JP2004249993A - サスペンション装置を有するホイールショベル - Google Patents

Abstract

【課題】サスペンション性能を簡単に変更できるようにしたサスペンション装置を有するホイールショベルを提供する。
【解決手段】サスペンション油圧シリンダ２のボトム室２ｂとロッド室２ｃとを連通する通路Ｃ１に可変絞り５ｂを設ける。この場合、一対のパイロットチェック弁１７Ａ、１７Ｂと可変絞りＶＤを内蔵したブロックＩＢをサスペンション油圧シリンダ２に一体的に取り付ける。可変絞り５ｂの開口面積を変更してサスペンション性能、とくに減衰性能を変更する。
【選択図】図７

Description

本発明は、サスペンション装置を有するホイールショベルに関する。

近年、ホイールショベル等、タイヤ付き車輪で移動する作業車両は高速走行化の傾向にあり、高速走行時のオペレータの乗り心地性をより向上させるため、例えば特開平６−２７８４３８号公報や特開平７−１３２７２３号公報には車体とアクスルとの間にサスペンション機構を備えた作業車両が開示されている。この作業車両では、車体の左右側面に復動式のサスペンション油圧シリンダを装着してそのボトム室同士を配管を介して接続し、その配管の途中に絞りとアキュムレータが設けられ、油圧シリンダの各シリンダロッドがそれぞれアクスルにピン結合されている。そしてこのようなサスペンション機構により、走行時のアクスルの振動を吸収、減衰し、走行時の乗り心地を向上させている。

上記公報の作業車両では、油圧シリンダとアキュムレータとの間の通路に固定絞りが介装されているが、油圧シリンダのボトム室とロッド室とを連通していないので、サスペンションの減衰力は上記絞りの断面積にのみ依存し、乗員の好みに合わせることが難しいという問題がある。

本発明の目的は、サスペンション性能を簡単に変更できるようにしたサスペンション装置を有するホイールショベルを提供することにある。

一実施の形態を示す図１、図５、図７および図１０を参照して説明する。
（１）請求項１の発明は、走行体８１のアクスル１と旋回体８３の車体フレーム８７との間に設けられたサスペンション油圧シリンダ２と、油圧シリンダ２と連通されたアキュムレータ７とを備えたサスペンション装置を有するホイールショベルに適用される。そして、油圧シリンダ２のボトム室２ｂとロッド室２ｃとを連通する通路Ｃ１の通路面積に応じてサスペンション性能を変更する変更手段５ｂを設けることにより、上述した目的を達成する。
（２）請求項２の発明は、請求項１のサスペンション装置を有するホイールショベルにおいて、変更手段を可変絞り５ｂとしたことを特徴とする。
（３）請求項３の発明は、請求項１のサスペンション装置を有するホイールショベルにおいて、変更手段を、油圧シリンダ２のボトム室２ｂとロッド室２ｃとを接続する外付け管路ＧＨに着脱自在に設けられる固定絞りＡＤとし、絞り径の異なる固定絞りに変更することで通路面積を変更することを特徴とする。
（４）請求項４の発明は、走行体８１のアクスル１と旋回体８３の車体フレーム８７との間に設けられたサスペンション油圧シリンダ２と、油圧シリンダ２と連通されたアキュムレータ７とを備えたサスペンション装置を有するホイールショベルに適用される。そして、油圧シリンダ２とアキュムレータ７とを連通する通路６の通路面積に応じてサスペンション性能を変更する変更手段６ａを設けることにより、上記目的を達成する。
（５）請求項５の発明は、請求項１のサスペンション装置を有するホイールショベルにおいて、変更手段は可変絞りであることを特徴とする。
（６）請求項６の発明は、請求項１のサスペンション装置を有するホイールショベルにおいて、変更手段を、油圧シリンダ２とアキュムレータ７とを接続する外付け管路に着脱自在に設けられる固定絞りとし、絞り径の異なる固定絞りに変更することで通路面積を変更することを特徴とする。

なお、本発明の構成を説明する上記課題を解決するための手段の項では、本発明を分かり易くするために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本発明が実施の形態に限定されるものではない。

本発明は次のような効果を奏する。
（１）サスペンション油圧シリンダのボトム室とロッド室との間の通路断面積を変更する変更手段を設けたので、サスペンション性能、とくに減衰性能を簡単に変更することができる。
（２）サスペンション油圧シリンダとアキュムレータとの間の通路断面積を変更する変更手段を設けたので、サスペンション性能、とくに硬さを簡単に変更することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明が適用されるホイールショベルの側面図（一部断面図）である。図１に示すように、ホイールショベルは、下部走行体８１と、旋回装置８２を介して下部走行体８１の上部に旋回可能に連結された上部旋回体８３とを有する。上部旋回体８３にはブーム８４Ａ、アーム８４Ｂ、バケット８４Ｃからなる作業用フロントアタッチメント８４（以下、アタッチメントと呼ぶ）と運転室８５とが設けられ、運転室８５の入口にはオペレータが搭乗した際に解除位置（Ａ位置）に、降車する際にロック位置（Ｂ位置）にそれぞれ操作されるゲートロックレバー８６が設けられている。下部走行体８１には、シャシフレーム８７（以下、フレームと呼ぶ）と、走行用の油圧モータ８８、トランスミッション８９、プロペラシャフト９０およびタイヤ９１が設けられ、プロペラシャフト９０からの駆動力はアクスル１,１'を介してタイヤ９１に伝達される。本実施の形態では、後側のアクスル１'はフレーム８７に直接固定され、前側のアクスル１は以下のようなサスペンション機構を介してフレーム８７に連結される。

図２は、本発明が適用されるホイールショベルの正面図（図１の矢視Ａ図）であり、主にサスペンション機構の構成を示す。図２に示すように、フレーム８７の左右端部には伸縮可能なシリンダ２を有するシリンダブロック３がそれぞれ装着されており、ピストンロッド２ａの先端はピン９２を介して回動可能にアクスル１に連結されている。また、フレーム８７の左右端部の一方（図では左側）にはリンク４の一端がピン９３を介して回動可能に連結され、その他端はフレーム８７の底部に設けられた開口部８７ａを通ってアクスル１の中央部（センターラインＣＬ上）に達し、ピン９４を介して回動可能に連結されている。これによって、ピン９３を支点にしてリンク４は矢印の如く回動し、ピストンロッド２ａの伸縮の範囲内でフレーム８７に対してアクスル１は主に上下動する。また、場合によってはピストンロッド２ａの伸縮の範囲内でピン９４を支点にしてアクスル１は揺動する。

図３は、本発明が適用されるホイールショベルを底面から見た図（図１の矢視Ｂ図）であり、主に油圧配管の配置を示す。なお、図３においてアクスル１は不図示とする。図３に示すように、左右のシリンダブロック３は配管５を介して接続され、その配管５の途中（中央）には配管６を介してアキュムレータ７が接続されている。アキュムレータ７にはさらに、切換レバー８ａの手動操作によってその位置が切り換えられる方向切換弁８が配管９を介して接続され、方向切換弁８は配管１０を介してセンタージョイント１１に接続されている。油圧回路の詳細は図５により後述する。なお、後述する油圧ポンプ１３とタンクは上部旋回体８３（図１参照）に設置され、車高調整時には、センタージョイント１１を介して油圧ポンプ１３からの圧油が下部走行体８１に設置されている油圧シリンダ２やアキュムレータ７などに供給されたり、油圧シリンダ２から油が方向切換弁８とセンタジョイント１１を介してタンクへ排出される。

アキュムレータ７は、ダイヤフラムによって内部のガスと油とを分離するいわゆるダイヤフラム式であり、ブラダによって内部のガスと油とを分離するいわゆるブラダ式アキュムレータと比較すると、およそ次のような特徴を有している。すなわち、ダイヤフラム式は全体が円形状を有しており、長手方向の高さはブラダ式に比べ低くなっている。また、ダイヤフラム式はその構造上、姿勢に制約がなく、長手方向を鉛直方向に向けて配置する（以降、これを縦置きと呼ぶ）ことも、長手方向を水平方向に向けて配置する（以降、これを横置きと呼ぶ）ことも可能である。これに対してブラダ式はその構造上、横置きにして用いることは困難である。図３に示すように、本実施の形態ではダイヤフラム式のアキュムレータ７を横置きにして搭載している。

図４は、フレーム８７の断面図（図３のIV-IV線断面図）であり、主にアキュムレータ７の取り付け状態を示す。図４に示すようにフレーム８７は、上板８７ｂと、上板８７ｂの下面の左右にそれぞれ溶接された断面コの字状の側板８７ｃとによって基本的に構成され、上板８７ｂと側板８７ｃの間には横長のスペースが形成されている。そして、上板８７ｂの下面にはさらに断面Ｌ字状（図３参照）のブラケット８７ｄが溶接され、そのブラケット８７ｄにはバンド４０と一体化された脚部材４０ａがボルト４１で締結されている。バンド４０は略Ｃ字状に形成され、その内側にはアキュムレータ７が取り付けられている。バンド４０の両端部にはボルト４２が挿通され、ボルト４２にはナット４３が螺合されており、ボルト４２を締め付けるとバンド４０が収縮し、これによってアキュムレータ７が固定される。なお、前述した配管５は配管固定部材４４を介して左右の側板８７ｃに吊持されている。

左右の側板８７ｃの間に形成されたスペース内において、アキュムレータ７は、その上端部がフレーム８７の上板８７ｂから突出せず、かつその下端部が側板８７ｃの下端面から突出することなく配置されている。すなわち、アキュムレータ７はその全部がフレーム８７の上端面および下端面の内側に収まっている。このようにアキュムレータ７を配置することで、アキュムレータ７はフレーム８７の内部に格納され、飛散物などから保護されるとともに、美観が向上する。また、アキュムレータ７は横置きで装着されているため、アキュムレータ７に接続された配管６の下方への出っ張りを防止することができる。なお、この場合、左右の油圧シリンダ２を接続する配管５は側板８７ｃの最下面より下方に突出して横架されるが、配管６の出っ張りがないためその突出量は最小化することができる。本実施の形態ではダイヤフラム式のアキュムレータ７を用いるが、これに代えてブラダ式のアキュムレータを搭載する場合にはその高さが高くなって、左右の側板８７ｃと上板８７ｂによって形成されるスペース内にアキュムレータを格納することが困難となる。

図５は、本発明の実施の形態に係わるサスペンションの構成を示す油圧回路図であり、本実施の形態に係わるサスペンションは、走行時のサスペンション機能に加えて車高調整機能とサスペンションロック機能とを有している。図５に示すように、アキュムレータ７は前述した方向切換弁８とセンタージョイント１１を介し、さらに油圧パイロット切換弁１２を介してメイン油圧源１３に接続されている。油圧パイロット切換弁１２のパイロットポート１２ａは電磁切換弁１４とロックバルブ１５を介してパイロット油圧源１６に接続されている。ロックバルブ１５は運転室８５に設けられたゲートロックレバー８６の操作によってその位置が切り換えられる。すなわち、ゲートロックレバー８６が解除位置に操作されると位置（イ）に切り換えられ、ロック位置に操作されると位置（ロ）に切り換えられる。電磁切換弁１４は、後述する電気信号Ｉによってそのソレノイド１４ａが励磁されると位置（ロ）に、ソレノイド１４ａが消磁されると位置（イ）にそれぞれ切り換えられる。

ロックバルブ１５と電磁切換弁１４がともに位置（ロ）に切り換えられると、油圧パイロット切換弁１２のパイロットポート１２ａにはパイロット油圧源１６からのパイロット圧が供給され、油圧パイロット切換弁１２は位置（ロ）に切り換えられる。これによって、メイン油圧源１３からの圧油が方向切換弁８に供給され、車高を高くする調整が可能となる。また、ロックバルブ１５と電磁切換弁１４の少なくとも一方が位置（イ）に切り換えられると、油圧パイロット切換弁１２のパイロットポート１２ａはタンクに連通され、油圧パイロット切換弁１２は位置（イ）に切り換えられる。これによって、方向切換弁８はタンクと連通され、車高を高くする調整が禁止されて車高を低くする調整が可能となる。

方向切換弁８は３ポート３位置切換弁であり、例えば図６に示すようなボールバルブで構成される。方向切換弁８が位置（イ）に切り換えられるとＡポート８ＡはＰポート８Ｐに連通し、位置（ハ）に切り換えられるとＡポート８ＡはＴポート８Ｔに連通する。また、位置（ロ）に切り換えられると、図６に示すようにＡポート８ＡはＰポート８Ｐ、Ｔポート８Ｔから完全にブロックされ、つまりＡポート８Ａからの漏れ量はほぼゼロとなる。この方向切換弁８は、Ｐポート（ポンプポート）８Ｐ、Ｔポート（タンクポート）８ＴおよびＡポート（サービスポート）８Ａが設けられたボデイ８ａと、ボデイ８ａに内蔵され、上記（イ）位置、（ロ）位置および（ハ）に外部操作により切り換えられるボール８ｂとから構成される。したがって、方向切換弁８は、圧油の流れを切り換える方向切換弁としての機能と、圧油の流れを遮断する漏れ量がほぼゼロのストップ弁としての機能を兼ね備える。そして、（イ）位置と（ロ）位置との間でボール８ｂが操作される場合には、ボール８ｂの操作量に応じた開口面積となり、いわゆるメータリング性を持ったストップ弁とすることができる。

図５に示すように、アキュムレータ７に接続される管路６には面積Ａ1の絞り６ａが、一対のシリンダブロック３をそれぞれ連通する管路５には面積Ａ2の絞り５ａがそれぞれ設けられ、これらの絞り５ａ,６ａには少なくともＡ1＞Ａ2の関係が成立している。シリンダ２が収縮して管路５内に高圧油が供給されると、その圧油は絞り５ａ,６ａを介してアキュムレータ７に蓄圧され、蓄圧された圧油は車体を中立位置へ復帰するように各々のシリンダ２に供給される。この場合、アキュムレータ７は主に振動を吸収するばねとして機能し、抵抗体としての絞り５ａ,６ａは主に振動を減衰するダンパとして機能する。これらのばねやダンパの特性は、アキュムレータ７に封入されたガス圧や絞り５ａ,６ａの面積によって決定される。

管路５はシリンダブロック３内で二手に分岐され、一方（図７の通路Ｃ２）はパイロットチェック弁１７を介してシリンダ２のボトム室２ｂに接続され、他方（図７の通路Ｃ１）は面積Ａ３（後述するように面積Ａ３は可変であり、面積Ａ1よりも小さい）の可変絞り５ｂとパイロットチェック弁１７を介してシリンダ２のロッド室２ｃに接続されている。パイロットチェック弁１７のパイロットポートは電磁切換弁１８を介してパイロット油圧源１６に接続されており、電磁切換弁１８の切換によってパイロットチェック弁１７の駆動が制御される。電磁切換弁１８は、後述する電気信号Ｉによってそのソレノイド１８ａが励磁されると位置（ロ）に、ソレノイド１８ａが消磁されると位置（イ）にそれぞれ切り換えられる。

電磁切換弁１８が位置（ロ）に切り換えられると、パイロット油圧源１６からの圧油がパイロットチェック弁１７のパイロットポートへ供給される。これによって、パイロットチェック弁１７は単なる開放弁として機能し、各シリンダ２の油室２ｂ,２ｃからの圧油の移動が可能となる（アンロック状態）。なお、このときボトム室２ｂとロッド室２ｃの圧油の流れは絞り５ｂによって規制され、すなわち、可変絞り５ｂは主に振動を減衰するダンパとして機能する。電磁切換弁１８が位置（イ）に切り換えられると、パイロット油圧源１６からの圧油の供給は停止され、これによって、パイロットチェック弁１７は通常のチェック弁として機能し、各シリンダ２の油室２ｂ,２ｃからの圧油の排出が禁止される（ロック状態）。
ところで、ホイール式油圧ショベルの掘削作業はフロントアタッチメント８４を車両後方に向けて行い、作業現場内ではそのままの姿勢で走行する場合が多い。この場合、車体重心が後アクスル１’側になり、ロッド２ａが伸びようとするから、ロッド室２ｃとボトム室２ｂとの間の連通通路に可変絞り５ｂがないと、ロッド２ａから流出する油はボトム室２ｂにそのまま流入し、ロッド２ａはストロークエンドまで伸長し、ストロークエンドになるときの衝撃が乗り心地を悪化させる。そこで、絞り５ｂを設け、擬似的にばね作用を持たせて堅いサスペンション性能にしている。したがって、可変絞り５Ｂにより、この場合の硬さを適正値に簡単に調節することもできる。

図７は、一対のパイロットチェック弁１７Ａ、１７Ｂと可変絞り５ｂを一体ブロックＩＢに内蔵してサスペンション油圧シリンダ２に一体的に取り付けた場合の一例を示している。ブロックＩＢは、ボトム室ポートＰ１、ロッド室ポートＰ２，アキュムレータポートＰ３、パイロットポートＰ４、ドレンポートＰ５の５つの外部ポートを有している。パイロットチェック弁１７Ａ、１７Ｂはそれぞれ、可動弁体１７ａと、可動弁体１７ａを付勢するばね１７ｂと、可動弁体１７ａを駆動するプランジャ１７ｃと、プランジャ１７ｃの戻しばね１７ｄとを有する。一対のパイロットチェック弁１７Ａ、１７Ｂのそれぞれの室１７ｅは可変絞りＶＤが介装された通路ＣＩにより連通され、通路Ｃ１は、通路Ｃ２によりアキュムレータポートＰ３に連通している。可変絞りＶＤの絞り面積を外部操作で変更してサスペンションの減衰性能が調整される。一対のパイロットチェック弁１７Ａ、１７Ｂのそれぞれの室１７ｆはパイロットポートＰ４に、ドレン室１７ｇはドレンポートＰ５にそれぞれ連通している。

走行モードでは、パイロットポートＰ４にパイロット圧力が作用するとプランジャ１７ｃが右方向に移動して可動弁体１７ａを押動してパイロットチェック弁１７Ａ、１７Ｂは開放弁となり、油圧シリンダ２がサスペンションとして機能する。駐車モードや作業モードでは、パイロットポートＰ４にパイロット圧力が作用しない。この場合、可動弁体１７ａは右方向に押動されないから付勢ばね１７ｂによりチェック弁として機能し、サスペンション油圧シリンダ２のボトム室２ｂとロッド室２ｃとはともにアキュムレータポートＰ４から遮断され、サスペンション油圧シリンダ２はロック状態となる。

図８は、本実施の形態に係わるサスペンションの電気回路図である。図８に示すように、電気回路は走行、駐車、作業の各モードに対応してＴ接点２１Ｔ、Ｐ接点２１Ｐ、Ｗ接点２１Ｗに切り換えられるブレーキスイッチ２１と、運転室８５からの操作によって車高調整を指令する車高調整スイッチ２２と、電源２３と、リレー２４,２５,２６とによってリレー回路を構成し、このリレー回路によって電磁切換弁１４,１８のソレノイド１４ａ,１８ａ、駐車ブレーキ解除用のソレノイド２７および作業ブレーキ作動用のソレノイド２８への電気信号Ｉの供給がそれぞれ制御される。

図８を詳述すると、ブレーキスイッチ２１の共通接点２１ｓは電源２３に、Ｔ接点２１Ｔはリレー２４のａ接点２４ａとリレー２５のコイル２５ｃと駐車ブレーキ解除用のソレノイド２７に、Ｗ接点２１Ｗはリレー２６のコイル２６ｃと作業ブレーキ作動用のソレノイド２８にそれぞれ接続され、Ｐ接点２１Ｐは開放されている。ブレーキスイッチ２１がＷ接点２１Ｗ側へ切り換えられると、作業ブレーキ作動用のソレノイド２８が励磁されて作業ブレーキが作動するとともに、駐車ブレーキ解除用のソレノイド２７が消磁されて駐車ブレーキが作動する。ブレーキスイッチ２１がＰ接点２１Ｐ側へ切り換えられると、駐車ブレーキ解除用のソレノイド２７が消磁されて駐車ブレーキが作動する。なお、作業ブレーキ、駐車ブレーキは周知のものであり、その図示は省略する。

電磁切換弁１８のソレノイド１８ａはリレー２４の共通接点２４ｓに、リレー２４のｂ接点２４ｂはリレー２６のａ接点２６ａに、リレー２６の共通接点２６ｓは電源２３にそれぞれ接続され、リレー２６のｂ接点２６ｂは開放されている。また、電磁切換弁１４のソレノイド１４ａは車高調整スイッチ２２に、車高調整スイッチ２２はリレー２５のａ接点２５ａに、リレー２５の共通接点２５ｓは電源２３にそれぞれ接続され、リレー２５のｂ接点２５ｂは開放されている。したがって、ブレーキスイッチ２１がＰ接点２１Ｐ側あるいはＷ接点２１Ｗ側へ切り換えられるとリレー２５がａ接点２５ａ側へ切り換えられ、この状態で車高調整スイッチ２２がオンされると、電磁切換弁１４のソレノイド１４ａは電源２３と接続されて励磁される。また、ブレーキスイッチ２１がＰ接点２１Ｐ側に切り換えられ、車高調整スイッチ２２がオンされると、リレー２４およびリレー２６がそれぞれｂ接点２４ｂ側およびａ接点２６ａ側に切り換えられ、電磁切換弁１８のソレノイド１８ａは電源２３と接続されて励磁される。すなわち、駐車モードで車高調整スイッチ２２をオン操作することにより、パイロットチェック弁１７が開放状態となり、他の車高調整条件が成立していれば方向切換弁８の操作により車高調整が可能となる。さらに、ブレーキスイッチ２１がＴ接点２１Ｔ側に切り換えられると、リレー２４はａ接点２４ａ側へ切り換えられ、電磁切換弁１８のソレノイド１８ａは電源２３と接続されて励磁される。これにより、走行時にパイロットチェック弁１７は開放とされて、油圧シリンダ２をサスペンションとして利用することができる。

続いて、本実施の形態に係わるサスペンションの動作をより具体的に説明する。
（１）走行モード
走行モードにおいては、図８に示すようにブレーキスイッチ２１がＴ接点２１Ｔ側へ切り換えられる。これによって、作業ブレーキ作動用のソレノイド２８が消磁されて作業ブレーキが解除されるとともに、駐車ブレーキ解除用のソレノイド２７が励磁されて駐車ブレーキが解除される。また、リレー２５のコイル２５ｃが通電されてリレー２５はｂ接点２５ｂ側へ切り換えられ、これによって、電磁切換弁１４のソレノイド１４ａへの回路が切断されてソレノイド１４ａは消磁され、電磁切換弁１４は位置（イ）となる。さらに、リレー２６のコイル２６ｃへの回路が切断されてリレー２６はａ接点２６ａ側へ切り換えられるとともに、リレー２４のコイル２４ｃへの回路が切断されてリレー２４はａ接点２４ａ側へ切り換えられ、ソレノイド１８ａは励磁されて電磁切換弁１８は位置（ロ）となる。なお、走行モードにおけるソレノイド１４ａの消磁、およびソレノイド１８ａの励磁は、車高調整スイッチ２２の操作とは無関係である。

図５の油圧回路において、前述したようにソレノイド１４ａが消磁されると電磁切換弁１４は位置（イ）に切り換えられ、油圧パイロット切換弁１２のパイロットポート１２ａはタンクに連通される。これによって、油圧パイロット切換弁１２は位置（イ）に切り換えられ、方向切換弁８のＰポートはタンクに連通される。また、前述したようにソレノイド１８ａが励磁されると電磁切換弁１８は位置（ロ）に切り換えられ、パイロット油圧源１６からの圧油がパイロットチェック弁１７のパイロットポートに供給される。これによって、パイロットチェック弁１７は単なる開放弁として機能し、各シリンダ２のボトム室２ｂとロッド室２ｃ、およびアキュムレータ７間での圧油の移動が可能となってサスペンション機能が発揮される。なお、走行モードにおいては、方向切換弁８は図６に示す中立位置に切り換えられており、切換レバー８ａはフレーム８７の下部に設けられているので走行中に切換レバー８ａが操作されることはなく、方向切換弁８からの圧油の流出は阻止される。つまり、誤操作により走行時に車高が下がることがない。

このような走行モードにおいて、例えば作業車両の高速走行時、路面の凹凸により高サイクルの振動がタイヤ９１,アクスル１を介してピストンロッド２ａに入力されると、高圧側のシリンダ２（収縮している方のシリンダ）からの圧油（動的な圧油）の一部は絞り５ａ,６ａを介してアキュムレータ７へと移動し、アキュムレータ７に蓄圧された後、車体を中立位置へ復帰させるように各々のシリンダ２へ供給される。このとき、アキュムレータ７はピストンロッド２ａの振動を吸収するバネとして機能し、アキュムレータ７のガス圧が高いほど堅いサスペンションとなる。また、絞り５ａ,５ｂ,６ａは振動の伝達を規制するダンパとして機能し、絞りが小さいほどシリンダ２がストロークしにくくなって減衰性が増加する。このような圧油の移動を伴うシリンダ２の伸縮により、フレーム８７に対してアクスル１が上下動または揺動し、走行中にタイヤ９１が路面から外力を受けた場合であっても、その外力がフレーム８７へと直接伝達されるのを防止する。なお、この場合、左右のタイヤ９１の双方が同一方向の外力を受けた場合等で左右のシリンダ２が同方向に伸縮するとアクスル１が上下動し、また、左右のタイヤの一方のみが外力を受けた場合等で左右のシリンダ２が互いに逆方向に伸縮するとアクスル１が揺動する。

また、作業車両の低速走行時、路面の凹凸により低サイクルの振動がピストンロッド２ａに入力されると、高圧側のシリンダ２から低圧側のシリンダ２へと圧油（静的な圧油）が供給され、各シリンダ２の圧力は等しくなる。これによって、路面に凹凸があってもタイヤ９１の接地圧を等しく保持することができ、作業車両の安定性を高めることができる。一方、作業車両の停止時においては、各シリンダ２の圧力は等しくなって圧油の流れは停止し、アタッチメント８４からの重力Ｗとシリンダ２内のピストン２ｐに作用する力Ｆとが均衡（Ｗ＝Ｆ）した位置でシリンダ２は静止する。なお、この場合、ピストン２ｐに作用する力Ｆは、ボトム室２側のピストン２ｐの受圧面積をＳ1、ロッド室２ｃ側のピストン２ｐの受圧面積をＳ2、シリンダ２内の圧力をＰとすると、Ｆ＝Ｐ×（Ｓ1−Ｓ2）となる。

（２）駐車モード
駐車モードにおいては、図８に示すようにブレーキスイッチ２１がＰ接点２１Ｐ側へ切り換えられる。これによって、駐車ブレーキ解除用のソレノイド２７と作業ブレーキ作動用のソレノイド２８はともに消磁され、駐車ブレーキは作動されて作業ブレーキは解除される。ここで、車高調整スイッチ２２がオフ（開）されると、電磁切換弁１４のソレノイド１４ａが消磁されるとともに、リレー２４のコイル２４ｃへの回路が切断されてリレー２４がａ接点２４ａ側へ切り換えられ、電磁切換弁１８のソレノイド１８ａが消磁される。

図５に示すように、ソレノイド１４ａ,１８ａが消磁されると電磁切換弁１４,１８はともに位置（イ）に切り換えられる。これによって、油圧パイロット切換弁１２は位置（イ）に切り換えられ、方向制御弁８のＰポートはタンクと連通されるとともに、パイロットチェック弁１７のパイロットポートへの圧油の供給は停止され、パイロットチェック弁１７はチェック弁となって各シリンダ２の油室２ｂ,２ｃからの圧油の移動は禁止される。すなわち、車高調整スイッチ２２がオフされているときに方向切換弁８が操作されたとしても、油圧シリンダ２に対する圧油の給排が禁止され、車高が不所望に変動することがない。

この実施の形態では、使用するアタッチメント８４の種類によって車高を所望の高さ位置に調整することができるが、この調整は駐車モードで行う。以下、高さ位置の調整（車高調整）について説明する。初期条件として、標準的な重量ｗのアタッチメント８４が装着され、図９（ａ）に示すように、シリンダ２の収縮方向と伸張方向のストローク可能量Ｌ1,Ｌ2がそれぞれ等しい（Ｌ1＝Ｌ2）位置でピストン２ｐが静止しているとする。ここで、図９（ｂ）に示すように、重量Ｗ'（＞Ｗ）のアタッチメント８４'に交換すると、シリンダ２が収縮して前側の車高が低くなり、収縮方向のストローク可能量Ｌ1'が小さくなる（Ｌ1'＜Ｌ1）。また、図９（ｃ）に示すように、重量Ｗ''（＜Ｗ）のアタッチメント８４''に交換すると、シリンダ２が伸張して前側の車高が高くなり、伸張方向のストローク可能量Ｌ2''が小さくなる（Ｌ2''＜Ｌ２）。このようにアタッチメント８４を交換すると、車高が低くまたは高くなり、収縮方向または伸張方向のストローク可能量Ｌ1'',Ｌ2''が小さくなってサスペンション機能を十分に発揮できず乗り心地が悪化する。これを防ぐため、車高調整を行い、アタッチメント８４を交換した場合に適正な車高（例えばＬ1'＝Ｌ2',Ｌ1''＝Ｌ2''）に保つ。

図８に示すように、駐車モードにおいてはブレーキスイッチ２１がＰ接点２１Ｐ側へ切り換えられるので、リレー２５,２６のコイル２５ｃ,２６ｃは通電されずリレー２５,２６はそれぞれａ接点２５ａ,２６ａ側へ切り換えられる。ここで、車高調整を行おうとして車高調整スイッチ２２がオン（閉）されると電磁切換弁１４のソレノイド１４ａが励磁されるとともに、リレー２４のコイル２４ｃが通電されてリレー２４がｂ接点２４ｂ側へ切り換えられ、電磁切換弁１８のソレノイド１８ａが励磁される。

図５に示すように、ソレノイド１４ａ,１８ａが励磁されると電磁切換弁１４,１８はともに位置（ロ）に切り換えられる。また、車高調整を行う場合にはゲートロックレバー８６をロック操作し、ロックバルブ１５を位置（ロ）に切り換える。これによって、パイロット油圧源１６からの圧油は油圧パイロット切換弁１２のパイロットポート１２ａへ供給され、油圧パイロット切換弁１２は位置（ロ）に切り換えられるとともに、パイロット油圧源１６からの圧油はパイロットチェック弁１７のパイロットポートへ供給され、パイロットチェック弁１７は開放弁とされる。

ここで、例えばシリンダ２が図９（ｂ）の状態（Ｌ1'＜2'）にあり、Ｌ1'＝Ｌ2'の状態とするためシリンダ２を伸張させる場合には、切換レバー８ａを操作して方向切換弁８を位置（イ）に切り換える。すると、メイン油圧源１３からの圧油が方向切換弁８を介して各シリンダ２の油室２ｂ,２ｃにそれぞれ供給され、これによって、ピストン２ｐに作用する力Ｆ（伸張方向の力）は大きくなってシリンダ２は伸張し、車高が高くなる。また、シリンダ２が図９（ｃ）の状態（Ｌ1''＞Ｌ2''）にあり、Ｌ1''＝Ｌ2''の状態とするためシリンダ２を収縮させる場合には、切換レバー８ａを操作して方向切換弁８を位置（ハ）に切り換える。すると、各シリンダ２の油室２ｂ,２ｃからの圧油がタンク方向切換弁８を介してタンクに排出され、これによってピストン２ｐに作用する力Ｆが小さくなってシリンダ２が収縮し、車高が低くなる。このようにして車高を調整し、車高が所定値（Ｌ1'＝Ｌ2’,Ｌ1''＝Ｌ2''の成立する値）に到達すると切換レバー８ａを操作して方向切換弁８を位置（ロ）に切り換える。

（３）作業モード
作業モードにおいては、ブレーキスイッチ２１がＷ接点２１Ｗ側に切り換えられる。これによって、作業ブレーキ作動用のソレノイド２８が励磁され、駐車ブレーキ解除用のソレノイド２７が消磁されて、作業ブレーキと駐車ブレーキがともに作動される。また、リレー２５のコイル２５ｃが通電されずリレー２５はａ接点２５ａ側へ切り換えられるとともに、リレー２６のコイルが通電されてリレー２６はｂ接点２６ｂ側へ切り換えられる。したがって、車高調整スイッチ２２が誤ってオン操作され、リレー２４のコイル２４ｃが通電されても電磁切換弁１８のソレノイド１８ａは励磁されず、電磁切換弁１８は位置（イ）に切り換えられてパイロットチェック弁１７はチェック弁として機能する。したがって、車高調整スイッチ２２と方向切換弁８が誤操作されても車高変動が禁止される。

さらにこの実施の形態では次のようなインターロックを用いてさらなる安全性を図っている。車高調整スイッチ２２が誤ってオン操作されると電磁切換弁１４のソレノイド１４ａは励磁され、電磁切換弁１４は位置（ロ）に切り換えられるが、作業モードにおいてはゲートロックレバー８６がロック操作されるので、ロックバルブ１５は位置（イ）に切り換えられ、したがって、油圧パイロット１２のパイロットポート１２ａには圧油が供給されず、方向切換弁８のＰポートはタンクに連通される。作業モード時、このようにパイロットチェック弁１７がチェック弁として機能し、方向切換弁８ａのＰポートがタンクと連通されることで、各シリンダ２の油室２ｂ,２ｃからの圧油の移動が確実に禁止され、切換レバー８ａを誤って操作しても車高が変化しない。

作業モードではパイロット油圧源１６からの圧油はロックバルブ１５を介して不図示の作業用パイロットバルブへと供給されるので、例えばアタッチメント８４を駆動しようとして不図示の操作レバーが操作されると、操作レバーの操作量に比例したパイロット圧油がパイロット式コントロール弁に導かれてコントロール弁が操作され、これによって掘削などの作業が可能となる。このとき、各シリンダ２の油室２ｂ,２ｃからの圧油の移動は禁止されているので、シリンダ２はストロークされず掘削による反力（掘削反力）はアキュムレータ７に吸収されることなく、サスペンションロック状態で安定して作業を行うことができる。

このように構成した本実施の形態による効果を説明する。
（１）サスペンション油圧シリンダ２のボトム室２ｂとロッド室２ｃとを連通する通路Ｃ１に設けた絞り５ｂを可変絞りとしたので、サスペンション性能、とくに減衰性能を簡単に変更することができる。また、上述したように後方作業姿勢による走行時のサスペンションの硬さも簡単に変更することができる。
（２）一対のパイロットチェック弁１７Ａ、１７Ｂと可変絞りＶＤを内蔵したブロックＩＢをサスペンション油圧シリンダ２に一体的に取り付けたので、各サスペンション油圧シリンダ２にそれぞれ一対設けられるパイロットチェック弁１７Ａ、１７Ｂのドレン油を、ブロックＩＢに設けた１つのドレンポートＰ５からタンクへ戻すことができ、ドレン配管の引回しが容易になる。

（３）油圧シリンダ２への圧油の給排を制御して車高調整する油圧回路において、圧油の給排を切り換える切換弁の機能と、油圧シリンダ２を油圧ポンプ１３およびタンクから遮断するストップ弁の機能をボール式３位置切換弁８により実現したので、切換弁８を中立位置に切り換えておけば、油圧シリンダ２からの圧油の漏れ（リーク）を確実に抑制して車高が不所望に低下することがない。また、切換弁とストップ弁を一体化したので小型化が図れる。さらに、ボデイ８ａに内蔵したボール８ｂの操作量に応じたメータリング（流量制御特性）が得られるので、車高調整時の上部旋回体８３の動きが円滑になる。さらにまた、ボール式３位置切換弁８をセンタージョイント１１の下流に配置したので、すなわち、アキュムレータ７や油圧シリンダ２に近接させて設けたので、ストップ弁８とアキュムレータ７との油圧配管長（とくに管路９の管路長）を短くでき、主にアキュムレータ７の容量に基づいて設計されたサスペンション性能に与える影響を小さくできる。さらにこの実施の形態では、管路９をゴムホースとしているので高圧で弾性変形してサスペンション性能が悪化することが予想される。そこで、サスペンション用油圧回路の最高圧力（たとえば９０kg/cm2）よりも十分高い耐圧（たとえば３５０kg/cm2）のゴムホースを用い、弾性変形量を小さくしてサスペンション性能の悪化を抑制している。

（４）シリンダ２を連通する管路５の途中にダイヤフラム式のアキュムレータ７を設けたので、同一容量のブラダ式と比較するとその高さは低くなり、したがって、左右の側板８７ｃと上板８７ｂによって形成されたスペース内に、効率よく（スペースを有効に使って）アキュムレータ７を配置することができる。また、アキュムレータ７を横向きに配置したので、アキュムレータ７に接続された配管６を下向きに取り出す必要はなく、配管６も含めたアキュムレータ７の高さを低くすることができる。

（５）ブレーキスイッチ２１やゲートロックレバー８６の操作に連動して切り換えられる切換弁１２,１４,１５を設け、駐車ブレーキを作動し、かつ、ゲートロックレバー８６をロック位置（作業禁止状態）へ操作した状態でのみ、つまり駐車モード選択時にのみ方向切換弁８のＰポートへ圧油を供給し、切換レバー８ａの操作による車高調整を可能としたので、走行時および作業時に車高調整されることはない。その結果、走行時に車高調整機能を考慮する必要がないので、サスペンション性能に係わる各部の設定が容易になるとともに、作業時においてはチェック弁１７によって各シリンダ２の油室２ｂ,２ｃからの圧油の移動を禁止したので、掘削反力を感じながら違和感なく作業することができる。

（６）ブレーキスイッチ２１とリレー２４〜２６等によってリレー回路を設け、走行時および作業時に誤って車高調整スイッチ２２がオン操作されても、あるいは作業時に切換レバー８ａが操作されても（走行中は操作不可能）、車高調整を禁止したので（いわゆるインターロック）、不所望な車高調整を防止することができる。

以上では、ボトム室２ｂとロッド室２ｃとの間の通路Ｃ１に可変絞りＶＤを設けたブロックＩＢを使用し、このブロックＩＢをサスペンション油圧シリンダ２に付設してサスペンション性能を変更するようにした。しかし、図１０に示すように、油圧シリンダ２に付設したパイロットチェック弁１７Ａ、１７ＢをゴムホースＧＨで連通し、ゴムホースＧＨの接続用アダプタＡＤに絞り５ｂを設け、内径の異なる種々のアダプタを交換することにより、サスペンション性能を変更するようにしてもよい。また、サスペンション油圧シリンダ２のボトム室２ｂとアキュムレータ７との間に介装される絞り５ａを可変絞りとしても、サスペンション性能、とくに硬さを簡単に変更することができる。この場合、上述したと同様に、サスペンション油圧シリンダ２のボトム室２ｂとアキュムレータ７とをゴムホースで接続し、接続用アダプタに絞り５ａを設け、内径の異なる種々のアダプタ５ａを交換することにより、サスペンション性能を変更するようにしてもよい。実施の形態では絞り５ｂを可変絞りとしたが、絞り５ｂは固定絞りとし絞り５ａを可変絞りとしてもよい。あるいは、絞り５ｂと絞り５ａを可変絞りとすれば、減衰性と硬さの双方を容易に変更することができる。

本発明の実施の形態に係わるサスペンション装置を有するホイールショベルの側面図。 本発明の実施の形態に係わるサスペンション装置を有するホイールショベルの正面図（図１の矢視Ａ図）。 本発明の実施の形態に係わるサスペンション装置を有するホイールショベルを底から見た図（図１の矢視Ｂ図）。 本発明の実施の形態に係わるサスペンション装置を有するホイールショベルの断面図（図３のIV-IV線断面図）。 本発明の実施の形態に係わるサスペンション装置の油圧回路図。 本発明の実施の形態に係わるサスペンション装置のボール式３位置方向切換弁の断面図。 本発明の実施の形態に係わるサスペンション油圧シリンダに付設するパイロットチェック弁内蔵ブロックの断面図。 本発明の実施の形態に係わるサスペンション装置を有するホイールショベルの電気回路図。 本発明の実施の形態に係わるサスペンション装置のシリンダの伸縮状態を示す図。 サスペンション油圧シリンダのボトム室とロッド室との間の通路面積を変更する他の例を示す図。

符号の説明

１,１'：アクスル ２：油圧シリンダ
２ａ：ボトム室 ２ｃ：ロッド室
５ａ，６ａ：絞り ５ｂ：可変絞り
７：アキュムレータ ８：ボール式３位置切換弁
８ａ：ボデイ ８ｂ：ボール
１３：油圧ポンプ １７,１７Ａ,１７Ｂ：パイロットチェック弁
ＶＤ：可変絞り Ｃ１，Ｃ２：通路
ＩＢ：ブロック

Claims (6)

1. 走行体のアクスルと旋回体の車体フレームとの間に設けられたサスペンション油圧シリンダと、
   前記油圧シリンダと連通されたアキュムレータとを備えたサスペンション装置を有するホイールショベルにおいて、
   前記油圧シリンダのボトム室とロッド室と連通する通路の通路面積に応じてサスペンション性能を変更する変更手段を設けたことを特徴とするサスペンション装置を有するホイールショベル。
2. 請求項１のサスペンション装置を有するホイールショベルにおいて、前記変更手段は可変絞りであることを特徴とするサスペンション装置を有するホイールショベル。
3. 請求項１のサスペンション装置を有するホイールショベルにおいて、前記変更手段は、油圧シリンダのボトム室とロッド室とを接続する外付け管路に着脱自在に設けられる固定絞りであり、絞り径の異なる固定絞りに変更することで通路面積を変更することを特徴とするサスペンション装置を有するホイールショベル。
4. 走行体のアクスルと旋回体の車体フレームとの間に設けられたサスペンション油圧シリンダと、
   前記油圧シリンダと連通されたアキュムレータとを備えたサスペンション装置を有するホイールショベルにおいて、
   前記油圧シリンダと前記アキュムレータとを連通する通路の通路面積に応じてサスペンション性能を変更する変更手段を設けたことを特徴とするサスペンション装置を有するホイールショベル。
5. 請求項４のサスペンション装置を有するホイールショベルにおいて、前記変更手段は可変絞りであることを特徴とするサスペンション装置を有するホイールショベル。
6. 請求項４のサスペンション装置を有するホイールショベルにおいて、前記変更手段は、前記油圧シリンダとアキュムレータとを接続する外付け管路に着脱自在に設けられる固定絞りであり、絞り径の異なる固定絞りに変更することで通路面積を変更することを特徴とするサスペンション装置を有するホイールショベル。

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