KR100294480B1 - 운전실 부착 작업기 - Google Patents

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다케시 히구치
가츠미 미야키
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세구치 류이치
히다치 겡키 가부시키 가이샤
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Abstract

운전실 본체(11)의 뒤쪽을 고무 마운트(13)에 의하여 탄성적으로 지지하고, 운전실 본체(11)의 앞쪽을 고무 마운트(13)보다도 작은 스프링 정수로서 설정된 스프링 마운트(23)에 의하여 탄성적으로 지지한다. 이로써 선회 프레임(4)으로부터 운전실 본체(11)에 전달되는 피칭의 진동 전달율을 낮게 억제하고, 또한 고무 마운트(13)를 구성하는 오일 댐퍼(25)에 의하여 피칭은 감쇠한다. 또한 운전실 본체(11)에 전달되는 바운스, 롤링을 피칭으로 변환하여 진동을 감쇠한다.

Description

[발명의 명칭]
운전실 부착 작업기(WORK MACHINE WITH OPERATOR'S CABIN)
[기술분야]
본 발명은 예를 들어 유압 셔블 등의 운전실 부착 작업기에 관한 것으로, 특히 작업기로부터 운전실에 전달되는 진동을 완충시키도록 한 운전실 부착 작업기에 관한 것이다.
[배경기술]
일반적으로 유압 셔블 등의 운전실 부착 작업기는 작업기 본체의 프레임상에 설치된 박스형상의 운전실 본체와 상기 운전실 본체와 프레임사이에 설치되고, 프레임으로부터 운전실 본체에 전달되는 진동을 완충하는 완충지지 수단을 가지고 있다. 그리고 완충 지지 수단은 토사 등의 굴삭작업시에 발생하는 굴삭 반력 등의 진동, 주행시의 진동이 프레임을 개재하여 운전실로 전달되는 것을 억제하고, 운전실내의 거주성, 운전실내에 설치된 조작 레버 등의 조작성이 저하하는 것을 방지하고 있다.
이와 같은 종래 기술에 의한 운전실 부착 작업기로서 예를 들어 일본국 특개평 6-108493호 공보에는 프레임과 운전실 본체와의 사이에 축소 장착된 코일 스프링과 위쪽 끝이 운전실 본체에, 아래쪽 끝이 프레임에 각각 설치된 오일댐퍼로 이루어지는 완충 지지수단에 의하여 진동을 완충하도록 한 유압 셔블이 개시되어 있다.
그리고 이 유압 셔블에서는 완충 지지수단을 구성하는 코일 스프링의 스프링 정수를 작게 설정함으로써 운전실 본체의 고유 진동수를 낮게 억제하고, 또한 오일 댐퍼의 진동 감쇠작용에 의하여 공진을 억제함으로써 프레임으로부터 운전실 본체로의 진동 전달율을 저감하도록 하고 있다.
한편, 스프링 정수가 작은 코일 스프링을 이용함으로써 운전실 본체의 좌우 방향의 진동(롤링) 및 전·후 방향의 진동(피칭)에 대한 강성이 저하하고, 운전실 본체가 프레임상에서 좌우 방향 또는 전후 방향으로 크게 기우는 것을 방지하기 위하여 프레임과 운전실 본체와의 사이에는 토션바를 포함한 평행 링크기구를 설치하고, 상기 평행 링크기구에 의하여 운전실 본체와 프레임을 연결하는 구성을 채용하고 있다.
그런데, 상기한 종래 기술에 의한 운전실 부착 작업기에서는 평행 링크기구에 의하여 운전실 본체의 롤링, 피칭에 대한 강성을 크게 한 만큼 작업기의 굴삭 작업시의 진동이 프레임으로부터 운전실 본체에 전달되기 쉽게 된다.
이 경우, 완충 지지수단을 구성하는 오일 댐퍼의 진동 감쇠 특성은 스프링 정수가 작게 설정된 코일 스프링에 알맞도록 설정되어 있다. 이 때문에 프레임으로부터 완충 지지수단을 통하여 운전실 본체에 전달되는 진동은 오일 댐퍼에 의하여 효율 좋게 완충할 수 있다.
그러나 평행 링크 기구나 토션바에는 진동을 감쇠하는 작용이 없기 때문에 프레임으로부터 평행링크 기구를 통하여 운전실 본체에 전달되는 진동을 완충하는 것은 곤란하다. 이 결과, 운전실 본체가 프레임상에서 공진되고 운전실내의 거주성, 조작 레버에 대한 조작성등이 손상된다는 문제가 있다.
[발명의 상세한 설명]
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제를 감안하여 이루어진 것으로 프레임으로부터 운전실 본체에 전달되는 진동을 효율좋게 완충할 수 있고, 운전실 내에서의 거주성 등을 향상할 수 있게 한 운전실 부착 작업기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 작업기 본체의 프레임과, 상기 프레임상에 설치된 운전실 본체와, 상기 운전실 본체와 프레임사이에 설치되고, 상기 프레임으로부터의 진동이 운전실 본체에 전달되는 것을 완충하는 완충 지지 수단으로 이루어지는 운전실 부착 작업기에 적용된다.
그리고 본 발명이 채용하는 구성의 특징은 상기 완충 지지수단은 상기 운전실 본체의 전후 방향의 한쪽에 위치하고 좌우 방향으로 이간하여 적어도 2개 이상 설치되고, 운전실 본체를 탄성적으로 지지하면서 상기 운전실 본체의 진동을 감쇠하는 제 1방진 마운트와, 상기 운전실 본체의 전후 방향의 다른쪽에 위치하여 설치되고, 상기 제 1방진 마운트보다도 작은 스프링 정수를 가지고 운전실 본체를 탄성적으로 지지하는 스프링과 상기 운전실 본체의 진동을 감쇠하는 오일 댐퍼를 가지는 제 2방진 마운트로 구성한 것에 있다.
이와 같이 구성한 것에 의하여, 제 2방진 마운트의 스프링이 제 1방지 마운트보다도 작은 스프링 정수를 가지고 운전실 본체를 탄성적으로 지지함으로써 운전실 본체의 전후 방향의 진동(피칭)에 대한 강성을 작게 할 수 있다. 이 때문에 프레임으로부터 운전실 본체에 전달되는 피칭의 진동 전달율을 낮게 억제할 수 있고, 또한 제 2방진 마운트의 오일 댐퍼에 의하여 운전실 본체가 발생한 피칭을 감쇠할 수 있다.
또 제 2방진 마운트가 제 1방진 마운트보다도 작은 스프링 정수를 가지고 운전실 본체를 탄성적으로 지지함으로써 운전실 본체의 상하 방향의 진동(바운스)을 실질적으로 제 1방진 마운트를 지지점으로 한 피칭으로 변환할 수 있고, 상기 피칭을 제 2방진 마운트에 의하여 완충할 수 있다.
또한 제 1방진 마운트가 운전실 본체의 좌우 방향의 진동(롤링)을 받으면서 상기 운전실 본체의 진동을 감쇠함으로써 롤링에 따르는 운전실 본체의 공진을 방지할 수 있다.
이 경우, 상기 완충 지지 수단은 제 1방진 마운트를 운전실 본체의 뒤쪽에 설치하고, 제 2방진 마운트를 운전실 본체의 앞쪽에 설치할 수 있다.
상기와는 반대로 상기 완충 지지 수단은 제 1방진 마운트를 운전실 본체의 앞쪽에 설치하고, 제 2방진 마운트를 운전실 본체의 뒤쪽에 설치하여도 된다.
또 제 1방진 마운트는 상기 프레임과 운전실 본체사이에 설치되고, 내부에 고점도의 액체를 봉입하여 이루어지는 액체 봉입식 고무 마운트로서 구성할 수 있다.
한편, 본 발명에 의하면, 상기 제 2방진 마운트의 근방에는 한쪽 끝이 상기 운전실 본체에 다른쪽 끝이 상기 프레임에 각각 회동가능하게 연결되고, 상기 운전실 본체가 프레임상에서 좌우 방향으로 진동하는 것을 규제하는 링크기구를 설치한 것이 바람직하다.
이와 같이 구성함으로써 제 2방진 마운트는 제 1방진 마운트보다도 작은 스프링정수를 가지고 운전실 본체를 탄성적으로 지지함으로써 운전실 본체의 롤링에 대한 강성이 저하되였다고 하여도 상기 제 2방진 마운트 근방에 설치한 링크 기구에 의하여 운전실 본체가 좌우 방향으로 진동하는 것을 규제함으로써 운전실 본체가 좌우 방향으로 크게 기우는 것을 방지할 수 있다.
이 경우, 상기 링크 기구는 한쪽 끝이 상기 운전실 본체에 연결됨과 함께 다른쪽 끝이 상기 프레임에 연결되어 좌우방향으로 이간한 한쌍의 링크 부재와 상기 각 링크부재간을 좌우 방향에서 연결한 연결 부재와 상기 운전실 본체 및 프레임중 적어도 한쪽 과 상기 각 링크부재와의 연결부에 개재시킨 탄성 부쉬로 구성할 수 있다.
이와 같이 구성한 것에 의하여 운전실 본체에 롤링을 일으켰을 때 좌우 방향으로 이간한 각 링크부재가 서로 반대 방향으로 상하 이동하고자 하나, 이 상하 이동은 각 링크 부재를 좌우 방향에서 연결하는 연결 부재에 의하여 제한하고 있다. 이 결과, 링크 기구는 운전실 본체의 롤링에 대한 강성을 보충할 수 있다. 또 운전실 본체 및 프레임중 적어도 한쪽과 상기 각 링크부재의 연결부에 개재시킨 탄성 부쉬에 의하여 링크 기구를 통하여 운전실 본체에 전달되는 진동도 완충할 수 있다.
또한 제 1방진 마운트는 상하 방향의 스프링 정수를 5×105내지 15×105(N/m)으로 설정하고, 감쇠계수를 1×104내지 2×104(N·sec/m)에 설정하고, 제 2방진 마운트는 스프링의 스프링 정수를 4×104내지 10×104(N/m)으로 설정하고, 오일 댐퍼의 감쇠 계수를 2×103내지 6×103(N·sec/m)으로 설정할 수 있다.
[도면의 간단한 설명]
제1도는 본 발명의 제 1실시예를 유압 셔블에 적용하여 나타내는 외관도,
제2도는 제1도중의 운전실 본체 및 선회 프레임 등을 나타내는 일부 파단의 외관도,
제3도는 제2도중의 화살표로 나타내는 Ⅲ-Ⅲ방향에서 본 단면도,
제4도는 제2도중의 고무 마운트 등을 확대하여 나타내는 요부 확대도,
제5도는 제4도중의 화살표 Ⅴ-Ⅴ방향에서 본 단면도,
제6도는 제2도중의 스프링 마운트 등을 확대하여 나타내는 요부 확대도,
제7도는 제2도중의 스프링 마운트 및 링크 기구 등을 확대하여 나타내는 요부 확대도,
제8도는 제7도중의 화살표로 나타내는 Ⅷ-Ⅷ방향에서 본 단면도,
제9도는 제7도중의 화살표 Ⅸ-Ⅸ방향에서 본 확대도,
제10도는 선회 프레임으로부터 운전실 본체에 전달되는 피칭의 진동 전달율과 주파수와의 관계를 나타내는 특성선도,
제11도는 제 2실시예에 의한 운전실 본체 및 선회프레임 등을 나타내는 일부 파단의 외관도,
제12도는 제11도중의 화살표 XII-XII방향에서 본 단면도이다.
[실시예]
이하, 본 발명의 실시 형태를 도 1 내지 도 12를 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저 도 1 내지 도 9는 본 발명에 의한 제 1실시예를 유압 셔블에 적용한 상태로 나타내고 있다. 도에 있어서, 1은 하부 주행체, 2는 선회 장치, 3은 상기 선회 장치(2)를 개재하여 하부 주행체(1)상에 선회 가능하게 탑재된 작업기 본체로서의 상부 선회체를 나타내고, 상기 상부 선회체(3)는 골격 구조를 이루는 프레임으로서의 선회 프레임(4)을 가지고 있다.
여기서 선회 프레임(4)은 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이 선회 장치에 설치되는 센터프레임(5)을 가지며 상기 센터 프레임(5)의 전부 좌측에는 후기하는 운전실 본체(11)를 아래쪽에서 지지하는 운전실 지지부(6)가 설치되어 있다.
그리고 센터프레임(5)은 중앙부가 두께가 두꺼운 강판으로 이루어지는 저판(5A)과, 상기 저판(5A)상을 전후 방향으로 연장하는 세로판(도시 생략)으로 구성되어 있다. 또 운전실 지지부(6)는 전후 방향으로 이간함과 함께 좌우 방향으로 연장한 역 U자상의 단면 형상을 가지는 두 개의 가로 들보부(6A, 6B) 와 상기 각 가로 들보부(6A, 6B)의 왼쪽 끝을 전후 방향으로 연결하는 옆프레임부(6C)와, 가로 들보부(6A)로부터 앞쪽으로 돌출하고 상기 옆프레임부(6C)와 평행하여 전후 방향으로 연장하는 세로 들보부(6D)와, 가로 들보부(6A)보다도 앞쪽으로 위치하여 옆프레임부(6C)와 세로 들보부(6D)를 좌우 방향에서 연결하는 앞프레임부(6E)등으로 대략 구성되어 있다.
그리고 상부 선회체(3)는 선회 프레임(4)과, 상기 선회 프레임(4)상에 설치된 기계실(7)과, 상기 기계실(7)의 앞부 좌측에 위치하여 선회 프레임(4)상에 설치되고, 운전실 본체(11)에 의하여 둘러싸인 운전실(8)과 기계실(7)의 앞쪽에 위치하여 선회 프레임(4)의 앞부에 부앙 이동 가능하게 설치된 작업 장치(9)와, 상기 작업 장치(9)와의 중량 균형을 취하기 위하여 기계실(7)의 뒤쪽에 위치하여 선회 프레임(4)의 후부에 설치된 카운터 웨이트(10)로 구성되어 있다.
11은 선회 프레임(4)의 운전실 지지부(6)상에 설치된 운전실 본체를 나타내고, 상기 운전실 본체(11)는 도 2에 나타내는 바와 같이 예를 들어 두께가 얇은 강판을 프레스 가공하여 용접함으로써 전후 방향으로 연장하는 직사각형의 상면부(11 A)와 상하 방향의 중간 부분이 앞쪽을 향해 돌출한 전면부(11B)와, 상기 전면부(11B)에 대면하는 후면부(11C)와, 상기 후면부(11C)및 전면부(11B)에 연결되는 좌우의 측면부(11D, 11D)(한쪽만 도시)로 박스형상으로 형성되어 있다. 또 운전실 본체(11)의 하면측에는 바닥판용 브래킷(11E, 11E)을 개재하여 운전실 본체(11)의 일부를 이루는 바닥판(12)이 고정되어 있다. 그리고 상기 운전실 본체(11)의 내부에는 오퍼레이터가 착석하는 좌석, 작업 장치(9)를 조작하기 위한 조작 레버등(모두 도시 생략)이 설치된다.
13, 13은 선회 프레임(4)상에서 운전실 본체(11)를 탄성적으로 지지하면서 운전실 본체(11)의 진동을 감쇠하는 제 1방진 마운트로서의 액체 봉입식 고무 마운트를 나타내고, 상기 고무 마운트(13)는 운전실 본체(11)의 뒤쪽에 위치하여 좌우 방향으로 이간하여 2개 설치되어 있다.
여기서 고무 마운트(13)는 도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이 위쪽 끝이 플랜지부(14A)로 이루어진 바닥이 있는 원통상의 통체(14)와, 상기 통체(14)에 이것을 덮도록 고착되고, 통체(14)사이에 폐색된 감쇠력 발생실(15)을 획성하는 고무 등의 탄성체(16)와, 아래쪽 끝이 통체(14)의 중심부에 위치하여 상기 탄성체(16)에 고착되고, 위쪽 끝이 수나사부(17A)로 이루어진 연결축(17)과, 상기 연결축(17)의 아래쪽 끝부에 고착되어 감쇠력 발생실(15)내에 위치하고, 상면부에 오일 구멍(18A)이 천설된 가동판(18)으로 구성되고, 감쇠력 발생실(15)내에는 예를 들어 실리콘유 등의 고점성의 작동유가 봉입되어 있다.
그리고 고무마운트(13)의 통체(14)는 운전실 지지부(6)의 가로 들보부(6B)에 형성된 설치구멍(19)내로 끼워 통하는 상태로 플랜지부(14A)가 볼트(20, 20)에 의하여 가로 들보부(6B)의 상면에 고착되고, 연결축(17)은 운전실 본체(11)의 바닥판용 브래킷(11E)및 바닥판(12)을 관통한 수나사부(17A)에 너트(21)를 나사 고정함으로써 운전실 본체(11)에 고착되어 있다. 또한 22는 연결축(17)과 바닥판(12)사이에 설치된 스토퍼이고, 상기 스토퍼(22)는 운전실 본체(11)의 진동에 의하여 탄성체(16)가 크게 변형하였을 때 통체(14)의 상면에 서로 접촉함으로써 탄성체(16)가 탄성 한도 이상으로 변형하는 것을 방지하는 것이다.
그리고 고무 마운트(13)는 운전실 본체(11)의 진동에 따라 탄성체(16)가 탄성 변형함으로써 상기 운전실 본체(11)를 선회 프레임(4)상에서 탄성적으로 지지한다. 이때, 탄성체(16)의 탄성 변형에 따라 가동판(18)이 감쇠력 발생실(15)내에서 상하 방향으로 이동할 때 감쇠력 발생실(15)내에 봉입한 작동유가 이 가동판(18)의 주변부, 오일 구멍(18A) 등을 개재하여 상하로 유동한다. 그러나 작동유는 고점도이기 때문에 가동판(18)에 의하여 작동유의 흐름이 제한되고, 그 점성 저항, 유동 저항에 의하여 운전실 본체(11)의 상하 진동에 대하여 감쇠력을 발생한다.
여기서 고무 마운트(13)는 예를 들어 상하 방향에서의 스프링 정수가 5×105내지 15×105(N/m)정도로 설정되고, 감쇠 계수가 1×104내지 2×104(N·sec/m)정도로 설정되어 있다.
23, 23은 고무 마운트(13)와 함께 완충 지지수단을 구성하는 제 2방진 마운트로서의 스프링 마운트를 나타내고, 상기 각 스프링 마운트(23)는 운전실 본체(11)의 앞쪽에 위치하며 좌우 방향으로 이간하여 2개 설치되어 있다.
여기서 스프링 마운트(23)는 도 6에 나타내는 바와 같이 운전실 본체(11)를 탄성적으로 지지하는 코일 스프링(24)과, 상기 코일 스프링(24)의 중심부에 위치하여 운전실 본체(11)의 진동을 감쇠하는 오일 댐퍼(25)로 구성되어 있다. 그리고 코일 스프링(24)은 오일 댐퍼(25)에 설치한 로드쪽 스프링받이(25A)와, 실린더쪽 스프링 받이(25B)사이에 축소 장착되어 있다. 또 코일 스프링(24)의 스프링정수는 상기 고무 마운트(13)보다도 대폭 작게 예를 들어 4×104 내지 10×104(N/m)정도로 설정되어 있다. 또 오일 댐퍼(25)의 감쇠계수는 예를 들어 2×103 내지 6×103(N·sec/m)정도로 설정되어 있다.
그리고 오일 댐퍼(25)의 아래쪽 끝은 운전실 지지부(6)의 앞프레임부(6E)에 볼트 조임되어 두갈래 모양의 프레임측 브래킷(26)에 대하여 핀(27)을 개재하여 전후 방향으로 요동 가능하게 설치되어 있다. 또 오일 댐퍼(25)의 위쪽 끝은 운전실 본체(11)의 바닥판(12) 아래면쪽에 볼트 조임된 직사각형 프레임모양의 운전실쪽 브래킷(28)에 대하여 핀(29)을 개재하여 전후 방향으로 요동 가능하게 설치되어 있다.
이와 같이 하여 스프링 마운트(23)는 운전실 본체(11)의 진동에 따라 코일 스프링(24)이 신축함으로써 상기 고무 마운트(13)보다도 작은 스프링 정수를 가지고 운전실 본체(11)를 선회 프레임(4)상에서 탄성적으로 지지함과 함께 이때의 운전실 본체(11)의 진동을 오일 댐퍼(25)에 의하여 감쇠시킨다.
30은 스프링 마운트(23)의 근방에 위치하여 선회 프레임(4)의 운전실 지지부(6)와 운전실 본체(11)사이에 설치된 링크기구를 나타내고, 상기 링크기구(30)는 도 7 및 도 8에 나타내는 바와 같이 서로 평행으로 전후 방향으로 연장하여 좌우 방향으로 이간한 한쌍의 링크판(31, 31)과 상기 각 링크판(31)을 좌우 방향에서 연결한 각통상의 연결 파이프(32)와 후기하는 각 탄성 부쉬(38)로 이루어져 있다.
여기서 각 링크판(31)의 앞쪽 끝은 바닥판(12)의 하면에 용접된 나사 시이트(33, 33)에 볼트로 조임된 운전실쪽 브래킷(34, 34)에 대하여 각각 탄성 부쉬(38)및 연결핀(35)을 개재하여 회동 가능하게 연결되어 있다. 또 각 링크판(31)의 뒤쪽 끝은 운전실 지지부(6)의 가로 들보부(6A)에 볼트로 조임된 두갈래 모양의 프레임쪽 브래킷(36, 36)에 대하여 각각 연결핀(37)을 개재하여 회동 가능하게 연결되어 있다.
이렇게 하여 링크 기구(30)는 운전실 본체(11)의 뒤쪽에 설치된 고무 마운트(13)와 함께 운전실 본체(11)를 선회 프레임(4)상에서 전후 방향과 좌우 방향에 위치 결정을 한다. 그리고 링크 기구(30)를 운전실 본체(11)가 선회 프레임(4)상에서 상하 방향으로 진동(바운스)하는 것을 허용하나, 운전실 본체(11)가 선회 프레임(4)상에서 좌우 방향으로 진동(롤링)할 때 좌우의 링크판(31)이 자유롭게 상하 이동하는 것을 제한하고 있다. 이 결과, 링크 기구(30)는 운전실 본체(11)가 롤링하고자 할 때의 강성을 높힐 수 있다.
38, 38은 좌우의 운전실쪽 브래킷(34)과 링크판(31)의 앞쪽 끝과의 연결부사이에 설치된 탄성 부쉬이고, 상기 탄성 부쉬(38)는 도 9에 나타내는 바와 같이 강제의 외통(38A)및 내통(38B)과, 상기 외통(38A)과 내통(38B)사이에 전 둘레에 걸쳐 고착된 고무 부쉬(38C)로 이루어져 있다. 여기서 탄성 부쉬(38)는 외통(38A)을 운전실쪽 브래킷(34)에 형성된 끼워 맞춤구멍(34A)에 압입함으로써 고착되어 있다. 그리고 링크 기구(30)를 구성하는 각 링크판(31)의 앞쪽 끝은 탄성 부쉬(38)의 내통(38B)내에 압입된 연결핀(35)을 개재하여 운전실쪽 브래킷(34)에 연결되어 있다.
이렇게 하여 탄성 부쉬(38)를 각 링크판(31)의 앞쪽 끝과 운전실쪽 브래킷(34)의 연결부에 개재시킴으로써 링크 기구(30)를 통하여 선회 프레임(4)으로부터 운전실 본체(11)에 졸림 음의 원인이 되는 바와 같은 비교적 높은 주파수의 진동이 전달되는 것을 방지하고 있다.
본 실시예에 의한 유압 셔블은 상기와 같은 구성을 가지는 것으로 이하 본 실시예의 특징인 운전실 본체(11)의 진동을 완충하는 작용에 관하여 설명한다.
먼저 하부 주행체(1)의 주행시의 진동 또는 작업 장치(9)에 의한 굴삭 작업시의 진동이 선회 프레임(4)을 통하여 운전실 본체(11)에 전달되고, 상기 운전실 본체(11)가 선회 프레임(4)상에서 전후 방향의 진동(피칭)을 일으킨 것으로 한다. 이 경우에는 운전실 본체(11)의 뒤쪽을 지지하는 고무 마운트(13)보다도 스프링 정수를 작게 설정한 각 스프링 마운트(23)가 운전실 본체(11)의 앞쪽을 탄성적으로 지지하고 있음으로써 작은 강성을 가지고 피칭을 받칠 수 있게 된다.
여기서 통상 유압 셔블의 작동시에는 10(Hz)전후의 주파수 대역의 피칭이 가장 많이 발생하는 것이 알려져 있다. 그리고 종래 기술에 의한 유압 셔블에서는 도 10에 특성선A로 나타내는 바와 같이 선회 프레임(4)으로부터 운전실 본체(11)에 전달되는 피칭의 진동 전달율은 10( Hz)전후의 주파수 대역에 있어서 최대로 되어 있다. 이것에 대하여 본 실시예에 의한 유압 셔블에서는 특성선B로 나타내는 바와 같이 선회 프레임(4)으로부터 운전실 본체(11)에 전달되는 피칭의 진동 전달율을 10(Hz)전후의 주파수 대역에서 현저하게 작게 할 수 있다. 또한 선회 프레임(4)에 진폭(a0)의 상하 방향 진동이 생겼을 때, 운전실 본체(11)에 전달되는 진동의 진폭을 a라 하면, 진동 전달율(γ)은 γ=a/a0으로서 표시된다.
또 운전실 본체(11)가 상하 방향의 진동(바운스)을 일으킨 경우에는 고무 마운트(13)에 비교하여 스프링 마운트(23)의 지지 강성이 작기 때문에 운전실 본체(11)의 바운스를 실질적으로 고무 마운트(13)를 지지점으로 한 피칭으로 변환할 수 있다. 그리고 이 피칭은 상기한 바와 같이 스프링 마운트(23)에 의하여 완충할 수 있기 때문에 결과적으로 운전실 본체(11)의 바운스도 확실하게 저감할 수 있다.
또한 운전실 본체(11)가 선회 프레임(4)상에서 좌우 방향의 진동(롤링)을 일으킨 경우에는 운전실 본체(11)의 뒤쪽에 설치한 각 고무 마운트(13)가 큰 강성을 가지고 상기 롤링을 받친다.
이때 운전실 본체(11)의 앞쪽을 탄성적으로 지지하는 스프링 마운트(23)는 고무 마운트(13)에 비교하여 작은 스프링 정수로 설정되어 있기 때문에 롤링에 대한 강성이 작아져 있다. 이것에 대하여 스프링 마운트(23)의 근방에 설치한 링크 기구(30)는 한쌍의 링크판(31)을 연결 파이프(32)로 연결함으로써 운전실 본체(11)의 롤링에 따라 좌우의 링크판(31)에 작용하는 서로 반대 방향으로의 상하 이동을 억제하고, 실질적으로 운전실 본체(11)의 앞쪽에서의 롤링에 대한 강성을 향상시킨다.
이 결과, 고무 마운트(13)와 링크 기구(30)에 의하여 큰 강성을 가지고 운전실 본체(11)의 롤링을 받칠 수 있고, 예를 들어 운전실 본체(11)가 좌우 방향으로 크게 기울어져 작업 장치(9) 등에 간섭하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
그리고 고무 마운트(13)는 운전실 본체(11)의 진동에 따라 탄성체(16)가 탄성 변형하고, 가동판(18)이 감쇠력 발생실(15)내에서 상하 이동할 때, 작동유의 점성에 의하여 큰 감쇠력을 발생한다. 이로써 고무 마운트(13)는 운전실 본체(11)의 롤링을 효과적으로 감쇠할 수 있고, 공진에 의해서 운전실 본체(11)가 크게 진동하는 것을 방지할 수 있다.
또 링크 기구(30)를 구성하는 각 링크판(31)과 운전실쪽 브래킷(34)의 연결부 사이에는 탄성 부쉬(38)을 설치하고 있다. 이 결과, 상기 탄성 부쉬(38)에 의하여 운전실(8)내에서 졸림 음을 발생시키는 원인으로 되는 비교적 높은 주파수의 진동이 링크 기구(30)를 통하여 선회 프레임(4)으로부터 운전실 본체(11)에 전달되는 것을 방지할 수 있다.
또한 탄성부쉬(38)를 구성하는 고무부쉬(38C)의 경도를 변화시킴으로써 운전실 본체(11)의 롤링에 대한 링크기구(30)의 강성을 조정할 수 있고, 예를 들어 발생하는 롤링에 따라 가장 적합한 강성을 얻을 수 있다.
상기한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 운전실 본체(11)의 뒤쪽을 탄성적으로 지지하는 고무마운트(13)에 비교하여 운전실 본체(11)의 앞쪽을 탄성적으로 지지하는 스프링마운트(23)의 스프링 정수를 작게 설정함으로써 선회 프레임(4)으로부터 운전실 본체(11)에 전달하는 피칭의 진동 전달율을 낮게 억제할 수 있다. 이 때문에 운전실 본체(11)의 피칭을 완충할 수 있고, 또한 스프링 마운트(23)에 설치한 오일 댐퍼(25)의 진동 감쇠작용에 의하여 운전실 본체(11)의 피칭을 효과적으로 감쇠할 수 있다.
또 운전실 본체(11)의 바운스를 실질적으로 고무 마운트(13)를 지지점으로 한 피칭으로 변환하고, 이 피칭을 스프링 마운트(23)에 의하여 완충함으로써 결과적으로 운전실 본체(11)의 바운스도 저감할 수 있다.
이 결과, 운전실(8)내의 거주성 또는 운전실(8)내에 설치된 조작 레버 등에 대한 조작성을 향상할 수 있다.
그리고 좌우의 스프링 마운트(23)의 근방에 링크기구(30)를 설치함으로써 운전실 본체(11)의 롤링에 대하여 스프링 마운트(23)의 지지 강성이 작아지는 것을 보충하는 구성으로 하였기 때문에 각 고무 마운트(13)와 링크 기구(30)에 의하여 큰 강성을 가지고 운전실 본체(11)의 롤링을 받칠 수 있고, 예를 들어 운전실 본체(11)가 좌우 방향으로 크게 경사져 작업 장치(9) 등에 간섭하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
또 운전실 본체(11)의 뒤쪽을 좌우의 고무 마운트(13)에 의하여 탄성적으로 지지하여 앞쪽을 좌우의 스프링 마운트(23)및 링크기구(30)에 의하여 탄성적으로 지지하는 구성으로 하였기 때문에 예를 들어 운전실 본체(11)의 앞쪽, 뒤쪽을 스프링 마운트(23)및 링크 기구(30)에 의하여 각각 탄성적으로 지지하는 경우에 비교하여 운전실(8)전체의 구성을 간소화할 수 있고, 제조 비용의 저감에도 기여할 수 있다.
다음에 도 11 및 도 12는 본 발명에 의한 제 2실시예를 나타내고 있다. 또한 본 실시예에서는 상기한 제 1실시예와 동일한 구성 요소에는 동일 부호에 대시(')를 붙이고, 그 설명을 생략하는 것으로 한다.
도에 있어서, 41은 본 실시예에 의한 운전실을 나타내고, 상기 운전실(41)은 상기한 제 1실시예에 의한 운전실(8)과 마찬가지로 운전실 본체(11')와 상기 운전실 본체(11')를 선회 프레임(4')상에서 탄성적으로 지지하는 고무 마운트(13'), 스프링 마운트(23'), 링크 기구(30')로 이루어지는 완충 지지 수단으로 이루어진다. 그러나 본 실시예에서는 고무 마운트(13')에 의하여 운전실 본체(11')의 앞쪽을 지지하고 스프링 마운트(23')및 링크 기구(30')에 의하여 운전실 본체(11')의 뒤쪽을 지지하는 구성으로 한 점에서 다르다.
여기서 좌우의 고무 마운트(13')는 운전실 지지부(6')의 좌우 방향으로 이간하여 앞프레임부(6E')상에 스페이서(42, 42)를 개재하여 설치되고, 운전실 본체(11')의 앞쪽을 큰 강성을 가지고 탄성적으로 지지하고 있다.
또 좌우의 스프링 마운트(23')는 선회 프레임(4')의 센터 프레임(5')및 운전실 지지부(6')의 옆프레임부(6C')에 용접 등에 의하여 각각 고착된 「L」자모양의 브래킷(43, 43)을 개재하여 선회 프레임(4')의 좌우 방향으로 이간하여 설치되고, 운전실 본체(11')의 뒤쪽을 작은 강성을 가지고 탄성적으로 지지하고 있다.
또한 링크 기구(30')에 관하여 보면, 각 링크판(31')의 앞쪽 끝은 스프링 마운트(23')의 근방에 위치하여 바닥판(12')의 아래면에 고착된 운전실측 브래킷(34')에 연결되고, 또 각 링크판(31')의 뒤쪽 끝은 운전실 지지부(6')의 가로 들보부(6B')에 고착된 프레임측 브래킷(36')에 연결되고, 이들 링크판(31')사이에는 연결 파이프(32')가 설치되어 있다. 이로써 링크 기구(30')는 운전실 본체(11')의 앞쪽에 설치된 고무 마운트(13')와 함께 운전실 본체(11')를 선회 프레임(4')상에서 전후방향과 좌우방향으로 위치 결정하고 있다.
본 실시예는 상기한 바와 같은 구성을 가지는 것으로, 운전실 본체(11')의 뒤쪽을 지지하는 스프링 마운트(23')의 스프링 정수를 운전실 본체(11')의 앞쪽을 지지하는 고무 마운트(13')에 비교하여 작게 설정함으로써 선회 프레임(4')으로부터 운전실 본체(11')에 전달하는 피칭의 진동 전달율을 낮게 억제할 수 있고, 운전실 본체(11')의 피칭을 확실하게 완충할 수 있다. 또한 스프링 마운트(23')를 구성하는 오일 댐퍼(25')의 진동 감쇠작용에 의하여 운전실 본체(11')의 피칭을 효과적으로 감쇠할 수 있다.
또 운전실 본체(11')가 상하 방향의 진동(바운스)을 일으킨 경우에는 고무 마운트(13')에 비교하여 스프링 마운트(23')의 지지 강성이 작기 때문에 운전실 본체(11')의 바운스를 실질적으로 고무 마운트(13')를 지지점으로 한 피칭으로 변환할 수 있다. 그리고 이 피칭은 상기한 바와 같이 스프링 마운트(23')에 의하여 완충할 수 있기 때문에 결과적으로 운전실 본체(11')의 바운스도 확실하게 방지할 수 있다.
또한 운전실 본체(11')가 선회 프레임(4')상에서 좌우 방향의 진동(롤링)을 일으킨 경우에는 운전실 본체(11')의 앞쪽에 설치한 고무 마운트(13')가 큰 강성을 가지고 이 롤링을 받칠 수 있다.
이때, 운전실 본체(11')의 뒤쪽을 탄성적으로 지지하는 스프링 마운트(23')는 롤링에 대한 강성이 작아져 있으나, 스프링 마운트(23')의 근방에 설치한 링크 기구(30')를 한쌍의 링크판(31')을 연결 파이프(32')로 연결하는 구성으로 함으로써 운전실 본체(11')의 롤링에 따라 좌우의 링크판(31')에 작용하는 서로에게 반대 방향으로의 상하 이동을 억제하고, 실질적으로 운전실 본체(11')의 앞쪽에서의 롤링에 대한 강성을 향상시킬 수 있다.
이 결과, 좌우의 고무 마운트(13')와 링크 기구(30')에 의한 큰 강성을 가지고 운전실 본체(11')의 롤링을 받을 수 있고, 예를 들어 운전실 본체(11')가 좌우 방향으로 크게 경사져 작업 장치 등에 간섭하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
또한 제 1실시예에서는 운전실 본체(11)와 선회 프레임(4)과의 사이에 2개의 스프링 마운트(23)를 설치한 경우를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 이것에 한정하는 것은 아니고, 예를 들어 1개 또는 3개이상의 스프링 마운트를 설치하는 구성으로 하여도 된다. 또 스프링 마운트(23)를 코일 스프링(24)과 오일 댐퍼(25)로구성한 경우를 예로 들었으나, 본 발명은 이것에 한정하는 것은 아니고, 예를 들어 판스프링, 또는 접시 스프링등과 오일 댐퍼를 이용하여 스프링 마운트를 구성하여도 된다. 이들의 것은 제 2실시예에 관해서도 동일하다.
또한 제 1실시예에서는 탄성 부쉬(38)를 링크 기구(30)를 구성하는 링크판(31)과 운전실 본체(11)의 바닥판(12)에 고착된 운전실쪽 브래킷(34)의 연결부에 설치한 경우를 예로 들었으나, 본 발명은 이것에 한정하지 않고, 탄성 부쉬(38)는 예를 들어 각 링크판(31)과 운전실 지지부(6)의 가로 들보부(6A)에 고착한 프레임쪽 브래킷(36)의 연결부에 설치하는 구성으로 하여도 된다. 또 각 링크판(31)과 운전실쪽 브래킷(34)의 연결부, 각 링크판(31)과 프레임쪽 브래킷(36)의 연결부에 각각 탄성 부쉬(38)를 설치하는 구성으로 하여도 된다. 이것은 제 2실시예에 관해서도 동일하다.
한편, 제 1실시예에서는 운전실 본체(11)는 윗면부(11A), 앞면부(11B), 뒷면부(11C), 좌우 옆면부(11D, 11D) 등에 의하여 운전석을 둘러싸는 박스형상으로 형성한 경우를 예로 들었으나, 본 발명은 이것에 한정하지 않고, 예를 들어 운전석의 위쪽에 설치된 내달은 지붕(캐노피)만으로 운전실 본체를 구성하여도 된다. 이것은 제 2 실시예에 관해서도 동일하다.
또 상기 각 실시예에서는 작업기로서 유압셔블을 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 이것에 한정하지 않고, 예를 들어 운전실을 구비한 휠로우터나 유압크레인 등의 다른 작업기에도 적용할 수 있다.
[발명의 효과]
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 운전실 본체의 전후방향의 한쪽을 제 1방진 마운트에 의하여 탄성적으로 지지함과 함께 상기 제 1방진 마운트보다도 작은 스프링 정수를 가지는 스프링과 오일 댐퍼로 이루어지는 제 2방진 마운트에 의하여 운전실 본체의 앞쪽을 탄성적으로 지지하는 구성으로 하였기 때문에 운전실 본체의 피칭에 대한 강성을 작게 할 수 있다. 이 때문에 프레임으로부터 운전실 본체에 전달되는 피칭의 진동 전달율을 낮게 억제할 수 있고, 또한 운전실 본체가 일으킨 피칭을 제 2방진 마운트를 구성하는 오일 댐퍼에 의하여 효과적으로 감쇠할 수 있다.
또 제 2방진 마운트는 제 1방진 마운트보다도 작은 스프링 정수를 가지고 운전실 본체를 탄성적으로 지지함으로써 운전실 본체의 바운스를 실질적으로 제 1방진 마운트를 지지점으로 한 피칭으로 변환할 수 있고, 상기 피칭을 제 2방진 마운트에 의하여 완충할 수 있다.
또한 제 1방진 마운트가 운전실 본체의 롤링을 받으면서 상기 운전실 본체의 진동을 감쇠함으로써 롤링에 따르는 운전실 본체의 공진을 방지할 수 있다.
이들의 결과, 운전실내의 거주성을 현저하게 향상할 수 있고, 또한 운전실내에 설치된 조작 레버 등에 대한 조작성도 향상할 수 있다.
또 본 발명에 의하면, 제 2방진 마운틀의 근방에 운전실 본체가 프레임상에서 좌우 방향으로 진동하는 것을 규제하는 링크 기구를 설치하였기 때문에 제 2방진 마운트의 스프링이 제 1방진 마운트보다도 작은 스프링 정수를 가지고 운전실 본체를 탄성 지지함으로써 운전실 본체의 롤링에 대한 강성이 저하하였다고 하여도 링크 기구에 의하여 운전실 본체가 좌우방향으로 진동하는 것을 규제할 수 있다. 따라서 운전실 본체가 좌우 방향으로 크게 경사져 작업 장치 등에 간섭하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
또한 본 발명에 의하면, 링크 기구를 한쪽 끝이 운전실 본체에 연결됨과 함께 다른쪽 끝이 프레임에 연결된 한쌍의 링크 부재와 상기 각 링크 부재간을 좌우 방향에서 연결한 연결부재에 의해 구성하였기 때문에 운전실 본체에 생긴 롤링에 의해 좌우의 링크부재가 서로 반대방향으로 상하이동하고자 하였을 때, 각 링크 부재를 좌우 방향에서 연결하는 연결 부재에 의하여 이 상하 이동을 상쇄할 수 있다. 이 결과, 링크 기구는 제 2방진 마우트의 롤링에 대한 강성을 보충할 수 있고, 운전실 본체를 프레임상에서 안정되게 지지할 수 있다.
또 운전실 본체 및 프레임중 적어도 한쪽과 각 링크 부재와의 연결부에 탄성 부쉬를 개재시킴으로써 이 탄성 부쉬에 의하여 링크 기구를 통하여 운전실 본체에 전달되는 비교적 주파수가 높은 진동도 효과적으로 완충할 수 있고, 운전실 내에서의 졸림음 등의 발생을 억제할 수 있다.

Claims (6)

  1. 작업기 본체의 프레임과 상기 프레임상에 설치된 운전실 본체와, 상기한 운전실 본체와 프레임사이에 설치되고, 상기 프레임으로부터의 진동이 운전실 본체에 전달되는 것을 완충하는 완충 지지수단을 구비하고,
    상기 완충 지지 수단은 상기 운전실 본체의 전후 방향의 한쪽에 위치하여 좌우 방향으로 이간하여 적어도 2개이상 설치되고, 운전실 본체를 탄성적으로 지지하면서 상기 운전실 본체의 진동을 감쇠하는 제 1방진 마운트와, 상기 운전실 본체의 전후 방향의 다른쪽에 위치하여 설치되고, 상기 운전실 본체를 탄성적으로 지지하면서 상기 운전실 본체의 진동을 감쇠하는 제2방진 마운트로 이루어진 운전실 부착 작업기에 있어서,
    상기 제 1방진 마운트는 상기 프레임과 운전실 본체사이에 설치되며, 내부에 고점도의 액체를 봉입하여 이루어진 액체 봉입식 고무 마운트로서 구성하고,
    상기 제 2방진 마운트는 상기 프레임과 운전실사이에 설치되고, 상기 운전실 본체를 탄성적으로 지지하는 스프링과 상기 운전실 본체의 진동을 감쇠하는 오일댐퍼로 구성하고,
    또한 상기 제 2방진 마운트의 스프링 정수는 제 1방진 마운트의 스프링 정수보다도 작은 스프링 정수로 설정하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 운전실 부착 작업기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 완충 지지 수단은 제 1방진 마운트를 운전실 본체의 뒤쪽에 설치하고, 제 2방진 마운트를 운전실 본체의 앞쪽에 설치하고 있는 것을 특징으로 하는 운전실 부착 작업기.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 완충 지지 수단은 제 1방진 마운트를 운전실 본체의 앞쪽에 설치하고, 제 2방진 마운트를 운전실 본체의 뒤쪽에 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 운전실 부착 작업기.
  4. 제 1항 내지 3항중 어느 한항에 있어서,
    상기 제 2방진 마운트의 근방에는 한쪽 끝이 상기 운전실 본체에, 다른쪽이 상기 프레임에 각각 회동 가능하게 연결되고, 상기 운전실 본체가 프레임상에서 좌우방향으로 진동하는 것을 규제하는 링크 기구를 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 운전실 부착 작업기.
  5. 제 5항에 있어서,
    상기 링크 기구는 한쪽 끝이 상기 운전실 본체에 연결됨과 함께 다른쪽 끝이 상기 프레임에 연결되고, 좌우방향으로 이간한 한쌍의 링크 부재와, 상기 각 링크부재간을 좌우 방향에서 연결한 연결 부재와, 상기 운전실 본체 및 프레임중 적어도 한쪽과 상기 각 링크부재와의 연결부에 개재시킨 탄성 부쉬로 구성하여 이루어진 것을 특징으로 하는 운전실 부착 작업기.
  6. 제 1항 내지 제 3항중 어느 한항에 있어서,
    상기 제 1방진 마운트는 상하 방향의 스프링 정수가 5×105내지 15×105(N/m)으로 설정되고, 감쇠 계수가 1×104내지 2×104(N·sec/m)으로 설정되고, 상기 제 2방진 마운트는 스프링의 스프링 정수가 4×104내지 10×104(N/m)으로 설정되고, 오일댐퍼의 감쇠계수가 2×103내지 6×103(N·sec/m)에 설정되어 이루어진 것을 특징으로 하는 운전실 부착 작업기.
KR1019980700130A 1996-06-04 1997-05-29 운전실 부착 작업기 KR100294480B1 (ko)

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