JP6311733B2 - キャビン下デッキ - Google Patents
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Description
第1構造S1および第2構造S2は、外枠30の動剛性を確保できるように、外枠30の後側X2部分よりも外枠30の前側X1部分が軽くなるように配置される。具体的には、第1構造S1および第2構造S2は、少なくとも下記の[配置a]と、[配置b]と、[配置c]と、を満たすように配置される。好ましくは、第1構造S1および第2構造S2は、下記の[配置d]〜[配置h]を満たすように配置される。
[配置b]後面部31の全体は、第2構造S2により構成される。
[配置c]側面部35の後側X2部分の少なくとも一部は、第2構造S2により構成される。側面部35のうち第2構造S2により構成されない部分は、第1構造S1により構成される。上記「側面部35の後側X2部分」は、側面部35の前後方向Xの中央よりも後側X2の部分である。この[配置c]では、左側面部35Lおよび右側面部35Rのうち少なくとも一方の後側X2部分が、第2構造S2により構成されればよい。
[配置e]右側面部35Rは、後側X2端部から切替位置35Raまで第2構造S2により構成され、切替位置35Raから前側X1端部まで第1構造S1により構成される。切替位置35Raは、右側面部35Rの中で、第1構造S1と第2構造S2とが切り替わる位置である。
[配置h]右側面部35Rのうち連結部40よりも後側X2の部分は、第2構造S2により構成され、連結部40よりも前側X1の部分は、第1構造S1により構成される。この場合、切替位置35Raは、連結部40と右側面部35Rとの接続位置である。
図4に示す本実施形態のキャビン下デッキ20の外枠30(3面2重構造)と、図6に示す比較例のキャビン下デッキ220の外枠30(6面2重構造)と、を比較した。図4に示す本実施形態の外枠30は次のように構成される。外枠30のうち、連結部40よりも後側X2はすべて2重構造の第2構造S2により構成され、連結部40よりも前側X1はすべて1重構造の第1構造S1により構成される。第1構造S1の板厚t1は6mmである。第2構造S2の板厚t2は6mmである。第2構造S2を構成する2枚の板の隙間は、板厚t2の6倍の36mmである(幅T2は48mmである)。連結部40の板厚t3は、外枠30の板厚t1(=板厚t2)の2倍の12mmである。外枠30は、横方向Yに対称(左右対称)に構成される。
本実施形態と比較例とについて、固有周波数の「剛体からの低下率」を評価することで、動剛性を比較した。さらに詳しくは、次のように動剛性を比較した。本実施形態および比較例それぞれについて、外枠30と、バネでモデル化したマウント部50(図3参照)と、質点でモデル化したキャビン13(図1参照)と、を備える解析モデルを作成した。この解析モデルを用いて、外枠30を剛体とした場合の固有周波数f1と、外枠30を弾性体とした場合の固有周波数f2と、を求めた。上記の固有周波数は、マウント部50とキャビン13とにより構成される系の固有振動数である。固有周波数f2はキャビン13の重心位置および慣性モーメントの違いにより変わる。そのため、固有周波数f2を比較するのではなく、固有周波数f1から固有周波数f2への低下率である、剛体からの低下率を比較した。次の式により剛体からの低下率を算出した。
(剛体からの低下率)=100×(f1−f2)/f1[%]
外枠30を構成する板の枚数は、図6に示す比較例では11であり、図4に示す本実施形態では8である。よって、比較例に比べ、本実施形態では、部品点数を3削減できる。具体的には、本実施形態では、図6に示す板P1、板P2、および板P3の3枚の板を削減できる。なお、左側面部35Lのうち第2構造S2を構成する左側Y1の板と、左側面部35Lのうち第1構造S1を構成する板とは、1枚の連続した板である(右側面部35Rについても同様)。部品点数が少ないことにより、溶接により接合される部品点数(溶接部品点数)を少なくできる。よって、仮組時間および溶接量を少なくでき、溶接に要するコストを減らせる。また、溶接量を少なくできることで、溶接によるひずみを抑制できる、または、溶接によるひずみを減らす作業(ひずみ取り)が容易になる。溶接によるひずみを抑制できることにより、次の効果が得られる。部品を専用治具で固定した状態で部品を溶接することで、溶接によるひずみを矯正する方法がある。この方法を用いる場合は、専用治具の製作が必要になる。一方、溶接によるひずみを抑制できる場合は、専用治具の製作が不要になる、または、専用治具を簡易な構成にできる。
比較例の外枠30の質量は243kg、体積は0.478m3、1m3当たりの質量は509kg/m3である。本実施形態の外枠30の質量は245kg、体積は0.650m3、1m3当たりの質量は377kg/m3である。よって、本実施形態の外枠30(図4参照)は、比較例の外枠30(図6参照)に対して、1m3当たりの質量を26%軽量化できた。
図1に示すように、外枠30は、後側X2部分が片持ち支持される構造である。そのため、外枠30の前側X1部分(先端部)が重いほど、外枠30の慣性モーメントが大きくなり、外枠30の動剛性が低下する。そこで、本実施形態(図4参照)では、比較例(図6参照)に比べ、外枠30の前側X1部分の質量を軽量化した。よって、本実施形態では、比較例に比べ、動剛性を向上させることができる。よって、比較例の外枠30に比べ、本実施形態の外枠30は、軽量かつ高剛性である。
図1に示すキャビン下デッキ20による効果は次の通りである。キャビン下デッキ20は、建設機械1のキャビン13を下側Z2から支持する。図3に示すように、キャビン下デッキ20は、外枠30と、マウント部50と、を備える。外枠30は、後側X2部分が片持ち支持されるものである。マウント部50は、外枠30に固定され、キャビン13(図1参照)が取り付けられる。外枠30は、後面部31と、前面部33と、側面部35と、を備える。前面部33は、後面部31よりも前側X1に配置される。2つの側面部35(右側面部35Rおよび左側面部35L)は、後面部31と前面部33とをつなぎ、互いに横方向Yに対向する。
[構成1−1]図4に示すように、外枠30は、第1構造S1と、第2構造S2と、により構成される。第2構造S2の厚さ方向の幅T2は、第1構造S1の厚さ方向の幅(板厚t1)よりも大きい。
[構成1−2]前面部33の全体は、第1構造S1により構成される。後面部31の全体は、第2構造S2により構成される。側面部35の後側X2部分の少なくとも一部は、第2構造S2により構成される。側面部35のうち第2構造S2により構成されない部分は、第1構造S1により構成される。
図2に示すように、キャビン下デッキ20は、駆動装置取付部23を備える。駆動装置取付部23には、横方向Yの中心軸21a(図1参照)回りに外枠30を回転駆動させる駆動装置17が取り付けられる。
[構成2−1]駆動装置取付部23は、側面部35の後側X2部分に固定される。
[構成2−2]図4に示すように、側面部35のうち駆動装置取付部23が固定される部分は、第2構造S2により構成される。
[構成3]2つの側面部35(右側面部35Rおよび左側面部35L)それぞれの後側X2部分は、第2構造S2により構成される。
[構成4]キャビン下デッキ20は、連結部40を備える。連結部40は、前面部33と後面部31との間に配置され、2つの側面部35(右側面部35Rおよび左側面部35L)どうしをつなぐ。
[構成5]側面部35のうち連結部40よりも後側X2の部分は、第2構造S2により構成される。側面部35のうち連結部40よりも前側X1の部分は、第1構造S1により構成される。
[構成6]連結部40の厚さ方向の幅(板厚t3)は、第1構造S1を構成する板の板厚t1よりも大きく、かつ、第2構造S2を構成する板の板厚t2よりも大きい。
上記[構成6]により、連結部40の厚さ方向の幅(板厚t3)が板厚t1以下の場合、または連結部40の厚さ方向の幅(板厚t3)が板厚t2以下の場合に比べ、連結部40の静剛性を高くできる。
[構成7]第1構造S1は、1重の板により構成される。
上記[構成7]により、第1構造S1が複数枚の板により構成される中空構造の場合に比べ、第1構造S1の部品点数を削減できる。部品点数を削減できる結果、部品どうしの接合(例えば溶接)を容易に行える。
[構成8]第2構造S2は、複数枚の板により構成される中空構造である。
上記[構成8]により、第2構造S2が1重の板により構成される場合に比べ、第2構造S2のねじりに対する剛性を高くできる。その結果、キャビン下デッキ20の動剛性を向上させることができる。
図3に示すように、マウント部50は、マウントゴム51と、マウントゴム取付部53と、を備える。マウントゴム51は、キャビン13(図1参照)に接する。マウントゴム取付部53は、外枠30に固定され、マウントゴム51が取り付けられる。
[構成9]マウントゴム取付部53は、外枠30に近づくにしたがって前後方向Xまたは横方向Yの幅が広くなる部分(末広がり形状部53a)を備える。
上記実施形態は様々に変形されてもよい。
固定や連結は、直接でも間接でもよい。
本実施形態の構成要素の一部が設けられなくてもよい。例えば、連結部40は設けられなくてもよい。
13 キャビン
17 駆動装置
20 キャビン下デッキ
21a 横方向Yの中心軸
23 駆動装置取付部
30 外枠
31 後面部
33 前面部
35 側面部
40 連結部
50 マウント部(第1マウント部、第2マウント部、第3マウント部)
51 マウントゴム
53 マウントゴム取付部
S1 第1構造
S2 第2構造
Claims (9)
- 建設機械のキャビンを下側から支持するキャビン下デッキであって、
後側部分が片持ち支持される外枠と、
前記外枠に固定され、前記キャビンが取り付けられるマウント部と、
を備え、
前記外枠は、
後面部と、
前記後面部よりも前側に配置される前面部と、
前記後面部と前記前面部とをつなぎ、互いに横方向に対向する2つの側面部と、
を備え、
前記外枠は、第1構造と、前記第1構造の厚さ方向の幅よりも厚さ方向の幅が大きい第2構造と、により構成され、
前記前面部の全体は、前記第1構造により構成され、
前記後面部の全体は、前記第2構造により構成され、
2つの前記側面部のそれぞれの後側部分は、前記第2構造により構成され、
前記側面部を構成する前記第2構造の後側端部は、前記後面部につながれ、
前記第2構造は、中空構造であり、
前記側面部のうち前記第2構造により構成されない部分は、前記第1構造により構成される、
キャビン下デッキ。 - 請求項1に記載のキャビン下デッキであって、
前記マウント部は、
前記後面部に取り付けられる第1マウント部と、
前記前面部に取り付けられる第2マウント部と、
前記第1マウント部と前記第2マウント部との間に配置され、前記側面部のうち前記第2構造により構成される部分に取り付けられる第3マウント部と、
を備える、
キャビン下デッキ。 - 請求項1または2に記載のキャビン下デッキであって、
横方向の中心軸回りに前記外枠を回転駆動させる駆動装置が取り付けられ、前記側面部の後側部分に固定される駆動装置取付部を備え、
前記側面部のうち前記駆動装置取付部が固定される部分は、前記第2構造により構成される、
キャビン下デッキ。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載のキャビン下デッキであって、
前記前面部と前記後面部との間に配置され、2つの前記側面部どうしをつなぐ連結部を備える、
キャビン下デッキ。 - 請求項4に記載のキャビン下デッキであって、
前記側面部のうち前記連結部よりも後側の部分は、前記第2構造により構成され、
前記側面部のうち前記連結部よりも前側の部分は、前記第1構造により構成される、
キャビン下デッキ。 - 請求項4または5に記載のキャビン下デッキであって、
前記連結部の厚さ方向の幅は、前記第1構造を構成する板の板厚よりも大きく、かつ、前記第2構造を構成する板の板厚よりも大きい、
キャビン下デッキ。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載のキャビン下デッキであって、
前記第1構造は、1重の板により構成される、
キャビン下デッキ。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載のキャビン下デッキであって、
前記第2構造は、複数枚の板により構成される、
キャビン下デッキ。 - 請求項1〜8のいずれか1項に記載のキャビン下デッキであって、
前記マウント部は、
前記キャビンに接するマウントゴムと、
前記外枠に固定され、前記マウントゴムが取り付けられるマウントゴム取付部と、
を備え、
前記マウントゴム取付部は、前記外枠に近づくにしたがって前後方向または横方向の幅が広くなる部分を備える、
キャビン下デッキ。
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