JP2019158066A - 作業用車両の防振構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の本体フレームの細かな上下振動がオペレータキャビンのフロアフレームに伝達されることを抑えることができる作業用車両の防振構造を提供する。【解決手段】フロアフレーム２３ｆの下面と本体フレーム（旋回フレーム２１）の上面との間に配設される第１防振ゴム１０３と、本体フレームの下面側に配設される第２防振ゴム１０４と、第１および第２防振ゴム１０３，１０４並びに本体フレームに挿通される金属製のスペーサ部材１０６と、フロアフレーム２３ｆおよびスペーサ部材１０６に挿通されて締め付けるボルト部材１０１とを備える。そして、スペーサ部材１０６における本体フレームが対向する外周部に環状のブッシュ取付凹部１０６ａを設け、このブッシュ取付凹部１０６ａに樹脂ブッシュ１１０を設けて構成される。【選択図】図４

Description

本発明は、本体フレームとオペレータキャビンとを連結する部分に設けられる作業用車両の防振構造に関する。

作業用車両の一例として、左右のクローラ機構を有した走行体と、走行体上に旋回可能に設けられた旋回体と、旋回体の前部に設けられたショベル装置とを備えて構成される油圧ショベル（エクスカベータ）が知られている。油圧ショベルは、旋回体に設けられたエンジンと、このエンジンにより駆動させる油圧ポンプとを備え、油圧ポンプから吐出される作動油を用いて左右のクローラ機構の走行油圧モータやショベル装置の油圧シリンダ等を駆動して走行や掘削作業等を行うように構成されている。また、旋回体には、操作室を形成するオペレータキャビンが設けられ、このオペレータキャビン内に設けられた操作レバーや操作ペダルを操作することにより、上記走行や掘削作業を行うように構成されている。

このような油圧ショベルでは、旋回体の本体フレームからの振動がオペレータキャビンの下面側のフロアフレームに伝わるのを減衰させるため、フロアフレームの下面に防振ゴム、本体フレーム、さらにもう一つの防振ゴムを配置し、これらをボルトで締め付けて二つの防振ゴムを圧縮する防振構造が知られている（例えば、特許文献１を参照）。この防振構造では、ボルトを挿通させる金属製のパイプ状部材（スペーサ）を設け、このパイプ状部材によって防振ゴムの圧縮量を調整するようになっている。

特開平０８‐５８４５１号公報

上述した従来の防振構造では、本体フレームとパイプ状部材とで金属同士が接触する構成となっているため、本体フレームの細かな上下振動（エンジンからの振動等）が、パイプ状部材を介してオペレータキャビンのフロアフレームに伝わり易く、オペレータキャビンの乗り心地を悪くするという課題があった。また、その振動が、オペレータキャビン内の剛性の小さい部品を振動させて騒音の発生にもつながるという課題があった。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、本体フレームの細かな上下振動がパイプ状部材に伝わり難く、パイプ状部材からフロアフレームに対する振動伝達を抑えることができる作業用車両の防振構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、駆動源が設けられる本体フレーム（例えば、実施形態における旋回フレーム２１）と、前記本体フレーム上に設けられ、操作室を形成するオペレータキャビンとを備え、前記オペレータキャビンの下面側のフロアフレームと前記本体フレームとを連結する部分に設けられる作業用車両の防振構造であって、前記フロアフレームの下面と前記本体フレームの上面との間に配設される第１防振ゴムと、前記本体フレームの下面側に配設される第２防振ゴムと、前記第１防振ゴム、前記本体フレームおよび前記第２防振ゴムに挿通される金属製の第１パイプ状部材（例えば、実施形態におけるスペーサ部材１０６）と、前記フロアフレームおよび前記第１パイプ状部材に挿通され、前記フロアフレーム、前記第１防振ゴム、前記本体フレームおよび前記第２防振ゴムを締め付けるボルト部材とを備える。そして、前記第１パイプ状部材における前記本体フレームが対向する外周部に環状の凹部（例えば、実施形態におけるブッシュ取付凹部１０６ａ）を設け、この凹部に低摩擦性能を有する樹脂製の第２パイプ状部材（例えば、実施形態における樹脂ブッシュ１１０）を設けて構成される。

上記構成の作業用車両の防振構造において、前記本体フレームが上下振動したときに、前記本体フレームが前記第２パイプ状部材の外周面に対して摺動して前記上下振動が前記第１パイプ状部材に伝達されることを抑えるように構成されることが好ましい。

本発明によれば、第１パイプ状部材における本体フレームが対向する外周部に環状の凹部を設け、この凹部に樹脂製の第２パイプ状部材を設けて構成される。そのため、樹脂製の第２パイプ状部材によって第１パイプ状部材と本体フレームとが金属同士で接触することを防いでいる。これにより、本体フレームの細かな上下振動（エンジンからの振動等）が第１パイプ状部材に伝わり難くなり（本体フレームの上下振動があっても、第２パイプ状部材との摩擦抵抗が小さく第２パイプ状部材に対しては滑って本体フレーム自体が上下移動するだけであり、第１パイプ状部材に伝わり難い）、第１パイプ状部材からオペレータキャビンのフロアフレームに対する振動伝達を抑えることができる。その結果、オペレータにも振動が伝わり難くなり、オペレータキャビンの乗り心地を向上させることができる。

本発明に係る防振構造を適用した作業用車両の一例である油圧ショベルの斜視図である。 上記油圧ショベルのオペレータキャビン内の構成を示す平面図である。 図２における矢印III‐IIIの位置での断面図である。 本発明に係る防振構造の構成を示す断面図（図３における要部拡大図）である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。本実施形態では、本発明に係る防振構造を備えた作業用車両の一例として、クローラ式の油圧ショベル（エクスカベータ）について説明する。まず、油圧ショベル１の全体構成について図１を参照して説明する。

油圧ショベル１は、図１に示すように、走行可能に構成された走行体１０と、走行体１０の上部に水平旋回可能に設けられた旋回体２０と、旋回体２０の前部に設けられたショベル装置３０とを有して構成される。

走行体１０は、駆動輪、複数の従動輪および、これらの車輪に掛け回された履帯１３を有する左右一対のクローラ機構１５を、走行体フレーム１１の左右両側にそれぞれ備えて構成される。左右のクローラ機構１５はそれぞれ、駆動輪を回転駆動する走行モータ１６を有して構成される。走行体１０は、左右の走行モータ１６の回転方向および回転速度を制御することにより任意の方向および速度で走行可能に構成されている。走行体フレーム１１の前部には、上下揺動自在にブレード１８が設けられている。ブレード１８は、走行体フレーム１１との間に跨設されたブレードシリンダ１９を伸縮作動させることにより上下揺動可能に構成されている。

走行体フレーム１１の上部中央には旋回機構が設けられている。この旋回機構は、走行体フレーム１１に固定された内輪と、旋回体２０に固定された外輪と、旋回体２０に設けられた旋回モータと、旋回体２０に設けられた油圧ポンプから走行体１０に設けられた左右の走行モータ１６およびブレードシリンダ１９に作動油を供給するためのロータリーセンタージョイントとを有して構成される。旋回体２０は、この旋回機構を介して走行体フレーム１１に水平旋回自在に取り付けられ、旋回モータを正転または逆転作動させることにより、走行体１０に対して左右方向に旋回可能に構成されている。旋回体２０の前部には、前方に突出する本体側ブラケット２２が設けられている。

ショベル装置３０は、本体側ブラケット２２に上下軸を中心に左右方向に揺動自在に取り付けられたブームブラケット３９と、ブームブラケット３９に第１揺動ピン３５ａにより上下揺動自在（起伏動自在）に取り付けられたブーム３１と、ブーム３１の先端部に第２揺動ピン３５ｂにより上下揺動自在（屈伸動自在）に取り付けられたアーム３２と、アーム３２の先端部に設けられたリンク機構３３とを有して構成される。ショベル装置３０は、さらに、旋回体２０とブームブラケット３９の間に跨設されたスイングシリンダ３４と、ブームブラケット３９とブーム３１の間に跨設されたブームシリンダ３６と、ブーム３１とアーム３２の間に跨設されたアームシリンダ３７と、アーム３２とリンク機構３３の間に跨設されたバケットシリンダ３８とを有して構成される。

ブームブラケット３９は、スイングシリンダ３４を伸縮作動させることにより旋回体２０（本体側ブラケット２２）に対して左右方向に揺動可能に構成されている。ブーム３１は、ブームシリンダ３６を伸縮作動させることにより本体側ブラケット２２（旋回体２０）に対して上下方向に揺動可能（起伏動可能）に構成されている。アーム３２は、アームシリンダ３７を伸縮作動させることによりブーム３１に対して上下方向に揺動可能（屈伸動可能）に構成されている。

アーム３２およびリンク機構３３の先端部には、バケット、ブレーカ、圧砕機、カッター、オーガ装置等の各種アタッチメントを上下方向に揺動自在に取り付けることが可能になっている。アーム３２の先端部に取り付けられたアタッチメントは、バケットシリンダ３８を伸縮作動させることによりリンク機構３３を介してアーム３２に対して上下揺動可能に構成されている。これらのアタッチメントの油圧アクチュエータに作動油を供給するための油圧ホースを接続可能な第１〜第３アタッチメント接続ポート４１〜４３が、アーム３２の左右両側面に配設されている。

旋回体２０は、前部に本体側ブラケット２２が設けられる旋回フレーム２１と、旋回フレーム２１上に設けられるオペレータキャビン２３とを有して構成される。オペレータキャビン２３は、略矩形箱状に形成されて内部にオペレータ（作業者）が搭乗可能な操作室を形成し、左側部に横開き開閉可能なキャビンドア２４が設けられている。オペレータキャビン２３の内部には、図２に示すように、オペレータが前方側を向いて着座するオペレータシート２４と、走行体１０の走行操作を行う左右の走行操作レバーおよび走行操作ペダル（図示省略）と、旋回体２０およびショベル装置３０の作動操作を行う左右の作業操作レバー２５Ｌ，２５Ｒと、ブレード１８の作動操作を行うブレード操作レバー（図示省略）と、油圧ショベル１における各種の車両情報を表示するディスプレイ装置２６と、オペレータによって操作される各種の操作スイッチ２７とが設けられている。

油圧ショベル１は、オペレータがオペレータキャビン２３内に搭乗し、左右の走行操作レバー（もしくは走行操作ペダル）を前後に傾動操作することにより、その操作方向および操作量に応じて左右のクローラ機構１５（走行モータ１６）を駆動させて油圧ショベル１を走行させることができるように構成されている。また、左右の作業操作レバー２５Ｌ，２５Ｒを前後左右に傾動操作することにより、その操作方向および操作量に応じて旋回体２０およびショベル装置３０を駆動させて掘削等の作業を行うことができるように構成されている。

図１に示すように、旋回フレーム２１の前部には、ホーン装置２８が設けられている。オペレータキャビン２３内のホーンスイッチを押圧操作することにより、ホーン装置２８から油圧ショベル１の周囲に注意を促す警告音を発生させることができるようになっている。旋回フレーム体２０の後部には、オペレータキャビン２３の後方の位置に、エンジン室が設けられている。このエンジン室の後壁を形成するように曲面形状のカウンターウエイト２９が設けられている。エンジン室内には、走行体１０における左右の走行モータ１６およびブレードシリンダ１９、旋回体２０における上記旋回モータ、並びに、ショベル装置３０におけるスイングシリンダ３４、ブームシリンダ３６、アームシリンダ３７およびバケットシリンダ３８（以下、これらを纏めて油圧アクチュエータと称する）に作動油を供給して駆動させる油圧駆動装置が設けられている。

この油圧駆動装置は、ディーゼルエンジンと、このディーゼルエンジンにより駆動される複数の油圧ポンプ（パイロット油圧ポンプを含む）と、油圧アクチュエータに供給する作動油の方向および流量を制御する制御バルブユニットと、上記走行操作レバーおよび作業操作レバー等の操作に応じて制御バルブユニットの各制御バルブのスプールを切り換えるためのパイロット油圧を生成するパイロットバルブユニットとを有して構成される。制御バルブユニットおよびパイロットバルブユニットは、油圧アクチュエータの各アクチュエータに対応した制御バルブおよびパイロットバルブ（リモコンバルブ）を有して構成されている。

次に、オペレータキャビン２３の旋回フレーム２１への取付構造（防振構造）について説明する。図２に示すように、オペレータキャビン２３の床面を構成するフロアフレーム２３ｆは、前後左右の４箇所においてそれぞれ、ボルト部材１０１およびナット部材１０２を用いて旋回フレーム２１上に固定されている。詳細には、図３および図４に示すように、フロアフレーム２３ｆの下面と旋回フレーム２１の間に設けられる第１防振ゴム１０３と、旋回フレーム２１の下面側に設けられる第２防振ゴム１０４と、第１防振ゴム１０３の上面側に設けられる上側ストッパ部材１０５Ｕと、第２防振ゴム１０４の下面側に設けられる下側ストッパ部材１０５Ｂと、第１防振ゴム１０３、旋回フレーム２１および第２防振ゴム１０４に挿通される筒状のスペーサ部材１０６と有して構成される。

第１防振ゴム１０３および第２防振ゴム１０４はそれぞれ円筒形状のゴム部材である。第１防振ゴム１０３、旋回フレーム２１および第２防振ゴム１０４にはそれぞれ、スペーサ部材１０６を挿入可能なスペーサ挿通孔１０７が上下方向に貫通して形成されている。スペーサ部材１０６は、金属製の筒状（パイプ状）部材であり、ボルト部材１０１を内部に挿通可能になっている。スペーサ部材１０６の外周部には、上下略中央の位置（旋回フレーム２１と対向する位置）に、環状のブッシュ取付凹部１０６ａが形成されている。このブッシュ取付凹部１０６ａに、樹脂ブッシュ１１０が取り付けられている。

樹脂ブッシュ１１０は、テフロン（登録商標）やニューライト（登録商標）等を用いて形成された管状（パイプ状）部材である。樹脂ブッシュ１１０には上下方向にスリットが形成されており、このスリットを拡げることによりブッシュ取付凹部１０６ａに装着可能になっている。樹脂ブッシュ１１０は、ブッシュ取付凹部１０６ａに装着されたときに樹脂ブッシュ１１０の外周面とスペーサ部材１０６の上下の外周面とが略面一（フラット）となる厚み寸法になっている。なお、樹脂ブッシュ１１０は、摩擦係数が低く、耐摩耗性が高い樹脂材料を用いて形成されることが好ましい。

上側および下側ストッパ部材１０５Ｕ，１０５Ｂはそれぞれ、有底円筒状の金属部材であり、上側ストッパ部材１０５Ｕの内部に第１防振ゴム１０３を収容可能であるとともに、下側ストッパ部材１０５Ｂの内部に第２防振ゴム１０４を収容可能になっている。フロアフレーム２３ｆ並びに、上側および下側ストッパ部材１０５Ｕ，１０５Ｂにはそれぞれ、ボルト部材１０１を挿通可能なボルト挿通孔１０８が上下方向に貫通して形成されている。

このようなオペレータキャビン２３の取付構造では、フロアフレーム２３ｆの下面に、上側ストッパ部材１０５Ｕ、第１防振ゴム１０３、旋回フレーム２１、第２防振ゴム１０４、下側ストッパ部材１０５Ｂの順で配置するとともに、第１防振ゴム１０３、旋回フレーム２１および第２防振ゴム１０４のスペーサ挿通孔１０７に、樹脂ブッシュ１１０が装着されたスペーサ部材１０６を挿入する。そして、上側および下側ストッパ部材１０５Ｕ，１０５Ｂ並びにフロアフレーム２３ｆのボルト挿通孔１０８、並びにスペーサ部材１０６に、下側ストッパ部材１０５Ｂの下方からボルト部材１０１を挿入し、そのボルト部材１０１にナット部材１０２を螺合して締め付けて、旋回フレーム２１上にフロアフレーム２３ｆを固定するようになっている。

このとき、フロアフレーム２３ｆと旋回フレーム２１との間に、第１および第２防振ゴム１０３，１０４を挟んで圧縮した状態で固定されるため、当該第１および第２防振ゴム１０３，１０４により旋回フレーム２１からの振動伝達を減衰させるようになっている。また、スペーサ部材１０６の上下長さ寸法により第１および第２防振ゴム１０３，１０４の圧縮量を調整するようになっている。

さらに、旋回フレーム２１とスペーサ部材１０６との間には樹脂ブッシュ１１０が配設され、樹脂ブッシュ１１０の外周面が旋回フレーム２１と接触している。そして、ディーゼルエンジンからの振動等によって旋回フレーム２１が上下方向に細かく振動したときに、旋回フレーム２１が樹脂ブッシュ１１０の外周面に対して摺動（滑る）ようになっている。このように樹脂ブッシュ１１０によってスペーサ部材１０６と旋回フレーム２１とが金属同士で接触することを防いでいる。そのため、旋回フレーム２１の細かな上下振動（ディーゼルエンジンからの振動等）がスペーサ部材１０６に伝わり難くなり（旋回フレーム２１の上下振動があっても、樹脂ブッシュ１１０との摩擦抵抗が小さく樹脂ブッシュ１１０に対しては滑って旋回フレーム２１自体が上下移動するだけであり、スペーサ部材１０６に伝わり難い）、スペーサ部材１０６からオペレータキャビン２３のフロアフレーム２３ｆに対する振動伝達を抑えることができる。その結果、オペレータにも振動が伝わり難くなり、オペレータキャビンの乗り心地を向上させることができる。

また、樹脂ブッシュ１１０がブッシュ取付凹部１０６ａに装着されたときに、樹脂ブッシュ１１０の外周面とスペーサ部材１０６の上下の外周面とが略面一（フラット）となるように、樹脂ブッシュ１１０の厚み寸法が設定されている。そのため、ブッシュ取付凹部１０６ａおよび樹脂ブッシュ１１０を備えていない従来の取付構造と比較して、第１および第２防振ゴム１０３，１０４と旋回フレーム２１との接触面積を同じ面積にすることができる。この接触面積が変わるとゴムのばね定数が変わるため、防振ゴムの外径を大きくする等の変更が生じる。しかしながら、本発明の取付構造では、当該接触面積が変わらないため、第１および第２防振ゴム１０３，１０４の外径を大きくする等の変更が必要なく、省スペースにもつながる。

これまで本発明の実施形態について説明したが、本発明の範囲は上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、上述の実施形態では、油圧駆動装置（油圧ポンプ）の駆動源としてディーゼルエンジンを備えた構成について説明したが、この構成に限定されず、当該駆動源として電動モータ（バッテリを含む）や他の駆動源を備えた構成としてもよい。上述の実施形態では、本発明を油圧ショベル１に適用した例について説明したが、本発明は油圧ショベルに限定されるものではなく、スキッドステアローダや、油圧ショベル以外の作業用車両においても適用することが可能である。

１ 油圧ショベル（作業用車両）
２０ 旋回体
２１ 旋回フレーム（本体フレーム）
２３ オペレータキャビン
２３ｆ フロアフレーム
１０１ ボルト部材
１０２ ナット部材
１０３ 第１防振ゴム
１０４ 第２防振ゴム
１０５Ｕ 上側ストッパ部材
１０５Ｂ 下側ストッパ部材
１０６ スペーサ部材（第１パイプ状部材）
１０６ａ ブッシュ取付凹部（凹部）
１１０ 樹脂ブッシュ（第２パイプ状部材）

Claims (2)

1. 駆動源が設けられる本体フレームと、
   前記本体フレーム上に設けられ、操作室を形成するオペレータキャビンとを備え、
   前記オペレータキャビンの下面側のフロアフレームと前記本体フレームとを連結する部分に設けられる作業用車両の防振構造であって、
   前記フロアフレームの下面と前記本体フレームの上面との間に配設される第１防振ゴムと、
   前記本体フレームの下面側に配設される第２防振ゴムと、
   前記第１防振ゴム、前記本体フレームおよび前記第２防振ゴムに挿通される金属製の第１パイプ状部材と、
   前記フロアフレームおよび前記第１パイプ状部材に挿通され、前記フロアフレーム、前記第１防振ゴム、前記本体フレームおよび前記第２防振ゴムを締め付けるボルト部材とを備え、
   前記第１パイプ状部材における前記本体フレームが対向する外周部に環状の凹部を設け、この凹部に低摩擦性能を有する樹脂製の第２パイプ状部材を設けたことを特徴とする作業用車両の防振構造。
2. 前記本体フレームが上下振動したときに、前記本体フレームが前記第２パイプ状部材の外周面に対して摺動して前記上下振動が前記第１パイプ状部材に伝達されることを抑えるように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の作業用車両の防振構造。
   

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