JP2020041369A - 建設機械 - Google Patents

Abstract

【課題】アンテナ装置をカウンタウエイトに効率よく取付けた建設機械を提供する。【解決手段】油圧ショベル１のカウンタウエイト９は、左，右方向の中央部に位置する中央ウエイト部１０と、中央ウエイト部１０の上端側のうち左，右方向の両端側から前側に向けてそれぞれ突出する左，右の突出部１１とを有している。カウンタウエイト９の左，右の突出部１１は、中央ウエイト部１０の中央上面１０Ｂに連続して延びる延出上面１１Ａと、延出上面１１Ａの端部１１Ａ１から下方に向けて延びる外側側面１１Ｂとを有している。２個のアンテナ装置１５は、左，右の突出部１１の外側側面１１Ｂにそれぞれ取付けられている。【選択図】図２

Description

本発明は、施工管理を支援するために位置情報を取得可能なアンテナ装置を備えた建設機械に関する。

一般に、建設機械を代表する油圧ショベルは、自走可能な下部走行体と、前記下部走行体上に設けられた上部旋回体と、前記上部旋回体の前側に設けられた作業装置とからなっている。上部旋回体は、支持構造体をなす旋回フレームと、前記旋回フレームの後側に設けられ前記作業装置と重量バランスをとるためのカウンタウエイトと、前記カウンタウエイトに設けられた２個のアンテナ装置とを有している。これらアンテナ装置は、例えばＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）アンテナからなり、これらアンテナ装置により位置情報を取得して、掘削作業等の施工管理を支援している（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−１０２０９７号公報

ところで、２個のアンテナ装置は、車体の左，右方向の両端側に離間させて搭載するのが好ましい。即ち、カウンタウエイトの中央部に２個のアンテナ装置を取付けると、各アンテナ装置の距離が短すぎるので通信障害が起こる虞がある。ここで、後方小旋回型と呼ばれる油圧ショベルは、カウンタウエイトの後面が下部走行体の左，右方向の幅寸法（車幅）内に収まるように形成されている。従って、後方小旋回型の油圧ショベルのカウンタウエイトは、左，右方向の両端側では前，後方向の厚さが薄く、カウンタウエイトの上面にアンテナ装置を取付けるのが困難である。

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、アンテナ装置をカウンタウエイトに効率よく取付けた建設機械を提供することにある。

本発明の建設機械は、自走可能な下部走行体と、前記下部走行体上に設けられた上部旋回体と、前記上部旋回体の前側に設けられた作業装置とからなり、前記上部旋回体は、支持構造体をなす旋回フレームと、前記旋回フレームの後側に設けられ前記作業装置と重量バランスをとるためのカウンタウエイトと、前記カウンタウエイトに設けられた２個のアンテナ装置とを有している。

そして、本発明の特徴は、前記カウンタウエイトは、左，右方向の中央部に位置する中央ウエイト部と、前記中央ウエイト部の上端側のうち左，右方向の両端側から前側に向けてそれぞれ突出する左，右の突出部とを有し、前記カウンタウエイトの前記左，右の突出部は、前記中央ウエイト部の中央上面に連続して延びる延出上面と、前記延出上面の端部から下方に向けて延びる外側側面とを有し、前記２個のアンテナ装置は、前記左，右の突出部の前記外側側面にそれぞれ取付けられている。

本発明によれば、カウンタウエイトの上面が狭くても、カウンタウエイトにアンテナ装置を取付けることができる。

本発明の実施形態による油圧ショベルを示す正面図である。 作業装置の一部を省略した油圧ショベルを示す平面図である。 図２中のカウンタウエイトとアンテナ装置とを示す平面図である。 図３中のカウンタウエイトとアンテナ装置とを矢示IV−IV方向からみた背面図である。 カウンタウエイトとアンテナ装置とを示す斜視図である。 図５中のカウンタウエイトからアンテナ装置を取外した状態を示す斜視図である。 キャブの後窓から油圧ショベルの左後方をみた状態を示す説明図である。 本発明の変形例によるカウンタウエイトを示す図４と同様の背面図である。

以下、本発明の実施形態に係る建設機械の代表例として、油圧ショベルを例に挙げ、図１ないし図８に従って詳細に説明する。

図１において、油圧ショベル１は、自走可能なクローラ式の下部走行体２と、下部走行体２上に旋回可能に搭載された上部旋回体３と、上部旋回体３の前側に俯仰の動作が可能に設けられた作業装置４とを含んで構成されている。下部走行体２と上部旋回体３とは、油圧ショベル１の車体を構成している。作業装置４は、土砂等の掘削作業を行うものである。この油圧ショベル１は、上部旋回体３が下部走行体２の左，右方向の幅寸法（全幅）に対して予め定められた範囲内で旋回する後方小旋回機となっている。

上部旋回体３は、支持構造体をなす旋回フレーム５と、作業装置４を挟んで旋回フレーム５の左側に設けられたキャブ６と、作業装置４を挟んで旋回フレーム５の右側に設けられ作業装置の油圧アクチュエータに供給される作動油を貯えるための作動油タンク７と、作動油タンク７の右側に隣接して設けられ燃料を貯えるための燃料タンク８と、旋回フレーム５の後側に設けられ作業装置４との重量バランスをとるためのカウンタウエイト９と、カウンタウエイト９に設けられた２個のアンテナ装置１５とを含んで構成されている。

キャブ６は、旋回フレーム５の左前部に設けられている。このキャブ６は、油圧ショベル１を操作するためにオペレータが搭乗するものである。キャブ６は、天面６Ａ、左面６Ｂ、右面６Ｃ、前面６Ｄ、および後面６Ｅによりボックス状に形成され、内部にオペレータが着座する運転席、走行用レバー、および作業用操作レバー（いずれも図示せず）が設けられている。キャブ６の左面６Ｂ側には、オペレータがキャブ６内に搭乗するためのドア６Ｂ１が設けられている。また、キャブ６の後面６Ｅには、キャブ６内に搭乗したオペレータが車体の後方を確認するための後窓６Ｅ１が設けられている。

次に、アンテナ装置１５が取付けられるカウンタウエイト９について説明する。

カウンタウエイト９は、旋回フレーム５の後側に設けられている。このカウンタウエイト９は、例えば鋳造によって成型された鋳造物からなり、作業装置４と重量バランスをとるためのものである。そして、カウンタウエイト９は、中央ウエイト部１０、左，右の突出部１１、および左，右の下梁部１２を含んで構成されている。

カウンタウエイト９の中央ウエイト部１０は、上部旋回体３（車体）の左，右方向の中央部に位置している。中央ウエイト部１０は、後面１０Ａが円弧状（湾曲状）に形成されている。これにより、油圧ショベル１は、上部旋回体３が下部走行体２上で旋回したときに、カウンタウエイト９の後面１０Ａが下部走行体２の車幅内にほぼ収まる後方小旋回機となっている。中央ウエイト部１０の中央上面１０Ｂは、平坦面として形成されている。中央上面１０Ｂの左，右両端側は、後面１０Ａが円弧状に形成されていることにより、前，後方向の幅寸法が狭くなっている。

カウンタウエイト９の左，右の突出部１１は、中央ウエイト部１０の上端側のうち左，右方向の両端側から前側に向けてそれぞれ突出している。図３に示すように、左，右の突出部１１は、後述する左，右の下梁部１２よりも車体（上部旋回体３）の内側に位置して、後述のアンテナ装置１５を取付けることができる程度に可及的に短い寸法で中央ウエイト部１０から前側に向けて突出している。

そして、左，右の突出部１１は、中央ウエイト部１０の中央上面１０Ｂに連続して延びる延出上面１１Ａと、延出上面１１Ａのうち中央上面１０Ｂとは左，右方向の反対側の端部１１Ａ１から下方に向けて延びる外側側面１１Ｂとを有している。外側側面１１Ｂは、延出上面１１Ａから左，右方向の外側に向けて傾斜している。外側側面１１Ｂは、突出部１１の前方への突出長さにより広い面積を確保することができる。これにより、カウンタウエイト９の左，右方向の両端側に形成された外側側面１１Ｂに、後述のアンテナ装置１５をそれぞれ取付けることができる。そして、外側側面１１Ｂには、後述のアンテナ装置１５を取付けるためのねじ穴１１Ｃ（図６に左側の外側側面１１Ｂのねじ穴のみ図示）が設けられている。

カウンタウエイト９の左，右の下梁部１２は、中央ウエイト部１０の下端側のうち左，右方向の両端側から前側に向けてそれぞれ延びている。左，右の下梁部１２は、後面１２Ａが中央ウエイト部１０の後面１０Ａに沿って円弧状（湾曲状）に延びている。これにより、左，右の下梁部１２の後面１２Ａは、上部旋回体３の旋回中心から中央ウエイト部１０の後面１０Ａまでの後端半径内に収まっている。

カウンタウエイト９の左，右両端側には、突出部１１の下面、中央ウエイト部１０の側面、および下梁部１２の上面により形成された切欠部１３が設けられている。即ち、切欠部１３は、突出部１１と下梁部１２との間に位置して中央ウエイト部１０の左，右両端側にそれぞれ設けられている。この切欠部１３には、カウンタウエイト９の前側で旋回フレーム５上に搭載されたエンジン、熱交換装置、および油圧ポンプ等の搭載機器（いずれも図示せず）をメンテナンスするときに開閉されるカバー部材１４（図１で左側のカバー部材１４のみ図示）が設けられている。

２個のアンテナ装置１５は、カウンタウエイト９の左，右両端側にそれぞれ設けられている。具体的には、各アンテナ装置１５は、カウンタウエイト９の左，右の突出部１１の外側側面１１Ｂにそれぞれ取付けられている。これらアンテナ装置１５は、例えばＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）により位置情報を取得して、掘削作業等の施工管理を支援するためのものである。そして、アンテナ装置１５は、左，右の突出部１１の外側側面１１Ｂにそれぞれ取付けられる取付具１５Ａと、下端側が取付具１５Ａに支持され上方に向けて延びるアンテナ本体１５Ｂとにより構成されている。

アンテナ装置１５の取付具１５Ａは、例えば金属製の板材からなり、外側側面１１Ｂに当接する当接板１５Ａ１と、当接板１５Ａ１の下端から左，右方向の外側に折曲られた折曲板１５Ａ２とにより構成されている。取付具１５Ａの当接板１５Ａ１には、外側側面１１Ｂのねじ穴１１Ｃに対応する位置に、取付具１５Ａを外側側面１１Ｂに取付けるための複数のボルト１６がそれぞれ挿通する挿通孔（図示せず）が形成されている。

取付具１５Ａの折曲板１５Ａ２は、カウンタウエイト９の下梁部１２よりも左，右方向の外側に突出しないように、当接板１５Ａ１の下端から左，右方向に延びている。折曲板１５Ａ２の上面には、アンテナ本体１５Ｂの支柱１５Ｂ１の下端側を支持する支持部１５Ａ３が設けられている。

アンテナ装置１５のアンテナ本体１５Ｂは、支持部１５Ａ３から上方に延びる支柱１５Ｂ１と、支柱１５Ｂ１の上端に取付けられた通信部１５Ｂ２とにより構成されている。通信部１５Ｂ２は、図示しないコントローラに信号線１７により接続され、衛星から受信した信号をコントローラに送信している。コントローラは、通信部１５Ｂ２が受信した位置情報と作業装置４に取付けられたセンサ（図示せず）の信号とにより、目標地形に施工するための演算を行う。

図３、図４に示すように、各アンテナ装置１５は、カウンタウエイト９の左，右の下梁部１２よりも上部旋回体３の左，右方向の内側にそれぞれ位置している。即ち、左側のアンテナ装置１５の通信部１５Ｂ２は、左側の下梁部１２の後面１２Ａから寸法Ｌ１だけ右側（中央ウエイト部１０側）に入込んだ位置に配設されている。一方、右側のアンテナ装置１５の通信部１５Ｂ２は、右側の下梁部１２の後面１２Ａから寸法Ｌ２だけ左側（中央ウエイト部１０側）に入込んだ位置に配設されている。これにより、上部旋回体３を旋回させたときに、各アンテナ装置１５が油圧ショベル１の周囲の障害物に接触するのを抑制している。

また、アンテナ本体１５Ｂは、取付具１５Ａを介して突出部１１の外側側面１１Ｂに取付けられることにより、通信部１５Ｂ２をキャブ６の天面６Ａよりも下側に配設させることができる。即ち、カウンタウエイトの重量を増加させるために、カウンタウエイトの高さ寸法を高くする可能性がある。この場合、カウンタウエイトの上面にアンテナ装置１５を取付けた場合には、通信部１５Ｂ２がキャブ６よりも上方に突出する虞がある。

しかし、本実施形態では、アンテナ装置１５をカウンタウエイト９の側面（外側側面１１Ｂ）に取付けているので、折曲板の高さ位置を異ならせた取付具を製造したり、外側側面１１Ｂの取付具の取付位置を調整したりするだけで、通信部１５Ｂ２をキャブ６の天面６Ａよりも下側に位置させることができる。これにより、図１に示すように、アンテナ装置１５の通信部１５Ｂ２をキャブ６の天面６Ａの延長線Ａ−Ａよりも下側に配設して、例えば油圧ショベル１の輸送時（移動時）に通信部１５Ｂ２が障害物に接触するのを抑制することができる。

外装カバー１８は、旋回フレーム５上に位置してカウンタウエイト９と、キャブ６および作動油タンク７，燃料タンク８との間に設けられている。外装カバー１８は、旋回フレーム５上に搭載されたエンジン等の搭載機器を覆っている。

本実施形態による油圧ショベル１は、上述の如き構成を有するもので、次に油圧ショベル１の動作について説明する。

オペレータは、キャブ６に搭乗して運転席に着座する。この状態でエンジンを始動して走行用の操作レバーを操作することにより、下部走行体２を駆動して油圧ショベル１を前進または後退させることができる。また、運転席に着座したオペレータは、作業用の操作レバーを操作することにより、作業装置４を作動させて土砂の掘削作業等を行うことができる。

この場合、カウンタウエイト９には、２個のアンテナ装置１５が設けられている。これらアンテナ装置１５は、衛星から位置情報を取得可能なＧＮＳＳアンテナとなっている。油圧ショベル１に搭載されたコントローラは、アンテナ装置１５が取得した位置情報と作業装置４に取付けられたセンサの信号とにより、目標地形に施工するための演算を行い、キャブ６内の表示装置（図示せず）に施工情報（演算結果）を表示させる。これにより、オペレータは、表示装置に表示された施工情報を確認して、円滑に作業を行うことができる。

上述した従来技術では、カウンタウエイトの上面に２個のアンテナ装置を取付けている。この場合、各アンテナ装置は、通信を円滑に行うために左，右方向の両側に離間させて取付ける必要がある。しかし、カウンタウエイトの後面が下部走行体の左，右方向の幅寸法（車幅）内にほぼ収まるように形成された後方小旋回型の油圧ショベルは、カウンタウエイトの左，右方向の両端側では前，後方向の厚さが薄く、カウンタウエイトの上面にアンテナ装置を取付けるのが困難である。また、カウンタウエイトの重量を増加させるために、カウンタウエイトの高さ寸法を増加させた場合には、キャブの天面よりも上方にアンテナ装置が突出して、油圧ショベル１の輸送時および移動時にアンテナ装置が障害物に接触する虞がある。

そこで、本実施形態では、カウンタウエイト９の上端側には、左，右方向の両端側から前側に向けて突出する左，右の突出部１１を形成している。左，右の突出部１１の外側側面１１Ｂは、左，右の突出部１１の前方への突出長さにより広い面積を確保することができる。そして、各アンテナ装置１５は、左，右の突出部１１の外側側面１１Ｂにそれぞれ取付けられている。これにより、左，右両端側の幅が狭いカウンタウエイト９にアンテナ装置１５を取付けることができる。

この場合、アンテナ装置１５は、カウンタウエイト９の左，右の下梁部１２の後面１２Ａよりも車体の左，右方向の内側に入込んだ位置に取付けられている。これにより、上部旋回体３を旋回動作させたときに、アンテナ装置１５が障害物に接触するのを抑制することができる。

また、アンテナ装置１５は、突出部１１の外側側面１１Ｂに取付具１５Ａを介して取付けられている。これにより、外側側面１１Ｂの取付位置および取付具１５Ａを調整して、アンテナ装置１５をキャブ６の天面６Ａよりも下側に簡単に配設させることができる。従って、油圧ショベル１の輸送時（移動時）にアンテナ装置１５が障害物に接触するのを抑制することができる。

また、左側の突出部１１は、アンテナ装置１５を取付けることができる程度に可及的に短い長さで突出させている。これにより、図２、図７に示すように、キャブ６内のオペレータは、突出部１１およびアンテナ装置１５が邪魔になることなく、後窓６Ｅ１から上部旋回体３の左後側エリアＳにいる作業者Ｗを確認することができる。

かくして、本実施形態の建設機械は、自走可能な下部走行体２と、前記下部走行体２上に設けられた上部旋回体３と、前記上部旋回体３の前側に設けられた作業装置４とからなり、前記上部旋回体３は、支持構造体をなす旋回フレーム５と、前記旋回フレーム５の後側に設けられ前記作業装置４と重量バランスをとるためのカウンタウエイト９と、前記カウンタウエイト９に設けられた２個のアンテナ装置１５とを有している。

そして、前記カウンタウエイト９は、左，右方向の中央部に位置する中央ウエイト部１０と、前記中央ウエイト部１０の上端側のうち左，右方向の両端側から前側に向けてそれぞれ突出する左，右の突出部１１とを有し、前記カウンタウエイト９の前記左，右の突出部１１は、前記中央ウエイト部１０の中央上面１０Ｂに連続して延びる延出上面１１Ａと、前記延出上面１１Ａの端部１１Ａ１から下方に向けて延びる外側側面１１Ｂとを有し、前記２個のアンテナ装置１５は、前記左，右の突出部１１の前記外側側面１１Ｂにそれぞれ取付けられていることを特徴としている。

また、前記２個のアンテナ装置１５は、前記左，右の突出部１１の前記外側側面１１Ｂにそれぞれ取付けられる取付具１５Ａと、下端側が前記取付具１５Ａに支持され上方に向けて延びるアンテナ本体１５Ｂとにより構成していることを特徴としている。

また、前記カウンタウエイト９には、前記中央ウエイト部１０の下端側のうち左，右方向の両端側から前側に向けてそれぞれ延びる左，右の下梁部１２を有し、前記２個のアンテナ装置１５は、前記カウンタウエイト９の前記左，右の下梁部１２よりも左，右方向の内側にそれぞれ位置していることを特徴としている。

また、前記左，右の突出部１１の前記外側側面１１Ｂは、前記延出上面１１Ａから左，右方向の外側に向けて傾斜していることを特徴としている。

なお、上述した実施形態では、左，右の突出部１１の外側側面１１Ｂを傾斜面とした場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば図８に示す変形例のように、取付具２１が取付けられる外側側面２２を段付形状に形成してもよい。

また、実施形態では、クローラ式の下部走行体２を備えた油圧ショベル１を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、ホイール式の下部走行体を備えた油圧ショベルに適用してもよい。

１ 油圧ショベル（建設機械）
２ 下部走行体
３ 上部旋回体
４ 作業装置
５ 旋回フレーム
９ カウンタウエイト
１０ 中央ウエイト部
１０Ｂ 中央上面
１１ 左，右の突出部
１１Ａ 延出上面
１１Ａ１ 端部
１１Ｂ 外側側面
１２ 左，右の下梁部
１５ アンテナ装置
１５Ａ 取付具
１５Ｂ アンテナ本体

Claims (4)

1. 自走可能な下部走行体と、前記下部走行体上に設けられた上部旋回体と、前記上部旋回体の前側に設けられた作業装置とからなり、
   前記上部旋回体は、支持構造体をなす旋回フレームと、前記旋回フレームの後側に設けられ前記作業装置と重量バランスをとるためのカウンタウエイトと、前記カウンタウエイトに設けられた２個のアンテナ装置とを有してなる建設機械において、
   前記カウンタウエイトは、左，右方向の中央部に位置する中央ウエイト部と、前記中央ウエイト部の上端側のうち左，右方向の両端側から前側に向けてそれぞれ突出する左，右の突出部とを有し、
   前記カウンタウエイトの前記左，右の突出部は、前記中央ウエイト部の中央上面に連続して延びる延出上面と、前記延出上面の端部から下方に向けて延びる外側側面とを有し、
   前記２個のアンテナ装置は、前記左，右の突出部の前記外側側面にそれぞれ取付けられていることを特徴とする建設機械。
2. 前記２個のアンテナ装置は、前記左，右の突出部の前記外側側面にそれぞれ取付けられる取付具と、下端側が前記取付具に支持され上方に向けて延びるアンテナ本体とにより構成していることを特徴とする請求項１に記載の建設機械。
3. 前記カウンタウエイトには、前記中央ウエイト部の下端側のうち左，右方向の両端側から前側に向けてそれぞれ延びる左，右の下梁部を有し、
   前記２個のアンテナ装置は、前記カウンタウエイトの前記左，右の下梁部よりも左，右方向の内側にそれぞれ位置していることを特徴とする請求項１に記載の建設機械。
4. 前記左，右の突出部の前記外側側面は、前記延出上面から左，右方向の外側に向けて傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の建設機械。

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