JPWO2008117669A1 - 防振装置 - Google Patents

Abstract

防振装置（１０）において、建設機械の床プレートを有する支持体とオペレータの着座用シート本体を有する可動体との間の四隅に介装された積層ゴム（１３）と、一端が支持体側の下部支持プレート（１１）に取り付けられ、他端が可動体側の上部支持プレートに取り付けられた一対のダンパー（１４，１５）とを備え、積層ゴム（１３）は、オペレータの着座した向きを基準にして前後方向および左右方向に離間して配置されるとともに、一方のダンパー（１４）は、左右方向に配置された積層ゴム（１３）間の左右方向の中心に対応した位置で前後方向に沿って配置され、他方のダンパー（１５）は、前後方向に配置された積層ゴム（１３）間の前後方向の中心よりも前側で左右方向に沿って配置されている。

Description

本発明は、防振装置に関する。

従来、油圧ショベルやブルドーザといった建設機械のキャブ（運転室）のヨーイングを防止するリンク機構が知られている（例えば特許文献１）。このリンク機構は、キャブの下面とこのキャブを支持するフレームの上面とをピローエンドの水平なロッドで連結した構造であり、構造が極めて簡素な点が利点である。
また、キャブとフレームとをゴムブッシュやコイルばね等の弾性体で上下に連結するとともに、弾性体での振動吸収時の揺れを減衰させるダンパーを設けることで、掘削や運土等の種々の作業において加わる車両フレームへの衝撃を軽減し、キャブ内のオペレータの乗り心地を改善することが行われている。
また、特許文献２のように、前後、左右方向にスライドするガイドをシートクッションの下に設けて、オペレータの前後、左右に加わる振動を低減することにより乗り心地を改善する事例もある。

特開平１１−１４０９０９号公報（段落番号［００５５］〜［００５９］、図３、図６、図７参照） 米国特許出願公開第２００５／００８２８９７号明細書

ところで、建設機械によっては、その構造に基づいて作業時の衝撃の多くが車両フレームの後方の左右方向から加えられる。しかしながら、前述の特許文献１，２に記載の技術や従来の他の技術は、車両フレーム後方の左右方向から加えられる衝撃に対しては、十分に考慮されておらず、オペレータの乗り心地が十分に改善されないという問題がある。

本発明の主な目的は、車両フレームの後方で生じる左右方向の衝撃に対して確実に吸収・減衰でき、オペレータの乗り心地を十分に改善できる防振装置を提供することにある。

本発明の防振装置は、建設機械を構成する支持体とオペレータの着座用シート本体を有する可動体との間に介装された弾性体と、一端が前記支持体側に取り付けられ他端が前記可動体側に取り付けられた一対のダンパーとを備え、前記弾性体は、前記オペレータの着座した向きを基準にして前後方向および左右方向に離間して配置されるとともに、一方のダンパーは、左右方向に配置された弾性体間の左右方向の中心に対応した位置で前後方向に沿って配置され、他方のダンパーは、前後方向に配置された弾性体間の前後方向の中心よりも前側で左右方向に沿って配置されていることを特徴とする。

このような本発明によれば、一対のダンパーの配置位置は略Ｔ字状とされ、左右方向に沿ったダンパーが前後の弾性体の中心よりも前側に位置することにより、後側の左右方向の減衰力が小さくなり、前側と比べて後側の動きが大きくなるため、後方での衝撃吸収性能を高めることができ、後方で加えられた左右方向の衝撃を良好に吸収して乗り心地を向上させることができる。また、前側については、減衰力の作用が大きくなり、動きが抑え込まれるので、身体の動きが前方の視野に及ぼす影響を小さくできる。なお、前後方向の動きに対しては、左右方向の中心位置にある前後方向に沿ったダンパーにより、左右方向に離間した弾性体にバランスよく吸収させることができる。

本発明の防振装置において、前記弾性体は、前記支持体と前記可動体との間の少なくとも３箇所に介装されていることが好ましい。

本発明の防振装置において、前記弾性体は、前記支持体と前記可動体との間の少なくとも４箇所に介装されていることが好ましい。

このような本発明によれば、前記弾性体が前記支持体と前記可動体との間に、前後左右に離間して少なくとも３個用いられているため、前記支持体と前記可動体の平面度を保ちつつ、前後左右の振動を良好に吸収させることができる。また、前記弾性体の数を４個以上とすることで、さらに、前記可動体のピッチングやローリングの動きを効果的に抑制することができる。

本発明の防振装置において、前記弾性体は、ゴム材と金属板とを交互に積層した積層ゴムであることが好ましい。

このような本発明によれば、積層方向の剛性が高く、積層方向に直交する方向の弾性特性に優れた積層ゴムを用いて可動体を支持しているため、支持体に対する可動体の近接または離反方向の剛性を確保したまま、可動体のスライド方向の相対移動を許容することができる。このため、可動体を確実に支持でき、かつ可動体のスライド方向の相対移動を十分に可能にして衝撃を良好に吸収できる。

本発明の防振装置において、前記支持体は、前記建設機械に設けられたキャブの床プレートを含んで構成され、前記可動体は、前記床プレート上に配置されるシート本体を含んで構成され、当該防振装置がこれらのシート本体および床プレート間に配置されていることが好ましい。

このような本発明によれば、防振装置が支持することになるのは、シートクッションやシートサスペンション、さらにはオペレータの重量などであるから、キャブ全体を防振支持するのに比べ、防振装置を小型化できる。
また、シートクッション下で、かつシートサスペンション上でオペレータを防振支持すると、支持剛性が小さいため、オペレータの操作に応じてシートクッションが簡単に動き、操作に支障を来すようになるが、シート本体の下で防振支持する本発明では、弾性体の剛性を高くすることができるため、オペレータの操作中にシート本体を動きにくくでき、操作に支障を来すのを防止できる。

本発明の防振装置において、前記支持体と可動体との相対的な動きを制限するストッパ機構を備えていることが好ましい。

このような本発明によれば、ストッパ機構により可動体の動きが制限されるため、可動体が必要以上に動いて乗り心地が阻害される心配がないうえ、弾性体やダンパーが支持体や可動体から万一外れた場合でも、ストッパ機構によって可動体が支持体から離脱するおそれがなく、周辺の他の要素を損傷するのを防止できる。

本発明の第１実施形態に係る防振装置が適用された建設機械を模式的に示す側面図。 防振装置が取り付けられたシート部分を示す斜視図。 防振装置を示す全体斜視図。 防振装置の一部を省略した斜視図。 防振装置の側面図。 防振装置の要部を示す断面図。 本発明の第２実施形態に係る防振装置を示す斜視図。

符号の説明

１…建設機械であるブルドーザ、２…シート本体、２Ａ…シートクッション、２Ｂ…シートサスペンション、４…キャブ、５…床プレート、１０…防振装置、１３…弾性体である積層ゴム、１４，１５…ダンパー、２０…ストッパ機構。

〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態の防振装置１０が適用された建設機械としてのブルドーザ１を模式的に示す側面図、図２は、防振装置１０が取り付けられたシート部分を示す斜視図である。防振装置１０は、ブルドーザ１のシート本体２下面に取り付けられている。具体的には、ブルドーザ１の車両フレーム３上にはキャブ４が設けられており、このキャブ４内において、床プレート５とシート本体２との間に防振装置１０が介装されている。

より具体的に説明すると、図２に示すように、防振装置１０と床プレート５（図１）との間には、シート回転機構６が設けられ、レバー操作によって防振装置１０ごとシート本体２を所定角度範囲内でターンさせることが可能である。また、防振装置１０の上にあるシート本体２は、オペレータの背もたれおよび座面からなるシートクッション２Ａと、ベローズによって覆われたシートサスペンション２Ｂとを備えている。本実施形態では、シート回転機構６および床プレート５を含んで本発明の支持体が構成され、シートクッション２Ａおよびシートサスペンション２Ｂを含んで本発明の可動体が構成される。ただし、これらシート回転機構６やシートサスペンション２Ｂは、従来からよく知られた構造であるため、ここでのさらなる説明を省略し、以下には防振装置１０について詳説する。

図３は、防振装置１０を示す全体斜視図、図４は、防振装置１０の一部を省略した斜視図である。図５は、防振装置１０の側面図であり、図６は、その要部を示す断面図である。図３〜図５において、防振装置１０は、シート回転機構６（図２）の上側に固定される下部支持プレート１１と、シートサスペンション２Ｂの下側に固定される上部支持プレート１２と、これらの支持プレート１１，１２間の四隅に介装された弾性部材としての積層ゴム１３とを備えている。

各支持プレート１１，１２は平板状であるが、その平面形状は、重量軽減のためや、あるいは後述するダンパー１４，１５やその他の部品の取付・調整操作等を容易に行えるよう、複数の開口や周囲の凹凸部分を有した形状とされている。

積層ゴム１３は、それぞれ円盤状とされた複数のゴム材と金属板とを交互に積層した構造であり、全体柱状に形成されている。このような積層ゴム１３では、前後左右の振動をゴム材で良好に吸収できるとともに、金属板により剛性向上が図られており、上部支持プレート１２にかかる重量を十分に支持可能である。

また、左右の積層ゴム１３間の中心位置には、軸線が前後方向（着座したオペレータから見た場合の前後方向）に沿うようにダンパー１４が設けられている。ダンパー１４としては、内部にオイルが封入されたオイルダンパーであり、サスペンションを構成するオイル封入式ショックアブソーバとして通常使用されているものと同じ構造である。

ダンパー１４の両端はピローボールエンドまたはゴムブッシュなど、回転自在な取付方とされ、そのうちの一端は下部支持プレート１１に設けられた取付部１１Ａに取り付けられ、他端は上部支持プレート１２に設けられた取付部１２Ａに取り付けられている。

一方、各支持プレート１１，１２の前方側は、左右方向（着座したオペレータから見た場合の左右方向）に沿って設けられた同様なダンパー１５で連結されている。このダンパー１５の一端も、下部支持プレート１１の取付部１１Ｂに取り付けられ、他端が上部支持プレート１２の取付部１２Ｂに取り付けられている。ダンパー１５の位置を詳細に説明すると、前方に設けられた一対の積層ゴム１３のさらに外方にダンパー１５が配置されているのである。

従って、ダンパー１４，１５は、平面視でＴ字に配置されている。ダンパー１４を、中心を通る前後方向に沿って配置することで、前後方向の動きを左右の積層ゴム１３でバランスよく吸収させ、減衰させることができる。また、全体的には、前方側のダンパー１５により、前側の積層ゴム１３に大きな減衰力を作用させることで左右の動きが抑えられる。そして、後方側での減衰力の作用を小さくすることにより、積層ゴム１３での柔らかさが維持される。

すなわち、シート本体２の後方側においては、積層ゴム１３は常に左右方向の衝撃を吸収し易い状態にあり、車両フレーム３の後方に加えられた左右方向の衝撃を良好に吸収できて、オペレータの乗り心地を向上させることができる。また、前方側での減衰が早いことで、前方に配置された各種操作レバーの操作等を支障なく行え、操縦性も良好である。

ところで、本実施形態の防振装置１０には、支持プレート１１，１２の相対的な動きを制限するストッパ機構２０が設けられている。図３、図６において、上部支持プレート１２には、左右両側の部位にそれぞれ開口部２１が設けられている。上部支持プレート１２の下面には、開口部２１を囲うように側面部２２が垂設され、側面部２２の下方が閉塞プレート２３にて塞がれている。従って、これらの側面部２２および閉塞プレート２３により、下方に落ち込んだ空間が形成されることになる。

下部支持プレート１１には、開口部２１に対応した位置に柱状部材２４が立設されている。柱状部材２４の上部は、閉塞プレート２３の貫通孔２３Ａを貫通して前述した空間内に入り込んでいる。柱状部材２４の外周には環状のゴム部材２５が嵌め込まれており、このゴム部材２５の外周が閉塞プレート２３の内周面に対向している。

従って、水平方向の動きにより、支持プレート１１，１２の間で水平方向の大きなずれが生じると、ゴム部材２５を介して柱状部材２４と閉塞プレート２３の内面とが衝突し、動きが制限される。特に後方側の積層ゴム１３が柔らかく維持される本実施形態において、水平方向の振れは、支持プレート１１，１２の後方側で大きくなるが、このような水平方向の動きを制限することで、後方側の積層ゴム１３が剪断方向へ大きく変形することがなく、耐久性が向上する。

また、柱状部材２４の上部には、前記の空間内に収容されるようにして平面矩形状の規制プレート２６が配置され、柱状部材２４に対してボルト２７によって固定されている。この際、規制プレート２６の回転を防止するために、柱状部材２４と規制プレート２６とは、ピン２８を介して固定され、規制プレート２６が回り止めされている。

従って、支持プレート１１，１２の間で大きな傾き（ローリングやピッチング）が生じたり、上下に大きく離間したりすると、閉塞プレート２３と規制プレート２６とが衝突し、車両フレーム３に対して必要以上にシート本体２が傾いたり、突き上がったりするのを防止する。そして、以上の各部材２１〜２８を含んで、本発明に係るストッパ機構２０が構成されている。

〔第２実施形態〕
図７の斜視図に示す第２実施形態では、左右方向のダンパー１５が前側の一対の積層ゴム１３に対して、その内側に配置されている。詳細には、このダンパー１５は、前後の積層ゴム１３の中心よりも前側に位置しており、前側の積層ゴム１３に寄せて配置されている。他の構成は、下部支持プレート１１の具体的な形状や、前後方向に沿ったダンパー１４の向きに等に違いはあるが、基本的には前述した第１実施形態と同じである。

従って、このような実施形態でも、ダンパー１４，１５の配置位置はＴ字状とされ、ダンパー１５が前後の積層ゴム１３の中心よりも前側に位置しているので、後側の積層ゴム１３での減衰力の作用を小さくして、そこでの衝撃吸収性能を高めることができ、後方で加えられた左右方向の衝撃を良好に吸収でき、乗り心地を向上させることができる。

なお、本発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
例えば、前記各実施形態では、本発明に係る弾性体として、ゴム材と金属板とを交互に積層した積層ゴム１３が用いられていたが、弾性体としては、ゴム材のみで形成されたものや、コイルばね等のばね部材であってもよく、任意である。また、弾性体の数としても、前後左右に離間して少なくとも３個用いられていればよく、４個以上であってもよい。

前記各実施形態では、防振装置１０がキャブ４の床プレート５とシート本体２との間に配置されていたが、床プレート５の下面と車両フレーム３の上面との間に配置されていてもよい。つまり、本発明での支持体としては車両フレーム３であり、本発明での可動体としてはシート本体２や床プレート５を含んで構成されたキャブ４ということになる。
前記各実施形態では、防振装置１０が動きを制限するストッパ機構２０を備えていたが、このようなストッパ機構２０がない場合でも本発明に含まれる。

前記各実施形態では、防振装置１０が支持プレート１１，１２を備えて構成されていたが、例えば、本発明の防振装置が床プレートとシート本体との間に配置される場合において、弾性体やダンパーを、それら床プレートおよびシート本体に直接取り付けてもよく、支持プレートを省略した場合でも本発明に含まれる。

本発明は、ブルドーザ、油圧ショベル、ホイールローダ等の各種建設機械に好適に利用できる。

【０００２】
に吸収・減衰でき、オペレータの乗り心地を十分に改善できる防振装置を提供することにある。
課題を解決するための手段
［０００６］
本発明の防振装置は、建設機械を構成する支持体とオペレータの着座用シート本体を有する可動体との間に介装された弾性体と、一端が前記支持体側に取り付けられ他端が前記可動体側に取り付けられた一対のダンパーとを備え、前記弾性体は、前記オペレータの着座した向きを基準にして前後方向および左右方向に離間して配置されるとともに、前後方向および左右方向に可動であり、一方のダンパーは、左右方向に配置された弾性体間の左右方向の中心に対応した位置で前後方向に沿って配置され、他方のダンパーは、前後方向に配置された弾性体間の前後方向の中心よりも前側にのみ設けられ、かつ左右方向に沿って配置されていることを特徴とする。
［０００７］
このような本発明によれば、一対のダンパーの配置位置は略Ｔ字状とされ、左右方向に沿ったダンパーが前後の弾性体の中心よりも前側に位置することにより、後側の左右方向の減衰力が小さくなり、前側と比べて後側の動きが大きくなるため、後方での衝撃吸収性能を高めることができ、後方で加えられた左右方向の衝撃を良好に吸収して乗り心地を向上させることができる。また、前側については、減衰力の作用が大きくなり、動きが抑え込まれるので、身体の動きが前方の視野に及ぼす影響を小さくできる。なお、前後方向の動きに対しては、左右方向の中心位置にある前後方向に沿ったダンパーにより、左右方向に離間した弾性体にバランスよく吸収させることができる。
［０００８］
本発明の防振装置において、前記弾性体は、前記支持体と前記可動体との間の少なくとも３箇所に介装されていることが好ましい。
［０００９］
本発明の防振装置において、前記弾性体は、前記支持体と前記可動体との間の少なくとも４箇所に介装されていることが好ましい。
［００１０］
このような本発明によれば、前記弾性体が前記支持体と前記可動体との間に、前後左右に離間して少なくとも３個用いられているため、前記支持体と前記可動体の平面度を保ちつつ、前後左右の振動を良好に吸収させることができる。また、前記弾性体の数を４個以上とすることで、さらに、前記可動体のピッチングやローリングの動き

Claims (6)

1. 防振装置において、
   建設機械を構成する支持体とオペレータの着座用シート本体を有する可動体との間に介装された弾性体と、
   一端が前記支持体側に取り付けられ他端が前記可動体側に取り付けられた一対のダンパーとを備え、
   前記弾性体は、前記オペレータの着座した向きを基準にして前後方向および左右方向に離間して配置されるとともに、
   一方のダンパーは、左右方向に配置された弾性体間の左右方向の中心に対応した位置で前後方向に沿って配置され、
   他方のダンパーは、前後方向に配置された弾性体間の前後方向の中心よりも前側で左右方向に沿って配置されている
   ことを特徴とする防振装置。
2. 請求項１に記載の防振装置において、
   前記弾性体は、前記支持体と前記可動体との間の少なくとも３箇所に介装されている
   ことを特徴とする防振装置。
3. 請求項１に記載の防振装置において、
   前記弾性体は、前記支持体と前記可動体との間の少なくとも４箇所に介装されている
   ことを特徴とする防振装置。
4. 請求項１ないし請求項３に記載の防振装置において、
   前記弾性体は、ゴム材と金属板とを交互に積層した積層ゴムである
   ことを特徴とする防振装置。
5. 請求項１ないし請求項４に記載の防振装置において、
   前記支持体は、前記建設機械に設けられたキャブの床プレートを含んで構成され、
   前記可動体は、前記床プレート上に配置されるシート本体を含んで構成され、
   当該防振装置がこれらのシート本体および床プレート間に配置されている
   ことを特徴とする防振装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の防振装置において、
   前記支持体と可動体との相対的な動きを制限するストッパ機構を備えている
   ことを特徴とする防振装置。

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