JPH0589902U - 油圧アクチュエータの振動抑制回路装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 建設機械等の油圧アクチュエータを停止させ
る際に発生する振動を抑制して操作性の向上とオペレー
タの疲労度の軽減を図る。 【構成】 油圧シリンダ１へ通ずる２本の主管路３，４
を開閉弁２１によって接続する。開閉弁２１をパイロッ
ト操作２方弁２２によってパイロット操作する。パイロ
ット操作２方弁２２のパイロットポートは、パイロット
操作部６と方向制御弁５とを接続するパイロット管路９
に設けたスローリターン弁１１の上流と下流とに夫々接
続する。操作レバー７を中立位置に戻したときに、パイ
ロット管路９のパイロット圧は、絞り１１ａの作用によ
ってタンク側圧力Ｐ_U ＜方向制御弁側圧力Ｐ_L となる。
この圧力差によって２方弁２２が一定時間切換わり、開
閉弁２１を開いて主管路３，４を連通し、油圧シリンダ
１の停止時における振動を抑制する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、油圧アクチュエータの振動抑制回路装置に関するものであり、特 に油圧シリンダの作動停止時に発生する振動を抑制する油圧回路装置に関するも のである。

【０００２】

【従来の技術】

従来の油圧アクチュエータ駆動回路を図４及び図５に従って説明する。図４は 油圧ショベルのブームシリンダ駆動回路を示し、ブーム駆動用の油圧シリンダ１ と油圧ポンプ２とを接続する主管路３，４にパイロット操作形方向制御弁５が設 けられている。方向制御弁５はパイロット操作部６によって制御され、パイロッ ト操作部６の操作レバー７の動きに連動して切換わり、油圧ショベルのブームの 俯仰角度を操作することができる。尚、符号８はパイロット油圧ポンプ、９，１ ０はパイロット管路、１１，１２はスローリターン弁である。スローリターン弁 １１，１２は、方向制御弁５の中立位置への復帰速度を遅延させて切換時に発生 するショックを軽減するものである。

【０００３】 次に、ブームシリンダ駆動回路の動作を図５のタイミングチャートに従って説 明する。油圧ショベルのオペレータがｔ₁ の時点で操作レバー７を図４中右側へ 回動すると、ｔ₂ において方向制御弁５のスプールが中立位置ＣからＬ位置へ移 動を開始し、ｔ₃ において最大変位位置へ到達する。操作レバー７の操作開始ｔ ₁ から方向制御弁５が作動するまでの応答の遅れ（ｔ₂ −ｔ₁ ）は、パイロット 系の圧力損失やパイロット油圧ホースの伸縮性等により発生する。

【０００４】 方向制御弁５が中立位置ＣからＬ位置に切換わると、油圧ポンプ２からの圧油 は、方向制御弁５、主管路３を通じて油圧シリンダ１のピストンロッド側油室１ ａへ供給され、油圧シリンダ１は収縮する。 オペレータがｔ₄ 時点で操作レバー７を中立位置へ戻すと、方向制御弁５は遅 れてｔ₅ で戻り動作を開始し、ｔ₆ で中立位置Ｃとなる。この方向制御弁５の戻 り速度（ｔ₆ −ｔ₅ ）は、スローリターン弁１１の絞り１１ａによって定められ る。

【０００５】 油圧シリンダ１が駆動する油圧ショベルのブーム全体の質量が大きく、慣性が 大きいため、ｔ₅ で方向制御弁５の戻り動作が開始されて油圧シリンダ１の収縮 速度が低下すると、油圧シリンダ１のボトム側油室１ｂの圧力は、ブームの慣性 によって急激に上昇する（図５中Ｐ₁ ）。そして、その反力により、油圧シリン ダ１のピストンロッド１ｃが伸長されてこの伸長動作によりピストンロッド側油 室１ａの圧力が上昇する（Ｐ₂ ）。続いて、ピストンロッド側油室１ａのサージ 圧力Ｐ₂ の反力によって油圧シリンダ１は収縮する。そして、順次収縮と伸長を 繰返し、ボトム側油室１ｂの圧力とピストンロッド側油室１ａの圧力とが交互に 上昇してピストンロッド１ｃが振動し、次第に圧力変動が減衰して振動が停止す る。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

前述した従来の油圧アクチュエータ駆動回路は、油圧ショベルのブームのよう に大質量の可動部の動作を停止させる場合において、ブーム等の慣性により油圧 アクチュエータに振動が発生し、油圧アクチュエータの作動停止時の位置決めに 誤差を生じ易く、操作性に問題がある。

【０００７】 また、油圧アクチュエータの振動は油圧機器本体の振動をもたらし、オペレー タの疲労を増大して作業能率を低下させる原因となっている。 そこで、油圧アクチュエータが停止する際に発生する振動を抑制して操作性を 改善するとともに、オペレータの肉体的負担を軽減して作業能率を向上するため に解決すべき技術的課題が生じており、この考案は上記課題を解決することを目 的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】 この考案は、上記目的を達成するために提案するものであり、パイロット操作 方向制御弁によって油圧アクチュエータを制御する油圧機械に於て、パイロット 操作部と前記方向制御弁とを接続するパイロット管路に流量制御弁を設け、パイ ロット操作２方弁のパイロットポートを前記流量制御弁の前後に夫々接続すると ともに、前記油圧アクチュエータと前記方向制御弁とを接続する２本の主管路を 開閉弁によって接続し、前記開閉弁を前記パイロット操作２方弁によって制御す る油圧回路であって、前記方向制御弁のパイロット圧減少時に前記パイロット操 作２方弁が前記開閉弁を開くように構成した油圧アクチュエータの振動抑制回路 装置を提供するものである。

【０００９】

【作用】

操作レバーを駆動位置から停止位置へ戻すと、方向制御弁に供給されていたパ イロット圧油はタンクへ還流する。このとき、パイロット管路に設けた流量制御 弁の出口と入口では流量制限作用によって圧力差が生じる。この圧力差によって パイロット操作２方弁が切換わり、２本の主管路間に介装した開閉弁にパイロッ ト圧を加えて開き、２本の主管路を連通させる。これにより、油圧アクチュエー タが停止する際に慣性によって生じるサージ圧力の発生が抑制され、油圧アクチ ュエータは円滑に停止する。パイロット管路の圧力が低下して前記圧力差が或る 程度以下に減少すると、パイロット操作２方弁がノーマル位置に切換わり、開閉 弁が閉じて油圧アクチュエータは静止する。

【００１０】

【実施例】

以下、この考案の一実施例を図１乃至図３に従って詳述する。図１乃至図３に 示す油圧シリンダ１、方向制御弁５、油圧ポンプ２，８、パイロット操作部６及 びスローリターン弁１１，１２の回路構成は、従来例として図４に示したものと 同一である。図１に示す振動抑制回路装置は、主管路３，４を連通させるパイロ ット操作開閉弁２１と、この開閉弁２１を制御するパイロット操作２方弁２２と からなっている。主管路３，４を接続する開閉弁２１は、ばね２３により常時閉 位置にオフセットされている。

【００１１】 開閉弁２１は、パイロット管路２４によって接続したパイロット操作２方弁２ ２によって制御される。２方弁２２のパイロットポート２２ａ，２２ｂはスロー リターン弁１１の上流並びに下流に接続し、上下流のパイロット圧が等しい状態 では同図に示すようにばね２５のオフセットによって開閉弁２１のパイロット管 路２４とタンク２６とが連通している。

【００１２】 一方、パイロット操作２方弁２２のスプールが移動してパイロット管路９と２ ４とが連通すると、開閉弁２１にパイロット圧がかかり、２本の主管路３，４が 連通するように構成されている。従って、パイロット操作２方弁２２がｄ位置に 移動したときは、開閉弁２１が開位置ｂに切換わるようにばね２３のばね力＜ば ね２５のばね力の関係にある。

【００１３】 続いて、振動抑制回路装置の動作を説明する。操作レバー７を同図中右側へ回 動するとスローリターン弁１１を通じて方向制御弁５へパイロット圧が加えられ 、方向制御弁５はＬ位置に切換わり、油圧ポンプ２と油圧シリンダ１のピストン ロッド側油室１ａとが接続され、油圧シリンダ１は収縮する。このとき、パイロ ット操作２方弁２２の二つのパイロットポート２２ａ，２２ｂへ加わるパイロッ ト圧は等しく、スプールはオフセット位置ｃにあって開閉弁２１は閉位置ａを維 持している。

【００１４】 次に、操作レバー７を中立位置へ戻すと、方向制御弁５に加えられているパイ ロット圧油は、スローリターン弁１１の絞り１１ａを経由してタンク２６へ帰還 する。このとき絞り１１ａの流量制限作用によって方向制御弁５側のパイロット 圧Ｐ_L の低下速度よりもタンク側のパイロット圧Ｐ_U の低下速度が速く、圧力差 が生じる。この圧力差ΔＰ＝Ｐ_L −Ｐ_U によってパイロット操作２方弁２２のス プールはｄ位置へ移動し、パイロット管路９と開閉弁２１のパイロットポートと が連通して開閉弁２１は開位置ｂに切換わる。これにより、油圧シリンダ１のピ ストンロッド側油室１ａとボトム側油室１ｂとが連通された状態となり、二つの 油室１ａ，１ｂの圧力はほぼ平衡を保ち、圧力不平衡により生ずる反力が減少し て振動の発生が抑制される。

【００１５】 開閉弁２１のオン時間は、パイロット操作２方弁２２のばね２５を調整し、パ イロット圧Ｐ_L に対して任意の動作点を設定することにより調節できる。２本の 主管路３，４間をバイパスされる流量は、開閉弁２１のオン時間と開口面積によ り設定される。 設定されたオン時間経過後に、パイロット操作２方弁２２はｃ位置へ復帰し、 開閉弁２１は閉位置ａとなり、油圧シリンダ１のピストンロッド１ｃは円滑に停 止する。

【００１６】 図２は他の実施例を示し、パイロット操作２方弁２２を介して開閉弁２１へ供 給するパイロット圧を、パイロット油圧ポンプ８から直接供給するようにしたも のである。 図１及び図２に示した振動抑制回路装置は、油圧シリンダ１の収縮停止時に動 作するものであるが、パイロット操作２方弁２２を他方のパイロット管路１０に も設けて対称的に構成し、二つの２方弁と開閉弁とをシャトル弁を介して接続し 、伸長動作の停止時にも振動を抑制することができる。

【００１７】 図３は、更に他の実施例を示し、収縮側と伸長側のパイロット管路９，１０の 両方に設けられたスローリターン弁１１，１２の絞り１１ａ，１２ａの上流側と 下流側とを夫々シャトル弁２７，２８を介して接続している。パイロット操作２ 方弁２２へはシャトル弁２７，２８を介して収縮側パイロット管路９或いは伸長 側パイロット管路１０のパイロット圧が択一的に供給され、油圧シリンダ１の収 縮停止時と伸長停止時の何れにも振動抑制動作が行われる。

【００１８】 尚、この考案は、この考案の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことがで き、この考案の技術的範囲がそれらの改変されたものに及ぶことは当然である。

【００１９】

【考案の効果】

この考案は、上記一実施例において詳述したように、油圧アクチュエータの動 作停止時に、２本の主管路を連通させて圧力差の発生を防止する。従って、油圧 アクチュエータが駆動する建設機械のブーム等の慣性による制動側の油室及び主 管路の圧力の急激な上昇が抑制され、反力の発生が減少して油圧アクチュエータ 及び機械本体の振動を抑制する。よって、操作レバー等による停止指示に対する ブーム等の停止位置のずれの発生が減少し、操作性が向上する。また、振動が減 少することにより、オペレータの肉体的疲労度も著しく低下して作業性の向上に 寄与できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の振動抑制回路装置を設けた油圧アクチ
ュエータ駆動回路図。

【図２】他の実施例を示す油圧アクチュエータ駆動回路
図。

【図３】他の実施例を示す油圧アクチュエータ駆動回路
図。

【図４】従来の油圧アクチュエータ駆動回路図。

【図５】従来の油圧アクチュエータ駆動回路による各部
のタイミングチャート。

【符号の説明】

１ ブームシリンダ ２ 油圧ポンプ ３，４ 主管路 ５ パイロット操作方向制御弁 ６ パイロット操作部 ８ パイロット油圧ポンプ ９，１０ パイロット管路 １１，１２ スローリターン弁 １１ａ，１２ａ 絞り ２１ 開閉弁 ２２ パイロット操作２方弁

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 パイロット操作方向制御弁によって油圧
   アクチュエータを制御する油圧機械に於て、パイロット
   操作部と前記方向制御弁とを接続するパイロット管路に
   流量制御弁を設け、パイロット操作２方弁のパイロット
   ポートを前記流量制御弁の前後に夫々接続するととも
   に、前記油圧アクチュエータと前記方向制御弁とを接続
   する２本の主管路を開閉弁によって接続し、前記開閉弁
   を前記パイロット操作２方弁によって制御する油圧回路
   であって、前記方向制御弁のパイロット圧減少時に前記
   パイロット操作２方弁が前記開閉弁を開くように構成し
   た油圧アクチュエータの振動抑制回路装置。