JP2009185542A - Construction machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、振動が伝えられるブーム等の中空構造体を備えるとともに、この中空構造体に伝えられる振動を減衰させる振動減衰構造を設けた油圧ショベル等の建設機械に関する。 The present invention relates to a construction machine such as a hydraulic excavator provided with a vibration damping structure that includes a hollow structure such as a boom to which vibration is transmitted and that attenuates vibration transmitted to the hollow structure.
この種の従来技術として、特許文献1に示されるものがある。この特許文献1には、作業機械すなわち建設機械として油圧ショベルが示され、この油圧ショベルのフロント作業機を構成するアームの内部に、このアームの内部を3つの空間に仕切る仕切り板、すなわち隔壁を2つ設け、これらの隔壁間に、作業時のエンジン、油圧ポンプ、熱交換器等の駆動に伴うアーム内部の空気振動を減衰させる制振材、例えばウレタン等を充填し、アームの内部における共鳴を防ぐようにした振動減衰構造が開示されている。この振動減衰構造によって、作業時のアーム内部の空気振動を抑え、この振動による騒音を低減させるようにしている。
この従来技術は、アームの内部にウレタン等を充填することから、大掛かりな振動減衰構造となってしまう。また、アームの内部の隔壁間にウレタン等を充填させる煩雑な作業が必要となり、これによって振動減衰構造の製作工数が増加しやすい。これらのことから、従来技術に開示される振動減衰構造は、製作費用が高くなる問題がある。 This prior art fills the inside of the arm with urethane or the like, resulting in a large vibration damping structure. In addition, a complicated operation of filling urethane or the like between the partition walls inside the arm is required, and this easily increases the number of steps for manufacturing the vibration damping structure. For these reasons, the vibration damping structure disclosed in the prior art has a problem of high manufacturing costs.
なお、従来技術における油圧ショベルの廃車時のリサイクルを考えた場合、アームを含むフロント作業機は、鋼材で製作され、アームの内部に充填される制振材はウレタン等から成り、互いに材質が異なることから分別にかかる工数が増加する懸念がある。 When considering the recycling of hydraulic excavators in the conventional technology when scrapped, the front work machine including the arm is made of steel, and the damping material filled in the arm is made of urethane or the like, and the materials are different from each other. Therefore, there is a concern that the man-hours required for separation will increase.
本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、ウレタン等の制振材を要することなく中空構造体に伝えられる振動を減衰可能な振動減衰構造を実現させることができる建設機械を提供することにある。 The present invention has been made from the above-described prior art, and the object thereof is to realize a vibration damping structure capable of attenuating vibration transmitted to the hollow structure without requiring a damping material such as urethane. To provide construction machinery.
この目的を達成するために、本発明に係る建設機械は、内部に空間を有し、振動が伝えられる中空構造体を備えるとともに、この中空構造体に伝えられる上記振動を減衰させる振動減衰構造を設けた建設機械において、上記振動減衰構造は、上記中空構造体に形成される穴と、この穴に連通し上記中空構造体に取り付けられる筒状体とから成ることを特徴としている。 In order to achieve this object, a construction machine according to the present invention includes a hollow structure body having a space therein and vibrations transmitted thereto, and a vibration damping structure that attenuates the vibrations transmitted to the hollow structure bodies. In the construction machine provided, the vibration damping structure is characterized by comprising a hole formed in the hollow structure and a cylindrical body connected to the hole and attached to the hollow structure.
このように構成した本発明は、中空構造体と筒状体とによって、ウレタン等の制振材を要することなく、共鳴による空気振動を減衰させる共鳴箱を形成させることができる。したがって、予め筒状体が配置される閉塞された空間に生じる固有振動の周波数に相応させて上記筒状体等の形状寸法を製作しておくことにより、筒状体が配置された閉塞された空間の空気振動を減衰させ、騒音を低減させることができる。また、本発明は、中空構造体に穴を形成し、この穴に連通する筒状体を中空構造体に取り付けるだけであるので、構成が簡単で、製作工数を抑えることができる。 According to the present invention configured as described above, the hollow structure and the cylindrical body can form a resonance box that attenuates air vibration due to resonance without requiring a damping material such as urethane. Therefore, the cylindrical body is closed by preparing the shape and dimensions of the cylindrical body according to the frequency of the natural vibration generated in the closed space where the cylindrical body is placed in advance. Air vibrations in the space can be attenuated, and noise can be reduced. Moreover, since this invention only forms a hole in a hollow structure body and attaches the cylindrical body connected to this hole to a hollow structure body, a structure is simple and it can suppress a manufacturing man-hour.
また、本発明に係る建設機械は、上記発明において、上記筒状体は、上記穴と同一形状の中空断面を有し、この中空断面と上記穴とを一致させるように上記筒状体を上記中空構造体に取り付けたことを特徴としている。 Further, in the construction machine according to the present invention, in the above invention, the cylindrical body has a hollow cross section having the same shape as the hole, and the cylindrical body is configured to match the hollow cross section and the hole. It is characterized by being attached to a hollow structure.
また、本発明に係る建設機械は、上記発明において、上記中空構造体は、内部に複数の上記空間を形成する隔壁を有し、この隔壁に上記穴を形成し、上記筒状体を上記隔壁に取り付けたことを特徴としている。 In the construction machine according to the present invention, in the above invention, the hollow structure has a partition that forms a plurality of the spaces therein, the hole is formed in the partition, and the cylindrical body is the partition. It is characterized by being attached to.
また、本発明に係る建設機械は、上記発明において、上記中空構造体は、フロント作業機を構成するブームまたはアームから成ることを特徴としている。 In the construction machine according to the present invention as set forth in the invention described above, the hollow structure body includes a boom or an arm constituting a front work machine.
また、本発明に係る建設機械は、上記発明において、上記中空構造体は、運転室の下方に形成される中空構造部材から成ることを特徴としている。 Moreover, the construction machine according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the hollow structure body is formed of a hollow structure member formed below the operator cab.
本発明は、中空構造体に伝えられる振動を減衰させる振動減衰構造が、中空構造体に形成される穴と、この穴に連通し中空構造体に取り付けられる筒状体とから成ることから、ウレタン等の制振材を要することなく、中空構造体に伝えられる振動を減衰可能な振動減衰構造を実現させることができ、この振動減衰構造の構成が簡単で、製作工数を抑えることができる。これらによって、従来に比べて振動減衰構造の製作費用を安くすることができる建設機械が得られる。 In the present invention, the vibration damping structure that attenuates the vibration transmitted to the hollow structure includes a hole formed in the hollow structure and a cylindrical body that is connected to the hole and attached to the hollow structure. A vibration damping structure capable of attenuating the vibration transmitted to the hollow structure can be realized without requiring a damping material such as, and the configuration of the vibration damping structure is simple and the number of manufacturing steps can be reduced. As a result, it is possible to obtain a construction machine capable of reducing the manufacturing cost of the vibration damping structure as compared with the conventional case.
以下,本発明に係る建設機械を実施するための最良の形態を図に基づいて説明する。 The best mode for carrying out the construction machine according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明の建設機械の第1実施形態を構成する油圧ショベルの側面図、図2は第1実施形態に係る油圧ショベルに備えられるブームを示す図で、(a)図は側面図、(b)図は(a)図のA−A断面拡大図、(c)図は(a)図のB−B断面拡大図である。 FIG. 1 is a side view of a hydraulic excavator constituting a first embodiment of a construction machine according to the present invention, FIG. 2 is a view showing a boom provided to the hydraulic excavator according to the first embodiment, and FIG. (B) The figure is an AA cross-sectional enlarged view of (a) figure, (c) The figure is a BB cross-sectional enlarged figure of (a) figure.
本発明の第1実施形態に係る建設機械は例えば油圧ショベルであり、この油圧ショベルは、図1に示すように、走行体1と、この走行体1上に配置される旋回体2と、この旋回体2に上下方向の回動可能に設けられ、土砂の掘削作業等を行なうフロント作業機3とを備えている。このフロント作業機3は、旋回体2に上下方向の回動可能に取り付けられるブーム4と、このブーム4の先端に取り付けられるアーム5と、このアーム5の先端に取り付けられるバケット6とを備えている。ブーム4及びアーム5は、内部に空間を有し、掘削作業時等におけるエンジン、油圧ポンプ、熱交換器等の駆動に伴って生じる振動が伝えられる中空構造体を構成している。
The construction machine according to the first embodiment of the present invention is, for example, a hydraulic excavator. The hydraulic excavator includes, as shown in FIG. 1, a traveling body 1, a revolving
中空構造体を構成する例えばブーム4は、図2の(b)図に示すように、上板4aと、下板4bと、これらの上板4a及び下板4bに溶接され、互いに対向する一対の側板4c,4dとによって形成されている。また、これらの上板4a、下板4b、及び側板4c,4dは、鋼材から成っている。
As shown in FIG. 2B, for example, the
図2の(a)図に示すように、ブーム4の内部には、鋼材から成る2つの隔壁8,9
を設けてある。これらの隔壁8,9によって、ブーム4の内部は3つの略閉塞された空間10,11,12が形成されている。
As shown in FIG. 2A, the
Is provided. By these
この第1実施形態は、掘削作業時等におけるエンジン、油圧ポンプ、熱交換器等の駆動に伴って中空構造体を形成するブーム4に伝えられる振動を減衰させる振動減衰構造を備えており、この振動減衰構造は、ブーム4に形成される穴と、この穴に連通しブーム4に取り付けられる筒状体とから成っている。例えば、上述した2つの隔壁8,9のうちの隔壁8に円形の穴8aを形成してあり、この隔壁8の側面8bに、空間11に突出する例えば鋼材から成る円筒形の筒状体13を溶接してある。筒状体13は、隔壁8の側面8bに形成した円形の穴8aと同一形状の中空断面を有し、その中空断面と穴8aとを一致させるように筒状体13を隔壁8に取り付けてある。
The first embodiment includes a vibration damping structure that attenuates vibration transmitted to the
また、
S: 筒状体13の中空断面の断面積
C: 音速
L: 筒状体13の長さ
r: 筒状体13の内径
La: L+nr(nは補正係数)
V: 空間10の体積
f: 空間11の固有振動の周波数
として、
f=(C/2π)√(S/(V・La))
の関係を満足するように、隔壁8の位置、及び筒状体13の形状寸法を予め設定してある。
Also,
S: Cross-sectional area of the hollow section of the cylindrical body 13 C: Sound velocity L: Length of the cylindrical body 13 r: Inner diameter of the
V: volume of space 10 f: frequency of natural vibration of
f = (C / 2π) √ (S / (V · La))
In order to satisfy the above relationship, the position of the
このように構成した第1実施形態は、ブーム4の隔壁8によって形成される空間10を有する構造部分10Aと、隔壁8に取り付けられる筒状体13とによって、空間11の共鳴による空気振動を減衰させる共鳴箱を形成させることができる。したがって、掘削作業時等におけるエンジン、油圧ポンプ等の駆動に伴う振動がブーム4に与えられた際、筒状体13が配置される閉塞された空間11の空気振動を、ウレタン等の制振材を要することなく減衰させることができる。これにより、ブーム4に伝えられる振動による騒音を低減させることができる。
1st Embodiment comprised in this way attenuate | damps the air vibration by resonance of the
この第1実施形態によれば、中空構造体を形成するブーム4に設けた隔壁8に穴8aを形成し、この穴8aに連通する筒状体13を隔壁8に溶接するだけであるので、振動減衰構造の構成が簡単で、製作工数を抑えることができる。これらによって、振動減衰構造の製作費を安くすることができる油圧ショベルが得られる。
According to the first embodiment, the
なお、この油圧ショベルをリサイクルする際には、ブーム4と、このブーム4の内部に設けた隔壁8,9と、隔壁8に取り付けた筒状体13とが鋼材から成るので、鋼材と、この鋼材とは異なる材質の部材とを分別する必要が無くなる。したがって、油圧ショベルのリサイクルに要する工数を少なくすることができる。
When recycling the hydraulic excavator, the
図3は本発明の第2実施形態の要部を示す図である。この図3に示す第2実施形態は、前述したブーム4の隔壁8の穴に筒状体15を挿通させた構成にしてある。この第2実施形態は、隔壁8の側面8bが図2に示す空間11側に突出する筒状体15の部分15aと、空間10を有するブーム4の構造部分10Aとによって、空間11の空気振動を減衰する振動減衰構造が形成され、また、隔壁8の側面8cから図2に示す空間10側に突出する筒状体15の部分15bと、空間11を有するブーム4の構造部分11Aとによって、空間10の空気振動を減衰する振動減衰構造が形成されている。その他の構成は第1実施形態と同等である。
FIG. 3 is a diagram showing a main part of the second embodiment of the present invention. In the second embodiment shown in FIG. 3, the
このように構成した第2実施形態は、ブーム4の構造部分11Aの空間11に生じる空気振動と、ブーム4の構造部分10Aの空間10に生じる空気振動の双方を減衰させることができ、さらに優れた振動減衰機能を確保できる。その他の作用効果は、第1実施形態と同等である。
The second embodiment configured as described above can attenuate both the air vibration generated in the
図4は本発明の第3実施形態の要部を示す図である。この図4に示す第3実施形態は、ブーム4に設けた隔壁8の穴8aと、隔壁9の穴9aの双方に連通するように、一端が隔壁8の側面8bに溶接され、他端が隔壁9の側面9bに溶接され、ブーム4の形状に沿うように湾曲させた筒状体16を設けた構成にしてある。
FIG. 4 is a diagram showing a main part of the third embodiment of the present invention. In the third embodiment shown in FIG. 4, one end is welded to the
この第3実施形態は、筒状体16と、空間10を有するブーム4の構造部分10Aとによって、空間12の空気振動を減衰する振動減衰構造が形成され、また、筒状体16と、空間12を有するブーム4の構造部分12Aとによって、空間10の空気振動を減衰する振動減衰構造が形成されている。その他の構成は第1実施形態と同等である。
In the third embodiment, a vibration damping structure that attenuates air vibrations in the
このように構成した第3実施形態は、ブーム4の構造部分12Aの空間12に生じる空気振動と、構造部分10Aの空間10に生じる空気振動の双方を減衰させることができ、優れた振動減衰性能を確保できる。この第3実施形態では、第1実施形態に比べて筒状体16の溶接箇所が増えるものの、比較的簡単な構成とすることができ、製作工数を抑えることができる。
3rd Embodiment comprised in this way can attenuate both the air vibration which arises in the
図5は本発明の第4実施形態の要部を示す図である。この図5に示す第4実施形態は、図2に示した第1実施形態の構成に加えて、隔壁9に穴9aを形成し、この穴9aに連通するように、隔壁9の側面9bに筒状体17を溶接してある。
FIG. 5 is a diagram showing a main part of the fourth embodiment of the present invention. In the fourth embodiment shown in FIG. 5, in addition to the configuration of the first embodiment shown in FIG. 2, a
この第4実施形態は、筒状体13と、空間部10を有するブーム4の構造部分10Aとによって、空間11の空気振動を減衰する振動減衰構造が形成され、また、筒状体17と、空間12を有するブーム4の構造部分12Aとによって、空間11の空気振動を減衰する振動減衰構造が形成されている。その他の構成は第1実施形態と同等である。
In the fourth embodiment, a vibration damping structure that attenuates air vibrations in the
このように構成した第4実施形態は、ブーム4に形成される空間11の空気振動を2つの振動減衰構造によって減衰させることができ、第1実施形態におけるよりもさらに優れた振動減衰性能を確保できる。この第4実施形態も、第1実施形態に比べて筒状体17の溶接箇所が増えるものの、比較的簡単な構造とすることができ、製作工数を抑えることができる。
The fourth embodiment configured as described above can attenuate the air vibration of the
なお、上記第1〜第4実施形態は、ブーム4に振動減衰構造を設けてあるが、同様の振動減衰構造をアーム3に設けてもよい。
In the first to fourth embodiments, the
図6は本発明の第5実施形態の要部を構成する運転室の下方部分を示す斜視図、図7は図6の要部を断面した平面図、図8は図6の要部を断面した側面図である。 6 is a perspective view showing a lower part of a cab constituting a main part of a fifth embodiment of the present invention, FIG. 7 is a plan view of the main part of FIG. 6, and FIG. 8 is a cross-sectional view of the main part of FIG. FIG.
これらの図6〜8に要部を示す第5実施形態も、例えば図1に示した油圧ショベルであり、この第3実施形態は、振動減衰構造を構成する中空構造体が、運転室7の下方に位置し、この運転室7を支持する旋回フレーム2aに設けた中空構造部材20,21から成っている。これらの中空構造部材20,21は、図7,8に示すように空間30,31をそれぞれ有する鋼材から成っている。説明を容易にするために、図6〜8では、空間22aの上方が開放されているように描いてあるが、実際には、運転室7の床等によって空間22aは、略閉塞された空間となっている。
The fifth embodiment whose main parts are shown in FIGS. 6 to 8 is also the hydraulic excavator shown in FIG. 1, for example. In the third embodiment, the hollow structure constituting the vibration damping structure is provided in the cab 7. It consists of hollow
この第5実施形態は、中空構造部材20に穴20aを設け、この穴20aに連通する鋼材から成る筒状体23を中空構造部材20に溶接してある。筒状体23は空間22a内に位置させてある。また、中空構造部材21に穴21aを設け、この穴21aに連通する鋼材から成る筒状体24を中空構造部材21に溶接してある。筒状体24も空間22a内に位置させてある。
In the fifth embodiment, a
この第5実施形態は、筒状体23と、空間30を有する中空構造部材20とによって、空間22aの空気振動を減衰する振動減衰構造が形成され、筒状体24と、空間31を有する中空構造部材21とによって、空間22aの空気振動を減衰する振動減衰構造が形成されている。
In the fifth embodiment, the
このように構成した第5実施形態は、掘削作業時等におけるエンジン、油圧ポンプ等の駆動に伴って、運転室7の下方に形成される空間22aに生じる空気振動を、2つの振動減衰構造によってウレタン等の制振材を要することなく減衰させることができ、優れた振動減衰性能が得られる。これによって運転室7における騒音を低減できる。また、中空構造部材20,21に、穴20a,21aをそれぞれ設け、筒状体23,24を溶接するだけの比較的簡単な構成であり、製作工数を抑えることができる。したがって、上述した第1〜第4実施形態におけるのとほぼ同等の作用効果が得られる。
In the fifth embodiment configured as described above, the air vibration generated in the
図9は本発明の第6実施形態の要部を示す平面図である。この図9は、前述の第5実施形態に係る図7に対応させて描いてある。この図9に示す第6実施形態は、中空構造部材20の内部に隔壁25を設けてある。この隔壁25によって形成される空間26を有する構造部分20A、空間27を有する構造部分20Aのそれぞれに穴20b,20cを設けてある。また、穴20bに連通し、運転室7の下方に形成される略閉塞された空間22bに突出し、鋼材から成る筒状体28を中空構造部材20の構造部分20Aに溶接してある。さらに、穴20cに連通し、前述したように運転室7の下方に形成される空間22aに突出し、鋼材から成る筒状体29を中空構造部材20に溶接してある。
FIG. 9 is a plan view showing the main part of the sixth embodiment of the present invention. FIG. 9 is drawn corresponding to FIG. 7 according to the fifth embodiment described above. In the sixth embodiment shown in FIG. 9, a
この第6実施形態は、筒状体28と、空間26を有する中空構造部材20の構造部分20Aとによって、空間22bの空気振動を減衰する振動減衰構造が形成され、筒状体29と、空間27を有する中空構造部材20の構造部分20Bとによって空間22aの空気振動を減衰する振動減衰構造が形成されている。
In the sixth embodiment, a vibration damping structure that attenuates air vibration in the
このように構成した第6実施形態は、運転室7の下方に形成される空間22a,22bに生じる空気振動を減衰させることができ、優れた振動減衰性能が得られる。また、それぞれの振動減衰構造は、比較的簡単な構成であり、製作工数を抑えることができる。
6th Embodiment comprised in this way can attenuate the air vibration which arises in the
図10は本発明の第7実施形態の要部を示す平面図である。この図10も前述の第5実施形態に係る図7に対応させて描いてある。この図10に示す第7実施形態は、中空構造部材20に穴20dを設け、この穴20dに連通し、運転室7の下方に形成される空間22bに突出し、鋼材から成る筒状体32を中空構造部材20に溶接してある。また、中空構造部材21に穴21aを設け、この穴21aに連通し、運転室7の下方に形成される空間22aに突出し、鋼材から成る筒状体33を中空構造部材21に溶接してある。
FIG. 10 is a plan view showing an essential part of a seventh embodiment of the present invention. FIG. 10 is also drawn corresponding to FIG. 7 according to the fifth embodiment described above. In the seventh embodiment shown in FIG. 10, a
この第7実施形態は、筒状体32と、空間30を有する中空構造部材20とによって、空間22bの空気振動を減衰する振動減衰構造が形成され、筒状体33と、空間31を有する中空構造部材21とによって、空間22aの空気振動を減衰する振動減衰構造が形成されている。このように構成した第7実施形態も、前述した第6実施形態と同等の作用効果を得ることができる。
In the seventh embodiment, the
なお、上述した各実施形態に備えられる中空構造体に設けられる穴、例えば第1実施形態における隔壁8の穴8a等の形状を円形にしてあるが、本発明は、このように穴8a等を円形にすることには限られず、角形状に形成してもよい。また、これに応じて中空構造体に取り付けられる筒状体を、中空断面が角形状に形成されているものによって構成してもよい。
In addition, although the shape of the hole provided in the hollow structure body provided in each embodiment mentioned above, for example, the
2 旋回体
2a 旋回フレーム
3 フロント作業機
4 ブーム(中空構造体)
5 アーム(中空構造体)
7 運転室
8 隔壁
8a 穴
8b 側面
8c 側面
9 隔壁
9a 穴
9b 側面
10 空間
10A 構造部分
11 空間
11A 構造部分
12 空間
12A 構造部分
13 筒状体
15 筒状体
15a 部分
15b 部分
16 筒状体
17 筒状体
20 中空構造部材(中空構造体)
20A 構造部分
20B 構造部分
20a 穴
20b 穴
20c 穴
20d 穴
21 中空構造部材(中空構造体)
21a 穴
22a 空間
22b 空間
23 筒状体
24 筒状体
25 隔壁
26 空間
27 空間
28 筒状体
29 筒状体
30 空間
31 空間
32 筒状体
33 筒状体
2 Revolving
5 Arm (hollow structure)
7
20A structure part
Claims (5)
上記振動減衰構造は、上記中空構造体に形成される穴と、この穴に連通し上記中空構造体に取り付けられる筒状体とから成ることを特徴とする建設機械。 In a construction machine provided with a vibration damping structure that has a space inside and includes a hollow structure body that can transmit vibration, and that attenuates the vibration transmitted to the hollow structure body.
2. The construction machine according to claim 1, wherein the vibration damping structure includes a hole formed in the hollow structure and a cylindrical body connected to the hole and attached to the hollow structure.
上記筒状体は、上記穴と同一形状の中空断面を有し、この中空断面と上記穴とを一致させるように上記筒状体を上記中空構造体に取り付けたことを特徴とする建設機械。 In the construction machine according to claim 1,
The tubular body has a hollow section having the same shape as the hole, and the tubular body is attached to the hollow structure body so that the hollow section and the hole coincide with each other.
上記中空構造体は、内部に複数の上記空間を形成する隔壁を有し、この隔壁に上記穴を形成し、上記筒状体を上記隔壁に取り付けたことを特徴とする建設機械。 In the construction machine according to claim 1,
The hollow structure has a partition that forms a plurality of the spaces therein, the hole is formed in the partition, and the cylindrical body is attached to the partition.
上記中空構造体は、フロント作業機を構成するブームまたはアームから成ることを特徴とする建設機械。 In the construction machine according to claim 1,
The construction machine according to claim 1, wherein the hollow structure includes a boom or an arm constituting a front work machine.
上記中空構造体は、運転室の下方に形成される中空構造部材から成ることを特徴とする建設機械。 In the construction machine according to claim 1,
The construction machine according to claim 1, wherein the hollow structure is formed of a hollow structure member formed below the cab.
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