JPH08183483A - 車両用キャブの防振装置 - Google Patents

車両用キャブの防振装置

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JPH08183483A
JPH08183483A JP6337540A JP33754094A JPH08183483A JP H08183483 A JPH08183483 A JP H08183483A JP 6337540 A JP6337540 A JP 6337540A JP 33754094 A JP33754094 A JP 33754094A JP H08183483 A JPH08183483 A JP H08183483A
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JP
Japan
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cab
vibration
center
gravity
mass body
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP6337540A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasutoshi Minamiyoshi
康利 南吉
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Caterpillar Japan Ltd
Caterpillar Mitsubishi Ltd
Original Assignee
Caterpillar Mitsubishi Ltd
Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Body Structure For Vehicles (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高周波領域の振動を効果的に減衰するととも
に、低周波領域のキャブの揺動変位を抑えることができ
る車両用キャブの防振装置を提供する。 【構成】 車両用キャブは機体フレームに防振部材を介
して装着されており、該キャブの床にはキャブの重心を
通る鉛直線上を下方に突出する質量体を配設されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、油圧ショベル等の建設
車両、一般車両等に搭載れされるキャブの防振装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】建設車両等に搭載されるキャブは、機体
側からの振動がキャブ内の運転者に直に伝達されないよ
いにするために、防振ゴムの如き防振部材を介して機体
フレームに装着されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】防振ゴムのばね定数を
低くしてマウント剛性を下げると、カットオフ周波数が
下がるため、運転中に地面側から機体に伝わりキャブに
伝達される高周波領域の振動の減衰を大きくする効果が
ある。しかしながら、防振ゴムのばね定数を低くしてマ
ウント剛性を下げると、キャブのローリング(横方向)
およびピッチング(前後方向)に対する回転剛性も低下
するため、旋回操作時のように防振ゴムにキャブの慣性
力が作用するとき、キャブの揺動変位(傾斜)が大きく
なり運転者等の搭乗者は不安定感や船酔いのような不快
感を感じる。特に、キャブが高い位置に配置される大型
機の場合には、キャブの揺動変位(傾斜)による揺れ感
が運転者に与える不快感として大きな問題となる。この
ようにマウント剛性、即ち防振ゴムのばね定数を設定す
る際に、高周波領域の振動減衰効果と低周波の揺動変位
に対する剛性とは相反する関係にあり、マウント機構の
みで上記両条件を同時に満足させることは困難である。
【0004】本発明は、上記事実に鑑みてなされたもの
であり、主たる技術的課題は、高周波領域の振動を効果
的に減衰するとともに、低周波領域のキャブの揺動変位
を抑えることができる車両用キャブの防振装置を提供す
ることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記技術的課題を達成す
るために、本発明によれば、機体フレームに防振部材を
介して装着された車両用キャブにおいて、該キャブの床
に装着され該キャブの重心を通る鉛直線上を下方に突出
する質量体を配設した、ことを特徴とする車両用キャブ
の防振装置が提供される。
【0006】また、本発明によれば、上記質量体をキャ
ブの床に装着された収納容器と、該収納容器内に収納さ
れ車両の電源となるバッテリとから構成された車両用キ
ャブの防振装置が提供される。
【0007】
【作用】本発明による車両用キャブの防振装置は、キャ
ブの床に質量体を装着したことによりキャブ全体の重量
が増大して慣性質量が大きくなるので、防振部材を低下
することなく機体からキャブに伝わる振動の減衰効果を
増大することができるとともに、キャブ全体の重心位置
を防振部材によるマウント支点位置に略一致させ、マウ
ント支点位置から上方のキャブの慣性モーメントと上記
マウント支点位置から下方の質量体の慣性モーメントと
が略一致するように構成することにより、キャブに横方
向および前後方向への慣性力が作用してもキャブの揺動
変位(傾斜)を略零ないし乗員に不快感を与えない微小
範囲に抑えることができる。
【0008】
【実施例】以下、添付図面を参照して、本発明に従って
構成された車両用キャブの防振装置の好適実施例につい
て詳細に説明する。
【0009】図1には、本発明が適用される建設車両
(機械)の一例としての油圧ショベルが図示されてい
る。この油圧ショベルは、下部走行体2と上部旋回体4
とから構成された建設機械本体を具備している。下部走
行体2は、幅方向に間隔をおいて配設された一対の無限
軌道6(図1には一方のみが示されている)を含んでい
る。上部旋回体4は、旋回機構8を介して下部走行体2
に装着されている。この上部旋回体4にはパワーハウジ
ング10、作業装置12およびキャブ14が装着されて
いる。パワーハウジング10にはエンジン、油圧ポン
プ、油圧タンク等を含んだパワーユニット(図示せず)
の主要部が収容されている。作業装置12は、ブーム2
0、アーム22、バケット24、ブーム用油圧シリンダ
機構26、アーム用油圧シリンダ28およびバケット用
油圧シリンダ機構30を含んでいる。図示の油圧ショベ
ルにおいては、キャブ14の後述する防振装置以外は、
本発明における新規特徴をなすものではなく、当業者に
は周知の構成でよく、従って、下部走行体2、上部旋回
体4、旋回機構8、パワーハウジング10およびそれに
収容されているパワーユニット構成要素、作業装置12
についての詳細説明はは省略する。
【0010】次に、図2および図3を参照してキャブ1
4の防振装置について説明する。上記上部旋回体8を構
成する機体フレーム32には、キャブ14を装着するた
めの取付台34がボルト、ナットまたは溶接などの固定
手段によって取付けられている。この取付台34は、機
体の前後方向に間隔をおいて配設されたチャンネル状部
材341、342と、機体の横方向に間隔をおいて配設
されたチャンネル状部材343、344とによって矩形
状に構成されており、中央部に空間部345が形成され
ている。このように構成された取付台34上に4個乃至
6個の防振部材36を介してキャブ14が装着される。
各防振部材36は、防振ゴム361と該防振ゴム361
の上下面に焼付け或いは接着剤等によって装着された取
付フランジ362、362とからなっており、下側の取
付フランジ362の中央部に固定されたボルト363を
上記取付台34を構成するチャンネル状部材341、3
42、343、344に設けられた取付け穴(図示せ
ず)に挿通し、該ボルト353にナット364を螺合す
ることにより、取付台34に装着する。また、各防振部
材36の上側の取付フランジ362は、中央部に固定さ
れたボルト363をキャブ14の床板142に設けられ
た取付け穴(図示せず)に挿通し、該ボルト363にナ
ット364を螺合することにより、キャブ14に装着さ
れる。
【0011】上記キャブ14の床142の下面中央部に
は質量体38がボルト40、ナット42等の固定手段に
よって装着されている。この質量体38は、例えば鋳鉄
等によって形成され、その重心G2がキャブ14の重心
G1を通る鉛直線L上に下方に突出して配設されてい
る。そして、質量体38を装着したキャブ全体の重心G
3が防振ゴム361によるマウント支点位置と略一致さ
せることが望ましい。該質量体38の重量、構造および
その取付け位置の関係は、キャブ14の重量および重心
位置と上記防振部材36の防振ゴム361によるマウン
ト支点位置の寸法によって決められる。例えば、キャブ
全体の重心G3が防振ゴム361によるマウント支点位
置と一致し、キャブ14の重量がW1(kg)で、その
重心位置G1がマウント支点位置からH1(cm)の位
置にある場合、質量体38の重量W2(kg)と、その
重心G1の位置は、次の(1)式を満足する値に設定す
ればよい。 W1×H1=W2×H2・・・・・(1)
【0012】次に、質量体38と防振ゴム361の防振
効果について説明する。質量(m)とばね定数(k)か
らなる1自由度の振動系の例で簡単に説明すると、この
振動系の固有振動数(ω0)は次の(2)式で表され
る。 ω0=√k/m・・・・・(2) このような固有振動を有する振動系における強制振動数
比(λ)は、次の(3)式で表される。 λ=ω/ω0・・・・・(3) 但し、ωは外力の円振動数 この強制振動数比(λ)の値が1付近となると、振幅比
が大となって共振する。従って、振動を抑えるには強制
振動数比(λ)の値が大きくなるようにすればよく、そ
のためには固有振動数(ω0)が小さくなるようにすれ
ばよい。固有振動数(ω0)を小さくするためには、上
記(3)式からばね定数(k)を小さく、質量(m)を
大きくすることによって実現できる。しかるに、本発明
によればキャブ14に質量体38を装着することにより
キャブ全体重量(W1+W2)は、キャブ14自体の重
量(W1)より大となり、その質量(m)が大きくなる
ので、防振ゴム361のばね定数(k)を変えずに従来
と同等のものを用いても、ばね定数(k)を小さくした
ものと同様の振動減衰効果が得られる。
【0013】次に、旋回操作時のようにキャブ14に加
速度(a)の慣性力が作用するときの揺動変位の減少効
果について説明するる。質量体38を装着したキャブ1
4が揺動変位(傾斜)するときの変位角(θ)は、次の
(3)式で表される。 θ∝(W1×H1−W2×H2)/k×a・・・・・(4) ここで、W1×H1とW2×H2とが(1)式のように
完全にイコールであれば、変位角(θ)は零(0)とな
り、キャブ14に横方向および前後方向への慣性力が作
用してもキャブ14の揺動変位(傾斜)は発生しない。
なお、キャブ14の重量W1および重心G1は、厳密に
は乗員の体重等によって変化するためW1×H1とW2
×H2とが完全にイコールにすることは実質上不可能で
あるが、両モーメントの差を極力小さくすることによ
り、キャブ14の揺動変位(傾斜)を乗員に不快感を与
えない微小範囲に抑えることができる。
【0014】また、キャブ14に質量体38を装着する
ことによりキャブ全体の慣性モーメントが増大するた
め、慣性力以外の他の外力による揺動変位(傾斜)も減
少する。図2および図3において矢印(b)で示すよう
にキャブ14を回転させる力(トルク)b(N-mSec
2 )が作用するときの例を簡単に説明する。なお、キャ
ブ14を回転させるような外力としては、乗員の体重の
変化等により上記(1)式のようにM1×H1とM2×
H2とが完全にイコールとならずに慣性力の不均衡にに
よって生ずる力、或いは機体の運動の際に防振部材36
から作用する力等がある。質量体38を装着したキャブ
14全体の重心G3回りに回転運動する揺動角加速度
(d2 θ/dt2 )と重心G3回りの慣性モーメント
(J)とは次の(5)式の関係にある。 d2 θ/dt2 =b/J・・・・・(5) 従って、重心G3回りの慣性モーメント(J)が大きけ
れば、揺動角加速度(d2 θ/dt2 )は小さくなる。
しかるに、質量体38を装着しない状態でのキャブ重心
(G1)回りの慣性モーメントを(J1)、質量体38
の重心(G2)回りの慣性モーメントを(J2)とする
と、質量体38を装着したキャブ14全体の重心G3回
り慣性モーメント(J)は、次の(6)式で表される。 J=J1+J2+W1×(H1)2 ×W2×(H2)2 ・・・・・(6) このように、キャブ14に質量体38を装着したものに
おいては、キャブ14全体の重心G3回り慣性モーメン
ト(J)が、質量体38を装着しない状態でのキャブ重
心(G1)回りの慣性モーメント(J1)より大きくな
り、キャブおよび乗員に作用する加速度を減少すること
ができる。
【0015】図4は、上記実施例における質量体38の
他の実施例を示す断面図である。本実施例における質量
体50は、上記キャブ14の床に装着する収納容器52
と、該収納容器52内に収納された車両の電源となるバ
ッテリ54、54とによって構成されている。上記収納
部材52の側壁上部には穴522が設けられており、上
記バッテリ54、54に接続したハーネス56が該穴5
22を挿通して車両に搭載された電気機器に接続される
ようになっている。このように、本実施例によれば車両
(機械)重量部品であるバッテリを質量体として利用す
ることにより、機体重量の増加を最小限にすることがで
きる。
【0016】
【発明の効果】本発明による車両用キャブの防振装置は
以上のように構成され、キャブの床に装着され該キャブ
の重心を通る鉛直線上を下方に突出する質量体を配設し
たので、キャブ全体の重量が増大して慣性質量が大きく
なるので、防振部材のばね定数を低下することなく、ば
ね定数を小さくしたものと同様の振動減衰効果が得られ
る。また、本発明によれば、防振部材によるマウント支
点位置から上方のキャブの慣性モーメントと上記マウン
ト支点位置から下方の質量体の慣性モーメントとが略一
致するように構成することにより、キャブに横方向およ
び前後方向への慣性力が作用してもキャブの揺動変位
(傾斜)を略零ないし乗員に不快感を与えない微小範囲
に抑えることができる。更に、本発明によれば、キャブ
の床に質量体を装着することによりキャブ全体の重心回
りの慣性モーメントは、質量体を装着しない状態でのキ
ャブ重心回りの慣性モーメントより大きくなるため、キ
ャブおよび乗員に作用する加速度を減少することができ
る。
【0017】また、本発明によれば、上記質量体は、キ
ャブの床に装着された収納部材と、該収納部材内に収納
され車両の電源となるバッテリとからなっているので、
重量部品であるバッテリを質量体として利用することに
より、機体重量の増加を最小限にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用される油圧ショベルの概略側面
図。
【図2】図1の油圧ショベルに適用した防振装置の一部
を破断して示す側面図。
【図3】図1の油圧ショベルに適用した防振装置の一部
を破断して示す正面図。
【図4】防振装置を構成する質量体の他の実施例を示す
断面図。
【符号の説明】
2:油圧ショベル(建設車両)の下部走行体 4:油圧ショベル(建設車両)の上部旋回体 6:油圧ショベル(建設車両)の無限軌道 8:油圧ショベル(建設車両)の旋回機構 10:油圧ショベル(建設車両)のパワーハウジング 12:油圧ショベル(建設車両)の作業装置 32:機体フレーム 34:取付台 36:防振部材 50:質量体 52:収納容器 54:バッテリ 56:ハーネス 341:チャンネル状部材 342:チャンネル状部材 343:チャンネル状部材 344:チャンネル状部材 361:防振ゴム 362:取付フランジ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 機体フレームに防振部材を介して装着さ
    れた車両用キャブにおいて、 該キャブの床に装着され該キャブの重心を通る鉛直線上
    を下方に突出する質量体を配設した、ことを特徴とする
    車両用キャブの防振装置。
  2. 【請求項2】 該質量体は、該キャブの床に装着された
    収納容器と、該収納容器内に収納され車両の電源となる
    バッテリとからなる、請求項1記載の車両用キャブの防
    振装置。
JP6337540A 1994-12-28 1994-12-28 車両用キャブの防振装置 Withdrawn JPH08183483A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002322674A (ja) * 2001-04-26 2002-11-08 Hitachi Constr Mach Co Ltd 建設機械のキャブ装置
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US9238902B2 (en) 2011-04-14 2016-01-19 Vermeer Manufacturing Company Cab suspension system for a machine adapted to surface excavate rock or like materials

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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20020305