JP2006264501A - 建設機械における昇降自在な運転室の振動防止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 運転室を上昇させた場合、該運転室は左右方向に揺動して（揺れ動いて）安定せず、運転室にいる操縦者にとって快適ではないという課題がある。
【解決手段】 防振用シリンダ１７は、左右の下側リンク１１のあいだに配設されており、該左右の下側リンク１１は、防振シリンダ１７が伸長状態にあるとき、左右方向外方に移動して外側支持片８ｂ、１３ｂに押圧状に当接した固定状態になって、内側支持片８ａ、１３ａとのあいだは前記左右の隙間の合計隙間Ｓ（＝Ｓ１＋Ｓ２）を存する防振状態となるため、運転室４を高所に位置させて作業等をしても、運転室４の左右方向の揺動（揺れ動き）が防止されることになって安定する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、油圧ショベル等の建設機械における昇降自在な運転室の振動防止装置の技術分野に属するものである。

一般に、この種の建設機械の中には、運転室と機体本体との間に介設した昇降リンク機構と、運転室を昇降させるための昇降用シリンダとを設けて運転室を昇降自在な構成としたものがあり、この場合、昇降リンク機構は、運転室側と機体本体側とがそれぞれピンを介して上下揺動自在に枢支する構成としたものがあるものがある（例えば、特許文献１参照。）。
実開昭６０−１９３８７３号公報

ところでこのようなものにおいては、運転室の昇降をスムーズにするため、リンク機構の各枢支部は摺動あるいは隙間を存した状態となっており、この結果、運転室を上昇させた場合、該運転室は左右方向に揺動して（揺れ動いて）安定せず、運転室にいる操縦者にとって快適ではないという問題があり、ここに本発明が解決しようとする課題がある。

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、建設機械を構成する機体フレームに、運転室を、昇降リンク機構を介して昇降自在に連結し、昇降用アクチュエータの作動により運転室を昇降するように構成してなる建設機械において、前記昇降リンク機構は、左右に離間するリンク同志の一端部が機体フレーム側に、他端部が運転室側にそれぞれ支軸を介して上下方向揺動自在に軸支される構成とし、前記左右リンクのあいだに、該左右リンクを左右方向外方または内方に移動させて機体フレーム側または／および運転室側に押圧して運転席の防振を目的とした防振用アクチュエータを設けたことを特徴とする建設機械における昇降自在な運転室の振動防止装置である。
請求項２の発明は、請求項１において、防振用アクチュエータは、昇降用アクチュエータが作動しているときには押圧を解除し、作動していないときには押圧をするよう昇降用アクチュエータの作動にタイミングを合わせて作動するように構成されていることを特徴とする建設機械における昇降自在な運転室の振動防止装置である。
請求項３の発明は、請求項１乃至２の何れか一つにおいて、昇降用アクチュエータの昇降作動の開始は、防振用アクチュエータによる押圧が解除された後に行われるように設定されていることを特徴とする建設機械における昇降自在な運転室の振動防止装置である。

請求項１の発明とすることにより、運転室を高所位置で作業等をしても、運転室の左右方向の揺動（揺れ動き）が防止されることになって安定する。
請求項２または請求項３の発明とすることにより、運転室の昇降動がスムーズにできる。

次に、本発明の第一の実施の形態について、図１〜図５に基づいて説明する。図面において、１は昇降自在な運転室を有する建設機械の一つである油圧ショベルであって、該油圧ショベル１は、クローラ式の下部走行体２と、該下部走行体２に旋回自在に設けられる上部旋回体３とから構成され、該上部旋回体３には、後述する昇降自在な運転室４と該運転室４の左右方向側方に設けられたブーム等の作業アタッチメントと、後方のエンジンルーム６等の各種の部材装置から構成されていること等は何れも従来通であるので、その詳細については省略する。

前記上部旋回体３を構成する旋回体フレーム７には、エンジンルーム６の前部に位置する状態で左右方向に幅広なコラム８が上方に向けて延設されているが、該コラム８の上半部左右両側には、前方に突出しかつ左右に対向する内外側の支持片８ａ、８ｂがそれぞれ設けられている。一方、９は運転室４を昇降させるための昇降リンク機構であって、該昇降リンク９機構は、上下に平行状に配した一対のリンク１０、１１が左右に設けられた平行リンク機構によって構成され、前記上下一対のリンク１０、１１の一端部が前記内外側の支持片８ａ、８ｂのあいだに隙間を有する遊嵌状態で挟持され、左右の支軸１２、１２ａを介して支持片８ａ、８ｂに上下方向揺動自在に軸支されている。

一方、前記運転室４の下部に設けられるステー１３の後部には、前記支持片８ａ、８ｂに対応する状態で内外側の支持片１３ａ、１３ｂが設けられ、該内外側支持片１３ａ、１３ｂのあいだに隙間（図３の（Ａ）では内外側に隙間Ｓ１、Ｓ２がある状態で図示されている）を有する遊嵌状態で挟持され、左右の支軸１４、１４ａを介して上下方向揺動自在に軸支されており、これによって運転室４は上下方向に移動可能な状態で旋回体フレーム７に支持されている。

また、１５は左右上側リンク１０間に介設された連結体であって、本実施の形態では踏み台に兼用されており、これによって左右上側リンク１０同志は一体化されているが、該連結体１３と旋回体フレーム７とのあいだには、昇降用アクチュエータに相当する昇降シリンダ１６が介装されており、該昇降シリンダ１６の伸縮作動によって運転室４の昇降ができるようになっている。

また、１７は左右下側リンク１１間に左右方向水平状に配設された防振用シリンダであって、該防振用シリンダ１７は、左右端部が左右下側リンク１１のリンク長方向中間部（中央部）にピン１８を介して回動自在に軸支されている。因みに、防振用シリンダ１７は本発明の防振用アクチュエータに相当する。
そして左右の下側リンク１１は、防振用シリンダ１７が後述するように縮小状態にあるときには内外側支持片８ａ、８ｂと１３ａ、１３ｂとのあいだに前記内外側の隙間Ｓ１、Ｓ２を有した遊嵌状の防振解除状態で支持されるが、伸長状態にあるときには、左右方向外方に移動して外側支持片８ｂ、１３ｂに押圧状に当接した固定状態になる一方、内側支持片８ａ、１３ａとのあいだは前記左右の隙間の合計隙間Ｓ（＝Ｓ１＋Ｓ２）を存する防振状態となり、これによって運転室４の左右揺動が防止される揺動防止状態になるようになっている。

次に、図５に前記昇降シリンダ１６と防振用シリンダ１７の油圧回路図を示す。１９は前記エンジンルーム６内に内装されるエンジン、２０は該エンジン１９からの動力を受けて駆動する油圧ポンプであって、該油圧ポンプ２０からの圧油は、制御バルブ２１を介して前記シリンダ１６、１７に供給されるようになっている。すなわち、前記制御バルブ２１はパイロット操作式の三位置切換え弁であって、該制御バルブ２１には、油圧ポンプ２０からの圧油が供給される油路Ａ、油圧タンクＴに連結される油路Ｂがそれぞれ接続される一方、昇降シリンダ１６のヘッド側油室１６ａに接続される油路Ｃとロッド側油室１６ｂに接続される油路Ｄとが接続されている。そして図示しない昇降スイッチがＯＦＦされている場合には、制御バルブ２１は中立位置Ｎに位置し、この場合には油圧ポンプ２０から供給される圧油は油圧タンクＴにリターンするようになっている。

一方、昇降スイッチを上昇側にＯＮ操作した場合、制御バルブ２１を上昇位置Ｘ側に切換えるパイロット圧油が供給され、これによって油圧ポンプ２０からの圧油は、制御バルブ２１を経由してヘッド側油室１６ａに供給されて昇降用シリンダ１６が伸長し、運転室４が上昇するようになっている。また昇降スイッチを下降側にＯＮ操作した場合、制御バルブ２１を下降位置Ｙ側に切換えるパイロット圧油が供給され、これによって油圧ポンプ２０からの圧油は、制御バルブ２１を経由してロッド側油室１６ｂに供給されて昇降シリンダ１６が縮小し、運転室４が下降するようになっている。尚、制御バルブ２１から昇降シリンダ１６に至る油路Ｃ、Ｄには落下防止弁２３が設けられている。

一方、防振用シリンダ１７は、ヘッド側油室１７ａに接続される油路Ｆ、ロッド側油室１７ｂに接続される油路Ｇは、前記制御バルブ２０から昇降シリンダ１６に至る油路Ｃ、Ｄに対し、落下防止弁２２よりも昇降シリンダ１６側に位置してそれぞれ分岐接続されている。
そして、油圧ポンプ２０からの圧油が、前述したように昇降シリンダ１６のヘッド側油室１６ａに供給されて運転室４が上昇する場合、これに伴って防振用シリンダ１７のヘッド側油室１７ａに圧油供給がなされ、これによって前記防振状態になって上昇した運転席４の左右揺動が防止される。これに対し、油圧ポンプ２１からの圧油が昇降シリンダ１６のロッド側油室１６ｂに供給されて運転室４が下降する場合、これに伴って防振用シリンダ１７のロッド側油室１７ｂに圧油供給がなされ、これによって前記防振解除状態になって運転席４の下降がなされる。

叙述の如く構成された本実施の形態において、防振用シリンダ１７は、両端が左右下側リンク１１にピン１８を介して支持されており、防振用シリンダ１７が伸長状態になると、左右下側リンク１１は外側支持片８ｂ、１３ｂ側にそれぞれ強制移動することになって該外側支持片８ｂ、１３ｂに押圧状に当接して固定状態になるため、運転室４は防振状態となり、これによって運転室４を高所に位置させて作業等をしても、運転室４の左右方向の揺動（揺れ動き）が防止されることになって安定する。

また、防振用シリンダ１７は、左右の下側リンク１１同志を連結する部材としても機能する為、連結部材が不要となり、部品点数を低減できる。

尚、本発明は前記実施の形態に限定されるものでないことは勿論であって、防振用アクチュエータ（防振用シリンダ１７）を複数設けることができ、また下側左右リンク１１は、左右方向外方ではなく、左右方向内方に移動して防振状態となるように構成してもよく、さらには左右方向外方、または左右方向内方に移動して防振状態になる場合、下側左右リンク１１は機体フレーム７または運転室４の何れか一方に押圧状に当接するようにしてもそれなりの防振効果を発揮することができるが、防振効果を高めるためには両方に当接するように構成することが好ましい。
また本発明は、図６、７、８に示される第二の実施の形態のようにしても実施することができる。このものにおいて、前記第一の実施の形態と同様のものについては同じ引出し符号を付してその詳細な説明を省略する。
本第二の実施の形態のものは、昇降シリンダ１６と防振用シリンダ１７との伸縮をそれぞれ制御するコントローラ２３を設けて円滑な運転室４の昇降ができるようにしたものである。
２４は油圧ポンプであって、該油圧ポンプ２４からの圧油は、分岐した油路Ｈと油路Ｉとに供給される。前記油路Ｈに供給された圧油は昇降シリンダ２４の伸縮を切換える昇降制御バルブ２５を介して昇降シリンダ１６に供給されるようになっている。該昇降制御バルブ２５は、電気（電磁）操作式の三位置切換え弁であって、中立位置Ｎに位置させると、油路Ｈから供給される圧油が油タンクＴ２にリターンされるとともに、ヘッド側油室１６ｃ及びロッド側油室１６ｄの圧油が排出されない状態となって、昇降シリンダ１６が固定される。

昇降制御バルブ２５を伸長側（Ｘ側）に切換えると油路Ｈから供給される圧油は、昇降制御バルブ２５を経由してヘッド側油室１６ｃに供給されて昇降シリンダ１６を伸長させることによって、運転室４が上昇するようになっている。また、昇降制御バルブ２５を縮小（Ｙ側）に切換えると、油路Ｈに供給される圧油は昇降制御バルブ２５を経由してロッド側油室１６ｄに供給されて昇降シリンダ１６を縮小させることによって、運転室４が下降するようになっている。
一方、油路Ｉ側に供給された圧油は、防振用シリンダ１７の伸縮を切換える防振制御バルブ２６を介して防振用シリンダ１７に供給されるようになっている。該防振制御バルブ２６は、電気（電磁）操作式の三位置切換え弁であって、中立位置Ｎに位置すると油路Ｉから供給される圧油はタンクＴ２にリターンされ、ヘッド側油室１７ｃ及びロッド側油室１７ｄに供給排出される油路は遮断されているため、防振用シリンダ１７は固定状態となる。

防振制御バルブ２６を防振側（Ｘ側）に切換えると油路Ｉから供給される圧油は、防振制御バルブ２６を経由してヘッド側油室１７ｃに供給されて防振用シリンダ１７が伸長し、リンク機構９が固定され、運転室４の防振をするようになっている。また、防振制御バルブ２６を防振解除側（Ｙ側）に切換えると、ヘッド側油室１７ｃ及びロッド側油室１７ｄから防振制御バルブ２６を経由して油タンクＴ２までの油路が開放されるため、防振用シリンダ１７の伸縮可動が容易な自由状態となって、リンク機構９の固定が解除され、運転室４の防振を解除するようになっている。

前記昇降制御バルブ２５および防振制御バルブ２６はコントローラ２３からの制御指令によって前記切換えをするが、該切換えは、運転室４に設けた昇降スイッチ２７のスイッチ操作によって行われるようになっており、その手順について図８に示すフローチャート図によって説明する。コントローラ２３は、昇降スイッチ２７が停止、下降、上昇操作の何れであるかを該昇降スイッチ２７からの信号に基づいて判断（ステップＰ１）し、下降操作がなされていると判断されると、第一タイマＪ１をセットし、該第一タイマＪ１時間を経過するまで防振制御バルブ２６に対して防振解除側の切換え（Ｙ側への切換え）指令が出力され（ステップＰ２）、これによって防振用シリンダ１７がフリーな状態となって、リンク機構９の固定が解除され、この固定解除が確実となる第一タイマＪ１時間（例えば１秒）が経過すると、防振制御バルブ２６に対しての防振解除側への切換え（Ｙ側への切換え）指令と共に、昇降制御バルブ２５に対して縮小側への切換え（Ｙ側への切換え）指令が出力され（ステップＰ３）、これによって、昇降シリンダ１６が縮小し、運転室４が下降する。

この下降状態で、昇降スイッチ２７が停止位置に操作されたと判断する（ステップＰ４）と、第二タイマＪ２をセットすると共に、昇降制御バルブ２５に対して中立位置Ｎへの切換えの指令を出力し（ステップＰ５）て下降停止をし、さらに防振制御バルブ２６に対して伸長側への切換え（Ｘ側への切換え）指令を、防振用シリンダ１７が伸長してリンク機構９が固定されるに十分な時間として設定される第二タイマＪ２のタイマ時間（例えば１秒）のあいだ出力され（ステップＰ６）、第二タイマＪ２時間が経過すると防振制御バルブ２６に対して中立位置Ｎへの切換え指令が出力され（ステップＰ７）、これによって防振用シリンダ１７が固定され、運転室４は防振状態に維持されるようになっている。
また、ステップＰ１において、昇降スイッチ２７が上昇操作されていると判断された場合には、ステップＰ３で、昇降制御バルブ２５への切換え指令が伸長側（Ｘ側）になされる点が異なる以外は、同じであるので、説明は省略する。
また、ステップＰ１において、停止と判断された場合には、ステップＰ１にリターンすることになり、この場合には、防振制御バルブ２６、昇降制御バルブ２５は中立状態に維持されることになって伸縮作動することはない。

叙述の如く構成された本実施の形態において、昇降スイッチ２７の切換えに伴って昇降制御バルブ２５と防振制御バルブ２６とを連動して伸縮制御して運転席４の昇降制御と防振制御とが実行できることになるが、このものでは、昇降スイッチ２７を上昇側または下降側に切換えた場合、防振用シリンダ１７は、昇降シリンダ１６の伸縮制御がなされる前にリンク機構９の押圧を解除してフリーな状態になってから、昇降シリンダ１６が伸縮して運転席４の昇降制御が実行される、つまり防振状態が解除された後に運転席４の昇降が行われることになって、運転室４の昇降作動が防振制御に邪魔されることがなくスムーズに行うことができるという更なる利点がある。

さらに本発明は、図９に示される第三の実施の形態のようにしても実施することができる。このものにおいて、前記第一の実施の形態と同様のものについては同じ引出し符号を付してその詳細な説明を省略する。
本第三の実施の形態では、防振用シリンダ２８として、ばね付き単動シリンダを採用したものである。つまりこのものは、ピストン２８ａがロッド引き込み側にばね２８ｂの付勢力で押されており、ヘッド側油室２８ｃが油タンクＴ３と油路を介して連通している状態では、つまり、防振制御バルブ２９が防振解除側（Ｙ側）に切換えられる状態では防振用シリンダ２８がばね付勢力を得て所定位置まで縮小し、これによってリンク機構９の固定（防振）を解除する設定になっている。

そして本第三の実施の形態のものにおいて、防振制御バルブ２９、昇降制御バルブ２５を前記第二の実施の形態のように切換え制御することで、運転席４を昇降させる場合に、該運転席４の昇降が、予め防振解除がなされた後、これにタイミングを合わせて実行されることになって防振制御に邪魔されることがない円滑な運転席４の昇降が実行されることになる。

建設機械の側面図である。 上側リンク部分の図である。 （Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ下側リンク部分の防振解除状態、防振状態を表した図である。 （Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ下側リンク及び左側支軸部分の防振解除状態、防振状態を表した図である。 第一の実施の形態の油圧制御回路図である。 第二の実施の形態の油圧制御回路図である。 コントローラの制御ブロック図である。 昇降制御のフローチャート図である。 第三の実施の形態の油圧制御回路図である。

符号の説明

１ 油圧ショベル
４ 運転室
７ 機体フレーム
８ コラム
８ａ、８ｂ 内外側支持片
９ 昇降リンク機構
１０、１１ 上下リンク
１３ ステー
１３ａ、１３ｂ 内外側支持片
１６ 昇降シリンダ
１７ 防振用シリンダ
１８ ピン
２３ コントローラ
２５ 昇降制御バルブ
２６ 防振制御バルブ
２７ 昇降スイッチ

Claims (3)

1. 建設機械を構成する機体フレームに、運転室を、昇降リンク機構を介して昇降自在に連結し、昇降用アクチュエータの作動により運転室を昇降するように構成してなる建設機械において、前記昇降リンク機構は、左右に離間するリンク同志の一端部が機体フレーム側に、他端部が運転室側にそれぞれ支軸を介して上下方向揺動自在に軸支される構成とし、前記左右リンクのあいだに、該左右リンクを左右方向外方または内方に移動させて機体フレーム側または／および運転室側に押圧して運転席の防振を目的とした防振用アクチュエータを設けたことを特徴とする建設機械における昇降自在な運転室の振動防止装置。
2. 請求項１において、防振用アクチュエータは、昇降用アクチュエータが作動しているときには押圧を解除し、作動していないときには押圧をするよう昇降用アクチュエータの作動にタイミングを合わせて作動するように構成されていることを特徴とする建設機械における昇降自在な運転室の振動防止装置。
3. 請求項１乃至２の何れか一つにおいて、昇降用アクチュエータの昇降作動の開始は、防振用アクチュエータによる押圧が解除された後に行われるように設定されていることを特徴とする建設機械における昇降自在な運転室の振動防止装置。
   

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