JP2015078541A - Center-of-gravity variable device - Google Patents

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肇宏 中里
Tadahiro Nakazato
肇宏 中里
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a center-of-gravity variable device, which can effectively increase excavating force.SOLUTION: A center-of-gravity variable device 100, which is mounted on an excavator 5 comprising a self-travelling travel body 6, a swivel body 7 that is provided above the travel body 6 and rotates relative to a tilting central axis G, and an excavating body 10 that is provided in front of the swivel body 7 and performs excavation work, is comprised of a tilting mechanism 101 that is provided between the travel body 6 and the swivel body 7 and tilts the swivel body 7 relative to the travel body 6.

Description

本発明は、油圧ショベル等の掘削機に搭載される重心可変装置に関する。   The present invention relates to a variable center of gravity device mounted on an excavator such as a hydraulic excavator.

一般に、油圧ショベルには、走行する下部走行体の上部に上部旋回体が旋回可能に設けられる。上部旋回体には、掘削作業を行う掘削体が設けられるとともに、掘削体と釣り合う重量を持つカウンタウェイトが設けられる。これにより、油圧ショベルは、重量の釣り合いがとられ、掘削体が前方に振り出されても転倒しないようになっている。   Generally, in an excavator, an upper swing body is provided so as to be capable of swinging on an upper portion of a lower traveling body that travels. The upper swing body is provided with an excavation body that performs excavation work, and is provided with a counterweight having a weight that balances the excavation body. As a result, the hydraulic excavator is balanced in weight so that it does not fall over even if the excavated body is swung forward.

特許文献1には、油圧ショベルの上部旋回体とカウンタウェイトの間にダンパシリンダが介装され、カウンタウェイトが上下動するのに伴ってダンパシリンダが伸縮作動して上部旋回体の揺れを抑える装置が開示されている。   Patent Document 1 discloses a device in which a damper cylinder is interposed between an upper swing body of a hydraulic excavator and a counter weight, and the damper cylinder expands and contracts as the counter weight moves up and down to suppress the swing of the upper swing body. Is disclosed.

上記装置は、上部旋回体の後部に取り付けられる加速度センサと、加速度センサからの信号に応じてダンパシリンダの油室に導かれる圧力を制御するコントローラと、を備えている。コントローラは、加速度センサからの信号に応じて上部旋回体の揺れを検出したときに、ダンパシリンダの油室に油圧源から供給される加圧作動油を導くように制御する。これにより、掘削作業時に上部旋回体の揺れが生じたときに、カウンタウェイトがダンパシリンダによって下方向に動かされ、上部旋回体の揺れを抑えられる。   The apparatus includes an acceleration sensor attached to the rear part of the upper swing body, and a controller that controls a pressure guided to the oil chamber of the damper cylinder in accordance with a signal from the acceleration sensor. The controller performs control so that the pressurized hydraulic fluid supplied from the hydraulic source is guided to the oil chamber of the damper cylinder when the swing of the upper swing body is detected according to the signal from the acceleration sensor. As a result, when the swing of the upper swing body occurs during excavation work, the counterweight is moved downward by the damper cylinder, and the swing of the upper swing body is suppressed.

特開平6−10374号公報JP-A-6-10374

しかしながら、このような従来の装置にあっては、カウンタウェイトが上下方向に動かされて油圧ショベルの重心が上下方向に移動するが、掘削力を有効に高められないという問題があった。   However, in such a conventional apparatus, the counterweight is moved in the vertical direction and the center of gravity of the hydraulic excavator moves in the vertical direction, but there is a problem that the excavation force cannot be effectively increased.

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、掘削力を有効に高められる重心可変装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a center-of-gravity variable device that can effectively increase excavation force.

本発明は、自走する走行体と、走行体の上部に設けられて旋回中心軸に対して旋回する旋回体と、旋回体の前部に設けられて掘削動作する掘削体と、を備える掘削機に搭載される重心可変装置であって、走行体と旋回体との間に設けられて、走行体に対して旋回体を傾倒させる傾倒機構で構成されることを特徴とする。   The present invention includes a traveling body that is self-propelled, a revolving body that is provided at an upper portion of the traveling body and that revolves around a turning center axis, and a drilling body that is provided at a front portion of the revolving body and performs a digging operation. A center-of-gravity variable device mounted on a machine, characterized in that it is provided with a tilting mechanism that is provided between a traveling body and a revolving body and tilts the revolving body with respect to the traveling body.

本発明では、傾倒機構が走行体に対して旋回体を傾倒させるので、重心可変装置が搭載される掘削機の重心を前後左右方向(水平面方向)に移動させることができる。これにより、例えば、傾倒機構によって走行体に対して旋回体を前方向に傾倒させると、掘削機の重心が前方に移動するので、掘削体による掘削力を高めることができる。   In the present invention, since the tilting mechanism tilts the turning body with respect to the traveling body, the center of gravity of the excavator on which the center-of-gravity variable device is mounted can be moved in the front-rear and left-right directions (horizontal plane direction). Thereby, for example, when the turning body is tilted forward with respect to the traveling body by the tilting mechanism, the center of gravity of the excavator moves forward, so that the excavating force by the excavating body can be increased.

本発明の実施形態に係る掘削機の側面図である。1 is a side view of an excavator according to an embodiment of the present invention. 掘削作業時を示す掘削機の側面図である。It is a side view of an excavator which shows the time of excavation work. 走行体及び傾倒機構の斜視図である。It is a perspective view of a traveling body and a tilting mechanism. 掘削作業時を示す走行体及び傾倒機構の斜視図である。It is a perspective view of the traveling body and tilting mechanism which show at the time of excavation work. 重心可変装置の構成図である。It is a block diagram of a gravity center variable apparatus.

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1、図2に示すように、掘削機(油圧ショベル)5は、走行する走行体(下部走行体)6と、走行体6の上部で旋回する旋回体(上部旋回体)7と、旋回体7から前方に延びて土砂等を掘削する掘削体10と、を備える。   As shown in FIGS. 1 and 2, the excavator (hydraulic excavator) 5 includes a traveling body (lower traveling body) 6 that travels, a revolving body (upper revolving body) 7 that revolves above the traveling body 6, An excavating body 10 extending forward from the body 7 and excavating earth and sand.

走行体6は、左右のクローラ装置9と、左右のクローラ装置9を支持する車体4と、を備える。クローラ装置9は、クローラベルト(履帯)19を循環させて走行する。   The traveling body 6 includes left and right crawler devices 9 and a vehicle body 4 that supports the left and right crawler devices 9. The crawler device 9 travels by circulating a crawler belt (crawler belt) 19.

旋回体7は、後述するターンテーブル40の作動によって走行体6に対して鉛直軸まわりに旋回する。旋回体7には、掘削体10と、運転室20と、カウンタウェイト21と、図示しないエンジン、燃料タンク、バッテリ、油圧源等と、が搭載される。   The revolving unit 7 revolves around the vertical axis with respect to the traveling unit 6 by the operation of a turntable 40 described later. The swivel body 7 is mounted with an excavation body 10, an operator cab 20, a counterweight 21, an engine, a fuel tank, a battery, a hydraulic pressure source, and the like (not shown).

なお、「鉛直軸」は、掘削機5が水平面上にある状態で、掘削機5の鉛直方向に延びる軸を意味する。   The “vertical axis” means an axis extending in the vertical direction of the excavator 5 in a state where the excavator 5 is on a horizontal plane.

掘削体10は、旋回体7の左右方向に延びる水平軸まわりに回動自在に支持されるブーム11と、ブーム11の先端部に回動自在に支持されるアーム12と、アーム12の先端部に回動自在に支持されて土砂等を掘削するバケット13と、を備える。ブーム11、アーム12、バケット13は、それぞれ駆動シリンダ(図示省略)によって駆動される。   The excavation body 10 includes a boom 11 that is rotatably supported around a horizontal axis that extends in the left-right direction of the swivel body 7, an arm 12 that is rotatably supported by the distal end portion of the boom 11, and a distal end portion of the arm 12. And a bucket 13 for excavating earth and sand. The boom 11, the arm 12, and the bucket 13 are each driven by a drive cylinder (not shown).

なお、「水平軸」は、掘削機5が水平面上にある状態で、掘削機5の水平方向に延びる軸を意味する。   The “horizontal axis” means an axis extending in the horizontal direction of the excavator 5 in a state where the excavator 5 is on a horizontal plane.

カウンタウェイト21は、旋回体7の後方に固定して設けられる。カウンタウェイト21の重量が掘削体10及び運転室20等の重量と釣り合うことにより、掘削機5の転倒が防止される。   The counterweight 21 is fixedly provided behind the revolving unit 7. When the weight of the counterweight 21 is balanced with the weights of the excavator 10 and the cab 20 and the like, the excavator 5 is prevented from falling.

掘削機5は、走行体6を駆動して走行し、掘削作業に際して足場となる場所に移動する。掘削作業時に、走行体6による走行を停止し、旋回体7を旋回させて掘削体10を掘削する方向に向ける。旋回体7が旋回を停止した状態で、掘削体10のブーム11、アーム12、バケット13をそれぞれ作動させることによってバケット13が土砂等に押し込まれた後に、バケット13を回動させて掘削した土砂等をすくい取る。その後、旋回体7を旋回させて掘削体10を他方向に向け、バケット13を掘削時と逆方向に回動させることによってすくい取った土砂等を放出する。掘削作業時には、こうした掘削体10の動作が繰り返し行われる。   The excavator 5 travels by driving the traveling body 6 and moves to a place that becomes a scaffold during excavation work. During excavation work, the traveling by the traveling body 6 is stopped, and the revolving body 7 is swung to turn the excavating body 10 in the direction of excavation. In a state where the turning body 7 stops turning, the boom 13, the arm 12, and the bucket 13 of the excavation body 10 are operated to push the bucket 13 into the earth and sand, and then the excavation is performed by rotating the bucket 13. Scoop up etc. Thereafter, the swiveling body 7 is swung to turn the excavating body 10 in the other direction and the bucket 13 is rotated in the opposite direction to that during excavation, thereby discharging the earth and sand scooped up. During the excavation work, the excavator 10 is repeatedly operated.

上記バケット13を土砂等に押し込む掘削時において、土砂等が固い場合には、バケット13が土砂等から受ける反力によって掘削体10と共に旋回体7の前部が上向きに回動して掘削機5の前部が浮き上がろうとする。   When excavating the bucket 13 into the earth or sand, if the earth or sand is hard, the reaction force received by the bucket 13 from the earth or sand causes the excavator 10 and the front part of the revolving body 7 to rotate upward, and the excavator 5 The front of is about to rise.

上記掘削機5の前部が浮き上がることを抑えるために、掘削機5には、掘削体10の動作に連動して旋回体7の重心を可変とする重心可変装置100が設けられる。重心可変装置100は、図2に示すように旋回体7を水平軸まわりに傾倒させる傾倒機構101と、後述するコントローラ70と、圧力センサ75と、傾斜角度センサ76と、を備える。   In order to prevent the front portion of the excavator 5 from being lifted, the excavator 5 is provided with a center-of-gravity variable device 100 that makes the center of gravity of the revolving body 7 variable in conjunction with the operation of the excavator 10. As shown in FIG. 2, the center-of-gravity variable device 100 includes a tilt mechanism 101 that tilts the swivel body 7 about the horizontal axis, a controller 70 described later, a pressure sensor 75, and a tilt angle sensor 76.

バケット13を土砂等に押し込む掘削時に、傾倒機構101の作動によって旋回体7が前方に傾倒して停止する。このときに旋回体7の重心が前方に移動するので、掘削機5の前部が浮き上がることを抑えられるとともに、バケット13を土砂等に押し込む掘削力が高められる。   During excavation for pushing the bucket 13 into the earth or sand, the revolving structure 7 is tilted forward and stopped by the operation of the tilting mechanism 101. At this time, the center of gravity of the swing body 7 moves forward, so that the front portion of the excavator 5 can be prevented from floating and the excavation force for pushing the bucket 13 into the earth and sand can be increased.

以下、傾倒機構101の具体的な構成について説明する。   Hereinafter, a specific configuration of the tilt mechanism 101 will be described.

傾倒機構101は、走行体6に支持されて旋回中心軸Oを中心として回動するターンテーブル40と、ターンテーブル40の前部に支持されて水平方向に延びる傾倒中心軸Gを中心として回動する傾倒テーブル50と、を備える。   The tilt mechanism 101 is supported by the traveling body 6 and rotates around the turning center axis O, and the tilt mechanism 101 is supported by the front portion of the turntable 40 and rotates around the tilt center axis G extending in the horizontal direction. And a tilting table 50.

図3及び図4に示すように、ターンテーブル40は、車体4にベアリング(図示省略)を介して旋回中心軸Oを中心として回動自在に支持される。   As shown in FIGS. 3 and 4, the turntable 40 is supported by the vehicle body 4 so as to be rotatable about a turning center axis O via a bearing (not shown).

ターンテーブル40を回動させる駆動機構として、車体4に固定される環状のラック42と、ラック42に噛み合うピニオン(図示省略)を回転駆動する油圧モータ43(図5参照)と、が設けられる。油圧モータ43によってピニオンが回転駆動されることにより、ラック42に噛み合うピニオンが周方向に移動し、ターンテーブル40が旋回中心軸Oを中心として回動する。   As a drive mechanism for rotating the turntable 40, an annular rack 42 fixed to the vehicle body 4 and a hydraulic motor 43 (see FIG. 5) that rotationally drives a pinion (not shown) engaged with the rack 42 are provided. When the pinion is rotationally driven by the hydraulic motor 43, the pinion that meshes with the rack 42 moves in the circumferential direction, and the turntable 40 rotates about the turning center axis O.

プレート状の傾倒テーブル50には、旋回体7が搭載されるとともに、左右の支持板57、58が上方向に突出するように設けられる。左右の支持板57の間にブーム11の基端部が回動自在に支持される。支持板57、58の間にブーム11を駆動する油圧シリンダの基端部が回動自在に支持される。   On the plate-like tilting table 50, the revolving body 7 is mounted, and left and right support plates 57 and 58 are provided so as to protrude upward. A base end portion of the boom 11 is rotatably supported between the left and right support plates 57. A base end portion of a hydraulic cylinder that drives the boom 11 is rotatably supported between the support plates 57 and 58.

ターンテーブル40の前端部には、傾倒テーブル50を回動自在に支持する回転支持部として左右のヒンジ59が設けられる。傾倒テーブル50は、左右のヒンジ59を介して水平左右方向に延びる傾倒中心軸Gを中心として回動自在に支持される。   At the front end of the turntable 40, left and right hinges 59 are provided as rotation support portions that rotatably support the tilting table 50. The tilt table 50 is supported so as to be rotatable about a tilt center axis G extending in the horizontal left-right direction via left and right hinges 59.

傾倒テーブル50を回動させる回動機構60として、ターンテーブル40の後部と傾倒テーブル50の後部との間で伸縮する左右の油圧シリンダ53が設けられる。傾倒テーブル50の後部には、左右の支持柱56が上方向に突出するように設けられる。左右の油圧シリンダ53は、シリンダ基端部がターンテーブル40の後部に連結され、ロッド先端部が左右の支持柱56に連結される。左右の油圧シリンダ53が同期して伸縮作動することにより、傾倒テーブル50が傾倒中心軸Gを中心として回動する。   Left and right hydraulic cylinders 53 that extend and contract between the rear part of the turntable 40 and the rear part of the tilting table 50 are provided as the rotating mechanism 60 that rotates the tilting table 50. On the rear portion of the tilting table 50, left and right support columns 56 are provided so as to protrude upward. The left and right hydraulic cylinders 53 have cylinder base ends connected to the rear portion of the turntable 40 and rod end portions connected to the left and right support columns 56. As the left and right hydraulic cylinders 53 extend and contract in synchronization, the tilt table 50 rotates about the tilt center axis G.

走行体6に対して旋回体7を傾倒させる傾倒機構は、上述した構成に限らず、傾倒テーブル50がヒンジ59を介して回動する構成に限らず、例えば傾倒テーブルを4本の油圧シリンダによって支持する構成としてもよい。   The tilt mechanism for tilting the swing body 7 with respect to the traveling body 6 is not limited to the above-described configuration, and is not limited to the configuration in which the tilt table 50 rotates via the hinge 59. For example, the tilt table is formed by four hydraulic cylinders. It is good also as a structure to support.

図5に示すように、油圧モータ43、左右の油圧シリンダ53には、油圧源(図示省略)に通じた油圧通路45、55がそれぞれ接続される。油圧通路45、55には、電磁切換弁44、54がそれぞれ介装される。   As shown in FIG. 5, hydraulic passages 45 and 55 connected to a hydraulic source (not shown) are connected to the hydraulic motor 43 and the left and right hydraulic cylinders 53, respectively. Electromagnetic switching valves 44 and 54 are interposed in the hydraulic passages 45 and 55, respectively.

電磁切換弁44は、ポジションa、b、cを有し、油圧モータ43に対する作動油の給排を切換える。作動ポジションaでは、油圧源からの作動油が油圧通路45を通じて油圧モータ43を一方向に回転させるように導かれる。停止ポジションbでは、油圧通路45が遮断されることにより、油圧モータ43の回転作動が停止される。作動ポジションcでは、油圧源からの作動油が油圧通路45を通じて油圧モータ43を逆方向に回転させるように導かれる。   The electromagnetic switching valve 44 has positions a, b, and c, and switches supply and discharge of hydraulic oil to and from the hydraulic motor 43. In the operating position a, hydraulic oil from the hydraulic source is guided through the hydraulic passage 45 so as to rotate the hydraulic motor 43 in one direction. At the stop position b, the hydraulic passage 45 is blocked, and the rotation operation of the hydraulic motor 43 is stopped. In the operation position c, the hydraulic oil from the hydraulic source is guided through the hydraulic passage 45 so as to rotate the hydraulic motor 43 in the reverse direction.

油圧モータ43に給排される油圧通路45における作動油の流れ方向が電磁切換弁44によって切り換えられることにより、油圧モータ43が正逆両方向に回転作動する。油圧モータ43は、前述したように、ラック42に噛み合うピニオンを介してターンテーブル40を回動させる。   When the flow direction of the hydraulic oil in the hydraulic passage 45 that is supplied to and discharged from the hydraulic motor 43 is switched by the electromagnetic switching valve 44, the hydraulic motor 43 is rotated in both forward and reverse directions. As described above, the hydraulic motor 43 rotates the turntable 40 through the pinion that meshes with the rack 42.

電磁切換弁54は、ポジションd、e、fを有し、油圧シリンダ53に対する作動油の給排を切換える。作動ポジションdでは、油圧源からの作動油が油圧通路55を通じて油圧シリンダ53を伸長作動させるように導かれる。停止ポジションeでは、油圧通路55が遮断されることにより、油圧シリンダ53の伸縮作動が停止される。作動ポジションfでは、油圧源からの作動油が油圧通路55を通じて油圧シリンダ53を収縮作動させるように導かれる。   The electromagnetic switching valve 54 has positions d, e, and f, and switches supply and discharge of hydraulic oil to and from the hydraulic cylinder 53. In the operation position d, the hydraulic oil from the hydraulic source is guided to extend the hydraulic cylinder 53 through the hydraulic passage 55. At the stop position e, the hydraulic passage 55 is blocked, and the expansion / contraction operation of the hydraulic cylinder 53 is stopped. In the operating position f, hydraulic oil from the hydraulic source is guided through the hydraulic passage 55 so as to cause the hydraulic cylinder 53 to contract.

左右の油圧シリンダ53に給排される油圧通路55における作動油の流れ方向が電磁切換弁54によって切り換えられることにより、左右の油圧シリンダ53が伸縮作動する。左右の油圧シリンダ53は、前述したように、傾倒テーブル50が傾倒中心軸Gを中心として回動させる。   When the flow direction of the hydraulic oil in the hydraulic passage 55 that is supplied to and discharged from the left and right hydraulic cylinders 53 is switched by the electromagnetic switching valve 54, the left and right hydraulic cylinders 53 are expanded and contracted. In the left and right hydraulic cylinders 53, as described above, the tilt table 50 is rotated about the tilt center axis G.

なお、上述した構成に限らず、油圧モータ43、油圧シリンダ53の代わりに電動アクチュエータを設けてもよい。   In addition to the configuration described above, an electric actuator may be provided instead of the hydraulic motor 43 and the hydraulic cylinder 53.

重心可変装置100は、電磁切換弁44、54のポジション及び開度を制御するコントローラ70を備える。   The center-of-gravity variable device 100 includes a controller 70 that controls the positions and opening degrees of the electromagnetic switching valves 44 and 54.

コントローラ70は、運転者によって操作される操作レバー74から出力される旋回指令信号T、掘削指令信号Sを受信するとともに、圧力センサ75から出力される駆動圧検出信号P、傾斜角度センサ76から出力される傾斜角度検出信号Aを受信し、これらの信号に応じて傾倒機構101の作動を制御する。   The controller 70 receives the turning command signal T and the excavation command signal S output from the operation lever 74 operated by the driver, and outputs the driving pressure detection signal P output from the pressure sensor 75 and the tilt angle sensor 76. The tilt angle detection signal A is received, and the operation of the tilt mechanism 101 is controlled in accordance with these signals.

旋回指令信号Tは、運転者による操作レバー74の操作に基づいて旋回体7を旋回作動させるときに出力される。   The turning command signal T is output when the turning body 7 is turned based on the operation of the operation lever 74 by the driver.

コントローラ70は、旋回指令信号Tに基づいて指令される旋回方向及び旋回速度に応じて電磁切換弁44のポジション及び開度を制御し、油圧モータ43の回転方向及び回転速度を制御する。   The controller 70 controls the position and opening of the electromagnetic switching valve 44 in accordance with the turning direction and turning speed commanded based on the turning command signal T, and controls the rotation direction and rotation speed of the hydraulic motor 43.

これにより、傾倒機構101では、油圧モータ43が回転作動することによってターンテーブル40が旋回中心軸Oを中心に回動し、旋回体7を指令された旋回方向及び旋回速度で旋回させる。   Thereby, in the tilting mechanism 101, when the hydraulic motor 43 rotates, the turntable 40 rotates around the turning center axis O, and the turning body 7 is turned at the commanded turning direction and turning speed.

掘削指令信号Sは、運転者による操作レバー74の操作に基づいて掘削体10を掘削作動させるときに出力される。   The excavation command signal S is output when the excavation body 10 is excavated based on the operation of the operation lever 74 by the driver.

圧力センサ75は、土砂等を掘削するバケット13を駆動する油圧シリンダに導かれる駆動油圧(流体圧)を検出し、駆動油圧に応じた駆動圧検出信号Pを出力する。   The pressure sensor 75 detects a driving hydraulic pressure (fluid pressure) guided to a hydraulic cylinder that drives the bucket 13 for excavating earth and sand and outputs a driving pressure detection signal P corresponding to the driving hydraulic pressure.

コントローラ70は、掘削指令信号Sに応じてバケット13が掘削部に向かう動作時を判定し、駆動圧検出信号Pが高まってバケット13が掘削部(切り羽)に押し込まれる掘削動作に連動して電磁切換弁54のポジション及び開度を制御し、左右の油圧シリンダ53を互いに同期して伸長作動させる。こうして傾倒機構101が旋回体7及び掘削体10をピッチング前方向に回動させて、旋回体7及び掘削体10を図1、図3に示す姿勢から図2、図4に示す姿勢に切換えて停止させる。これにより、旋回体7及び掘削体10に働くピッチング方向の慣性力によって掘削機5の前部が浮き上がることを抑えられ、バケット13を土砂等に押し込む掘削力が高められる。   In response to the excavation command signal S, the controller 70 determines when the bucket 13 is moving toward the excavation part, and the driving pressure detection signal P is increased so that the bucket 13 is pushed into the excavation part (face). The position and opening of the electromagnetic switching valve 54 are controlled, and the left and right hydraulic cylinders 53 are extended and operated in synchronization with each other. In this way, the tilting mechanism 101 rotates the revolving body 7 and the excavating body 10 in the forward pitching direction, and the revolving body 7 and the excavating body 10 are switched from the postures shown in FIGS. 1 and 3 to the postures shown in FIGS. Stop. Thereby, it is possible to suppress the front portion of the excavator 5 from being lifted by the inertial force in the pitching direction that acts on the revolving body 7 and the excavating body 10, and the excavating force that pushes the bucket 13 into the earth and sand is increased.

また、コントローラ70は、掘削指令信号Sに応じてバケット13が掘削部から離れる動作時を判定し、旋回体7をピッチング後方向に回動させて元の姿勢に戻す制御を行う。これにより、鉛直線Cと旋回中心軸Oとが同軸上に延び、掘削機5が掘削体10等の重量によって前方へ転倒することが防止される。   Further, the controller 70 determines when the bucket 13 is moving away from the excavation part according to the excavation command signal S, and performs control to rotate the revolving structure 7 in the post-pitching direction to return to the original posture. Thereby, the vertical line C and the turning center axis O extend coaxially, and the excavator 5 is prevented from falling forward due to the weight of the excavator 10 or the like.

なお、コントローラ70は圧力センサ75の駆動圧検出信号Pに応じて旋回体7及び掘削体10の動作状態を判定する構成に限らず、旋回体7がピッチング方向に回動する加速度センサの検出信号に応じて旋回体7及び掘削体10の動作状態を判定する構成としてもよい。   The controller 70 is not limited to the configuration in which the operating state of the swing body 7 and the excavation body 10 is determined according to the driving pressure detection signal P of the pressure sensor 75, and the detection signal of the acceleration sensor that rotates the swing body 7 in the pitching direction. It is good also as a structure which determines the operation state of the turning body 7 and the excavation body 10 according to.

傾斜角度センサ76は、走行体6が地盤の鉛直線に対して傾斜する傾斜方向及び傾斜角度を検出し、傾斜方向及び傾斜角度に応じた傾斜角度検出信号Aを出力する。   The tilt angle sensor 76 detects the tilt direction and tilt angle at which the traveling body 6 tilts with respect to the vertical line of the ground, and outputs a tilt angle detection signal A corresponding to the tilt direction and tilt angle.

コントローラ70は、走行体6の傾斜角度検出信号Aに応じて傾倒テーブル50の傾斜角度を制御し、旋回体7の重心移動によって旋回体7を回転中心軸Oと地盤の鉛直線Cに対する傾斜角度を小さくする方向に傾倒させる。掘削機5が坂を上るときには掘削機5の後方に重心がかかる。その場合には、旋回体7を前方に傾倒させることにより、バランスを維持して掘削機5の転倒を未然に防止できる。また、掘削機5が坂を下るときには掘削機5の前方に重心がかかる。その場合であっても、旋回体7を後方に回動させることにより、バランスを維持して掘削機5の転倒を未然に防止できる。   The controller 70 controls the tilt angle of the tilt table 50 according to the tilt angle detection signal A of the traveling body 6, and the tilt angle of the swing body 7 with respect to the rotation center axis O and the vertical line C of the ground by moving the center of gravity of the swing body 7. Tilt in the direction to reduce. When the excavator 5 goes up the hill, the center of gravity is applied behind the excavator 5. In that case, by tilting the revolving structure 7 forward, the balance can be maintained and the excavator 5 can be prevented from falling over. Further, when the excavator 5 goes down the slope, the center of gravity is applied in front of the excavator 5. Even in that case, by turning the revolving body 7 backward, the balance can be maintained and the excavator 5 can be prevented from falling over.

上記制御システムでは、掘削機5の姿勢を検出する検出器として、走行体6が地盤の鉛直線Cに対して傾斜する傾斜角度を検出する傾斜角度センサ76を用いる。なお、これに限らず、掘削機5の姿勢を検出する検出器として、旋回体7が地盤の鉛直線Cに対して傾斜する傾斜角度を検出する傾斜角度センサを用いてもよい。   In the control system, an inclination angle sensor 76 that detects an inclination angle at which the traveling body 6 is inclined with respect to the vertical line C of the ground is used as a detector that detects the attitude of the excavator 5. However, the present invention is not limited to this, and a tilt angle sensor that detects the tilt angle at which the revolving body 7 tilts with respect to the vertical line C of the ground may be used as a detector that detects the attitude of the excavator 5.

以上の実施形態によれば、以下に示す作用効果を奏する。   According to the above embodiment, there exists an effect shown below.

〔1〕掘削機5の重心可変装置100は、走行体6と旋回体7との間に設けられて、走行体6に対して旋回体7を傾倒させる傾倒機構101で構成されるものとした。   [1] The center-of-gravity variable device 100 of the excavator 5 is configured by a tilt mechanism 101 that is provided between the traveling body 6 and the revolving body 7 and tilts the revolving body 7 with respect to the traveling body 6. .

上記構成に基づき、重心可変装置100では、傾倒機構101が走行体6に対して旋回体7を傾倒させるので、重心可変装置100が搭載される掘削機5の重心を前後左右方向(水平面方向)に移動させることができる。これにより、例えば、傾倒機構101によって走行体5に対して旋回体7を前方向に傾倒させると、掘削機5の重心が前方に移動するので、掘削体10による掘削力を高めることができる。   Based on the above configuration, in the center-of-gravity variable device 100, the tilt mechanism 101 tilts the revolving body 7 with respect to the traveling body 6, so that the center of gravity of the excavator 5 on which the center-of-gravity variable device 100 is mounted is set in the front-rear and left-right directions (horizontal plane direction). Can be moved to. Thereby, for example, when the turning body 7 is tilted forward with respect to the traveling body 5 by the tilt mechanism 101, the center of gravity of the excavator 5 moves forward, so that the excavating force by the excavating body 10 can be increased.

〔2〕重心可変装置100は、走行体6に支持されて傾倒中心軸Gに対して回動するターンテーブル40を更に備え、傾倒機構101は、ターンテーブル40の上方に設けられ、ターンテーブル40に対して傾倒する傾倒テーブル50と、ターンテーブル40と傾倒テーブル50との間に設けられ、伸縮駆動する油圧シリンダ53(アクチュエータ)と、ターンテーブル40と傾倒テーブル50とを、水平方向に延びる傾倒中心軸Gに対して回動自在に支持するヒンジ59(回転支持部)と、を備える構成とした。   [2] The center-of-gravity variable device 100 further includes a turntable 40 that is supported by the traveling body 6 and rotates with respect to the tilting central axis G. The tilting mechanism 101 is provided above the turntable 40. Tilt table 50 that tilts relative to each other, a hydraulic cylinder 53 (actuator) that is provided between turn table 40 and tilt table 50 and that extends and retracts, and tilts extending horizontally between turn table 40 and tilt table 50. And a hinge 59 (rotation support portion) that is rotatably supported with respect to the central axis G.

上記構成に基づき、重心可変装置100では、油圧シリンダ53が伸縮駆動すると、傾倒テーブル50がターンテーブル40に対して傾倒中心軸Gまわりに回動する。これにより、油圧シリンダ53が伸長すると、傾倒テーブル50はターンテーブル40に対して傾倒する方向に回動する。また、油圧シリンダ53が収縮すると、傾倒テーブル50はターンテーブル40に対して近づく方向に回動する。この結果、傾倒機構101によって掘削機5の重心位置を前後方向に移動することができる。従って、掘削機5の姿勢に応じて重心位置を移動できるので、安定した走行及び掘削ができる。   Based on the above configuration, in the center-of-gravity variable device 100, when the hydraulic cylinder 53 is driven to extend and contract, the tilt table 50 rotates around the tilt center axis G with respect to the turntable 40. Thereby, when the hydraulic cylinder 53 is extended, the tilting table 50 is rotated in a direction tilting with respect to the turntable 40. Further, when the hydraulic cylinder 53 contracts, the tilting table 50 rotates in a direction approaching the turntable 40. As a result, the center of gravity of the excavator 5 can be moved in the front-rear direction by the tilt mechanism 101. Therefore, since the position of the center of gravity can be moved according to the attitude of the excavator 5, stable running and excavation can be performed.

〔3〕掘削体10は、流体圧により駆動する駆動シリンダを含む。重心可変装置100は、油圧シリンダ53の伸縮駆動を制御するコントローラ70と、駆動シリンダが駆動する際の流体圧を検出する圧力センサ75(駆動圧検出器)と、を更に備える。コントローラ70は、圧力センサ75によって検出された流体圧が所定の流体圧以上であった場合に、油圧シリンダ53を伸長させる構成とした。   [3] The excavated body 10 includes a drive cylinder that is driven by fluid pressure. The center-of-gravity variable device 100 further includes a controller 70 that controls the expansion and contraction drive of the hydraulic cylinder 53 and a pressure sensor 75 (drive pressure detector) that detects a fluid pressure when the drive cylinder is driven. The controller 70 is configured to extend the hydraulic cylinder 53 when the fluid pressure detected by the pressure sensor 75 is equal to or higher than a predetermined fluid pressure.

上記構成に基づき、重心可変装置100では、掘削体10が例えば土砂等を掘削するときに、駆動シリンダの流体圧が所定の流体圧以上となる。そのときに、コントローラ70が油圧シリンダ53を伸長させる。これにより、掘削機5の重心が前方に移動するので、掘削体10が掘削するときに掘削力を高めることができる。   Based on the above configuration, in the center-of-gravity variable device 100, when the excavation body 10 excavates, for example, earth and sand, the fluid pressure of the drive cylinder becomes equal to or higher than a predetermined fluid pressure. At that time, the controller 70 extends the hydraulic cylinder 53. Thereby, since the gravity center of the excavator 5 moves forward, excavation force can be increased when the excavator 10 excavates.

〔4〕掘削体10は、流体圧により駆動するシリンダを含む。重心可変装置100は、油圧シリンダ53の伸縮駆動を制御するコントローラ70と、掘削機5の姿勢を検出する傾斜角度センサ76(姿勢検出器)と、を更に備える。コントローラ70は、傾斜角度センサ76によって検出された姿勢が水平面に対して所定の角度以上であった場合に、油圧シリンダ53を伸長させる構成とした。   [4] The excavated body 10 includes a cylinder driven by fluid pressure. The center-of-gravity variable device 100 further includes a controller 70 that controls the expansion and contraction drive of the hydraulic cylinder 53 and an inclination angle sensor 76 (posture detector) that detects the posture of the excavator 5. The controller 70 is configured to extend the hydraulic cylinder 53 when the posture detected by the tilt angle sensor 76 is a predetermined angle or more with respect to the horizontal plane.

上記構成に基づき、掘削機5が坂を上るときには掘削機5の後方に重心がかかる。その場合であっても、重心可変装置100では、油圧シリンダ53を伸長させることにより、バランスを維持して掘削機5の転倒を未然に防止できる。   Based on the above configuration, the center of gravity is applied to the rear of the excavator 5 when the excavator 5 climbs the hill. Even in that case, the variable center-of-gravity device 100 can maintain the balance and prevent the excavator 5 from tipping over by extending the hydraulic cylinder 53.

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。   The embodiment of the present invention has been described above. However, the above embodiment only shows a part of application examples of the present invention, and the technical scope of the present invention is limited to the specific configuration of the above embodiment. Absent.

例えば、重心可変装置100は運転者に操作されるスイッチを備え、コントローラ70はスイッチからの信号を受信し、運転者の指令に基づいて傾倒機構101の作動を制御する構成としてもよい。   For example, the variable center-of-gravity device 100 may include a switch operated by the driver, and the controller 70 may receive a signal from the switch and control the operation of the tilt mechanism 101 based on the driver's command.

C 鉛直線
O 旋回中心軸
G 傾倒中心軸
5 掘削機
6 走行体
7 旋回体
10 掘削体
40 ターンテーブル
50 傾倒テーブル
53 油圧シリンダ(アクチュエータ)
59 ヒンジ(回転支持部)
60 回動機構
70 コントローラ
75 圧力センサ(駆動圧検出器)
76 傾斜角度センサ(姿勢検出器)
100 重心可変装置
101 傾倒機構
C Vertical line O Turning center axis G Tilt center axis 5 Excavator 6 Traveling body 7 Swing body 10 Excavating body 40 Turntable 50 Tilt table 53 Hydraulic cylinder (actuator)
59 Hinge (rotating support)
60 rotating mechanism 70 controller 75 pressure sensor (drive pressure detector)
76 Inclination angle sensor (Attitude detector)
100 Center of gravity variable device 101 Tilt mechanism

Claims (4)

自走する走行体と、前記走行体の上部に設けられて旋回中心軸に対して旋回する旋回体と、前記旋回体の前部に設けられて掘削動作する掘削体と、を備える掘削機に搭載される重心可変装置であって、
前記走行体と前記旋回体との間に設けられて、前記走行体に対して前記旋回体を傾倒させる傾倒機構で構成されることを特徴とする重心可変装置。
An excavator comprising: a self-propelled traveling body; a revolving body that is provided on an upper portion of the traveling body and that revolves around a revolving center axis; A center-of-gravity variable device,
A center-of-gravity variable device comprising a tilting mechanism that is provided between the traveling body and the revolving body and tilts the revolving body with respect to the traveling body.
前記走行体に支持されて前記傾倒中心軸に対して回動するターンテーブルを更に備え、
前記傾倒機構は、
前記ターンテーブルの上方に設けられ、前記ターンテーブルに対して傾倒する傾倒テーブルと、
前記ターンテーブルと前記傾倒テーブルとの間に設けられ、伸縮駆動するアクチュエータと、
前記ターンテーブルと前記傾倒テーブルとを、水平方向に延びる傾倒中心軸に対して回動自在に支持する回転支持部と、を備えることを特徴とする請求項1に記載の重心可変装置。
A turntable supported by the traveling body and rotating with respect to the tilting central axis;
The tilting mechanism is
A tilting table provided above the turntable and tilting with respect to the turntable;
An actuator that is provided between the turntable and the tilting table and is driven to extend and contract;
The center-of-gravity variable device according to claim 1, further comprising a rotation support portion that rotatably supports the turntable and the tilt table with respect to a tilt center axis extending in a horizontal direction.
前記掘削体は、流体圧により駆動する駆動シリンダを含み、
前記アクチュエータの伸縮駆動を制御するコントローラと、
前記駆動シリンダが駆動する際の流体圧を検出する駆動圧検出器と、を更に備え、
前記コントローラは、
前記駆動圧検出器によって検出された流体圧が所定の流体圧以上であった場合に、前記アクチュエータを伸長させることを特徴とする請求項2に記載の重心可変装置。
The excavation body includes a drive cylinder driven by fluid pressure,
A controller for controlling expansion and contraction drive of the actuator;
A drive pressure detector for detecting a fluid pressure when the drive cylinder is driven,
The controller is
The center-of-gravity variable device according to claim 2, wherein the actuator is extended when a fluid pressure detected by the driving pressure detector is equal to or higher than a predetermined fluid pressure.
前記アクチュエータの伸縮駆動を制御するコントローラと、
前記掘削機の姿勢を検出する姿勢検出器と、を更に備え、
前記コントローラは、
前記姿勢検出器によって検出された姿勢が水平面に対して所定の角度以上であった場合に、前記アクチュエータを伸長させることを特徴とする請求項2に記載の重心可変装置。
A controller for controlling expansion and contraction drive of the actuator;
A posture detector for detecting the posture of the excavator;
The controller is
The center-of-gravity variable device according to claim 2, wherein the actuator is extended when the posture detected by the posture detector is equal to or greater than a predetermined angle with respect to a horizontal plane.
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