JP5541448B2

JP5541448B2 - 建設車両

Info

Publication number: JP5541448B2
Application number: JP2010038934A
Authority: JP
Inventors: 康正木村; 員弘上田
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd; Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd; Kobe Steel Ltd
Priority date: 2010-02-24
Filing date: 2010-02-24
Publication date: 2014-07-09
Anticipated expiration: 2030-02-24
Also published as: JP2011174288A

Description

本発明は、キャブ室を備えた油圧ショベル等の建設車両に関する。

油圧ショベル等の建設車両においては、下部走行体の上に、上部旋回体が旋回自在に支持されている。上部旋回体には、作業者の操縦室であるキャブ室が含まれている。

このキャブ室は、建設車両のアッパーフレーム上に設置された下部フレーム上に、防振ゴムを介して支持されており、キャブ室の床下空間は、キャブ室の床であるフロアパネル、下部フレーム、アッパーフレーム、及び、アッパーフレームの開口部に設置されたアンダーカバーによって、断面が略長方形の空間となっている。

キャブ室内には、各種作業装置を操作するためのレバーや操作パネル、エアコン等が設置されており、これらに接続された油圧配管や電気配線材（以下、配管という）は、キャブ室内からフロアパネルに設けた開口を通って、床下へ配設されている。

特許文献１には、運転室の床部分を構成するフロアパネルに凸状のトンネル部を設け、このトンネル部に、運転室と上部旋回体との間に延設されるハーネスを挿通することで、フロアパネルの下方のデッキ部内にユーティリティースペースをより広く確保した運転室のフロア構造が開示されている。

また、特許文献２には、配管材・電気配線材をキャブフロアの収容室内に収容することで、配管材や配線材を下部走行体側から跳ね上げられる土砂、汚泥による汚染や破損から保護したキャブフロア構造が開示されている。

また、特許文献３には、フロアシート上に設けられた吸音材を前後に分割状とし、この前後の吸音材間に配線を通すスペースを形成することによって、配線の通路を確保したキャビンのフロア構造が開示されている。

また、特許文献４には、キャブ床を２層構造とし、油路又は通路をキャブ床の内部に設けることにより、騒音の進入や外気の流通を遮断した建設機械の回路が開示されている。

ここで、油圧ショベル等の建設車両においては、キャブ室後方に位置するエンジンルーム内で発生した騒音が、フロアパネルとアッパーフレームとの隙間、或いは、アンダーカバーとアッパーフレームとの隙間からキャブ室の床下空間に伝播する。フロアパネルに設けた開口と配管との隙間は、ゴムシールやグロメット等でシールされているが、配管が複数本束ねられている場合には、隙間を完全に塞ぐことはできない。そのため、騒音は開口部の隙間を通じてキャブ室内へ伝播し、作業者の耳元で騒音を増加させる。

そこで、特許文献５には、フロアパネルである薄板の裏面側に設けた略密閉構造の箱状部に対してホース、ワイヤ、ケーブル類を導入・導出する個所に気密構造の保持部材を設けることで、室外からの埃、水、騒音の侵入を完全に遮断した作業車両用運転室が開示されており、箱状部に、吸音・吸振機能をもつスポンジ状の発泡充填材を充填することで、車両側で発生した騒音や振動が床回りから運転室内に伝播するのをより確実に遮断することが開示されている。

また、キャブ室の床下空間に伝播した騒音は、断面が略長方形の空間である床下空間において気柱共鳴を起こし、特に１００Ｈｚ〜２００Ｈｚ前後の低周波音を増幅させる。この低周波音は、開口部の隙間を通ったり、フロアパネルを透過したりして、キャブ室内に侵入する。キャブ室内の気柱共鳴周波数も１００Ｈｚ〜２００Ｈｚの近辺にあることから、キャブ室内に侵入した低周波音によってキャブ室内で生じた気柱共鳴により、作業者の耳元位置での低周波音が更に増強し、作業者にこもり感等の不快な感覚を与える。

そこで、特許文献６には、板状遮音部材と多孔質型吸音部材とを有する遮音カバーが、音響パワー（単位時間あたりの音響エネルギー）の主成分が５００ｋＨｚ以上の高周波成分であるエンジンからの放射騒音を吸収し遮断するとともに、遮音カバーの内側に配置された共鳴型吸音部材が、共鳴モードの共鳴周波数と等しく又はほぼ等しく設定された吸音周波数の騒音を低減する車両用エンジンの防音構造が開示されており、共鳴型吸音部材に代えて、単一レゾネータ（ヘルムホルツレゾネータ）タイプの共鳴型吸音部材を用いることが開示されている。

特開２００４−１６２４０５号公報特開２００６−１２３６２５号公報特開平８−３３２９７６号公報特開２００３−２２１８３９号公報特開２００１−０２０３２０号公報特開２００５−１８６８２５号公報

しかしながら、気柱共鳴により増幅した低周波音を低減させたとしても、床下空間での気柱共鳴の発生自体を抑制することができない。そのため、キャブ室内の低周波音を低減させるには限界がある。

本発明の目的は、キャブ室内の低周波音を低減させることが可能な建設車両を提供することである。

本発明における建設車両は、キャブ室の床面をなすフロアパネルと、前記フロアパネルの下方において、前記フロアパネルに対向するアッパーフレームと、前記アッパーフレーム上に設けられ、前記フロアパネルの前方部を下方から支持する前方下部フレームと、前記アッパーフレーム上に設けられ、前記フロアパネルの後方部を下方から支持する後方下部フレームと、前記アッパーフレーム上に設けられ、前記フロアパネルの左端から右端にかけて前記フロアパネルの中央部に対向する中央下部フレームと、前記フロアパネルと前記中央下部フレームとの隙間を塞ぐように設けられた吸振性を有するシール材と、を有し、前記フロアパネルには、配管が通る開口が少なくとも前方部に設けられており、少なくとも前記中央下部フレーム上には、前記フロアパネルの前方部に設けられた前記開口を通る前記配管が前記フロアパネルの前後方向に内挿された中空のダクトが、前記フロアパネルに対して間隔をあけて設けられており、前記シール材は、前記ダクトを除いて、前記フロアパネルと前記中央下部フレームとの隙間を塞ぐように設けられていることを特徴とする。

上記の構成によれば、フロアパネルと中央下部フレームとの隙間を塞ぐように設けられた吸振性を有するシール材により、キャブ室の床下空間は前後方向に２つの空間に分断されている。これにより、キャブ室の床下空間に伝播した騒音が、床下空間の全長にわたって気柱共鳴を発生させるのが抑制される。よって、床下空間で増幅した低周波音が、キャブ室内で気柱共鳴を発生させるのが抑制されるから、キャブ室内の低周波音を低減させることができる。

また、操作レバー等はフロアパネルの前方部に設置されているので、フロアパネルの前方部に設けられた開口を通すように、油圧制御用の油圧パイロットホース等の配管をフロアパネルの前方部まで伸ばすと、フロアパネルと配管とが接触する部分が多くなり、配管の圧力脈動に起因する配管振動がフロアパネルに伝播し、キャブ室内の騒音を増大させる原因となるのであるが、配管がダクト内を挿通しており、このダクトとフロアパネルとの間に間隔が設けられているので、配管の振動がフロアパネルに伝播するのが抑制される。これにより、キャブ室内の騒音を低減させることができる。

また、本発明における建設車両において、前記ダクトは、前記後方下部フレーム上から前記中央下部フレーム上にかけて設けられていてよい。上記の構成によれば、後方下部フレーム上から中央下部フレーム上にかけて、床下空間の前後方向の全長のほぼ半分にわたってダクトを設けることで、配管の振動がフロアパネルに伝播するのを好適に抑制することができる。

また、本発明における建設車両において、前記ダクトは、入口および出口の少なくとも一方が閉塞されていてよい。上記の構成によれば、ダクトの入口および出口の少なくとも一方を閉塞することで、キャブ室の後方で発生した騒音がダクト内を通じて、シール材で２分割された床下空間の前方側の空間に侵入するのが抑制される。これにより、床下空間の前方側の空間に侵入する騒音の絶対量を減少させることができるので、フロアパネルの前方部に設けられた開口とこの開口を通る配管との隙間から騒音がキャブ室内に侵入するのを抑制することができる。

また、本発明における建設車両においては、前記ダクト内に吸音材が設けられていてよい。上記の構成によれば、ダクト内に吸音材を設けることで、ダクト内で配管振動の共鳴が起こるのを抑制することができる。

本発明の建設車両によると、シール材により、キャブ室の床下空間が前後方向に２つの空間に分断されているので、キャブ室の床下空間に伝播した騒音が、床下空間の全長にわたって気柱共鳴を発生させるのが抑制される。よって、床下空間で増幅した低周波音が、キャブ室内で気柱共鳴を発生させるのが抑制されるから、キャブ室内の低周波音を低減させることができる。

建設車両である油圧ショベルの概略側面図である。キャブ室の床下の概略側面図である。フロアパネルを示す概略上面図である。図３のＤ−Ｄ断面図である。図４のＥ−Ｅ断面図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

（油圧ショベルの機械的構成）
本発明の実施形態による建設車両である油圧ショベル１は、図１に示すように、履帯走行式の下部走行体３１と、旋回ベアリング３３を介して下部走行体３１の上に設けられ、垂直軸心回りに旋回する上部旋回体３２とを有している。なお、本実施形態においては、建設車両として油圧ショベル１を用いて説明するが、建設車両は、油圧式クレーン等であってもよい。

上部旋回体３２を構成するアッパーフレームの前部には、作業者の操縦室であるキャブ室４１が設けられている。また、上部旋回体３２のアッパーフレームの前部には、ブームシリンダ４２を介して起伏自在に設けられたブーム４３が枢着されている。ブーム４３の先端部には、アームシリンダ４４を介して起伏自在に設けられたアーム４５が枢着されている。アーム４５の先端部には、バケットシリンダ４６を介して起伏自在に設けられたバケット４７が枢着されている。

（キャブ室の床下の構成）
油圧ショベル１は、図２に示すように、キャブ室４１の床をなすフロアパネル２と、図示しない旋回ベアリング３３上に設けられ、フロアパネル２に対向するアッパーフレーム３と、アッパーフレーム３上に設けられた前方下部フレーム４、後方下部フレーム５、および、中央下部フレーム６と、を有している。

前方下部フレーム４は、防振マウント９を介して、フロアパネル２の前方部を下方から支持している。また、後方下部フレーム５は、防振マウント９を介して、フロアパネル２の後方部を下方から支持している。また、中央下部フレーム６は、図２の紙面直交方向において、フロアパネル２の左端から右端にかけてフロアパネル２の中央部に対向している。

キャブ室４１の床下空間Ａは、フロアパネル２と、アッパーフレーム３と、アッパーフレーム３の開口部に設けられたアンダーカバー１４（図５参照）と、前方下部フレーム４と、後方下部フレーム５とにより、断面が略長方形の空間となっている。

フロアパネル２を上方から見た図３に示すように、フロアパネル２には、キャブ室４１内に設置された各種作業装置を操作するためのレバーや操作パネル、エアコン等に接続された配管を床下空間Ａに配設するための複数の開口１０〜１２が設けられている。操作レバー等はフロアパネル２の前方部に設置されているので、フロアパネル２の前方部に設けられた開口１０には、油圧制御用の油圧パイロットホース等の配管２０が挿通されている。また、フロアパネル２の後方部に設けられた開口１１，１２，１３には、種々の配管２１，２２，２３がそれぞれ挿通されている。これらの開口１０〜１２と配管２０〜２３との隙間は、ゴムシールやグロメットなどでシールされているが、配管が複数本束ねられている場合には、この隙間を完全になくすことはできない。

図３のＤ−Ｄ断面図である図４、および、図４のＥ−Ｅ断面図である図５に示すように、フロアパネル２と中央下部フレーム６との間には、後述するダクト７を除いて、フロアパネル２と中央下部フレーム６との隙間を塞ぐように、吸振性を有するシール材８が設けられている。このシール材８は、フロアパネル２の左端から右端にかけて、フロアパネル２と中央下部フレーム６との隙間を塞いでいる。このシール材８は、気密性が高く、振動を吸収し易いパテやゴムである。

床下空間Ａは、図４に示すように、シール材８によって、フロアパネル２とアッパーフレーム３と前方下部フレーム４と中央下部フレーム６とシール材８とで形成された前方空間Ｂと、フロアパネル２とアッパーフレーム３と後方下部フレーム５と中央下部フレーム６とシール材８とで形成された後方空間Ｃとに分断されている。

ここで、図５に示すように、キャブ室４１の後方に位置するエンジンルーム内で発生した騒音は、フロアパネル２とアッパーフレーム３との隙間Ｆや、アッパーフレーム３とアンダーカバー１４との隙間Ｇから、床下空間Ａに伝播する。床下空間Ａに伝播した騒音は、床下空間Ａで気柱共鳴モードにより、特に１００Ｈｚ〜２００Ｈｚ前後の低周波音を増幅させる。この低周波音は、開口１０〜１２と配管２０〜２３との隙間、および、フロアパネル２を透過して、キャブ室４１内に侵入する。キャブ室４１内の気柱共鳴周波数も１００Ｈｚ〜２００Ｈｚの近辺にあることから、キャブ室４１内に侵入した低周波音によってキャブ室４１内で生じた気柱共鳴により、作業者の耳元位置での低周波音が更に増強し、作業者にこもり感等の不快な感覚を与える。

例えば、キャブ室４１の空間寸法が、前後方向がおよそ２ｍ、高さ方向が２ｍ程度であり、床下空間Ａの前後方向の長さもキャブ室４１の前後方向の長さ２ｍとほぼ等しい場合、エンジンルームからの騒音によって、床下空間Ａにおいて、長さ２ｍが音響半波長となる８０Ｈｚ前後の周波数の低周波音が増幅する。この低周波音により、キャブ室４１内において、８０Ｈｚ前後の周波数の気柱共鳴が起こる。

しかしながら、本実施形態においては、シール材８によって、床下空間Ａが前方空間Ｂと後方空間Ｃとに分断されているので、床下空間Ａに伝播した騒音が、床下空間Ａの全長にわたって気柱共鳴を発生させるのが抑制される。よって、床下空間Ａで増幅した低周波音が、キャブ室４１内で気柱共鳴を発生させるのが抑制されるから、キャブ室４１内の低周波音を低減させることができる。

また、シール材８により、エンジンルームからの騒音が後方空間Ｃから前方空間Ｂに侵入するのが抑制されるので、前方空間Ｂ内の騒音が開口１０と配管２０との隙間からキャブ室４１内に侵入するのを抑制することができる。

また、図４および図５に示すように、中央下部フレーム６上には、中空のダクト７が、フロアパネル２に対して間隔をあけて設けられている。このダクト７内には、フロアパネル２の前方部に設けられた開口１０を通る配管２０がフロアパネル２の前後方向に挿通されている。図４に示すように、ダクト７は、後方下部フレーム５上から中央下部フレーム６上にかけて設けられている。

配管２０は、上述したように、油圧制御用の油圧パイロットホース等である。フロアパネル２の前方部に設けられた開口１０を通すように、油圧制御用の配管２０をフロアパネル２の前方部まで伸ばすと、フロアパネル２と配管２０とが接触する部分が多くなり、配管２０の圧力脈動に起因する配管振動がフロアパネル２に伝播し、キャブ室４１内の騒音を増大させる原因となる。しかしながら、本実施形態においては、配管２０がダクト７内を挿通しており、このダクト７とフロアパネル２との間に間隔が設けられているので、配管２０の振動がフロアパネル２に伝播するのが抑制される。これにより、キャブ室４１内の騒音を低減させることができる。

また、後方下部フレーム５上から中央下部フレーム６上にかけて、床下空間Ａの前後方向の全長のほぼ半分にわたってダクト７を設けることで、配管２０の振動がフロアパネル２に伝播するのを好適に抑制することができる。

また、図４に示すように、キャブ室４１の後方側であるダクト７の入口７ａは、パテ１６によって閉塞されている。これにより、キャブ室４１の後方で発生した騒音がダクト７内を通じて、前方空間Ｂに侵入するのが抑制される。よって、前方空間Ｂに侵入する騒音の絶対量を減少させることができるので、フロアパネル２の前方部に設けられた開口１０とこの開口１０を通る配管２０との隙間から騒音がキャブ室４１内に侵入するのを抑制することができる。なお、ダクト７の入口７ａの代わりに出口が閉塞されていてもよいし、ダクト７の入口７ａと出口の両方が閉塞されていてもよい。

また、図４、図５に示すように、ダクト７の内壁面には、ウレタン等の吸音材１５が貼り付けられている。これにより、ダクト７内で配管振動の共鳴が起こるのを抑制することができる。なお、吸音材１５は、ダクト７の内壁面に貼り付けられる構成に限定されず、ダクト７の内壁面と配管２０との隙間を埋めるように設けられていてもよい。

（本実施形態の変形例）
以上、本発明の実施形態を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、具体的構成などは、適宜設計変更可能である。また、発明の実施の形態に記載された、作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

例えば、本実施形態において、圧力脈動に起因する配管振動を発生させる油圧制御用の配管２０が、ダクト７内に挿通された構成にされているが、他の配管２１〜２３についても、配管振動を発生させるのであれば、フロアパネル２に対して間隔をあけて設けられた他のダクト内に挿通されていてよい。

１油圧ショベル
２フロアパネル
３アッパーフレーム
４前方下部フレーム
５後方下部フレーム
６中央下部フレーム
７ダクト
８シール材
９防振マウント
１０〜１３開口
１５吸音材
１６パテ
２０〜２３配管
４１キャブ室
Ａ床下空間
Ｂ前方空間
Ｃ後方空間
Ｆ，Ｇ隙間

Claims

キャブ室の床面をなすフロアパネルと、
前記フロアパネルの下方において、前記フロアパネルに対向するアッパーフレームと、
前記アッパーフレーム上に設けられ、前記フロアパネルの前方部を下方から支持する前方下部フレームと、
前記アッパーフレーム上に設けられ、前記フロアパネルの後方部を下方から支持する後方下部フレームと、
前記アッパーフレーム上に設けられ、前記フロアパネルの左端から右端にかけて前記フロアパネルの中央部に対向する中央下部フレームと、
前記フロアパネルと前記中央下部フレームとの隙間を塞ぐように設けられた吸振性を有するシール材と、
を有し、
前記フロアパネルには、配管が通る開口が少なくとも前方部に設けられており、
少なくとも前記中央下部フレーム上には、前記フロアパネルの前方部に設けられた前記開口を通る前記配管が前記フロアパネルの前後方向に内挿された中空のダクトが、前記フロアパネルに対して間隔をあけて設けられており、
前記シール材は、前記ダクトを除いて、前記フロアパネルと前記中央下部フレームとの隙間を塞ぐように設けられていることを特徴とする建設車両。
前記ダクトは、前記後方下部フレーム上から前記中央下部フレーム上にかけて設けられていることを特徴とする請求項１に記載の建設車両。
前記ダクトは、入口および出口の少なくとも一方が閉塞されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の建設車両。
前記ダクト内に吸音材が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の建設車両。