合、重力による静負荷を支持する必要がある。そこで仮にオリフィスを入れたとしてもフロント全体が落下し、油圧ショベルの性質上、フロントの部分の下降は許されない。そこで本考案は上記の問題を解決することを目的とするものである。

【０００４】

【問題を解決するための手段】

本考案はフロント振動を急速に減衰させるための油圧制御システムからなる制振装置を設け、油圧シリンダの停止時にのみ、その制振装置を働かせるようにしてなる油圧ショベルのフロント制振装置であり、そのフロント部に配設した油圧シリンダに油圧式制振装置を設けてなり、油圧制御システムからなる制振装置をフロント部の油圧シリンダの中の少なくともブームシリンダに設けてなるものであって副ポンプ３１で圧油を生成し、パイロット作動形リリーフ弁３２でサーボ弁３４に一定圧力を供給するようにし、サーボ弁３４の動作はフロントの変位、速度、加速度、圧力等の各種状態量を検出し、コントローラ３６で制御信号（ｕ）を演算し出力するようにし、サーボアンプ３５ではサーボ弁３４に供給すべきサーボ電流（ｉ）に変換しサーボ弁を駆動するようにし、ブームシリンダ４とサーボ弁３４の間には通常のシリンダ伸縮動作中に制振システムが働かないように切換弁３３を設定し、その切換弁３３によりシリンダ停止時にのみサーボ弁３４とシリンダ４が連結されるようにしてなる油圧ショベルのフロント制振システムである。

【０００５】

【作用】

本考案の油圧ショベルのフロント制振システムについて図２に従い説明する。まず、オペレータが操作レバー２４を操作し、ブームシリンダ４を連続的に作動させると切換弁３３により制振システムは働かず、センサ３７が変位、速度、加速度、圧力などの各種状態量を検知し続ける。次にオペレータがブームシリンダ４の長さが目標値に到達したと判断すると操作レバー２４を戻すと同時にブームシリンダは振動するが、パイロット圧により切換弁３３が切換り、ブームシリンダ４とサーボ弁３４は直結される。それと同時にサーボ弁３４がサーボアンプ３５を介してコントローラ３６の指令により作動し、ブームシリンダ４の振動を減衰させるように作動する。

【０００６】

【実施例１】ブームシリンダに制振装置を設けてなる油圧ショベルのフロント制振システムである。

【０００７】

【実施例２】フロント部に配設した油圧シリンダにサーボ弁装置による制振装置を設けてなる油圧ショベルのフロント制振システムである。

【０００８】

【実施例３】油圧シリンダの油室に接続されるサーボ弁装置による制振装置を設けてなる油圧ショベルのフロント制振システムである。

【０００９】

【実施例４】サーボ弁を制御するセンサ、コントローラ、サーボアンプなどによって形成されるサーボ弁装置のサーボ弁を油圧シリンダの油室に接続し、前記サーボ弁装置の回路中に前記油圧シリンダとサーボ弁の断続を操作レバーのパイロット圧により切換えうるようにしてなる切換弁を設け、前記サーボ弁に一定圧力の高圧油を供給するポンプを設け、スイッチによりパイロット圧をかけて駆動されるパイロット作動形リリーフ弁を設けてなる油圧ショベルのフロント制振システムである。

【００１０】

【実施例５】副ポンプで圧油を生成し、パイロットリリーフ弁でサーボ弁に一定圧力を供給するようにし、変位、速度、加速度、圧力などのフロントの各種状態量を検出し、コントローラで制御信号を演算し、出力するようにし、サーボアンプではサーボ弁に供給すべきサーボ電流に変換し、サーボ弁を駆動するようにしてなる油圧ショベルのフロント制振システムである。

【００１１】

【実施例６】ブームシリンダとサーボ弁の間には通常のシリンダ伸縮動作中に制振システムが働かないように切換弁を設置し、シリンダ停止時にのみ前記切換弁によりサーボ弁とシリンダが連結されるようにしてなる油圧ショベルのフロント制振システムである。

【００１２】

【実施例７】リリーフ弁の作動をスイッチによって行うようにしてなる油圧ショベルのフロント制振システムである。

【００１３】

【実施例８】フロント振動を急速に減衰させるための油圧制御システムからなる制振装置を設け、油圧シリンダの停止時にのみその制振装置を働かせるようにしてなる油圧ショベルのフロント制振システムである。

【００１４】

【実施例９】副ポンプ３１で圧油を生成し、パイロット作動形リリーフ弁３２でサーボ弁３４に一定圧力を供給する。サーボ弁３４の動作はフロントの各種状態量（変位、速度、加速度、圧力等）を検出し、コントローラ３６で制御信号（ｕ）を演算し、出力するようにし、サーボアンプ３５ではサーボ弁３４に供給すべきサーボ電流（ｉ）に変換し、サーボ弁を駆動するようにし、一方、ブームシリンダ４とサーボ弁３４の間には通常のシリンダ伸縮動作中に制振システムが働かないように切換弁３３を設置するとともに切換弁３３によりシリンダ停止時にのみサーボ弁３４とシリンダ４が連結されることになるようにし、リリーフ弁３２の作動はスイッチ３８により行うようにしてなる油圧ショベルのフロント制振システムである。

【００１５】

【効果】

本考案の油圧ショベルのフロント制振システムは油圧ショベルの空中動作におけるブームシリンダ停止時に発生する不快なフロント振動に基く機体振動を急速に減衰させ、オペレータの乗心地を改善させ、作業環境の改善を図れる効果がある。また、経験の浅い若手オペレータでも振動が少なく操縦でき、労働衛生上極めて好ましいなどの効果がある。また、従来の油圧ショベルのフロント部の油圧シリンダに本考案の油圧ショベルのフロント制振システムを適用することにより油圧シリンダの作動の停止時における油室内の油柱ばねなどによって生じるフロント振動を急速に減衰させうる効果がある。また、フロント振動が油室の油柱ばねとフロント相当負荷で決定される固有振動数に基くものであるが、その振動を減衰するための適切な油圧制御システムからなる制振装置によって停止時に生じた振動を急速に減衰させうる効果がある。本考案はフロント振動を急速に減衰させるために図２に示すように油圧制御システムによる制振装置を従来のフロント部の油圧シリンダに付加した構成にし、副ポンプ３１で圧油を生成し、パイロット作動形リリーフ弁３２でサーボ弁３４に一定圧力を供給するようにし、サーボ弁３４の動作は変位、速度、加速度、圧力等フロントの各種状態量を検出し、コントローラ３６で制御信号（ｕ）を演算し出力するようにし、サーボアンプ３５ではサーボ弁３４に供給すべきサーボ電流（ｉ）に変換し、サーボ弁を駆動するようにしブームシリンダ４とサーボ弁３４の間には通常のシリンダ伸縮動作中に制振システムが働かないように切換弁３３を設置し、そしてその切換弁３３によりシリンダ停止時にのみサーボ弁３４とシリング４が連結されるようにしてなる油圧ショベルのフロント制御システムであるから、如何なる作業条件であってもその停止時に生じるフロント部の振動を早く、かつ確実に減衰させうる効果がある。また、本考案の油圧ショベルのフロント制振システムはオペレータの作業環境を特に考慮することにより開発されたものであって、オペレータの作業条件の改善を最も重視したものである。そこでまず本考案によるとオペレータが操作レバー２４を操作し、ブームシリンダ４を連続的に作動させると切換弁３３により制振システムは働かず、センサ３７が変位、速度、加速度、圧力等の各種状態量を検知し続けるのである。そして、ブームシリンダ４の長さがオペレータの目標値に到達したと判断すると操作レバー２４を戻すと同時にブームシリンダ４は振動するが、パイロット圧により切換弁３３が切換りブームシリンダ４とサーボ弁３４は連結される。そして同時にサーボ弁３４がサーボアンプ３５を介してコントローラ３６の指令により作動し、ブームシリンダ４の振動を減衰させるように作動するのである。このように熟練したオペレータのみならず、そうでないオペレータでも快適な作業環境および作業条件で能率よく作業をすすめることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例に係る制振システムの概念
図である。

【図２】本考案の第１実施例の油圧回路図である。

【図３】従来のブームシリンダ駆動用の油圧回路図であ
る。

【図４】油圧ショベルにおけるフロント振動の発生状態
を示した説明図である。

【符号の説明】

１ブーム１４流量調整弁２３
と油室４ｂ間の流路２アーム１５主ポンプ２１と
流量調整弁２３間の流路３バケット１６流量調整弁２３
とタンク２２間の流路４ブームシリンダ１７流路１６とサー
ボ弁３４間の流路４ａ油室１８副ポンプ３１と
サーボ弁３４間の流路４ｂ油室１９スイッチ３８か
らリリーフ弁３２への伝達路５アームシリンダ６バケットシリンダ２０操作レバー２４
から切換弁３３への伝達路７ストラップ８ロッド２１主ポンプ９機体２２タンク１０キャブ２３流量調整弁１１走行装置２４操作レバー１２フートピン２５フロント相当負
荷１３流量調整弁２３と油室２６油室４ａと切換
弁３３の間の流路４ａ間の流路２７油室４ｂと切換
弁３３の間の流路２８切換弁３３とサ
ーボ弁３４間の流路２９切換弁３３とサーボ弁３４間の流路３０センサ３７からコントローラ３６、サーボアンプ
３５を介してサーボ弁３４への信号伝達路３１副ポンプ３２パイロット作動形リリーフ弁３３切換弁３４サーボ弁３５サーボアンプ３６コントローラ３７センサ３８スイッチ

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】フロント部に配設した油圧シリンダに油
圧式制振装置を設けてなる油圧ショベルのフロント制振
システム。
【請求項２】ブームシリンダに制振装置を設けてなる
請求項１記載の油圧ショベルのフロント制振システム。
【請求項３】フロント部に配設した油圧シリンダにサ
ーボ弁装置による制振装置を設けてなる請求項１記載の
油圧ショベルのフロント制振システム。
【請求項４】油圧シリンダの油室に接続されるサーボ
弁装置による制振装置を設けてなる請求項１記載の油圧
ショベルのフロント制振システム。
【請求項５】サーボ弁を制御するセンサ、コントロー
ラ、サーボアンプなどによって形成されるサーボ弁装置
のサーボ弁を油圧シリングの油室に接続し、前記サーボ
弁装置の回路中に前記油圧シリンダどサーボ弁の断続を
操作レバーのパイロット圧により切換えうるようにして
なる切換弁を設け、前記サーボ弁に一定圧力の高圧油を
供給するポンプを設け、スイッチによりパイロット圧を
かけて油動されるパイロット作動形リリーフ弁を設けて
なる請求項１記載の油圧ショベルのフロント制振システ
ム。
【請求項６】副ポンプで圧油を生成し、パイロットリ
リーフ弁でサーボ弁に一定圧力を供給するようにし、変
位、速度、加速度、圧力などのフロントの各種状態量を
検出し、コントローラで制御信号を演算し、出力するよ
うにし、サーボアンプではサーボ弁に供給すべきサーボ
電流に変換し、サーボ弁を駆動するようにしてなる請求
項１記載の油圧ショベルのフロント制振システム。
【請求項７】ブームシリンダとサーボ弁の間には通常
のシリンダ伸縮動作中に制振システムが働かないように
切換弁を設置し、シリンダ停止時にのみ前記切換弁によ
りサーボ弁とシリンダが連結されるようにしてなる請求
項１記載の油圧ショベルのフロント制振システム。
【請求項８】リリーフ弁の作動をスイッチによって行
うようにしてなる請求項１記載の油圧ショベルのフロン
ト制振システム。
【請求項９】フロント振動を急速に減衰させるための
油圧制御システムからなる制振装置を設け、油圧シリン
ダの停止時にのみその制振装置を働かせるようにしてな
る請求項１記載の油圧ショベルのフロント制振システ
ム。
【請求項１０】副ポンプ３１で圧油を生成し、パイロ
ット作動形リリーフ弁３２でサーボ弁３４に一定圧力を
供給しうるようにし、サーボ弁３４の動作は変位、速
度、加速度、圧力等のフロントの各種状態量を検出し、
コントローラ３６で制御信号（ｕ）を演算し、出力する
ようにし、サーボアンプ３５ではサーボ弁３４に供給す
べきサーボ電流（ｉ）に変換し、サーボ弁を駆動するよ
うにし、一方、ブームシリンダ４とサーボ弁３４の間に
は通常のシリンダ伸縮動作中に制振システムが働かない
ように切換弁３３を設置するとともに切換弁３３により
シリンダ停止時にのみサーボ弁３４とシリンダ４が連結
されることになるようにし、リリーフ弁３２の作動はス
イッチ３８により行うようにしてなる請求項１記載の油
圧ショベルのフロント制振システム。