JP2004176352A

JP2004176352A - 油圧脈動低減装置

Info

Publication number: JP2004176352A
Application number: JP2002342348A
Authority: JP
Inventors: Uta Takahashi; 詠高橋
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2002-11-26
Filing date: 2002-11-26
Publication date: 2004-06-24

Abstract

【課題】分岐ホースの先端側にゴム部材を設けることなく、油圧ポンプに接続される油圧配管に生じる油圧脈動を有効に減衰させることができる油圧脈動低減装置の提供。
【解決手段】鋳物製カウンタウエイト６を有する油圧ショベルに備えられ、油圧ポンプ１４の吐出側に配置される分岐用ブロック１７に取り付けられる分岐ホース１９に、油圧ポンプ１４から吐出される圧油の一部を導くことにより、油圧ポンプ１４に接続される吐出側配管１８に生じる基本的な周波数帯域の油圧脈動を減衰させ、鋳物製カウンタウエイト６に鋳込まれたプレート２１に、ボルト２２によって分岐ホース１９の先端の封止栓２０を固定し、これにより上述の基本的な周波数帯域以外の周波数帯域の油圧脈動を減衰させた。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベル等の建設機械などに備えられ、油圧脈動を減衰させる分岐ホースを有する油圧脈動低減装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
油圧ポンプを備えた機械、例えば油圧ショベル等の建設機械などにあっては、油圧ポンプから吐出される圧油によって油圧ポンプに接続された油圧配管に脈動を生じ、この脈動により油圧機器、当該機械の表面を形成するカバー等に振動を発生し、この振動に伴う騒音を発生していた。
【０００３】
このような騒音を抑えるために従来、油圧脈動低減装置が提案されている。この従来技術は、油圧ポンプの吐出側に分岐用ブロックを設け、この分岐用ブロックに各種アクチュエータに圧油を供給する油圧配管と、可撓性の分岐ホースとが設けられている。この分岐ホースの基端側は、油圧ポンプの吐出側に位置する上述の分岐ブロックに接続され、基端側とは反対側に位置する先端側には、その分岐ホースの端部を閉塞する封止栓が設けられている。この分岐ホースの先端側は、旋回フレームのセンタビームに固定されている。
【０００４】
このように構成される油圧脈動低減装置では、油圧ポンプから上述の油圧配管に吐出された圧油の一部を分岐ホースに導入させ、その導入させた圧油を閉塞端を形成する封止栓で反射させて基端側に戻し、上述した油圧配管に再び合流させるようにしてある。そして、分岐ホースの基端側に戻った圧油の脈動と、上述の油圧配管に吐出された圧油の脈動とが干渉して相殺され、その結果、上述した油圧配管を流れる圧油が減衰されるようになっている。なお、分岐ホースの長さは、上述した油圧脈動を相殺する作用が最大となる長さとなるように、すなわち油圧脈動の波長を考慮して、あらかじめ設定されている。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
しかしながら、上述した分岐ホースによる脈動干渉作用で減衰できる脈動は、通常、一定の周波数帯域内、すなわち基本的な周波数帯域内のものに限られる。つまり、この周波数帯域以外の脈動は減衰されない。したがって、分岐ホースの先端側には常時微小な脈動が生じる。上述した従来技術は、分岐ホースの先端側を旋回フレームのセンタビームに固定してあることから、この微小な脈動が油圧機器や旋回フレーム、あるいは当該建設機械の表面を形成するカバー等の構造物に伝播して振動を生じ、騒音を誘発していた。
【０００６】
また、この種の油圧脈動低減装置として別の技術が提案されている。この別の従来技術は、分岐ホースの先端側に、上述した基本的な周波数帯域以外の脈動、すなわち、残存の周波数帯域の脈動を減衰させるためのゴム部材を設け、このゴム部材を介して分岐ホースの先端側を旋回フレームに固定した構成にしてある。
【０００７】
この別の従来技術によれば、上述のゴム部材により分岐ホースの脈動干渉作用だけでは減衰できない残存の脈動を吸収し、この残存の脈動による振動の発生を防止し、騒音を抑えることが可能である。（例えば、特許文献２参照。）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平８−２９６７８８号公報（段落番号００２８〜００３０、図２，３）
【０００９】
【特許文献２】
特開平８−２１８４２６号公報（段落番号００２４〜００３２、図２，３）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述した別の従来技術では、油圧ポンプに接続される油圧配管に生じる脈動を、分岐ホースと、この分岐ホースの先端側に設けられるゴム部材を介して減衰できる効果を期待できるものの、以下に述べる別の問題がある。
【００１１】
すなわち、油圧ショベル等の建設機械などでは、油圧ポンプはポンプ室内に配置されるが、このポンプ室内はほとんど密閉された空間を形成している。このような密閉空間において、比較的長時間にわたる作業に際して油圧ポンプが駆動し、この油圧ポンプを駆動させるエンジンが駆動することから、ポンプ室内には熱がこもり、その室内温度がきわめて高くなる。また、油圧ポンプの駆動により、この油圧ポンプに接続される油圧配管を流れる作動油の温度は、例えば１００℃前後と高くなり、この高い温度の作動油が分岐ホース内に導入されることになる。これらにより、分岐ホースの先端側に設けられるゴム部材は頻繁に高熱にさらされる。したがって、この高熱によってゴム部材のへたり、脆化を生じる懸念があり、耐久性が劣化する問題がある。
【００１２】
このような耐久性の劣化を防ぐためには、設計段階でゴム部材の材質、強度、形状寸法等を最適と思われるものに選定する煩雑な作業が要求される。仮に、最適と思われるものを選定し得たとしても、現実の作業状況、作業環境等によっては望ましい耐久性の劣化防止を実現できないのが現状である。
【００１３】
なお、この別の従来技術では、上述のように材質、強度、形状寸法等を考慮した特別なゴム部材を選定しなければならないことから、このゴム部材の単価が高くなりやすく、これに伴って、当該油圧脈動低減装置の製作費が高くなりやすい問題もある。
【００１４】
本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、分岐ホースの先端側にゴム部材を設けることなく、油圧ポンプに接続される油圧配管に生じる油圧脈動を有効に減衰させることができる油圧脈動低減装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、重量バランスを確保するカウンタウエイトを有する機械に装備され、油圧ポンプから吐出される圧油の一部を導くことにより、上記油圧ポンプに接続される油圧配管に生じる脈動を低減する分岐ホースを備えた油圧脈動低減装置において、上記分岐ホースの上記先端側を上記カウンタウエイトに固定する固定手段を備えたことを特徴としている。
【００１６】
すなわち本発明は、油圧ポンプが収納されるポンプ室に隣接して配置されるカウンタウエイトに、分岐ホースの先端側を固定手段を介して固定してある。
【００１７】
このように構成した本発明は、カウンタウエイトがポンプ室に隣接して配置されることから、油圧ポンプとカウンタウエイトとの距離が近く、分岐ホースを従来技術と同様に、油圧脈動を相殺する作用が最大となる所定の長さに維持できる。すなわち、分岐ホースの長さの変更を要することなく当該分岐ホースの先端側をカウンタウエイトに固定することができ、基本的な周波数帯域の脈動を、この分岐ホースによって減衰させることができる。そして特に、カウンタウエイトは振動減衰能の大きい質量体を形成するものであり、このカウンタウエイトに固定手段を介して分岐ホースの先端側を固定してあることから、上述した基本的な周波数帯域以外の脈動を、この質量体であるカウンタウエイトによって減衰させることができる。このように本発明は、分岐ホースの先端側にゴム部材を設けることなく、油圧ポンプの吐出側に接続される油圧配管に生じる油圧脈動を有効に減衰させることができる。
【００１８】
また本発明は、上記発明において、上記カウンタウエイトが、鋳物製カウンタウエイトから成ることを特徴としている。
【００１９】
このように構成した本発明は、カウンタウエイトが、一般に振動減衰能が大きいことが知られている鋳物製であるので、より精度良く油圧配管に生じる油圧脈動を減衰させることができる。
【００２０】
また本発明は、上記発明において、上記固定手段が、上記鋳物製カウンタウエイトに鋳込まれる部材を含むことを特徴としている。
【００２１】
このように構成した本発明は、鋳物製カウンタウエイトに鋳込まれた部材に分岐ホースの先端側を固定すればよいので、一般に他の部材を接続することが技術的に難しい鋳物製カウンタウエイトでも、上述した鋳込まれた部材を介して分岐ホースの先端側を容易に固定することができる。
【００２２】
また本発明は、上記発明において、上記鋳込まれる部材が、プレートまたはボスから成ることを特徴としている。
【００２３】
このように構成した本発明は、例えば分岐ホースの先端側に設けた封止栓をボルトを介してプレートに固定すればよく、あるいは、ボスをねじ孔を有するものに形成し、分岐ホースの先端側に設けた封止栓を、ボスに螺合するボルトを介して固定すればよく、いずれの場合も、分岐ホースの先端側をプレートまたはボスに容易に固定することができる。
【００２４】
また本発明は、上記発明において、上記カウンタウエイトが、鉄製カウンタウエイトから成ることを特徴としている。
【００２５】
また本発明は、上記発明において、上記固定手段が、上記鉄製カウンタウエイトに溶接される部材を含むことを特徴としている。
【００２６】
また本発明は、上記発明において、上記機械が、油圧ショベルから成ることを特徴としている。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の油圧脈動低減装置に係る実施形態を図に基づいて説明する。
【００２８】
図１は本発明の第１実施形態が備えられる機械の一例として挙げた油圧ショベルを示す側面図、図２は図１に示す油圧ショベルに備えられるポンプ室の内部を示す側面図、図３は図２のＡ部を拡大して示した第１実施形態の要部断面図である。
【００２９】
図１に示す油圧ショベルは、走行体１と、この走行体１上に配置される旋回体２と、この旋回体２に設けられる運転室４と、旋回体２に設けられるポンプ室５と、このポンプ室５に隣接して設けられ、旋回体２の後部に配置され、フロント構造体７との重量バランスを確保するカウンタウエイト、例えば鋳物製カウンタウエイト６を備えている。上述したフロント構造体７は、旋回体２に上下方向の回動可能に連結されるブーム８と、このブーム８に回動可能に連結されるアーム９と、このアーム９の先端に回動可能に連結されるバケット１０を含むとともに、ブーム８を回動させるブームシリンダ１１、アーム９を回動させるアームシリンダ１２、バケット１０を回動させるバケットシリンダ１３を含んでいる。
【００３０】
図２に示すように、上述したポンプ室５内には、図示しないエンジンによって駆動される油圧ポンプ１４と、この油圧ポンプ１４からブームシリンダ１１、アームシリンダ１２、バケットシリンダ１３等のアクチュエータに供給される圧油の流れを制御するコントロールバルブ１５とを配置してある。
【００３１】
油圧ポンプ１４には、旋回体２を形成する旋回フレーム３に支持される吸入側配管１６を接続してある。また油圧ポンプ１４には分岐用ブロック１７を介して、コントロールバルブ１５に連絡される吐出側配管１８を接続してある。分岐用ブロック１７には、上述の吐出配管１８の他に油圧脈動低減装置を構成する分岐ホース１９を連結してある。
【００３２】
この分岐ホース１９は、図３にも示すように、その基端部を例えば油圧ポンプ１４の吐出側に設けた分岐用ブロック１７に接続させてあり、先端部を封止栓１９によって閉塞させてある。
【００３３】
なお、この分岐ホース１９の基端部を、油圧ポンプ１４に連結される吐出側配管１８に接続してもよく、また、油圧ポンプ１４のケーシング内に形成される図示しない吐出側油路に接続してもよい。
【００３４】
図３に示すように、上述した封止栓２０には、ねじ孔２０ａを形成してある。また、鋳物製カウンタウエイト６には、例えば鉄製のプレート２１を鋳込んである。この鋳込み部材を形成するプレート２１には、ボルト２２の軸部が挿通される穴２１ａを形成してある。プレート２１を挟むように、分岐ホース１９の先端に設けた封止栓２９とボルト２２とが配置され、ボルト２２の軸が封止栓２０のねじ孔２０ａに螺合することによって、封止栓２０をプレート２１に固定してある。
【００３５】
上述したプレート２１及びボルト２２は、分岐ホース１９の先端側を鋳物製カウンタウエイト６に固定する固定手段を構成している。
【００３６】
このように構成した第１実施形態は、鋳物製カウンタウエイト６がポンプ室５に隣接して配置されることから、油圧ポンプ１４と鋳物製カウンタウエイト６との距離が近く、前述した従来技術と同様に、油圧脈動を相殺する作用が最大となる長さに維持できる。すなわち、分岐ホース１９の長さの変更を要せずにこの分岐ホース１９の先端側を鋳物製カウンタウエイト６に固定でき、基本的な周波数帯域の脈動を、この分岐ホース１９によって減衰できる。また特に、鋳物製カウンタウエイト６は振動減衰能の大きい質量体を形成するものであり、この鋳物製カウンタウエイト６に、プレート２及びボルト２２を介して分岐ホース１９の先端側、すなわち封止栓２０を固定してあることから、上述した基本的な周波数帯域以外の脈動を、この質量体である鋳物製カウンタウエイト６によって減衰させることができる。
【００３７】
以上のとおり第１実施形態によれば、分岐ホース１９の先端側にゴム部材を設けることなく、油圧ポンプ１４の吐出側に接続される吐出側配管１８に生じる油圧脈動を有効に減衰させることができる。このように、ゴム部材を要しないでプレート２１とボルト２２を分岐ホース１９の先端側を固定してあることから、ポンプ室５内の熱及び分岐ホース１９を流れる作動油の高熱に対して堅牢で安定した構造とすることができる。これにより、優れた耐久性を確保でき、信頼性の高い油圧脈動低減装置を実現できる。
【００３８】
なお一般に、鋳物は振動減衰能が大きいことが知られている。したがって、質量体を形成するカウンタウエイトを鋳物製カウンタウエイト６にしたこの第１実施形態は、鋳物特有の高い振動減衰能も併せて確保できる。これによって精度の高い油圧脈動の減衰を実現でき、装置の信頼性の向上に大きく貢献する。
【００３９】
また、上記第１実施形態は、分岐ホース１９の先端側を鋳物製カウンタウエイト６に固定する固定手段が鋳物製カウンタウエイト６に鋳込まれる部材、すなわちプレート２１を含む構成にしてある。したがって、このプレート２１に分岐ホース１９の先端側を固定すればよいので、一般に他の部材を接続することが技術的に難しいとされる鋳物製カウンタウエイト６でも、プレート２１を介して分岐ホース１９の先端側を容易に固定することができ、この分岐ホース１９の先端側を固定する作業を能率よく実施できる。
【００４０】
図４は本発明の第２実施形態の要部断面図である。この第２実施形態は、鋳物製カウンタウエイト６に鋳込まれる部材として、ねじ孔２６ａを有する鋳込ボス２６を設けてある。また、鋳物製カウンタウエイト６とは別体にプレート２５を設け、このプレート２５に、分岐ホース１９の先端側に設けられる封止栓２０を固定するボルト２２の軸が挿入される穴２５ａと、鋳込ボス２６のねじ孔２６ａに螺合され、鋳物製カウンタウエイト６にプレート２５を固定するボルト２７の軸が挿入される穴２５ｂとを設けてある。
【００４１】
この第２実施形態は、ボルト２２の軸をプレート２５の孔２５ａを挿通させて封止栓２０のねじ孔２０ａに螺合させることにより、封止栓２０をプレート２５に固定してある。また、上述したようにボルト２７の軸をプレート２５の孔２５ｂに挿通させて鋳込ボス２６のねじ孔２６ａに螺合させることにより、プレート２５を鋳込ボス２６に、すなわち鋳物製カウンタウエイト６に固定するようにしてある。
【００４２】
上述したボルト２２，２７、プレート２５、及び鋳込ボス２６によって、分岐ホース１９の先端側を鋳込製カウンタウエイト６に固定する固定手段が構成されている。その他の構成は、前述した第１実施形態と同じである。
【００４３】
図５は本発明の第３実施形態の要部断面図である。この第３実施形態は、プレート２５の穴２５ｂと、鋳込まれる部材を形成する前述のプレート２１の穴２１ａとにボルト３０の軸を挿通させ、このボルト３０の軸に螺合するナット２９でプレート２１とプレート２５とを締結させてある。ナット２９は、溶接部２８によってプレート２１に固定させてある。分岐ホース１９の先端側に設けられる封止栓２０は、ボルト２２を介してプレート２５に固定してある。
【００４４】
上述したボルト２２，３０、プレート２５、及び鋳込まれる部材を形成するプレート２１によって、分岐ホース１９の先端側を鋳物製カウンタウエイト６に固定する固定手段が構成されている。その他の構成は、前述した第１実施形態と同じである。
【００４５】
上述のように構成した第２，第３実施形態も、分岐ホース１９の先端側を鋳物製カウンタウエイト６に固定することから、前述した第１実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００４６】
また特に、鋳物製カウンタウエイト６とは別体に設けられるプレート２５を介して分岐ホース１９を固定することから、プレート２５の長さを適宜選択することにより、分岐ホース１９を構造上より安定した位置で固定させることができ、堅牢で安定した構造の実現に貢献する。
【００４７】
図６は本発明の第４実施形態の要部断面図である。この第４実施形態は、カウンタウエイトが鉄製カウンタウエイト２３から成っている。また、分岐ホース１９の先端に設けられる封止栓２０が固定されるプレート２５を、溶接部２４を介して鉄製カウンタウエイト２３に固定してある。この第４実施形態も、ボルト２２とプレート２５とによって、分岐ホース１９の先端側を鉄製カウンタウエイト２３に固定する固定手段が構成されている。その他の構成は前述した第１実施形態と同じである。
【００４８】
このように構成した第４実施形態は、カウンタウエイトが鉄製カウンタウエイト２３から成るので、鋳物製カウンタウエイトに比べれば振動減衰能は劣るものの、鉄製カウンタウエイト２３は大きな質量体を形成するので振動減衰能が高く、前述した図２に示す油圧ポンプ１４の吐出側に接続される吐出側配管１８に生じる油圧脈動を有効に減衰させることができる。したがって、ゴム部材を要することなく、高熱に対して堅牢で安定した構造とすることができ、これにより優れた耐久性を確保でき、信頼性の高い油圧脈動低減装置を実現できる。
【００４９】
また、分岐ホース１９の位置に合わせてプレート２５を配置し、鉄製カウンタウエイト２３に溶接すればよいので、容易に最適な位置に分岐ホース１９の先端側を固定することができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上のように本発明は、分岐ホースの先端側を大きな質量体を形成するカウンタウエイトに固定する固定手段を備えた構成にしてあることから、従来のように分岐ホースの先端側にゴム部材を設けることなく、油圧ポンプの吐出側に接続される油圧配管に生じる油圧脈動を有効に減衰させることができ、高熱に対して堅牢で安定した構造とすることができる。これにより、優れた耐久性を確保でき、従来に比べて信頼性の高い油圧脈動低減装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の油圧脈動低減装置の第１実施形態が備えられる機械の一例として挙げた油圧ショベルを示す側面図である。
【図２】図１に示す油圧ショベルに備えられるポンプ室の内部を示す側面図である。
【図３】図２のＡ部を拡大して示した第１実施形態の要部断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態の要部断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態の要部断面図である。
【図６】本発明の第４実施形態の要部断面図である。
【符号の説明】
１走行体
２旋回体
３旋回フレーム
４運転室
５ポンプ室
６鋳物製カウンタウエイト
７フロント構造体
８ブーム
９アーム
１０バケット
１１ブームシリンダ
１２アームシリンダ
１３バケットシリンダ
１４油圧ポンプ
１５コントロールバルブ
１６吸入側配管
１７分岐用ブロック
１８吐出側配管
１９分岐ホース
２０封止栓
２０ａねじ孔
２１プレート（固定手段）
２１ａ穴
２２ボルト（固定手段）
２３鉄製カウンタウエイト
２４溶接部
２５プレート（固定手段）
２５ａ穴
２６鋳込ボス（固定手段）
２６ａねじ孔
２７ボルト（固定手段）
２８溶接部
２９ナット（固定手段）
３０ボルト（固定手段）

Claims

重量バランスを確保するカウンタウエイトを有する機械に装備され、油圧ポンプから吐出される圧油の一部を導くことにより、上記油圧ポンプに接続される油圧配管に生じる脈動を低減する分岐ホースを備えた油圧脈動低減装置において、
上記分岐ホースの上記先端側を上記カウンタウエイトに固定する固定手段を備えたことを特徴とする油圧脈動低減装置。
上記カウンタウエイトが、鋳物製カウンタウエイトから成ることを特徴とする請求項１記載の油圧脈動低減装置。
上記固定手段が、上記鋳物製カウンタウエイトに鋳込まれる部材を含むことを特徴とする請求項２記載の油圧脈動低減装置。
上記鋳込まれる部材が、プレートまたはボスから成ることを特徴とする請求３記載の油圧脈動低減装置。
上記カウンタウエイトが、鉄製カウンタウエイトから成ることを特徴とする請求項１記載の油圧脈動低減装置。
上記固定手段が、上記鉄製カウンタウエイトに溶接される部材を含むことを特徴とする請求項５記載の油圧脈動低減装置。
上記機械が、油圧ショベルから成ることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の油圧脈動低減装置。