JP5156426B2 - 産業機械の防振装置 - Google Patents

Description

本発明は、機体を構成する上部体および下部体との間に、リリーフ弁に連結した防振部を備え、防振部は、流体を給排可能とするシリンダライナおよび、このシリンダライナ内を摺動自在とし、一端部を上部体または下部体に取付けたピストンからなるシリンダであって、上部体または下部体から伝播する振動の方向および振幅に応じてシリンダライナ内に流体を給排し、シリンダライナ内の流体の量を調節することにより、シリンダライナの内部圧を振動負荷前後で一定に保持して、上部体もしくは下部体を防振する産業機械の防振装置に関するものであり、より詳細には、上部体または下部体に、上部体または下部体の高さ位置を検出する位置検出器を備えるとともに、位置検出器と、リリーフ弁との間には、位置検出器の検出情報に基づいて、リリーフ弁の設定圧を制御して、上部体または下部体の中立位置を保持する制御部を備えることに関する。

従来のトラクタなどの作業車両には、走行時に路面の凹凸に起因して車体へ入力される振動から、キャビンなどを有する操縦部を防振する方法として、機体とキャビンとの間に防振ゴムを備えるものがある。また、防振すべき操縦部に取付けられた油圧シリンダのピストン荷重につりあう油圧力をリリーフ弁で調整し、油圧シリンダのシリンダライナと一体の走行部が油圧シリンダの軸方向に加振されたとき、リリーフ弁の作動により油圧シリンダの内部圧を振動付加前後で一定に保持して、操縦部を防振する技術もある（例えば特許文献１および非特許文献１）。

特開２００６−２７３４２号公報 農業機械学会関西支部報第４８号（昭和５５年６月）

しかし、このような特許文献１の作業車両では、防振ゴムに振動を吸収させて操縦部が防振されるため、走行時に路面から受ける、特に中程度以上の振動に対しては操縦部を十分に防振することができない問題があった。
また、非特許文献１のような作業車両では、防振すべき部位である、例えば操縦部に作業者が乗ることにより、操縦部の重量が変化することにより、油圧シリンダのピストンの中立位置を保持するため、作業者が操縦部への昇降時にその都度リリーフ弁の圧力調整ねじを手動で調整する必要があり、作業性が悪いという問題もあった。さらには、このような防振部を備える作業車両では、操縦部の高さ調節がしづらく、作業者によっては視界確保のために操縦部から立ち上がる必要があり、操縦部の高さを調節する場合にも大掛かりな作業となり作業性が悪いほか、路面など走行面の傾斜に応じて傾いた操縦部に振動が加振されるため、作業者にストレスを与え、車両の操縦性を悪くしていた。
そこで、この発明の目的は、防振すべき部位に荷重などが付加されても、この部位の中立位置を容易に保持できるとともに、この防振部により防振すべき部位の高さ制御や水平制御を容易とする、作業性を向上させた産業機械の防振装置を提供することにある。

このため、請求項１に記載の発明は、機体を構成する上部体および下部体との間に、リリーフ弁に連結した防振部を備え、前記防振部は、流体を給排可能とするシリンダライナおよび、該シリンダライナ内を摺動自在とし、一端部を前記上部体または前記下部体に取付けたピストンからなるシリンダであって、前記上部体または前記下部体から伝播する振動の方向および振幅に応じて前記シリンダライナ内に前記流体を給排し、前記シリンダライナ内の前記流体の量を調節することにより、前記シリンダライナの内部圧を振動負荷前後で一定に保持して、前記上部体もしくは前記下部体を防振する産業機械の防振装置において、前記防振部を、前記上部体の前部左右および後部左右の４箇所に備え、前記上部体または前記下部体に、前記上部体または前記下部体の高さ位置を検出するレーザービーム式の位置検出器を備えるとともに、前記位置検出器と、前記リリーフ弁との間には、前記位置検出器の検出情報に基づいて、前記リリーフ弁の設定圧を制御して、前記上部体または前記下部体の中立位置を保持する制御部を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の産業機械の防振装置において、前記リリーフ弁は、比例電磁式である。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の産業機械の防振装置において、前記流体は、潤滑油である。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の産業機械の防振装置において、前記流体は、空気である。

請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の産業機械の防振装置において、前記上部体または前記下部体は、前記制御部に接続した、前記上部体または前記下部体の傾斜角度を検出する傾斜検出器を備えることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１又は５に記載の産業機械の防振装置において、前記上部体または前記下部体に取付けた定位弾性体の端部に、該端部の位置を摺動させる、スライド装置を設けることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の産業機械の防振装置において、前記防振部の前記ピストンと、前記上部体または前記下部体との間に弾性部材を備えることを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項１に記載の産業機械の防振装置において、前記リリーフ弁は、パルスモータを備えることを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項１に記載の産業機械の防振装置において、前記シリンダライナ内に前記流体を給排する流路内であって、前記シリンダライナと、前記リリーフ弁との間に、チェック弁を備えることを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項１に記載の産業機械の防振装置において、前記流路内であって、前記シリンダライナと、前記リリーフ弁との間に、方向切替弁を備えることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、機体を構成する上部体および下部体との間に、リリーフ弁に連結した防振部を備え、防振部は、流体を給排可能とするシリンダライナおよび、このシリンダライナ内を摺動自在とし、一端部を上部体または下部体に取付けたピストンからなるシリンダであって、上部体または下部体から伝播する振動の方向および振幅に応じてシリンダライナ内に流体を給排し、シリンダライナ内の流体の量を調節することにより、シリンダライナの内部圧を振動負荷前後で一定に保持して、上部体もしくは下部体を防振する産業機械の防振装置において、防振部を、上部体の前部左右および後部左右の４箇所に備え、上部体または下部体に、上部体または下部体の高さ位置を検出するレーザービーム式の位置検出器を備えるとともに、位置検出器と、リリーフ弁との間には、位置検出器の検出情報に基づいて、リリーフ弁の設定圧を制御して、上部体または下部体の中立位置を保持する制御部を備えるので、例えば作業者の乗降によって操縦部などの上部体または下部体の重量が変化しても、従来のようにリリーフ弁を手動調整する必要がなく、自動的にシリンダの内圧を変更維持して、シリンダライナ内に流体を給排して、上部体または下部体における防振部のシリンダの中立位置を保持することができる。従って、作業性を向上させた産業機械の防振装置を提供することができる。
また、重量の大きな上部体を支持できるとともに、４箇所の防振部を制御することによって高い防振性能を得ることができる。また、レーザービーム式の位置検出器を備えるので、機械式の位置検出器と比べて位置検出の精度や耐久性が高く、高い防振性能を得ることができる。

請求項２に記載の発明によれば、リリーフ弁は、比例電磁式であるので、制御部からの指示に基づいたリリーフ弁の電流制御により、シリンダの内圧を連続的に細かく制御することができる。従って、作業性を向上させた産業機械の防振装置を提供することができる。

請求項３に記載の発明によれば、流体は、潤滑油であるので、ミッションケース内の作動油を利用して防振すべき上部体または下部体の中立位置を容易に保持させながら防振することができる。従って、コストダウンを図った産業機械の防振装置を提供することができる。

請求項４に記載の発明によれば、流体は、空気であるので、安価に上部体または下部体を防振できるとともに、その中立位置を保持することができる。従って、コストダウンを図った産業機械の防振装置を提供することができる。

請求項５に記載の発明によれば、上部体または下部体は、制御部に接続した、上部体または下部体の傾斜角度を検出する傾斜検出器を備えるので、走行路面の状態などにより防振すべき上部体または下部体が傾斜しても防振部を利用して、この上部体または下部体を通常の走行路面に対して水平制御することができる。従って、操縦性および安全性を向上させた産業機械の防振装置を提供することができる。

請求項６に記載の発明によれば、上部体または下部体に取付けた定位弾性体の端部に、この端部の位置を摺動させる、スライド装置を設けるので、上部体または下部体の水平制御時や高さ位置制御時に、防振部のピストンを摺動させる際、ピストン端部の位置も摺動させ、制御前後でも常時同じ付勢力でピストンの定位性を保持し、上部体または下部体の中立位置を保持し易くすることができる。従って、操縦性および安全性を向上させた産業機械の防振装置を提供することができる。

請求項７に記載の発明によれば、防振部のピストンと、上部体または下部体との間に弾性部材を備えるので、エンジンなど駆動部から発生する高周波数の振動を、シリンダと弾性体とを組み合わせた防振部により絶縁でき、防振すべき上部体または下部体内に伝わってくるこの高周波振動による騒音を低減することができる。従って、操縦性向上させた産業機械の防振装置を提供することができる。

請求項８に記載の発明によれば、リリーフ弁は、パルスモータを備えるので、より安価なパルスモータを用いて、制御部からの指示に基づいたリリーフ弁のパルス制御により、シリンダの内圧を連続的に細かく制御することができる。従って、作業性を向上させた産業機械の防振装置を提供することができる。

請求項９に記載の発明によれば、シリンダライナ内に流体を給排する流路内であって、シリンダライナと、リリーフ弁との間に、チェック弁を備えるので、エンジンなど駆動源の停止に伴い、シリンダに流体を圧送するポンプが停止しても、チェック弁により流体の逆流を防ぐことで、シリンダの油圧が固定され、上部体または下部体の中立位置を保持できるほか、駆動源の再起動時に再度流体をシリンダに圧送して、上部体または下部体を中立位置に保持する無駄な動力を省くことができる。従って、作業性および燃費を向上させた産業機械の防振装置を提供することができる。

請求項１０に記載の発明によれば、流路内であって、シリンダライナと、リリーフ弁との間に、方向切替弁を備えるので、機体の低速走行時や低速作業時に防振部を作動させる必要がないときに、方向切替弁により流体の逆流を防ぐことで、シリンダの油圧を固定して、上部体または下部体の中立位置を保持でき、流体を圧送するポンプの駆動動力を低減することができる。従って、作業性および燃費を向上させた産業機械の防振装置を提供することができる。

以下、図面を参照しつつ、この発明を実施するための最良の形態について詳述する。
図１は本発明の上部体および下部体を備える産業機械の一実施例を示す、作業車両としてのホイール式トラクタの左側面図、図２は同トラクタの平面図である。

この例の産業機械として、作業車両のトラクタ１は、車体フレーム２の前後に、前輪３および後輪４を備え、前輪３の上方にボンネット５を形成するとともに、その内側には原動機部としてのエンジン６およびクラッチハウジング７が配置され、さらにこのクラッチハウジング７の後部にはミッションケース８が配設されており、エンジン６からの動力が前輪３および後輪４に伝達される。このような構成を有する下部体１Ｂのボンネット５の後部に連続して車体フレーム２上には上部体１Ａとしてのキャビン９が設けられる。なお、トラクタ１は、上述したようなキャビン仕様のほか、ロプス仕様であってもよい。

次いで、キャビン９内には、操縦部として、ブレーキペダルやクラッチペダルなどの操作ペダル１０、ステアリングハンドル１１、シート１２などが設けられる。また、シート１２の両側方に有する図示しない左右フェンダには、例えば、主変速レバー１４や副変速レバー、ＰＴＯ変速レバーなどの各種操作レバーが突設されている。また、キャビン９の外周は、それぞれフロントガラス１５、リヤガラス１６、ドア１７、屋根１８などを取付けてもよい。

そして、エンジン６の動力は、ミッションケース８から前後に突出した不図示のＰＴＯ軸に伝達され、このＰＴＯ軸の駆動により、車両後端部のユニバーサルジョイントや、リフトリンク１９および左右ロアリンク２０からなる三点リンク式などの作業機装着装置２１を介して車両後端に装着された図示しない作業機が駆動される。

次に、本願発明の、防振部について、その具体的構成を説明する。図３は防振部を備えるトラクタを前方から見た斜視図、図４は防振部の参考の設置位置を示す模式図、図５は防振部の側面模式図である。

まず、図３に示すように、操縦部を備えるキャビン９などの上部体１Ａと、前輪３および後輪４を備え、車体フレーム２上に載置したエンジン６を内設するボンネット５やミッションケース８などから構成される下部体１Ｂとの間であって、その車体フレーム２上には、走行時に路面の凹凸に起因して車体へ入力される振動から上部体１Ａを防振するための防振部３１が設けられる。

この防振部３１は、参考例として、図４に示すように、ピストン３２およびシリンダライナ３３からなるシリンダｓなどであって、例えば、下部体１Ｂの上端部に位置する車体フレーム２上における、上部体１Ａ底部の前部中央近傍に１箇所、および上部体１Ａ底部の後部の左右であって、車体フレーム２後部の左右に延設されるステー上に１箇所ずつ配設される。なお、前述とは逆に、防振部３１を、上部体１Ａ底部の前部左右に１箇所ずつ、および上部体１Ａ底部の後部中央近傍に１箇所配置させてもよい。また、後述するように、防振部３１の設置数および設置箇所は上記に限定されない。

さらに、防振部３１を以下に例を示しながら詳述する。図５には上述した防振部３１のうちの１箇所を示すが、上部体１Ａの底部に、ピストンヘッド３２ａを下方に向けたピストン３２の上端部が固設される。また、下部体１Ｂの車体フレーム２上には、上方からピストンヘッド３２ａを挿入可能としたシリンダライナ３３の下端部が固設される。

また、上部体１Ａの底部と、シリンダライナ３３の中途部から側方に延設されたステーとの間には、ピストン３２の定位性を保持するための、ばねなどの定位弾性体３４および、上部体１Ａの高さ位置を検出する、レーザービーム式の位置検出器３５が設けられる。

さらに、シリンダライナ３３の中途部（シリンダライナ３３の下端部と、このシリンダライナ３３内に摺動可能に挿入されたピストンヘッド３２ａとの間）と、ミッションケース８内との間には、流体４０を給排する配管などの流路３６が接続される。また、ミッションケース８近傍の流路３６には油圧ポンプ３７が備えられるとともに、シリンダライナ３３へ向う流路３６から分岐して、ミッションケース８内に戻る流路３６にはリリーフ弁３８として比例電磁式リリーフ弁３８ａが設けられる。

そして、比例電磁式リリーフ弁３８ａと、位置検出器３５とは、コントローラなどからなる制御部３９を介して接続される。

このような構成の防振部３１により、まず、車体走行時に路面の凹凸に起因して車体へ入力され、下部体１Ｂより伝播される振動から、上部体１Ａを防振する場合には、シリンダｓ内が予めリリーフ弁３８ａで設定しておいた油圧力になるまで、ミッションケース８内の流体４０としての作動油（潤滑油）が油圧ポンプ３７によりシリンダライナ３３内へ注入され、上部体１Ａを支持するピストン３２が作動油により押し上げられる。このとき、ピストン３２の荷重につりあったピストン３２におけるピストンヘッド３２ａの中立位置ｎ（シリンダｓ内が設定した油圧力に達した位置）が保持される。

そして、シリンダライナ３３と一体の下部体１Ｂがシリンダｓの軸方向であって、上方または下方に加振され、ピストン３２に作動油から上方または下方への力が加わるとき、リリーフ弁３８が作動し、シリンダｓ内の作動油を給排することで、シリンダｓ内の圧力が一定に保持され、上部体１Ａが防振される。

次に、この上部体１Ａに作業者が乗降して、上部体１Ａの重量が変化した際、ピストン３２の中立位置を自動的に保持する方法を説明する。まず、エンジン６の駆動中に、作業者が乗る前の上部体１Ａにおいて、シリンダｓ内のピストン３２が作動油を押圧するときのピストンヘッド３２ａの位置を中立位置ｎとし、作業者が上部体１Ａに乗ることにより上部体１Ａの重量が増加した場合には、この上部体１Ａが重量増加分に応じて下方に下がるため、シリンダｓ内の内部圧が増加して、シリンダライナ３３内の作動油の一部がリリーフ弁３８から放出される結果、ピストンヘッド３２ａも中立位置ｎより下方に押し下げられる。

このとき、位置検出器３５は、上部体１Ａの適宜設定した位置、例えば上部体１Ａ底部の高さ位置を検出するとともに、その検出情報を制御部３９に送信する。そして、制御部３９は、前記検出情報に基づき、作業者が乗る前の上部体１Ａの高さ位置と、作業者が乗った後の上部体１Ａの高さ位置との差分（高さ）を算出するとともに、リリーフ弁３８ａの設定圧を電流制御によりこの差分に応じた所定の高さに細かく設定変更することで、リリーフ弁３８ａの設定圧が正確に上げられる。なお、この説明では、作業者の昇降による上部体１Ａの中立位置の保持方法として位置検出器３５を用いているが、例えば上部体１Ａの重量を測定する重量測定装置などを用い、作業者の乗降前後の重量差を制御部３９に送信しても同様の効果を得ることができる。

そして、油圧ポンプ３７が作動油をミッションケース８内からリリーフ弁３８ａの設定圧に達するまで、シリンダライナ３３内に送油するため、シリンダライナ３３内の作動油が増量し、この作動油によりピストン３２が押し上げられるため、ピストンヘッド３２ａが中立位置ｎに戻される。

なお、油圧ポンプ３７によりミッションケース８内から作動油がシリンダライナ３３内に供給され続けて、シリンダライナ３３内の圧力が、リリーフ弁３８の設定圧に達した場合は、リリーフ弁３８ａから作動油を放出して系内の設定圧を維持するため、ピストンヘッド３２ａの中立位置ｎが保持され、上部体１Ａの中立位置（上部体１Ａの中立位置は、ピストンヘッド３２ａの中立位置ｎに準ずる）が保持される。

次いで、作業者が上部体１Ａから降りたときは、上部体１Ａの重量が減少し、定位弾性体３４の付勢力も加わり、上部体１Ａが上方に向って戻るため、ピストンヘッド３２ａが中立位置ｎよりも上方に摺動される。

このとき、位置検出器３５は、上部体１Ａ底部の高さ位置が、作業者が乗らない定位置であることを検出（あるいは、作業者が乗っていたときの上部体１Ａの高さ位置と、作業者が降りた後の上部体１Ａの高さ位置との差分でもよい）した情報に基づいて、制御部３９は、リリーフ弁３８ａを電流制御により上部体１Ａの定位置（あるいは、作業者が乗っていたときの上部体１Ａの高さ位置と、作業者が降りた後の上部体１Ａの高さ位置との差分でもよい）に応じた所定の設定圧に細かく変更することで、リリーフ弁３８ａの設定圧が正確に下げられる。

その結果、シリンダライナ３３内の作動油が、リリーフ弁３８ａの設定圧までリリーフ弁３８ａから放出され、ピストンヘッド３２ａが中立位置ｎに戻され、上部体１Ａの中立位置が保持される。

このような構成にすることで、作業者の乗降などによって操縦部など防振すべき上部体１Ａの重量が変化しても、従来のようにリリーフ弁３８を手動調整する手間を必要とせず、自動的にシリンダｓの内圧を変更維持し、シリンダライナ３３内に作動油を給排して、上部体１Ａにおける防振部３１のピストンヘッド３２ａの中立位置ｎを保持することができる。これにより、作業者の体重などによる上部体１Ａの荷重の変化で、この上部体１Ａの高さ位置が異なることなく、煩わしい調節作業を必要とせず容易に常時定位置で上部体１Ａを防振部３１により防振することができる。

また、比例電磁式リリーフ弁３８ａを用いることにより、制御部３９からの指示に基づいたリリーフ弁３８ａの電流制御により、シリンダｓの内圧を連続的に細かく制御でき、ピストンヘッド３２ａの中立位置ｎを正確に保持することができる。さらには、流体４０として作動油を用いることにより、ミッションケース８内の作動油を利用して低コストで防振すべき上部体１Ａの中立位置ｎを容易に保持させながら防振することができる。

なお、リリーフ弁３８は、上述した比例電磁式リリーフ弁３８ａに限定されず、例えば、リリーフ弁３８にパルスモータ３８ｂを設けることもできる。図６は、パルスモータを備えたリリーフ弁を有する防振部の側面模式図を示す。

この場合、図６に示すように、リリーフ弁３８にパルスモータ３８ｂを接続させるとともに、パルスモータ３８ｂは、制御部３９を介して位置検出器３５に接続される。これにより、上述同様に、様々な体重を有する作業者の乗降などによって操縦部など防振すべき上部体１Ａの重量が変化し、上部体１Ａの高さ位置が昇降しても、位置検出器３５により検出された上部体１Ａの高さ位置の検出情報に基づいて、制御部３９はパルスモータ３８ｂに、ピストンヘッド３２ａが中立位置ｎに位置する上部体１Ａの定位置に応じたパルス制御を行い、リリーフ弁３８の設定圧が連続かつ正確に制御される。

その結果、シリンダライナ３３内の作動油が、リリーフ弁３８の設定圧までリリーフ弁３８に給排され、ピストンヘッド３２ａが中立位置ｎに戻されることにより、自動的にシリンダｓの内圧を変更維持し、シリンダライナ３３内に作動油を給排して、防振部３１におけるピストンヘッド３２ａの中立位置ｎを保持することができ、上部体１Ａの中立位置が保持される。

このような構成により、より安価なパルスモータ３８ｂを用いて、制御部３９からの指示に基づいたリリーフ弁３８のパルス制御により、シリンダｓの内圧を連続的に細かく、かつ正確に制御することができる。

以上のような防振部３１を、上述したような上部体１Ａと下部体１Ｂとの間に３箇所備えた３点支持以外に、種々のパターンで配置することができる。図７〜９は防振部の各設置パターンを示す平面模式図（ａ）および側面模式図（ｂ）である。

まず、図７に示すように、防振部３１を、例えば、下部体１Ｂの車体フレーム２上における、上部体１Ａ底部の前部左右であって、車体フレーム２前部の左右に延設される図示しないにステー上に１箇所ずつおよび上部体１Ａ底部の後部左右であって、車体フレーム２後部の左右に延設されるステー上に１箇所ずつ配設される、４点支持であってもよい。なお、防振部３１は、前記ステー上に設置されることに限定されず、狭い左右間隔で車体フレーム２上に設置してもよい。

このような構成にすることで、例えば特に大型の車両などに有する重量の大きな上部体１Ａを安定的に支持できるとともに、４点からなる大きなシリンダｓ内の圧力で上部体１Ａの中立位置を保持できるとともに、下部体１Ｂから伝播される振動を防振することができる。

次に、参考例として、図８に示すように、防振部３１を、例えば、下部体１Ｂの車体フレーム２上における、上部体１Ａ底部の後部（前部でもよい）左右であって、車体フレーム２後部（前部でもよい）の左右に延設される図示しないにステー上に１箇所ずつ配置するとともに、車体フレーム２の前部左右に延設される前記ステー上であって、上部体１Ａ底部の前部（後部でもよい）左右には、上部体１Ａを前後方向に回動可能とするヒンジ３９が１箇所ずつ設けられた、２点支持にすることができる。なお、ヒンジ４０は、上部体１Ａ底部の前部または後部の中央近傍であって、車体フレーム２上に１箇所設けてもよい。

このような構成にすることで、防振部３１の設置数を減らすことにより、シリンダｓやリリーフ弁３８などの設置数を削減してコストダウンすることができる。

さらに、参考例として、図９に示すように、上部体１Ａと下部体１Ｂとの間に、上部体１Ａを上下方向に昇降可能とするパンタグラフ４１を備えるとともに、防振部３１を、例えば、パンタグラフ４１の支点近傍で、パンタグラフ４１の摺動を妨げない適宜位置の車体フレーム２上に１箇所配置させた、１点支持にすることもできる。

このような構成にすることで、防振部３１の設置数を最小にすことにより、シリンダｓやリリーフ弁３８などの設置数をさらに削減してコストダウンすることができる。

次に、下部体１Ｂを構成するボンネット５内のエンジン６などの駆動で発生し、上部体１Ａに伝播される高周波数の振動についても、この防振部３１で防振することができる。図１０は、上部体とピストンとの間に弾性部材を備える防振部の一部を示す側面模式図である。

図１０に示すように、ピストンの上端部と、上部体１Ａ底部との間には、シリコンゴムや、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）などからなる防振ゴムなどの弾性部材４２が固着される。なお、弾性部材４２の材質は上述に限定されない。

このような構成にすることで、エンジン６など駆動部から発生する高周波数の振動を、シリンダｓと弾性部材４２とを組み合わせた防振部３１により絶縁でき、防振すべき上部体１Ａに伝わってくるこの高周波振動による騒音を低減することができる。

次に、本願発明の防振部３１により、防振すべき上部体１Ａの高さ位置を容易に制御することもできる。図１１は、上部体の昇降制御を可能とする防振部の側面模式図である。この場合、図５に示す防振部３１同様に、上部体１Ａの高さ位置を検出する位置検出器３５と、シリンダｓ内の圧力調節をするリリーフ弁３８としての比例電磁式リリーフ弁３８ａとは、制御部３９を介して接続される。なお、このケースにおいては図示しないが、リリーフ弁３８は、図６に示すようなパルスモータ３８ｂを接続してもよい。また、この上部体１Ａの昇降制御は、防振部３１のシリンダｓの支持数が何点であっても可能とされる。

一方、上部体１Ａの底部と、シリンダライナ３３の中途部から側方に延設されるとともに上下方向に摺動可能なステーとの間に設けられた定位弾性体３４の下端部には、制御部３９に接続されたスライド装置４３が取付けられ、例えばこのスライド装置４３を構成するモータ４３ａで上下に摺動されるアーム４３ｂの上端部を定位弾性体３４の下端部に接続することで、定位弾性体３４の下端部の位置を上下に移動させることができる。

ここで、例えば、上部体１Ａに作業者が乗り、シート１２に着座した際、作業者の身長などにより前方視界が悪い場合などには、上部体１Ａ内に有する不図示の上部体昇降スイッチなどが操作され、その操作量に応じた信号が制御部３９に入力される。

このとき、制御部３９は、前述したように、位置検出器３５からの検出情報に基づいて、比例電磁式リリーフ弁３８ａなどの設定圧を変更させて、作業者の体重の違いなどによらず上部体１Ａの中立位置が保持されている。さらに、前記信号に基づいて上部体１Ａを上昇させるため、定位弾性体３４の付勢力を増加させる。制御部３９は、スライド装置４３を駆動させて、定位弾性体３４の下端部を上方に摺動させ、定位弾性体３４の長さを短くすることで、定位弾性体３４の付勢力を増加させる。

その結果、付勢力が増加した定位弾性体３４の、その付勢力の増加がなくなる（ゼロになる）高さ位置まで（定位弾性体３４の長さが付勢力を増加させる前の長さになるまで）、上部体１Ａが上昇する。

このとき、ピストンヘッド３２ａの中立位置ｎ´も上方に移動するが、上部体１Ａの上昇前後で同じ長さにした定位弾性体３４の付勢力によりピストンヘッド３２ａの中立位置ｎ´（上昇後の上部体１Ａの中立位置）を保持することができる。なお、作業者の好みにより上部体１Ａの位置を下降させる場合には、前述とは逆の操作により、制御部３９が、スライド装置４３を駆動させ、上部体１Ａの下降分に応じて定位弾性体３４の下端部が下方に摺動される。

このような構成により、防振部３１を用いて上部体１Ａを容易に昇降でき、例えば作業者の身長など体型によることなく上部体１Ａからの視界を良好に確保して、安全性および作業性を向上させた産業機械の防振装置を提供することができる。また、スライド装置４３を設けることにより、上部体１Ａの高さ位置制御時に、防振部３１のピストン３２の端部位置も摺動させ、制御前後でも常時同じ付勢力でピストン３２の定位性を保ち、上部体１Ａの中立位置を保持することができる。

次に、本願発明の防振部３１により、防振すべき上部体１Ａの水平制御を容易に行うこともできる。図１２は、上部体の水平制御を可能とする防振部の側面模式図である。この場合、図１１に示す防振部３１同様に、上部体１Ａの高さ位置を検出する位置検出器３５と、リリーフ弁３８としての比例電磁式リリーフ弁３８ａとは、制御部３９を介して接続され、定位弾性体３４の下端部にはスライド装置４３が設置される。なお、このケースにおいても図示しないが、リリーフ弁３８は、図６に示すようなパルスモータ３８ｂを接続してもよい。

また、上部体１Ａの上端部など限定されない適宜位置には、上部体１Ａの傾斜による傾斜角に伴い、内部に有する振り子の角変位を電気信号に変換するサーボ型などの傾斜検出器４４が取付けられるとともに、この傾斜検出器４４は、制御部３９に接続される。なお、傾斜検出器４４は、サーボ型に限定されない。なお、この上部体１Ａの水平制御は、前述した防振部３１による上部体１Ａの支持パターンのうち、２点支持以上に適用され、１点支持は除かれる。

ここで、走行路面などの状態により、機体の防振すべき上部体１Ａが前後左右方向のいずれかに傾斜した場合、傾斜検出器４４が、通常の水平な走行路面などに対して上部体１Ａの傾斜方向および傾斜角度を検出するとともに、その検出情報を制御部３９に送信する。

次いで、制御部３９は、前記検出情報に基づいて、例えば、上部体１Ａを支持する防振部３１のうち、水平な走行路面などに対して上部体１Ａの部位が下方に傾斜した位置に相当するシリンダｓに接続される比例電磁式リリーフ弁３８ａの設定圧を調節し、比例電磁式リリーフ弁３８ａの設定圧が、傾斜角度に応じた設定圧に上げられる。

そして、シリンダライナ３３内の作動油量が比例電磁式リリーフ弁３８ａの設定圧まで増加することで、下方に傾斜した上部体１Ａの部位を他の部位と同じ高さ位置に上昇させる。このとき、制御部３９は、シリンダｓを上昇させた防振部３１に有する位置検出器３５の検出情報に基づき、前述のようにスライド装置４３を駆動させ、当該部位における上部体１Ａの上昇分に応じて定位弾性体３４の下端部が上方に摺動され、当該シリンダｓにおけるピストンヘッド３２ａの中立位置ｎ´´（昇降後の上部体１Ａの中立位置）を保持することで、上部体１Ａの中立位置が保持される。

この結果、下部体１Ｂが走行路面などの状態により傾斜したままであっても、上部体１Ａは水平路面に対して同じ水平に保たれ、この状態における機体の走行時または作業時に、防振部３１により上部体１Ａが防振される。

このような構成にすることで、路面の状態などにより防振すべき上部体１Ａが傾斜しても、防振部３１を利用して、中立位置を保持しながら防振中の上部体１Ａを、通常の水平路面に対して水平制御することができる。

なお、上述では、上部体１Ａを支持する防振部３１のうち、水平な走行路面などに対して上部体１Ａの部位が下方に傾斜した位置のみに相当する１箇所のシリンダｓの油圧を調整して上部体１Ａの水平制御をする方法について説明したが、この発明はこの方法に限定されず、例えば、防振部３１に有する全てのシリンダｓの油圧を調整して上部体１Ａを水平制御してもよい。

次に、防振部３１における油圧ポンプ３７の停止時に、上部体１Ａの高さ位置を保持して、上部体１Ａの下降を防止することもできる。図１３は、チェック弁を流路に備える防振部の側面模式図である。

この場合、例えば図５に示す防振部３１同様に、シリンダライナ３３の中途部と、ミッションケース８内との間には、油圧ポンプ３７および比例電磁式リリーフ弁３８ａなどが設けられた作動油を給排する流路３６が接続される。なお、図１３では、位置検出器３５および定位弾性体３４が設けられているが、上述してきたようなスライド装置４３や傾斜検出器４４を備える防振部３１であってもよい。また、リリーフ弁３８は、比例電磁式リリーフ弁３８ａに替えて、パルスモータ３８ｂを接続したものでもよい。

そして、この流路３６内であって、シリンダライナ３３と、比例電磁式リリーフ弁３８ａなどとの間に、バイパスｂを備えるチェック弁４５が設けられる。このバイパス付きチェック弁４５は、エンジン６などの駆動中には開放されており、防振部３１の作動中には、シリンダライナ３３内を、制御部３９の制御による比例電磁式リリーフ弁３８ａなどの設定圧にするため、流路３６の作動油がバイパスｂによりシリンダライナ３３側および比例電磁式リリーフ弁３８ａ側の双方に流通可能とされる。

ここで、機体全体の駆動源であるエンジン６などを停止させることにより、エンジン６からの動力により駆動する油圧ポンプ３７も停止するため、防振部３１の作動も停止される。このとき、ミッションケース８からシリンダライナ３３への作動油の供給が停止されるが、チェック弁４５のバイパスが閉鎖されるため、シリンダライナ３３内の作動油はチェック弁４５から比例電磁式リリーフ弁３８ａ側には逆流できず、シリンダｓの内圧が固定される。この結果、上部体１Ａは中立位置を保持したままであるため、エンジン６などを停止させても、その都度上部体１Ａが下降してしまうことはない。

このような構成により、エンジン６など駆動源の停止に伴い、シリンダｓに作動油を圧送する油圧ポンプ３７が停止しても、チェック弁４５により作動油の逆流を防ぐことで、シリンダｓの内圧を固定して、上部体１Ａの中立位置を保持できるほか、エンジン６の再起動時に再度作動油をシリンダｓに圧送して、上部体１Ａを中立位置に保持する無駄な動力を省くことができる。

次に、防振部３１の作動を必要としない場合に、油圧ポンプ３７の駆動動力を低減させることもできる。図１４は、方向切替弁を流路に備える防振部の側面模式図である。

この場合、防振部３１は、図１３の構成と同様であるが、流路３６内であって、シリンダライナ３３と、比例電磁式リリーフ弁３８ａなどとの間に、方向切替弁４６が設けられる。また、方向切替弁４６は、ミッションケース８にバイパス３６´を介してで接続される。この方向切替弁４６は、防振部３１の作動中には、シリンダライナ３３内を、制御部３９の制御による比例電磁式リリーフ弁３８ａなどの設定圧にするため、流路３６の作動油をシリンダライナ３３側および比例電磁式リリーフ弁３８ａ側の双方に流通可能とさせる。

ここで、例えば、機体の低速走行時や、低速作業時などは、上部体１Ａに加わる振動も少ない。従って、このような防振部３１を作動させる必要がない場合には、作業者が、例えば上部体１Ａ内に有する、図示しない防振部３１のスイッチを切ることにより、制御部３９が方向切替弁４６の方向を切り替える。

このとき、油圧ポンプ３７は駆動状態のままであるため、作動油がミッションケース８内から方向切替弁４６へ向けて供給されるが、方向切替弁４６により作動油の送油方向が、バイパス３６´側となり、作動油はミッションケース８内に戻され、この間を循環されることになる。一方、シリンダライナ３３内の作動油は、方向切替弁４６から比例電磁式リリーフ弁３８ａ側には逆流できず、シリンダｓの内圧が固定される。この結果、上部体１Ａは中立位置を保持したままであるため、防振部３１の作動を停止させても、その都度上部体１Ａが下降してしまうことはない。

このような構成により、機体の低速走行時や低速作業時に防振部３１を作動させる必要がないときに、方向切替弁４６により作動油の逆流を防ぐことで、シリンダｓの内圧を固定して、上部体１Ａの中立位置を保持でき、作動油を圧送する油圧ポンプ３７の駆動動力を低減することができる。

上述してきたように、防振部３１は流体４０として作動油を用いたが、この発明の流体４０は作動油に限定されず、空気を用いることもできる。図１５は、空気を使用する構成の一例を示す防振部の側面模式図である。

この防振部３１´は、例えば、図５に示す防振部３１同様に、シリンダライナ３３に接続された流路３６の中途部には、比例電磁式リリーフ弁３８ａなどが設けられるとともに、この流路３６の端部には、コンプレッサ４７が設置される。また、位置検出器３５と、比例電磁式リリーフ弁３８ａなどとは、制御部３９を介して接続される。なお、この場合、シリンダｓや、流路３６、比例電磁式リリーフ弁３８ａなどは気密性の高いものが用いられる。

ここで、防振部３１´の作動持には、流路３６の端部から取り込まれた外気の空気が、コンプレッサ４７により流路３６内を圧送され、シリンダライナ３３内に導入される。そして、上述同様に制御部３９は、位置検出器３５からの検出情報に基づいて、比例電磁式リリーフ弁３８ａなどの設定圧を変更させ、シリンダｓの内圧を調整することにより、上部体１Ａが防振されるとともに、中立位置も保持される。

このような構成により、流体４０が外気を取り込んだ空気を用いるので、ミッションケース８などに有する作動油を用いる必要がないため、この作動油に関するメンテナンスが不要となるとともにさらなる安価で上部体１Ａを防振可能、かつ中立位置を保持することができる。なお、この防振部３１´は、上述してきたようなスライド装置４３や傾斜検出器４４、チェック弁４５などを備えてもよい。

以上は、産業機械の一例として、ホイール式トラクタについて説明してきたが、この発明はこれに限定されるものではなく、クローラ式トラクタやコンバイン、田植機など農作業車両のほか、建設作業車両として、バックホーやブルトーザなど、また除雪車や救急車などの車両のほか、航空機、船舶など防振すべき部位を備えたあらゆる産業機械に適用することができる。

さらに、この防振部３１，３１´は、上述してきたような、機体の上部体１Ａの防振に限定して適用されるものではなく、例えば、操縦部や客室などを機体の下部体１Ｂに備える吊り下げ式モノレールなど、防振すべき部位が例えば機体の下部体１Ｂに有するあらゆる産業機械にも適用することができる。

以上詳述したように、この例のトラクタ１（産業機械）は、機体を構成する上部体１Ａおよび下部体１Ｂとの間に、リリーフ弁３８に連結した防振部３１，３１´を備え、防振部３１，３１´は、流体４０を給排可能とするシリンダライナ３３および、このシリンダライナ３３内を摺動自在とし、一端部を上部体１Ａまたは下部体１Ｂに取付けたピストン３２からなるシリンダｓであって、上部体１Ａまたは下部体１Ｂから伝播する振動の方向および振幅に応じてシリンダライナ３３内に流体４０を給排し、シリンダライナ３３内の流体４０の量を調節することにより、シリンダライナ３３の内部圧を振動負荷前後で一定に保持して、上部体１Ａもしくは下部体１Ｂを防振し、防振部３１，３１´を、上部体１Ａの前部左右および後部左右の４箇所に備え、上部体１Ａまたは下部体１Ｂに、上部体１Ａまたは下部体１Ｂの高さ位置を検出するレーザービーム式の位置検出器３５を備えるとともに、位置検出器３５と、リリーフ弁３８との間には、位置検出器３５の検出情報に基づいて、リリーフ弁３８の設定圧を制御して、上部体１Ａまたは下部体１Ｂの中立位置を保持する制御部３９を備えるものである。

加えて、リリーフ弁３８は、比例電磁式３８ａあるいはパルスモータ３８ｂを備え、流体４０が作動油（潤滑油）あるいは空気を用いた防振部３１，３１´を上部体１Ａと、下部体１Ｂとの間に備える。また、上部体１Ａまたは下部体１Ｂは、制御部３９に接続した、上部体１Ａまたは下部体１Ｂの傾斜角度を検出する傾斜検出器４４を備え、上部体１Ａまたは下部体１Ｂに取付けた定位弾性体３４の端部に、この端部の位置を摺動させるスライド装置４３を設ける。さらには、防振部３１，３１´のピストン３２と、上部体１Ａまたは下部体１Ｂとの間に弾性部材４２を備える。そして、シリンダライナ３３内に流体４０を給排する流路３６内であって、シリンダライナ３３と、リリーフ弁３８との間に、チェック弁４５あるいは方向切替弁４６を備える。

図１は本発明の上部体および下部体を備える産業機械の一実施例を示す、作業車両としてのホイール式トラクタの左側面図である。 同トラクタの平面図である。 防振部を備えるトラクタを前方から見た斜視図である。 防振部の参考の設置位置を示す模式図である。 防振部の側面模式図である。 パルスモータを備えたリリーフ弁を有する防振部の側面模式図である。 防振部による４点支持を示す上部体の平面模式図（ａ）および側面模式図（ｂ）である。 参考としての防振部による２点支持を示す上部体の平面模式図（ａ）および側面模式図（ｂ）である。 参考としての防振部による１点支持を示す上部体の平面模式図（ａ）および側面模式図（ｂ）である。 上部体とピストンとの間に弾性部材を備える防振部の一部を示す側面模式図である。 上部体の昇降制御を可能とする防振部の側面模式図である。 上部体の水平制御を可能とする防振部の側面模式図である。 チェック弁を流路に備える防振部の側面模式図である。 方向切替弁を流路に備える防振部の側面模式図である。 空気を使用する構成の一例を示す防振部の側面模式図である。

符号の説明

１Ａ 上部体
１Ｂ 下部体
２ 車体フレーム
９ キャビン
３１，３１´ 防振部
３２ ピストン
３２ａ ピストンヘッド
３３ シリンダライナ
３４ 定位弾性体
３５ 位置検出器
３６，３６´ 流路
３７ 油圧ポンプ
３８ リリーフ弁
３８ａ 比例電磁式リリーフ弁
３８ｂ パルスモータ
３９ 制御部
４０ 流体
４１ パンタグラフ
４２ 弾性部材
４３ スライド装置
４３ａ モータ
４３ｂ アーム
４４ 傾斜検出器
４５ チェック弁
４６ 方向切替弁
４７ コンプレッサ
ｂ バイパス
ｎ，ｎ´，ｎ´´ 中立位置
ｓ シリンダ

Claims (10)

1. 機体を構成する上部体および下部体との間に、リリーフ弁に連結した防振部を備え、
   前記防振部は、流体を給排可能とするシリンダライナおよび、該シリンダライナ内を摺動自在とし、一端部を前記上部体または前記下部体に取付けたピストンからなるシリンダであって、前記上部体または前記下部体から伝播する振動の方向および振幅に応じて前記シリンダライナ内に前記流体を給排し、前記シリンダライナ内の前記流体の量を調節することにより、前記シリンダライナの内部圧を振動負荷前後で一定に保持して、前記上部体もしくは前記下部体を防振する産業機械の防振装置において、
   前記防振部を、前記上部体の前部左右および後部左右の４箇所に備え、
   前記上部体または前記下部体に、前記上部体または前記下部体の高さ位置を検出するレーザービーム式の位置検出器を備えるとともに、
   前記位置検出器と、前記リリーフ弁との間には、前記位置検出器の検出情報に基づいて、前記リリーフ弁の設定圧を制御して、前記上部体または前記下部体の中立位置を保持する制御部を備えることを特徴とする産業機械の防振装置。
2. 前記リリーフ弁は、比例電磁式である、請求項１に記載の産業機械の防振装置。
3. 前記流体は、潤滑油である、請求項１に記載の産業機械の防振装置。
4. 前記流体は、空気である、請求項１に記載の産業機械の防振装置。
5. 前記上部体または前記下部体は、前記制御部に接続した、前記上部体または前記下部体の傾斜角度を検出する傾斜検出器を備えることを特徴とする、請求項１に記載の産業機械の防振装置。
6. 前記上部体または前記下部体に取付けた定位弾性体の端部に、該端部の位置を摺動させるスライド装置を設けることを特徴とする、請求項１又は５に記載の産業機械の防振装置。
7. 前記防振部の前記ピストンと、前記上部体または前記下部体との間に弾性部材を備えることを特徴とする、請求項１に記載の産業機械の防振装置。
8. 前記リリーフ弁は、パルスモータを備えることを特徴とする、請求項１に記載の産業機械の防振装置。
9. 前記シリンダライナ内に前記流体を給排する流路内であって、前記シリンダライナと、前記リリーフ弁との間に、チェック弁を備えることを特徴とする、請求項１に記載の産業機械の防振装置。
10. 前記流路内であって、前記シリンダライナと、前記リリーフ弁との間に、方向切替弁を備えることを特徴とする、請求項１に記載の産業機械の防振装置。
    

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