JP2554991Y2 - Hydraulic excavator front vibration suppression system - Google Patents
Hydraulic excavator front vibration suppression systemInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本考案は、油圧ショベル、ホイー
ルローダー等の油圧ショベルのフロント制振システムに
関し、特に、油圧ショベルのフロント制振システムに関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a front vibration control system for a hydraulic shovel such as a hydraulic shovel and a wheel loader, and more particularly to a front vibration control system for a hydraulic shovel.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の油圧ショベルでは、図４に示すよ
うに油圧ショベルの構成部分を大きく分けてフロント
部、機体９、キャブ１０および走行装置１１に分けるこ
とができる。そして、フロント部は、ブーム１、アーム
２、バケット３、ブームシリンダ４、アームシリンダ
５、バケットシリンダ６、ストラップ７およびロッド８
により構成されており、各構成部分はピン結合されてい
る。そして、掘削積込はキャブ１０内のオペレータのレ
バー操作により、３本のシリンダを伸縮させることによ
り行われている。ところで、バケット３を所望のところ
に移して作業をするためにブーム１、アーム２、バケッ
ト３を作動させるそれぞれの部材の作動用のシリンダを
伸縮させて掘削積込その他の作業をすることになるがシ
リンダの油室内に圧油を流入させたり或いは油室から圧
油を排出させたりする必要が生じ、その都度、大きい振
動が生じることがしばしばであった。しかし、そのよう
な振動に対し、オペレータが不快感を感じたこともあっ
た。しかし、近年、作業環境問題に着目するとともに、
過酷な労働をなくし、難しい作業を改善し、誰にでも作
業をなし得るようにする研究が進められてきたが、まだ
十分なものではない。2. Description of the Related Art In a conventional hydraulic shovel, as shown in FIG. 4, the components of the hydraulic shovel can be roughly divided into a front portion, a body 9, a cab 10, and a traveling device 11. The front part includes a boom 1, an arm 2, a bucket 3, a boom cylinder 4, an arm cylinder 5, a bucket cylinder 6, a strap 7, and a rod 8
, And each component is pin-connected. Excavation loading is performed by extending and contracting three cylinders by lever operation of an operator in the cab 10. By the way, in order to move the bucket 3 to a desired place and perform the work, the operating cylinders of the members for operating the boom 1, the arm 2, and the bucket 3 are expanded and contracted to perform excavation loading and other work. However, it is necessary to make the pressure oil flow into the oil chamber of the cylinder or to discharge the pressure oil from the oil chamber, and a large vibration often occurs each time. However, the operator sometimes felt uncomfortable with such vibration. However, in recent years, while focusing on work environment issues,
Research has been done to eliminate hard work, improve hard work, and make it accessible to everyone, but it is not enough.
【０００３】[0003]
【考案が解決しようとする課題】第４図に示すように、
アームシリンダ５、およびバケットシリンダ６が固定で
ブームシリンダ４の長さを変化させ、停止させるとフロ
ント部は非常に長大であるからフロント部自身の非常に
大きなブームフートピン１２の回りの慣性モーメントと
ブームシリンダ４の閉油室内の油の圧縮性に基づく油柱
ばねによりフロント全体の振動を誘発し、機体９および
キャブ１０をも振動させ特に、キャブ１０内のオペレー
タの乗り心地を著しく損なう。その点を改善することを
本考案の第１の課題とする。また、第３図に従来のブー
ムシリンダ駆動用の油圧回路が示されているが、ブーム
シリンダ４には、主ポンプ２１で生成された油が流量調
整弁２３を経由して流入し、ブームシリンダ４が伸縮す
る。操作レバー２４はパイロット圧により流量調整弁２
３の弁を開閉し、シリンダの伸縮を制御する。その際、
生じるフロント振動は油室４ａ，４ｂ内の油柱ばねとフ
ロント相当負荷２５で決定される固有振動に基づくもの
であって、その固有振動を減衰させることを本考案の第
２の課題とする。また、一方、ピストン４Ｃにオリフィ
スなどの絞りを入れて、減衰性能を上げることも考えら
れるが、油圧ショベルの場合、重力による静負荷を支持
する必要がある。しかし、仮に、オリフィスを入れたと
しても、フロント全体が落下し、製品として成立しなく
なる。そこで、フロント全体が落下しないようにするこ
とを本考案の第３の課題とする。[Problems to be solved by the invention] As shown in FIG.
When the arm cylinder 5 and the bucket cylinder 6 are fixed and the length of the boom cylinder 4 is changed and stopped, the front part is very long. Therefore, the moment of inertia around the very large boom foot pin 12 of the front part itself is reduced. An oil column spring based on the compressibility of the oil in the oil closed chamber of the boom cylinder 4 induces vibration of the entire front and also vibrates the body 9 and the cab 10, and particularly impairs the ride comfort of the operator inside the cab 10. It is a first task of the present invention to improve that point. FIG. 3 shows a conventional hydraulic circuit for driving a boom cylinder. The oil generated by the main pump 21 flows into the boom cylinder 4 via a flow control valve 23, and the boom cylinder 4 4 expands and contracts. The operation lever 24 is operated by the pilot pressure to control the flow rate of the
The valve 3 is opened and closed to control the expansion and contraction of the cylinder. that time,
The generated front vibration is based on the natural vibration determined by the oil column springs in the oil chambers 4a and 4b and the front equivalent load 25, and the second object of the present invention is to attenuate the natural vibration. On the other hand, it is conceivable to increase the damping performance by providing a restrictor such as an orifice in the piston 4C, but in the case of a hydraulic shovel, it is necessary to support a static load due to gravity. However, even if an orifice is inserted, the entire front will fall and will not be a product. Therefore, a third object of the present invention is to prevent the entire front from falling.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】本考案は、油圧ポンプ、
操作レバー、流量調整弁により駆動される油圧シリンダ
と、油圧シリンダにより、駆動制御されるフロント機構
と、油圧シリンダに制振用の圧油を供給するもうひとつ
の油圧ポンプと、もうひとつの油圧ポンプと油圧シリン
ダ間に設けた油圧サーボ弁と、フロントの各種状態量を
検出するセンサー装置と、センサー装置の検出信号に基
づき油圧サーボ弁に油圧シリンダへの制振用圧油の供給
を制御するための制御信号を出力するコントローラとを
備えたことを特徴とする油圧ショベルのフロント制振シ
ステム。The present invention provides a hydraulic pump,
A hydraulic cylinder driven by an operation lever and a flow control valve, a front mechanism driven and controlled by the hydraulic cylinder, another hydraulic pump for supplying hydraulic oil for vibration suppression to the hydraulic cylinder, and another hydraulic pump A hydraulic servo valve provided between the hydraulic cylinder and the hydraulic cylinder, a sensor device for detecting various state quantities at the front, and a hydraulic servo valve for controlling the supply of vibration damping pressure oil to the hydraulic cylinder based on a detection signal of the sensor device. And a controller for outputting a control signal for the hydraulic excavator.
【０００５】[0005]
【作用】図２に沿って説明する。オペレータが操作レバ
ー２４を操作し、ブームシリンダ４を連続的に作動させ
ると、切換弁３３により、制振システムは働かず、セン
サ３７が変位、速度、加速度、圧力などの各種状態量を
検知し続ける。オペレータがブームシリンダ４の長さの
目標値に到達したと判断すると、操作レバー２４を戻す
と同時にブームシリンダ４は振動するが、パイロツト圧
により、切換弁３３が切り換わり、ブームシリンダ４と
サーボ弁３４は直結される。同時に、サーボ弁３４がサ
ーボアンプ３５を介してコントローラ３６の指令により
作動し、ブームシリンダ４の振動を減衰させるように作
動する。特に、油圧シリンダに制振用の圧油を供給する
もうひとつの油圧ポンプである副ポンプによるフロント
の空中静止についてのべると、次のようになる。本考案
ではブームシリンダの変位を計測し、コントローラにブ
ームシリンダが縮まないような位置制御を行なわせてい
るために副ポンプは制振時以外にも、流量調整弁からの
油の漏れに相当する微量の油をブームシリンダに供給し
続ける。そこで、副ポンプによるフロントの空中静止が
可能となる。副ポンプによるもう一つの重要な作用は制
振用動力を確保できることである。即ち、本考案は副ポ
ンプの動力により強制的にフロントの振動を抑えること
ができる。従って、従来のように、振動を低減させるた
めにブームシリンダの停止時間を遅らせる必要が生じた
り、オペレータが停止させたい時に勝手に動いてしまう
ようなことは生じない。そのように、副ポンプにより、
フロントの空中静止をなし得るとともに強力なフロント
制振効果をもたらし得る。The operation will be described with reference to FIG. When the operator operates the operating lever 24 to continuously operate the boom cylinder 4, the switching valve 33 does not operate the vibration suppression system, and the sensor 37 detects various state quantities such as displacement, speed, acceleration, and pressure. to continue. When the operator judges that the target value of the length of the boom cylinder 4 has been reached, the operation lever 24 is returned and the boom cylinder 4 vibrates at the same time. However, the switching valve 33 is switched by the pilot pressure, and the boom cylinder 4 and the servo valve are switched. 34 is directly connected. At the same time, the servo valve 34 operates according to a command from the controller 36 via the servo amplifier 35, and operates so as to attenuate the vibration of the boom cylinder 4. In particular, the following is a description of the air suspension at the front by the sub-pump, which is another hydraulic pump that supplies pressure oil for vibration suppression to the hydraulic cylinder. In the present invention, since the displacement of the boom cylinder is measured and the controller performs position control so that the boom cylinder does not shrink, the sub-pump corresponds to oil leakage from the flow rate adjustment valve, even during vibration suppression. Continue to supply a small amount of oil to the boom cylinder. Therefore, the front pump can be stopped in mid-air by the auxiliary pump. Another important function of the sub-pump is that it can secure power for damping. That is, the present invention can forcibly suppress the front vibration by the power of the sub-pump. Therefore, unlike the related art, it is not necessary to delay the stop time of the boom cylinder in order to reduce the vibration, and it is not necessary for the operator to move when the operator wants to stop. That way, with the sub-pump,
The front can be stopped in the air, and a strong front damping effect can be provided.
【０００６】[0006]
【実施例１】次に、図１に、本考案の第１実施例の概要
を示し、図２に第１実施例を実現するための油圧フロン
ト制振システムを示す。上述のようなフロント振動を急
速に減衰させるために、図２のような制振システムであ
り、油圧フロント制振システムである。副ポンプ３１で
油を生成し、パイロット作動型リリーフ弁３２で、サー
ボ弁３４に一定圧力を供給する。サーボ弁３４の動作
は、フロントの各種状態量である変位、速度、加速度、
圧力などを検知し、コントローラ３６で制御信号Ｕを演
算し制御し出力する。サーボアンプ３５では、サーボ弁
３４に供給すべきサーボ電流ｉに変換し、サーボ弁３４
を駆動する。一方、ブームシリンダ４とサーボ弁３４の
間には、通常のシリンダ伸縮動作中に制振システムが働
かないよう切換弁３３を設置する。逆に、切換弁３３に
よりシリンダ停止時にのみ、サーボ弁３４とシリンダ４
が連結されるようになる。また、リリーフ弁３２の作動
はスイツチ３８により行われる。次に、図２により説明
する。オペレターが操作レバー２４を操作し、ブームシ
リンダ４を連続的に作動させると、切換弁３３により制
振システムが働かず、センサ３７が各種状態量である変
位、速度、加速度、圧力などを検知し続ける。ブームシ
リンダ４の長さがオペレターの目標値に到達したと判断
すると、操作レバー２４を戻すと同時にブームシリンダ
４は振動するがパイロット圧により、切換弁３３が切り
換わり、ブームシリンダ４とサーボ弁３４は、直結され
る。同時に、サーボ弁３４が、サーボアンプ３５を介し
てコントローラ３６の指令により作動し、ブームシリン
グ４の振動を減衰させるように作動する。Embodiment 1 Next, FIG. 1 shows an outline of a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a hydraulic front vibration suppression system for realizing the first embodiment. In order to rapidly attenuate the front vibration as described above, the vibration damping system shown in FIG. 2 is a hydraulic front vibration damping system. The sub-pump 31 generates oil, and a pilot-operated relief valve 32 supplies a constant pressure to a servo valve 34. The operation of the servo valve 34 includes various state quantities of the front, such as displacement, speed, acceleration,
The pressure and the like are detected, and the control signal U is calculated, controlled and output by the controller 36. The servo amplifier 35 converts the servo current i to be supplied to the servo valve 34 into a servo current i.
Drive. On the other hand, a switching valve 33 is provided between the boom cylinder 4 and the servo valve 34 so that the vibration damping system does not operate during the normal cylinder expansion and contraction operation. Conversely, only when the switching valve 33 stops the cylinder, the servo valve 34 and the cylinder 4
Are connected. The operation of the relief valve 32 is performed by a switch 38. Next, a description will be given with reference to FIG. When the operator operates the operation lever 24 to continuously operate the boom cylinder 4, the switching valve 33 does not operate the vibration control system, and the sensor 37 detects various state quantities such as displacement, speed, acceleration, and pressure. to continue. When it is determined that the length of the boom cylinder 4 has reached the target value of the operator, the operating lever 24 is returned and the boom cylinder 4 vibrates at the same time, but the switching valve 33 is switched by the pilot pressure, and the boom cylinder 4 and the servo valve 34 Is directly connected. At the same time, the servo valve 34 operates according to a command from the controller 36 via the servo amplifier 35, and operates so as to attenuate the vibration of the boom silling 4.
【０００７】[0007]
【効果】油圧ショベルの空中動作におけるブームシリン
ダ停止時に発生する不快なフロント振動に基づく機体振
動を本考案により急速に減衰させ、オペレターの乗り心
地を改善させ、作業環境の改善をはかれる効果がある。
そして、また、経験の浅い若手オペレータでも、振動少
なく操縦できて作業環境改善効果がある。また、請求項
１においては、副ポンプを有することにより、常に必要
十分な制振油圧が油圧シリンダに供給され、適切な制振
効果が得られる効果がある。そして、請求項２において
は、操作レバーが操作停止時にのみ、制振圧油が供給さ
れるのでフロント作業中は独立して円滑操作が可能とな
る効果がある。According to the present invention, the body vibration based on the uncomfortable front vibration generated when the boom cylinder stops in the aerial operation of the hydraulic shovel is rapidly attenuated, thereby improving the ride comfort of the operator and improving the working environment.
In addition, even a young operator with little experience can operate with less vibration and has an effect of improving the working environment. According to the first aspect of the present invention, the provision of the sub-pump provides an effect that a necessary and sufficient damping hydraulic pressure is always supplied to the hydraulic cylinder, and an appropriate damping effect can be obtained. According to the second aspect, since the damping pressure oil is supplied only when the operation lever is stopped, there is an effect that the smooth operation can be performed independently during the front work.
【図１】本考案の第１実施例に係るフロント制振システ
ムの概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram of a front vibration damping system according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本考案の第１実施例の油圧回路図である。FIG. 2 is a hydraulic circuit diagram of the first embodiment of the present invention.
【図３】従来のブームシリンダ駆動用の油圧回路図であ
る。FIG. 3 is a hydraulic circuit diagram for driving a conventional boom cylinder.
【図４】油圧ショベルにおけるフロント振動の発生状態
を示した説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a state of occurrence of front vibration in the hydraulic shovel.
１ ブーム ２ アーム ３ バケット ４ ブーム
シリンダ ５ アームシリンダ ６ バケッ
トシリンダ ７ ストラップ ８ ロッド ９ 機体 １０ キャブ １１ 走行装置 １２ フード
ピン １３ 流量調整弁と油室 １４ 流量調
整弁と油室間の流路 １５ 主ポンプと流量調整弁間の流路 １６ 流量調
整弁とタンク間の流路 １７ 流路と調整弁とタンク間の流路 １８ 副ポン
プとサーボ弁間の流路 １９ スイツチからリリーフ弁への伝達路 ２０ 操作レバーから切換弁への伝達路 ２１ 主ポンプ ２２ タンク ２３ 流量調整弁 ２４ 操作レ
バー ２５ フロントピン ２６ 油室と
切換弁の間の伝達路 ２７ 油室と切換弁の間の流路 ２８ 切換弁
とサーボ弁間の流路 ２９ 切換弁とサーボ弁間の流路 ３０ センサ
からコントローラ、サーボ、アンプを介してサーボ弁へ
の信号伝達路 ３１ 副ポンプ ３２ パイロ
ット作動型リリーフ弁 ３３ 切換弁 ３４ サーボ
弁 ３５ サーボアンプ ３６ コント
ローラ ３７ センサ ３８ スイツ
チ1 Boom 2 Arm 3 Bucket 4 Boom Cylinder 5 Arm Cylinder 6 Bucket Cylinder 7 Strap 8 Rod 9 Airframe 10 Cab 11 Traveling Device 12 Hood Pin 13 Flow Control Valve and Oil Chamber 14 Flow Path between Flow Control Valve and Oil Chamber 15 Main Pump Flow path between the flow control valve and the tank 16 flow path between the flow control valve and the tank 17 flow path between the flow path, the control valve and the tank 18 flow path between the sub-pump and the servo valve 19 transmission path from the switch to the relief valve 20 Transmission path from operation lever to switching valve 21 Main pump 22 Tank 23 Flow control valve 24 Operation lever 25 Front pin 26 Transmission path between oil chamber and switching valve 27 Flow path between oil chamber and switching valve 28 Switching valve Flow path between servo valve 29 Flow path between switching valve and servo valve 30 Signal transmission from sensor to servo valve via controller, servo, amplifier 31 secondary pump 32 pilot-operated relief valve 33 switching valve 34 servo valve 35 servo amplifier 36 controller 37 sensor 38 switch
Claims (2)
り駆動される油圧シリンダと、油圧シリンダにより駆動
制御されるフロント機構と、油圧シリンダに制振用の圧
油を供給するもうひとつの油圧ポンプと、もうひとつの
油圧ポンプと油圧シリンダ間に設けた油圧サーボ弁と、
フロントの各種状態量を検出するセンサー装置と、セン
サー装置の検出信号に基づき油圧サーボ弁に油圧シリン
ダへの制振用圧油の供給を制御するための制御信号を出
力するコントローラとを備えたことを特徴とする油圧シ
ョベルのフロント制振システム。1. A hydraulic cylinder driven by a hydraulic pump, an operation lever, and a flow control valve, a front mechanism driven and controlled by the hydraulic cylinder, and another hydraulic pump for supplying hydraulic pressure-suppressing oil to the hydraulic cylinder. And a hydraulic servo valve provided between another hydraulic pump and a hydraulic cylinder,
A sensor device for detecting various state quantities of the front, and a controller for outputting a control signal to the hydraulic servo valve for controlling the supply of vibration damping pressure oil to the hydraulic cylinder based on a detection signal of the sensor device A hydraulic vibration excavator front vibration control system characterized by the following.
レバー操作停止時に油圧シリンダへの制振用圧油の供給
を可能とする切換弁を設けたことを特徴とする請求項１
記載の油圧ショベルのフロント制振システム。2. A switching valve is provided between a hydraulic cylinder and a hydraulic servo valve, the switching valve being capable of supplying vibration damping pressure oil to the hydraulic cylinder when operation of the operating lever is stopped.
The hydraulic excavator front damping system as described.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991099129U JP2554991Y2 (en) | 1991-09-26 | 1991-09-26 | Hydraulic excavator front vibration suppression system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991099129U JP2554991Y2 (en) | 1991-09-26 | 1991-09-26 | Hydraulic excavator front vibration suppression system |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH0530252U JPH0530252U (en) | 1993-04-20 |
| JP2554991Y2 true JP2554991Y2 (en) | 1997-11-19 |
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ID=14239145
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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-
1991
- 1991-09-26 JP JP1991099129U patent/JP2554991Y2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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| JPH0530252U (en) | 1993-04-20 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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