WO2020241747A1 - 建設機械 - Google Patents

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WO2020241747A1
WO2020241747A1 PCT/JP2020/021105 JP2020021105W WO2020241747A1 WO 2020241747 A1 WO2020241747 A1 WO 2020241747A1 JP 2020021105 W JP2020021105 W JP 2020021105W WO 2020241747 A1 WO2020241747 A1 WO 2020241747A1
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WO
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cabin
obstacle
obstacle sensor
driver
seat
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/021105
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English (en)
French (fr)
Inventor
辰雄 山崎
Original Assignee
ヤンマーパワーテクノロジー株式会社
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Publication date
Application filed by ヤンマーパワーテクノロジー株式会社 filed Critical ヤンマーパワーテクノロジー株式会社
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/24—Safety devices, e.g. for preventing overload

Definitions

  • This disclosure relates to construction machinery.
  • a construction machine such as a backhoe includes an upper swing body that is rotatably supported with respect to a lower traveling body and a working machine such as a hydraulic excavator attached to the front portion of the upper swing body.
  • a working machine such as a hydraulic excavator attached to the front portion of the upper swing body.
  • a camera and a monitor that projects an image of the camera on the wall and ceiling of the cabin including the driver's seat are provided.
  • Patent Document 2 describes that an obstacle sensor is attached to the rear part of the upper swing body.
  • Patent Document 2 aims to secure visibility in a construction machine whose driver's seat is covered with a shielding material, and there is no disclosure of an installation structure when an obstacle sensor is provided in an ultra-small swivel type hydraulic excavator. ..
  • ultra-small turning type construction machines are often loaded on trucks and transported, and there are legal restrictions on the maximum height of the loaded state on trucks. Therefore, it is difficult to install the obstacle sensor on the upper part of the cabin.
  • the present disclosure has focused on such a problem, and the purpose of the present disclosure is to secure a rear view of the driver's seat and a trade-off problem with the installation location of an obstacle sensor in an ultra-small turning type hydraulic excavator. It is to provide construction machinery that has solved the problem.
  • the construction machine of the present disclosure is arranged above the lower traveling body, the upper rotating body rotatably supported by the lower traveling body, the engine arranged at the rear of the upper rotating body, and the engine.
  • a space for visually recognizing the rear is formed between the two cabin columns behind the driver's seat, and the rear of the driver's seat can be included in the field of view. Further, since one or more obstacle sensors are arranged along an axis parallel to at least one of the virtual line connecting the lower portions of the two cabin columns and the cabin column, a plurality of obstacle sensors are arranged in the driver's seat. It is possible to suppress the obstruction of the view behind the vehicle.
  • FIG. 1 Side view showing the construction machine of the first embodiment Top view schematically showing the upper swing body and internal equipment Rear view showing the rear peripheral structure of the cabin Perspective view showing the rear peripheral structure of the cabin
  • FIG. 1 a schematic structure of a backhoe 1 as an example of a construction machine will be described.
  • the backhoe 1 includes a lower traveling body 2, a working machine 3, and an upper rotating body 4.
  • the upper swivel body 4 is rotatably supported by the lower traveling body 2, and the working machine 3 is attached to the upper swivel body 4.
  • the lower traveling body 2 is driven by receiving power from the engine 42 to drive the backhoe 1.
  • the lower traveling body 2 includes a pair of left and right crawlers 21 and 21 and a pair of left and right traveling motors 22R and 22L.
  • the left and right traveling motors 22R and 22L which are hydraulic motors, drive the left and right crawlers 21 and 21, respectively, to enable the backhoe 1 to move forward and backward.
  • the lower traveling body 2 is provided with a blade 23 and a blade cylinder 24 which is a hydraulic actuator for rotating the blade 23 in the vertical direction.
  • the work machine 3 is driven by receiving power from the engine 42 to perform excavation work such as earth and sand.
  • the work machine 3 includes a boom 31, an arm 32, and a bucket 33, and by driving these independently, excavation work is possible.
  • the boom 31, arm 32, and bucket 33 correspond to working portions, respectively, and the backhoe 1 has a plurality of working portions.
  • the boom 31 is rotated by a boom cylinder 31a whose base end portion is rotatably supported in the front portion of the upper swing body 4 in the vertical direction and which can be expanded and contracted.
  • the arm 32 is rotated by an arm cylinder 32a whose base end portion is supported by the tip end portion of the boom 31 and which can be expanded and contracted.
  • the bucket 33 is rotated by a bucket cylinder 33a whose base end portion is supported by the tip end portion of the arm 32 and which can be expanded and contracted.
  • the boom cylinder 31a, arm cylinder 32a, and bucket cylinder 33a correspond to a hydraulic actuator that drives a working unit.
  • An articulated structure is formed by the boom 31 and the arm 32, and the boom 31 is arranged on the most proximal side among the elements constituting the articulated structure.
  • the upper swivel body 4 is configured to be swivelable with respect to the lower traveling body 2 via a swivel bearing (not shown).
  • a cabin 41, an engine 42, a swivel base 43, a swivel motor 44, and the like are arranged in the upper swivel body 4.
  • the upper swing body 4 is swiveled via a swivel bearing (not shown) by the driving force of the swivel motor 44, which is a hydraulic motor.
  • the upper swing body 4 is provided with a plurality of hydraulic pumps (not shown) driven by the engine 42. These hydraulic pumps supply hydraulic oil to the boom cylinder 31a, the arm cylinder 32a, and the bucket cylinder 33a.
  • FIG. 2 is a plan view of the upper swivel body 4
  • FIG. 3 is a rear view showing the rear peripheral structure of the cabin 41
  • FIG. 4 is a perspective view showing the rear peripheral structure of the cabin 41.
  • the front FD, the rear BD, the right RD, the left LD, and the upper UD are indicated by arrows. The direction when heading from the cabin 41 to the work machine 3 is shown.
  • the working machine 3 is attached to the front part of the upper swing body 4.
  • An engine 42 is arranged behind the work machine 3 in the upper swing body 4.
  • the cabin 41 is arranged on the left side of the upper swivel body 4 in a plan view.
  • the hydraulic oil tank 46 for storing the hydraulic oil supplied to the hydraulic actuators (boom cylinder 31a, arm cylinder 32a, bucket cylinder 33a) constituting the work machine 3 and the fuel tank 48 for storing the fuel of the engine 42 are viewed in plan view. It is arranged on the right side of the upper swivel body 4.
  • the cabin 41 and the hydraulic oil tank 46 are arranged apart from each other in the left-right direction.
  • the cabin 41 is arranged on the left side of the upper swing body 4, and the hydraulic oil tank 46 is arranged on the right side of the upper swing body 4, but the present invention is not limited to this. If the cabin 41 is arranged on either the left side or the right side of the upper swivel body 4 and the hydraulic oil tank 46 is arranged on either side, for example, the cabin 41 is arranged on the right side of the upper swivel body 4.
  • the hydraulic oil tank 46 may be arranged on the left side of the upper swing body 4.
  • a rear bonnet 47 for accommodating the engine 42 is provided behind the cabin 41.
  • a side bonnet 49 for accommodating the fuel tank 48 and the hydraulic oil tank 46 is provided on the side of the cabin 41.
  • an exhaust pipe 45 for discharging the exhaust gas of the engine 42 is arranged on the rear right side of the upper swing body 4.
  • the exhaust pipe 45 is arranged on the side of the cabin 41.
  • the position of the exhaust pipe 45 is changed depending on the size of the engine 42, and there are models that are arranged behind the cabin 41.
  • the driver's seat 411 is located above the engine 42.
  • a pair of work operation levers 421 and 412 are arranged on the left and right sides of the driver's seat 411, and a pair of traveling levers 413 and 413 are arranged in front of the driver's seat 411.
  • the operator controls the engine 42, each hydraulic motor, each hydraulic actuator, etc. by sitting on the driver's seat 411 and operating the work operation levers 421, 412, the traveling levers 413, 413, etc., and travels, turns, and works. Etc. can be performed.
  • the cabin 41 covers the driver's seat 411 from at least above.
  • the cabin 41 has a cabin ceiling 41a that covers the upper part of the driver's seat 411 and a frame body 41b that supports the cabin ceiling 41a.
  • the frame body 41b includes two cabin columns 41c that stand behind the driver's seat 411.
  • the frame body 41b has a rectangular portion in a rear view including two cabin columns 41c and a cabin beam 41d, and a transparent plate 41e such as glass attached to the rectangular portion as a window. ..
  • a space for visually recognizing the rear is formed between the two cabin columns 41c behind the driver's seat 411.
  • the cabin 41 does not have to be a box type that surrounds the driver's seat 411 shown in FIGS. 1 to 3 as long as there are at least two cabin columns 41c behind the driver's seat 411.
  • a plurality of obstacle sensors 5 for detecting obstacles are provided behind the cabin 41.
  • three obstacle sensors 5 are provided, but the number can be changed.
  • at least two obstacle sensors 5 among the plurality of obstacle sensors 5 are parallel to at least one of the virtual line C1 connecting the lower portions of the two cabin columns 41c and the cabin column 41c in rear view. It is arranged along the axis.
  • the first obstacle sensor 51 and the second obstacle sensor 52 are arranged along an axis C3 parallel to the virtual line C1. All sensors 5 are arranged below the maximum height of the cabin 41.
  • the second obstacle sensor 52 and the third obstacle sensor 53 are arranged along the axis C2 parallel to the cabin support 41c. That is, at least two obstacle sensors 5 (second obstacle sensor 52, third obstacle sensor 53) are arranged along any one of the two cabin columns 41c. Further, at least two obstacle sensors 5 (second obstacle sensor 52, third obstacle sensor 53) are along the cabin column 41c on the hydraulic oil tank 46 side (right RD) of the two cabin columns 41c. Have been placed.
  • the plurality of obstacle sensors 5 include a first obstacle sensor 51, a second obstacle sensor 52, and a third obstacle sensor 53.
  • the first obstacle sensor 51 has a detection area Ar1 behind the cabin 41 side (left LD).
  • the second obstacle sensor 52 has a detection region Ar2 behind the hydraulic oil tank 46 side (right RD).
  • the third obstacle sensor 53 has a detection region Ar3 on the side and front of the hydraulic oil tank 46 side (right RD). In this way, by removing the area of the cabin 41 having good visibility from the driver's seat 411 (the front of the vehicle body and the side of the cabin 41 side (left LD)) from the detection areas of the plurality of obstacle sensors 5. It is possible to reduce or minimize the number of obstacle sensors 5 installed.
  • the obstacle sensor 5 has a light source, and the TOF camera (Time-) acquires distance information based on the time when the light emitted from the light source is reflected by the obstacle and the reflected light reaches the image sensor.
  • the TOF camera Time-
  • the obstacle sensor 5 may be a camera incorporating an image sensor such as a CMOS element or a CCD element, and the operator may determine the presence or absence of an obstacle from the image captured by the camera.
  • the brightness, hue value, and saturation value may be acquired for each pixel, and the computer may be configured to discriminate obstacles.
  • the distance information of the obstacle may be acquired by a stereo camera having the shooting functions of the two cameras.
  • a millimeter wave radar that acquires distance information using radio waves in the millimeter wave band may be used.
  • the outer edges 5a of the plurality of obstacle sensors 5 are inside the rear edge 47a of the rear bonnet 47. With this arrangement, it is possible to prevent the obstacle sensor 5 from coming into contact with the obstacle when the upper swing body 4 is swiveled.
  • the cabin 41 is vibration-proof supported by being fixed to the upper swing body 4 via a vibration-proof member.
  • the plurality of obstacle sensors 5 are attached to the cabin 41 via the fixture 6, and are fixed using the cabin 41 as a scaffold. With this configuration, it is possible to make it difficult for vibrations and shocks from the backhoe 1 machine to be transmitted to the obstacle sensor 5.
  • the fixture 6 of the obstacle sensor 5 will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
  • the upper and lower cabin beams 41d constituting the frame body 41b and the cabin column 41c on the right RD are fixed.
  • the stay 60 is fixed to the cabin column 41c of the right RD with a bolt, and the third obstacle sensor 53 is fixed to the stay 60.
  • a first fixing rail 61 extending in the left-right direction is fixed to the lower cabin beam 41d with a bolt.
  • the cabin column 41c of the left LD is fixed with a bolt between the first fixed rail 61 and the cabin beam 41d of the upper UD.
  • a second fixing rail 62 extending in the left-right direction is fixed with a bolt between the left and right cabin columns 41c.
  • a stay 63 for fixing the first obstacle sensor 51 and the second fixed rail 62 is fixed to the first fixed rail 61 and the second fixed rail 62 with bolts.
  • the first fixed rail 61 and the second fixed rail 62 are parallel to each other.
  • a plurality of bolt holes or bolt holes 61a with nuts are formed in the first fixing rail 61 at intervals in the left-right direction.
  • a plurality of bolt holes or bolt holes 62a with nuts are formed in the second fixing rail 62 at intervals in the left-right direction.
  • FIG. 7 is a rear view of the rear peripheral structure of the cabin 41 of the backhoe 1 of the second embodiment.
  • the exhaust pipe 45 for discharging the exhaust of the engine 42 is arranged behind the cabin 41. Therefore, the detection areas Ar1 and Ar2 of the first obstacle sensor 51 and the second obstacle sensor 52 for detecting a rear obstacle may interfere with the exhaust pipe 45, and the detection area may be narrowed. Therefore, as shown in FIG.
  • the first obstacle sensor 51 is arranged on the side (left LD) on the cabin 41 side of the second obstacle sensor 52, and the first obstacle sensor 51 and the second obstacle sensor 51 are arranged. Obstacle sensors 52 are arranged in the horizontal direction so as not to be arranged in the vertical direction.
  • the exhaust pipe 45 is arranged between the first obstacle sensor 51 and the second obstacle sensor 52 in the rear view. By arranging in this way, it is possible to prevent the exhaust pipe 45 from interfering with the detection areas Ar1 and Ar2 of the first obstacle sensor 51 and the second obstacle sensor 52 and narrowing the detection area.
  • FIG. 8 is a rear view showing the rear peripheral structure of the cabin 41 of the backhoe 1 of the third embodiment.
  • FIG. 9 is a perspective view showing the peripheral structure of the cabin 41.
  • FIG. 10 is an exploded perspective view showing the fixture 106 of the obstacle sensor 5.
  • all obstacle sensors 5 are among the two cabin columns 41c in rear view. It is arranged along the cabin column 41c on the hydraulic oil tank 46 side (right RD). That is, it is arranged along the axis C2 parallel to the cabin column 41c on the hydraulic oil tank 46 side (right RD).
  • FIG. 8 is a rear view showing the rear peripheral structure of the cabin 41 of the backhoe 1 of the third embodiment.
  • FIG. 9 is a perspective view showing the peripheral structure of the cabin 41.
  • FIG. 10 is an exploded perspective view showing the fixture 106 of the obstacle sensor 5.
  • all obstacle sensors 5 are among the two cabin columns 41c in rear view. It is arranged along the cabin column 41c on the hydraulic oil tank 46 side (right RD). That
  • the first obstacle sensor 51, the second obstacle sensor 52, and the third obstacle sensor 53 are fixed to the fixture 106 which is a stay with bolts, and the fixture 106 is bolted to the hydraulic oil tank 46. It is fixed to the cabin column 41c on the side (right RD). According to this configuration, all obstacle sensors 5 (first obstacle sensor 51, second obstacle sensor 52, third obstacle sensor 53) are radially centered on an axis parallel to the cabin support 41c or the cabin support 41c. It is preferable to reduce the blind spot in the detection area of the obstacle sensor 5. Further, since all the obstacle sensors 5 are fixed by one fixture 106, it is possible to simplify the attachment work of the obstacle sensor 5 and the fixture 106.
  • the construction machine of the first, second or third embodiment is Lower running body 2 and An upper swivel body 4 that is rotatably supported with respect to the lower traveling body 2 and The engine 42 arranged at the rear of the upper swing body 4 and The driver's seat 411 located above the engine 42 and The cabin 41 that covers the driver's seat 411 from above, A plurality of obstacle sensors 5 for detecting obstacles are provided.
  • the cabin 41 has a cabin ceiling 41a that covers above the driver's seat 411, and two cabin columns 41c that stand behind the driver's seat 411 and support the cabin ceiling 41a.
  • At least one of the plurality of obstacle sensors 5 is arranged along an axis (C2, C3) parallel to at least one of the virtual line C1 connecting the lower portions of the two cabin columns 41c and the cabin column 41c in rear view. ing.
  • a space for visually recognizing the rear is formed between the two cabin columns 41c behind the driver's seat 411, and the rear of the driver's seat 411 can be included in the field of view. Further, since one or more obstacle sensors 5 are arranged along an axis (C2, C3) parallel to at least one of the virtual line C1 connecting the lower portions of the two cabin columns 41c and the cabin column 41c. , It is possible to suppress the plurality of obstacle sensors 5 from blocking the view behind the driver's seat.
  • the plurality of obstacle sensors 5 are vibration-proof supported cabins. It is preferable that 41 is fixed as a scaffold.
  • the cabin 41 is vibration-proof supported, vibrations and shocks coming from the machine are less likely to be transmitted to the obstacle sensor 5, and the failure rate of the obstacle sensor 5 can be reduced. Further, since the obstacle sensor 5 is not attached to the rear bonnet 47, it becomes easy to design a structure in which the rear bonnet 47 and the obstacle sensor 5 do not interfere with each other when opening and closing the rear bonnet 47.
  • the rear bonnet 47 for accommodating the engine 42 is provided, and the outer edge 5a of the plurality of obstacle sensors 5 is inside the rear edge 47a of the rear bonnet 47 in a plan view. It is preferable to be in.
  • At least two obstacle sensors 5 (third) of the plurality of obstacle sensors 5 are preferably arranged along any of the two cabin columns 41c.
  • the orientation of the obstacle sensor 5 can be arranged radially in a plan view around the axis C2 parallel to the cabin support 41c or the cabin support 41c, and the detection range (viewing angle) of the obstacle sensor 5 can be arranged. ), The number of obstacle sensors 5 can be reduced or minimized. Further, since at least two obstacle sensors 5 can be arranged in a concentrated manner, it is possible to facilitate the installation work of the obstacle sensor 5 and the wiring work of the obstacle sensor 5.
  • the cabin 41 is arranged on either the left side or the right side of the upper swivel body 4 in a plan view, and the side bonnet 49 is arranged on the side of the cabin 41.
  • At least two obstacle sensors 5 (second obstacle sensor 52, third obstacle sensor 53) among a plurality of obstacle sensors 5 (first obstacle sensor 51, second obstacle sensor 52, third obstacle sensor 53)
  • the sensor 53) is preferably arranged along the cabin column 41c on the side bonnet 49 side of the two cabin columns 41c.
  • the cabin support 41c on the side bonnet 49 side (right RD) is located near the center of the vehicle body in a plan view, so that the direction of the obstacle sensor 5 can be arranged radially, and the obstacle It is possible to reduce or minimize the blind spot of the sensor 5.
  • the plurality of obstacle sensors 5 detect the first obstacle sensor 51 whose detection area Ar1 is behind the cabin 41 and the rear of the side bonnet 49. It has a second obstacle sensor 52 having a region Ar2 and a third obstacle sensor 53 having a detection region Ar3 on the side and front of the side bonnet 49 side.
  • the first obstacle sensor 51 is arranged at the rear part of the upper swing body 4 and includes an exhaust pipe 45 for discharging the exhaust gas of the engine 42, and the first obstacle sensor 51 is closer to the cabin 41 than the second obstacle sensor 52. It is preferable that the exhaust pipe 45 is arranged between the first obstacle sensor 51 and the second obstacle sensor 52 in the rear view.
  • the exhaust pipe 45 of the engine 42 When the exhaust pipe 45 of the engine 42 is arranged behind the cabin 41, the exhaust pipe 45 may be arranged in the detection areas Ar1 and Ar2 of the first obstacle sensor 51 and the second obstacle sensor 52 and interfere with each other. is there. Therefore, by arranging the exhaust pipe 45 between the first obstacle sensor 51 and the second obstacle sensor 52 in the rear view, the detection areas Ar1 of both the first obstacle sensor 51 and the second obstacle sensor 52, It is possible to prevent the exhaust pipe 45 from interfering with Ar2.
  • the number of obstacle sensors 5 is three, but the number is not limited as long as it is two or more.
  • the two obstacle sensors 5 may be arranged along the axis C2 or may be arranged along the axis C3.
  • one obstacle sensor 5 may be arranged along the axis C2 and the other obstacle sensor 5 may be arranged along the axis C3.
  • a plurality of obstacle sensors 5 are arranged along the axis C2 and the axis C2. It will be arranged along the axis C3.

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Abstract

下部走行体（２）と、下部走行体（２）に対して旋回可能に支持される上部旋回体（４）と、上部旋回体（４）の後部に配置されるエンジン（４２）と、エンジン（４２）の上方に配置される運転席（４１１）と、運転席（４１１）を上方から覆うキャビン（４１）と、障害物を検出する複数の障害物センサ（５）と、を有する。キャビン（４１）は、運転席（４１１）の上方を覆うキャビン天井（４１ａ）と、運転席（４１１）の後方で起立し且つキャビン天井（４１ａ）を支持する２つのキャビン支柱（４１ｃ）と、を有する。複数の障害物センサ（５）のうち少なくとも１つは、背面視において２つのキャビン支柱（４１ｃ）の下部を結ぶ仮想線（Ｃ１）とキャビン支柱（４１ｃ）のうち少なくともいずれかと平行な軸（Ｃ２、Ｃ３）に沿って配列されている。

Description

建設機械
　本開示は、建設機械に関する。
　バックホー等の建設機械は、特許文献１に示すように、下部走行体に対して旋回可能に支持される上部旋回体と、上部旋回体の前部に取り付けられる油圧ショベル等の作業機と、を有する。特許文献１では、カメラと、運転席を内包するキャビンの壁と天井にカメラの映像を投影したモニタを設けることが記載されている。
　特許文献２には、上部旋回体の後部に障害物センサを取り付けることが記載されている。
特開２０１６－２１２５０３号公報 特開２００１－２６２６２８号公報
　しかしながら、超小旋回型油圧ショベルの上部旋回体の後部に障害物センサを配置した場合には、障害物センサの大きさによっては上部旋回体の後端からはみ出て旋回時に破損するおそれがある。また、特許文献１の建設機械は、大型であるため障害物センサを取り付ける位置の自由度が高く、キャビンの後方の視界を確保と、障害物センサの設置場所とのトレードオフ問題がない。
　特許文献２の建設機械は、遮蔽材で運転席を覆った建設機体において視界を確保することを目的としており、超小旋回型油圧ショベルに障害物センサを設ける際の設置構造についての開示はない。
　また、超小旋回型建設機械は、トラックに積載されて搬送されることが多く、トラックに積んだ状態の最大高さについては法律で制約がある。したがって、障害物センサをキャビンの上部に設置することが難しい。
　本開示は、このような課題に着目してなされたものであって、その目的は、超小旋回型油圧ショベルにおいて、運転席の後方視界の確保と障害物センサの設置場所とのトレードオフ問題を解決した建設機械を提供することである。
　本開示の建設機械は、下部走行体と、前記下部走行体に対して旋回可能に支持される上部旋回体と、前記上部旋回体の後部に配置されるエンジンと、前記エンジンの上方に配置される運転席と、前記運転席を上方から覆うキャビンと、障害物を検出する複数の障害物センサと、を備え、前記キャビンは、前記運転席の上方を覆うキャビン天井と、前記運転席の後方で起立し且つ前記キャビン天井を支持する２つのキャビン支柱と、を有し、前記複数の障害物センサのうち少なくとも１つは、背面視において前記２つのキャビン支柱の下部を結ぶ仮想線と前記キャビン支柱のうち少なくともいずれかと平行な軸に沿って配列されている。
　この構成によれば、運転席の後方の２つのキャビン支柱の間に後方を視認するための空間が形成され、運転席の後方を視野に含めることができる。さらに、２つのキャビン支柱の下部同士を結ぶ仮想線とキャビン支柱のうち少なくともいずれかに平行な軸に沿って１つ以上の障害物センサを配置しているので、複数の障害物センサが運転席の後方の視界を遮ることを抑制可能となる。
第１実施形態の建設機械を示す側面図 上部旋回体及び内部機器を模式的に示す平面図 キャビンの後部周辺構造を示す背面図 キャビンの後部周辺構造を示す斜視図 障害物センサを支持する固定具を示す分解斜視図 障害物センサの検知領域を示す平面図 第２実施形態のキャビンの後部周辺構造を示す背面図 第３実施形態のキャビンの後部周辺構造を示す背面図 第３実施形態のキャビンの後部周辺構造を示す斜視図 障害物センサを支持する固定具を示す分解斜視図
　＜第１実施形態＞
　以下、本開示の第１実施形態の建設機械について図面を参照しながら説明する。
　［建設機械の構造］
　図１に示すように、建設機械の一例としてのバックホー１の概略構造について説明する。ただし、建設機械としては、バックホー１に限定されない。バックホー１は、下部走行体２と、作業機３と、上部旋回体４とを備える。下部走行体２に対して上部旋回体４が旋回可能に支持され、上部旋回体４に作業機３が取り付けられている。
　下部走行体２は、エンジン４２からの動力を受けて駆動し、バックホー１を走行させる。下部走行体２は、左右一対のクローラ２１，２１及び左右一対の走行モータ２２Ｒ，２２Ｌを備える。油圧モータである左右の走行モータ２２Ｒ，２２Ｌが左右のクローラ２１，２１をそれぞれ駆動することでバックホー１の前後進を可能としている。また、下部走行体２には、ブレード２３、及びブレード２３を上下方向に回動させるための油圧アクチュエータであるブレードシリンダ２４が設けられている。
　作業機３は、エンジン４２からの動力を受けて駆動し、土砂等の掘削作業を行うものである。作業機３は、ブーム３１、アーム３２、及びバケット３３を備え、これらを独立して駆動することによって掘削作業を可能としている。ブーム３１、アーム３２、及びバケット３３は、それぞれ作業部に相当し、バックホー１は、複数の作業部を有する。
　ブーム３１は、基端部が上部旋回体４の前部に上下方向に回転可能に支持されて、伸縮自在に可動するブームシリンダ３１ａによって回動される。また、アーム３２は、基端部がブーム３１の先端部に支持されて、伸縮自在に可動するアームシリンダ３２ａによって回動される。そして、バケット３３は、基端部がアーム３２の先端部に支持されて、伸縮自在に可動するバケットシリンダ３３ａによって回動される。ブームシリンダ３１ａ、アームシリンダ３２ａ、及びバケットシリンダ３３ａは、作業部を駆動する油圧アクチュエータに相当する。ブーム３１及びアーム３２によって多関節構造体が形成されており、ブーム３１は多関節構造体を構成する要素のうち最も基端側に配置されている。
　上部旋回体４は、下部走行体２に対して旋回ベアリング（図示しない）を介して旋回可能に構成されている。上部旋回体４には、キャビン４１、エンジン４２、旋回台４３、旋回モータ４４等が配置されている。油圧モータである旋回モータ４４の駆動力で上部旋回体４が旋回ベアリング（図示せず）を介して旋回する。また、上部旋回体４には、エンジン４２により駆動される複数の油圧ポンプ（図示していない）が配設される。これらの油圧ポンプが、ブームシリンダ３１ａ、アームシリンダ３２ａ、及びバケットシリンダ３３ａに作動油を供給する。
　図２は、上部旋回体４の平面図であり、図３は、キャビン４１の後部周辺構造を示す背面図であり、図４は、キャビン４１の後部周辺構造を示す斜視図である。図中において前方ＦＤ、後方ＢＤ、右方ＲＤ、左方ＬＤ、上方ＵＤを矢印で示している。キャビン４１から作業機３に向かった場合の方向を示している。
　図２に示すように、作業機３は上部旋回体４の前部に取り付けられている。上部旋回体４における作業機３の後方にはエンジン４２が配置されている。キャビン４１は、平面視にて上部旋回体４における左部に配置されている。作業機３を構成する油圧アクチュエータ（ブームシリンダ３１ａ、アームシリンダ３２ａ、バケットシリンダ３３ａ）に供給される作動油を貯留する作動油タンク４６及びエンジン４２の燃料を貯留する燃料タンク４８は、平面視にて上部旋回体４の右部に配置されている。キャビン４１及び作動油タンク４６は、左右方向に離間して配置されている。本実施形態では、キャビン４１が上部旋回体４における左部に配置され、作動油タンク４６が上部旋回体４における右部に配置されているが、これに限定されない。上部旋回体４における左部及び右部のいずれか一方にキャビン４１が配置され、いずれか他方に作動油タンク４６が配置されていれば、例えば、上部旋回体４の右部にキャビン４１が配置され且つ上部旋回体４の左部に作動油タンク４６が配置されていてもよい。図２に示すように、キャビン４１の後方には、エンジン４２を収納する後方ボンネット４７が設けられている。キャビン４１の側方には、燃料タンク４８及び作動油タンク４６を収納する側方ボンネット４９が設けられている。
　図２、図３及び図６に示すように、エンジン４２の排気を放出する排気パイプ４５が上部旋回体４の後部右方に配置されている。排気パイプ４５は、キャビン４１の側方に配置されている。排気パイプ４５の位置はエンジン４２の大きさによって配置位置が変更され、キャビン４１の後方に配置される機種が存在する。
　エンジン４２の上方には運転席４１１が配置されている。運転席４１１の左右に一対の作業操作レバー４１２，４１２、前方に一対の走行レバー４１３，４１３が配置されている。オペレータは、運転席４１１に着座して作業操作レバー４１２，４１２、走行レバー４１３，４１３等を操作することによって、エンジン４２、各油圧モータ、各油圧アクチュエータ等の制御を行い、走行、旋回、作業等を行うことができる。
　図１～４に示すように、キャビン４１は、運転席４１１を少なくとも上方から覆う。キャビン４１は、運転席４１１の上方を覆うキャビン天井４１ａと、キャビン天井４１ａを支持する枠体４１ｂと、を有する。枠体４１ｂは、運転席４１１の後方で起立する２つのキャビン支柱４１ｃを含む。図３に示すように、枠体４１ｂは、２本のキャビン支柱４１ｃ及びキャビン梁４１ｄを含む背面視で矩形状部位と、矩形状部位に窓として取り付けられるガラスなどの透明板４１ｅと、を有する。このように、運転席４１１の後方の２つのキャビン支柱４１ｃの間に、後方を視認するための空間が形成されている。なお、キャビン４１は、運転席４１１の後方に少なくとも２本のキャビン支柱４１ｃがあれば、図１～３に示す運転席４１１を包囲するボックスタイプでなくてもよい。
　図１～４に示すように、キャビン４１の後方には、障害物を検出する複数の障害物センサ５が設けられている。本実施形態では、３つの障害物センサ５が設けられているが、数は変更可能である。図３に示すように、複数の障害物センサ５のうち、少なくとも２つの障害物センサ５は、背面視において２つのキャビン支柱４１ｃの下部を結ぶ仮想線Ｃ１とキャビン支柱４１ｃのうち少なくともいずれかと平行な軸に沿って配列されている。図３では、第１障害物センサ５１及び第２障害物センサ５２が、仮想線Ｃ１と平行な軸Ｃ３に沿って配列されている。全てのセンサ５は、キャビン４１の最大高さ以下に配置されている。
　さらに、第２障害物センサ５２及び第３障害物センサ５３が、キャビン支柱４１ｃと平行な軸Ｃ２に沿って配列されている。すなわち、少なくとも２つの障害物センサ５（第２障害物センサ５２、第３障害物センサ５３）が、２つのキャビン支柱４１ｃのうちのいずれかに沿って配置されている。また、少なくとも２つの障害物センサ５（第２障害物センサ５２、第３障害物センサ５３）は、２つのキャビン支柱４１ｃのうち作動油タンク４６側（右方ＲＤ）のキャビン支柱４１ｃに沿って配置されている。
　図６に示すように、複数の障害物センサ５は、第１障害物センサ５１と、第２障害物センサ５２と、第３障害物センサ５３と、を有する。第１障害物センサ５１は、キャビン４１側（左方ＬＤ）の後方を検知領域Ａｒ１とする。第２障害物センサ５２は、作動油タンク４６側（右方ＲＤ）の後方を検知領域Ａｒ２とする。第３障害物センサ５３は、作動油タンク４６側（右方ＲＤ）の側方及び前方を検知領域Ａｒ３とする。このように、キャビン４１の運転席４１１からの視認性がよい領域（車体の前方及びキャビン４１側の側方（左方ＬＤ））を、複数の障害物センサ５の検知領域から外すことにより、障害物センサ５の設置数を低減又は最小にすることが可能となる。
　なお、本実施形態では、障害物センサ５は、光源を有し、光源の発光が障害物に反射して撮像素子に反射光が到達する時間に基づいて距離情報を取得するＴＯＦカメラ（Time-of-Flight Camera）を用いているが、障害物を検出することができれば、これに限定されない。例えば、障害物センサ５を、ＣＭＯＳ素子又はＣＣＤ素子などの撮像素子を内蔵したカメラとし、カメラの撮像画像でオペレータが障害物の有無を判断するようにしてもよい。また、オペレータの判断ではなく、画素毎に輝度、色相値、彩度値を取得して、障害物の判別をコンピュータが実行するように構成してもよい。また、２台のカメラの撮影機能を一体に備えたステレオカメラにより、障害物の距離情報を取得するように構成してもよい。また、ミリ波帯の電波を用いて距離情報を取得するミリ波レーダでもよい。
　図２に示すように、平面視において、複数の障害物センサ５の外縁５ａは後方ボンネット４７の後方縁端４７ａよりも内側にある。この配置により、上部旋回体４の旋回時に障害物センサ５が障害物に接触することを防止できる。
　キャビン４１は、上部旋回体４に対して防振部材を介して固定されることにより、防振支持されている。図４及び図５に示すように、複数の障害物センサ５は、固定具６を介してキャビン４１に取り付けられており、キャビン４１を足場として固定されている。この構成により、バックホー１の本機から振動や衝撃が障害物センサ５に伝わりにくくすることが可能となる。
　図４及び図５を用いて障害物センサ５の固定具６について説明する。図５に示すように、枠体４１ｂを構成する上下二つのキャビン梁４１ｄと、右方ＲＤのキャビン支柱４１ｃとが固定されている。右方ＲＤのキャビン支柱４１ｃに対してステー６０がボルトで固定され、ステー６０に第３障害物センサ５３が固定される。下方のキャビン梁４１ｄには、左右方向に延びる第１固定桟６１がボルトで固定される。第１固定桟６１と上方ＵＤのキャビン梁４１ｄの間に、左方ＬＤのキャビン支柱４１ｃがボルトで固定される。左右のキャビン支柱４１ｃの間に、左右方向の延びる第２固定桟６２がボルトで固定される。第１固定桟６１と第２固定桟６２に対して、第１障害物センサ５１及び第２固定桟６２を固定するためのステー６３がボルトで固定される。第１固定桟６１と第２固定桟６２とは互いに平行である。第１固定桟６１には、ボルト孔又はナット付きのボルト孔６１ａが複数左右方向に間隔をあけて形成されている。第２固定桟６２には、ボルト孔又はナット付きのボルト孔６２ａが複数左右方向に間隔をあけて形成されている。この構造により、ステー６３を固定するボルト孔６１ａ、６２ａを選択することによって、ステー６３の取り付け位置を左右方向に変更することができ、ひいては、第１障害物センサ５１及び第２固定桟６２の取り付け位置を左右方向に変更することが可能となる。
　＜第２実施形態＞
　本開示の第２実施形態の建設機械について説明する。図７は、第２実施形態のバックホー１のキャビン４１の後部周辺構造の背面図である。図７に示すように、第２実施形態のバックホー１は、エンジン４２の排気を放出する排気パイプ４５が、キャビン４１の後方に配置されている。そのため、後方の障害物を検出するための第１障害物センサ５１及び第２障害物センサ５２の検知領域Ａｒ１、Ａｒ２と排気パイプ４５が干渉し、検知領域が狭くなるおそれがある。そこで、図７に示すように、第１障害物センサ５１を、第２障害物センサ５２よりもキャビン４１側の側方（左方ＬＤ）に配置して、第１障害物センサ５１及び第２障害物センサ５２を左右方向に並べて上下方向に配列しないようにする。そして、排気パイプ４５は、背面視において第１障害物センサ５１と第２障害物センサ５２の間に配置している。このように配置すれば、第１障害物センサ５１及び第２障害物センサ５２の検知領域Ａｒ１、Ａｒ２に排気パイプ４５が干渉して検知領域が狭くなることを避けることが可能となる。
　＜第３実施形態＞
　本開示の第３実施形態の建設機械について説明する。図８は、第３実施形態のバックホー１のキャビン４１の後部周辺構造を示す背面図である。図９は、キャビン４１の周辺構造物を示す斜視図である。図１０は、障害物センサ５の固定具１０６を示す分解斜視図である。図８～図１０に示すように、全ての障害物センサ５（第１障害物センサ５１、第２障害物センサ５２、第３障害物センサ５３）は、背面視において２つのキャビン支柱４１ｃのうち作動油タンク４６側（右方ＲＤ）のキャビン支柱４１ｃに沿って配置されている。すなわち、作動油タンク４６側（右方ＲＤ）のキャビン支柱４１ｃと平行な軸Ｃ２に沿って配置されている。図１０に示すように、第１障害物センサ５１、第２障害物センサ５２及び第３障害物センサ５３は、ステーである固定具１０６にボルトで固定され固定具１０６がボルトで作動油タンク４６側（右方ＲＤ）のキャビン支柱４１ｃに固定される。この構成によれば、全ての障害物センサ５（第１障害物センサ５１、第２障害物センサ５２、第３障害物センサ５３）をキャビン支柱４１ｃ又はキャビン支柱４１ｃに平行な軸を中心として放射状に配置でき、障害物センサ５の検知領域の死角を低減するうえで好ましい。また、全ての障害物センサ５が１つの固定具１０６で固定されるので、障害物センサ５及び固定具１０６の取付作業を簡単にすることが可能となる。
　以上のように、第１、第２又は第３実施形態の建設機械は、
　下部走行体２と、
　下部走行体２に対して旋回可能に支持される上部旋回体４と、
　上部旋回体４の後部に配置されるエンジン４２と、
　エンジン４２の上方に配置される運転席４１１と、
　運転席４１１を上方から覆うキャビン４１と、
　障害物を検出する複数の障害物センサ５と、を備え、
　キャビン４１は、運転席４１１の上方を覆うキャビン天井４１ａと、運転席４１１の後方で起立し且つキャビン天井４１ａを支持する２つのキャビン支柱４１ｃと、を有し、
　複数の障害物センサ５のうち少なくとも１つは、背面視において２つのキャビン支柱４１ｃの下部を結ぶ仮想線Ｃ１とキャビン支柱４１ｃのうち少なくともいずれかと平行な軸（Ｃ２、Ｃ３）に沿って配列されている。
　この構成によれば、運転席４１１の後方の２つのキャビン支柱４１ｃの間に後方を視認するための空間が形成され、運転席４１１の後方を視野に含めることができる。さらに、２つのキャビン支柱４１ｃの下部同士を結ぶ仮想線Ｃ１、キャビン支柱４１ｃのうち少なくともいずれかに平行な軸（Ｃ２、Ｃ３）に沿って１つ以上の障害物センサ５を配置しているので、複数の障害物センサ５が運転席の後方の視界を遮ることを抑制可能となる。
　第１、第２又は第３実施形態のように、複数の障害物センサ５（第１障害物センサ５１、第２障害物センサ５２、第３障害物センサ５３）は、防振支持されたキャビン４１を足場として固定されていることが好ましい。
　この構成によれば、キャビン４１は防振支持されているので、本機から来る振動や衝撃が障害物センサ５に伝わりにくくなり、障害物センサ５の故障率を低減することが可能となる。また、後方ボンネット４７に障害物センサ５を取り付けていないので、後方ボンネット４７の開閉に後方ボンネット４７と障害物センサ５との干渉しない構造を設計しやすくなる。
　第１、第２又は第３実施形態のように、エンジン４２を収容する後方ボンネット４７を備え、平面視において、複数の障害物センサ５の外縁５ａが後方ボンネット４７の後方縁端４７ａよりも内側にあることが好ましい。
　この構成によれば、上部旋回体４の旋回時に、障害物センサ５が障害物に接触して破損することを防止可能となる。
　第１又は第３実施形態のように、複数の障害物センサ５（第１障害物センサ５１、第２障害物センサ５２、第３障害物センサ５３）のうち少なくとも２つの障害物センサ５（第２障害物センサ５２、第３障害物センサ５３）は、２つのキャビン支柱４１ｃのうちのいずれかに沿って配置されていることが好ましい。
　この構成によれば、キャビン支柱４１ｃ又はキャビン支柱４１ｃに平行な軸Ｃ２を中心に、障害物センサ５の向きを平面視で放射状に配置することができ、障害物センサ５の検出範囲（視野角）を考慮しつつ、障害物センサ５の数を低減又は最小にすることができる。また、少なくとも２つの障害物センサ５を集中して配置することができるため、障害物センサ５の設置工事と障害物センサ５の配線作業を容易にすることが可能となる。
　第１又は第３実施形態のように、キャビン４１は、平面視にて上部旋回体４の左側と右側のいずれか一方に配置され、キャビン４１の側方に側方ボンネット４９が配置されており、複数の障害物センサ５（第１障害物センサ５１、第２障害物センサ５２、第３障害物センサ５３）のうち少なくとも２つの障害物センサ５（第２障害物センサ５２、第３障害物センサ５３）は、２つのキャビン支柱４１ｃのうち側方ボンネット４９側のキャビン支柱４１ｃに沿って配置されていることが好ましい。
　この構成によれば、側方ボンネット４９側（右方ＲＤ）のキャビン支柱４１ｃは、平面視で車体中央近傍に位置するので、障害物センサ５の向きを放射状に配置することができ、障害物センサ５の死角を低減又は最小にすることが可能となる。
　第１、第２又は第３実施形態のように、複数の障害物センサ５は、キャビン４１側の後方を検知領域Ａｒ１とする第１障害物センサ５１と、側方ボンネット４９側の後方を検知領域Ａｒ２とする第２障害物センサ５２と、側方ボンネット４９側の側方及び前方を検知領域Ａｒ３とする第３障害物センサ５３と、を有する。
　このように、キャビン４１の運転席４１１からの視認性がよい領域（第１、第２又は第３実施形態では、車体の前方及びキャビン４１側の側方（左方ＬＤ））を、複数の障害物センサ５の検知領域から外すことにより、障害物センサ５の設置数を低減又は最小にすることが可能となる。
　第２実施形態のように、上部旋回体４の後部に配置され、エンジン４２の排気を放出する排気パイプ４５を備え、第１障害物センサ５１は、第２障害物センサ５２よりもキャビン４１側の側方に配置されており、排気パイプ４５は、背面視において第１障害物センサ５１と第２障害物センサ５２の間に配置されていることが好ましい。
　エンジン４２の排気パイプ４５がキャビン４１の後方に配置される場合には、第１障害物センサ５１と第２障害物センサ５２の検知領域Ａｒ１、Ａｒ２に排気パイプ４５が配置されて干渉するおそれがある。そこで、背面視において第１障害物センサ５１と第２障害物センサ５２の間に排気パイプ４５を配置することによって、第１障害物センサ５１と第２障害物センサ５２の双方の検知領域Ａｒ１、Ａｒ２に排気パイプ４５が干渉することを避けることが可能となる。
　以上、本開示の本実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに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。
　上記の各実施形態で採用している構造を他の任意の実施形態に採用することは可能である。各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
　例えば、第１～３実施形態では、障害物センサ５が３つであるが、２つ以上であれば、限定されない。障害物センサ５が２つの場合、２つの障害物センサ５が軸Ｃ２に沿って配置されていてもよいし、軸Ｃ３に沿って配置されていてもよい。また、一方の障害物センサ５が軸Ｃ２に沿って配置され且つ他方の障害物センサ５が軸Ｃ３に沿って配置されていてもよく、この場合は、複数の障害物センサ５が軸Ｃ２及び軸Ｃ３に沿って配置されることになる。
　２　　　下部走行体
　４　　　上部旋回体
　４１　　キャビン
　４１ａ　キャビン天井
　４１ｃ　キャビン支柱
　４１１　運転席
　４２　　エンジン
　４５　　排気パイプ
　４７　　後方ボンネット
　４９　　側方ボンネット
　５　　　障害物センサ
　５１　　第１障害物センサ
　５２　　第２障害物センサ
　５３　　第３障害物センサ

Claims (7)

  1. 　下部走行体と、
    　前記下部走行体に対して旋回可能に支持される上部旋回体と、
    　前記上部旋回体の後部に配置されるエンジンと、
    　前記エンジンの上方に配置される運転席と、
    　前記運転席を上方から覆うキャビンと、
    　障害物を検出する複数の障害物センサと、を備え、
    　前記キャビンは、前記運転席の上方を覆うキャビン天井と、前記運転席の後方で起立し且つ前記キャビン天井を支持する２つのキャビン支柱と、を有し、
    　前記複数の障害物センサのうち少なくとも１つは、背面視において前記２つのキャビン支柱の下部を結ぶ仮想線と前記キャビン支柱のうち少なくともいずれかと平行な軸に沿って配列されている、建設機械。
  2. 　前記複数の障害物センサは、防振支持された前記キャビンを足場として固定されている、請求項１に記載の建設機械。
  3. 　前記エンジンを収容する後方ボンネットを備え、
    　平面視において、前記複数の障害物センサの外縁が前記後方ボンネットの後方縁端よりも内側にある、請求項１又は２に記載の建設機械。
  4. 　前記複数の障害物センサのうち少なくとも２つの障害物センサは、前記２つのキャビン支柱のうちのいずれかに沿って配置されている、請求項１～３のいずれかに記載の建設機械。
  5. 　前記キャビンは、平面視にて前記上部旋回体の左側と右側のいずれか一方に配置され、
    　前記キャビンの側方に側方ボンネットが配置されており、
    　前記複数の障害物センサのうち少なくとも２つの障害物センサは、前記２つのキャビン支柱のうち前記側方ボンネット側のキャビン支柱に沿って配置されている、請求項１～４のいずれかに記載の建設機械。
  6. 　前記複数の障害物センサは、前記キャビン側の後方を検知領域とする第１障害物センサと、前記側方ボンネット側の後方を検知領域とする第２障害物センサと、前記側方ボンネット側の側方及び前方を検知領域とする第３障害物センサと、を有する、請求項５に記載の建設機械。
  7. 　前記上部旋回体の後部に配置され、前記エンジンの排気を放出する排気パイプを備え、
    　前記第１障害物センサは、前記第２障害物センサよりも前記キャビン側の側方に配置されており、
    　前記排気パイプは、背面視において前記第１障害物センサと前記第２障害物センサの間に配置されている、請求項６に記載の建設機械。
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