JPH03286033A - 車両のダイナミックダンパー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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行する際に、
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、
車両本体に、運転席装置が保持シリンダを介して備えら
れ、保持シリンダに、運転席装置を保持シリンダを介し
て振動可能に保持する複数のアキュムレータが接続され
、保持シリンダとアキュムレータ間の流体通路に、保持
シリンダに接続するアキュムレータの個数を制御する制
御弁が備えられた点にある。

尚、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、制御弁を操作して、保持シリンダに接
続するアキュムレータの個数を少なくする手段が備えら
れることもある。

（作用） 車両を走行させた際には、路面の起伏に応じて、又は、
加速、減速時に、車両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運転席装置が、アキュ
ムレータがなすバネ作用と、油圧回路の圧力損失による
減衰作用とに抗して、振動して、車両のピッチング及び
バウンシング等が抑制されると共に、運転席装置の振動
も早期に減衰される。

又、車両における運転席装置を除く部分により構成され
る主振動系の質量が変化して、主振動系の固有振動数が
変化した場合には、保持シリンダに接続するアキュムレ
ータの個数を変更して、ダイナミックダンパーのハネ定
数を変更し、その固有振動数を変更する。

（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図乃至第３図の図面に基づき説明すると、第１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−討究の前・後輪７．８と、運転席装置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１
１間に介装された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パケット１３
と、前フレーム４とパケット１３間に介装されたパケッ
トシリンダ１４等を有する。

ところで、運転席装置９は後フレーム５の前部上方に配
設されるもので、基台１６と、その前部に備えられた操
縦装置１７と、基台１６の後部に備えられた運転席１８
等を有する。

基台１６は後フレーム５の前部にガイドレール２０を介
して上下方向に移動自在に配設されるもので、ガイドレ
ール２０は左右に前後−討究配設されている。

２２は保持シリンダで、単動式の油圧シリンダとされて
、後フレーム５の前部と基台１６間の左右に前後−討究
配設されており、その下部に油室２３を有する。

第２図及び第３図に示すように、各保持シリンダ２２の
油室２３は、制御弁２４を介して、ハネを構成する２個
のブラダ形アキュムレータ２５に接続され、これにより
、アキュムレータ２５は運転席装置９を保持シリンダ２
２を介して上下動可能に保持している。

上記のようにして、運転席装置９、保持シリンダ２２及
びアキュムレータ２５によりダイナミックダンパー２６
が構成される。

制御弁２４は、３ポ一ト２位置切換弁で、スリーブ２７
と、スプール２８と、バネ２９とを有する。

スリーブ２７は、軸心方向に並設され且つ各アキュムレ
ータ２５と接続される一対のアキュムレータボート３１
と、軸心方向に関して両アキュムレータボート３１間に
位置し且つ各保持シリンダ２２の油室２３と接続される
単一のシリンダポート３２とを外周部に有する。

又、スリーブ２７の左端部が、ブームシリンダ１２にお
ける負荷保持側油室であるヘッド側油室３３と、絞り弁
３４、高圧逆止弁３５を介して接続されている。

高圧逆止弁３５は、高圧時に、作動油が保持シリンダ２
２のヘッド側油室３３からスリーブ２７内に流入するの
を阻止する。

スプール２８はスリーブ２７内に軸心方向に摺動自在に
配設されて、左側のアキュムレータボート３１を開閉可
能とすると共に、スプール２８とスリーブ２７両者の右
端部間には、スプール２８を左側に付勢するバネ２９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、路面の起伏に応して、又は、加速
、減速時に、ホイールローダ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２６の運転席装置９が、
保持シリンダ２２を伸縮させながら上下動し、保持シリ
ンダ２２の伸縮により、保持シリンダ２２の油室２３内
の作動油が封入ガスの圧力に抗してアキュムレータ２５
内に流入したり、又、アキュムレータ２５内の作動油が
封入ガスの圧力により保持シリンダ２２内の油室２３内
に流入することで、アキュムレータ２５はバネ作用をな
す。

又、油圧回路の圧力損失により、運転席装置９の振動が
減衰せしめられる。

即ち、運転席装置９が、アキュムレータ２５がなすバネ
作用と、油圧回路の圧力損失による減衰作用とに抗して
、上下動して、運転席装置９がホイールローダとは逆の
位相で上下動するので、ホイールローダのピッチング及
びバウンシング等が抑制されると共に、運転席装置９の
上下動も、油圧回路の圧力損失による減衰作用により早
期に減衰させることができる。

ところで、運転席装置９を除くホイールローダから成る
主振動系の固有振動数は、ホイールローダにおける運転
席装置９を除く部分の質量及び、前・後輪７．８のバネ
定数等により定まり、又、ダイナミックダンパー２６の
固有振動数は、運転席装置９とオペレータの質量及び、
アキュムレータ２５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、主振動系とダイナミックダンパー２６両者の
質量比と固有振動数比及び、油圧回路の圧力損失による
減衰係数等を設定すれば、ホイールローダに作用する外
力の振動数がどんな値であっても、ホイールローダのピ
ッチング及びバウンシングを良好に抑制できるのである
。

ところで、上記の場合において、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。

然しなから、実施例では、下記のようにして、主振動系
の質量変化に対応している。

即ち、バケット１３内に積載物を積載していない時には
、積載している時と比較して、主振動系の質量は軽く、
固有振動数は大である。

この場合、ブームシリンダ１２のヘッド側油室３３内の
作動油の圧力が低いので、第２図で示すように、制御弁
２４のスプール２日はバネ２９により左方に付勢されて
、両アキュムレータポート３１がシリンダボート３２に
連通しており、これにより、ダイナ逅ツクダンパー２６
のバネ定数が大となり、ダイナミックダンパー２６の固
有振動数が大となる。

又、作業装置２のパケット１３に土砂等を積載すると、
作業装置２の質量が大となり、主振動系の固有振動数が
小さくなる。

この場合には、ブームシリンダ１２のヘッド側油室３３
内の作動油の圧力が高いので、第３図で示すように、制
御弁２４のスプール２８はバネ２９に抗して右方に移動
して、左側のアキュムレータボート３１を閉鎖する。

これにより、ダイナミックダンパー２６のバネ定数が小
となり、ダイナミックダンパー２６の固有振動数が小と
なる。

このように、作業装置２のパケット１３内の積載物の有
無による主振動系の固有振動数の変化に対応して、ダイ
ナミックダンパー２６の固有振動数も変化するので、両
者の固有振動数比は、主振動系の固有振動数の大小に関
係なく、略一定とでき、従って、主振動系の固有振動数
の大小に関係なく、主振動系の共振曲線のピークを低く
でき、それ故、主振動系の固有振動数の大小に関係なく
、ホイールローダに作用する外力の振動数がどんな値で
あっても、ホイールローダのピッチング及びバウンシン
グを良好に抑制できる。

尚、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３３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３５が作動し、ヘッド
側油室３３から制御弁２４のスリーブ２７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。

尚、第１図の仮想線で示すように、運転席装置９がキャ
ビン３７を有するようにしてもよい。

第４図は本発明の第２実施例を示すもので、制御弁と各
アキュムレータ２５間に、夫々、絞り弁２９が介装され
ている。

第１実施例では、油圧回路の圧力損失を大とするような
弁は特に備えなかったが、第２実施例のように、絞り弁
２９を介装すれば、ダイナミックダンパー２６の減衰係
数を所望の値に設定し易い。

尚、実施例では、アキュムレータの個数を２個としたが
、３個以上としてもよい。

更に、実施例では、保持シリンダを油圧シリンダとした
が、その他の流体圧シリンダとしてもよい。

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、車両本体に、運
転席装置を保持シリンダを介して振動可能に保持し、保
持シリンダを複数のアキュムレータと接続して、運転席
装置と、保持シリンダと、アキュムレータ等によりダイ
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、運転席装置が振動しても、その振動を油圧回路の圧
力損失により早期に減衰できる。

更に、運転席装置を除く車両から成る主振動系。

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固有振動数比及び、油
圧回路の圧力損失による減衰係数等を設定すれば、車両
に作用する外力の振動数がどんな値であっても、車両の
ピッチング及びバウンシングを良好に抑制できる。

又、主振動系の共振曲線のピークがなるべく低くなるよ
うにする場合において、主振動系の質量変化による固有
振動数の変化に対しては、保持シリンダに接続するアキ
ュムレータの個数を変更して、ダイナミックダンパーの
バネ定数の変更による固有振動数の変更で対応でき、こ
れにより、主振動系の固有振動数が変化しても、主振動
系とダイナミックダンパー両者の固有振動数比を略一定
とできて、主振動系の共振曲線のピークを低くでき、そ
れ故、主振動系の固有振動数の大小にも関係なく、車両
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２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、制御弁を操作して、保持シリ
ンダに接続するアキュムレータの個数を少なくする手段
を備えれば、作業部に土砂を積載すること等′による主
振動系の固有振動数の変化に自動的に対応できて、便利
である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の第１実施例を示し、第１図
はホイールローダの側面図、第２図は油圧回路図、第３
図は第２図とは異なる体勢を示す要部の油圧回路図、第
４図は本発明の第２実施例を示す要部の油圧回路図であ
る。 １・・・・・・車両本体、２・・・・・・作業装置、９
・・・・−・運転席装置、１２・・・・・・ブームシリ
ンダ（昇降シリンダ）、１３・・・・・−パケット、２
２・・・・・・保持シリンダ、２４・・・・・・制御弁
、２５・・・・・・アキュムレータ、２６・・団・ダイ
ナミックダンパー、２９・・・・・・絞り弁。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）車両本体に、運転席装置が保持シリンダを介して
   備えられ、保持シリンダに、運転席装置を保持シリンダ
   を介して振動可能に保持する複数のアキュムレータが接
   続され、保持シリンダとアキュムレータ間の流体通路に
   、保持シリンダに接続するアキュムレータの個数を制御
   する制御弁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. （２）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、制御弁を操作して、保持シリンダに
   接続するアキュムレータの個数を少なくする手段が備え
   ら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。