(57)【要約】【課題】製造コストを抑え、小型化を図ることができる作業機械の振動抑制装置の提供。【解決手段】本発明は、第１主管路３Ａ内の圧力Ｐを検出する圧力検出センサ４と、第１主管路３Ａから作動油タンク１５へ分岐する分岐管路３ａと、分岐管路３ａに設けられ、開閉することで分岐管路３ａを連通又は遮断する開閉弁５と、分岐管路３ａのうち作動油タンク１５よりも上流側に設けられ、分岐管路３ａから開閉弁５を通過した作動油を貯留するダンピングシリンダ６と、圧力検出センサ４で検出された圧力Ｐに応じて、開閉弁５の開閉動作を制御するコントローラ１６とを備え、ダンピングシリンダ６は、シリンダ室が形成されたシリンダ本体６Ａと、作動油をシリンダ室の第１油室６ａから第２油室６ｂへ流通させる貫通孔６Ｃが形成されたピストン６Ｂと、第２油室６ｂ内に設けられ、ピストン６Ｂを上流側へ付勢するばね６Ｄとを有する。【選択図】図２
2014211075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧ポンプと、この油圧ポンプへ作動油を供給する作動油タンクと、前記油圧ポンプから吐出された作動油によって動作するアクチュエータと、このアクチュエータに支持され、移動可能に設けられた作業具と、前記油圧ポンプと前記アクチュエータとを接続し、前記油圧ポンプから吐出された作動油を流通させると共に、前記アクチュエータから戻る作動油を流通させる主管路と、この主管路のうち前記油圧ポンプと前記アクチュエータとの間に設けられ、前記油圧ポンプから吐出された作動油の流れを制御する方向制御弁とを備えた作業機械に設けられ、
前記作業具の慣性に伴って発生する振動を抑制する作業機械の振動抑制装置において、
前記主管路のうち前記アクチュエータと前記方向制御弁との間に設けられ、前記主管路から前記作動油タンクへ分岐する分岐管路と、
この分岐管路に設けられ、前記主管路内の圧力に応じて開閉することによって前記分岐管路を連通又は遮断する開閉部と、
前記分岐管路のうち前記作動油タンクよりも上流側に設けられ、前記分岐管路を通る作動油を貯留するシリンダとを備え、
前記シリンダは、
シリンダ室が形成されたシリンダ本体と、
このシリンダ本体のシリンダ室内を上流側の第１油室と下流側の第２油室に区画し、作動油を前記第１油室から前記第２油室へ流通させる連通部が形成されたピストンと、
前記シリンダ室内に設けられ、前記ピストンを上流側へ付勢する弾性体とを有することを特徴とする作業機械の振動抑制装置。
【請求項２】
請求項１に記載の作業機械の振動抑制装置において、
前記主管路内の圧力を検出する圧力検出部と、
この圧力検出部によって検出された圧力に応じて、前記開閉部の開閉動作を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記圧力検出部によって検出された圧力が上昇して最大値に達し、その後減少するときに前記開閉部を開き、この開閉部を開いてから所定の時間が経過したときに前記開閉部を閉じることを特徴とする作業機械の振動抑制装置。
【請求項３】
請求項２に記載の作業機械の振動抑制装置において、
前記方向制御弁による前記主管路の連通状態又は遮断状態を検出する連通遮断状態検出部を備え、
前記制御部は、
前記連通遮断状態検出部によって検出された前記主管路の連通状態が遮断状態に切り替わるまで、前記圧力検出部によって検出された圧力に拘わらず、前記開閉部を閉じた状態に保つことを特徴とする作業機械の振動抑制装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の作業機械の振動抑制装置において、
前記開閉部は、
前記分岐管路のうち前記シリンダよりも上流側に設けられた第１の開閉弁と、
前記分岐管路のうち前記シリンダよりも下流側に設けられた第２の開閉弁とから成り、
前記第１の開閉弁は、前記主管路内の圧力が所定の圧力以上になり、かつ前記第２の開閉弁が閉じているときに開閉することを特徴とする作業機械の振動抑制装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ショベル等の作業機械に設けられ、ブーム等の作業具の慣性に伴って発生する振動を抑制する作業機械の振動抑制装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１２は従来技術の作業機械の振動抑制装置の構成を説明する図である。
【０００３】
一般に、油圧ショベルやホイールローダ等の作業機械は、走行体の上部に旋回装置を介して設けられ、左右方向に回動する旋回体と、この旋回体に取り付けられ、掘削等の作業を行うブーム、アーム、及びバケット等の作業具と、この作業具を回動させるアクチュエータ等の油圧システムとを備えている。
【０００４】
作業具は、その重量により大きな慣性力が生じ易く、油圧システムにおいて圧油として吐出される作動油により回動するので、動作中の作業具を急停止させた場合には、作業具の慣性エネルギーと油圧システムにおける作動油の圧縮エネルギーが相互変換しながら徐々に消耗される。このとき、作業具の慣性エネルギーと油圧システムにおける作動油の圧縮エネルギーの相互変換が行われる度に、作業具の振動が発生することが問題になっていた。
【０００５】
そこで、このような作業具の振動を発生させる原因となるエネルギーを開放して作業具をより安定的に動作させるために、従来より作業具の慣性に伴って発生する振動を抑制する作業機械の振動抑制装置が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００６】
この従来技術の振動抑制装置が適用される作業機械の油圧システムは、例えば図１２に示すように油圧ポンプ１と、この油圧ポンプ１へ作動油を供給する作動油タンク１５と、油圧ポンプ１から吐出された作動油によって動作するアクチュエータとしての油圧シリンダ９とを備えている。この油圧シリンダ９は、シリンダ室が形成されたシリンダ本体９Ａと、このシリンダ本体９Ａのシリンダ室内を移動するピストンに一端が固定され、他端が作業具５０に接続されたピストンロッド９Ｂとを備えている。なお、旋回体は、作業者が乗車するキャブを有しており、このキャブ内には作業具を操作するための操作レバー１７が設けられている。
【０００７】
また、油圧システムは、油圧ポンプ１と油圧シリンダ９とを接続し、油圧ポンプ１から吐出された作動油を流通させると共に、油圧シリンダ９から戻る作動油を流通させる主管路３と、この主管路３のうち油圧ポンプ１と油圧シリンダ９との間に設けられ、油圧ポンプ１から吐出された作動油の流れを制御する方向制御弁２とを備え、この方向制御弁２には切替位置を検出する切替位置検出センサ１３が設けられている。なお、主管路３は、例えばシリンダ本体９Ａのシリンダ室のボトム室９ａに接続された第１主管路３Ａと、シリンダ室のロッド室９ｂに接続された第２主管路３Ｂとから構成されている。
【０００８】
さらに、油圧システムは、第１主管路３Ａと作動油タンク１５に接続され、第１主管路３Ａ内の圧力が予め設定された圧力よりも高くなった場合に、作動油を作動油タンク１５へ流出させる安全弁８と、第２主管路３Ｂと作動油タンク１５に接続され、第２主管路３Ｂ内の圧力が予め設定された圧力よりも高くなった場合に、作動油を作動油タンク１５へ流出させる安全弁１０とを備えている。
【０００９】
また、油圧システムは、第１主管路３Ａと作動油タンク１５に接続され、第１主管路３Ａ内の圧力が作動油タンク１５内の圧力よりも低くなった場合に、作動油を作動油タンク１５から第１主管路３Ａへ導くチェック弁７と、第２主管路３Ｂと作動油タンク１５に接続され、第２主管路３Ｂ内の圧力が作動油タンク１５内の圧力よりも低くなった場合に、作動油を作動油タンク１５から第２主管路３Ｂへ導くチェック弁１１と、主管路３のうち油圧ポンプ１と方向制御弁２との間に接続され、油圧ポンプ１から吐出される作動油が過剰となった場合に、作動油を作動油タンク１５へ流出させるリリーフ弁１４とを備えている。
【００１０】
上述の方向制御弁２は、操作レバー１７の操作量に応じて、油圧ポンプ１からの作動油を油圧シリンダ９のロッド室９ｂ側へ供給し、油圧シリンダ９のボトム室９ａ側からの作動油を作動油タンク１５へ戻す左位置（図１２に示すＡ位置）、主管路３を遮断する中立位置（図１２に示すＢ位置）、及び油圧ポンプ１からの作動油を油圧シリンダ９のボトム室９ａ側へ供給し、油圧シリンダ９のロッド室９ｂ側からの作動油を作動油タンク１５へ戻す右位置（図１２に示すＣ位置）のいずれかに切り替えるようになっている。
【００１１】
従って、操作レバー１７の操作が行われ、方向制御弁２が左位置Ａに切り替えられると、油圧ポンプ１からの作動油が主管路３の第２主管路３Ｂを流通して油圧シリンダ９のロッド室９ｂ側へ供給されるので、ロッド室９ｂ内の圧力が高められ、ピストンロッド９Ｂがシリンダ室内へ押し込まれる。これにより、油圧シリンダ９が収縮するので、作業具５０がＺ方向へ移動する。
【００１２】
一方、操作レバー１７の操作が行われ、方向制御弁２が右位置Ｃに切り替えられると、油圧ポンプ１からの作動油が主管路３の第１主管路３Ａを流通して油圧シリンダ９のボトム室９ａ側へ供給されるので、ボトム室９ａ内の圧力が高められ、ピストンロッド９Ｂがシリンダ室外へ押し出される。これにより、油圧シリンダ９が伸長するので、作業具５０が−Ｚ方向へ移動する。
【００１３】
ここで、特許文献１〜３に開示された従来技術の作業機械の振動抑制装置は、油圧システムの制御方法は異なっているが、作業具５０の振動を発生させる原因となるエネルギーを開放させる機能が同様であり、この機能として、作動油が弁を通過するときの弁の絞り効果を利用している。
【００１４】
具体的には、従来技術の作業機械の振動抑制装置は、例えば主管路３の第１主管路３Ａから分岐するバイパス管路２７と、このバイパス管路２７に設けられ、第１主管路３Ａ内の圧力を検出する圧力検出センサ４と、バイパス管路２７に設けられ、開口量に対応した作動油の流量を通過させる比例弁２６と、バイパス管路２７の下流側に設けられ、比例弁２６を通過した作動油を貯留するアキュムレータ２５と、圧力検出センサ４の検出信号ｐ１を受信し、圧力検出センサ４によって検出された第１主管路３Ａ内の圧力に基づいて比例弁２６の開口量を演算するコントローラ１６とを備えている。このコントローラ１６は、圧力検出センサ４の検出信号ｐ１以外にも、操作レバー１７の入力信号Ｘｉが入力されており、演算した開口量の指令信号ｙ１を比例弁２６へ出力し、比例弁２６の開口量を調整するようにしている。
【００１５】
そして、第１主管路３Ａ内の圧力が上昇すると、作動油が比例弁２６を通過してアキュムレータ２５に貯留され、第１主管路３Ａ内の圧力が下降すると、アキュムレータ２５に貯留された作動油は、比例弁２６を再び通過して第１主管路３Ａに戻される。このとき、作動油が比例弁２６を通過する際に、比例弁２６の絞りが抵抗となって熱が発生するので、作動油に蓄積された圧縮エネルギーが消耗される。これにより、作動油の圧縮エネルギーから再び変換される作業具５０の慣性エネルギーの量を減少できるので、作業具５０の振動を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開平６−３３０５３５号公報
【特許文献２】特開２００４−１４３７９７号公報
【特許文献３】特開平９−１２５４６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかし、特許文献１〜３に開示された弁の絞り効果を利用した従来技術の作業機械の振動抑制装置は、作業具５０の振動を発生させる原因となるエネルギーを開放させるのに有効であるが、比例弁２６は、開口量を増やして作業具５０の慣性によって圧縮された作動油を通過させる機能と開口量を減らして作動油の圧縮エネルギーを消耗させる機能が同時に求められるので、比例弁２６の開口量の調整が困難である。
【００１８】
すなわち、主管路３内で圧縮された作動油が油圧シリンダ９のシリンダ室内のピストンロッド９Ｂに作用しないようにするためには、比例弁２６の開口を大きく開いて作動油を比例弁２６に通過させることにより、作動油を比例弁２６よりも下流側のアキュムレータ２５へ早期に移動させる方が望ましい。しかし、作動油がアキュムレータ２５へ一時的に貯留されても、比例弁２６の開口を絞って作動油に蓄積された圧縮エネルギーを消耗しなければ、作動油の圧縮エネルギーが作業具５０の慣性エネルギーに遅れて変換されるだけであり、作業具５０の振動を効果的に抑制することができない。
【００１９】
このように、二つの相反する機能をバランス良く取り入れてシステムを設計するには、高度な制御技術と高性能な比例弁が必要になるので、製造コストが高くなることが問題になっている。特に、従来技術の作業機械の振動抑制装置は、比例弁２６を通過した作動油をアキュムレータ２５に貯留するようにしているので、作業具５０の慣性力の大きさによっては、アキュムレータ２５の容積をある程度確保する必要があり、装置が大型化することが懸念されている。
【００２０】
本発明は、このような従来技術の実情からなされたもので、その目的は、製造コストを抑えつつ、小型化を図ることができる作業機械の振動抑制装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記の目的を達成するために、本発明の作業機械の振動抑制装置は、油圧ポンプと、この油圧ポンプへ作動油を供給する作動油タンクと、前記油圧ポンプから吐出された作動油によって動作するアクチュエータと、このアクチュエータに支持され、移動可能に設けられた作業具と、前記油圧ポンプと前記アクチュエータとを接続し、前記油圧ポンプから吐出された作動油を流通させると共に、前記アクチュエータから戻る作動油を流通させる主管路と、この主管路のうち前記油圧ポンプと前記アクチュエータとの間に設けられ、前記油圧ポンプから吐出された作動油の流れを制御する方向制御弁とを備えた作業機械に設けられ、前記作業具の慣性に伴って発生する振動を抑制する作業機械の振動抑制装置において、前記主管路のうち前記アクチュエータと前記方向制御弁との間に設けられ、前記主管路から前記作動油タンクへ分岐する分岐管路と、この分岐管路に設けられ、前記主管路内の圧力に応じて開閉することによって前記分岐管路を連通又は遮断する開閉部と、前記分岐管路のうち前記作動油タンクよりも上流側に設けられ、前記分岐管路を通る作動油を貯留するシリンダとを備え、前記シリンダは、シリンダ室が形成されたシリンダ本体と、このシリンダ本体のシリンダ室内を上流側の第１油室と下流側の第２油室に区画し、作動油を前記第１油室から前記第２油室へ流通させる連通部が形成されたピストンと、前記シリンダ室内に設けられ、前記ピストンを上流側へ付勢する弾性体とを有することを特徴としている。
【００２２】
このように構成した本発明は、動作中の作業具が急停止すると、作業具の慣性エネルギーが主管路を流通する作動油の圧縮エネルギーに変換され、主管路内の圧力が上昇する。このとき、主管路内の圧力の上昇に応じて開閉部が開くことにより、作動油がシリンダ本体のシリンダ室のうち上流側の第１油室内へ流れ込み、主管路内で圧縮された作動油がアクチュエータに作用することを抑えることができる。
【００２３】
一方、作動油が第１油室内へ流れ込むと、この第１油室内の圧力が上昇することにより、ピストンが弾性体の弾性力に抗して下流側へ移動する。さらに、主管路内の圧力が下降するので、主管路内の圧力に応じて開閉部が閉じることにより、圧縮エネルギーを蓄えた作動油が主管路へ戻ることを防ぐことができ、作動油の圧縮エネルギーを弾性エネルギーに変換することができる。
【００２４】
そして、弾性体の弾性力によってピストンが上流側へ戻ることにより、第１油室内の作動油が連通部を通過して第１油室から第２油室へ移動する。このとき、連通部が抵抗となって熱が発生することにより、弾性体の弾性エネルギーを熱エネルギーに変換することができる。このように、開閉部の開口量の調整を行わなくても、主管路内の圧力に応じて開閉部が開閉するだけで、作業具の振動を発生させる原因となるエネルギーを容易に開放させることができ、作業具の慣性に伴って発生する振動を効果的に抑制することができる。これにより、製造コストを抑えつつ、小型化を図ることができる。
【００２５】
また、本発明に係る作業機械の振動抑制装置は、前記発明において、前記主管路内の圧力を検出する圧力検出部と、この圧力検出部によって検出された圧力に応じて、前記開閉部の開閉動作を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記圧力検出部によって検出された圧力が上昇して最大値に達し、その後減少するときに前記開閉部を開き、この開閉部を開いてから所定の時間が経過したときに前記開閉部を閉じることを特徴としている。
【００２６】
このように構成した本発明は、制御部は、主管路内の圧力が上昇して最大値に達した時点で作業具の慣性エネルギーが作動油の圧縮エネルギーに十分に変換されたとみなし、主管路内の圧力が最大値から減少することを確認した後に、開閉部を所定の時間だけ開くようにしているので、圧縮された作動油をシリンダ本体のシリンダ室内へ円滑に流すことができる。これにより、作動油に蓄積された圧縮エネルギーから弾性エネルギーへ変換する量を増加させることができるので、作業具の振動を発生させる原因となるエネルギーを効率良く開放させることができる。
【００２７】
また、本発明に係る作業機械の振動抑制装置は、前記発明において、前記方向制御弁による前記主管路の連通状態又は遮断状態を検出する連通遮断状態検出部を備え、前記制御部は、前記連通遮断状態検出部によって検出された前記主管路の連通状態が遮断状態に切り替わるまで、前記圧力検出部によって検出された圧力に拘わらず、前記開閉部を閉じた状態に保つことを特徴としている。
【００２８】
このように構成した本発明は、制御部は、連通遮断状態検出部によって方向制御弁が連通状態から遮断状態に切り替わったことを感知したときに限って開閉部を開くことにより、例えば通常の操作時に発生した作業具の負荷によって主管路内の圧力が変動しても、開閉部が動作せず、主管路内の作動油が開閉部を通過しないので、主管路内の作動油が下流側の作動油タンクへ不必要に流れるのを防止することができる。
【００２９】
また、本発明に係る作業機械の振動抑制装置は、前記発明において、前記開閉部は、前記分岐管路のうち前記シリンダよりも上流側に設けられた第１の開閉弁と、前記分岐管路のうち前記シリンダよりも下流側に設けられた第２の開閉弁とから成り、前記第１の開閉弁は、前記主管路内の圧力が所定の圧力以上になり、かつ前記第２の開閉弁が閉じているときに開閉することを特徴としている。
【００３０】
このように構成した本発明は、シリンダの前後に第１の開閉弁及び第２の開閉弁が設けられているので、この第２の開閉弁が閉じられているときに限って第１の開閉弁が主管路内の圧力に応じて開閉することにより、作業具の慣性によって圧力が上昇した主管路内の作動油を上手くシリンダへ取り出すことができ、主管路内の作動油の流量を適切に調整することができる。従って、主管路内の作動油を取り出すタイミングと流量を制御する機能を各開閉弁とシリンダに分散させることができるので、製造コストを十分に抑えつつ、装置の小型化を実現することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の作業機械の振動抑制装置によれば、主管路内の圧力に応じて、主管路から分岐する分岐管路の開閉部が開閉することにより、作業具の慣性によって圧縮された作動油を主管路から分岐管路へ流通させ、作動油に蓄積された圧縮エネルギーをシリンダ室内のピストンと弾性体で速やかに消耗させることができる。従って、開閉部の開口量の調整を行わなくても、作業具の振動を発生させる原因となるエネルギーを容易に開放させることができ、作業具の慣性に伴って発生する振動を効果的に抑制することができる。これにより、製造コストを抑えつつ、小型化を図ることができるので、作業具の慣性に伴う振動の抑制機能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る振動抑制装置の第１実施形態が備えられる作業機械の一例として挙げた油圧ショベルを示す図である。
【図２】本発明に係る作業機械の振動抑制装置の第１実施形態の構成を説明する図である。
【図３】図２に示すダンピングシリンダの構成を説明する図である。
【図４】図２に示すコントローラによる開閉弁の開閉動作の制御を説明するフローチャートである。
【図５】図２に示す操作レバーの操作量、圧力検出センサによって検出された圧力、及びコントローラから出力される開閉弁の指令信号の関係を示す図である。
【図６】本発明に係る作業機械の振動抑制装置の第２実施形態の構成を説明する図である。
【図７】図６のＤ部の詳細を示す図である。
【図８】図６に示す操作レバーの操作量、第１主管路内の圧力、コントローラから出力される第２の開閉弁の指令信号、及び第１の開閉弁の開口量の関係を示す図である。
【図９】図６に示すコントローラによる第２の開閉弁の開閉動作の制御を説明するフローチャートである。
【図１０】本発明に係る作業機械の振動抑制装置の第３実施形態の構成を説明する図である。
【図１１】本発明に係る作業機械の振動抑制装置の第４実施形態に備えられた第１の開閉弁及びダンピングシリンダの各構成を説明する図である。
【図１２】従来技術の作業機械の振動抑制装置の構成を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明に係る作業機械の振動抑制装置を実施するための形態を図に基づいて説明する。
【００３４】
［第１実施形態］
本発明の作業機械の振動抑制装置の第１実施形態に係る油圧システムの基本構成は、上述した図１２に示す作業機械の振動抑制装置に係る油圧システムの基本構成と同じである。従って、図１２に示す油圧システムの構成と重複又は対応する部分には同一符号を付す。本発明に係る振動抑制装置の第１実施形態は、作業機械、例えば図１に示すように油圧システムを備えた油圧ショベル４１に適用される。
【００３５】
この油圧ショベル４１は、走行体４２と、この走行体４２の上側に配置され、旋回フレーム４３ａを有する旋回体４３と、この旋回体４３の前方に取り付けられ、上下方向に回動して掘削等の作業を行う作業具５０と、作業具５０を回動させる後述の油圧システムとを備えている。
【００３６】
旋回体４３は、前方にキャブ４７を備え、後方にカウンタウェイト４６を備え、また、これらキャブ４７及びカウンタウェイト４６の間にエンジンルーム４５と、このエンジンルーム４５に収納されたエンジン（図示せず）と、エンジンの前方に配置され、燃料を貯蔵する燃料タンク（図示せず）とを有している。キャブ４７内には、作業具５０を操作するための操作レバー１７（図２参照）が設けられている。
【００３７】
作業具５０は、例えば基端が旋回体４３に回動可能に取り付けられて上下方向に回動するブーム５１と、このブーム５１の先端に回動可能に取り付けられたアーム５２と、このアーム５２の先端に回動可能に取り付けられたバケット５３とから構成されている。上述の油圧システムは、例えばエンジンによって駆動される油圧ポンプ１（図２参照）と、この油圧ポンプ１へ作動油を供給する作動油タンク１５（図２参照）と、油圧ポンプ１から吐出された作動油によって動作するアクチュエータとしての油圧シリンダ４９とを備えている。
【００３８】
また、この油圧シリンダ４９は、旋回体４３とブーム５１とを接続し、伸縮することによってブーム５１を回動させるブームシリンダ５４と、ブーム５１の上側に配置されると共にブーム５１とアーム５２とを接続し、伸縮することによってアーム５２を回動させるアームシリンダ５５と、アーム５２とバケット５３とを接続し、伸縮することによってバケット５３を回動させるバケットシリンダ５６とを有している。
【００３９】
本発明の第１実施形態では、これらの油圧シリンダ４９におけるブームシリンダ５４、アームシリンダ５５、及びバケットシリンダ５６の各構成及び作用は同様であるので、以下の説明において、ブームシリンダ５４の構成及び作用について詳細に説明し、アームシリンダ５５及びバケットシリンダ５６の構成及び作用の説明を省略する。従って、図２には、油圧シリンダ４９としてブームシリンダ５４が示され、作業具５０としてブーム５１が示されている。
【００４０】
ブームシリンダ５４は、図２に示すようにシリンダ室が形成されたシリンダ本体５４Ａと、このシリンダ本体５４Ａのシリンダ室内を移動するピストンに一端が固定され、他端がブーム５１に接続されたピストンロッド５４Ｂとを備えている。また、油圧システムは、油圧ポンプ１とブームシリンダ５４とを接続し、油圧ポンプ１から吐出された作動油を流通させると共に、ブームシリンダ５４から戻る作動油を流通させる主管路３と、この主管路３のうち油圧ポンプ１とブームシリンダ５４との間に設けられ、油圧ポンプ１から吐出された作動油の流れを制御する方向制御弁２と、この方向制御弁２の切替位置を検出する切替位置検出センサ１３とを備えている。なお、主管路３は、例えばシリンダ本体５４Ａのシリンダ室のボトム室５４ａに接続された第１主管路３Ａと、シリンダ室のロッド室５４ｂに接続された第２主管路３Ｂとから構成されている。
【００４１】
さらに、油圧システムは、第１主管路３Ａと作動油タンク１５に接続され、第１主管路３Ａ内の圧力が予め設定された圧力よりも高くなった場合に、作動油を作動油タンク１５へ流出させる安全弁８と、第２主管路３Ｂと作動油タンク１５に接続され、第２主管路３Ｂ内の圧力が予め設定された圧力よりも高くなった場合に、作動油を作動油タンク１５へ流出させる安全弁１０とを備えている。
【００４２】
また、油圧システムは、第１主管路３Ａと作動油タンク１５に接続され、第１主管路３Ａ内の圧力が作動油タンク１５内の圧力よりも低くなった場合に、作動油を作動油タンク１５から第１主管路３Ａへ導くチェック弁７と、第２主管路３Ｂと作動油タンク１５に接続され、第２主管路３Ｂ内の圧力が作動油タンク１５内の圧力よりも低くなった場合に、作動油を作動油タンク１５から第２主管路３Ｂへ導くチェック弁１１と、主管路３のうち油圧ポンプ１と方向制御弁２との間に接続され、油圧ポンプ１から吐出される作動油が過剰となった場合に、作動油を作動油タンク１５へ流出させるリリーフ弁１４とを備えている。
【００４３】
上述の方向制御弁２は、操作レバー１７の操作量Ｘ（図５参照）に応じて、油圧ポンプ１からの作動油をブームシリンダ５４のロッド室５４ｂ側へ供給し、ブームシリンダ５４のボトム室５４ａ側からの作動油を作動油タンク１５へ戻す左位置（図２に示すＡ位置）、主管路３を遮断する中立位置（図２に示すＢ位置）、及び油圧ポンプ１からの作動油をブームシリンダ５４のボトム室５４ａ側へ供給し、ブームシリンダ５４のロッド室５４ｂ側からの作動油を作動油タンク１５へ戻す右位置（図２に示すＣ位置）のいずれかに切り替えるようになっている。
【００４４】
従って、操作レバー１７の操作が行われ、方向制御弁２が左位置Ａに切り替えられると、油圧ポンプ１からの作動油が主管路３の第２主管路３Ｂを流通してブームシリンダ５４のロッド室５４ｂ側へ供給されるので、ロッド室５４ｂ内の圧力が高められ、ピストンロッド５４Ｂがシリンダ室内へ押し込まれる。これにより、ブームシリンダ５４が収縮するので、ブーム５１がＺ方向へ移動する。
【００４５】
一方、操作レバー１７の操作が行われ、方向制御弁２が右位置Ｃに切り替えられると、油圧ポンプ１からの作動油が主管路３の第１主管路３Ａを流通してブームシリンダ５４のボトム室５４ａ側へ供給されるので、ボトム室５４ａ内の圧力が高められ、ピストンロッド５４Ｂがシリンダ室外へ押し出される。これにより、ブームシリンダ５４が伸長するので、ブーム５１が−Ｚ方向へ移動する。
【００４６】
本発明の第１実施形態は、主管路３内の圧力を検出する後述の圧力検出部と、主管路３のうちブームシリンダ５４と方向制御弁２との間に設けられ、主管路３から作動油タンク１５へ分岐する分岐管路３ａとを備えている。前述の圧力検出部は、例えば分岐管路３ａに設けられ、主管路３の第１主管路３Ａ内の圧力を検出する圧力検出センサ４から成っている。
【００４７】
また、本発明の第１実施形態は、分岐管路３ａに設けられ、主管路３内の圧力に応じて開閉することによって分岐管路３ａを連通又は遮断する開閉部としての開閉弁５と、分岐管路３ａのうち作動油タンク１５よりも上流側に設けられ、分岐管路３ａから開閉弁５を通過した作動油を貯留するシリンダ（以下、便宜的にダンピングシリンダと呼ぶ）６とを備えている。
【００４８】
このダンピングシリンダ６は、例えば図３に示すようにシリンダ室が形成された円筒状のシリンダ本体６Ａと、このシリンダ本体６Ａのシリンダ室内を上流側の第１油室６ａと下流側の第２油室に６ｂに区画し、作動油を第１油室６ａから第２油室６ｂへ流通させる連通部が形成されたピストン６Ｂと、シリンダ室内に設けられ、ピストン６Ｂを上流側へ付勢する弾性体とを含んでいる。また、ピストン６Ｂの連通部は、例えば中央が軸線方向にくり抜かれた貫通孔６Ｃから成り、弾性体は、例えば第２油室６ｂに収容されたばね６Ｄから成っている。
【００４９】
そして、本発明の第１実施形態は、図２に示すように圧力検出センサ４の検出信号Ｐ１を受信し、圧力検出センサ４によって検出された圧力Ｐ（図５参照）に応じて、開閉弁５の開閉動作を制御する制御部としてのコントローラ１６を備えている。このコントローラ１６は、圧力検出センサ４の検出信号ｐ１以外にも、操作レバー１７の入力信号Ｘｉ及び切替位置検出センサ１３の検出信号（図示せず）が入力されており、開閉弁５の開閉動作の指令信号ｙ１を開閉弁５へ出力するようにしている。なお、コントローラ１６は、時間を計測するタイマー（図示せず）を有している。
【００５０】
また、コントローラ１６は、図５に示すように圧力検出センサ４によって検出された圧力Ｐが上昇して最大値ｐｍａｘに達し、その後減少するときに開閉弁５を開き、この開閉弁５を開いてから所定の開口時間ΔＴ２が経過したときに開閉弁５を閉じるようにしている。
【００５１】
具体的には、コントローラ１６は、圧力検出センサ４によって検出された圧力Ｐが上昇して最大値ｐｍａｘに達したことを検出し、この最大値ｐｍａｘに達した時点から所定の監視時間ΔＴ１以内に圧力Ｐが所定の圧力Δｐｋ減少するときに開閉弁５を開き、この開閉弁５を開いてから所定の開口時間ΔＴ２が経過したときに開閉弁５を閉じるようにしている。なお、この開閉弁５の開口時間ΔＴ２内に開閉弁５を通過させる作動油の流量は、例えば数ｃｃ〜数十ｃｃ程度に設定されており、この流量に合わせてダンピングシリンダ６のシリンダ室の大きさが設定されている。
【００５２】
さらに、本発明の第１実施形態は、方向制御弁２による主管路３の連通状態又は遮断状態を検出する連通遮断状態検出部を備えている。この連通遮断状態検出部は、例えばコントローラ１６に格納され、操作レバー１７の操作量Ｘに応じて、主管路３の検出状態又は遮断状態を検出するようにしている。そして、コントローラ１６は、連通遮断状態検出部によって検出された主管路３の連通状態が遮断状態に切り替わるまで、圧力検出センサ４によって検出された圧力Ｐに拘わらず、開閉弁５を閉じた状態に保つようにしている。
【００５３】
次に、本発明の第１実施形態に係るコントローラによる開閉弁の開閉動作の制御について図４及び図５を参照して詳細に説明する。
【００５４】
まず、コントローラ１６は、初期値（操作レバー１７の操作量Ｘ＝０、タイマーの計測時間ｔ＝０）を設定する（手順Ｓ１）。次に、コントローラ１６は、操作レバー１７の入力信号Ｘｉを確認し、操作レバー１７の操作量Ｘを監視する（手順Ｓ２）。そして、コントローラ１６は、操作レバー１７の操作量Ｘが所定の操作量σ１以下であるかどうかを判断する（手順Ｓ３）。このとき、コントローラ１６は、操作レバー１７の操作量Ｘが所定の操作量σ１以下であると判断すると（手順Ｓ３／Ｙｅｓ）、手順Ｓ２の動作に戻る。
【００５５】
一方、手順Ｓ３において、コントローラ１６は、操作レバー１７の操作量Ｘが所定の操作量σ１を超えていると判断すると（手順Ｓ３／Ｎｏ）、コントローラ１６の連通遮断状態検出部は、方向制御弁２が左位置Ａ又は右位置Ｃにあることを示す主管路３の連通状態を検出し（手順Ｓ４）、操作レバー１７の操作量Ｘを操作量の最大値Ｘｍａｘとして記憶する（手順Ｓ５）。この操作量の最大値Ｘｍａｘが大きい程、ブーム５１の慣性エネルギーが大きいことが想定されるので、開閉弁５の開口時間ΔＴ２を長く設定し、例えば以下の式（１）を用いて設定する（手順Ｓ６）。
【００５６】
ΔＴ２＝Ｔｍｉｎ＋ｋ１・Ｘ                            ・・・・・・・（１）
ここで、Ｔｍｉｎ：所定の開口時間の最小値
ｋ１：比例定数
【００５７】
次に、コントローラ１６は、方向制御弁２が中立位置Ｂに切り替わるまで操作レバー１７の操作量Ｘを監視し（手順Ｓ７）、操作レバー１７の操作量Ｘが所定の操作量σ２以下であるかどうかを判断する（手順Ｓ８）。このとき、コントローラ１６は、操作レバー１７の操作量Ｘが所定の操作量σ２を超えていると判断すると（手順Ｓ８／Ｎｏ）、手順Ｓ７の動作に戻る。一方、手順Ｓ８において、コントローラ１６は、操作レバー１７の操作量Ｘが所定の操作量σ２以下であると判断すると（手順Ｓ８／Ｙｅｓ）、コントローラ１６の連通遮断状態検出部は、方向制御弁２が中立位置Ｂにあることを示す主管路３の遮断状態を検出する（手順Ｓ９）。
【００５８】
ここで、ブーム５１がＺ方向へ移動し、手順Ｓ９において、操作レバー１７の操作によって方向制御弁２が中立位置Ｂに切り替えられ、ブーム５１が急停止すると、ブーム５１の慣性エネルギーが主管路３の第１主管路３Ａを流通する作動油の圧縮エネルギーに変換され、第１主管路３Ａ内の圧力Ｐが上昇する。従って、手順Ｓ９の動作の後、コントローラ１６は、圧力検出センサ４の検出信号ｐ１を確認し、第１主管路３Ａ内の圧力Ｐを監視する（手順Ｓ１０）。そして、コントローラ１６は、第１主管路３Ａ内の圧力Ｐが上昇して最大値に達したかどうかを判断する（手順Ｓ１１）。なお、圧力Ｐが最大値に達するとは、例えば圧力Ｐが極大値をとることを示している。
【００５９】
手順Ｓ１１において、コントローラ１６は、第１主管路３Ａ内の圧力Ｐが最大値に達していないと判断すると（手順Ｓ１１／Ｎｏ）、手順Ｓ１０の動作に戻る。一方、手順Ｓ１１において、コントローラ１６は、第１主管路３Ａ内の圧力Ｐが最大値に達していると判断すると（手順Ｓ１１／Ｙｅｓ）、第１主管路３Ａ内の圧力Ｐを圧力の最大値ｐｍａｘとして記憶する（手順Ｓ１２）。この圧力の最大値ｐｍａｘが大きい程、ブーム５１の慣性力が大きいことが想定されるので、コントローラ１６は、第１主管路３Ａ内の圧力Ｐが最大値ｐｍａｘに達した時点（ｔ＝ｔ１）でブーム５１の慣性エネルギーが作動油の圧縮エネルギーに十分に変換されたとみなして、この時点からの圧力Ｐの減少を監視する監視時間ΔＴ１を長く設定し、例えば以下の式（２）を用いて設定する（手順Ｓ１３）。
【００６０】
ΔＴ１＝Ｔｍｉｎ＋ｋ２・ｐｍａｘ                      ・・・・・・・（２）
ここで、Ｔｍｉｎ：所定の監視時間の最小値
ｋ２：比例定数
【００６１】
次に、コントローラ１６は、監視時間ΔＴ１以内に第１主管路３Ａ内の圧力Ｐが所定の圧力Δｐｋ減少したかどうかを判断する（手順Ｓ１４）。手順Ｓ１４において、コントローラ１６は、監視時間ΔＴ１以内に第１主管路３Ａ内の圧力Ｐが所定の圧力Δｐｋ減少しなかったと判断すると（手順Ｓ１４／Ｎｏ）、第１主管路３Ａ内を流通する作動油の圧縮エネルギーによってブームシリンダ５４内のピストンロッド５４Ｂをシリンダ室外へ押し戻す力がないと判断できる。この場合、第１主管路３Ａ内の圧縮された作動油を分岐管路３ａから作動油タンク１５へ戻して第１主管路３Ａ内の圧力を抑える必要がないので、コントローラ１６は開閉弁５を閉じた状態に保ち、手順Ｓ１の動作に戻る。
【００６２】
一方、手順Ｓ１４において、コントローラ１６は、監視時間ΔＴ１以内に第１主管路３Ａ内の圧力Ｐが所定の圧力Δｐｋ減少したと判断すると（手順Ｓ１４／Ｙｅｓ）、第１主管路３Ａ内を流通する作動油の圧縮エネルギーによってブームシリンダ５４内のピストンロッド５４Ｂを押し戻す力があると判断できる。そのため、コントローラ１６は開閉弁５を開き（手順Ｓ１５）、第１主管路３Ａ内の圧縮された作動油を開閉弁５に通過させてダンピングシリンダ６へ流す。
【００６３】
その後、コントローラ１６は、開閉弁５を開いてから開口時間ΔＴ２が経過したときに開閉弁５を閉じ（手順Ｓ１６）、手順Ｓ１０からの動作を繰り返す。そして、この手順Ｓ１０からの動作の繰返しは、手順Ｓ１４において、監視時間ΔＴ１以内に第１主管路３Ａ内の圧力Ｐが所定の圧力Δｐｋ減少しなかったと判断されるまで行われる。
【００６４】
このように構成した本発明の第１実施形態によれば、コントローラ１６は、ブーム５１の慣性エネルギーが主管路３の第１主管路３Ａを流通する作動油の圧縮エネルギーに変換され、第１主管路３Ａ内の圧力Ｐが上昇したとき、開閉弁５を開くことにより、作動油がダンピングシリンダ６のシリンダ室のうち上流側の第１油室６ａ内へ流れ込み、第１主管路３Ａ内で圧縮された作動油がブームシリンダ５４に作用することを抑えることができる。
【００６５】
一方、作動油が第１油室６ａ内へ流れ込むと、開閉弁５の開口時間ΔＴ２内に開閉弁５を通過する作動油の流量よりもピストン６Ｂの貫通孔６Ｃを通過する作動油の流量の方が少ないので、この第１油室６ａ内の圧力Ｐが上昇することにより、ダンピングシリンダ６内のピストン６Ｂがばね６Ｄの弾性力に抗して下流側へ移動する。これにより、第１主管路３Ａ内の圧力Ｐが下降するので、コントローラ１６が開閉弁５を閉じることにより、圧縮エネルギーを蓄えた作動油が第１主管路３Ａへ戻ることを防ぎつつ、作動油の圧縮エネルギーを弾性エネルギーに変換することができる。
【００６６】
そして、ばね６Ｄの弾性力によってピストン６Ｂが上流側へ戻ることにより、第１油室６ａ内の作動油がピストン６Ｂの貫通孔６Ｃを通過して第１油室６ａから第２油室６ｂへ移動する。このとき、ピストン６Ｂの貫通孔６Ｃが抵抗となって熱が発生することにより、ばね６Ｄの弾性エネルギーを熱エネルギーに変換することができる。その後、第２油室６ｂ内の圧力は作動油タンク１５内の圧力よりも高くなるので、第１油室６ａから第２油室６ｂへ移動した作動油は作動油タンク１５へ戻される。
【００６７】
このように、コントローラ１６は、開閉弁５の開口量の調整を行わなくても、圧力検出センサ４によって検出された第１主管路３Ａ内の圧力Ｐに応じて開閉弁５を開閉させるだけで、ブーム５１の振動を発生させる原因となるエネルギーを容易に開放させることができ、ブーム５１の慣性に伴って発生する振動を効果的に抑制することができる。特に、ダンピングシリンダ６のシリンダ室の大きさは、第１主管路３Ａ内で圧縮された作動油の流量を確保できる大きさで良いので、ダンピングシリンダ６の容積は、従来技術で用いられた作動油を一時的に貯留するアキュムレータの容積よりも小さくて済む。以上より、本発明の第１実施形態は、製造コストを抑えつつ、小型化を図ることができるので、ブーム５１の慣性に伴う振動の抑制機能を向上させることができる。
【００６８】
また、本発明の第１実施形態は、コントローラ１６は、第１主管路３Ａ内の圧力Ｐが上昇して最大値ｐｍａｘに達した時点でブーム５１の慣性エネルギーが作動油の圧縮エネルギーに十分に変換されたとみなし、監視時間ΔＴ１以内に第１主管路３Ａ内の圧力Ｐが最大値ｐｍａｘからΔｐｋ減少することを確認した後に、開閉弁５を手順Ｓ６において設定された開口時間ΔＴ２だけ開くようにしているので、圧縮された作動油を開閉弁５の下流側のダンピングシリンダ６のシリンダ室内へ円滑に流すことができる。これにより、作動油に蓄積された圧縮エネルギーから弾性エネルギーへ変換する量を増加させることができるので、ブーム５１の振動を発生させる原因となるエネルギーを効率良く開放させることができる。
【００６９】
特に、監視時間ΔＴ１以内に第１主管路３Ａ内の圧力Ｐが最大値ｐｍａｘから減少しても、その減少量がΔｐｋに満たなければ、コントローラ１６は開閉弁５を開くことがないので、作動油に蓄積された圧縮エネルギーがブーム５１の振動を発生させる原因となるのかどうかを見極めた上で、ブーム５１の慣性に伴う振動の抑制機能を発揮することができる。
【００７０】
また、本発明の第１実施形態は、コントローラ１６の連通遮断状態検出部によって検出された主管路３の連通状態が遮断状態に切り替わるまで、圧力検出センサ４によって検出された圧力Ｐに拘わらず、開閉弁５が閉じられているので、仮に掘削等の作業においてブーム５１に負荷がかかり、第１主管路３Ａ内の圧力Ｐが上昇しても、第１主管路３Ａ内の作動油が開閉弁５を通過しない。そのため、第１主管路３Ａ内の作動油が下流側の作動油タンク１５へ不必要に流れるのを防止できるので、開閉弁５の開閉動作の制御に対して高い信頼性を得ることができる。
【００７１】
［第２実施形態］
図６は本発明に係る作業機械の振動抑制装置の第２実施形態の構成を説明する図、図７は図６のＤ部の詳細を示す図、図８は図６に示す操作レバーの操作量、第１主管路内の圧力、コントローラから出力される第２の開閉弁の指令信号、及び第１の開閉弁の開口量の関係を示す図、図９は図６に示すコントローラによる第２の開閉弁の開閉動作の制御を説明するフローチャートである。
【００７２】
本発明の第２実施形態が前述した第１実施形態と異なるのは、第１実施形態では開閉部が開閉弁５から成るのに対して、第２実施形態は、例えば図６に示すように開閉部は、分岐管路３ａのうちダンピングシリンダ６よりも上流側に設けられた第１の開閉弁２１と、分岐管路３ａのうちダンピングシリンダ６よりも下流側に設けられた第２の開閉弁２２とから成り、第１の開閉弁２１は、主管路３の第１主管路３Ａ内の圧力が所定の圧力ｐｓｋ（図８参照）以上になり、かつ第２の開閉弁２２が閉じているときに開閉するようにしたことである。以下、本発明の第２実施形態の構成について詳細に説明するが、上述した第１実施形態と同一の又は対応する部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略している。
【００７３】
本発明の第２実施形態では、第１の開閉弁２１は、例えば図７に示すようにシリンダ室２１ａが形成されたシリンダ本体２１Ａと、分岐管路３ａの上流側からシリンダ室２１ａ内へ流れる作動油を連通又は遮断する弁体２１Ｂと、シリンダ室２１ａ内に設けられ、弁体２１Ｂを上流側へ付勢する弾性体としてのばね２１Ｃとを含んでいる。従って、弁体２１Ｂの前後の圧力差がばね２１Ｃの設定圧ｐｓｋ以上になったとき、弁体２１Ｂが分岐管路３ａ内の圧力を受けて上流側から下流側へ向かう流れ方向Ｎへ移動することで第１の開閉弁２１が開き、弁体２１Ｂの前後の圧力差がばね２１Ｃの設定圧ｐｓｋ未満になったとき、弁体２１Ｂがばね２１Ｃの弾性力を受けてこの流れ方向Ｎと反対方向へ移動することで第１の開閉弁２１が閉じるようになっている。
【００７４】
一方、第２の開閉弁２２は、例えば図６に示すようにコントローラ１６に接続されており、このコントローラ１６は、操作レバー１７の入力信号Ｘｉを受信し、操作レバー１７の操作量Ｘに応じて、第２の開閉弁２２の開閉動作を制御するようにしている。本発明の第２実施形態では、コントローラ１６は、連通遮断状態検出部によって主管路３の連通状態が遮断状態に切り替わったことを検出してから所定の開始時間Ｔｓｌ（図８参照）が経過したときに第２の開閉弁２２を開き、さらに所定の開口時間Ｔｓｋが経過したときに第２の開閉弁２２を閉じる制御を行うものである。
【００７５】
従って、本発明の第２実施形態では、上述した第１実施形態に係る圧力検出センサ４が設けられていない。なお、ダンピングシリンダ６の容積は、例えば第１実施形態と同様に数ｃｃ〜数十ｃｃ程度に設定されており、第２油室６ｂと分岐管路３ａとの接続部分６ｃは、第２油室６ｂのうちピストン６Ｂと対向する壁面側の付近に位置している。
【００７６】
次に、本発明の第２実施形態に係るコントローラによる第２の開閉弁の開閉動作の制御について図８、図９を参照して詳細に説明する。
【００７７】
まず、コントローラ１６は、初期値（操作レバー１７の操作量Ｘ＝０、タイマーの計測時間ｔ＝０）を設定する（手順Ｓ２１）。次に、コントローラ１６は、操作レバー１７の入力信号Ｘｉを確認し、操作レバー１７の操作量Ｘを監視する（手順Ｓ２２）。そして、コントローラ１６は、操作レバー１７の操作量Ｘが所定の操作量σ１以下であるかどうかを判断する（手順Ｓ２３）。このとき、コントローラ１６は、操作レバー１７の操作量Ｘが所定の操作量σ１以下であると判断すると（手順Ｓ２３／Ｙｅｓ）、手順Ｓ２２の動作に戻る。
【００７８】
一方、手順Ｓ２３において、コントローラ１６は、操作レバー１７の操作量Ｘが所定の操作量σ１を超えていると判断すると（手順Ｓ２３／Ｎｏ）、コントローラ１６の連通遮断状態検出部は、方向制御弁２が左位置Ａ又は右位置Ｃにあることを示す主管路３の連通状態を検出する（手順Ｓ２４）。
【００７９】
次に、コントローラ１６は、方向制御弁２が中立位置Ｂに切り替わるまで操作レバー１７の操作量Ｘを監視し（手順Ｓ２５）、操作レバー１７の操作量Ｘが所定の操作量σ２以下であるかどうかを判断する（手順Ｓ２６）。このとき、コントローラ１６は、操作レバー１７の操作量Ｘが所定の操作量σ２を超えていると判断すると（手順Ｓ２６／Ｎｏ）、手順Ｓ２５の動作に戻る。一方、手順Ｓ２６において、コントローラ１６は、操作レバー１７の操作量Ｘが所定の操作量σ２以下であると判断すると（手順Ｓ２６／Ｙｅｓ）、コントローラ１６の連通遮断状態検出部は、方向制御弁２が中立位置Ｂにあることを示す主管路３の遮断状態を検出する（手順Ｓ２７）。
【００８０】
ここで、ブーム５１がＺ方向へ移動し、手順Ｓ２７において、操作レバー１７の操作によって方向制御弁２が中立位置Ｂに切り替えられ、ブーム５１が急停止すると、ブーム５１の慣性エネルギーが主管路３の第１主管路３Ａを流通する作動油の圧縮エネルギーに変換され、第１主管路３Ａ内の圧力Ｐが上昇する。このとき、第２の開閉弁２２は閉じられているので、第１の開閉弁２１の弁体２１Ｂが分岐管路３ａの上流側から圧力を受けてもダンピングシリンダ６の第２油室６ｂ内の作動油の逃げ道がない。
【００８１】
そのため、この第２油室６ｂ、貫通孔６Ｃ、第１油室６ａ、分岐管路３ａのうち第１の開閉弁２１とダンピングシリンダ６との接続部分３ａ１、及び第１の開閉弁２１のシリンダ室２１ａ内の圧力も上昇し、弁体２１Ｂはこのシリンダ室２１ａ内から同等の圧力を受けるので、手順Ｓ９の動作が行われてから所定の開始時間Ｔｓｌが経過するまでは、弁体２１Ｂがばね２１Ｃの弾性力及びシリンダ室２１ａ内の圧力に抗して流れ方向Ｎへ移動することができない。
【００８２】
その後、手順Ｓ２７の動作が行われてから所定の開始時間Ｔｓｌが経過すると（手順Ｓ２８）、コントローラ１６が第２の開閉弁２２を開くことにより（手順Ｓ２９）、ダンピングシリンダ６の第２油室６ｂ内の作動油が第２の開閉弁２２を通過して作動油タンク１５へ流れるので、ダンピングシリンダ６の第２油室６ｂ、貫通孔６Ｃ、第１油室６ａ、分岐管路３ａのうち第１の開閉弁２１とダンピングシリンダ６との接続部分３ａ１、及び第１の開閉弁２１のシリンダ室２１ａ内の圧力がタンク圧となる。これにより、第１主管路３Ａ内の圧力Ｐがタンク圧とばねの設定圧ｐｓｋを加算した圧力以上に上昇すると、弁体２１Ｂが分岐管路３ａの上流側から圧力を受けてばね２１Ｃの弾性力及び第１の開閉弁２１のシリンダ室２１ａ内の圧力に抗して流れ方向Ｎへ移動できるので、第１の開閉弁２１が開く（手順Ｓ３０）。
【００８３】
そして、第１主管路３Ａの上流側から第１の開閉弁２１のシリンダ室２１ａへ作動油が流入すると、作動油はそのまま分岐管路３ａ１を介してダンピングシリンダ６の第１油室６ａへ流れるが、第１の開閉弁２１を通過する作動油の流量よりも貫通孔６Ｃを通過する流量の方が少ないので、この第１油室６ａ内の圧力が上昇することにより、ダンピングシリンダ６内のピストン６Ｂがばね６Ｄの弾性力に抗して下流側へ移動し、第１主管路３Ａ内の圧力Ｐが下降する。
【００８４】
一方、ピストン６Ｂが移動して第２油室６ｂの壁面側へ到達すると、第２油室６ｂから分岐管路３ａへの作動油の流路６ｃがピストン６Ｂに塞がれるので、貫通孔６Ｃ、第１油室６ａ、分岐管路３ａのうち第１の開閉弁２１とダンピングシリンダ６との接続部分３ａ１、及び第１の開閉弁２１のシリンダ室２１ａ内の圧力が上昇する。これにより、弁体２１Ｂがこのシリンダ室２１ａ内の圧力を受けて流れ方向Ｎと反対方向へ押し戻され、第１の開閉弁２１が再び閉じる（手順Ｓ３１）。このとき、第１の開閉弁２１の開口時間ΔＴ３は、ダンピングシリンダ６の第１油室６ａ内に流れ込んだ作動油がダンピングシリンダ６の容積を充満するのにかかる時間となり、この時間中は第１の開閉弁２１の開口量Ａが正の値となる（Ａ＞０）。
【００８５】
このように、第２の開閉弁２２が開いた状態で第１の開閉弁２１が開閉することにより、ダンピングシリンダ６の容積に相当する流量の作動油を第１主管路３Ａから取り出すことができる。従って、第１主管路３Ａ内の圧力Ｐは、図８の実線で示されるように変動が抑えられて緩やかに収束する。
【００８６】
そして、第２の開閉弁２２が開いてから所定の開口時間Ｔｓｋが経過すると（手順Ｓ３２）、コントローラ１６が第２の開閉弁２２を閉じ（手順Ｓ３３）、手順Ｓ２１からの動作を繰り返す。なお、第１の開閉弁２１のばね２１Ｃの設定圧ｐｓｋは、例えば実際の油圧ショベル４１の使用条件に合わせて調整されるが、ブームシリンダ５４が停止した状態における主管路３内の圧力に対して２０−５０％の範囲に設定されている。同様に、上述した所定の開始時間Ｔｓｌ及び開口時間Ｔｓｋは、例えば実際の油圧ショベル４１の使用条件に合わせて調整され、特に所定の開始時間Ｔｓｌの始点は第１主管路３Ａ内の圧力Ｐが最大値ｐｍａｘとなる時点の近傍になるように設定されている。
【００８７】
このように構成した本発明の第２実施形態によれば、上述した第１実施形態と同様の効果が得られる他、２つの開閉弁２１，２２を備えており、第１実施形態と比較して開閉弁２１，２２の部品点数が増加しているが、ブーム５１の慣性で圧縮された第１主管路３Ａ内の作動油を取り出す流量はダンピングシリンダ６の容積に依存するので、２つの開閉弁２１，２２の開閉動作によって第１主管路３Ａから作動油を取り出すタイミングを管理するだけで良い。そのため、各開閉弁２１，２２の構造を簡単にすることができる。また、ダンピングシリンダ６の容積は、第１主管路３Ａ内の作動油を取り出す流量を考慮して最大数十ｃｃ程度に設定されているので、ダンピングシリンダ６の大きさが過大にならずに済む。このように、第１主管路３Ａ内の作動油を取り出すタイミングと流量を制御する機能を各開閉弁２１，２２とダンピングシリンダ６に上手く分散させることにより、製造コストを十分に抑えつつ、装置の小型化を実現することができる。
【００８８】
また、本発明の第２実施形態は、分岐管路３ａのうち第２の開閉弁２２がダンピングシリンダ６の下流側に配置されていることにより、ブーム５１の慣性で圧縮されて高圧となった第１主管路３Ａ内の圧力Ｐが第２の開閉弁２２に直接作用しないので、高圧に対応した部品を用いなくてもこの第２の開閉弁２２を安価に製作することができる。これにより、製造コストをより削減することができ、都合が良い。
【００８９】
［第３実施形態］
図１０は本発明に係る作業機械の振動抑制装置の第３実施形態の構成を説明する図である。
【００９０】
本発明に係る作業機械の振動抑制装置の第３実施形態は、図１０に示すように上述した第２実施形態の構成に加え、第１実施形態と同様に圧力検出センサ４を設け、コントローラ１６は、圧力検出センサ４の検出信号ｐ１を受信し、圧力検出センサ４によって検出された圧力Ｐに応じて、第２の開閉弁２２の開閉動作を制御するようにしている。この場合、コントローラ１６は、例えば第１実施形態の開閉弁５の制御と同様に、圧力検出センサ４によって検出された圧力Ｐが上昇して最大値ｐｍａｘに達したことを検出し、この最大値ｐｍａｘに達した時点から所定の監視時間ΔＴ１以内に圧力Ｐが所定の圧力Δｐｋ減少するときに第２の開閉弁２２を開き、この開閉弁２２を開いてから所定の開口時間ΔＴ２が経過したときに第２の開閉弁２２を閉じるようにしている。その他の構成は第１、第２実施形態と同様であるので、第１、第２実施形態と同一の又は対応する部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略している。
【００９１】
このように構成した本発明の第３実施形態によれば、上述した第１、第２実施形態と同様の効果が得られる他、第２の開閉弁２２が作動する開始時間Ｔｓｌ及び開口時間Ｔｓｋを予め設定しなくても、圧力検出センサ４によって検出された圧力Ｐに応じて第２の開閉弁２２の開閉動作が制御されるので、第１主管路３Ａ内の圧力Ｐの変化に合わせて第１主管路３Ａ内の作動油を取り出すタイミングと流量の制御を円滑に行うことができる。これにより、ブーム５１の慣性に伴う振動を効率良く抑制することができる。
【００９２】
［第４実施形態］
図１１は本発明に係る作業機械の振動抑制装置の第４実施形態に備えられた第１の開閉弁及びダンピングシリンダの各構成を説明する図である。
【００９３】
本発明に係る作業機械の振動抑制装置の第４実施形態は、図６に示す上述した第２実施形態の第１の開閉弁２１及びダンピングシリンダ６の構成に対して、図１１に示すように各ばね２１Ｃ，６Ｄの設定圧を調整するプラグ２１Ｄ，６Ｅを設けている。第１の開閉弁２１のプラグ２１Ｄは、例えばシリンダ室２１ａに回動可能に嵌合され、ダンピングシリンダ６のプラグ６Ｅは、例えば第２油室６ｂに回動可能に嵌合されている。
【００９４】
各ばね２１Ｃ，６Ｄは、例えば互いに直交する方向へ移動するように配置され、ばね２１Ｃは、例えば一端が弁体２１Ｂに接続され、他端がプラグ２１Ｄに支持されており、弁体２１Ｂ及びばね２１Ｃがプラグ２１Ｄの軸線に沿って配列されている。ばね６Ｄは、例えば一端がピストン６Ｂに接続され、他端がプラグ６Ｅに支持されており、ピストン６Ｂ及びばね６Ｄがプラグ６Ｅの軸線に沿って配列されている。
【００９５】
そして、プラグ２１Ｄは、ばね２１Ｃに対してばね２１Ｃの軸線周りに回動することにより、ばね２１Ｃの設定圧ｐｓｋの大きさが調整可能になっている。同様に、プラグ６Ｅは、ばね６Ｄに対してばね６Ｄの軸線周りに回動することにより、ばね６Ｄの設定圧の大きさが調整可能になっている。その他の構成は第２実施形態と同様であるので、第２実施形態と同一の又は対応する部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略している。
【００９６】
このように構成した本発明の第４実施形態によれば、上述した第２実施形態と同様の効果が得られる他、油圧ショベル４１の使用状態によってブームシリンダ５４の慣性負荷が幅広く変化しても、第１の開閉弁２１のプラグ２１Ｄをばね２１Ｃに対してばね２１Ｃの軸線回りに回動することにより、ばね２１Ｃの設定圧ｐｓｋを適宜変更できるので、第１主管路３Ａ内の作動油を取り出すタイミングを的確に調整することができる。これにより、ブーム５１の慣性に伴う振動に対して優れた防振性能を発揮することができる。なお、この防振性能は、第１の開閉弁２１のシリンダ室２１ａ及びダンピングシリンダ６の第１油室６ａが連通していれば、第１の開閉弁２１とダンピングシリンダ６の各構成要素の相対的な配置には影響されない。
【００９７】
また、上述した本発明の第１〜第４実施形態は、分岐管路３ａは主管路３の第１主管路３Ａに設けられた場合について説明したが、この場合に限らず、分岐管路３ａは主管路３の第２主管路３Ｂに設けられても良い。
【００９８】
また、本発明の第１〜第４実施形態は、コントローラ１６の連通遮断状態検出部は、操作レバー１７の操作量Ｘに応じて、主管路３の連通状態又は遮断状態を検出するようにした場合について説明したが、この場合に限らず、切替位置検出センサ１３によって方向制御弁２の左位置Ａ又は右位置Ｃが検出されたとき、主管路３の連通状態を検出し、切替位置検出センサ１３によって方向制御弁２の中立位置Ｂが検出されたとき、主管路３の遮断状態を検出するようにしても良い。
【符号の説明】
【００９９】
１  油圧ポンプ
２  方向制御弁
３  主管路
３Ａ  第１主管路
３Ｂ  第２主管路
３ａ  分岐管路
４  圧力検出センサ（圧力検出部）
５  開閉弁（開閉部）
６  ダンピングシリンダ（シリンダ）
６Ａ  シリンダ本体
６ａ  第１油室
６Ｂ  ピストン
６ｂ  第２油室
６Ｃ  貫通孔（連通部）
６ｃ  接続部分
６Ｄ  ばね（弾性体）
６Ｅ  プラグ
７，１１  チェック弁
８，１０  安全弁
１３  切替位置検出センサ
１４  リリーフ弁
１５  作動油タンク
１６  コントローラ
１７  操作レバー
２１  第１の開閉弁（開閉部）
２１Ａ  シリンダ本体
２１ａ  シリンダ室
２１Ｂ  弁体
２１Ｃ  ばね
２１Ｄ  プラグ
２２  第２の開閉弁（開閉部）
４１  油圧ショベル（作業機械）
４３  旋回体
４９  油圧シリンダ
５０  作業具
５１  ブーム
５２  アーム
５３  バケット
５４  ブームシリンダ
５４Ａ  シリンダ本体
５４ａ  ボトム室
５４Ｂ  ピストンロッド
５４ｂ  ロッド室
５５  アームシリンダ
５６  バケットシリンダ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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