JP7354221B2 - 旋回作業車 - Google Patents

Description

本発明は、旋回作業車に関する。

特許文献１には、ＧＰＳアンテナによって機体の位置座標を検出できるようにした油圧ショベルが記載されている。当該ＧＰＳアンテナは、エンジンを覆うボンネット上に設置されているが、必ずしもボンネット上に設置スペースが確保されているわけではない。例えば、後方小旋回型の油圧ショベルでは、エンジンの上方にシートマウントが配置されるため、ボンネット上にＧＰＳアンテナを設置することができない。このような場合は、アンテナの受信レベルを確保する観点からも、周囲に遮蔽物の無い屋根の上にＧＰＳアンテナを設置することが好適となる。

しかし、油圧ショベルの屋根にＧＰＳアンテナを設置すると、トラックなどに積載して輸送するときに不都合を生じることがある。図６は、輸送時における油圧ショベル１０の地上からの高さ（以下、輸送時高さ）ＨＴを示しており、これは、積載物となる油圧ショベル１０の機体高さＨＳと、トラックなどの荷台高さＨＣとの合計として求められる。輸送時高さＨＴは、交通法規によって上限が定められており、所定の高さ制限内に収める必要がある。このため、ＧＰＳアンテナの設置によって輸送時高さＨＴが高さ制限を超える場合には、ＧＰＳアンテナを取り外したうえで輸送しなければならない。

通常、ＧＰＳアンテナは、ステーを有する取付部材を介して設置される。そのステーに起因して輸送時高さが高さ制限を超える場合は、ＧＰＳアンテナと共に取付部材を取り外す必要がある。しかし、ＧＰＳアンテナは、不使用時に取り外すことが想定されており、取付部材に対して簡易に着脱できるのに対し、取付部材は、常時取り付けておくことが想定されているために堅固に固定されており、屋根から取付部材を取り外す作業が非常に煩雑であった。このことは、ＧＰＳアンテナのみならず、これと同様に屋根に設置される他の屋根上設置物にも当てはまる。

特許文献２には、キャビンの側部ビームと後部ピラーとの接合部分に設けられた補強材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。当該アンテナは、球体状の回動部材を介して下向きにできるように構成されている。但し、これは、ラジオ用アンテナのような棒状アンテナを前提としており、ＧＰＳアンテナに適用できるものではない。仮に適用できたとしても、不安定な取り付け構造になるため、正確な座標検出ができない恐れがある。もとより、キャビンの側壁にアンテナを取り付けるための構造であり、屋根の上にアンテナを設置するための手法を開示するものではない。

特開２００２－１８１５３８号公報 国際公開第２０１６／０４３３４４号

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、アンテナなどの屋根上設置物によって高さ制限を超える場合でも簡易な作業で対処できる旋回作業車を提供することにある。

本発明に係る旋回作業車は、運転席上方の屋根に固定された支持体と、前記屋根の上に屋根上設置物を設置するための取付部材とを備え、前記取付部材が、前記屋根上設置物が取り付けられるステーと、前記支持体に取り付けられたベースとを有し、前記取付部材の姿勢が、水平方向に沿った軸回りでの前記ベースの回動により、前記ステーの先端部を上方へ向けた上向き姿勢と、前記ステーの先端部を下方へ向けた下向き姿勢とに変更可能であり、前記支持体が、前記取付部材を上向き姿勢で固定するための第１固定部と、前記取付部材を下向き姿勢で固定するための第２固定部とを有する。

この旋回作業車では、屋根上設置物を設置するための取付部材の姿勢が、上記の如き上向き姿勢と下向き姿勢とに変更可能である。上向き姿勢の取付部材は、支持体の第１固定部において固定され、屋根上設置物を設置する際に用いられる。下向き姿勢の取付部材は、支持体の第２固定部において固定され、そのステーの先端部は下方へ向けられる。取付部材を下向き姿勢にすることで、ステーや屋根上設置物が上方に大きく突き出ることがないため、旋回作業車を輸送する場面などで、屋根上設置物によって高さ制限を超える場合でも簡易な作業で対処できる。

前記屋根上設置物としては、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）アンテナが例示される。屋根は、周囲に遮蔽物が無いためにアンテナの受信レベルを確保するうえで都合がよく、ＧＮＳＳアンテナの設置スペースとして適している。その反面、交通法規による高さ制限が問題になるものの、上述のように取付部材の姿勢変更による簡易な作業で対処できる。前記支持体としては、前記屋根を保護するためのルーフガードが例示される。

前記支持体が枠体によって構成されており、前記第２固定部は、前記枠体で区画された空間内に前記ステーを配置できるように構成されていることが好ましい。支持体が枠体で構成されていることにより、その枠体で区画された空間を、下向き姿勢における取付部材のステーを配置する空間として利用できる。

前記第２固定部が前記屋根の平面視外方に設定されているものでもよい。これにより、屋根と支持体との間にステーを配置する空間を確保することが困難な場合でも、特に支障なく取付部材を下向き姿勢に変更できる。また、屋根上設置物を取り外すことなく取付部材を下向き姿勢にする場合において都合がよい。

上部旋回体の後部にエンジンが配置されており、前記運転席を支持するシートマウントが前記エンジンの上方に配置されている場合は、エンジンを覆うボンネット上に設置スペースを設けることが困難である。そのため、屋根の上に屋根上設置物を設置するとともに、それによって高さ制限を超える場合でも簡易な作業で対処できる本発明の構成が特に有 用となる。

旋回作業車の一例を示す左側面図 図１の旋回作業車を示す平面図 ルーフガードを示す斜視図 上向き姿勢の取付部材を示す斜視図 下向き姿勢の取付部材を示す斜視図 油圧ショベルを輸送する様子を概略的に示す図

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。図１，２に示すように、本実施形態の旋回作業車１は、下部走行体２と、上部旋回体３と、作業機４とを備える。旋回作業車１は、上部旋回体３に対して作業機４を左右にスイングさせる、所謂ブームスイング機能を有するショベル（バックホー）として構成されているが、これに限られるものではない。一般に、ブームスイング機能は、狭い場所での作業性が求められるミニショベル（小型油圧ショベル）に装備される。

下部走行体２は、エンジン３０からの動力を受けて駆動し、旋回作業車１を走行させたり旋回させたりする。下部走行体２は、左右一対のクローラ２１，２１と、それらを駆動させる走行モータ２２とを備える。また、下部走行体２には、一対のブレードアーム２３，２３と、それらの先端部の間で左右方向に延びた排土板としてのブレード２４と、ブレード２４を上下回動させるためのアクチュエータであるブレードシリンダ２５とが設けられている。

上部旋回体３は、下部走行体２の上方で旋回可能に設けられている。一対のクローラ２１，２１の間には、上部旋回体３を旋回自在に支持する旋回台３１が設けられており、旋回モータ（図示せず）が旋回台を駆動することによって上部旋回体３を旋回させる。上部旋回体３は、下部走行体２の横幅（左側のクローラ２１の外側端縁と右側のクローラ２１の外側端縁との間隔）内で旋回可能な平面視略円板状に形成されている。上部旋回体３には、エンジン３０やカウンターウェイト３２などが配設されている。

作業機４は、エンジン３０からの動力を受けて駆動し、操縦部５での操作に応じて土砂の掘削作業などを行う。作業機４は、ブーム４１と、アーム４２と、掘削用のアタッチメントであるバケット４３と、それらを駆動するためのアクチュエータ（具体的には、後述するブームシリンダ４１ｃ、アームシリンダ４２ｃ、バケットシリンダ４３ｃ及びスイングシリンダ４５）とを有する。作業機４は、ブームブラケット４１ｂの水平回動に連動してスイング動作を行い、上部旋回体３に対して相対的に水平移動する。

ブーム４１は、ブームブラケット４１ｂに支持された基端部から上下方向に延在し、側面視ブーメラン形状をなして屈曲している。ブーム４１は、ブームブラケット４１ｂに上下回動（前後回動）可能に取り付けられている。ブーム４１の基端部は、枢軸ピン４１ａを中心にして上下回動自在に支持されている。ブームブラケット４１ｂとブーム４１の中途部との間には、伸縮自在に可動するブームシリンダ４１ｃが設けられている。ブームブラケット４１ｂに対するブーム４１の上下回動は、ブームシリンダ４１ｃの伸縮に応じて作動する。

ブームブラケット４１ｂは、上部旋回体３の前端部にステー３３を介して水平回動（スイング）可能に取り付けられている。ブームブラケット４１ｂは、ステー３３に設けられた枢軸ピン３３ａを中心にして水平回動自在に支持されている。上部旋回体３とブームブラケット４１ｂとの間には、前後方向に伸縮作動するスイングシリンダ４５が設けられている。ブームブラケット４１ｂの水平回動は、そのスイングシリンダ４５の伸縮に応じて作動する。

アーム４２は、ブーム４１に上下回動（前後回動）可能に取り付けられている。アーム４２の基端部は、枢軸ピン４２ａを中心にして上下回動自在に支持されている。ブーム４１の中途部とアーム４２の基端部との間には、伸縮自在に可動するアームシリンダ４２ｃが設けられている。ブーム４１に対するアーム４２の上下回動は、アームシリンダ４２ｃの伸縮に応じて作動する。

バケット４３は、アーム４２に上下回動可能に取り付けられている。バケット４３の基端部は、枢軸ピン４３ａを中心にして上下回動（前後回動）自在に支持されている。アーム４２の先端部とバケット４３との間には、バケット４３に駆動力を伝達するバケットリンク４４が介在している。バケットリンク４４とアーム４２の基端部との間には、伸縮自在に可動するバケットシリンダ４３ｃが設けられている。アーム４２に対するバケット４３の上下回動は、バケットシリンダ４３ｃの伸縮に応じて作動する。

操縦部５は、上部旋回体３の上方に設けられ、キャビン５０で取り囲まれている。操縦部５には、オペレータが着座するための運転席５１や、オペレータが操作するための操作装置５２、各種情報を表示する表示装置（図示せず）などが装備されている。オペレータは、運転席５１に着座しながら操作装置５２を操作することにより、走行や旋回、作業機４の操作などを行うことができる。運転席５１は、シートマウント５３に支持されている。運転席５１や操作装置５２、表示装置、シートマウント５３は、いずれもキャビン５０の内部に配置されている。

本実施形態の旋回作業車１は、２つのＧＮＳＳアンテナ６Ａ，６Ｂ（以下、これらを「アンテナ６」と総称する）を備えている。アンテナ６Ａは、アンテナ６Ｂと同一の水平面上に配置されている。アンテナ６は、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）アンテナであるが、これに限られない。アンテナ６によって検出される位置座標、及び、旋回作業車１に搭載された各種センサの検出結果に基づき、例えばバケット４３の端部の位置を検知できる。これによって高精度な制御が可能となり、作業の自動化や周辺の安全確保に役立てることができる。

図１のように、この旋回作業車１では、一般的な後方小旋回型の油圧ショベルと同様に、上部旋回体３の後部にエンジン３０が配置されており、運転席５１を支持するシートマウント５３がエンジン３０の上方に配置されているため、エンジン３０を覆うボンネット上に、アンテナ６を設置するための設置スペースを確保することが困難である。一方で、運転席５１上方の屋根（即ち、キャビン５０の屋根）５０ｒの周囲には遮蔽物が無く、アンテナ６の受信レベルを確保するうえで都合がよい。それ故、本実施形態では、屋根５０ｒの上にアンテナ６が設置されている。

キャビン５０の屋根５０ｒには、図３に示すようなルーフガード７が装着されている。ルーフガード７は、キャビン５０の屋根５０ｒを保護するための構造体であり、上方からの落下物によるキャビン５０の破損を防止する。ルーフガード７は、複数のボルト７３によって屋根５０ｒに固定されている。後述するように、ルーフガード７は、アンテナ６を支持するための支持体として機能する。屋根５０ｒには前低後高の水勾配が設けられているが（図１参照）、ルーフガード７自体は水平方向に沿って配設されている。このことは、後述するベース８２を水平に配置し、延いてはアンテナ６を鉛直に取り付けるうえで都合がよい。

旋回作業車１は、運転席５１上方の屋根５０ｒに固定された支持体としてのルーフガード７と、その屋根５０ｒの上にアンテナ６（屋根上設置物の一例）を設置するための取付部材８とを備える。アンテナ６は、ルーフガード７及び取付部材８を介して屋根５０ｒに設置されている。図４に示すように、取付部材８は、アンテナ６が取り付けられるステー８１と、ルーフガード７に取り付けられたベース８２とを有する。ベース８２は、ヒンジ８３を介してルーフガード７に取り付けられており、水平方向に沿った軸回りで回動自在に構成されている。

アンテナ６の下部は筒状に形成されており、これをステー８１に被せてクランプ部材６１（図１参照）を締め付けることで、アンテナ６がステー８１に取り付けられる。アンテナ６の下部は、周方向の少なくとも一箇所で割れており、クランプ部材６１の締め付けに応じて縮径可能に構成されている。アンテナ６は高価であるため、輸送時などの不使用時には取り外すことが想定されており、クランプ部材６１の操作を介して比較的簡易に着脱できる。これに対し、取付部材８は、常時取り付けておくことが想定されており、これを着脱するには比較的煩雑な作業が強いられる。

そこで、この旋回作業車１では、取付部材８の姿勢が、水平方向に沿った軸回りでのベース８２の回動により、図４のようにステー８１の先端部を上方へ向けた上向き姿勢と、図５のようにステー８１の先端部を下方へ向けた下向き姿勢とに変更可能に構成されている。上向き姿勢は、屋根５０ｒの上にアンテナ６を設置する際に用いられ、下向き姿勢は輸送時などに用いられる。ルーフガード７は、取付部材８を上向き姿勢で固定するための第１固定部７１と、取付部材８を下向き姿勢で固定するための第２固定部７２とを有する。第１固定部７１と第２固定部７２とは互いに隣接して設けられている。

図４のように、取付部材８を上向き姿勢にすることにより、ステー８１に取り付けたアンテナ６が屋根５０ｒの上に設置された状態となる。また、図５のように取付部材８を下向き姿勢にすることで、ステー８１（及びアンテナ６）が上方に大きく突き出ることがない。したがって、トラックなどの荷台に旋回作業車１を積載して道路上を輸送する際、アンテナ６やステー８１により高さ制限を超える場合には、ベース８２の回動という簡易な作業で対処が可能であり、交通法規で定められた所定の高さ制限内に収めることができる。

例えば、ルーフガード７の上端までの高さとして求められる旋回作業車１の機体高さが２７００ｍｍであり、トラック（低床車）の荷台高さが１０００ｍｍであるとき、撓みを考慮せずに計算した輸送時高さは３７００ｍｍとなる（図６参照）。したがって、交通法規で定められた高さ制限が３８００ｍｍである場合、ルーフガード７の上端からステー８１が１００ｍｍを超えて突出していると、アンテナ６を外しても高さ制限を満足できず、そうかと言って取付部材８を取り外す作業は煩雑である。しかし、ベース８２の回動により取付部材８を下向き姿勢にすれば、所定の高さ制限内に収めることができ、簡易な作業で対処できる。

ステー８１は、プレート状に形成されたベース８２に立設されている。ステー８１は、溶接などによりベース８２に固着されている。本実施形態では、ステー８１が中空の支柱で形成されているが、これに限られず、中実の支柱でもよい。取付部材８は、上向き姿勢においてベース８２を支持する第１支持部材８４と、下向き姿勢においてベース８２を支持する第２支持部材８５とを有する。第１支持部材８４は、ルーフガード７の第１固定部７１に配置され、第２支持部材８５は、ルーフガード７の第２固定部７２に配置されている。第１及び第２支持部材８４，８５は、それぞれプレート状に形成されている。

ベース８２には、ボルト８６が挿通されるボルト穴８２ｈが形成されている。第１固定部７１で水平方向に横臥したベース８２は、第１支持部材８４によって下方から支持される。第１支持部材８４には、ボルト穴８２ｈと対向する位置にボルト穴８４ｈが形成されている。これらのボルト穴８２ｈ，８４ｈに挿通したボルト８６にナット（図示せず）を締め付けることにより、図４のように取付部材８が上向き姿勢で固定される。このステー８１に取り付けたアンテナ６は、振動などによって位置ずれを起こすことがなく、位置座標を正確に検出できる。

第２固定部７２で水平方向に横臥したベース８２は、第２支持部材８５によって下方から支持される。第２支持部材８５は、第１支持部材８４と同一の水平面上に配置されており、ベース８２は１８０度の範囲内で回動できる。第２支持部材８５には、ボルト穴８２ｈと対向する位置にボルト穴８５ｈが形成されている。これらのボルト穴８２ｈ，８５ｈに挿通したボルト８６にナット（図示せず）を締め付けることにより、図５のように取付部材８が下向き姿勢で固定される。このため、輸送時でも取付部材８の姿勢が安定する。下向き姿勢において、ステー８１は、ルーフガード７の上端と屋根５０ｒとの間の空間に配置され、ルーフガード７の上端から突出しない。

本実施形態では、図３のように支持体であるルーフガード７が枠体７０によって構成されており、第２固定部７２は、その枠体７０で区画された空間内にステー８１を配置できるように構成されている。枠体７０は、前後方向に延びた枠材７０ａと左右方向に延びた枠材７０ｂとの組み合わせにより格子状に形成されている。ルーフガード７は、屋根５０ｒの前部に設けられた天窓５０ｗに被さっているものの（図２参照）、これが枠体７０で構成されているために採光が確保される。支持体は、このような枠体７０で構成されたものに限られず、例えば箱体で構成されていてもよい。

アンテナ６Ｂの設置箇所は、図４で示したアンテナ６Ａの設置箇所と同様に構成されている。但し、アンテナ６Ａの設置箇所では、第１固定部７１及び第２固定部７２の双方が屋根５０ｒの上に設定されているのに対し、アンテナ６Ｂの設置箇所では、図２，３のように、第１固定部７１が屋根５０ｒの上（更に言えば、屋根５０ｒの外縁部）に設定されつつ、第２固定部７２が屋根５０ｒの平面視外方に設定されている。ルーフガード７は、屋根５０ｒの側縁から外方に突出した部分を有し、その部分が第２固定部７２として構成されている。これにより、ルーフガード７の上端と屋根５０ｒとの間にステー８１を配置する空間を確保することが困難な場合でも、特に支障なく取付部材８を下向き姿勢に変更できる。

また、このように第２固定部７２が屋根５０ｒの平面視外方に設定されている場合においては、アンテナ６Ｂをステー８１に取り付けた状態でベース８２を回動させ、取付部材８を上向き姿勢から下向き姿勢に変更することが可能である。本実施形態は、そのような使い方を想定したものではないが、アンテナ６Ｂを取り外さずにベース８２を回動させる場合は、ルーフガード７にアンテナ６Ｂが干渉しないよう、第２固定部７２を形成するルーフガード７の構成材（枠材７０ａ，７０ｂ）の形状やサイズを適宜に変形すればよい。

本実施形態では、屋根上設置物としてのＧＮＳＳアンテナ６が屋根５０ｒの上に設置される例を示したが、これに限られるものではない。アンテナ以外の屋根上設置物としては、例えば、トータルステーションで用いるプリズム、レーザー受光器、回転灯などが挙げられる。

本実施形態では、ルーフガード７がアンテナ６を支持する支持体として機能する例を示したが、これに限られるものではない。また、支持体は、上述したルーフガード７のように屋根５０ｒに対して全域的に設けられるものに限られず、屋根５０ｒに対して局所的に、例えばアンテナ６の設置箇所となる屋根５０ｒの隅部だけに設けられるものでもよい。

本実施形態では、操縦部５を取り囲むキャビン５０が設けられている例を示したが、これに代えて、操縦部５を上方から覆うキャノピが設けられた構成でもよい。かかる場合には、運転席上方のキャノピの屋根の上に屋根上設置物を設置するために、上記の如き構成が適用される。

本発明は、上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。

１ 旋回作業車
２ 下部走行体
３ 上部旋回体
４ 作業機
５ 操縦部
６ アンテナ（屋根上設置物の一例）
７ ルーフガード（支持体の一例）
８ 取付部材
３０ エンジン
５０ キャビン
５０ｒ 屋根
５１ 運転席
５３ シートマウント
７０ 枠体
８１ ステー
８２ ベース

Claims (5)

1. 運転席の屋根上方に配置され、ＧＮＳＳアンテナを上方に着脱自在に設置できる取付部材を備え、
   前記取付部材の姿勢が、前記取付部材に前記ＧＮＳＳアンテナを設置できる第１姿勢から、前記取付部材に前記ＧＮＳＳアンテナを設置できない第２姿勢に変更可能であり、
   前記取付部材が、水平方向に沿った軸周りに回動することにより、前記取付部材の一端が前記軸を介して反対側に移動し、前記取付部材の姿勢を前記第１姿勢から前記第２姿勢に変更する旋回作業車。
2. 前記ＧＮＳＳアンテナを設置する前記取付部材の設置部が、
   前記第１姿勢では、上方に向き、
   前記第２姿勢では、下方をむいている請求項１記載の旋回作業車。
3. 前記取付部材が前記屋根の隅部に配置されている請求項１又は２に記載の旋回作業車。
4. 前記取付部材が前記屋根の前後に設けられている請求項３記載の旋回作業車。
5. 前記取付部材の一方が前記運転席の一方側に、前記取付部材の他方が前記運転席の他方側に配置されている請求項４記載の旋回作業車。