JPH04250228A - 油圧式アクチュエータの自動振動発生装置 - 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）本発明は油圧掘削機における作業
機の自動振動装置に関し、特に、一つの所定作業機用ア
クチュエータを複数のソレノイド型切換弁により制御す
ることにより、例えば、作業機の質量が大きいことから
一つの切換弁では不可能な微小振動や大振幅の振動等多
様な振動特性が得られるので、掘削抵抗を減少させて土
質の変化や多様な作業においても効率よく掘削できるよ
うにしたり、所望の転圧作業や砂利のばらまき作業等が
可能な油圧掘削機における作業機の自動振動装置に関す
る。

（従来の技術）従来、ブーム、アーム、バケット等の自
動振動装置を備えた油圧掘削機において、掘削作業の途
中で硬い土質に直面した時には前記作業機を土質の硬度
等に応じた所望の振幅および周波数により振動させて効
率よく掘削作業を行いオペレータの疲労軽減を図ってい
た。即ち、第８図に示すように振動モードスイッチ２７
ではＬ，Ｍ，Ｓの各モードのいずれかを選択し、作業モ
ードスイッチ２８ではブーム単独振動Ｂｏ，アーム単独
振動Ａ，バケット単独振動Ｂｕ，スケルトンＫ（アーム
とバケット連動振動）の何れかを選択すると、前記振動
モードスイッチ２７および作業モードスイッチ２８から
の指令信号によりコントローラ２９内の発信器３０から
前記選択された振動モードおよび作業モードに応じた振
動信号ｋが加算器３１に出力される。次にブーム単独振
動の場合の作用に例をとって説明し、アーム、バケット
についてはブーム単独振動と同様のため説明を省略する
。自動振動モードスイッチ３２がＯＦＦの状態では、マ
グネット３３が励磁さるためスイッチ３４はＡ接点に接
続されて手動モードとなるが、自動振動モードスイッチ
６をＯＮするとマグネット３３が消磁さるためスイッチ
３４はばね力によりＢ接点に接続され自動振動モードと
なる。該自動振動モードでは前記加算器３１に出力され
た振動信号ｋは３７に示す電圧のブーム信号によって作
業機コントローラ３８へ出力される。作業機コントロー
ラ３８では前記電圧で入力されたブーム信号を３８ａの
ように電流信号に変換し、該電流信号をそれぞれ３８ｂ
，３８ｃのごとくブーム上げ電流信号とブーム下げ電流
信号とに変換した後、電子制御操作弁３９のソレノイド
３９ａ，３９ｂに出力される。ブーム上げ電流信号がソ
レノイド３９ａに出力されると、該電流信号に応じて電
子制御操作弁３９がａポジシヨン方向に移動して開口す
るため、油圧ポンプ４０から吐出された圧油は電子制御
操作弁３９を介してブームシリンダ４１に供給されるた
めブームシリンダ４１のピストンロッド４２が伸長し、
ブームシリンダ４１からの戻り油は電子制御操作弁３９
を介してタンク４３に排出される。また、ブーム下げ電
流信号が３９ｂに出力されると、該電流信号に応じて電
子制御操作弁３９がｂポジシヨン方向に移動して開口す
るため、油圧ポンプ４０から吐出された圧油は電子制御
操作弁３９を介してブームシリンダ４１に供給されるた
めブームシリンダ４１のピストンロッド４２が収縮し、
ブームシリンダ４１からの戻り油は電子制御操作弁３９
を介してタンク４３に排出される。このように前記操作
が繰返されることによってブームを上下に振動させるこ
とができる。自動振動モードの途中で作業機レバー３５
を操作するとその操作量に応じた電気信号変換装置３６
からの操作信号が前記振動信号ｋに加算されて作業機コ
ントローラ３８へ出力される。また、前記手動モードで
は作業機レバー３５の操作量に応じた電気信号変換装置
３６からの操作信号がコントローラ２９を介して作業機
コントローラ３８から電子制御操作弁３９のソレノイド
３９ａ，３９ｂに出力されるため、該振動信号ｋおよび
操作信号に応じてブームシリンダ４１を上げ、下げ方向
に振動制御することができる。

（発明が解決しようとする課題）前記従来の技術におい
てはブームシリンダ４１は一つの切換弁３９のソレノイ
ド３９ａ，３９ｂへの振動信号を切換えることにより所
望の振動を得るようにしているが、作業機等の振動体の
慣性が大きいため、振幅、周波数が大きくなると十分な
応答性が得られないという問題があると共に、必要な振
幅、周波数の振動の種類だけコントローラ２９から振動
信号を出力する必要があり、その分コントローラ２９が
複雑となる欠点があった。

（課題を解決するための手段）本発明は前記従来の技術
における課題をためになされたもので、第１の発明は油
圧掘削機の作業機アクチュエータと油圧ポンプおよびタ
ンク間に並列に介設された複数のソレノイド型切換弁と
、作業機コントローラを介して前記複数のソレノイド型
切換弁を制御する各振動信号を記憶するメモリーと、該
メモリーに記憶された複数の振動信号の内、書出し振動
信号を選択する手段から成り、前記複数のソレノイド型
切換弁の少なくとも二つに振動信号を出力することを特
徴とし、第２の発明は前記第１の請求項において、複数
のソレノイド型切換弁の少なくとも二つに出力する振動
信号は振幅、周波数あるいは位相のうち、少なくともひ
とつが異なることを特徴とし、第３の発明は前記第１の
請求項において、メモリーと作業機コントローラ間に加
算器を設け、該加算器によりメモリーから出力される振
動信号に手動操作信号を加算した信号を作業機コントロ
ーラに出力することを特徴とする。

（作　　用）作業機アクチュエータと油圧ポンプ間に並
列に介設された複数のソレノイド型切換弁の少なくとも
二つを、振動信号選択手段により選択した振動信号によ
り振動させるようにしたので、前記少なくとも二つのソ
レノイド型切換弁から供給される低周波の振動流量を合
流させることによって、一つの切換弁では振動制御でき
なかった慣性の大きい振動体であっても応答性の▲高▼
い▲高▼周波の振動流量が得られることによって作業機
アクチュエータの微小振動が可能となると共に、振幅、
周波数および位相の異なる複数の切換弁を適宜組み合わ
せることによって所定の振幅、周波数の振動流量信号が
得られる。また、複数のソレノイド型切換弁の少なくと
も二つに出力する振動信号の振幅、周波数あるいは位相
のうち、少なくともひとつが異なるようにすれば、各ソ
レノイド型切換弁から供給される振幅、周波数および位
相の異なる複数の振動流量を適宜組み合わせることによ
って、多種類の振幅、周波数をもつ作業機アクチュエー
タの自動振動が得られる。また、メモリーと作業機コン
トローラ間に加算器を設ければ、作業機アクチュエータ
の自動振動中に、作業を修正したい場合には手動操作信
号を出力すれば前記加算器によりメモリーから出力され
る振動信号に前記手動操作信号が加算された信号が作業
機コントローラを介して複数のソレノイド型切換弁に出
力されるので、メモリーから出力される振動信号は手動
操作信号分だけ修正される。

（実施例）以下に本発明の実施例につき添付図面を参照
して詳述する。第１〜７図は本発明の実施例を示す図で
、第１図は電子−油圧回路図、第２図は作業機レバース
トロークと指令電流の関係を示す図、第３〜７図はソレ
ノイド型切換弁のソレノイドに出力される振動信号とソ
レノイド型切換弁の流量の時間的変化を示す図である。

第１図はブーム単独振動のみを示す図であり、アームお
よびバケットの単独振動についてはブーム単独振動と同
様のため説明を省略する。油圧ポンプ１とブームシリン
ダ２を連結する油圧管路には３個のソレノイド型切換弁
３，４，５が並列に接続されているが、更に他のソレノ
イド型切換弁を追加接続することもできる。前記ソレノ
イド型切換弁３，４，５はソレノイド３ａ，３ｂ，４ａ
，４ｂ，５ａ，５ｂによりそれぞれ制御される。作業モ
ードスイッチ６からの指令信号がコントローラ９に入力
されると、ブーム単独振動Ｂｏ，アーム単独振動Ａ，バ
ケット単独振動Ｂｕ，スケルトンＫ（アームとバケット
連動振動）の何れかの作業モードが選択される。

振動モードスイッチ７、位相設定スイッチ８およびコン
トローラ９内に図示されたはメモリー１０、加算器１１
、マグネット１３およびスイッチ１４はブーム単独振動
におけるソレノイド型切換弁３用であるが、ブーム単独
振動における他のソレノイド型切換弁４，５用、および
他の作業モード用については同様のため図面および説明
を省略する。１２は自動振動モードスイッチ、１５はコ
ントローラ９から入力した振動信号を処理して各ソレノ
イド型切換弁３，４，５に出力する作業機コントローラ
、１６は作業機レバー、１７は該作業機レバー１６の操
作量に応じた電気信号を出力する電気信号変換装置、１
８はタンクである。次にブーム単独振動の作用について
説明する。先ず、作業モードスイッチ６によりブーム単
独振動Ｂｏを設定し、ソレノイド型切換弁３の振幅、周
波数は振動モードスイッチ７によりＬ，Ｍ，Ｓの各モー
ドの中から選択し、位相は位相設定スイッチ８により設
定する。他のソレノイド型切換弁４，５の振幅、周波数
および位相についても図示しない振動モードスイッチお
よび位相設定スイッチにより設定する。次に、自動振動
モードスイッチ１２をＯＮするとマグネット１３が消磁
さるためスイッチ１４はばね力によりＢ接点に接続され
自動振動モードが開始される。自動振動モードスイッチ
１２がＯＦＦの状態では、マグネット１３が励磁される
ためスイッチ１４はＡ接点に接続されて手動モードとな
る。前記自動振動モードにおいては前記設定された振幅
、周波数および位相の振動信号ｋがコントローラ９内の
メモリー１０から書き出されて加算器１１、作業機コン
トローラ１５を介してソレノイド型切換弁３に出力され
る。他のソレノイド型切換弁４，５についても同様にし
て、前記振動モードスイッチおよび位相設定スイッチに
よる設定に応じてコントローラ９内の図示されないメモ
リーから書き出されて加算器から作業機コントローラ１
５を介してソレノイド型切換弁４，５に出力される。

前記自動振動モードにおいては加算器１１に出力された
振動信号ｋは作業機コントローラ１５へ出力されて電圧
値から電流値に変換されてソレノイド型切換弁３のソレ
ノイド３ａまたは３ｂに出力される。ブーム上げ電流信
号がソレノイド３ａに出力されると、該電流信号に応じ
てソレノイド切換弁３がａポジシヨン方向に移動して開
口するため、油圧ポンプ１から吐出された圧油はソレノ
イド型切換弁３を介してブームシリンダ２に供給される
ためブームシリンダ２のピストンロッド２ａが伸長し、
ブームシリンダ２からの戻り油はソレノイド型切換弁３
を介してタンク１８に排出される。また、ブーム下げ電
流信号が３ｂに出力されると、該電流信号に応じてソレ
ノイド型切換弁３がｂポジシヨン方向に移動して開口す
るため、油圧ポンプ１から吐出された圧油はソレノイド
型切換弁３を介してブームシリンダ２に供給されるため
ブームシリンダ２のピストンロッド２ａが収縮し、ブー
ムシリンダ２からの戻り油はソレノイド型切換弁３を介
してタンク１８に排出される。このように前記操作が繰
返されることによってブームを上下に振動させることが
できる。自動振動モードの途中で作業機レバー１６を操
作するとその操作量に応じた電気信号変換装置１７から
の操作信号が前記振動信号ｋに加算されて作業機コント
ローラ１５へ出力される。他のソレノイド型切換弁４，
５についても同様に作動するため説明を省略する。なお
、自動振動モードスイッチ１２、作業機レバー１６の操
作量に応じた電気信号を出力する電気信号変換装置１７
はソレノイド型切換弁３，４，５用の図示されていない
加算器およびマグネットに共通で並列に接続されている
。また、自動振動モードスイッチ１２をＯＦＦした手動
モードでは作業機レバー１６の操作量に応じた電気信号
変換装置１７からの操作信号がコントローラ９を介して
作業機コントローラ１５からソレノイド型切換弁３のソ
レノイド３ａ，３ｂに出力されるため、従来技術と同様
にしてブームシリンダ２を制御することができる。なお
、前記振動モードスイッチ７は油圧ポンプ駆動源の馬力
がほぼ一定となるように振幅と周波数を同時に設定して
ある。また、１９は最▲高▼圧設定用のリリーフ弁、２
０はアンロード弁である。第２図は前記作業機レバー１
６の操作量と電気信号変換装置１７からの指令電流との
関係を示す図である。第３図〜第７図はソレノイド型切
換弁の振動特性を示す図で、簡単のため一方向の振動特
性だけを示すが、勿論両方向についても同様にして振動
させることができる。第３図はソレノイド型切換弁３の
振動特性を示す図で、（Ａ）はソレノイド３ａまたは３
ｂに出力される振動電流の時間的変化を示す図、（Ｂ）
はソレノイド型切換弁３の流量の時間的変化を示す図、
第４図はソレノイド型切換弁４の振動特性を示す図で、
（Ａ）はソレノイド４ａまたは４ｂに出力される振動電
流の時間的変化を示す図、（Ｂ）はソレノイド型切換弁
４の流量の時間的変化を示す図、第５図はソレノイド型
切換弁３および５を合成した振動特性を示す図で、（Ａ
）はソレノイド３ａまたは３ｂと５ａまたは５ｂに出力
される振動電流の時間的変化を示す図、（Ｂ）はソレノ
イド型切換弁３および５の合成流量の時間的変化を示す
図、第６図はソレノイド型切換弁４および６（図示せず
）の振動特性を示す図で、（Ａ）はソレノイド４ａまた
は４ｂと前記図示しないソレノイド型切換弁６のソレノ
イドに出力される振動電流の時間的変化を示す図、（Ｂ
）はソレノイド型切換弁４および６の合成流量の時間的
変化を示す図である。第７図はソレノイド型切換弁３お
よび７（図示せず）の振動特性を示す図で、（Ａ）はソ
レノイド３ａまたは３ｂと前記図示しないソレノイド型
切換弁７のソレノイドに出力される振動電流の時間的変
化を示す図、（Ｂ）はソレノイド型切換弁３および７の
合成流量の時間的変化を示す図である。以上の実施例で
は作図を簡単にするため、二つのソレノイド型切換弁の
各流量の時間的変化が重ならないようにしたが、二つの
ソレノイド型切換弁の各流量の時間的変化が重なるよう
にすれば流量の振幅を増減したり、いろいろな振動波形
を得ることも可能である。

（発明の効果）以上詳述したように本発明によるときは
次の効果を得ることができる。作業機アクチュエータと
油圧ポンプ間に並列に介設された複数のソレノイド型切
換弁の内、少なくとも二つのソレノイド型切換弁の流量
を振動させるようにしたので、該複数のソレノイド型切
換弁から供給される低周波の振動流量を合流させること
によって、一つの切換弁では振動制御できなかった慣性
の大きい振動体であっても応答性の▲高▼い▲高▼周波
の振動流量が得られることによって作業機アクチュエー
タの微小振動が可能となると共に、振幅、周波数および
位相の異なる複数の切換弁を適宜組み合わせることによ
って、合流された振動流量の振幅、周波数を所望の値に
選択することが可能となる。また、複数のソレノイド型
切換弁の少なくとも二つに出力する振動信号の振幅、周
波数あるいは位相のうち、少なくともひとつが異なるよ
うにすれば、各ソレノイド型切換弁から合流される振動
流量の振幅、周波数の種類が増加するので、使用する振
動流量の選択範囲が広くなる。また、メモリーと作業機
コントローラ間に加算器を設ければ、作業機アクチュエ
ータの自動振動中に、修正したい作業機アクチュエータ
の移動分だけ手動操作信号を出力すれば、該手動操作信
号がメモリーから出力される振動信号に加算されて複数
のソレノイド型切換弁に出力されるので、自動振動中で
あっても作業機アクチュエータの移動量を任意に修正す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図は本考案の実施例を示す図で、第１図は
電子−油圧回路図、第２図は作業機レバーストロークと
指令電流の関係を示す図、第３〜７図はソレノイド型切
換弁のソレノイドに出力される振動電流とソレノイド型
切換弁の流量の時間的変化を示す図、第８図は従来の技
術を示す図である。 １・・・・・・油圧ポンプ ２・・・・・・ブームシリンダ ２ａ・・・・・ピストンロッド ３〜５・・・・ソレノイド型切換弁 ６・・・・・・作業モードスイッチ ７・・・・・・振動モードスイッチ ８・・・・・・位相設定器 ９・・・・・・コントローラ １０・・・・・メモリー １１・・・・・加算器 １２・・・・・自動振動モードスイッチ１３・・・・・
マグネット １４・・・・・スイッチ １５・・・・・作業機コントローラ １６・・・・・作業機レバー １７・・・・・電気信号変換装置 １８・・・・・タンク

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）油圧掘削機の作業機アクチュエータと油圧ポンプ
   およびタンク間に並列に介設された複数のソレノイド型
   切換弁と、作業機コントローラを介して前記複数のソレ
   ノイド型切換弁を制御する各振動信号を記憶するメモリ
   ーと、該メモリーに記憶された複数の振動信号の内、書
   出し振動信号を選択する手段から成り、前記複数のソレ
   ノイド型切換弁の少なくとも二つに振動信号を出力する
   ことを特徴とする油圧掘削機における作業機の自動振動
   装置。
2. （２）前記第１の請求項において、複数のソレノイド型
   切換弁の少なくとも二つに出力する振動信号は振幅、周
   波数あるいは位相のうち、少なくともひとつが異なるこ
   とを特徴とする油圧掘削機における作業機の自動振動装
   置。
3. （３）前記第１の請求項において、メモリーと作業機コ
   ントローラ間に加算器を設け、該加算器によりメモリー
   から出力される振動信号に手動操作信号を加算した信号
   を作業機コントローラに出力することを特徴とする油圧
   掘削機における作業機の自動振動装置。