JP6533710B2 - 上部旋回体 - Google Patents
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Description
[配置a]図3に示すように、接続部51sは、接続部41sの裏側部分に設けられる(配置される)。上記「接続部41sの裏側部分」は、第二側板15Bの面のうち、接続部41sが設けられる面(横方向外側Y2の面)の、裏面(横方向内側Y1の面)全体(全面)のうち少なくとも一部である。
上記「接続部41sの裏側部分」は、下記の[配置a1]の条件を満たしてもよく、下記の[配置a2]の条件を満たしてもよい。
[配置a1]上記「接続部41sの裏側部分」の前後方向X位置は、前板13よりも後側X2である。
[配置a2]上記「接続部41sの裏側部分」の前後方向X位置は、エンジンデッキ20の前側X1端部よりも前側X1である。
[配置a3]接続部51sは、上下方向Zから見たとき、第二側板15Bを介して、後側デッキ支持部材41に横方向Yに対向する位置(または、ほぼ対向する位置)に配置される。
[配置a4]図9に示すように、接続部51sは、前後方向Xから見たとき、第二側板15Bを介して、後側デッキ支持部材41に横方向Yに対向する位置(または、ほぼ対向する位置)に配置される。
また、図9に示す接続部51sの上側Z1端部と、接続部41sの下側Z2端部と、の上下方向Z位置が等しい場合は、上記[配置a4]が満たされる。図7に示すように、接続部51sの下側Z2端部と、接続部41sの上側Z1端部と、の上下方向Z位置が等しい場合は、上記[配置a4]が満たされる。
図3に示す接続部51sと接続部41sとは、前後方向X位置(前後位置)がいわば重なる。さらに詳しくは、接続部51sの前後方向X位置は、次の[配置b]を満たす。
[配置b]接続部51sの少なくとも一部は、接続部41sの後側X2端部よりも前側X1、かつ、接続部41sの前側X1端部よりも後側X2に配置される。
さらに詳しくは、接続部51sは、次の[配置b1]と[配置b2]とを満たす。
[配置b1]接続部51sの前側X1端部は、接続部41sの後側X2端部(例えば後側デッキ支持部材41の後側X2の端面)よりも前側X1に配置される。
[配置b2]接続部51sの後側X2端部は、接続部41sの前側X1端部(例えば後側デッキ支持部材41の前側X1の端面)よりも後側X2に配置される。
[配置c]接続部51sは、上下方向Zから見たとき、中心軸41aと中心軸51aとが重なる(例えば一致する、または略一致する)ように配置される。
図9に示すように、接続部51sと接続部41sとは、上下方向Z位置(高さ位置)がいわば重なる。さらに詳しくは、接続部51sの上下方向Z位置は、次の[配置d]を満たす。
[配置d]接続部51sの少なくとも一部は、接続部41sの上側Z1端部よりも下側Z2、かつ、接続部41sの下側Z2端部よりも上側Z1に配置される。
さらに詳しくは、接続部51sは、次の[配置d1]と[配置d2]とを満たす。
[配置d1]接続部51sの下側Z2端部は、接続部41sの上側Z1端部(例えば後側デッキ支持部材41の上側Z1の端面)よりも下側Z2に配置される。
[配置d2]接続部51sの上側Z1端部は、接続部41sの下側Z2端部(例えば後側デッキ支持部材41の下側Z2の端面)よりも上側Z1に配置される。
なお、接続部51sの上下方向Z位置は、下記のモデルC2〜モデルC6のように設定されてもよい(詳細は下記)。
図1に示す上部旋回体1などについて、振動加速度応答を計算し、振動低減効果を比較した(振動の評価を行った)。計算や比較の詳細は次の通りである。エンジンからエンジンデッキ20への外力を想定し、エンジンデッキ20の加振点αを加振したときの、キャブデッキ30の応答評価点βでの振動加速度応答を計算した。加振点αの位置は、エンジンデッキ20のエンジンマウント部(エンジンの取付位置)である。加振力(単位加振力)は1[kgf]である。加振の方向は上下方向Zである。加振の周波数は、エンジンからエンジンデッキ20に伝わり得る周波数の全周波数である。応答評価点βの位置は、実機で振動が大きくなる位置であり、具体的には、キャブデッキ30の最も前側X1かつ最も横方向外側Y2の位置である。評価の対象とした周波数領域は、キャブ内のオペレータの乗り心地に影響が大きい低周波数領域であり、具体的には、10〜25[Hz]である。応答評価点βでの、前後方向X、横方向Y、および上下方向Zそれぞれの振動について、振動のピークの大きさを比較した。なお、比較に用いた解析モデルは、旋回フレーム10、エンジンデッキ20、およびキャブデッキ30を詳細モデル化したものである。この解析モデルでは、後側X2から前側X1に向かって見たときの旋回フレーム10よりも左側のデッキを省略した。この解析モデルでは、キャブ、エンジン、タンク、ラジエータ、ウインチ、ガントリについては、集中マスでモデル化した。
図3に示す側板支持部材50の数が互いに異なる複数のモデルについて、振動低減効果を比較した。比較に用いたモデルは、下記のモデルA1〜モデルA4である。
モデルA1は、比較例の上部旋回体であり、側板支持部材50を備えない。モデルA1の側板支持部材50以外の構成は、本実施形態の上部旋回体1と同じである(モデルA2およびモデルA3についても同様)。
モデルA2は、比較例の上部旋回体であり(本実施形態の変形例としてもよい)、後側側板支持部材51を備えず、前側側板支持部材52を備える。
モデルA3は、本実施形態の変形例の上部旋回体であり、前側側板支持部材52を備えず、後側側板支持部材51を備える。
モデルA4は、上記実施形態の上部旋回体1である(さらに詳しくは、上部旋回体1をモデル化したものである)。
表1〜表3に計算結果を示す。表中の「振動低減効果[%]」は、側板支持部材50を備えないモデルA1の振動加速度に対して、各モデルの振動加速度がどれだけ減ったかを示す値である(下記の表4〜表9についても同様)。
側板支持部材50を備えない場合(モデルA1)に対する、前側側板支持部材52のみを備える場合(モデルA2参照)の振動低減効果は小さい(具体的には表2および表3参照)ことが分かる。ただし、前側側板支持部材52のみを備える場合でも、振動低減効果はあることが分かる。
前側側板支持部材52のみを備える場合(モデルA2参照)に比べ、後側側板支持部材51のみを備える場合(モデルA3参照)の方が、振動低減効果が大きいことが分かる。そのため、後側側板支持部材51を設けることが、振動低減効果を得るために重要であることが分かる。
後側側板支持部材51のみを備える場合(モデルA3参照)に比べ、前側側板支持部材52および後側側板支持部材51を備える場合(モデルA4参照)の方が、振動低減効果が大きくなることが分かる。
図3、図4、および図5に示すように、側板支持部材50の側板15への接続部(接続部51s、接続部52s)の前後方向X位置が互いに異なる複数のモデルについて、振動低減効果を比較した。比較に用いたモデルは、下記のモデルB1〜モデルB4である。モデルB1は、上記のモデルA1と同じ、比較例の上部旋回体である。
表4〜表6に計算結果を示す。
各中心軸(中心軸41aと中心軸51aなど)の前後方向X位置が重なる(揃う)場合(図3のモデルB4参照)は、各中心軸が重ならない場合(図4のモデルB2および図5のモデルB3参照)に比べ、振動低減効果が大きいことが分かる。この比較から、各中心軸の前後方向X位置をずらすと、振動低減効果が減ることが分かる。各中心軸の前後方向X位置のずれを、モデルB2(図4参照)やモデルB3(図5参照)よりもさらに大きくすると、振動低減効果がさらに低減すると考えられる。
ただし、各中心軸の前後方向X位置がずれている場合(図4のモデルB2および図5のモデルB3参照)でも、側板支持部材50を備えない場合(モデルB1)と比べると、振動低減効果が得られることが分かる。
図6〜図10に示すように、側板支持部材50の側板15への接続部(接続部51s、接続部52s(図3参照))の上下方向Z位置が互いに異なる複数のモデルについて、振動低減効果を比較した。比較に用いたモデルは、下記のモデルC1〜モデルC6である。モデルC1は、モデルA1と同じ、比較例の上部旋回体である。
表7〜表9に計算結果を示す。
接続部51sの下側Z2端部が、接続部41sの上側Z1端部よりも上側Z1に配置される場合(図6のモデルC2参照)は、そうでない場合(モデルC3〜モデルC6参照)に比べ、振動低減効果が小さくなることが分かる。
ただし、モデルC2のような場合でも、側板支持部材50を備えない場合(モデルC1)と比べると、振動低減効果が得られることが分かる。
なお、通常、第二側板15Bの上側Z1端部には、ブームB(図3参照)やウインチ(図示なし)を支持するために補剛がされている。しかし、第二側板15B全体に補剛を行うと質量増やコスト増となる。そのため、通常、第二側板15Bの接続部41sの近傍には補剛がされていない。そのため、側板支持部材50が設けられなければ、接続部41sの近傍は変形しやすい。
図9に示す側板支持部材50の底板11への接続部51bの、横方向Y位置が互いに異なる複数のモデルについて、振動低減効果を比較した。比較に用いたモデルは、下記のモデルD1〜モデルD3である。モデルD1は、上記のモデルA1と同じ、比較例の上部旋回体である。
モデルD3では、接続部51bの横方向内側Y1端部の位置は、旋回モータ取付部から120[mm]だけ、第二側板15B側(横方向外側Y2)である。
表10〜表12に計算結果を示す。
図1に示す上部旋回体1による効果は次の通りである。上部旋回体1は、旋回フレーム10と、キャブデッキ30と、複数のデッキ支持部材40と、後側側板支持部材51(図2参照)と、を備える。旋回フレーム10は、前後方向Xに延びる底板11と、底板11から上側Z1に延びる側板15と、を備える。キャブデッキ30は、旋回フレーム10よりも横方向外側Y2に配置される。デッキ支持部材40は、側板15とキャブデッキ30とに接続され、複数の単位デッキ支持部材(後側側板支持部材51など)により構成される。
[構成1−1]図2に示すように、後側側板支持部材51は、側板15と底板11とに接続される。
[構成1−2]図3に示すように、デッキ支持部材40は、後側デッキ支持部材41を備える。後側デッキ支持部材41は、複数の単位デッキ支持部材のうち最も後側X2に配置され、キャブデッキ30の後側X2部分に接続される。
[構成1−3]後側側板支持部材51の側板15への接続部51sは、後側デッキ支持部材41の、側板15への接続部41sの裏側部分である。
[構成2]後側側板支持部材51の側板15への接続部51sの前側X1端部は、後側デッキ支持部材41の側板15への接続部41sの後側X2端部よりも前側X1に配置される。後側側板支持部材51の側板15への接続部51sの後側X2端部は、後側デッキ支持部材41の側板15への接続部41sの前側X1端部よりも後側X2に配置される。
[構成3]上下方向Zから見たとき、後側デッキ支持部材41の前後方向X中心を通る中心軸41aと、後側側板支持部材51の前後方向X中心を通る中心軸51aと、が重なる。
[構成4]図9に示すように、後側側板支持部材51の側板15への接続部51sの下側Z2端部は、後側デッキ支持部材41の側板15への接続部41sの上側Z1端部よりも下側Z2に配置される。後側側板支持部材51の側板15への接続部51sの上側Z1端部は、後側デッキ支持部材41の側板15への接続部41sの下側Z2端部よりも上側Z1に配置される。
図3に示すように、デッキ支持部材40は、後側デッキ支持部材41よりも前側X1に配置される中央デッキ支持部材42を備える。
[構成5−1]側板支持部材50は、後側側板支持部材51と、前側側板支持部材52と、を備える。
[構成5−2]後側側板支持部材51は、後側デッキ支持部材41の側板15への接続部41sの裏側部分で側板15に接続される(上記[構成1−3]参照)。
[構成5−3]前側側板支持部材52は、後側側板支持部材51よりも前側X1に配置され、中央デッキ支持部材42の側板15への接続部42sの裏側部分で側板15に接続される。
図1に示すように、上部旋回体1は、エンジンデッキ20を備える。エンジンデッキ20は、旋回フレーム10に接続され、かつ、旋回フレーム10よりも横方向外側Y2に配置される。
[構成6]エンジンデッキ20は、キャブデッキ30との間に前後方向Xの隙間Sをあけてキャブデッキ30よりも後側X2に配置される。
上記実施形態および変形例は、さらに様々に変形できる。
上記のモデルA3、A4、B2〜B4、およびC2〜C6の構成(条件)が、適宜組み合わされてもよい。
図3に示す後側デッキ支持部材41に対する後側側板支持部材51の配置(相対的な配置)と、中央デッキ支持部材42に対する前側側板支持部材52の配置(相対的な配置)と、が異なってもよい。
上記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、前側デッキ支持部材43は設けられなくてもよい。
上記実施形態の構成要素の数が変更されてもよい。例えば、図1に示すように、上記実施形態では、側板15は2枚設けられたが、側板15の数は2枚を超えてもよい。また例えば、図3に示すように、デッキ支持部材40を構成する単位デッキ支持部材の数は、上記実施形態では3本であったが、2本以下でもよく、4本以上でもよい。また例えば、側板支持部材50の数は、上記実施形態では2であり、変形例(モデルA3)では1であったが、3以上でもよい。
10 旋回フレーム
11 底板
15 側板
20 エンジンデッキ
30 キャブデッキ
40 デッキ支持部材
41 後側デッキ支持部材(第一デッキ支持部材)
41a 中心軸(後側デッキ支持部材41の中心軸)
42 中央デッキ支持部材(第二デッキ支持部材)
42a 中心軸(中央デッキ支持部材42の中心軸)
50 側板支持部材
51 後側側板支持部材(第一側板支持部材)
51a 中心軸(後側側板支持部材51の中心軸)
52 前側側板支持部材(第二側板支持部材)
52a 中心軸(前側側板支持部材52の中心軸)
Claims (6)
- 前後方向に延びる底板、および前記底板から上側に延びる側板を有する旋回フレームと、
前記旋回フレームよりも横方向外側に配置されるキャブデッキと、
前記側板と前記キャブデッキとに接続され、複数の単位デッキ支持部材により構成されるデッキ支持部材と、
前記側板と前記底板とに接続される側板支持部材と、
を備え、
前記デッキ支持部材は、複数の前記単位デッキ支持部材のうち最も後側に配置され、前記キャブデッキの後側部分に接続される第一デッキ支持部材を備え、
前記側板支持部材の前記側板への接続部は、前記第一デッキ支持部材の前記側板への接続部の裏側部分である、
上部旋回体。 - 請求項1に記載の上部旋回体であって、
前記側板支持部材の前記側板への接続部の前側端部は、前記第一デッキ支持部材の前記側板への接続部の後側端部よりも前側に配置され、
前記側板支持部材の前記側板への接続部の後側端部は、前記第一デッキ支持部材の前記側板への接続部の前側端部よりも後側に配置される、
上部旋回体。 - 請求項2に記載の上部旋回体であって、
上下方向から見たとき、前記第一デッキ支持部材の前後方向中心を通る中心軸と、前記側板支持部材の前後方向中心を通る中心軸と、が重なる、
上部旋回体。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の上部旋回体であって、
前記側板支持部材の前記側板への接続部の下側端部は、前記第一デッキ支持部材の前記側板への接続部の上側端部よりも下側に配置され、
前記側板支持部材の前記側板への接続部の上側端部は、前記第一デッキ支持部材の前記側板への接続部の下側端部よりも上側に配置される、
上部旋回体。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の上部旋回体であって、
前記デッキ支持部材は、前記第一デッキ支持部材よりも前側に配置される第二デッキ支持部材を備え、
前記側板支持部材は、
前記第一デッキ支持部材の前記側板への接続部の裏側部分で前記側板に接続される第一側板支持部材と、
前記第一側板支持部材よりも前側に配置され、前記第二デッキ支持部材の前記側板への接続部の裏側部分で前記側板に接続される第二側板支持部材と、
を備える、
上部旋回体。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の上部旋回体であって、
前記旋回フレームに接続され、かつ、前記旋回フレームよりも横方向外側に配置され、かつ、前記キャブデッキとの間に前後方向の隙間をあけて前記キャブデッキよりも後側に配置されるエンジンデッキを備える、
上部旋回体。
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