JP2602113B2 - 車両のダイナミックダンパー - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば、ホイールローダ等の車両のダイナ
ミックダンパーに関する。

（従来の技術） ホイールローダのダイナミックダンパーとしては、例
えば、特開昭63−265023号等に示すようなものがある。

このものでは、作業装置におけるブームシリンダの負
荷保持側油室がアキュムレータと接続されて、マス部材
となる作業装置と、バネ作用をなすアキュムレータとに
より、ダイナミックダンパーが構成され、これにより、
走行時の車両本体のピッチング、バウンシング等を抑制
するようにしている。

ところで、上記のものでは、掘削作業時には、ブーム
シリンダとアキュムレータ間の油路を遮断して、高圧の
作動油からアキュムレータを保護する必要があり、その
ため、ブームシリンダとアキュムレータ間に開閉弁を設
ける必要があった。

又、上記のものでは、ダイナミックダンパーの作動時
には、ブームシリンダの伸縮を許容するため、その負荷
側油室をタンクと連通状態にする必要があり、このた
め、負荷側管路の中途部とタンク間に、両者を連通状態
と遮断状態に切り替え自在に接続するための接続手段を
介装する必要があった。

（発明が解決しようとする課題） 上記のように、従来のダイナミックダンパーでは、ダ
イナミックダンパーを構成するアキュムレータの他に、
開閉弁、接続手段も備える必要があり、作業装置の油圧
回路が複雑なものとなって、コストが高くつくという問
題があった。

又、走行体勢から作業体勢、又は、その逆に移行する
際に、開閉弁や接続手段を操作する必要があり、大変面
倒であるという問題もあった。

更に、作業体勢から走行体勢に移行する際に、上記操
作を忘れても、単に、ダイナミックダンパーが作動しな
いだけであるが、走行体勢から作業体勢に移送する際
に、上記操作を忘れると、アキュムレータが破損すると
いう問題がある。

従って、その操作を忘れた際の安全装置、又は、上記
操作を自動的に行う装置を備える必要があるが、これ
が、更に、ダイナミックダンパーを複雑にして、コスト
を上昇させるという問題があった。

又、作業装置の油圧回路に備えたアキュムレータを利
用しているので、作業時に、油圧回路により、作業装置
を作動させている際には、ダイナミックダンパーを作動
させることができないという問題もあった。

本発明は、上記問題を解決できる車両のダイナミック
ダンパーを提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するために、本発明が採用した手段
は、車両本体の前後一側に、バランスウエイトが保持バ
ネを介して振動可能に備えられ、車両本体とバランスウ
エイト間に、ショックアブソーバが介装され、ショック
アブソーバの減衰係数を変更する変更手段が備えられた
点にある。

尚、バランスウエイトが、保持バネと上下一対の保持
シリンダにより、上下動可能に保持されて、両シリンダ
の対応する油室が油路を介して接続され、ショックアブ
ソーバ及び変更手段が、上記油路に介装された可変絞り
とされることもある。

又、バランスウエイトがシリンダ内に上下に摺動自在
に備えられて、バランスウエイトにより、シリンダ内が
上下の油室に区画され、各油室に保持バネが内蔵される
と共に、両油室が油路を介して接続され、ショックアブ
ソーバ及び変更手段が、上記油路に介装される可変絞り
とされることもある。

更に、車両本体に、作業部が昇降シリンダを介して昇
降可能に備えられ、昇降シリンダの負荷保持側油室の油
圧が大となった時に、変更手段を操作して、ショックア
ブソーバの減衰係数を小さくする手段が備えられること
もある。

（作用） 車両を走行させたい際には、路面の起伏に応じて、又
は、加速、減速時に、車両本体がピッチング又はバウン
シングしようとする。

この際、ダイナミックダンパーのバランスウエイト
が、保持バネに抗して上下方向に振動して、車両本体の
ピッチング及びバウンシング等が抑制される。

そして、車両本体等から成る主振動系等の質量が変化
して、その固有振動数が変化した際には、ダイナミック
ダンパーのショックアブソーバの減衰係数を変更して、
上記変化に対応する。

（実施例） 以下、本発明をホイールローダに適用した第１実施例
を第１図及び第２図の図面に基づき説明すると、第２図
はホイールローダを示し、ホイールローダは、車両本体
１と、車両本体１の前部に備えられた作業装置２とから
構成されている。

車両本体１は、前・後フレーム４、５等から成る車体
６と、左右一対宛の前・後輪７、８と、キャビン９等を
有する。

又、作業装置２は、前フレーム４に昇降自在に枢支さ
れた左右一対のブーム11と、前フレーム４と各ブーム11
間に介装された昇降シリンダとして例示する左右一対の
ブームシリンダ12と、ブーム11の前端部に回動自在に枢
支された作業部として例示するバケット13と、前フレー
ム４とバケット13間に介装されたバケットシリンダ14等
を有する。

第１図にも示すように、後フレーム５内には、ダイナ
ミックダンパー16が配設されている。

ダイナミックダンパー16は、荷重バランスをとる横長
状のバランスウエイト18と、保持シリンダ19と、保持バ
ネ20と、ショックアブソーバを構成可変絞り弁21とから
成る。

保持シリンダ19と保持バネ20はバランスウエイト18を
上下に移動可能に保持するもので、保持シリンダ19は、
バランスウエイト18の上下に１個宛又は左右一対宛配設
されており、複動形油圧シリンダとされて、シリンダ22
と、ピストン23と、ピストンロッド24を有する。

各保持シリンダ19はそのシリンダ22の基部が後フレー
ム５内の上下の取付板25、26に取付けられ、又、ピスト
ンロッド24がバランスウエイト18に取付けられている。

各保持シリンダ19のピストン23には、細孔28が貫通形
成されると共に、そのヘッド側油室内31には、保持バネ
20が配設され、シリンダ22の端部とピストン23間に弾発
状に介装されている。

上下の対応する保持シリンダ19のロッド側油室30とヘ
ッド側油室31は、油路を介して接続されると共に、ヘッ
ド側油室31を接続する油路に可変絞り弁21が介装されて
いる。

上記のように構成した実施例によれば、ホイールロー
ダを走行させた際には、路面の起伏に応じて、又は、加
速、減速時に、ホイールローダの車両本体１及び作業装
置２がピッチング又はバウンシングしようとする。

この際、ダイナミックダンパー16のバランスウエイト
18が、保持シリンダ19及び保持バネ20を伸縮させながら
振動し、保持シリンダ19の伸縮により、両保持シリンダ
19の対応する両油室30間と、両油室31間で夫々作動油が
流れるが、この流れは可変絞り弁21から流量制御作用を
うけ、これにより、バランスウエイト18の振動が減衰さ
れる。

即ち、バランスウエイト18は、保持バネ20と、可変絞
り弁21の減衰作用とに抗して上下動して、バランスウエ
イト18が車両本体１の後部が動こうとする方向とは反対
方向に動くので、車両本体１及び作業装置２のピッチン
グ及びバウンシング等が抑制されると共に、バランスウ
エイト18の上下動も、可変絞り弁21の減衰作用により早
期に減衰させることができる。

ところで、車両本体１及び作業装置２から成る主振動
系の固有振動数は、車両本体１と作業装置２の質量及
び、前・後輪７、８のバネ定数等により定まり、ダイナ
ミックダンパー16の固有振動数は、バランスウエイト24
の質量及び、保持バネ20のバネ定数等により定まる。

そして、主振動系の共振曲線のピークがなるべく低く
なるようにし、上記主振動系とダイナミックダンパー16
両者の質量比と固有振動数比及び、ショックアブソーバ
を構成する可変絞り弁21の減衰係数等を設定すれば、車
両本体１及び作業装置２に作用する外力の振動数がどん
な値であっても、車両本体１及び作業装置２のピッチン
グ及びバウンシングを良好に抑制できる。

この場合において、作業装置２のバケット13に土砂等
を積載していない場合と、積載している場合とでは、作
業装置２の質量が異なり、これにより、主振動系の固有
振動数も異なる。

上記の場合には、可変絞り弁21の最適減衰係数も異な
るのであり、作業装置２の質量が増大するにつれて、最
適減衰係数は小さくなる。

そこで、上記の場合には、バケット13内の積載物の有
無及びその質量に応じて、可変絞り弁21の絞り量を調整
するのであり、これにより、バケット13内の積載物の有
無及びその重量にも関係なく、車両本体１及び作業装置
２のピッチング及びバウンシングを良好に抑制できる。

尚、路面の凹凸が大であって、バランスウエイト18が
大きく振動して、保持シリンダ19のピストン23がストロ
ークエンドに達した際には、各保持シリンダ19のピスト
ン23の細孔28内を作動油が流れることにより、その衝撃
が緩和される。

第３図及び第４図は本発明の第２実施例を示すもの
で、33はシリンダで、後フレーム５の後端部に縦設され
て、その内部にバランスウエイト18が上下に摺動自在に
備えられて、シリンダ33内が上下の油室34、35に区画さ
れ、各油室34、35内に保持バネ20が弾発状に介装され
て、バランスウエイト18を上下動可能に保持している。

シリンダ33の両油室34、35は、油路により接続され、
その油路に、ショックアブソーバを構成する可変絞り弁
21が介装されている。

可変絞り弁21は、スリーブ37と、ポペット38と、バネ
39とを有する。

スリーブ37は外周部に、各油室34、35に接続されるポ
ート41、42を有すると共に、右端部が、ブームシリンダ
12の負荷保持側油室であるヘッド側油室43に、高圧逆止
弁44、絞り弁45を介して接続されている。高圧逆止弁44
は、高圧時に、作動油がブームシリンダ12のヘッド側油
室43から可変絞り弁21のスリーブ37へ流入することを防
止する。

ポペット38はスリーブ37内に軸心方向に摺動自在に備
えられて、各ポート41、42の間に可変オリフィスを構成
すると共に、ポペット38とスリーブ37の両者の左端部間
には、ポペット38を右方に付勢するバネ39が介装されて
いる。

上記のように構成した実施例によれば、バケット13内
に積載物を積載していない時には、ブームシリンダ12の
ヘッド側油室43内の作動油の圧力が低いので、第３図で
示すように、可変絞り弁21のポペット38はバネ39により
右方に付勢されて、ポペット38と両ポート41、42間に構
成される可変オリフィスが小さくされ、これにより、可
変絞り弁21の減衰係数が大とされている。

又、作業装置２のバケット13に土砂等を積載すると、
ブームシリンダ12のヘッド側油室43内の作動油の圧力が
高くなるので、第４図で示すように、可変絞り弁21のポ
ペット38はバネ39に抗して左方に移動して、ポペット38
と両ポート41、42間に構成される可変オリフィスが大き
くされ、これにより、可変絞り弁21の減衰係数が小さく
される。

このように、作業装置２のバケット13内の積載物の有
無による主振動系の質量及び固有振動数の変化に対応し
て、ダイナミックダンパー16の減衰係数も自動的に変化
するので、オペレータは可変絞り弁21を操作する必要が
なく、便利である。

尚、ホイールローダの走行中に、ブームシリンダ12の
ヘッド側油室43内の作動油圧力が微変動しても、その変
動は絞り弁45により緩和され、可変絞り弁21が上記変動
により作動することはない。

又、作業時において、ブーム11をブームシリンダ12に
より上昇させる際には、ブームシリンダ12のヘッド側油
室43内に作動油が供給されるが、この際には、作動油の
圧力が高圧で、高圧逆止弁44が作動し、ヘッド側油室43
から可変絞り弁21のスリーブ37内には、作動油は流入せ
ず、従って、ブームシリンダ12の作動に支障はない。

第５図は本発明の第３実施例を示すもので、バランス
ウエイト18が後フレーム５に左右方向の支軸47により上
下揺動自在に枢支されると共に、後フレーム５とバラン
スウエイト18間には、左右一対宛の保持シリンダ19と保
持バネ20が介装されている。

各保持シリンダ19は複動式油圧シリンダとされ、両油
室30、31は油路により接続されて、その油路に可変絞り
弁21が介装されている。

49はセンサで、ブームシリンダ12のヘッド側油室43の
油圧を検出する。

51は制御装置で、マイコン等からなり、センサ49によ
り検出された油圧をバケット13内に積載物のない場合の
標準油圧と比較してその差に応じて可変絞り弁21を作動
させる。

尚、実施例では、バランスウエイトが車両本体の後端
部に備えられているが、バランスウエイトを車両本体の
前端部に備えることもある。

又、本発明はホイールローダ以外の車両にも適用可能
である。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明によれば、車両本体の前
後一側に、バランスウエイトを保持バネを介して振動可
能に備えて、バランスウエイトと、保持バネとによりダ
イナミックダンパーを構成するようにしたので、構造が
簡易で、ローコストで製作できると共に、走行体勢から
作業体勢、又は、その逆に移行する際に、何か操作をし
たりする必要もなく、大変便利であり、しかも、作業装
置を備えた車両の場合において、油圧回路により作業装
置を作動させている際でも、ダイナミックダンパーを作
動させることができる。

又、車両本体とバランスウエイト間に、ショックアブ
ソーバが介装されているので、バランスウエイトが振動
しても、その振動を早期に減衰できる。

更に、上記のように、ショックアブソーバを備えてい
るので、車両本体等から成る主振動系の共振曲線のピー
クがなるべく低くなるように、主振動系とダイナミック
ダンパー両者の質量比、固有振動数比及び、ダイナミッ
クダンパーのショックアブソーバの減衰係数等を設定す
れば、車両本体に作用する外力の振動数がどんな値であ
っても、車両本体のピッチング及びバウンシングを良好
に抑制できる。

特に、本発明では、ショックアブソーバの減衰係数を
変更する変更手段が備えられているので、車両本体等の
質量が変化して、主振動系の固有振動数が変化した場合
にも、車両本体のピッチング及びバウンシングを良好に
抑制できる。

又、請求項４のように、昇降シリンダの負荷保持側油
室の油圧が大となった時に、変更手段を操作して、ショ
ックアブソーバの減衰係数を小さくする手段を備えれ
ば、作業部に土砂を積載すること等により主振動系の固
有振動数が変化した場合でも、減衰係数が自動的に変更
せしめられ、便利である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の一実施例を示すもので、第
１図は要部の縦側断面図、第２図はホイールローダの側
面図、第３図及び第４図は本発明の第２実施例を示し、
第３図は要部の縦側断面図、第４図は、第３図とは異な
る体勢を示す要部の縦側断面図、第５図は本発明の第３
実施例を示す要部の側面図である。 １……車両本体、２……作業装置、11……ブーム、12…
…ブームシリンダ（昇降シリンダ）、13……バケット
（作業部）、16……ダイナミックダンパー、18……バラ
ンスウエイト、19……保持シリンダ、19……保持シリン
ダ、20……保持バネ、21……可変絞り弁、30、31……油
室、33……シリンダ、49……センサ、51……制御装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 伸洋 大阪府大阪市西区京町堀１丁目15番10号 東洋運搬機株式会社内 (72)発明者 泉谷 剛 大阪府大阪市西区京町堀１丁目15番10号 東洋運搬機株式会社内 (72)発明者 桧垣 正美 大阪府大阪市西区京町堀１丁目15番10号 東洋運搬機株式会社内 (72)発明者 正野 信夫 大阪府大阪市西区京町堀１丁目15番10号 東洋運搬機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−265023（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両本体の前後一側に、バランスウエイト
   が保持バネを介して振動可能に備えられ、車両本体とバ
   ランスウエイト間に、ショックアブソーバが介装され、
   ショックアブソーバの減衰係数を変更する変更手段が備
   えられたことを特徴とする車両のダイナミックダンパ
   ー。
2. 【請求項２】バランスウエイトが、保持バネと上下一対
   の保持シリンダにより、上下動可能に保持されて、両シ
   リンダの対応する油室が油路を介して接続され、ショッ
   クアブソーバ及び変更手段が、上記油路に介装された可
   変絞りとされたことを特徴とする請求項１記載の車両の
   ダイナミックダンパー。
3. 【請求項３】バランスウエイトがシリンダ内に上下に摺
   動自在に備えられて、バランスウエイトにより、シリン
   ダ内が上下の油室に区画され、各油室に保持バネが内蔵
   されると共に、両油室が油路を介して接続され、ショッ
   クアブソーバ及び変更手段が、上記油路に介装される可
   変絞りとされたことを特徴とする請求項１記載の車両の
   ダイナミックダンパー。
4. 【請求項４】車両本体に、作業部が昇降シリンダを介し
   て昇降可能に備えられ、昇降シリンダの負荷保持側油室
   の油圧が大となった時に、変更手段を操作して、ショッ
   クアブソーバの減衰係数を小さくする手段が備えられた
   ことを特徴とする請求項１、２又は３記載の車両のダイ
   ナミックダンパー。