JPS6016625A - 運転室支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は建設機械、例えば油圧ショベル、ブルドーザ、
クローラ−クレーンなどの運転室に用いられる運転室支
持装置に関するものである。

〔発明の背景〕

フレーム１の上側と下側にそれぞれ緩衝用防振ゴム５ａ
とカバー６ａおよび同防振ゴム５ｂとカッ（−６ｂを、
フレーム１および防振ゴム５ａ、５ｂを貫通するスペー
サ２と、このスペーサ２および前記カバー６３，６ｂを
貫通するボルト３と、このボルト３にら合するナツト４
とにより取付けると共に、前記カバー６ａ上に設置した
運転室床７に前記ボルト３およびナツト４を介してフレ
ーム１に数句けるように構成されている。

上記のような従来の支持装置では、そのばね定数が上下
方向と水平方向で異なるため、防振性能が前記方向によ
り相違するから、十分に防振することができない。また
緩衝体５ａ、５ｂがフレーム１に固定されていないため
、緩衝体５ａ、５ｔ）は移動しやすいので、スペーサ２
およヒホルト３がフレーム１と接触する。この金属同志
の接触に、よシ、振動が伝わりゃすくなるから、防振効
果は低下する恐れがある。

〔発明の目的〕

本発明は上記にかんがみ、支持装置のばね定数をＸ、Ｙ
、Ｚ　（座標軸）の各方向とも等しくすると共に、緩衝
体の移動にょシフレームと運転室とが金属接触するのを
防止し、フレームから運転室へ振動が伝達するのを防止
すること１目的とするものである。

〔発明の概要〕

本発明は上記目的を達成するため゛に、フレームの上、
下側にそれぞれ緩衝体とカバーを、ボルトおよびナツト
を介して任意数取付けると共に、前記緩衝体上に運転室
床を前記ボルトおよびナツトを介して取付けることによ
ｐ、運転室を支持するように構成した支持装置において
、前記フレームの上、下側に凸部を設けた突出部をそれ
ぞれ設けると共に、これらの凸部に嵌合する凹部を前記
緩衝体にそれぞな設け、前記凸部と凹部を互に嵌合゛さ
せてフレームと緩衝体を一体に結合したことを特徴とす
るものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明の実施例を図面にして説明するに先だって、
まず本発明の原理について説明する。

緩衝体として一般に用いられている防振ゴム、金属ばね
、空気ばねおよび粘弾性樹脂は、圧縮方向とせん断方向
のはね定数が異なるため、これらの緩衝体を単独で使用
すると、ある方向からは振動が伝達されやすいが、ある
方向からは振動が伝達され難い現象を生ず、るの下、振
動および騒音を低下さする平地よシ好ましくない。とこ
ろが、前記緩衝体を適当に組合せることにより、各方向
のばね定数を同一にすることが可能である。

まず、緩衝体の典型例である同一形状、同一物質の４個
の防振ゴム５０〜５ｆを第２図に示すように、Ｘ、Ｙ軸
方向に対称に配置して、Ｘ、Ｙ。

Ｚ各方向のばね定数を同一にする方法について説明する
。いま、ｘ、ｙ、ｚ各方向の合成ばね定数をそれぞれに
工ＨＫ　ｙ　ｙ　Ｋ　１、−個の緩衝体のせん断方向お
よび圧縮方向のばね定数をそれぞれｋｓ、ｋｃ、緩衝体
の傾斜角をα、前記せん断方向ばね定数と圧縮方向ばね
定数の比（ｋｇ／ｋｃ）をｒｌ−個の緩衝体のＸ、Ｙ、
Ｚ各方向のばね定数をそれぞれｋｘ、に、、　ｋ、とす
れば、緩衝体５Ｃ〜５ｆのｍ個ａｂのばね定数は下記の
各式で表わされる。

Ｘ軸上に存在する緩衝体５ｅ、５ｆの場合、ｋア＝に８
ｃｏｓ２α＋ｋｃｓｉｎ”α　・・山・・・・・・・・
・・・・・（１１にア＝に８　・・・曲・・・・・叫・
・（２１ｋ　ｍ　＝ｋｓ　ｓｉｎ”　ａ十ｋ（２ｃｏｓ
２ａ　川、、、　…、、、　、川、、（３）Ｙ軸上に存
在する緩衝体５ｃ、５ｄの場合、ｋ　、＝に、　・・・
・・・明・・叫・・（４１ｋ　、＝ｋｇ　ｃｏｓ２α−
１−ｋｃｓｉｎ２ａ　・・曲・叫・・叫・・ｆ５）ｋ　
ｍ＝ｋａ　５ｉｎ２ｔｘ＋ｋｃｃｏｓ”　ｔｔ　−・・
−・−−−−・−・−−−−・−（６１したがって、ｘ
、ｙ、ｚ各方向の合成ばね定数Ｋｘ　、ＫＶ　、Ｋｚは
下記（７）　〜（９１式で表わされる。

Ｋｘ＝２（ｋｌＩ＋ｋｌＩＣＯｓ”ａ＋ｋｃｓ１ｎ２ａ
）　−−−ｍ＝（１）Ｋｙ　：＝２　（ｋｓ　＋Ｉｃ５
ＣＯｓ”α＋ｋｃｓｉｎ”α）・・・・・・・・・・・
・・・・（８）Ｋｚ　＝４　（ｋｓ　５ｉｎ２α＋ｋｃ
　ｃｏｓ”ａ　）　−・−・・・−・・−・−（９１こ
こでα＝５５°とすると、上記（７）〜（９）式は下記
Ｑ（１−（１２式のようになる。

Ｋｘ＝２．６６ｋｇ＋１．３４ｋｃ＝（２，６６＋１．
３４ｒ）ｌｃｓ　・−・ｕｏｌＫｙ＝＝２．６６ｋａ＋
１．３４ｋｃ＝（２，６６＋１．３４γ）ｋｓ　−αυ
Ｋｍ＝２．６８ｋｓ＋１．３２ｋｃ＝（２，６８＋１．
３２７）ｋｓ　・・・（ｔ２１上記Ｑ（ｌ−（１２γ式
、１：　リＢＡラカｆｘ　Ｊｌ：　ウ’Ｋ、ＫＸ　、　
Ｋｙ　。

”Ｋｚを同一にすることができる。これは如何なる形状
の緩衝体についても成立する。換言すれば、４個の緩衝
体５０〜５ｆの形状および硬度が同一であると、α＝５
５°にすればｘ、ｙ、Ｚ方向のばね定数を同一にするこ
とができる。

次に異なる物質の緩衝体を組合せてＸ、Ｙ、Ｚ各方向の
ばね定数を同一にする場合について説明する。

上記組合せ方法には、並列組合せと直列組合せの二通り
があるが、その直列組合せでは、Ｘ、Ｙ。

Ｚ各方向のばね定数を同一にすることは、一般に困難で
ある。一方、並列組合せの場合、基準となる軸方向の合
成ばね定数をに１軸と直角方向の合成ばね定数をＫＲ，
２個の緩衝体Ａ、Ｂの軸方向のはね定数をそれぞれｋＡ
ｃ、ｋｎｃｓ軸と直角方向のばね定数をそれぞれｋＡｌ
ｌ、　ｋｌｌｌ＋　とすると、前記Ｋ。

Ｋｎは下記ａａ＋、Ｕ式で表わされる。

Ｋ＝”ｋＡｃ＋ｋＢｃ”　−−旧”−０３１ＫＲ＝ｋＡ
ｓ　十ｋ　Ｂ　＋１　・・・・・・・・・・・パ・・・
ｕ４例えば後述する金属コイルばね８と中壁円柱形の防
振ゴム１１（第４図参照）を並列に組合せ、Ｘ、Ｙ、Ｚ
各方向のにね定数を同一にする場合について説明する。

上記コイルばねの軸方向および軸直角方向のばね定数を
それぞれに８（！　、　１ｃｓｓとすると、これらは下
記ａω、ａω式で表わされる。

ただし、ｎ二有効巻数、ｄ：線径、Ｄ＝コイル径、Ｇ：
横弾性係数、Ｅ：縦弾性係数、Ｈ：ばね有効取付長さ、
通常Ｅ＝２．５６Ｇ 軸方向ばね定数ｋｌｌｃと軸直角方向ばね定数ｋｌ１５
との関係は下記（１７）式で表わされる。

上記（Ｉη式より軸直角方向のはね定数に、は軸方向ば
ね定ａｋｓ’ｃより低くなることがわかる。

一方、中空円柱形防振ゴムのせん断方向および圧縮方向
のばね定数をそれぞれｋｎ８．ｋＲｃとすると、これら
のばね定数は下記Ｑ８１．（１１式で表わされる。

ｋＲ８＝１．９０．ｐ、ｈ／１０ｇ１け（γ２／γ１）
　・・・・・・・・・０印ｋｎ　ｃ−＝　１．７　（Ｅ
　−ｐ　＋Ｇ　）　ｈ／　ｔｏｇヒｃγ２／γｔ）””
↓・（１９まただし、ｈ：ゴ、ム厚、γ！　：内径、γ
２　＝外径、Ｅ、ｐ：見掛の縦弾性係数、Ｇ、、二見掛
の横断性係数、Ｇ：横断性係数 上記Ｅ　＠　ｌ＋　＊　Ｇ　ｍ　ｐ　および形状率Ｓは
下記１２Ｃ〜＠式により表わされる。

Ｅ　、　、／Ｇ＝４＋３．２９０８２　・・・・・・・
・・・・・・・・（至）１　γ２−γ１ Ｇ　、　、／Ｇ＝（１＋−Ｈ（ｈ−）−２１−”　、　
、・・・・・・・・・・・・・・・９９また、前記ｋＲ
ＣとｋＲＩｌとの関係は、下記（至）式で示すとおりで
ある。

ｋｇｃ＝　（２，０＋１．６４５Ｓ”）　ｋｉｓ　−・
・・−・・・−６３この（ハ）式より圧縮方向のばね定
数ｋＲｃは、せん断方向のはね定数１ｃｉｔｓよυ大き
いことが明らかである。したがって、コイルの軸方向に
防振ゴムのせん断方向を合致させ、かつ軸直角方向に圧
縮方向を合致させれば、軸方向および軸直角方向の各合
成ばね定数にとＫＲを等しくすることが可能である。こ
のときの各合成ばね定数に、ＫＲは下記（ハ）、（ト）
式で表わされる。

Ｋ＝ｋｓｃ＋に＋ｔｓ　・・・・旧・・・・・・・・（
ハ）Ｋ　Ｒ＝　ｋ　ｓ　ｓ　＋　ｋ　ｎ　ｃ　・・・・
・・・・・・・・・・・（２）Ｋ＝ＫＲであるからｋｓ
ｃ／ｋｇｓ＝ａ、　ｋｉｃ／ｋｉｓ＝ｂとすると、上記
（ハ）、０式より下記（２）式がえられる。

Ｋ＝ａ　ｋ８ｇ＋ｋｉｓ　＝ｋｓ　ｔＩ＋ｂ　ｋｎ　ｓ
　−＝°−°８°１１°−Ｗこの０式より下記（イ）、
０式がえられる。

この０式からに、ａ、ｂを設定すれば、必要なコイルば
ねおよび防振ゴムのばね定数をめることができるから、
具体的にばねを設計することが可能である。

上述した原理にもとづいて構成された本発明の実施例を
第３図および第４図に示す。第３図は緩衝体として防撮
ゴムのみを用いた支持装置であり、第４図は緩衝体とし
て中空円筒形防振ゴムとコイルばねを組合せて用いた支
持装置である。

第３図において、１はフレームで、このフレーム１の上
、下側には突出部ＩＡ、ＩＢがそれぞれ設けられている
。この突出部ＩＡ、ＩＢには、ＹｔＸｌ軸に関してフレ
ーム１に対し５５°傾斜する凸部ＩＡ、、ＩＡｂおよび
ＩＢ、、ＩＢｂがそれぞれ設けられている。５Ａ、５Ｂ
および５Ｃ。

５Ｄは前記突出部ＩＡ、ＩＢ上にそれぞれ取付けられた
防振ゴムで、これらの防振ゴム５Ａ、５Ｂおよび５Ｃ，
５Ｄに設けられた凹部５Ａ、、５Ｂ。

および５Ｃ轟、５Ｄ、は前記凸部ＩＡａ、ＩＡｂおよび
ＩＢ、、］Ｂｂにそれぞれ嵌合されている。

上記防振ゴム５Ａ、５Ｂおよび５Ｃ，５Ｄ上にはカバー
６８，６ｂがそれぞれ設けられ、かつそのカバー６ａ上
に運転室床７が設置されている。

これらのカバー６８，６ｂ、運転室床７および前記フレ
ーム１は、これらを貫通するポルト３およびこのボルト
３にねじ込まれたナツト４により一体に構成されている
。

本実施例は上記のように防振ゴム５Ａ、５Ｂおよび５Ｃ
，５Ｄをフレーム１に設けた突出部ＩＡ。

ＩＢとそれぞれ一体に結合し、ｘ、ｙ、ｚ各方向のばね
定数が等しくなるようにしたので、フレーム１上に搭載
されたエンジン、モータおよびファンなどの振動は防振
ゴム５Ａ、５Ｂにより減衰され、運転室へ伝達されるの
を大幅に低減することができる。

第４図に示す他の実施例は、円筒状のフランジ１ａおよ
びつば１ｂを有するフレーム１と、そのフランジ１ａの
上・下部（フレーム１の上、下側）内にそれぞれ挿入さ
れた中空円筒状の上、下防振ゴム５ａ、５ｂと、この上
、下防振ゴム５ａ。

５ｂ内にそれぞれ挿入された上、下カバー６ａ。

６ｂと、この上、下カバー６８，６ｂとフレーム１０つ
ば１ｂとの間にそれぞれ介設された上、下コイルばねｇ
ａ、８ｂと、前記上カバー６ａ上に設置された運転室床
７、上、下カバー６８，６ｂおよびフレーム１を貫通し
、かつこれらを一体に結合する締付ボルト３およびナツ
ト４とにより構成されている。

上記フレーム１に設けたフランジ１ａの上、下部と、上
、下カバー６ａ、６ｂとの間にそれぞれ介設された上、
下防振ゴム５ａ、５ｂは、その外周面に設けた凹部５ａ
ｌ、５ｂｓをフランジ１ａの内周面の上、下部に設けた
凸部１ａ１．ｌａ２にそれぞれ嵌合されている。

本実施例（第４図）は上記のように上、下防振ゴム５ａ
、５ｂをフレーム１のフランジ１ａと一体に結合し、Ｘ
、Ｙ、Ｚ各方向のばね定数が等しくなるようにしたので
、第３図に示す実施例と同様な効果をうろことができる
。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、運転室を支持して
いる装置のばね定数をＸ、Ｙ、Ｚ各方向とも等しくでき
るので、どの方向からも振動が伝達され難いから、運転
室の振動および騒音を低下させて作業者の環境を改善す
ることができる。また、緩衝体をフレームに固定したた
め、緩衝体の移動によシ運転室とフレームが金属接触す
るのを妨げ、フレームから運転室へ振動が伝達されるの
を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の運転室支持装置の断面図、第２図（Ａ）
　、　（Ｂ）は本発明の運転室支持装置の原理を示す平
面図および断面図、第３図および第４図は本発明の運転
室支持装置の各実施例を余す断面図である。 １・・・フレーム、ＩＡ、１３３．　ＩＢ、・、突出部
、ＩＡ、。 Ｉ　Ａ　ｂ　ｒ　Ｉ　Ｂ　ａ　ｔ　Ｉ　Ｂ　ｂ　ｓ　１
　ａｘ　＊　１　”＊　”・凸部、５Ａ〜５Ｄ、５ａ、
５ｂ・−防振ゴム、５Ａ、。 ｓＢ’ａ＋　ｓｃａ、ｓＤｓ、５”１　＊　５ｂ１　”
’凹部、第　ｌＩ２１ ３ 穿　２　図 （Ａ） ＹＪ　３　口 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、フレームの上、下側にそれぞれ緩衝体とカバーを、
   ボルトおよびナツトを介して任意数取付けると共に、前
   記緩衝体上に運転室床を前記ボルトおよびナツトを介し
   て取付けることにより、運転室を支持するように構成し
   た支持装置において、前記フレームの上、下側に凸部を
   設けた突出部をそれぞれ設けると共に、前記凸部に嵌合
   する凹部を前記緩衝体にそれぞれ設け、前記凸部と四部
   を互に嵌合させてフレームと緩衝体を一体に結合したこ
   とを特徴とする運転室支持装置。 ２、上記緩衝体としそ、防振ゴム、ポリマー系合成樹脂
   を用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   運転室支持装置。 ３、上記緩衝体として、防振ゴムまたはポリマー系合成
   樹脂と、金属ばねまたは空気ばねとを組合せて用いる仁
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の運転室支持
   装置。