JPH0551735B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、作業装置を備えた車両系建設機械の
振動抑制装置に関するものである。

（従来技術） 従来、車両系建設機械の振動抑制装置として、
たとえば特開昭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
のが知られている。しかしこの装置では次のよう
な問題がある。

(a) 作業装置先端（バケツト部）の振動抑制を主
眼としており、車両本体および走行時の振動抑
制を目的としたものでなく、従つて、車両全体
に対する振動抑制効果は期待できない。

(b) 緩衝用シリンダのヘツド側油室とロツド側油
室に油を封入し、そのシリンダ内のピストンに
設けた小孔により両油室を連通させ、その小孔
による絞り作用のみで緩衝を行うものであり、
絞りがシリンダ内にあるため絞りによる減衰係
数の設定が困難であり、かつ、ばね力を働かせ
るアキユムレータが使用されていないために振
動低減効率が悪い。

(c) 作業用油圧シリンダをそれとは別個に設けた
緩衝用シリンダによつて支持するために、緩衝
用シリンダの取付け位置に制約があり、製作が
面倒である。

(b) 機械が苛酷な衝撃荷重を受けた場合、緩衝用
シリンダの取付部やシール部が損傷し易く、耐
久性に劣る。

（発明の目的） 本発明は、上記従来の問題を解決するためにな
されたものであり、回路構成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、しかも、
走行時の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の低減
を図り、かつ、オペレータが誤操作しても振動抑
制装置側に高圧油が流入することを防止して振動
抑制装置の破損を防止でき、故障も少なく、耐久
性に富む車両系建設機械の振動抑制装置を提供す
るものである。

（発明の構成） 第１の発明は、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、この方向制御弁と油圧シリ
ンダとの間に配管された負荷保持側管路の途中
に、振動低減用アキユムレータがモード切替弁を
介して連通状態と遮断状態とに切替自在に接続さ
れ、上記油圧源回路に、上記モード切替弁が連通
状態の時にアンロード状態とし遮断状態の時にオ
ンロード状態とするロード切替手段が設けられて
いるものである。

この構成により、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
を接続することによつて容易に製作でき、コスト
ダウンが可能となり、かつ、振動低減のためのば
ね定数、減衰定数等の設定が容易となり、モード
切替弁を連通位置に切替えておくことにより適正
な振動抑制効果が発揮され、乗心地が大幅に改善
される。とくに、オペレータが上記モード切替弁
を連通位置に切替えたままで堀削等の高圧作業を
行おうとしても、油圧源回路がアンロードされて
高圧作業を行うことができず、高圧油が振動抑制
装置のアキユムレータに流入することが防止さ
れ、アキユムレータの保護がなされ、機械寿命が
向上される。

第２の発明は、上記第１の発明において、油圧
源回路に低圧リリーフ弁と、高圧リリーフ弁と、
上記モード切替弁に連動して作動するとともにモ
ード切替弁が連通状態の時に低圧リリーフ弁を働
かせ遮断状態の時に高圧リリーフ弁を働かせる切
替手段とが設けられているものである。

こうすればモード切替弁が連通位置にある時
は、低圧リリーフ弁が働くことにより堀削等の高
圧作業は行うことはできないが、低圧作業は可能
となり、アキユムレータに高圧油が流入すること
を防止してアキユムレータを保護しながら、走行
と空バケツトの昇降等の作業用油圧シリンダによ
る低圧作業との複合作業を行うことができ、作業
能率が向上される。

（実施例） 第４図は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、複数個（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
クロスリンク６およびダンプリンク７と、上記前
部フレーム２ａとブーム４との間に設けられたブ
ームシリンダ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。

第１図は第１の発明の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にブーム用方向制御弁１３および管路
１４ａ，１４ｂを介してブームシリンダ８の両油
室８ａ，８ｂが接続されている。また、吐出管路
１２にはバケツト用方向制御弁（図示省略）を介
して第４図のバケツトシリンダ９が接続される。

ブームシリンダ８の負荷保持側油室（この実施
例ではヘツド側油室）８ａに接続された負荷保持
側管路１４ａの途中に管路１５が分岐接続され、
この分岐管路１５にモード切替弁１６を介して絞
り１７ａとチエツク弁１７ｂとからなるスローリ
ターンチエツク弁１７が接続され、この弁１７に
アキユムレータ１８が接続されている。アキユム
レータ１８には通常ブラダ形アキユムレータが用
いられる。アキユムレータ１８とスローリターン
チエツク弁１７からなる振動抑制回路１９は、ブ
ームシリンダ８の油室８ａと方向制御弁１３との
間で管路１４ａ，１５を含む外部配管で接続され
る。従つて、上記アキユムレータ１８等はブーム
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。

一方、油圧ポンプ１１の吐出管路１２にはメイ
ンリリーフ弁（高圧リリーフ弁）２０とベントア
ンロード弁２１とがパラレルに接続され、そのア
ンロード弁２１のベントポートに接続された管路
２２にタンク１０への連通位置と遮断位置とに切
替自在のロード切替弁２３が接続されている。

上記モード切替弁１６とロード切替弁２３には
電磁切替弁が用いられ、運転室に設けられたモー
ド切替スイツチ２４により互いに連動して連通位
置（走行モード）と遮断位置（堀削モード）とに
切替えられる。なお図中、２５はバツテリ等の電
源、２６はロードチエツク弁、２７はオーバーロ
ードリリーフ弁、２８，２９はキヤビテーシヨン
防止用チエツク弁である。

上記構成において、走行させる時は、方向制御
弁１３を図示の中立位置に保持させ、ブームシリ
ンダ８に対する圧油給排用の管路１４ａ，１４ｂ
をブロツクさせ、かつ、運転室に設けられたモー
ド切替スイツチ２４を走行モード（オン）に切替
え、モード切替弁１６およびロード切替弁２３を
それぞれ連通位置に切替えた状態で、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
走行させる。なお記上、切替弁１６，２３は手動
式または油圧式で互いに連動させて切替えるよう
にしてもよい。また、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２４をオン、
オフし、切替弁１６，２３を切替えるようにして
もよい。

上記走行時において、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が振動し、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ようと
し、このブーム４を支持しているブームシリンダ
８のヘツド側油室８ａに圧力変動が生じる。

このような場合、モード切替弁１６の連通位置
への切替えによつて上記油室８ａが管路１４ａ，
１５、モード切替弁１６、スローリターンチエツ
ク弁１７を介してアキユムレータ１８に連通さ
れ、上記油室８ａ内の油がスローリターンチエツ
ク弁１７等を経てアキユムレータ１８に流入、流
出される。そのときアキユムレータ１８の蓄圧力
によるばね作用と、スローリターンチエツク弁１
７の絞り１７ａによる減衰作用によつて上記振動
が抑制される。

すなわちこの種の車両系建設機械では、車両本
体２側を主振動系とし、車両本体２に比べて重量
（質量）の小さい作業装置３側を副振動系とする
動制振器として考えることができるので、作業装
置３側の副振動系の固有振動数が、車両本体２側
の主振動系の固有振動数とほぼ等しくなるよう
に、車両本体２の質量と車輪１のばね定数および
作業装置３の質量に応じてアキユムレータ１８の
ばね定数および絞り１７ａの減衰係数を設定して
おくことにより、走行時に、車両本体２側はほと
んど振動せずに、副振動系の作業装置３側が振動
し、作業装置３側において、ばね力つまりアキユ
ムレータ１８の蓄圧力が常に路面側から受ける加
振力に対向する方向に作用して振動が抑制される
とともに、絞り１７ａにより振動減衰作用が発揮
され、これにより走行時における車両本体２の上
下、前後、左右の振動およびピツチング、ローリ
ング、ヨーイングが抑制され、乗心地が向上され
る。

次に、堀削作業を行う時は、モード切替スイツ
チ２４を堀削モード（オフ）に切替え、モード切
替弁１６およびロード切替弁２３をそれぞれ遮断
位置に戻しておく。この状態で、方向制御弁１３
を切替えることによりポンプ１１からの圧油がブ
ームシリンダ８の油室８ａまたは８ｂに供給さ
れ、同シリンダ８が伸長または短縮され、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（図示省略）を切替えること
によりポンプ１１からの圧油が第４図のバケツト
シリンダ９に供給され、同シリンダ９が伸長また
は短縮され、クロスリンク６とダンプリンク７を
介してバケツト５が回動される。これにより堀削
および荷の放出が行われる。

この堀削時において、上記のようにモード切替
スイツチ２４を堀削モードに切替えておけば、ロ
ード切替弁２３が遮断位置に切替えられてアンロ
ード弁２１のベント管路２２がブロツクされるの
で、アンロード弁２１は働かず、ポンプ１１の吐
出圧力はメインリリーフ弁２０の設定圧（高圧）
まで上昇可能となり、その高圧油をブームシリン
ダ８およびバケツトシリンダ９に供給して高圧で
の堀削作業が行われ、堀削作業能率が向上され
る。

また、この堀削時には管路１４ａに高圧油が導
かれるが、上記モード切替スイツチ２４の堀削モ
ードへの切替えによつてモード切替弁１６が遮断
位置に切替えられているので、上記管路１４ａに
導かれた高圧油がアキユムレータ１８側に流入す
ることはなく、アキユムレータ１８が破損される
おそれはない。

ところで、オペレータの操作ミス等により、モ
ード切替スイツチ２４を走行モードに切替えたま
で堀削作業を行おうとする場合がある。この場
合、モード切替弁１６が連通位置のままで管路１
４ａに高圧油が流入すると、その高圧油がアキユ
ムレータ１８に流入してアキユムレータを破損す
るおそれがある。しかしながら、この発明では、
モード切替弁１６が走行モード（連通位置）にあ
る時は、ロード切替弁２３も走行モード（連通位
置）にあり、アンロード弁２１のベント管路２２
がタンク１０に連通されている。このため走行モ
ードで堀削作業を行うべく方向制御弁１３をたと
えば左位置に切替えると、ポンプ１１の吐出管路
１２が上記管路１４ａに連通されるが、上記ポン
プ１１の吐出油がアンロード弁２１を経てタンク
１０にアンロードされ、上記管路１４ａに高圧油
を導くことはできず、ブームシリンダ８を作動さ
せることができなくなる。

これによりオペレータの操作ミスがあつてもア
キユムレータ１８が破損することが未然に防止さ
れ、かつ、オペレータに走行モードであることを
知らせることになる。

その後、オペレータがモード切替スイツチ２４
を堀削モードに切替えれば、上記のようにモード
切替弁１６とロード切替弁２３がそれぞれ遮断位
置となつて、高圧での堀削作業が随意に行われ
る。

第２図は第２の発明の実施例を示す要部の油圧
回路図であり、ロード切替弁２３とタンク１０と
の間にメインリリーフ弁２０の設定圧（たとえば
210Kg／cm²）よりも低圧（たとえば90Kg／cm²）に
設定した低圧リリーフ弁３０を設け、ロード切替
弁２３によりベントアンロード弁２１のベント管
路２２を遮断する位置（堀削モード）と、低圧リ
リーフ弁３０に連通させる位置（走行モード）と
に切替自在としたものである。なお、他の構成は
第１図の実施例と同じである。

こうすれば走行モードにおいて、ロード切替弁
２３が連通位置で、アンロード弁２１のベント管
路２２が低圧リリーフ弁３０に連通され、この低
圧リリーフ弁３０が働くことになる。このため方
向制御弁１３をたとえば左位置に切替えると、ポ
ンプ１１の吐出油は第１図の実施例のようにその
ままタンク１０にアンロードされることはなく、
低圧リリーフ弁３０の設定圧まで上昇可能であ
り、この低圧リリーフ弁３０の設定圧以下の低圧
油が管路１４ａを経てブームシリンダに導かれ、
ブームシリンダ８の低圧での作動が可能となる。

これにより走行しながら低圧油でブームシリン
ダ８またはバケツトシリンダ９を作動させること
ができ、空バケツト５を地表から引上げながら、
走行したり、放荷後の空バケツト５を下げながら
走行したりすることができ、作業性が向上され
る。しかも、この作業時には、モード切替弁１６
が連通位置で、アキユムレータ１８が管路１４ａ
に連通されているが、管路１４ａに導かれる油は
低圧であるため、アキユムレータ１８が損傷する
おそれはない。また、ポンプ１１の吐出圧力が低
圧であるため、高圧を必要とする堀削作業を行う
ことはできず、これによつてオペレータに走行モ
ードであることを知らせ、操作ミスによるアキユ
ムレータ１８の損傷等が未然に防止される。

なお、モード切替スイツチ２４を堀削モードに
切替えれば、ベントアンロード弁２１のベント管
路２２が遮断され、低圧リリーフ弁３０が働かず
に高圧設定のメインリリーフ弁２０が働くことに
なり、第１図の実施例と同様に高圧での堀削作業
が可能となる。

第３図は第２の発明の別の実施例を示すもので
あり、第２図のベントアンロード弁２１と低圧リ
リーフ弁３０の代りに、低圧設定のベントリリー
フ弁３１を用い、このベントリリーフ弁３１をメ
インリリーフ弁２０とパラレルに接続するととも
に、そのベント管路３２を切替弁２３によりタン
ク１０に連通させる位置と、遮断する位置とに切
替自在に接続している。

この実施例では走行モードで切替弁２３が連通
位置となつてベント管路３２がタンクに連通さ
れ、低圧設定のベントリリーフ弁３１が働き、堀
削モードで切替弁２３が遮断位置となつてベント
管路３２が遮断され、低圧設定のベントリリーフ
弁３１が働かずに高圧設定のメインリリーフ弁２
０が働くことになる。これによつて第２図の実施
例と同様の作用効果が得られる。

また、第３図の実施例では、ブームシリンダ８
のロツド側油室８ａに対するキヤビテーシヨン防
止用チエツク弁２９をパイロツトチエツク弁と
し、ヘツド側の圧力が設定圧以上になると開弁さ
れるように構成している。これにより走行モード
の時、ブームシリンダ８の両側の管路１４ａ，１
４ｂを方向制御弁１３の中立位置でブロツクする
と、管路１４ａに発生するヘツド側油室８ａの保
持圧によつてチエツク弁２９が開弁され、ロツド
側油室８ｂがこのチエツク弁２９を介してタンク
１０に連通される。そして、走行時に車両本体２
の振動に応じてブームシリンダ８が微量ストロー
ク伸縮運動し、そのヘツド側において、油室８ａ
内の油がアキユムレータ１８に流入、流出されな
がら、油室８ａ内の圧力変動がアキユムレータ１
８の蓄圧力により緩和、吸収され、振動抑制作用
が発揮される。このときロツド側において、タン
ク１０側からチエツク弁２９を経て油室８ｂ内へ
の油の流入、流出が自由に行われる。なお、第１
図および第２図におけるチエツク弁２９も上記の
ようにパイロツトチエツク弁としてもよい。ただ
し、上記チエツク弁２９は必ずしもパイロツトチ
エツク弁である必要はなく、前述した実施例のよ
うに通常のチエツク弁であつても、上記アキユム
レータ１８により振動抑制作用を十分に発揮でき
ることはいうまでもない。

上記実施例では、スローリターンチエツク弁１
７を介してアキユムレータ１８を接続し、その絞
り１７ａにより振動減衰作用を発揮させるように
しているが、配管による圧損がある場合、その圧
損によつて減衰作用が発揮される場合があり、こ
のような場合には絞り１７ａを省略することも可
能である。

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） 上記のように第１の発明は、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絞り
とアキユムレータを接続することによつて用意に
製作でき、コストダウンが可能となり、かつ、振
動低減のためのばね定数、減衰定数等を適正に容
易に設定でき、モード切替弁を連通位置（走行モ
ード）に切替えておくことにより機械に応じた最
適な振動抑制効果を発揮でき、乗心地を大幅に改
善できる。さらに、油圧源回路にモード切替弁と
連動するロード切替手段を設けてあるので、オペ
レータが走行モードで堀削等の高圧作業を行おう
としても、油圧源回路がアンロードされて高圧作
業を行うことができず、高圧油が振動抑制装置の
アキユムレータに流入することを確実に防止で
き、アキユムレータの損傷を防止して機械寿命を
大幅に向上できるものである。

第２の発明は、上記第１の発明において、油圧
源回路に高圧リリーフと低圧リリーフ弁とロード
切替手段とを設けたものであり、走行モードの時
は、低圧リリーフ弁が働くことにより堀削等の高
圧作業は行うことはできないが、低圧作業は随意
に行うことができる。これによりアキユムレータ
に高圧油が流入することを防止してアキユムレー
タを保護しながら、走行と、空バケツトの昇降等
の作業用油圧シリンダによる低圧作業との複合作
業を行うことができ、作業能率を大幅に向上でき
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明の実施例を示す要部の油圧
回路図、第２図は第２の発明の実施例を示す要部
の油圧回路図、第３図は第２の発明の他の実施例
を示す要部の油圧回路図、第４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、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……方向制御弁、１４ａ……負荷保持側管
路、１６……モード切替弁、１７……スローリタ
ーンチエツク弁、１８……アキユムレータ、１９
……振動抑制回路、２０……メインリリーフ弁
（高圧リリーフ弁）、２１……アンロード弁、２３
……ロード切替弁、２４……モード切替スイツ
チ、３０……低圧リリーフ弁、３１……ベントリ
リーフ弁（低圧リリーフ弁）。

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、この方向制御弁と油圧シリンダとの間に
   配管された負荷保持側管路の途中に、振動低減用
   アキユムレータがモード切替弁を介して連通状態
   と遮断状態とに切替自在に接続され、上記油圧源
   回路に、上記モード切替弁が連通状態の時にアン
   ロード状態とし遮断状態の時にオンロード状態と
   するロード切替手段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。 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、この方向制御弁と油圧シリンダとの間に
   配管された負荷保持側管路の途中に、振動低減用
   アキユムレータがモード切替弁を介して連通状態
   と遮断状態とに切替自在に接続され、上記油圧源
   回路に、低圧リリーフ弁と、高圧リリーフ弁と、
   上記モード切替弁に連動して作動するとともにモ
   ード切替弁が連通状態の時に低圧リリーフ弁を働
   かせ遮断状態の時に高圧リリーフ弁を働かせる切
   替手段と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。