JP2018044288A - Work machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カウンタウエイトを備えた作業機械に関する。 The present invention relates to a work machine provided with a counterweight.
従来、油圧ショベルなどの作業機械として、車体と、作業アタッチメントと、カウンタウエイトとを備えたものが知られている。作業アタッチメントは、車体の前方部分に配置され、所定の掘削作業などを行う。カウンタウエイトは、車体の後方部分に配置され、車体のバランスを保つ機能を備えている。 Conventionally, as a working machine such as a hydraulic excavator, a machine including a vehicle body, a work attachment, and a counterweight is known. The work attachment is disposed in the front part of the vehicle body and performs a predetermined excavation work. The counterweight is disposed in the rear part of the vehicle body and has a function of maintaining the balance of the vehicle body.
特許文献1には、作業機械のカウンタウエイトが、振動緩衝体を介して車体に取り付けられた技術が開示されている。振動緩衝体は、カウンタウエイトと車体とを接続する筒状の戻しゴム部と、戻しゴムの内部に配置されたシリンダと、シリンダの内部で伸縮するピストンと、を備えている。更に、シリンダの内部には、粘性体が充填されている。振動緩衝体によって、作業時のカウンタウエイトの振動が低減される。 Patent Document 1 discloses a technique in which a counterweight of a work machine is attached to a vehicle body via a vibration buffer. The vibration shock absorber includes a cylindrical return rubber portion that connects the counterweight and the vehicle body, a cylinder disposed inside the return rubber, and a piston that expands and contracts inside the cylinder. Furthermore, the cylinder is filled with a viscous material. The vibration buffer reduces vibrations of the counterweight during operation.
特許文献1に記載された技術では、振動緩衝体が常にカウンタウエイトに接続されている。このため、車体の後方部分が上方に持ち上がるような力が作業機械に付与された場合、カウンタウエイトと車体とが略一体となって上下に移動する。この場合、作業機械の振動が減衰しにくいという問題があった。 In the technique described in Patent Document 1, the vibration buffer is always connected to the counterweight. For this reason, when a force that lifts the rear portion of the vehicle body is applied to the work machine, the counterweight and the vehicle body move up and down substantially together. In this case, there is a problem that the vibration of the work machine is difficult to attenuate.
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、車体のウエイト周辺に対して上方に持ち上がるような力が付与された場合の車体の振動の減衰を促進した作業機械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 of the present invention is to provide a work machine that promotes damping of vehicle body vibration when a force that lifts upward is applied to the periphery of the weight of the vehicle body. And
本発明の一の局面に係る作業機械は、車体と、前記車体の一端側に配置された作業アタッチメントと、前記車体のうち前記一端側とは反対の他端側で前記車体の上方に配置された可動ウエイトと、前記可動ウエイトを前記車体に対して上下移動可能にガイドするガイド部と、前記可動ウエイトを上方に向かって付勢する付勢ユニットと、前記可動ウエイトと前記車体との間に配置されたユニットであって、前記可動ウエイトが下方に移動する際に前記可動ウエイトによって押圧され、前記付勢ユニットの付勢力を含む移動力によって前記可動ウエイトが上方に移動する際に前記可動ウエイトが上方に離間することを許容するように、前記可動ウエイトに当接する被押圧部と、前記被押圧部が前記可動ウエイトによって押圧されることに応じて、前記可動ウエイトの下方への移動の抵抗となる抵抗力を生成する緩衝体と、を備え、前記車体に対する前記可動ウエイトの衝撃を緩衝する緩衝ユニットと、を有する。 A work machine according to one aspect of the present invention is disposed above a vehicle body, a work attachment disposed on one end side of the vehicle body, and on the other end side opposite to the one end side of the vehicle body. A movable weight, a guide portion that guides the movable weight with respect to the vehicle body, a biasing unit that biases the movable weight upward, and a gap between the movable weight and the vehicle body. A unit that is disposed and is pressed by the movable weight when the movable weight moves downward, and the movable weight moves when the movable weight moves upward by a moving force including a biasing force of the biasing unit. In response to the pressed portion being in contact with the movable weight and the pressed portion being pressed by the movable weight. And a cushion that generates a resistance force that the resistance of downward movement of the movable weight, has a, a buffer unit to buffer the impact of the movable weight relative to the vehicle body.
本構成によれば、可動ウエイトの車体に対する上下移動がガイド部によってガイドされる。また、可動ウエイトは上下移動する間、付勢ユニットによって上方に向かって付勢されている。この結果、車体の可動ウエイト周辺に対して上方に持ち上がるような力が付与された場合、可動ウエイトは車体から上方に離間するように移動することが可能となる。この際、付勢ユニットおよび緩衝ユニットによって上記の移動が妨げられることが抑止される。したがって、可動ウエイトと車体とが一体で上下移動する場合と比較して、可動ウエイトの下降時のストロークを大きくすることが可能となる。このため、可動ウエイトの下降時のエネルギーが緩衝ユニットによって効率的に吸収される。この結果、作業機械の車体の振動の減衰を促進することができる。 According to this configuration, the vertical movement of the movable weight with respect to the vehicle body is guided by the guide portion. The movable weight is biased upward by the biasing unit while moving up and down. As a result, when a force that lifts upward is applied to the periphery of the movable weight of the vehicle body, the movable weight can be moved away from the vehicle body. At this time, the movement is prevented from being hindered by the urging unit and the buffer unit. Therefore, it is possible to increase the stroke when the movable weight is lowered as compared with the case where the movable weight and the vehicle body move up and down integrally. For this reason, the energy when the movable weight is lowered is efficiently absorbed by the buffer unit. As a result, it is possible to promote the attenuation of the vibration of the vehicle body of the work machine.
上記の構成において、前記車体は、前記可動ウエイトの下方に配置された固定ウエイトを有し、前記可動ウエイトは、前記固定ウエイトに対して上下移動可能となるように前記ガイド部によってガイドされ、前記固定ウエイトとともに前記車体のバランスを調整するカウンタウエイトを構成することが望ましい。 In the above configuration, the vehicle body has a fixed weight disposed below the movable weight, and the movable weight is guided by the guide portion so as to be vertically movable with respect to the fixed weight, It is desirable to constitute a counterweight that adjusts the balance of the vehicle body together with a fixed weight.
本構成によれば、上下に配置される可動ウエイトおよび固定ウエイトによって、作業機械の重心位置を調整することができる。そして、固定ウエイトに対して可動ウエイトが上下に移動することによって、作業機械の車体の振動の減衰が促進される。 According to this configuration, the position of the center of gravity of the work machine can be adjusted by the movable weight and the fixed weight disposed above and below. Then, the movable weight moves up and down with respect to the fixed weight, thereby facilitating damping of the vibration of the vehicle body of the work machine.
上記の構成において、前記可動ウエイトは、前記ガイド部によってガイドされながら、前記車体に最も近づく下限位置と前記車体から最も上方に離間する上限位置との間で上下移動可能とされ、前記付勢ユニットは、前記下限位置から前記上限位置までの何れの位置に配置される前記可動ウエイトに対しても、上方に向かう付勢力を付与することが望ましい。 In the above configuration, the movable weight is movable up and down between a lower limit position that is closest to the vehicle body and an upper limit position that is furthest upward from the vehicle body while being guided by the guide portion. It is desirable to apply an upward biasing force to the movable weight disposed at any position from the lower limit position to the upper limit position.
本構成によれば、可動ウエイトは、常に上方に向かって付勢されている。このため、車体の可動ウエイト周辺に対して上方に持ち上がるような力が付与された場合、可動ウエイトの車体に対する離間動作が速やかに開始される。 According to this configuration, the movable weight is always urged upward. Therefore, when a force that lifts upward is applied to the periphery of the movable weight of the vehicle body, the separation operation of the movable weight with respect to the vehicle body is quickly started.
上記の構成において、前記付勢ユニットは、前記可動ウエイトと前記車体との間に配置され、圧縮されることで前記可動ウエイトを上方に向かって付勢する弾性力を発生させるばね部材を含み、前記ばね部材の自由長は、前記上限位置に配置された前記可動ウエイトと前記車体との上下方向における間隔よりも大きく設定されていることが望ましい。 In the above configuration, the biasing unit includes a spring member that is disposed between the movable weight and the vehicle body and generates an elastic force that biases the movable weight upward by being compressed. It is desirable that the free length of the spring member is set to be larger than the interval in the vertical direction between the movable weight disposed at the upper limit position and the vehicle body.
本構成によれば、可動ウエイトが下限位置と上限位置との間で移動する間、可動ウエイトを上方に押し上げる付勢力を発生し続けることができる。 According to this configuration, while the movable weight moves between the lower limit position and the upper limit position, it is possible to continue to generate a biasing force that pushes the movable weight upward.
上記の構成において、前記ガイド部は、水平方向において間隔をおいて複数配置され、前記付勢ユニットおよび前記緩衝ユニットは、前記複数のガイド部のうちの一のガイド部と他のガイド部との間に配置されていることが望ましい。 In the above-described configuration, a plurality of the guide portions are arranged at intervals in the horizontal direction, and the urging unit and the buffering unit are configured such that one of the plurality of guide portions and another guide portion are It is desirable to be arranged between them.
本構成によれば、複数のガイド部の間において、可動ウエイトを安定して押し上げることができるとともに、車体に対する可動ウエイトの衝撃を安定して緩衝することができる。 According to this configuration, the movable weight can be stably pushed up between the plurality of guide portions, and the impact of the movable weight on the vehicle body can be stably buffered.
本発明によれば、車体のウエイト周辺に対して上方に持ち上がるような力が付与された場合の車体の振動の減衰を促進した作業機械が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the working machine which accelerated | stimulated attenuation | damping of the vibration of the vehicle body when the force which lifts upwards with respect to the weight periphery of a vehicle body is provided.
以下、図面を参照しつつ、本発明の各実施形態について説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る油圧ショベル10(作業機械)の側面図である。なお、以後、各図には、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」および「後」などの方向が示されているが、当該方向は、本実施形態に係る油圧ショベル10の構造を説明するために便宜上示すものであり、油圧ショベル10の使用態様などを限定するものではない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view of a hydraulic excavator 10 (work machine) according to an embodiment of the present invention. In the following, directions such as “up”, “down”, “left”, “right”, “front” and “rear” are shown in each figure. The structure of the
油圧ショベル10は、下部走行体11(車体)と、下部走行体11の上に縦軸回りに旋回可能に支持された上部旋回体12(車体)と、を備える。下部走行体11および上部旋回体12は、油圧ショベル10のベースを構成する。上部旋回体12は、上部フレーム13と、上部フレーム13の上に備えられた運転室14およびカウンタウエイト15と、を備える。上部フレーム13は、水平方向に沿って延びる板状部材からなる。運転室14には、油圧ショベル10の作業者が操作する不図示の操作部などが備えられている。カウンタウエイト15は、上部フレーム13の後方部分(他端側)に備えられ、油圧ショベル10のバランスを保持する機能を備えている。
The
更に、上部フレーム13の前方部分(一端側)には、作業アタッチメント16が装着されている。作業アタッチメント16は、不図示の支持機構によって上部フレーム13に支持されている。作業アタッチメント16は、上部旋回体12に起伏可能に装着されるブーム17と、このブーム17の先端に回動可能に連結されるアーム18と、このアーム18の先端に回動可能に連結されるバケット19と、を備える。
Furthermore, a
作業アタッチメント16には、ブーム用油圧アクチュエータであるブームシリンダ20と、アーム用油圧アクチュエータであるアームシリンダ21と、バケット用油圧アクチュエータであるバケットシリンダ22と、が装着され、これらのシリンダは伸縮可能な油圧シリンダにより構成される。ブームシリンダ20は、作動油の供給を受けることにより伸縮してブーム17を起伏方向に回動させるようにブーム17と上部旋回体12との間に介在する。アームシリンダ21は、作動油の供給を受けることにより伸縮してアーム18をブーム17に対して水平軸回りに回動させるようにアーム18とブーム17との間に介在する。更に、バケットシリンダ22は、作動油の供給を受けることにより伸縮してバケット19をアーム18に対して水平軸回りに回動させるようにバケット19とアーム18との間に介在する。
A
なお、本発明が適用される作業機械は油圧ショベル10に限定されない。本発明は、油圧や電力などによって駆動される駆動対象物を含む作業機械に広く適用されることが可能である。
The work machine to which the present invention is applied is not limited to the
図2は、本実施形態に係る油圧ショベル10のカウンタウエイト15(上部ウエイト152)の周辺の正面図である。図2は、図1の運転室14側からカウンタウエイト15の周辺を見た図に相当する。油圧ショベル10は、上部ウエイト152(可動ウエイト)と、一対のガイドユニット153(ガイド部)と、押し上げばね154(付勢ユニット)と、緩衝ユニット155と、を備える。更に、上部旋回体12は、上部フレーム13上に配置された下部ウエイト151(固定ウエイト)を備える。なお、本実施形態では、下部ウエイト151および上部ウエイト152によって、油圧ショベル10のバランス(重心位置)を調整するカウンタウエイト15が構成される。
FIG. 2 is a front view of the periphery of the counterweight 15 (upper weight 152) of the
上部ウエイト152は、上部旋回体12のうち作業アタッチメント16とは反対側(油圧ショベル10の後方部分)で上部旋回体12の上方に配置された直方体形状からなる錘部分である。
The
下部ウエイト151は、上部ウエイト152の下方において、上部旋回体12の上部フレーム13に固定された直方体形状からなる錘部分である。下部ウエイト151は、ガイドユニット153、押し上げばね154および緩衝ユニット155を支持する。換言すれば、本実施形態では、油圧ショベル10のバランスを保つカウンタウエイト部分が、上下に2分割された構造を備えている。なお、他の実施形態において、上部旋回体12が下部ウエイト151を備えず、上部フレーム13がガイドユニット153、押し上げばね154および緩衝ユニット155を支持する態様でもよい。
The
ガイドユニット153は、上部フレーム13に固定された下部ウエイト151に対して上部ウエイト152を上下移動可能にガイドする。この際、上部ウエイト152は、上下方向において下部ウエイト151に最も近づく第1の位置(下限位置ともいう)と、第1の位置よりも上方の第2の位置(上限位置ともいう)との間で、ガイドされる。なお、図2に示すように、本実施形態では、ガイドユニット153は左右方向(水平方向)に間隔をおいて一対配置されているが、他の実施形態において、ガイドユニット153は前後方向に間隔をおいて二対配置されてもよい。上部ウエイト152の重量に応じて、ガイドユニット153は複数配置されてもよい。
The
ガイドユニット153は、ガイドシリンダ151Aと、ガイドピストン152Aと、を備える。ガイドシリンダ151Aは、下部ウエイト151に固定された円筒部材である。ガイドシリンダ151Aの上端側は開口され、当該開口部にガイドピストン152Aが挿入されている。ガイドピストン152Aは、上部ウエイト152に固定され、下方に向かって突出した円柱部材である。一対のガイドピストン152Aがそれぞれガイドシリンダ151Aの円筒内部において上下方向に往復移動することで、上部ウエイト152の上下移動がガイドされる。
The
押し上げばね154は、上部ウエイト152と下部ウエイト151との間であって、一対のガイドユニット153の間に配置されたスプリング(ばね部材)である。押し上げばね154の下端(一端)は下部ウエイト151の上面部に固定されている。また、押し上げばね154の上端(他端)は上部ウエイト152の下面部に固定されている。押し上げばね154は、前述の第1の位置から第2の位置までの領域において、上部ウエイト152を上方に向かって付勢する機能を備えている。押し上げばね154は、圧縮されることで上部ウエイト152を上方に向かって付勢する弾性力を生成する。
The push-up
緩衝ユニット155は、下部ウエイト151(上部旋回体12)に対する上部ウエイト152の衝撃を緩衝する。緩衝ユニット155は、上部ウエイト152と下部ウエイト151との間であって、一対のガイドユニット153の間に配置されている。詳しくは、緩衝ユニット155は、押し上げばね154に隣接するように、下部ウエイト151の上面部に固定されている。本実施形態では、緩衝ユニット155は、公知のゴム緩衝器からなる。緩衝ユニット155は、前述の第2の位置から第1の位置に移動する上部ウエイト152によって下方に押圧されることで、上部ウエイト152の第1の位置への移動の抵抗となる抵抗力を発生する。また、緩衝ユニット155は、少なくとも押し上げばね154の付勢力を含む移動力によって、上部ウエイト152が第1の位置から第2の位置に移動する際に、上部ウエイト152を下方に引き戻す抵抗力を発生することがない。
The
緩衝ユニット155は、ピストンヘッド155A(被押圧部)と、円筒状のハウジング155Hと、ハウジング155Hの内部に配設された緩衝ゴム155P(緩衝体)と、を備える。ピストンヘッド155Aは、ハウジング155Hに対して上下に往復移動可能とされている。ピストンヘッド155Aは、前述の第2の位置から第1の位置に向かって下降する上部ウエイト152によって下方に押圧されることで下降する。なお、ピストンヘッド155Aは、押し上げばね154の付勢力を含む移動力によって上部ウエイト152が上方に移動する際に、上部ウエイト152がピストンヘッド155Aから上方に離間することを許容するように、上部ウエイト152に当接する。緩衝ゴム155Pはピストンヘッド155Aに接続されている。緩衝ゴム155Pは、ピストンヘッド155Aが上部ウエイト152によって押圧され、所定の基準位置よりも下方に移動することに伴って、ピストンヘッド155Aによって圧縮され抵抗力を発生する。この結果、緩衝ユニット155は、下部ウエイト151に対する上部ウエイト152の衝撃を緩衝する。なお、他の実施形態において、緩衝ユニット155は、ゴム緩衝器に限定されるものではなく、上記の機能を備えたショックアブソーバー、ダンパーなどでもよい。
The
なお、図2を参照して、本実施形態では、油圧ショベル10の作業が行われていない場合、上部ウエイト152は、自らの自重と押し上げばね154による上方への付勢力とのバランスによって、所定の待機位置に配置されている。この際、上部ウエイト152の下面部とピストンヘッド155Aとの間には、上下方向において所定の間隔が形成されている。なお、上記の待機位置において、押し上げばね154は、所定の自由長から圧縮されている。
With reference to FIG. 2, in the present embodiment, when the
図3は、本実施形態に係る油圧ショベル10に対してカウンタウエイト15(上部ウエイト152)が上方に持ち上がるような力が付与される様子を示す模式図である。図4A乃至図4Cは、本実施形態に係る油圧ショベル10が振動を吸収する様子を示す模式図である。図3を参照して、油圧ショベル10の掘削作業時に、バケット19の先端が地面Gに強く当接されると、油圧ショベル10の後端側のカウンタウエイト15に対して上方に持ち上がるような反力が付与される(図3、図4Aの矢印D1)。この反力に伴って、上部フレーム13に固定された下部ウエイト151は上方に向かって押し上げられる。一方、この反力が上部ウエイト152に伝達されるタイミングがずれ、反力発生後も上部ウエイト152が一時的に静止する時間が存在することによって、上部ウエイト152は相対的に下部ウエイト151に近づくこととなる(図4Aの矢印D2)。この際、押し上げばね154が、更に圧縮変形される。また、上部ウエイト152の下面部がピストンヘッド155Aに当接し、上部ウエイト152の下部ウエイト151に対する移動を妨げる抵抗力が発生する。この結果、緩衝ユニット155によって上記の反力のエネルギーの一部が吸収される。その後、下部ウエイト151および上部ウエイト152は、略一体的に上方に押し上げられる。なお、図4Aに示されるように、上部ウエイト152が上下方向において下部ウエイト151に最も近づく位置が、上部ウエイト152の第1の位置(下限位置)と定義される。第1の位置は、上部ウエイト152の下部ウエイト151に対する相対的な位置である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a state in which a force that lifts the counterweight 15 (upper weight 152) upward is applied to the
図4Bを参照して、下部ウエイト151および上部ウエイト152が上方に押し上げられ、最も上方に位置した後、下部ウエイト151の下降が始まる(図4Bの矢印D3)。この際、上部ウエイト152は、押し上げばね154によって上方に押し上げられているため、下部ウエイト151の下降に対して、上部ウエイト152の下降タイミングが遅れることとなる(図4Bの矢印D4)。結果的に、図4Bに示すように、上部ウエイト152が図4Aの第1の位置よりも下部ウエイト151から上方に離間した第2の位置に配置される。なお、第2の位置も、第1の位置と同様に、上部ウエイト152の下部ウエイト151に対する相対的な位置である。また、本実施形態では、第2の位置は、上部ウエイト152が下部ウエイト151(上部旋回体12)から最も上方に離間した位置(上限位置)に相当する。
Referring to FIG. 4B, the
その後、先に下降した下部ウエイト151に遅れて、上部ウエイト152が下降する(図4Cの矢印D5)。この際、押し上げばね154の圧縮変形と、緩衝ユニット155による緩衝作用とによって、上部ウエイト152の下降エネルギーが効率的に吸収される。その後、下部ウエイト151に対する上部ウエイト152の上下移動の振幅が縮小されながら、図4A乃至図4Cの下部ウエイト151および上部ウエイト152の動きが繰り返される。
Thereafter, the
以上のように、本実施形態では、上部ウエイト152の上部旋回体12(下部ウエイト151)に対する上下移動がガイドユニット153によってガイドされる。また、上部ウエイト152は第1の位置から第2の位置までのいずれの位置においても押し上げばね154によって上方に向かって付勢されている。更に、待機位置および第2の位置に配置された上部ウエイト152と緩衝ユニット155のピストンヘッド155Aとの間には所定の間隔が形成されている(図4B)。このため、油圧ショベル10のカウンタウエイト15周辺に対して上方に持ち上がるような力が付与された場合、上部ウエイト152が下部ウエイト151から上方に離間するように移動することが可能となる。この際、押し上げばね154および緩衝ユニット155によって上記の上部ウエイト152の移動が妨げられることが抑止される。特に、緩衝ユニット155が上昇中の上部ウエイト152を下方に引き戻すことが抑止される。また、押し上げばね154の付勢力が、上部ウエイト152の上昇移動を促進することができる。したがって、上部ウエイト152は下部ウエイト151から上方に大きく離間し、上部ウエイト152の再下降時の下部ウエイト151に対するストロークを大きくすることが可能となる。このため、上部ウエイト152の下降時のエネルギーが緩衝ユニット155によって効率的に吸収される。この結果、油圧ショベル10の車体の振動の減衰が促進される。
As described above, in the present embodiment, the vertical movement of the
換言すれば、押し上げばね154が上部ウエイト152を下方に引き下げるような弾性力を持っている場合、あるいは、緩衝ユニット155のピストンヘッド155Aが常に上部ウエイト152の下面部に接続されている場合には、上部ウエイト152が下部ウエイト151に対して自由に離間することができない。この場合、上部ウエイト152の上昇移動(離間動作)が制限され、油圧ショベル10の振動が減衰しにくい。
In other words, when the push-up
また、本実施形態では、上下に配置される上部ウエイト152および下部ウエイト151によって、油圧ショベル10の重心位置を調整することができる。そして、下部ウエイト151に対して上部ウエイト152が上下に移動することによって、下部走行体11および上部旋回体12の振動の減衰が促進される。また、上部ウエイト152および下部ウエイト151の重量の総和と同じ重量のウエイトが、上部ウエイト152のように上下に往復移動する場合と比較して、可動ウエイトの重量が小さくなり、可動ウエイトを付勢する押し上げばね154の付勢力および緩衝ユニット155の緩衝性能を低く設定することができる。
In the present embodiment, the center of gravity of the
また、本実施形態では、押し上げばね154は、下端部が下部ウエイト151に固定され、上端部が上部ウエイト152に固定されたばね部材からなる。そして、押し上げばね154の自由長は、第2の位置に配置された上部ウエイト152と下部ウエイト151との上下方向における間隔よりも大きく設定されている。換言すれば、下部ウエイト151が上下移動する間、押し上げばね154は常に伸びきっておらず、圧縮状態にある。このため、上部ウエイト152が第1の位置と第2の位置との間で移動する間、押し上げばね154が常に上部ウエイト152を上方に押し上げる付勢力を生成することができる。この結果、上部ウエイト152の下降時のストロークが大きく設定される。
In the present embodiment, the push-up
なお、本実施形態では、図2に示すように、油圧ショベル10の静的な待機状態において、上部ウエイト152の下面部とピストンヘッド155Aとの間に間隔が形成されるように、上部ウエイト152の自重および押し上げばね154の付勢力が予め設定されている。このため、油圧ショベル10の後端側に急激に大きな反力が付与された場合でも、当該反力を速やかに吸収、緩衝することが可能となる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, in the static standby state of the
また、本実施形態では、押し上げばね154および緩衝ユニット155が、複数のガイドユニット153の間に配置されている。このため、上部ウエイト152を安定して押し上げることができるとともに、下部ウエイト151に対する上部ウエイト152の衝撃を安定して緩衝することができる。
In the present embodiment, the push-up
以上、本発明の一実施形態に係る油圧ショベル10(作業機械)について説明した。なお、本発明はこれらの形態に限定されるものではない。本発明に係る作業機械として、以下のような変形実施形態が可能である。 The hydraulic excavator 10 (work machine) according to the embodiment of the present invention has been described above. The present invention is not limited to these forms. The following modified embodiments are possible as the working machine according to the present invention.
(1)上記の実施形態では、図2に示すように、油圧ショベル10の静的な待機状態において、上部ウエイト152の下面部とピストンヘッド155Aとが非接触とされる態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。油圧ショベル10の待機状態において、上部ウエイト152の下面部はピストンヘッド155Aに接触している態様でもよい。この場合でも、油圧ショベル10のカウンタウエイト15に図3の矢印DA方向の反力が付与され、上部ウエイト152が下部ウエイト151から離間する際に、上部ウエイト152の下面部がピストンヘッド155Aから離間すればよい。また、ガイドユニット153によってガイドされる上部ウエイト152の上限位置(第2の位置)は、油圧ショベル10に加わる衝撃、外力の大きさによって変化する。このため、上部ウエイト152が下部ウエイト151に対して余裕をもった所定の高さまで離間できるように、上部ウエイト152が上下移動可能にガイドされることが望ましい。また、上部ウエイト152が第2の位置に配置された際に、押し上げばね154の上部ウエイト152に対する付勢力がゼロとなるように、押し上げばね154の自由長が設定されてもよい。更に、上部ウエイト152が第2の位置に至る前に、押し上げばね154の上端部と上部ウエイト152の下面部とが離間する構成でもよい。また、押し上げばね154に代わるばね部材が上部ウエイト152の上面部に接続されてもよい。この場合、ばね部材が所定の自由長から引き伸ばされることで、引っ張り力によって上部ウエイト152を上方に引き上げる付勢力を生成する。
(1) In the above-described embodiment, as illustrated in FIG. 2, in the static standby state of the
(2)また、上記の実施形態では、本発明に係る作業機械として、油圧ショベル10を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明に係る作業機械は、クレーン、解体機、掘削機、ハンドリング機などであってもよい。また、作業機械は、油圧ショベル10のように、下部走行体11および上部旋回体12の上下に分離した車体を備えることなく、単体の車体からなるものでもよい。
(2) Moreover, in said embodiment, although demonstrated using the
(3)また、上記の実施形態では、本発明に係る付勢ユニットとして、油圧ショベル10が備える押し上げばね154をもって説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。図5は、本発明の変形実施形態に係る油圧ショベル(作業機械)が備えるカウンタウエイト15M周辺の正面図である。なお、本変形実施形態では、先の実施形態と比較して作業機械が油圧シリンダ161、圧油供給部162A、リリーフ弁162Bおよび排油タンク162Cを備える点で相違するため、当該相違点を中心に説明し共通する点の説明を省略する。油圧シリンダ161は、上部ウエイト152と下部ウエイト151との間に配置され、第1の位置から第2の位置までの領域において、上部ウエイト152を上方に向かって付勢する。油圧シリンダ161は、上部ウエイト152に接続され、圧油(作動流体)の圧力によって上部ウエイト152を上方に向かって付勢する。圧油供給部162Aは、油圧シリンダ161に圧油を供給する。なお、圧油供給部162Aは、内部に不図示の減圧弁を備え、油圧シリンダ161に供給される圧油の圧力を一定となるように調整する。リリーフ弁162Bは、上部ウエイト152が下降し油圧シリンダ161内の圧力が上昇した場合に開放される。そして、油圧シリンダ161から排出された圧油が、排油タンク162Cに排出される。この結果、上部ウエイト152が上下移動する際に、油圧シリンダ161内の圧油の圧力が一定とされる。
(3) In the above embodiment, the push-up
このような構成であっても、上部ウエイト152が第1の位置から第2の位置に至るまで浮き上がる間、常に上部ウエイト152を上方に押し上げる付勢力を生成することができる。このため、上部ウエイト152の下降時のストロークが大きくなり、カウンタウエイト15M周辺に付与された反力に基づく振動を早期に減衰することができる。なお、他の変形実施形態において、油圧シリンダ161に代えて所定のガススプリングが上部ウエイト152を上方に押し上げるものでも良い。この場合も、圧油供給部162に相当する部材がガススプリング内のガスの圧力を一定となるように調整することが望ましい。また、圧油供給部162に代えてエアコンプレッサや油圧ポンプを含む油圧回路によって、作動流体の圧力が一定となるように調整されてもよい。
Even with such a configuration, it is possible to generate an urging force that always pushes the
(4)更に、上記の実施形態では、本発明に係るガイド部として、油圧ショベル10が備えるガイドユニット153(図2)をもって説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。図6は、本発明の変形実施形態に係る油圧ショベル(作業機械)が備えるカウンタウエイト15N周辺の正面図である。なお、本変形実施形態では、先の実施形態と比較して作業機械がガイドリンク163(ガイド部)を備える点で相違するため、当該相違点を中心に説明し共通する点の説明を省略する。本実施形態では、ガイドリンク163が、上部ウエイト152を第1の位置と第2の位置との間で上下移動可能にガイドする。ガイドリンク163は、上リンク163Aと下リンク163Bとを備える。上リンク163Aの上端部は上部ウエイト152に回動可能に支持され、下リンク163Bの下端部は下部ウエイト151に回動可能に支持されている。また、上リンク163Aの下端部と下リンク163Bの上端部とは互いに回動可能に連結されている。このようなリンク構造を備えたガイドリンク163によっても、上部ウエイト152の上下移動が安定してガイドされる。
(4) Furthermore, in the above-described embodiment, the guide unit 153 (FIG. 2) included in the
また、図7は、本発明の変形実施形態に係る油圧ショベル(作業機械)が備えるカウンタウエイト15P周辺の正面図である。なお、本変形実施形態では、先の実施形態と比較して作業機械がガイドスライダ164(ガイド部)を備える点で相違するため、当該相違点を中心に説明し共通する点の説明を省略する。本実施形態では、ガイドスライダ164が、上部ウエイト152を第1の位置と第2の位置との間で上下移動可能にガイドする。ガイドスライダ164は、スライダ穴部164Aとゴム支柱164Bとを備える。スライダ穴部164Aは、上部ウエイト152を貫通するように開口された円柱状の空間部である。ゴム支柱164Bは、下部ウエイト151の上面部から上方に向かって突設されたゴム製の円柱部材である。ゴム支柱164Bはスライダ穴部164Aに挿入されている。このようなシリンダ構造を備えたガイドスライダ164によっても、上部ウエイト152の上下移動が安定してガイドされる。
FIG. 7 is a front view of the periphery of a
また、図8は、本発明の変形実施形態に係る油圧ショベル(作業機械)が備えるカウンタウエイト15Q周辺の正面図である。なお、本変形実施形態では、先の実施形態と比較して作業機械がサイドガイド165(ガイド部)を備える点で相違するため、当該相違点を中心に説明し共通する点の説明を省略する。図9は、サイドガイド165の一部を拡大して示した平面図である。本実施形態では、サイドガイド165が、上部ウエイト152を第1の位置と第2の位置との間で上下移動可能にガイドする。サイドガイド165は、突起部165Aとガイドレール165Bとを備える。突起部165Aは、上部ウエイト152の左右方向の両端部に形成されている。突起部165Aは上面視で六角形からなる突起であり、上下方向に長く延びている。一方、ガイドレール165Bは、下部ウエイト151の上面部から上方に突設するように配置された上面視で略コの字型の枠体である。図9に示すように、突起部165Aは、ガイドレール165Bの内部にはめ込まれている。このようなレール構造を備えたサイドガイド165によっても、上部ウエイト152の上下移動が安定してガイドされる。なお、突起部165Aには、鋳鉄、真鍮などの材料が使用されてもよく、突起部165Aとガイドレール165Bとの摺動部には、グリス(潤滑剤)が塗布されてもよい。更に、前記摺動部は、オイルレス軸受構造からなるものでもよい。
FIG. 8 is a front view of the periphery of the
(5)また、上記の実施形態では、上部旋回体12の後側にカウンタウエイト15が一体配置される態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。図2に示されるカウンタウエイト15が前後方向に隣接して複数配置されてもよい。この場合、図3を参照して、油圧ショベル10の後側に付与される反力(矢印D1)を好適に吸収するために、複数配置されたカウンタウエイト15のうち、バケット19から遠く、上部フレーム13の後側に位置するカウンタウエイト15では、上部ウエイト152の上下移動量、押し上げばね154による付勢力(押し上げ力)、緩衝ユニット155による緩衝性能がより大きく設定されることが望ましい。
(5) In the above embodiment, the
10 油圧ショベル
11 下部走行体(車体)
12 上部旋回体(車体)
13 上部フレーム
14 運転室
15、15M、15N、15P、15Q カウンタウエイト
151 下部ウエイト(固定ウエイト)
151A ガイドシリンダ
152 上部ウエイト(可動ウエイト)
152A ガイドピストン
153 ガイドユニット(ガイド部)
154 押し上げばね(付勢ユニット、ばね部材)
155 緩衝ユニット
155A ピストンヘッド(被押圧部)
155P 緩衝ゴム(緩衝体)
16 作業アタッチメント
161 油圧シリンダ
162 圧油供給部
163 ガイドリンク(ガイド部)
163A 上リンク
163B 下リンク
164 ガイドスライダ(ガイド部)
164A スライダ穴部
164B ゴム支柱
165 サイドガイド(ガイド部)
165A 突起部
165B ガイドレール
17 ブーム
18 アーム
19 バケット
20 ブームシリンダ
21 アームシリンダ
22 バケットシリンダ
10
12 Upper swing body (car body)
13
154 Push-up spring (biasing unit, spring member)
155
155P Buffer rubber (buffer)
16
Claims (5)
前記車体の一端側に配置された作業アタッチメントと、
前記車体のうち前記一端側とは反対の他端側で前記車体の上方に配置された可動ウエイトと、
前記可動ウエイトを前記車体に対して上下移動可能にガイドするガイド部と、
前記可動ウエイトを上方に向かって付勢する付勢ユニットと、
前記可動ウエイトと前記車体との間に配置されたユニットであって、
前記可動ウエイトが下方に移動する際に前記可動ウエイトによって押圧され、前記付勢ユニットの付勢力を含む移動力によって前記可動ウエイトが上方に移動する際に前記可動ウエイトが上方に離間することを許容するように、前記可動ウエイトに当接する被押圧部と、
前記被押圧部が前記可動ウエイトによって押圧されることに応じて、前記可動ウエイトの下方への移動の抵抗となる抵抗力を生成する緩衝体と、
を備え、前記車体に対する前記可動ウエイトの衝撃を緩衝する緩衝ユニットと、
を有する作業機械。 The car body,
A work attachment disposed on one end of the vehicle body;
A movable weight disposed above the vehicle body on the other end side opposite to the one end side of the vehicle body;
A guide portion that guides the movable weight so as to be vertically movable with respect to the vehicle body;
A biasing unit that biases the movable weight upward;
A unit disposed between the movable weight and the vehicle body,
When the movable weight moves downward, the movable weight is pressed by the movable weight, and when the movable weight moves upward by the moving force including the urging force of the urging unit, the movable weight is allowed to be separated upward. A pressed portion that comes into contact with the movable weight;
In response to the pressed portion being pressed by the movable weight, a buffer that generates a resistance force that is a resistance to the downward movement of the movable weight;
A buffer unit for buffering the impact of the movable weight on the vehicle body,
Having working machine.
前記可動ウエイトは、前記固定ウエイトに対して上下移動可能となるように前記ガイド部によってガイドされ、前記固定ウエイトとともに前記車体のバランスを調整するカウンタウエイトを構成する請求項1に記載の作業機械。 The vehicle body has a fixed weight disposed below the movable weight,
The work machine according to claim 1, wherein the movable weight is guided by the guide portion so as to be movable up and down with respect to the fixed weight, and constitutes a counterweight that adjusts a balance of the vehicle body together with the fixed weight.
前記付勢ユニットは、前記下限位置から前記上限位置までの何れの位置に配置される前記可動ウエイトに対しても、上方に向かう付勢力を付与する請求項1または2に記載の作業機械。 The movable weight is movable up and down between a lower limit position closest to the vehicle body and an upper limit position farthest away from the vehicle body while being guided by the guide portion,
The work machine according to claim 1 or 2, wherein the biasing unit applies a biasing force directed upward to the movable weight disposed at any position from the lower limit position to the upper limit position.
前記ばね部材の自由長は、前記上限位置に配置された前記可動ウエイトと前記車体との上下方向における間隔よりも大きく設定されている請求項3に記載の作業機械。 The biasing unit includes a spring member that is disposed between the movable weight and the vehicle body and generates an elastic force that biases the movable weight upward by being compressed,
4. The work machine according to claim 3, wherein a free length of the spring member is set to be larger than a distance in a vertical direction between the movable weight disposed at the upper limit position and the vehicle body. 5.
前記付勢ユニットおよび前記緩衝ユニットは、前記複数のガイド部のうちの一のガイド部と他のガイド部との間に配置されている請求項1乃至4の何れか1項に記載の作業機械。 A plurality of the guide portions are arranged at intervals in the horizontal direction,
5. The work machine according to claim 1, wherein the biasing unit and the buffer unit are disposed between one guide portion and the other guide portion of the plurality of guide portions. .
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CN110952612A (en) * | 2019-12-11 | 2020-04-03 | 太原科技大学 | Tuned mass damper for counterweight of hydraulic excavator |
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- 2016-09-12 JP JP2016177500A patent/JP2018044288A/en active Pending
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