JPH03244720A - 作業車両の振動抑制装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、アキュムレータを用いて例えばホイールロー
ダ等の作業車両の振動を抑制する振動抑制装置に関する
。

Ｂ、従来の技術 この種の従来の振動抑制装置としては、例えば実開昭６
４−４２３６５号公報に開示されているようなものが知
られている。この装置は、作業表Ｍ（アームやパケット
など）を駆動する油圧シリンダのボトム室に振動抑制用
のアキュムレータを接続し、このアキュムレータによっ
て車両走行時の振動を吸収・して車両の安定性を図るも
のである。

またこの種の装置は、上記アキュムレータと油圧シリン
ダとを連通ずる連通位置および両者を遮断する遮断位置
に切換可能な切換弁を有し、車両走行時には手動スイッ
チによりこの切換弁を連通位置に切換えてアキュムレー
タを作動させる一方、作業装置に高負循が作用するおそ
れのある作業時には切換弁を遮断位置に切換えて、上記
負荷によるアキュムレータの破損を防止している。

しかし、作業時にオペレータが上記切換弁の遮断位置へ
の切換を忘れた場合には、作業装置に作用する外部負荷
によりアキュムレータが破損するおそれがある。そこで
５これを解決する振動抑制装置として、作業装置の対地
高さを検出し、その高さが所定値以下の場合には作業中
であると判断して自動的に切換弁を遮断位置に切換えて
アキュムレータの破損を防止するものが実開昭６４−４
２３５８珍公報に開示されている。

Ｃ０発明が解決しようとする課題 しかしながらこの従来装置では、作業装置を所定値より
高く上げると走行時と判断して油圧シリンダとアキュム
レータが切換弁を介して連通してしまうため、作業装置
を高い位置に上げて地山の切崩しなどを行うと上述の理
由からアキュムレータが破損するおそれがあり、このた
め作業装置の稼働範囲が限定されるという問題があった
。

本発明の技術的課題は、作業装置の稼働範囲を限定する
ことなくアキュムレータの破損を確実に防止することに
ある。

００課題を解決するための手段 一実施例を示す第１図により説明すると、本発明は、浦
圧源１からの吐出油により作動して作業装置（不図示）
を駆動する油圧シリンダ３と、この油圧シリンダ３の作
業装置の自重による圧力が発生する側のシリンダ室３ｂ
に接続された振動抑制用アキュムレータ５と、このアキ
ュムレータ５とシリンダ室３ｂとを連通ずる連通位置「
イ」および両者を遮断する遮断位置「口」に切換可能な
切換弁４とを備えた作業車両の振動抑制装置に適用され
る。そして１作業装置に作用する外部負荷を検出する負
荷検出手段３３と、検出された外部負荷が所定値以上の
場合に切換弁４を遮断位置「口」に切換える切換制御手
段３１とを具備し、これにより上記技術的課題を達成す
る。

また５特に請求項２の発明は、油圧シリンダ３とアキュ
ムレータ５との間に設けられ、その絞り面積に応じた減
衰力特性でアキュムレータ５を作動せしめる可変絞り２
１と、車両走行時の作業装置の振動状態を検出する振動
検出手段３２，３４゜３５と、この検出手段３２，３４
．３５の検出結果に基づいて可変絞り２１の面積を制御
する絞り制御手段３１とを更に具備するものである。

２９作用 切換制御手段３１は、作業装置に作用する外部負荷（負
荷検出手段３３により検出される）が所定値以上の場合
に切換弁４を遮断位置「口」に切換え、アキュムレータ
５と油圧シリンダ３とを遮断する。これにより作業時に
作業装置に高負荷が作用してもアキュムレータＳが破損
することがない。

また、特に請求項２の発明では、車両走行時の作業装置
の振動状態に基づいて可変絞り２１の面積、すなわちア
キュムレータ２の減衰力特性を制御する。これにより高
速走行時の乗り心地がよくなるとともに、積載重量が大
きいときや制動時の車両安定性が確保される。

なお、本発明の詳細な説明する上記り項およびＥ項では
、本発明を分かり易くするために実施例の図を用いたが
、これにより本発明が実施例に限定されるものではない
。

Ｆ、実施例 第１図および第２図により、本発明をホイールローダの
振動抑制装置に適用した場合の一実施例を説明する。

第Ｙ図はホイールローダの作業用油圧回路を示し、油圧
ポンプｌからの吐出油は、方向制御弁２および管路１１
，１２を介して不図示のアーム（作業装置）を駆動する
油圧シリンダ（以下、アームシリンダ）３のロッド室３
ａおよびボトム室３ｂに導かれるようになっている。制
御弁２は運転席に設けられた作業レバー２ａの操作によ
り切換制御され、その操作に応じて油圧ポンプ１の吐出
油がロッド室３ａまたはボトム室３ｂｋこ導かれてアー
ムシリンダ３が駆動される。また油圧ポンプｒの吐出油
は、管路■５および不図示の方向制御弁を介して上記ア
ームに接続されたバケットを駆動する油圧シリンダ（不
図示）にも導かれるようになっている。

アームシリンダ３のボトム室、すなわちアーム等の作業
装置の自重による圧力が発生する側のシリンダ室３ｂに
は、電磁切換弁（以下、電磁＃−）４および流量調整弁
２０を介して振動抑制用アキュムレータ５が接続され、
電磁弁４は、ボトム室３ｂとアキュムレータ５とを連通
ずる「イ」位置（連通位置）と、両者を遮断する１口」
位置（遮断位置）とに切換え可能とされている。流量調
整弁２０は、可変絞り２１とチエツク弁２２とから成り
、絞り２（の面積に応してアキュムレータ５の減衰力特
性を調整する。すなわち絞り面積が大きいほどアキュム
レータ５による減衰力が低下する。ここで、アキュムレ
ータ５には通常プラグ型のものが用いられるが、ピスト
ン型やダイヤフラム型のものを用いてもよい。

一方、上記管路１１とタンク７とを接続する管路１３に
は電磁式の選択弁６が接続され、この選択弁６は、アー
ムシリンダ３のロッド室３ａとタンク７と連通するＡ位
置と両者を遮断するＢ位置とに切換可能とされている。

そして選択弁６．上記流量調整弁２０および電磁弁４の
それぞれのソレノイド部６ａ、２０ａ、４ａはコントロ
ーラ３１にそれぞれ接続され、コントローラ３１からの
切換信号により各弁の切換えあるいは絞り面積の調節が
行われる。

コントローラ３１にはまた、３つの圧力センサ３２．３
３．３４および回転数センサ３５がそれぞれ接続されて
いる。圧力センサ３２は管路上２の圧力、すなわちシリ
ンダ３のボトム室３ｂの圧力Ｐ１を検出し、圧力センサ
３３は油圧ポンプｌの吐出圧力Ｐ２を検出してそれぞれ
コントローラ３１に入力する。ここで、圧力ＰＬは作業
レバー２ａの非操作時に上記パケット内に取り込まれた
土砂等の重量に依存しており、また圧力Ｐ２は作業レバ
ー２ａの操作時にアームに作用する外部負荷に依存して
いる。

また圧力センサ３４は、ブレーキペダル３６の操作量に
応じたブレーキバルブ３７のブレーキ圧Ｐ３を検出して
コントローラ３１に入力する。さらに回転数センサ３５
は、トランスミッション３８と車輪３９とを接続する車
軸４０の回転数（車両の走行速度に依存する）Ｎを検出
してコントローラ３１に入力する。コントローラ３１は
、これらの入力に応じて上述した各弁４，６．２０を制
御する。

なお４１はメインリリーフ弁、４２はオーバロードリリ
ーフ弁、４３はキャビテーション防止用チエツク弁であ
る。

次に、第２図のフローチャートも参照して実施例の動作
を説明する。

第２図はコントローラ３１による制御の手順を示してお
り、まずステップＳ１で圧力センサ３３の検出結果であ
る油圧ポンプｌの吐出管路圧力Ｐ２、すなわちアームに
作用する外部負荷に応した圧力信号を読み込み、次いで
ステップＳ２でその圧力が所定値以上か否かを判定する
。ステップＳ２が肯定されるとステップＳ９で電磁弁４
を図示の如く　「口」位置（遮断位置）に切換えるとと
もに、選択弁６をｒＢ」位置に切換えてステップＳ１に
戻る。これによりアームシリンダ３のボトム室３ｂとア
キュムレータ５とが遮断されてアキュムレータ５の作動
が阻止されるとともに、ロッド室３ａとタンク７とが遮
断される。このロッド室３ａとタンク７との遮断により
管路１１の途中から圧油がタンク７に流出することがな
いので、制御弁２によりアームシリンダ３の伸縮が適正
に制御できる。

一方、ステップＳ２が否定されるとステップＳ３に進み
、電磁弁４を「イ」位置（連通位置）に切換えるととも
に、選択弁６を「Ａ」位置に切換えてステップＳ４に進
む。これによりボトム室３ｂと７キユムレータ５とが連
通されてアキュムレ−夕５の作動が許容されるとともに
、ロッド室３ａとタンク７とが連通されるにのロット室
３ａとタンク７との連通によりタンク７からロット室３
ａへの圧油の流入、流出が自由に行われるので、アーム
シリンダ３の伸縮が拘束されることがない。

したがって、アキュムレータ５による振動抑制作用が適
正に行われる。

ステップＳ４では、圧力センサ３２，３４および回転数
センサ３５の検出結果、すなわち管路１１の圧力ＰＬ（
パケットの積載重量に応した圧力）と、ブレーキペダル
３６の操作量に応じた圧力Ｐ３と、車両の走行速度に応
じた出力軸４００回転数Ｎとをそれぞれ読み込んでステ
ップＳ５に進む。

ステップＳ５では、読み込んだ圧力ＰＬおよび回転数Ｎ
に基づいて図示の特性がら絞り面積Ａｘを求め、次いで
ステップＳ６において、ステップＳ４で読み込んだ圧力
Ｐ３に基づいて図示の特性から絞り面積の差分Ｂを求め
、ステップＳ７で上記開度Ａｘと差分Ｂとの差ΔＡを目
標絞り面積として求めてステップＳ８に進む。

ここでステップＳ５の特性によれば、車両の走行速度が
所定速度ｎ以上の場合には、そのが速いほど、またパケ
ットの積載重量が軽いほど目標絞り面積ΔＡは大きくな
る。さらにステップＳ６の特性によれば、上記差分Ｂは
ブレーキペダル３５の操作量が大きいほど大きな値とな
るので、結果として目標絞り面積ΔＡはその操作量が大
きいほど小さくなる。

ステップＳ８では、演算された目標絞り面積ΔＡとなる
ように流量調整弁２０の可変絞り２１を制御し、その後
、ステップＳ１に戻る。

以上の手順によれば、例えば作業中に高速でパケットを
土砂に突っ込んだ場合には、アームに作用する外部負荷
（圧力Ｐ２）が所定値以上となるので、電磁弁４が自動
的に「口」位置に切換ねってアームシリンダ３のボトム
室３ｂとアキュムレータ５とが遮断され、これにより上
記外部負荷によるアキュムレータ６の破損が防止される
。また走行時には上記外部負荷が小さいので電磁弁４が
自動的に連通位置に切換ねり、これによりアキュムレー
タ５によって走行時の振動が抑制される。

また以上の手順によれば、走行時の車両速度が速いほど
流量調整弁２０を構成する絞り２１の面積が大きくなり
、これに応じてアキュムレータ５による減衰力が低下す
るとともに、パケットの積載物の重量が大きくなるほど
上記絞り面積が小さくなって減衰力が増加する。一般に
、この種の振動抑制装置では、減衰力が大きいほど車両
の安定性が増加するが、この減衰力が大きすぎる場合に
は、例えば凹凸面上を走行するときなどその走行速度が
速いほどオペレータに伝達される作業装置の振動加速度
が大きくなって乗り心地が悪くなるという問題がある。

本実施例では、上述ｔたように車両の走行速度が速いほ
どアキュムレータ５の減衰力が小さくなるので、高速走
行時でも乗り心地がよくなるとともに、積載物の重量が
大きくなるほど減衰力が大きくなるので、例えばパケッ
ト内に土砂等を大量に積載して走行する際でも車両の安
定性が確保される。

さらに本実施例では、ブレーキペダル３６の操作量が大
きいほど絞り２１の面積を小さくしてアキュムレータ５
の減衰力を大きくするようにしたので、急制動時にも車
両の安定性が確保される。

以上の実施例の構成において、油圧ポンプ１が油圧源を
、電磁弁４が切換弁を、圧力センサ３３が負荷検出手段
を、コントローラ３１が切換制御手段および絞り制御手
段を、圧力センサ３２，３４および回転数センサ３５が
振動検出手段をそれぞれ構成する。

また圧力センサ３２，３４および回転数センサ３５の検
出結果である積載重量、車両速度およびブレーキ操作量
は、いずれも作業装置に与えるであろう振動の度合を表
わす間接的な振動状態を示しているが、実際の振動状態
を直接検知して上記減衰特性を制御するようにしてもよ
い。そして請求項２でいう振動状態とは、上記間接的お
よび直接的な振動状態の両者を含むものとする。

なお以上では、振動検出手段を３つのセンサ３２．３４
．３５で構成したが、少なくともいずれか一つを備えて
いればよい。またホイールローダの振動抑制装置にて説
明したが、上記振動抑制用のアキュムレータを有するそ
の他の作業車両にも本発明を適用できる。

Ｇ１発明の効果 本発明によれば、作業装置に作用する外部負荷が所定値
以上の場合にアキュムレータと作業用油圧シリンダを自
動的に遮断するようにしたので、作業装置の稼働範囲を
限定することなく上記外部負荷によるアキュムレータの
破損を確実に防止することができる。

また、特に請求項２の発明によれば、車両走行時の作業
装置の振動状態に基づいてアキュムレータの減衰力特性
を制御するようにしたので、高速走行時の乗り心地がよ
くなるとともに、積載重量が大きいときや制動時の車両
安定性が確保される。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例を示し、集土図
はホイールローダの作業用油圧回路図および制御系を示
す図、第２図はコントローラの制御手順を示すフローチ
ャートである。 １：油圧ポンプ　　　　３ニア−ムシリンダ３ａ：ロッ
ド室　　　　３ｂ：ボトム室４：電磁弁　　　　　　５
ニアキュムレ−タロ：選択弁　　　　　２０：流量調整
弁２１：可変絞り　　　　３１：コントローラ３２．３
３，３４：圧力センサ ３５：回転数センサ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）油圧源からの吐出油により作動して作業装置を駆動
   する油圧シリンダと、 この油圧シリンダの前記作業装置の自重による圧力が発
   生する側のシリンダ室に接続された振動抑制用アキュム
   レータと、 このアキュムレータと前記シリンダ室とを連通する連通
   位置および両者を遮断する遮断位置に切換可能な切換弁
   とを備えた作業車両の振動抑制装置において、 前記作業装置に作用する外部負荷を検出する負荷検出手
   段と、 前記検出された外部負荷が所定値以上の場合に前記切換
   弁を前記遮断位置に切換える切換制御手段とを具備する
   ことを特徴とする作業車両の振動抑制装置。 ２）前記油圧シリンダとアキュムレータとの間に設けら
   れ、その絞り面積に応じた減衰力特性でアキュムレータ
   を作動せしめる可変絞りと、車両走行時の前記作業装置
   の振動状態を検出する振動検出手段と、 この検出手段の検出結果に基づいて前記可変絞りの面積
   を制御する絞り制御手段とを更に具備することを特徴と
   する請求項１に記載の作業車両の振動抑制装置。