JP5563493B2 - 作業機械 - Google Patents

Description

本発明は、上部旋回体の前部の左右にそれぞれ設けられる、上下方向に揺動可能な２つの作業腕を備える双腕型の作業機械に関する。

多関節構造の作業腕を上部旋回体の左右にそれぞれ備えた双腕型の作業機械が知られている。この作業機械では、左右それぞれの作業腕に設けられたアクチュエータを駆動することで、左右の作業腕をそれぞれ独立して駆動できる（特許文献１参照）。

特開平１１−１８１８１５号公報

双腕型ではない一般的な油圧ショベルでは、運転席（運転室）がたとえば上部旋回体の左前部に設けられている。したがって、たとえば直進時に下部走行体と上部旋回体との前後方向を一致させようとする際に、オペレータは、運転室の前方や左側方に位置する履帯の見え方を基準にして、下部走行体に対する上部旋回体の姿勢を確認することができる。

しかし、上述した特許文献に記載の双腕型作業機械では、運転室の前方の左右に上述した２つの作業腕がそれぞれ設けられている。そのため、たとえば直進時に下部走行体と上部旋回体との前後方向を一致させようとする際に、オペレータは、中央部に位置した運転室から左右端に位置する履帯をほとんど見ることができない。そのため、履帯の見え方を基準として、下部走行体に対する上部旋回体の姿勢を確認することができない。

たとえば、双腕型作業機械の下部走行体の前方にブレードが設けられている場合には、オペレータは、当該ブレードを運転室内から視認できる。したがって、オペレータは、当該ブレードの上部エッジを基準とすることで、下部走行体に対する上部旋回体の姿勢を確認することができる。しかし、通常、ブレードは下部走行体の前後のいずれか一方にのみ設けられている。仮に、下部走行体に対する上部旋回体の姿勢を確認するために、下部走行体の前後の双方にブレードを設けた場合、下部走行体の全長、作業機械の全長が長くなり、狭所現場進入時等に不都合が生じるおそれがある。また、ブレードを新たに設けたことによって作業機械の全体質量が増加するため、輸送時等に不都合が生じるおそれがある。

（１） 請求項１の発明による作業機械は、走行装置とセンタフレームとサイドフレームとを含む下部走行体と、下部走行体の上部に旋回可能に設けられる上部旋回体と、上部旋回体の左右方向略中央の前部に設けられる運転室と、上部旋回体の前部の左右にそれぞれ設けられる、上下方向に揺動可能な２つの作業腕と、作業腕を操作する操作装置と、下部走行体に運転室内の運転者の視界の範囲内に設けられた部材であって、下部走行体の前後方向に延在する中心線と上部旋回体の前後方向に延在する中心線とが平行であるか否かを確認するための被視認部材とを備えることを特徴とする。
（２） 請求項２の発明は、請求項１に記載の作業機械において、被視認部材は、サイドフレームの周囲に巻装される履帯の前後方向の端部よりも内側に配設されることを特徴とする。
（３） 請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の作業機械において、被視認部材は、センタフレームの下端よりも上側に配設されることを特徴とする。
（４） 請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の作業機械において、被視認部材は、下部走行体の左右方向に延在する棒状または板状の部材であることを特徴とする。
（５） 請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の作業機械において、上部旋回体に設けられて運転室から視認可能な部材であって、下部走行体の前後方向に延在する中心線と上部旋回体の前後方向に延在する中心線とが平行であるか否かを確認するために被視認部材と比較するための指標部材をさらに備えることを特徴とする。

本発明によれば、下部走行体に運転室内の運転者の視界の範囲内に設けられた部材であって、下部走行体の前後方向に延在する中心線と上部旋回体の前後方向に延在する中心線とが平行であるか否かを確認するための被視認部材とを備えたので、下部走行体に対する上部旋回体の姿勢を認識できる。したがって、下部走行体に対して、上部旋回体の姿勢を真っ直ぐ後方に向けることが可能となり、作業機械のトレーラヘの積降し等の移動作業における作業性が向上する。

本実施の形態の作業機械の側面図である。 本実施の形態の作業機械の平面図である。 本実施の形態の作業機械の下部走行体を上方から見た平面図である。 姿勢認識バーについて説明するための作業機械の側面図である。 姿勢認識バーについて説明するための作業機械の平面図である。 運転室の内側からの視界を示す概略図である。 運転室の内側からの視界を示す概略図である。 変形例を示す図である。 変形例を示す図である。 変形例を示す図である。 変形例を示す図である。 変形例を示す図である。 変形例を示す図である。

図１〜７を参照して、本発明による作業機械の一実施の形態を説明する。

−−−本体−−−
図１は、本実施の形態の作業機械の側面図であり、図２は、本実施の形態の作業機械の平面図である。図３は、本実施の形態の作業機械の下部走行体を上方から見た平面図である。以下の説明では、便宜上、作業機械の上下方向および前後左右方向を各図に示すように規定する。本実施の形態の作業機械１には、下部走行体２に上部旋回体３が旋回可能に取り付けられている。上部旋回体３には、上部旋回体３の前後方向に延在する中心線３ｃ近傍に運転室４が取り付けられている。中心線３ｃを境として運転室４の前方左側および前方右側には第１作業フロントＡおよび第２作業フロントＢがそれぞれ設けられている。運転室４の側方および後部には不図示のエンジンや油圧ポンプ等が設けられている。

図１において、ＡＸ１は、下部走行体２に対する上部旋回体３の旋回中心である。なお、図１，２は、上部旋回体３の前部が下部走行体２の前方を向いた状態を表す図である。すなわち、図１，２では、下部走行体２の前後方向に延在する中心線２ｃと、上部旋回体３の前後方向に延在する中心線３ｃとが平行であるだけでなく、下部走行体２の前後方向と上部旋回体３の前後方向とが一致している。

−−−第１作業フロントＡ−−−
第１作業フロントＡは、上部旋回体３の前部左側に左右方向に揺動自在に取り付けられたスイングポスト７ａと、スイングポスト７ａに上下方向に揺動自在に取り付けられたブーム１０ａと、ブーム１０ａに上下方向に揺動自在に取り付けられたアーム１２ａと、アーム１２ａに上下方向に回動自在に取り付けられた第１作業具であるグラップル２０ａとを備えている。第１作業フロントＡは、スイングポスト７ａと上部旋回体３とに連結され、スイングポスト７ａを左右揺動させるスイングポスト用シリンダ６ａと、スイングポスト７ａとブーム１０ａとに連結され、ブーム１０ａを上下揺動させるブームシリンダ１１ａと、ブーム１０ａとアーム１２ａとに連結され、アーム１２ａを上下揺動させるアームシリンダ１３ａと、アーム１２ａとグラップル２０ａとに連結され、グラップル２０ａを上下回動させる作業具シリンダ１５ａとを備えている。なお、第１作業具は、作業内容に応じて、カッタ、ブレーカ、バケット、またはその他の作業具のうち任意の１つと交換可能である。

−−−第２作業フロントＢ−−−
第２作業フロントＢは、上部旋回体３の前部右側に設けられている。第２作業フロントＢは、第１作業フロントＡと同様に構成されており、同じ部材には符号の添字を「ａ」から「ｂ」に変えて示すことにして、詳細な説明を省略する。

−−−下部走行体２−−−
下部走行体２のセンタフレーム２０１には、左右それぞれにサイドフレーム２０２ａ，２０２ｂが設けられている。以下の説明では、左側のサイドフレーム２０２ａについて説明を行うが、右側のサイドフレーム２０２ｂについても同様の構成である。なお、左側のサイドフレーム２０２ａの各部には符号の添字として「ａ」を付し、右側のサイドフレーム２０２ｂの各部には符号の添字として「ｂ」を付す。２１７ａはサイドフレーム２０２ａの前端側に回動自在に設けられたアイドラであり、２１８ａはサイドフレーム２０２ａの下部に回動自在に設けられた下ローラであり、２１９ａはサイドフレーム２０２ａ上部に回動自在に設けられた上ローラである。２２０ａはサイドフレーム２０２ａ後端側に設けられた駆動スプロケットであり、２２２ａはアイドラ２１７ａと下ローラ２１８ａと上ローラ２１９ａと駆動スプロケット２２０ａとに巻回して設けられた履帯である。

駆動スプロケット２２０ａが走行用油圧モータ２２１ａの動作によりサイドフレーム２０２ａに対し回動することにより、履帯２２２ａがサイドフレーム２０２ａに対し周回動作し、作業機械１を走行させる。センタフレーム２０１の前方にはブレード２３０が上下方向に揺動自在に設けられている。ブレード２３０は、センタフレーム２０１とブレード２３０とに連結されたブレードシリンダ２３１によって、上下方向に駆動される。

−−−姿勢認識バー２４１−−−
図３，４，５に示すように、下部走行体２の後方に延在する棒状の２本の姿勢認識バー支持材２４０が、たとえばボルト止めや溶接によってセンタフレーム２０１の後部に対して、左右方向に離間して取り付けられている。姿勢認識バー支持材２４０の後端には棒状の姿勢認識バー２４１が左右方向に延在するように設けられている。なお、図４は、上部旋回体３の前部が下部走行体２の後方を向いた時の作業機械１の側面図であるが、下部走行体２について、左側のサイドフレーム２０２ａの記載を省略している。図５は、上部旋回体３の前部が下部走行体２の後方を向いた時の作業機械１の平面図である。すなわち、図４，５では、下部走行体２の前後方向に延在する中心線２ｃと、上部旋回体３の前後方向に延在する中心線３ｃとが平行であるが、下部走行体２の前後方向と上部旋回体３の前後方向とが１８０度相違していて一致していない。

姿勢認識バー２４１は、下部走行体２の前後方向に延在する中心線２ｃと上部旋回体３の前後方向に延在する中心線３ｃとが平行であるか否かを確認するための被視認部材であり、上部旋回体３の前部が下部走行体２の後方を向いた時に運転室４内の運転者（オペレータ）の視界の範囲内、すなわちオペレータから視認できる位置に配設されている。なお、地面や障害物等との干渉による破損を防止するため、姿勢認識バー２４１および姿勢認識バー支持材２４０の配設位置は、センタフレーム２０１の下面の高さと同程度の高さよりも高い位置であることが望ましい。また、作業機械１の狹所現場への進入性確保のため、姿勢認識バー２４１の配設位置は、下部走行体２の後端位置と同程度の位置よりも前方であることが望ましい。

−−−姿勢認識バー２４１による上部旋回体３の向きの確認−−−
次に、姿勢認識バー２４１を用いた、下部走行体２に対する上部旋回体３の向き（姿勢）の認識（確認）方法について説明する。図６は、図５に示すように上部旋回体３の前部が下部走行体２の後方を向き、下部走行体２の前後方向に延在する中心線２ｃと、上部旋回体３の前後方向に延在する中心線３ｃとが略平行となった時の運転室４の内側からの視界を示す概略図である。運転室４の中央には運転席４９が設けられており、運転室４の左側方には第１作業フロントＡの操作装置８４ａが設けられており、運転室４の右側方には第２作業フロントＢの操作装置８４ｂが設けられている。運転室４の前部には運転室前窓２４２が設けられている。２４３は運転室前窓２４２の下部枠（運転室前窓下部枠）である。下部枠２４３の延在方向は、上部旋回体３の左右方向と一致している。８５ａ，８５ｂは走行操作用のペダルである。

図６に示すように、運転室前窓２４２を介して運転室４外の姿勢認識バー２４１が視認可能である。上部旋回体３の前部が下部走行体２の後方を向き、下部走行体２の前後方向に延在する中心線２ｃと、上部旋回体３の前後方向に延在する中心線３ｃとが平行となった時には、下部走行体２側の姿勢認識バー２４１の延在方向と上部旋回体３側の運転室前窓２４２の下部枠２４３の延在方向とが一致する。そのため、図６に示すように、運転室４内から見える運転室前窓２４２の下部枠２４３と姿勢認識バー２４１とが平行となる。

図６に示した状態から上部旋回体３が下部走行体２に対して旋回すると、下部走行体２側の姿勢認識バー２４１の延在方向と上部旋回体３側の運転室前窓２４２の下部枠２４３の延在方向とが一致しなくなる。そのため、図７に示すように、運転室４内から見える運転室前窓２４２の下部枠２４３と姿勢認識バー２４１とが平行でなくなる。したがって、オペレータは、下部枠２４３と姿勢認識バー２４１の角度を比較することによって、すなわち、下部枠２４３と姿勢認識バー２４１とが平行となっているか否かを確認することで、下部走行体２に対する上部旋回体３の姿勢を認識できる。

本実施の形態の作業機械１では、次の作用効果を奏する。
（１） 上部旋回体３の前部が下部走行体２の後方を向いた時に運転室４内のオペレータの視界の範囲内に入るように、下部走行体２の後方に姿勢認識バー支持材２４０を介して姿勢認識バー２４１を設けるように構成した。これにより、ブレード２３０が設けられていない下部走行体２の後方に上部旋回体３の前部が向いている場合でも、下部走行体２の前後方向に延在する中心線２ｃと、上部旋回体３の前後方向に延在する中心線３ｃとが平行となっているか否かを認識できる。すなわち、下部走行体２に対する上部旋回体３の姿勢を認識できる。したがって、たとえば、下部走行体２に対して、上部旋回体３の姿勢を真っ直ぐ後方に向けることが可能となり、作業機械１のトレーラヘの積降し等の移動作業における作業性が向上する。

（２） 姿勢認識バー支持材２４０および姿勢認識バー２４１を棒状の部材で構成した。姿勢認識バー２４１には外力が加わることは想定されておらず、土砂を押す荷重に耐えられる構造を持つブレード２３０と比較して、大幅に軽い。したがって、さらにブレード２３０を設ける場合と比べて作業機械１の全体質量を抑えることが可能となり、作業機械１の輸送上有利である。

（３） 姿勢認識バー２４１の配設位置を、下部走行体２の後端位置と同程度の位置よりも前方とすることで、作業機械１の全長が長くなることを防ぎ、狭所現場への進入性等を維持できる。
（４） 姿勢認識バー２４１および姿勢認識バー支持材２４０の配設位置を、センタフレーム２０１の下面の高さと同程度の高さよりも高い位置とすることで、作業機械１の最低地上高が下がることを防ぎ、路面から突起物があるような現場における踏破性を維持できる。

（５） 姿勢認識バー２４１が取り付けられた姿勢認識バー支持材２４０を、たとえばボルト止めや溶接によってセンタフレーム２０１の後部に取り付けるように構成した。これにより、姿勢認識バー２４１および姿勢認識バー支持材２４０をセンタフレーム２０１へ容易に取り付けることができるほか、既存の作業機械にも後付けが容易である。

−−−変形例−−−
（１） 上述の説明では、姿勢認識バー２４１および姿勢認識バー支持材２４０がセンタフレーム２０１の後部に取り付けられているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、姿勢認識バー２４１および姿勢認識バー支持材２４０をセンタフレーム２０１の後部と前部の双方に取り付けるようにしてもよい。このとき、センタフレーム２０１の前方にブレード２３０が設けられている場合には、姿勢認識バー２４１および姿勢認識バー支持材２４０をブレードシリンダ２３１やブレード２３０と干渉しないようにセンタフレーム２０１の前部に取り付ければよい。

（２） 姿勢認識バー２４１の視認性に悪影響がなければ、姿勢認識バー支持材２４０および姿勢認識バー２４１の断面形状は円形であっても多角形であってもよい。また、姿勢認識バー２４１の視認性に悪影響がなければ、姿勢認識バー支持材２４０および姿勢認識バー２４１の断面形状が途中で変化していてもよい。

（３） 上述の説明では、姿勢認識バー支持材２４０および姿勢認識バー２４１が棒状の部材であるが、姿勢認識バー２４１の視認性に悪影響がなければ、棒状に限らず、たとえば、板状の部材であってもよい。
（４） 上述の説明では、姿勢認識バー支持材２４０がセンタフレーム２０１の後部に取り付けられているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、図８に示すように、姿勢認識バー支持材２４０が、たとえばサイドフレーム２０２ａ，２０２ｂに取り付けられていてもよい。

（５） 上述の説明では、姿勢認識バー２４１が左右方向に延在する部材であるが、本発明はこれに限定されない。たとえば、図９に示すように、姿勢認識バー２４１を下部走行体２の前後方向に延在する中心線２ｃと平面視で重なるように、前後方向に延在するように設けてもよい。図９に示すように姿勢認識バー２４１を設けた場合、上部旋回体３の前部が下部走行体２の後方を向き、下部走行体２の前後方向に延在する中心線２ｃと、上部旋回体３の前後方向に延在する中心線３ｃとが略平行となった時の運転室4の内側からの視界は、図１０に示すようになる。すなわち、運転室４の内側からは、姿勢認識バー２４１の延在方向が運転室４の前後方向と一致するように視認できる。

また、図１１に示すように、２本の姿勢認識バー２４１の前端をセンタフレーム２０１の後部に対してそれぞれ左右方向に離間するように取り付け、後端同士を接続することで、錐状に配設するようにしてもよい。この場合、姿勢認識バー２４１の機能を考慮すれば、２本の姿勢認識バー２４１が下部走行体２の前後方向に延在する中心線２ｃに対して、平面視で左右対称に配設されることが望ましい。

図１１に示すように姿勢認識バー２４１を設けた場合、上部旋回体３の前部が下部走行体２の後方を向き、下部走行体２の前後方向に延在する中心線２ｃと、上部旋回体３の前後方向に延在する中心線３ｃとが略平行となった時の運転室4の内側からの視界は、図１２に示すようになる。すなわち、運転室４の内側からは、錐状に配設された２本の姿勢認識バー２４１の後端が向く方向が運転室４の前後方向と一致するように視認できる。

（６） 上述の説明では、下部走行体２に対して姿勢認識バー２４１が直接または姿勢認識バー支持材２４０を介して間接的に固定されているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、下部走行体２に対して回動可能な支点を持つ支持部材を介して姿勢認識バー支持材２４０を折りたたみ可能に取り付けてもよい。そして、姿勢認識バー２４１が必要でない時には姿勢認識バー支持材２４０を折り畳むようにしてもよい。また、たとえば、姿勢認識バー支持材２４０や姿勢認識バー２４１が伸縮可能に構成されていてもよい。そして、姿勢認識バー２４１が必要でない時には姿勢認識バー支持材２４０や姿勢認識バー２４１を縮退させるようにしてもよい。また、たとえば、姿勢認識バー支持材２４０や姿勢認識バー２４１が下部走行体２に対して着脱自在に構成されていてもよい。そして、姿勢認識バー２４１が必要でない時には姿勢認識バー支持材２４０や姿勢認識バー２４１を下部走行体２から取り外すようにしてもよい。

（７） 上述の説明では言及していないが、たとえば、障害物との意図せぬ接触による破損防止や、作業機械１の振動に起因した姿勢認識バー支持材２４０の振動防止のために、下部走行体２と姿勢認識バー２４１との間、または、下部走行体２と姿勢認識バー支持材２４０との間に弾性部材などを介在させるようにしてもよい。また、振動防止のために、共振点をずらすべく、姿勢認識バー支持材２４０の長さや姿勢認識バー２４１の重量などを適宜設定するようにしてもよい。

（８） 上述の説明では、下部走行体２側の姿勢認識バー２４１の延在方向と上部旋回体３側の運転室前窓２４２の下部枠２４３の延在方向とを比較することで下部走行体２に対する上部旋回体３の姿勢を認識するように構成しているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、図１３に示すように、運転室前窓２４２に、下部走行体２側の姿勢認識バー２４１の延在方向を確認するためのマーカ９１を設け、下部走行体２側の姿勢認識バー２４１の延在方向と上部旋回体３側の運転室前窓２４２のマーカ９１の位置とを比較することで下部走行体２に対する上部旋回体３の姿勢を認識するように構成してもよい。なお、このマーカ９１は、運転室前窓２４２ではなく、運転室前窓２４２の周囲の窓枠に設けてもよい。また、マーカ９１を運転室前窓２４２やその周囲の窓枠よりも運転席４９側に離間させて設けてもよく、運転室４の外に設けてもよい。なお、マーカ９１の数や形状は、図示したものに限定されない。

また、たとえば、図９に示すように、姿勢認識バー２４１を下部走行体２の前後方向に延在する中心線２ｃと平面視で重なるように前後方向に延在するように設けた場合、図１０に示すように、上部旋回体３の前後方向に延在する中心線３ｃ（図１０において不図示）に平面視で重なる任意の位置にマーカ９１を設けてもよい。また、図１１に示すように２本の姿勢認識バー２４１を錐状に配設した場合、図１２に示すように、上部旋回体３の前後方向に延在する中心線３ｃ（図１２において不図示）に平面視で重なる任意の位置にマーカ９１を設けてもよい。

（９） 上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。

なお、本発明は、上述した実施の形態のものに何ら限定されず、走行装置とセンタフレームとサイドフレームとを含む下部走行体と、下部走行体の上部に旋回可能に設けられる上部旋回体と、上部旋回体の左右方向略中央の前部に設けられる運転室と、上部旋回体の前部の左右にそれぞれ設けられる、上下方向に揺動可能な２つの作業腕と、作業腕を操作する操作装置と、下部走行体に運転室内の運転者の視界の範囲内に設けられた部材であって、下部走行体の前後方向に延在する中心線と上部旋回体の前後方向に延在する中心線とが平行であるか否かを確認するための被視認部材とを備えることを特徴とする各種構造の作業機械を含むものである。

Ａ 第１作業フロント Ｂ 第２作業フロント
１ 作業機械 ２ 下部走行体
３ 上部旋回体 ４ 運転室
４９ 運転席 ９１ マーカ
２０１ センタフレーム ２０２ａ，２０２ｂ サイドフレーム
２４０ 姿勢認識バー支持材 ２４１ 姿勢認識バー
２４２ 運転室前窓 ２４３ 下部枠（運転室前窓下部枠）

Claims (5)

1. 走行装置とセンタフレームとサイドフレームとを含む下部走行体と、
   前記下部走行体の上部に旋回可能に設けられる上部旋回体と、
   前記上部旋回体の左右方向略中央の前部に設けられる運転室と、
   前記上部旋回体の前部の左右にそれぞれ設けられる、上下方向に揺動可能な２つの作業腕と、
   前記作業腕を操作する操作装置と、
   前記下部走行体に前記運転室内の運転者の視界の範囲内に設けられた部材であって、前記下部走行体の前後方向に延在する中心線と前記上部旋回体の前後方向に延在する中心線とが平行であるか否かを確認するための被視認部材とを備えることを特徴とする作業機械。
2. 請求項１に記載の作業機械において、
   前記被視認部材は、前記サイドフレームの周囲に巻装される履帯の前後方向の端部よりも内側に配設されることを特徴とする作業機械。
3. 請求項１または請求項２に記載の作業機械において、
   前記被視認部材は、前記センタフレームの下端よりも上側に配設されることを特徴とする作業機械。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の作業機械において、
   前記被視認部材は、前記下部走行体の左右方向に延在する棒状または板状の部材であることを特徴とする作業機械。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の作業機械において、
   前記上部旋回体に設けられて前記運転室から視認可能な部材であって、前記下部走行体の前後方向に延在する中心線と前記上部旋回体の前後方向に延在する中心線とが平行であるか否かを確認するために前記被視認部材と比較するための指標部材をさらに備えることを特徴とする作業機械。

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