(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部旋回体を構成する構造体と、前記構造体上に配置された複数の緩衝支持体と、前記複数の緩衝支持体を介して前記構造体上に搭載されたキャブとを有し、前記複数の緩衝支持体それぞれの配置位置において前記構造体自身が前記上部旋回体に設定された支点より片持ち状に支持されることにより有する構造体バネ定数と、前記複数の緩衝支持体それぞれの有する緩衝支持体バネ定数とのそれぞれ合計値を前記緩衝支持体それぞれの配置位置における前記キャブ緩衝用のバネ定数とし、前記複数の緩衝支持体の配置位置それぞれの前記キャブ緩衝用のバネ定数が略同一となるように、前記構造体バネ定数と前記緩衝支持体バネ定数の少なくとも一方のバネ定数を調整設定するようにしたことを特徴とする建設機械のキャブ支持装置。
【請求項２】
前記緩衝支持体は、弾性特性の相違するものが複数設定され、これを選択的に使用するようにしたことを特徴とする請求項１記載の建設機械のキャブ支持装置。
【請求項３】
前記複数の緩衝支持体の緩衝部材として、弾性係数の相異する弾性ゴムを設定したことを特徴とする請求項２記載の建設機械のキャブ支持装置。
【請求項４】
前記複数の緩衝支持体として、バネ定数の相違するバネ部材を有するとともに、ケーシング内部に液体が封入されて振動減衰性を発揮するようにしたダンパを設定したことを特徴とする請求項２記載の建設機械のキャブ支持装置。
【請求項５】
前記構造体は前記上部旋回体の旋回軸受を支点として支持されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の建設機械のキャブ支持装置。
【請求項６】
前記構造体は板状部材により構成されるデッキ部であり、前記複数の緩衝支持体は前記デッキ部にそれぞれ配置されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の建設機械のキャブ支持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベルなど建設機械，作業車両に装備している運転室用キャブの支持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は、実開平２−４５８８１号公報に記載されている一実施例防振装置を示す断面図である。図１１は、図１０に示す防振装置の原理図である。図１１において、１はプラットフォーム、４は運転室でその間に２つのバネ定数ｋ１の弾性ゴム５ａとバネ定数ｋ２の弾性ゴム５ｂがとりつけられている。また前記弾性ゴム５ａ及び５ｂとは別個に、ダンパ６を設けている。１３は箱体で、ブラケット１４でプラットフォーム１上に固設され、上部はバネ定数ｋ３の弾性ゴム１５を介し運転室４にボルト１６により取付けらえている。前記のような構成であるから、高速走行時の共振対策には比較的低いバネ定数ｋ３のバネ５ｃ（図１１におけるバネ５ｃであるが、図１０における弾性ゴム１５と同じ）とダンパ６を使用し、走行時の石への乗り上げ又は掘削時の突発的ショック時等には大きなバネ定数ｋ１又はｋ２等の作用するゾーンを使用することになるので、高速時の乗り心地が改良されると共に、掘削時等の突発的ショックによる大変位を防止することができる。
【０００３】
また図１２は、特開平３−９６５２７号公報に記載されている一実施例運転室１８の支持構造を示す要部断面図である。図１２に示す支持構造では、運転室１８の前部左右を上部旋回体３４のフレーム３３に配設した４個の緩衝支持体９’，１０’，１１’，１２’で支持し、また前記フレーム３３の運転室後部両側位置にサポート部材２２，２３を設け、運転室１８の重心（床板２１上面より寸法Ｈの高さに重心Ｇが存在する）近くを、上記サポート部材２２，２３と緩衝支持体２４，２５にて支持するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図１０及び図１１に示す従来技術の一実施例防振装置では、建設機械の高速走行時の共振対策には比較的低いバネ定数ｋ３のバネ５ｃとダンパ６を使用して高速走行時における運転室４の共振を防ぎ、高速時の乗り心地の改良を図るようにし、また走行時の石への乗り上げ、又は掘削時の突発的ショック時にはバネ定数ｋ１（バネ５ａ）又はｋ２（バネ５ｂ）の作用するゾーンを使用して大変位を防ぐようにしている。しかし前記バネ５ａ，５ｂ，５ｃ、及びダンパ６のプラットフォーム１に対する配置の記載はされていない。通常、前記プラットフォーム１は車体中央部を支点として片持状態（いわゆるオーバハングの状態）に形成されているので、前記バネ５ａ，５ｂ，５ｃ、及びダンパ６の配置されているプラットフォーム１の各配置位置部の、前記車体中央部に対するバネ定数の値はそれぞれ相異なっている。そのために前記各配置位置に緩衝用のバネ又はダンパをそれぞれ配置すると、運転室４を支持している複数個の支持部分の各バネ定数がまちまちな値のものとなる。したがって前記建設機械の走行時，掘削時には前記各支持部分にアンバランスな振動が作用するとともに、運転室４を歪形させるような変位が発生する。運転室４の構造強度に悪影響を及ぼし、運転室４が破損を生じるようになるので、メンテナンス上、非常に具合が悪い。
【０００５】
また図１２に示す従来技術の一実施例運転室１８の支持構造では、いずれも弾性ゴムをそなえ、形状，構造が同じ６個の緩衝支持体９’〜１２’、２４，２５をフレーム３３及びサポート部材２２，２３に対し、計６箇所の位置に配置している。前記緩衝支持体９’〜１２’，２４，２５のそれぞれバネ定数はすべて同一の値と思われるが、前記フレーム３３及びサポート部材２２，２３の前記計６箇所の各配置部分の車体中央部に対するバネ定数はそれぞれ相異なっている。したがって前記運転室１８の支持構造の場合も、前記図１０及び図１１に示す防振装置の場合と同様な作用が行われるので、前記運転室１８の構造メンテナンス上、非常に具合が悪い。本発明は、運転室を支持している複数個所の支持部がすべて同等のバネ定数をそれぞれそなえることによって、運転室用のキャブの構造メンテナンス性を向上させるようにした建設機械のキャブ支持装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上部旋回体を構成する構造体と、前記構造体上に配置された複数の緩衝支持体と、前記複数の緩衝支持体を介して前記構造体上に搭載されたキャブとを有し、前記複数の緩衝支持体それぞれの配置位置において前記構造体自身が前記上部旋回体に設定された支点より片持ち状に支持されることにより有する構造体バネ定数と、前記複数の緩衝支持体それぞれの有する緩衝支持体バネ定数とのそれぞれ合計値を前記緩衝支持体それぞれの配置位置における前記キャブ緩衝用のバネ定数とし、前記複数の緩衝支持体の配置位置それぞれの前記キャブ緩衝用のバネ定数が略一定となるように、前記構造体バネ定数と前記緩衝支持体バネ定数の少なくとも一方のバネ定数を調整設定するようにした。
【０００７】
上部旋回体のキャブを搭載する構造体では支点からの距離（剛性体からの距離、或いは旋回軸受からの距離）が離れた位置ほど構造体自体が有するバネ定数は低くなり、逆に支点からの距離が近いほどバネ定数は高くなる。この構造体バネ定数を把握して、キャブを支持する緩衝支持体のバネ定数と構造体バネ定数を合計したバネ定数をキャブ緩衝用のバネ定数として捉えることで各緩衝支持体の配置位置でのキャブを緩衝支持するための適切なバネ定数を得ることができる。これはキャブ自体の重量バランスや建設機械の振動特性を考慮したバネ定数を設定することが可能である。またこのバネ定数の調整は前記構造体の剛性を調整するか、或いはバネ定数の異なる緩衝支持体を適宜用いることで容易且つ確実に行える。特に、前記複数の緩衝支持体の配置位置それぞれのキャブ緩衝用のバネ定数が略同一となるように設定すれば、建設機械が走行或いは掘削を行う時には、前記キャブの各支持部分にバランスのとれた振動が作用するので、前記キャブの歪形を最小限度に抑えることができる。
【０００８】
また、前記緩衝支持体は、弾性特性の相違するものが複数設定され、これを選択的に使用するようにした。これにより構造体の剛性が相違する他機種であっても適用が可能である。また弾性特性として振動減衰性をもった緩衝支持体を設定しておけば、より適切な緩衝効果を得ることができる。より具体的には前記緩衝支持体の緩衝部材として弾性ゴムを用いているものは前記弾性ゴムのバネ定数を変えるようにし、また前記緩衝支持体として、ケーシング内部に液体が封入されて振動減衰性を発揮するようにしたダンパでは、そのバネ定数を変えることによって、前記設定を容易に行うことができ、複数の弾性特性を有する緩衝支持体を得ることができる。
【０００９】
また、前記構造体を前記上部旋回体の旋回軸受を支点として支持される片持ち状として捉えることにより、上部旋回体全体の弾性特性を考慮することができ、よりキャブへ作用する振動をバランスの良いものとすることができる。更に、構造体を板状部材により構成されるデッキ部として、前記複数の緩衝支持体は前記デッキ部にそれぞれ配置した場合には、デッキ部のバネ定数の支点との距離による差は大きくなることから、より本願発明の上記効果が顕著に得られる。上部旋回体のフレーム全体を板材で形成した場合もこれに含まれる。
【００１０】
通常、運転室用のキャブは、複数個所（例えば４箇所，６箇所など）の緩衝支持体を介して上部旋回体の構造体である旋回フレームのデッキ部に取付けられている。この場合、前記デッキ部における前記緩衝支持体用の複数箇所の配置位置部の内、車体中央部より最も離れた距離にある配置位置部の、車体中央部を支点とするバネ定数は最も低い（小さい）。逆に車体中央部に最も近い距離にある配置位置部の、車体中央部を支点とするバネ定数はもっとも高い（大きい）。したがって前記デッキ部の複数箇所の配置位置部の内、バネ定数の小さい配置位置部に対してバネ定数の大きい緩衝支持体を、またバネ定数の大きい配置位置部に対してバネ定数の小さい緩衝支持体をそれぞれ配置することにより、前記各配置位置部の構造体バネ定数と、前記各配置位置部に配置される前記各緩衝支持体の緩衝支持体バネ定数をそれぞれ加えた各値が、各々同等の値となる。したがって本発明のキャブ支持装置を装備した建設機械が走行或いは掘削を行う時には、前記キャブの各支持部分にバランスのとれた振動が作用するので、前記キャブの歪形を最小限度に抑えることができるのである。また、前記各配置位置部の構造体バネ定数と、前記各配置位置部に配置される前記各緩衝支持体の緩衝支持体バネ定数をそれぞれ加えた各値を、キャブ自身の重量バランスや、建設機械の振動特性を考慮して変化を付けた値に設定することにより、より乗り心地の向上を図れる場合もある。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態のキャブ支持装置をそなえた油圧ショベルの左側面図である。図において、２は油圧ショベルの下部走行体、３は下部走行体２の上部に旋回軸受７を介して連設された上部旋回体、８は上部旋回体３の構造体である旋回フレーム（図示では見えないが後述する）のデッキ部、１７はデッキ部８の上方に載設された運転室、１９は運転室１７を構成するキャブ、２０は上部旋回体３の前部に装着した作業アタッチメントである。図２は、図１における油圧ショベルの右側面図である。なお図２に示すように、デッキ部８の前端は上部旋回体３の右側の前端イより寸法Ｙだけ前方へ突出して形成されている。図３は、図１における油圧ショベルの平面図である。図４は、図１における油圧ショベルの上部旋回体３の旋回フレーム２６を示す平面図である。図において、ａ，ｂ，ｃ，ｄは後述する複数個（本実施形態では４個にしている）の緩衝支持体をそれぞれ取付けるために旋回フレーム２６のデッキ部８に設けた配置位置部である。図５は、図４のＡより見た要部左側面図である。
【００１２】
図６は、図５における配置位置部ａ，ｂ，ｃ，ｄのいずれかに配置した状態の一実施形態の緩衝支持体２７を示す断面図である。図において、２８はキャブ１９の支持板、２９は緩衝支持体２７の取付板、３０，３０’はそれぞれ緩衝部材である弾性ゴム、３１はカバー金具、３２はボルトである。図７は、図６の原理図である。図８は、図５における配置位置部ａ，ｂ，ｃ，ｄのいずれかに配置した状態の他実施形態の緩衝支持体３５を示す断面図である。図において、２８はキャブ１９の支持板、２９’は緩衝支持体３５の取付板、３６は緩衝支持体３５のケーシング、３７はケーシング３６の軸心部に設けられているたて軸、３８はたて軸３７をケーシング３６に連結している弾性ゴム、３９はケーシング３６内部にシリコンオイルなどの高粘性液が封入されているダンパ、４０はたて軸３７の下端部に取付けられているダンパ３９の振動減衰用プレート、４１は振動減衰用プレート４０に開穿されているオリフィス、４２はたて軸３７と支持板２８とを固定しているボルトである。図９は、図８の原理図である。
【００１３】
次に、本実施形態のキャブ支持装置の構成を図１〜図９について述べる。本実施形態では、上部旋回体３の旋回フレーム２６のデッキ部８に複数個（本実施形態では４個）の緩衝支持体（４個とも図６に示す緩衝支持体２７を用いてもよいし、また４個とも図８に示す緩衝支持体３５を用いてもよいし、或いはまた緩衝支持体２７と３５とを組み合わせて計４個になるようにしてもよい）の配置位置部ａ，ｂ，ｃ，ｄ（図４に示す）を設定し、前記４個の緩衝支持体を介して運転室１７用のキャブ１９を前記デッキ部８に搭載している油圧ショベルにおいて、前記上部旋回体３の下面部の旋回軸受７を支点とした前記デッキ部８の前記各配置位置部ａ，ｂ，ｃ，ｄのバネ定数（ｋｆａ，ｋｆｂ，ｋｆｃ，ｋｆｄ）をそれぞれ求め（構造的振動解析手段による）、前記各配置位置部ａ，ｂ，ｃ，ｄのバネ定数ｋｆ（バネ定数はそれぞれｋｆａ，ｋｆｂ，ｋｆｃ，ｋｆｄであるが、説明の都合上、代表してｋｆとした）と、前記各配置位置部ａ，ｂ，ｃ，ｄに配置される前記各緩衝支持体のバネ定数（緩衝支持体２７のバネ定数がｋｍで、緩衝支持体３５のバネ定数がｋｍ’である）をそれぞれ加えた各値が、各々同等の値ｋｏとなるように設定した。そして前記の場合、前記緩衝支持体（２７，３５）の緩衝部材として弾性ゴム（３０，３０’，３８）を用いているものに対して前記弾性ゴムのバネ定数をそれぞれ相異なるもの（前記加え算によっては同一の場合もあり得るが、それらも含める）に設定し、また前記緩衝支持体（３５）として、ケーシング３６内部に液体が封入されて振動減衰性を発揮するようにしたダンパ３９を用いているものに対し前記ダンパ３９のバネ定数をそれぞれ相異なるものに設定した。
【００１４】
次に、本実施形態のキャブ支持装置の作用について述べる。本実施形態においてキャブ１９は、４箇所の緩衝支持体（２７又は３５）を介して旋回フレーム２６のデッキ部８に取付けられている。この場合、前記デッキ部８における４箇所の配置位置部ａ，ｂ，ｃ，ｄの内、車体中央部の旋回軸受７より最も離れた距離にある配置位置部ａの、前記旋回軸受７を支点とするバネ定数は最も小さい。逆に前記旋回軸受７に最も近い距離にある配置位置部ｄの、前記旋回軸受７を支点とするバネ定数は最も大きい。したがって前記配置部ａ，ｂ，ｃ，ｄの内、バネ定数の大きい配置位置部に対してバネ定数の大きい緩衝支持体を、またバネ定数の大きい配置位置部に対してバネ定数の小さい緩衝支持体をそれぞれ配置することにより、前記各配置部ａ，ｂ，ｃ，ｄのバネ定数（バネ定数はそれぞれｋｆａ，ｋｆｂ，ｋｆｃ，ｋｆｄであるが、図７及び図９では代表してｋｆにしている）と、前記各配置位置部ａ，ｂ，ｃ，ｄに配置される前記各緩衝支持体２７又は３５のバネ定数ｋｍ又はｋｍ’をそれぞれ加えた各値が、各々同等の値ｋｏとなる。なお前記各緩衝支持体（２７，３５）の緩衝部材として弾性ゴム（３０，３０’，３８）を用いているものは前記弾性ゴム（３０，３０’，３８）のバネ定数を変えるようにし、また前記緩衝支持体（３５）として、ケーシング３６内部に液体が封入されて振動減衰性を発揮するようにしたダンパ３９では、そのバネ定数を変えることによって、前記バネ定数ｋｏの設定を容易に行うことができる。したがって本発明のキャブ支持装置を装備した油圧ショベルが走行或いは掘削を行う時には、前記キャブ１９の各支持部分（図６及び図８に示す支持板２８の支持部分）にバランスのとれた振動が作用するので、前記キャブ１９の歪形を最小限度に抑えることができる。すなわち油圧ショベルの走行時，掘削時に生じる衝撃などがキャブ１９の構造強度に悪影響を及ぼさないようになるので、キャブ１９の構造メンテナンス性を向上させることができる。
【００１５】
【発明の効果】
本発明のキャブ支持装置を装備した建設機械が走行或いは掘削を行う時には、前記キャブの各支持部分にバランスのとれた振動が作用するので、前記キャブの歪形を最小限度に抑えることができる。すなわち建設機械の走行時，掘削時の生じる緩衝などがキャブの構造強度に悪影響を及ぼさないようになるので、キャブの構造メンテナンス性を向上させることができる。また乗り心地の向上を図ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態のキャブ支持装置をそなえた油圧ショベルの左側面図である。
【図２】  図１における油圧ショベルの右側面図である。
【図３】  図１における油圧ショベルの平面図である。
【図４】  図１における油圧ショベルの上部旋回体の旋回フレーム示す平面図である。
【図５】  図４のＡより見た要部左側面図である。
【図６】  図５における配置位置部のいずれかに配置した状態の一実施形態の緩衝支持体を示す断面図である。
【図７】  図６の原理図である。
【図８】  図５における配置位置部のいずれかに配置した状態の他実施形態の緩衝支持体を示す断面図である。
【図９】  図８の原理図である。
【図１０】  従来技術の一実施例防振装置を示す断面図である。
【図１１】  図１０に示す防振装置の原理図である。
【図１２】  従来技術の一実施例運転室の支持構造を示す要部断面図である。
【符号の説明】
３，３４  上部旋回体
４，１７，１８  運転室
５ａ，５ｂ，１５，３０，３０’，３８  弾性ゴム
６，３９  ダンパ
７  旋回軸受
８  デッキ部
９’，１０’，１１’，１２’，２４，２５，２７，３５  緩衝支持体
１９  キャブ
２６  旋回フレーム
３６  ケーシング
ａ，ｂ，ｃ，ｄ  配置位置部
【図１】
0003891514.tif 000002
【図２】
0003891514.tif 000003
【図３】
0003891514.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003891514.tif 000008
【図８】
0003891514.tif 000009
【図９】
0003891514.tif 000010
【図１０】
0003891514.tif 000011
【図１１】
0003891514.tif 000012
【図１２】
0003891514.tif 000013