JPH11125218A - 振動発生用流体回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高圧通路26における圧力変動を抑制し、か
つ、シリンダ室17に対して高圧流体を過不足なく供給す
る。 【解決手段】 切換弁25の切換えの瞬間に高圧通路26
の圧力が異常高圧まで急上昇しようとするが、該高圧流
体は高圧通路26に接続されたアキュムレータ45に流入し
て貯留され、圧力変動が効果的に抑制される。また、起
振ピストン19の受圧面積はロッド側よりヘッド側の方が
広いため、ヘッド側シリンダ室17ｂに高圧流体が供給さ
れる度に流量不足が生じることがあるが、このときには
アキュムレータ45から流体が高圧通路26に放出されてシ
リンダ室17に高圧流体が過不足なく供給される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、振動発生シリン
ダのシリンダ室に高圧流体を間欠的に供給することで起
振ピストンを振動させるようにした振動発生用流体回路
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の振動発生用流体回路としては、例
えば、タンクに貯留されている流体を加圧して吐出する
流体ポンプと、ピストンロッド付きの起振ピストンが摺
動可能に収納されたシリンダ室を内部に有する振動発生
シリンダと、流体ポンプに高圧通路を通じて接続される
とともに、起振ピストンの両側のシリンダ室に一対の圧
力通路を通じて接続され、短周期で切換わることによ
り、流体ポンプから高圧通路に吐出された高圧流体を前
記圧力通路を通じてシリンダ室に交互に間欠的に供給
し、起振ピストンを振動させる切換弁とを備えたものが
知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の振動発生用流体回路にあっては、流体ポンプ
と振動発生シリンダとの間に設置された切換弁を短周期
で切換えてシリンダ室に交互に高圧流体を供給するよう
にしているため、切換弁の切換えの瞬間に高圧通路の圧
力が異常高圧まで急上昇するとともに、このような圧力
の急上昇が切換弁の切換えの度に繰り返し発生し、これ
により、高圧通路を構成する配管あるいは配管接続部が
破損することがあるという問題点がある。そして、この
ような配管の破損が発生すると、流体漏れが生じるため
環境破壊につながり、さらに、破損が装置内部で発生し
た場合には修理が極めて困難になってしまうのである。
また、前記起振ピストンの受圧面積はロッド側よりヘッ
ド側の方が広いため、ヘッド側シリンダ室への高圧流体
の供給開始の度に流量不足が生じることがあるという問
題点もある。そして、このように流量不足が生じると、
ヘッド側のシリンダ室の圧力が低下して出力不足となっ
てしまうのである。

【０００４】この発明は、高圧通路における圧力変動を
抑制し、かつ、シリンダ室に対して高圧流体を過不足な
く供給することができる振動発生用流体回路を提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような目的は、タン
クに貯留されている流体を加圧して吐出する流体ポンプ
と、ピストンロッド付きの起振ピストンが摺動可能に収
納されたシリンダ室を内部に有する振動発生シリンダ
と、流体ポンプに高圧通路を通じて接続されるととも
に、振動発生シリンダのシリンダ室に圧力通路を通じて
接続され、短周期で切換わることにより、流体ポンプか
ら高圧通路に吐出された高圧流体を圧力通路を通じてシ
リンダ室に間欠的に供給し、起振ピストンを振動させる
切換弁とを備えた振動発生用流体回路において、前記高
圧通路にアキュムレータを接続することにより達成する
ことができる。

【０００６】切換弁が短周期で切換えられ、流体ポンプ
から吐出された高圧流体が高圧通路、圧力通路を通じて
シリンダ室に間欠的に供給されると、起振ピストンはシ
リンダ室内で軸方向に繰り返し移動し、高周波の振動を
発生する。この切換弁の切換えの瞬間に高圧通路の圧力
が異常高圧まで急上昇しようとするが、該高圧通路にア
キュムレータが接続されているため、このような圧力の
急上昇は該アキュムレータが吸収して圧力変動を効果的
に抑制する。この結果、高圧通路を構成する配管あるい
は配管接続部が破損するような事態は防止される。ま
た、前記起振ピストンの受圧面積はロッド側よりヘッド
側の方が広いため、ヘッド側シリンダ室への高圧流体の
供給開始の度に流量不足が生じることがあるが、このよ
うに流体に不足が生じるときには、前記アキュムレータ
から貯留されていた流体が高圧通路に速やかに放出され
るため、シリンダ室には高圧流体が常に過不足なく供給
される。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の第１実施形態を
図面に基づいて説明する。図１において、11は振動発生
用流体回路であり、この流体回路11は、例えば土木建設
機械としての図示していない油圧ショベルに装着され、
該油圧ショベルのバケットを高周波で振動させる。前記
流体回路11は油圧ショベルの走行フレームに取り付けら
れたタンク12および該タンク12に吸込み通路13を介して
接続された流体ポンプ14を有し、この流体ポンプ14は前
記吸込み通路13を通じてタンク12に貯留されている流体
（圧油）を吸い込み高圧に加圧して吐出する。

【０００８】16は油圧ショベルのバケットシリンダ（バ
ケットリンク）とバケットとの間に介装された振動発生
装置であり、この振動発生装置16はシリンダ室17が内部
に形成された振動発生シリンダ18を有し、この振動発生
シリンダ18のヘッド側は前記バケットシリンダ（バケッ
トリンク）に連結されている。このシリンダ室17には起
振ピストン19が摺動可能に収納され、この結果、前記シ
リンダ室17は起振ピストン19によってロッド側シリンダ
室17ａとヘッド側シリンダ室17ｂとに仕切られる。20は
前記起振ピストン19に後端が連結されたピストンロッド
であり、このピストンロッド20の先端は前記バケットに
連結されている。25は前記流体ポンプ14に高圧通路26を
介して接続されるとともに、タンク12に低圧通路27を介
して接続された切換弁であり、この切換弁25と前記ロッ
ド側、ヘッド側シリンダ室17ａ、ｂとは一対の圧力通路
28、29を介してそれぞれ接続されている。32は前記切換
弁25に連結された流体モータであり、この流体モータ32
の吸入口には前記高圧通路26から分岐した分岐高圧通路
33が接続され、一方、排出口には前記低圧通路27から分
岐した分岐低圧通路34が接続されている。そして、この
流体モータ32は、分岐高圧通路33を介して高圧流体（高
圧油）が供給されると、作動して駆動力を切換弁25に付
与し、該切換弁25の弁体35を高速回転させる。そして、
前述のように切換弁25の弁体35が回転すると、切換弁25
は交差流位置Ｋと平行流位置Ｈとに交互に短期間で切換
わり、交差流位置Ｋにあるときには高圧通路26、圧力通
路28同士および低圧通路27、圧力通路29同士を連通さ
せ、平行流位置Ｈにあるときには高圧通路26、圧力通路
29同士および低圧通路27、圧力通路28同士を連通させ
る。これにより、流体ポンプ14から高圧通路26に吐出さ
れた高圧流体は一対の圧力通路28、29を通じてロッド
側、ヘッド側シリンダ室17ａ、ｂに交互に間欠的に供給
され、起振ピストン19を短周期で往復動させて振動させ
る。前述した振動発生シリンダ18、切換弁25および流体
モータ32は全体として前記振動発生装置16を構成する。

【０００９】38は制御弁ユニットであり、この制御弁ユ
ニット38は分岐点より切換弁25に近接する側の高圧通路
26の途中に介装された流量制御弁39と、分岐高圧通路33
の途中に介装された流量制御弁40とから構成されてお
り、これらの流量制御弁39、40は、例えば流量調節弁ま
たは流量調整弁から構成されている。そして、流量制御
弁39は振動発生シリンダ18に供給される流体量を制御す
ることで起振ピストン19が発生する振動の振幅を調節
し、また、流量制御弁40は流体モータ32に供給される流
体量を制御することで切換弁25の切換え周期、即ち起振
ピストン19の振動周波数を調節する。

【００１０】44は一端が高圧通路26、詳しくは流体ポン
プ14と流量制御弁39との間の高圧通路26に接続された接
続通路であり、この接続通路44の他端には流体を一時的
に貯留するアキュムレータ45が接続されており、この結
果、該アキュムレータ45は接続通路44を介して高圧通路
26に接続されていることになる。なお、46は高圧通路26
と低圧通路27とを接続するリリーフ通路であり、このリ
リーフ通路46の途中にはリリーフ弁47が介装されてい
る。

【００１１】次に、この発明の第１実施形態の作用につ
いて説明する。流体ポンプ14を作動させてタンク12に貯
留されている流体を吸込み通路13を通じて吸い込んだ
後、高圧に加圧して高圧通路26に吐出すると、該高圧流
体は分岐高圧通路33、流量制御弁40を通過した後、流体
モータ32に供給されて該流体モータ32を作動させる。こ
の結果、流体モータ32は切換弁25の弁体35に駆動力を付
与して高速回転させ、該切換弁25を交差流位置Ｋと平行
流位置Ｈとに交互に短周期で切換える。ここで、前記切
換弁25が交差流位置Ｋにあるときには、高圧通路26、圧
力通路28同士および低圧通路27、圧力通路29同士が連通
するため、高圧通路26内の高圧流体は流量制御弁39、切
換弁25、圧力通路28を通過した後、振動発生シリンダ18
のロッド側シリンダ室17ａに供給され、起振ピストン19
およびピストンロッド20をヘッド側に移動させる。この
とき、ヘッド側シリンダ室17ｂから押し出された低圧流
体は圧力通路29、切換弁25、低圧通路27を通過してタン
ク12に戻される。一方、切換弁25が平行流位置Ｈにある
ときには、高圧通路26、圧力通路29同士および低圧通路
27、圧力通路28同士が連通するため、高圧通路26内の高
圧流体は流量制御弁39、切換弁25、圧力通路29を通過し
た後、振動発生シリンダ18のヘッド側シリンダ室17ｂに
供給され、起振ピストン19およびピストンロッド20をロ
ッド側に移動させる。このとき、ロッド側シリンダ室17
ａから押し出された低圧流体は圧力通路28、切換弁25、
低圧通路27を通過してタンク12に戻される。このように
流体ポンプ14から高圧通路26に吐出された高圧流体は一
対の圧力通路28、29を通じてロッド側、ヘッド側シリン
ダ室17ａ、ｂに交互に間欠的に供給され、起振ピストン
19を短周期で軸方向に往復動させて高周波の振動を発生
させる。この振動はその後、ピストンロッド20を介して
バケットに付与され、該バケットを振動させる。

【００１２】前述のような切換弁25の切換えの瞬間に高
圧通路26の圧力が異常高圧まで急上昇しようとするが、
この実施例では該高圧通路26にアキュムレータ45が接続
通路44を介して接続されているため、圧力が急上昇し始
めた高圧流体は該アキュムレータ45に流入して貯留され
る。これにより、前記圧力の急上昇はアキュムレータ45
が吸収し高圧通路26における圧力変動を効果的に抑制す
る。この結果、高圧通路26を構成する配管あるいは配管
接続部が破損するような事態が防止され、これにより、
流体漏れに基づく環境破壊の阻止およびメンテナンスフ
リーを図ることができる。また、前記起振ピストン19の
受圧面積はロッド側よりヘッド側の方が広いため、流体
ポンプ14からヘッド側シリンダ室17ｂに高圧流体が供給
される度に流量不足が生じることがあるが、このように
流体に不足が生じるときには、前記アキュムレータ45か
ら貯留されていた流体が高圧通路26に速やかに放出され
るため、シリンダ室17には高圧流体が常に過不足なく供
給される。これにより、ヘッド側シリンダ室17ｂ内の圧
力が低下して出力不足となるような事態が防止される。
そして、前記アキュムレータ45の容量を大きくしておけ
ば、起振ピストン19の振動数がかなり高い場合にも充分
対応することができる。

【００１３】図２はこの発明の第２実施形態を示す図で
ある。この実施形態においては、振動発生シリンダ50の
ロッド側シリンダ室51ａにスプリング52を収納するとと
もに、切換弁53と振動発生シリンダ50のヘッド側シリン
ダ室51ｂとを１本の圧力通路54で接続し、さらに、切換
弁53を直流位置Ｃと斜流位置Ｓとに切換わる回転弁から
構成している。そして、この実施形態においては、流体
モータ32によって切換弁53が直流位置Ｃに切換えられる
と、高圧通路26内の高圧流体が圧力通路54を通じてヘッ
ド側シリンダ室51ｂに供給されるため、起振ピストン19
はスプリング52を圧縮しながらロッド側に移動し、一
方、斜流位置Ｓに切換えられると、起振ピストン19はス
プリング52の弾性復元力によってヘッド側に押し戻され
るが、このとき、ヘッド側シリンダ室51ｂ内の低圧流体
は圧力通路54を通じて低圧通路27に排出される。このよ
うに切換弁53が直流位置Ｃと斜流位置Ｓとに交互に短周
期で切換えられると、流体ポンプ14から高圧通路26に吐
出された高圧流体は圧力通路54を通じてヘッド側シリン
ダ室51ｂに間欠的に供給され、起振ピストン19を振動さ
せる。そして、この実施例のように構成すれば、振動発
生シリンダ50、切換弁53の構造を簡単で安価とすること
ができるとともに、圧力通路の本数を１本減少させるこ
とができる。なお、他の構成、作用は前記第１実施形態
と同様である。

【００１４】図３はこの発明の第３実施形態を示す図で
ある。この実施形態においては、切換弁57とロッド側シ
リンダ室17ａとを一対の第１圧力通路58、59で接続する
とともに、切換弁57とヘッド側シリンダ室17ｂとを一対
の第２圧力通路60、61で接続し、さらに、切換弁57を第
１位置Ａと第２位置Ｂとに切換わる回転弁から構成して
いる。そして、この実施形態においては流体モータ32に
よって切換弁57が第１位置Ａに切換えられると、高圧通
路26内の高圧流体は第１圧力通路59を通じてロッド側シ
リンダ室17ａに供給され、起振ピストン19をヘッド側に
移動させる。このとき、ヘッド側シリンダ室17ｂ内の低
圧流体は第２圧力通路61を通じて低圧通路27に排出され
る。一方、流体モータ32によって切換弁57が第２位置Ｂ
に切換えられると、高圧通路26内の高圧流体は第２圧力
通路60を通じてヘッド側シリンダ室17ｂに供給され、起
振ピストン19をロッド側に移動させる。このとき、ロッ
ド側シリンダ室17ａ内の低圧流体は第１圧力通路58を通
じて低圧通路27に排出される。このようにして高圧流体
が第１、第２圧力通路59、60を通じてロッド側、ヘッド
側シリンダ室17ａ、ｂに交互に間欠的に供給されると、
起振ピストン19は短周期で軸方向に往復動し高周波の振
動を発生させる。このとき、ロッド側、ヘッド側シリン
ダ室17ａ、ｂには常に第１、第２圧力通路59、60を通じ
て高圧流体が供給され、一方、ロッド側、ヘッド側シリ
ンダ室17ａ、ｂからは常に第１、第２圧力通路58、61を
通じて低圧流体が排出されるため、これらロッド側、ヘ
ッド側シリンダ室17ａ、ｂには常に新鮮な流体が流入
し、これにより、流体の交換が常時行われ流体の劣化を
確実に防止することができる。なお、他の構成、作用は
前記第１実施形態と同様である。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、高圧通路における圧力変動を抑制し、かつ、シリン
ダ室に対して高圧流体を過不足なく供給することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施形態を示す回路図である。

【図２】この発明の第２実施形態を示す回路図である。

【図３】この発明の第３実施形態を示す回路図である。

【符号の説明】

11…振動発生用流体回路 12…タンク 14…流体ポンプ 17…シリンダ室 18…振動発生シリンダ 19…起振ピストン 20…ピストンロッド 25…切換弁 26…高圧通路 28、29…圧力通路 45…アキュムレータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】タンクに貯留されている流体を加圧して吐
   出する流体ポンプと、ピストンロッド付きの起振ピスト
   ンが摺動可能に収納されたシリンダ室を内部に有する振
   動発生シリンダと、流体ポンプに高圧通路を通じて接続
   されるとともに、振動発生シリンダのシリンダ室に圧力
   通路を通じて接続され、短周期で切換わることにより、
   流体ポンプから高圧通路に吐出された高圧流体を圧力通
   路を通じてシリンダ室に間欠的に供給し、起振ピストン
   を振動させる切換弁とを備えた振動発生用流体回路にお
   いて、前記高圧通路にアキュムレータを接続したことを
   特徴とする振動発生用流体回路。