JPH10168928A - 建設機械の衝撃吸収装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ブーム下げ動作時に加わる大きな衝撃を有効
に吸収する大型のアキュムレータを、ブームシリンダの
配管が引き回される空間に合理的に配置する。 【構成】 ブーム５のフレーム２ａに連結するためのブ
ーム取付部１１は、フレーム２ａに立設した一対の取付
板１２，１２とその間に掛け渡した連結板１４とからな
る高い強度を有するボックス構造部が構成され、このブ
ーム取付部１１のボックス構造部内には、ブームシリン
ダ８におけるボトム室Ｂ側に作用する脈動を吸収作用を
発揮するアキュムレータ２４が設けられており、このア
キュムレータ２４はフレーム２ａに着脱可能に固定的に
取り付けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建設機械のブーム
ダンピング動作時の衝撃を吸収する建設機械の衝撃吸収
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】建設機械としての油圧ショベルは、周知
のように、下部走行体と、この下部走行体に旋回可能に
設置した上部旋回体とを有し、上部旋回体にはブーム，
アーム及びフロントアタッチメントとして、例えばバケ
ット等からなるフロント作業機構が設けられると共に、
オペレータが搭乗する運転室が設置されている。また、
エンジンや油圧ポンプその他の機器も上部旋回体に装着
されている。ブーム，アーム及びバケットは油圧シリン
ダで駆動されるものであり、これらのうち、ブームは最
も大きな駆動力が必要とすることから、油圧回路として
油圧ポンプを２個用いた２ポンプ方式の場合には、両ポ
ンプからの圧油を合流させると共に、油圧シリンダも２
本設けるようにしている。

【０００３】フロントアタッチメントを用いて行う作業
の代表的なものは土砂等の掘削作業である。ただし、掘
削以外にも、例えば水平均し作業等がある。この水平均
し作業は、凹凸のある地面をバケットで掃くように動作
させることによって、凹凸を均す作業である。この水平
均し作業を行うには、まずバケットを車両の手前側に位
置させて、接地する位置まで下降させ、この状態でブー
ムシリンダ及びアームシリンダを相互の連動するように
操作し、その間にバケットの角度を連続的に変えるよう
に操作することによって、バケットを水平方向に移動さ
せる。バケットが最前進位置まで進行すると、ブーム上
げ動作を行うことによって、バケットを地面から離した
上で、再びこのバケットを車両の手前側に変位させる。
この時には、バケットは地面から上方に離れた位置にあ
ることから、このバケットを地面と接触する位置にまで
下ろさなければならない。このために、ブームシリンダ
によりブーム下げ動作を行わせるが、バケットが地面と
接触する位置乃至その近傍の位置でブームの動きを停止
させなければならない。

【０００４】ブームはフロント作業機構全体の荷重が作
用するから、ブーム上げ動作時には荷重に抗する方向で
あるから、途中で停止させても、格別振動等が生じない
が、荷重が作用する方向であるブーム下げ動作の途中で
停止させると、ブームに大きな慣性力が作用して車両全
体が大きく振動したり、バウンドしたりすることもあ
る。この振動は当然運転室にも及ぶために、この種の作
業時におけるオペレータの乗り心地や操作性が悪くなる
だけでなく、振動が静止しなければ水平均し作業を行え
ないことから、作業効率が悪くなる。勿論、ブーム下げ
動作を緩やかに行えば、振動を抑制できるが、このよう
にブームの動作が緩慢になって、やはり作業効率が極め
て悪くなる。

【０００５】以上の点を考慮して、ブーム下げ時におけ
る衝撃吸収を行うために、衝撃吸収装置を備える構成と
したものは、従来から知られている。例えば、ブームの
基端側における背面側にアキュムレータを配置して、こ
のアキュムレータをブームシリンダのボトム側、即ちブ
ーム下げ時にタンク側に接続される配管に接続して、ブ
ーム下げ動作時に、このアキュムレータを作動状態にす
ることによって、衝撃を緩和するように構成したものが
ある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した作
業効率の観点からは、バケットを接地させるための動作
はできるだけ高速で行う方が好ましい。そうすると、ブ
ーム下げ動作から停止させた時における慣性力は極めて
大きくなり、激しい衝撃が加わることになる。このよう
な激しい衝撃を有効に吸収するには、アキュムレータは
できるたけ容量の大きい、大型のアキュムレータを使用
する必要がある。しかしながら、ブームの背面には、ア
ームシリンダ用及びバケットシリンダ用の油圧配管が引
き回されている。また、アームにはバケットの他に、ブ
レーカ等のフロントアタッチメントが装着されることも
あり、ブレーカはその駆動用のシリンダを備えているか
ら、そのための配管も引き回される。従って、ブームの
背面には多数の配管が通っており、アキュムレータを設
置するためのスペースが制約されて、あまり大型のアキ
ュムレータを設置できないという問題点がある。また、
アキュムレータはブームシリンダのボトム側に接続する
必要があることから、アキュムレータがブームの背面側
に設けられていると、ボトム側の配管を一度ブームの背
面側に引き回さなければならず、配管が必要以上に長く
なってしまうという問題点もある。

【０００７】本発明は以上の点に鑑みてなされたもので
あって、その目的とするところは、ブーム下げ動作時に
加わる大きな衝撃を有効に吸収できる大型のアキュムレ
ータを合理的に配置できるようにすることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明は、建設機械のブームシリンダによるブ
ーム下げ時にタンクに通じる側の配管にアキュムレータ
を接続し、このアキュムレータを上部旋回体のブーム取
付部を構成するボックス構造部内に設ける構成としたこ
とをその特徴とするものである。また、アキュムレータ
はボックス構造部の内部、例えば床面等に固定する構成
とするのが、アキュムレータの安定性及び配管の接続等
の観点から最も好ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明の
実施の一形態を説明する。まず、図１に建設機械の一例
としての油圧ショベルを示す。同図において、１は下部
走行体、２は上部旋回体をそれぞれ示し、上部旋回体２
は下部走行体１に旋回可能に設置されている。

【００１０】上部旋回体２にはオペレータが搭乗する運
転室３が設けられており、この運転室３に隣接する位置
にはフロント作業機構４が装着されている。フロント作
業機構４は、上部旋回体２のフレーム２ａに俯仰動作可
能に連結したブーム５と、このブーム５の先端に回動可
能に連結したアーム６と、アーム６の先端に連結したフ
ロントアタッチメントとから構成され、フロントアタッ
チメントとしては、例えば土砂の掘削等の作業を行うバ
ケット７があり、バケット７はアーム６の先端に回動可
能に連結される。ブーム５の上部旋回体２に対する俯仰
動作を行わせるために、上部旋回体２のフレーム２ａと
ブーム５との間にはブームシリンダ８が、またアーム６
をブーム５に対して回動動作させるために、アーム６と
ブーム５との間にはアームシリンダ９が、さらにアーム
６の先端で、バケット７を回動させるために、バケット
７とアーム６との間にはバケットシリンダ１０がそれぞ
れ連結して設けられている。

【００１１】ブーム５はフレーム２ａに連結されるが、
このためにフレーム２ａには、図２及び図３に示したよ
うに、ブーム取付部１１が設けられている。このブーム
取付部１１は、フレーム２ａに立設した一対の取付板１
２，１２を有し、この取付板１２にはピン装着部１３が
設けられており、ブーム５の基端部は連結ピンを介して
取付板１２に対して上下方向に回動自在に連結される。
そして、これら取付板１２にはフロント作業機構４の全
荷重が作用することになるから、両取付板１２，１２間
には連結板１４が掛け渡して設けられて、両取付板１２
と連結板１４及びフレーム２ａによりボックス構造部が
構成される。

【００１２】ブーム取付部１１には、また、ブームシリ
ンダ８が装着される。ここで、ブームシリンダ８は左右
に２本設けられており、これによってフロント作業機構
４に作用する全荷重を支承するブーム５に対する駆動力
が大きくなるようにしている。この２本のブームシリン
ダ８を連結するために、取付板１２の先端側は支持ブラ
ケット部１２ａとなっている。また、連結板１４には、
この支持ブラケット部１２ａと平行にブラケット１５が
設けられており、支持ブラケット部１２ａとブラケット
１５との間に連結ピンを挿通させて、この連結ピンによ
りブームシリンダ８を上下方向に回動自在に支持するよ
うにしている。

【００１３】２本設けられるブームシリンダ８は、前述
したように、支持ブラケット部１２ａとブラケット１５
との間に連結されるが、この連結部はシリンダ側であ
り、ロッド側はブーム５の先端近傍に回動自在に連結さ
れる。ブームシリンダ８に圧油を供給するために、ボト
ム側及びロッド側に油圧配管を接続する必要がある。ブ
ームシリンダ８は２本設けられているから、油圧配管は
合計で４本となる。これらの油圧配管は、ボックス構造
部に入るまでは２本の配管となし、ブーム取付部１１の
内部でボトム側配管及びロッド側配管をそれぞれ２本に
分岐させて４本の配管となし、連結板１４に設けた開口
１４ａを介して引き出され、各ブームシリンダ８に接続
される。

【００１４】以上のように、ブーム５はブーム取付部１
１に装着されて、ブームシリンダ８に圧油を供給するこ
とにより俯仰動作が行われる。そこで、このブームシリ
ンダ８を駆動するための油圧回路を図４に示す。前述し
たように、ブームシリンダ８はブーム５の左右に一対、
即ち２本設けられており、図４においては、これらブー
ムシリンダを、それぞれ８ａ，８ｂの符号を用いて区別
する。

【００１５】図示した油圧回路においては、２個の油圧
ポンプ２０ａ，２０ｂが設けられており、これら各油圧
ポンプ２０ａ，２０ｂから吐出される圧油は方向切換弁
２１ａ，２１ｂを介してブームシリンダ８ａ，８ｂに供
給できるようになっている。即ち、方向切換弁２１ａ，
２１ｂは、中立位置では、ブームシリンダ８ａ，８ｂの
ボトム室Ｂとロッド室Ｒは遮断されており、一方の切換
位置に切り換えると、ボトム室Ｂが油圧ポンプ２０ａ，
２０ｂに接続され、ロッド室Ｒがタンク２２に接続され
て、ブームシリンダ８ａ，８ｂは伸長する方向に変位
し、他方の切換位置に切り換えると、ロッド室Ｒが油圧
ポンプ２０ａ，２０ｂに接続され、ボトム室Ｂがタンク
２２に接続されて、ブームシリンダ８ａ，８ｂは縮小す
る方向に変位する。

【００１６】ここで、油圧ポンプ２０ａ，２０ｂからの
圧油はブームシリンダ８ａ，８ｂに個別的に供給される
のではなく、方向切換弁２１ａ，２１ｂの下流側で合流
するようになっている。そして、合流配管２３の部分に
アキュムレータ２４が接続して設けられている。アキュ
ムレータ２４は、ケーシング内にブラダと呼ばれる可撓
容袋が設けられて、このブラダ内にはガスが所定の圧力
で封入されている。従って、合流配管２３で脈動が生じ
ると、ブラダが圧縮されることになる結果、脈動の吸収
作用を発揮する。ここで、アキュムレータ２４を設けて
いるのは、油圧ショベルで、例えば水平均し作業におい
て、ブーム５の下げ動作を行った時に、荷重が作用する
側、即ちタンク２２に接続されるボトム室Ｂ側に作用す
る脈動を吸収することによって、車両が振動したり、バ
ウンドしたりするのを抑制するためのものである。この
ために、アキュムレータ２４は、方向切換弁２１ａ，２
１ｂとブームシリンダ８ａ，８ｂのボトム室Ｂとの間の
合流配管２３に接続して設けられる。ここで、アキュム
レータ２４は水平均し作業等を行う場合に必要であり、
通常の土砂の掘削等の作業を行う際にはむしろアキュム
レータ２４を作動させない方が好ましいことがある。こ
のために、合流配管２３とアキュムレータ２４との間に
は、電磁開閉弁２５を設けて、この電磁開閉弁２５によ
り合流配管２３からアキュムレータ２４への流路の開閉
を行うようにする。なお、ブームを駆動するために、油
圧ポンプ，方向切換弁及びブームシリンダは必ずしも一
対設ける必要はない。

【００１７】アキュムレータ２４によって、前述した脈
動吸収による振動抑制の機能を発揮するが、この機能を
十分発揮させるためには、アキュムレータ２４の容量を
できるだけ大きくする必要があり、従って大型のアキュ
ムレータを用いなければならない。大型のアキュムレー
タ２４を用いるには、広い設置スペースが必要となる。
そこで、本発明においては、大型のアキュムレータ２４
を設置するために、ブーム取付部１１を利用する。

【００１８】既に説明したように、ブーム取付部１１
は、上部旋回体２のフレーム２ａと、左右の取付板１２
及び連結板１４で囲まれたボックス構造部となってお
り、内部は空間になっている。そして、この空間には、
ブームシリンダ８に接続した４本の配管が通っているだ
けであり、それ以外は余分なスペースとなっている。従
って、このボックス構造部の内部空間をアキュムレータ
２４の設置スペースとして利用するのは可能である。こ
れによって、スペースを有効に活用できて、大型のアキ
ュムレータ２４を設置することができる。また、このボ
ックス構造部内にはブームシリンダ８からの配管が挿通
されているから、この配管に接続されるアキュムレータ
２４を同じボックス構造部内に設けることは、配管の引
き回しの観点から有利であり、かつブームシリンダ８の
直近位置に設けることができるので、振動抑制の観点か
らより好ましい。

【００１９】そこで、アキュムレータ２４のボックス構
造部内における取付構造の一例を図５及び図６に示す。
アキュムレータ２４の取り付け箇所としては、このボッ
クス構造部内の最も高い強度を有するフレーム２ａであ
る。また、電磁開閉弁２５は連結板１４の内面側に取り
付けられている。そして、電磁開閉弁２５には合流配管
２３からの配管２６が接続されており、また電磁開閉弁
２５からの配管２７がアキュムレータ２４に接続されて
いる。このような配置構成とすることにより、ボックス
構造部の内部のスペースを有効に利用することができ
て、大型のアキュムレータ２４を無理なく配置できる。

【００２０】アキュムレータ２４を固定するために、フ
レーム２ａに支持板体２８を設けると共に、この支持板
体２８に連結板２９を固着して設けている。支持板体２
８は金属板を曲成して水平部の両側にそれぞれ鉛直部と
を連設したもので、鉛直部の端部がフレーム２ａに溶接
等の手段で固定されている。そして、この支持板体２８
の全長は、アキュムレータ２４の全長より短くなってお
り、また連結板２９の全長も支持板体２８の全長より長
くなっており、その側面が支持板体２８に溶接等の手段
で固着されている。また、連結板２９にはその前後の位
置に上下各一対の取付孔２９ａが設けられている。アキ
ュムレータ２４は支持板体２８上に載置した状態で、そ
れを囲繞するように設けた一対バンド３０により連結板
２９に止着・固定されることになる。バンド３０は、そ
の両端に細径のねじ部３０ａを有するものであり、アキ
ュムレータ２４を囲繞するようにしてその両端を連結板
２９の取付孔２９ａに挿通させて、ねじ部３０ａにナッ
ト３１を螺合させて、アキュムレータ２４を締め付ける
ようにして固定される。これによって、アキュムレータ
２４は着脱可能に取り付けられ、ブラダ等が破損した時
等には容易に交換することができる。また、支持板体２
８を金属板を曲成したものから構成しているから、また
例えばこの支持板体２８の水平部の下方にゴム等の弾性
部材を装着する等によって、アキュムレータ２４を防振
的に支持させ、フレーム２ａからの振動がアキュムレー
タ２４に伝わるのを極力防止することができる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、アキュ
ムレータを上部旋回体のブーム取付部を構成するボック
ス構造部内に設ける構成としたので、ブーム下げ動作時
に加わる大きな衝撃を有効に吸収できる大型のアキュム
レータを、ブームシリンダの配管が引き回されている空
間に合理的に配置できる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】ブームを有する建設機械の一例としての油圧シ
ョベルの外観図である。

【図２】上部旋回体におけるブームの取付部を示す外観
図である。

【図３】図２の平面図である。

【図４】ブーム駆動用の油圧回路図である。

【図５】アキュムレータの固定構造を示す図３のＸ−Ｘ
断面図である。

【図６】アキュムレータの取付構造を示す図５の矢印方
向から見た図である。

【符号の説明】

２ 上部旋回体 ２ａ フレーム ５ ブーム ８，８ａ，８ｂ ブームシリンダ １１ ブーム取付部 １２ 取付板 １４ 連結板 １５ ブラケット ２０ａ，２０ｂ 油圧ポンプ ２４ アキュムレータ ２５ 電磁開閉弁 ２８ 支持板体 ２９ 連結板 ３０ バンド

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建設機械のブームシリンダによるブーム
   下げ時にタンクに通じる側の配管にアキュムレータを接
   続し、このアキュムレータを上部旋回体のブーム取付部
   を構成するボックス構造部内に設ける構成としたことを
   特徴とする建設機械の衝撃吸収装置。
2. 【請求項２】 前記アキュムレータは前記ボックス構造
   部内に固定する構成としたことを特徴とする請求項１記
   載の建設機械の衝撃吸収装置。