JPH0544232A - 作業機の運転室 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 運転室内に外部から振動が伝達されるのを緩
衝し、ローリングやピッチングの発生を防止して乗り心
地を向上させる。 【構成】 旋回フレーム４には、隙間Ｇを介して運転室
本体８を外側から囲む支持枠２２を設け、運転室本体８
は床板１０側の４隅に設けた下部緩衝支持体１１，１
１，…によって支持すると共に、前記支持枠２２から４
個の他の緩衝支持部材２６，２６，…を介して天井部８
Ａの４隅で支持する。下部緩衝支持体１１のばね定数を
小さくして運転室２１の固有振動数を小さくでき、他の
緩衝支持体２６，２６，…がローリングやピッチングを
緩衝して乗り心地を改善できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば油圧ショベル等
の作業機に設けられ、本体フレームからの振動を減衰さ
せ、オペレータの操作性、居住性等を向上できるように
した作業機の運転室に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７ないし図１１に従来技術の運転室付
き作業機として油圧ショベルを例に挙げて示す。

【０００３】図中、１は下部走行体、２は旋回装置、３
は該旋回装置２を介して下部走行体１上に旋回可能に搭
載され、作業機本体を構成する上部旋回体を示し、該上
部旋回体３は、骨組構造をなす本体フレームとしての旋
回フレーム４と、該旋回フレーム４上に設けられた機械
室５と、該機械室５の前部左側に位置して旋回フレーム
４上に設けられ、後述する運転室本体８と該運転室本体
８内に設けられた各種の操作レバーや計器等からなる運
転室６と、機械室５の後側に位置して旋回フレーム４の
後部に設けられたカウンタウエイト７とからなり、該カ
ウンタウエイト７は後述の作業装置１７に対して上部旋
回体３全体をバランスさせるようになっている。

【０００４】８は旋回フレーム４上に配設され、前記運
転室６の外枠を構成する運転室本体を示し、該運転室本
体８は、鋼製の薄板を板金プレス加工および溶接するこ
とにより、前後方向に伸長する長方形状の天井部８Ａ
と、上下方向の中間部分が前向きに突出する略く字状の
前面部８Ｂと、前記旋回フレーム４に対しほぼ垂直面と
なった縦長な長方形状の後面部８Ｃと、該後面部８Ｃお
よび前面部８Ｂの形状に応じて、前向きに突出する部分
が設けられた略五角形状の左，右の側面部８Ｄ，８Ｄ
（一方のみ図示）等とからなる箱形状のキャブボックス
として形成されている。

【０００５】また、該運転室本体８の左側面部８Ｄには
ドア９が設けられ、運転室本体８の下面側には床板用ブ
ラケット８Ｅを介して床板１０が取付けられている。

【０００６】１１，１１，…は下部緩衝支持体を示し、
該各下部緩衝支持体１１は図９に示す如く、２個の防振
ゴム１２，１２とスペ−サ１３および２個のストッパ１
４，１４とから構成されている。ここで、各下部緩衝支
持体１１は運転室本体８と旋回フレーム４との間に前，
後、左，右に離間して４個（２個のみ図示）設けられ、
運転室本体８，床板１０等と共に旋回フレーム４に固定
されている。

【０００７】１２，１２は防振ゴムを示し、該各防振ゴ
ム１２は短尺かつ厚肉な円柱状に形成され、該各防振ゴ
ム１２には上，下面の中心を軸方向に貫通する挿通穴１
２Ａが穿設されている。そして、該各防振ゴム１２は旋
回フレーム４の上面部４Ａに穿設された取付穴４Ｂと同
軸上に各２個ずつ配設され 旋回フレーム４の上面部４
Ａを上，下両方向から挟んでいる。

【０００８】１３はスペ−サを示し、該スペ−サ１３は
軸方向にボルト挿通穴１３Ａを有する金属製の筒体で、
該スペ−サ１３は旋回フレ−ム４の取付穴４Ｂ内に遊嵌
され、前記上，下の防振ゴム１２，１２の各挿通穴１２
Ａ内に嵌合するように挿通されている。そして、該スペ
−サ１３の上，下両端は後述するストッパ１４，１４の
各底部１４Ｂに当接している。

【０００９】１４，１４はストッパを示し、該各ストッ
パ１４は前記防振ゴム１１よりやや大径な円板状に形成
され、中央にボルト挿通穴１４Ａが穿設された底部１４
Ｂと、該底部１４Ｂの外周側から軸方向に延設され、前
記各防振ゴム１２よりも短尺に形成された筒部１４Ｃ
と、筒部１４Ｃの開口部１４Ｄとからなる有底筒状に形
成されている。そして、該各ストッパ１４は旋回フレー
ム４の上面部４Ａを挟んで互いの開口部１４Ｄを対向さ
せ、上，下の各防振ゴム１２を外側から覆うように取付
けられている。

【００１０】１５，１５…はボルトを示し、該各ボルト
１５は床板用ブラケット８Ｅのボルト挿通穴８Ｆに運転
室本体８の内側から差込まれ、スペ−サ１３のボルト挿
通穴１３Ａ、床板１０のボルト挿通穴１０Ａ、旋回フレ
ーム４の上面部４Ａの取付穴４Ｂ内を伸長し、下部緩衝
支持体１１の下側、すなわちストッパ１４の底部１４Ｂ
の下側からナット１６を螺合させて締付けることによ
り、運転室本体８を旋回フレーム４上に位置決めしてい
る。

【００１１】１７は上部旋回体３の前部に設けられた作
業装置を示し、該作業装置１７は、旋回フレーム４の前
部に俯仰動可能に設けられたブーム１７Ａと、該ブーム
１７Ａの先端に俯仰動可能に設けられたアーム１７Ｂ
と、該アーム１７Ｂの先端に回動可能に設けられたバッ
クホウ式のバケット１７Ｃとからなり、これらのブーム
１７Ａ，アーム１７Ｂ，バケット１７Ｃはブームシリン
ダ１７Ｄ，アームシリンダ１７Ｅ，バケットシリンダ１
７Ｆによってそれぞれ作動されるようになっている。そ
して、該作業装置１７は土砂等の掘削作業時に、ブーム
シリンダ１７Ｄ，アームシリンダ１７Ｅによってブーム
１７Ａ，アーム１７Ｂを俯仰動させつつ、バケットシリ
ンダ１７Ｆによってバケット１７Ｃを回動させ、該バケ
ット１７Ｃにより土砂等を掘削するようになっている。

【００１２】このように構成される油圧ショベルでは、
上部旋回体３の機械室５内に原動機および該原動機によ
って駆動される油圧ポンプ（いずれも図示せず）を設
け、該油圧ポンプから吐出される圧油を下部走行体１の
走行用油圧モータ（図示せず）および作業装置１７の各
シリンダ１７Ｄ，１７Ｅ，１７Ｆ等に給排することによ
り、これらを作動させ、車両を走行させたり、土砂等の
掘削作業を行ったりするようにしている。

【００１３】そして、このときエンジンからの振動、走
行時の振動および作業時の掘削反力等による振動等を振
動源として旋回フレーム４側から運転室本体８に伝わる
振動を各下部緩衝支持体１１の防振ゴム１２，１２によ
って緩衝し、振動，騒音を軽減して運転室６の乗り心地
を悪化させないようにしている。

【００１４】

【発明が解決する課題】ところで、上述した従来技術で
は、旋回フレーム４の上面部４Ａ上での４箇所に下部緩
衝支持体１１，１１，…を配設し、運転室６に外部から
の振動が伝達されないようにしている。

【００１５】ここで、運転室６の重量をＷ、下部緩衝支
持体１１，１１，…の合計のばね定数をｋ、重力加速度
をｇとすると、運転室６の固有振動数ｆは

【００１６】

【数１】 で表わされる。

【００１７】ここで、運転室本体８を図１０に示すよう
な１自由度系の振動モデルで近似し、下側から振幅ａ_o
の強制振動ａ_oｃｏｓωｔが上下方向に加えられたと
き、運転室に伝達される振動の振幅をａとすると、振動
伝達率τは

【００１８】

【数２】 で表わされる。

【００１９】このとき、振動数比ηと振動伝達率τとの
関係は、図１１の特性線図に示す如く、振動数比ηがη
＝１前後のときに共振によって振動が増大し、振動数比
ηが大きくなるほど振動が伝わりにくくなるのが分か
る。

【００２０】そして、運転室６全体の質量が４００〜５
００ｋｇ、下部緩衝支持体１１，１１，…のばね定数が
２０００〜８０００ｋｇ／ｃｍの条件では、前記数１よ
り、運転室６の固有振動数ｆは約２０〜４５Ｈｚとな
る。

【００２１】ところが、この約２０〜４５Ｈｚの振動は
油圧ショベルの作動時の振動に多く含まれ、運転室６の
固有振動数が前記の範囲にあると振動数比ηがη＝１に
近付いて、運転室６へ振動の伝達が大きくなり、乗り心
地を悪化させるという問題がある。

【００２２】一方、固有振動数ｆを低くするために下部
緩衝支持体１１，１１，…のばね定数を小さくすると、
上下方向の振幅は抑えることができるものの、運転室６
が前後方向に振動するピッチングや運転室６が左右方向
に振動するローリングを生じて乗り心地を悪化させ易く
なり、さらに下部緩衝支持体１１が撓んだときに防振ゴ
ム１２に発生する応力が増大し、下部緩衝支持体１１の
耐久性に悪影響を及ぼすという問題がある。

【００２３】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明は運転室の固有振動数を低くして
振動を緩衝できると共に、ピッチングやローリングを抑
えて乗り心地を改善できるようにした作業機の運転室を
提供することを目的としている。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上術した課題を解決する
ために本発明が採用する構成の特徴は、本体フレームに
運転室本体を囲むように支持枠を固定して設け、該支持
枠と運転室本体との間には、下部緩衝支持体と共に運転
室本体の振動を緩衝する他の緩衝支持体を設けたことに
ある。

【００２５】また、前記支持枠は運転室本体を上側から
覆うヘッドガードによって構成し、該ヘッドガードと運
転室本体との間に前記他の緩衝支持体を設けてもよい。

【００２６】

【作用】上記構成により、運転室本体を支持枠側からも
他の緩衝支持体によって支持するから、下部緩衝支持体
のばね定数を小さくでき、運転室の固有振動数を小さく
して運転室に伝わる振動を低減することができる。ま
た、支持枠と運転室本体の間で他の緩衝支持体は下部緩
衝支持体と共に前後方向および左右方向の振動を緩衝
し、運転室本体がローリングやピッチングを起こすのを
防止できる。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１ないし図６に基
づき詳述する。なお、前述した従来技術と同一の構成要
素に同一符号を付し、その説明を省略する。

【００２８】図中、２１は本実施例による作業機の運転
室を示し、該運転室２１は運転室本体８に加えて後述の
支持枠２２および他の緩衝支持体２６，２６，…等を備
えて構成されている。

【００２９】２２は支持枠を示し、該各支持枠２２は
左，右の支持ビーム２３，２３と前補強部材２４，後補
強部材２５とから構成されている。

【００３０】ここで、各支持ビーム２３は、断面略コ字
形状の鋼材によって形成され、上，下のフランジ部２３
Ａ，２３Ａと、該各フランジ部２３Ａ間を連結した底部
２３Ｂとから構成されている。そして、該各支持ビーム
２３は、運転室本体８の前面部８Ｂ，天井部８Ａ，後面
部８Ｃの外形にそれぞれ対応してこれらを外側から囲む
ように屈曲して形成されることにより、前側ビーム部２
３Ｃ，上側ビーム部２３Ｄ，後側ビーム部２３Ｅとによ
って構成される。なお、該各支持ビーム２３の上側ビー
ム部２３Ｄには、運転室本体８の天井部８Ａの四隅と対
応する位置でフランジ部２３Ａに後述する大径の貫通穴
３１，３１，…が穿設され、後述する他の緩衝支持体２
６の防振ゴム２７が上側ビーム部２３Ｄの上側のフラン
ジ部２３Ａに当接するようになっている。

【００３１】また、該各支持ビーム２３は前側ビーム部
２３Ｃの下端が運転室本体８の前部で、後側ビーム部２
３Ｅの下端が運転室本体８の後部でそれぞれ旋回フレー
ム４に溶接され、該各支持ビーム２３と運転室本体８と
の間に所定寸法の隙間Ｇを形成するようになっている。

【００３２】２４，２５はそれぞれ前補強部材，後補強
部材を示し、該各補強部材２４，２５は断面略Ｌ字状の
鋼材によって構成され、前記支持ビーム２３，２３の各
上側ビーム部２３Ｄの前，後２箇所で各上側ビーム部２
３Ｄに対し直角に溶接して取付けられ、支持ビーム２
３，２３を互いに連結している。

【００３３】２６，２６，…は運転室本体８と前記支持
枠２２との間に設けられた他の緩衝支持体を示し、該各
他の緩衝支持体２６は、図３に示す如く、１個の防振ゴ
ム２７と、２個の固定ねじ２８，２８とから構成されて
いる。そして、該各緩衝支持体２６の防振ゴム２７は中
実の円柱状に形成され、該防振ゴム２７の上，下各面か
らは固定ねじ２８のねじ部２８Ａ，２８Ａが突出してい
る。また、該各固定ねじ２８は先端側に雄ねじが形成さ
れたねじ部２８Ａと、基端側に形成された短尺な六角柱
状の固定部２８Ｂとから構成され、該固定ねじ２８，２
８は固定部２８Ｂ，２８Ｂが前記防振ゴム２７の上，下
両端側に埋設されている。

【００３４】ここで、各緩衝支持体２６は先端のねじ部
２８Ａ，２８Ａを、前記支持枠２２を構成する各支持ビ
ーム２３の上側ビーム部２３Ｄの上側に位置するフラン
ジ部２３Ａに前，後の２箇所、合計４箇所に設けられた
各ボルト挿通穴２９と、運転室本体８の天井部８Ａの４
隅に設けた各ボルト挿通穴３０とに挿通させ、防振ゴム
２７を上側ビーム部２３Ｄの下側のフランジ部２３Ａに
設けた貫通穴３１内に配置した状態でナット３２，３２
によって締着されている。

【００３５】本実施例は以上に述べた構成を有するもの
で、その基本的な作動については従来技術によるものと
格別差異はない。

【００３６】然るに本実施例では、運転室２１を運転室
本体８と旋回フレーム４に固着され、隙間Ｇを介して運
転室本体８を外側から囲む支持枠２２と、該支持枠２２
の内側で運転室本体８を天井部８Ａの４隅で支持する他
の緩衝支持体２６，２６，…とによって構成したから、
他の緩衝支持体２６，２６，…によって運転室本体８を
支持枠２２内に釣り下げて支持することができ、下部緩
衝支持体１１，１１，…のばね定数を小さくして運転室
２１の固有振動数を小さくすることができる。

【００３７】従って本実施例によれば、油圧ショベルの
走行時や作業時に発生する振動が旋回フレーム４から運
転室２１へと伝達されるのを低減でき、乗り心地を改善
することができる。また、他の緩衝支持体２６，２６，
…によって運転室本体８の上側を支持することにより、
該運転室本体８が前後や左右に振動するのを緩衝してロ
ーリングやピッチングの発生を防止することができる。

【００３８】次に、図４は本発明の第２の実施例を示
し、本実施例では前記第１の実施例と同一の構成要素に
同一符号を付しその説明を省略するものとするに、本実
施例の特徴は、他の緩衝支持体２６，２６，…を各支持
ビーム２３の前側ビーム部２３Ｃ、後側ビーム部２３Ｅ
と運転室本体８との間に設けたことにある。

【００３９】ここで、各支持ビーム２３の前側ビーム部
２３Ｃ、後側ビーム部２３Ｅには各緩衝支持体２６の防
振ゴム２７が挿通される大径の貫通穴４１、４１がフラ
ンジ部２３Ａに穿設され、前側ビーム部２３Ｃ、後側ビ
ーム部２３Ｅと運転室本体８の前面部８Ｂと後面部８Ｃ
との間に各緩衝支持体２６を配設するようになってい
る。

【００４０】かくして、このように構成される本実施例
でも、前記第１の実施例とほぼ同様の作用効果を得るこ
とができるが、特に本実施例では、運転室本体８の前，
後側に他の緩衝支持体２６，２６を設けたから、運転室
本体８が前後に振動するピッチングの発生をより効果的
に防止することができる。

【００４１】次に、図５は本発明の第３の実施例を示
し、本実施例でも前記第１の実施例と同一の構成要素に
同一符号を付しその説明を省略するものとするに、本実
施例の特徴は、各支持ビーム２３の上側ビーム部２３Ｄ
から下向きに垂下して支持ブラケット５１，５１，…を
設け、該各支持ブラケット５１と運転室本体８の各側面
部８Ｄとの間にそれぞれ他の緩衝支持体２６を設けたこ
とにある。

【００４２】ここで、該各支持ブラケット５１は、前，
後の各補強部材２４，２５と同様に断面略Ｌ字状の鋼材
によって構成され、各支持ビーム２３の上側ビーム部２
３Ｄに各補強部材２４，２５と対応する位置で左，右に
突出するように配設され、該各支持ブラケット５１の端
面は長方形の鋼板５１Ａによって閉塞されている。そし
て、各緩衝支持体２６は運転室本体８と前記各支持ブラ
ケット５１の端面を構成する鋼板５１Ａとの間に設けら
れ、運転室本体８の各側面部８Ｄを上側の４箇所で支持
するようになっている。

【００４３】かくして、このように構成される本実施例
でも、前記第１の実施例とほぼ同様の作用効果を得るこ
とができるが、特に本実施例では、運転室本体８を該運
転室本体８の各側面部８Ｄと各支持ビーム２３に設けた
各支持ブラケット５１との間で他の緩衝支持体２６，２
６，…を介して支持する構成としたから、運転室本体８
が左右方向に振動するのを各緩衝支持体２６によって緩
衝でき、ローリングの発生を効果的に防止することがで
きる。

【００４４】次に、図６は本発明の第４の実施例を示
し、本実施例の特徴は支持枠をヘッドガードによって構
成したことにある。なお、本実施例でも前記第１の実施
例と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省
略するものとする。

【００４５】図中、６１は大型の油圧ショベル等に設け
られる運転室を示し、該運転室６１は、旋回フレーム６
２上に設けられた後述の運転室本体６３とヘッドガード
６５とから大略構成され、運転室本体６３とヘッドガー
ド６５の間には、例えば５個の他の緩衝支持体２６，２
６，…が設けられている。

【００４６】６３は運転室本体を示し、該運転室本体６
３は従来技術で述べた運転室本体８とほぼ同様に、図示
されない天井部、前面部６３Ａ，後面部６３Ｂ，側面部
６３Ｃ，６３Ｃ（一方のみ図示）とから構成され、該運
転室本体６３には、大型の油圧ショベルでは旋回フレー
ム６２の上面６２Ａが地面から高くなるため、後面部６
３Ｂにドア６４が設けられている。そして、該運転室本
体６３は図７ないし図１１に示す従来技術と同様に、図
示しない下部緩衝支持体を介して旋回フレーム６２上に
設けられている。

【００４７】６５は支持枠としてのヘッドガードを示
し、該ヘッドガード６５は四角筒状の鋼材からなる４本
の支柱６５Ａ，６５Ａ，…と、該支柱６５Ａ，６５Ａ，
…に支持されたガード板６５Ｂとから構成され、該ガー
ド板６５Ｂは運転室本体６３の天井部（図示せず）との
間に所定間隔を介して設けられ、上方から落下する岩石
等に対して運転室本体６３を保護している。

【００４８】そして、ヘッドガード６５のガード板６５
Ｂには、運転室本体６３の天井部の四隅に対応する４点
と、該４点がなす四角形の対角線の交点に相当する箇所
とにボルト挿通穴（図示せず）が穿設され、運転室本体
６３の天井部との間に配設した合計５個の他の緩衝支持
体２６，２６，…がナット３２，３２，…を介して締着
されている。

【００４９】かくして、このように構成される本実施例
でも、前記第１の実施例とほぼ同様の作用効果を得るこ
とができるが、特に本実施例では、支持枠をヘッドガー
ド５５と兼用することにより、安全性と共に乗り心地を
向上することができる。

【００５０】なお、前記第４の実施例ではヘッドガード
６５と運転室本体６３の天井部との間に５個の他の緩衝
支持体２６を配設する場合を例に挙げて説明したが、本
発明はこれに限るものでなく、例えば他の緩衝支持体２
６は中央の１個のみとしてもよい。

【００５１】さらに、前記各実施例では、運転室付き作
業機として油圧ショベルを例に挙げて説明したが、本考
案はこれに限らず、ホイール式油圧ショベルや油圧クレ
ーン等の運転室付き作業機にも適用できるものである。

【００５２】

【発明の効果】以上詳述した通り本発明によれば、本体
フレームに運転室本体を囲むように支持枠を固定して設
け、該支持枠と運転室本体との間には、下部緩衝支持体
と共に運転室本体の振動を緩衝する他の緩衝支持体を設
けたから、運転室本体を支持枠側からも他の緩衝支持体
によって支持することにより、下部緩衝支持体のばね定
数を小さくでき、運転室の固有振動数を小さくして運転
室に伝わる振動を低減できると共に、下部緩衝支持体が
撓んだときに下部緩衝支持体に発生する応力を抑えて下
部緩衝支持体を早期に劣化させる等の問題を解決するこ
とができる。

【００５３】また、他の緩衝支持体は支持枠と運転室本
体の間で下部緩衝支持体と共に前後方向および左右方向
の振動を緩衝でき、運転室本体がローリングやピッチン
グを起こすのを防止して乗り心地を向上させることがで
きる。

【００５４】さらにまた、支持枠をヘッドガードと兼用
することにより、落下物や飛来物に対する安全性を確保
しつつ、乗り心地の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す運転室の外観斜視
図である。

【図２】図１中の運転室本体、支持枠および他の緩衝支
持体等を示す一部破断の正面図である。

【図３】図２中の緩衝支持体を拡大して示す縦断面図で
ある。

【図４】本発明の第２の実施例を示す運転室等の一部破
断の正面図である。

【図５】本発明の第３の実施例を示す運転室の外観斜視
図である。

【図６】本発明の第４の実施例を示す運転室の外観斜視
図である。

【図７】従来技術による油圧ショベルを示す全体図であ
る。

【図８】従来技術による運転室を示す一部破断の正面図
である。

【図９】図８中の下部緩衝支持体を拡大して示す縦断面
図である。

【図１０】運転室本体の振動を解析するための説明図で
ある。

【図１１】運転室本体の固有振動数に対する強制振動の
振動数の比と振動の伝達率の関係を示す特性線図であ
る。

【符号の説明】

４，６２ 旋回フレーム（本体フレーム） ２１，６１ 運転室 ８，６３ 運転室本体 １０ 床板 １１ 下部緩衝支持体 ２２ 支持枠 ２３ 支持ビーム ２６ 他の緩衝支持体 ６５ ヘッドガード（支持枠）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作業機の本体フレームと、該本体フレー
   ム上に配設され、下面側に床板が設けられた箱形状の運
   転室本体と、該運転室本体の床板と本体フレームとの間
   に複数個設けられ、前記本体フレームからの振動が該運
   転室本体に伝わるのを緩衝する下部緩衝支持体とからな
   る作業機の運転室において、前記本体フレームには運転
   室本体を囲むように支持枠を固定して設け、該支持枠と
   運転室本体との間には、前記下部緩衝支持体と共に運転
   室本体の振動を緩衝する他の緩衝支持体を設けたことを
   特徴とする作業機の運転室。
2. 【請求項２】 前記支持枠は運転室本体を上側から覆う
   ヘッドガードによって構成し、該ヘッドガードと運転室
   本体との間に前記他の緩衝支持体を設けてなる請求項１
   に記載の作業機の運転室。