JPH061803U - 油圧アクチュエータの振動抑制装置 - 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１１へ通じる二本の主管路１
３，１４間を電磁開閉弁２５によって接続する。パイロ
ット操作部１６の操作レバー１７の操作を検出するセン
サ２９を設け、このセンサ２９の検出値に基づく制御部
２８の出力信号により、電磁開閉弁２５のソレノイド２
６を制御する。そして、操作レバー１７が操作された位
置から中立位置へ復帰したときには、任意の一定時間だ
け電磁開閉弁２５を開放するように構成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、油圧アクチュエータの振動抑制装置に関するものであり、特に建設 機械に於いて、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】

従来の建設機械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り替わり、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中左側へ 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Ｒ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Ｒ位置に切り替わると、油圧ポンプ２からの圧 油が方向制御弁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。

【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 繰り返し、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 シリンダに振動が発生し操作性に問題がある。 また、油圧シリンダ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 労が増大して作業能率を低下させる原因となっている。

【０００７】 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くるのであり、本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】

本考案は、上記目的を達成するために提案されたものであり、操作レバーの回 動方向にパイロット圧を導出するパイロット操作部と、該パイロット圧によって 切り替わる方向制御弁とにより油圧アクチュエータを制御する油圧回路に於いて 、前記方向制御弁と油圧アクチュエータとを接続する二本の主管路を電磁開閉弁 によって接続し、前記操作レバーの操作を検出するセンサを設けるとともに、該 センサ及び電磁開閉弁のソレノイドを夫々制御部へ接続し、該センサの検出値に 基づく制御部の出力信号により、前記操作レバーが操作された位置から中立位置 へ復帰したときには、任意の一定時間だけ前記電磁開閉弁を開放するように構成 したことを特徴とする油圧アクチュエータの振動抑制装置を提供するものである 。

【０００９】

【作用】

パイロット操作部に設けたセンサは、操作レバーが操作されたか否かを検出し て制御部へ信号を出力する。操作レバーを回動してパイロット圧を導出し、方向 制御弁を他の位置へ切り替えたときは、油圧ポンプからの圧力油が油圧アクチュ エータの一方の主管路へ流入し、油圧アクチュエータを作動させる。然るとき、 制御部では操作レバーを操作したことを記憶しておき、電磁開閉弁は閉止してお く。

【００１０】 そして、操作レバーを中立位置に戻して油圧アクチュエータの作動を停止させ たときは、前記一方の主管路の油圧が急激に上昇しようとするが、パイロット操 作部のセンサが操作レバーが中立位置に復帰したことを制御部へ伝達する。然る とき、制御部では任意の一定時間だけ電磁開閉弁を開放し、二本の主管路を連通 させて、一方の主管路の圧力油を他方の主管路へ逃がす。

【００１１】 従って、油圧アクチュエータの停止時に慣性により発生する主管路油圧の不平 衡が解消され、反力の発生を抑制するため油圧アクチュエータは振動することな く円滑に停止する。

【００１２】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図１乃至図３に従って詳述する。尚、説明の都合上 、従来と同一の構成部分も同時に説明する。図１は建設機械の油圧ショベルのブ ームシリンダ駆動回路を示し、ブーム駆動用の油圧アクチュエータとして油圧シ リンダ１１を設け、該油圧シリンダ１１と油圧ポンプ１２とを接続する主管路１ ３，１４にパイロット操作形方向制御弁１５が設けられている。方向制御弁１５ はパイロット操作部１６によって制御され、パイロット操作部１６の操作レバー １７をブーム（図示せず）の伸長側又は収縮側の何れか任意の方向へ回動するこ とにより、パイロット弁１８又は１９を介してパイロット油圧ポンプ２０からパ イロット油路２１又は２２へパイロット油が導出される。そして、方向制御弁１ ５のパイロットポート２３又は２４の何れかにパイロット圧がかかり、該方向制 御弁１５のスプールがＣの位置からＲ又はＬの位置へ切り替わるように構成して ある。

【００１３】 ここで、前記二本の主管路１３及び１４間にバイパス管路Ｐを設け、バイパス 管路Ｐの中間に電磁開閉弁２５を介装する。該電磁開閉弁２５は、ソレノイド２ ６がオフのときは図示したようにスプールがＳの位置にあり、バイパス管路Ｐは 閉止状態になっている。そして、このソレノイド２６は信号線２７に依って制御 部２８に接続されており、又、前記パイロット操作部１６に操作レバー１７の操 作を検出するセンサ２９を設けて、該センサ２９と制御部２８とを信号線３０に て接続する。

【００１４】 次に、本考案の油圧アクチュエータの振動抑制装置の動作を説明する。図２の フローチャートも併せて参照すれば、先ずパイロット操作部１６に設けたセンサ ２９の検出値に基づき、制御部２８の判断手段によって操作レバー１７が操作さ れたか否かのフラグｆをたてる。初期状態では、操作レバー１７はまだ操作され ていないためフラグｆは「０」となる。（ステップ１０１）。そして、パイロッ ト操作部１６のセンサ２９の検出値を信号線３０を介して制御部２８へ読み込ん で（ステップ１０２）、制御部２８の判断手段によって操作レバー１７が操作状 態であるか否かを判断する（ステップ１０３）。

【００１５】 ここで、操作レバー１７が操作状態でないときは、制御部２８の判断手段がフ ラグｆが「０」であるか「１」であるかを判別し、操作レバー１７を操作したこ とがあるか否かを判定する（ステップ１０４）。ｆ＝０のときは操作レバー１７ が操作されていない状態で、且つ、前回にも操作レバー１７を操作していない場 合であり、然るときには、制御部２８の出力手段によって信号線２７を介してソ レノイド２６へ電気信号ｉｃを出力しない（ステップ１０５）。即ち、電磁開閉 弁２５のスプールはＳの位置にあり、バイパス管路Ｐは閉止されている。

【００１６】 次に、例えばオペレータが油圧ショベルのブーム（図示せず）を下降するため に、操作レバー１７を図１中左方向へ回動したときには、同図に於いてパイロッ ト油圧ポンプの吐出油はパイロット弁１８を介してパイロット油路２１へ導出さ れ、方向制御弁１５のパイロットポート２３へパイロット圧が掛ってスプールが Ｒの位置へ切り替わる。依って、油圧ポンプの圧力油は主管路１３へ導出され、 油圧シリンダ１１を収縮して油圧ショベルのブームが下降する。図２のフローチ ャートで説明すれば、ステップ１０１からステップ１０３へ進み、前記センサ２ ９の検出値に基づき制御部２８が操作レバー１７が操作状態であると判断してス テップ１０６へ至る。ここで、操作レバー１７を操作したことによってフラグｆ は「１」となり（ステップ１０６）、ソレノイド２６への電気信号ｉｃを出力し ないまま（ステップ１０７）ステップ１０２へ戻る。即ち、オペレータが操作レ バー１７を操作している間は、油圧ポンプ１３から主管路１３へ圧力油が導出さ れ続け、油圧シリンダ１１の収縮動作が継続されて油圧ショベルのブームは下降 し続ける。

【００１７】 ここで、オペレータが該ブームの下降を停止するために操作レバー１７を図１ に於いて中立位置に戻したときには、同図にてパイロット油路２１へのパイロッ ト圧の導出がなくなり、方向制御弁１５のスプールがＲの位置からＣの位置へ切 り替わる。図２のフローチャートで説明すれば、オペレータが操作レバー１７を 操作中には、前述したようにステップ１０２からステップ１０７の間をループし ており、操作レバー１７を中立位置に戻したことによって操作レバーが操作状態 でなくなり、ステップ１０３からステップ１０４へ進む。ここで、フラグｆは「 １」であるため、制御部２８の設定手段が設定した任意の時間ｔだけソレノイド ２６へ電気信号ｉｃを出力する（ステップ１０８）。従って、電磁開閉弁２５の スプールがＯの位置へ切り替わってバイパス管路Ｐが開放され、主管路１３と主 管路１４とが連通して、主管路１３側の急激な圧力上昇が抑制され、油圧シリン ダ１１のピストンロッド１１ｃの振動を防止することができる。

【００１８】 図３は他の実施例を示したものであり、前述したパイロット操作部１６の操作 レバー１７のセンサ２７は、操作レバー１７の機械的動作を検出するのであるが 、本実施例はパイロット油路２１に圧力センサ３１を設けて信号線３２にて制御 部２８へ接続するとともに、パイロット油路２２に圧力センサ３３を設けて信号 線３４にて制御部２８に接続する。従って、パイロット操作部１６の操作レバー １７が操作され、パイロット油路２１又は２２の油圧が上昇したときには、該圧 力センサ３１又は３３が制御部２８へパイロット圧の上昇信号を出力し、操作レ バー１７が操作状態になったことを知らせる。他の構成は図１に示した油圧回路 と同一であり、依って生ずる作用効果も同一であるため、説明は省略する。

【００１９】 尚、本考案は、本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、 そして、本考案が該改変されたものに及ぶことは当然である。

【００２０】

【考案の効果】

本考案は上記実施例に詳述したように、油圧アクチュエータの作動停止時に一 方の主管路に発生するサージ圧力を、電磁開閉弁を一定時間だけ開放することに よって他方の主管路と連通させて吸収する。従って、油圧アクチュエータ及び油 圧機器本体の振動が抑制されて操作性が向上する。又、振動が減少することによ ってオペレータの肉体的疲労度も軽減され、作業性の向上に著しく寄与できる等 正に実用的価値のある考案である。

【提出日】平成４年６月２３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】 ここで、操作レバー１７が操作状態でないときは、制御部２８の判断手段がフ ラグｆが「０」であるか「１」であるかを判別し、操作レバー１７を操作したこ とがあるか否かを判定する（ステップ１０４）。ｆ＝０のときは操作レバー１７ が操作されていない状態で、且つ、前回にも操作レバー１７を操作していない場 合であり、然るときには、制御部２８の出力手段によって信号線２７を介してソ レノイド２６へ電気信号ｉ_C を出力しない（ステップ１０５）。即ち、電磁開閉 弁２５のスプールはＳの位置にあり、バイパス管路Ｐは閉止されている。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】 次に、例えばオペレータが油圧ショベルのブーム（図示せず）を下降するため に、操作レバー１７を図１中左方向へ回動したときには、同図に於いてパイロッ ト油圧ポンプの吐出油はパイロット弁１８を介してパイロット油路２１へ導出さ れ、方向制御弁１５のパイロットポート２３へパイロット圧が掛ってスプールが Ｒの位置へ切り替わる。依って、油圧ポンプの圧力油は主管路１３へ導出され、 油圧シリンダ１１を収縮して油圧ショベルのブームが下降する。図２のフローチ ャートで説明すれば、ステップ１０１からステップ１０３へ進み、前記センサ２ ９の検出値に基づき制御部２８が操作レバー１７が操作状態であると判断してス テップ１０６へ至る。ここで、操作レバー１７を操作したことによってフラグｆ は「１」となり（ステップ１０６）、ソレノイド２６への電気信号ｉ _C を出力し ないまま（ステップ１０７）ステップ１０２へ戻る。即ち、オペレータが操作レ バー１７を操作している間は、油圧ポンプ１２から主管路１３へ圧力油が導出さ れ続け、油圧シリンダ１１の収縮動作が継続されて油圧ショベルのブームは下降 し続ける。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１７】 ここで、オペレータが該ブームの下降を停止するために操作レバー１７を図１ に於いて中立位置に戻したときには、同図にてパイロット油路２１へのパイロッ ト圧の導出がなくなり、方向制御弁１５のスプールがＲの位置からＣの位置へ切 り替わる。図２のフローチャートで説明すれば、オペレータが操作レバー１７を 操作中には、前述したようにステップ１０２からステップ１０７の間をループし ており、操作レバー１７を中立位置に戻したことによって操作レバーが操作状態 でなくなり、ステップ１０３からステップ１０４へ進む。ここで、フラグｆは「 １」であるため、制御部２８の設定手段が設定した任意の時間ｔだけソレノイド ２６へ電気信号ｉ_C を出力する（ステップ１０８）。従って、電磁開閉弁２５の スプールがＯの位置へ切り替わってバイパス管路Ｐが開放され、主管路１３と主 管路１４とが連通して、主管路１３側の急激な圧力上昇が抑制され、油圧シリン ダ１１のピストンロッド１１ｃの振動を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例である油圧アクチュエータの
振動抑制装置の油圧回路図。

【図２】油圧アクチュエータの振動抑制装置の動作を説
明するフローチャート。

【図３】本考案の他の実施例である油圧アクチュエータ
の振動抑制装置の油圧回路図。

【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】

１１ 油圧シリンダ １３，１４ 主管路 １５ 方向制御弁 １６ パイロット操作部 １７ 操作レバー ２５ 電磁開閉弁 ２８ 制御部 ２９ センサ

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【手続補正書】

【提出日】平成４年６月２３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 操作レバーの回動方向にパイロット圧を
   導出するパイロット操作部と、該パイロット圧によって
   切り替わる方向制御弁とにより油圧アクチュエータを制
   御する油圧回路に於いて、前記方向制御弁と油圧アクチ
   ュエータとを接続する二本の主管路を電磁開閉弁によっ
   て接続し、前記操作レバーの操作を検出するセンサを設
   けるとともに、該センサ及び電磁開閉弁のソレノイドを
   夫々制御部へ接続し、該センサの検出値に基づく制御部
   の出力信号により、前記操作レバーが操作された位置か
   ら中立位置へ復帰したときには、任意の一定時間だけ前
   記電磁開閉弁を開放するように構成したことを特徴とす
   る油圧アクチュエータの振動抑制装置。