JPH0528293B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ホイールローダ等の車輪を備えた車
両系建設機械において、走行時の振動を抑制する
振動抑制装置に関するものである。

（従来技術） 従来、車両系建設機械において、走行時の振動
を軽減する手段として、たとえば特開昭59−
182195号公報に示されるようにトラツククレーン
のブーム伸縮用油圧シリンダのピストンロツド内
部にばねとダンプ機構を設けたもの、あるいは特
開昭60−119830号公報に示されるように油圧シヨ
ベルのブームとアームシリンダとの間、またはア
ームとバケツトシリンダとの間に、アームシリン
ダやバケツトシリンダ等の作業用油圧シリンダと
は別個に緩衝用シリンダを設けたものが公知とな
つているが、いずれも構造が複雑で製作コストが
高くなり、しかも、車両本体に対する振動抑制効
果が低い等の難点があり、いま一つ実用に適さな
いものであつた。

（発明の目的） 本発明は、上記従来の問題を解消するためにな
されたものであり、構造が簡単で、容易に製作で
きるようにしてコストダウンを図り、かつ、走行
時には、車両全体に対する振動抑制効果が高く、
乗心地を大幅に改善してオペレータの疲労を少な
くでき、また、掘削等の作業時には、振動抑制器
側に高圧油が流入することを防止して振動抑制器
の破損を防止でき、故障も少なく、耐久性に富
み、さらに、作業モードから走行モードに切替え
た際に、地上から所定の高さに保持させていたバ
ケツト等の作業装置が一瞬降下することを確実に
防止でき、安全に走行できる振動抑制装置を提供
することを目的としている。

（発明の構成） 本発明の第１の要旨は、車輪を有する車両本体
に作業用油圧シリンダを介して作業装置を昇降自
在に支持してなる車両系建設機械において、上記
油圧シリンダは方向制御弁を介して油圧源回路と
タンクに切替自在に接続され、この油圧シリンダ
の負荷保持側油室に対し、振動抑制用アキユムレ
ータがモード切替弁を介して遮断状態と、連通状
態とに切替自在に接続され、このモード切替弁と
パラレルに減圧弁が設けられ、減圧弁の一次側が
上記負荷保持側油室に、二次側がアキユムレータ
側にそれぞれ接続されている点にある。

この構成によれば、走行時に、モード切替弁を
連通位置に切替えることにより、アキユムレータ
が作業用油圧シリンダのモード切替弁の連通位置
を介して負荷保持側油室に連通され、減圧弁は動
かず、負荷保持側油室からアキユムレータ側に油
圧が自由に流入、流出し、車両本体の振動に伴う
上記油圧シリンダの伸縮運動をアキユムレータに
よるばね作用で吸収して適正な振動抑制効果が発
揮され、乗心地が大幅に改善される。また、掘削
等の作業時に、モード切替弁を遮断位置に切替え
ることにより、アキユムレータが減圧弁を介して
上記負荷保持側油室に連通されるので、作業時に
上記油圧シリンダの負荷保持側油室に高圧油が導
かれても、その高圧油が減圧弁により減圧されて
アキユムレータ側に導かれることになり、アキユ
ムレータが破損するおそれはなく、機械寿命が向
上される。さらに、作業時に減圧弁を介してアキ
ユムレータに所定の圧力が蓄圧されるので、作業
終了時にモード切替弁を遮断位置（作業モード）
から連通位置（走行モード）に切替えた際、上記
アキユムレータの蓄圧力によつてブームが一瞬降
下することが防止され、安全である。

本発明の第２の要旨は、上記第１の要旨におい
て、減圧弁の一次側に絞りを設けた点にある。

こうすれば、とくに掘削時において、油圧シリ
ンダの負荷保持側油室に対して急激な圧力変動お
よび流量変動があつても、絞りによるアキユムレ
ータ側に急激に油が流入することが防止され、ブ
ーム等の作業装置が急激に降下することがなくな
り、安全性がより高められる。

（実施例） 第５図に本発明が適用される車両系建設機械の
一例としてのホイールローダを示している。この
ホイールローダは、複数固（たとえば４個）の車
輪１を備えた車両本体２の前部フレーム２ａに作
業装置３を装備してなるものである。作業装置３
は、前部フレーム２ａに基端部が回動自在に支持
されたブーム４と、ブーム４の先端に回動自在に
支持されたバケツト５と、ブーム４の中間部とバ
ケツト５の一側部との間に屈曲自在に連結された
リンク部材６，７と、上記前部フレーム２ａとブ
ーム４との間に設けたブームシリンダ（作業用油
圧シリンダ）８と、前部フレーム２ａとクロスリ
ンク６との間に設けられたバケツトシリンダ９等
によつて構成されている。

このホイールローダにおいて、走行時に、路面
の起伏に応じて、または加速、減速時に車両本体
２が振動する場合があり、この振動を抑制するた
めに、次のような振動抑制装置が装備されてい
る。

第１図は第１の発明の実施例（第１実施例）を
示す要部の油圧回路図である。この図において、
１０はタンク、１１は油圧ポンプであり、その吐
出管路（油圧源回路）１２にバケツト用方向制御
弁１３と、ブーム用方向制御弁１４が接続され、
バケツト用方向制御弁１３に管路１５ａ，１５ｂ
を介してバケツトシリンダ９のヘツド側油室９ａ
およびロツド側油室９ｂが接続され、ブーム用方
向制御弁１４に管路１６ａ，１６ｂを介してブー
ムシリンダ８のヘツド側油室（負荷保持側油室）
８ａおよびロツド側油室（負荷側油室）８ｂが接
続されている。

上記ブームシリンダ８とその方向制御弁１４と
の間において、ブームシリンダ８の負荷保持側油
室すなわちヘツド側油室８ａに接続された負荷保
持側管路１６ａの途中に分岐管路１７が接続さ
れ、この分岐管路１７にモード切替弁１８を介し
て振動抑制用アキユムレータ１９か接続されてい
る。モード切替弁１８は遮断位置（作業モード）
と、連通位置（走行モード）とに切替自在であ
り、このモード切替弁１８とパラレルに減圧弁２
０が設けられ、減圧弁２０の一次側が分岐管路１
７を介してブームシリンダ８の負荷保持側油室８
ａに、二次側がアキユムレータ１９にそれぞれ接
続されている。減圧弁２０の設定圧は、ブームシ
リンダ８の負荷保持側油室８ａの保持圧とする。

上記アキムユレータ１９と、モード切替弁１８
と、減圧弁２０によつて振動抑制器２１が構成さ
れる。この振動抑制器２１は、ブームシリンダ８
のヘツド側油室８ａと方向制御弁１４との間で、
管路１６ａ，１７を含む外部配管で接続され、ブ
ーム４の回動およびブームシリンダ８の伸縮作動
に支障のない範囲で、前部フレーム２ａの任意の
位置に設置される。この場合、振動抑制器２１を
ブームシリンダ８の外壁に直結してもよい。上記
アキユムレータ１９には、ブラダ形、ピストン
形、ダイヤフラム形等のアキムユレータが用いら
れる。

一方、ブームシリンダ８の負荷側油室すなわち
ロツド側油室８ｂに接続された負荷側管路１６ｂ
に対し、ベントアンロード弁２２が接続され、こ
のベントアンロード弁２２のベントライン２３が
補助切替弁２４を介してタンク１０に接続され、
補助切替弁２４が遮断位置（作業モード）と、連
通位置（走行モード）とに切替自在に構成されて
いる。

上記各切替弁１８，２４には電磁切替弁が用い
られ、運転室等に設けられたモード切替スイツチ
２５により互いに連動して遮断位置（作業モー
ド）と、連通位置（走行モード）とに切替えられ
る。この場合、走行レバー（図示省略）の操作に
連動してモード切替スイツチ２５をON，OFF
し、各切替弁１８，２４を切替えるようにしても
よく、また、各切替弁１８，２４を油圧式で切替
えるようにしてもよい。２６はバツテリ等の電源
である。

また、２７はメインリリーフ弁、２８はロード
チエツク弁、２９はオーバーロードリリーフ弁、
３０はキヤビテーシヨン防止用チエツク弁であ
る。

次に、作用について説明する。

上記ホイールローダにおいて、走行時は、各方
向制御弁１３，１４を図示の中立位置に保持さ
せ、バケツトシリンダ９に対する圧油給排用の管
路１５ａ，１５ｂおよびブームシリンダ８に対す
る圧油給排用の管路１６ａ，１６ｂをそれぞれブ
ロツクさせ、かつ、上記モード切替スイツチ２５
を走行モード（ON）に切替え、モード切替弁１
８および補助切替弁２４を連通位置（走行モー
ド）に切替えた状態で、エンジンからの駆動力に
より車輪１を駆動することによつてこのホイール
ローダを走行させる。

この走行時において、路面の起伏に応じて、ま
たは加速、減速時に車両本体２が振動し、これに
伴つて作業装置３が振動するとともに、この作業
装置３を支持しているブーム４が上下方向に回動
し、このブーム４を支持しているブームシリンダ
８が微量伸縮し、そのヘツド側油室８ａに圧力変
動が生じる。

このとき、上記モード切替弁１８が連通位置
（走行モード）に切替えられ、上記ブームシリン
ダ８のヘツド側油室８ａがこのモード切替弁１８
の連通位置を介してアキユムレータ１９に連通さ
れているので、上記車両本体２の振動に起因して
ブーム３が上下方向に回動しブームシリンダ８が
伸縮する度に、このブームシリンダ８のヘツド側
油室８ａ内の油が上記モード切替弁１８等を経て
アキユムレータ１９に流入、流出される。そのと
きアキユムレータ１９の蓄圧力によるばね作用
と、管路１７およびモード切替弁１８等の圧損に
よる絞り作用（振動減衰作用）によつて上記ブー
ムシリンダ８の伸縮量つまり振動が次第に小さく
なり、上記振動が抑制される。

また、上記振動抑制時において、補助切替弁２
４が連通位置に切替えられ、ベントアンロード弁
２２のベントライン２３がタンク１０に連通され
ているので、上記振動に応じてブームシリンダ８
が微量伸縮する際にロツド側油室８ｂ内の容積変
化が生じても、このロツド側油室８ｂに対し油が
タンク１０からベントアンロード弁２２を介して
スムーズに流入、流出させる。従つて、このブー
ムシリンダ８の振動抑制のための微量伸縮が拘束
されるおそれはなく、長時間走行時であつても、
上記アキユムレータ１９による振動抑制作用が常
に適正に発揮される。

次に、掘削等の作業時には、モード切替スイツ
チ２５を作業モード（OFF）に切替え、上記モ
ード切替弁１８および補助切替弁２４をそれぞれ
図示の遮断位置（作業モード）に戻しておく。こ
れによりアキユムレータ１９は減圧弁２０を介し
てブームシリンダ８の負荷保持側油室８ａに連通
される。この状態で、ブーム用方向制御弁１４を
切替えると、ポンプ１１の吐出油がブームシリン
ダ８のヘツド側油室８ａまたはロツド側油室８ｂ
に供給され、同シリンダ８が伸長または縮小さ
れ、ブーム４が回動してバケツト５が昇降され
る。また、バケツト用方向制御弁１３を切替える
と、ポンプ１１の吐出油がバケツトシリンダ９の
ヘツド側油室９ａまたはロツド側油室９ｂに供給
され、同シリンダ９が伸長または短縮され、各リ
ンク部材６，７を介してバケツト５が回動され
る。これにより掘削および荷の放出等の作業が行
われる。

この場合、上記モード切替弁１８を作業モード
つまり遮断位置に切替えておけば、 アキユムレ
ータ１９が減圧弁２０を介してブームシリンダ８
の負荷保持側油室８ａに連通されることになるた
め、ブームシリンダ８の伸縮時に、負荷保持側油
室８ａが高圧になつても、その高圧油が減圧弁２
０により一旦減圧された後にアキユムレータ１９
に導かれ、蓄圧されることになり、従つて、アキ
ユムレータ１９に高圧油が流入することはなく、
アキユムレータ１９が破損することが確実に防止
される。また、アキユムレータ１９に所定の圧力
すなわちブーム保持圧力に対応する圧力が蓄圧さ
れると、その後アキユムレータ１９に対する油の
流入、流出がなくなり、従つて、ブームシリンダ
８がアキユムレータ１９に干渉されることなく、
方向制御弁１４のスプール開度によつて決められ
た流量通りに作動し、いわゆるふらつきが生じる
ことなく、ブームシリンダ８の伸縮ならびにブー
ム４の回動が円滑に行われる。

また、この作業モードでは、補助切替弁２４も
図示の遮断位置に切替えられているので、ベント
アンロード弁２２のベントライン２２が遮断さ
れ、ブームシリンダ８のロツド側油室８ｂ内の油
がベントアンロード弁２２を経て直接タンク１０
に流出することもなくなり、上記方向制御弁１４
によつてブームシリンダ８のロツド側油室８ｂに
対する圧油の給排制御も円滑に行われ、ブームシ
リンダ８の伸縮が適正にコントロールされる。こ
れによつて上記掘削等の作業が円滑に行われる。

一方、上記掘削等の作業終了後において、方向
制御弁１４を中立位置に戻すと、ブームシリンダ
８に対する両管路１６ａ，１６ｂがそれぞれブロ
ツクされ、ブームシリンダ８が停止される。この
ときアキユムレータ１９にはブームシリンダ８の
保持圧に対応する圧力が蓄圧されている。従つ
て、バケツト５を地面から所定の高さに引上げた
後、モード切替弁１８を走行モードに切替えてア
キユムレータ１９を上記負荷保持側油室８ａに連
通させても、ブーム４およびバケツト５が一瞬降
下するというおそれはなく、バケツト５を上記高
さに保持した状態で走行でき、安全である。

第２図は第２実施例を示すもので、上記第１表
実施例に比べてモード切替弁１８の通路形状を変
更するとともに、減圧弁２０の一次側をモード切
替弁１８の出口側に接続し、モード切替弁１８が
作業モードの時にアキユムレータ１９が減圧弁２
０を介してブームシリンダ８のヘツド側油室８ａ
に連通され、走行モードの時にアキユムレータ１
９が減圧弁２０を介さずにヘツド側油室８ａに連
通されるように構成したものであり、他の構成は
上記第１実施例と実質的に同一であり、この第２
実施例の場合も上記第１実施例と同様の作用効果
が得られる。

第３図は第２の発明の実施例（第３実施例）を
示すものであり、上記第１実施例において、減圧
弁２０の一次側に絞り３１を設けたものである。

この実施例によれば、上記第１実施例と同様の
作用効果に加えて、とくに、掘削時に、アキユム
レータ１９の蓄圧力が減圧弁２０の設定圧力以下
で、ブームシリンダ８のヘツド側油室８ａの圧力
が減圧弁２０の設定圧より高圧に急上昇した場合
であつても、上記絞り３１の存在により、負荷保
持側油室８ａからアキユムレータ１９側に急激に
油が流入することがなく、アキユムレータ１９に
対する蓄圧が円滑に行われ、かつ、ブームシリン
ダ８が失速して急激に下がるということが確実に
防止され、安全性がさらに高められる。

第４図は第２の発明の別の実施例（第４実施
例）を示すもの、第３実施例において、モード切
替弁１８の通路形状および減圧弁２０の一次側の
接続位置を、第２実施例と同様に構成したもので
あり、他の構成は上記第３実施例と実質的に同一
であり、この第４実施例の場合も上記第３実施例
と同様の作用効果が得られる。

上記第３，第４実施例において、減圧弁２０の
一次側に、絞り３１の代りに、絞りとチエツク弁
からなるスローリターンチエツク弁を設けてもよ
い。この場合、チエツク弁の方向を減圧弁２０に
対して順流方向に設ける場合と、減圧弁２０から
負荷保持側油室８ａ側に順流方向に設ける場合と
があり、その方向は機械の大きさ、仕様、使用場
所等に応じて設定される。

また、上記各実施例において、ベントアンロー
ド弁２２の代りにキヤビテーシヨン防止用チエツ
ク弁を設け、ブームシリンダ８のロツド側油室８
ｂに接続された負荷側管路１６ｂの途中に、同管
路１６ｂを、上記補助切替弁２４と同様の補助切
替弁により直接タンク１０に連通させる位置と遮
断する位置とに切替自在に構成してもよい。

上記各実施例では、管路１７等の配管およびモ
ード切替弁１８の圧損による絞り作用を利用して
振動減衰作用を発揮させるようにしているが、モ
ード切替弁１８とアキムユレータ１９との間に、
絞りとチエツク弁からなるスローリターンチエツ
ク弁を設け、その絞りにより積極的に振動減衰作
用を発揮させるようにしてもよい。

本発明は、上記実施例のホイールローダに限ら
ず、パワーシヨベル、トラツククレーン、その他
作業装置を装備した各種の車両系建設機械全般に
適用できるものである。

（発明の効果） 上記のように本発明は、既存の作業用油圧シリ
ンダに外部配管でモード切替弁を介してアキユム
レータを接続するだけの簡単な構成で、所定の振
動抑制効果を発揮でき、その製作が容易で、コス
トダウンが可能となり、かつ振動抑制のためのば
ね定数等を適正に容易に設定できる。

しかも、モード切替弁を走行モードに切換える
ことにより、アキユムレータによるばね作用で車
両本体にかかる振動を吸収して適正な振動抑制効
果を発揮でき、乗心地を大幅に改善できる。ま
た、モード切替弁を作業モードに切替えることに
より、作業時に上記油圧シリンダの負荷保持側油
室に高圧油が導かれても、その高圧油を減圧弁に
より減圧してアキユムレータに導くことができ、
アキユムレータが破損されるおそれがなく、機械
寿命を向上できる。また、作業時に減圧弁を介し
てアキユムレータに所定の圧力を蓄圧できるの
で、作業終了時にモード切替弁を遮断位置（作業
モード）から連通位置（走行モード）に切替えた
際、上記アキユムレータの蓄圧力により、ブーム
が一瞬降下することを防止でき、安全である。

また、第２の発明によれば、掘削時にアキユム
レータの蓄圧力が減圧弁の設定圧力以下の状態
で、作業用油圧シリンダの負荷保持側油室に導か
れる圧力が減圧弁の設定圧より高圧に急上昇した
場合であつても、絞りにより、負荷保持側油室か
らアキユムレータ側に急激に油が流入することを
防止でき、アキユムレータに対する蓄圧を円滑に
行わせることができ、かつ、ブームシリンダが失
速して急激に下がるというおそれもなくなり、安
全性をさらに高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例（第１実施例）を示す
油圧回路図、第２図は第２実施例を示す油圧回路
図、第３図は第２の発明の実施例（第３実施例）
を示す油圧回路図、第４図は第４実施例を示す油
圧回路図、第５図は本発明が適用される車両系建
設機械の一例を示す側面図である。 １……車輪、２……車両本体、３……作業装
置、４……ブーム、５……バケツト、８……ブー
ムシリンダ（作業用油圧シリンダ）、８ａ……ヘ
ツド側油室（負荷保持側油室）、８ｂ……ロツド
側油室（負荷側油室）、９……バケツトシリンダ、
１１……油圧ポンプ、１２……吐出管路（油圧源
回路）、１３……バケツト用方向制御弁、１師…
…ブーム用方向制御弁、１６ａ……負荷保持側管
路、１６ｂ……負荷側管路、１８……モード切替
弁、１９……アキユムレータ、２０……減圧弁、
２１……振動抑制器、２２……ベントアンロード
弁、２４……補助切替弁、３１……絞り。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 車輪を有する車両本体に作業用油圧シリンダ
   を介して作業装置を昇降自在に支持してなる車両
   系建設機械において、上記油圧シリンダは方向制
   御弁を介して油圧源回路とタンクに切替自在に接
   続され、この油圧シリンダの負荷保持側油室に対
   し、振動抑制用アキユムレータがモード切替弁を
   介して遮断状態と、連通状態とに切替自在に接続
   され、このモード切替弁とパラレルに減圧弁が設
   けられ、減圧弁の一次側が上記負荷保持側油室
   に、二次側がアキユムレータ側にそれぞれ接続さ
   れていることを特徴とする車両系建設機械の振動
   抑制装置。 ２ 車輪を有する車両本体に作業用油圧シリンダ
   を介して作業装置を昇降自在に支持してなる車両
   系建設機械において、上記油圧シリンダは方向制
   御弁を介して油圧源回路とタンクに切替自在に接
   続され、この油圧シリンダの負荷保持側油室に対
   し、振動抑制用アキユムレータがモード切替弁を
   介して遮断状態と、連通状態とに切替自在に接続
   され、このモード切替弁とパラレルに減圧弁が設
   けられ、減圧弁の一次側が上記負荷保持側油室
   に、二次側がアキユムレータ側にそれぞれ接続さ
   れ、かつ、この減圧弁の一次側に絞りが設けられ
   ていることを特徴とする車両系建設機械の振動抑
   制装置。