特開 2022-174555 建設機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022174555

(43)【公開日】2022-11-24

(54)【発明の名称】建設機械

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/26 20060101AFI20221116BHJP

   E02F 3/43 20060101ALI20221116BHJP

【ＦＩ】

E02F9/26 B

E02F3/43 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021080434

(22)【出願日】2021-05-11

(71)【出願人】

【識別番号】000005522

【氏名又は名称】日立建機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002457

【氏名又は名称】弁理士法人広和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】筒井 謙一

(72)【発明者】

【氏名】磯部 浩之

(72)【発明者】

【氏名】岡野 康雄

(72)【発明者】

【氏名】阿部 京太郎

(72)【発明者】

【氏名】平澤 茂

【テーマコード（参考）】

2D003

2D015

【Ｆターム（参考）】

2D003AA01

2D003AB03

2D003AB04

2D003BA02

2D003DA04

2D003DB03

2D015HA03

2D015HB03

(57)【要約】

【課題】フロントの左右方向への衝撃が加速度センサに伝わるのを抑え、フロントの前後方向および上下方向の加速度を加速度センサによって正確に検出する。
【解決手段】油圧ショベル１のフロント１３を構成するブーム１４の側面板１４Ａに、シートスクリュ１５を設け、加速度センサ２２は、ブーム１４の側面板１４Ａとの間にゴム板３２を挟んだ状態でシートスクリュ１５に固定する。これにより、フロント１３に対し左右方向に衝撃が作用したとしても、ゴム板３２によって衝撃が吸収され、加速度センサ２２に過大な衝撃が伝わるのを抑えることができる。一方、加速度センサ２２は、ブーム１４の側面板１４Ａに設けられたシートスクリュ１５に直接固定されるので、ブーム１４が移動するときの前後方向および上下方向の加速度を、加速度センサ２２によって正確に検出することができる。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

自走可能な下部走行体と、前記下部走行体に旋回可能に搭載された上部旋回体と、基端が前記上部旋回体に回動可能に取付けられたフロントと、前記フロントに取付けられた加速度センサとを備えた建設機械において、
前記フロントのうち前記上部旋回体に対して前記フロントが回動する方向と直交する方向の側面には、当該側面から突出してセンサ取付部材が設けられており、
前記加速度センサは、前記センサ取付部材に固定されており、
前記センサ取付部材に固定された前記加速度センサと前記フロントの前記側面との間の隙間に前記加速度センサと前記フロントの前記側面とに挟まれた状態で配置される弾性体を備えたことを特徴とする建設機械。

【請求項2】

前記加速度センサが取付けられるセンサ基板をさらに備え、
前記加速度センサは、前記センサ基板を介して前記センサ取付部材に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の建設機械。

【請求項3】

前記センサ取付部材は、前記フロントの前記側面に互いに間隔をもって２個設けられ、
前記加速度センサは、前記２個のセンサ取付部材に掛け渡した状態で固定されることを特徴とする請求項１に記載の建設機械。

【請求項4】

前記加速度センサと前記弾性体とは、前記上部旋回体に対して前記フロントが回動する方向と直交する方向に互いに重なり合うように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の建設機械。

【請求項5】

前記センサ基板は、前記フロントの前記側面との間に前記弾性体を挟んだ状態で前記センサ取付部材に固定され、
前記加速度センサは、前記センサ基板にセンサ用ボルトを用いて締結され、
前記弾性体には、前記センサ基板から突出した前記センサ用ボルトの先端側が係合するボルト係合部が設けられ、
前記加速度センサを前記センサ基板に締結した状態で前記センサ用ボルトの先端側を前記弾性体の前記ボルト係合部に係合させることにより、前記フロントの前記側面と前記センサ基板との間に前記弾性体を保持することを特徴とする請求項２に記載の建設機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、例えば油圧ショベル等の建設機械に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、建設機械の代表例である油圧ショベルは、自走可能な下部走行体と、下部走行体上に旋回可能に搭載された上部旋回体を備えている。上部旋回体の前側には、例えばバケットを有する作業用のフロントが回動可能に設けられ、このフロントを用いて土砂の掘削作業等の土木作業が行われる。

【0003】

近年では、ＩｏＴ（Internet of Things）を用いた情報化施工が土木作業にも導入されている。この情報化施工に対応した油圧ショベルは、フロントの姿勢、例えばバケットに設けられた掘削爪の先端（爪先）の位置を検出するセンサを搭載している。そして、センサによって検出された爪先の位置に基づいてフロントの動作が制御されることにより、想定される施工範囲を逸脱しないように、半自動操作施工が行われる（特許文献１参照）。

【0004】

油圧ショベルに搭載されたバケットの爪先の位置（フロントの姿勢）を検出するセンサは、例えばフロントが作動（回動）するときの加速度を検出する加速度センサ、回動角度を検出する角度センサ等によって構成され、通常、フロントに取付けられている。しかし、油圧ショベルのフロントには、掘削作業等を行うときに衝撃、振動が繰返して作用するため、フロントに取付けられたセンサにも衝撃、振動が伝わる。

【0005】

特に、油圧ショベルのフロントは、構造上の組立公差や経年劣化によって左右方向へのガタ（以下、横ガタ）が生じる傾向がある。このため、掘削作業時には、フロントに加わる左右方向への衝撃、振動が大きくなり、この大きな衝撃、振動がフロントに取付けられた加速度センサに伝わることにより、加速度センサに大きな負荷が作用するという問題がある。

【0006】

このような、油圧ショベルのフロントに取付けられたセンサに伝わる振動を吸収する技術として、フロントと角度検出器との間に防振ゴムを介在させて振動を吸収する構成が提案されている（特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０２１－５０５４１号公報

【特許文献2】実開昭５９－０１４００９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかし、バケットの爪先の位置を検出するために加速度センサを備えた油圧ショベルにおいて、従来技術のようにフロントと加速度センサとの間にゴム等の弾性体を設けた場合には、フロントから加速度センサに伝わる全方向成分（上下、前後、左右）の加速度が、弾性体によって吸収、減衰されてしまう。このため、フロントの動作時の加速度と、弾性体を介してフロントに取付けられた加速度センサが検出する加速度とにずれが生じてしまう。特に、半自動操作施工を行う油圧ショベルでは、加速度センサにより検出された加速度を用いて爪先の位置を演算し、算出された爪先位置に基づいて半自動操作施工を行っている。このため、正確な爪先位置が定まらないと、油圧ショベルを用いた半自動操作施工によって形成される施工面が、想定される施工面とは異なってしまうという問題がある。

【0009】

本発明の目的は、フロントの左右方向への衝撃、振動が加速度センサに伝わるのを抑え、フロントの前後方向および上下方向の加速度を加速度センサによって正確に検出することができるようにした建設機械を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は、自走可能な下部走行体と、前記下部走行体に旋回可能に搭載された上部旋回体と、基端が前記上部旋回体に回動可能に取付けられたフロントと、前記フロントに取付けられた加速度センサとを備えた建設機械において、前記フロントのうち前記上部旋回体に対して前記フロントが回動する方向と直交する方向の側面には、当該側面から突出してセンサ取付部材が設けられており、前記加速度センサは、前記センサ取付部材に固定されており、前記センサ取付部材に固定された前記加速度センサと前記フロントの前記側面との間の隙間に前記加速度センサと前記フロントの前記側面とに挟まれた状態で配置される弾性体を備えたことを特徴としている。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、フロントに対し左右方向への衝撃が作用したとしても、フロントの側面と加速度センサとの間に挟まれた弾性体によって衝撃が吸収されることにより、加速度センサに過大な衝撃、振動が伝わるのを抑えることができる。一方、加速度センサは、フロントの側面に設けられたセンサ取付部材に弾性体を介在させることなく直接的（リジット）に固定されるので、爪先位置を演算する上で重要なフロントの前後方向および上下方向の加速度を、加速度センサによって正確に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施形態による油圧ショベルを示す左側面図である。

【図2】油圧ショベルを上方から見た平面図である。

【図3】ブームの側面板に取付けられたシートスクリュ、センサ基板、加速度センサ、ゴム板、センサカバー等を示す分解斜視図である。

【図4】ブームの側面板、シートスクリュ、センサ基板、加速度センサ、ゴム板、センサカバー等を図１中の矢示IV－IV方向から見た断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明に係る建設機械の実施形態を、油圧ショベルに適用した場合を例に挙げ、図１ないし図４を参照しつつ詳細に説明する。なお、実施形態では、油圧ショベルの走行方向を前後方向とし、走行方向と直交する方向を左右方向として説明する。

【0014】

建設機械の代表例である油圧ショベル１は、自走可能なクローラ式の下部走行体２と、下部走行体２上に旋回可能に搭載された上部旋回体３と、基端が上部旋回体３に回動可能に取付けられた後述する作業用のフロント１３とを備えている。油圧ショベル１は、下部走行体２によって作業現場を走行し、上部旋回体３を旋回させつつフロント１３を回動させることにより、土砂の掘削作業等を行う。

【0015】

上部旋回体３は、下部走行体２上に旋回装置４を介して旋回可能に設けられている。上部旋回体３は、旋回フレーム５、カウンタウエイト６、キャブ７、外装カバー８、作動油タンク９、燃料タンク１０等を含んで構成されている。

【0016】

旋回フレーム５は、上部旋回体３のベースを構成している。図２に示すように、旋回フレーム５は、底板５Ａと、底板５Ａ上に立設され、左右方向に所定の間隔をもって前後方向に延びた左縦板５Ｂおよび右縦板５Ｃと、底板５Ａの左右両側に配置され前後方向に延びた左サイドフレーム５Ｄおよび右サイドフレーム（図示せず）とを含んで構成されている。左縦板５Ｂおよび右縦板５Ｃの前側には、後述するブーム１４およびブームシリンダ１９の基端が回動可能に取付けられている。

【0017】

カウンタウエイト６は、旋回フレーム５の後端側に設けられている。カウンタウエイト６は、その後面が円弧状をなす重量物として形成され、フロント１３との重量バランスを保っている。

【0018】

キャブ７は、旋回フレーム５の左縦板５Ｂよりも左側に位置して旋回フレーム５の左前側に設けられている。キャブ７は、運転室を画成するボックス状に形成され、その内部にはオペレータが座る運転席（図示せず）が設けられている。また、運転席の前側には、油圧ショベル１の走行動作を制御する走行用レバーおよびペダル装置（図示せず）が設けられ、運転席の左右方向の両側には、上部旋回体３の旋回動作、およびフロント１３の動作を制御する操作レバー装置（図示せず）が設けられている。

【0019】

外装カバー８は、カウンタウエイト６の前側に位置して旋回フレーム５上に設けられている。外装カバー８は、左後側面ドア８Ａと、左前側面ドア８Ｂと、右側面ドア８Ｃと、上面カバー８Ｄと、エンジンカバー８Ｅとを含んで構成され、旋回フレーム５上に設けられたサポート部材（図示せず）によって支持されている。外装カバー８の内部には機械室が形成され、この機械室内には、旋回フレーム５に搭載されたエンジン、油圧ポンプ、熱交換器等の搭載機器（いずれも図示せず）が収容されている。

【0020】

作動油タンク９は、旋回フレーム５の右縦板５Ｃよりも右側に位置して旋回フレーム５に設けられている。作動油タンク９は、下部走行体２の走行モータ、上部旋回体３の旋回モータ、フロント１３の各シリンダ１９，２０，２１等の油圧アクチュエータに供給される作動油を貯留している。燃料タンク１０は、旋回フレーム５の右縦板５Ｃよりも右側で、かつ作動油タンク９の前側に隣接して設けられている。燃料タンク１０は、エンジンに供給される燃料を貯留している。

【0021】

２基のアンテナ装置１１，１２は、左右方向に離間して上部旋回体３に設けられている。一方（左側）のアンテナ装置１１は、上面カバー８Ｄの左前側に立設され、他方（右側）のアンテナ装置１２は、上面カバー８Ｄの右側に立設されている。これら２基のアンテナ装置１１，１２は、例えばＧＮＳＳアンテナにより構成され、上部旋回体３に搭載されたコントローラ（図示せず）に接続されている。

【0022】

作業用のフロント１３は、上部旋回体３の前側に回動可能に取付けられている。フロント１３は、後述するブーム１４、アーム１６、バケット１７、バケットリンク１８、ブームシリンダ１９、アームシリンダ２０、バケットシリンダ２１等により構成されている。フロント１３は、各シリンダ１９、２０、２１を伸縮させることにより、上部旋回体３に対して上下方向ないし前後方向に回動しつつ、バケット１７を用いて土砂の掘削作業等を行う。

【0023】

フロント１３のブーム１４は、上部旋回体３の旋回フレーム５に回動可能に取付けられている。具体的には、ブーム１４の基端は、旋回フレーム５を構成する左縦板５Ｂおよび右縦板５Ｃの前端側に連結ピンを用いて回動可能にピン結合されている。ブーム１４は、左右方向に一定の間隔を保った状態で前後方向に延びる左右の側面板１４Ａと、左右の側面板１４Ａの上端を連結する上面板１４Ｂと、上面板１４Ｂと上下方向で対面し左右の側面板１４Ａの下端を連結する下面板１４Ｃとにより構成されている。ブーム１４は、左右の側面板１４Ａと、上面板１４Ｂと、下面板１４Ｃとによって囲まれた四角形の閉断面構造をなす箱型構造体として形成され、緩やかな山形に屈曲しつつ前後方向に延びている。

【0024】

ここで、ブーム１４の左右の側面板１４Ａは、上部旋回体３に対してフロント１３が回動する方向（前後方向ないし上下方向）と直交する方向（左右方向）の側面を構成し、左側の側面板１４Ａには、後述する加速度センサ２２が取付けられている。図３および図４に示すように、ブーム１４の左側の側面板１４Ａには、前後に離間して２個のシートスクリュ１５が設けられている。

【0025】

センサ取付部材としての２個のシートスクリュ１５は、ブーム１４の左側の側面板１４Ａに前後に離間して設けられている。これら前後のシートスクリュ１５は、例えば直方体状をなす棒鋼（角鋼）を用いて形成され、ブーム１４の長さ方向に離間して互いに平行となるように配置された状態で、側面板１４Ａの表面に溶接等の手段を用いて固定されている。これにより、前後のシートスクリュ１５は、前後方向に一定の間隔をもって平行に配置され、側面板１４Ａの表面から突出している。シートスクリュ１５の長さ方向の両端には、板厚方向に貫通するボルト孔（雌ねじ孔）１５Ａが形成されている。前後のシートスクリュ１５には、後述するセンサ基板２６を介して加速度センサ２２が固定されている。

【0026】

アーム１６は、ブーム１４の先端に回動可能に取付けられている。アーム１６も、ブーム１４と同様に、左右の側面板１６Ａと、上面板１６Ｂと、下面板１６Ｃとによって囲まれた四角形の閉断面構造をなす箱型構造体として形成され、前後方向に延びている。ここで、アーム１６の左右の側面板１６Ａは、上部旋回体３に対してフロント１３が回動する方向（前後方向ないし上下方向）と直交する方向（左右方向）の側面を構成し、左側の側面板１６Ａには、後述する加速度センサ２３が取付けられている。

【0027】

バケット１７は、アーム１６の先端に回動可能に取付けられている。バケット１７は、内部が土砂収容部となったバケット本体１７Ａと、バケット本体１７Ａのカッティングエッジに取付けられた複数の掘削爪１７Ｂとを有している。バケット１７は、アーム１６の先端で回動することにより掘削爪１７Ｂによって土砂を掘削し、掘削した土砂をバケット本体１７Ａの内部（土砂収容部）に収容する。

【0028】

バケットリンク１８は、アーム１６の先端側とバケット１７との間に設けられている。バケットリンク１８は、一端がアーム１６の先端側に連結された後リンク１８Ａと、一端が後リンク１８Ａの他端に連結され、他端がバケット１７に連結された前リンク１８Ｂとにより構成されている。ここで、バケットリンク１８を構成する後リンク１８Ａ、前リンク１８Ｂは、それぞれ上部旋回体３に対してフロント１３が回動する方向（前後方向ないし上下方向）と直交する方向（左右方向）の側面を構成する左右の側面１８Ａ１、１８Ｂ１を有し、後リンク１８Ａの側面１８Ａ１には、後述する加速度センサ２４が取付けられている。

【0029】

ブームシリンダ１９は、旋回フレーム５の左縦板５Ｂおよび右縦板５Ｃとブーム１４との間に設けられている。ブームシリンダ１９は、ブーム１４を挟んで左右に１本づつ設けられている。これら２本のブームシリンダ１９を伸縮させることにより、ブーム１４は上部旋回体３（旋回フレーム５）に対して前後方向ないし上下方向に回動する。

【0030】

アームシリンダ２０は、ブーム１４とアーム１６との間に設けられている。アームシリンダ２０を伸縮させることにより、アーム１６はブーム１４に対して前後方向ないし上下方向に回動する。バケットシリンダ２１は、アーム１６とバケットリンク１８（後リンク１８Ａと前リンク１８Ｂとの連結部）との間に設けられている。バケットシリンダ２１を伸縮させることにより、バケット１７はアーム１６に対して前後方向ないし上下方向に回動する。

【0031】

フロント１３を構成するブーム１４の左側の側面板１４Ａには、ブーム１４の加速度を検出する加速度センサ２２が取付けられている。アーム１６の左側の側面板１６Ａには、アーム１６の加速度を検出する加速度センサ２３が取付けられている。また、バケットリンク１８を構成する後リンク１８Ａの左側の側面１８Ａ１には、バケットリンク１８の動作に連動するバケット１７の加速度を検出する加速度センサ２４が取付けられている。また、上部旋回体３には、作業現場での油圧ショベル１の傾きを検出する車体傾斜角センサ２５が設けられている。

【0032】

これらの加速度センサ２２、２３、２４、および車体傾斜角センサ２５は、油圧ショベル１を用いた半自動操作施工を行うときに、地面を施工するフロント１３の姿勢、即ち、バケット１７に設けられた掘削爪１７Ｂの先端（爪先）の位置を検出するもので、上部旋回体３に搭載されたコントローラ（図示せず）に接続されている。そして、コントローラは、加速度センサ２２、２３、２４によって検出されたブーム１４、アーム１６、バケット１７の加速度、および車体傾斜角センサ２５によって検出された油圧ショベル１（上部旋回体３）の傾き等に基づいて、掘削爪１７Ｂの爪先の位置を演算し、例えば施工すべき地面の３次元データと演算された掘削爪１７Ｂの爪先の位置情報とを対比しながら、フロント１３の動作を制御する。

【0033】

ここで、フロント１３を用いた掘削作業時には、バケット１７の掘削爪１７Ｂに大きな衝撃が作用する。フロント１３は、組立公差や経年劣化による横ガタを有しているため、掘削爪１７Ｂに作用する大きな衝撃によって加速度センサ２２，２３，２４に伝わる左右方向への過大な衝撃、振動を抑える必要がある。一方、掘削作業時にフロント１３のブーム１４、アーム１６、バケット１７が上下方向および上下方向に移動するときの加速度は、正確な爪先位置を演算するために加速度センサ２２、２３、２４によって正確に検出する必要がある。

【0034】

このため、本実施形態では、フロント１３に対する加速度センサ２２、２３、２４の取付構造が工夫され、加速度センサ２２、２３、２４に過大な衝撃、振動が伝わるのを抑えるようになっている。これら加速度センサ２２、２３、２４は、同様の取付構造によってフロント１３に取付けられているので、以下、ブーム１４に対する加速度センサ２２の取付構造を説明し、加速度センサ２３、２４の取付構造の説明は省略する。

【0035】

図３および図４は、ブーム１４の左側の側面板１４Ａに対する加速度センサ２２の取付構造を示している。加速度センサ２２は、直方体のブロック状に形成され、加速度センサ２２の底部側には、前取付フランジ２２Ａおよび後取付フランジ２２Ｂが前後方向に張出して設けられている。前取付フランジ２２Ａには、板厚方向に貫通する１個のボルト挿通孔２２Ｃが設けられ、後取付フランジ２２Ｂには、板厚方向に貫通する２個のボルト挿通孔２２Ｄが設けられている。

【0036】

センサ基板２６は、加速度センサ２２の底部に取付けられている。センサ基板２６は、鋼板材等を用いて前後方向に延びる長方形の平板状に形成され、ブーム１４の側面板１４Ａに固定されたシートスクリュ１５の長さ寸法と同等の幅寸法を有し、前後のシートスクリュ１５に掛け渡される長さ寸法を有している。センサ基板２６は、加速度センサ２２よりも大きな長さ寸法を有し、加速度センサ２２と同等の幅寸法を有している。

【0037】

センサ基板２６には、長さ方向の両端側に２個ずつ（合計４個）配置されたボルト挿通孔２６Ａと、これら４個のボルト挿通孔２６Ａの内側に配置された３個のボルト孔（雌ねじ孔）２６Ｂとが、それぞれ板厚方向に貫通して形成されている。４個のボルト挿通孔２６Ａは、前後のシートスクリュ１５に２個づつ設けられたボルト孔１５Ａに対応している。３個のボルト孔２６Ｂは、加速度センサ２２の前取付フランジ２２Ａに設けられたボルト挿通孔２２Ｃ、および後取付フランジ２２Ｂに設けられたボルト挿通孔２２Ｄに対応している。

【0038】

加速度センサ２２の前取付フランジ２２Ａに設けられたボルト挿通孔２２Ｃ、および後取付フランジ２２Ｂに設けられたボルト挿通孔２２Ｄには、それぞれセンサ用ボルト２７が挿通される。これら３本のセンサ用ボルト２７を、センサ基板２６のボルト孔２６Ｂに螺着することにより、加速度センサ２２がセンサ基板２６に締結される。センサ用ボルト２７の長さは、センサ基板２６に加速度センサ２２を締結した状態で、センサ用ボルト２７の先端側が、センサ基板２６からブーム１４の側面板１４Ａ側に突出する長さに設定されている。

【0039】

センサカバー２８は、加速度センサ２２を覆った状態でセンサ基板２６に取付けられている。センサカバー２８は、センサ基板２６よりも一回り大きな長方形の枠状をなす周壁板２８Ａと、周壁板２８Ａの上端を閉塞する上板２８Ｂとにより構成されている。上板２８Ｂには、その対角に位置する２個のボルト挿通孔２８Ｃが設けられ、これら２個のボルト挿通孔２８Ｃは、センサ基板２６の対角に位置する２個のボルト挿通孔２６Ａに対応している。

【0040】

センサカバー２８のボルト挿通孔２８Ｃには、長尺ボルト２９が挿通され、これら２本の長尺ボルト２９には、それぞれセンサカバー２８の内部で円筒状のスペーサ３０が挿通される。スペーサ３０は、センサ基板２６とセンサカバー２８の上板２８Ｂとの間に配置され、両者間に加速度センサ２２の収容スペースを確保する。センサカバー２８は、センサ基板２６をシートスクリュ１５に固定するときに、このセンサ基板２６と一緒にシートスクリュ１５に固定（共締め）される。

【0041】

センサカバー２８のボルト挿通孔２８Ｃおよびスペーサ３０に挿通された２本の長尺ボルト２９は、センサ基板２６の一方の対角に位置する２個のボルト挿通孔２６Ａに挿通される。これら２本の長尺ボルト２９は、前後のシートスクリュ１５に設けられた２個のボルト孔１５Ａの一方にスペーサ３０を介して螺着される。また、センサ基板２６の他方の対角に位置する２個のボルト挿通孔２６Ａには、それぞれ長尺ボルト２９よりも短いボルト３１が挿通される。これら２本のボルト３１は、前後のシートスクリュ１５に設けられた２個のボルト孔１５Ａの他方に螺着される。

【0042】

このように、センサ基板２６は、前後（２個）のシートスクリュ１５に掛け渡された状態で固定されるので、ブーム１４の側面板１４Ａとセンサ基板２６との間隔が均等化されている。加速度センサ２２は、センサ基板２６を介してシートスクリュ１５に固定され、ブーム１４の側面板１４Ａとセンサ基板２６との間には、後述のゴム板３２が挟まれている。また、センサカバー２８は、センサ基板２６と一緒にシートスクリュ１５に固定されている。

【0043】

弾性体としてのゴム板３２は、ブーム１４の側面板１４Ａと加速度センサ２２との間の隙間に弾性変形可能に設けられている。ゴム板３２は、例えばクロロプレンゴム（ＣＲ）等の耐候性、耐老化性、耐油性等に優れたゴム材料を用いて長方形の板状に形成されている。ゴム板３２は、前後のシートスクリュ１５の間隔よりも小さい長さ寸法を有し、シートスクリュ１５の長さ寸法と同等の幅寸法を有し、かつブーム１４の側面板１４Ａからのシートスクリュ１５の突出高さより僅かに大きな厚さ寸法を有している。

【0044】

具体的には、加速度センサ２２にはセンサ基板２６が固定されているので、センサ基板２６を前後のシートスクリュ１５に掛け渡した状態で、このセンサ基板２６とブーム１４の側面板１４Ａとの間にゴム板３２が挟まれて設けられている。この場合、ブーム１４の側面板１４Ａとセンサ基板２６との間隔は均等化され、ゴム板３２は側面板１４Ａとセンサ基板２６との間で均等に押し潰されるので、両者間に挟まれるゴム板３２に対して板厚方向に一定の初期荷重が付与されている。また、加速度センサ２２とゴム板３２とは、上部旋回体３に対してフロント１３が回動する方向と直交する方向に互いに重なり合うように配置されている。これにより、ブーム１４に作用する左右方向への衝撃によって加速度センサ２２に伝わる振動をゴム板３２全体で吸収できる構成となっている。

【0045】

このように、掘削作業時にフロント１３に対し左右方向に衝撃が作用したとしても、ブーム１４の側面板１４Ａと加速度センサ２２との間に挟まれたゴム板３２が弾性変形することにより衝撃が吸収され、加速度センサ２２に過大な衝撃、振動が伝わるのを抑えることができる構成となっている。一方、加速度センサ２２が取付けられたセンサ基板２６は、ブーム１４の側面板１４Ａに設けられた前後のシートスクリュ１５に、ゴム板３２等の弾性体を介在させることなく直接的（リジット）に固定される。これにより、掘削作業時にブーム１４が前後方向および上下方向に移動するときの加速度を、弾性体での減衰、吸収をさせずにブーム１４と一体となった加速度センサ２２によって正確に検出することができる構成となっている。

【0046】

また、ゴム板３２には、ボルト係合部としての２個のボルト係合孔３２Ａが設けられている。これら２個のボルト係合孔３２Ａは、センサ基板２６に加速度センサ２２を締結する３本のセンサ用ボルト２７のうち２本が挿入（係合）される。即ち、加速度センサ２２の後取付フランジ２２Ｂのボルト挿通孔２２Ｄに挿通された２本のセンサ用ボルト２７の先端側は、センサ基板２６から突出し、ゴム板３２のボルト係合孔３２Ａに挿入される。一方、加速度センサ２２の前取付フランジ２２Ａのボルト挿通孔２２Ｃに挿通された１本のセンサ用ボルト２７の先端側は、センサ基板２６からゴム板３２の前端３２Ｂに隣接した位置に突出する。

【0047】

このように、センサ基板２６に加速度センサ２２を締結する３本のセンサ用ボルト２７のうち２本は、ゴム板３２のボルト係合孔３２Ａに挿入され、残りの１本は、ゴム板３２の前端３２Ｂに隣接した位置に突出する。これにより、ゴム板３２は、センサ用ボルト２７を利用して、側面板１４Ａとセンサ基板２６との間に保持されている。

【0048】

上述したように、ブーム１４の加速度を検出する加速度センサ２２は、ブーム１４の側面板１４Ａとの間にゴム板３２を挟んだ状態で、側面板１４Ａに突設されたシートスクリュ１５にセンサ基板２６を介して固定されている。一方、アーム１６の加速度を検出する加速度センサ２３も、加速度センサ２２と同様の取付構造によってアーム１６の側面板１６Ａに取付けられ、バケット１７の加速度を検出する加速度センサ２４も、加速度センサ２２と同様の取付構造によってバケットリンク１８（後リンク１８Ａ）の側面１８Ａ１に取付けられている。

【0049】

本実施形態による油圧ショベル１は上述の如き構成を有するもので、油圧ショベル１を用いて掘削作業を行う場合には、オペレータは、キャブ７内に乗込み、走行レバーおよびペダル装置（図示せず）を操作することにより、油圧ショベル１を所望の作業場所まで自走させる。そして、オペレータは、操作レバー装置（図示せず）を操作することにより、上部旋回体３を旋回させつつ、フロント１３のブーム１４、アーム１６、バケット１７を回動させ、土砂の掘削作業を行う。

【0050】

油圧ショベル１を用いた半自動操作施工を行う場合には、コントローラ（図示せず）は、加速度センサ２２、２３、２４によって検出されたブーム１４、アーム１６、バケット１７の加速度、および車体傾斜角センサ２５によって検出された油圧ショベル１の傾き等に基づいて、バケット１７に設けられた掘削爪１７Ｂの爪先の位置を演算する。そして、コントローラは、演算された掘削爪１７Ｂの爪先の位置情報と施工すべき地面の３次元データとを対比しながら、フロント１３の動作を制御する。これにより、油圧ショベル１を用いた半自動操作施工が行われる。

【0051】

ここで、フロント１３を用いた掘削作業時には、バケット１７の掘削爪１７Ｂに大きな衝撃が作用する。フロント１３は、組立公差や経年劣化による横ガタを有しているため、掘削爪１７Ｂに作用する大きな衝撃によって加速度センサ２２、２３，２４に伝わる左右方向への過大な衝撃、振動を抑える必要がある。

【0052】

これに対し、本実施形態によれば、加速度センサ２２が取付けられたセンサ基板２６をシートスクリュ１５に固定した状態で、ブーム１４の側面板１４Ａとセンサ基板２６との間にゴム板３２が挟まれている。これにより、掘削作業時にバケット１７の掘削爪１７Ｂに対し左右方向への衝撃が作用したとしても、ブーム１４の側面板１４Ａと加速度センサ２２との間に挟まれたゴム板３２が弾性変形することにより、フロント１３の組立公差や経年劣化によって生じる横ガタによる左右方向の振動が吸収される。この結果、加速度センサ２２に過大な衝撃、振動が伝わるのを抑えることができ、加速度センサ２２の耐久性を高めることができる。また、加速度センサ２３、２４についても、加速度センサ２２と同様に、フロント１３の左右方向に作用する衝撃、振動がゴム板の弾性変形によって吸収されるので、加速度センサ２３、２４に過大な衝撃、振動が伝わるのを抑えることができる。

【0053】

しかも、本実施形態によれば、加速度センサ２２が取付けられたセンサ基板２６は、ブーム１４の側面板１４Ａに突設された前後のシートスクリュ１５に、ゴム板３２等の弾性体を介在させることなく直接的（リジット）に固定されている。この結果、ブーム１４が移動するときの前後方向および上下方向の加速度を、ブーム１４と一体となった加速度センサ２２によって正確に検出することができる。また、加速度センサ２３、２４についても、加速度センサ２２と同様に、アーム１６の側面板１６Ａ、バケットリンク１８（後リンク１８Ａ）の側面１８Ａ１に、それぞれ弾性体を介在させることなく直接的に固定されている。この結果、アーム１６、バケット１７が移動するときの前後方向および上下方向の加速度を正確に検出することができる。

【0054】

かくして、本実施形態による油圧ショベル１は、自走可能な下部走行体２と、下部走行体２に旋回可能に搭載された上部旋回体３と、基端が上部旋回体３に回動可能に取付けられたフロント１３と、フロント１３に設けられた加速度センサ２２とを備え、フロント１３のブーム１４のうち上部旋回体３に対してフロント１３が回動する方向と直交する方向の側面板１４Ａには、当該側面板１４Ａから突出してシートスクリュ１５が設けられており、加速度センサ２２は、シートスクリュ１５に固定されており、シートスクリュ１５に固定された加速度センサ２２とブーム１４の側面板１４Ａとの間の隙間に、加速度センサ２２とブーム１４の側面板１４Ａとに挟まれた状態で配置されるゴム板３２とを備えている。

【0055】

この構成によれば、フロント１３に対し左右方向に衝撃が作用したとしても、ブーム１４の側面板１４Ａと加速度センサ２２との間に挟まれたゴム板３２によって衝撃が吸収されることにより、加速度センサ２２に過大な衝撃、振動が伝わるのを抑えることができる。一方、加速度センサ２２は、ブーム１４の側面板１４Ａに設けられたシートスクリュ１５にゴム板３２を介することなく直接的に固定されるので、ブーム１４が移動するときの前後方向および上下方向の加速度を、加速度センサ２２によって正確に検出することができる。

【0056】

実施形態では、加速度センサ２２が取付けられるセンサ基板２６をさらに備え、加速度センサ２２は、センサ基板２６を介してシートスクリュ１５に固定されている。この構成によれば、加速度センサ２２をセンサ基板２６に取付けることにより、加速度センサ２２の形状に関わらず、加速度センサ２２を確実にシートスクリュ１５に固定することができる。

【0057】

実施形態では、シートスクリュ１５は、ブーム１４の側面板１４Ａに互いに間隔をもって２個設けられ、加速度センサ２２は、２個のシートスクリュ１５に掛け渡した状態で固定される。この構成によれば、ブーム１４の側面板１４Ａと加速度センサ２２との間隔を均等化することができ、両者間に挟まれる弾性体に対して一定の初期荷重を付与することができる。

【0058】

実施形態では、加速度センサ２２とゴム板３２とは、上部旋回体３に対してフロント１３が回動する方向と直交する方向に互いに重なり合うように配置されている。この構成によれば、ブーム１４に作用する左右方向への衝撃によって加速度センサ２２に伝わる振動を、ゴム板３２全体で吸収することができるので、過大な衝撃、振動が加速度センサ２２に伝わるのを、ゴム板３２によって確実に阻止することができる。

【0059】

実施形態では、センサ基板２６は、ブーム１４の側面板１４Ａとの間にゴム板３２を挟んだ状態でシートスクリュ１５に固定され、加速度センサ２２は、センサ基板２６にセンサ用ボルト２７を用いて締結され、ゴム板３２には、センサ基板２６から突出したセンサ用ボルト２７の先端側が係合するボルト係合孔３２Ａが設けられ、加速度センサ２２をセンサ基板２６に締結した状態でセンサ用ボルト２７の先端側をゴム板３２のボルト係合孔３２Ａに係合させることにより、ブーム１４の側面板１４Ａとセンサ基板２６との間にゴム板３２を保持する。この構成によれば、センサ用ボルト２７を利用して、ゴム板３２を側面板１４Ａとセンサ基板２６との間に保持することができる。この結果、ブーム１４の側面板１４Ａとセンサ基板２６との間にゴム板３２を配置するときの作業性を高めることができる。

【0060】

なお、実施形態では、加速度センサ２２をセンサ基板２６に締結し、ブーム１４の側面板１４Ａに突設した前後のシートスクリュ１５に、センサ基板２６を取付けた場合を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、例えばブーム１４の側面板１４Ａに突設したシートスクリュ１５に、加速度センサ２２を直接的に取付け、この加速度センサ２２と側面板１４Ａとの間にゴム板３２を挟む構成としてもよい。

【0061】

また、実施形態では、バケット１７の加速度を検出する加速度センサ２４を、バケットリンク１８を構成する後リンク１８Ａの側面１８Ａ１に取付けた場合を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、例えば前リンク１８Ｂの側面１８Ｂ１に加速度センサ２４を取付ける構成としてもよい。

【符号の説明】

【0062】

１ 油圧ショベル
２ 下部走行体
３ 上部旋回体
１３ フロント
１４ ブーム
１４Ａ，１６Ａ 側面板（側面）
１５ シートスクリュ（センサ取付部材）
１６ アーム
１８ バケットリンク
１８Ａ１ 側面
２２、２３、２４ 加速度センサ
２６ センサ基板
２７ センサ用ボルト
３２ ゴム板（弾性体）
３２Ａ ボルト係合孔（ボルト係合部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】