JPH07164877A

JPH07164877A - 運転室付き作業機

Info

Publication number: JPH07164877A
Application number: JP5343880A
Authority: JP
Inventors: Koji Tahara; 晃司多原; Zenji Kaneko; 善二金子; Fumio Fukusa; 文男福佐; Katsumi Miyaki; 克己宮木; Takayuki Sato; 隆之佐藤; Takeshi Higuchi; 武史樋口
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1993-12-17
Filing date: 1993-12-17
Publication date: 1995-06-27

Abstract

(57)【要約】【目的】走行時等には旋回フレームから運転室に伝わ
る振動を減衰させ、作業時には運転室が前，後、左，右
に振動するのを規制する。【構成】旋回フレーム２１と運転室本体８との間に下
部緩衝支持体２２を設け、該下部緩衝支持体２２は電磁
コイル３３に電力を供給，停止させることによりケーシ
ング２３内の磁性流体２６の粘度を増減させ、緩衝板３
２が移動するときの流れ抵抗を変化させてばね定数およ
び減衰力を変化させるように構成する。走行時には各下
部緩衝支持体２２のばね定数を小さくして旋回フレーム
２１から運転室本体８に伝達される上，下振動を軽減
し、掘削作業時には各下部緩衝支持体２２のばね定数を
大きくし、旋回フレーム２１上の運転室本体８を動きに
くくして運転室本体８がピッチングやローリングを起こ
すのを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば油圧ショベル等
の運転室付き作業機に関し、特に、作業機のフレームか
ら運転室に伝わる振動を緩衝させるようにした運転室付
き作業機に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７ないし図１１に従来技術の運転室付
き作業機として油圧ショベルを例に挙げて示す。

【０００３】図中、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、骨組構造をなすフレームとしての旋回フ
レーム４と、該旋回フレーム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旋回フレーム４上
に設けられ、後述する運転室本体８と該運転室本体８内
に設けられた各種の操作レバーや計器類等からなる運転
室６と、機械室５の後側に位置して旋回フレーム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１７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。

【０００４】８は旋回フレーム４上に配設され、前記運
転室６の本体部を構成する運転室本体を示し、該運転室
本体８は図８に示す如く、鋼製の薄板をプレス加工して
溶接することにより、前後方向に伸長する長方形状の天
井部８Ａと、上下方向に伸長する長方形状の前面部８Ｂ
と、前記旋回フレーム４に対しほぼ垂直面となった縦長
な長方形状の後面部８Ｃと、該後面部８Ｃおよび前面部
８Ｂの形状に応じて設けられた略長方形状の左，右の側
面部８Ｄ，８Ｄ（一方のみ図示）等からなる箱形状のキ
ャブボックスとして形成されている。また、該運転室本
体８の左の側面部８Ｄにはドア９が設けられ、運転室本
体８の下面側には床板用ブラケット８Ｅを介して運転室
本体８の一部を構成する床板１０が取付けられている。

【０００５】１１，１１，…は旋回フレーム４上で運転
室本体８を弾性的に支持した下部緩衝支持体を示し、該
各下部緩衝支持体１１は図８、図９に示す如く、後述の
各防振ゴム１２、スペーサ１３および各ストッパ１４等
から構成されている。そして、該各下部緩衝支持体１１
は運転室本体８の床板１０と旋回フレーム４との間に
前，後、左，右に離間して合計４個（２個のみ図示）設
けられ、旋回フレーム４からの振動が運転室本体８に伝
わるのを減衰させるようにしている。

【０００６】１２，１２は防振ゴムを示し、該各防振ゴ
ム１２は合成ゴム等の弾性材料により短尺かつ厚肉な円
柱状に形成され、その中心部には図９に示す如く軸方向
に伸長する挿通穴１２Ａが穿設されている。そして、該
各防振ゴム１２は旋回フレーム４の上面部４Ａに穿設さ
れた取付穴４Ｂと同軸をなすように配設され、旋回フレ
ーム４の上面部４Ａを上下方向から挟持している。

【０００７】１３は軸方向にボルト挿通穴１３Ａを有す
る金属製の筒体からなるスペーサで、該スペーサ１３は
長さ方向中間部が旋回フレーム４の取付穴４Ｂ内に遊嵌
され、上，下両端側が各防振ゴム１２の挿通穴１２Ａ内
に嵌合されている。また、該スペーサ１３は上，下両端
側の端面が後述する各ストッパ１４の底部１４Ｂに当接
している。

【０００８】１４，１４は金属板等をプレス成形するこ
とにより有底筒状に形成されたストッパで、該各ストッ
パ１４は図９に示す如く、防振ゴム１２よりも大径な円
板状に形成され、中央にボルト挿通穴１４Ａが穿設され
た底部１４Ｂと、該底部１４Ｂの外周側から軸方向に延
設され、防振ゴム１２よりも短尺な長さ寸法を有した筒
部１４Ｃとからなり、該筒部１４Ｃの先端側は開口部１
４Ｄとなっている。そして、該各ストッパ１４は各防振
ゴム１２を介して旋回フレーム４の上面部４Ａを挟んで
互いの開口部１４Ｄを対向させ、上，下の各防振ゴム１
２を外側から覆うように取付けられている。

【０００９】１５，１５，…はボルトで、該各ボルト１
５は床板用ブラケット８Ｅの各ボルト挿通穴８Ｆに運転
室本体８の内側から差込まれ、各スペーサ１３のボルト
挿通穴１３Ａ、床板１０の各ボルト挿通穴１０Ａ、旋回
フレーム４の上面部４Ａの各取付穴４Ｂ内を伸長し、下
部緩衝支持体１１の下側、すなわちストッパ１４の底部
１４Ｂ下側からナット１６を螺合させて締付けることに
より、運転室本体８を旋回フレーム４上に位置決めして
いる。

【００１０】１７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１７は、旋回フレーム４の一
部をなす高剛性のブラケット部（図示せず）に俯仰動可
能に設けられたブーム１７Ａと、該ブーム１７Ａの先端
に俯仰動可能に設けられたアーム１７Ｂと、該アーム１
７Ｂ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１７Ｃとからなり、これらのブーム１７Ａ，アーム
１７Ｂ，バケット１７Ｃはブームシリンダ１７Ｄ，アー
ムシリンダ１７Ｅ，バケットシリンダ１７Ｆ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１７は土砂等の掘削作業時に、ブームシリンダ１７
Ｄ，アームシリンダ１７Ｅによってブーム１７Ａ，アー
ム１７Ｂを俯仰動させつつ、バケットシリンダ１７Ｆに
よってバケット１７Ｃを回動させ、該バケット１７Ｃに
より土砂等を掘削するようになっている。

【００１１】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（いずれも図示せず）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１７の各
シリンダ１７Ｄ，１７Ｅ，１７Ｆ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。

【００１２】そして、運転室本体８の床板１０と旋回フ
レーム４との間に設けた各下部緩衝支持体１１は、エン
ジンからの振動、走行時の振動および作業時の掘削反力
等による振動が旋回フレーム４側から運転室本体８に伝
わるのを各防振ゴム１２によって緩衝し、このときの振
動および騒音を軽減して運転室６の乗り心地を悪化させ
ないようにしている。

【００１３】また、各下部緩衝支持体１１は図９に示す
如く、各ストッパ１４の開口部１４Ｄを旋回フレーム４
の上面部４Ａに対して、例えば２〜３mm程度の隙間Ｓを
もって対面させ、運転室本体８がこの隙間Ｓを越えて
左，右方向に横揺れ（ローリング）したりするのを規制
しており、これによって運転室本体８がブームシリンダ
１７Ｄ等の周囲部材に衝突して破損事故を起こすのを防
止できるようにしている。

【００１４】

【発明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、旋回フレーム４の上面部４Ａ上で運転室本
体８の床板１０との間に、例えば４個の下部緩衝支持体
１１，１１，…を配設し、運転室６に外部からの振動が
伝わるのを防止するようにしているものの、実際には下
記のような固有振動数に基づいた問題が生じている。

【００１５】即ち、運転室６の重量Ｗ、各下部緩衝支持
体１１の合計のばね定数ｋ、重力加速度Ｇとすると、運
転室６の上下方向の固有振動数ｆは、

【００１６】

【数１】で表わされる。

【００１７】ここで、運転室本体８を図１０に示すよう
な１自由度系の振動モデルで近似し、下側から振幅ａ ₀
の強制振動ａ₀ ｃｏｓωｔが上下方向に加えられたと
き、運転室６に伝達される振動の振幅をａとすると、振
動伝達率τは、

【００１８】

【数２】で表わされる。

【００１９】このとき、振動数比ηと振動伝達率τとの
関係は、図１１に示す特性線の如く、振動数比ηがη＝
１前，後のときに共振によって振動が増大し、振動数比
ηが大きくなり、特に√２以上であれば、振動伝達率τ
が１以下となって振動が伝わりにくくなることが分か
る。

【００２０】そして、運転室６全体の重量Ｗが４００〜
５００ｋｇ、各下部緩衝支持体１１の合計のばね定数ｋ
が２０００〜８０００ｋｇｆ／ｃｍの条件では、前記数
１より、運転室６の固有振動数ｆは約２０〜４５Ｈｚと
なる。

【００２１】しかし、油圧ショベルの作動時、特に走行
時の振動には５〜９Ｈｚの振動が多く含まれるため、運
転室６の固有振動数ｆが前記の範囲にあると振動数比η
が０．１１〜０．４５となり、振動伝達率τが１以上に
なって振動緩衝効果は得られず乗り心地を悪化させると
いう問題がある。

【００２２】従って、油圧ショベルの走行時の５〜９Ｈ
ｚの振動について、振動伝達率τを１以下にするために
は、運転室６の固有振動数ｆが３．５Ｈｚ以下となるよ
うに、各下部緩衝支持体１１のばね定数ｋを小さくする
必要がある。しかし、こうした場合には上下方向の振動
は減衰できるものの、旋回フレーム４上で運転室６が前
後方向に振動するピッチングや運転室６が左右方向に振
動するローリングが大きくなり、乗り心地を悪化させて
しまう。

【００２３】また、このピッチングやローリングが大き
くなったときには、運転室本体８がブームシリンダ１７
Ｄ等の周囲部材に衝突して破損事故を起こしてしまうの
で、図９に示す如く各ストッパ１４の開口部１４Ｄと旋
回フレーム４の上面部４Ａとの隙間Ｓを、例えば２〜３
mm程度に設定しており、この隙間Ｓを越えて運転室本体
８が振動すると、各ストッパ１４の開口部１４Ｄが旋回
フレーム４の上面部４Ａに衝突して、旋回フレーム４か
らの振動が運転室本体８に直接伝わり、運転室６の乗り
心地が非常に悪くなるという問題がある。

【００２４】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明は走行時に旋回フレームから運転
室本体に伝達される上，下振動を軽減し、作業時には運
転室本体が前，後、左，右に振動して、ピッチングやロ
ーリングを起こすのを防止でき、走行時および作業時の
乗り心地を向上できるようにした運転室付き作業機を提
供することを目的としている。

【００２５】

【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、請求項１に記載の発明では、作業機本体のフレ
ームと、該フレーム上に配設され、下面側に床板が設け
られた箱形状の運転室本体と、該運転室本体の床板とフ
レームとの間に複数個設けられ、前記フレームからの振
動が該運転室本体に伝わるのを緩衝する下部緩衝支持体
とからなる運転室付き作業機において、前記下部緩衝支
持体は、一端側が底部となり、他端側が開口端となって
内部に磁性流体が封入された有底筒状のケーシングと、
弾性材料によって形成され、該ケーシングの開口端側を
閉塞するように該ケーシングの開口端側に固着された弾
性体と、該弾性体に一体的に設けられ、一端側が前記ケ
ーシング内に挿入され、他端側が前記ケーシングから外
部に突出したシャフトと、該シャフトの一端側に設けら
れ、該シャフトとケーシングとが相対変位するときに、
該ケーシング内の磁性流体に流れ抵抗を発生させる流れ
抵抗発生手段と、外部からの制御信号に応じた磁界を発
生させることにより、前記ケーシング内に封入した磁性
流体の粘度を変化させる磁界発生手段とから構成し、か
つ前記下部緩衝支持体のケーシングは前記フレームと運
転室本体とのいずれか一方に設け、他方に前記シャフト
の突出端側を設けてなる構成を採用している。

【００２６】また、請求項２に記載の発明では、前記作
業機本体に、作業機本体の運転状態を検出する運転状態
検出手段と、該運転状態検出手段からの信号に基づいた
制御信号を前記磁界発生手段に出力する制御信号出力手
段とを設けてなる構成を採用している。

【００２７】さらに、請求項３に記載の発明では、前記
運転状態検出手段は、前記運転室本体内に設けられる走
行用レバーの操作位置から作業機の走行，停止状態を検
出する走行・停止状態検出器と、前記運転室本体内に設
けられる作業用レバーの操作位置から作業機の作業，停
止状態を検出する作業・停止状態検出器とから構成して
いる。

【００２８】一方、請求項４に記載の発明では、前記作
業機本体に作業装置を設け、前記運転状態検出手段は該
作業装置の作業，停止状態を圧力の変化として検出する
作業・停止状態検出器として構成している。

【００２９】また、請求項５に記載の発明では、前記運
転状態検出手段を作業機本体の運転状態に応じた加速度
の変化を検出する加速度検出器として構成している。

【００３０】さらに、請求項６に記載の発明では、前記
作業機本体に前記磁界発生手段に制御信号の出力，停止
を行なう手動切換スイッチを設ける構成としている。

【００３１】

【作用】上記構成により、運転室が上下に振動するとき
には、運転室とフレームとの間で下部緩衝支持体のケー
シングとシャフトとが弾性体を介して相対変位するか
ら、前記ケーシング内の磁性流体に流れ抵抗を与えて減
衰力を発生でき、フレーム側からシャフトおよび弾性体
を通じて運転室本体に振動が伝播するのを抑制できる。
そして、前記磁界発生手段によってケーシング内の磁性
流体の粘度を変化させれば、磁性流体の流れ抵抗が変化
するようになるから、これによって、各下部緩衝支持体
のばね定数を変えることができ、減衰力を調整できる。

【００３２】また、運転状態検出手段からの信号に基づ
いて制御信号出力手段から作業機の走行時、作業時等の
振動条件に応じた制御信号を出力することにより、磁性
流体の粘度を磁界発生手段からの磁界に基づいて変化さ
せるようにすれば、例えば作業機の走行時と作業時とで
各下部緩衝支持体のばね定数や減衰力を変えることがで
き、常に乗り心地が良好となるように自動調整すること
ができる。

【００３３】さらに、走行用レバーの操作位置や作業用
レバーの操作位置から作業機の走行時、作業時等の振動
条件に応じた制御信号を各下部緩衝支持体の磁界発生手
段に向けて出力でき、各下部緩衝支持体のばね定数や減
衰力を走行時と作業時とで最適に制御することができ
る。

【００３４】一方、前記作業機本体に作業装置を設け、
前記運転状態検出手段は該作業装置の作業，停止状態を
圧力の変化として検出する作業・停止状態検出器として
構成しても、作業機の走行時、作業時等の振動条件に応
じた制御信号を各下部緩衝支持体の磁界発生手段に向け
て出力でき、各下部緩衝支持体のばね定数や減衰力を走
行時と作業時とで最適に制御することができる。

【００３５】また、前記運転状態検出手段を作業機本体
の運転状態に応じた加速度の変化を検出する加速度検出
器として構成すれば、作業機を運転して実際に検出した
振動による加速度から各下部緩衝支持体のばね定数や減
衰力をフィードバック制御することができる。

【００３６】さらに、前記作業機本体に前記磁界発生手
段に制御信号の出力，停止を行なう手動切換スイッチを
設ければ各下部緩衝支持体のばね定数や減衰力を運転者
の好みに応じて切換えることができると共に、構成を簡
略化することができる。

【００３７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１ないし図６に基
づき説明する。なお、実施例では前述した従来技術と同
一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するも
のとする。

【００３８】まず、図１ないし図３は本発明の第１の実
施例を示している。

【００３９】図中、２１は本実施例で用いる旋回フレー
ムを示し、該旋回フレーム２１は従来技術で述べた旋回
フレーム４とほぼ同様の構成を有するものの、該旋回フ
レーム２１の上側には、４隅に取付穴２１Ａ，２１Ａ，
…（１個のみ図示）が穿設され、該各取付穴２１Ａには
従来技術による下部緩衝支持体１１に代え、本実施例の
下部緩衝支持体２２が設けられている。ここで、該下部
緩衝支持体２２は図２に示す如く、後述するケーシング
２３、磁性流体２６、防振ゴム２７、ボルト３０等から
構成されている。

【００４０】２３は前記下部緩衝支持体２２を構成する
ケーシングを示し、該ケーシング２３は図２に示す如
く、有底筒状の容器部２３Ａと、該容器部２３Ａの上部
で縮径する開口部２３Ｂと、該開口部２３Ｂの上端に形
成された径方向のフランジ部２３Ｃとから構成されてい
る。そして、該ケーシング２３のフランジ部２３Ｃはボ
ルト２４，２４，…、ナット２５，２５，…を介して旋
回フレーム２１に締着されている。

【００４１】２６は前記ケーシング２３の容器部２３Ａ
内に封入された磁性流体で、該磁性流体２６は外部から
磁界を与えると磁化し、このときの磁界の大きさに応じ
て粘度が増減するものである。

【００４２】２７は前記ケーシング２３の上端側を閉塞
するようにケーシング２３に固着された弾性体としての
防振ゴムを示し、該防振ゴム２７は弾性樹脂材料等によ
って大きなボリュームをもって形成され、金属パイプか
らなる芯材２８の外周側に焼付け等の手段を用いて一体
化されている。ここで、該防振ゴム２７は、下部側がケ
ーシング２３の開口部２３Ｂ内に嵌合され、該開口部２
３Ｂを閉塞した筒状部２７Ａと、該筒状部２７Ａの上部
側に一体形成され、径方向に延在した円錐状部２７Ｂと
からなり、該円錐状部２７Ｂはケーシング２３のフラン
ジ部２３Ｃ上に張出すことにより、防振ゴム２７をケー
シング２３上に位置決めし、後述のストッパ部材３５が
ケーシング２３に衝突するのを防止している。

【００４３】また、防振ゴム２７の筒状部２７Ａはケー
シング２３の開口部２３Ｂ内に弾性変形状態で挿入さ
れ、例えば運転室本体８が旋回フレーム２１上で水平方
向に振動するときには、この振動を筒状部２７Ａが径方
向に弾性変形することにより緩衝することができる。一
方、前記芯材２８の内周側はボルト挿通穴２９となり、
後述のボルト３０が遊嵌状態で挿入される。

【００４４】３０は前記防振ゴム２７に一体的に設けら
れたシャフトとしてのボルトを示し、該ボルト３０は下
端側の頭部３０Ａが容器部２３Ａ内に挿入され、中間部
は防振ゴム２７の芯材２８内に挿通されている。そし
て、該ボルト３０の上端側はねじ部３０Ｂとなってケー
シング２３外に突出し、該ねじ部３０Ｂにナット３１を
締着することにより、運転室本体８の床板用ブラケット
８Ｅまたは床板１０に固着されている。

【００４５】３２は前記ボルト３０の下端側に設けられ
た流れ抵抗発生手段としての緩衝板で、該緩衝板３２は
中央に取付穴３２Ａが穿設された円板状の取付部３２Ｂ
と、該取付部３２Ｂの外周側に一体形成され、頭部３０
Ａとほぼ面一となった環状の抵抗発生部３２Ｃとからな
る。そして、該緩衝板３２は、旋回フレーム２１上で運
転室本体８が上，下に振動すると、防振ゴム２７の芯材
２８、ボルト３０と一体となって容器部２３Ａ内の磁性
流体２６中で上，下に変位し、抵抗発生部３２Ｃが磁性
流体２６の粘性抵抗による減衰力を発生する。また、該
緩衝板３２は過大な振幅の振動が加えられたときに、抵
抗発生部３２Ｃが容器部２３Ａの上端または底部に当接
してストロークエンドを規制する。

【００４６】３３は磁界発生手段としての電磁コイルを
示し、該電磁コイル３３は樹脂モールド３４によって容
器部２３Ａの内周側に一体的に設けられ、後述する外部
のコントローラ４１から制御信号が出力されることによ
り、制御信号の電流値に応じた磁界を容器部２３Ａの軸
方向に発生させる。

【００４７】３５は床板用ブラケット８Ｅと防振ゴム２
７との間に設けられたストッパ部材を示し、該ストッパ
部材３５は中央に取付穴３５Ａが穿設された円板状の取
付部３５Ｂと、該取付部３５Ｂの外周側に一体形成され
た環状の鍔部３５Ｃとから段付円板状に形成されてい
る。そして、該ストッパ部材３５は前述した緩衝板３２
と同様に、過大な振動に対して鍔部３５Ｃが防振ゴム２
７の円錐状部２７Ｂを介してフランジ部２３Ｃに当接
し、旋回フレーム２１上で運転室本体８が振動するとき
の変位幅を一定範囲内に制限している。

【００４８】以上に述べた下部緩衝支持体２２は、運転
室本体８と旋回フレーム２１とが上、下に振動すると、
該旋回フレーム２１と運転室本体８との間で防振ゴム２
７が弾性変形しながら振動を吸収するとともに、ケーシ
ング２３内の磁性流体２６中を緩衝板３２が移動すると
きの流れ抵抗によって減衰力を発生でき、旋回フレーム
２１側から運転室本体８側に伝播する振動を抑制でき
る。

【００４９】ここで、電磁コイル３３にコントローラ４
１からの制御信号を出力すると、ケーシング２３の容器
部２３Ａ内に磁界が発生し、この磁界によって磁性流体
２６が磁化されて粘度が増大するため、容器部２３Ａ内
で磁性流体２６の流れ抵抗が増大し、ケーシング２３と
ボルト３０との緩衝板３２を介した相対変位に大きな抵
抗を与え、下部緩衝支持体２２のばね定数や減衰力は大
きくなる。

【００５０】一方、コントローラ４１から電磁コイル３
３への制御信号の出力を停止させれば、容器部２３Ａ内
の磁界がなくなり、磁性流体２６の粘度が減少するか
ら、容器部２３Ａ内での磁性流体２６の流れ抵抗が小さ
くなることによって、緩衝板３２の変位に対する抵抗は
小さくなり、下部緩衝支持体２２のばね定数や減衰力は
小さくなる。

【００５１】従って、電磁コイル３３に制御信号を出力
したり，停止させたりすることにより、各下部緩衝支持
体２２のばね定数や減衰力を可変に調整できる。

【００５２】次に、３６は運転状態検出手段の走行・停
止状態検出器を構成する走行レバーセンサを示し、該走
行レバーセンサ３６は走行用レバーの操作量αを電気的
に検出するポテンショメータまたは走行用パイロット管
路（いずれも図示せず）内のパイロット圧を操作量αと
して検出する圧力センサ等によって構成されている。そ
して、該走行レバーセンサ３６は走行用レバーの操作量
αに対応した検出信号をコントローラ４１に出力し、こ
のコントローラ４１によって油圧ショベル（以下、車両
という）が走行を開始する走行起動時であるか、通常の
走行状態である定常走行時であるか、走行状態から停止
させるときであるか、または車両の停止時であるか否か
を判別させる。

【００５３】３７はブームレバーセンサ、３８はアーム
レバーセンサ、３９はバケットレバーセンサ、４０は旋
回レバーセンサを示し、該各センサ３７〜４０は前記走
行レバーセンサ３６とほぼ同様に、ポテンショメータま
たは圧力センサ等によって構成され、それぞれの操作レ
バー（いずれも図示せず）が中立位置から傾転操作され
たか否かを検出する。そして、該各センサ３７〜４０は
運転状態検出手段の作業・停止状態検出器を構成し、例
えば作業装置１７によって土砂等の掘削作業を行う作業
時であるか、作業停止時であるかをコントローラ４１に
判別させるようになっている。

【００５４】４１はマイクロコンピュータ等からなる制
御信号出力手段としてのコントローラを示し、該コント
ローラ４１は図１に示すように入力側が前記各センサ３
６〜４０に接続され、出力側が前記電磁コイル３３に接
続されている。そして、該コントローラ４１はその記憶
回路内に図３に示すプログラム等を格納し、電磁コイル
３３に出力する制御信号の制御処理等を行う。また、該
コントローラ４１の記憶回路にはその記憶エリア４１Ａ
内に、走行用レバーの操作量αが一定の範囲内にあると
きにこれを不感帯とする許容値α0 等が格納され、走行
レバーセンサ３６からの操作量αが許容値α0 より小さ
いときには、下部走行体１を停止させるときか、走行起
動させるときであることを判定できるようにしている。

【００５５】本実施例は以上に述べた構成を有するもの
で、つぎにコントローラ４１による下部緩衝支持体２２
の減衰力制御処理について説明する。

【００５６】まず、処理動作がスタートすると、ステッ
プ１で走行レバーセンサ３６から走行用レバーの操作量
αを読込み、ステップ２ではこの操作量αが前記許容値
α0よりも大きいか否かを判定し、「ＹＥＳ」と判定し
たときには下部走行体１が走行状態にあると判定できる
から、ステップ３に移行して下部緩衝支持体２２の電磁
コイル３３への制御信号の出力を停止し、各下部緩衝支
持体２２の減衰力（抵抗力）を小さくする「減衰力小制
御」を行い、ステップ４に移行してリターンする。

【００５７】一方、ステップ２で「ＮＯ」と判定したと
きには、走行レバーセンサ３６の操作量αが許容値α0
以下となり、下部走行体１を停止させるとき（または走
行起動させるとき）であると判定できるから、ステップ
５に移行して操作量αが零（α＝０）であるか否かを判
定し、「ＹＥＳ」と判定したときには下部走行体１が停
止しているのでステップ６に移行し、走行用レバーを除
いた他の作業用レバー（以下、「他の操作レバー」とい
う）が操作されているか否かを判定する。

【００５８】そして、ステップ６で「ＹＥＳ」と判定し
た場合には、下部走行体１が停止状態で、作業装置１７
を作動させて掘削等の作業を行っていると判定できるか
ら、ステップ７に移行して下部緩衝支持体２２の電磁コ
イル３３に制御信号を出力し、下部緩衝支持体２２の減
衰力（抵抗力）を大きくする「減衰力大制御」を行い、
ステップ４に移行してリターンする。

【００５９】また、ステップ５で「ＮＯ」と判定した場
合は、操作量αが許容値α0 の範囲内で操作され、下部
走行体１を停止させようとしているときか、または走行
起動させているときであると判定できるから、ステップ
７へ移行して「減衰力大制御」を行う。

【００６０】さらに、ステップ６で「ＮＯ」と判定した
場合には、下部走行体１が停止状態で、作業装置１７等
も作動していない状態であるから、運転室本体８に作用
する振動要因はなく、各下部緩衝支持体２２に対する減
衰力制御を行うことなく、ステップ４に移行してリター
ンする。

【００６１】かくして、本実施例によれば、旋回フレー
ム２１と運転室本体８との間に下部緩衝支持体２２，２
２，…を設け、該各下部緩衝支持体２２は電磁コイル３
３に制御信号を供給，停止させることによりケーシング
２３内の磁性流体２６の粘度を増減させ、該磁性流体２
６内を移動する緩衝板３２への流れ抵抗を変化させてば
ね定数および減衰力を変化させられるようにしたから、
油圧ショベルの走行時には各下部緩衝支持体２２のばね
定数を小さくすることにより、旋回フレーム２１から運
転室本体８に伝達される上，下振動を軽減でき、走行時
の乗り心地を大幅に向上させることができる。また、作
業装置１７等を動作させる作業時には各下部緩衝支持体
２２のばね定数を大きくして、旋回フレーム２１上で運
転室本体８が相対変位するのを規制でき、該運転室本体
８が前，後、左，右に振動するピッチングやローリング
を起こすのを確実に防止できる。

【００６２】また、本実施例では、各センサ３６〜４０
からの信号に基づいてコントローラ４１から各下部緩衝
支持体２２に向けて制御信号を出力し、各下部緩衝支持
体２２のばね定数を制御する構成としたことにより、走
行用レバーの操作位置や作業用レバーの操作位置に応じ
て油圧ショベルの通常の走行時、走行起動または停止
時、作業時等の振動条件に応じた制御信号をコントロー
ラ４１から各下部緩衝支持体２２に向けて出力し、各下
部緩衝支持体２２のばね定数を適切に制御することがで
き、常に乗り心地を良好な状態に保つことができる。

【００６３】次に、図４は本発明の第２の実施例を示
し、本実施例では前述した第１の実施例と同一の構成要
素に同一符号を付し、その説明を省略するものの、本実
施例の特徴は、運転状態検出手段を、走行用油圧モータ
の作動状態を直接的に検出する走行・停止検出器と、作
業装置の各シリンダ等の作動状態を直接的に検出する作
業・停止状態検出器とから構成したことにある。

【００６４】図中、５１は走行・停止状態検出器として
の走行モータセンサを示し、該走行モータセンサ５１は
走行用油圧モータの作動状態を直接的に検出すべく、こ
の油圧モータに圧油を供給する主管路（いずれも図示せ
ず）の途中に設けられた圧力センサ等によって構成され
ている。そして、該走行モータセンサ５１は走行用レバ
ーの操作位置に応じて変化する主管路内の圧力を検出
し、その検出信号を後述するコントローラ５６に向けて
出力するようになっている。

【００６５】さらに、５２はブームシリンダセンサ、５
３はアームシリンダセンサ、５４はバケットシリンダセ
ンサ、５５は旋回モータセンサを示し、該各センサ５２
〜５５は前記走行モータセンサ５１とほぼ同様に、それ
ぞれ作業装置１７の各油圧シリンダあるいは旋回モータ
に圧油を供給する主管路（いずれも図示せず）の途中に
設けられた圧力センサ等によって構成されている。そし
て、各センサ５２〜５５はそれぞれ作業・停止状態検出
器を構成し、該各センサ５２〜５５は運転室本体８内に
設けられる各作業用レバーの操作位置に応じて変化する
作業用主管路内の圧力を検出し、この圧力に対応した信
号をコントローラ５６に向けて出力するようになってい
る。

【００６６】５６はマイクロコンピュータ等からなる制
御信号出力手段としてのコントローラを示し、該コント
ローラ５６は第１の実施例で述べたコントローラ４１と
ほぼ同様に構成され、入力側が前記各センサ５１〜５５
に接続され、出力側が各下部緩衝支持体２２の電磁コイ
ル３３に接続されている。そして、該コントローラ５６
はその記憶回路内に前記第１の実施例で述べた図３のプ
ログラムとほぼ同様のプログラム等を格納し、電磁コイ
ル３３に出力する制御信号の制御処理等を行う。

【００６７】また、該コントローラ５６の記憶回路には
その記憶エリア５６Ａ内に走行モータセンサ５１からの
検出信号に対する不感帯としての許容値等が格納され、
第１の実施例による図３として述べたのとほぼ同様の処
理によって走行モータセンサ５１からの信号が許容値よ
り小さいときには、下部走行体１を停止させるときか、
走行起動させるときであることを判定できるようにして
いる。

【００６８】以上の如く構成される本実施例によって
も、「減衰力小制御」と「減衰力大制御」を行うことが
でき、前述した第１の実施例とほぼ同様の作用効果を奏
することができる。

【００６９】次に、図５は本発明の第３の実施例を示
し、本実施例の特徴は運転状態検出手段を運転室本体内
に設けた加速度センサによって構成したことにある。な
お、本実施例では前記第１の実施例と同一の構成要素に
同一符号を付し、その説明を省略する。

【００７０】図中、６１は加速度検出器としての前，後
方向加速度センサで、該前，後方向加速度センサ６１は
運転室本体８内に設けられ、その出力側は後述するコン
トローラ６４に接続されている。そして、該前，後方向
加速度センサ６１は下部走行体１を停止させるときか、
または走行起動させるときの加速度を検出し、この加速
度をコントローラ６４に向けて出力する。

【００７１】６２は加速度検出器としての左，右方向加
速度センサで、該左，右方向加速度センサ６２は運転室
本体８内に設けられ、その出力側はコントローラ６４に
接続されている。そして、該左，右方向加速度センサ６
２は、例えば上部旋回体３が旋回動作を開始するとき、
または旋回動作を停止させるとき等の加速度を検出し、
この加速度をコントローラ６４に向けて出力する。

【００７２】６３は加速度検出器としての上，下方向加
速度センサで、該上，下方向加速度センサ６３は運転室
本体８内に設けられ、その出力側はコントローラ６４に
接続されている。そして、該上，下方向加速度センサ６
３は、運転室本体８が旋回フレーム２１上で上下方向に
振動するときの加速度を検出し、この加速度をコントロ
ーラ６４に向けて出力する。

【００７３】６４はマイクロコンピュータ等からなる制
御信号出力手段としてのコントローラを示し、該コント
ローラ６４は前記第１の実施例で述べたコントローラ４
１とほぼ同様に、入力側が前記各センサ６１〜６３に接
続され、出力側が各下部緩衝支持体２２の電磁コイル３
３に接続されている。そして、該コントローラ６１はそ
の記憶回路内の記憶エリア６４Ａ内に前，後、左，右、
上，下の各方向の加速度に対する不感帯としての許容値
等を格納し、前記各加速度センサ６１〜６３からの入力
値が許容値より大きいときには、各下部緩衝支持体２２
の電磁コイル３３に対して制御信号を出力し、各下部緩
衝支持体２２のばね定数や減衰力を大きくする。一方、
各加速度センサ６１〜６３からの入力値が許容値より小
さいときには、各下部緩衝支持体２２の電磁コイル３３
に対する前記制御信号の出力が停止され、該各下部緩衝
支持体２２のばね定数や減衰力を小さくする。これによ
って、運転室本体８の振動が小さくなるように、各下部
緩衝支持体２２のばね定数や減衰力をフィードバック制
御することができる。

【００７４】以上の如く構成される本実施例によって
も、前記第１の実施例による図３として述べたような処
理で「減衰力小制御」「減衰力大制御」として、ほぼ同
様の作動を行うことができるものの、特に本実施例で
は、運転室本体８に設けた各加速度センサ６１〜６３に
より、実際に検出した振動から各下部緩衝支持体２２の
ばね定数や減衰力をフィードバック制御する構成である
から、運転室本体８の振動が確実に小さくなるように、
各下部緩衝支持体２２のばね定数や減衰力を可変に制御
することができる。

【００７５】次に、図６は第４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、下部緩衝支持体２２の電磁コイル３３への制御
信号を手動切換スイッチによって出力、停止させる構成
としたことにある。

【００７６】ここで、該手動切換スイッチ７１は例えば
運転室本体８内に設けられ、運転者が「走行側」と「作
業側」に切換えるようになっている。そして、該手動切
換スイッチ７１を「走行側」に切換えたときには、各下
部緩衝支持体２２の電磁コイル３３に向けた制御信号の
出力が停止され、該各下部緩衝支持体２２のばね定数や
減衰力を小さくすることができる。一方、手動切換スイ
ッチ７１を「作業側」に切換えたときには電磁コイル３
３に対して制御信号が出力され、各下部緩衝支持体２２
のばね定数や減衰力を大きくすることができる。

【００７７】かくして、以上のように構成される本実施
例によっても、前記各実施例とほぼ同様の効果を奏する
ものの、特に本実施例では、運転室６内に設けた手動切
換スイッチ７１から下部緩衝支持体２２の電磁コイル３
３に向けての制御信号を出力、停止させる構成としたか
ら、各下部緩衝支持体２２のばね定数や減衰力を運転者
の好みに応じて切換えることができると共に、構成を簡
略化することができ、信頼性の向上とコストダウンとを
図ることができる。

【００７８】なお、前記各実施例では、各下部緩衝支持
体２２の電磁コイル３３に対してコントローラ４１（５
６，６４）から制御信号を出力したり、停止させたりす
るものとして述べたが、本発明はこれに限らず、例えば
レバー操作量や運転室本体８の振動状態等に応じて電磁
コイル３３に出力する制御信号の電流値を直線状、曲線
状にまたはステップ状に変化させ、各下部緩衝支持体２
２のばね定数や減衰力を適宜に調整できるようにしても
よい。

【００７９】また、前記各実施例では、各下部緩衝支持
体２２のケーシング２３を旋回フレーム２１側に固定し
て設け、シャフトとしてのボルト３０を運転室本体８側
に固定して設けるものとして説明したが、これに替え
て、例えばケーシング２３を運転室本体８側に設け、ボ
ルト３０を旋回フレーム２１側に設けるようにしてもよ
い。

【００８０】さらに、前記各実施例では、油圧ショベル
を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例え
ば運転室を備えたホイール式油圧ショベルや油圧クレー
ン等の作業機にも適用できる。

【００８１】

【発明の効果】以上詳述した通り、請求項１に記載の発
明では、作業機本体のフレームと運転室本体との間に設
ける各下部緩衝支持体を、一端側が底部となり、他端側
が開口端となって内部に磁性流体が封入された有底筒状
のケーシングと、弾性材料によって形成され、該ケーシ
ングの開口端側を閉塞するように該ケーシングの開口端
側に固着された弾性体と、該弾性体に一体的に設けら
れ、一端側が前記ケーシング内に挿入され、他端側が前
記ケーシングから外部に突出したシャフトと、該シャフ
トの一端側に設けられ、該シャフトとケーシングとが相
対変位するときに、該ケーシング内の磁性流体に流れ抵
抗を発生させる流れ抵抗発生手段と、外部からの制御信
号に応じた磁界を発生させることにより、前記ケーシン
グ内に封入した磁性流体の粘度を変化させる磁界発生手
段とから構成し、かつ前記下部緩衝支持体のケーシング
は前記フレームと運転室本体とのいずれか一方に設け、
他方に前記シャフトの突出端側を設けたから、運転室本
体が上，下に振動することにより、該運転室本体とフレ
ームとの間で下部緩衝支持体のケーシングとシャフトと
が弾性体を介して相対変位するときには、前記ケーシン
グ内の磁性流体に流れ抵抗を与えて減衰力を発生でき、
フレーム側からシャフトおよび弾性体を通じて運転室本
体に振動が伝播するのを抑制できる。そして、前記磁界
発生手段によってケーシング内の磁性流体の粘度を変化
させれば、磁性流体の流れ抵抗が変化するようになるか
ら、これによって、各下部緩衝支持体のばね定数を変え
ることができ、減衰力を可変に調整できる。

【００８２】また、請求項２に記載の発明では、前記作
業機本体に、作業機本体の運転状態を検出する運転状態
検出手段と、該運転状態検出手段からの信号に基づいた
制御信号を前記磁界発生手段に出力する制御信号出力手
段とを設けたから、運転状態検出手段からの信号に基づ
いて制御信号出力手段から作業機の走行時、作業時等の
振動条件に応じた制御信号を出力することにより、磁性
流体の粘度を磁界発生手段からの磁界に基づいて変化さ
せることができ、例えば作業機の走行時と作業時とで各
下部緩衝支持体のばね定数や減衰力を変えることが常に
乗り心地が良好となるようにできる。

【００８３】さらに、請求項３に記載の発明では、前記
運転状態検出手段は、前記運転室本体内に設けられる走
行用レバーの操作位置から作業機の走行，停止状態を検
出する走行・停止状態検出器と、前記運転室本体内に設
けられる作業用レバーの操作位置から作業機の作業，停
止状態を検出する作業・停止状態検出器とから構成する
ことにより、走行用レバーの操作位置や作業用レバーの
操作位置から作業機の走行時、作業時等の振動条件に応
じた制御信号を各下部緩衝支持体の磁界発生手段に向け
て出力でき、各下部緩衝支持体のばね定数や減衰力を走
行時と作業時とで最適に制御することができる。

【００８４】一方、前記作業機本体に作業装置を設け、
前記運転状態検出手段は該作業装置の作業，停止状態を
圧力の変化として検出する作業・停止状態検出器として
構成しても、作業機の走行時、作業時等の振動条件に応
じた制御信号を各下部緩衝支持体の磁界発生手段に向け
て出力でき、各下部緩衝支持体のばね定数や減衰力を走
行時と作業時とで最適に制御することができる。

【００８５】また、前記運転状態検出手段を作業機本体
の運転状態に応じた加速度の変化を検出する加速度検出
器として構成すれば、作業機を運転して実際に検出した
振動による加速度から各下部緩衝支持体のばね定数や減
衰力をフィードバック制御することができる。

【００８６】さらに、前記作業機本体に前記磁界発生手
段に制御信号の出力，停止を行なう手動切換スイッチを
設ければ各下部緩衝支持体のばね定数や減衰力を運転者
の好みに応じて切換えることができると共に、構成を簡
略化することができ、信頼性の向上とコストダウンとを
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による油圧ショベルの下
部緩衝支持体、コントローラ、各レバーセンサ等を示す
制御ブロック図である。

【図２】下部緩衝支持体を示す図１中の矢示 II − II
方向の断面図である。

【図３】コントローラによる下部緩衝支持体の制御処理
を示す流れ図である。

【図４】本発明の第２の実施例を示す図１とほぼ同様の
制御ブロック図である。

【図５】本発明の第３の実施例を示す図１とほぼ同様の
制御ブロック図である。

【図６】本発明の第４の実施例を示す図１とほぼ同様の
制御ブロック図である。

【図７】従来技術による油圧ショベルを示す全体図であ
る。

【図８】図７中の旋回フレームおよび運転室本体等を拡
大して示す一部破断の外観図である。

【図９】図８中に示す下部緩衝支持体等の拡大断面図で
ある。

【図１０】運転室の振動を解析するための説明図であ
る。

【図１１】運転室の固有振動数に対する強制振動の振動
数比と振動伝達率との関係を示す特性線図である。

【符号の説明】

１下部走行体３上部旋回体（作業機本体）６運転室８運転室本体１０床板２１旋回フレーム（フレーム）２２下部緩衝支持体２３ケーシング２６磁性流体２７防振ゴム２８芯材３０ボルト（シャフト）３１ナット３２緩衝板（流れ抵抗発生手段）３３電磁コイル（磁界発生手段）３６走行レバーセンサ（運転・停止状態検出器）３７ブームレバーセンサ（作業・停止状態検出器）３８アームレバーセンサ（作業・停止状態検出器）３９バケットレバーセンサ（作業・停止状態検出器）４０旋回レバーセンサ（作業・停止状態検出器）４１，５６，６４コントローラ（制御信号出力手段）５１走行モータセンサ（運転・停止状態検出器）５２ブームシリンダセンサ（作業・停止状態検出器）５３アームシリンダセンサ（作業・停止状態検出器）５４バケットシリンダセンサ（作業・停止状態検出
器）５５旋回モータセンサ（作業・停止状態検出器）６１前，後方向加速度センサ（加速度検出器）６２左，右方向加速度センサ（加速度検出器）６３上，下方向加速度センサ（加速度検出器）７１手動切換スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宮木克己茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内 (72)発明者佐藤隆之茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内 (72)発明者樋口武史茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】作業機本体のフレームと、該フレーム上
に配設され、下面側に床板が設けられた箱形状の運転室
本体と、該運転室本体の床板とフレームとの間に複数個
設けられ、前記フレームからの振動が該運転室本体に伝
わるのを緩衝する下部緩衝支持体とからなる運転室付き
作業機において、前記下部緩衝支持体は、一端側が底部
となり、他端側が開口端となって内部に磁性流体が封入
された有底筒状のケーシングと、弾性材料によって形成
され、該ケーシングの開口端側を閉塞するように該ケー
シングの開口端側に固着された弾性体と、該弾性体に一
体的に設けられ、一端側が前記ケーシング内に挿入さ
れ、他端側が前記ケーシングから外部に突出したシャフ
トと、該シャフトの一端側に設けられ、該シャフトとケ
ーシングとが相対変位するときに、該ケーシング内の磁
性流体に流れ抵抗を発生させる流れ抵抗発生手段と、外
部からの制御信号に応じた磁界を発生させることによ
り、前記ケーシング内に封入した磁性流体の粘度を変化
させる磁界発生手段とから構成し、かつ前記下部緩衝支
持体のケーシングは前記フレームと運転室本体とのいず
れか一方に設け、他方に前記シャフトの突出端側を設け
る構成としたことを特徴とする運転室付き作業機。
【請求項２】前記作業機本体には、作業機本体の運転
状態を検出する運転状態検出手段と、該運転状態検出手
段からの信号に基づいた制御信号を前記磁界発生手段に
出力する制御信号出力手段とを設けてなる請求項１に記
載の運転室付き作業機。
【請求項３】前記運転状態検出手段は、前記運転室本
体内に設けられる走行用レバーの操作位置から作業機の
走行，停止状態を検出する走行・停止状態検出器と、前
記運転室本体内に設けられる作業用レバーの操作位置か
ら作業機の作業，停止状態を検出する作業・停止状態検
出器とから構成してなる請求項２に記載の運転室付き作
業機。
【請求項４】前記作業機本体には作業装置を設け、前
記運転状態検出手段は該作業装置の作業，停止状態を圧
力の変化として検出する作業・停止状態検出器として構
成してなる請求項２に記載の運転室付き作業機。
【請求項５】前記運転状態検出手段は作業機本体の運
転状態に応じた加速度の変化を検出する加速度検出器と
して構成してなる請求項２に記載の運転室付き作業機。
【請求項６】前記作業機本体には、前記磁界発生手段
に制御信号の出力，停止を行なう手動切換スイッチを設
けてなる請求項１に記載の運転室付き作業機。