JPH0751426Y2

JPH0751426Y2 - 作業機の振動減衰装置

Info

Publication number: JPH0751426Y2
Application number: JP2709990U
Authority: JP
Inventors: 明辰巳
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1990-03-16
Filing date: 1990-03-16
Publication date: 1995-11-22
Anticipated expiration: 2005-03-16
Also published as: JPH03118878U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、例えば油圧ショベル等の作業機に設けられ、
車体の振動を減衰させるのに用いて好適な作業機の振動
減衰装置に関し、特に、作業装置に対するバランスを取
るためにカウンタウエイトを設けてなる作業機の振動減
衰装置に関する。

〔従来の技術〕

第５図に従来技術の作業機として油圧ショベルを例に挙
げて示す。

図において、１は下部走行体、２は旋回装置、３は該旋
回装置２を介して下部走行体１上に旋回可能に搭載さ
れ、作業機本体を構成する上部旋回体を示し、該上部旋
回体３は、骨組構造をなす本体フレーム４と、該本体フ
レーム４上に設けられた機械室５と、該機械室５の前部
左側に位置して本体フレーム４上に設けられた運転室６
と、機械室５の後側に位置して本体フレーム４の後部に
設けられたカウンタウエイト７とからなり、該カウンタ
ウエイト７は後述の作業装置８に対して上部旋回体３全
体をバランスさせるようになっている。

８は上部旋回体３の前部に設けられた作業装置を示し、
該作業装置８は、本体フレーム４の前部に俯仰動可能に
設けられたブーム９と、該ブーム９の先端に俯仰動可能
に設けられたアーム10と、該アーム10の先端に回動可能
に設けられたバックホウ式のバケット11とからなり、こ
れらのブーム9,アーム10,バケット11はブームシリンダ1
2,アームシリンダ13,バケットシリンダ14によってそれ
ぞれ作動されるようになっている。そして、該作業装置
８は土砂等の掘削作業時に、ブームシリンダ12,アーム
シリンダ13によってブーム9,アーム10を俯仰動させつ
つ、バケットシリンダ14によってバケット11を回動さ
せ、該バケット11により土砂等を掘削するようになって
いる。

このように構成される油圧ショベルでは、上部旋回体３
の機械室５内に原動機および該原動機によって駆動され
る油圧ポンプを設け、該油圧ポンプから吐出される圧油
を下部走行体１の走行用油圧モータ（図示せず）および
作業装置８の各シリンダ12,13,14等に給排することによ
り、これらを作動させ、車両を走行させたり、土砂等の
掘削作業を行ったりするようにしている。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところで、上述した従来技術では、作業装置８による作
業範囲を広げるために、ブーム9,アーム10の長さを大き
くしたり、土砂等の掘削力を大きくするために、各シリ
ンダ12,13,14を大型化したりすると、上部旋回体３の重
心が作業装置８によって前方に移動し、旋回装置２を中
心にして上部旋回体３に作用する前方へのモーメントが
大きくなって静的安定性が悪くなる。

そして、静的安定性を良くするために、カウンタウエイ
ト７の重量を大きくすると、上部旋回体３に作用する前
方および後方へのモーメントが共に大きくなるから、動
的安定性が悪くなり、例えば土砂等の掘削作業時にバケ
ット11からの掘削反力が上部旋回体３に伝わって車体の
振動が止まりにくくなり、オペレータの乗り心地が悪く
なる上に、振動によって操作レバー等を正確に操作でき
なくなるという問題がある。

本考案は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもの
で、本考案は動的安定性を向上でき、例えば土砂等の掘
削作業時または走行時等に発生する車体の振動を効果的
に減衰でき、乗り心地や操作性等を高めうるようにした
作業機の振動減衰装置を提供することを目的としてい
る。

〔課題を解決するための手段〕

上述した課題を解決するために本考案が採用する構成の
特徴は、作業機本体の後部に設けられ、油圧ポンプから
の圧油を収容することにより該圧油を介してカウンタウ
エイトを可動に支持する支持装置と、該支持装置内に収
容された圧油の圧力が所定の上限値を越えたときに、こ
の圧油を該支持装置からタンクに排出させる排出手段
と、前記油圧ポンプからの圧油を前記支持装置内に補充
させる補充手段とからなる。

また、前記排出手段はリリーフ弁によって構成するのが
よく、前記支持装置とタンクとを接続する排出側管路の
途中には絞り弁を設けるのが好ましい。一方、前記油圧
ポンプと支持装置とを接続する供給側管路の途中には、
前記補充手段と支持装置との間に位置してアキュムレー
タを設けるのが好ましい。

また、前記補充手段は支持装置内に収容された圧油の圧
力が所定の下限値以下になると開弁し、この下限値を越
えると閉弁する切換弁によって構成するようにしてもよ
く、また前記支持装置には内部に収容された圧油量を検
出する油量検出器を設け、前記補充手段は該油量検出器
で検出した圧油量が所定量以下になると開弁し、この所
定量を越えると閉弁する切換弁によって構成するように
してもよい。

また、前記支持装置はカウンタウエイトを回動可能に支
持する支持ブラケットと、該支持ブラケットと共にカウ
ンタウエイトを支持する油圧シリンダとによって構成
し、該油圧シリンダの油室内に前記油圧ポンプからの圧
油を収容させるようにしてもよい。

〔作用〕

上記構成により、土砂等の掘削作業時に作業装置からの
振動が作業機本体に伝わったとしても、この場合には作
業機本体の後部に設けた支持装置によって油圧ポンプか
らの圧油を介してカウンタウエイトを可動に支持でき、
支持装置内の圧油をカウンタウエイトが振動するときに
タンク側に排出させることによって、振動エネルギーを
吸収でき、作業機本体の振動を和らげることができる。
そして、支持装置内の圧油の圧力が低下したとき、また
は圧油量が減少したときに、支持装置内に圧油を適宜に
補充できる。

また、排出側管路の途中に絞り弁を設けるようにすれ
ば、支持装置から排出される圧油に該絞り弁によって絞
り作用を与えることができ、前記振動を効果的に緩衝で
きる。そして、供給側管路の途中にアキュムレータを設
ければ、該アキュムレータと支持装置との間で振動に応
じて圧油を流出入させることができ、振動減衰作用を得
ることができる。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を第１図ないし第４図に基づいて
説明する。なお、実施例では前述した第５図に示す従来
技術と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を
省略するものとする。

而して、第１図および第２図は本考案の第１の実施例を
示している。

図中、21,21は機械室５の後側に位置して本体フレーム
４の後部に設けられた支持装置としてのシリンダ装置を
示し、該各シリンダ装置21は、本体フレーム４上に設け
られた大径で短尺なチューブ22と、該チューブ22内に摺
動可能に挿嵌され、該チューブ22内に油室23A,23Bを画
成したピストン24と、下端側が該ピストン24に固着さ
れ、上端側がチューブ22外に突出してカウンタウエイト
25に固着されたロッド26とからなり、各カウンタウエイ
ト25は従来技術で述べたカウンタウエイト７とほぼ同様
に、作業装置８（第５図参照）に対して上部旋回体３の
バランスをとるようになっている。そして、該各シリン
ダ装置21は下側の油室23A内に第２図に示す如き油圧回
路により圧油が給排され、この圧油を介して各カウンタ
ウエイト25を上下動可能に支持するようになっている。

27は上部旋回体３の機械室５内に設けられる油圧ポンプ
を示し、該油圧ポンプ27は機械室５内の原動機（図示せ
ず）によって駆動され、シリンダ装置21の油室23Aと接
続された供給側管路28内に圧油を吐出させるようになっ
ている。29は接続点Ａの位置で管路28から分岐した他の
供給側管路を示し、該管路29は走行用の油圧モータや各
シリンダ12,13,14等に接続され、これらに油圧ポンプ27
からの圧油を供給するようになっている。30は接続点Ａ
よりも下流側の接続点Ｂで管路28から分岐し、タンク31
と接続された排出側管路を示している。

32は管路30の途中に設けられた排出手段としてのリリー
フ弁を示し、該リリーフ弁32はばね荷重の大きいばね32
Aによって常時閉弁方向に付勢され、シリンダ装置21の
油室23A内に収容された圧油の圧力が所定の上限値P_Aを
越えたときにはばね32Aに抗して開弁し、油室23A内の圧
油をタンク31側に排出させるようになっている。33はリ
リーフ弁32とタンク31との間に位置して管路30の途中に
設けられた絞り弁を示し、該絞り弁３は可変式の絞り弁
等によって構成され、例えば手動操作等によりカウンタ
ウエイト25の重量に応じてその流路径を可変に調節でき
るようになっている。そして、該絞り弁33はタンク31内
に排出される圧油に絞り作用を与え、カウンタウエイト
25の上下動を緩衝するようになっている。

34は前記接続点A,B間に位置して管路28の途中に設けら
れた補充手段としての油圧パイロット式切換弁を示し、
該切換弁34はばね34Aによって開弁位置（イ）に常時付
勢され、油圧パイロット部34Bに作用する圧力が所定の
下限値P_B（P_B＜P_A）を越えると、ばね34Aに抗して閉弁
位置（ロ）に切換わるようになっている。そして、該切
換弁34は油室23A内の圧力が下限値P_B以下になると、ば
ね34Aによって開弁位置（イ）に切換わり、シリンダ装
置21の油室23A内に油圧ポンプ27からの圧油を補充させ
るようになっている。

35はシリンダ装置21の油室23Aと接続点Ｂとの間の接続
点Ｃの位置で管路28に絞り36を介して接続されたアキュ
ムレータを示し、該アキュムレータ35は内部がフリーピ
ストン35Aによって蓄油室35Bとガス室35Cとに画成さ
れ、該ガス室35C内には加圧ガスが封入されている。そ
して、該アキュムレータ35は油室23内の圧力が上限値P_A
と下限値P_Bとの間で変動するときに、フリーピストン35
Aが上，下に摺動してガス室35Cを拡縮させ、蓄油室35B
内に油室23A内の圧油を流出，入させるようになってい
る。また、該アキュムレータ35の蓄油室35B内に流出，
入する圧油には絞り36により絞り作用が与えられ、これ
によってもカウンタウエイト25の振動を緩衝できるよう
になっている。さらに、37はシリンダ装置21の油室23B
をタンク31と接続する管路38の途中に設けられた絞りを
示している。

本実施例による油圧ショベルの振動減衰装置は上述の如
き構成を有するもので、次にその作動について説明す
る。

まず、油圧ポンプ27からの圧油を管路28を介してシリン
ダ装置21の油室23A内に供給すると、該シリンダ装置21
のチューブ22内でピストン24が上向きに摺動し、ロッド
26を介してカウンタウエイト25が第２図に示す如く持上
げられる。そして、ロッド26がフルストロークすると、
油室23A内の圧力が所定の下限値P_Bを越えるようになる
から、切換弁34が開弁位置（イ）から閉弁位置（ロ）に
切換わり、油圧ポンプ27からの圧油の供給が断たれ、シ
リンダ装置21およびカウンタウエイト25はセット状態に
おかれる。そして下部走行体１による車両の走行時、ま
たは作業装置８による土砂の掘削作業時等に上部旋回体
３に振動が伝わり、カウンタウエイト25が上下動するよ
うになると、これによって油室23A内の圧力が変動す
る。

そして、この圧力が所定の上限値P_Aと下限値P_Bとの間で
変動するときには、アキュムレータ35の蓄油室35Bと油
室23との間で圧油が流出，入し、この圧油が絞り36を流
通するときに該絞り36の絞り作用によってカウンタウエ
イト25の上，下動を緩衝でき、振動を減衰させることが
できる。

また、油室23A内の圧力が上限値P_Aを越えたときには、
リリーフ弁32がばね32Aに抗して開弁するから、油室23A
内の圧力（過剰圧）をタンク31側にリリーフでき、前記
振動のエネルギーを熱エネルギーに変換して振動を減衰
できると共に、タンク31に排出される圧油には絞り弁33
によって絞り作用を与えることができ、前記振動を効果
的に減衰できる。そして、油室23A内の圧油をタンク31
に排出することにより、該油室23A内の圧力が所定の下
限値P_B以下まで低下したときには切換弁34がばね34Aに
よって開弁位置（イ）に切換わり、油圧ポンプ27からの
圧油を油室23A内に管路28を介して供給でき、該油室23A
内に圧油を補充できる。

かくして、本実施例によれば、上部旋回体３に加えられ
る振動が比較的小さいときには、アキュムレータ35,絞
り36によってこの振動を減衰でき、振動が大きいときに
は油室23A内の圧油を管路30を介してタンク31内に排出
し、リリーフ弁32,絞り弁33によってこの振動を効果的
に減衰でき、振動時のショックを確実に緩衝することが
できる。従って、作業装置８全体を大型化し、作業範囲
や掘削力を大きくした場合でも、カウンタウエイト25の
重量を大きくすることにより静的安定性を確保できると
共に、カウンタウエイト25の上下動を緩衝することによ
り動的安定性も向上でき、上部旋回体３の振動を早期に
減衰させることによりオペレータの乗り心地や操作性を
確実に向上させることができる。

次に、第３図は本考案の第２の実施例を示し、本実施例
では前記第１の実施例と同一の構成要素に同一の符号を
付し、その説明を省略するものとするに、本実施例の特
徴は、シリンダ装置21のチューブ22に上端側に位置して
油量検出器としてのレベルスイッチ41を設け、該レベル
スイッチ41からの信号によって補充手段としての電磁式
切換弁42を作動させるようにしたことにある。

ここで、該切換弁42はばね42Aによって常時開弁位置
（イ）に付勢され、ソレノイド部42Bが励磁されたとき
にばね42Aに抗して閉弁位置（ロ）へと切換えられるよ
うになっている。また、レベルスイッチ41はシリンダ装
置21の油室23A内に収容された圧油量が所定量以下のと
きに開成し、圧油量が所定量を越え、ピストン24によっ
て上向きに押圧されるときに閉成され、このときに電源
としてのバッテリ43を切換弁42のソレノイド部42Bにリ
ード線44等を介して導通させることにより、該ソレノイ
ド部42Bを励磁させるようになっている。

かくして、このように構成される本実施例でも、前記第
１の実施例とほぼ同様の作用効果を得ることができる
が、特に本実施例では、レベルスイッチ41からの信号に
よって切換弁42を作動させるから、油室23A内の圧油量
を所定量に保つことが可能となる。

次に、第４図は本考案の第３の実施例を示し、本実施例
の特徴は、カウンタウエイトを回動可能に支持する支持
ブラケットおよび油圧シリンダによって支持装置を構成
したことにある。

図中、51は上部旋回体３の後部に配設されたカウンタウ
エイトを示し、該カウンタウエイト51は従来技術で述べ
たカウンタウエイト７とほぼ同様に、作業装置８（第５
図参照）に対して上部旋回体３のバランスを取るように
なっているものの、該カウンタウエイト51は後述の支持
ブラケット52,油圧シリンダ54によって本体フレーム４
上で回動可能に支持されている。そして、該カウンタウ
エイト51は本体フレーム４上に所定寸法離間して配設さ
れ、上部旋回体３の振動時に該上部旋回体３の前後方向
に回動できるようになっている。

52は本体フレーム４の最後部側に一体的に設けられた支
持ブラケットを示し、該支持ブラケット52はピン53を介
してカウンタウエイト51の後面下部側にピン結合され、
該カウンタウエイト51を前後方向に回動可能に支持して
いる。さらに、54は支持ブラケット52と共に支持装置を
構成した油圧シリンダを示し、該油圧シリンダ54は、ボ
トム側がブラケット55を介して本体フレーム４に回動可
能にピン結合されたチューブ56と、該チューブ56内に挿
嵌され、該チューブ56内に油室54A,54Bを画成したピス
トン58と、下端側が該ピストン58に固着され、上端側の
突出端がピン59を介してカウンタウエイト51の前面上部
側にピン結合されたロッド60とからなり、該油圧シリン
ダ54はカウンタウエイト51を斜め前方から回動可能に支
持するようになっている。

ここで、該油圧シリンダ54は油室57Aが、例えば前記第
２の実施例で述べたシリンダ装置21の油室23Aと同様に
第３図に示す油圧回路と接続され、油圧ポンプ27からの
圧油を油室57A内に収容することによりこの圧油を介し
てカウンタウエイト51を可動に支持するようになってい
る。また、該油圧シリンダ54の油室57Bは管路38を介し
てタンク31と接続され（第３図参照）、該油室57B内の
油液はカウンタウエイト51の振動（回動）時に絞り37を
介してタンク31に流出，入するようになっている。

かくして、このように構成される本実施例でも、前記第
２の実施例とほぼ同様の作用効果を得ることができる
が、特に本実施例では、通常の油圧シリンダ54を用いて
支持装置を構成でき、構造も簡略化してコストダウンを
図ることができる。

なお、前記各実施例では、アキュムレータ35と接続点Ｃ
との間に絞り36を設けるものとして述べたが、シリンダ
装置21の油室23A（油圧シリンダ54の油室57A）とアキュ
ムレータ35との間の管路長が長いときにはこの管路（管
路28の一部）によって圧油に緩衝作用を与えることがで
き、この場合には絞り36を不要にすることができる。

また、前記第２の実施例では、切換弁42のソレノイド部
42Bとレベルスイッチ41との間をリード線44等で直接的
に接続する場合を例示したが、これに替えて、ソレノイ
ド部42Bとレベルスイッチ41との間でリード線44の途中
等に遅延タイマ等を設け、切換弁42のハンチングを防止
するようにしてもよい。

さらに、前記各実施例では、作業機として油圧ショベル
を例に挙げて説明したが、本考案はこれに限らず、ホイ
ール式油圧ショベルや油圧クレーン等のカウンタウエイ
トを備えた作業機にも適用できるものである。

〔考案の効果〕

以上詳述した通り本考案によれば、支持装置内に油圧ポ
ンプからの圧油を収容させてカウンタウエイトを可動に
支持し、支持装置内の圧油をカウンタウエイトの振動に
応じて排出、補充させる構成としたから、圧油の排出時
に作業機本体の振動を確実に減衰でき、オペレータの乗
り心地や操作性を向上させることができる。また、絞り
弁やアキュムレータを設けることによって振動減衰作用
をさらに高めることができ、掘削作業時や走行時の振動
を効果的に緩衝できる等、種々の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本考案の第１の実施例を示し、第
１図は油圧ショベルの要部を示す説明図、第２図は油圧
回路図、第３図は第２の実施例を示す油圧回路図、第４
図は第３の実施例を示す油圧ショベルの要部説明図、第
５図は従来技術を示す油圧ショベルの全体図である。１……下部走行体、３……上部旋回体（作業機本体）、
４……本体フレーム、５……機械室、６……運転室、８
……作業装置、21……シリンダ装置（支持装置）、22,5
6……チューブ、23A,23B,57A,57B……油室、24,58……
ピストン、25,51……カウンタウエイト、26,60……ロッ
ド、27……油圧ポンプ、28……供給側管路、30……排出
側管路、31……タンク、32……リリーフ弁（排出手
段）、33……絞り弁、34,42……切換弁（補充手段）、3
5……アキュムレータ、41……レベルスイッチ（油量検
出器）、52……支持ブラケット、53,59……ピン、54…
…油圧シリンダ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】原動機によって駆動される油圧ポンプが設
けられた作業機本体と、該作業機本体の前部に俯仰動可
能に設けられ、前記油圧ポンプからの圧油によって作動
される作業装置と、該作業装置に対して作業機本体のバ
ランスを取るために該作業機本体の後部に設けられるカ
ウンタウエイトとからなる作業機において、前記作業機
本体の後部に設けられ、前記油圧ポンプからの圧油を収
容することにより該圧油を介して前記カウンタウエイト
を可動に支持する支持装置と、該支持装置内に収容され
た圧油の圧力が所定の上限値を越えたときに、この圧油
を該支持装置からタンクに排出させる排出手段と、前記
油圧ポンプからの圧油を前記支持装置内に補充させる補
充手段とから構成したことを特徴とする作業機の振動減
衰装置。
【請求項２】前記排出手段はリリーフ弁によって構成し
てなる実用新案登録請求の範囲（１）項記載の作業機の
振動減衰装置。
【請求項３】前記支持装置とタンクとを接続する排出側
管路の途中には絞り弁を設けてなる実用新案登録請求の
範囲（１）項または（２）項記載の作業機の振動減衰装
置。
【請求項４】前記油圧ポンプと支持装置とを接続する供
給側管路の途中には、前記補充手段と支持装置との間に
位置してアキュムレータを設けてなる実用新案登録請求
の範囲（１）項，（２）項または（３）項記載の作業機
の振動減衰装置。
【請求項５】前記補充手段は支持装置内に収容された圧
油の圧力が所定の下限値以下になると開弁し、この下限
値を越えると閉弁する切換弁によって構成してなる実用
新案登録請求の範囲（１）項，（２）項，（３）項また
は（４）項記載の作業機の振動減衰装置。
【請求項６】前記支持装置には内部に収容された圧油量
を検出する油量検出器を設け、前記補充手段は該油量検
出器で検出した圧油量が所定量以下になると開弁し、こ
の所定量を越えると閉弁する切換弁によって構成してな
る実用新案登録請求の範囲（１）項，（２）項，（３）
項または（４）項記載の作業機の振動減衰装置。
【請求項７】前記支持装置は、カウンタウエイトを回動
可能に支持する支持ブラケットと、該支持ブラケットと
共にカウンタウエイトを支持する油圧シリンダとによっ
て構成し、該油圧シリンダの油室内に前記油圧ポンプか
らの圧油を収容させてなる実用新案登録請求の範囲
（１）項，（２）項，（３）項，（４）項，（５）項ま
たは（６）項記載の作業機の振動減衰装置。