JP6816444B2 - 建設機械の制振装置 - Google Patents

Description

本発明は、建設機械の制振装置に関する。

例えば特許文献１、２に、従来の建設機械の制振装置が記載されている。同文献に記載の建設機械は、地面に固定されている。同文献に記載の建設機械では、例えば、地震、風、機械の固有振動などにより生じた、水平方向の振動を抑制することが図られている。

実開平３−１１３３８７号公報 特開平８−３２４９６７号公報

一方、移動式の建設機械では、例えば凹凸がある地面を走行する場合などに、上下方向の振動が問題となる。

そこで本発明は、下部走行体を備える建設機械の上下方向の振動を抑制できる、建設機械の制振装置を提供することを目的とする。

本発明の制振装置は、建設機械に用いられる。前記建設機械は、下部走行体と、上部旋回体と、を備える。前記上部旋回体は、上部フレームを有する。前記上部フレームは、前記下部走行体に旋回可能に取り付けられ、前後方向に延びる。制振装置は、ウエイトと、支持復元手段と、を備える。前記ウエイトは、前記上部フレームよりも後側に配置され、カウンタウエイトを構成する。前記支持復元手段は、前記上部フレームに対して前記ウエイトを上下方向に変位可能に支持し、前記上部フレームに対する前記ウエイトの位置を定位置に復元させる。

上記構成により、下部走行体を備える建設機械の上下方向の振動を抑制できる。

建設機械を横から見た図である。 図１に示す制振装置３０などを示す図である。 図１に示す制振装置３０などを上から見た図である。 図３に示すＦ４−Ｆ４断面矢視図である。 第２実施形態の図２相当図である。 第２実施形態の図３相当図である。 図６のＦ７矢視図である。 図５に示す第２復元部材１６３を示す図である。

（第１実施形態）
図１〜図４を参照して、図１に示す第１実施形態の制振装置３０を備える建設機械１について説明する。

建設機械１は、建設作業などの作業を行う機械である。建設機械１は、例えば移動式のクレーンであり、例えばクローラクレーンであり、例えばホイールクレーンでもよい。建設機械１は、例えば移動式の基礎工事用機械でもよい。建設機械１は、下部走行体１１と、ブーム１３と、ガントリ１５と、上部旋回体２０と、を備える。

下部走行体１１は、建設機械１を走行させる。下部走行体１１は、例えばクローラを備え、例えばホイールを備えてもよい。

ブーム１３は、上部旋回体２０に起伏自在に取り付けられる。建設機械１がクレーンの場合、ブーム１３は、吊荷を吊り上げる。建設機械１が基礎工事用機械の場合、ブーム１３に、掘削装置が取り付けられる。ブーム１３は、例えばラチス構造を有するラチスブームであり、例えば箱型の伸縮ブームでもよい。

ガントリ１５は、上部旋回体２０に取り付けられ、起伏ロープを介してブーム１３を支持する。ガントリ１５は、コンプレッションメンバ１５ａと、テンションメンバ１５ｂと、を備える。

上部旋回体２０は、下部走行体１１に旋回自在に取り付けられる。上部旋回体２０は、上部フレーム２１と、運転室２３と、制振装置３０と、を備える。

上部フレーム２１は、下部走行体１１に旋回自在に取り付けられ、長手方向を有し、前後方向Ｘに延びる。上部フレーム２１には、運転室２３などが取り付けられる。上部フレーム２１の長手方向を前後方向Ｘとする。前後方向Ｘにおいて、制振装置３０から運転室２３に向かう側（または向き）を前側Ｘ１とし、その逆側を後側Ｘ２とする。前後方向Ｘに直交する水平方向を横方向Ｙとする。横方向Ｙは、上部フレーム２１の幅方向である。前後方向Ｘおよび横方向Ｙに直交する方向を上下方向Ｚとする。上下方向Ｚにおいて、下部走行体１１から上部旋回体２０に向かう側を上側Ｚ１とし、その逆側を下側Ｚ２とする。上部フレーム２１は、テンションメンバ取付部２１ｔを備える。テンションメンバ取付部２１ｔは、テンションメンバ１５ｂが取り付けられる部分であり、上部フレーム２１の後側端部２１ｅの左右部分（横方向Ｙ外側の両側部分）から上側Ｚ１に突出する。上記「端部」は、端および端の近傍の部分を意味する（以下同様）。

制振装置３０は、動吸振器として機能することで、建設機械１の振動を抑制する装置である。制振装置３０は、上部旋回体２０の後側Ｘ２部分に設けられる。制振装置３０は、ウエイト３５と、支持復元手段４０と、を備える。

ウエイト３５は、カウンタウエイトＣＷを構成し、カウンタウエイトＣＷの一部のみを構成してもよい。カウンタウエイトＣＷは、建設機械１の前後方向Ｘのつり合いをとるための、おもりである。ウエイト３５は、制振装置３０による制振のためのおもりと、建設機械１の前後方向Ｘのつり合いをとるためのおもりと、に兼用される。よってウエイト３５が２つの用途に兼用されない場合に比べ、建設機械１の質量を抑制でき、建設機械１のコストを抑制できる。ウエイト３５は、上部フレーム２１よりも後側Ｘ２に配置される。図２に示すように、ウエイト３５の重心を、重心３５ｇとする。ウエイト３５は、複数の構成要素を備え、例えば上下方向Ｚに分解可能であり、例えば上下方向Ｚに２段に分解可能である。例えば、ウエイト３５は、第１ウエイト３６と、第２ウエイト３７と、を備える。

第１ウエイト３６は、ウエイト３５の下側Ｚ２部分を構成する。第１ウエイト３６の下端（下側Ｚ２の端）の上下方向Ｚ位置（上下方向Ｚにおける位置）は、上部フレーム２１の後側端部２１ｅにおける下端の上下方向Ｚ位置よりも下側Ｚ２に配置される。

第２ウエイト３７は、第１ウエイト３６よりも上側Ｚ１に配置され（載せられ）、第２ウエイト３７に支持される。

支持復元手段４０は、ウエイト３５の支持、および、ウエイト３５の位置の復元を行う。支持復元手段４０は、上部フレーム２１に対してウエイト３５を支持する。支持復元手段４０は、上部フレーム２１に対してウエイト３５を上下方向Ｚに変位（相対変位）可能に支持する。支持復元手段４０は、上部フレーム２１に対してウエイト３５を水平方向に変位可能に支持し、前後方向Ｘに変位可能に支持する。支持復元手段４０は、上部フレーム２１に対するウエイト３５の位置を、定位置（下記）に復元させる。支持復元手段４０は、上部フレーム側支持部５１と、ウエイト側支持部５３と、取付ピン５５と、規制ピン５７と、図４に示す復元部材取付ブラケット６１と、第１復元部材６３と、図２に示すストッパ６５と、を備える。

上部フレーム側支持部５１は、上部フレーム２１に対してウエイト３５を支持する。上部フレーム側支持部５１は、上部フレーム２１に固定される。上部フレーム側支持部５１は、上部フレーム２１の後側端部２１ｅよりも後側Ｘ２に配置される。図３に示すように、上部フレーム側支持部５１は、上部フレーム２１の後側端部２１ｅの左右部分（横方向Ｙ外側の両側部分）に設けられる。図４に示すように、上部フレーム側支持部５１は、本体部５１ａと、凹部５１ｂと、規制ピン用ピン孔５１ｃと、を備える。

本体部５１ａは、例えば板状である。上部フレーム側支持部５１は、例えばテンションメンバ取付部２１ｔと一体的に形成され、例えばテンションメンバ取付部２１ｔと別体でもよい。なお、テンションメンバ取付部２１ｔは設けられなくてもよい。凹部５１ｂは、本体部５１ａに形成され、取付ピン５５を下側Ｚ２から支持する。凹部５１ｂは、上部フレーム２１に対する取付ピン５５の前後方向Ｘの移動を規制する。凹部５１ｂは、下側Ｚ２に向かって凹む形状であり、横方向Ｙから見てＵ字状（略Ｕ字状を含む）である。凹部５１ｂの下側Ｚ２部分は、横方向Ｙから見て円弧状であり、略半円弧状である。規制ピン用ピン孔５１ｃは、本体部５１ａに形成され、規制ピン５７が差し込まれるピン孔である。

ウエイト側支持部５３は、上部フレーム２１に対してウエイト３５を支持する。ウエイト側支持部５３は、ウエイト３５に固定される。ウエイト側支持部５３は、第１ウエイト３６に固定され、第１ウエイト３６よりも上側Ｚ１に突出する。図３に示すように、ウエイト側支持部５３は、上部フレーム側支持部５１と対応する位置に配置され、重心３５ｇの左右（重心３５ｇよりも横方向Ｙ外側の両側）に設けられる。図４に示すように、ウエイト側支持部５３は、本体部５３ａと、取付ピン用ピン孔５３ｂと、規制ピン用ピン孔５３ｃと、を備える。

本体部５３ａは、板状である。図３に示すように、例えば、本体部５３ａは、横方向Ｙ片側に２枚（合計４枚）設けられ、上部フレーム側支持部５１の本体部５１ａを挟むように配置される。図４に示すように、取付ピン用ピン孔５３ｂは、本体部５３ａに形成され、取付ピン５５が差し込まれるピン孔である。規制ピン用ピン孔５３ｃは、本体部５３ａに形成され、規制ピン５７が差し込まれる（通される）ピン孔である。

取付ピン５５は、上部フレーム２１にウエイト３５を取り付けるためのピンである。取付ピン５５は、上部フレーム２１に対してウエイト３５を、回転軸５５ａを中心に回転自在に支持する。取付ピン５５は、回転軸５５ａを中心にウエイト３５が振り子状に回転移動（回動）するように、ウエイト３５を支持する。以下では、上部フレーム２１に対してウエイト３５が回転軸５５ａを中心として回転（回動、移動、変位）することを、単に「ウエイト３５の回転」「ウエイト３５が回転」などともいう。取付ピン５５は、上部フレーム側支持部５１の凹部５１ｂに支持される。取付ピン５５は、凹部５１ｂに引っ掛けられ、凹部５１ｂに固定されない。取付ピン５５は、ウエイト側支持部５３の取付ピン用ピン孔５３ｂに差し込まれる。取付ピン５５は、ウエイト側支持部５３に固定され、その結果、ウエイト３５と一体である。

回転軸５５ａは、図２に示すように、上部フレーム２１に対するウエイト３５の回転の中心軸である。回転軸５５ａは、取付ピン５５の中心軸である。回転軸５５ａの方向は、水平方向であり、横方向Ｙ（上部フレーム２１の幅方向、左右水平方向）である。回転軸５５ａは、ウエイト３５の重心３５ｇからずれた位置に配置される。回転軸５５ａの前後方向Ｘ位置（前後方向Ｘにおける位置）は、重心３５ｇの前後方向Ｘ位置と同じ位置、または、重心３５ｇよりも前側Ｘ１の位置である。回転軸５５ａの上下方向Ｚ位置（上下方向Ｚにおける位置）は、重心３５ｇよりも上側Ｚ１の位置である。回転軸５５ａを中心とするウエイト３５の回転の向きには、回転方向Ｒ１と回転方向Ｒ２とがある。回転方向Ｒ１は、回転軸５５ａを中心としてウエイト３５の下側Ｚ２部分が前側Ｘ１に移動しようとする向き（図２では反時計回り）である。回転方向Ｒ２は、回転方向Ｒ１の逆向き（図２では時計回り）である。

規制ピン５７は、図４に示すように、ウエイト３５の回転を許容および規制するピンである。規制ピン５７は、定位置（下記）に対するウエイト３５の変位が所定の範囲内のときには、ウエイト３５の回転を許容する。規制ピン５７は、定位置に対するウエイト３５の変位が所定の範囲外になろうとしたときには、ウエイト３５の回転を規制する。例えば、規制ピン５７は、上部フレーム２１からウエイト３５が外れるおそれのある位置に変位できないように、ウエイト３５の回転を規制する。規制ピン５７は、上部フレーム側支持部５１の規制ピン用ピン孔５１ｃと、ウエイト側支持部５３の規制ピン用ピン孔５３ｃと、に差し込まれる。規制ピン用ピン孔５１ｃおよび規制ピン用ピン孔５３ｃのうち一方のピン孔は、他方のピン孔よりも大きく、例えば直径が大きく、例えば長孔でもよい。図４に示す例では、規制ピン用ピン孔５３ｃの直径は、規制ピン用ピン孔５１ｃの直径よりも小さい。

復元部材取付ブラケット６１は、第１復元部材６３を上部フレーム２１に取り付ける（固定する）ための部材である。例えば、復元部材取付ブラケット６１は、上部フレーム２１の後側Ｘ２端部の下側Ｚ２端部（底部）に固定される。

第１復元部材６３は、ウエイト３５を定位置に復元させる、復元機能（ばねの機能）を有する。第１復元部材６３は、ウエイト３５に当たることで、ウエイト３５を定位置に復元させる。例えば、ウエイト３５が定位置に対して前側Ｘ１に変位した場合、第１復元部材６３は、ウエイト３５を後側Ｘ２に押し、ウエイト３５を定位置に復元させる。

この第１復元部材６３は、上部フレーム２１に対するウエイト３５の振動を減衰させる、減衰機能を有する。第１復元部材６３は、ウエイト３５に当たることで、上部フレーム２１に対するウエイト３５の振動を減衰させる。第１復元部材６３が減衰機能を有することにより、上部フレーム２１の振動数（加振力の振動数）と、上部フレーム２１に対するウエイト３５の振動の振動数（制振装置３０の振動数）と、がずれた場合でも、建設機械１の振動を抑制する効果が発揮される。

この第１復元部材６３は、例えば下記の［配置ａ］〜［配置ｅ］のように配置される。［配置ａ］第１復元部材６３の少なくとも一部は、上部フレーム２１よりも後側Ｘ２、かつ、ウエイト３５よりも前側Ｘ１の領域Ａに配置される。領域Ａは、上部フレーム２１の後側端部２１ｅよりも後側Ｘ２、かつ、ウエイト３５の前側Ｘ１端部よりも前側Ｘ１の領域である。［配置ｂ］第１復元部材６３の少なくとも一部は、回転軸５５ａよりも下側Ｚ２に配置される。この配置により、第１復元部材６３は、ウエイト３５の振り子状の回転による変位を復元させる。［配置ｃ］第１復元部材６３の上側Ｚ１端部は、上部フレーム２１の後側端部２１ｅの下側Ｚ２端部（底部）よりも下側Ｚ２に配置される。この配置により、第１復元部材６３の配置スペースを確保しやすい。例えば、第１復元部材６３の上側Ｚ１端部の上下方向Ｚ位置は、後側端部２１ｅの下側Ｚ２の端の上下方向Ｚと同じ位置、または、後側端部２１ｅの下側Ｚ２の端よりも下側Ｚ２の位置である。［配置ｄ］第１復元部材６３の下側Ｚ２端部の上下方向Ｚ位置は、ウエイト３５の下側Ｚ２端部の上下方向Ｚ位置とほぼ同じ位置に配置される。［配置ｅ］図３に示すように、例えば、第１復元部材６３は、上部フレーム２１の後側端部２１ｅの横方向Ｙ内側部分に配置され、例えば横方向Ｙ中央に配置される。例えば、第１復元部材６３は、上部フレーム２１の後側端部２１ｅの左右（横方向Ｙ外側の両側）に配置されてもよい。

この第１復元部材６３は、弾性体である。図４に示す第１復元部材６３は、前後方向Ｘに伸縮し、前後方向Ｘの弾性力を発生させることで、復元機能を発揮する。第１復元部材６３は、例えばゴムばねである。ゴムである第１復元部材６３は、たわむことで、減衰機能を発揮する。

ストッパ６５は、図２に示すように、ウエイト３５に当たることで、ウエイト３５の回転を規制する。ストッパ６５は、ウエイト３５が上部フレーム２１に当たることを防ぐ。ストッパ６５は、第１復元部材６３（図４参照）が縮みすぎることを防いでもよい。図３に示すように、ストッパ６５は、例えば上部フレーム２１の後側端部２１ｅの左右部分（横方向Ｙ外側の両側部分）などに配置される。

（定位置）
図２に示すように、ウエイト３５が定位置に配置されている状態について説明する。この状態では、ウエイト３５は、第１復元部材６３に当たっている。このとき、回転方向Ｒ１のモーメントと回転方向Ｒ２のモーメントとが互いに吊り合った状態で、各モーメントがウエイト３５に作用する。回転方向Ｒ１のモーメントは、ウエイト３５の自重により生じる。回転方向Ｒ２のモーメントは、第１復元部材６３の復元力（弾性力、ばね力）により生じる。

（ウエイト３５の回転時の作動）
ウエイト３５が定位置に対して回転方向Ｒ１に回転した場合の、制振装置３０の作動は次の通りである。この場合、第１復元部材６３の圧縮力が増加する。その結果、回転方向Ｒ２のモーメントが増加する。すると、ウエイト３５が、回転方向Ｒ２に回転し、定位置に復元する。

ウエイト３５が定位置に対して回転方向Ｒ２に回転した場合の、制振装置３０の作動は次の通りである。この場合、第１復元部材６３の圧縮力が減少する。その結果、回転方向Ｒ２のモーメントが減少する。一方、ウエイト３５の自重による回転方向Ｒ１のモーメントは、ほぼ変わらない。すると、ウエイト３５が、回転方向Ｒ１に回転し、定位置に復元する。

回転軸５５ａを中心とするウエイト３５の回転は、規制ピン５７およびストッパ６５により規制される。第１復元部材６３は、ウエイト３５が回転しているときにウエイト３５に常に当たり、ウエイト３５の回転に追従して伸縮する。なお、本実施形態では、ウエイト３５と第１復元部材６３とは連結されない。

（上下方向Ｚの振動）
上部フレーム２１が上下方向Ｚに振動した場合の作動は次の通りである。この場合、回転軸５５ａが上下方向Ｚに振動する。ここで、ウエイト３５の重心３５ｇと回転軸５５ａとが、上下方向Ｚに直交する方向にずれており、本実施形態では前後方向Ｘにずれている。よって、回転軸５５ａが上下方向Ｚに振動すると、ウエイト３５は、回転軸５５ａを中心として振り子状に回転する。よって、上部フレーム２１の上下方向Ｚの振動が、ウエイト３５により打ち消される（吸収される）。また、このとき、ゴムばねである第１復元部材６３がたわむことにより、上部フレーム２１に対するウエイト３５の振動が減衰される。よって、建設機械１の上下方向Ｚの振動が抑制される。

（前後方向Ｘの振動）
上部フレーム２１が前後方向Ｘに振動した場合の作動は次の通りである。この場合、回転軸５５ａが前後方向Ｘに振動する。ここで、ウエイト３５の重心３５ｇと回転軸５５ａとが前後方向Ｘに直交する方向にずれており、本実施形態では上下方向Ｚにずれている。よって、回転軸５５ａが前後方向Ｘに振動すると、ウエイト３５は、回転軸５５ａを中心として振り子状に回転する。よって、上部フレーム２１の前後方向Ｘの振動が、ウエイト３５により打ち消される。また、このとき、ゴムばねである第１復元部材６３がたわむことにより、上部フレーム２１に対するウエイト３５の振動が減衰される。よって、建設機械１の前後方向Ｘの振動が抑制される。

（建設機械１の振動）
図１に示す建設機械１の走行時に、地面Ｇの凹凸などにより、上部旋回体２０が「前屈み前後円弧状」に振動する。上記「前屈み前後円弧状」の振動は、下部走行体１１の下側Ｚ２端部かつ前側Ｘ１端部（転倒支点）を略中心とする、建設機械１の略回転運動による振動である。その結果、上部フレーム２１が上下方向Ｚおよび前後方向Ｘに振動する。

建設機械１が移動式クレーンの場合、吊荷を吊り上げた状態で走行する吊荷走行の際に、前屈み前後円弧状が大きくなりやすい。

建設機械１が、バケットなどの掘削装置（図示なし）により地面Ｇを掘削する機械の場合、例えば次の問題がある。このような建設機械１では、ウインチ（図示なし）により、バケットをフリーフォールさせ、急激なブレーキをかけ、バケットを巻き上げる、という作業が繰り返される。その際に、上部旋回体２０に作用する上下方向Ｚの荷重が変動する。また、下部走行体１１と上部旋回体２０との間に設けられる旋回座（図示なし）の隙間、および上部旋回体２０を構成する構造物のたわみなどにより、上部旋回体２０が前後方向Ｘ、上下方向Ｚ、および前屈み前後円弧状に振動する問題がある。

建設機械１に振動が生じる結果、建設機械１の操作性が悪化するおそれ、乗り心地が悪化するおそれ、強度が低下するおそれ、および、周辺住民などに不安を与えるおそれなどが生じ得る。一方、本実施形態では、制振装置３０により建設機械１の振動を抑制できるので、振動による問題を抑制できる。

（第１の発明の効果）
図１に示す建設機械１の制振装置３０による効果は次の通りである。建設機械１は、下部走行体１１と、上部フレーム２１を有する上部旋回体２０と、を備える。上部フレーム２１は、下部走行体１１に旋回可能に取り付けられ、前後方向Ｘに延びる。図２に示すように、制振装置３０は、ウエイト３５と、支持復元手段４０と、を備える。ウエイト３５は、上部フレーム２１よりも後側Ｘ２に配置され、カウンタウエイトＣＷを構成する。

［構成１］支持復元手段４０は、上部フレーム２１に対してウエイト３５を上下方向Ｚに変位可能に支持し、上部フレーム２１に対するウエイト３５の位置を定位置に復元させる。

上記［構成１］により、ウエイト３５が、上部フレーム２１の上下方向Ｚの振動を抑制する動吸振器として作用する。よって、上部旋回体２０の上下方向Ｚの振動を抑制できる。その結果、下部走行体１１を備える建設機械１の振動を抑制できる。

この効果の具体例は次の通りである。図１に示すように、下部走行体１１を備える建設機械１（移動式）では、走行時に、地面Ｇの凹凸などにより上下方向Ｚの振動が生じやすい。そのため、下部走行体１１を備える建設機械１では、地面Ｇに固定される建設機械（固定式）に比べ、上下方向Ｚの振動を抑制することが重要である。そこで、本実施形態では、制振装置３０により、上部旋回体２０の上下方向Ｚの振動を抑制できる。

（第２の発明の効果）
［構成２］図２に示すように、支持復元手段４０は、上部フレーム２１に対してウエイト３５を水平方向（前後方向Ｘおよび横方向Ｙの少なくともいずれか）に変位可能に支持する。

上記［構成２］により、ウエイト３５が、上部フレーム２１の水平方向の振動を抑制する動吸振器として作用する。よって、建設機械１の水平方向の振動を抑制できる。

（第３の発明の効果）
［構成３−１］支持復元手段４０は、上部フレーム２１に対してウエイト３５を、回転軸５５ａを中心に回転自在に支持する。
［構成３−２］回転軸５５ａは、ウエイト３５の重心３５ｇからずれた位置に配置される。

制振装置３０は、上記［構成３−１］を備える。よって、例えば、上部フレーム２１に対してウエイト３５をスライド可能に支持する機構を設ける必要がある場合などに比べ、上部フレーム２１に対してウエイト３５を変位可能に支持するための構成を簡易に構成できる。また、制振装置３０は、上記［構成３−２］を備える。よって、上部フレーム２１が振動したとき、回転軸５５ａに対してウエイト３５を変位させることができる。

（第４の発明の効果）
［構成４］回転軸５５ａの方向は、上部フレーム２１の幅方向（横方向Ｙ）である。

上記［構成４］により、回転軸５５ａを中心にウエイト３５が前後方向Ｘに変位できる。よって、建設機械１の前後方向Ｘの振動を抑制できる。

（第５の発明の効果）
［構成５］回転軸５５ａの前後方向Ｘ位置は、ウエイト３５の重心３５ｇの前後方向Ｘ位置と同じ位置、または、ウエイト３５の重心３５ｇよりも前側Ｘ１の位置である。

上記［構成５］により、ウエイト３５の重心３５ｇよりも後側Ｘ２に回転軸５５ａが配置される場合に比べ、上部フレーム２１に対して回転軸５５ａを支持する構造物（例えば上部フレーム側支持部５１）の強度を高めやすい。よって、この構造物（上部フレーム側支持部５１）の、たわみや揺れを抑制できる。よって、上部フレーム２１に対してウエイト３５が、意図した方向以外の方向に変位することを抑制できる。また、上記［構成５］では、回転軸５５ａを中心とするウエイト３５の回転を規制するための部材（例えば第１復元部材６３など）を、ウエイト３５よりも後側Ｘ２に配置する必要がない。よって、図１に示す下部走行体１１に対する上部旋回体２０の旋回中心から、上部旋回体２０の後側Ｘ２端部までの距離（旋回半径）を小さくできる。その結果、建設機械１の寸法が大きくなることを抑制できる。

（第６の発明の効果）
［構成６］図４に示すように、支持復元手段４０は、ウエイト３５に当たることでウエイト３５を定位置に復元させる第１復元部材６３を備える。第１復元部材６３は、上部フレーム２１よりも後側Ｘ２かつウエイト３５よりも前側Ｘ１に配置される。

上記［構成６］により、例えば第１復元部材６３をウエイト３５よりも後側Ｘ２に配置する場合などに比べ、第１復元部材６３の設置スペースを確保しやすい。また、上記［構成６］により、例えば第１復元部材６３をウエイト３５よりも後側Ｘ２に配置する場合などに比べ、第１復元部材６３を上部フレーム２１の近くに配置できる。よって、上部フレーム２１に対して第１復元部材６３を支持する構造物（例えば復元部材取付ブラケット６１）の強度を確保しやすい。また、上記［構成６］では、第１復元部材６３を、ウエイト３５よりも後側Ｘ２に配置する必要がないので、旋回半径を小さくできる。その結果、建設機械１（図１参照）の寸法が大きくなることを抑制できる。

（第７の発明の効果）
［構成７］図２に示すように、回転軸５５ａは、ウエイト３５の重心３５ｇよりも前側Ｘ１かつ上側Ｚ１に配置される。第１復元部材６３は、回転軸５５ａよりも下側Ｚ２に配置される。

制振装置３０は、上記［構成７］を備える。よって、上部フレーム２１に対してウエイト３５に、下側Ｚ２または前側Ｘ１の力がかかると、ウエイト３５の下側Ｚ２部分が前側Ｘ１に移動する向き（回転方向Ｒ１）に、ウエイト３５が回転する。すると、第１復元部材６３が、ウエイト３５の回転を規制し、ウエイト３５を定位置に復元させる。また、上部フレーム２１に対してウエイト３５に、上側Ｚ１または後側Ｘ２の力がかかると、ウエイト３５の下側Ｚ２部分が後側Ｘ２に移動しようとする向き（回転方向Ｒ２）に、ウエイト３５が回転する。すると、ウエイト３５の自重が、ウエイト３５の回転を規制し、ウエイト３５を定位置に復元させる（振り子の作用）。したがって、前後方向Ｘおよび上下方向Ｚの、ウエイト３５の移動の規制および定位置への復元を行うための構成を簡素にできる。具体的には例えば、横方向Ｙから見て１か所の回転軸５５ａと、横方向Ｙから見て１カ所の第１復元部材６３を設けることで、ウエイト３５の移動の規制および定位置への復元が可能となる。よって、制振装置３０の部品点数を削減でき、コストを抑制できる。

（第８の発明の効果）
［構成８］回転軸５５ａは、ウエイト３５の重心３５ｇよりも上側Ｚ１に配置される。

上記［構成８］により、ウエイト３５の自重を利用して、ウエイト３５の位置を定位置に復元させることができる（振り子の作用）。よって、ウエイト３５の位置を定位置に復元させるための構成を簡易な構成にできる。例えば、第１復元部材６３を小さくでき、例えば、第１復元部材６３を省略することができる（図示なし）。よって、制振装置３０の部品点数を削減でき、コストを抑制できる。

（第２実施形態）
図５〜図８を参照して、第２実施形態の制振装置１３０について、第１実施形態との相違点を説明する。なお、制振装置１３０のうち、第１実施形態との共通点については、第１実施形態と同一の符号を付し、説明を省略した。制振装置１３０は、ウエイト１３６と、支持復元手段１４０と、を備える。

ウエイト１３６は、カウンタウエイトＣＷを構成し、第１実施形態の第２ウエイト３７（図２参照）に相当する。

支持復元手段１４０は、下部ウエイト１４６と、取付ピン１５５と、固定ピン１５７と、第２復元部材１６３と、を備える。

下部ウエイト１４６は、カウンタウエイトＣＷを構成する。下部ウエイト１４６は、第１実施形態の第１ウエイト３６と同様の位置に配置される。下部ウエイト１４６は、第１実施形態の第１ウエイト３６（図２参照）とは異なり、上部フレーム２１に対して固定される。下部ウエイト１４６の上面（上側Ｚ１の面）は、支持面１４６ａを備える。支持面１４６ａは、上部フレーム２１に対してウエイト１３６の自重を、ウエイト１３６よりも下側Ｚ２から支持する。

取付ピン１５５および固定ピン１５７は、次のように構成される。第１実施形態では、図２に示す取付ピン５５は、上部フレーム２１に対するウエイト３５の回転軸５５ａを構成した。また、規制ピン５７は、回転軸５５ａを中心とするウエイト３５の回転を所定の範囲内で許容した。一方、本実施形態では、図５に示す取付ピン１５５および固定ピン１５７は、上部フレーム２１に対して下部ウエイト１４６を固定するためのピンである。

第２復元部材１６３は、ウエイト１３６を定位置に復元させる、復元機能を有する。第２復元部材１６３は、下部ウエイト１４６に対するウエイト１３６の振動を減衰させる、減衰機能を有する。第２復元部材１６３は、支持面１４６ａとウエイト１３６との間に配置される。第２復元部材１６３は、支持面１４６ａに対してウエイト１３６が、前後方向Ｘ、横方向Ｙ、および上下方向Ｚのすべての方向に変位可能となるように、ウエイト１３６を支持する。第２復元部材１６３は、複数設けられ、図６に示す例では３個設けられ、ウエイト１３６を３か所で支持する。例えば、第２復元部材１６３は、支持面１４６ａ（図５参照）の左右部分（横方向Ｙ外側の両端部）と、支持面１４６ａの横方向Ｙ中央部の例えば後側Ｘ２部分と、に配置される。なお、第２復元部材１６３の数は、３でなくてもよく、２以下でもよく、４以上でもよい。第２復元部材１６３は、例えば柱状であり、例えば円柱状であり、例えば角柱状などでもよい。

この第２復元部材１６３の上下方向Ｚのばね定数は、第２復元部材１６３の水平方向のばね定数よりも大きい。このばね定数の条件により、図７に示す支持面１４６ａに対してウエイト３５が傾くことが抑制される。図８に示すように、第２復元部材１６３は、弾性体１６３ａと、鋼板１６３ｂと、台座１６３ｃと、を備える。第２復元部材１６３は、弾性体１６３ａと鋼板１６３ｂとが上下方向Ｚに積層された、積層構造を備える。第２復元部材１６３が積層構造を備えることにより、積層構造を備えない場合に比べ、第２復元部材１６３の上下方向Ｚのばね定数と、第２復元部材１６３の水平方向のばね定数との差が大きくなる。

弾性体１６３ａは、上下方向Ｚおよび水平方向（横方向Ｙおよび前後方向Ｘ）の弾性力を発生させる。弾性体１６３ａは、ゴムばねであり、複数設けられる。鋼板１６３ｂは、上下方向Ｚに並ぶ弾性体１６３ａどうしの間に配置される。鋼板１６３ｂは、複数枚設けられ、弾性体１６３ａに接着される。台座１６３ｃは、第２復元部材１６３の上側Ｚ１端部および下側Ｚ２端部に配置される。台座１６３ｃは、ウエイト１３６および下部ウエイト１４６に、例えばボルトなどの締結部材により固定される。

（定位置）
図５に示すように、ウエイト１３６が定位置に配置されている状態について説明する。この状態では、ウエイト１３６が自重により第２復元部材１６３を下側Ｚ２に押す力と、第２復元部材１６３が復元力（弾性力、ばね力）によりウエイト１３６を上側Ｚ１に押す力と、が吊り合う。

（上下方向Ｚの振動）
上部フレーム２１が上下方向Ｚに振動した場合の作動は次の通りである。この場合、上部フレーム２１の上下方向Ｚの振動は、下部ウエイト１４６および第２復元部材１６３を介して、ウエイト１３６に伝わる。そして、ウエイト１３６は、上部フレーム２１に対して（下部ウエイト１４６に対して）、上下方向Ｚに変位する。よって、上部フレーム２１の上下方向Ｚの振動が、ウエイト１３６により打ち消される（吸収される）。また、このとき、ゴムばねである弾性体１６３ａ（図８参照）がたわむことにより、上部フレーム２１に対するウエイト１３６の上下方向Ｚの振動が減衰される。よって、建設機械１の上下方向Ｚの振動が抑制される。

（前後方向Ｘ、横方向Ｙの振動）
上部フレーム２１が横方向Ｙに振動した場合の作動は次の通りである。この場合、上部フレーム２１が上下方向Ｚに振動した場合と同様に、ウエイト１３６は、上部フレーム２１に対して（下部ウエイト１４６に対して）横方向Ｙに変位する。よって、上部フレーム２１の横方向Ｙの振動が、ウエイト１３６により打ち消される。ここで、第２復元部材１６３の横方向Ｙのばね定数は、上下方向Ｚのばね定数よりも小さい。よって、上部フレーム２１に対してウエイト１３６が横方向Ｙに変位しやすい（上下方向Ｚと比べた場合）。よって、上部フレーム２１の横方向Ｙの振動がより抑制される。また、このとき、ゴムばねである弾性体１６３ａ（図８参照）がたわむことにより、上部フレーム２１に対するウエイト１３６の横方向Ｙの振動が減衰される。よって、建設機械１の横方向Ｙの振動が抑制される。上部フレーム２１が前後方向Ｘに振動した場合も、上部フレーム２１が横方向Ｙに振動した場合と同様に、建設機械１の前後方向Ｘの振動が抑制される。

（ウエイト１３６の大きさ）
ウエイト１３６の質量が大きいほど、制振装置１３０による振動抑制効果が大きくなる。一方、ウエイト１３６の質量が小さいほど、第２復元部材１６３の必要強度を小さくでき、第２復元部材１６３を小さくでき、コストを抑制できる。

（建設機械１の振動）
第１実施形態と同様に、図１に示す建設機械１には、走行時や作業時に、上下方向Ｚおよび前後方向Ｘの振動が発生する。また、建設機械１が例えば荷役作業を行うときなどには、上部旋回体２０が、下部走行体１１に対して左右への旋回を繰り返す。下部走行体１１に対する上部旋回体２０の、旋回の起動時、旋回の停止時、および旋回方向の切り替え時に、上部旋回体２０に旋回方向の振動が発生する。その結果、上部旋回体２０に横方向Ｙの振動が発生する。本実施形態では、制振装置１３０により建設機械１の、前後方向Ｘ、横方向Ｙ、および上下方向Ｚの振動を抑制できる。

（第９の発明の効果）
図５に示す制振装置１３０による効果は次の通りである。支持復元手段１４０は、支持面１４６ａと、第２復元部材１６３と、を備える。

［構成９−１］支持面１４６ａは、上部フレーム２１に対してウエイト１３６の自重をウエイト１３６よりも下側Ｚ２から支持する。
［構成９−２］第２復元部材１６３は、支持面１４６ａとウエイト１３６との間に配置され、ウエイト１３６を定位置に復元させる。

上記［構成９−１］および［構成９−２］により、支持面１４６ａは、第２復元部材１６３を介したウエイト１３６の自重の支持を、下側Ｚ２から行う。よって、ウエイト１３６よりも前後方向Ｘ外側または横方向Ｙ外側から、ウエイト１３６の自重の支持を行う場合に比べ、この支持を行うための構造物の強度を確保しやすい。上記［構成９−２］では、第２復元部材１６３は、支持面１４６ａとウエイト１３６との間に配置されるので、第２復元部材１６３の配置スペースを確保しやすい。よって、建設機械１の寸法を抑制できる。

（第１０の発明の効果）
［構成１０］制振装置１３０は、カウンタウエイトＣＷを構成する下部ウエイト１４６を備える。下部ウエイト１４６の上面は、支持面１４６ａを有する。

上記［構成１０］により、第２復元部材１６３（上記［構成９−２］参照）は、カウンタウエイトＣＷの間に配置される。このカウンタウエイトＣＷは、従来の建設機械が通常備える物である。よって、従来の建設機械のカウンタウエイトＣＷに第２復元部材１６３を設置する際、制振装置１３０以外の上部旋回体２０の構成要素（上部フレーム２１など）に影響を与えることなく、第２復元部材１６３を設置しやすい。よって、従来の建設機械に対して、第２復元部材１６３を設置すること（後付け）が、容易である。

上記［構成１０］により次の効果が得られる場合がある。カウンタウエイトＣＷは、上下方向Ｚに分解可能（積み上げ式）であることが多い。カウンタウエイトＣＷが積み上げ式の場合は、カウンタウエイトＣＷの間に第２復元部材１６３を容易に設置でき、第２復元部材１６３を設置するためのコストを抑制できる。

（第１１の発明の効果）
［構成１１］図８に示すように、第２復元部材１６３は、弾性体１６３ａを有する。第２復元部材１６３の上下方向Ｚのばね定数は、第２復元部材１６３の水平方向のばね定数よりも大きい。

上記［構成１１］により、図７に示す下部ウエイト１４６に対してウエイト１３６が傾くことを抑制できる。

（変形例）
第１実施形態の構成要素と、第２実施形態の構成要素と、が組み合わされてもよい。例えば、図２に示す第１ウエイト３６と第２ウエイト３７との間に、図５に示す第２復元部材１６３が設けられてもよい。

上記実施形態の構成要素の数が変更されてもよく、構成要素の一部が設けられなくてもよい。構成要素の配置や形状は変更されてもよい。固定や接続は、直接的でも間接的でもよい。

図２に示す上部フレーム２１に対してウエイト３５が変位可能な方向は、上記実施形態では上下方向Ｚおよび水平方向であったが、上下方向Ｚのみでもよい。制振装置３０による振動抑制の効果が得られる振動の方向は、上下方向Ｚのみでもよい。

ウエイト３５の重心３５ｇが、回転軸５５ａの真下に配置された状態を、ウエイト３５の定位置としてもよい。この場合、第１復元部材６３は設けられなくてもよい。この場合、ウエイト３５は、ウエイト３５の自重により、回転軸５５ａを中心に振り子状に回転することで、定位置に復元できる。第１復元部材６３が設けられない場合は、制振装置３０のコストを抑制できる。

ウエイト３５は、上下方向Ｚに分けられなくてもよく、３段以上に分けられてもよい。

回転軸５５ａの位置は変更されてもよい。回転軸５５ａの前後方向Ｘ位置は、ウエイト３５の重心３５ｇの前後方向Ｘ位置よりも後側Ｘ２でもよい。回転軸５５ａの上下方向Ｚ位置は、ウエイト３５の重心３５ｇの上下方向Ｚ位置よりも下側Ｚ２でもよい。

図４に示す第１復元部材６３は、次のように変形されてもよい。［変形例１］弾性部材である第１復元部材６３は、金属ばねでもよい。金属ばねである第１復元部材６３は、例えば、コイルばね、または皿ばねなどでもよい。第１復元部材６３が金属ばねである場合は、第１復元部材６３がゴムばねである場合に比べ、第１復元部材６３を、軽量、コンパクト、および安価なものにでき、大型の第１復元部材６３でも容易に製作できる。［変形例２］第１復元部材６３は、例えばダンパーでもよく、例えば油圧ダンパーでもよい。この場合、ウエイト３５の加振力の振動数（上部フレーム２１の振動数）に影響を受けることなく、制振装置３０は制振効果を発揮できる。［変形例３］第１復元部材６３は、例えばシリンダ（流体圧シリンダ）でもよく、例えば油圧シリンダでもよい。この場合、シリンダと、例えばガスばねとして機能するアキュムレータと、を組み合わせることで、シリンダに、復元機能を持たせることができる。また、シリンダと、絞りと、を組み合わせることで、シリンダに減衰機能を持たせることができる。この絞りは、例えば絞り弁でもよく、例えば配管抵抗による配管絞りでもよい。［変形例４］第１復元部材６３は、ウエイト３５と連結されてもよい。

図３に示す第１復元部材６３の数は、２以上でもよい。ストッパ６５の数は、１でもよく、３以上でもよい。

１ 建設機械
１１ 下部走行体
２０ 上部旋回体
２１ 上部フレーム
３０、１３０ 制振装置
３５、１３６ ウエイト
４０、１４０ 支持復元手段
５５ａ 回転軸
６３ 第１復元部材
１４６ 下部ウエイト
１４６ａ 支持面
１６３ 第２復元部材

Claims (8)

1. 下部走行体と、
   前記下部走行体に旋回可能に取り付けられ、前後方向に延びる上部フレームを有する上部旋回体と、
   を備える建設機械に用いられる制振装置であって、
   前記上部フレームよりも後側に配置され、カウンタウエイトを構成するウエイトと、
   前記上部フレームに対して前記ウエイトを上下方向に変位可能に支持し、前記上部フレームに対する前記ウエイトの位置を定位置に復元させる支持復元手段と、
   を備え、
   前記支持復元手段は、前記上部フレームに対して前記ウエイトを、水平方向に変位可能に支持するとともに回転軸を中心に回転自在に支持し、
   前記回転軸は、前記定位置に配置された前記ウエイトの重心よりも上側に配置される、
   建設機械の制振装置。
2. 下部走行体と、
   前記下部走行体に旋回可能に取り付けられ、前後方向に延びる上部フレームを有する上部旋回体と、
   を備える建設機械に用いられる制振装置であって、
   前記上部フレームよりも後側に配置され、カウンタウエイトを構成するウエイトと、
   前記上部フレームに対して前記ウエイトを上下方向に変位可能に支持し、前記上部フレームに対する前記ウエイトの位置を定位置に復元させる支持復元手段と、
   を備え、
   前記支持復元手段は、前記上部フレームに対して前記ウエイトを水平方向に変位可能に支持し、
   前記支持復元手段は、
   前記上部フレームに対して前記ウエイトの自重を前記ウエイトよりも下側から支持する支持面と、
   前記支持面と前記ウエイトとの間に配置され、前記ウエイトを前記定位置に復元させる第２復元部材と、
   を備える、
   建設機械の制振装置。
3. 請求項１に記載の建設機械の制振装置であって、
   前記回転軸の方向は、前記上部フレームの幅方向である、
   建設機械の制振装置。
4. 請求項３に記載の建設機械の制振装置であって、
   前記回転軸の前後方向位置は、前記定位置に配置された前記ウエイトの重心の前後方向位置と同じ位置、または、前記定位置に配置された前記ウエイトの重心よりも前側の位置である、
   建設機械の制振装置。
5. 請求項３または４に記載の建設機械の制振装置であって、
   前記支持復元手段は、前記ウエイトに当たることで前記ウエイトを前記定位置に復元させる第１復元部材を備え、
   前記第１復元部材の少なくとも一部は、前記上部フレームよりも後側かつ前記ウエイトよりも前側に配置される、
   建設機械の制振装置。
6. 請求項５に記載の建設機械の制振装置であって、
   前記回転軸は、前記定位置に配置された前記ウエイトの重心よりも前側に配置され、
   前記第１復元部材は、前記回転軸よりも下側に配置される、
   建設機械の制振装置。
7. 請求項２に記載の建設機械の制振装置であって、
   前記カウンタウエイトを構成する下部ウエイトを備え、
   前記下部ウエイトの上面は、前記支持面を有する、
   建設機械の制振装置。
8. 請求項２または７に記載の建設機械の制振装置であって、
   前記第２復元部材は弾性体を有し、
   前記第２復元部材の上下方向のばね定数は、前記第２復元部材の水平方向のばね定数よりも大きい、
   建設機械の制振装置。

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