JP6369495B2 - 作業機械 - Google Patents

Description

本発明は、油圧ショベル等の作業機械に関し、その中でも特にブームフットピンの脱着技術に関する。

油圧ショベルには、掘削等の作業を行う作業装置として、バケットやアーム、ブームなどからなるアタッチメントが上部旋回体の前部に備えられている。上部旋回体には、左右一対の支持部が対向状に立設されていて、その間に、ブームフットピンが車幅方向に延びるように取り付けられている。そのブームフットピンに、ブームの基端部が軸支されることにより、アタッチメントは、上部旋回体に回動可能に支持されている。

ブームフットピンは、アタッチメントの交換等の際に支持部から抜き差しされるが、小型機種などでは、そのブームフットピンの脱着作業は容易ではない。すなわち、一方の支持部の側方には運転室が隣接しているため、通常は、他方の支持部の側からブームフットピンは抜き差しされている。ところが、他方の支持部の側方にも、燃料タンクや作動油タンクなどが配置されているため、作業スペースの問題がある。

そのため、例えば、特許文献１には、脱着作業だけに用いる無駄なスペースを形成することなく、ブームフットピンが抜き差しできるように、燃料タンクの形状を工夫した発明が提案されている。

また、アタッチメントの動作を制御するために、ブームの角度を検出するアングルセンサが油圧ショベルに設置される場合がある（特許文献２）。特許文献２のアングルセンサは、ブームの基端部近くの側面に設置されており、ブームの回動に連動して回動するそのセンサ部位が、レバー及びロッドからなるリンクを介してフレームに取り付けられている。

アングルセンサも、スペースに余裕が無いため、その設置は容易ではない。そのため、特許文献３の油圧ショベルでは、運転室の側面を凹ませてアングルセンサを設置できるようにしている。

特開２００３−２５３７００号公報 特開平７−２９０５３号公報 特開平８−２８４２０６号公報

特許文献２や特許文献３のアングルセンサの場合、ブームの角度を間接的に検出するため、その検出精度は高くない。それに対し、ブームとセンサ部位の回動中心とが一致するように、アングルセンサをブームフットピンに取り付けた場合、角度が直接検出できるので、高精度な検出が可能になる。

ところが、そのようにアングルセンサを取り付けるには、支持部の外側にアングルセンサを収容するスペースが必要になるため、特許文献３のように運転室の側面を凹ます程度では収容できない。そのうえ、ブームフットピンの脱着作業の際には、ブームフットピンからアングルセンサを取り外さなければならないため、燃料タンク側だけで無く運転室側でも作業が必要になる。そのため、更に、運転室側にもその作業スペースを確保する必要があり、ブームフットピンの脱着作業性も悪くなる。

運転室側からブームフットピンの脱着作業を行うことが考えられるが、運転室内も機器が密集して配置されており、特に防水を要する電装品が多く存在しているため、安易には行えない。

特に近年では、油圧ショベルのコンパクト化が進んで、相対的にエンジンルームが拡大することにより、従来であれば、運転室内のシートスタンドの下方に設置されていた電装品が、運転室のアタッチメント側に移設されるようになってきており、そのような場合には、運転室側からのブームフットピンの脱着作業はよりいっそう難しくなる。

そこで、本発明の目的は、運転室のアタッチメント側に電装品が多数設置されていても、運転室側からブームフットピンの脱着作業が容易に行える作業機械を提供することにある。

開示する作業機械は、下部走行体の上に搭載された上部旋回体に、運転室と車幅方向に並んで配置されたブームが、車幅方向に延びるブームフットピンを中心に回動可能に軸支されている作業機械である。

前記上部旋回体は、前記ブームフットピンの端部を軸支する軸受孔が形成された一対の支持部を、前記運転室と車幅方向に隣接した位置に有している。

前記運転室は、前記ブームフットピンの脱着を可能にするピン脱着口が形成されている側壁部と、前記側壁部の内側に配設される電装品群と、前記ピン脱着口及び前記電装品群を覆うように前記側壁部に取り外し可能な状態で装着されるカバー部材と、を有し、前記電装品群が前記カバー部材の内側面に取り付けられている。

すなわち、この作業機械によれば、運転室の側壁部にブームフットピンの脱着を可能にするピン脱着口が形成されており、ブームフットピンは、運転室の側から脱着するように構成されている。従って、運転室の反対側に設置される燃料タンクなどの形態や配置は、ブームフットピンの脱着を考慮する必要が無く、自由に設計できる。

そして、側壁部の内側に配設される電装品群が、カバー部材の内側面に取り付けられているので、電装品群をカバー部材と共に一度に側壁部から取り外すことができ、ブームフットピンの脱着作業を容易に行うことができる。

特に、前記ブームフットピンの一方の端部が、前記ピン脱着口を通じて前記側壁部の内側に位置する場合には、前記電装品群は、車幅方向から見た場合に前記ブームフットピンの一方の端部と車幅方向に重なり合わないように配置するのが好ましい。そうすれば、カバー部材の厚みを小さくして、運転室を圧迫しないようにできる。

より好適な例としては、前記ブームの回動に連動して回動部が回動することによって前記ブームの角度を検出するアングルセンサを有している。前記アングルセンサが、前記ピン脱着口を通じて前記側壁部の内側に位置するとともに、前記回動部及び前記ブームフットピンの各々の回動中心を一致させた状態で、前記ブームフットピンの一方の端部と前記ブームの基端部とに取り付けられている。

そうした場合、ブームの回動角度と同じ角度で回動部が回動するため、ブームの角度を高精度に検出することができるうえに、アングルセンサがピン脱着口を通じて側壁部の内側に位置しているので、アングルセンサもブームフットピンとともに脱着作業が容易にできる。

より具体的には、前記カバー部材の内部に、前記電装品群と前記アングルセンサとの間を仕切る仕切部材が設けられている。

そうした場合、構造上、運転室の外部に通じる開口を要するアングルセンサが、電装品群とともにカバー部材に収容されていても、電装品群が雨水や土砂に曝されるのを防止することができる。

更に具体的には、前記電装品群の各々の電気配線が、前記カバー部材の内側面に取り付けられた１本のハーネスを通じて外部に導出されている。

そうした場合、ハーネスの撓みを利用して、カバー部材を移動させることができるので、アングルセンサやブームフットピンの脱着作業を行うスペースが簡単に確保できる。

本発明の作業機械によれば、運転室のアタッチメント側に電装品が多数設置されていても、運転室側からブームフットピンの脱着作業が容易に行うことができる。

実施形態の油圧ショベルを示す概略斜視図である。 アッパーフレームの概略平面図である。 ブームフットピン、アングルセンサの分解斜視図である。 ブームフットピン、アングルセンサが装着された状態の概略斜視図である。 サイドカバーの内部を示す概略斜視図である。 サイドカバーの内部の主な部材の配置を示す概略図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限するものではない。また、説明で用いる前後左右、上下等の方向は、上部旋回体３を基準としたものであり、図に示す矢印に従うものとする。

図１に、本実施形態の油圧ショベル１（作業機械の一例）を示す。この油圧ショベル１は、旋回半径が小さく設計された小型機種であり、クローラ式の下部走行体２と、その上に旋回可能に搭載された上部旋回体３とを備えている。下部走行体２の前部には、昇降可能なドーザ２ａが装備されている。

上部旋回体３は、アッパーフレーム１０、アタッチメント２０、運転室３０、機械室４０などで構成されている。アッパーフレーム１０は下部走行体２に支持されており、そのアッパーフレーム１０に、アタッチメント２０、運転室３０、機械室４０などが配設されている。

図２に示すように、アッパーフレーム１０は、底板１１、一対の縦板１２，１２、梁板１３、パネル部材１４などで構成されている。底板１１は、略円形の金属板からなり、下部走行体２に旋回ベアリング（図示せず）を介して支持されている。一対の縦板１２，１２は、底板１１の前部に一定の間隔を隔てて立設されており、左右方向（車幅方向）に対向して前後方向に延びている。梁板１３は、底板１１の各所に立設されており、縦板１２とともに上部旋回体３を構造的に強化している。外装材であるパネル部材１４は底板１１の左右の縁に配置されている。

アタッチメント２０は、上部旋回体３の前部右寄りの位置に配置されている。油圧ショベル１の場合、アタッチメント２０は、バケットやアーム、ブーム２１、油圧シリンダ２２などで構成されていて、油圧シリンダ２２の伸縮により、掘削作業等の動作が行えるようになっている（バケットやアームの部分は図示省略）。

アタッチメント２０の基端部を構成しているブーム２１は、アタッチメント２０が前後方向に起伏する動作を行えるように、左右方向に延びるブームフットピン２５を中心に、アッパーフレーム１０に回動可能に軸支されている。アタッチメント２０は作業内容に応じて交換可能であり、ブームフットピン２５を抜き取ることによってアタッチメント２０はアッパーフレーム１０から脱着できるように構成されている。

また、この油圧ショベル１には、ブーム２１の動作を制御するために、ブーム２１の角度の高精度な検出を可能にするアングルセンサ５０が、ブームフットピン２５に取り付けられている（ブームフットピン２５及びアングルセンサ５０の詳細については後述）。

上部旋回体３の前部左側には運転室３０が配置されており、ブーム２１と運転室３０とが左右方向に並んだ状態になっている。上部旋回体３の旋回やクローラの走行、ドーザ２ａの昇降、アタッチメント２０の作業動作等の操作は、この運転室３０で行われる。

この油圧ショベル１の運転室３０は、その右側部分と上側部分とが側壁部３１とフード３２とによって仕切られていて、その前後及び左側の部分は外部に解放された構造となっている（キャノピ）。右側の作業視界を確保するために、側壁部３１の上部には大きな窓３１ａが形成されている。運転室３０の左側には、オペレータが運転室３０に乗降する乗降口が設けられている。

運転室３０の前部下側の部分には床パネル３３が敷設されており、その前側部分に、走行レバー３４や操作ペダル３５などが配置されている。床パネル３３は、アッパーフレーム１０の底板１１よりも上方に配設されており、図示しないが、床パネル３３と底板１１との間には、走行レバー３４等と接続されるコントロールバルブなどの各種装置とともに、電気配線、油圧配管などが集約して配設されている。

床パネル３３の後方には台状のシートスタンド３６が設置されており、その上部にオペレータが着座する座席３７が設置されている。座席３７の両側には、操作レバー等や各種スイッチ等を備えたコントロールボックス３８が配置されている。

運転室３０の前部右側には、サイドカバー６１（カバー部材）で覆われた電装品収納部が側壁部３１の内部に沿って配設されている。電装品収納部には、複数の電送品が集約して配置されている（詳細は後述）。

上部旋回体３の右側部や後部には、カバーで覆われた機械室４０が配置されている。上部旋回体３の後縁部には、前後のバランスを確保するために、カバーを兼ねた高重量の鋳物からなるカウンターウエイト４１ａが設置されている。

上部旋回体３の後部に位置する機械室４０は、エンジンルームとなっており、その内部には、図２に仮想線で示すように、エンジン４１や油圧ポンプ４２、ラジエータ４３などが密集した状態で設置されている。スペースの関係上、エンジンルームの一部は、シートスタンド３６の下側に入り込んだ状態となっている。

一方、上部旋回体３の右側部に位置する機械室４０（側部機械室４０ともいう）には、燃料タンク４４や作動油タンク４５、バッテリ４６などが密集した状態で配置されている。燃料タンク４４及び作動油タンク４５は、互いに前後に近接した状態で、右側の縦板１２に沿って配置されている。バッテリ４６は燃料タンク４４の上に載置されている。

（ブームフットピン２５、アングルセンサ５０）
図２に示すように、側部機械室４０と運転室３０との間には、一対の縦板１２，１２がこれらに隣接して位置しており、これら縦板１２，１２によってブーム２１を支持する支持部が構成されている。

具体的には、各縦板１２の各々には、軸受孔１５が左右方向に対向して形成されている。図２に仮想線で示すように、ブーム２１の基端部には、左右方向に貫通する軸孔２１ａが形成されていて、その軸孔２１ａに、ブームフットピン２５が回転可能な状態で挿入されている。そして、その基端部が一対の縦板１２，１２の間に配置された状態で、基端部の左右から突出するブームフットピン２５の端部が各軸受孔１５に軸支されている。

ブームフットピン２５は、運転室３０のある左側から脱着するように構成されている。

具体的には、図３や図４に示すように、ブームフットピン２５の一方の端部（脱着される左側の端部）には、ブームフットピン２５の回動を規制するフランジ状の回り止め部２６が設けられており、ブームフットピン２５の他方の端部には、右側の軸受孔１５に挿入される差込部２５ａが設けられている。従って、ブームフットピン２５を取り付ける場合には、左側の軸受孔１５から差込部２５ａを差し込み、ブーム２１の軸孔２１ａに挿入した後、右側の軸受孔１５に差込部２５ａを挿入して軸支させる。

その状態で、ブームフットピン２５の左側の端部は、左側の縦板１２から側方に突出し、回り止め部２６は、その左側面に近接するように構成されているため、回り止め部２６を、その縦板１２の左側面に設けられた締結座１２ａにボルトで固定することにより、ブームフットピン２５は、一対の縦板１２，１２に回転不能に取り付けられている。ブームフットピン２５を取り外す場合は、その逆の順序で作業を行うことにより、ブームフットピン２５を運転室３０のある左側から抜き取ることができる。

ブームフットピン２５は、運転室３０の側から脱着されるので、側部機械室４０に設置される燃料タンク４４や作動油タンク４５などの形態や配置は自由に設計ができる。

そして、その回り止め部２６を利用して、高精度な検出が可能になるアングルセンサ５０が取り付けられている。

アングルセンサ５０は、カバーブラケット５１、支持ブラケット５２、センサ本体５３、連結ブラケット５４などで構成されている。カバーブラケット５１は、円弧状のスリット５１ａが形成された板状の部材であり、支持ブラケット５２とともに回り止め部２６に締結して固定されている。図３では省略するが、カバーブラケット５１の縁の両側には、ラバーシール５１ｂが取り付けられている（図４参照）。

センサ本体５３は、回動することによって角度を検出する回動部５３ａを有する検出器であり、回動部５３ａの回動中心が、ブームフットピン２５の回動中心と一致するように、支持ブラケット５２に締結して固定されている。センサ本体５３には、先端にプラグ５３ｂを有するケーブルが設けられている。連結ブラケット５４は、回動部５３ａに取り付けられて回動部５３ａと一体に回動する部材であり、スリット５１ａを通じてブーム２１の基端部に設けられた連結部２１ｂに先端が連結されるＬ形状のロッド５４ａを有している。なお、図３，４，６のブーム２１は図１における仮想線の状態となっている。

従って、このアングルセンサ５０の場合、ブーム２１の回動に連動してロッド５４ａが揺動し、ブーム２１の回動角度と同じ角度で回動部５３ａが回動するため、ブーム２１の角度を高精度に検出することができる。

これらの回り止め部２６を含むブームフットピン２５の端部やアングルセンサ５０は運転室３０の側に配置され、ブームフットピン２５の脱着作業も運転室３０の側で行われる。しかも、この油圧ショベル１の場合、これらの対象となる運転室３０の部分には、電装品収納部が配置されている。

（側壁部３１、サイドカバー６１）
そこで、電装品収納部に収納される電装品に悪影響を及ぼすことなく、回り止め部２６やアングルセンサ５０を適切に配置することができ、ブームフットピン２５やアングルセンサ５０の脱着作業も容易にできるように、側壁部３１やサイドカバー６１が工夫されている。

具体的には、側壁部３１の外面は左側の縦板１２の側面に近接しており、その側壁部３１には、図３や図４に示すように、縦板１２の側面に沿って開口し、ブームフットピン２５の脱着を可能にするピン脱着口６２が形成されている。ピン脱着口６２を通じて、軸受孔１５を含む左側の縦板１２の一部と、ブーム２１の基端部の一部とが運転室３０の内部に露出した状態となっている。

それにより、回り止め部２６を含むブームフットピン２５の端部及びアングルセンサ５０は、ピン脱着口６２を通じて側壁部３１の内側の電装品収納部に収容されるようになっている。従って、縦板１２と運転室３０との間にスペースを設けてこれらを収容する必要が無い。ピン脱着口６２の上部の縁にはシール６２ａが装着されており、そのシール６２ａによって縦板１２と側壁部３１との隙間が塞がれている。すなわち、ピン脱着口６２の一部は、縦板１２によって塞がれた状態となっている。

ピン脱着口６２の上部には、ブーム２１の基端部に連結されたロッド５４ａの揺動を可能にする開口６３が確保されている。この開口６３は、アングルセンサ５０を取り付けた時に、カバーブラケット５１によって塞がれるようになっている。従って、ブームフットピン２５及びアングルセンサ５０が取り付けられた時には、スリット５１ａを除き、ピン脱着口６２のほとんどが塞がれた状態になる。

図５に、電装品収納部を覆うサイドカバー６１の内部を示す。サイドカバー６１は、ピン脱着口６２を覆うように、取り外し可能な状態で側壁部３１に装着されている。メカトロコントローラ６５ａや各種リレー６５ｂ、ヒューズボックス６５ｃなど、電装品収納部に収容される複数の電装品（電装品群６５ａ，６５ｂ，６５ｃ）は、サイドカバー６１で覆われるように、サイドカバー６１の内側面に取り付けられている。

そして、サイドカバー６１の内側面にはまた、仕切部材６６が取り付けられている。仕切部材６６は、カバーブラケット５１の外形に対応した多角形状をした底面部６６ａと、底面部６６ａの縁に沿って立設された側面部６６ｂとを有するトレイ状の部材からなる。仕切部材６６は、サイドカバー６１を側壁部３１に取り付けた時に、カバーブラケット５１のラバーシール５１ｂが嵌まり込むように、サイドカバー６１の後側部分の所定位置に組み付けられている。

従って、電装品群６５ａ，６５ｂ，６５ｃと、回り止め部２６を含むブームフットピン２５の端部及びアングルセンサ５０との間が仕切部材６６によって仕切られるため、スリット５１ａを介して運転室３０の外部に通じているアングルセンサ５０が電装品収納部に収容されていても、電装品群６５ａ，６５ｂ，６５ｃが雨水や土砂に曝されるのを防止することができる。

図６に示すように車幅方向から見た場合に、電装品群６５ａ，６５ｂ，６５ｃは、回り止め部２６を含むブームフットピン２５の端部及びアングルセンサ５０と左右方向に重なり合わないように、サイドカバー６１の内側面に沿って並ぶように配置されている。それにより、サイドカバー６１の厚み（左右方向の大きさ）を小さくすることができ、運転室３０の内部に大きく張り出して操作スペースを圧迫しないようにしている。

特に、電装品群６５ａ，６５ｂ，６５ｃは、仕切部材６６の下方を避けて、仕切部材６６の側方又は上方に配置されており、雨水や土砂に曝されるのがよりいっそう防止できるようになっている。

電装品群６５ａ，６５ｂ，６５ｃがサイドカバー６１に取り付けられているので、電装品群６５ａ，６５ｂ，６５ｃをサイドカバー６１と共に一度に側壁部３１から取り外すことができる。

しかも、電装品群６５ａ，６５ｂ，６５ｃの各々に接続されている電気配線６７は、アングルセンサ５０やブームフットピン２５の脱着作業が容易にできるように、サイドカバー６１の内側面に取り付けられた１本のハーネス６８を通じて外部に導出されている。

すなわち、電装品収納部の後方から電装品収納部に向けて１本のハーネス６８が配索されており、そのハーネス６８の先端部分が、撓み代を残した状態でサイドカバー６１の後端部に固定されている。そして、そのハーネス６８の先端部分には、複数に分岐した接続部６８ａが設けられていて、その接続部６８ａに電装品群６５ａ，６５ｂ，６５ｃの電気配線６７が接続されている。センサ本体５３のプラグ５３ｂが脱着可能に接続されるコネクタ６７ａを有するケーブルも接続部６８ａに接続されている。

従って、ブームフットピン２５の脱着作業を行う際には、サイドカバー６１を側壁部３１から取り外し、アングルセンサ５０のプラグ５３ｂをコネクタ６７ａから取り外す。そうして、ハーネス６８の撓み代を利用して、サイドカバー６１を床パネル３３の上に寝かせるなどして移動させるだけで、アングルセンサ５０やブームフットピン２５の脱着作業を行うスペースを確保することができる。

しかも、床パネル３３の上は操作スペースとなっているため、作業スペースを充分に確保できるうえに、運転室３０の左側は外部に解放されている。

従って、アングルセンサ５０やブームフットピン２５の脱着作業を運転室３０の側から容易に行うことができる。

なお、本発明にかかる作業機械は、上述した実施形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。例えば、作業機械は、クレーン等であってもよい。運転室３０は、運転スペースの周囲がパネルやドアで囲まれているキャブであってもよい。アングルセンサ５０は、ブームフットピン２５の端部に取り付けられていれば足り、必ずしも回り止め部２６に取り付けなくてもよい。

１ 油圧ショベル
２ 下部走行体
３ 上部旋回体
１０ アッパーフレーム
１２ 縦板（支持部）
１５ 軸受孔
２１ ブーム
２１ａ 軸孔
２５ ブームフットピン
２６ 回り止め部
３０ 運転室
３１ 側壁部
５０ アングルセンサ
６１ サイドカバー（カバー部材）
６２ ピン脱着口
６５ａ メカトロコントローラ
６５ｂ リレー
６５ｃ ヒューズボックス

Claims (2)

1. 下部走行体の上に搭載された上部旋回体に、運転室と車幅方向に並んで配置されたブームが、車幅方向に延びるブームフットピンを中心に回動可能に軸支されていて、前記ブームの角度を検出するアングルセンサを有する作業機械であって、
   前記上部旋回体は、前記ブームフットピンの端部を軸支する軸受孔が形成された一対の支持部を、前記運転室と車幅方向に隣接した位置に有し、
   前記運転室は、
   前記ブームフットピンの脱着を可能にするピン脱着口が形成されている側壁部と、
   前記側壁部の内側に配設される電装品群と、
   前記ピン脱着口及び前記電装品群を覆うように前記側壁部に取り外し可能な状態で装着されるカバー部材と、
   を有し、
   前記アングルセンサは、前記ブームの回動に連動して回動することにより、前記ブームの角度を検出する回動部を有し、
   前記ブームフットピンの一方の端部は、前記ピン脱着口を通じて前記側壁部の内側に位置し、車幅方向から見た場合に、前記電装品群と、車幅方向に重なり合わないように配置され、
   前記アングルセンサが、前記ピン脱着口を通じて前記側壁部の内側に位置するとともに、前記回動部及び前記ブームフットピンの各々の回動中心を一致させた状態で、前記ブームフットピンの一方の端部と前記ブームの基端部とに取り付けられていて、
   前記電装品群と、当該電装品群と前記アングルセンサとの間を仕切る仕切部材と、が前記カバー部材の内側面に取り付けられている作業機械。
2. 請求項１に記載の作業機械において、
   前記電装品群の各々の電気配線が、前記カバー部材の内側面に取り付けられた１本のハーネスを通じて外部に導出されている作業機械。
   

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