JP2017150278A - 作業機械 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリー交換の作業負担が軽減できる作業機械を提供する。
【解決手段】作業を行う機械本体３が下部走行体２の上に設置されている。機械本体３は、アッパーフレーム１０の上に設置された機械室２２を備えている。機械室２２は、外枠１２ｃの内側に隣接して配置されていてバッテリー７０が格納される格納スペース３０と、外枠１２ｃの上側に配置されていてバッテリー７０の搬入及び搬出が行われる開閉可能な開口部２３と、を有している。外枠１２ｃの内側に、バッテリー７０を格納位置に誘導する傾斜面５１を有するガイド部材５０が設けられている。
【選択図】図５

Description

本発明は、油圧ショベル等の作業機械に関し、その中でも特に、バッテリーが格納されるバッテリー格納構造に関する。

この種の作業機械では、通常、複数のバッテリーが搭載されている。これらバッテリーは、定期的にメンテナンスや交換が行われるため、機械本体の側部に配置されているのが一般的である。

作業機械に搭載されるバッテリーの重量は、自動車等のバッテリーとは異なり、高重量である。そのため、作業機械のバッテリーの取り付けや交換作業は重労働となっており、そのような作業負担を軽減するために、これまでも様々な提案が行われている。

例えば、特許文献１には、バッテリーを大きく持ち上げなくても交換できるように、サイドデッキの外側に張り出したバッテリー支持板の上にバッテリーを載置し、バッテリーカバーで覆うようにしたバッテリー固定構造が開示されている。

また、特許文献２には、旋回フレームの上に、スライド可能なバッテリー支持ブラケットが設置されていて、そのバッテリー支持ブラケットにバッテリーを載せて、所定の格納位置に出し入れできるようにしたバッテリー格納装置が開示されている。

特開２００７−６２６８０号公報 特開２０１４−７０４２５号公報

特許文献１のような、サイドデッキの外側に張り出したバッテリー支持板の上にバッテリーを載置する構造では、高重量のバッテリーを片持ち支持することになるため、強度や剛性の面で難があるうえ、フレームの側部に出っ張りが生じる不利がある。

そのため、作業機械では、特許文献２のように、フレーム上にバッテリーが載置されているのが一般的である。特許文献２のバッテリー格納装置の場合、バッテリーをコンパクトに格納でき、バッテリーの出し入れも容易ではあるが、バッテリーを引き出すスペースが必要なため、フレーム上に十分なスペースがなければ設置できない。また、構造が複雑で、部品点数も多く、コストが高くつく。

更に、フレーム上にバッテリーを載せる際には、バッテリーをフレーム上に持ち上げる必要があるが、フレームの外枠の内側に電気配線等が配索されている場合には、電気配線等の目視が困難なため、バッテリーを持ち上げてその外枠を乗り越えさせる際に、バッテリーで電気配線等を押し潰してしまい、電気配線等が破損してしまうおそれがある。

そこで本発明の主目的は、簡単な構造でもって、バッテリー交換の作業負担が軽減できる作業機械を提供することにあり、更には、バッテリー交換時に押し潰すおそれのある電気配線等が保護できる作業機械を提供することにある。

本発明は、作業を行う機械本体が下部走行体の上に設置されている作業機械に関する。前記機械本体は、前記下部走行体に支持されたアッパーフレームと、前記アッパーフレームの上に設置された機械室と、を備える。前記アッパーフレームは、前記機械室の下縁部に沿って延びる外枠を有している。

前記機械室は、前記外枠の内側に隣接して配置されていてバッテリーが所定の格納位置に位置決めされた状態で格納される格納スペースと、前記外枠の上側に配置されていて前記格納スペースへの前記バッテリーの搬入及び搬出が行われる開閉可能な開口部と、を有している。そして、前記外枠の内側に、前記バッテリーを前記格納位置に誘導する傾斜面を有するガイド部材が設けられている。

この作業機械によれば、バッテリーを格納する格納スペースが、アッパーフレームの外枠の内側に隣接して配置されており、その外枠の上側に開口部が配置されている。そのため、バッテリーを格納スペースに搬入及び搬出する際には、バッテリーを、その外枠を乗り越えさせて奥方に押し入れる必要があるが、外枠の内側に、バッテリーを格納位置に誘導する傾斜面を有するガイド部材が設けられているので、バッテリーをガイド部材の上に載せ置いた状態で、傾斜面によって簡単に格納スペースに案内させることができ、バッテリー交換の作業負担を軽減できる。

前記外枠の内側に沿って配索物が配索されている場合には、前記ガイド部材が、前記配索物を覆うように当該配索物の上方に架設するのが好ましい。

そうすれば、ガイド部材によって配索物を保護できるので、配索物を目視しなくても、バッテリーによって配索物が押し潰されるのを防止できる。

また、前記格納スペースに、前記バッテリーの下端部の側面に接して当該バッテリーを前記格納位置に位置決めする位置決め部材を設けるとよい。

そうすれば、バッテリーを簡単に格納位置に位置決めできるので、バッテリーの交換作業の負担がよりいっそう軽減できる。

更に、前記ガイド部材が、前記バッテリーの下端部の側面に接して当該バッテリーを前記格納位置に位置決めする位置決め部を有しているようにしてもよい。

そうすれば、傾斜面による格納スペースへの案内に引き続いてバッテリーを格納位置に位置決めできるので、バッテリーの交換作業の負担が更にいっそう軽減できる。

この場合、前記バッテリー及び前記ガイド部材の各々が複数であり、前記ガイド部材は、前記外枠に沿って間隔を隔てて配置され、前記バッテリーの各々が、少なくとも１つの前記位置決め部によって位置決めされ、少なくとも一対の前記ガイド部材の間の間隔が、前記位置決め部と接する前記バッテリーの側面の横幅よりも小さくなるように、前記ガイド部材が配置されているようにするのが好ましい。

そうすれば、各バッテリーをガイド部材で位置決めしながら、搬入及び搬出時には、バッテリーに安定してガイド部材を作用させることできる。しかも、ガイド部材が間隔を隔てて配置されているので、配索物の配索も容易にできる。

本発明の作業機械によれば、簡単な構造でもって、バッテリー交換の作業負担が軽減できる。

本実施形態の油圧ショベルを示す概略図である。 アッパーフレームを示す概略上面図である。 機械本体の部分を示す概略斜視図である。 格納スペースを示す概略上面図である。 図４におけるＩ−Ｉ線での概略断面図である。 １つ目のバッテリーを格納スペースに搬入する作業の説明図である。 １つ目のバッテリーを格納スペースに搬入する作業の説明図である。 １つ目のバッテリーを格納スペースに搬入する作業の説明図である。 ２つ目のバッテリーを格納スペースに搬入する作業の説明図である。 ２つ目のバッテリーを格納スペースに搬入する作業の説明図である。 ２つ目のバッテリーを格納スペースに搬入する作業の説明図である。 本発明の変形例を示す概略図である。 本発明の変形例を示す概略図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限するものではない。

図１に、本実施形態の油圧ショベル１（作業機械の一例）を示す。この油圧ショベル１は、一対のクローラを有する下部走行体２と、その上に旋回自在に設置された機械本体３とを備える。なお、説明で用いる前後左右等の方向は、特に言及しない限り機械本体３を基準とする。

機械本体３は、アッパーフレーム１０、アタッチメント５、キャブ６、後部機械室２１、側部機械室２２、カウンタウエイト７などで構成されている。アッパーフレーム１０は、機械本体３の土台となる強度及び剛性に優れた支持部材であり、下部走行体２に旋回自在に支持されている。アタッチメント５、キャブ６、後部機械室２１、側部機械室２２、カウンタウエイト７などは、このアッパーフレーム１０の上に設置されている。

図２に、アッパーフレーム１０の詳細を示す。アッパーフレーム１０は、肉厚な金属板からなる底板１１ａや一対の縦板１１ｂなどで構成されたセンターセクション１１と、センターセクション１１の左右両側に取り付けられたサイドデッキ１２とを有している。

各サイドデッキ１２は、前後方向に延びる矩形の枠構造体からなり、複数の横梁部材１２ａ、複数の底パネル１２ｂ、側枠１２ｃ、前枠１２ｄなどを連結することによって構成されている。両サイドデッキ１２，１２の側枠１２ｃは、アッパーフレーム１０の外枠を構成し、センターセクション１１から離れて互いに平行に前後方向に延びている。両サイドデッキ１２，１２の前枠１２ｄもアッパーフレーム１０の外枠を構成し、各側枠１２ｃの前端部に連結されている。

各横梁部材１２ａは、前後方向に間隔を隔てて、側枠１２ｃとセンターセクション１１との間に架設されている。各底パネル１２ｂは、サイドデッキ１２の底面を構成し、側枠１２ｃとセンターセクション１１との間に設置されている。

この機種では、バッテリー７０を格納する格納スペース３０が、左側のサイドデッキ１２の側枠１２ｃの内側に隣接するように、左側のサイドデッキ１２に設けられている。格納スペース３０に面した側枠１２ｃの内側には、複数のガイド部材５０が設けられ、また、格納スペース３０の下面を構成している底パネル１２ｂの上面には、複数の位置決め部材６０が設けられている（これらの詳細については後述）。

図３に示すように、キャブ６は、油圧ショベル１の操作が行われる箱形の運転室であり、左側のサイドデッキ１２の前部に配置されている。アタッチメント５は、油圧制御によって掘削等の作業を行う作業装置であり、バケットやアーム、ブーム、これらを駆動する油圧シリンダなどで構成されている。アタッチメント５は、一対の縦板１１ｂ，１１ｂの前部に軸支されている。

カウンタウエイト７は、高重量な鋳物等からなり、作動するアタッチメント５との間で前後のバランスを確保するために、一対の縦板１１ｂ，１１ｂの後部に設置されている。そのカウンタウエイト７の前側に、カバーで覆われた後部機械室２１及び側部機械室２２が配置されている。

後部機械室２１は、両サイドデッキ１２，１２及びセンターセクション１１にわたる範囲に設けられ、その内部には、図示はしないが、エンジンや油圧ポンプ、ラジエータなどが収容されている。後部機械室２１の上には、これらの上部を覆うボンネット２１ａが設置されている。

側部機械室２２は、左側のサイドデッキ１２におけるキャブ６と後部機械室２１との間の範囲に設けられている。側枠１２ｃは、キャブ６、側部機械室２２、及び後部機械室２１の下縁部に沿って延びている。

側部機械室２２及び後部機械室２１の左側面には、横長な開口部２３が、その側枠１２ｃの上側に設けられている。その開口部２３の両端には、揺動することによって開口部２３を開閉する一対のドアカバー２４，２４が設置されており、これらドアカバー２４，２４を開くことで、側部機械室２２及び後部機械室２１が外部に解放されるようになっている。

ドアカバー２４を開いて露出する後部機械室２１の内部には、フィルター交換等のメンテナンスが行われるダクトスペース２５が配置されている。ドアカバー２４を開いて露出する側部機械室２２の奥方には、オイルクーラ２６が配置されており、その手前にバッテリー７０を格納する格納スペース３０が設けられている。格納スペース３０に臨む開口部２３の両側には、上下方向に延びる一対の支柱２７，２７が設置されている。

（格納スペース）
図４、図５に示すように、格納スペース３０には、バッテリー７０が２個、前後方向に直列する所定の格納位置に位置決めされた状態で格納されている。

格納スペース３０の背面は、オイルクーラ２６によって区画され、格納スペース３０の正面は、側枠１２ｃやドアカバー２４によって区画されている。それにより、格納スペース３０は、左右幅が狭く前後方向に延びた空間となっている。格納スペース３０の下面は、底パネル１２ｂによって区画されていて、その上面にバッテリー７０が載置されるようになっている。

側枠１２ｃは、前後方向に延びる閉断面構造を有する柱状の部材からなり、底パネル１２ｂは、その下端部に連結されている。従って、側枠１２ｃの上端は、底パネル１２ｂの上面よりも高位置にあり、その位置は、格納位置に格納されたバッテリー７０の高さの半分の位置よりも高く、格納位置に格納されたバッテリー７０の上面よりも低くなっている。

各バッテリー７０は公知の構造であり、横長な直方体形状をしたバッテリー本体７０ａ、バッテリー本体７０ａの上面に設けられた接続端子７０ｂ、バッテリー本体７０ａの上部の両端に設けられた把手７０ｃなどで構成されている。各バッテリー７０は、押さえ板７４や一対の長ネジ７５，７５などからなる公知の止め具で底パネル１２ｂに締結して固定されている。各バッテリー７０の上には、図示しないが、バッテリーカバーや柔軟な保護シートが被せられている。

両バッテリー７０，７０の一方の接続端子７０ｂの各々は中継ケーブル８０で接続されており、両バッテリー７０，７０の他方の接続端子７０ｂの各々には、格納スペース３０の前側のスペースに配置された配電ボックス８１から延びる正極ケーブル８２及び負極ケーブル８３が接続されている。配電ボックス８１は、バッテリー７０よりも上方に配置されており、配電ボックス８１の下方にバッテリー７０が入り込むようになっている。

バッテリー７０の格納位置は、側枠１２ｃの内側から奥方へ一定の間隔を隔てた位置に配置されており、正極ケーブル８２、負極ケーブル８３、バッテリー７０の出力ケーブル等、配電ボックス８１から引き出されるケーブル群８４（配索物）は、側枠１２ｃの内側に沿って配索されている。

これらバッテリー７０の格納スペース３０への搬入及び搬出の作業は、開口部２３を通じて行われるが、その作業は重労働である。例えば、搬入作業時には、高重量なバッテリー７０を持ち上げて側枠１２ｃを乗り越えさせ、その後、バッテリー７０を奥方に押し込んでバッテリー７０をゆっくりと底パネル１２ｂの上に降ろさなければならない。

更に、その際、側枠１２ｃの内側に配索されているケーブル群８４は目視が困難なため、バッテリー７０の押し込み量が足らずに、バッテリー７０でケーブル群８４を押し潰してしまい、ケーブル群８４が破損してしまうおそれがある。バッテリー７０の搬出作業時にも同様の問題がある。そこで、この油圧ショベル１では、そのような問題を解消すべく、側枠１２ｃの内側にガイド部材５０が設けられている。

（ガイド部材、位置決め部材）
この油圧ショベル１では、各バッテリー７０に対応して、２個のガイド部材５０が設けられている。各ガイド部材５０は、帯板状の金属板を折り曲げて形成されており、上側屈曲部５０ａ、傾斜部５０ｂ、位置決め部５０ｃ、下側屈曲部５０ｄなどで構成されている。

上側屈曲部５０ａは、側枠１２ｃの内側の上端部分に取り付けられ、下側屈曲部５０ｄは、底パネル１２ｂの上面における側枠１２ｃから離れた部分に取り付けられている。それにより、各ガイド部材５０は、ケーブル群８４を覆うように、ケーブル群８４の上方に架設されている。

傾斜部５０ｂは上側屈曲部５０ａに連なって下り傾斜しており、その上面は、バッテリー７０を格納位置に誘導する傾斜面５１となっている。位置決め部５０ｃは、傾斜部５０ｂの下端と下側屈曲部５０ｄとに連なって上下方向に延びている。

これらガイド部材５０は、側枠１２ｃに沿って一定の間隔Ｈ２、具体的には、バッテリー７０の長手側の側面の横幅（長手横幅Ｈ１）よりも小さい間隔を隔てて配置されている（前側のガイド部材５０を第１ガイド部材５０Ａ、後側のガイド部材５０を第２ガイド部材５０Ｂともいう）。更に、これらガイド部材５０は、一対の支柱２７，２７とも、長手横幅Ｈ１よりも小さい間隔Ｈ３、Ｈ４を隔てて配置されている。そして、各ガイド部材５０の位置決め部５０ｃは、格納位置に格納された各バッテリー７０の下端部の側面（長手側）と接するように配置されている。

また、各バッテリー７０を格納位置に位置決めするために、複数の位置決め部材６０が設けられている。具体的には、角棒状の位置決め部材６０Ｌが、底パネル１２ｂの上面に沿って延びるように、底パネル１２ｂに取り付けられていて、これら位置決め部材６０Ｌが、格納位置に格納された各バッテリー７０の下端部の短手側の両側面と接するように配置されている。そして、これと同様にして、格納位置に格納された両バッテリー７０，７０の下端部の側面（奥方に位置する長手側の側面）と接するように、角棒状の位置決め部材６０Ｗが底パネル１２ｂに取り付けられている。

（バッテリーの搬入）
図６Ａ〜図６Ｃを参照して、１つ目のバッテリー７０（第１バッテリー７０Ａともいう）を開口部２３を通じて格納スペース３０に搬入する作業を説明する。まず図６Ａに示すように、両端の把手７０ｃを持って第１バッテリー７０Ａを持ち上げて側枠１２ｃを乗り越えさせ、格納スペース３０に第１バッテリー７０Ａを押し入れる。

このとき、第１バッテリー７０Ａは、両支柱２７，２７の間から搬入されるため、第１バッテリー７０Ａの下側に両ガイド部材５０Ａ，５０Ｂを位置させて、これらに載せ置くことができる。支柱２７やガイド部材５０Ａ，５０Ｂの間の間隔Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４は、バッテリー７０の長手横幅Ｈ１よりも狭いため、搬入位置がずれても、第１バッテリー７０Ａの下側には、いずれかのガイド部材５０が位置するようになっている。

従って、ケーブル群８４を目視しなくても、ガイド部材５０により、ケーブル群８４が第１バッテリー７０Ａによって押し潰されるのを防止できる。そして、ガイド部材５０の上に第１バッテリー７０Ａを載せ置くことができるので、底パネル１２ｂに第１バッテリー７０Ａを設置するまで、第１バッテリー７０Ａを持ち上げる必要がなくなって負担が軽減されるうえに、第１バッテリー７０Ａは、ガイド部材５０の傾斜面５１によって案内されるので、簡単に格納スペース３０の奥方へ押し込むことができる。

傾斜部５０ｂの先端には位置決め部５０ｃが設けられているため、第１バッテリー７０Ａは、図６Ｂに示すように、底パネル１２ｂの上に降ろすだけで、位置決め部５０ｃによって仮位置決めされた状態になる。この時、第１バッテリー７０Ａの左右方向については位置決め部５０ｃと位置決め部材６０Ｗとによって位置決めできる。続いて、第１バッテリー７０Ａを前方にスライドさせることで、図６Ｃに示すように、第１バッテリー７０Ａは、位置決め部材６０Ｌ，６０Ｗと第１ガイド部材５０Ａとの間に嵌まり込み、所定の格納位置に位置決めされる。

図７Ａに示すように、２つ目のバッテリー７０（第２バッテリー７０Ｂともいう）は、第１バッテリー７０Ａを避けて格納スペース３０に搬入される。その際、第２ガイド部材５０Ｂが、第２バッテリー７０Ｂの中間部の下側に位置するようになっており、ケーブル群８４を目視しなくても、第２ガイド部材５０Ｂにより、ケーブル群８４が第２バッテリー７０Ｂによって押し潰されるのを防止できる。そして、第２ガイド部材５０Ｂの上に第２バッテリー７０Ｂを載せ置くことができ、第２バッテリー７０Ｂは、第２ガイド部材５０Ｂの傾斜面５１によって案内されるので、簡単に格納スペース３０の奥方へ押し込むことができる。

第２バッテリー７０Ｂは、第２ガイド部材５０Ｂだけで中間部が支持されるので、両端部がぐらついてケーブル群８４に接触することも考えられる。それに対し、この油圧ショベル１では、既に第１バッテリー７０Ａが前側に設置されており、後側には支柱２７が位置している。そのため、仮に第２バッテリー７０Ｂがぐらついたとしても、これらがストッパーとなり、ケーブル群８４と第２バッテリー７０Ｂとの接触を回避することができる。

そうして第２バッテリー７０Ｂが、図７Ｂに示すように、底パネル１２ｂの上に降ろされると、位置決め部５０ｃによって仮位置決めされ、左右方向については位置決め部５０ｃと位置決め部材６０Ｗとによって位置決めされた状態になるので、第２バッテリー７０Ｂを後方にスライドさせることで、図７Ｃに示すように、第２バッテリー７０Ｂは、位置決め部材６０Ｌ，６０Ｗと第２ガイド部材５０Ｂとの間に嵌まり込み、所定の格納位置に位置決めされる。

（バッテリーの搬出）
バッテリー７０の搬出作業時においても、ガイド部材５０の上に載せながら傾斜面５１によって上方へと案内できるので、ケーブル群８４がバッテリー７０によって押し潰されるのを防止しながら、作業負担を大幅に軽減できる。

なお、本発明にかかる作業機械は、上述した実施形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。

例えば、図８Ａに示すように、ガイド部材５０は、側枠１２ｃに沿って延びる１つの部材で構成してもよい。この場合、上述した実施形態と比べると、ケーブル群８４をガイド部材５０の下側に配索し難くはなるが、バッテリー７０を安定して格納位置に案内することができ、ケーブル群８４を安定して保護できる利点がある。

また、上述した実施形態と比べると、部材数が増えるが、図８Ｂに示すように、ガイド部材５０を３つあるいはそれ以上設け、各バッテリー７０が、複数のガイド部材５０により、搬入及び搬出時の補助や格納時の位置決めがなされるようにしてもよい。

作業機械は、油圧ショベルに限らずクレーンやローダなどであってもよい。配索物はケーブルに限らず油圧配管や燃料配管などであってもよい。また、バッテリーの個数は２個に限らず、１個でも３個以上であってもよい。バッテリーの配置は直列に限らず並列であってもよい。

格納スペースの設置場所は、左側のサイドデッキに限らず、右側のサイドデッキであってもよい。側枠の上端とバッテリーの高さの関係は一例であり、側枠の近傍の配索物がバッテリーによって押し潰されるおそれがある場合には、ガイド部材を設けるのが好ましい。

１ 油圧ショベル（作業機械）
２ 下部走行体
３ 機械本体
１０ アッパーフレーム
１１ センターセクション
１２ サイドデッキ
１２ｃ 側枠（外枠）
２２ 側部機械室
２３ 開口部
３０ 格納スペース
５０ ガイド部材
５１ 傾斜面
６０ 位置決め部材
７０ バッテリー
８４ ケーブル群

Claims (5)

1. 作業を行う機械本体が下部走行体の上に設置されている作業機械であって、
   前記機械本体は、
   前記下部走行体に支持されたアッパーフレームと、
   前記アッパーフレームの上に設置された機械室と、
   を備え、
   前記アッパーフレームは、前記機械室の下縁部に沿って延びる外枠を有し、
   前記機械室は、
   前記外枠の内側に隣接して配置され、バッテリーが所定の格納位置に位置決めされた状態で格納される格納スペースと、
   前記外枠の上側に配置され、前記格納スペースへの前記バッテリーの搬入及び搬出が行われる開閉可能な開口部と、
   を有し、
   前記外枠の内側に、前記バッテリーを前記格納位置に誘導する傾斜面を有するガイド部材が設けられている作業機械。
2. 請求項１に記載の作業機械において、
   前記外枠の内側に沿って配索物が配索されており、
   前記ガイド部材が、前記配索物を覆うように当該配索物の上方に架設されている作業機械。
3. 請求項１又は請求項２に記載の作業機械において、
   前記格納スペースに、前記バッテリーの下端部の側面に接して当該バッテリーを前記格納位置に位置決めする位置決め部材が設けられている作業機械。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一つに記載の作業機械において、
   前記ガイド部材が、更に、前記バッテリーの下端部の側面に接して当該バッテリーを前記格納位置に位置決めする位置決め部を有している作業機械。
5. 請求項４に記載の作業機械において、
   前記バッテリー及び前記ガイド部材の各々は複数であり、
   前記ガイド部材は、前記外枠に沿って間隔を隔てて配置され、
   前記バッテリーの各々が、少なくとも１つの前記位置決め部によって位置決めされ、少なくとも一対の前記ガイド部材の間の間隔が、前記位置決め部と接する前記バッテリーの側面の横幅よりも小さくなるように、前記ガイド部材が配置されている作業機械。

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