JP5136627B2 - 建設機械のアースブラケット - Google Patents

Description

本発明はショベル等の建設機械において、電装品のアース端子を機械の導電性のフレームに接続するアース端子台として使用されるアースブラケットに関するものである。

油圧ショベルを例にとって背景技術を説明する。

油圧ショベルはバッテリを備え、このバッテリのマイナス極及び各電装品のアース端子を上部旋回体の、導電性を備えた(鋼板製の)アッパーフレームに接続して直流回路を構成する(特許文献１参照)。

この場合、電装品のアース端子、とくに複数のアース端子をアッパーフレームに接続する手段として、従来、図８，９に示すアースブラケット１が公知である。

このアースブラケット１は、金属製の直方体状のブロックとして形成されたブラケット本体２に、これを上下方向に貫通して複数の雌ねじ穴３…が間隔を置いて設けられて成り、ブラケット本体２の周側面の下端部が上部旋回体のアッパーフレーム４の上面に溶接(図中、Ｗは溶接部分を示す)されて取付けられる。

そして、複数のボルト５…が各電装品のアース端子６…を貫通して雌ねじ穴３…にねじ込まれることにより、アース端子６…がアッパーフレーム４に電気的に接続された状態でアースブラケット１に取付けられる。図８中、６ａはアース端子６が先端に取付けられたアース線である。

特開２００８−１６３６０７号公報

ところが、上記公知技術によると次の問題があった。

(Ｉ) ブラケット本体２に雌ねじ穴３…を直接加工するため、アースブラケット１をアッパーフレーム４に溶接する際の溶接熱が雌ねじ穴３…に伝わり易くて雌ねじ部が熱影響によって変形し易く、ボルト５…を締め込めなくなる事態が発生していた。

(ＩＩ) この場合の対策として、図９に示すようにタッピング加工具７によって雌ねじ部を再タップ加工しているが、雌ねじ穴３…の穴底がアッパーフレーム４で塞がれているため、加工時に、雌ねじ穴３を貫通したタッピング加工具７の先端がアッパーフレーム４に当たって同加工具７が損傷するおそれがあった。

(ＩＩＩ) ブラケット本体２が、複数の雌ねじ穴３…を一定の間隔を置いて設けるのに十分な体積を要するため、同本体２を大きな金属の塊(ブロック)として形成しなければならないこと、及び複数の雌ねじ穴３…をタップ加工しなければならないことにより、コストが高くなっていた。

そこで本発明は、雌ねじ部の熱変形を抑制できるとともに、再タッピング加工が必要になった場合でも加工具の損傷を防止でき、しかもコストダウンすることができる建設機械のアースブラケットを提供するものである。

上記課題を解決する手段として、本発明においては、機械の導電性を備えたフレームとアース端子とを電気的に接続するアース端子台としてのアースブラケットであって、ブラケット本体と、アース端子がねじ止めされる雌ねじ部材とから成り、上記ブラケット本体は、上記フレームのブラケット取付面に溶接されるフレーム取付部と、上記雌ねじ部材が取付けられる雌ねじ部材取付部とを備え、
(ｉ) 上記雌ねじ部材全体が上記フレームのブラケット取付面から離間し、
(ｉｉ) 雌ねじ部材における雌ねじ穴の両端が外部空間に開放する
状態で、上記雌ねじ部材を上記ブラケット本体の雌ねじ部材取付部に取付けたものである。

この構成によれば、雌ねじ部への熱影響に関して、第１に、ブラケット本体にこれとは別体の雌ねじ部材をフレームのブラケット取付面から離間して取付けてアースブラケットを構成するため、ブラケット本体に雌ねじ穴を直接加工する公知技術と比較して、アッパーフレームに溶接する際の溶接熱が雌ねじ穴に伝わり難い。

第２に、雌ねじ部材に伝わった熱を外部に放散し易い。この場合、雌ねじ穴の両端が外部に開放しているため、熱放散が活発となる。

この二点により、雌ねじ部への熱影響を抑制し、その変形を抑えることができる。

また、もし雌ねじ部に変形が生じてタッピング加工具による再タップ加工が必要となった場合でも、雌ねじ部材の両端が外部に開放しているため、加工具の先端がアッパーフレームのブラケット取付面に当たって損傷するおそれがない。

一方、ブラケット本体に大きな体積を要しないこと、雌ねじ部材は市販の高ナット等を使用できること、及び同部材をブラケット本体に溶接等で取付けるだけでよいことにより、公知技術と比較して大幅なコストダウンを実現することができる。

この場合、上記雌ねじ部材を、雌ねじ穴の一端が外部空間に上向きに開放するとともに他端が水平な上記ブラケット取付面との間に隙間を置いて外部空間に開放する縦姿勢で上記ブラケット本体の雌ねじ部材取付部に取付けてもよい(請求項２)。

あるいは、上記雌ねじ部材を、雌ねじ穴の両端が外部空間に横向きに開放する横姿勢で上記ブラケット本体の雌ねじ部材取付部に取付けてもよい(請求項３，４)。

この場合、上記雌ねじ部材を、雌ねじ部材取付部を貫通して雌ねじ穴の両端が外部空間に横向きに開放する横姿勢で上記雌ねじ部材取付部に取付けるのが望ましい(請求項４)。

こうすれば、雌ねじ部材の両端にアース端子を取付けることができるため、必要な端子取付数を確保しながら雌ねじ部材が少なくてすみ、その分、ブラケット全体のコンパクト化、軽量化、コストダウンが可能となる。

本発明において、上記ブラケット本体を平板状に形成し、厚み方向の面を雌ねじ部材取付部としてこれに上記雌ねじ部材を取付けるのが望ましい(請求項５〜８)。

この構成によれば、雌ねじ部材をブラケット本体に簡単に取付けることができる。

ここで、上記ブラケット本体の厚み方向の表裏両面を雌ねじ部材取付部として、複数の雌ねじ部材を上記表裏両面に分けて取付けるのが望ましい(請求項６)。

こうすれば、ブラケット本体をできるだけ小さくしながら、より多くの雌ねじ部材を効率良く取付けることができる。

この場合、上記雌ねじ部材を、上記ブラケット本体の表面側と裏面側とで雌ねじ部材の直径方向に位置をずらして取付けるのが望ましい(請求項７)。

こうすれば、より多くの雌ねじ部材を取付けながら、隣り合う雌ねじ部材間に必要な間隔を確保してアース端子を互いの干渉を避けて容易に取付けることができる。

また、上記雌ねじ部材を、上記アース端子取付側の端部がブラケット本体から突出する状態で上記雌ねじ部材取付部に取付けるのが望ましい(請求項８)。

こうすれば、ブラケット本体がアース端子の取付けの邪魔にならず、同端子の取付けが一層容易になる。

本発明において、上記ブラケット本体を、垂直な側辺部と水平な上辺部とを備えた曲げ板状に形成し、上記上辺部を雌ねじ部材取付部として、これに上記雌ねじ部材を取付けるのが望ましい(請求項９)。

この構成によれば、ブラケット本体を最小限に軽量化できるとともにコストダウンすることができる。

一方、本発明において、複数の上記雌ねじ部材を、同部材の直径方向に間隔を置いて、かつ、直近のもの同士間でアース端子取付側の端面が段差を持つ状態で上記雌ねじ部材取付部に取付けるのが望ましい(請求項１０)。

この構成によれば、直近の雌ねじ部材間に段差を持たせることでアース端子の接続を容易にし、かつ、雌ねじ部材の間隔をより小さくすることができる。

本発明によると、雌ねじ部の熱変形を抑制できるとともに、再タッピング加工が必要になった場合でも加工具の損傷を防止でき、しかもコストダウンすることができる。

油圧ショベルを適用対象として、本発明の第１実施形態に係るアースブラケットが取付けられた上部旋回体のアッパーフレームを示す部分斜視図である。 図１の丸囲いＡ部の拡大斜視図である。 アースブラケットの拡大平面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 本発明の第２実施形態に係るアースブラケットの斜視図である。 本発明の第３実施形態に係るアースブラケットの斜視図である。 本発明の第４実施形態に係るアースブラケットの斜視図である。 公知のアースブラケットとその取付部分を示す図２相当図である。 同断面図である。

本発明の実施形態を図１〜図７によって説明する。

実施形態では、油圧ショベルを適用対象としている。

油圧ショベルは、クローラ式の下部走行体上に上部旋回体が地面と鉛直な軸のまわりに旋回自在に搭載され、上部旋回体に作業アタッチメントが装着されて構成される。

上部旋回体は導電性を備えた(鋼板製の)ベースとしてのアッパーフレーム１１を有し、このアッパーフレーム１１上にエンジンやキャビンをはじめとする必要な設備、機器、バッテリ、電装品(いずれも図示省略)が搭載されるとともに、バッテリのマイナス極、及び各電装品のアース端子がアッパーフレーム１１に接続される。

アッパーフレーム１１は底板１２を備え、たとえば、図１中左側の底板１２上に各実施形態に係るアースブラケット１３，１７，１８，２２(図１には第１実施形態のアースブラケット１３を示す)が取付けられる。

各実施形態では、一つのアースブラケット１３，１７，１８，２２に複数のアース端子６を取付ける構成がとられている。なお、図８，９と同一部分(アース端子取付用のボルト、アース端子、アース線)については同一符号を付している。

第１実施形態(図１〜図４参照)
第１実施形態に係るアースブラケット１３は、ブラケット本体１４と、複数の雌ねじ部材としての高ナット１５…とによって構成される。

ブラケット本体１４は、図２〜図４に示すように厚肉の四角形平板状に形成され、アッパーフレーム底板１２の上面(以下、ブラケット取付面という)１２ａに対して垂直に立つ状態で、厚み方向の両面(表裏両面)１４ａ，１４ｂの下端部がフレーム取付部として底板上面１２ａに溶接(図２〜図４中、Ｗは溶接部分を指す)されている。

高ナット１５…は、このブラケット本体１４の雌ねじ部材取付部としての表裏両面１４ａ，１４ｂに分けて、雌ねじ穴１５ａの一端が外部空間に上向きに開放するとともに他端がブラケット取付面１２ａとの間に隙間Ｓ(図４中に示す)を置いて外部空間に開放する縦姿勢で、直径方向に一定間隔を置いて溶接によって取付けられている。

ここで、表裏両側の高ナット１５…，１５…は、
(イ) それぞれアース端子が取付けられる上端部がブラケット本体１４から上方に突出し、
(ロ) 正面から見て表面側高ナット１５，１５間の中央に裏面側高ナット１５が位置するように、表面側と裏面側とで直径方向(並び方向)に位置をずらして、
(ハ) 表面側と裏面側とで上方への突出量(＝ナット高さ寸法)が異なって、上端面が段差Ｄ(図４中に示す)を持つ
状態で本体表裏両面１４ａ，１４ｂに取付けられている。

各アース端子６…は、ブラケット本体１４の表裏両側において高ナット１５…の上端面に、雌ねじ穴１５ａ…にねじ込まれたボルト５…によって取付けられる。

これにより、各アース端子６…が高ナット１５…、ブラケット本体１４、アッパーフレーム底板１２を通じてアッパーフレーム１１、つまりバッテリのマイナス極に電気的に接続される。

この第１実施形態の構成によると、高ナット１５…への熱影響に関して、ブラケット本体１４に高ナット１５…を、アッパーフレーム底板１２のブラケット取付面１２ａとの間に隙間Ｓが生じる状態で取付けているため、ブラケット本体に雌ねじ穴を直接加工する公知技術と比較して、アッパーフレーム底板１２に溶接する際の溶接熱が雌ねじ穴１５ａに伝わり難い。

また、高ナット１５…に伝わった熱を外部に放散し易い。この場合、雌ねじ穴１５ａの両端が外部に開放しているため、熱放散が活発となる。

これらの点により、高ナット１５…の雌ねじ部への熱影響を抑制し、その変形を抑えることができる。

また、もし雌ねじ部に変形が生じて、図４に示すようにタッピング加工具１６による再タップ加工が必要となった場合でも、高ナット１５…の両端が外部に開放しているため、雌ねじ穴１５ａを貫通した加工具１６の先端がアッパーフレーム底板１２のブラケット取付面１２ａに当たって損傷するおそれがない。

一方、ブラケット本体１４に大きな体積を要しないこと、雌ねじ部材として市販の高ナット１５を使用できること、及び高ナット１５…をブラケット本体１４に取付けるだけでよいことにより、公知技術と比較して大幅なコストダウンを実現することができる。

加えて、第１実施形態によると次の効果を得ることができる。

(Ｉ) 平板状のブラケット本体１４に高ナット１５…を取付けるため、高ナット１５…をブラケット本体１４に簡単に取付けることができる。

(ＩＩ) 高ナット１５…をブラケット本体１４の表裏両面に分けて取付けるため、ブラケット本体１４をできるだけ小さくしながら、より多くの高ナット１５…を効率良く取付けることができる。

(ＩＩＩ) 高ナット１５…を、表面側と裏面側とで直径方向(並び方向)に位置をずらして取付けるため、より多くの高ナット１５…を取付けながら、隣り合う高ナット１５…間に必要な間隔を確保してアース端子６…を互いの干渉を避けて容易に取付けることができる。

(ＩＶ) 高ナット１５…を、アース端子取付側である上端部がブラケット本体１４から上方に突出する状態で取付けているため、ブラケット本体１４がアース端子６…の取付けの邪魔にならず、同端子６…の取付けが一層容易になる。

(Ｖ) 複数の高ナット１５…を、直径方向に間隔を置いて、かつ、直近のもの同士間でアース端子取付側の端面が段差Ｄを持つ状態で取付けているため、アース端子６…の接続を一層容易にし、かつ、高ナット１５…の間隔をより小さくすることができる。

第２、第３実施形態(図５，６参照)
第２、第３両実施形態に係るアースブラケット１７，１８においては、ブラケット本体１９，２０が曲げ板状に形成されている。

具体的には、第２実施形態のブラケット本体１９は、垂直な側辺部１９ａと水平な上、下辺部１９ｂ，１９ｃとを備えた側面視ほぼコの字形に、第３実施形態のブラケット本体２０は垂直な側辺部２０ａと水平な上辺部２０ｂとを備えた側面視逆Ｌ字形にそれぞれ形成され、いずれも上辺部１９ｂ，２０ｂの下面に複数の高ナット１５…が、同ナット下端面とアッパーフレーム底板１２のブラケット取付面１２ａとの間に隙間Ｓが形成される垂下姿勢で一定間隔置きに取付けられている。

そして、第２実施形態においてはブラケット本体１９の下辺部１９ｃが、第３実施形態においてはブラケット本体２０の側辺部２０ａの下端がそれぞれフレーム取付部としてブラケット取付面１２ａに溶接される。

また、両実施形態において、ブラケット本体１９，２０の上辺部１９ｂ，２０ｂに、高ナットごとに雌ねじ穴(図示していない)の上端を外部に開放させるボルト通し穴２１…が設けられ、アース端子取付用のボルトがこのボルト通し穴２１を介して高ナット１５…の雌ねじ穴にねじ込まれる。

この両実施形態によると、第１実施形態のブラケット本体１４よりも薄い板材によってブラケット本体１９，２０を構成できるため、同本体１９，２０最小限に軽量化できるとともにコストダウンすることができる。

第４実施形態(図７参照)
第４実施形態に係るアースブラケット２２においては、第１実施形態のブラケット本体１４と同様の厚肉平板状のブラケット本体２３に複数の高ナット１５…が、同本体２３を厚み方向に貫通して雌ねじ穴１５ａの両端が外部に開放する横(水平)姿勢で、かつ、交互に取付位置が上下にずれた状態でその貫通部分が溶接されて取付けられ、この高ナット１５…の両端にアース端子が取付けられるように構成されている。

また、上位側の高ナット１５は下位側の高ナット１５よりも短尺とされ、これらの端面間に突出量の差、つまり段差Ｄが設けられている。

この第４実施形態によれば、高ナット１５…の両端にアース端子を取付けることができるため、必要な端子取付数を確保しながら雌ねじ部材が少なくてすみ、その分、ブラケット全体のコンパクト化、軽量化、コストダウンが可能となる。

また、第１実施形態と同様に、直近の高ナット１５，１５の端面間に段差Ｄを持たすことでアース端子の接続を一層容易にし、かつ、高ナット１５…の間隔をより小さくすることができる。

この第４実施形態の構成(高ナット横置き)は、第２、第３実施形態のブラケット本体１９，２０を曲げ板状とする場合にも適用することができる。

ところで、上記各実施形態では雌ねじ部材として市販の高ナット１５…を利用する構成をとったが、他の市販のナット、または本ブラケット専用として製作した雌ねじ部材を用いてもよい。

また、上記各実施形態では、アッパーフレーム底板１２に溶接されるアースブラケット１３，１７，１８，２２を例示したが、本発明はアッパーフレーム１１の本体部分やこれに取付けられる導電性フレームに溶接されるアースブラケットにも適用することができる。

さらに、本発明は油圧ショベルに限らず、アッパーフレームに対してアース接続を要する他の建設機械にも、また一つのアース端子をアッパーフレームに接続するためのアースブラケットとしても適用することができる。

５ アース端子取付用のボルト
６ アース端子
１１ アッパーフレーム
１２ アッパーフレーム底板
１２ａ アッパーフレーム底板のブラケット取付面
１３ アースブラケット
１４ ブラケット本体
１４ａ ブラケット本体の表裏両面
１５ 雌ねじ部材としての高ナット
１５ａ 雌ねじ穴
Ｄ 段差
Ｓ 隙間
１６ タッピング加工具
１７ アースブラケット
１９ ブラケット本体
１９ａ ブラケット本体の下辺部
１９ａ 同、側辺部
１９ｂ 同、上辺部
１９ｃ 同、下辺部
２０ ブラケット本体
２０ａ ブラケット本体の側辺部
２０ｂ 同、上辺部
２１ ボルト通し穴
２２ アースブラケット
２３ ブラケット本体

Claims (10)

1. 機械の導電性を備えたフレームとアース端子とを電気的に接続するアースブラケットであって、ブラケット本体と、アース端子がねじ止めされる雌ねじ部材とから成り、上記ブラケット本体は、上記フレームのブラケット取付面に溶接されるフレーム取付部と、上記雌ねじ部材が取付けられる雌ねじ部材取付部とを備え、
   (ｉ) 上記雌ねじ部材全体が上記フレームのブラケット取付面から離間し、
   (ｉｉ) 雌ねじ部材における雌ねじ穴の両端が外部空間に開放する
   状態で、上記雌ねじ部材を上記ブラケット本体の雌ねじ部材取付部に取付けたことを特徴とする建設機械のアースブラケット。
2. 上記雌ねじ部材を、雌ねじ穴の一端が外部空間に上向きに開放するとともに他端が水平な上記ブラケット取付面との間に隙間を置いて外部空間に開放する縦姿勢で上記ブラケット本体の雌ねじ部材取付部に取付けたことを特徴とする請求項１記載の建設機械のアースブラケット。
3. 上記雌ねじ部材を、雌ねじ穴の両端が外部空間に横向きに開放する横姿勢で上記ブラケット本体の雌ねじ部材取付部に取付けたことを特徴とする請求項１記載の建設機械のアースブラケット。
4. 上記雌ねじ部材を、上記雌ねじ部材取付部を厚み方向に貫通してその雌ねじ穴の両端が外部空間に開放する状態で上記ブラケット本体の雌ねじ部材取付部に取付けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の建設機械のアースブラケット。
5. 上記ブラケット本体を平板状に形成し、厚み方向の面を雌ねじ部材取付部としてこれに上記雌ねじ部材を取付けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の建設機械のアースブラケット。
6. 上記ブラケット本体の厚み方向の表裏両面を雌ねじ部材取付部として、複数の雌ねじ部材を上記表裏両面に分けて取付けたことを特徴とする請求項５記載の建設機械のアースブラケット。
7. 上記雌ねじ部材を、上記ブラケット本体の表面側と裏面側とで雌ねじ部材の直径方向に位置をずらして取付けたことを特徴とする請求項６記載の建設機械のアースブラケット。
8. 上記雌ねじ部材を、上記アース端子取付側の端部がブラケット本体から突出する状態で上記雌ねじ部材取付部に取付けたことを特徴とする請求項６または７記載の建設機械のアースブラケット。
9. 上記ブラケット本体を、垂直な側辺部と水平な上辺部とを備えた曲げ板状に形成し、上記上辺部を雌ねじ部材取付部として、これに上記雌ねじ部材を取付けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の建設機械のアースブラケット。
10. 複数の上記雌ねじ部材を、同部材の直径方向に間隔を置いて、かつ、直近のもの同士間でアース端子取付側の端面が段差を持つ状態で上記雌ねじ部材取付部に取付けたことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の建設機械のアースブラケット。

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