JP6643214B2 - Construction machinery - Google Patents
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Description
本発明は、例えば油圧ショベルなどの建設機械に係わり、特に運転者が搭乗するキャビンの支持構造に関する。 The present invention relates to a construction machine such as a hydraulic shovel, and more particularly to a cabin support structure on which a driver rides.
特開2006−168621号公報(特許文献1)には、走行機能を備える下部走行体の上に旋回機構を介して旋回フレームが設けられ、その旋回フレームに搭載されるキャブに運転者が搭乗して旋回フレームを旋回させながら作業機を操作し、掘削及び揚重などの作業を行う油圧ショベル(建設機械)が記載されている(段落0002参照)。 In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-168621 (Patent Document 1), a turning frame is provided via a turning mechanism on a lower traveling body having a running function, and a driver rides on a cab mounted on the turning frame. A hydraulic shovel (construction machine) that performs operations such as excavation and lifting by operating a work machine while rotating a revolving frame (see paragraph 0002).
油圧ショベルの走行時には、下部走行体で発生した振動が旋回フレームを介してキャブ内に伝わり、運転者の乗り心地に影響を与える。そのため、特許文献1の油圧ショベルでは、車体側フレーム(旋回フレーム)に設けられるキャブ支持フレームに、所要の配分で4箇所にダンパマウントが設置され、ダンパマウントによってキャブの床フレームを支持している(段落0015参照)。
When the hydraulic excavator travels, the vibration generated by the lower traveling body is transmitted to the inside of the cab via the turning frame, and affects the ride comfort of the driver. Therefore, in the hydraulic excavator of
特許文献1の油圧ショベルでは、キャブ(以下、キャビンという)の4隅をダンパマウントで弾性支持する構造である。ダンパマウントの代わりに防振ゴムを用いることも可能であり、以下、防振ゴムとして説明する。
The hydraulic excavator of
図2は、本発明との比較例におけるキャビンの支持構造を示す図である。特許文献1の油圧ショベルでは、キャビンの支持構造が図2のように構成される。図2に示す支持構造では、キャビン5はメインフレーム4(特許文献1の旋回フレーム)に搭載され、防振ゴム6によるキャビン5の支持位置とキャビン5の重心位置7とが離れている。このため、乗り心地に影響を与えるキャビン5のローリングやピッチングといった剛体振動モードの固有振動数が低い。剛体振動モードの固有振動数が低いとキャビン5が大きく振れ易いため、乗り心地が悪化し易くなる。
FIG. 2 is a diagram showing a cabin support structure in a comparative example with the present invention. In the hydraulic excavator of
本発明の目的は、剛体振動モードの固有振動数を高く設定することができるキャビンの支持構造を備えた建設機械を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a construction machine provided with a cabin support structure capable of setting a high natural frequency of a rigid body vibration mode.
上記目的を達成するために、本発明の建設機械は、
メインフレームと、メインフレームに設けられ走行を可能にする走行体と、メインフレームに搭載されたキャビンと、前記キャビンと前記メインフレームとの間に介在するように配置された防振機構と、を備えた建設機械において、
前記防振機構は、前記メインフレームの側に固定される下側固定部が前記キャビンのフロアプレートよりも高い位置に配置され、前記キャビンの側に固定される上側固定部が前記下側固定部よりも高い位置に配置され、
前記メインフレームの側に設けられ前記防振機構の前記下側固定部が固定されるメインフレーム側固定部は、上下方向に延設される側面と、前記側面の上端部に設けられる上面と、を有し、
前記キャビンの側に設けられ前記防振機構の前記上側固定部が固定されるキャビン側固定部は、上下方向に延設される側面と、前記側面の上端部に設けられる上面と、を有し、
前記キャビン側固定部の側面は前記メインフレーム側固定部の側面よりも高い位置まで延設され、
前記キャビン側固定部の前記側面は前記キャビンの前記フロアプレートに対して上下方向の段差面を構成し、
前記メインフレーム側固定部の前記側面は前記メインフレームに対して上下方向の段差面を構成し、
前記防振機構は前記キャビン側固定部の前記側面と前記上面とで形成される空間に配置され、
さらに前記キャビン側固定部は、前記キャビン側固定部の前記側面に設けられ前記キャビンの室内と前記空間とを連通する開口と、前記メインフレーム側固定部との間に設けられ前記空間を外気から遮断するキャビン側隔離部材と、を備えている。
In order to achieve the above object, a construction machine of the present invention
A main frame, a traveling body provided on the main frame to enable traveling, a cabin mounted on the main frame, and a vibration isolating mechanism disposed so as to be interposed between the cabin and the main frame. Equipped construction machinery,
The anti-vibration mechanism has a lower fixing portion fixed to the main frame side disposed at a position higher than a floor plate of the cabin, and an upper fixing portion fixed to the cabin side has a lower fixing portion. Higher than
The main frame side fixed portion provided on the side of the main frame and to which the lower fixed portion of the vibration isolation mechanism is fixed, a side surface extending vertically, and an upper surface provided at an upper end portion of the side surface, Has,
A cabin-side fixing portion provided on the cabin side and to which the upper fixing portion of the vibration isolation mechanism is fixed has a side surface extending vertically and an upper surface provided at an upper end portion of the side surface. ,
The side surface of the cabin-side fixing portion extends to a position higher than the side surface of the main frame-side fixing portion ,
The side surface of the cabin-side fixing portion constitutes a vertical step surface with respect to the floor plate of the cabin,
The side surface of the main frame side fixing portion constitutes a vertical step surface with respect to the main frame,
The anti-vibration mechanism is disposed in a space formed by the side surface and the upper surface of the cabin-side fixing portion,
Further, the cabin-side fixing portion is provided on the side surface of the cabin-side fixing portion and communicates between the cabin room and the space, and is provided between the main frame-side fixing portion and the space from outside air. And a cabin-side isolation member that shuts off .
本発明によれば、キャビンの重心位置と防振機構によるキャビンの支持位置との距離を短くすることができ、キャビンの支持構造において剛体振動モードの固有振動数を高く設定することができる。これにより、建設機械の乗り心地を向上させることができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 According to the present invention, the distance between the position of the center of gravity of the cabin and the position where the cabin is supported by the vibration isolating mechanism can be shortened, and the natural frequency of the rigid vibration mode can be set high in the cabin support structure. Thereby, the riding comfort of the construction machine can be improved. Problems, configurations, and effects other than those described above will be apparent from the following description of the embodiments.
図1は、本発明の油圧ショベルに係る一実施例の外観を示す図である。図1に示す油圧ショベル100は、実施例1〜4に適用される。また本実施例では、建設機械の一例として油圧ショベルについて説明するが、本発明に係るキャビンの支持構造は油圧ショベル以外の建設機械にも適用可能である。
FIG. 1 is a diagram showing an appearance of an embodiment of a hydraulic excavator according to the present invention. The
油圧ショベル100は、走行を可能にする下部走行体1と、下部走行体1上に旋回可能に搭載される上部旋回体2と、上部旋回体2の前方に設けられ掘削や揚重などの作業を行う作業装置3と、を備えて構成されている。上部旋回体2には、メインフレーム(旋回フレーム)4の後部側に、油圧ポンプ(図示せず)や油圧ポンプを駆動するためのエンジン(図示せず)が搭載されている。また上部旋回体2には、メインフレーム4の前部側にキャビン5や、図示しない燃料タンク及び作動油タンク等が搭載されている。
The
油圧ショベル100の走行時には、下部走行体1で発生した振動が、上部旋回体2を介してキャビン5内に伝わり、搭乗者の乗り心地に影響を与える。そのため、キャビン5は一般的に防振ゴムやダンパマウントなどの防振部材又は防振機構(以下、防振機構6という)によってキャビン5の下面の4隅に対応する位置を弾性支持された構造となっている。これによって油圧ショベル100は、キャビン5への車体振動の伝達が抑制される構造になっている。
When the
図3〜図8を用いて本発明の第1実施例(実施例1)について説明する。 A first embodiment (Embodiment 1) of the present invention will be described with reference to FIGS.
図3は、実施例1に係るキャビンの外観を示す模式図である。
キャビン5は、下部に設けられたキャビンフレーム8と、キャビン5の内部を外部から遮蔽するようにキャビン5の下面を覆うフロアプレート10と、キャビンフレーム8の四隅に設けられた取付け部材9と、を備える。キャビン5の下面は矩形状であり、キャビンフレーム8も矩形状を成している。キャビン5は、キャビンフレーム8の四隅で、取付け部材9の内側に内包された防振機構6により、メインフレーム4に弾性支持される構造である。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an appearance of the cabin according to the first embodiment.
The
本実施例では、キャビン5の支持位置は上下方向(鉛直方向)においてキャビン5の内部に位置している。このため、防振機構6と取付け部材9との締結部から重心位置7までの距離は、キャビン5の支持位置がキャビン5の下面に配置される場合に比べて短い。
In this embodiment, the support position of the
図4は、実施例1に係るキャビン支持構造における支持部の拡大図である。
取付け部材9と締結されて取付け部材9を支持する防振機構6の固定部(支持部)は、キャビン5を構成するキャビンフレーム8から伸びる取付け部材9に覆われている。取付け部材9はキャビンフレーム8と接合されてキャビンフレーム8と一体になっている。なお、取付け部材9はキャビンフレーム8と一体に成型されてもよい。
FIG. 4 is an enlarged view of a support portion in the cabin support structure according to the first embodiment.
A fixing portion (supporting portion) of the
フロアプレート10は取付け部材9に接合されており、取付け部材9はフロアプレート10を支持する役割も果たす。
The
図5は、実施例1に係るキャビン支持構造における支持部の断面図である。
取付け部材9は、キャビン側固定部を構成し、上下方向に垂直な断面が矩形状を成しており、上下方向に延設される4つの側面(側壁)9Aを有する。4つの側面9Aの上端部には上面(上面壁)9Bが設けられ、取付け部材9は側面9A及び上面9Bによって囲まれた空間9Cが形成された構造である。そして上面9Bは防振機構6の取付け面(固定面)を構成する。
FIG. 5 is a cross-sectional view of the support section in the cabin support structure according to the first embodiment.
The mounting
また支持部材11は、メインフレーム側固定部を構成し、上下方向に垂直な断面が矩形状を成しており、上下方向に延設された4つの側面(側壁)11Aを有する。4つの側面11Aの上端部には上面(上面壁)11Bが設けられ、支持部材11は側面11A及び上面11Bによって囲まれた空間11Cが形成された構造である。そして上面11Bは防振機構6の取付け面(固定面)を構成する。
The
取付け部材9及び支持部材11は、上下方向に垂直な断面が矩形状を成すものに限定される訳ではなく、その他の形状であってもよい。従って、側面9A及び側面11Aの数も4つに限定される訳ではない。
The mounting
防振機構6は、防振ゴム(ソリッドゴム)6Aと、下側締結板12と、下側締結部材(ボルト)13と、上側締結部材(ナット)14と、減衰機構15と、を備えて構成される。防振ゴム6Aは弾性部材であり、下側締結板12に固定されて下側締結板12と一体に構成されている。
The
メインフレーム4から伸びる支持部材11の上面11Bに、防振機構6の下側締結板12が下側締結部材13で固定される。下側締結部材13は防振ゴム6Aの下側を締結する。下側締結部材13により締結される防振ゴム6Aの部位(下側締結板12)を下側締結部(下側固定部)と言う。そして、メインフレーム4側に設けられる支持部材11は、防振機構6の下側締結部(下側固定部)が固定(保持)される(メインフレーム側保持部)を構成する。
The
防振ゴム6Aには図示しないボルトが一体に設けられており、そのボルトが取付け部材9の上面9Bを貫通して上面9Bから上方に突き出している。そのボルトに上側締結部材14を締結することで、防振ゴム6Aの上端部が取付け部材9に固定される。上側締結部材14により防振ゴム6Aが取付け部材9に締結される部位を上側締結部(上側固定部)と言う。そして、キャビン5側に設けられる取付け部材9は、防振機構6の上側締結部(上側固定部)が固定(保持)されるキャビン側固定部(キャビン側保持部)を構成する。
A bolt (not shown) is provided integrally with the
防振ゴム6Aを下側締結部材13により支持部材11に固定し、上側締結部材14により取付け部材9に固定することで、キャビン5は防振機構6で弾性支持される。すなわち、支持部材11と取付け部材9との間には防振ゴム6Aが介在し、取付け部材9は防振ゴム6Aを介して支持部材11に支持されている。
The
支持部材11は防振機構6の固定部がキャビンの内側に(すなわち上方に)凸型形状になっており、取付け部材9がキャビンの内側に凹型形状になっている。このため、防振機構6によるキャビン5の支持位置は、フロアプレート10よりも上方に位置する。このために、支持部材11の上面11Bはフロアプレート10よりも上方に位置し、防振ゴム6Aの固定部をフロアプレート10よりも高い位置に配置する。
The
この支持構造により、キャビン5の重心位置7から防振機構6の下側締結部13までの距離は、キャビン5の支持位置がキャビン5の下面に配置される場合よりも短くすることができる。
With this support structure, the distance from the center of
本実施例では、防振機構6に液体15Cを入れた液室15Aを設け、液室15の内側に減衰板15Bを配置している。液室15A、減衰板15B及び液体15Cは防振機構6の減衰機構15を構成する。液室15に液体15Cとして高粘度のシリコーンオイルを内蔵し、液室15A内の減衰板15Bでオイル15Cを攪拌するように構成することにより、高い減衰を得ることができる液体封入式の防振機構6を構成することができる。
In the present embodiment, a
支持部材11は、防振機構6をフロアプレート10よりも高い位置に保持するために、防振機構6が固定される上面11Bをフロアプレート10よりも高い位置に配置する部材である。支持部材11の側面11Aは、上面11Bをフロアプレート10よりも高い位置に配置するように、上面11Bとフロアプレート10との間に上下方向(高さ方向)の段差を形成する。
The
すなわち支持部材11は、防振機構6が固定される上面11Bとフロアプレート10との間に上下方向(高さ方向)の段差を形成するメインフレーム4側の段差形成部材である。そして支持部材11の側面11Aはメインフレーム4に対して上下方向の段差面を構成する。
That is, the
取付け部材9は、支持部材11により防振機構6がフロアプレート10よりも高い位置に持ち上げられるために、防振機構6の上端部が固定される上面9Bをフロアプレート10及び支持部材11の上面11Bよりも高い位置に配置する部材である。
取付け部材9の側面9Aは、上面9Bをフロアプレート10及び支持部材11の上面11Bよりも高い位置に配置するように、上面9Bとフロアプレート10との間に上下方向(高さ方向)の段差を形成する。
Since the mounting
The
すなわち取付け部材9は、防振機構6の上端部が固定される上面9Bとフロアプレート10との間に上下方向(高さ方向)の段差を形成するフロアプレート10(キャビン5、キャビンフレーム8)側の段差形成部材である。そして取付け部材9の側面9Aはキャビン5のフロアプレート10に対して上下方向の段差面を構成する。
That is, the mounting
支持部材11及び取付け部材9は、上述した段差を形成することができれば、図示した以外の形態であってもよい。
The
図6は、実施例1に係るキャビン支持構造の効果を示す図である。
図6は、防振機構6の上側締結部14がキャビン5内にシフトした距離と固有振動数との関係を示す。図6中において、0mmは上側締結部14がキャビン5の下面(フロアプレート10)と同じ高さに設けられた場合であり、+100mmはシフト量が0mmの場合に比べて100mm上方にシフトした場合であり、+200mmはシフト量が0mmの場合に比べて200mm上方にシフトした場合である。
FIG. 6 is a diagram illustrating an effect of the cabin support structure according to the first embodiment.
FIG. 6 shows the relationship between the distance that the
図6に示すように、上側締結部14がキャビン5内にシフトして上方に配置されるにつれて、上側締結部14と重心位置7との間の距離が短くなる。そして、乗り心地に寄与するキャビン5のローリング振動やピッチング振動の固有振動数が高周波数側にシフトする。
As shown in FIG. 6, the distance between the
一般的に剛体振動モードは、キャビン5への入力加速度成分が周波数に依存せずに一定である場合に、固有振動数が高いほど振動振幅が小さくなる。さらに減衰が高まることで振動が収まるまでの時間が短縮する。その結果、本発明を適用することでキャビン5の振動を低減でき、乗り心地を改善できる。
In general, in the rigid vibration mode, when the input acceleration component to the
図7は、実施例1に係るキャビン支持構造における支持部の断面図である。
図7は、実施例1のキャビン支持構造に対して、防振機構6の構造を変更した変形例(第1変形例)を示している。本変形例において実施例1と同じ構成については、実施例1と同じ符号を付し、説明を省略する。また、実施例1と異なる部分については、適宜説明する。
FIG. 7 is a cross-sectional view of the support section in the cabin support structure according to the first embodiment.
FIG. 7 shows a modification (first modification) in which the structure of the
本変形例では、実施例1の液体封入式の防振機構6の防振ゴム6Aに代えて、片側固定型のソリッドゴムで構成される防振ゴム6Bを搭載した場合を例示する。本変形例の防振機構6は、防振ゴム(ソリッドゴム)6Bと、下側締結板12と、下側締結部材(ボルト)13と、上側締結部材(ボルト)14と、上側締結板16と、を備えて構成される。
In this modified example, a case where a
ソリッドゴム6Bの下端面は下側締結板12に固定されている。またソリッドゴム6Bの上端面は上側締結板16に固定されている。すなわちソリッドゴム6Bは下側締結板12及び上側締結板16と一体に構成されている。
The lower end surface of the
下側締結板12は、実施例1と同様に、下側締結部材13により支持部材11に固定される。上側締結板16は上側締結部材14により取付け部材9の上面9Bに固定されている。この場合、上側締結部材14はボルトであり、上側締結板16は取付け部材9の上面9Bの下面側に固定される。本変形例では、防振ゴム6Aが取付け部材9に締結される上側締結部(上側固定部)は、上側締結板16により構成される。
The
本変形例では、ソリッドゴム6Bの上側締結部14及び下側締結部13は、取付け部材9の上面9Bに対して、一方の側に配置される。このソリッドゴム6Bの締結構造に基づいて、本変形例のソリッドゴム6Bを片側固定型のソリッドゴムと呼ぶ。
In this modification, the
本変形例の片側固定型のソリッドゴム6Bは減衰を高める減衰機構15を備えていない。そのため振動の減衰効果は実施例1の防振機構6よりも小さくなるが、実施例1と同様の効果が得られる。
The one-side fixed
図8は、実施例1に係るキャビン支持構造における支持部の断面図である。
図8は、実施例1のキャビン支持構造に対して、防振機構6の構造を変更した変形例(第2変形例)を示している。本変形例において実施例1と同じ構成については、実施例1と同じ符号を付し、説明を省略する。また、実施例1と異なる部分については、適宜説明する。
FIG. 8 is a cross-sectional view of the support portion in the cabin support structure according to the first embodiment.
FIG. 8 shows a modification (second modification) in which the structure of the
本変形例では、実施例1の液体封入式防振機構の防振ゴム6Aに代えて、挟み込み型ソリッドゴムで構成される防振ゴム6Bを搭載した場合を例示する。本変形例の防振機構6は、防振ゴム(第1ソリッドゴム6C1,第2ソリッドゴム6C2)6Cと、下側締結板12と、下側締結部材(ボルト)13と、上側締結部材(ナット)14と、上側締結板16と、を備えて構成される。
In this modified example, a case where a
挟み込み型ソリッドゴム6Cは、支持部材11と取付け部材9との間に第1ソリッドゴム6C1を配設し、取付け部材9と上側締結板16との間に第2ソリッドゴム6C2を配設した取り付け構造を有する。
The sandwiching type
ソリッドゴム6C1の下端面は下側締結板12に固定されている。ソリッドゴム6C2の上端面は上側締結板16に固定されている。第1ソリッドゴム6C1と第2ソリッドゴム6C2とで取付け部材9を挟み込むようにして、下側締結部材13と上側締結部材14とを締結し、防振機構6を取付け部材9及び支持部材11に固定する。
The lower end surface of the solid rubber 6C1 is fixed to the
本変形例では、防振ゴム6Aの上側締結部(上側固定部)は、上側締結板16により構成されるが、この上側締結部は上側締結板16を取付け部材9に直接締結するものではない。下側締結部材(ボルト)13が支持部材11、下側締結板12、第1ソリッドゴム6C1、取付け部材9、第2ソリッドゴム6C2及び上側締結板16を貫通し、上側締結部材(ナット)14と締結されることで、挟み込み型ソリッドゴム6Cは取付け部材9及び支持部材11に対して保持される。
In this modification, the upper fastening portion (upper fixing portion) of the vibration-
本変形例では、下側締結部材13をボルトとし、上側締結部材14をナットとする。これにより組み付け作業を効率的に実施することができる。しかし、下側締結部材13’をナットとし、上側締結部材14をボルトとすることも可能である。
In this modification, the
図8の挟み込み型ソリッドゴム6Cを用いた防振機構6においても、実施例1と同様の効果が得られる。
The same effect as in the first embodiment can be obtained also in the
図9および図10を用いて、本発明の第2実施例(実施例2)について説明する。本変形例において実施例1と同じ構成については、実施例1と同じ符号を付し、説明を省略する。また、実施例1と異なる部分については、適宜説明する。 A second embodiment (Embodiment 2) of the present invention will be described with reference to FIGS. In this modification, the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment, and description thereof will be omitted. Further, portions different from the first embodiment will be described as appropriate.
図9は、実施例2に係るキャビン支持構造における支持部の拡大図である。
本変形例の防振機構6は、防振ゴム6Aと、下側締結板12と、下側締結部材(ボルト)13と、上側締結部材(ナット)14と、減衰機構15と、を備えて構成される。本変形例の防振機構6とその取り付け構造は実施例1と同様である。
FIG. 9 is an enlarged view of a support portion in the cabin support structure according to the second embodiment.
The
実施例1との主な違いは、取付け部材9及び支持部材11のそれぞれに、各部材を貫通する孔17を設けた点である。すなわち、キャビンフレーム8から伸びる取付け部材9は、上下方向に延設される側面9Aに、側面9Aを貫通するように孔17が設けられている。また、メインフレーム4から伸びる支持部材11は、上下方向に延設される側面11Aに、側面11Aを貫通するように孔17が設けられている。孔17は側面9A及び側面11Aに開口を形成する。
The main difference from the first embodiment is that the mounting
本実施例では、孔17を設けたことにより、キャビン5内の空気が防振機構6の周辺に流れ、防振機構6の周辺温度がキャビン5内温度に近づき、防振機構6の周辺温度とキャビン5内温度とを均等にすることができる。
In the present embodiment, the provision of the
図10は、実施例2に係るキャビン支持構造における支持部の断面図である。
本実施例では、キャビン5の内部温度と防振機構6の周辺温度とを均等にするために、メインフレーム4から伸びる支持部材11にはメインフレーム側隔離板(メインフレーム側隔離部材)18が、キャビン5から伸びる取付け部材9にはキャビン側隔離板(キャビン側隔離部材)19が設置されている。メインフレーム側隔離板18は空間11Cの下部(開口部)に設けられる。キャビン側隔離板は、空間11Cの下部(開口部)で、取付け部材9と支持部材11との間に設けられる。
FIG. 10 is a cross-sectional view of a support section in the cabin support structure according to the second embodiment.
In the present embodiment, in order to equalize the internal temperature of the
メインフレーム側隔離板18及びキャビン側隔離部材19は、防振機構6が配置された空間9C,11Cへの外気の流入及び流出を遮断する。すなわち、メインフレーム側隔離板18及びキャビン側隔離部材19は、減衰機構15を含む防振機構6が配置された空間を外気から遮断する隔離部材である。
The main frame-
メインフレーム側隔離板18の材質はSS400などの鉄鋼材である。一方、キャビン側隔部材19の材質は天然ゴムや合成ゴムなど、防振機構6の挙動に影響を与えない材料が好ましい。
The material of the main
図11及び図12を用いて、防振機構6を温度管理することで得られる効果について説明する。
The effect obtained by controlling the temperature of the
図11は、防振機構の防振特性と温度との関係を示す図である。
図11の横軸が周波数、縦軸が振動伝達率を示している。振動伝達率が1以上の周波数範囲では、防振機構6によってキャビン5に伝達してきた加速度成分が増幅する。一方、振動伝達率が1以下の周波数範囲では、防振機構6によって加速度成分が低減する。防振機構6のゴム部分は樹脂で構成されているため、温度に依存して剛性が変化する。一般的には周囲温度が低くなると剛性が上がり、防振機構6の固有振動数は高周波側にシフトする。一方、周囲温度が高くなると剛性が下がり、防振機構6の固有振動数は低周波側にシフトする。
FIG. 11 is a diagram illustrating the relationship between the vibration isolation characteristics of the vibration isolation mechanism and the temperature.
In FIG. 11, the horizontal axis represents frequency, and the vertical axis represents vibration transmissibility. In the frequency range where the vibration transmissibility is 1 or more, the acceleration component transmitted to the
図12は、入力加速度と防振機構の防振特性との関係を示す図である。なお、この場合の入力加速度はキャビン5に伝わる入力加速度である。
FIG. 12 is a diagram illustrating a relationship between the input acceleration and the vibration isolation characteristics of the vibration isolation mechanism. The input acceleration in this case is the input acceleration transmitted to the
ここでは、10Hz以下の入力加速度ピークを下部走行体1で発生した走行振動による強制加速度と想定し、20Hz以上のピークをエンジン振動で発生した強制加速度と想定する。走行時に下部走行体1で発生する強制加速度Aの周波数は走行速度によって定まり、エンジン振動で発生する強制加速度Bの周波数はエンジン回転数によって定まり、温度には依存しない。そのため、入力加速度は一定周波数成分の加速度入力となる。
Here, it is assumed that the input acceleration peak of 10 Hz or less is the forced acceleration caused by the running vibration generated in the
一方、防振機構6の防振特性は温度に依存した特性となる。仮に防振機構6の周辺部の温度が上昇した場合、防振機構6の防振特性は低周波数側にシフトすることになり、例示する走行振動に起因した強制加速度Aのピークが増大して、乗り心地が悪化する。また、仮に防振機構6の周辺部の温度が低下した場合は、防振機構6の防振特性が高周波側にシフトすることになり、例示するエンジン振動に起因した強制加速度Bのピークが増大して、乗り心地が悪化する。一般的に、防振機構6は常温時の特性において最も防振効果が得られるように設計してあるため、外気温によって防振機構6の防振特性が変化した場合に、乗り心地が悪化することになる。
On the other hand, the anti-vibration characteristics of the
本実施例では、防振機構6の周囲温度の変動を小さくすることで、安定した乗り心地を実現することができる。なお、図10に示した防振機構6は、減衰機構15を設けることにより減衰特性を高めた液体封入式防振機構である。
In the present embodiment, a stable ride quality can be realized by reducing the fluctuation of the ambient temperature of the
図13は、実施例2に係るキャビン支持構造における支持部の断面図である。
図13は、実施例2のキャビン支持構造に対して、防振機構6の構造を変更した変形例(第3変形例)を示している。本変形例は、第1変形例に対して、取付け部材9に孔17を設け、さらにキャビン側隔離部材19を設けた点が異なる。
FIG. 13 is a cross-sectional view of a support section in the cabin support structure according to the second embodiment.
FIG. 13 shows a modification (third modification) in which the structure of the
減衰機構15がない片側固定型ソリッドゴム6Bの場合(実施例1の第1変形例)は、図13に示すように、支持部材11の孔17及びメインフレーム側隔離板18が不要である。この場合は、支持部材11の孔17及びメインフレーム側隔離板18が無くても、実施例2と同様の効果を得ることができる。
In the case of the one-side fixed type
図14は、実施例2に係るキャビン支持構造における支持部の断面図である。
図14は、実施例2のキャビン支持構造に対して、防振機構6の構造を変更した変形例(第4変形例)を示している。本変形例は、第2変形例に対して、取付け部材9に孔17を設け、さらにキャビン側隔離部材19を設けた点が異なる。
FIG. 14 is a cross-sectional view of a support section in the cabin support structure according to the second embodiment.
FIG. 14 shows a modification (fourth modification) in which the structure of the
挟み込み型ソリッドゴム6Cの場合(実施例1の第2変形例)も、支持部材11の孔17及びメインフレーム側隔離板18が不要であり、図14のような構造で、実施例2と同様の効果を得ることができる。
Also in the case of the sandwiching type
図15及び図16を用いて、本発明の第3実施例(実施例3)について説明する。本実施例において実施例1又は実施例2と同じ構成については、実施例1又は実施例2と同じ符号を付し、説明を省略する。また、実施例1又は実施例2と異なる部分については、適宜説明する。 A third embodiment (Embodiment 3) of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the same components as those in the first or second embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first or second embodiment, and the description thereof will be omitted. Further, portions different from the first embodiment or the second embodiment will be appropriately described.
本実施例の防振機構6とその取り付け構造は実施例1と同様である。従って、本実施例の防振機構6は、防振ゴム6Aと、下側締結板12と、下側締結部材(ボルト)13と、上側締結部材(ナット)14と、減衰機構15と、を備えて構成される。
The
図15は、実施例3に係るキャビン支持構造における支持部の拡大図である。
本実施例の実施例1との主な違いは、防振機構6の支持部がキャビンフレーム8から伸びる取付け部材9によって、周囲を覆われていない点である。実施例1では、取付け部材9の上下方向に垂直な断面が矩形状を成し、取付け部材9の内側が上下方向に延設される4つの側面(側壁)9Aによって囲まれる構造であった。これに対して本実施例では、取付け部材9の4つの側面9Aのうち少なくとも一面が切り欠かれ、周方向において側面9Aの一部が存在しない状態である。
FIG. 15 is an enlarged view of a support portion in the cabin support structure according to the third embodiment.
The main difference between the present embodiment and the first embodiment is that the supporting portion of the
実施例2では取付け部材9に孔17が設けられているのに対して、本実施例では孔17よりも開口面積の大きな開口9Dが形成される。
In the second embodiment, the mounting
側面9Aの一面全体を切り欠く必要はないが、実施例2の孔17よりも大きな開口9Dが形成さるようにする。このために、側面9Aの上端から下端まで切り欠くような開口9Dが設けられるとよい。
It is not necessary to cut out the entire surface of the
取付け部材9は防振機構6をフロアプレート10よりも上方に持ち上げるために、防振機構6が固定される上面9Bをフロアプレート10よりも上方に支持できればよい。すなわち側面9Aは、上面9Bがフロアプレート10よりも上方に位置するように、上面9Bとフロアプレート10との間に上下方向(高さ方向)の段差を形成できれば、図示した形態以外の形態であってもよい。
The mounting
図16は、実施例3に係るキャビン支持構造における支持部の断面図である。
本実施例では、図16に示すように、キャビン5から伸びる取付け部9及びフロアプレート10の下にキャビン側隔離板19が設置されており、外気が流入しない構造となっている。取付け部材9は一部の側面9Aが上端から下端まで切り欠かれているため、キャビン側隔離板19の一部はフロアプレート10に接続されている。なお、支持部材11には孔17を含む開口は設けられていない。これにより、実施例1(変形例を含む)及び実施例2と同じ効果が得られる。
FIG. 16 is a cross-sectional view of the support section in the cabin support structure according to the third embodiment.
In this embodiment, as shown in FIG. 16, a cabin-
図17及び図18を用いて、本発明の第4実施例について説明する。本実施例において実施例1〜実施例3と同じ構成については、実施例1〜実施例3と同じ符号を付し、説明を省略する。また、実施例1〜実施例3と異なる部分については、適宜説明する。 A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the same components as those in the first to third embodiments are denoted by the same reference numerals as those in the first to third embodiments, and the description thereof will be omitted. Also, portions different from the first to third embodiments will be described as appropriate.
本実施例の防振機構6とその取り付け構造は実施例1と同様である。従って、本実施例の防振機構6は、防振ゴム6Aと、下側締結板12と、下側締結部材(ボルト)13と、上側締結部材(ナット)14と、減衰機構15と、を備えて構成される。
The
図17は、実施例4に係るキャビン支持構造における支持部の拡大図である。図18は、実施例4に係るキャビン支持構造における支持部の断面図である。
本実施例の実施例3との主な違いは、支持部材11に孔17及びメインフレーム側隔離板18を設けた点である。その他の構成は実施例3と同様である。この場合は、図18に示すように、メインフレーム4から伸びる支持部材11にはメインフレーム側隔離板18を設置することで、支持部材11の空間11C及び孔17を通じて、外気が流入しない構造とする。
FIG. 17 is an enlarged view of a support portion in the cabin support structure according to the fourth embodiment. FIG. 18 is a cross-sectional view of a support section in the cabin support structure according to the fourth embodiment.
The main difference between this embodiment and the third embodiment is that a
これにより、本実施例のキャビン支持構造は実施例3と同様の効果を奏することができる。 Thus, the cabin support structure of the present embodiment can provide the same effects as those of the third embodiment.
なお、支持部材11は、孔17の代わりに、実施例3の取付け部材9のように、側面9Aの一部が切り欠かれることにより開口が形成されてもよい。
Note that, instead of the
実施例3のキャビン支持構造は、実施例1の防振機構6と、実施例2の孔17及びメインフレーム側隔離板18を有する支持部材11と、実施例3の側面9Aが切り欠かれた取付け部材9とを組み合わせた構成である。
The cabin support structure according to the third embodiment has the
このように、本発明は上記した各実施例に限定されるものではなく、様々な変形例を含む。例えば、上記した各実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 As described above, the present invention is not limited to the above embodiments, but includes various modifications. For example, each of the above-described embodiments has been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to those having all configurations. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of one embodiment can be added to the configuration of another embodiment. Also, for a part of the configuration of each embodiment, it is possible to add, delete, or replace another configuration.
本発明に係る実施例は、キャビン5のローリングやピッチングといった乗り心地に寄与する剛体振動モードの固有振動数を高め、乗り心地を向上する手段を提供する。このために、例えば、キャビン5と、キャビン5を搭載するメインフレーム4と、キャビン5を支持する防振ゴムを有する防振機構6とを備えた構造において、キャビン5から伸びる取付け部材9がキャビン5内に凹型の構造を有し、メインフレーム4から伸びる支持部材11がキャビン5内に凸型の構造を有しており、取付け部材9と支持部材11とを防振機構6によって接続した構造を有する。
The embodiment according to the present invention provides means for increasing the natural frequency of the rigid vibration mode that contributes to the riding comfort such as rolling and pitching of the
これにより、キャビン5の重心位置7と防振機構6の支持部材11側の締結部(固定部)との距離を短くすることができ、キャビン5の防振機構6の締結部に対する慣性モーメントを低減することができる。その結果、キャビン5のローリング振動やピッチング振動といった乗り心地に寄与する剛体振動モードの固有振動数を高く設定することができ、乗り心地を向上させることができる。
Thereby, the distance between the
或いは、キャビン5と、キャビン5を搭載するメインフレーム4と、キャビン5を支持する防振ゴムを有する防振機構6と、を備えた構造において、キャビン5から伸びる取付け部材9がキャビン5内に凹型の構造を有し、メインフレームから伸びる支持部材11がキャビン5内に凸型の構造を有しており、取付け部材9と支持部材11とを防振機構6によって接続した構造であり、取付け部材9と支持部材11との側面に開口を有し、防振機構6がキャビン5と連通した空間内に位置する構造を有する。
Alternatively, in a structure including the
これにより、キャビン5のローリング振動やピッチング振動といった乗り心地に寄与する剛体振動モードの固有振動数を高く設計することができるほか、温度調節機能を有するキャビン5と防振機構6とを同一空間に配置することで、外気温度の変化による防振機構6の防振ゴムの特性変化を抑制することができ、安定した防振特性を得ることができる。
Thereby, the natural frequency of the rigid body vibration mode such as rolling vibration and pitching vibration of the
1…下部走行体、2…上部旋回体、3…作業装置、4…メインフレーム、5…キャビン、6…防振機構、7…重心位置、8…キャビンフレーム、9…取付け部材(段差形成部材、キャビン側固定部)、9A…取付け部材の側面(段差面)、9B…取付け部材の上面(防振機構6の取付け面又は固定面)、9C…取付け部材の空間、10…フロアプレート、11…支持部材(段差形成部材、メインフレーム側固定部)、11A…支持部材の側面(段差面)、11B…支持部材の上面(防振機構6の取付け面又は固定面)、11C…支持部材の空間、12…下側締結板(下側締結部、下側固定部)、13…下側締結部材、14…上側締結部材(上側締結部、上側固定部)、15…減衰機構、16…上側締結板(上側締結部、上側固定部)、17…孔(開口)、18…メインフレーム側隔離板(メインフレーム側隔離部材)、19…キャビン側隔離板(キャビン側隔離部材)。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記防振機構は、前記メインフレームの側に固定される下側固定部が前記キャビンのフロアプレートよりも高い位置に配置され、前記キャビンの側に固定される上側固定部が前記下側固定部よりも高い位置に配置され、
前記メインフレームの側に設けられ前記防振機構の前記下側固定部が固定されるメインフレーム側固定部は、上下方向に延設される側面と、前記側面の上端部に設けられる上面と、を有し、
前記キャビンの側に設けられ前記防振機構の前記上側固定部が固定されるキャビン側固定部は、上下方向に延設される側面と、前記側面の上端部に設けられる上面と、を有し、
前記キャビン側固定部の側面は前記メインフレーム側固定部の側面よりも高い位置まで延設され、
前記キャビン側固定部の前記側面は前記キャビンの前記フロアプレートに対して上下方向の段差面を構成し、
前記メインフレーム側固定部の前記側面は前記メインフレームに対して上下方向の段差面を構成し、
前記防振機構は前記キャビン側固定部の前記側面と前記上面とで形成される空間に配置され、
さらに前記キャビン側固定部は、前記キャビン側固定部の前記側面に設けられ前記キャビンの室内と前記空間とを連通する開口と、前記メインフレーム側固定部との間に設けられ前記空間を外気から遮断するキャビン側隔離部材と、を備えていることを特徴とする建設機械。 A main frame, a traveling body provided on the main frame to enable traveling, a cabin mounted on the main frame, and a vibration isolating mechanism disposed so as to be interposed between the cabin and the main frame. Equipped construction machinery,
The anti-vibration mechanism has a lower fixing portion fixed to the main frame side disposed at a position higher than a floor plate of the cabin, and an upper fixing portion fixed to the cabin side has a lower fixing portion. Higher than
The main frame side fixing portion provided on the side of the main frame and to which the lower fixing portion of the vibration isolation mechanism is fixed, a side surface extending vertically, and an upper surface provided at an upper end of the side surface, Has,
A cabin-side fixing portion provided on the cabin side and to which the upper fixing portion of the vibration isolation mechanism is fixed has a side surface extending vertically and an upper surface provided at an upper end portion of the side surface. ,
The side surface of the cabin-side fixing portion extends to a position higher than the side surface of the main frame-side fixing portion ,
The side surface of the cabin-side fixing portion constitutes a vertical step surface with respect to the floor plate of the cabin,
The side surface of the main frame side fixing portion constitutes a vertical step surface with respect to the main frame,
The anti-vibration mechanism is disposed in a space formed by the side surface and the upper surface of the cabin-side fixing portion,
Further, the cabin-side fixing portion is provided on the side surface of the cabin-side fixing portion and communicates between the cabin room and the space, and is provided between the main frame-side fixing portion and the space from outside air. A construction machine , comprising: a cabin-side isolation member that shuts off .
前記メインフレーム側固定部は、前記メインフレーム側固定部の前記側面と前記上面とで形成される空間と、前記メインフレーム側固定部の前記側面に設けられ前記メインフレーム側固定部の前記空間と前記キャビン側固定部の前記空間とを連通する開口と、前記メインフレーム側固定部の前記空間を外気から遮断するメインフレーム側隔離部材と、を有し、
前記防振機構は、前記メインフレーム側固定部の前記空間に配置され、振動を減衰する減衰機構を備えたことを特徴とする建設機械。 The construction machine according to claim 1 ,
The main frame side fixing portion, a space formed by the side surface and the upper surface of the main frame side fixing portion, and the space of the main frame side fixing portion provided on the side surface of the main frame side fixing portion. An opening communicating with the space of the cabin-side fixing portion, and a main frame-side isolation member that blocks the space of the main frame-side fixing portion from outside air,
The construction machine is characterized in that the vibration isolating mechanism includes a damping mechanism that is arranged in the space of the main frame-side fixed portion and that dampens vibration.
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