JPH0589903U - 油圧アクチュエータの振動抑制回路装置 - 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１へ通ずる２本の主管路３，４
を油圧緩衝器１２によって接続する。油圧緩衝器１２
は、シリンダ１３内にピストン１４とコイルばね１５を
収納し、シリンダ１３の両端に油口１６，１７を設けて
いる。油圧シリンダ１の収縮を停止した場合は、油圧シ
リンダ１のボトム側油室１ｂへ接続した主管路４の圧力
が急上昇する。圧力が油圧緩衝器１２の設定圧を超える
とピストン側油室２０へ油圧油が流入し、油圧シリンダ
１のボトム側油室１ｂに発生する反力を吸収する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、油圧アクチュエータの振動抑制回路装置に関するものであり、特 に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】

従来の油圧アクチュエータ駆動回路を図３及び図４に従って説明する。図３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換わり、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４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３中右側へ 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Ｌ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Ｌ位置に切換わると、油圧ポンプ２からの圧油 ３、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 労を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おり、この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】

この考案は、上記目的を達成するために提案するものであり、方向制御弁によ って油圧アクチュエータを制御する油圧機械に於いて、シリンダにピストンとば ねとを収納して前記ピストンを一方向に付勢し、前記シリンダの両端に油口を設 けて油圧緩衝器を形成し、前記油圧緩衝器のピストン側油口と前記油圧アクチュ エータの一方の主管路を接続し、前記油圧緩衝器のばね側油口と前記油圧アクチ ュエータの他方の主管路を接続するとともに、前記油圧緩衝器の作動圧力を前記 一方の主管路の作動圧力より高く、且つ該主管路のサージ圧力以下に設定した油 圧アクチュエータの振動抑制回路装置を提供するものである。

【０００９】

【作用】

油圧緩衝器のピストン側油口に分岐接続した主管路の圧力が、例えば油圧シリ ンダの停止操作によって急上昇し、油圧緩衝器の設定圧を超えると、油圧緩衝器 のピストンが押下げられてピストン側油室に油圧油が流入する。これにより主管 路の圧力上昇が抑制される。

【００１０】 一方、油圧緩衝器のピストンの移動により、ばね側油室の油圧油は他方の主管 路へ放出され、油圧シリンダの停止時に慣性により発生する主管路圧力の不平衡 を解消して反力の発生を抑制するので、油圧シリンダのピストンは振動すること なく円滑に停止する。

【００１１】

【実施例】

以下、この考案の一実施例を図１及び図２に従って説明する。図１及び図２に 示す油圧シリンダ１、方向制御弁５、油圧ポンプ２，８、及びパイロット操作部 ６の回路構成は、従来例として図３に示したものと同一である。図１に示す振動 抑制回路装置１１を構成する油圧緩衝器１２は、シリンダ１３内にピストン１４ とコイルばね１５を収納し、ピストン１４はコイルばね１５によってシリンダ１ ３の一端側へ圧接されている。シリンダ１３の両端部には夫々油口１６，１７を 設け、ピストン側油口１６は管路１８によって油圧シリンダ１のボトム側油室１ ｂへ通ずる主管路４へ接続されている。また、ばね側油口１７は、管路１９を介 して油圧シリンダ１のピストンロッド側油室１ａへ通ずる主管路３に接続されて いる。

【００１２】 コイルばね１５のばね定数は、ボトム側の主管路４の作動圧力よりも高く、停 止操作時に主管路４に発生するサージ圧力より低く設定しておき、油圧シリンダ １の通常の作動圧力ではピストン１４が移動しないように形成している。 次に、振動抑制回路装置１１の動作を説明する。操作レバー７が中立時と回動 時においては、主管路４の圧力が作動圧力以内であるため、油圧緩衝器１２のピ ストン１４はコイルばね１５の付勢によってピストン側油口１６へ圧接されてい る。

【００１３】 操作レバー７を右側へ回動し、油圧シリンダ１を収縮させた後に操作レバー７ を中立位置へ戻すと、従来例において説明したようにブーム等の慣性によってボ トム側の主管路４の圧力が作動圧力を超えて急上昇する。このサージ圧力が油圧 緩衝器１２の設定圧を超えると油圧緩衝器１２のピストン１４が押込まれ、油圧 シリンダ１の変位分の油量Ｖ（Ｖ＝Ａ・Δχ 但し、Ａ＝油圧シリンダの断面積 、Δχ＝油圧シリンダのピストン変位量）がピストン側油室２０内に流入し、主 管路４の圧力上昇が抑制される。

【００１４】 また、流入した油量と等量の油圧油がばね側油室２１からピストンロッド側の 主管路３へ送出され、油圧シリンダ１のピストンの変位によるピストンロッド側 主管路３の圧力低下を補償する。そして、ボトム側主管路圧力の脈動のピーク圧 が、コイルばね１５の設定値以下に低下するまで油圧緩衝器１２のピストン１４ は圧力に応じて前後に移動し、二本の主管路の油圧を平衡させて油圧シリンダ１ のピストンロッド１ｃを円滑に停止させる。

【００１５】 油圧シリンダ１を伸長方向へ駆動して停止させた場合は、ブーム等の可動部の 慣性によりピストンロッド側油室１ａの圧力が上昇し、油圧シリンダ１は収縮方 向へ反転する。反転後の圧力変動は、前述した収縮方向への作動停止時とほぼ同 様の波形となる。このため、一旦停止後の反転時に前述した収縮停止時と同様に 、油圧緩衝器１２が作動して油圧シリンダ１の振動が抑制される。

【００１６】 図２は他の実施例を示し、油圧緩衝器１２のピストン側油口１６と主管路４と の間にリリーフ弁３１と逆止弁３２とからなるカウンタバランス弁３３が挿入さ れている。カウンタバランス弁３３の一次圧側油口３４をボトム側の主管路４に 接続し、主管路４から油圧緩衝器１２への油圧油の流れをリリーフ弁３１によっ て制御している。油圧緩衝器１２を動作させる圧力設定は、リリーフ弁３１の作 動圧力設定によって行う。

【００１７】 操作レバー７を、同図中右側から中立位置へ戻して油圧シリンダ１の収縮を停 止したときに、ボトム側主管路４の油圧油が圧縮されて管路圧力がリリーフ弁３ １の設定圧を超えるとリリーフ弁３１が開き、図１に示したものと同様に、油圧 緩衝器１２のピストン側油室２０に油圧油が蓄積される。従って、油圧シリンダ １を伸長させる反転圧力が抑制されてピストンロッドの振動は発生しない。

【００１８】

【考案の効果】

この考案は、上記一実施例に於て詳述したように、油圧アクチュエータの作動 停止時に発生するサージ圧力を油圧緩衝器によって吸収するので反力の発生が減 少し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、操作性が向上す る。また振動が減少することにより、オペレータの肉体的疲労度も著しく低下し て作業性の向上に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の振動抑制回路装置を示す油圧アクチュ
エータ駆動回路図。

【図２】他の実施例を示す油圧アクチュエータ駆動回路
図。

【図３】従来の油圧アクチュエータ駆動回路図。

【図４】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】

１ 油圧シリンダ ３，４ 主管路 ５ 方向制御弁 ７ 操作レバー １１ 振動抑制回路装置 １２ 油圧緩衝器 １３ シリンダ １４ ピストン １５ コイルばね １６ ピストン側油口 １７ ばね側油口 ２０ ピストン側油室 ２１ ばね側油室

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 方向制御弁によって油圧アクチュエータ
   を制御する油圧機械に於いて、シリンダにピストンとば
   ねとを収納して前記ピストンを一方向に付勢し、前記シ
   リンダの両端に油口を設けて油圧緩衝器を形成し、前記
   油圧緩衝器のピストン側油口と前記油圧アクチュエータ
   の一方の主管路を接続し、前記油圧緩衝器のばね側油口
   と前記油圧アクチュエータの他方の主管路を接続すると
   ともに、前記油圧緩衝器の作動圧力を前記一方の主管路
   の作動圧力より高く、且つ該主管路のサージ圧力以下に
   設定した油圧アクチュエータの振動抑制回路装置。