JP2022120503A - 建設機械 - Google Patents

Abstract

【課題】安全性をより高めることができる建設機械を提供する。【解決手段】ショベル１００は、走行体９と、旋回体１０と、受信部３とを備える。旋回体１０は、走行体９の上部に配置され、走行体９に対して旋回軸線ＡＸの回りに旋回する。受信部３は、旋回体１０の位置を特定するための特定情報を基準局２００から受信する。受信部３は、旋回軸線ＡＸと旋回体１０の後端１０ｂとの間に配置される。旋回体１０は、キャビン１１を含むことが好ましい。受信部３は、キャビン１１のうちの後方部分に配置されることが好ましい。【選択図】図６

Description

本発明は、建設機械に関する。

近年、例えば建設業界において、情報化施工の要請が高まっている。そこで、特許文献１に記載の油圧ショベルは、下部走行体と、下部走行体に旋回自在に設けられる上部旋回体と、位置検出部とを備える。位置検出部は、ＲＴＫ－ＧＮＳＳ用の２つのアンテナと、位置演算器とを有する。２つのアンテナで受信されたＧＮＳＳ電波に応じた信号は、位置演算器に入力される。位置演算器は、２つのアンテナのグローバル座標系における現在位置を検出する。

特許第５８７３６０７号公報

情報化施工は、例えば、高精度な施工を実現して、建設生産プロセス全体における生産性の向上や品質の確保を図ることを目的としたシステムである。そこで、位置演算器による２つのアンテナの現在位置の検出、すなわち、油圧ショベルの測位の精度を更に向上させたいとする要望がある。油圧ショベルの測位の精度を向上させるためには、例えば、油圧ショベルが作業する作業現場の周辺に、基準局を設置することが考えられる。基準局は、基準局の設置位置を示す位置情報を有しており、測位衛星からの衛星信号を受信して、油圧ショベルの位置を特定するための特定情報（較正情報）を生成する。一方、油圧ショベルには、基準局から特定情報を受信するための受信機が装着される。位置演算器は、受信機が受信した特定情報を用いて、２つのアンテナが受信したＧＮＳＳ電波に応じて検出した２つのアンテナの現在位置を較正する。

しかしながら、特許文献１は、特定情報を受信するための受信機を油圧ショベルに装着することを開示していない。従って、受信機が装着される位置によっては、油圧ショベルの周囲に位置する障害物と受信機とが接触する可能性がある。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、安全性をより高めることができる建設機械を提供することにある。

本発明の一局面によれば、建設機械は、走行体と、旋回体と、受信部とを備える。旋回体は、前記走行体の上部に配置され、前記走行体に対して旋回軸線の回りに旋回する。受信部は、前記旋回体の位置を特定するための特定情報を外部装置から受信する。前記受信部は、前記旋回軸線と前記旋回体の後端との間に配置される。

本発明によれば、安全性をより高めることができる。

本発明の実施形態１に係るショベルの測位を説明するための概略図である。 実施形態１に係るショベルを右後方から示す斜視図である。 実施形態１に係るショベルを左側方から示す側面図である。 実施形態１に係るショベルを示すブロック図である。 実施形態１に係るショベルのキャビンの内部を示す斜視図である。 実施形態１に係るショベルを右側方から示す側面図である。 実施形態１に係るショベルを上方から示す平面図である。 実施形態１に係るショベルを右前方から示す斜視図である。 実施形態１に係るショベルの制御ユニットの拡大図である。 実施形態１に係るショベルの受信部の拡大図である。 本発明の実施形態２に係るショベルの測位を説明するための概略図である。 実施形態２に係るショベルを示すブロック図である。 （ａ）は、実施形態１の変形例に係るショベルのガイド部を示す図である。（ｂ）は、実施形態１の変形例に係るショベルの回動部材を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されない。なお、説明が重複する箇所については、適宜説明を省略する場合がある。また、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。

（実施形態１）
まず、図１を参照して、本発明の実施形態１に係るショベル１００の測位について説明する。図１は、実施形態１に係るショベル１００の測位を説明するための概略図である。実施形態１において、全球測位衛星システム（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ：ＧＮＳＳ）を用いた測位方法として、例えば、ＲＴＫ測位（リアルタイムキネマティック測位）を適用して、ショベル１００の測位が実行される。

図１に示すように、実施形態１において、ショベル１００は、第１アンテナ２と、受信部３と、走行体９と、旋回体１０とを備える。また、ショベル１００は、制御ユニット１をさらに備える。なお、図１では制御ユニット１の記載を省略している。ショベル１００は、建設機械の一例である。具体的には、実施形態１において、ショベル１００は、例えば油圧ショベルである。

走行体９は、ショベル１００を走行させる。実施形態１において、走行体９は、クローラー式走行体である。

旋回体１０は、走行体９の上部に配置される。旋回体１０は、走行体９により、旋回可能に支持される。

第１アンテナ２は、旋回体１０に配置される。実施形態１において、第１アンテナ２は、全球測位衛星システム（ＧＮＳＳ）アンテナである。第１アンテナ２は、測位衛星３００（ＧＮＳＳ衛星）から衛星信号を受信する。

具体的には、第１アンテナ２は、第１アンテナ２ａ及び第１アンテナ２ｂを含む。第１アンテナ２ａは、例えば、地球上における第１アンテナ２ａの位置を示す位置情報を算出するための衛星信号を測位衛星３００から受信する。すなわち、第１アンテナ２ａは、例えば、地球上における旋回体１０の位置情報を算出するための衛星信号を測位衛星３００から受信する。旋回体１０の位置情報は、例えば座標によって表される。一方、第１アンテナ２ｂは、例えば、旋回体１０の向きを算出するための衛星信号を測位衛星３００から受信する。すなわち、第１アンテナ２ｂは、例えば、旋回体１０の方位角を算出するための衛星信号を測位衛星３００から受信する。

受信部３は、旋回体１０の位置を特定するための特定情報を基準局２００から受信する。受信部３を、例えば受信機ともいう。基準局２００は、「外部装置」の一例である。以下、基準局２００から受信する特定情報について説明する。

基準局２００は、予め定められた基準点に固定して設置される。具体的には、基準局２００は、例えば、ショベル１００が作業を実行する作業現場の周囲等に設置される。また、基準局２００は、例えば、測位衛星３００から衛星信号を受信するアンテナ、及びショベル１００の受信部３と無線通信ネットワークを介して無線通信可能な通信装置を備える。基準局２００は、測位衛星３００から衛星信号を受信して、測位衛星３００から基準局２００までの擬似距離と、基準局２００が衛星信号を受信したときの搬送波位相（衛星測位情報）とを取得する。基準局２００では、例えば、測位衛星３００から衛星測位情報を測定する毎に又は設定周期が経過する毎に、測定した衛星測位情報、及び基準点の位置情報等を含む特定情報（較正情報）を生成する。そして、基準局２００は、ショベル１００の受信部３に特定情報を送信する。

制御ユニット１は、例えば、第１アンテナ２ａが受信した衛星信号に基づいて測位計算を実行し、旋回体１０の位置を示す位置情報（例えば座標）を算出する。具体的には、制御ユニット１は、例えば、測位衛星３００から衛星信号を受信して、測位衛星３００から第１アンテナ２ａまでの擬似距離と、第１アンテナ２ａが衛星信号を受信したときの搬送波位相とを取得する。そして、制御ユニット１は、取得した擬似距離と搬送波位相とに基づいて、旋回体１０の位置情報を算出する。

また、制御ユニット１は、例えば、第１アンテナ２ａが受信した衛星信号と、第１アンテナ２ｂが受信した衛星信号とに基づいて測位計算を実行し、旋回体１０の向きを示す情報を算出する。具体的には、制御ユニット１は、例えば、第１アンテナ２ａの位置情報と、第１アンテナ２ｂの位置情報とを算出し、第１アンテナ２ａの位置と第１アンテナ２ｂの位置とを結ぶ直線を算出する。そして、制御ユニット１は、算出した直線と基準方位とがなす角度に基づいて、旋回体１０の向きを示す情報を算出する。基準方位は、例えば北である。

制御ユニット１は、算出した位置情報と、算出した旋回体１０の向きを示す情報とを、受信部３が受信した特定情報に基づいて較正（補正）する。従って、位置情報と、旋回体１０の向きを示す情報との各々を、特定情報に基づいて較正しない場合と比較して、高い精度で、位置情報及び旋回体１０の向きを示す情報を取得することができる。また、実施形態１において、制御ユニット１は、移動局としてのショベル１００と、基準局２００との間の基線解を連続的に算出している。実施形態１において、基線解とは、ショベル１００から基準局２００までを結ぶベクトル（基線ベクトル）のことである。従って、ショベル１００の位置情報である測位解をリアルタイムで求めることができる。測位解とは、ショベル１００の位置のことである。すなわち、実施形態１において、ショベル１００の位置をリアルタイムで求めることができる。

次に、図２～図４を参照して、実施形態１に係るショベル１００について説明する。図２は、実施形態１に係るショベル１００を右後方から示す斜視図である。図３は、実施形態１に係るショベル１００を左側方から示す側面図である。図４は、ショベル１００を示すブロック図である。

図２～図４に示すように、実施形態１のショベル１００は、検出部４と、操作装置５と、操作レバー６と、第２コントロールバルブ７と、作業部８と、ミラー１２と、エンジン１６とをさらに備える。操作装置５及び操作レバー６については、図５を参照して後述する。

作業部８は、掘削作業等の作業を実行する。作業部８は、旋回体１０に取り付けられる。作業部８は、ブーム８１と、ブーム用アクチュエータ８１ａと、アーム８２と、アーム用アクチュエータ８２ａと、バケット８３と、アタッチメント用アクチュエータ８３ａとを含む。

ブーム８１は、旋回体１０により、第１回転支点Ｒ１を中心に揺動自在に支持されている。

ブーム用アクチュエータ８１ａは、ブーム８１を作動させる。具体的には、ブーム用アクチュエータ８１ａは、作動油によって駆動され、第１回転支点Ｒ１を中心にブーム８１を揺動させる。ブーム用アクチュエータ８１ａは、ブーム用シリンダ８１ｂと、ブーム用ロッド８１ｃとを含む。ブーム用シリンダ８１ｂは、作動油によってブーム用ロッド８１ｃを進退させて、ブーム８１を作動させる。

アーム８２は、ブーム８１により、第２回転支点Ｒ２を中心に揺動自在に支持されている。

アーム用アクチュエータ８２ａは、アーム８２を作動させる。具体的には、アーム用アクチュエータ８２ａは、作動油によって駆動され、第２回転支点Ｒ２を中心にアーム８２を揺動させる。アーム用アクチュエータ８２ａは、アーム用シリンダ８２ｂと、アーム用ロッド８２ｃとを含む。アーム用シリンダ８２ｂは、作動油によってアーム用ロッド８２ｃを進退させて、アーム８２を作動させる。

バケット８３は、アタッチメントの一種である。バケット８３は、アーム８２により、第３回転支点Ｒ３を中心に揺動自在に支持されている。

アタッチメント用アクチュエータ８３ａは、バケット８３を作動させる。具体的には、アタッチメント用アクチュエータ８３ａは、作動油によって駆動され、第３回転支点Ｒ３を中心にバケット８３を揺動させる。アタッチメント用アクチュエータ８３ａは、アタッチメント用シリンダ８３ｂと、アタッチメント用ロッド８３ｃとを含む。アタッチメント用シリンダ８３ｂは、作動油によってアタッチメント用ロッド８３ｃを進退させて、バケット８３を作動させる。

検出部４は、ショベル１００の傾き、及び作業部８の姿勢を検出する。具体的には、検出部４は、例えば、角度センサ４ａ、角度センサ４ｂ、角度センサ４ｃ、及び角度センサ４ｄを含む。角度センサ４ａは、制御ユニット１に含まれる。角度センサ４ａは、ショベル１００の傾斜角度を検出する。角度センサ４ｂは、ブーム８１に配置される。角度センサ４ｂは、ブーム８１の回転角度を検出する。角度センサ４ｃは、アーム８２に配置される。角度センサ４ｃは、アーム８２の回転角度を検出する。角度センサ４ｄは、バケット８３を回動させるバケットリンク８４に配置される。角度センサ４ｄは、バケット８３の回転角度を検出する。角度センサ４ａ～角度センサ４ｄの各々は、例えば、慣性計測ユニット（ＩＭＵ：Ｉｎｅｒｔｉａｌ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ）である。

制御ユニット１は、角度センサ４ａのほか、制御部１ａ及び第１コントロールバルブ１ｂを更に含む。

制御部１ａは、例えば、操作装置５及びエンジン１６を制御する。制御部１ａは、例えば、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）である。また、制御部１ａは、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）のようなプロセッサーを含む。制御部１ａは、例えば、特定情報によって特定された旋回体１０の位置情報、及び旋回体１０の向きを示す情報に基づいて、制御信号を出力する。具体的には、制御部１ａは、例えば、例えば、旋回体１０の位置情報、旋回体１０の向きを示す情報、及び検出部４の検出結果に基づいて、制御信号を出力する。

第１コントロールバルブ１ｂは、制御部１ａが出力した制御信号を油圧信号に変換して、油圧信号を第２コントロールバルブ７に入力する。第１コントロールバルブ１ｂは、「切替弁」の一例である。

エンジン１６には、燃料タンク（不図示）から燃料が供給される。エンジン１６は、油圧ポンプ（不図示）を駆動して、圧油を第１コントロールバルブ１ｂ又は第２コントロールバルブ７に送り出す。圧油とは、圧力がかけられた作動油のことである。第２コントロールバルブ７は、圧油の流れを制御する。具体的には、第２コントロールバルブ７は、圧油の流量及び方向を制御して、旋回体１０を旋回させる旋回モーター（不図示）、ブーム用シリンダ８１ｂ、アーム用シリンダ８２ｂ、アタッチメント用シリンダ８３ｂ、及び、走行体９の走行モーター（不図示）に対して、圧油を供給する。その結果、旋回モーター、ブーム用シリンダ８１ｂ、アーム用シリンダ８２ｂ、アタッチメント用シリンダ８３ｂ、及び、走行モーターが駆動する。

つまり、実施形態１において、ショベル１００が検出部４と受信部３と制御ユニット１とを備えるため、制御部１ａは、旋回体１０の位置情報、旋回体１０の向きを示す情報、及び検出部４の検出結果に基づいて、作業部８を所定の設計データに基づいて自動制御できる。その結果、ショベル１００の操縦者がショベル１００を操作する手間を軽減できる。具体的には、例えば、制御部１ａが、アーム８２が動作することに応じて、ブーム８１及びバケット８３が動作するように作業部８を自動制御するため、操縦者の手間を軽減できる。例えば、操縦者による作業部８の操作が行われると、測位位置（旋回体１０の位置）における所定の設計データ（掘削深さ等）とに基づいて、作業部８が掘削作業を実行するように作業部８が自動制御される。その結果、設計データ（設計値）通りの深さに掘削される。

旋回体１０は、キャビン１１と、操縦席１１ａと、ボンネット１５とを含む。なお、図２～図４において、操縦席１１ａの記載を省略している。ボンネット１５は、ショベル１００のエンジン１６を覆う。ボンネット１５は、例えば、旋回体１０のうちの後方に位置する。具体的には、ボンネット１５は、キャビン１１に対して作業部８と反対の側に配置される。

操縦席１１ａには、ショベル１００の操縦者が着座する。キャビン１１は、操縦席１１ａを覆う。キャビン１１は、例えば、旋回体１０の備えるフレーム（ターニングフレーム）に防振ゴムを介して支持される。以下、本明細書において、「右」は、キャビン１１から前方を見たときの右を示す。「左」は、キャビン１１から前方を見たときの左を示す。図２の例では、キャビン１１は、旋回体１０において、左側の領域に配置されている。

実施形態１において、キャビン１１は、複数のフレーム１１ｃと、複数の板部材１１ｆとを含む。

実施形態１において、複数のフレーム１１ｃは、それぞれ、キャビン１１の右側面部１１Ｒ、左側面部１１Ｌ、正面部１１Ｆ、及び背面部１１Ｂを構成する。また、複数のフレーム１１ｃの各々は、開口１１ｈを有する。すなわち、複数の開口１１ｈは、それぞれ、キャビン１１の右側面部１１Ｒ、左側面部１１Ｌ、正面部１１Ｆ、及び背面部１１Ｂに位置する。開口１１ｈは、例えば窓として機能する。なお、キャビン１１の正面部１１Ｆを構成するフレーム１１ｃの開口１１ｈは、図２及び図３に表れていない。

実施形態１において、複数の開口１１ｈには、それぞれ、複数の板部材１１ｆが装着されている。板部材１１ｆは、例えば、ガラスのような透明な部材である。

また、実施形態１において、キャビン１１には、第１アンテナ２、受信部３、及びミラー１２が配置されている。

具体的には、第１アンテナ２は、キャビン１１の天面１１ｂに配置される。より具体的には、第１アンテナ２ａ及び第１アンテナ２ｂの各々は、キャビン１１の天面１１ｂに配置されたブラケット１３を介して、キャビン１１の天面１１ｂに配置される。ブラケット１３には、例えばネジ溝が設けられており、第１アンテナ２ａ及び第１アンテナ２ｂの各々は、ネジによってブラケット１３に固定される。実施形態１において、ブラケット１３は、例えば格子形状を有し、金属製である。

実施形態１において、旋回体１０の上方から見たときのキャビン１１の天面１１ｂの面積と、旋回体１０の上方から見たときのブラケット１３の面積とが略同一である。一方、第１アンテナ２ａと第１アンテナ２ｂとは、所定間隔を空けて配置されることが好ましい。従って、仮に旋回体１０を上方から見たときの天面１１ｂの面積が小さい場合、天面１１ｂの面積よりも大きい面積を有するブラケット１３を天面１１ｂに配置することで、第１アンテナ２ａと第１アンテナ２ｂとを、所定間隔を空けて配置できる。

ミラー１２は、キャビン１１のうちの後方部分に配置される。具体的には、ミラー１２は、例えば、支持体１２ａを介して、キャビン１１の右側面部１１Ｒを構成するフレーム１１ｃのうちの後側に装着される。支持体１２ａは、例えばクランプである。ショベル１００の操縦者は、例えば、ミラー１２を介して、走行体９の周辺を確認する。

実施形態１において、受信部３は、略矩形形状を有する。ミラー１２の支持体１２ａには、例えばネジ溝が設けられており、受信部３は、ネジによって支持体１２ａに固定される。すなわち、受信部３は、ミラー１２の支持体１２ａを介してキャビン１１を構成するフレーム１１ｃに取り付けられる。従って、支持体１２ａと異なる部材をキャビン１１に設けることなく、受信部３をキャビン１１に配置できる。すなわち、受信部３を容易にキャビン１１に装着できる。

走行体９は、２つのクローラーを含む。以下、２つのクローラーのうち、左に位置するクローラーを「クローラー９ａ」と記載し、右に位置するクローラーを「クローラー９ｂ」と記載する場合がある。クローラー９ａが延びる方向と、クローラー９ｂが延びる方向とは、互いに略平行である。

次に、図５を参照してキャビン１１の内部構造について説明する。図５は、キャビン１１の内部を示す斜視図である。なお、図５では、図面を見易くするために、キャビン１１の屋根（天面１１ｂ）を省略している。

キャビン１１には、操作装置５と、作業部８を操作するための複数の操作レバー６と、走行体９を動作させるための複数の走行レバー１７が配置される。実施形態１において、複数の操作装置５及び走行レバー１７は、操縦席１１ａの前方に配置されている。また、実施形態１において、複数の操作レバー６は、それぞれ、操縦席１１ａの右方及び左方に配置されている。

操作装置５は、例えば、ショベル１００に対する各種操作を受け付けるとともに、ショベル１００に関する各種情報を表示する。操作装置５は、表示部５ａと、操作部５ｂとを含む。

表示部５ａは、例えば、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイのようなディスプレイによって構成される。表示部５ａは、例えば、ショベル１００に関する各種情報を表示する。

操作部５ｂは、ショベル１００に対する各種操作指示を受け付ける。操作部５ｂは、本実施形態において、複数の操作スイッチを含む。実施形態１において、操作スイッチは、例えばハードキー（例えば押しボタン）である。従って、作業者は、軍手等の保護具を付けたまま操作部５ｂを操作することができる。

なお、表示部５ａがタッチパネルを備える場合、操作部５ｂがＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）のウィジェットとして表示部５ａに表示されてもよい。この場合、表示部５ａは、例えば、操作部５ｂをウィジェットとして表示する。また、操作部５ｂは、表示部５ａが備えるタッチパネルとして機能してもよい。

複数の操作レバー６の各々は、ショベル１００の操縦者からの操作を受け付ける。操作レバー６は、ショベル１００を操作するための操作部材である。ショベル１００の操縦者が操作レバー６を操作することに応じて、操作信号が第２コントロールバルブ７に入力される。第２コントロールバルブ７は、操作レバー６の操作量に応じた圧油を作業部８に供給して、作業部８を動作させる。

次に、図２及び図６を参照して、受信部３の配置について説明する。図６は、ショベル１００を右側方から示す側面図である。

旋回体１０は、走行体９に対して旋回軸線ＡＸの回りに旋回する。具体的には、旋回体１０は、走行体９に対して回転連結部材１４とともに旋回する。すなわち、旋回軸線ＡＸは、回転連結部材１４の中心軸線と略同一である。回転連結部材１４は、例えば、旋回体１０と走行体９との間の油路として用いられる。回転連結部材１４は、例えばスイベルジョイントを含む。

実施形態１において、受信部３は、旋回軸線ＡＸと旋回体１０の後端１０ｂとの間に配置される。具体的には、旋回体１０の前後方向において、旋回軸線ＡＸと後端１０ｂとの間に配置される。従って、旋回体１０の後方に位置する障害物に受信部３が接触することを抑制できる。その結果、ショベル１００の安全性をより高めることができる。

また、実施形態１において、受信部３は、キャビン１１のうちの後方部分に配置される。従って、ショベル１００の操縦者の前方もしくは側方の視界が受信部３によって遮られることを抑制できる。

さらに、実施形態１において、受信部３は、旋回体１０の右方向に、キャビン１１から突出する。ただし、受信部３は、旋回体１０の左方向に、キャビン１１から突出してもよい。すなわち、受信部３は、旋回体１０の左方向又は右方向に、キャビン１１から突出する。従って、キャビン１１の背面部１１Ｂに位置する板部材１１ｆと、受信部３とが、旋回体１０の前後方向において重ならない。その結果、キャビン１１の背面部１１Ｂに位置する板部材１１ｆを介して、ショベル１００の操縦者が旋回体１０の後方を確認するときに、操縦者の視界が受信部３によって遮られることを抑制できる。ひいては、ショベル１００の安全性をより高めることができる。

さらに、実施形態１において、受信部３の上端３ｕは、例えば、キャビン１１の上端１１ｄより下方に位置する。なお、受信部３の上端３ｕの高さは、例えば、キャビン１１の上端１１ｄの高さに略同一であってもよい。すなわち、受信部３の上端３ｕの高さは、キャビン１１の上端１１ｄの高さに略同一、又は受信部３の上端３ｕは、キャビン１１の上端１１ｄより下方に位置する。従って、キャビン１１の上端１１ｄより上方に位置する障害物に、受信部３が接触することを抑制できる。その結果、ショベル１００の安全性をより高めることができる。特に、受信部３と基準局２００（図１参照）との無線通信が障害物によって遮蔽されない高さであって、且つ、ボンネット１５よりも高い位置に、受信部３が位置することが好ましい。ただし、受信部３は、キャビン１１の天面１１ｂに装着されてもよい。

次に、図７を参照して、ショベル１００についてさらに説明する。図７は、ショベル１００を上方から示す平面図である。

図７に示すように、旋回体１０の前端１０ｃから旋回体１０の後端１０ｂまでの長さＬ１は、走行体９の進行方向、すなわち長手方向Ｄ１に沿った長さＬ２以下である。走行体９の長さＬ２を、例えば、走行体９の全長ともいう。従って、旋回体１０が旋回軸線ＡＸの回りに旋回する場合であっても、旋回軸線ＡＸと旋回体１０の後端１０ｂとの間に配置される受信部３が、走行体９よりも外側に位置する障害物に接触することを抑制できる。その結果、ショベル１００の安全性をより高めることができる。

また、旋回体１０の長さＬ１は、走行体９の進行方向、すなわち長手方向Ｄ１に略直交する方向（短手方向Ｄ２）に沿った、走行体９の全幅Ｌ３以下である。全幅Ｌ３は、例えば、短手方向Ｄ２において、クローラー９ａの長手方向Ｄ１に沿った外縁から、クローラー９ｂの長手方向Ｄ１に沿った外縁までの長さのことである。従って、旋回体１０が旋回軸線ＡＸの回りに旋回する場合であっても、旋回軸線ＡＸと旋回体１０の後端１０ｂとの間に配置される受信部３が、走行体９よりも外側に位置する障害物に接触することをさらに抑制できる。その結果、ショベル１００の安全性をより高めることができる。

次に、図７及び図８を参照して、ショベル１００が備える制御ユニット１について説明する。図８は、ショベル１００を右前方から示す斜視図である。

図７及び図８に示すように、制御ユニット１は、旋回体１０の前後方向において、作業部８の後方であって、旋回体１０のうちの前側に配置される。従って、ショベル１００において、作業部８の後方部分に空間がある可能性が高いため、制御ユニット１を容易に配置できる。また、作業部８の後方であって旋回体１０のうちの前側に制御ユニット１が配置されない場合と比較して、ショベル１００を小型化できる。

また、制御ユニット１が、作業部８の後方であって、旋回体１０のうちの前側に配置されることによって、例えば、油圧配管を短くできる。油圧配管とは、例えば、油圧ポンプと第１コントロールバルブ１ｂとを接続する配管、第１コントロールバルブ１ｂと燃料タンクとを接続する配管、及び、燃料タンクと油圧ポンプとを接続する配管である。その結果、油圧配管を容易に配置（配策）できる。

制御ユニット１は、筐体１ｃをさらに備える。筐体１ｃは、例えば金属製である。筐体１ｃは、制御部１ａと、第１コントロールバルブ１ｂと、角度センサ４ａとを収容する。従って、制御部１ａと、第１コントロールバルブ１ｂと、角度センサ４ａとをユニット化できる。その結果、制御部１ａと、第１コントロールバルブ１ｂと、角度センサ４ａとを旋回体１０に配置する手間を軽減できる。

また、制御部１ａと、第１コントロールバルブ１ｂと、角度センサ４ａとが筐体１ｃによって収容されるため、制御部１ａと第１コントロールバルブ１ｂと角度センサ４ａとが露出することを防止できる。その結果、制御部１ａと第１コントロールバルブ１ｂと角度センサ４ａとの少なくとも１つが、障害物又は作業部８に接触することを抑制できる。

また、制御ユニット１は、旋回体１０のうちの下方に配置される。具体的には、旋回体１０の上下方向において、制御ユニット１は、受信部３よりも下方に配置される。制御ユニット１は重たい場合が多い。従って、安定して制御ユニット１を配置できる。また、制御ユニット１を旋回体１０に装着するための装着部材（例えばブラケット）への負荷を軽減できる。

実施形態１において、ショベル１００は、受信部３と、制御ユニット１の制御部１ａとを接続する配線Ｃｄを有する。実施形態１において、配線Ｃｄは、キャビン１１に沿って配置される。すなわち、配線Ｃｄは、キャビン１１に沿って配策される。具体的には、配線Ｃｄは、例えば、キャビン１１の右側面部１１Ｒを構成するフレーム１１ｃの上端部分に沿って配置される。従って、例えば、フレーム１１ｃに予め設けられたネジ溝に、フックのような第１支持部材１１ｇを装着することによって、配線Ｃｄをガイドできる。すなわち、例えば、第１支持部材１１ｇをフレーム１１ｃに装着させるような加工（フレーム１１ｃにネジ溝をさらに追加する加工等）を新たにキャビン１１に対して施すことなく、配線Ｃｄを容易に配置できる。

実施形態１において、第１支持部材１１ｇは、上述したように例えばフックである。第１支持部材１１ｇは、配線Ｃｄを支持する。従って、第１支持部材１１ｇによって配線Ｃｄを容易に支持させることができる。

また、実施形態１において、配線Ｃｄは、例えば、キャビン１１の内面に沿って配置される。具体的には、配線Ｃｄの一部がキャビン１１の内面に沿って配置される。従って、配線Ｃｄが作業部８等に接触することを抑制できる。その結果、ショベル１００の安全性をより高めることができる。なお、配線Ｃｄの全部が、キャビン１１の外面に沿って配置されてもよい。この場合、第１支持部材１１ｇは、キャビン１１の外部に配置される。

さらに、実施形態１において、制御ユニット１は、配線Ｃｄを支持する第２支持部材１ｄを含む。第２支持部材１ｄは、例えばフックである。第２支持部材１ｄは、筐体１ｃに配置される。具体的には、第２支持部材１ｄは、例えば、旋回体１０の前後方向において筐体１ｃの前側であって、旋回体１０の上下方向において筐体１ｃの上側に配置される。従って、筐体１ｃの周辺において、配線Ｃｄを撓ませることができる。その結果、制御ユニット１が第２支持部材１ｄを含まない場合と比較して、配線Ｃｄが折れ曲がることに起因した配線Ｃｄへの負荷を抑制できる。

また、実施形態１において、制御ユニット１とキャビン１１とは、旋回体１０の左右方向に沿って配置される。具体的には、実施形態１において、制御ユニット１は、キャビン１１の右隣に配置される。従って、受信部３と、キャビン１１内に配置される操作装置５、キャビン１１内に配置される操作レバー６、及び作業部８の各々とを、配線を用いて、互いに電気的に接続し易い。

また、実施形態１において、制御ユニット１は、旋回体１０の上下方向において、キャビン１１を構成するフレーム１１ｃの開口１１ｈよりも下方に配置される。従って、ショベル１００の操縦者の視界が制御ユニット１によって遮られることを抑制できる。その結果、ショベル１００の安全性をより高めることができる。

また、実施形態１において、受信部３、制御ユニット１、及び検出部４は、旋回体１０の前後方向に沿って配置される。具体的には、受信部３、制御ユニット１、角度センサ４ａ、角度センサ４ｂ、角度センサ４ｃ、及び角度センサ４ｂは、旋回体１０の前後方向に沿って配置される。なお、上述したように、角度センサ４ａは、制御ユニット１に含まれる。従って、受信部３、制御ユニット１、及び検出部４が、旋回体１０の前後方向に沿って配置されない場合と比較して、ショベル１００の操縦者が旋回体１０の周囲を確認するときに、受信部３、制御ユニット１、及び検出部４が操縦者の視界を遮ることを抑制できる。その結果、ショベル１００の安全性をより高めることができる。また、受信部３、制御ユニット１、及び検出部４を直線的に配置することで、受信部３、制御ユニット１、及び検出部４を互いに結ぶ配線の構築が容易となる。つまり、受信部３、制御ユニット１、及び検出部４を配線することが容易である。

また、実施形態１において、旋回体１０を上方から見たときに、第１アンテナ２（第１アンテナ２ａ及び第１アンテナ２ｂ）は、旋回軸線ＡＸと旋回体１０の外縁との間に配置される。すなわち、上述したように、第１アンテナ２は、キャビン１１の天面１１ｂに配置される。従って、旋回体１０の後方に位置する障害物に、第１アンテナ２が接触することを抑制できる。その結果、ショベル１００の安全性をより高めることができる。

次に、図９を参照して、制御ユニット１について説明する。図９は、ショベル１００の制御ユニット１の拡大図である。図９に示すように、制御部１ａと、第１コントロールバルブ１ｂとは、筐体１ｃの内部において、旋回体１０の前後方向に沿って配置される。具体的には、例えば、旋回体１０の前後方向において、制御部１ａは、第１コントロールバルブ１ｂよりも前に配置される。従って、旋回体１０の左右方向に制御ユニット１が大きくなることを抑制できる。ひいては、制御ユニット１を小型化できる。なお、制御部１ａの高さは、例えば、第１コントロールバルブ１ｂの高さよりも小さい。

次に、図１０を参照して、受信部３について説明する。図１０は、ショベル１００の受信部３の拡大図である。図１０に示すように、受信部３は、第２アンテナ３ａと、本体３ｂとを含む。第２アンテナ３ａは、例えば、基準局２００（図１参照）から、特定情報を受信する。本体３ｂは、第２アンテナ３ａが受信した特定情報を取得する。そして、本体３ｂは、取得した特定情報を、配線Ｃｄ（図８参照）を介して、制御ユニット１の制御部１ａに送信する。実施形態１において、第２アンテナ３ａと本体３ｂとは、一体的に形成されている。

（実施形態２）
図１１及び図１２を参照して、実施形態２に係るショベル１００ａについて説明する。図１１は、ショベル１００ａの測位を説明するための概略図である。図１２は、ショベル１００ａを示すブロック図である。ショベル１００ａがトータルステーション４００を用いて測位される点で、実施形態２のショベル１００ａは、実施形態１のショベル１００と主に異なる。以下、実施形態２が実施形態１と異なる点を主に説明し、重複部分については説明を省略する。

図１１に示すように、実施形態２において、トータルステーション４００を用いて、ショベル１００ａの測位が実行される。ショベル１００ａは、プリズム３０を備える。プリズム３０は、トータルステーション４００のターゲットとして機能する。プリズム３０は、例えば、キャビン１１の天面１１ｂに配置される。トータルステーション４００は、「外部装置」の一例である。

トータルステーション４００は、プリズム３０の位置を測定し、受信部３ｘに測定結果としての特定情報を送信する。そして、受信部３ｘは、トータルステーション４００から受信した特定情報を、制御ユニット１に入力する。制御ユニット１は、受信部３ｘを介して取得した特定情報に基づいて、ショベル１００の位置を特定する。そして、制御ユニット１は、例えば、特定情報に基づいて特定した旋回体１０の位置に基づいて、第１コントロールバルブ１ｂを制御する。

以上、図面を参照して本発明の実施形態について説明した。ただし、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施できる。また、上記の実施形態に開示される複数の構成要素は適宜改変可能である。例えば、ある実施形態に示される全構成要素のうちのある構成要素を別の実施形態の構成要素に追加してもよく、又は、ある実施形態に示される全構成要素のうちのいくつかの構成要素を実施形態から削除してもよい。

図面は、発明の理解を容易にするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚さ、長さ、個数、周期等は、図面作成の都合上から実際とは異なる場合もある。また、上記の実施形態で示す各構成要素の構成は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることは言うまでもない。

例えば、図１を参照して説明したように、実施形態１において、全球測位衛星システムを用いた測位方法として、ＲＴＫ測位が適用された。ただし、他の測位方法が適用されてもよい。例えば、ＤＧＰＳ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ：ディファレンシャルＧＰＳ測位）が適用されてもよい。

また、例えば、実施形態１において、基準局２００とショベル１００とが、直接的に無線通信を行うことで受信部３が特定情報を取得した。ただし、受信部３は、インターネットのようなネットワークを介して、基準局２００から特定情報を取得してもよい。

さらに、例えば、実施形態１及び実施形態２において、キャビン１１のフレーム１１ｃは、複数の板部材１１ｆを含んだ。ただし、キャビン１１は、板部材１１ｆを含まなくてもよい。すなわち、フレーム１１ｃの開口１１ｈは、開放されていてもよい。

さらに、例えば、実施形態１及び実施形態２において、受信部３は、ミラー１２の支持体１２ａに固定された。ただし、図１３（ａ）に示すように、キャビン１１に隣り合って配置されるガイド部Ｇｄに沿って、受信部３が支持されてもよい。図１３（ａ）は、実施形態１の変形例に係るショベル１００のガイド部Ｇｄを示す図である。具体的には、変形例において、旋回体１０は、旋回体１０の上下方向に延びるガイド部Ｇｄを含む。ガイド部Ｇｄは、キャビン１１の右側であってキャビン１１の後側で、キャビン１１に隣り合って配置される。ガイド部Ｇｄは、例えばスライドレールである。例えば、ガイド部Ｇｄに沿って、すなわち、旋回体１０の上下方向に沿って、受信部３を移動させることができる。所望の位置に受信部３を移動させると、受信部３は、例えばネジによって固定される。従って、旋回体１０の上下方向において、受信部３を自由に配置できる。例えば、受信部３が基準局２００と通信する場合には、受信部３を上側に配置することができる。また、上方に位置する障害物と受信部３との接触を回避させたい場合には、受信部３を下側に配置することができる。なお、ガイド部Ｇｄとキャビン１１との間には空間が設けられてもよいし、ガイド部Ｇｄがキャビン１１に接着していてもよい。

また、図１３（ｂ）に示すように、受信部３は、回動部材Ｈｇによって、キャビン１１に連結されてもよい。図１３（ｂ）は、実施形態１の他の変形例に係るショベル１００の回動部材Ｈｇを示す図である。具体的には、旋回体１０は、回動部材Ｈｇを含む。回動部材Ｈｇは、例えばヒンジである。回動部材Ｈｇは、例えば、キャビン１１に対して回動可能に、キャビン１１に連結される。具体的には、回動部材Ｈｇは、例えば、キャビン１１うちの右側であってキャビン１１のうちの後側に配置される。すなわち、回動部材Ｈｇは、例えば、キャビン１１の右側面部１１Ｒを構成するフレーム１１ｃの後側に装着される。回動部材Ｈｇは、キャビン１１に対して、方向Ｒに回動可能に、受信部３をキャビン１１に連結させる。つまり、受信部３は、水平方向に回動可能である。従って、水平方向において、受信部３を自由に配置できる。

さらに、例えば、図１０に示すように、実施形態１及び実施形態２において、受信部３の第２アンテナ３ａと本体３ｂとは、一体的に形成されていた。ただし、第２アンテナ３ａと本体３ｂとは、別体であってもよい。従って、第２アンテナ３ａと本体３ｂとは、互いに異なる位置に配置されてもよい。この場合、例えば、第２アンテナ３ａがキャビン１１の外部に配置され、本体３ｂがボンネット１５の内部又はキャビン１１の内部に配置されてもよい。従って、本体３ｂが障害物、又は作業部８に接触する可能性を抑制できる。その結果、ショベル１００の安全性をより高めることができる。

さらに、例えば、図１１に示すように、実施形態２において、プリズム３０は、キャビン１１の天面１１ｂに配置された。ただし、プリズム３０がトータルステーション４００のターゲットとして機能する限り、プリズム３０の位置は特に限定されない。例えば、プリズム３０は、走行体９に含まれる排土機構９ｃに設置された支柱の上部に配置されてもよい。排土機構９ｃは、例えば、土砂等の排土作業、造成地及び道路等の整地作業に用いられる。

また、図１～図１３を参照して説明した実施形態１及び実施形態２では、建設機械としてショベル１００を例に挙げて説明したが、建設機械はショベル１００に限定されない。建設機械は、例えば、ホイールローダーなどのローダー、又は、キャリアである。

また、上述した例では、キャビン型の建設機械について説明したが、本発明は、キャノピ型の建設機械にも適用可能である。キャノピ型の建設機械に適用する場合には、受信部３をキャノピの支柱もしくは庇における所定位置に配置することで、キャビン型の建設機械と同様に、周辺の障害物との接触を回避しつつ、基準局２００もしくはトータルステーション４００との良好な通信を確保できる。

本発明は、建設機械に関するものであり、産業上の利用可能性を有する。

１００ ショベル（建設機械）
１ 制御ユニット
１ａ 制御部
１ｂ 第１コントロールバルブ（切替弁）
２ 第１アンテナ
３ 受信部
３ａ 第２アンテナ
３ｂ 本体
８ 作業部
９ 走行体
１０ 旋回体
１１ キャビン
２００ 基準局（外部装置）
４００ トータルステーション（外部装置）
ＡＸ 旋回軸線
Ｇｄ ガイド部
Ｈｇ 回動部材

Claims (21)

1. 走行体と、
   前記走行体の上部に配置され、前記走行体に対して旋回軸線の回りに旋回する旋回体と、
   前記旋回体の位置を特定するための特定情報を外部装置から受信する受信部と
   を備え、
   前記受信部は、前記旋回軸線と前記旋回体の後端との間に配置される、建設機械。
2. 前記旋回体は、キャビンを含み、
   前記受信部は、前記キャビンのうちの後方部分に配置される、請求項１に記載の建設機械。
3. 前記旋回体の前端から後端までの長さは、前記走行体の進行方向に沿った長さ以下である、請求項１または請求項２に記載の建設機械。
4. 前記旋回体の前端から後端までの長さは、前記走行体の進行方向に略直交する方向に沿った、前記走行体の全幅以下である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の建設機械。
5. 前記旋回体は、キャビンを含み、
   前記受信部は、前記旋回体の左方向又は右方向に、前記キャビンから突出する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の建設機械。
6. 前記旋回体は、キャビンを含み、
   前記受信部は、前記キャビンに配置され、
   前記受信部の上端の高さは前記キャビンの上端の高さに略同一、又は前記受信部の上端は前記キャビンの上端より下方に位置する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の建設機械。
7. 前記旋回体に取り付けられ、作業を実行する作業部と、
   前記特定情報よって特定された前記旋回体の位置に基づいて、前記作業部を制御する制御ユニットと
   をさらに備え、
   前記制御ユニットは、前記作業部の後方であって、前記旋回体のうちの前側に配置される、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の建設機械。
8. 前記制御ユニットは、
   前記特定情報によって特定された前記旋回体の位置に基づいて制御信号を出力する制御部と、
   前記制御信号を油圧信号に変換し、前記油圧信号に基づいて前記作業部を制御する切替弁と
   を含み、
   前記制御部と前記切替弁とは、前記旋回体の前後方向に沿って配置される、請求項７に記載の建設機械。
9. 前記旋回体は、キャビンを含み、
   前記制御ユニットと前記キャビンとは、前記旋回体の左右方向に沿って配置される、請求項７または請求項８のいずれか１項に記載の建設機械。
10. 前記旋回体は、キャビンを含み、
    前記キャビンは、前記キャビンの右側面部又は左側面部に位置する開口を有し、
    前記制御ユニットは、前記開口より下方に配置される、請求項７から請求項９のいずれか１項に記載の建設機械。
11. 前記旋回体は、キャビンを含み、
    前記受信部と前記制御ユニットとを接続する配線を有し、
    前記配線は、前記キャビンに沿って配置される、請求項８から請求項１０のいずれか１項に記載の建設機械。
12. 前記配線は、前記キャビンの内面に沿って配置される、請求項１１に記載の建設機械。
13. 前記キャビンは、前記配線を支持する第１支持部材を含む、請求項１１または請求項１２に記載の建設機械。
14. 前記制御ユニットは、
    前記制御部及び前記切替弁を収容する筐体と、
    前記筐体に配置され、前記配線を支持する第２支持部材と
    を含む、請求項１１から請求項１３のいずれか１項に記載の建設機械。
15. 前記作業部の姿勢を検出する検出部をさらに備える、請求項７から請求項１４のいずれか１項に記載の建設機械。
16. 前記受信部、前記制御ユニット、及び前記検出部は、前記旋回体の前後方向に沿って配置される、請求項１５に記載の建設機械。
17. 衛星から、前記旋回体の位置を示す位置情報を受信する第１アンテナをさらに備え、
    前記特定情報に基づいて、前記位置情報が較正される、請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の建設機械。
18. 前記旋回体は、キャビンを含み、
    前記第１アンテナは、前記キャビンの天面に配置される、請求項１７に記載の建設機械。
19. 前記旋回体は、キャビンを含み、
    前記キャビンは、前記旋回体の上下方向に延びるガイド部を含み、
    前記受信部は、前記ガイド部に沿って昇降可能に支持される、請求項１から請求項１８のいずれか１項に記載の建設機械。
20. 前記旋回体は、キャビンと、前記受信部を前記キャビンに連結させる回動部材とを含み、
    前記回動部材は、前記キャビンに対して回動可能に、前記キャビンに連結される、請求項１から請求項１９のいずれか１項に記載の建設機械。
21. 前記受信部は、
    前記特定情報を受信する第２アンテナと、
    前記第２アンテナが受信した前記特定情報を取得する本体と
    を含み、
    前記本体と前記第２アンテナとは、異なる位置に配置される、請求項１から請求項２０のいずれか１項に記載の建設機械。

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