专利名称：具有驾驶室隔音装置的工程机械的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有驾驶室及驾驶室隔音装置的液压挖掘机等工程机械，所述驾驶室隔音装置抑制噪音进入所述驾驶室内。
背景技术：
以液压挖掘机为例说明本发明的背景技术。图14表示以往的作为工程机械的液压挖掘机。该液压挖掘机具有履带式的下部行走体1 ；可围绕纵轴自由回转地搭载于所述下部行走体1上的上部回转体2 ；以及安装于该上部回转体2上的附属装置6，其中该附属装置6具有动臂(boom)3、斗杆(arm)4及铲斗5。上部回转体2具有作为底座的上框架7，在该上框架7上，后部设有用于收纳发动机8的发动机室9，前部设有供操作员在其内部进行各种操作的驾驶室10。此外，在本说明书中，前后左右是指从就座于驾驶室10内的操作员所见的方向。图15 图17表示所述上框架7及所述驾驶室10周围的布置。上框架7具有驾驶室面板11，在该驾驶室面板11上设置驾驶室10。驾驶室面板 11具有沿液压挖掘机的宽度方向延伸的前侧框12 ；分别与该前侧框12的左右端部连接的左侧框12及右侧框13 ；以及在前侧框12的后方以连接左右侧框13、14的方式相互前后设置的横框15、16，由此，驾驶室面板11整体形成为大致梯子状。在该驾驶室面板11的前后两侧的左右角部，即四角的内侧，分别安装有装配台座17……，在各装配台座17上安装未图示的驾驶室装配部件，所述驾驶室10支撑于该驾驶室装配部件上。在所述驾驶室面板11的下表面安装图17所示的前后两侧的下盖板18。这些下盖板18分别从下方盖上形成于所述前侧框12与所述前侧横框15之间的开口、及形成于前后横框15、16之间的开口。另一方面，所述驾驶室10具有构成其底面的底板19，该底板19 从上方盖上所述各开口。此外，在驾驶室10内设有图17所示的驾驶席20。这样，在驾驶室10的底板19的下方设置有驾驶室面板11和下盖板18，由它们包围分别位于纵框15前后的驾驶室下方空间S、S。各驾驶室下方空间S、S是其周围几乎被封闭的闭合空间，各种液压配管、配线等分别穿过这些驾驶室下方空间S、S。由包括所述装配台座17在内的所述驾驶室面板11和所述下盖板18构成设置于驾驶室10下方的“驾驶室下方构件”。如上所述，驾驶室下方空间S、S基本上是其周围被封闭的闭合空间，但严密地讲， 在所述底板19、所述驾驶室面板11及所述下盖板18上设有用于使配管穿过的孔及排水口。 这些孔等使驾驶室下方空间S、S与液压挖掘机的外部及驾驶室10的内部相连通，使得发动机声、泵声、风扇声等运转噪音从外部经由驾驶室下方空间S、S进入驾驶室10内，令操作员感到不舒服。作为用于防止这种噪音进入驾驶室内的方法，已知有日本专利公开公报特开平 8-81976号(以下称为专利文献1)及日本专利公开公报特开2003-268805号(以下称为专利文献幻所示的技术。专利文献1所示的技术中，在驾驶室内的底面和顶面上设置空间隔断层。这些空间隔断层减小驾驶室内的有效高度来使驾驶室内的共鸣频率高频化，并且发挥位于空间隔断层与外侧壁板之间的吸声用空气层的作用。另一方面，专利文献2所示的技术中，在驾驶室周壁(例如在支柱)上设置用于释放驾驶室内背压的消声孔。此外，作为不是抑制进入驾驶室内的噪音、而是抑制排放到机械外部的噪音的公知技术，已知有日本专利公开公报实开平3-59223号(以下称为专利文献3)所示的技术。 在该技术中，上框架由箱状部件构成，在该箱状部件上设置开口部和颈部从而构成共鸣器。 该共鸣器通过共鸣作用尤其降低低频噪音。但是，以上所示的公知技术中存在以下问题。专利文献1所述的技术减小驾驶室内的有效高度，从而降低了该驾驶室的乘用性、舒适性。在专利文献2所述的技术中，积极地使驾驶室的内部与外部相连通的消声孔降低了冷暖气效率。专利文献3所述的技术不能抑制进入驾驶室内的噪音。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有驾驶室隔音装置的工程机械，该驾驶室隔音装置在不降低驾驶室内的乘用性、舒适性及冷暖气效率的情况下，就能够有效地降低进入驾驶室内的噪音。该工程机械包括下部行走体；上部回转体，具有上框架，该上部回转体自由回转地搭载于所述下部行走体上；驾驶室，具有底板，该驾驶室设置于所述上框架上；以及驾驶室隔音装置。其中，所述驾驶室隔音装置具有所述底板；驾驶室下方构件，具有支撑所述驾驶室的驾驶室面板，该驾驶室下方构件设置于所述驾驶室的下方，与所述底板一起形成周围几乎被封闭的闭合结构的驾驶室下方空间；以及共鸣器，设置于所述驾驶室下方空间，通过共鸣作用降低进入该驾驶室下方空间内的噪音。
图1是表示设置于本发明的第一实施方式所涉及的工程机械的驾驶室隔音装置的俯视图。图2是所述驾驶室隔音装置的立体图。图3是所述驾驶室隔音装置的侧视剖面图。图4是所述驾驶室隔音装置所包括的共鸣器的立体图。图5(A)是表示所述驾驶室隔音装置的驾驶室下方空间中沿宽度方向的一次共鸣的声压分布的图，图5(B)是表示该驾驶室下方空间中沿前后方向的一次共鸣的声压分布的图。图6(A)是表示所述驾驶室隔音装置的驾驶室下方空间中二次共鸣的声压分布的图，图6(B)是表示该驾驶室下方空间中沿前后方向的二次共鸣的声压分布的图。图7是表示利用所述驾驶室隔音装置的降低噪音实验的结果的图。图8是本发明的第二实施方式所涉及的驾驶室面板横框的水平剖视图。图9是从图8的箭头IX方向观察所述驾驶室面板横框的图。
图10是本发明的第三实施方式所涉及的驾驶室面板横框的水平剖视图。图11是本发明的第四实施方式所涉及的驾驶室面板横框的垂直剖视图。图12是本发明的第五实施方式所涉及的驾驶室面板横框的水平剖视图。图13是本发明的第六实施方式所涉及的驾驶室隔音装置的立体图。图14是作为本发明的应用对象例子的液压挖掘机的概要侧视图。图15是所述液压挖掘机所包括的、具有驾驶室面板的以往上框架的局部俯视图。图16是图15所示的驾驶室面板的立体图。图17是包括图15所示的驾驶室面板的驾驶室下方构件的剖视侧面图。
具体实施例方式参照图1 图13对本发明的各实施方式进行说明。以下实施方式应用于本发明中已经说明的图14所示的液压挖掘机。该挖掘机的具体结构在以下A D上与图15 图 17所示的以往结构相同。A.图14所示的上框架7具有驾驶室面板11，在该驾驶室面板11上设置驾驶室 10。B.驾驶室面板11具有相互组合形成箱结构的前侧框12、左侧框13和右侧框14， 以及前后两侧的横框15、16，驾驶室面板11整体形成为大致梯子状。在该驾驶室面板11的前后左右的四角内侧，分别安装有装配台座17……，在各装配台座17上安装未图示的驾驶室装配部件，所述驾驶室10支撑于该驾驶室装配部件上。C.在所述驾驶室面板11的下表面安装下盖板18，该下盖板18分别从下方盖上所述前侧框12与前侧横框15之间的开口、及两侧横框15、16之间的开口。另一方面，图14 所示的驾驶室10具有构成其底面的底板19，该底板19从上方盖上所述各开口。D.由所述驾驶室面板11、下盖板18及底板19在驾驶室10的下方形成驾驶室下方空间S、S。所述驾驶室下方空间S、S是在前后方向、左右方向及上下方向的各方向上几乎封闭的闭合空间，各种液压配管、配线等穿过该空间。除上述部分以外，还对于与图14 图17所示的部分相同的部分标注相同符号，并省略对其的重复说明，来对第一实施方式进行说明。图1 图7所示的第一实施方式所涉及的工程机械包括具有图4所示的共鸣器 (resonator，也称作亥姆霍兹型吸声器)21的驾驶室隔音装置。该共鸣器21具有形成为内部空洞且长方体状的箱体的腔部22、以及圆筒状的颈部23。腔部22具有围绕内部空间的侧壁，在该侧壁的适当位置形成有贯通孔。所述颈部23固定于所述侧壁上，围绕设置于所述腔部22的侧壁上的贯通孔而从该侧壁向外突出。该实施方式所涉及的共鸣器21将400Hz以下的频率，例如200Hz作为共鸣频率， 通过共鸣作用降低从由颈部23围绕的开口部M进入到腔部22内空间的噪音。该共鸣器 21吸声的频率取决于音速、颈部23的截面积和长度、以及腔部22的容积。因此，设定各部分的尺寸来使所述频率与目标噪音的频率相一致，从而可以使共鸣器21起到针对目标噪音的吸声效果。该共鸣器21的腔部22也可以不是长方体状，例如也可以是圆筒状。此外， 也可以不设置颈部23而在腔部22的侧壁上仅设置开口。所述共鸣器21被设置于所述驾驶室下方空间S内的适当位置。在该第一实施方式中，如图1 图3所示，将所述共鸣器21以在壁面附近使所述开口部M向驾驶室下方空间 S开口的状态，分别设置在驾驶室面板11具有的前后横框15、16的相对置壁面的左右两侧端部上，即在两侧横框15、16之间形成的驾驶室下方空间S的四个角部中的至少一个(这里为所有四个角)上。如此设置于驾驶室下方空间S的共鸣器21可以在驾驶室下方空间S中降低经所述配管贯穿孔等而从外部经由驾驶室下方空间S进入驾驶室内的噪音。而且，该共鸣器21 根据其设置位置不同，能够发挥较高的噪音降低效果。对此进行详细说明。图5㈧及⑶分别表示前后两侧的横框15、16间的驾驶室下方空间S中沿驾驶室宽度方向及驾驶室前后方向的一次共鸣的声压分布，图6(A)及(B) 分别表示该驾驶室下方空间S中沿驾驶室宽度方向及驾驶室前后方向的二次共鸣的声压分布。这些图表示，在形成于前后两侧的横框15、16间的驾驶室下方空间S中，一次共鸣、 二次共鸣均在两侧横框15、16的相对置壁面的端部，即驾驶室下方空间S的各角部，形成声压最大部分(声压的波腹部(antinode))。因此，将所述共鸣器21配置成其开口部M位于形成所述声压波腹部的角部，由此该共鸣器21可以有效地抑制驾驶室下方空间S中的共鸣，明显降低声压，从而降低耳旁的声响。尤其，如该第一实施方式所示，分别设置于所有四个角部的共鸣器21可以实现更好的噪音降低效果。另外，该共鸣器21也可以不设置于两侧横框15、16，而可设置于左右的侧框13、14的壁面上。图7表示发明人为了确认该第一实施方式的噪音降低效果而进行的实验的结果。 图7中，粗线表示第一实施方式中的噪音水平，虚线表示不设置共鸣器21的情况下的噪音水平。不论哪种情况，共鸣器21的腔部22的尺寸是150mmX 150mmX40mm，颈部23的尺寸是直径、长度均为40mm。图7所示的检测结果显示，在上述所有的角部都设置有所述共鸣器 21的情况下，针对目标频率200Hz，可以将无负载时的右耳旁音的水平降低大约5dB。即使所述共鸣器21仅设置于两个角部的情况下，或者设置于比角部靠横框中央的位置的情况下，也可以获得一定程度的该噪音降低效果。此外，针对其他噪音频率，也可以根据该其他噪音频率来设定腔部22及颈部23的尺寸，从而获得基本相同的噪音降低效果。但是，在液压挖掘机的情况下，目标频率较为理想的是设定为驾驶室内的共鸣影响较大的400Hz以下。图8及图9表示本发明的第二实施方式。在该实施方式中，着眼于驾驶室面板11 的前后两侧横框15、16的结构为其周围几乎被封闭、左右较长且内部空洞的箱状结构这一点，构成了利用这些横框15、16的共鸣器。在图8及图9中，仅将所述两侧横框15、16中的前侧横框15作为代表来显示其例子。图8是该横框15的水平剖视图，图9是从图8的箭头IX方向观察该横框15的图(后视图)。在该实施方式中，作为共鸣器，所述横框15的容积过大，因此在横框15内沿长边方向上排列的多处(图例中为4处)分别设置隔板25，从而在该横框15内的两端部形成相互独立的两个封闭空间沈、26。并且，在横框15的侧壁上形成使所述各封闭空间沈与横框15外的空间即图1 图3所示的驾驶室下方空间S相连通的开口部27。由此，利用横框 15可简单地构成共鸣器观、28，该共鸣器观具有围绕封闭空间沈、26的腔部，并且具有为获得所希望的噪音降低效果的适当腔部容积。即，各共鸣器观的腔部由所述横框15的侧壁与所述隔板25组合构成。在该第二实施方式中，隔板25还作为提高横框15的刚性及强度的加强部件发挥作用，由此也可抑制横框15自身的振动。此时，如图9所示，如果所述开口部27、27具有半圆弧状或大致半圆弧状(例如半椭圆状)的上缘和直线状且与横框15的下端吻合的下缘， 则即使形成这些开口部27、27，也可以具有这样一种优势，即可避免横框15显著的强度降低，并且能使所述开口部27、27的加工变得简单，而且可以防止在横框15内积存雨水。所述开口部27也可以呈其他形状，例如四边形等多边形、竖长或横长的椭圆形。图10表示本发明的第三实施方式。在该实施方式中，除所述多个隔板25外，还设置沿横框15的长边方向即液压挖掘机的左右方向延伸的垂直隔板四，使该垂直隔板四以垂直姿势与所述隔板25、25正交，由此将各封闭空间26 J6进一步分割成前部空间26a和后部空间^b。并且，针对分割出的空间分别设置向前后方向开口的开口部27，由此构成多个共鸣器30。这些共鸣器30可以降低像图1 图3所示那样地在横框15的前后两侧形成的两个驾驶室下方空间S、S内的声压。图11表示本发明的第四实施方式。在该实施方式中，除所述多个隔板25外，还设置沿横框15的长边方向即液压挖掘机的左右方向延伸的水平隔板四，使该水平隔板四以水平姿势与所述隔板25、25正交，由此将各封闭空间26 J6进一步分割成上部空间26c和下部空间沈(1。并且，针对分割出的空间分别设置向前后方向开口的开口部27，由此构成多个共鸣器32。图12表示本发明的第五实施方式。在该实施方式中，在前述的图8所示的纵框15 上形成沿着纵框15的全长边方向或大致全长方向连续延伸的开口部27 ‘，以取代图8中由局部形成的贯通孔所构成的开口部27。该种形状的开口部27'也可实现将纵框15用作为共鸣器的腔部。图13表示本发明的第六实施方式。该实施方式中，在所述图2所示的驾驶室面板 11中构成取代图2所示的共鸣器21 (或者除该共鸣器21之外)的共鸣器33，该共鸣器33 将图2所示的装配台座17的一部分或全部(在图13所示例子中为前侧左右的装配台座 17)用作为腔部。具体而言，所述装配台座17形成为具有顶壁及侧壁的内部空洞的箱状，该侧壁从所述顶壁向下方延伸并面向驾驶室下方空间S，在该侧壁的适当位置设置有使该侧壁的内外相连通的开口部27。并且，在图13所示的例子中，虽然在构成共鸣器33的装配台座17的顶壁上设置用于安装驾驶室装配部件的贯通孔并且这里也开口，但该顶壁的开口在安装有驾驶室装配部件的状态下被封闭，装配台座17整体最终成为其周围几乎被封闭的箱状，因此该装配台座17可以充分起到作为共鸣器的腔部的功能。在图13中，仅由前侧左右的装配台座17、17构成共鸣器33，但也可以由后侧左右的装配台座17、17或者所有台座17、17来构成共鸣器33。以上所示的第二实施方式至第六实施方式所涉及的驾驶室隔音装置可以起到与第一实施方式所涉及的驾驶室隔音装置基本相同的效果。如上所述，本发明提供一种具有驾驶室隔音装置的工程机械，该驾驶室隔音装置不降低驾驶室内的乘用性、舒适性及冷暖气效率，就可有效地降低进入驾驶室内的噪音。 该工程机械包括下部行走体；上部回转体，具有上框架，该上部回转体自由回转地搭载于所述下部行走体上；驾驶室，具有底板，该驾驶室设置于所述上框架上；以及驾驶室隔音装置。其中，所述驾驶室隔音装置具有所述底板；驾驶室下方构件，具有支撑所述驾驶室的驾驶室面板，该驾驶室下方构件设置于所述驾驶室的下方，与所述底板一起形成周围几乎被封闭的闭合结构的驾驶室下方空间；以及共鸣器，设置于所述驾驶室下方空间，通过共鸣作用降低进入该驾驶室下方空间内的噪音。该工程机械，在驾驶室的下方形成驾驶室下方空间，并在该驾驶室下方空间内设置利用共鸣作用的共鸣器，因此不影响到驾驶室内的乘用性、舒适性及冷暖气效率的情况下，就可降低驾驶室下方空间的声压，结果降低驾驶室内的声压。较为理想的是，所述共鸣器形成为其共鸣频率为400Hz以下。根据该共鸣频率，降低驾驶室内的噪音的实际效果较好。较为理想的是，所述共鸣器包括内部空洞的腔部，该腔部具有侧壁；以及开口部，设置于所述腔部的侧壁，用于使所述腔部内的空间与所述腔部外侧的驾驶室下方空间相连通。更为理想的是，考虑到驾驶室下方空间内的共鸣状态来决定所述共鸣器的位置， 从而可以提高该共鸣器的共鸣作用实现的吸音效果。具体而言，在驾驶室下方空间发生与空间的尺寸相对应的固有的共鸣现象，由此声压上升，而在其共鸣模式下，分布有声压大的波腹部和声压小的波节(node)。并且，在所述驾驶室下方空间例如形成于相对置的两个壁面之间的情况下，产生这样一种共鸣模式，即在该两个壁面的附近(尤其两个壁面的端部，即驾驶室下方空间的角部附近)存在声压最大的波腹部，在该波腹部之间存在多个波节。因此，在这种情况下，通过将所述共鸣器设置在与所述声压的波腹部相对应的位置(例如，围绕驾驶室下方空间的壁面中与相当于声压的波腹部的位置相面对的至少一个壁面的附近处，更为理想的是驾驶室下方空间中处于该壁面的端部的角部处)，可以减弱所述共鸣现象，从而有效地降低驾驶室下方空间整体的声压，还可降低驾驶室内操作员耳旁的声压。在所述驾驶室下方构件具有周围几乎被封闭的内部空洞的箱状部分的情况下，可以在该箱状部分设置开口部，由此构成将该箱状部分作为腔部的共鸣器。例如，所述驾驶室下方构件也可以具有内部空洞且箱状的框架，沿所述工程机械的左右方向或前后方向延伸；以及隔板，将所述框架的内部隔成多个空间，与所述框架一起构成共鸣器的腔部。不论所述框架的大小如何，通过附加所述隔板，可简单地构成具有用于获得所希望频率下的噪音降低效果的最佳腔部容积的共鸣器。或者亦可，所述驾驶室下方构件具有用于安装驾驶室装配部件的多个装配台座，该驾驶室装配部件从下方支撑所述驾驶室，所述多个装配台座中的至少一个形成为周围几乎被封闭的内部空洞的箱状，以构成所述共鸣器的腔部。
权利要求
1.一种工程机械，其特征在于包括 下部行走体；上部回转体，具有上框架，该上部回转体自由回转地搭载于所述下部行走体上； 驾驶室，具有底板，该驾驶室设置于所述上框架上；以及驾驶室隔音装置，其中， 所述驾驶室隔音装置具有 所述底板；驾驶室下方构件，具有支撑所述驾驶室的驾驶室面板，该驾驶室下方构件设置于所述驾驶室的下方，与所述底板一起形成周围几乎被封闭的闭合结构的驾驶室下方空间；以及共鸣器，设置于所述驾驶室下方空间，通过共鸣作用降低进入该驾驶室下方空间内的噪音。
2.根据权利要求1所述的工程机械，其特征在于所述共鸣器包括 内部空洞的腔部，该腔部具有侧壁；以及开口部，设置于所述腔部的侧壁，用于使所述腔部内的空间与所述腔部外侧的驾驶室下方空间相连通。
3.根据权利要求2所述的工程机械，其特征在于所述共鸣器被配置成，使该共鸣器的开口部位于与所述驾驶室下方空间内的共鸣所引起的声压的波腹部相对应的位置中的至少一个位置。
4.根据权利要求3所述的工程机械，其特征在于所述共鸣器被配置成，使该共鸣器的开口部位于形成所述驾驶室下方空间的壁面中与声压的波腹部相面对的壁面的附近。
5.根据权利要求4所述的工程机械，其特征在于所述共鸣器被配置成，使该共鸣器的开口部位于驾驶室下方空间的、处于所述壁面的端部的多个角部中的至少一个角部。
6.根据权利要求5所述的工程机械，其特征在于所述共鸣器，以使该共鸣器的开口部位于驾驶室下方空间的、处于所述壁面的端部的多个角部中所有角部的方式，设置于各个位置。
7.根据权利要求2所述的工程机械，其特征在于所述驾驶室下方构件具有周围几乎被封闭的内部空洞的箱状部分，在该箱状部分设置有开口部的情况下，共鸣器将该箱状部分作为腔部。
8.根据权利要求7所述的工程机械，其特征在于所述驾驶室下方构件具有 箱状的框架，沿所述工程机械的左右方向或前后方向延伸；以及隔板，将所述框架的内部隔成多个空间，与所述框架一起构成所述共鸣器的腔部。
9.根据权利要求7所述的工程机械，其特征在于所述驾驶室下方构件具有用于安装驾驶室装配部件的多个装配台座，该驾驶室装配部件从下方支撑所述驾驶室，所述多个装配台座中的至少一个形成为周围几乎被封闭的内部空洞的箱状，以构成所述共鸣器的腔部。
10.根据权利要求1至9中任一所述的工程机械，其特征在于所述共鸣器的共鸣频率为400Hz以下。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种不降低驾驶室内的乘用性、舒适性及冷暖气效率，就能够有效地降低进入驾驶室内的噪音的工程机械。该工程机械包括下部行走体；上部回转体，具有上框架；驾驶室，具有底板，该驾驶室设置于所述上框架上；以及驾驶室隔音装置。其中驾驶室隔音装置具有底板；驾驶室下方构件，具有支撑驾驶室的驾驶室面板(11)，该驾驶室下方构件设置于驾驶室的下方，与底板一起形成周围几乎被封闭的闭合结构的驾驶室下方空间；以及共鸣器(21)，通过共鸣作用降低进入驾驶室下方空间内的噪音。
文档编号G10K11/16GK102171396SQ20098013960
公开日2011年8月31日 申请日期2009年9月8日 优先权日2008年9月30日
发明者上田员弘, 增田京子, 木村康正 申请人:株式会社神户制钢所, 神钢建设机械株式会社