JPS63265024A - 車両系建設機械の振動抑制装置 - 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】 （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５Ａ置として、たとえ
ば特開昭６０−装置９８３０＠公報に示されるように油
圧ショベルのブームとアームシリンダとの間、またはア
ームとパケットシリンダとの聞に、アームシリンダやパ
ケッ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（バケット部）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
としたものではなく、従って、車両全体に対するｊ＆動
抑ｉ装置効果は装置装置Ｍできない。

（ｂ）　　緩衝用シリンダのヘッド側油室とロンド側油
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Ｗ［Ｉを行うものであり、絞りがシ１ジンダ内にあ
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ュ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って支持するために、緩衝用シリン
ダの取付は位置にｔ装置１約があり、製作が面倒である
。

（ｄ）　　ＩＩ械が苛酷な衝撃荷重を受けた場合、［ｉ
用シリンダの取イリ部やシール部が損（セし易く、耐久
性に劣る。

（発明の目的） 本発明は、上記従来の問題を解消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
してら振動抑制！ＡＭ側に高圧油が流入することを防止
して振動抑制ｖｔ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ｆｆ装置９回路とタンクに切替自在に接続され、
この方向ｔＩＩ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、振動低減用アキュムレータ
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ュムレータを接続すること
によって容易に製作でき、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掘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ュムレー
タに流入することが防止され、アキュムレータの保護が
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３１　ｆＪＪ　Ｌ、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掘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、アキュムレータ
に高圧油が流入することを防止してアキュムレータを保
護しながら、走行と空パケッ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Ｎ３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
自在に支持されたパケット５と、ブーム４の中間部とパ
ケット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２
ａ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
パケットシリンダ９等によって構成されている。

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、装置は油圧ポン
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にはパケット用方向制御弁（図示省略
）を介して第４図のパケットシリンダ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
ッド側油室）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とチェック弁１７ｂ
とからなるスローリターンチェック弁１７が接続され、
この弁１７にアキュムレータ１８が接続されている。ア
キュムレータ１８には通常ブラダ形アキュムレータが用
いられる。アキュムレータ１８とスローリターンチェッ
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、１
５を含む外部配管で接続される。従って、上記アキュム
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、油圧ポンプ装置の吐出管路１２にはメインリリー
フ弁（高圧リリーフ弁）２０とペントアンロード弁２１
とがパラレルに接続され、そのアンロード弁２１のベン
トボ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ッチ
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（掘削モード）とに切替えられる。なお図中、２
５はバッテリ等の電源、２６はロードチェック弁、２７
はオーバーロードリリーフ弁、２８．２９はキャビテー
ション防止用チェック弁である。

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をブロックさせ、かつ
、運転室に設けられたモード切替スイッチ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って
走行させる。なお、上記切替弁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５！ｌ！ｌＩ
シてモード切替スイッチ２４をオン、オフし、切替弁１
６．２３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、これに伴って作業装置
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のヘッド側油室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
えによって上記油室８ａが管路１４ａ。

１５、モード切替弁１６、スローリターンチェック弁１
７を介してアキュムレータ１８に連通され、上記油室８
ａ内の油がスローリターンチェック弁１７等を経てアキ
ュムレータ１８に流入、流出される。そのときアキュム
レータ１８の蓄圧力によるばね作用と、スローリターン
チェック弁１７の絞り１７ａによる減衰作用によって上
記＠勅が抑制される。

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ｆｆ１）の
小さい作業装＠３側を副１辰動系とする肋制撮器として
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の負けと車輪１のばね
定数および作業装置３の質量に応じてアキュムレータ１
８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側はほとんど撮動
せずに、副振動系の作業ｇｉ＠３側が振動し、作業装置
３側において、ばね力つまりアキュムレータ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る車両本体
２の上下、前侵、左右の振動およびピッチング、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、掘削作業を行う時は、モード切替スイッチ２４を
掘削゛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
プ装置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が回動してパケット５が昇降される。また、パ
ケット用方向制御弁（図示省略）を切替えることによリ
ボンブ装置からの圧油が第４図のパケットシリンダ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を介してパケット５が回動さ
れる。これにより掘削および荷の放出が行われる。

この掘削時において、上記のようにモード切替スイッチ
２４を掘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がブロックされるので、アンロード弁２１は働か
ず、ポンプ装置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およびパケットシリンダ９に供給して高圧で
の掘削作業が行われ、掘削作業能率が向上される。

また、この掘削時には管路１４ａに高圧油が導かれるが
、上記モード切替スイッチ２４の掘削モードへの１．７
Ｉ替えによってモード切替弁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
ュムレータ１８側に流入することはなく、アキュムレー
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
スイッチ２４を走行モードに切替えたままで総則作業を
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１４ａに高圧油が流入すると、
その高圧油がアキュムレータ１８に流入してアキュムレ
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（１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掘削作業を行
うべく方向制御弁１３をたとえば左位置に切替えると、
ポンプ装置の吐出管路１２が上記管路１４ａに連通され
るが、上記ポンプ装置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ってもアキュムレ
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。

その侵、オペレータがモード切替スイッチ２４を掘削モ
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って、高圧での
掘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２１０に９／ａｄ）よ
りも低圧（たとえば９０装置／ｃｄ）に設定した低圧リ
リーフ弁３０を設け、ロード切替弁２３によりペントア
ンロード弁２１のベント管路２２を遮断する位置（掘削
モード）と、低圧リリーフ弁３０に連通さゼる位置（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ｉｔ、ＩＩ御弁１３をたと
えば左位置に切替えると、ポンプ装置の吐出油は第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
はパケットシリンダ９を作動させることができ、空パケ
ット５を地表から引トげながら、走行したり、放荷後の
空パケット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、アキュムレータ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、アキュ
ムレータ１８が損傷するおそれはない。また、ポンプ装
置の吐出圧力が低圧であるため、高圧を必要とする掘削
作業を行うことはできず、これによってオペレータに走
行モードであることを知らせ、操作ミスによるアキュム
レータ１８の損傷等が未然に防止される。

なお、モード切替スイッチ２４を掘削モードに切替えれ
ば、ペントアンロード弁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
に高圧での掘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図のペントアンロード弁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２
３によりタンク１０に連通さゼる位置と、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
ってベント管路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、掘削モードで切替弁２３が
遮断位置となってベント管路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２０が働くことになる。これによって第２図の
実施例と同様の作用効果が１９られる。

なお、上記各実施例では、スローリターンチェック弁１
７を介してアキュムレータ１８を接続し、その絞り１７
ａ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、その圧損によって減衰作用
が発揮される場合があり、このような場合には絞り１７
ａ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
ーショベル、トラッククレーン、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ュムレー
タを接続することによって容易に製作でき、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
衰定数前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であるので、オペレータが走行
モードで掘削等の高圧（’を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！Ａ置のアキュムレータに流入する
ことを確実に防止でき、アキュ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
高圧リリーフ弁と低圧リリーフ弁とロード切８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
が働くことにより掘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
アキュムレータに高圧油が流入することを防止してアキ
ュムレータを保護しながら、走行と、空パケットの昇降
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１゜

【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・・・パケット、８・・・ブームシ
リンダ、９・・・パケットシリンダ、装置・・・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・・・スローリターンチェック弁、
１８・・・アキュムレータ、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・
・・モード切替スイッチ、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、振動低減用アキュ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、振動低減用アキュ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。