JP2022048490A - 作業車両 - Google Patents

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Ippei Suzuki
啓 篠原
Hiroshi Shinohara
貴和 武田
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Abstract

【課題】作業車両の側面後方であって、地面近くの位置にある物体の検出性が高められる作業車両、を提供する。【解決手段】作業車両である油圧ショベルは、走行装置15と、走行装置15に搭載され、下部フレーム32を有する旋回フレーム31と、前後方向に延び、左右に配置される下部フレーム32の側面46に配置され、下部フレーム32の後端部32r寄りの位置に設けられる第1レーダ61とを備える。【選択図】図5

Description

本開示は、作業車両に関する。
たとえば、特開2008-163719号公報(特許文献1)には、下部走行体と、下部走行体の上方に旋回可能に搭載された上部旋回体とを備える油圧ショベルが開示されている。上部旋回体の左右側面および前後面には、レーザレーダなどにより構成される障害物検出器が設けられている。
特開2008-163719号公報
上述の特許文献1に開示されるように、レーダ等のセンサを用いて、油圧ショベルの周囲の人、または、構造物などの物体を検出することが行なわれている。この場合に、油圧ショベル等の作業車両は大型であり、またオペレータは高所に搭乗することが一般的であるため、特に、作業車両の側面後方であって、地面近くの位置にある物体の検出性を高めることが求められる。
本開示の目的は、上記の課題を解決することであり、作業車両の側面後方であって、地面近くの位置にある物体の検出性が高められる作業車両を提供することである。
本開示に従った作業車両は、走行装置と、旋回フレームと、第1障害物検出センサとを備える。旋回フレームは、走行装置に搭載される。旋回フレームは、下部フレームを有する。第1障害物検出センサは、前後方向に延び、左右に配置される下部フレームの側面に配置される。第1障害物検出センサは、下部フレームの後端部寄りの位置に設けられる。
本開示に従えば、作業車両の側面後方であって、地面近くの位置にある物体の検出性が高められる作業車両を提供することができる。
油圧ショベルを示す斜視図である。 図1中の旋回体のフレーム構造およびカウンターウェイトを示す上面図である。 図1中の旋回体のフレーム構造およびカウンターウェイトを示す斜視図である。 図1中の旋回体のフレーム構造およびカウンターウェイトを示す別の斜視図である。 図1中の油圧ショベルを示す左側面図である。 図1中の油圧ショベルを示す右側面図である。 図3中の2点鎖線VIIで囲まれた範囲(蓋部を除く)の油圧ショベルを示す斜視図である。 図1中の油圧ショベルを示す後面図である。 図3中の2点鎖線IXで囲まれた範囲(蓋部を除く)の油圧ショベルを示す斜視図である。 図1中の油圧ショベルの周りのレーダおよびカメラによる検出領域を示す上面図である。 図1中の油圧ショベルの周りのレーダによる検出領域を示す斜視図である。 図3中のXII-XII線上の矢視方向に見た油圧ショベルを示す断面図である。 図12中の油圧ショベルから取り付け板締結用のボルトを除いた断面図である。 第1左レーダの取り付け姿勢の調整時における第1左レーダ検出領域の変化を示す後面図である。 第1左レーダの取り付け姿勢の調整時における第1左レーダ検出領域の変化を示す後面図である。 第1左レーダの取り付け姿勢の調整時における第1左レーダ検出領域の変化を示す後面図である。 第1左レーダの取り付け姿勢の調整時における第1左レーダ検出領域の変化を示す後面図である。 第1左レーダの取り付け姿勢の調整時における第1左レーダ検出領域と、走行装置との位置関係の変化を示す斜視図である。 第1左レーダの取り付け姿勢の調整時における第1左レーダ検出領域と、走行装置との位置関係の変化を示す斜視図である。 図3中のXX-XX線上の矢視方向に見た油圧ショベルを示す断面図である。
本開示の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。
図1は、油圧ショベルを示す斜視図である。図1に示されるように、油圧ショベル100は、車両本体11と、作業機12とを有する。車両本体11は、旋回体13と、走行装置15とを有する。
旋回体13は、走行装置15上に設けられている。旋回体13は、旋回中心軸210を中心として、走行装置15に対して旋回可能である。旋回中心軸210は、上下方向に延びる軸である。旋回体13は、キャブ(運転室)14を有する。キャブ14内には、運転席14Sが設けられている。オペレータは、キャブ14内に搭乗し、運転席14Sに着座して油圧ショベル100を操作する。
本明細書において、前後方向とは、運転席14Sに着座したオペレータの前後方向である。運転席14Sに着座したオペレータの正面方向が、前方であり、運転席14Sに着座したオペレータの背後方向が、後方である。左右方向(側方)とは、運転席14Sに着座したオペレータの左右方向である。運転席14Sに着座したオペレータが正面を向いたときの右側が、右方であり、運転席14Sに着座したオペレータが正面を向いたときの左側が、左方である。上下方向とは、前後方向および左右方向を含む平面に直交する方向である。地面のある側が、下方であり、空のある側が、上方である。
旋回体13は、エンジンフード19と、カウンターウェイト51とをさらに有する。エンジンフード19には、エンジン、作動油タンク、エアクリーナおよび油圧ポンプなどが収容されている。カウンターウェイト51は、エンジンフード19の後方に設けられている。
走行装置15は、走行フレーム15Bと、左右一対の履帯15Crと、走行モータ15Mとを有する。
走行フレーム15Bは、走行装置15の土台をなすフレーム体であり、履帯15Crおよび走行モータ15Mを支持している。油圧ショベル100は、履帯15Crの回転により走行可能である。走行モータ15Mは、走行装置15の駆動源として設けられている。走行モータ15Mは、作動油が供給されることによって駆動される油圧モータである。なお、走行装置15が車輪(タイヤ)を有してもよい。
作業機12は、車両本体11に取り付けられている。作業機12は、旋回体13に取り付けられている。作業機12は、地面の掘削などの作業を行なう。作業機12は、ブーム16と、アーム17と、バケット18とを有する。
ブーム16は、ブームピン23を介して、車両本体11(旋回体13)に回動可能に連結されている。アーム17は、アームピン24を介して、ブーム16に回動可能に連結されている。バケット18は、バケットピン25を介して、アーム17に回動可能に連結されている。
作業機12は、ブームシリンダ20Aおよびブームシリンダ20Bと、アームシリンダ21と、バケットシリンダ22とをさらに有する。
ブームシリンダ20A、ブームシリンダ20B、アームシリンダ21およびバケットシリンダ22は、作動油によって駆動される油圧シリンダである。ブームシリンダ20Aおよびブームシリンダ20Bは、ブーム16の両側に一対に設けられており、ブーム16を回動動作させる。アームシリンダ21は、アーム17を回動動作させる。バケットシリンダ22は、バケット18を回動動作させる。
図2は、図1中の旋回体のフレーム構造およびカウンターウェイトを示す上面図である。図3および図4は、図1中の旋回体のフレーム構造およびカウンターウェイトを示す斜視図である。
図2から図4に示されるように、旋回体13は、旋回フレーム31をさらに有する。旋回フレーム31は、旋回体13の土台をなすフレーム体であり、鋼板から構成されている。旋回フレーム31は、走行装置15に搭載されている。旋回フレーム31は、旋回中心軸210を中心として、走行装置15に対して旋回可能である。旋回フレーム31は、全体として、上下方向(旋回中心軸210)に直交する方向に広がるフレーム形状を有する。カウンターウェイト51は、金属製の重量物である。カウンターウェイト51は、旋回フレーム31の後端部に設けられている。
旋回フレーム31は、下部フレーム32と、複数の縦板36,37とを有する。下部フレーム32は、走行装置15上に設けられている。下部フレーム32は、走行装置15と接続されている。下部フレーム32は、旋回装置30(後出の図5、図6および図8を参照)を介して、走行フレーム15Bと接続されている。
図2中には、旋回中心軸210を通り、前後方向に延びる下部フレーム32の中心線230が示されている。中心線230は、左右方向における下部フレーム32の中心を示す直線である。なお、下部フレーム32は、中心線230が旋回中心軸210を通らない構成であってもよい。
下部フレーム32は、底板33と、左立ち上がり部34と、右立ち上がり部35とを有する。底板33は、上下方向(旋回中心軸210)に直交する方向に広がる板形状を有する。左立ち上がり部34は、底板33の左端部に設けられている。右立ち上がり部35は、底板33の右端部に設けられている。左立ち上がり部34および右立ち上がり部35は、底板33から上方に向けて立ち上がる凸形状をなしながら、前後方向に延びている。左立ち上がり部34および右立ち上がり部35は、前後方向に直交する平面により切断された場合に、矩形断面の袋形状をなしている。
左立ち上がり部34および右立ち上がり部35は、前後方向に延び、左右に配置される下部フレーム32の側面46に設けられている。左立ち上がり部34は、左に配置される下部フレーム32の左側面46Lに設けられている。右立ち上がり部35は、右に配置される下部フレーム32の右側面46Rに設けられている。側面46は、左右方向を向いている。左側面46Lは、左方を向いている。右側面46Rは、右方を向いている。
下部フレーム32は、突出部41および突出部42をさらに有する。突出部41および突出部42は、下部フレーム32の後端部に配置されている。突出部41および突出部42は、下部フレーム32の後端部において、後方に向けて突出する凸形状をなしている。突出部41および突出部42は、下部フレーム32の中心線230を挟んで、左右方向に離れて設けられている。突出部41および突出部42上には、カウンターウェイト51が設けられている。
縦板36および縦板37は、底板33上に立設されている。縦板36および縦板37は、左右方向に直交する方向に広がる板形状を有する。縦板36および縦板37は、左右方向において、互いに間隔を設けて配置されている。縦板36および縦板37は、下部フレーム32の中心線230を挟んで、左右方向に離れて設けられている。縦板36および縦板37は、旋回中心軸210を挟んで、左右方向に離れて設けられている。
縦板36には、ピン挿入孔38が設けられている。縦板37には、ピン挿入孔39が設けられている。ピン挿入孔38およびピン挿入孔39は、それぞれ、縦板36および縦板37を貫通する貫通孔からなる。ピン挿入孔38およびピン挿入孔39は、左右方向に延びる回動中心軸220の軸上に配置されている。
図1から図4に示されるように、ブーム16は、縦板36および縦板37の間に挿入されている。ブーム16は、ピン挿入孔38およびピン挿入孔39に挿入されるブームピン23によって、縦板36および縦板37に対して回動可能に連結されている。
このような構成において、ブーム16は、回動中心軸220を中心に回動動作する。回動中心軸220は、底板33から上方に離れた位置で左右方向に延びている。回動中心軸220は、旋回中心軸210よりも前方に配置されている。縦板36および縦板37は、ブーム16の回動中心軸220が配置される位置が頂部となり、ブーム16の回動中心軸220が配置される位置から前方および後方に向かって斜め下方向に延びる山形形状をなしている。
図5は、図1中の油圧ショベルを示す左側面図である。図6は、図1中の油圧ショベルを示す右側面図である。
図2から図6に示されるように、油圧ショベル100は、第1レーダ61をさらに有する。第1レーダ61は、たとえば、20~300GHz帯の電波を照射するミリ波レーダ装置である。第1レーダ61は、下部フレーム32の側面46に配置されている。
油圧ショベル100は、第1レーダ61として、第1左レーダ61Lおよび第1右レーダ61Rを有する。第1左レーダ61Lは、下部フレーム32の左側面46Lに配置されている。第1左レーダ61Lは、下部フレーム32の左立ち上がり部34に取り付けられている。第1右レーダ61Rは、下部フレーム32の右側面46Rに配置されている。第1右レーダ61Rは、下部フレーム32の右立ち上がり部35に取り付けられている。
図5および図6に示されるように、第1レーダ61は、下部フレーム32の後端部32r寄りの位置に設けられている。第1レーダ61は、前後方向において、下部フレーム32の前端部32fよりも下部フレーム32の後端部32r寄りの位置に設けられている。
図5に示されるように、前後方向における下部フレーム32の後端部32rおよび第1左レーダ61Lの間の距離Lbは、前後方向における下部フレーム32の前端部32fおよび第1左レーダ61Lの間の距離Laよりも小さい(Lb<La)。図6に示されるように、前後方向における下部フレーム32の後端部32rおよび第1右レーダ61Rの間の距離Leは、前後方向における下部フレーム32の前端部32fおよび第1右レーダ61Rの間の距離Ldよりも小さい(Le<Ld)。
図5および図6に示されるように、旋回中心軸210は、第1レーダ61よりも前方に配置されている。第1レーダ61は、前後方向において、旋回中心軸210よりも下部フレーム32の後端部32r寄りの位置に設けられている。
図5に示されるように、前後方向における下部フレーム32の後端部32rおよび第1左レーダ61Lの間の距離Lbは、前後方向における旋回中心軸210および第1左レーダ61Lの間の距離Lcよりも小さい(Lb<Lc)。図6に示されるように、前後方向における下部フレーム32の後端部32rおよび第1右レーダ61Rの間の距離Leは、前後方向における旋回中心軸210および第1右レーダ61Rの間の距離Lfよりも小さい(Le<Lf)。
なお、本明細書において、所定方向におけるレーダの位置を特定する場合の基準位置は、その所定方向におけるレーダの中心位置である。
図2から図6に示されるように、第1レーダ61は、ブーム16の回動中心軸220よりも後方に設けられている。第1レーダ61は、キャブ14よりも後方に設けられている。第1レーダ61は、前後方向において、キャブ14およびカウンターウェイト51の間に設けられている。第1レーダ61は、走行装置15よりも後方に設けられている。第1レーダ61は、一対の履帯15Crよりも後方に設けられている。第1レーダ61は、走行モータ15Mよりも後方に設けられている。第1レーダ61は、カウンターウェイト51よりも前方に設けられている。
第1レーダ61は、ブーム16の回動中心軸220よりも下方に設けられている。第1レーダ61は、エンジンフード19よりも下方に設けられている。第1レーダ61は、キャブ14よりも下方に設けられている。第1レーダ61は、図1中の運転席14Sよりも下方に設けられている。第1左レーダ61Lおよび第1右レーダ61Rは、互いに同じ高さの位置に設けられている。第1左レーダ61Lおよび第1右レーダ61Rは、互いに異なる高さの位置に設けられてもよい。
第1左レーダ61Lおよび第1右レーダ61Rは、下部フレーム32の中心線230を挟んで、左右対称の位置に設けられている。第1左レーダ61Lおよび第1右レーダ61Rは、下部フレーム32の中心線230を挟んで、左右非対称の位置に設けられてもよい。
図7は、図3中の2点鎖線VIIで囲まれた範囲(蓋部を除く)の油圧ショベルを示す斜視図である。
図2、図3および図7に示されるように、下部フレーム32には、凹部45が設けられている。凹部45は、下部フレーム32の左側面46Lにおいて凹形状をなしている。
より具体的には、左立ち上がり部34は、外板部34pと、内板部34qとを有する。外板部34pおよび内板部34qは、左右方向に直交する方向に広がる板形状を有する。外板部34pおよび内板部34qは、左右方向において、互いに間隔を設けて対向しながら、前後方向が長手方向となるように延びている。外板部34pは、内板部34qよりも下部フレーム32の外側に配置されている。左右方向における中心線230および外板部34pの間の下部フレーム32の長さは、左右方向における中心線230および内板部34qの間の下部フレーム32の長さよりも大きい。
外板部34pには、開口部43が設けられている。開口部43は、左右方向において外板部34pを貫通する貫通孔からなる。開口部43は、前後方向が長手方向となり、上下方向が短手方向となる矩形の開口形状をなしている。このような構成により、下部フレーム32には、開口部43を通じて左方に開口し、外板部34pから内板部34qに向けて凹む凹部45が設けられている。
第1左レーダ61Lは、凹部45に収容されている。第1左レーダ61Lは、後述する取り付け部材90を介して、内板部34qに取り付けられている。
油圧ショベル100は、蓋部81をさらに有する。蓋部81は、樹脂製である。蓋部81は、凹部45の開口を塞ぐように、下部フレーム32に取り付けられている。蓋部81は、開口部43を塞ぐように、外板部34pに取り付けられている。
なお、第1左レーダ61Lの取り付け構造について説明したが、第1右レーダ61Rも、第1左レーダ61Lと同様の形態により、下部フレーム32の右立ち上がり部35に取り付けられている。
図8は、図1中の油圧ショベルを示す後面図である。図2から図4、および、図8に示されるように、油圧ショベル100は、第2レーダ62をさらに有する。第2レーダ62は、たとえば、20~300GHz帯の電波を照射するミリ波レーダ装置である。第2レーダ62は、カウンターウェイト51の後面52に配置されている。後面52は、後方を向いている。
第2レーダ62は、第1レーダ61よりも後方に設けられている。第2レーダ62は、上面視において、下部フレーム32の中心線230と重なる位置に設けられている。第2レーダ62は、カウンターウェイト51の下端部に設けられている。第2レーダ62は、第1レーダ61よりも高い位置に設けられている。第2レーダ62は、上面視において、下部フレーム32の中心線230からずれた位置に設けられてもよいし、第1レーダ61よりも低い位置、または、第1レーダ61と同じ高さの位置に設けられてもよい。
図9は、図3中の2点鎖線IXで囲まれた範囲(蓋部を除く)の油圧ショベルを示す斜視図である。
図3、図4および図9に示されるように、カウンターウェイト51には、凹部55が設けられている。凹部55は、カウンターウェイト51の後面52において凹形状をなしている。
より具体的には、カウンターウェイト51には、窪み部53が設けられている。窪み部53は、カウンターウェイト51の後面52から前方に向けて窪む形状を有する。カウンターウェイト51には、開口部54が設けられている。開口部54は、窪み部53の底部に設けられている。
カウンターウェイト51は、ケース体56を有する。ケース体56は、一方向を向いて開口する受け皿形状を有する。ケース体56は、後方を向いて開口するように開口部54に挿入されている。このような構成により、カウンターウェイト51には、後方を向いて開口し、ケース体56の内側に画定される凹部55が設けられている。凹部55は、窪み部53からさらに奥まった位置に設けられている。
第2レーダ62は、凹部55に収容されている。第2レーダ62は、後述する取り付け部材110を介して、ケース体56に取り付けられている。
油圧ショベル100は、蓋部82をさらに有する。蓋部82は、樹脂製である。蓋部82は、凹部55の開口を塞ぐように、カウンターウェイト51に取り付けられている。蓋部82は、ケース体56の開口を塞ぐように、ケース体56に取り付けられている。蓋部82は、窪み部53に配置されている。
図2および図5に示されるように、キャブ14は、下部フレーム32上に設けられている。キャブ14は、下部フレーム32の中心線230に対して、左にシフトした位置に設けられている。
図2、図4および図6に示されるように、油圧ショベル100は、第3レーダ63をさらに有する。第3レーダ63は、たとえば、20~300GHz帯の電波を照射するミリ波レーダ装置である。
第3レーダ63は、下部フレーム32の右側面46Rに配置されている。第3レーダ63は、下部フレーム32の中心線230を挟んで、キャブ14の反対側に設けられている。第3レーダ63は、第1右レーダ61Rと同じ形態により、下部フレーム32の右立ち上がり部35に取り付けられている。
図6に示されるように、第3レーダ63は、下部フレーム32の前端部32f寄りの位置に設けられている。第3レーダ63は、前後方向において、下部フレーム32の後端部32rよりも下部フレーム32の前端部32f寄りの位置に設けられている。前後方向における下部フレーム32の前端部32fおよび第3レーダ63の間の距離Lhは、前後方向における下部フレーム32の後端部32rおよび第3レーダ63の間の距離Lgよりも小さい(Lh<Lg)。
図2および図6に示されるように、第3レーダ63は、第1レーダ61よりも前方に設けられている。第3レーダ63は、旋回中心軸210よりも前方に設けられている。第3レーダ63は、ブーム16の回動中心軸220よりも前方に設けられている。図2中に示す上面視において、第3レーダ63は、下部フレーム32の中心線230を挟んで、キャブ14と対向する位置に設けられている。
第3レーダ63は、第1レーダ61と同じ高さの位置に設けられている。第3レーダ63は、第1レーダ61と異なる高さの位置に設けられてもよい。一例として、第1レーダ61、第2レーダ62および第3レーダ63が設けられる高さは、油圧ショベル100が走行する地面を基準にして、1m以上1.5m以下の範囲である。
図5、図6および図8に示されるように、油圧ショベル100は、第1カメラ71と、第2カメラ72と、第3カメラ73と、第4カメラ74とをさらに有する。第1カメラ71、第2カメラ72、第3カメラ73および第4カメラ74は、たとえば、単眼タイプであり、CCD(Charge Couple Device)またはCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の撮像素子を含む。
第1カメラ71は、左方を向く旋回体13の左側面に配置されている。第1カメラ71は、旋回体13の上部外装に取り付けられている。第1カメラ71は、第1左レーダ61Lよりも前方に設けられている。第1カメラ71は、旋回中心軸210よりも後方に設けられている。第1カメラ71は、ブーム16の回動中心軸220よりも後方に設けられている。第1カメラ71は、第1左レーダ61Lよりも上方に設けられている。
第2カメラ72は、後方を向く旋回体13の後面に配置されている。第2カメラ72は、カウンターウェイト51に設けられている。第2カメラ72は、上面視において、下部フレーム32の中心線230と重なる位置に設けられている。第2カメラ72は、カウンターウェイト51の上端部に設けられている。第2カメラ72は、第2レーダ62よりも上方に設けられている。
第3カメラ73は、右方を向く旋回体13の右側面に配置されている。第3カメラ73は、エンジンフード19に取り付けられている。第3カメラ73は、第1右レーダ61Rよりも前方に設けられている。第3カメラ73は、前後方向において、第3レーダ63および第1右レーダ61Rの間に設けられている。第3カメラ73は、旋回中心軸210よりも後方に設けられている。第3カメラ73は、ブーム16の回動中心軸220よりも後方に設けられている。第3カメラ73は、第1右レーダ61Rおよび第3レーダ63よりも上方に設けられている。
第1カメラ71、第2カメラ72および第3カメラ73は、互いに同じ高さの位置に設けられている。第1カメラ71、第2カメラ72および第3カメラ73は、互いに異なる高さの位置に設けられてもよい。
図2および図5に示されるように、第4カメラ74は、前方を向く旋回体13の前面に配置されている。第4カメラ74は、キャブ14に取り付けられている。第4カメラ74は、キャブ14の前面の左上角部に設けられている。第4カメラ74は、旋回中心軸210よりも前方に設けられている。第4カメラ74は、ブーム16の回動中心軸220よりも前方に設けられている。第4カメラ74は、第1カメラ71、第2カメラ72および第3カメラ73よりも上方に設けられている。
図10は、図1中の油圧ショベルの周りのレーダおよびカメラによる検出領域を示す上面図である。図11は、図1中の油圧ショベルの周りのレーダによる検出領域を示す斜視図である。
図10および図11に示されるように、第1左レーダ61L、第1右レーダ61R、第2レーダ62および第3レーダ63は、油圧ショベル100の周囲に向けて電波を照射し、油圧ショベル100の周囲にある物体により反射された電波を受けることによって、その物体を検出する。第1左レーダ61L、第1右レーダ61R、第2レーダ62および第3レーダ63は、各レーダから電波が照射される範囲として、第1左レーダ検出領域240、第1右レーダ検出領域250、第2レーダ検出領域260および第3レーダ検出領域270をそれぞれ形成している。
第1左レーダ検出領域240、第1右レーダ検出領域250、第2レーダ検出領域260および第3レーダ検出領域270の各検出領域は、図10に示す上面視において、第1左レーダ61L、第1右レーダ61R、第2レーダ62および第3レーダ63の各レーダを中心に角度βの扇形状をなし、図11中に示される鉛直面内において、第1左レーダ61L、第1右レーダ61R、第2レーダ62および第3レーダ63の各レーダを中心に角度αの扇形状をなす空間領域である。
一例として、第1左レーダ検出領域240、第1右レーダ検出領域250、第2レーダ検出領域260および第3レーダ検出領域270の各検出領域の半径は、0.25m以上5m以下の範囲である。角度αは、10°以上20°以下の範囲であり、角度βは、110°以上130°以下の範囲である。
図10に示されるように、角度βを二等分にする第1左レーダ検出領域240の二等分線241は、第1左レーダ61Lから左方に向けて延びている。第1左レーダ検出領域240は、下部フレーム32の前端部32fよりも前方にまで広がり、下部フレーム32の後端部32rよりも後方にまで広がっている。角度βを二等分にする第1右レーダ検出領域250の二等分線251は、第1右レーダ61Rから右方に向けて延びている。第1右レーダ検出領域250は、下部フレーム32の前端部32fよりも前方にまで広がり、下部フレーム32の後端部32rよりも後方にまで広がっている。
二等分線241および二等分線251は、左右方向に対して傾斜する方向に延びてもよい。二等分線241および二等分線251は、左右方向に対して後方寄りに傾く方向に延びてもよい。
角度βを二等分にする第2レーダ検出領域260の二等分線261は、第2レーダ62から後方に向けて延びている。第2レーダ検出領域260は、第1左レーダ検出領域240と部分的に重なり合い、第1右レーダ検出領域250と部分的に重なり合ってる。
角度βを二等分にする第3レーダ検出領域270の二等分線271は、第3レーダ63から右方に向けて延びている。第3レーダ検出領域270は、第1右レーダ検出領域250と部分的に重なり合ってる。二等分線271は、左右方向に対して傾斜する方向に延びてもよい。
図11に示されるように、角度αを二等分にする第1左レーダ検出領域240の二等分線242は、第1左レーダ61Lから、水平方向または斜め下方向に延びている。角度αを二等分にする第1右レーダ検出領域250の二等分線252は、第1右レーダ61Rから、水平方向または斜め下方向に延びている。角度αを二等分にする第2レーダ検出領域260の二等分線262は、第2レーダ62から、水平方向または斜め下方向に延びている。角度αを二等分にする第3レーダ検出領域270の二等分線272は、第3レーダ63から、水平方向または斜め下方向に延びている。
図10に示されるように、第1カメラ71、第2カメラ72、第3カメラ73および第4カメラ74は、油圧ショベル100の周囲に撮影領域310を形成している。撮影領域310は、油圧ショベル100の周りの360°の角度範囲に渡っている。第1左レーダ検出領域240、第1右レーダ検出領域250、第2レーダ検出領域260および第3レーダ検出領域270は、撮影領域310に含まれる。
第1カメラ71、第2カメラ72、第3カメラ73および第4カメラ74により撮影された画像は、キャブ14内に設けられたモニターに表示される。撮影領域310内の検出領域330において人または構造物などの物体が検出されると、モニター内の表示またはブザー等によって警告が実行されたり、油圧ショベル100の走行が減速されたりする。さらに撮影領域310内の停止制御領域320において人または構造物などの物体が検出されると、油圧ショベル100の走行が停止される。
第1左レーダ検出領域240、第1右レーダ検出領域250、第2レーダ検出領域260および第3レーダ検出領域270の各検出領域は、停止制御領域320の外側にまで広がり、さらに検出領域330の外側にまで広がっている。第1左レーダ検出領域240および第1右レーダ検出領域250の各検出領域の後端部は、停止制御領域320の後端部よりも後方に位置している。
下部フレーム32は、走行装置15に搭載される旋回フレーム31にあって、走行装置15の直上に位置している。油圧ショベル100においては、第1左レーダ61Lおよび第1右レーダ61Rが、それぞれ、下部フレーム32の左側面46Lおよび右側面46Rに配置されるため、第1左レーダ61Lおよび第1右レーダ61Rを、油圧ショベル100の側部であって、油圧ショベル100が走行する地面により近い位置に設けることができる。また、第1左レーダ61Lおよび第1右レーダ61Rは、下部フレーム32の後端部32r寄りの位置に設けられている。これにより、第1左レーダ61Lおよび第1右レーダ61Rを、油圧ショベル100の後部により近づけて設けることができる。
したがって、第1左レーダ61Lおよび第1右レーダ61Rによって、油圧ショベル100の側面後方であって、地面近くの位置にある物体の検出性を高めることができる。
油圧ショベル100は、第1カメラ71、第2カメラ72、第3カメラ73および第4カメラ74を有しており、油圧ショベル100の周囲にいる人を監視している。これらのカメラに加えて、第1左レーダ61Lおよび第1右レーダ61Rを設けることによって、油圧ショベル100の側面後方において地面にしゃがみこむ人等をより確実に検出することができる。
また、前後方向における第1レーダ61(第1右レーダ61R,第1左レーダ61L)と、下部フレーム32の後端部32rとの間の距離は、前後方向における旋回フレーム31の旋回中心軸210と、第1レーダ61(第1右レーダ61R,第1左レーダ61L)との間の距離よりも小さい。これにより、第1左レーダ61Lおよび第1右レーダ61Rを、油圧ショベル100の後部にさらに近づけて設け、油圧ショベル100の側面後方の位置にある物体の検出性をさらに高めることができる。
また、角度αを二等分にする第1左レーダ検出領域240の二等分線242は、第1左レーダ61Lから、水平方向または斜め下方向に延びている。角度αを二等分にする第1右レーダ検出領域250の二等分線252は、第1右レーダ61Rから、水平方向または斜め下方向に延びている。これにより、第1左レーダ61Lおよび第1右レーダ61Rによって、地面近くの位置にある物体の検出性をさらに高めることができる。
また、第1左レーダ61Lおよび第1右レーダ61Rは、下部フレーム32に設けられた凹部45に収容されている。これにより、第1レーダ61が、フレーム構造をなす下部フレーム32によって取り囲まれるため、外部から第1レーダ61に向けて過大な衝撃が加わることがあっても、下部フレーム32によって第1レーダ61を適切に保護することができる。
また、第2レーダ62が、カウンターウェイト51の後面52に配置されている。これにより、第1レーダ61とともに第2レーダ62によって、油圧ショベル100の側面後方の位置にある物体の検出性をさらに高めることができる。
また、第3レーダ63が、キャブ14とは左右反対側であって、下部フレーム32の前端部32f寄りの位置に設けられている。これにより、第3レーダ63によって、キャブ14内のオペレータから視認し難い油圧ショベル100の右側面前方の位置にある物体の検出性を高めることができる。
図12は、図3中のXII-XII線上の矢視方向に見た油圧ショベルを示す断面図である。図13は、図12中の油圧ショベルから取り付け板締結用のボルトを除いた断面図である。
図7、図11、図12および図13に示されるように、油圧ショベル100は、取り付け部材90をさらに有する。取り付け部材90は、第1左レーダ61Lを下部フレーム32に取り付ける。
取り付け部材90には、角度αを二等分にする第1左レーダ検出領域240の二等分線242の延伸方向が変化するように、下部フレーム32に対する第1左レーダ61Lの取り付け姿勢を変化させる姿勢調整機構が設けられている。以下、取り付け部材90に設けられた姿勢調整機構の構造について説明する。
取り付け部材90は、レーダ取り付け板91と、レーダ取り付けアングル96,97とを有する。第1左レーダ61Lは、レーダ取り付け板91およびレーダ取り付けアングル96,97を介して、下部フレーム32における左立ち上がり部34の内板部34qに取り付けられている。
レーダ取り付け板91は、平板部92と、折れ曲がり部93,94とを有する。平板部92は、左右方向に交差する方向に延在する板形状を有する。平板部92には、ボルトを用いて、第1左レーダ61Lが締結されている。折れ曲がり部93は、平板部92の前端部から、開口部43の開口に向かって折れ曲がっている。折れ曲がり部94は、平板部92の後端部から開口部43の開口に向かって折れ曲がっている。折れ曲がり部93および折れ曲がり部94には、ボルト挿入孔88およびボルト挿入孔89が設けられている。ボルト挿入孔88は、ボルト挿入孔89よりも上方に設けられている。
レーダ取り付けアングル96およびレーダ取り付けアングル97は、L型のアングルからなる。レーダ取り付けアングル96およびレーダ取り付けアングル97は、前後方向に互いに距離を設けて配置されている。レーダ取り付けアングル96およびレーダ取り付けアングル97は、ボルトを用いて、内板部34qに締結されている。レーダ取り付けアングル96およびレーダ取り付けアングル97には、長孔98と、丸孔99とが設けられている。長孔98は、丸孔99よりも上方に設けられている。丸孔99は、円形の開口形状を有する。長孔98は、丸孔99を中心とする半径方向において一定の幅を有しながら、丸孔99を中心に円弧状に延びる長孔形状を有する。
折れ曲がり部93および折れ曲がり部94は、ボルト101およびボルト102によって、レーダ取り付けアングル96およびレーダ取り付けアングル97にそれぞれ締結されている。ボルト101は、長孔98およびボルト挿入孔88に挿入されている。ボルト102は、丸孔99およびボルト挿入孔89に挿入されている。
このような構成において、長孔98に対するボルト101の締め付け位置を、丸孔99を中心とする周方向に移動させることによって、下部フレーム32に対する第1左レーダ61Lの取り付け姿勢を調整し、角度αを二等分にする第1左レーダ検出領域240の二等分線242の延伸方向を変化させることができる。
図14から図17は、第1左レーダの取り付け姿勢の調整時における第1左レーダ検出領域の変化を示す後面図である。
図14中には、二等分線242の延伸方向が水平方向である場合の第1左レーダ検出領域240(240A)が示され、図15中には、二等分線242の延伸方向が、水平方向に対して角度5°をなす斜め下方向である場合の第1左レーダ検出領域240(240B)が示され、図16中には、二等分線242の延伸方向が、水平方向に対して角度10°をなす斜め下方向である場合の第1左レーダ検出領域240(240C)が示され、図17中には、二等分線242の延伸方向が、水平方向に対して角度25°をなす斜め下方向である場合の第1左レーダ検出領域240(240D)が示されている。
図14および図15に示されるように、二等分線242の延伸方向が、水平方向、または、水平方向に対して比較的小さい角度をなす斜め下方向である場合、第1左レーダ61Lによって、第1左レーダ61Lが設けられた高さよりも低い位置にある物体の検出が可能となる。上下方向における第1左レーダ検出領域240A,240Bの長さは、第1左レーダ61Lから離れるに従って大きくなるが、第1左レーダ61Lから、第1左レーダ検出領域240A,240Bの半径L1だけ離れた位置においても、地面FLが誤検出されない。
図16に示されるように、二等分線242の延伸方向が、水平方向に対して中程度の大きさの角度をなす斜め下方向である場合、図14および図15に示される場合と比較して、第1左レーダ61Lによって、第1左レーダ61Lにより近くて、低い位置にある物体の検出が可能となる。一方、第1左レーダ61Lから離れた位置で地面FLが誤検出されることを防ぐため、第1左レーダ検出領域240Cの半径L2を小さく設定する必要が生じる(L2<L1)。
図17に示されるように、二等分線242の延伸方向が、水平方向に対して比較的大きい角度をなす斜め下方向である場合、図16に示される場合と比較して、第1左レーダ61Lによって、第1左レーダ61Lにさらに近くて、低い位置にある物体の検出が可能となる。一方、第1左レーダ61Lから離れた位置で地面FLが誤検出されることを防ぐため、第1左レーダ検出領域240Dの半径L3をさらに小さく設定する必要が生じる(L3<L2)。
油圧ショベル100では、第1左レーダ61Lから検出対象とする物体までの距離、または、地面FLから検出対象とする物体までの高さなどを考慮しつつ、第1左レーダ61Lの取り付け姿勢を調整することができる。
図18および図19は、第1左レーダの取り付け姿勢の調整時における第1左レーダ検出領域と、走行装置との位置関係の変化を示す斜視図である。
図18中に示される第1左レーダ検出領域240Cは、図16中に示される第1左レーダ検出領域240Cに対応し、図19中に示される第1左レーダ検出領域240Dは、図17中に示される第1左レーダ検出領域240Dに対応している。
旋回フレーム31が走行装置15に対して旋回することにより、第1左レーダ61Lの斜め下方向に走行装置15の履帯15Crが位置決めされる。
図16および図18に示されるように、二等分線242の延伸方向が、水平方向に対して中程度の大きさの角度をなす斜め下方向である場合には、旋回フレーム31の旋回時における第1左レーダ検出領域240Cが、走行装置15(履帯15Cr)から離間している。図14および図15に示される、二等分線242の延伸方向が、水平方向、または、水平方向に対して比較的小さい角度をなす斜め下方向である場合にも、旋回フレーム31の旋回時における第1左レーダ検出領域240A,Bは、走行装置15(履帯15Cr)から離間する。
一方、図17および図19に示されるように、二等分線242の延伸方向が、水平方向に対して比較的大きい角度をなす斜め下方向である場合、旋回フレーム31の旋回時における第1左レーダ検出領域240Dが、走行装置15(履帯15Cr)と干渉する。このため、第1左レーダ61Lの取り付け姿勢を決定する場合には、走行装置15(履帯15Cr)の誤検出を防ぐことも考慮する。
なお、代表的に第1左レーダ61Lについて説明したが、第1右レーダ61Rにも、第1左レーダ61Lと同様の姿勢調整機構が設けられている。第1右レーダ61Rの取り付け姿勢の調整に伴って、第1右レーダ検出領域250も第1左レーダ検出領域240と同様に変化する。
図20は、図3中のXX-XX線上の矢視方向に見た油圧ショベルを示す断面図である。図9および図20に示されるように、油圧ショベル100は、取り付け部材110をさらに有する。取り付け部材110は、第2レーダ62をカウンターウェイト51に取り付ける。
取り付け部材110には、図11中の角度αを二等分にする第2レーダ検出領域260の二等分線262の延伸方向が変化するように、カウンターウェイト51に対する第2レーダ62の取り付け姿勢を変化させる姿勢調整機構が設けられている。取り付け部材110に設けられた姿勢調整機構は、図7、図12および図13に示される取り付け部材90に設けられた姿勢調整機構と同様の構造を備える。
取り付け部材110は、レーダ取り付け板111と、レーダ取り付けアングル116,117とを有する。レーダ取り付け板111は、取り付け部材90におけるレーダ取り付け板91に対応し、レーダ取り付けアングル116,117は、取り付け部材90におけるレーダ取り付けアングル96,97に対応している。
レーダ取り付け板111は、平板部112と、折れ曲がり部113,114とを有する。平板部112は、レーダ取り付け板91における平板部92に対応し、折れ曲がり部113,114は、レーダ取り付け板91における折れ曲がり部93,94に対応している。平板部112には、ボルトを用いて、第2レーダ62が締結されている。
レーダ取り付けアングル116,117は、ボルトを用いて、ケース体56に締結されている。レーダ取り付けアングル116,117には、長孔118が設けられている。長孔118は、レーダ取り付けアングル96,97に設けられた長孔98に対応している。折れ曲がり部113および折れ曲がり部114は、ボルト121およびボルト122を用いて、レーダ取り付けアングル116およびレーダ取り付けアングル117にそれぞれ締結されている。
このような姿勢調整機構によって、第1レーダ61と同様に、第2レーダ62の取り付け姿勢を調整することができる。
以上に説明した、本実施の形態における油圧ショベル100の構成および効果についてまとめて説明する。
本開示に従った作業車両としての油圧ショベル100は、走行装置15と、旋回フレーム31と、第1障害物検出センサとしての第1レーダ61とを備える。旋回フレーム31は、走行装置15に搭載される。旋回フレーム31は、下部フレーム32を有する。第1レーダ61は、前後方向に延び、左右に配置される下部フレーム32の側面46に配置される。第1レーダ61は、下部フレーム32の後端部32r寄りの位置に設けられる。
このような構成によれば、第1レーダ61が、走行装置15に搭載される旋回フレーム31において、下部フレーム32の側面46に配置されるため、第1レーダ61を、油圧ショベル100の側部であって、地面により近い位置に設けることができる。また、第1レーダ61が、下部フレーム32の後端部32r寄りの位置に設けられるため、第1レーダ61を、油圧ショベル100の後部により近づけて設けることができる。これにより、第1レーダ61によって、油圧ショベル100の側面後方であって、地面近くの位置にある物体の検出性を高めることができる。
また、第1レーダ61は、第1障害物検出右センサとしての第1右レーダ61Rと、第1障害物検出左センサとしての第1左レーダ61Lとを含む。第1右レーダ61Rは、下部フレーム32の右側面46Rに配置される。第1左レーダ61Lは、下部フレーム32の左側面46Lに配置される。
このような構成によれば、第1右レーダ61Rおよび第1左レーダ61Lによって、油圧ショベル100の左右両側の側面後方であって、地面近くの位置にある物体の検出性を高めることができる。
また、前後方向における第1レーダ61および下部フレーム32の後端部32rの間の距離は、前後方向における旋回フレーム31の旋回中心軸210および第1レーダ61の間の距離よりも小さい。
このような構成によれば、第1レーダ61を、油圧ショベル100の後部にさらに近づけて設けることができる。これにより、第1レーダ61によって、油圧ショベル100の側面後方の位置にある物体の検出性をさらに高めることができる。
また、下部フレーム32には、凹部45が設けられる。凹部45は、左右に配置される下部フレーム32の側面46において凹形状をなす。第1レーダ61は、凹部45に収容される。
このような構成によれば、外部から第1レーダ61に向けて過大な外力が加わる場合があっても、下部フレーム32によって第1レーダ61を適切に保護することができる。
また、第1レーダ61から、鉛直面内において角度αをなす領域に電波が照射される。第1レーダ61は、角度αを二等分にするその領域の二等分線が、第1レーダ61から水平方向または斜め下方向に延びるように設けられる。
このような構成によれば、第1レーダ61によって、地面近くの位置にある物体の検出性をさらに高めることができる。
また、油圧ショベル100は、取り付け部材90をさらに備える。取り付け部材90は、第1レーダ61を下部フレーム32に取り付ける。第1レーダ61から、鉛直面内において角度αをなす領域に電波が照射される。取り付け部材90には、姿勢調整機構が設けられる。姿勢調整機構は、角度αを二等分にするその領域の二等分線の延伸方向が変化するように、下部フレーム32に対する第1レーダ61の取り付け姿勢を変化させる。
このような構成によれば、油圧ショベル100による作業内容、油圧ショベル100の周囲の環境、または、第1レーダ61による検出の対象などに合わせて、第1レーダ61から照射される電波の向きを上下方向に調整することができる。
また、旋回フレーム31の旋回時における第1レーダ61からの電波の照射範囲が、走行装置15から離間している。
このような構成によれば、旋回フレーム31の旋回時に、第1レーダ61によって、走行装置15が油圧ショベル100の周囲の障害物等として誤検出されることを防止できる。
また、油圧ショベル100は、カウンターウェイト51と、第2障害物検出センサとしての第2レーダ62とをさらに備える。カウンターウェイト51は、旋回フレーム31の後端部に設けられる。第2レーダ62は、カウンターウェイト51の後面52に配置される。
このような構成によれば、第1レーダ61および第2レーダ62によって、油圧ショベル100の側面後方の位置にある物体の検出性をさらに高めることができる。
また、油圧ショベル100は、キャブ14と、第3障害物検出センサとしての第3レーダ63とをさらに備える。キャブ14は、下部フレーム32上に設けられる。キャブ14は、前後方向に延びる下部フレーム32の中心線230に対して、左右のいずれか一方としての左にシフトした位置に設けられる。第3レーダ63は、左右のいずれか他方としての右に配置される下部フレーム32の右側面46Rに配置される。第3レーダ63は、下部フレーム32の前端部32f寄りの位置に設けられる。
このような構成によれば、前後方向に延びる下部フレーム32の中心線230に対して左方においては、オペレータが搭乗するキャブ14が設けられるため、作業者による油圧ショベル100の側面前方の視認性を良好に得ることができる。一方、前後方向に延びる下部フレーム32の中心線230に対して右方においては、下部フレーム32の前端部32f寄りの位置に第3レーダ63が設けられるため、第3レーダ63によって、油圧ショベル100の側面前方の検出性を確保することができる。
なお、本開示における障害物検出センサは、作業車両の周囲の人、または、構造物などの物体を検出可能なセンサであれば、特に限定されず、たとえば、ライダー(LiDAR:light detection and ranging)、超音波センサまたは赤外線センサであってもよい。また、本開示における作業車両は、油圧ショベルに限られず、たとえば、クレーンなどに適用可能である。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
11 車両本体、12 作業機、13 旋回体、14 キャブ、14S 運転席、15 走行装置、15B 走行フレーム、15Cr 履帯、15M 走行モータ、16 ブーム、17 アーム、18 バケット、19 エンジンフード、20A,20B ブームシリンダ、21 アームシリンダ、22 バケットシリンダ、23 ブームピン、24 アームピン、25 バケットピン、30 旋回装置、31 旋回フレーム、32 下部フレーム、32f 前端部、32r 後端部、33 底板、34 左立ち上がり部、34p 外板部、34q 内板部、35 右立ち上がり部、36,37 縦板、38,39 ピン挿入孔、41,42 突出部、43,54 開口部、45,55 凹部、46 側面、46L 左側面、46R 右側面、51 カウンターウェイト、52 後面、53 窪み部、93,94,113,114 折れ曲がり部、56 ケース体、61 第1レーダ、61L 第1左レーダ、61R 第1右レーダ、62 第2レーダ、63 第3レーダ、71 第1カメラ、72 第2カメラ、73 第3カメラ、74 第4カメラ、81,82 蓋部、88,89 ボルト挿入孔、90,110 取り付け部材、91,111 レーダ取り付け板、92,112 平板部、96,97,116,117 レーダ取り付けアングル、98,118 長孔、99 丸孔、100 油圧ショベル、101,102,121,122 ボルト、210 旋回中心軸、220 回動中心軸、230 中心線、240,240A,240B,240C,240D 第1左レーダ検出領域、241,242,251,252,261,262,271,272 二等分線、250 第1右レーダ検出領域、260 第2レーダ検出領域、270 第3レーダ検出領域、310 撮影領域、320 停止制御領域、330 検出領域。

Claims (9)

  1. 走行装置と、
    前記走行装置に搭載され、下部フレームを有する旋回フレームと、
    前後方向に延び、左右に配置される前記下部フレームの側面に配置され、前記下部フレームの後端部寄りの位置に設けられる第1障害物検出センサとを備える、作業車両。
  2. 前記第1障害物検出センサは、
    前記下部フレームの右側面に配置される第1障害物検出右センサと、
    前記下部フレームの左側面に配置される第1障害物検出左センサとを含む、請求項1に記載の作業車両。
  3. 前後方向における前記第1障害物検出センサおよび前記下部フレームの後端部の間の距離は、前後方向における前記旋回フレームの旋回中心軸および前記第1障害物検出センサの間の距離よりも小さい、請求項1または2に記載の作業車両。
  4. 前記下部フレームには、左右に配置される前記下部フレームの側面において凹形状をなす凹部が設けられ、
    前記第1障害物検出センサは、前記凹部に収容される、請求項1から3のいずれか1項に記載の作業車両。
  5. 前記第1障害物検出センサは、レーダであって、
    前記レーダから、鉛直面内において角度αをなす領域に電波が照射され、
    前記レーダは、角度αを二等分にする前記領域の二等分線が、前記レーダから水平方向または斜め下方向に延びるように設けられる、請求項1から4のいずれか1項に記載の作業車両。
  6. 前記レーダを前記下部フレームに取り付ける取り付け部材をさらに備え、
    前記レーダから、鉛直面内において角度αをなす領域に電波が照射され、
    前記取り付け部材には、角度αを二等分にする前記領域の二等分線の延伸方向が変化するように、前記下部フレームに対する前記レーダの取り付け姿勢を変化させる姿勢調整機構が設けられる、請求項5に記載の作業車両。
  7. 前記旋回フレームの旋回時における前記レーダからの電波の照射範囲が、前記走行装置から離間している、請求項5または6に記載の作業車両。
  8. 前記旋回フレームの後端部に設けられるカウンターウェイトと、
    前記カウンターウェイトの後面に配置される第2障害物検出センサとをさらに備える、請求項1から7のいずれか1項に記載の作業車両。
  9. 前記下部フレーム上に設けられ、前後方向に延びる前記下部フレームの中心線に対して、左右のいずれか一方にシフトした位置に設けられるキャブと、
    左右のいずれか他方に配置される前記下部フレームの側面に配置され、前記下部フレームの前端部寄りの位置に設けられる第3障害物検出センサとをさらに備える、請求項1から8のいずれか1項に記載の作業車両。
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