JP2018035646A - 建設機械 - Google Patents

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Abstract

【課題】非常停止ボタンを運転室内に元々設けられている部品の機能を損なうことなく、非常時に手がすぐ届きながら不意に当たって誤動作しないように設ける。【解決手段】ハイブリッドショベル1の運転室30の内部における運転席の左右いずれか一方側の窓部32aの近傍に設けた表示器固定用ブラケット33により表示器31を固定する。表示器31と窓部32aとの間にスイッチボックス34を配置し、このスイッチボックス34に、旋回電動機2eを非常停止させる非常停止ボタン35を設ける。【選択図】図1

Description

本発明は、運転室に表示装置を備えた建設機械に関し、特にその非常停止ボタンの構成に関する。
従来より、エンジン、旋回装置等を非常停止するための非常停止ボタンを備えた建設機械が知られている。例えば、特許文献1の建設機械のように、運転席の右側方にはブームシリンダ及びバケットシリンダを操作するための右操作レバーを備える右コンソールが設けられ、運転席の左側方には旋回モータ及びアームシリンダを操作するための左操作レバーを備える左コンソールが設けられている。そして、左コンソールとキャブの床板との間に左コンソールを運転席の左側方に固定するための支持部材が介在しており、この支持部材の前面に、すなわち運転席の左下方に、停止スイッチ装置が設けられている。
特開2012−132242号公報
しかしながら、上記特許文献1のような停止スイッチ装置は、運転室の左下方という、運転席から普段目につかず、しかもすぐに手が届く場所に設けられていないので、操作しやすさという面で緊急時の危険回避にはリスクがある。
また、運転室の左下方に設けられているので、運転席に座る際などに誤って足で押して誤動作するおそれがある。
一方で、見映えが悪化したり、設置のために余計なスペースを要したり、オペレータの視界を悪化させたりする位置に非常停止スイッチを置くと問題がある。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、非常停止スイッチを、運転室内に元々設けられている部品の機能を損なうことなく、非常時に手がすぐ届きながらも不意に当たって誤動作しないように設けることにある。
上記の目的を達成するために、この発明では、運転室内の表示装置と左右いずれかの窓部との間に非常停止ボタンを設けた。
具体的には、第1の発明では、被駆動体と、この被駆動体を駆動する駆動装置と、運転室と、この運転室の内部に設けられた表示装置とを備えた建設機械を前提とし、
上記建設機械は、
上記表示装置を上記運転室における運転席の左右いずれか一方側の窓部の近傍に固定する表示装置固定用ブラケットと、
上記表示装置固定用ブラケット又は該表示装置固定用ブラケットの近傍に取り付けられ、上記表示装置と上記窓部との間に配置されるスイッチボックスと、
上記スイッチボックスに設けられ、上記駆動装置を非常停止させる非常停止ボタンとを備えている。
上記の構成によると、非常停止ボタンが設けられたスイッチボックスは、表示装置と運転室における運転席の左右いずれか一方側の窓部との間に固定されるので、デッドスペースを利用できる上にオペレータの視界の邪魔になりにくく、他の部品の操作性、見映え等に悪影響を与えにくい。また、表示装置を取り付ける表示装置固定用ブラケットにスイッチボックスを設けるようにしているので、部品点数が減り、取付強度も確保しやすい上に、取付が容易である。一方、足下や手元などの誤って押してしまう位置には設けていないため、誤操作しにくい。なお、スイッチボックスは、表示装置固定用ブラケットに取り付けられてもよいし、表示装置固定用ブラケットの近傍、例えば表示装置そのものに取り付けられていてもよい。また、「窓部の近傍」とは、窓部に近い領域のことを意味し、場合によっては窓部に接する場合も含む。
第2の発明では、第1の発明において、
上記被駆動体は、上部旋回体であり、
上記駆動装置は、旋回電動機であり、
上記非常停止ボタンは、上記旋回電動機の駆動を停止させるメカニカルブレーキを作動させるスイッチである。
上記の構成によると、旋回電動機が、電気系統の不具合により、停止したい場合に停止できない場合であっても、非常停止ボタンを押せば、メカニカルブレーキにより確実に停止させることができる。
第3の発明では、第1又は第2の発明において、
上記表示装置は、箱型であり、前面の少なくとも一部に操作部を有し、
上記スイッチボックスの前面は、上記操作部の操作面と略平行である。
上記の構成によると、オペレータがよく見て操作する操作面と略平行にスイッチボックスの前面を設けているので、表示装置と一体感を得られると共に、スイッチボックスを視認しやすい。さらに、「略平行」とは、スイッチボックスの前面と操作部の操作面とが完全に平行であることを意味するのではなく、多少互いに角度がずれていてもよい意味である。
第4の発明では、第1から第3のいずれか1つの発明において、
上記スイッチボックスの前面の下部に奥側へ傾斜する面取りが形成されており、
上記非常停止ボタンは、上記スイッチボックスの上面に設けられている。
上記の構成によると、スイッチボックスの前面下部に奥側へ傾斜する面取りを設けたので、下方にペットボトル等を入れるドリンクホルダにペットボトル等を出し入れしやすい。また、非常停止ボタンを視界に入りやすい表示装置の近傍のスイッチボックスの上面に設けているので、操作性がよく、かつ押しやすく、さらにペットボトル等を出し入れするときに非常停止ボタンを誤って押してしまわない。
第5の発明では、第1から第4のいずれか1つの発明において、
上記スイッチボックスは、上記表示装置固定用ブラケットに対して着脱可能に構成されたスイッチボックス固定部を介して着脱可能に取り付けられている。
上記の構成によると、スイッチボックスの取付強度を確保しやすい上に、メンテナンスが極めて容易となる。
以上説明したように、本発明によれば、表示装置と窓部との間に配置されるスイッチボックスに駆動装置を非常停止させる非常停止ボタンを設けたことにより、運転室内に元々設けられている部品の機能を損なうことなく、非常時に手がすぐ届きながら不意に当たって誤動作しないようにすることができる。
本発明の実施形態に係る油圧ショベルの運転室における非常停止ボタン及びその周辺を拡大して示す斜視図である。 油圧ショベルの全体を示す側面図である。 油圧ショベルのブロック図である。 運転室の右後方から見た斜視図である。 運転室内部を左方から見た側面図である。 運転席から見た運転室内を示す正面図である。 表示器及びその周辺を拡大して示す側面図である。 スイッチボックスと表示器との位置関係を示す斜視図である。 非常停止ボタンの作動を説明するためのフローチャートである。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図2及び図3に示すように、本発明の実施形態に係る建設機械としてのハイブリッドショベル1は、下部走行体2と、この下部走行体2上に旋回可能に設けられた、被駆動体としての上部旋回体3と、この上部旋回体3に対して起伏可能に設けられた作業アタッチメント4と、上記ハイブリッドショベル1の駆動を制御する駆動制御装置5とを備えている。
下部走行体2は、左右一対のクローラ2aと、これらクローラ2aに走行用の動力を供給する左走行モータ2b及び右走行モータ2cと、各クローラ2a間に設けられたロアフレーム2dと、ロアフレーム2dに設けられて上部旋回体3を旋回駆動させる駆動装置としての旋回電動機2e(図3にのみ示す)とを備えている。そして、旋回電動機2eは、電力の供給に応じて上部旋回体3を駆動するとともに、発電に伴う発電ブレーキ力を上部旋回体3に供給可能となっている。この上部旋回体3は、ロアフレーム2dに対して地面に垂直な軸回りに旋回可能に取り付けられた旋回フレーム3aを備えている。
作業アタッチメント4は、例えば、旋回フレーム3aの前側に起伏可能に取り付けられた基端部を有するブーム6と、ブーム6の先端部に揺動可能に取り付けられた基端部を有するアーム7と、アーム7の先端部に揺動可能に取り付けられたバケット8とを備えている。また、作業アタッチメント4は、旋回フレーム3aに対してブーム6を起伏させるブームシリンダ9と、ブーム6に対してアーム7を揺動させるアームシリンダ10と、アーム7に対してバケット8を揺動させるバケットシリンダ11とを備えている。作業アタッチメント4の構成は、これに限定されず、先端にバケット8の代わりに破砕装置、マグネットなどを備えていてもよい。
上部旋回体3の前側には、運転室30が固定されている。場合によっては、運転室30が上部旋回体3に対して昇降可能に設けられていてもよい。図1、図4等に示すように、この運転室30の内部には、表示装置としての表示器31が設けられている。表示器31は、例えば、ハイブリッドショベル1の状態を確認する例えば、水温計、燃料計等を表示し、作業モード、エアコン、後方モニタなどを一括してコントロールできるようになっている。表示器31は、上下に長い直方体状の箱型であり、その下側には、操作部31aが設けられている。表示装置は、このような表示器31でなくても、操作部31aがない単なるモニタ等でもよい。
図8に2点鎖線で示すように、ハイブリッドショベル1は、表示器31を運転室30における運転席32の右側の窓部32aの近傍に固定する、表示装置固定用ブラケットとしての表示器固定用ブラケット33を備えている。この表示器固定用ブラケット33は、例えば上下に延びる固定部33aを備え、この固定部33aがボルト等により、運転室30の右下方の内装品40に取り付けられている。そして、この表示器固定用ブラケット33には、スイッチボックス34を固定するスイッチボックス固定部36が締結ボルト36aにより脱着可能に取り付けられている。そして、このスイッチボックス固定部36にスイッチボックス34が取り付けられている。このスイッチボックス34は、図6に示すように、表示器31と右側の窓部32aとの間に配置される。スイッチボックス34は、図8に示すように、表示器固定用ブラケット33に対して着脱可能に構成されたスイッチボックス固定部36を介して着脱可能に取り付けられている。なお、スイッチボックス34の右側面には、図4にも示すように、例えばゴム製等の防振ラバー37が貼り付けられており、窓部32aに接触することがあっても、振動等が発生しないようになっている。スイッチボックス34の前面34aは、操作部31aの操作面と略平行でオペレータが見やすい角度となっている。そして、この前面34aの下部に下方に向かって奥側へ傾斜する面取り34bが形成されている。図1及び図7に示すように、面取り部34bの下方には、ペットボトルなどを載置するためのドリンクホルダ38が設けられている。オペレータによって、緊急時に目視しやすい位置にある前面34aには、例えば非常停止ボタン35の場所を示すラベル34cが貼り付けられている。一方で、図6に示すように、表示器31は、オペレータから見てクローラ操作レバー41よりも右側にあり、その右側の表示器31の更に右側にスイッチボックス34が設けられているので、作業時の視野に与える影響は極めて小さい。
そして、このスイッチボックス34の上面には、オペレータの右手を下方向に降ろしたときに押せるように非常停止ボタン35が設けられている。この非常停止ボタン35は、旋回電動機2eの駆動を停止させるメカニカルブレーキ23を作動させるスイッチである。
図3に示すように、駆動制御装置5は、エンジン12と、エンジン12により駆動される油圧ポンプ14と、油圧ポンプ14から各走行モータ2b,2c及び各シリンダ9〜11への作動油の給排を制御するコントロールバルブ15と、エンジン12の出力軸に連結された減速機構16と、減速機構16に連結された発電機17と、発電機17と電気的に接続された制御器18と、制御器18と電気的に接続された動力バッテリ19及びインバータ20と、旋回電動機2eの出力軸2fに連結された旋回用減速機構21と、旋回電動機2eの出力軸2fに対して機械的なメカブレーキ力を供給可能なメカニカルブレーキ23と、メカニカルブレーキ23を解除するためのブレーキ解除弁24と、ブレーキ解除弁24を介してメカニカルブレーキ23に作動油を供給するサブポンプ25と、ブレーキ解除弁24及びインバータ20に対して指令を出力するコントローラ27と、コントローラ27に対して旋回電動機2eの駆動指令を出力する旋回操作レバー28とを備えている。非常停止ボタン35は、例えば、コントローラ27を介してブレーキ解除弁24に電気信号を送るようになっている。
コントロールバルブ15は、油圧ポンプ14から各走行モータ2b,2c及び各シリンダ9〜11への作動油の給排を制御することにより、走行及び作業アタッチメント4の作動を制御するように構成されている。発電機17は、減速機構16を介して入力されるエンジン12の動力を利用して発電し、また、動力バッテリ19から電力の供給を受けることにより、エンジン12の駆動をアシストするようになっている。制御器18は、発電機17と動力バッテリ19との間に設けられ、発電機17の作動を制御するように構成されている。インバータ20は、旋回電動機2eと動力バッテリ19との間に設けられ、コントローラ27からの指令に応じて旋回電動機2eの作動を制御するように構成されている。旋回用減速機構21は、旋回電動機2eによる旋回駆動力を減速しつつ上部旋回体3に伝達する役割を果たす。
詳しくは図示しないが、メカニカルブレーキ23は、旋回電動機2eの出力軸2fにメカブレーキ力を供給可能なネガティブブレーキである。具体的に、メカニカルブレーキ23は、コントローラ27から解除指令が入力されていない状態で旋回電動機2eに対してメカブレーキ力を供給する。一方、メカニカルブレーキ23は、解除指令が入力されることによりメカブレーキ力の供給を停止する。メカニカルブレーキ23に入力される解除指令は、サブポンプ25から供給される作動油により行われる。
ブレーキ解除弁24は、サブポンプ25からメカニカルブレーキ23に対する作動油の給排を制御するように構成されている。具体的に、ブレーキ解除弁24は、メカニカルブレーキ23内の作動油をタンクTに導く切換位置Aと、サブポンプ25からの作動油をメカニカルブレーキ23に導く切換位置Bとの間で切換可能となっている。そして、ブレーキ解除弁24は、通常、切換位置Aに付勢されている一方、コントローラ27からの解除指令がソレノイドに入力されることにより切換位置Bに切り換えられる。つまり、メカニカルブレーキ23に対する解除指令は、コントローラ27から出力された電気信号と、メカニカルブレーキ23に入力される油圧信号とを含む。
上述した非常停止ボタン35は、コントローラ27から解除指令が出力された場合であっても旋回電動機2eに対するメカブレーキ力の供給が強制的に維持される異常状態であるか否かを検出する。具体的に、非常停止ボタン35は、コントローラ27からメカニカルブレーキ23に対する解除信号(電気信号)の伝達を許容する状態(図3に示す状態)と、解除信号の伝達を阻止する状態(図3の接点を切断した状態)との間で切換操作可能なスイッチを有する。オペレータは、ハイブリッドショベル1の動作に何らかの異常を感じた場合に、非常停止ボタン35を操作することにより、旋回電動機2eをメカニカルブレーキ23により機械的にロックすることができる。具体的に、非常停止ボタン35は、インバータ20とは別の経路でコントローラ27に接続されているため、インバータ20に異常が生じた場合であっても、解除指令の伝達を阻止する状態に切換操作可能である。そのため、オペレータは、例えば旋回電動機2eが制御不能となった場合に、非常停止ボタン35を切換操作することにより、旋回電動機2eを機械的にロックすることができる。さらに、非常停止ボタン35は、スイッチの接点が切断されたことを検出し、その旨の電気信号をコントローラ27に出力するようになっている。
コントローラ27は、旋回電動機2eの駆動期間中にメカニカルブレーキ23に対して解除指令を出力する一方、旋回電動機2eが停止状態にあるときにメカニカルブレーキ23に対する解除指令の出力を停止する機能を有する。具体的に、コントローラ27は、旋回操作レバー28から旋回電動機2eの駆動指令が入力されると、動力バッテリ19から旋回電動機2eに対して電力を供給すべき旨の指令をインバータ20に出力するとともに、ブレーキ解除弁24を切換位置Bに切り換える旨の解除指令をブレーキ解除弁24のソレノイドに出力する。一方、コントローラ27は、旋回電動機2eが停止状態にあるときは、ブレーキ解除弁24に対する解除指令の出力を停止する。なお、旋回電動機2eの停止状態は、旋回電動機2eの駆動速度が0の場合のみならず、停止しているものとみなすことができる程度の低い速度で旋回電動機2eが駆動している場合を含む。
以下、コントローラ27により実行される処理について、図9を参照して説明する。処理が開始されると、まず、ステップS1において、旋回操作レバー28が操作されたか否かが判定される。ここで、旋回操作レバー28が操作されたと判定されると、ステップS2において、メカニカルブレーキ23を解除するとともに、ステップS3において、旋回電動機2eを駆動する。つまり、旋回操作レバー28が操作されると、旋回電動機2eに対するメカブレーキ力を解除するとともに旋回電動機2eに動力バッテリ19に充電された電力又は発電機17により発電された電力を供給する。
次いで、ステップS4において、非常停止ボタン35がONとされたか否かが判定される。つまり、コントローラ27からメカニカルブレーキ23に対する解除指令の伝達が阻止される状態に非常停止ボタン35のスイッチが操作されたか否かが判定される。本実施形態では、非常停止ボタン35を視界に入りやすい表示器31の近傍のスイッチボックス34の上面に設けているので、操作性がよく、かつ押しやすい。
また本実施形態では、旋回操作レバー28が操作されている状態(ステップS1〜S3を経由した状態)だけでなく、旋回操作レバー28が操作されていない状態(ステップS1でNO)においても、ステップS4が実行される。旋回操作レバー28が操作されていない状態においてステップS4を実行するのは、旋回操作レバー28が非操作の状態においても、旋回電動機2eの制動期間中のように、旋回電動機2eが駆動している状況が存在するためである。
ステップS4において、非常停止ボタン35がONであると判定されると、コントローラ27を介してメカニカルブレーキ23が作動し、旋回電動機2eが強制的に非常停止される。これにより、処理は、終了する。
このように、本実施形態では、旋回電動機2eが、電気系統の不具合により、停止したい場合に停止できない場合であっても、非常停止ボタン35を押せば、確実に停止させることができる。
また本実施形態では、非常停止ボタン35が上面に設けられたスイッチボックス34は、表示器31と運転室30における運転席32の右側の窓部32aとの間に固定されるので、デッドスペースを利用できる上にオペレータの視界の邪魔になりにくく、他の部品の操作性、見映え等に悪影響を与えにくい。また、表示器31を取り付ける表示器固定用ブラケット33にスイッチボックス34を設けるようにしているので、部品点数が減り、取付強度も確保しやすい上に、取付が容易である。一方、足下や手元などの誤って押してしまう位置に設けているのではなく、しかもオペレータが乗り降りする扉側と反対側にスイッチボックス34が設けられているため、誤操作しにくい。
また、本実施形態では、オペレータがよく見て操作する操作面と略平行にスイッチボックス34の前面を設けているので、スイッチボックス34を視認しやすく、その前面下側に奥側へ傾斜する面取りを設けたので、下方にペットボトル等を入れるドリンクホルダ38にペットボトル等を出し入れしやすい。さらに、非常停止ボタン35をスイッチボックス34の上面に設けているので、ペットボトル等を出し入れするときに非常停止ボタン35を誤って押してしまわない。
また本実施形態では、スイッチボックス34をスイッチボックス固定部36を介して着脱可能に取り付けたので、スイッチボックス34の取付強度を確保しやすい上に、メンテナンスが極めて容易である。
以上説明したように、本実施形態によれば、表示器31と窓部32aとの間に配置されるスイッチボックス34の上面に旋回電動機2eを非常停止させる非常停止ボタン35を設けたことにより、オペレータの視界の邪魔にならない上に、作業時の邪魔にならないので、運転室30内に元々設けられている部品の機能を損なうことなく、非常時に手がすぐ届きながら不意に当たって誤動作しないようにすることができる。
(その他の実施形態)
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
すなわち、上記実施形態では、建設機械としてハイブリッドショベル1の例を示したがこれに限定されず、例えば、旋回電動機を備えたクレーンや土木機械であってもよい。
また、上記実施形態では、被駆動体を上部旋回体とし、駆動装置を旋回電動機2eとしたが、これに限定されず、例えば、左右走行モータ2b,2cを駆動装置とし、クローラ2aを被駆動体としてもよいし、クレーンの場合には、被駆動体としての巻上ウインチを駆動する電動モータを駆動装置としてもよい。
上記実施形態では、表示器31及びスイッチボックス34を運転室における運転席の右側の窓部32aの近傍の表示器固定用ブラケット33に固定するようにしているが、例えば、運転席の左側の窓部32aの近傍の表示器固定用ブラケット33に固定してもよい。また、スイッチボックス34を表示器固定用ブラケット33に固定するのではなく、表示器31の側面や底面に直接固定するなど、表示器31の近傍に別の手段によって固定してもよい。
上記実施形態では、非常停止ボタン35をスイッチボックス34の上面に設けたが、下面に設けてもよい。要は、前面のように押しやすすぎて誤操作してしまわない位置であればよい。
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。
1 ハイブリッドショベル(建設機械)
2 下部走行体
2a クローラ
2b 左走行モータ
2c 右走行モータ
2d ロアフレーム
2e 旋回電動機(駆動装置)
2f 出力軸
3 上部旋回体(被駆動体)
3a 旋回フレーム
4 作業アタッチメント
5 駆動制御装置
6 ブーム
7 アーム
8 バケット
9 ブームシリンダ
10 アームシリンダ
11 バケットシリンダ
12 エンジン
14 油圧ポンプ
15 コントロールバルブ
16 減速機構
17 発電機
18 制御器
19 動力バッテリ
20 インバータ
21 旋回用減速機構
23 メカニカルブレーキ
24 ブレーキ解除弁
25 サブポンプ
27 コントローラ
28 旋回操作レバー
30 運転室
31 表示器(表示装置)
31a 操作部
32 運転席
32a 窓部
33 表示器固定用ブラケット(表示装置固定用ブラケット)
33a 固定部
34 スイッチボックス
34a 前面
34b 面取り部
34c ラベル
35 非常停止ボタン
36 スイッチボックス固定部
36a 締結ボルト
37 防振ラバー
38 ドリンクホルダ
40 内装品
41 クローラ操作レバー

Claims (5)

  1. 被駆動体と、該被駆動体を駆動する駆動装置と、運転室と、該運転室の内部に設けられた表示装置とを備えた建設機械において、
    上記表示装置を上記運転室における運転席の左右いずれか一方側の窓部の近傍に固定する表示装置固定用ブラケットと、
    上記表示装置固定用ブラケット又は該表示装置固定用ブラケットの近傍に取り付けられ、上記表示装置と上記窓部との間に配置されるスイッチボックスと、
    上記スイッチボックスに設けられ、上記駆動装置を非常停止させる非常停止ボタンとを備えている
    ことを特徴とする建設機械。
  2. 請求項1に記載の建設機械において、
    上記被駆動体は、上部旋回体であり、
    上記駆動装置は、旋回電動機であり、
    上記非常停止ボタンは、上記旋回電動機の駆動を停止させるメカニカルブレーキを作動させるスイッチである
    ことを特徴とする建設機械。
  3. 請求項1又は2に記載の建設機械において、
    上記表示装置は、箱型であり、前面の少なくとも一部に操作部を有し、
    上記スイッチボックスの前面は、上記操作部の操作面と略平行である
    ことを特徴とする建設機械。
  4. 請求項1から3のいずれか1つに記載の建設機械において、
    上記スイッチボックスの前面の下部に奥側へ傾斜する面取りが形成されており、
    上記非常停止ボタンは、上記スイッチボックスの上面に設けられている
    ことを特徴とする建設機械。
  5. 請求項1から4のいずれか1つに記載の建設機械において、
    上記スイッチボックスは、上記表示装置固定用ブラケットに対して着脱可能に構成されたスイッチボックス固定部を介して着脱可能に取り付けられている
    ことを特徴とする建設機械。
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