(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
従来の産業機械にあっては、油圧装置は、複数の油圧ポンプをエンジンの回転軸心方向で直列に連結しているので、油圧ポンプとエンジンとの接続部と、エンジンとは反対側(接続部から反対側)の端部との距離が長くなる。即ち、油圧装置は、長い構造になっている。また、油圧装置は、エンジンに片持ち状に支持されているので、剛性が低い。これらが起因となって、駆動ユニットは、一次固有振動数が低くなり、エンジンの爆発共振周波数以下の柔構造になり易い。その結果、エンジンが最高回転数以下のある範囲の低回転で運転された場合に、油圧装置に共振が生じたり、あるいは、急加速時や急減速時に駆動ユニットが振動することがあった。
【0006】
また、エンジンの低回転時の油圧装置の共振を防止するために、油圧装置の取付部分の剛性を高めるという方法がある。しかしながら、油圧装置の取付部分の剛性を高めると、一次固有振動数が高くなり、エンジンの高回転時に油圧装置の共振を生じ易くなるという可能性がある。
そこで、本発明は、片持ち支持構造の油圧装置に起因する駆動ユニットの振動及び衝撃を抑制できる産業機械の駆動ユニット支持装置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】
【0007】
前記技術的課題を解決するために本発明が講じた技術的手段は、以下に示す点を特徴とする。
本発明の一態様に係る産業機械の駆動ユニット支持装置は、機体と、原動機と、
防振部材を有し前記原動機の前部及び後部に配置されたマウントを用いて、前記原動機を前記機体
に支持するマウント装置
であって、前記原動機の前部及び後部を支持するマウント装置と、前記原動機によって駆動される油圧装置であって、前記原動機から回転軸心方向である
機体前後方向の前方に向けて突出していて前記原動機に片持ち状に連結された油圧装置と、前記油圧装置
の前端部に取り付けられたブラケットと、
前記機体を構成する壁部であって前記油圧装置の下方側の壁部に取り付けられた取付部材と、前記油圧装置の振動を抑制する制振部材と、を備え、
前記制振部材は、前記油圧装置の下方側に機体前後方向に沿って配置される本体部であって、機体前後方向の一端側に設けられた一端部位、機体前後方向の他端側に設けられた他端部位、及び前記一端部位と前記他端部位とを連結する連結部材を含む本体部と、前記一端部位内に設けられた第1弾性部材と、前記第1弾性部材に設けられ且つ前記ブラケットに連結される第1連結部と、前記他端部位内に設けられた第2弾性部材と、前記第2弾性部材に設けられ且つ前記取付部材に連結される第2連結部とを有する。
【0008】
また、前記一端部位は、上下方向の軸心を有する筒状であり、前記他端部位は、機体幅方向の軸心を有する筒状であり、前記第1連結部は、上下方向の軸心を有する第1締結具によって前記ブラケットに連結され、前記第2連結部は、機体幅方向の軸心を有する第2締結具によって前記取付部材に連結される。
また、前記油圧装置は、
機体前後方向で直列に連結された複数の油圧ポンプを有し、前記ブラケットは、前記複数の油圧ポンプのうちの
最前部にある油圧ポンプの前面に取り付けられる部位であって該最前部の油圧ポンプよりも下方に突出する第1部位と、前記第1部位の下端から後方且つ前記油圧装置の下方に延出された第2部位とを有し、前記第1連結部は、前記第1締結具によって前記第2部位に連結されている。
【0009】
また、前記制振部材は、前記他端部位が前記一端部位の後方に位置する状態で前記油圧装置の前端よりも後方で且つ前記油圧装置の機体幅方向の幅内に配置され、前記取付部材は、前記ブラケットよりも後方で且つ前記油圧装置の機体幅方向の幅内に配置されている。
【0010】
また、前記原動機は、回転軸心方向が前後方向に一致するエンジンと、前記エンジンの前部に取り付けられ且つ前記油圧装置が連結されるモータとを有し、
前記マウント装置は、前記エンジンの後部下方の機体幅方向中央部を支持する第1マウントと、前記モータの機体幅方向一方側の部位を支持する第2マウントと、前記モータの機体幅方向他方側の部位を支持する第3マウントとを有し、
前記第2マウントと前記第3マウントとの間の機体幅方向中央部の後方に前記第1マウントが配置され且つ前記第2マウントと前記第3マウントとの間の機体幅方向中央部の前方に前記制振部材が配置されている。
【0011】
また、前記制振部材は、前記他端部位が前記一端部位の前方に位置する状態で配置され、前記取付部材は、前記ブラケットよりも前方に配置されている。
【発明の効果】
【0012】
本発明では、油圧装置に取り付けられたブラケットに一端部位が第1弾性部材を介して連結され且つ他端部位が機体側に第2弾性部材を介して連結された本体部を有する制振部材を備えている。この制振部材によって、油圧装置の変位の自由度が制限され、油圧装置がエンジンの振動と共振した場合、制振部材が油圧装置の振動を抑制する。油圧装置が共振した場合に制振部材が油圧装置の振動を抑制することにより、原動機と油圧装置とからなる駆動ユニットを、マウント装置によって、良好に支持することができる。また、マウント装置の防振作用に加えて制振部材が油圧装置の振動を抑制することにより、急加速時又は急減速時において生じる駆動ユニットの振動及び衝撃を抑制することができる。
【0013】
また、制振部材が、機体の前後方向に一致する第1方向に沿って設けられることにより、急加速時又は急減速時における駆動ユニットの振動及び衝撃を有効に抑制することができる。
第1方向で直列に連結された複数の油圧ポンプのうちの原動機から最も遠い位置にある油圧ポンプにブラケットが取り付けられていることにより、油圧装置の突出方向の先端側の変位を制振部材によって規制することができる。これによって、油圧装置の振動を有効に抑制することができる。
【0014】
制振部材を、油圧装置より下方に配置し、本体部の一端部位を、油圧装置の下方においてブラケットに連結し、本体部の他端部位を、機体の底壁側に連結することにより、共振が生じた場合の油圧装置の上下の振動を、本体部と、第2弾性部材の弾性変形により、有効に抑制することができる。また、油圧装置の第2方向の振動は、本体部と、第1弾性部材及び第2弾性部材の弾性変形により、有効に抑制することができる。
【0015】
制振部材を、油圧装置の第2方向の幅内に配置することにより、制振部材が、油圧装置の周りの他の機器及び部材の邪魔物となるのを防止することができる。
制振部材は、本体部の一端部位に第1弾性部材によって連結された第1連結部と、本体部の他端部位に第2弾性部材によって連結された第2連結部とを有し、第1連結部を、上下方向の軸心を有する第1締結具によってブラケットに取り付けること、第2連結部を、第2方向の軸心を有する第2締結具によって機体側に取り付けることにより、油圧装置の上下の振動及び第2方向の振動を効果的に抑制することができる。
【0016】
原動機は、エンジンと、エンジンに取り付けられ且つ油圧装置が連結されるモータとを有し、マウント装置は、エンジンの第1方向の他方側の部位を支持する第1マウントと、モータの第1方向に直交する水平方向である第2方向の一方側の部位を支持する第2マウントと、モータの第2方向の他方側の部位を支持する第3マウントとを有することにより
、3点支持のマウント装置と油圧装置の振動を抑制する制振部材とで、駆動ユニットの振動及び衝撃を良好に吸収することができる。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図5は、本発明が採用される産業機械1の全体側面を示す概略図である。本実施形態では、産業機械1としてスキッドステアローダが例示されている。なお、産業機械1としては、コンパクトトラックローダ等の建設機械、農業機械、ユーティリティビークルなどであってもよい。
【0019】
産業機械1は、機体2と、キャビン3と、走行装置4と、作業装置5とを備えている。
キャビン3は機体2の前部に搭載されている。このキャビン3内には、運転席6が設けられている。
なお、本発明の実施形態において、産業機械1の運転席6に着座した運転者の前側(
図5の左側)を前方、運転者の後側(
図5の右側)を後方、運転者の左側(
図5の手前側)を左方、運転者の右側(
図5の奥側)を右方として説明する。
【0020】
図5に示すように、走行装置4は、前輪16と後輪17とを有する車輪型の走行装置4が採用されている。走行装置4は、機体2の左側及び右側に設けられている。
作業装置5は、ブーム7と、バケット8と、リフトリンク9と、制御リンク10と、ブームシリンダ11とバケットシリンダ12とを有する。
ブーム7は、機体2の側方に上下揺動自在に設けられている。バケット8は、ブーム7の先端部(前端部)に上下揺動自在に設けられている。リフトリンク9及び制御リンク10は、ブーム7が上下揺動自在となるように、ブーム7の基部(後部)を支持している。ブームシリンダ11は、伸縮することにより、ブーム7を昇降させる。バケットシリンダ12は、伸縮することにより、バケット8を揺動させる。
【0021】
機体2には、産業機械1の駆動源となる駆動ユニット13が搭載されている。駆動ユニット13は、原動機14と、油圧装置15とを有する。
図1、
図2に示すように、駆動ユニット13は、前後に長く形成され、機体2の底壁38の上方に配置されている。原動機14は、エンジン18と、モータ(電動機)19とを有する。なお、原動機14は、エンジン18のみで構成されていてもよい。また、原動機14は、モータ19のみで構成されていてもよい。モータ19は、エンジン18でロータが駆動されるモータジェネレータであってもい。
【0022】
油圧装置15は、複数の油圧ポンプ20,21,22,23を有する。本実施形態では、複数の油圧ポンプは、第1ポンプ20と、第2ポンプ21と、第3ポンプ22と、第4ポンプ23とを含む。
第1ポンプ20は、HST(静油圧無段変速機)の一部を構成する油圧ポンプである。この第1ポンプ20は、左側の走行装置4を駆動する第1HSTポンプ24と、右側の走行装置4を駆動する第2HSTポンプ25とを有する。第1HSTポンプ24及び第2HSTポンプ25は、可変容量油圧ポンプで構成されている。
【0023】
第2〜4ポンプ21,22,23は、定容量型のギヤポンプによって構成されている。第2ポンプ21は、作業装置5に装備された油圧アクチュエータや作業装置5に取り付けられる油圧アタッチメントの油圧アクチュエータを駆動するための油圧ポンプである。第3ポンプ22は、油圧アクチュエータに供給する作動油を増量するための油圧ポンプである。第4ポンプ23は、パイロット油を供給するため、及びHSTの油圧回路に作動油を補充するための油圧ポンプである。
【0024】
第1〜4ポンプ20,21,22,23の入力軸の軸心は、原動機14の回転軸心26(エンジン18のクランク軸の軸心及びモータ19のロータ軸の軸心)と同心となるように配置されている。エンジン18とモータ19とは、択一的に又は同時に、第1〜4ポンプの入力軸を駆動可能としている。すなわち、油圧装置15は、原動機14によって駆動される。
【0025】
図5に示すように、本実施形態では、駆動ユニット13は、原動機14の回転軸心26(エンジン18、モータ19及び第1〜4ポンプの回転軸心)を機体2(産業機械1)の前後の方向に一致させて、該機体2に搭載されている。本実施形態では、原動機14の回転軸心方向27は、機体2の前後の方向であり、この原動機14の回転軸心方向27を第1方向ともいう。この第1方向27に直交する水平方向は、機体2の幅方向(機体幅方向)であり、第2方向28(
図2参照)ともいう。
【0026】
図5に示すように、原動機14は、機体2の後部に配置されている。油圧装置15は、原動機14の前方側(第1方向27の一方側)に配置されている。また、油圧装置15は、原動機14の前部(第1方向27の一方側の部位)に連結されている。
図2、
図3に示すように、モータ19は、エンジン18の前方側に配置され、エンジン18の前部に取り付けられている。
【0027】
第1〜4ポンプは、第1方向27で直列に並べて配置されている。本実施形態では、原動機14から前方に向けて、第1ポンプ20、第2ポンプ21、第3ポンプ22、第4ポンプ23の順で配置されている。また、第1〜4ポンプ20,21,22,23は、相互に連結されている。また、第1ポンプ20は、モータ19の前部に連結されている。したがって、油圧装置15は、原動機14(モータ19)から第1方向27の一方に向けて突出している。また、油圧装置15は、原動機14(モータ19)に片持ち状に連結されている。
【0028】
産業機械1は、原動機14を支持するマウント装置29を有する。マウント装置29は、エンジン18の防振を図る装置であり、防振部材33を介して原動機14を機体2に支持している。マウント装置29は、第1マウント
(マウント)30と、第2マウント
(マウント)31と、第3マウント
(マウント)32とを有する。
第1〜3マウント30,31,32は、防振部材33と、スタッドボルト34とを有する。防振部材33は、上弾性体35と下弾性体36とを有する。
【0029】
第1マウント30は、エンジン18の後部(第1方向27の他方側の部位)の下方に配置されている。また、第1マウント30は、エンジン18の第2方向28の中央部に配置されている。エンジン18の後部には、第1マウント30に支持される第1支持板37が設けられている。第1マウント30の上弾性体35は第1支持板37の上側に位置する。第1マウント30の下弾性体36は第1支持板37の下側に位置する。第1マウント30の上弾性体35及び下弾性体36は、機体2の底壁38に立設されたスタッドボルト34に取り付けられている。これによって、第1マウント30は、エンジン18の第1方向27の他方側の部位を弾性的に支持している。
【0030】
第2マウント31は、モータ19の左方側(第2方向28の一方側)に配置されている。モータ19の左方側には、支持台39と、第2支持板40とが設けられている。支持台39は、機体2の底壁38に上方突出状に設けられている。第2支持板40は、第2マウント31に支持される部材であり、モータ19から左方に突出状に設けられている。第2マウント31の上弾性体35は、第2支持板40の上側に位置する。第2マウント31の下弾性体36は第2支持板40の下側に位置する。第2マウント31の上弾性体35及び下弾性体36は、支持台39に立設されたスタッドボルト34に取り付けられている。これによって、第2マウント31は、モータ19(原動機14)の第2方向28の一方側の部位を弾性的に支持している。
【0031】
第3マウント32は、モータ19の右方側(第2方向28の他方側)に配置されている。モータ19の右方側には、図示省略の支持台と、第3支持板41とが設けられている。第3支持板41は、第3マウント32に支持される部材であり、モータ19から右方に突出状に設けられている。第3マウント32の取り付けは、第2マウント31の取り付けと
同様とされているので、説明を省略する。第3マウント32は、モータ19(原動機14)の第2方向28の他方側の部位を弾性的に支持している。
【0032】
駆動ユニット13の重心G1は、エンジン18の前部の第2方向28の中央部に位置しており、第1〜3マウント30,31,32は、駆動ユニット13の重心G1を囲んでいる。マウント装置29は、駆動ユニット13を三点で支持する重心支持方式の三点支持構造の装置である。
油圧装置15には、ブラケット42が取り付けられている。
【0033】
ブラケット42は、原動機14から最も遠い位置にある油圧ポンプである第4ポンプ23に取り付けられている。このブラケット42は、第1部位43と、第2部位44とを有する。第1部位43は、上部が第4ポンプ23の前面に取り付けられている。第1部位43の下部は、油圧装置15から下方に突出している。第2部位44は、第1部位43の下端から後方に延出されていて、第4ポンプ23の下方に位置している。
【0034】
図2〜
図4に示すように、産業機械1は、制振部材46(トルクロッド)と、取付部材47とを有する。制振部材46は、油圧装置15の振動を抑制する部材である。取付部材47は、制振部材46を機体2に取り付ける部材である。制振部材46及び取付部材47は、油圧装置15の前部の下方に配置されている。また、制振部材46及び取付部材47は、油圧装置15の第2方向28の幅内に配置されている。制振部材46は、長手方向が第1方向27(機体2の前後の方向)に一致するように配置されている。言い換えれば、制振部材46は、第1方向27に沿って配置されている。制振部材46の一端側(前部)は、ブラケット42の下方に位置している。取付部材47は、制振部材46の他端側(後部)に配置されている。
【0035】
取付部材47は、下壁48と、左側壁49と、右側壁50とを有する。下壁48は、機体2の底壁38にボルト等の固定具(図示省略)によって取り付けられている。左側壁49は、下壁48の左端から上方に延出している。右側壁50は、下壁48の右端から上方に延出されている。
制振部材46は、本体部51と、第1連結部52と、第1弾性部材53と、第2連結部54と、第2弾性部材55とを有する。
【0036】
本体部51は、本体部51の長手方向(制振部材46の長手方向)一端側の一端部位56と、長手方向他端側の他端部位57と、一端部位56と他端部位57とを連結する連結部材58とを有する。
一端部位56は、本体部51の長手方向に直交する軸心を有する筒状に形成されている。また、一端部位56は、ブラケット42の第2部位44の下方に位置する。一端部位56の軸心は、上下方向に一致している。他端部位57は、本体部51の長手方向に直交し且つ一端部位56の軸心に直交する方向と平行な軸心を有する筒状に形成されている。他端部位57は、取付部材47の左側壁49と右側壁50との間に位置する。また、他端部位57の軸心は、第2方向28に一致している。連結部材58は、ロッドによって構成されている。
【0037】
第1連結部52は、筒状スリーブによって構成され、一端部位56の内孔の中心に同心状に配置されている。
第1弾性部材53は、弾性ブッシュ(ゴムブッシュ)によって構成され、一端部位56と第1連結部52との間に介装されている。第1弾性部材53は、一端部位56と第1連結部52とに接着(加硫接着)されている。したがって、一端部位56と第1連結部52とは第1弾性部材53によって連結されている。
【0038】
第1連結部52には、第1締結具59(ボルト)が下方から挿通されている。この第1締結具59はブラケット42の第2部位44を貫通している。この第1締結具59の先端側(上部)には第1ナット60が螺合されている。したがって、第1連結部52は、上下方向の軸心を有する第1締結具59によってブラケット42に取り付けられている。言い換えれば、本体部51の他端部位57は、第1弾性部材53を介してブラケット42に連結されている。また、第1連結部52と第1締結具59とは、軸心回りに相対回転可能であり、第1連結部52は、ブラケット42に上下方向の軸心回りに回転可能に枢支されて
いる。
【0039】
第2連結部54は、筒状スリーブによって構成され、他端部位57の内孔の中心に同心状に配置されている。
第2弾性部材55は、弾性ブッシュ(ゴムブッシュ)によって構成され、他端部位57と第2連結部54との間に介装されている。第2弾性部材55は、他端部位57と第2連結部54とに接着(加硫接着)されている。したがって、他端部位57と第2連結部54とは第2弾性部材55によって連結されている。
【0040】
第2連結部54には、取付部材47の左側壁49と右側壁50とを貫通する第2締結具61(ボルト)が挿通されている。この第2締結具61の先端側(右部)には第2ナット62が螺合されている。したがって、第2連結部54は、第2方向28の軸心を有する第2締結具61によって取付部材47に取り付けられている。言い換えれば、本体部51の他端部位57は、第2弾性部材55を介して機体2側に連結されている。また、第2連結部54と第2締結具61とは、軸心回りに相対回転可能であり、第2連結部54は、取付部材47を介して機体2側に第2方向28の軸心回りに回転可能に枢支されている。
【0041】
図6は、制振部材46の機体2への取付けの変形例を示している。
図6の変形例では、制振部材46の他端部位57及び取付部材47が、油圧装置15の前方側に配置されている。その他の構成は前述した実施形態と同様に構成される。
本発明では、制振部材46によって、油圧装置15の変位の自由度が制限(油圧装置15の変位が規制)されるので、油圧装置15がエンジン18の振動と共振した場合、制振部材46が油圧装置15の振動を抑制する。油圧装置15が共振した場合に制振部材46が油圧装置15の振動を抑制することにより、駆動ユニット13をマウント装置29によって良好に支持することができる。また、マウント装置29の防振作用に加えて制振部材46が油圧装置15の振動を抑制することにより、急加速時又は急減速時において生じる駆動ユニット13の振動及び衝撃を抑制することができる。
【0042】
また、本実施形態では、制振部材46が油圧装置15の下方側に設けられ、本体部51の一端部位56が第1弾性部材53を介してブラケット42に連結され、本体部51の他端部位57が第2弾性部材55を介して機体2の底壁38に固定された取付部材47に連結されている。これにより、共振が生じた場合の油圧装置15の上下の振動(縦揺れ)を、本体部51と、第2弾性部材55の弾性変形により、有効に抑制することができる。また、油圧装置15の第2方向28の振動(横揺れ)は、本体部51と、第1弾性部材53及び第2弾性部材55の弾性変形により、有効に抑制することができる。
【0043】
また、本体部51の一端部位56に第1弾性部材53によって連結される第1連結部52を、上下方向の軸心を有する第1締結具59によってブラケット42に取り付けること、及び本体部51の他端部位57に第2弾性部材55によって連結される第2連結部54を、第2方向28の軸心を有する第2締結具61によって機体2側に取り付けることにより、油圧装置15の上下の振動及び第2方向の振動を効果的に抑制することができる。
【0044】
また、制振部材46は、機体2の前後の方向に沿って設けられている。これにより、急加速時及び急減速時における油圧装置15及び原動機14の前後の方向の振動及び衝撃は、本体部51と、第1弾性部材53及び第2弾性部材55の弾性変形により、有効に抑制(吸収)することができる。また、急加速時及び急減速時における駆動ユニット13のエンジン回転方向の振動は、マウント装置29によって吸収される。
【0045】
また、ブラケット42は、複数の油圧ポンプのうちの原動機14から最も遠い位置にある油圧ポンプ(第4ポンプ23)に取り付けられているので、油圧装置15の突出方向の先端側の変位を制振部材46によって規制することができる。これによって、油圧装置15の振動を有効に抑制することができる。
また、制振部材46は、油圧装置15より下方で且つ第2方向28(機体2幅方向)の幅内に配置されているので、制振部材46が、油圧装置15の周りの他の機器及び部材の邪魔物となるのを防止することができる。
【0046】
また、第1マウント30によりエンジン18の後部を支持し、第2マウント31によりモータ19の左側を支持し、第3マウント32によりモータ19の右側を支持することに
より、3点支持のマウント装置29と油圧装置15の振動を抑制する制振部材46とで、駆動ユニット13の振動及び衝撃を良好に吸収することができる。
また、本実施形態においては、エンジン18の高回転時には、片持ち支持に起因する油圧装置15の共振は発生しない。この場合、駆動ユニット13は、マウント装置29によって安定して弾性的に支持され、駆動ユニット13の振動及び衝撃は、マウント装置29によって吸収される。
【0047】
また、エンジン18の低回転時には、使用回転数によっては、油圧装置15の共振が発生する。この場合、マウント装置29の防振作用に加えて制振部材46による油圧装置15の変位の制限作用が働き、駆動ユニット13は、安定して弾性的に支持されると共に振動及び衝撃が滑らかに吸収される。
以上、本発明について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。