JP4183252B2 - キャブ懸架装置 - Google Patents

Description

本発明は、車枠上にキャブを懸架するための装置に関する。本発明は、特に、構造機械装置、および収縮機の機械装置、また、比較的大きな応力に晒されるキャブの懸架を目的としている。

例えばホイール・ローダや制振装置のような構造機械装置／収縮機の機械装置はキャブ懸架構造において相当な需要がある。運転手の作業環境を快適にするために、懸架は、車枠からキャブへと伝播されてしまう相当に強力な振動および衝動を減少／除去することが可能でなければならない。さらに懸架は、安全性の理由から、車両が転倒した場合にも、キャブを車枠上に維持するのに十分に強力でなければならない。本願明細書中では、ＲＯＰＳ保護を頻繁に参照しているが、ＲＯＰＳとはロール・オーバー・プロテクション・ストラクチャ（転倒時保護構造）の略である。

従来、車枠からキャブへの振動の伝播を減衰するために、懸架構造内部にゴムが装備されていた。このような構造の典型的なものでは、「ゴム継環」の形態をした振動要素上にキャブが配置されており、このゴム継環は、例えばキャブを車枠に連結するボルトのような貫通タイプの連結手段である。通常、負荷を緩和するべく機能する懸架の要素が、ボルト上の、車枠の下にあたる場所に配置されている。このような構造の一例が、例えば米国特許第５０６４２４２号に開示されている。このタイプの構造の欠点は、「ゴム継環」が、現在求められる振動絶縁／制振の高い要求を満たすことができないことである。

近年、振動関連特徴を改善するために、懸架装置において「粘性取り付け」または「ハイドロ取り付け」として知られるものが益々一般的になった。通常、このような振動要素には、衝撃および振動の伝播を減少するために、例えばオイルのような粘性液体が充填されている。懸架装置の強度特徴と制振特徴の組み合わせを目的とした機能的解決において、多数の異なる応用が提案されている。従来技術のこのような例は欧州特許第６６９４８４号に記載されている。

多くの場合において、「粘性取り付け」タイプの要素を考慮する限り、振動関連および衝撃関連の特徴は完全に妥当であるが、一般的な問題は、強度特徴が制限されてしまう場合が多いことである。従来の解決法は、先述した強度の要求を満たすことが可能な制振要素を構造するというものである。問題は、この強度要求が製造工程に大きく影響するため、この強度要求をとにかく一度確立しなければならないという点である。そのため、この構造を新しい状況に適合させることが困難である。この解決法の別の欠点は、この要素が比較的高価であることである。

別の解決法は、車枠とキャブの間の、制振要素と平行した（前、後ろ、または側部における）場所に、新規の取り付け点を作り、１個またはそれ以上の追加の固定具を取り付けることで、強度の要求を満たすことである。このタイプの機能的解決法に伴う問題は、取り付け及び取り外しの際に、特に、キャブおよび／または車枠の部分を要する新規の取り付け点を強化すべき場合には、相当に広い空間と追加の作業が必要となることである。

本発明の目的は、優れた制振／振動絶縁特性をもたらす、また、従来技術と比較して、振動および力を吸収するための構成要素の適合、取り付け、取り外し、交換を単純化した方法をもたらす懸架構造を提供することである。この目的は装置により達成され、その特徴は特許請求項１から明白になる。添付の特許請求項は、本発明の利点的実施形態、発展、応用形について説明している。

本発明は、キャブを車枠上に懸架するための装置であって、主に車枠からキャブへの衝撃／振動の伝播を減少させるべく設けられた第１要素と、例えば事故が生じた場合に、主に、負荷を緩和するべく設けられた第２要素とを備え、該第１および第２要素が、車両の垂直方向において連続的に配置されており、また、該装置が、キャブと車枠とを連結する手段を備え、第１および第２要素が連結手段上に配置されている装置を構成する。この発明は、第１要素が車枠内、あるいはキャブ内に堅固に連結され、また、連結手段が第１要素、さらにキャブ、あるいは車枠に堅固に連結され、連結手段が、第１要素とキャブ、あるいは車枠との間に堅固な連結を構成することを特徴とする。

これによって、キャブと車枠が、第１要素と連結手段を介し、相互に対して堅固に連結し、また、第１要素を、車枠またはキャブのいずれかに取り付けることが可能である。この構造により、優れた制振および振動絶縁特性を備えた第１要素、例えば、貫通タイプの連結手段に適合されていない「粘性取り付け」タイプの第１要素を、異なる主要機能を備えた２個の異なる要素を備えた懸架装置に一体に設けることが可能になり、ここで、第１および第２要素の両方が、連続的配置のために、キャブと車枠の間に位置している同一の取り付け点において動作する。これにより、本発明による装置が、平行に配置された従来の要素のものよりも小さくなり、また、キャブと車枠の間の取り付け点の数を最小にすることができるようになる。さらに、この構造により、懸架装置内において、比較的高性能の第１要素を、比較的単純で頑丈な第２要素と組み合わせることが可能になる。

第１および第２要素は、共通の間隔で垂直方向に配置されることが好ましい。この方法では、空間が、例えば構造内の車枠の他部分を使用するために設けられ、また、２個の要素が相互から独立して動作できる構造を提供する可能性がさらに増加し、これにより、例えば、第１および第２要素の選択の柔軟性が増す。

本装置はさらに、車枠の一部分を適切に備えているが、この部分は負荷を緩和するべく機能し、また、垂直方向において連続的に配置されている。第２要素は、キャブと車枠の間が特定の間隔に達した際に、負荷を緩和するための部分に対して作用するように設けられることが好ましい。こうすることで、第１要素の力／負荷の緩和を、より適度な動作条件下で生じる力／負荷に限定し、その一方で、負荷を緩和するための第２要素が、力／負荷の全てまたは幾らかを、負荷を緩和する車枠部分へ伝播することができ、この伝播は、例えばキャブが強力な力で車枠から遠ざかる方向に強制移動される事故状況、つまり、第１要素が十分に長い距離で後方に離れ、第２要素が負荷緩和の部分に対して作用できる間隔がキャブと車枠間に生じる状況において行われる。この解決法の利点の１つは、第１の、制振要素を、低い力の必要性にて構造／選択できることであり、これにより、より単純で、より費用効率的な全体構造が可能になる。

第１および第２要素は、個別の取り外し可能なユニットを構成することが好ましい。これにより、相互に対して独立した一方または他方の要素を簡単に交換できる可能性が生じる。換言すれば、欠陥要素を交換したり、一方の要素のタイプや型を、他方の要素、またはキャブや車枠の隣接した部品に何ら変更を加える必要なく、簡単に変更することが可能になる。

連結手段は少なくとも１個の細長部材を適切に備え、該部材は第１要素とキャブ、あるいは車枠を連結させる。第１および第２要素は、共通の間隔で細長部材の縦方向において配置されることが好ましい。

本発明のさらなる改善において、細長部材がネジ山を備えており、該ネジ山が、一方で第１要素内に堅固に捩じ込まれる部分と、他方でキャブ内、あるいは車枠内に堅固に捩じ込まれる部分とにおいて同一のピッチを有する。

第１要素をキャブ／車枠に連結する細長部材を備えた連結手段の利点の１つは、この構造に弱点が殆どなく、潜在的な遊びが最小限であることである。細長部材の上方端と下方端のネジ山ピッチを同一に設計することで、第１要素とキャブ／車枠間の間隔を変更することなく連結を調整（捩じ込み）することができ、これは取り付けの観点から有利である。とりわけ、キャブの上から届かない場合に、本発明をキャブの下から取り付けられる可能性が提供される。例えば、まず、ナット停止部の補助によって、細長部材をキャブ内の最端にまで捩じ込み、次に、第１要素を車枠内に取り付けることにより、その後、連結部を第１要素内にネジ留めし、さらに調整することができる。これは、最初から本発明による懸架装置のタイプ用に構成されていない古い機械で作業する場合、また、緊締部分へ手が届き難い場合に特に有利である。

したがって本発明は、最初から本発明による懸架装置のタイプ用に構成されていない、より古い機械への取り付けに非常に適している。さらに、本発明の基本概念は、２個の要素が相互に対して独立するというものである。第１に、この概念は機能、つまり、通常動作において、負荷を緩和するための要素に振動および衝撃が付加されず、事故時に生じ得る力が振動吸収要素に付加されないという機能を考慮している。これにより、単純で費用効率的な全体構造が可能になる。第２に、この概念は物理的設計、つまり、一方の要素を、他方の要素を交換することなく、簡単に交換することが可能な物理的設計を考慮している。これにより、構造が柔軟になり、異なる状況への適合が可能になる。

以下に、図面を参照しながら本発明をさらに詳細に説明する。

以下の図面は完全なキャブまたは車枠を示していないが、これらの構成要素は、懸架装置の取り付け点付近に配置された小さい部分範囲によって表している。このような部分範囲は、例えば、キャブビームの部分で構成することができる。通常、キャブの懸架には４個の懸架装置が含まれる。キャブは車枠よりも上に配置され、また、図中では、車両の垂直方向は本質的に底部から上に向かうものである。

図１、図２、図３は、本発明の第１の好ましい実施形態の原理を示す。例えばネジ留め継手または溶接留め継手によって、第１制振要素１が車枠３に堅固に取り付けられている。１個の細長部材８と２個のナットを具備した連結手段５の補助により、第１要素１がキャブ４に堅固に連結されるが、これはつまり、第１要素１が、連結手段５を介してキャブ４に堅固に連結されるということである。負荷を緩和するための要素である第２要素２が、連結手段５の細長部材８上に堅固に配置されている。したがって、第１要素１および第２要素２は、車両の垂直方向に向かって連続的に配置されている。車枠３内に生じる振動が第１要素１内で減衰され、連結手段５、したがってキャブ４に穏やかに伝播される。第２要素２は連結手段５と共に振動し、より穏やかな動作条件では、相当な範囲において車枠３と接触することはない。例えば車両が転倒した際に起こり得る、キャブ４および連結手段５を車枠３から遠ざかる方向に移動させてしまう十分に強力な衝撃が生じた場合には、車枠３上の連続的に配置された部分７（図３を参照）に対して第２要素２が、負荷を緩和するべく作用し、この連結においてキャブ４が定位置に維持される。負荷を緩和するべく、第２要素２が車枠３上の部分７に対して作用し始めると、第１要素１が緩和すべき負荷／力が制限される。本発明は、第２要素２も、車両の側部方向における負荷／力を、車両の垂直方向に関連した方法で緩和するように設けることができる。

連結（または取り付け等）が堅固であるという表現は、原則的に、連結が力の伝播を目的としているため、溶接留めした接合、ネジ留めした接合、リベット留めした接合、あるいは接着剤留めした接合等のような何らかの固定の形態が必要であることを意味する。キャブが「ゴム継環」の形態の第１要素上に配置され、また、例えば米国特許第５０６４２４２号に例証されているタイプの緩慢連結は、したがって意図されないものである。

第２要素２の頂側部には例えばゴムが適切に設けられているが、これは、負荷の緩和を目的とした部分７に対するより弱い作用を得るためである。第２要素２の側部、連結手段５の側部、および／または、負荷を緩和するための、車枠３内の部分７を通る穴内の側部にも、車両の側方における衝撃および振動を緩和するためのゴムを適切に設けることができる。

図４、図５、図６は本発明の第２の好ましい実施形態を示す。図７、図８、図９は、本発明の第３の好ましい実施形態を示す。図１０、図１１、図１２は、本発明の第４の好ましい実施形態を示す。各々の実施形態についての３つの図面は相互を補足するものである。先行の第１実施形態（図１〜図３）の説明も、原則的に３つの実施形態と同一の構造を有するため、概してこれらの実施形態に適合する。これらの実施形態の違いは、主に、図４〜図１２に見られるように、ボルト、ナット、ワッシャといった多数の異なる構成要素で構成された連結手段５の設計である。

第１要素１の主な目的は、車枠３からキャブへの衝撃および／または振動の伝播を減少／除去することであり、一方、第２要素２の主な目的は、例えば事故のような状況において負荷を緩和し、これによりＲＯＰＳ保護として機能することである。衝撃および振動の伝播の減少／除去は、絶縁および制振の両方を備えることができるため、第１要素が絶縁および制振の両特性を備えることが可能となる。制振要素、制振装置、振動要素等のような表現は、第１要素１の主要な目的に関連した機能または要素を意味する。

第１要素１は、振動／絶縁および制振特性の両方を備えた「粘性取り付け」タイプのものであることが好ましい。通常、このタイプはゴムばねと、適切な方法で仕事損失が生成される装置とを備えている。この装置は、例えばシリコンオイルまたはグリコールのような液体を含有しており、この液体は例えば、スロットリングを強制通過させられる。あるいは、例えばゴムのような弾性材料における仕事損失を利用した構造を使用することも可能である。このような「粘性取り付け」が「ゴム継環」よりもさらに優れた制振特性を有する理由は、前者が、高い振動周波数における振動／絶縁だけでなく、例えば振動シーケンスによって引き起こされた共鳴振動をも減衰することができるためである。「ゴム継環」と「粘性取り付け」は、異なった方法で配置しなければならない理由から、構造において相当に相違する。

第２要素２が、連結手段５上の、第１要素１と車枠３の間の位置に堅固に配置されていることは、異なる実施形態間で共通である（例えば、図１、図４、図７、図１１を参照）。第２要素２はディスク形状またはプレート形状の部材で構成されている。当然ながら、第２要素２を異なる方法で設計することが可能であり、これには例えば多数のディスクまたはプレートが含まれる。

図６、図１２はさらに細長部材８のネジ山９を示しており、このネジ山は、一方で、第１要素１内に堅固にネジ留めされる部分と、他方で、キャブ４、あるいは車枠３内に堅固にネジ留めされる部分とにおけるピッチが同一である。

キャブからの作業が困難である場合には、原則的に、正確な位置においてキャブ４を遮断し、次に、キャブ４のビーム頂側部上でナットとナット停止部との組み合わせにおいて、細長部材８をキャブ４内の必要な深さにまで捩じ込み（図３〜図６を参照）、これにより、車枠３上に第１要素１、連結手段５の残り、さらに第２要素２を取り付けることが可能になる。ネジ山９のピッチが両端において同一であるという事実により、キャブ４と第１要素１間の間隔を変更することなく、細長部材８を第１要素１内に下方へと捩じ込むことができる。これにより、例えば、キャブ４の様々な懸架装置の垂直方向への調整が簡単になる。

本発明は、上述した例証的な実施形態に限定されるものではなく、特許請求項の範囲内で多数の変更が考えられる。例えば、全ての実施形態が、第１要素１が車枠３上に堅固に連結され、連結手段５が第１要素１とキャブ４の間の堅固な連結を構成しているという構造を示している。しかし、そのかわりに、第１要素１をキャブ上に連結して、連結手段５に第１要素１と車枠３間の堅固な連結を構成させても全く問題はない。この応用形では、当然ながら、第２要素２は、連結手段５上の、第１要素１とキャブ４間の位置に堅固に配置され、キャブ４上の一部分に対して負荷を緩和するべく作用し、影響を及ぼさなければならない。

本発明の第１の好ましい実施形態の斜視図の基本図を示す。 図１による分解図を示す。 図１による別の分解図を示す。 本発明の第２の好ましい実施形態の斜視図を示す。 図４による分解図を示す。 図４による別の分解図を示す。 本発明の第３の好ましい実施形態の斜視図を示す。 図７による分解図を示す。 図７による別の分解図を示す。 本発明の第４の好ましい実施形態の斜視図を示す。 図１０による分解図を示す。 図１０による別の分解図を示す。

Claims (9)

1. キャブ（４）を車枠（３）上に懸架するための装置であって、前記車枠（３）から前記キャブ（４）への衝撃／振動の伝播を減少させるべく設けられた第１要素（１）と、事故等が生じた場合に、負荷を緩和するべく設けられた第２要素（２）とを備え、前記第１および第２要素（１、２）が、車両の垂直方向において連続的に配置されており、また、前記装置が、前記キャブ（４）と前記車枠（３）とを連結する手段（５）を備え、前記第１および第２要素（１、２）が前記連結手段（５）上に配置されている装置において、
   前記第１要素（１）が前記車枠（３）に堅固に連結され、また、前記連結手段（５）が前記第１要素（１）、さらに前記キャブ（４）に堅固に連結され、前記連結手段（５）が、前記第１要素（１）と前記キャブ（４）との間に堅固な連結を構成しており、
   前記第２要素（２）が、前記第１要素（１）と前記車枠（３）との間の位置に配置され、且つ前記連結手段（５）を介して前記キャブ（４）に堅固に連結されており、
   前記車枠（３）は、前記第２要素（２）の側面が当接し負荷を緩和するべく機能する部分（７）を更に備え、
   前記第２要素（２）は、前記キャブ（４）と前記車枠（３）との相対位置の関係において、側方向への所定の移動によって、負荷を緩和するための前記部分（７）に対して作用するように設けられていることを特徴とする装置。
2. 前記第１および第２要素（１、２）が、前記垂直方向において、共通の間隔で配置されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記第１および第２要素（１、２）が個別の取り外し可能なユニットを構成していることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
4. 前記連結手段（５）が少なくとも１つの細長部材（８）を備え、該部材（８）が、前記第１要素（１）と前記キャブ（４）、あるいは前記車枠（３）とを連結することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の装置。
5. 前記第１および第２要素（１、２）が、前記細長部材（８）の縦方向において、共通の間隔で配置されていることを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. 前記細長部材（８）がネジ山（９）を備えており、該ネジ山が、一方で前記第１要素（１）内に堅固に捩じ込まれる部分と、他方で前記キャブ（４）内、あるいは前記車枠（３）内に堅固に捩じ込まれる部分とにおいて同一のピッチを有することを特徴とする請求項４または５に記載の装置。
7. 前記第１要素（１）が、液体を充填したタイプである「粘性取り付け」タイプであることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の装置。
8. 前記第２要素（２）が、１個またはそれ以上のディスク形状あるいはプレート形状の部材で構成されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の装置。
9. 前記装置が、例えば制振装置またはホイール・ローダのような、構造機械装置あるいは収縮機の機械装置を目的としていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の装置。

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