JP6780995B2

JP6780995B2 - 上部旋回体

Info

Publication number: JP6780995B2
Application number: JP2016185701A
Authority: JP
Inventors: 辰宗森; 雅也西澤
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd; Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd; Kobe Steel Ltd
Priority date: 2016-09-23
Filing date: 2016-09-23
Publication date: 2020-11-04
Anticipated expiration: 2036-09-23
Also published as: WO2018056192A1; US20190256153A1; JP2018048018A; US10913497B2

Description

本発明は、建設機械の上部旋回体に関する。

例えば特許文献１（図１参照）などに、従来の上部旋回体が記載されている。同文献に記載の上部旋回体は、デッキ（同文献におけるデッキフレーム）を備える。デッキには、エンジンおよびキャブが搭載される。

特開２００９−１４９４３４号公報

同文献に記載の上部旋回体では、エンジンの振動が、デッキを介してキャブに伝達される。そのため、キャブの振動が問題となる。例えば、この振動は、キャブ内の操作者の乗り心地に影響を与える。

そこで本発明は、エンジンからキャブへの振動伝達を抑制できる上部旋回体を提供することを目的とする。

本発明の上部旋回体は、旋回フレームと、エンジンデッキと、キャブデッキと、タンクデッキと、切り離し手段と、を備える。前記エンジンデッキは、前記旋回フレームよりも横方向外側に配置され、前記旋回フレームに固定される。前記エンジンデッキには、エンジンが搭載される。前記キャブデッキは、前記旋回フレームよりも横方向外側に配置され、前記旋回フレームに固定され、前記エンジンデッキよりも前側に配置される。前記キャブデッキには、キャブが搭載される。前記タンクデッキは、前記旋回フレームよりも横方向外側に配置され、前記旋回フレームに固定され、前記エンジンデッキよりも前側に配置され、前記キャブデッキよりも後側に配置される。前記タンクデッキには、タンクが搭載される。前記切り離し手段は、前記エンジンデッキと前記タンクデッキとの間に設けられ、前記エンジンデッキから前記タンクデッキへの振動の伝達経路を切り離す。

上記構成により、エンジンからキャブへの振動伝達を抑制できる。

上部旋回体の斜視図である。図１に示すタンクデッキ５０などを上から見た図である。図１に示す応答点βでの加速度を示すグラフである。比較例の上部旋回体の図１相当図である。

図１〜図３を参照して、図１に示す上部旋回体１について説明する。

上部旋回体１（上部旋回体構造）は、建設機械に用いられる。上部旋回体１が用いられる建設機械は、例えばクレーンであり、例えば移動式クレーンであり、例えばラチスブームクローラクレーンである。上部旋回体１は、下部走行体（図示なし）に搭載され、下部走行体に対して旋回可能である。上部旋回体１は、旋回フレーム１０と、デッキ２０と、を備える。

旋回フレーム１０（センターセクション）は、下部走行体（図示なし）に取り付けられる。旋回フレーム１０の中心線であって、旋回フレーム１０の長手方向に延びる中心線を、中心線１０ｃとする。旋回フレーム１０の長手方向（中心線１０ｃの方向）を、前後方向Ｘとする。前後方向Ｘにおいて、エンジンデッキ３０に対するキャブデッキ４０側（または向き）を前側Ｘ１とし、前側Ｘ１とは逆側を後側Ｘ２とする。旋回フレーム１０の長手方向に直交する水平方向（左右方向）を、横方向Ｙとする。横方向Ｙにおいて、中心線１０ｃに近づく側を横方向内側Ｙ１とし、中心線１０ｃから遠ざかる側を横方向外側Ｙ２とする。前後方向Ｘおよび横方向Ｙに直交する方向（鉛直方向）を、上下方向Ｚとする。上下方向Ｚには、上側Ｚ１と下側Ｚ２とがある。旋回フレーム１０は、底板１１と、側板１５と、を備える。

底板１１は、旋回フレーム１０の底部（下側Ｚ２部分）を構成する板状構造物である。上記「板状」は、略板状でもよい（以下同様）。底板１１の厚さ方向は上下方向Ｚである。

側板１５は、旋回フレーム１０の横方向外側Ｙ２部分（側面）を構成する板状構造物である。側板１５の厚さ方向は、横方向Ｙである。側板１５は、複数枚設けられ、例えば２枚設けられる。側板１５は、底板１１から上側Ｚ１に突出し（延び）、例えば、底板１１の横方向外側Ｙ２の両端部それぞれから上側Ｚ１に突出する。「端部」は、端および端の近傍を意味する（以下同様）。側板１５には、第一側板１５Ａと、第二側板１５Ｂと、がある。第一側板１５Ａと第二側板１５Ｂとは、横方向Ｙに互いに対向する。第二側板１５Ｂは、第一側板１５Ａよりもデッキ２０に近い側に配置される。

デッキ２０は、機器などが搭載される構造物である。デッキ２０は、エンジンデッキ３０と、キャブデッキ４０と、タンクデッキ５０と、切り離し手段６０と、を備える。

エンジンデッキ３０には、エンジンＥなどの振動源が搭載される。エンジンデッキ３０には、エンジンＥ以外の振動源（図示しない油圧ポンプなど）が搭載されてもよい。エンジンデッキ３０には、例えば、ラジエータ、ファン、排ガス浄化装置、機器を防護する（覆う）ためのエンジンガード（それぞれ図示なし）などが搭載される。エンジンデッキ３０は、旋回フレーム１０よりも横方向外側Ｙ２に配置される。エンジンデッキ３０は、旋回フレーム１０に固定（接続）され、第二側板１５Ｂに固定される。エンジンデッキ３０は、エンジンデッキ横部材３１と、エンジンデッキ外側部材３３と、を備える。

エンジンデッキ横部材３１は、横方向Ｙに延びる部材（梁）である。エンジンデッキ横部材３１は、旋回フレーム１０に固定され、第二側板１５Ｂに固定され、第二側板１５Ｂから横方向外側Ｙ２に延びる。エンジンデッキ横部材３１は、複数設けられる。エンジンデッキ横部材３１の数は、図１に示す例では５であり、４以下でもよく、６以上でもよい。エンジンデッキ横部材３１は、エンジンデッキ前端部材３１ａを備える。

エンジンデッキ前端部材３１ａは、エンジンデッキ３０の前側Ｘ１端部を構成する。エンジンデッキ前端部材３１ａは、エンジンデッキ外側部材３３の前側Ｘ１端部と、旋回フレーム１０の第二側板１５Ｂとに接続される。エンジンデッキ前端部材３１ａは、例えば板状である。エンジンデッキ前端部材３１ａの厚さ方向は、前後方向Ｘである。エンジンデッキ前端部材３１ａは、板状でなくてもよく、例えば棒状などでもよい（エンジンデッキ外側部材３３も同様）。

エンジンデッキ外側部材３３は、エンジンデッキ３０の横方向外側Ｙ２部分を構成する。エンジンデッキ外側部材３３は、エンジンデッキ横部材３１に固定され、エンジンデッキ横部材３１の横方向外側Ｙ２端部に固定される。エンジンデッキ外側部材３３は、前後方向Ｘに延びる。エンジンデッキ外側部材３３は、例えば板状である。エンジンデッキ外側部材３３の厚さ方向は、横方向Ｙである。

キャブデッキ４０には、キャブＣ（運転室）が搭載される。キャブデッキ４０は、旋回フレーム１０よりも横方向外側Ｙ２に配置される。キャブデッキ４０は、旋回フレーム１０に固定され、第二側板１５Ｂに固定される。キャブデッキ４０は、エンジンデッキ３０よりも前側Ｘ１に配置される。例えば、キャブデッキ４０は、枠部４１と、支持梁４３と、を備える。

枠部４１は、キャブデッキ４０の外周部分（上下方向Ｚから見た外周部分）を構成する。枠部４１は、上下方向Ｚから見て四角形（略四角形を含む）であり、例えば長方形（略長方形を含む）であり、前後方向Ｘに長い。枠部４１は、例えば上下方向Ｚに延びる板状部材などにより構成される。支持梁４３は、旋回フレーム１０に対して枠部４１を支持する。支持梁４３は、旋回フレーム１０に固定され、第二側板１５Ｂに固定され、第二側板１５Ｂから横方向外側Ｙ２に延びる。支持梁４３は、枠部４１の横方向内側Ｙ１部分に固定される。支持梁４３は、複数設けられる。支持梁４３の数は、例えば３であり、２でもよく、４以上でもよい。複数の支持梁４３は、互いに前後方向Ｘに間隔をあけて配置される。

タンクデッキ５０には、タンクＴが搭載される。タンクＴは、流体を貯留するものである。タンクＴは、例えば作動油タンクであり、例えば尿素水タンクでもよく、例えば燃料タンクなどでもよい。タンクＴの数は、１でもよく、複数でもよい。タンクＴの種類（作動油タンク、尿素水タンク、燃料タンクなど）は、１種類でもよく、複数種類でもよい。タンクＴは、キャブＣの後側Ｘ２部分を略覆うように配置される。タンクデッキ５０には、タンクＴに接続される機器（補器）、および、タンクＴを防護する（覆う）ためのガードなどが搭載されてもよい（それぞれ図示なし）。タンクデッキ５０は、旋回フレーム１０よりも横方向外側Ｙ２に配置される。タンクデッキ５０は、旋回フレーム１０に固定され、第二側板１５Ｂに固定される。タンクデッキ５０は、エンジンデッキ３０よりも前側Ｘ１に配置され、エンジンデッキ３０と前後方向Ｘに対向するように配置される。タンクデッキ５０は、キャブデッキ４０よりも後側Ｘ２に配置され、キャブデッキ４０と前後方向Ｘに対向するように配置される。タンクデッキ５０とキャブデッキ４０との間に、隙間Ｓ２が設けられてもよく、隙間Ｓ２が設けられなくてもよい。

タンクデッキ横部材５１は、横方向Ｙに延びる部材である。タンクデッキ横部材５１は、旋回フレーム１０に固定され、第二側板１５Ｂに固定され、第二側板１５Ｂから横方向外側Ｙ２に延びる。タンクデッキ横部材５１は、複数設けられ、図２に示す例では３つ設けられる。タンクデッキ横部材５１は、タンクデッキ前端部材５１ａと、タンクデッキ後端部材５１ｂと、タンクデッキ中央部材５１ｃと、を備える。

タンクデッキ前端部材５１ａは、タンクデッキ５０の前側Ｘ１端部を構成する。タンクデッキ前端部材５１ａは、例えば板状である。タンクデッキ前端部材５１ａの厚さ方向は、前後方向Ｘである。タンクデッキ後端部材５１ｂは、タンクデッキ５０の後側Ｘ２端部を構成する。タンクデッキ後端部材５１ｂは、例えば棒状である。タンクデッキ後端部材５１ｂは、略Ｃ字状断面を有するチャンネル材でもよく、略Ｌ字状断面を有するアングル材でもよく、略Ｈ字状断面を有してもよく、略Ｉ字状断面を有してもよく、四角柱などでもよい（他の棒状の部材についても同様）。タンクデッキ中央部材５１ｃは、タンクデッキ前端部材５１ａよりも後側Ｘ２に配置され、タンクデッキ後端部材５１ｂよりも前側Ｘ１に配置される。タンクデッキ中央部材５１ｃは、例えば棒状である。なお、タンクデッキ前端部材５１ａは、板状でなくてもよく、例えば棒状などでもよい。タンクデッキ後端部材５１ｂは、棒状でなくてもよく、例えば板状などでもよい。タンクデッキ中央部材５１ｃの数は、図２では１であり、０でもよく、２以上でもよい。

タンクデッキ外側部材５３は、タンクデッキ５０の横方向外側Ｙ２端部を構成する。タンクデッキ外側部材５３は、前後方向Ｘに延びる。タンクデッキ外側部材５３は、例えば板状である。タンクデッキ外側部材５３の厚さ方向は、横方向Ｙである。タンクデッキ外側部材５３は、板状でなくてもよく、棒状などでもよい。

切り離し手段６０は、エンジンデッキ３０とタンクデッキ５０との間に設けられ、エンジンデッキ３０からタンクデッキ５０への振動の伝達経路を切り離す手段（部分、部材、または装置など）である。例えば、切り離し手段６０は、エンジンデッキ３０からタンクデッキ５０への前後方向Ｘの振動の伝達経路を切り離す。例えば、切り離し手段６０は、エンジンデッキ３０からタンクデッキ５０への前後方向Ｘ以外の振動の伝達経路を切り離してもよく、横方向Ｙの振動の伝達経路を切り離してもよい。切り離し手段６０は、エンジンデッキ３０からタンクデッキ５０に振動が直接伝達されることを防ぐ。切り離し手段６０は、エンジンデッキ３０とタンクデッキ５０との間に形成された前後方向Ｘの隙間Ｓ１である。隙間Ｓ１は、エンジンデッキ３０およびタンクデッキ５０の横方向外側Ｙ２端部から、横方向内側Ｙ１端部（第二側板１５Ｂへの接続部）にわたって設けられる。隙間Ｓ１は、タンクデッキ後端部材５１ｂ（図２参照）と、エンジンデッキ前端部材３１ａと、の間に設けられる。

（振動の伝達）
図４に、比較例の上部旋回体を示す。本実施形態の上部旋回体１に対する比較例の相違点は、隙間Ｓ１（図１参照）が無い点である。図４に、エンジンＥの加振時の、エンジンＥからキャブデッキ４０への、支配的な振動伝達経路Ｒ（他の経路よりも振動伝達しやすい経路）を示す。この振動伝達経路Ｒは、解析により得られた。

振動伝達経路Ｒの詳細は次の通りである。エンジンＥの振動は、エンジンＥが搭載されるエンジンデッキ横部材３１を通り、エンジンデッキ外側部材１３３に伝わる。この振動は、エンジンデッキ外側部材１３３において、エンジンＥの横方向外側Ｙ２の位置から、タンクＴの横方向外側Ｙ２の位置（図１に示すタンクデッキ外側部材５３の位置）に伝わる。図４に示すように、この振動は、エンジンデッキ外側部材１３３から、エンジンデッキ前端部材１３１ａを通り、旋回フレーム１０の第二側板１５Ｂを通り、キャブデッキ４０の支持梁４３を通り、枠部４１を通り、枠部４１に搭載されたキャブＣに伝わる。その結果、キャブＣが振動する。

一方、図１に示すように、本実施形態には、隙間Ｓ１がある。よって、エンジンデッキ外側部材３３からタンクデッキ外側部材５３への振動伝達の経路が切り離されている。よって、エンジンＥからキャブデッキ４０への振動伝達が抑制される。よって、キャブＣの振動が抑制される。

比較例の上部旋回体（図４参照）および本実施形態の上部旋回体１それぞれについて、加振点αを加振させたときの応答点βでの加速度を算出した。加振点αは、エンジンＥの重心である。応答点βは、キャブデッキ４０の前側Ｘ１端部かつ横方向外側Ｙ２端部である。応答点βは、キャブデッキ４０の中で特に振動が大きい位置である。算出結果を図３に示す。比較例に比べ、本実施形態では、約０［Ｈｚ］〜３０［Ｈｚ］の全域で、加速度を低減できた。

（第１の発明の効果）
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、エンジンデッキ３０と、キャブデッキ４０と、タンクデッキ５０と、切り離し手段６０と、を備える。エンジンデッキ３０は、旋回フレーム１０よりも横方向外側Ｙ２に配置され、旋回フレーム１０に固定される。エンジンデッキ３０には、エンジンＥが搭載される。キャブデッキ４０は、旋回フレーム１０よりも横方向外側Ｙ２に配置され、旋回フレーム１０に固定され、エンジンデッキ３０よりも前側Ｘ１に配置される。キャブデッキ４０には、キャブＣが搭載される。タンクデッキ５０は、旋回フレーム１０よりも横方向外側Ｙ２に配置され、旋回フレーム１０に固定される。タンクデッキ５０は、エンジンデッキ３０よりも前側Ｘ１に配置され、キャブデッキ４０よりも後側Ｘ２に配置される。タンクデッキ５０には、タンクＴが搭載される。

［構成１］切り離し手段６０は、エンジンデッキ３０とタンクデッキ５０との間に設けられ、エンジンデッキ３０からタンクデッキ５０への振動の伝達経路を切り離す手段である。

上記［構成１］の切り離し手段６０により、エンジンデッキ３０からタンクデッキ５０への振動伝達が切り離されるので、エンジンデッキ３０からキャブデッキ４０への振動伝達が抑制される。その結果、エンジンＥからキャブＣへの振動伝達を抑制できる。

（第２の発明の効果）
エンジンデッキ３０は、エンジンデッキ外側部材３３と、エンジンデッキ前端部材３１ａと、を備える。エンジンデッキ外側部材３３は、エンジンデッキ３０の横方向外側Ｙ２部分を構成する。

［構成２］エンジンデッキ前端部材３１ａは、エンジンデッキ外側部材３３の前側Ｘ１端部と旋回フレーム１０とに接続される。

上記［構成２］により、エンジンデッキ外側部材３３の前側Ｘ１端部が、旋回フレーム１０に対して動くことを抑制できる。例えば、エンジンデッキ外側部材３３の前側Ｘ１端部が、旋回フレーム１０に対して、横方向Ｙおよび上下方向Ｚの少なくともいずれかに揺れることを抑制できる。

（第３の発明の効果）
［構成３］切り離し手段６０は、エンジンデッキ３０とタンクデッキ５０との間に形成された前後方向Ｘの隙間Ｓ１である。

上記［構成３］により、切り離し手段６０を簡易に構成できる。

（変形例）
上記実施形態の構成要素の一部が設けられなくてもよく、構成要素の数が変更されてもよい。例えば、エンジンデッキ３０に、隙間Ｓ１と同様の隙間がさらに設けられてもよい。例えば、側板１５は、３枚以上設けられてもよい。エンジンデッキ前端部材３１ａは、設けられなくてもよい。

後側Ｘ２から前側Ｘ１に向かって見たとき、デッキ２０は、図１に示す例では旋回フレーム１０に対して右側に配置されたが、左側に配置されてもよい。ただし、後側Ｘ２から前側Ｘ１に向かって見たとき、エンジンデッキ３０、キャブデッキ４０、およびタンクデッキ５０は、旋回フレーム１０に対して同じ側（右側または左側のいずれか一方側）に配置される。

切り離し手段６０は、上記実施形態では隙間Ｓ１であったが、隙間Ｓ１でなくてもよい。切り離し手段６０は、物（部材）であってもよい。例えば、切り離し手段６０は、エンジンデッキ３０およびタンクデッキ５０を構成する材料よりも振動を伝えにくい材料により構成された物でもよい。切り離し手段６０は、例えばスポンジなどの詰め物でもよい。切り離し手段６０は、スポンジなどの詰め物を介して、エンジンデッキ３０からタンクデッキ５０への振動伝達を抑制し、この振動をできるだけ伝わりにくくすればよい。例えば、切り離し手段６０は、エンジンデッキ３０とタンクデッキ５０とを互いに前後方向Ｘにスライド自在に接続する機構などでもよい。

（参考例）
タンクデッキ５０（中間デッキ）に、タンクＴが搭載されず、タンクＴ以外の物（中間デッキ搭載物）が搭載されてもよい。中間デッキ搭載物は、例えばタンクＴとほぼ同じ質量の物などであり、例えば機器であり、例えば構造物でもよい。

１上部旋回体
１０旋回フレーム
３０エンジンデッキ
３１ａエンジンデッキ前端部材
３３エンジンデッキ外側部材
４０キャブデッキ
５０タンクデッキ
５１ａタンクデッキ前端部材
５１ｂタンクデッキ後端部材
６０切り離し手段
Ｃキャブ
Ｅエンジン
Ｓ１隙間
Ｓ２隙間（第２隙間）
Ｔタンク

Claims

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、前記旋回フレームに固定され、エンジンが搭載されるエンジンデッキと、
前記旋回フレームよりも横方向外側に配置され、前記旋回フレームに固定され、前記エンジンデッキよりも前側に配置され、キャブが搭載されるキャブデッキと、
前記旋回フレームよりも横方向外側に配置され、前記旋回フレームに固定され、前記エンジンデッキよりも前側に配置され、前記キャブデッキよりも後側に配置され、タンクが搭載されるタンクデッキと、
前記エンジンデッキから前記タンクデッキへの振動の伝達経路を切り離す切り離し手段と、
を備え、
前記切り離し手段は、前記エンジンデッキと前記タンクデッキとの間に設けられた前後方向の隙間である、
上部旋回体。
請求項１に記載の上部旋回体であって、
前記エンジンデッキは、
前記エンジンデッキの横方向外側部分を構成するエンジンデッキ外側部材と、
前記エンジンデッキ外側部材の前側端部と前記旋回フレームとに接続されるエンジンデッキ前端部材と、
を備える、
上部旋回体。
請求項１または２に記載の上部旋回体であって、
前記タンクデッキと前記キャブデッキとの間に設けられた第２隙間を備える、
上部旋回体。
請求項３に記載の上部旋回体であって、
前記隙間は、前記エンジンデッキおよび前記タンクデッキのそれぞれの、横方向外側端部から横方向内側端部にわたって設けられ、
前記第２隙間は、前記タンクデッキおよび前記キャブデッキのそれぞれの、横方向外側端部から横方向内側端部にわたって設けられる、
上部旋回体。
請求項３または４に記載の上部旋回体であって、
前記タンクデッキは、
前記旋回フレームから横方向外側に延び、前記タンクデッキの前側端部を構成するタンクデッキ前端部材と、
前記旋回フレームから横方向外側に延び、前記タンクデッキの後側端部を構成するタンクデッキ後端部材と、
を備える、
上部旋回体。