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公開番号2025110247
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-28
出願番号2024004075
出願日2024-01-15
発明の名称作業機械
出願人株式会社小松製作所
代理人弁理士法人深見特許事務所
主分類E02F 3/38 20060101AFI20250718BHJP(水工;基礎;土砂の移送)
要約【課題】作業機の重力を簡便かつ正確に補償する。
【解決手段】作業機は、車体フレーム3に支持されるブーム11と、ブーム11に連結されるアーム12と、アーム12に連結されるアタッチメントと、を含んでいる。第1アクチュエータは、ブーム11を車体フレーム3に対して相対移動させるブーム駆動トルクを発生する。第2アクチュエータは、アーム12をブーム11に対して相対移動させるアーム駆動トルクを発生する。動力伝達装置は、アーム駆動トルクを機械的にアームに伝達する。動力伝達装置とブーム11とは、リンク機構を構成する。第1弾性部材は、ブームの重力を補償する。第2弾性部材221は、アーム12の重力を補償する。
【選択図】図13
特許請求の範囲【請求項１】
車体フレームと、
前記車体フレームに支持されるブームと、前記ブームに連結されるアームと、前記アームに連結されるアタッチメントと、を含む作業機と、
前記ブームを前記車体フレームに対して相対移動させるブーム駆動トルクを発生する第１アクチュエータと、
前記アームを前記ブームに対して相対移動させるアーム駆動トルクを発生する第２アクチュエータと、
前記アーム駆動トルクを機械的に前記アームに伝達し、前記ブームとともにリンク機構を構成する、動力伝達装置と、
前記ブームの重力を補償する第１弾性部材と、
前記アームの重力を補償する第２弾性部材と、を備える、作業機械。
続きを表示（約 720 文字）【請求項２】
前記車体フレームに対して相対回転可能に前記車体フレームに支持され、前記第１弾性部材を支持する、第１ロッド部材をさらに備える、請求項１に記載の作業機械。
【請求項３】
前記ブームに取り付けられ、前記第１ロッド部材の端部を支持する、第１可動ピンをさらに備える、請求項２に記載の作業機械。
【請求項４】
前記車体フレームに対して相対回転可能に前記車体フレームに支持され、前記第２弾性部材を支持する、第２ロッド部材をさらに備える、請求項１に記載の作業機械。
【請求項５】
前記動力伝達装置に取り付けられ、前記第２ロッド部材の端部を支持する、第２可動ピンをさらに備える、請求項４に記載の作業機械。
【請求項６】
水平方向に対する前記車体フレームの角度を検出する角度センサと、
前記車体フレームに対する前記ブームの回転中心回りの、前記作業機のモーメントを計算し、傾斜地におけるモーメントと水平地におけるモーメントとの差を考慮した前記ブーム駆動トルクを前記第１アクチュエータに発生させる、コントローラと、をさらに備える、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の作業機械。
【請求項７】
水平方向に対する前記車体フレームの角度を検出する角度センサと、
前記ブームに対する前記アームの回転中心回りの、前記作業機のモーメントを計算し、傾斜地におけるモーメントと水平地におけるモーメントとの差を考慮した前記アーム駆動トルクを前記第２アクチュエータに発生させる、コントローラと、をさらに備える、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の作業機械。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、作業機械に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
従来技術として、特開２０１５－１０５５６０号公報（特許文献１）に記載された作業機械を例示する。この作業機械は、作業アタッチメントのブームが上部旋回体に回動可能に取り付けられた構成である。重量補償バネの一端がブームに取り付けられており、重量補償バネの他端が上部旋回体に取り付けられている。重量補償バネのバネ力によって、ブームの基端側の回動軸に作用する作業アタッチメントの全重量によるトルクが補償される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１５－１０５５６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
作業機の重力を機構的に補償する重力補償機構を備える作業機械においては、簡便かつ正確に重力補償ができることが求められている。
【０００５】
本開示では、作業機の重力を簡便かつ正確に補償できる、作業機械が提案される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示に従った作業機械は、車体フレームと、作業機と、第１アクチュエータと、第２アクチュエータと、動力伝達装置と、第１弾性部材と、第２弾性部材と、を備えている。作業機は、車体フレームに支持されるブームと、ブームに連結されるアームと、アームに連結されるアタッチメントと、を含んでいる。第１アクチュエータは、ブームを車体フレームに対して相対移動させるブーム駆動トルクを発生する。第２アクチュエータは、アームをブームに対して相対移動させるアーム駆動トルクを発生する。動力伝達装置は、アーム駆動トルクを機械的にアームに伝達する。動力伝達装置とブームとは、リンク機構を構成する。第１弾性部材は、ブームの重力を補償する。第２弾性部材は、アームの重力を補償する。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の作業機械によると、作業機の重量を簡便かつ正確に補償することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
電動式ショベルの構成を概略的に示す側面図である。
車体フレームおよび作業機の斜視図である。
車体フレームおよび作業機の平面図である。
ブームに駆動力を伝達する動力伝達装置の概略構成を示す図である。
電動機から歯車部材までの動力伝達経路のスケルトン図である。
アームに駆動力を伝達する動力伝達装置の概略構成を示す図である。
ダブルモータ駆動の模式図である。
ブームの自重と釣り合うように機構的に補償する第１機構の概略構成を示す図である。
第１機構の拡大図である。
ブームを上げた姿勢での第１機構を示す概略図である。
ブームを下げた姿勢での第１機構を示す概略図である。
第１弾性部材の発生するモーメントを示す表である。
アームの自重と釣り合うように機構的に補償する第２機構の概略構成を示す図である。
第２機構の拡大図である。
アームをダンプ方向に移動させた姿勢での第２機構を示す概略図である。
アームを掘削方向に移動させた姿勢での第２機構を示す概略図である。
第２弾性部材の発生するモーメントを示す表である。
水平地における作業機のモーメントを示す模式図である。
傾斜地における作業機のモーメントを示す模式図である。
制御システムの概略構成を示すブロック図である。
傾斜地における駆動トルクを決定する処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施形態について図に基づいて説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、これらについての詳細な説明は繰り返さない。図面では、説明の便宜上、構成を省略または簡略化している場合もある。実施形態から任意の構成が抽出され、それらが任意に組み合わされることも、当初から予定されている。
【００１０】
以下の説明において、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」とは、運転室４内の運転席４Ｓに着座したオペレータを基準とした方向である。
（【００１１】以降は省略されています）

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