運転室を作業機械フレームに懸架するための機構
本発明は、作業機械フレーム（２０４）に対する運転室（１１４）の被制御動作を可能にするため該フレームに該運転室を懸架する機構に関する。該機構は、該運転室を該フレームに支持するため該運転室の下側と該フレームとの間に設けられた少なくとも一つの第１懸架手段（２０５）を包含している。該機構はさらに、該運転室の後側と剛性支持構造（１１７，８１７）との間に設けられた少なくとも一つの第２懸架手段（２１３，８１３）を包含して、該第２懸架手段が該運転室の下側に対して高い位置に配置されている。前記第２懸架手段（２１３）は、前記作業機械の作業中に該機械の縦と横の両方向における運転室の運動に対する高剛性を提供するのに適している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業機械フレームに対する運転室の被制御動作を可能にするためフレームに運転室を懸架する機構に関連する。この機構は、フレームに運転室を支持するため運転室の下側とフレームとの間に設けられた少なくとも一つの第１懸架手段を包含する。この機構はさらに、運転室の後側と剛性支持構造との間に設けられた少なくとも一つの第２懸架手段を包含する。第２懸架手段は、運転室の下側に対して高い位置に配置されている。本発明はさらに、懸架機構を包含する作業機械に関連する。
【背景技術】
【０００２】
「作業機械」の語は、ホイールローダ、バックホウローダ、モータグレーダ、掘削機といった建設機械などの様々なタイプの材料処理車両を包含する。作業機械について頻繁に使用される別の語は、「土工機械」と「オフロード作業機械」である。ホイールローダを構成するフレーム操縦作業機械に適用される場合について、本発明を以下で説明する。これは、好適な用途の単なる一例と見なされるべきである。
【０００３】
フレーム操縦作業機械は一般的に、後方フレームを備える後方車両区分と、前方フレームを備える前方車両区分とを包含する。機械を操縦するため垂直軸を中心とする旋回を可能にする連結ジョイントにより、後方フレームは前方フレームに接続されている。２本の油圧シリンダは、操縦を実施するため連結ジョイントの各側に一つずつ設けられている。
【０００４】
作業機械は、強い振動と衝撃を引き起こす大きな凹凸のある表面を持つ地面で利用されることが多い。ドライバの作業環境を快適にするため、振動および衝撃が軽減または除去されることで機械のフレームから運転室へ直接伝達されないように運転室は懸架されなければならない。これは、構造的に発生する音をうまく遮断することで達成されなければならない。
【０００５】
ホイールローダは、材料を動かす／運搬するため、作業器具、例えばバケットを包含する。一例によれば、ホイールローダは土、砂利、石を動かすのに使用される。バケットを充填するおよび／または空にする作業による衝撃およびショックから生じる運転室の運動／振動を軽減するため、運転室を懸架することが望ましい。
【０００６】
安全上の理由から、運転室はさらに、運転室を下にして機械が転倒しても人が生存するスペースをドライバに与えるのに充分な強度を持たなければならない。これに関しては、ＲＯＰＳ要件についてしばしば言及されるが、ＲＯＰＳは車両転倒時保護構造を意味する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、遮音に実質的にマイナスの影響を与えることなく作業中に運転室の相対な運動を軽減することでドライバのための作業環境を向上させる、作業機械フレームに運転室を懸架する機構を実現することである。特に、本発明は安定性を強化した懸架機構をねらいとする。さらに本発明は、ＲＯＰＳ要件に実質的にマイナスの影響を与えるべきでない。本発明は特に、凹凸のある地面での移動から生じる運転室の相対的な運動を軽減するための状態が得られる作業機械のための懸架機構に関連している。本発明は特に、作業器具（例えばバケット）の動作から生じる運転室の相対的な運動を軽減するための状態が得られる、作業機械のための懸架機構に関連する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的は、作業機械の作業中に機械の縦と横の両方向における運転室の運動に対する高剛性を提供するのに第２懸架手段が適していることで達成される。
【０００９】
ホイールローダなど、ある作業機械は、フレームに剛性接続された前方車軸と、後方振子車軸とを有する。こうして、機械の後輪は相互に対して垂直に移動できることになる。しかし、前輪はフレームに剛性支持されているので、凹凸のある道路など不均一な地面を移動中には地面から運転室へ衝撃を伝達することになる。本発明によれば、このような衝撃が軽減される。
【００１０】
さらに作業機械は、負荷および／または材料を動かすための（バケットなどの）作業器具を備える。負荷および／または材料と接触する作業器具の動作中の反力の結果、運転室の運動が生じる。本発明によれば、作業器具の動作から生じる衝撃が軽減される。
【００１１】
バケット充填作業中には、土、石、砂利、その他へバケットが食い込むようにホイールローダは前進する。さらに、バケット充填作業中には、ホイールローダはしばしば傾斜状態にあって、そのため、機械の縦方向に対して傾斜した方向に負荷から反力を受ける。ホイールローダでは通常、機械フレームに平行な面において縦方向に対して±４０°の角度範囲でバケット充填の作業が行なわれる。
【００１２】
さらに、バケットを空にする作業中には、破片および泥を除去するためバケットは横向きに叩きつけられて、ショックおよび横方向の運転室の運動につながる。
【００１３】
機械の縦方向、つまり実質的な水平面に対して傾斜した方向における運転室の運動に抵抗する実質的に等しい剛性が得られるように第２懸架手段を適応させることによって、ドライバのための作業環境が実質的に向上する。言い換えると、作業中の反力の方向と関係なく、運転室は実質的に同じように運動／振動するのである。
【００１４】
好適な実施例によれば、第２懸架手段は遮音性を持ち、剛性支持構造との相互作用によって運転室への音の伝達を軽減するのに適している。作業中の運転室への音の伝達を軽減するため、剛性構造を使用する必要がある。ＲＯＰＳ要件に適応した既存の剛性支持構造を運転室の後方に使用すると、遮音性にマイナスの影響を与えることなく運転室の被制御動作を向上させるための状態が得られる。
【００１５】
さらに好適な実施例によれば、第２懸架手段および第１懸架手段が組み合わされると、機械の縦と横の両方向において実質的に等しい懸架剛性に適応する。
【００１６】
さらに好適な実施例によれば、二つの第２懸架手段は運転室の横方向に相互に距離を置いて配置される。車両の縦方向とは別の方向における運転室の運動に対して実質的に等しい剛性を提供するため、二つの第２懸架手段の各々は運転室の中心に向かう配向の高剛性軸を有することが好ましい。
【００１７】
さらに好適な実施例によれば、運転室の重心の付近の高さに第２懸架手段が配置される。こうして、振動／運動に関する運転室の固有振動数が最適化される／好都合となる。
【００１８】
さらに好適な実施例によれば、運転室の横方向に相互に距離を置いた２本の後方ポストを運転室が包含し、各ポストに一つの第２懸架手段が接続される。
【００１９】
さらに好適な実施例によれば、支持構造は、フレームに対して運転室がかなり傾斜した場合に運転室を支持するのに適している。こうして支持構造は、運転室の固有傾斜または勾配を超えた場合に運転室構造へ力を伝達するように配置されている。固有傾斜は、傾斜を経験したドライバが不快に感じる、および／または車両が転倒する危険が生じるようなものに対応すると適当である。ゆえに、この特徴はＲＯＰＳ要件を満たす。
【００２０】
運転室構造は、支持構造に対して運転室構造が若干傾斜したに過ぎない場合には、支持構造に対して本質的に自由に運動するように配置されることが好ましい。
【００２１】
本発明の他の好都合な実施例および関連の長所は、他の特許請求項および以下の説明から明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
添付図面に示された実施例を参照して、以下で本発明をより詳細に説明する。
【００２３】
図１は、ホイールローダ１０１を示す。ホイールローダ１０１のボデーは、前方フレームを備える前方ボデー区分１０２と、後方フレームを備える後方ボデー区分１０３とを包含する。後方車軸１１２は、左右の車輪が相互に対して垂直方向に運動するようにする振子車軸を形成する。前方車軸１１３は、前方フレームに剛性接続されている。後方ボデー区分１０３は、運転室１１４を包含する。ボデー区分１０２，１０３は、垂直軸６０１を中心として相互に旋回できるように連結ジョイントを介して相互に接続されている。図６を参照。二つの区分の間に配置された油圧シリンダ１０４，１０５の形の２本の第１アクチュエータによって旋回動作が実施される。ゆえに、ホイールローダは連結作業車である。こうして、ホイールローダ１０１を転回させるため、車両移動方向において車両の水平方向中心線の各側に油圧シリンダ１０４，１０５が一つずつ配置されるのである。
【００２４】
ホイールローダ１０１は、物体または材料を扱うための装備１１１を包含する。装備１１１は、ロードアームユニット１０６またはブームと、ロードアームユニットに装着されたバケットの形の器具１０７とを包含する。ロードアームユニット１０６の第１端部は、前方車両区分１０２に旋回自在に接続されている。器具１０７は、ロードアームユニット１０６の第２端部に旋回自在に接続されている。
【００２５】
一端部で前方車両区分１０２に、他端部でロードアームユニット１０６に各々が接続された２本の油圧シリンダ１０８，１０９の形の二つの第２アクチュエータにより、ロードアームユニット１０６は車両の前方区分１０２に対して上昇および下降が可能である。一端部で前方車両区分１０２に、他端部でリンクアームシステム１１５を介してバケット１０７に接続された油圧シリンダ１１０の形の第３アクチュエータにより、バケット１０７はロードアームユニット１０６に対して傾斜できる。
【００２６】
支持構造１１７は、車両１０１のフレームに対して運転室がかなり傾斜した場合に運転室１１４を支持するように配置されている。こうして支持構造１１７は力を吸収し、運転室１１４とともに、ＲＯＰＳ要件を満たすのに十分な強度の構造を形成する。
【００２７】
図２は、運転室構造２１４および剛性支持構造１１７の背面からの斜視図を示す。運転室構造２１４は運転室１１４の骨組を形成する、つまりドライバの作業エリアを画定する。ここでは、フレームは底板２０４によって図示されている。
【００２８】
運転室構造２１４は、一緒に矩形ボックス形状を成すように結合された複数の長形構造要素またはビームを包含する。言い換えると、運転室構造２１４は直角ブロックの形である。より詳しく述べると、４本の垂直方向長形構造要素２０７，２１７またはポストが直角ブロックの角部を画定するように配置されているのである。追加の長形構造要素が、水平方向上面２０８と下面２０９とを画定する。
【００２９】
懸架機構は、フレーム２０４に運転室１１４を弾性的に支持するため運転室の下側とフレームの上面との間に設けられた第１懸架手段２０５または弾性取付手段を包含する。第１懸架手段２０５は、運転室とフレームとの間に設けられた弾性緩衝手段を形成する。より詳しく述べると、運転室構造２１４の各角部に実質的に隣接して一つの第１懸架手段２０５が配置されているのである。第１懸架手段２０５は、車両のフレーム２０４からの振動、ショック、および／または騒音などを減衰するのに適している。第１懸架手段２０５は、運転室の上向き方向に平行な配向の剛性主軸（つまり高剛性軸）を有する。減衰要素２０５は、弾性部材またはゴム絶縁体で構成されることが好ましい。ゆえに、第１懸架手段２０５は振動防止マウントを形成する。さらに、第１懸架手段２０５は運転室を安定させるのに適している。
【００３０】
剛性支持構造１１７は、運転室構造２１４の後方に距離を置いて配置されている。支持構造１１７は、一緒にフレームまたはアーチを形成するように一緒に結合された複数の長形構造要素またはビームを包含する。二つの垂直方向長形構造要素２１０は、支持構造の側縁を画定する。二つの水平方向長形構造要素２１１は、垂直構造要素２１０またはポストの間に配置されてこれらを一緒に接続する。支持構造１１７は、運転室構造２１４の背面側と平行な面に延在する。直立ポスト２１０の各々は、運転室構造２１４の後方ポスト２１７の１本に隣接して配置される。支持構造１１７は、さらに、車両のフレーム２０４に支持構造１１７を確実に接続するための手段２０６を包含する。こうして、フレームと調和した運動のため、剛性支持構造１１７はフレーム２０４に剛性装着されるのである。接続手段２０６は、各々がボルト接続を包含する、距離を置いた二つの接続具２１６を包含する。
【００３１】
支持構造１１７は、垂直方向において運転室構造２１４の高さよりも本質的に低い高さまで延出する。より詳しく述べると、支持構造１１７は、運転室構造２１４の高さの７５％未満の高さまで、適切には、運転室構造の高さのおよそ５０％の高さまで延出する。ここで高さとは、車両が通常位置にある時、つまり平坦面上にある時の垂直方向の長さを意味する。支持構造１１７の適切な設計により、支持構造が設けられる方向、通常は後方にドライバの視界が遮られることはない。
【００３２】
機構１はさらに、車両が使用されている時に運転室構造２１４に作用する、衝撃吸収システム２０５が対処できる力を超える力を支持構造１１７が吸収するように、運転室構造を支持構造に接続するための手段２１２を包含する。より詳しく述べると、この接続手段２１２は、全方向、つまり上下、横方向、前後の力を吸収するのに適している。
【００３３】
作用モードでは、接続手段２１２は、運転室構造２１４と剛性支持構造１１７との間に力伝達接続を設けるのに適している。作用モードとは、運転室構造の一定の傾斜または勾配を超えるように車両が駆動されることを意味する。また、非作用モードでは、剛性支持構造１１７から力を伝達せずに、少なくとも本質的な自由運動を運転室構造２１４に付与するように接続手段２１２は配置されている。ここで非作用モードとは、一定の傾斜または勾配を超えていない車両の通常運転のための通常モードを意味する。この手段により、運転室の通常衝撃吸収システムは通常運転中にはノーマルとして機能する、つまりこの時には接続手段が非作用モードなのである。しかし、運転室の傾斜または勾配が大きい場合には、支持構造は予定された支持を行なう、つまりこの時に接続手段は作用モードである。
【００３４】
接続手段２１２はこうして、運転室構造２１４と支持構造１１７とが相互接続される前に支持構造１１７に対する運転室構造２１４の一定の運動を可能にするタイプの接続機構を形成する。しかし、「相互接続」モードでは、単体ユニットとして作用する。接続手段２１２は、支持構造１１７の上部に配置される。
【００３５】
懸架機構はさらに、運転室構造２１４の後側と剛性支持構造１１７との間に設けられる少なくとも一つの第２懸架手段２１３を包含する。第２懸架手段２１３は、運転室の下側に対して高い位置に配置される。より詳しく述べると、第２懸架手段２１３は、運転室の重心付近の高さに配置されるのである。より詳しく述べると、第２懸架手段２１３は、支持構造１１７の上部において、接続手段２１２と実質的に同じ高さに配置される。
【００３６】
さらに、二つの第２懸架手段２１３は、運転室の横方向に相互から距離を置いて配置される。より詳しく述べると、運転室１１４の後方ポスト２１７の各々に、一つの第２懸架手段が接続されるのである。こうして、懸架機構は、運転室を６点で懸架する。
【００３７】
運転室構造２１４および支持構造１１７に対する接続手段２１２および第２懸架手段２１３の配置の第一実施例について、図３乃至５を参照して以下に説明する。
【００３８】
平坦接続部品または板の形の構造要素３０４が、支持構造１１７の上部の直上で後方ポスト２１７に剛性装着され、後方ポスト２１７から、支持構造１１７の関連後方ポスト２１０の上の位置まで実質的に水平方向に延在する。接続要素３０４は、二つの離間した開口部３０５，３０７を包含する。さらに、支持構造１１７の後方ポスト２１０の上部には装着板３０２が装着される。装着板３０２も、二つの離間した開口部３０９，３１１を備える。さらに、開口部３０５，３０９，３０７，３１１が対になって一致するように、接続要素３０４および装着板３０２が相対的に配置される。接続手段２１２は第１対の開口部３０５，３０９に配置され、第２懸架手段２１３は第２対の開口部３０７，３１１に配置される。接続手段２１２と第２懸架手段２１３とは、接続部品３０４および装着板３０２の開口部を介して相互に隣接して配置される。
【００３９】
第２懸架手段２１３は、各後方運転室ポストの支持構造の接続手段２１２から離間している。より詳しく述べると、第２懸架手段２１３は、各後方運転室ポストの支持構造の接続手段２１２から分離されているのである。そのため、第２懸架手段２１３と接続手段２１２の各々は、それぞれの機能に適した設計および寸法を持つ。懸架手段２１３は懸架作用のみのために設計され、車両転倒の場合には破損に適していることが好ましい。さらに、接続手段２１２は、フレームに対する運転室の一定の相対的傾斜を超えた時と、転倒中のみに作用する。
【００４０】
第２懸架手段２１３は、円筒形ゴム要素の形の弾性緩衝部材３０８を包含する。弾性緩衝部材３０８は、接続部品３０４の開口部において開口部壁と接触状態で配置された外側スリーブ３０６に収容される。弾性緩衝部材３０８は中空であって、中空貫通孔を有し、内側スリーブ３１０を収容し、この内側スリーブがねじ３１２を収容する。ねじは装着板３０２の開口部３１１に延在して、支持構造１１７を運転室構造２１４に機械的に接続する。
【００４１】
接続手段２１２は、装着板３０２を介して支持構造１１７に剛性固定された力伝達要素３２０を包含する。力伝達要素３２０は、フレーム２０４に対する運転室１１４の傾斜が所定の角度を超えない限り、運転室１１４が支持構造１１７からの力を伝達することなく少なくとも本質的な自由運動を行なうように、運転室に対して配置される。より詳しく述べると、力伝達要素３２０は、開口部３０５の内寸よりも小さな外側範囲を有して、自由運動のための間隙を残している。さらに、力伝達要素３２０の上部には、ねじ３２４を介して座金３２２が装着されている。
【００４２】
第２懸架手段２１３の各々は、運転室の上向き方向と平行な配向の高剛性軸を有する。より詳しく述べると、中心軸５０２（図５参照）が運転室の上向き方向つまり垂直方向に平行な状態で、円筒形弾性緩衝部材３０８が配置されるのである。言い換えると、円筒形弾性緩衝部材３０８は、中心軸５０２が運転室角部ポスト２１７の延出方向に平行な状態で配置されるのである。
【００４３】
さらに弾性緩衝部材３０８は、中心軸５０２に対して垂直に、つまり水平方向に、別の高剛性軸７０１（図７参照）を設けるための構造３０９を包含する。より詳しく述べると、中心軸５０２の両側において弾性緩衝部材３０８には二つの凹部３０９が均一に設けられているのである。凹部３０９は、中心軸と平行に円筒形緩衝部材へある距離だけ延在して、中心軸を通る中心面について均一に分散されている。剛性軸７０１の機能について、図６乃至７を参照にして以下でさらに説明する。
【００４４】
第２懸架手段２１３は、車両１０１の縦方向６１８と横方向における運転室の運動に対する剛性を高めるのに適している。そのため第２懸架手段２１３は、車両１０１の縦方向６１８の成分を持つ配向の高剛性軸７０１を有する。図７を参照。弾性緩衝部材３０８が二つの両側凹部３０９という構造を包含することで、これが達成される。より詳しく述べると、中心線５０２と凹部３０９とを通る面は弱軸を画定し、弱軸に対して垂直な平面は高剛性軸７０１を画定するのである。より詳しく述べると、高剛性軸７０１は運転室の重心に向かっている。さらに弾性緩衝部材３０８は、車両１０１の縦方向６１８の成分を含む配向を高剛性軸が持つような角度配置を持つ。図７を参照。
【００４５】
バケット充填作業中のホイールローダ１０１が、図６の上面図で概略的に示されている。より詳しく述べると、ホイールローダ１０１は、バケットが土、石、砂利などに食い込むように前進する。ホイールローダ１０１は、材料から反力Ｆを受ける。車両区分１０２，１０３は相互に傾斜しているので、反力Ｆは車両の縦軸６１８に対して傾斜した方向に作用する。ホイールローダ１０１では通常、縦方向６１８に対して±４０°の角度範囲でバケット充填作業が行なわれる。
【００４６】
作業中の反力Ｆの方向と無関係に運転室１１４が実質的に同じように運動／振動するように、運転室懸架を設計することが望ましい。そのため第２懸架手段２１３は、車両の縦方向に対して傾斜した方向の運転室の運動に対して実質的に等しい剛性を提供するのに適している。車両の縦方向から分離した方向の運転室の運動に対して実質的に等しい剛性を提供するため、二つの第２懸架手段２１３の各々は運転室の中心７０２に向かう配向の高剛性軸７０１を有する。
【００４７】
さらに、第２懸架手段２１３は、車両のフレーム２０４からの振動、衝撃、および／または騒音を減衰するため、運転室の下側で第１懸架手段２０５を支持するのに適している。
【００４８】
さらに、垂直方向の運転室の運動に関して実質的に均一な弾性を得るために実質的に明瞭な垂直方向固有振動数を達成するように、第２懸架手段２１３は第１懸架手段２０５に対して調整される。
【００４９】
さらに、縦方向ピッチ運動に関して実質的に明瞭な固有振動数を達成するように、第２懸架手段２１３は第１懸架手段２０５に対して調整される。さらに、横揺れのための実質的に明瞭な固有振動数を達成するように、第２懸架手段２１３は第１懸架手段２０５に対して調整される。さらに、縦揺れ運動と横揺れ運動のための固有振動は（少なくとも相互の付近では）実質的に同じであるべきである。
【００５０】
さらに、偏揺れ運動に関して実質的に明瞭な固有振動数を達成するように、第２懸架手段２１３は第１懸架手段２０５に対して調整される。
【００５１】
図８乃至１３は、懸架機構の第二実施例を示す。剛性支持構造８１７（図８参照）は、図２に関して上述したのと同様に、車両フレームに剛性装着され、後方運転室ポスト２１７の後ろに配置されている。剛性支持構造の直立ポスト８１０は、運転室の後方ポスト２１７の各々の付近でこのポストと平行である。ＲＯＰＳ接続手段８１２と第２懸架手段８１３とが、機能的に相互作用するように運転室と剛性支持構造８１７との間に配置されている。懸架機構の第二実施例について、図９乃至１３を参照して以下でさらに説明する。
【００５２】
平坦接続部品または板９０４の形の構造要素は、支持構造８１７の上部の直上で後方ポスト２１７に剛性装着され、後方ポスト２１７から、支持構造の関連後方ポスト８１０より上の位置まで実質的に水平方向に延在している。接続要素９０４は、二つの離間した開口部９０５，９０７を包含する。図１３を参照。さらに、支持構造の後方ポスト８１０の上部には、装着板９０２が装着されている。装着板９０２も二つの離間した開口部９０９，９１１を備える。開口部の一方９０９は、装着板９０２から延出する直立剛性部品９２０に配置され、他の開口部９１１は板９０２を貫通する孔を形成する。接続要素９０４と装着板９０２とは、開口部９０５，９０９，９０７，９１１が対になって一致するように相対的に配置される。直立剛性部品９２０は開口部９０５に収容される。直立剛性部品９２０がボルト８１２および座金９２２を介して運転室ポスト２１７に固定されていることで接続手段８１２の機能が達成される。第２懸架手段８１３は、開口部の第２対９０７，９１１に配置される。接続手段８１２と第２懸架手段８１３とは、接続部品９０４と装着板９０２との開口部を介して相互に隣接して配置される。
【００５３】
第２懸架手段８１３は、運転室方向についてそれぞれのポスト８１０の内側に配置される。より正確に述べると、接続要素９０４は、第１脚部９１４と、第１脚部に対して傾斜した第２脚部９１６とを包含するのである。開口部の一方９０５は傾斜エリアに配置され、他の開口部９０７は第２脚部９１６に配置される。図１３を参照。このようにして、剛性支持構造の左右のポスト８１０よりも相互に対して短い距離に、左右の第２懸架手段８１３が配置されるのである。
【００５４】
第２懸架手段８１３は、ゴム要素の形の弾性緩衝部材９０８を包含する。弾性緩衝部材９０８は、ボルト接続９０６を介して装着板９０２に剛性固定されている。弾性緩衝部材９０８は中空で、ねじ９１２を収容するための中央貫通孔を有する。ねじ９１２は、接続要素９０４の開口部９０７と、弾性緩衝部材９０８の貫通孔とに延在して、支持構造８１７を運転室構造に機械的に接続する。ねじ９１２をこの位置に固定するのにはナット９１３が使用される。ねじヘッドと接続要素９０４との間、およびナット９１３と装着板９０２との間には、座金９１５，９１７がそれぞれ配置されている。
【００５５】
第二実施例による緩衝部材９０８は、高剛性軸７０１に関して、第一実施例による緩衝部材２０８と同様の特徴を提供するのに適している。図７を参照。第一実施例による緩衝部材２０８について開示されたのと同様にゴム要素が凹部（不図示）を備えていることで、この特徴が達成される。さらに緩衝部材９０８は、高剛性軸が図７に見られる方向に配向されるように角度配置される。
【００５６】
接続手段８１２は、装着板９０２を介して支持構造１１７に剛性固定された力伝達要素９２０を包含する。フレームに対する運転室の傾斜が所定角度を超えない限り、支持構造８１７からの力を伝達することなく運転室が少なくとも本質的な自由運動を行なうように、力伝達要素９２０は運転室に対して配置される。より詳しく述べると、力伝達要素９２０は開口部９０５の内寸よりも小さな外側範囲を持っていて、自由運動のための間隙を残す。さらに、力伝達要素９２０の上部には、ねじ９２４を介して座金９２２が装着されている。
【００５７】
本発明は、上述した実施例に限定されると考えられるべきでなく、上記特許請求項の枠組内においていくつかの付加的な変形および修正が可能である。
【００５８】
例えば、ＲＯＰＳ要件のための接続手段２１２は、ピン、フォーク状要素、爪状要素を包含することが可能である。フォーク状要素の場合には、例えば、フォーク状要素が運転室構造から水平方向に突出して、支持構造から垂直方向に突出する対応形状の嵌合要素と嵌合することが可能である。爪状要素の場合には、運転室構造２１４に剛性装着されて、関連の長形要素と平行に下向きに延在してもよい。下向きに延出する爪状要素を収容するため、支持構造の垂直ビームが上向きに開口する。接続手段には多くの変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】ホイールローダの側面図を概略的に示す。
【図２】運転室懸架機構の第一実施例の背面からの斜視図を示す。
【図３】図２の後方懸架手段およびＲＯＰＳ接続手段の拡大図を示す。
【図４】図３の後方懸架手段およびＲＯＰＳ接続手段の断面図を示す。
【図５】図３の後方懸架手段およびＲＯＰＳ接続手段の分解図を示す。
【図６】フレーム部品が相互に傾斜した位置における図１のホイールローダの上面図を概略的に示す。
【図７】水平面における後方懸架手段の剛性軸を概略的に示す。
【図８】運転室懸架機構の第二実施例の背面からの斜視図を示す。
【図９】図８の後方懸架手段およびＲＯＰＳ接続手段の拡大図を示す。
【図１０】図９の後方懸架手段の側面図を示す。
【図１１】図１０のＲＯＰＳ接続手段の断面図を示す。
【図１２】図１０の後方懸架手段の断面図を示す。
【図１３】図９の後方懸架手段およびＲＯＰＳ接続手段の分解図を示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業機械フレームに対する運転室の被制御動作を可能にするためフレームに運転室を懸架する機構に関連する。この機構は、フレームに運転室を支持するため運転室の下側とフレームとの間に設けられた少なくとも一つの第１懸架手段を包含する。この機構はさらに、運転室の後側と剛性支持構造との間に設けられた少なくとも一つの第２懸架手段を包含する。第２懸架手段は、運転室の下側に対して高い位置に配置されている。本発明はさらに、懸架機構を包含する作業機械に関連する。
【背景技術】
【０００２】
「作業機械」の語は、ホイールローダ、バックホウローダ、モータグレーダ、掘削機といった建設機械などの様々なタイプの材料処理車両を包含する。作業機械について頻繁に使用される別の語は、「土工機械」と「オフロード作業機械」である。ホイールローダを構成するフレーム操縦作業機械に適用される場合について、本発明を以下で説明する。これは、好適な用途の単なる一例と見なされるべきである。
【０００３】
フレーム操縦作業機械は一般的に、後方フレームを備える後方車両区分と、前方フレームを備える前方車両区分とを包含する。機械を操縦するため垂直軸を中心とする旋回を可能にする連結ジョイントにより、後方フレームは前方フレームに接続されている。２本の油圧シリンダは、操縦を実施するため連結ジョイントの各側に一つずつ設けられている。
【０００４】
作業機械は、強い振動と衝撃を引き起こす大きな凹凸のある表面を持つ地面で利用されることが多い。ドライバの作業環境を快適にするため、振動および衝撃が軽減または除去されることで機械のフレームから運転室へ直接伝達されないように運転室は懸架されなければならない。これは、構造的に発生する音をうまく遮断することで達成されなければならない。
【０００５】
ホイールローダは、材料を動かす／運搬するため、作業器具、例えばバケットを包含する。一例によれば、ホイールローダは土、砂利、石を動かすのに使用される。バケットを充填するおよび／または空にする作業による衝撃およびショックから生じる運転室の運動／振動を軽減するため、運転室を懸架することが望ましい。
【０００６】
安全上の理由から、運転室はさらに、運転室を下にして機械が転倒しても人が生存するスペースをドライバに与えるのに充分な強度を持たなければならない。これに関しては、ＲＯＰＳ要件についてしばしば言及されるが、ＲＯＰＳは車両転倒時保護構造を意味する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、遮音に実質的にマイナスの影響を与えることなく作業中に運転室の相対な運動を軽減することでドライバのための作業環境を向上させる、作業機械フレームに運転室を懸架する機構を実現することである。特に、本発明は安定性を強化した懸架機構をねらいとする。さらに本発明は、ＲＯＰＳ要件に実質的にマイナスの影響を与えるべきでない。本発明は特に、凹凸のある地面での移動から生じる運転室の相対的な運動を軽減するための状態が得られる作業機械のための懸架機構に関連している。本発明は特に、作業器具（例えばバケット）の動作から生じる運転室の相対的な運動を軽減するための状態が得られる、作業機械のための懸架機構に関連する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的は、作業機械の作業中に機械の縦と横の両方向における運転室の運動に対する高剛性を提供するのに第２懸架手段が適していることで達成される。
【０００９】
ホイールローダなど、ある作業機械は、フレームに剛性接続された前方車軸と、後方振子車軸とを有する。こうして、機械の後輪は相互に対して垂直に移動できることになる。しかし、前輪はフレームに剛性支持されているので、凹凸のある道路など不均一な地面を移動中には地面から運転室へ衝撃を伝達することになる。本発明によれば、このような衝撃が軽減される。
【００１０】
さらに作業機械は、負荷および／または材料を動かすための（バケットなどの）作業器具を備える。負荷および／または材料と接触する作業器具の動作中の反力の結果、運転室の運動が生じる。本発明によれば、作業器具の動作から生じる衝撃が軽減される。
【００１１】
バケット充填作業中には、土、石、砂利、その他へバケットが食い込むようにホイールローダは前進する。さらに、バケット充填作業中には、ホイールローダはしばしば傾斜状態にあって、そのため、機械の縦方向に対して傾斜した方向に負荷から反力を受ける。ホイールローダでは通常、機械フレームに平行な面において縦方向に対して±４０°の角度範囲でバケット充填の作業が行なわれる。
【００１２】
さらに、バケットを空にする作業中には、破片および泥を除去するためバケットは横向きに叩きつけられて、ショックおよび横方向の運転室の運動につながる。
【００１３】
機械の縦方向、つまり実質的な水平面に対して傾斜した方向における運転室の運動に抵抗する実質的に等しい剛性が得られるように第２懸架手段を適応させることによって、ドライバのための作業環境が実質的に向上する。言い換えると、作業中の反力の方向と関係なく、運転室は実質的に同じように運動／振動するのである。
【００１４】
好適な実施例によれば、第２懸架手段は遮音性を持ち、剛性支持構造との相互作用によって運転室への音の伝達を軽減するのに適している。作業中の運転室への音の伝達を軽減するため、剛性構造を使用する必要がある。ＲＯＰＳ要件に適応した既存の剛性支持構造を運転室の後方に使用すると、遮音性にマイナスの影響を与えることなく運転室の被制御動作を向上させるための状態が得られる。
【００１５】
さらに好適な実施例によれば、第２懸架手段および第１懸架手段が組み合わされると、機械の縦と横の両方向において実質的に等しい懸架剛性に適応する。
【００１６】
さらに好適な実施例によれば、二つの第２懸架手段は運転室の横方向に相互に距離を置いて配置される。車両の縦方向とは別の方向における運転室の運動に対して実質的に等しい剛性を提供するため、二つの第２懸架手段の各々は運転室の中心に向かう配向の高剛性軸を有することが好ましい。
【００１７】
さらに好適な実施例によれば、運転室の重心の付近の高さに第２懸架手段が配置される。こうして、振動／運動に関する運転室の固有振動数が最適化される／好都合となる。
【００１８】
さらに好適な実施例によれば、運転室の横方向に相互に距離を置いた２本の後方ポストを運転室が包含し、各ポストに一つの第２懸架手段が接続される。
【００１９】
さらに好適な実施例によれば、支持構造は、フレームに対して運転室がかなり傾斜した場合に運転室を支持するのに適している。こうして支持構造は、運転室の固有傾斜または勾配を超えた場合に運転室構造へ力を伝達するように配置されている。固有傾斜は、傾斜を経験したドライバが不快に感じる、および／または車両が転倒する危険が生じるようなものに対応すると適当である。ゆえに、この特徴はＲＯＰＳ要件を満たす。
【００２０】
運転室構造は、支持構造に対して運転室構造が若干傾斜したに過ぎない場合には、支持構造に対して本質的に自由に運動するように配置されることが好ましい。
【００２１】
本発明の他の好都合な実施例および関連の長所は、他の特許請求項および以下の説明から明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
添付図面に示された実施例を参照して、以下で本発明をより詳細に説明する。
【００２３】
図１は、ホイールローダ１０１を示す。ホイールローダ１０１のボデーは、前方フレームを備える前方ボデー区分１０２と、後方フレームを備える後方ボデー区分１０３とを包含する。後方車軸１１２は、左右の車輪が相互に対して垂直方向に運動するようにする振子車軸を形成する。前方車軸１１３は、前方フレームに剛性接続されている。後方ボデー区分１０３は、運転室１１４を包含する。ボデー区分１０２，１０３は、垂直軸６０１を中心として相互に旋回できるように連結ジョイントを介して相互に接続されている。図６を参照。二つの区分の間に配置された油圧シリンダ１０４，１０５の形の２本の第１アクチュエータによって旋回動作が実施される。ゆえに、ホイールローダは連結作業車である。こうして、ホイールローダ１０１を転回させるため、車両移動方向において車両の水平方向中心線の各側に油圧シリンダ１０４，１０５が一つずつ配置されるのである。
【００２４】
ホイールローダ１０１は、物体または材料を扱うための装備１１１を包含する。装備１１１は、ロードアームユニット１０６またはブームと、ロードアームユニットに装着されたバケットの形の器具１０７とを包含する。ロードアームユニット１０６の第１端部は、前方車両区分１０２に旋回自在に接続されている。器具１０７は、ロードアームユニット１０６の第２端部に旋回自在に接続されている。
【００２５】
一端部で前方車両区分１０２に、他端部でロードアームユニット１０６に各々が接続された２本の油圧シリンダ１０８，１０９の形の二つの第２アクチュエータにより、ロードアームユニット１０６は車両の前方区分１０２に対して上昇および下降が可能である。一端部で前方車両区分１０２に、他端部でリンクアームシステム１１５を介してバケット１０７に接続された油圧シリンダ１１０の形の第３アクチュエータにより、バケット１０７はロードアームユニット１０６に対して傾斜できる。
【００２６】
支持構造１１７は、車両１０１のフレームに対して運転室がかなり傾斜した場合に運転室１１４を支持するように配置されている。こうして支持構造１１７は力を吸収し、運転室１１４とともに、ＲＯＰＳ要件を満たすのに十分な強度の構造を形成する。
【００２７】
図２は、運転室構造２１４および剛性支持構造１１７の背面からの斜視図を示す。運転室構造２１４は運転室１１４の骨組を形成する、つまりドライバの作業エリアを画定する。ここでは、フレームは底板２０４によって図示されている。
【００２８】
運転室構造２１４は、一緒に矩形ボックス形状を成すように結合された複数の長形構造要素またはビームを包含する。言い換えると、運転室構造２１４は直角ブロックの形である。より詳しく述べると、４本の垂直方向長形構造要素２０７，２１７またはポストが直角ブロックの角部を画定するように配置されているのである。追加の長形構造要素が、水平方向上面２０８と下面２０９とを画定する。
【００２９】
懸架機構は、フレーム２０４に運転室１１４を弾性的に支持するため運転室の下側とフレームの上面との間に設けられた第１懸架手段２０５または弾性取付手段を包含する。第１懸架手段２０５は、運転室とフレームとの間に設けられた弾性緩衝手段を形成する。より詳しく述べると、運転室構造２１４の各角部に実質的に隣接して一つの第１懸架手段２０５が配置されているのである。第１懸架手段２０５は、車両のフレーム２０４からの振動、ショック、および／または騒音などを減衰するのに適している。第１懸架手段２０５は、運転室の上向き方向に平行な配向の剛性主軸（つまり高剛性軸）を有する。減衰要素２０５は、弾性部材またはゴム絶縁体で構成されることが好ましい。ゆえに、第１懸架手段２０５は振動防止マウントを形成する。さらに、第１懸架手段２０５は運転室を安定させるのに適している。
【００３０】
剛性支持構造１１７は、運転室構造２１４の後方に距離を置いて配置されている。支持構造１１７は、一緒にフレームまたはアーチを形成するように一緒に結合された複数の長形構造要素またはビームを包含する。二つの垂直方向長形構造要素２１０は、支持構造の側縁を画定する。二つの水平方向長形構造要素２１１は、垂直構造要素２１０またはポストの間に配置されてこれらを一緒に接続する。支持構造１１７は、運転室構造２１４の背面側と平行な面に延在する。直立ポスト２１０の各々は、運転室構造２１４の後方ポスト２１７の１本に隣接して配置される。支持構造１１７は、さらに、車両のフレーム２０４に支持構造１１７を確実に接続するための手段２０６を包含する。こうして、フレームと調和した運動のため、剛性支持構造１１７はフレーム２０４に剛性装着されるのである。接続手段２０６は、各々がボルト接続を包含する、距離を置いた二つの接続具２１６を包含する。
【００３１】
支持構造１１７は、垂直方向において運転室構造２１４の高さよりも本質的に低い高さまで延出する。より詳しく述べると、支持構造１１７は、運転室構造２１４の高さの７５％未満の高さまで、適切には、運転室構造の高さのおよそ５０％の高さまで延出する。ここで高さとは、車両が通常位置にある時、つまり平坦面上にある時の垂直方向の長さを意味する。支持構造１１７の適切な設計により、支持構造が設けられる方向、通常は後方にドライバの視界が遮られることはない。
【００３２】
機構１はさらに、車両が使用されている時に運転室構造２１４に作用する、衝撃吸収システム２０５が対処できる力を超える力を支持構造１１７が吸収するように、運転室構造を支持構造に接続するための手段２１２を包含する。より詳しく述べると、この接続手段２１２は、全方向、つまり上下、横方向、前後の力を吸収するのに適している。
【００３３】
作用モードでは、接続手段２１２は、運転室構造２１４と剛性支持構造１１７との間に力伝達接続を設けるのに適している。作用モードとは、運転室構造の一定の傾斜または勾配を超えるように車両が駆動されることを意味する。また、非作用モードでは、剛性支持構造１１７から力を伝達せずに、少なくとも本質的な自由運動を運転室構造２１４に付与するように接続手段２１２は配置されている。ここで非作用モードとは、一定の傾斜または勾配を超えていない車両の通常運転のための通常モードを意味する。この手段により、運転室の通常衝撃吸収システムは通常運転中にはノーマルとして機能する、つまりこの時には接続手段が非作用モードなのである。しかし、運転室の傾斜または勾配が大きい場合には、支持構造は予定された支持を行なう、つまりこの時に接続手段は作用モードである。
【００３４】
接続手段２１２はこうして、運転室構造２１４と支持構造１１７とが相互接続される前に支持構造１１７に対する運転室構造２１４の一定の運動を可能にするタイプの接続機構を形成する。しかし、「相互接続」モードでは、単体ユニットとして作用する。接続手段２１２は、支持構造１１７の上部に配置される。
【００３５】
懸架機構はさらに、運転室構造２１４の後側と剛性支持構造１１７との間に設けられる少なくとも一つの第２懸架手段２１３を包含する。第２懸架手段２１３は、運転室の下側に対して高い位置に配置される。より詳しく述べると、第２懸架手段２１３は、運転室の重心付近の高さに配置されるのである。より詳しく述べると、第２懸架手段２１３は、支持構造１１７の上部において、接続手段２１２と実質的に同じ高さに配置される。
【００３６】
さらに、二つの第２懸架手段２１３は、運転室の横方向に相互から距離を置いて配置される。より詳しく述べると、運転室１１４の後方ポスト２１７の各々に、一つの第２懸架手段が接続されるのである。こうして、懸架機構は、運転室を６点で懸架する。
【００３７】
運転室構造２１４および支持構造１１７に対する接続手段２１２および第２懸架手段２１３の配置の第一実施例について、図３乃至５を参照して以下に説明する。
【００３８】
平坦接続部品または板の形の構造要素３０４が、支持構造１１７の上部の直上で後方ポスト２１７に剛性装着され、後方ポスト２１７から、支持構造１１７の関連後方ポスト２１０の上の位置まで実質的に水平方向に延在する。接続要素３０４は、二つの離間した開口部３０５，３０７を包含する。さらに、支持構造１１７の後方ポスト２１０の上部には装着板３０２が装着される。装着板３０２も、二つの離間した開口部３０９，３１１を備える。さらに、開口部３０５，３０９，３０７，３１１が対になって一致するように、接続要素３０４および装着板３０２が相対的に配置される。接続手段２１２は第１対の開口部３０５，３０９に配置され、第２懸架手段２１３は第２対の開口部３０７，３１１に配置される。接続手段２１２と第２懸架手段２１３とは、接続部品３０４および装着板３０２の開口部を介して相互に隣接して配置される。
【００３９】
第２懸架手段２１３は、各後方運転室ポストの支持構造の接続手段２１２から離間している。より詳しく述べると、第２懸架手段２１３は、各後方運転室ポストの支持構造の接続手段２１２から分離されているのである。そのため、第２懸架手段２１３と接続手段２１２の各々は、それぞれの機能に適した設計および寸法を持つ。懸架手段２１３は懸架作用のみのために設計され、車両転倒の場合には破損に適していることが好ましい。さらに、接続手段２１２は、フレームに対する運転室の一定の相対的傾斜を超えた時と、転倒中のみに作用する。
【００４０】
第２懸架手段２１３は、円筒形ゴム要素の形の弾性緩衝部材３０８を包含する。弾性緩衝部材３０８は、接続部品３０４の開口部において開口部壁と接触状態で配置された外側スリーブ３０６に収容される。弾性緩衝部材３０８は中空であって、中空貫通孔を有し、内側スリーブ３１０を収容し、この内側スリーブがねじ３１２を収容する。ねじは装着板３０２の開口部３１１に延在して、支持構造１１７を運転室構造２１４に機械的に接続する。
【００４１】
接続手段２１２は、装着板３０２を介して支持構造１１７に剛性固定された力伝達要素３２０を包含する。力伝達要素３２０は、フレーム２０４に対する運転室１１４の傾斜が所定の角度を超えない限り、運転室１１４が支持構造１１７からの力を伝達することなく少なくとも本質的な自由運動を行なうように、運転室に対して配置される。より詳しく述べると、力伝達要素３２０は、開口部３０５の内寸よりも小さな外側範囲を有して、自由運動のための間隙を残している。さらに、力伝達要素３２０の上部には、ねじ３２４を介して座金３２２が装着されている。
【００４２】
第２懸架手段２１３の各々は、運転室の上向き方向と平行な配向の高剛性軸を有する。より詳しく述べると、中心軸５０２（図５参照）が運転室の上向き方向つまり垂直方向に平行な状態で、円筒形弾性緩衝部材３０８が配置されるのである。言い換えると、円筒形弾性緩衝部材３０８は、中心軸５０２が運転室角部ポスト２１７の延出方向に平行な状態で配置されるのである。
【００４３】
さらに弾性緩衝部材３０８は、中心軸５０２に対して垂直に、つまり水平方向に、別の高剛性軸７０１（図７参照）を設けるための構造３０９を包含する。より詳しく述べると、中心軸５０２の両側において弾性緩衝部材３０８には二つの凹部３０９が均一に設けられているのである。凹部３０９は、中心軸と平行に円筒形緩衝部材へある距離だけ延在して、中心軸を通る中心面について均一に分散されている。剛性軸７０１の機能について、図６乃至７を参照にして以下でさらに説明する。
【００４４】
第２懸架手段２１３は、車両１０１の縦方向６１８と横方向における運転室の運動に対する剛性を高めるのに適している。そのため第２懸架手段２１３は、車両１０１の縦方向６１８の成分を持つ配向の高剛性軸７０１を有する。図７を参照。弾性緩衝部材３０８が二つの両側凹部３０９という構造を包含することで、これが達成される。より詳しく述べると、中心線５０２と凹部３０９とを通る面は弱軸を画定し、弱軸に対して垂直な平面は高剛性軸７０１を画定するのである。より詳しく述べると、高剛性軸７０１は運転室の重心に向かっている。さらに弾性緩衝部材３０８は、車両１０１の縦方向６１８の成分を含む配向を高剛性軸が持つような角度配置を持つ。図７を参照。
【００４５】
バケット充填作業中のホイールローダ１０１が、図６の上面図で概略的に示されている。より詳しく述べると、ホイールローダ１０１は、バケットが土、石、砂利などに食い込むように前進する。ホイールローダ１０１は、材料から反力Ｆを受ける。車両区分１０２，１０３は相互に傾斜しているので、反力Ｆは車両の縦軸６１８に対して傾斜した方向に作用する。ホイールローダ１０１では通常、縦方向６１８に対して±４０°の角度範囲でバケット充填作業が行なわれる。
【００４６】
作業中の反力Ｆの方向と無関係に運転室１１４が実質的に同じように運動／振動するように、運転室懸架を設計することが望ましい。そのため第２懸架手段２１３は、車両の縦方向に対して傾斜した方向の運転室の運動に対して実質的に等しい剛性を提供するのに適している。車両の縦方向から分離した方向の運転室の運動に対して実質的に等しい剛性を提供するため、二つの第２懸架手段２１３の各々は運転室の中心７０２に向かう配向の高剛性軸７０１を有する。
【００４７】
さらに、第２懸架手段２１３は、車両のフレーム２０４からの振動、衝撃、および／または騒音を減衰するため、運転室の下側で第１懸架手段２０５を支持するのに適している。
【００４８】
さらに、垂直方向の運転室の運動に関して実質的に均一な弾性を得るために実質的に明瞭な垂直方向固有振動数を達成するように、第２懸架手段２１３は第１懸架手段２０５に対して調整される。
【００４９】
さらに、縦方向ピッチ運動に関して実質的に明瞭な固有振動数を達成するように、第２懸架手段２１３は第１懸架手段２０５に対して調整される。さらに、横揺れのための実質的に明瞭な固有振動数を達成するように、第２懸架手段２１３は第１懸架手段２０５に対して調整される。さらに、縦揺れ運動と横揺れ運動のための固有振動は（少なくとも相互の付近では）実質的に同じであるべきである。
【００５０】
さらに、偏揺れ運動に関して実質的に明瞭な固有振動数を達成するように、第２懸架手段２１３は第１懸架手段２０５に対して調整される。
【００５１】
図８乃至１３は、懸架機構の第二実施例を示す。剛性支持構造８１７（図８参照）は、図２に関して上述したのと同様に、車両フレームに剛性装着され、後方運転室ポスト２１７の後ろに配置されている。剛性支持構造の直立ポスト８１０は、運転室の後方ポスト２１７の各々の付近でこのポストと平行である。ＲＯＰＳ接続手段８１２と第２懸架手段８１３とが、機能的に相互作用するように運転室と剛性支持構造８１７との間に配置されている。懸架機構の第二実施例について、図９乃至１３を参照して以下でさらに説明する。
【００５２】
平坦接続部品または板９０４の形の構造要素は、支持構造８１７の上部の直上で後方ポスト２１７に剛性装着され、後方ポスト２１７から、支持構造の関連後方ポスト８１０より上の位置まで実質的に水平方向に延在している。接続要素９０４は、二つの離間した開口部９０５，９０７を包含する。図１３を参照。さらに、支持構造の後方ポスト８１０の上部には、装着板９０２が装着されている。装着板９０２も二つの離間した開口部９０９，９１１を備える。開口部の一方９０９は、装着板９０２から延出する直立剛性部品９２０に配置され、他の開口部９１１は板９０２を貫通する孔を形成する。接続要素９０４と装着板９０２とは、開口部９０５，９０９，９０７，９１１が対になって一致するように相対的に配置される。直立剛性部品９２０は開口部９０５に収容される。直立剛性部品９２０がボルト８１２および座金９２２を介して運転室ポスト２１７に固定されていることで接続手段８１２の機能が達成される。第２懸架手段８１３は、開口部の第２対９０７，９１１に配置される。接続手段８１２と第２懸架手段８１３とは、接続部品９０４と装着板９０２との開口部を介して相互に隣接して配置される。
【００５３】
第２懸架手段８１３は、運転室方向についてそれぞれのポスト８１０の内側に配置される。より正確に述べると、接続要素９０４は、第１脚部９１４と、第１脚部に対して傾斜した第２脚部９１６とを包含するのである。開口部の一方９０５は傾斜エリアに配置され、他の開口部９０７は第２脚部９１６に配置される。図１３を参照。このようにして、剛性支持構造の左右のポスト８１０よりも相互に対して短い距離に、左右の第２懸架手段８１３が配置されるのである。
【００５４】
第２懸架手段８１３は、ゴム要素の形の弾性緩衝部材９０８を包含する。弾性緩衝部材９０８は、ボルト接続９０６を介して装着板９０２に剛性固定されている。弾性緩衝部材９０８は中空で、ねじ９１２を収容するための中央貫通孔を有する。ねじ９１２は、接続要素９０４の開口部９０７と、弾性緩衝部材９０８の貫通孔とに延在して、支持構造８１７を運転室構造に機械的に接続する。ねじ９１２をこの位置に固定するのにはナット９１３が使用される。ねじヘッドと接続要素９０４との間、およびナット９１３と装着板９０２との間には、座金９１５，９１７がそれぞれ配置されている。
【００５５】
第二実施例による緩衝部材９０８は、高剛性軸７０１に関して、第一実施例による緩衝部材２０８と同様の特徴を提供するのに適している。図７を参照。第一実施例による緩衝部材２０８について開示されたのと同様にゴム要素が凹部（不図示）を備えていることで、この特徴が達成される。さらに緩衝部材９０８は、高剛性軸が図７に見られる方向に配向されるように角度配置される。
【００５６】
接続手段８１２は、装着板９０２を介して支持構造１１７に剛性固定された力伝達要素９２０を包含する。フレームに対する運転室の傾斜が所定角度を超えない限り、支持構造８１７からの力を伝達することなく運転室が少なくとも本質的な自由運動を行なうように、力伝達要素９２０は運転室に対して配置される。より詳しく述べると、力伝達要素９２０は開口部９０５の内寸よりも小さな外側範囲を持っていて、自由運動のための間隙を残す。さらに、力伝達要素９２０の上部には、ねじ９２４を介して座金９２２が装着されている。
【００５７】
本発明は、上述した実施例に限定されると考えられるべきでなく、上記特許請求項の枠組内においていくつかの付加的な変形および修正が可能である。
【００５８】
例えば、ＲＯＰＳ要件のための接続手段２１２は、ピン、フォーク状要素、爪状要素を包含することが可能である。フォーク状要素の場合には、例えば、フォーク状要素が運転室構造から水平方向に突出して、支持構造から垂直方向に突出する対応形状の嵌合要素と嵌合することが可能である。爪状要素の場合には、運転室構造２１４に剛性装着されて、関連の長形要素と平行に下向きに延在してもよい。下向きに延出する爪状要素を収容するため、支持構造の垂直ビームが上向きに開口する。接続手段には多くの変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】ホイールローダの側面図を概略的に示す。
【図２】運転室懸架機構の第一実施例の背面からの斜視図を示す。
【図３】図２の後方懸架手段およびＲＯＰＳ接続手段の拡大図を示す。
【図４】図３の後方懸架手段およびＲＯＰＳ接続手段の断面図を示す。
【図５】図３の後方懸架手段およびＲＯＰＳ接続手段の分解図を示す。
【図６】フレーム部品が相互に傾斜した位置における図１のホイールローダの上面図を概略的に示す。
【図７】水平面における後方懸架手段の剛性軸を概略的に示す。
【図８】運転室懸架機構の第二実施例の背面からの斜視図を示す。
【図９】図８の後方懸架手段およびＲＯＰＳ接続手段の拡大図を示す。
【図１０】図９の後方懸架手段の側面図を示す。
【図１１】図１０のＲＯＰＳ接続手段の断面図を示す。
【図１２】図１０の後方懸架手段の断面図を示す。
【図１３】図９の後方懸架手段およびＲＯＰＳ接続手段の分解図を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業機械フレーム（２０４）に対する運転室（１１４）の被制御動作を可能にするため該フレームに該運転室を懸架する機構であって、該運転室を該フレームに支持するため該運転室の下側と該フレームとの間に設けられた少なくとも一つの第１懸架手段（２０５）と、該運転室の後側と剛性支持構造（１１７，８１７）との間に設けられた少なくとも一つの第２懸架手段（２１３，８１３）とを包含して、該第２懸架手段が該運転室の下側に対して高い位置に配置される、機構において、
前記第２懸架手段（２１３，８１３）が、前記作業機械の作業中に該機械の縦と横の両方向における運転室の運動に対する高剛性を提供するのに適していることを特徴とする機構。
【請求項２】
前記第２懸架手段（２１３，８１３）が、遮音性を有するとともに、前記剛性支持構造（１１７，８１７）との相互作用により前記運転室（１１４）への音の伝達を軽減するのに適していることを特徴とする、請求項１に記載の機構。
【請求項３】
前記第２懸架手段（２１３，８１３）と前記第１懸架手段（２０５）とが組み合わされると、前記機械の前記縦および横方向に実質的に等しい懸架剛性に適していることを特徴とする、請求項１または２に記載の機構。
【請求項４】
該機械の該縦方向（６１８）における運転室の運動に対する高剛性を提供するため、該第２懸架手段（２１３，８１３）が該機械の該縦方向の成分を含む配向の高剛性軸（７０１）を有することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の機構。
【請求項５】
二つの第２懸架手段（２１３，８１３）が該運転室の横向きに相互に距離を置いて配置されていることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の機構。
【請求項６】
該機械の該縦方向とは別の方向における運転室の運動に対して実質的に等しい剛性を提供するため、該第２懸架手段（２１３，８１３）の各々が該運転室の中心（７０２）に向かう配向の高剛性軸（７０１）を有することを特徴とする、請求項４または５に記載の機構。
【請求項７】
前記第２懸架手段（２１３，８１３）が、前記運転室の上向き方向に対して平行な配向の高剛性軸（５０２）を有することを特徴とする、請求項１乃至６のいずれかに記載の機構。
【請求項８】
前記運転室の重心付近の高さに前記第２懸架手段（２１３，８１３）が配置されることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれかに記載の機構。
【請求項９】
前記運転室の横向きに相互に距離を置いた２本の後方ポスト（２１７）を該運転室が包含することと、一つの第２懸架手段（２１３，８１３）が各ポストに接続されることとを特徴とする、請求項１乃至８のいずれかに記載の機構。
【請求項１０】
前記支持構造(１１７)が、前記フレームに対して前記運転室がかなり傾斜した場合に該運転室を支持するのに適していることを特徴とする、請求項１乃至９のいずれかに記載の機構。
【請求項１１】
前記フレームに対して前記運転室がかなり傾斜した場合に該運転室を前記支持構造（１１７）に機械的に接続するための手段（２１２，８１２）を前記機構が包含することを特徴とする、請求項１０に記載の機構。
【請求項１２】
前記接続手段（２１２，８１２）が、作用モードでは前記運転室と前記支持構造との間に力伝達接続を提供するように、非作用モードでは該支持構造からの力の伝達を伴わない少なくとも本質的な自由運動を該運転室に付与するように配置されることを特徴とする、請求項１１に記載の機構。
【請求項１３】
前記２本の後方運転室ポストの各々に一つの接続手段（２１２，８１２）が設けられることと、各後方運転室ポストにおいて各第２懸架手段（２１３，８１３）が該接続手段（２１２，８１２）から分離されていることとを特徴とする、請求項９または１１または１２のいずれかに記載の機構。
【請求項１４】
前記第２懸架手段（２１３，８１３）が、前記運転室（１１４）および前記剛性支持構造（１１７）との機能的接触状態にある弾性緩衝部材（３０８，９０８）を包含することを特徴とする、請求項１乃至１３のいずれかに記載の機構。
【請求項１５】
前記弾性緩衝部材（３０８，９０８）が、少なくとも１本の剛性主軸（７０１）を設けるための構造（３０９）を包含することを特徴とする、請求項１４に記載の機構。
【請求項１６】
前記支持構造（１１７）が、前記機械の予定駆動方向において前記運転室の後方に少なくとも実質的に配置されることを特徴とする、請求項１乃至１５のいずれかに記載の機構。
【請求項１７】
前記運転室の各角部に一つの第１懸架手段（２０５）が配置されることを特徴とする、請求項１乃至１６のいずれかに記載の機構。
【請求項１８】
前記運転室が四つの角部を有し、各角部に実質的に隣接して一つの第１懸架手段（２０５）が配置されることを特徴とする、請求項１乃至１７のいずれかに記載の機構。
【請求項１９】
フレーム（２０４）と、運転室（１１４）と、請求項１乃至１８のいずれかに記載の懸架機構とを包含する作業機械（１０１）。
【請求項２０】
前方フレームと、後方フレームと、該前方フレームを該後方フレームに接続して作業機械の操縦のため垂直軸を中心とする旋回を可能にする連結ジョイント（６０１）とを包含する、請求項１９に記載の作業機械（１０１）。
【請求項２１】
車両フレームに剛性接続された前方車軸（１１３）と、該車両フレームに接続された振子車軸を形成する後方車軸（１１２）とを包含する、請求項１９または２０に記載の作業機械（１０１）。
【請求項２２】
負荷および／または材料（１１６）を動かす、および／または、該負荷および／または材料（１１６）に作用するための作業器具（１０７）を包含する、請求項１９乃至２１のいずれかに記載の作業機械（１０１）。
【請求項２３】
フレームと、運転室と、請求項１乃至１９のいずれかに記載の懸架機構とを包含する、ホイールローダ（１０１）。
【請求項１】
作業機械フレーム（２０４）に対する運転室（１１４）の被制御動作を可能にするため該フレームに該運転室を懸架する機構であって、該運転室を該フレームに支持するため該運転室の下側と該フレームとの間に設けられた少なくとも一つの第１懸架手段（２０５）と、該運転室の後側と剛性支持構造（１１７，８１７）との間に設けられた少なくとも一つの第２懸架手段（２１３，８１３）とを包含して、該第２懸架手段が該運転室の下側に対して高い位置に配置される、機構において、
前記第２懸架手段（２１３，８１３）が、前記作業機械の作業中に該機械の縦と横の両方向における運転室の運動に対する高剛性を提供するのに適していることを特徴とする機構。
【請求項２】
前記第２懸架手段（２１３，８１３）が、遮音性を有するとともに、前記剛性支持構造（１１７，８１７）との相互作用により前記運転室（１１４）への音の伝達を軽減するのに適していることを特徴とする、請求項１に記載の機構。
【請求項３】
前記第２懸架手段（２１３，８１３）と前記第１懸架手段（２０５）とが組み合わされると、前記機械の前記縦および横方向に実質的に等しい懸架剛性に適していることを特徴とする、請求項１または２に記載の機構。
【請求項４】
該機械の該縦方向（６１８）における運転室の運動に対する高剛性を提供するため、該第２懸架手段（２１３，８１３）が該機械の該縦方向の成分を含む配向の高剛性軸（７０１）を有することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の機構。
【請求項５】
二つの第２懸架手段（２１３，８１３）が該運転室の横向きに相互に距離を置いて配置されていることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の機構。
【請求項６】
該機械の該縦方向とは別の方向における運転室の運動に対して実質的に等しい剛性を提供するため、該第２懸架手段（２１３，８１３）の各々が該運転室の中心（７０２）に向かう配向の高剛性軸（７０１）を有することを特徴とする、請求項４または５に記載の機構。
【請求項７】
前記第２懸架手段（２１３，８１３）が、前記運転室の上向き方向に対して平行な配向の高剛性軸（５０２）を有することを特徴とする、請求項１乃至６のいずれかに記載の機構。
【請求項８】
前記運転室の重心付近の高さに前記第２懸架手段（２１３，８１３）が配置されることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれかに記載の機構。
【請求項９】
前記運転室の横向きに相互に距離を置いた２本の後方ポスト（２１７）を該運転室が包含することと、一つの第２懸架手段（２１３，８１３）が各ポストに接続されることとを特徴とする、請求項１乃至８のいずれかに記載の機構。
【請求項１０】
前記支持構造(１１７)が、前記フレームに対して前記運転室がかなり傾斜した場合に該運転室を支持するのに適していることを特徴とする、請求項１乃至９のいずれかに記載の機構。
【請求項１１】
前記フレームに対して前記運転室がかなり傾斜した場合に該運転室を前記支持構造（１１７）に機械的に接続するための手段（２１２，８１２）を前記機構が包含することを特徴とする、請求項１０に記載の機構。
【請求項１２】
前記接続手段（２１２，８１２）が、作用モードでは前記運転室と前記支持構造との間に力伝達接続を提供するように、非作用モードでは該支持構造からの力の伝達を伴わない少なくとも本質的な自由運動を該運転室に付与するように配置されることを特徴とする、請求項１１に記載の機構。
【請求項１３】
前記２本の後方運転室ポストの各々に一つの接続手段（２１２，８１２）が設けられることと、各後方運転室ポストにおいて各第２懸架手段（２１３，８１３）が該接続手段（２１２，８１２）から分離されていることとを特徴とする、請求項９または１１または１２のいずれかに記載の機構。
【請求項１４】
前記第２懸架手段（２１３，８１３）が、前記運転室（１１４）および前記剛性支持構造（１１７）との機能的接触状態にある弾性緩衝部材（３０８，９０８）を包含することを特徴とする、請求項１乃至１３のいずれかに記載の機構。
【請求項１５】
前記弾性緩衝部材（３０８，９０８）が、少なくとも１本の剛性主軸（７０１）を設けるための構造（３０９）を包含することを特徴とする、請求項１４に記載の機構。
【請求項１６】
前記支持構造（１１７）が、前記機械の予定駆動方向において前記運転室の後方に少なくとも実質的に配置されることを特徴とする、請求項１乃至１５のいずれかに記載の機構。
【請求項１７】
前記運転室の各角部に一つの第１懸架手段（２０５）が配置されることを特徴とする、請求項１乃至１６のいずれかに記載の機構。
【請求項１８】
前記運転室が四つの角部を有し、各角部に実質的に隣接して一つの第１懸架手段（２０５）が配置されることを特徴とする、請求項１乃至１７のいずれかに記載の機構。
【請求項１９】
フレーム（２０４）と、運転室（１１４）と、請求項１乃至１８のいずれかに記載の懸架機構とを包含する作業機械（１０１）。
【請求項２０】
前方フレームと、後方フレームと、該前方フレームを該後方フレームに接続して作業機械の操縦のため垂直軸を中心とする旋回を可能にする連結ジョイント（６０１）とを包含する、請求項１９に記載の作業機械（１０１）。
【請求項２１】
車両フレームに剛性接続された前方車軸（１１３）と、該車両フレームに接続された振子車軸を形成する後方車軸（１１２）とを包含する、請求項１９または２０に記載の作業機械（１０１）。
【請求項２２】
負荷および／または材料（１１６）を動かす、および／または、該負荷および／または材料（１１６）に作用するための作業器具（１０７）を包含する、請求項１９乃至２１のいずれかに記載の作業機械（１０１）。
【請求項２３】
フレームと、運転室と、請求項１乃至１９のいずれかに記載の懸架機構とを包含する、ホイールローダ（１０１）。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公表番号】特表２００９−５３３２７５（Ｐ２００９−５３３２７５Ａ）
【公表日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５０５３２０（Ｐ２００９−５０５３２０）
【出願日】平成１８年４月１２日（２００６．４．１２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＳＥ２００６／０００４３７
【国際公開番号】ＷＯ２００７／１１７１８３
【国際公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【出願人】（５０２０３２３７８）ボルボ コンストラクション イクイップメント アーベー (156)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月１２日（２００６．４．１２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＳＥ２００６／０００４３７
【国際公開番号】ＷＯ２００７／１１７１８３
【国際公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【出願人】（５０２０３２３７８）ボルボ コンストラクション イクイップメント アーベー (156)
【Ｆターム（参考）】
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