JP2020153182A - 建設機械 - Google Patents

Abstract

【課題】電波の受信感度及び着脱作業性の向上に加えて、電波の受信状態が安定する位置でアンテナを支持した建設機械を提供する。【解決手段】建設機械は、本体と、本体に設けられ、作動油を貯留する耐圧構造の作動油タンクと、本体の前方に設けられ、作動油タンクから供給される作動油によって動作するアクチュエータによって駆動する作業装置と、作動油タンクの上面に露出された作動油タンクの供給口を開閉する蓋とを備え、電波を受信するアンテナを取り付けるための台座を蓋に固定して設けた。【選択図】図２

Description

本発明は、アンテナを搭載した建設機械に関する。

従来より、衛星などからの電波を受信するアンテナを搭載した建設機械が知られている。例えば、特許文献１には、電波の受信感度とアンテナの着脱作業性とを両立するために、上部旋回体の手摺りにアンテナを取り付けた油圧ショベルが記載されている。

特許第５２９６９４７号公報

アンテナの設置位置に求められる条件としては、前述の受信感度及び着脱作業性に加えて、油圧ショベルの動作時における振動や衝撃に対して、アンテナを強固に支持できることが挙げられる。しかしながら、特許文献１のようにアンテナを手摺りに取り付けると、動作時にアンテナが大きく振動して、受信状態が不安定になる可能性がある。

本発明は、上記した実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、電波の受信感度及び着脱作業性の向上に加えて、電波の受信状態が安定する位置でアンテナを支持した建設機械を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、本体と、前記本体に設けられ、作動油を貯留する耐圧構造の作動油タンクと、前記本体の前方に設けられ、前記作動油タンクから供給される作動油によって動作するアクチュエータによって駆動する作業装置と、前記作動油タンクの上面に露出された前記作動油タンクの供給口を開閉する蓋とを備える建設機械において、電波を受信するアンテナを取り付けるための台座を前記蓋に固定して設けたことを特徴とする。

本発明によれば、電波の受信感度及び着脱作業性の向上に加えて、電波の受信状態を安定させることができる。なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明に係る建設機械の代表例である油圧ショベルの側面図である。 油圧ショベルの平面図である。 油圧ショベルの後方斜視図である。 油圧ショベルの正面図である。 作動油タンクの斜視図である。

本発明に係る建設機械の実施形態について、図面を用いて説明する。図１は本発明に係る建設機械の代表例である油圧ショベル１の側面図である。なお、本明細書中の前後左右は、特に断らない限り、油圧ショベル１に搭乗して操作するオペレータの視点を基準としている。

油圧ショベル１は、下部走行体２と、下部走行体２に支持された上部旋回体（本体）３とを備える。下部走行体２は、左右一対の無限軌道８を備える。そして、走行モータ（図示省略）の回転が伝達されて左右一対の無限軌道８が回転すると、油圧ショベル１が走行する。但し、下部走行体２は、無限軌道８に代えて、装輪式であってもよい。

上部旋回体３は、旋回モータ（図示省略）によって旋回可能な状態で下部走行体２に支持されている。上部旋回体３は、ベースとなる旋回フレーム５と、旋回フレーム５の前方中央に上下方向に回動可能に取り付けられたフロント作業機４（作業装置）と、旋回フレーム５の前方左側に配置されたキャブ（運転席）７と、旋回フレーム５の後部に配置されたカウンタウェイト６と、エンジンカバー９とを主に備える。

フロント作業機４は、上部旋回体３に起伏可能に支持されたブーム４ａと、ブーム４ａの先端に揺動可能に支持されたアーム４ｂと、アーム４ｂの先端に揺動可能に支持されたバケット４ｃと、ブーム４ａ、アーム４ｂ、及びバケット４ｃを駆動させる油圧シリンダ４ｄ〜４ｆとを含む。すなわち、フロント作業機４は、作動油タンク３０（図２参照）から作動油が供給されて動作する油圧シリンダ４ｄ〜４ｆによって駆動する。以下、走行モータ、旋回モータ、及び油圧シリンダ４ｄ〜４ｆを総称して、「油圧アクチュエータ」と表記することがある。

キャブ７には、油圧ショベル１を操作するオペレータが搭乗する内部空間が形成されている。キャブ７の内部には、オペレータが着席するシート（図示省略）と、シートに着席したオペレータが操作する操作装置（ステアリング、ペダル、レバー、スイッチなど）が配置されている。そして、キャブ７に搭乗したオペレータが操作装置を操作することによって、下部走行体２が走行し、上部旋回体３が旋回し、フロント作業機４が動作する。

カウンタウェイト６は、フロント作業機４との重量バランスを取るためのもので、円弧状をした重量物である。エンジンカバー９は、エンジン、熱交換器、ファンなどを収容するエンジン建屋の上面を覆うカバーである。エンジンカバー９は、カウンタウェイト６より前方で、且つ後述するオペレータ通路１０より後方に配置されている。

図２は、油圧ショベル１の平面図である。図３は、油圧ショベル１の後方斜視図である。図４は、油圧ショベル１の正面図である。なお、図２〜図４では、フロント作業機４の一部或いは全部の図示を省略している。

上部旋回体３の上面には、図２及び図３において太枠で囲まれたオペレータ通路１０が設けられている。オペレータ通路１０は、油圧ショベル１に対する様々な作業（例えば、メンテナンス作業、補給作業）をするオペレータが上部旋回体３上を移動するために設けられた領域である。図２に示すように上部旋回体３を平面視すると、本実施形態に係るオペレータ通路１０は、上部旋回体３の左前端からフロント作業機４及びキャブ７の後方にかけて、略Ｌ字型に形成されている。

オペレータ通路１０は、上部旋回体３の上面のうち、踏板１１〜１７が敷かれた領域である。踏板１１〜１７は、通行するオペレータが滑りにくいような加工が施された板である。加工の一例としては、複数の水抜き穴が形成されていること、表面に対するローレット加工などが該当する。

より詳細には、踏板１１〜１４は、フロント作業機４を挟んでキャブ７と反対側において、前後方向に並べて設けられている。また、踏板１１〜１４は、前方から後方に向けて徐々に高くなるように、段差をつけて配置されている。換言すれば、踏板１１〜１４は、オペレータが上部旋回体３の上に登るための階段を形成している。

また、踏板１５〜１７は、フロント作業機４及びキャブ７の後方で、且つエンジンカバー９の前方に敷かれている。踏板１５〜１７は、階段の最上段となる踏板１４と面一となっている。すなわち、踏板１４〜１７は、平坦な通路を形成している。

また、オペレータ通路１０は、踏板１１〜１４と、踏板１５〜１７との間で向きが変わっている（折れ曲がっている）。そして、オペレータ通路１０のうち、折れ曲がっている踏板１４、１５の接続部分の幅は、その他の部分より狭くなっている。

さらに、上部旋回体３の左右端には、オペレータ通路１０からオペレータが落下するのを防止するために、手摺り１８〜２１が立設されている。より詳細には、手摺り１８は踏板１１〜１３の右隣りに配置され、手摺り１９は踏板１４の右隣りに配置され、手摺り２０は後述する作動油タンク３０の上面の右端に配置され、手摺り２１は踏板１７の左隣りに配置されている。

作動油タンク３０は、油圧アクチュエータに供給する作動油を貯留する容器である。作動油タンク３０に貯留された作動油は、エンジンの駆動力が伝達されて回転する油圧ポンプ（図示省略）によって油圧アクチュエータに圧送される。また、油圧アクチュエータから流出した作動油は、作動油タンク３０に還流する。作動油タンク３０は、高圧の作動油を貯留するために、内側からの圧力に耐える耐圧構造を採用している。

図２及び図３に示すように、作動油タンク３０は、オペレータ通路１０に隣接する位置に設けられている。作動油タンク３０は、踏板１４〜１６及びエンジンカバー９に囲まれた領域に配置されている。より詳細には、作動油タンク３０は、踏板１４の後方で、踏板１５、１６の右方で、且つエンジンカバー９の前方に配置されている。また、作動油タンク３０は、オペレータ通路１０を挟んで、フロント作業機４及びキャブ７と反対側に配置されている。

換言すれば、作動油タンク３０は、オペレータ通路１０が折れ曲がる部分において、オペレータ通路１０に隣接している。そして、作動油タンク３０の上面は、上部旋回体３の上面に露出している。また、作動油タンク３０の上面は、踏板１４〜１６と面一になっている。すなわち、作動油タンク３０を設置したことによって、オペレータ通路１０の折れ曲がる部分の幅が狭くなっている。そのため、オペレータ通路１０を通行するオペレータは、作動油タンク３０の上面を踏むことが想定される。

このように、作動油タンク３０は、内部からの大きな圧力に耐えると共に、オペレータが上に乗っても大丈夫なように、作動油タンク３０自体が高い強度を有していることに加えて、旋回フレーム５によって強固に支持されている。すなわち、作動油タンク３０は、手摺り１８〜２１などと比較して、耐振動性や耐衝撃性が高くなっている。

図５は、作動油タンク３０の斜視図である。作動油タンク３０は、丸胴３１と、底板３２と、上板３３と、蓋３４とを主に備える。丸胴３１、底板３２、上板３３、及び蓋３４は、例えば、ＳＳ４００等の圧延鋼板で形成されている。

丸胴３１は、上端及び下端が開放された円筒形状である。丸胴３１の内部空間には、作動油が貯留される。そして、丸胴３１には、内部空間の作動油を油圧ポンプに向けて流出させる流出口３５ａと、油圧アクチュエータから還流した作動油を内部空間に流入させる流入口３５ｂとが形成されている。

底板３２は、丸胴３１の開放された下端を閉塞させる。底板３２は、矩形（典型的には、正方形）の平板であって、一辺の長さが丸胴３１の直径より大きい。そして、底板３２の丸胴３１からはみ出した角部には、旋回フレーム５に対して作動油タンク３０を固定するための固定部（典型的には、座）３６が設けられている。

上板３３は、丸胴３１の開放された上端を閉塞させる。上板３３は、矩形（典型的には、正方形）の平板であって、一辺の長さが丸胴３１の直径より大きい。また、上板３３は、上部旋回体３の上面に露出される。そして、上板３３には、供給口３７と、圧抜きバルブ３８と、貫通孔３９とが形成されている。

供給口３７は、作動油タンク３０に作動油を供給するための開口である。供給口３７は、着脱可能な蓋３４によって開閉される。圧抜きバルブ３８は、作動油タンク３０の内部空間の圧力を下げるための弁である。供給口３７及び圧抜きバルブ３８は、丸胴３１の内部空間に対面する位置に設けられている。すなわち、供給口３７及び圧抜きバルブ３８は、丸胴３１の内部空間に連通している。

貫通孔３９は、後述するケーブル４５を通過させるための貫通孔である。貫通孔３９は、丸胴３１から外れる位置において、上板３３を厚み方向に貫通している。すなわち、貫通孔３９は、丸胴３１の内部空間を避けて、上部旋回体３の内外を連通させる。また、貫通孔３９は、上板３３の右後端に形成されている。換言すれば、貫通孔３９は、供給口３７及び圧抜きバルブ３８を挟んで、オペレータ通路１０と反対側に形成されている。

蓋３４は、上板３３に装着されると供給口３７を閉塞し、上板３３から取り外されると供給口３７を開放する。図示は省略するが、蓋３４は、丸胴３１の内部空間の圧力によって外れることなく、且つオペレータによる着脱操作によって容易に着脱できるように、下面が複雑な構造となっている。一方、蓋３４の上面は、外縁部に複数のボルト穴が形成されていることを除いて、平坦な面となっている。

上記構成の作動油タンク３０に作動油を補給する場合、まず圧抜きバルブ３８を操作して、丸胴３１の内部空間の圧力を大気圧と同等程度にまで減圧する。次に、蓋３４を取り外し、供給口３７を通じてホースを丸胴３１の内部空間に挿入して、作動油を注入する。そして、作動油の補給が終了すると、供給口３７からホースを抜き、供給口３７に蓋３４を取り付ければよい。

さらに、蓋３４の上面には、台座４１を介してアンテナ４０が立設されている。アンテナ４０は、電波を受信する装置である。アンテナ４０が受信する電波の送信元は特に限定されないが、例えば、人工衛星が該当する。人工衛星の具体例としては、例えば、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）などが該当する。アンテナ４０は、柱部４２と、アンテナ本体４３とを主に備える。

台座４１は、アンテナ４０を取り付けるために、蓋３４の上面に固定される。台座４１は、矩形（典型的には、正方形）の平板である。台座４１は、蓋３４に形成された複数のボルト穴の内側に収まる大きさである。蓋３４は、例えば、ＳＳ４００等によって形成されている。そして、台座４１は、複数のボルト穴の内側において、蓋３４の上面に溶接して固定される。

柱部４２は、長尺棒状の部材である。柱部４２の基端（下端）は、台座４１と同じ形状となっている。また、柱部４２の基端は、複数の補強部材４４によって補強されている。一方、柱部４２の先端には、アンテナ本体４３を着脱可能に支持するアダプタ（図示省略）が設けられている。柱部４２の高さは、７０〜８０ｃｍ程度である。

アンテナ本体４３は、柱部４２の上端に着脱可能に支持されている。図４に示すように、アンテナ本体４３は、キャブ７及び手摺り１８〜２１の上端より上方に位置している。換言すれば、アンテナ本体４３は、フロント作業機４を除く油圧ショベル１の構成部品の中で、もっとも上方に位置している。

アンテナ本体４３は、例えば、受信した電波を電気信号に変換して出力する電気回路と、当該電気回路を覆う樹脂製のカバーとで構成されている。そして、電気回路の出力端子には、ケーブル４５の一端が着脱可能に接続される。ケーブル４５は、柱部４２に沿って下方に延設され、貫通孔３９を通じて上部旋回体３の内部に収容される。そして、ケーブル４５の他端は、後述するコントローラ（図示省略）に接続される。ケーブル４５は、アンテナ本体４３から出力される電気信号を、コントローラに伝送する。

アンテナ本体４３は高価な電気回路を搭載しているので、盗難の危険がある。そのため、長期間に亘って油圧ショベル１を屋外に駐車する際にアンテナ本体４３を取り外し、油圧ショベル１を使用する前にアンテナ本体４３を取り付けることが求められる。

そこで、アンテナ本体４３を取り外す際には、まずケーブル４５をアンテナ本体４３から取り外し、その後にアンテナ本体４３を柱部４２のアダプタから取り外せばよい。一方、アンテナ本体４３を装着する際には、まずアンテナ本体４３を柱部４２のアダプタに装着し、その後にアンテナ本体４３にケーブル４５を装着すればよい。

アンテナ４０は、柱部４２の基端をボルト４６で台座４１に締結することによって、台座４１に装着される。すなわち、アンテナ４０は、台座４１に着脱可能に取付けられている。また、ボルト４６の軸部の長さは、柱部４２の基端の厚みと台座４１の厚みとの合計値より短く設定される。すなわち、ボルト４６でアンテナ４０を台座４１に締結しても、ボルト４６の先端は、蓋３４に到達しない。

本実施形態に係るコントローラは、例えば、ケーブル４５を通じてアンテナ本体４３から取得した電気信号に基づいて、フロント作業機４による掘削時に、バケット４ｃの先端（爪先）が目標掘削面の下方に侵入しないように、ブーム４ａの上げ動作を自動的に行うマシンコントロール機能、ディスプレイ（図示省略）に現在位置を表示させるナビ機能などを備える。

より詳細には、コントローラは、アンテナ４０から取得した電気信号によって特定される油圧ショベル１の現在位置と、各種センサ（図示省略）によって検出されたブーム４ａ、アーム４ｂ、及びバケット４ｃの角度とに基づいて、バケット４ｃの先端位置を特定する。そして、コントローラは、フロント作業機４による掘削時に、油圧シリンダ４ｅを伸長させるのに連動して、油圧シリンダ４ｄを伸長させることによって、爪先が目標掘削面の下方に侵入しないように制御する（マシンコントロール機能）。また、コントローラは、アンテナ４０から取得した電気信号によって特定される油圧ショベル１の現在位置を、キャブ７に設置されたディスプレイに表示させる（ナビ機能）。

上記の実施形態によれば、例えば以下の作用効果を奏する。

上記の実施形態によれば、オペレータ通路１０を挟んでフロント作業機４及びキャブ７と反対側にアンテナ４０を設置することによって、アンテナ４０は、障害物に遮られることなく電波を受信することができる。また、オペレータ通路１０に隣接する位置にアンテナ４０を配置することによって、アンテナ４０の設置位置へのアクセスが容易になるので、アンテナ本体４３の着脱作業性が向上する。

また、上記の実施形態によれば、旋回フレーム５に強固に固定された作動油タンク３０の上面にアンテナ４０を取り付けるので、油圧ショベル１の動作時の振動や衝撃でアンテナ４０が揺れにくい。そのため、油圧ショベル１の動作時において、電波を安定して受信することができる。

なお、作動油タンク３０の近傍にアンテナ４０を設置した場合において、作動油タンク３０への作動油の補給時に、アンテナ本体４３に作動油が付着するという問題がある。粘性の高い作動油は周囲の粉塵を吸着するので、アンテナ本体４３が粉塵で覆われると、電波を安定して受信することができなくなる。

そこで上記の実施形態によれば、作動油タンク３０の蓋３４にアンテナ４０を取り付けたので、蓋３４と共にアンテナ４０が取り外さなければ、作動油タンク３０に作動油を補給することができない。そのため、補給作業中にこぼれた作動油がアンテナ本体４３に付着するのを防止できる。その結果、電波の受信安定性が損なわれることを確実に防止できる。

また、上記の実施形態によれば、ケーブル４５を通過させる貫通孔３９を、供給口３７を挟んでオペレータ通路１０と反対側に配置した。これにより、オペレータ通路１０を通行するオペレータがケーブル４５を踏んだり、引っかけたりする可能性が少なくなるので、ケーブル４５の断線を防止することができる。

さらに、上記の実施形態によれば、蓋３４の上面に台座４１を溶接し、蓋３４にまで届かないボルト４６でアンテナ４０を台座４１に締結したので、丸胴３１の内部空間の圧力に抗して供給口３７を閉塞するという、蓋３４の本来の機能を阻害することなく、アンテナ４０を蓋３４に取り付けることができる。

さらに、建設機械の具体例は油圧ショベル１に限定されず、ダンプトラック、モータグレーダー、ホイールローダー等の建設車両であってもよい。一例として、ダンプトラックを建設機械とした場合、車両が本体に相当し、ベッセルが作業装置に相当する。他の例として、モータグレーダーを建設機械とした場合、車両が本体に相当し、ブレードが作業装置に相当する。さらに他の例として、ホイールローダーを建設機械とした場合、車両が本体に相当し、バケットが作業装置に相当する。

上述した実施形態は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をそれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。

１ 油圧ショベル
２ 下部走行体
３ 上部旋回体（本体）
４ フロント作業機（作業装置）
４ａ ブーム
４ｂ アーム
４ｃ バケット
４ｄ，４ｅ，４ｆ 油圧シリンダ
５ 旋回フレーム
６ カウンタウェイト
７ キャブ（運転席）
８ 無限軌道
９ エンジンカバー
１０ オペレータ通路
１１〜１７ 踏板
１８〜２１ 手摺り
３０ 作動油タンク
３１ 丸胴
３２ 底板
３３ 上板
３４ 蓋
３５ａ 流出口
３５ｂ 流入口
３６ 固定部
３７ 供給口
３８ 圧抜きバルブ
３９ 貫通孔
４０ アンテナ
４１ 台座
４２ 柱部
４３ アンテナ本体
４４ 補強部材
４５ ケーブル

Claims (3)

1. 本体と、
   前記本体に設けられ、作動油を貯留する耐圧構造の作動油タンクと、
   前記本体の前方に設けられ、前記作動油タンクから供給される作動油によって動作するアクチュエータによって駆動する作業装置と、
   前記作動油タンクの上面に露出された前記作動油タンクの供給口を開閉する蓋とを備える建設機械において、
   電波を受信するアンテナを取り付けるための台座を前記蓋に固定して設けた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、
   上記作動油タンクは、
   上端が開放された円筒形状の丸胴と、
   前記丸胴の上端を閉塞する上板とを備え、
   前記上板には、
   前記丸胴の内部空間に対面する位置に、前記供給口が形成され、
   前記丸胴から外れる位置に、前記アンテナで受信した信号を伝送するケーブルを通過させる貫通孔が形成されていることを特徴とする建設機械。
3. 請求項２に記載の建設機械において、
   前記作動油タンクは、前記本体の上面に設けられたオペレータ通路に隣接する位置に設けられ、
   前記貫通孔は、前記供給口を挟んで前記オペレータ通路と反対側に設けられていることを特徴とする建設機械。

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