特開 2024-171808 作業機械の組み立てを支援する方法及びシステム

(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】P2024171808

(43)【公開日】2024-12-12

(54)【発明の名称】作業機械の組み立てを支援する方法及びシステム

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/18 20060101AFI20241205BHJP

   F16B 5/02 20060101ALI20241205BHJP

   G01B 11/24 20060101ALI20241205BHJP

【ＦＩ】

E02F9/18

F16B5/02 E

G01B11/24 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023089039

(22)【出願日】2023-05-30

(71)【出願人】

【識別番号】000002107

【氏名又は名称】住友重機械工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】階戸 文乃

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 啓介

(72)【発明者】

【氏名】柴田 誉

【テーマコード（参考）】

2D015

2F065

3J001

【Ｆターム（参考）】

2D015FA01

2F065AA37

2F065AA53

2F065BB05

2F065CC11

2F065DD03

2F065DD06

2F065FF05

2F065FF11

2F065GG04

2F065HH04

2F065JJ03

2F065JJ05

2F065JJ26

2F065MM16

2F065QQ31

3J001FA02

3J001GB01

3J001HA02

3J001JA04

3J001KA21

3J001KB01

3J001KB04

(57)【要約】

【課題】締結部品による不適切な締結を抑制すること。
【解決手段】ボルトＢＴ及びワッシャＷＳを用いて締結される旋回フレームＦＲとカウンタウエイトＣＷとを含むショベル１００の組み立てを支援する組み立て支援システムＳＹＳは、旋回フレームＦＲ及びカウンタウエイトＣＷのそれぞれの形状を測定する測定装置ＭＤと、測定装置ＭＤが測定した旋回フレームＦＲ及びカウンタウエイトＣＷのそれぞれの形状に基づき、ボルトＢＴのボルト座面ＢＦに対向する旋回フレームＦＲの下面の、ボルト座面ＢＦに対する傾き角度θを算出し、その傾き角度θに基づいて旋回フレームＦＲとカウンタウエイトＣＷとの締結に適したワッシャＷＳの形状を導き出す演算装置ＣＤと、を有する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

締結部品及びワッシャを用いて締結される第１被締結体と第２被締結体とを含む作業機械の組み立てを支援するシステムであって、
前記第１被締結体及び前記第２被締結体のそれぞれの形状を測定する測定装置と、
前記測定装置が測定した前記第１被締結体及び前記第２被締結体のそれぞれの形状に基づき、前記締結部品の座面に対向する前記第１被締結体の対向面の、前記座面に対する傾き角度を算出し、該傾き角度に基づいて前記第１被締結体と前記第２被締結体との締結に適した前記ワッシャの形状を導き出す演算装置と、を有する、
システム。

【請求項2】

締結部品を用いて締結される第１被締結体と第２被締結体とを含む作業機械の組み立てを支援するシステムであって、
前記第１被締結体及び前記第２被締結体のそれぞれの形状を測定する測定装置と、
前記測定装置が測定した複数の前記第１被締結体のそれぞれの形状と前記測定装置が測定した複数の前記第２被締結体のそれぞれの形状とに基づき、複数の前記第１被締結体のそれぞれと複数の前記第２被締結体のそれぞれとを組み合わせたときの、前記締結部品の座面に対向する前記第１被締結体の対向面の、前記座面に対する傾き角度を算出し、該傾き角度に基づいて複数の前記第１被締結体と複数の前記第２被締結体との間の最適な組み合わせを導き出す演算装置と、を有する、
システム。

【請求項3】

締結部品及びワッシャを用いて締結される第１被締結体と第２被締結体とを含む作業機械の組み立てを支援する方法であって、
前記第１被締結体及び前記第２被締結体のそれぞれの形状を測定する工程と、
測定した前記第１被締結体の形状と測定した前記第２被締結体の形状とに基づき、前記締結部品の座面に対向する前記第１被締結体の対向面の、前記座面に対する傾き角度を算出する工程と、
前記傾き角度に基づいて前記第１被締結体と前記第２被締結体との締結に適した前記ワッシャの形状を導き出す工程と、を有する、
方法。

【請求項4】

締結部品を用いて締結される第１被締結体と第２被締結体とを含む作業機械の組み立てを支援する方法であって、
複数の前記第１被締結体及び複数の前記第２被締結体のそれぞれの形状を測定する工程と、
測定した複数の前記第１被締結体の形状と測定した複数の前記第２被締結体の形状とに基づき、複数の前記第１被締結体のそれぞれと複数の前記第２被締結体のそれぞれとを組み合わせたときの、前記締結部品の座面に対向する前記第１被締結体の対向面の、前記座面に対する傾き角度を算出する工程と、
前記傾き角度に基づいて複数の前記第１被締結体と複数の前記第２被締結体との間の最適な組み合わせを導き出す工程と、を有する、
方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、作業機械の組み立てを支援する方法及びシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、作業機械の組み立ての際に、ボルトを用いて第１被締結体（架台フレーム）と第２被締結体（カウンタウエイト）とを締結する方法が知られている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００３－３３６２９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上述の方法では、第１被締結体と第２被締結体との間の接触面がボルト座面に平行でない場合、第１被締結体と第２被締結体とが締結されたときに、ボルトに設計曲げ応力よりも大きい曲げ応力が作用したり、或いは、被締結面の片当たりが発生したりしてしまうおそれがある。

【0005】

そこで、ボルト等の締結部品による不適切な締結の発生を抑制することが望ましい。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の実施形態に係るシステムは、締結部品及びワッシャを用いて締結される第１被締結体と第２被締結体とを含む作業機械の組み立てを支援するシステムであって、前記第１被締結体及び前記第２被締結体のそれぞれの形状を測定する測定装置と、前記測定装置が測定した前記第１被締結体及び前記第２被締結体のそれぞれの形状に基づき、前記締結部品の座面に対向する前記第１被締結体の対向面の、前記座面に対する傾き角度を算出し、該傾き角度に基づいて前記第１被締結体と前記第２被締結体との締結に適した前記ワッシャの形状を導き出す演算装置と、を有する。

【発明の効果】

【0007】

上述のシステムは、締結部品による不適切な締結の発生を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本開示の実施形態に係る作業機械の側面図である。

【図2】ボルトを用いて締結された旋回フレームとカウンタウエイトの断面図である。

【図3】ボルトを用いて締結された旋回フレームとカウンタウエイトの断面図である。

【図4】ボルトを用いて締結された旋回フレームとカウンタウエイトの断面図である。

【図5】本開示の実施形態に係る組み立て支援システムの構成例を示す概略図である。

【図6】組み立て支援方法の流れの一例を示すフローチャートである。

【図7】仮組みされた旋回フレームとカウンタウエイトの断面図である。

【図8】旋回フレームの下面における貫通孔が形成された部分を下方から見たときの状態を示す図である。

【図9】ボルトを用いて締結された旋回フレームとカウンタウエイトの断面図である。

【図10】ボルトを用いて締結された旋回フレームとカウンタウエイトの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

最初に、図１を参照して、本開示の実施形態に係る方法及びシステムに関する作業機械としてのショベル１００について説明する。図１はショベル１００の側面図である。

【0010】

本実施形態では、ショベル１００は、下部走行体１と、旋回機構２を介して下部走行体１に旋回可能に搭載される上部旋回体３とを含む。上部旋回体３にはブーム４が取り付けられている。ブーム４の先端にはアーム５が取り付けられ、アーム５の先端にはエンドアタッチメントとしてのバケット６が取り付けられている。ブーム４、アーム５、及びバケット６は、アタッチメントの一例である掘削アタッチメントを構成する。ブーム４はブームシリンダ７で駆動され、アーム５はアームシリンダ８で駆動され、バケット６はバケットシリンダ９で駆動される。

【0011】

上部旋回体３は、キャビン１０、旋回フレームＦＲ、メインカバーＭＣ、及びカウンタウエイトＣＷを含む。具体的には、旋回フレームＦＲには、キャビン１０、メインカバーＭＣ、及びカウンタウエイトＣＷが搭載されている。メインカバーＭＣは、ハウスフレームを覆うカバーであり、メインカバーＭＣの内部にはエンジン等の動力源１１が搭載されている。ハウスフレーム及びカウンタウエイトＣＷのそれぞれと旋回フレームＦＲとはボルトによって互いに締結されている。

【0012】

次に、図２を参照し、締結部品を用いて締結される第１被締結体と第２被締結体との関係について説明する。図２は、締結部品の一例であるボルトＢＴを用いて締結される第１被締結体の一例である旋回フレームＦＲと第２被締結体の一例であるカウンタウエイトＣＷの断面図である。具体的には、図２の左図は、ボルトＢＴを用いて締結される旋回フレームＦＲとカウンタウエイトＣＷの断面図であり、図２の右図は、図２の左図における破線で囲まれた範囲Ｒ１の拡大図である。

【0013】

図示例では、ボルトＢＴは、図２の右図に示すように、旋回フレームＦＲに形成された貫通孔ＨＬに挿通され、カウンタウエイトＣＷの下面に埋め込まれているボスＢＳに形成された雌ネジ穴ＦＨに螺着される。なお、ボルトＢＴは、カウンタウエイトＣＷの下面に形成された雌ネジ穴に直接螺着されていてもよい。この場合、ボスＢＳは省略される。

【0014】

また、図示例では、旋回フレームＦＲの上面の一部とカウンタウエイトＣＷ（ボスＢＳ）の下面の一部とは接触面ＣＦを形成し、ボルトＢＴのボルトヘッドの裏面と座金（ワッシャＷＳ）の下面の一部とはボルト座面ＢＦを形成している。なお、図２の右図では、説明を分かりやすくするため、接触面ＣＦ及びボルト座面ＢＦは太線で強調されている。

【0015】

また、図示例では、旋回フレームＦＲとカウンタウエイトＣＷとは、接触面ＣＦとボルト座面ＢＦとが互いに平行に延びる状態で、ボルトＢＴによって締結されている。すなわち、ボルトＢＴは、ボルトＢＴの軸線ＢＸが接触面ＣＦ及び旋回フレームＦＲの下面のそれぞれに対して垂直となる理想的な状態で、旋回フレームＦＲとカウンタウエイトＣＷとを締結できる。そのため、ボルトＢＴは、曲げ応力を受けることなく、旋回フレームＦＲとカウンタウエイトＣＷとを締結できる。

【0016】

しかしながら、ボルトＢＴの軸線ＢＸが接触面ＣＦに対して垂直でない状態で旋回フレームＦＲとカウンタウエイトＣＷとがボルトＢＴによって締結されると、ボルトＢＴは、曲げ応力を受けた状態となる。

【0017】

図３及び図４は、ボルトＢＴが曲げ応力を受けた状態となる二つの例を説明するための図であり、ボルトＢＴを用いて締結される旋回フレームＦＲとカウンタウエイトＣＷの断面図であって、図２に対応している。具体的には、図３は、基準面（水平面）に対してボスＢＳの下面に傾きがあるときの図であり、図３の左図は、ボルトＢＴによる締結が行われる前の状態を示し、図３の右図は、ボルトＢＴによる締結が行われた後の状態を示している。ボスＢＳの下面の傾きは、例えば、製造上の精度のバラツキによるものである。角度θ１は、基準面（水平面）に対するボスＢＳの下面の傾き角度であり、旋回フレームＦＲとカウンタウエイトＣＷとが締結されたときの、ボルト座面ＢＦに対向する旋回フレームＦＲの対向面（下面）の、基準面（水平面）に対する傾き角度θに相当する。なお、矢印ＡＲ１は、旋回フレームＦＲとカウンタウエイトＣＷとが締結された状態でボルトＢＴに作用する曲げモーメントを表している。曲げ応力は、曲げモーメントを断面係数で除した値である。また、図４は、基準面（水平面）に対して旋回フレームＦＲの下面に傾きがあるときの図であり、図４の左図は、ボルトＢＴによる締結が行われる前の状態を示し、図４の右図は、ボルトＢＴによる締結が行われた後の状態を示している。旋回フレームＦＲの下面の傾きは、例えば、製造上の精度のバラツキによるものである。角度θ２は、ボルト座面ＢＦに対向する旋回フレームＦＲの対向面（下面）の、基準面（水平面）に対する傾き角度θの一例である。なお、矢印ＡＲ２は、旋回フレームＦＲとカウンタウエイトＣＷとが締結された状態でボルトＢＴに作用する曲げモーメントを表している。

【0018】

なお、図示は省略するが、基準面（水平面）に対してボスＢＳの下面、及び、旋回フレームＦＲの下面のそれぞれに傾きがある場合、更には、基準面（水平面）に対してボスＢＳの下面、及び、旋回フレームＦＲの上面、及び、旋回フレームＦＲの下面のそれぞれに傾きがある場合にも、それぞれの傾き角度の合計である傾き角度θがゼロにならない限り、旋回フレームＦＲとカウンタウエイトＣＷとがボルトＢＴによって締結されると、ボルトＢＴは、曲げ応力を受けた状態となる。

【0019】

本開示の実施形態に係るシステムは、このようなボルトＢＴに作用する曲げ応力を抑制できるように構成されている。図５は、本開示の実施形態に係るシステムの一例である組み立て支援システムＳＹＳの構成例を示す概略図である。組み立て支援システムＳＹＳは、ボルトＢＴ及びワッシャＷＳを用いて締結される第１被締結体（旋回フレームＦＲ）と第２被締結体（カウンタウエイトＣＷ）とを含む作業機械（ショベル１００）の組み立てを支援するシステムである。

【0020】

具体的には、組み立て支援システムＳＹＳは、測定装置ＭＤ、演算装置ＣＤ、及び出力装置ＯＤを有する。なお、測定装置ＭＤ、演算装置ＣＤ、及び出力装置ＯＤのそれぞれは、互いに分離可能に構成されていてもよく、一体化されていてもよい。

【0021】

測定装置ＭＤは、物体の形状を測定するための装置であり、レーザ変位計、ステレオカメラ、又はＬＩＤＡＲ等である。図示例では、測定装置ＭＤは、旋回フレームＦＲ及びカウンタウエイトＣＷのそれぞれの形状を測定できるように構成されている。具体的には、測定装置ＭＤは、旋回フレームＦＲの上面及び下面のそれぞれの傾き角度、並びに、カウンタウエイトＣＷの下面に埋め込まれたボスＢＳの下面の傾き角度を測定できるように構成されている。なお、各面の傾き角度は、例えば、基準面に対する傾き角度である。基準面は、例えば、水平な仮想平面である。なお、基準面は、ボスＢＳに形成された雌ネジ穴ＦＨの軸線に垂直な仮想平面であってもよく、旋回フレームＦＲに形成された貫通孔ＨＬの軸線に垂直な仮想平面であってもよい。

【0022】

演算装置ＣＤは、各種演算を実行するための装置であり、ＣＰＵ及び記憶装置等を含むマイクロコンピュータ等である。図示例では、演算装置ＣＤは、測定装置ＭＤの出力を利用し、旋回フレームＦＲとカウンタウエイトＣＷとが組み合わされたときの、ボルトＢＴによる締結が行われる前の、ボルト座面ＢＦに対向する旋回フレームＦＲの対向面（下面）の、基準面に対する傾き角度θを算出する。また、演算装置ＣＤは、算出した傾き角度θを利用し、ショベル１００の組み立てを支援するための情報である支援情報を出力装置ＯＤから出力させる。

【0023】

出力装置ＯＤは、各種情報を出力するための装置であり、表示装置又は音出力装置等である。図示例では、出力装置ＯＤは、表示装置としての液晶ディスプレイ、及び、音出力装置としてのスピーカの組み合わせである。液晶ディスプレイは、演算装置ＣＤからの制御指令に応じ、支援情報としての画像情報又はテキスト情報等を表示し、スピーカは、演算装置ＣＤからの制御指令に応じ、支援情報としての音声情報を出力する。

【0024】

次に、図６を参照し、組み立て支援システムＳＹＳがショベル１００の組み立てを支援する方法である組み立て支援方法の流れの一例について説明する。図６は、組み立て支援方法の流れの一例を示すフローチャートである。

【0025】

最初に、組み立て支援システムＳＹＳは、測定装置ＭＤを利用して被締結体の形状を測定する（ステップＳＴ１）。図示例では、測定者は、旋回フレームＦＲとカウンタウエイトＣＷとが仮組みされた状態（ボルトＢＴによって締結される前の状態）にあるときに、ボルトＢＴが挿通される貫通孔ＨＬの周囲における、旋回フレームＦＲ及びカウンタウエイトＣＷ（ボスＢＳ）のそれぞれの形状を測定する。なお、旋回フレームＦＲ及びカウンタウエイトＣＷ（ボスＢＳ）のそれぞれの形状は、旋回フレームＦＲとカウンタウエイトＣＷとが仮組みされる前に個別に測定されてもよい。

【0026】

ここで、図７及び図８を参照し、測定装置ＭＤによる被締結体の形状測定の一例について説明する。図７は、仮組みされた旋回フレームＦＲとカウンタウエイトＣＷの断面図であり、図３の左図（ボルトＢＴ及びワッシャＷＳを除く）に対応している。図８は、旋回フレームＦＲの下面における貫通孔ＨＬが形成された部分を下方から見た状態を示す図である。図８では、明瞭化のため、旋回フレームＦＲの下面には粗いドットパターンが付され、ボスＢＳの下面には細かいドットパターンが付され、ボスＢＳの雌ネジ穴ＦＨの底面ＣＬには更に細かいドットパターンが付されている。

【0027】

図示例では、測定者は、測定装置ＭＤを用い、８対の測定点（第１測定点ペアＭＰ１～第８測定点ペアＭＰ８）のそれぞれと参照平面ＲＰとの間の距離を測定する。すなわち、測定者は、１６個の測定点のそれぞれと参照平面ＲＰとの間の距離を測定する。参照平面ＲＰは、典型的には水平面であり、測定装置ＭＤとしてのレーザ変位計のゼロ点が位置する面である。これらの測定の際、測定者は、測定装置ＭＤを移動させる場合には、ゼロ点が参照平面ＲＰから逸脱しないように測定装置ＭＤを移動させる。

【0028】

具体的には、第１測定点ペアＭＰ１は、図７に示すように、旋回フレームＦＲの下面における第１外側測定点ＭＰ１ａと、ボスＢＳの下面における第１内側測定点ＭＰ１ｂを含む。また、第２測定点ペアＭＰ２は、図８に示すように、旋回フレームＦＲの下面における第２外側測定点ＭＰ２ａと、ボスＢＳの下面における第２内側測定点ＭＰ２ｂとを含む。第３測定点ペアＭＰ３～第８測定点ペアＭＰ８についても同様である。なお、測定点の数は、８対未満であってもよく、９対以上であってもよい。

【0029】

図示例では、測定装置ＭＤは、第１外側測定点ＭＰ１ａ～第８外側測定点ＭＰ８ａが旋回フレームＦＲの下面における円形の貫通孔ＨＬの周囲に４５度の等角度間隔で配置されるように、各外側測定点と参照平面ＲＰとの間の鉛直距離を測定する。同様に、測定装置ＭＤは、第１内側測定点ＭＰ１ｂ～第８内側測定点ＭＰ８ｂがボスＢＳの下面における円形の雌ネジ穴ＦＨの周囲に４５度の等角度間隔で配置されるように、各内側測定点と参照平面ＲＰとの間の鉛直距離を測定する。また、測定装置ＭＤは、第１測定点ペアＭＰ１を構成する第１外側測定点ＭＰ１ａと第１内側測定点ＭＰ１ｂとが貫通孔ＨＬの中心ＣＰから見て同じ方向に配置されるように、各測定点と参照平面ＲＰとの間の鉛直距離を測定する。他の測定点ペアについても同様である。なお、二つの外側測定点間の角度間隔は、不等角度間隔であってもよい。

【0030】

そして、測定装置ＭＤは、図７に示すように、第１測定点ペアＭＰ１に関し、第１外側測定点ＭＰ１ａと参照平面ＲＰとの間の距離Ｌａ、及び、第１内側測定点ＭＰ１ｂと参照平面ＲＰとの間の距離Ｌｂを測定する。第２測定点ペアＭＰ２～第８測定点ペアＭＰ８についても同様である。

【0031】

次に、組み立て支援システムＳＹＳは、演算装置ＣＤを利用して傾き角度θを算出する（ステップＳＴ２）。

【0032】

図示例では、演算装置ＣＤは、測定装置ＭＤの測定結果に基づき、第１測定点ペアＭＰ１に関し、距離Ｌａと距離Ｌｂとの差を距離Ｌ１として算出する。第２測定点ペアＭＰ２～第８測定点ペアＭＰ８のそれぞれについても同様に、距離Ｌ２～距離Ｌ８を算出する。

【0033】

また、演算装置ＣＤは、距離Ｌ１～距離Ｌ８のうちの最大値を最大距離Ｌｍａｘとして選択し、且つ、距離Ｌ１～距離Ｌ８のうちの最小値を最小距離Ｌｍｉｎとして選択する。

【0034】

そして、演算装置ＣＤは、以下の式（１）に基づいて傾き角度θを算出する。なお、φは、雌ネジ穴ＦＨの直径である。

【0035】

θ＝ａｒｃｔａｎ（Ｌｍａｘ－Ｌｍｉｎ）／φ・・・（１）
次に、組み立て支援システムＳＹＳは、出力装置ＯＤを利用して支援情報を出力する（ステップＳＴ３）。

【0036】

支援情報は、例えば、旋回フレームＦＲとカウンタウエイトＣＷとの締結に適したワッシャＷＳに関する情報である。

【0037】

ここで、図９及び図１０を参照し、旋回フレームＦＲとカウンタウエイトＣＷとの締結に適したワッシャＷＳについて説明する。図９は、ボルトＢＴによって締結された旋回フレームＦＲとカウンタウエイトＣＷの断面図であり、図３の右図（ボルトＢＴ及びワッシャＷＳを除く）に対応している。また、図１０は、ボルトＢＴによって締結された旋回フレームＦＲとカウンタウエイトＣＷの断面図であり、図４の右図（ボルトＢＴ及びワッシャＷＳを除く）に対応している。

【0038】

図９に示す例では、演算装置ＣＤは、水平面に対するボスＢＳの下面が傾き角度θ１を有する場合、すなわち、ボルト座面ＢＦに対向する旋回フレームＦＲの下面の、水平面（ボルト座面ＢＦ）に対する傾き角度θが傾き角度θ１であるときに、旋回フレームＦＲとカウンタウエイトＣＷとの締結に適したワッシャＷＳとして第１ワッシャＷＳ１を導き出す。

【0039】

第１ワッシャＷＳ１は、厚みが不均一なワッシャであり、最も厚い部分の厚みが厚みＴ１１であり、最も薄い部分の厚みが厚みＴ１２である。すなわち、第１ワッシャＷＳ１は、下面（ボルト座面ＢＦと接触する側の面）に対する上面の傾き角度が傾き角度θ１となるワッシャである。この第１ワッシャＷＳ１は、第１ワッシャＷＳ１の下面に対する上面の傾き角度θ１により、水平面に対するボスＢＳの下面の傾き角度θ１を相殺し、ボルト座面ＢＦに対向する第１ワッシャＷＳ１の対向面（下面）の、水平面（ボルト座面ＢＦ）に対する傾き角度θをゼロにすることができる。そして、第１ワッシャＷＳ１は、ボルトＢＴによる旋回フレームＦＲとカウンタウエイトＣＷとの締結が行われた後のボルトＢＴに作用する曲げ応力を抑制することができる。

【0040】

この場合、出力装置ＯＤが出力する支援情報は、第１ワッシャＷＳ１の形状を表す画像情報又は音声情報であってもよく、第１ワッシャＷＳ１の部品番号を表すテキスト情報又は音声情報であってもよい。部品番号は、第１ワッシャＷＳ１に割り当てられた番号である。具体的には、支援情報は、例えば、「部品番号ＸＸＸのワッシャを使用してください」といったテキスト情報又は音声情報等であってもよい。ここで、例えば、ＸＸＸは任意の３桁の数字であるが、これに限られない。

【0041】

この場合、ボルトＢＴによる旋回フレームＦＲとカウンタウエイトＣＷの締結を行う作業者は、第１ワッシャＷＳ１に割り当てられた部品番号を確認することで、その部品番号に対応するパーツボックス内の領域（収納場所）を特定することができる。そのため、作業者は、パーツボックスから第１ワッシャＷＳ１を容易に取り出すことができる。なお、パーツボックスには、形状の異なる複数のワッシャＷＳが収納されている。形状の異なる複数のワッシャＷＳのそれぞれは、例えば、最も薄い部分の厚み及び最も厚い部分の厚みの少なくとも一方が段階的に異なるように形成されている。

【0042】

旋回フレームＦＲとカウンタウエイトＣＷとの締結に適した第１ワッシャＷＳ１は、形状の異なる複数のワッシャＷＳを重ね合わせることによって実現されてもよい。この場合、支援情報は、例えば、「部品番号ＸＸＸのワッシャと部品番号ＹＹＹのワッシャとを重ね合わせて使用してください」といったテキスト情報又は音声情報等であってもよい。ここで、例えば、ＹＹＹは任意の３桁の数字であるが、これに限られない。

【0043】

同様に、図１０に示す例では、演算装置ＣＤは、水平面に対する旋回フレームＦＲの下面が傾き角度θ２を有する場合、すなわち、ボルト座面ＢＦに対向する旋回フレームＦＲの下面の、水平面（ボルト座面ＢＦ）に対する傾き角度θが傾き角度θ２であるときに、旋回フレームＦＲとカウンタウエイトＣＷとの締結に適したワッシャＷＳとして第２ワッシャＷＳ２を導き出す。

【0044】

第２ワッシャＷＳ２は、第１ワッシャＷＳ１と同様、厚みが不均一なワッシャであり、最も厚い部分の厚みが厚みＴ２１であり、最も薄い部分の厚みが厚みＴ２２である。すなわち、第２ワッシャＷＳ２は、下面（ボルト座面ＢＦと接触する側の面）に対する上面の傾き角度が傾き角度θ２となるワッシャである。この第２ワッシャＷＳ２は、第２ワッシャＷＳ２の下面に対する上面の傾き角度θ２により、水平面に対する旋回フレームＦＲの下面の傾き角度θ２を相殺し、ボルト座面ＢＦに対向する第２ワッシャＷＳ２の対向面（下面）の、水平面（ボルト座面ＢＦ）に対する傾き角度θをゼロにすることができる。そして、第２ワッシャＷＳ２は、ボルトＢＴによる旋回フレームＦＲとカウンタウエイトＣＷとの締結が行われた後のボルトＢＴに作用する曲げ応力を抑制することができる。

【0045】

この場合、出力装置ＯＤが出力する支援情報は、第２ワッシャＷＳ２の形状を表す画像情報又は音声情報であってもよく、第２ワッシャＷＳ２の部品番号を表すテキスト情報又は音声情報であってもよい。部品番号は、第２ワッシャＷＳ２に割り当てられた番号である。ボルトＢＴによる旋回フレームＦＲとカウンタウエイトＣＷの締結を行う作業者は、第２ワッシャＷＳ２に割り当てられた部品番号を確認することで、その部品番号に対応するパーツボックス内の領域（収納場所）を特定することができる。そのため、作業者は、パーツボックスから第２ワッシャＷＳ２を容易に取り出すことができる。また、旋回フレームＦＲとカウンタウエイトＣＷとの締結に適した第２ワッシャＷＳ２は、第１ワッシャＷＳ１の場合と同様、形状の異なる複数のワッシャＷＳを重ね合わせることによって実現されてもよい。

【0046】

なお、第１ワッシャＷＳ１は、使用前においては厚みが均一な形状となるように形成されていてもよい。この場合、第１ワッシャＷＳ１は、所定の軸力が加えられた場合に変形し、最も厚い部分の厚みが厚みＴ１１となり、最も薄い部分の厚みが厚みＴ１２となるように形成されたワッシャであってもよい。具体的には、第１ワッシャＷＳ１は、剛性が異なる複数の材料によって形成されていてもよい。第２ワッシャＷＳ２についても同様である。

【0047】

上述のような旋回フレームＦＲとカウンタウエイトＣＷとの締結に適したワッシャＷＳを用いることにより、作業者は、ボスＢＳの下面又は旋回フレームＦＲの下面に傾きがある場合であっても、ボルト座面ＢＦに対向するワッシャＷＳの下面とボルト座面ＢＦとを平行にすることができる。すなわち、作業者は、基準面に対してボルトＢＴの軸線ＢＸが垂直となる理想的な状態で、ボルトＢＴによって旋回フレームＦＲとカウンタウエイトＣＷとを締結することができる。

【0048】

上述のように、本開示の実施形態に係る組み立て支援システムＳＹＳは、締結部品（ボルトＢＴ）及び座金（ワッシャＷＳ）を用いて締結される第１被締結体（旋回フレームＦＲ）と第２被締結体（カウンタウエイトＣＷ）とを含む作業機械の組み立てを支援できるように構成されている。締結部品は、ネジ又はビス等であってもよい。具体的には、組み立て支援システムＳＹＳは、図５に示すように、第１被締結体（旋回フレームＦＲ）及び第２被締結体（カウンタウエイトＣＷ）のそれぞれの形状を測定する測定装置ＭＤと、測定装置ＭＤが測定した第１被締結体（旋回フレームＦＲ）及び第２被締結体（カウンタウエイトＣＷ）のそれぞれの形状に基づき、締結部品（ボルトＢＴ）の座面（ボルト座面ＢＦ）に対向する第１被締結体（旋回フレームＦＲ）の対向面（下面）の、座面（ボルト座面ＢＦ）に対する傾き角度θを算出し、その傾き角度θに基づいて第１被締結体（旋回フレームＦＲ）と第２被締結体（カウンタウエイトＣＷ）との締結に適したワッシャＷＳの形状を導き出す演算装置ＣＤと、を有する。なお、ワッシャＷＳは、図２に示すように、締結部品（ボルトＢＴ）の座面（ボルト座面ＢＦ）と第１被締結体（旋回フレームＦＲ）の下面との間に配置される。

【0049】

図示例では、第１被締結体は旋回フレームＦＲであり、第２被締結体はカウンタウエイトＣＷであるが、第１被締結体は、ハウスフレーム等、旋回フレームＦＲ以外の部材であってもよく、第２被締結体は、ハウスフレーム等、カウンタウエイトＣＷ以外の部材であってもよい。また、旋回フレームＦＲとカウンタウエイトＣＷとの締結に用いられる締結部品（ボルトＢＴ）の数は複数（例えば五つ）であってもよい。この場合、演算装置ＣＤは、複数の締結部品（ボルトＢＴ）のそれぞれに関し、旋回フレームＦＲとカウンタウエイトＣＷとの締結に適したワッシャＷＳの形状を導き出してもよい。

【0050】

このような、二つの部材間の締結に適したワッシャＷＳの形状を導き出す構成により、組み立て支援システムＳＹＳは、第１被締結体（旋回フレームＦＲ）と第２被締結体（カウンタウエイトＣＷ）とが締結されたときに、締結部品（ボルトＢＴ）に曲げ応力が作用したり、或いは、座面（ボルト座面ＢＦ）の片当たりが発生したりして不適切な締結が行われてしまうのを抑制できるという効果をもたらす。また、組み立て支援システムＳＹＳは、締結部品（ボルトＢＴ）の損傷を抑制でき、ひいては、作業機械の機体の長寿命化に貢献できるという効果をもたらす。

【0051】

また、本開示の実施形態に係る組み立て支援システムＳＹＳは、測定装置ＭＤが測定した複数の第１被締結体（旋回フレームＦＲ）のそれぞれの形状と測定装置ＭＤが測定した複数の第２被締結体（カウンタウエイトＣＷ）のそれぞれの形状とに基づき、複数の第１被締結体（旋回フレームＦＲ）のそれぞれと複数の第２被締結体（カウンタウエイトＣＷ）のそれぞれとを組み合わせたときの、締結部品（ボルトＢＴ）の座面（ボルト座面ＢＦ）に対向する第１被締結体（旋回フレームＦＲ）の対向面（下面）の、座面（ボルト座面ＢＦ）に対する傾き角度θを算出し、その傾き角度θに基づいて複数の第１被締結体（旋回フレームＦＲ）と複数の第２被締結体（カウンタウエイトＣＷ）との間の最適な組み合わせを導き出す演算装置ＣＤと、を有していてもよい。

【0052】

例えば、複数の第１被締結体は、２台のショベルを組み立てるために用意された、２つの旋回フレームＦＲ（第１旋回フレームＦＲ１及び第２旋回フレームＦＲ２）であってもよく、複数の第２被締結体は、２台のショベルを組み立てるために用意された、２つのカウンタウエイトＣＷ（第１カウンタウエイトＣＷ１及び第２カウンタウエイトＣＷ２）であってもよい。この場合、演算装置ＣＤは、第１旋回フレームＦＲ１と第１カウンタウエイトＣＷ１とを組み合わせたときの傾き角度θ、第１旋回フレームＦＲ１と第２カウンタウエイトＣＷ２とを組み合わせたときの傾き角度θ、第２旋回フレームＦＲ２と第１カウンタウエイトＣＷ１とを組み合わせたときの傾き角度θ、及び、第２旋回フレームＦＲ２と第２カウンタウエイトＣＷ２とを組み合わせたときの傾き角度θをそれぞれ算出する。演算装置ＣＤは、これらの算出した傾き角度θに基づき、二通りの組み合わせのうちの何れの組み合わせが最適であるかを判断する。二通りの組み合わせは、第１旋回フレームＦＲ１と第１カウンタウエイトＣＷ１とを締結し、且つ、第２旋回フレームＦＲ２と第２カウンタウエイトＣＷ２とを締結する第１の組み合わせ、及び、第１旋回フレームＦＲ１と第２カウンタウエイトＣＷ２とを締結し、且つ、第２旋回フレームＦＲ２と第１カウンタウエイトＣＷ１とを締結する第２の組み合わせである。

【0053】

演算装置ＣＤは、例えば、第１の組み合わせが採用されたときの傾き角度θと、第２の組み合わせが採用されたときの傾き角度θとをそれぞれ算出し、傾き角度θが小さい方の組み合わせを最適な組み合わせとして導き出す。なお、演算装置ＣＤは、三通り以上の組み合わせがある場合であっても、同様の方法で最適な組み合わせを導き出すことができる。また、演算装置ＣＤは、最適な組み合わせの導出とともに、旋回フレームＦＲとカウンタウエイトＣＷとの締結に適したワッシャＷＳの形状を導き出してもよい。

【0054】

また、演算装置ＣＤは、旋回フレームＦＲとカウンタウエイトＣＷとの締結に用いられる複数の締結部品（ボルトＢＴ）のそれぞれに関して算出した傾き角度θの統計値に基づき、最適な組み合わせを導き出してもよい。傾き角度θの統計値は、例えば、平均値、最大値、最小値、又は中央値等である。例えば、演算装置ＣＤは、第１の組み合わせを採用した場合の複数の締結部品（ボルトＢＴ）に関する傾き角度θの最大値と、第２の組み合わせを採用した場合の複数の締結部品（ボルトＢＴ）に関する傾き角度θの最大値とを比較し、傾き角度θの最大値が小さい方の組み合わせを最適な組み合わせとして導き出してもよい。

【0055】

このような、二つの部材の最適な組み合わせを導き出す構成により、組み立て支援システムＳＹＳは、第１被締結体（旋回フレームＦＲ）と第２被締結体（カウンタウエイトＣＷ）とが締結されたときに、締結部品（ボルトＢＴ）に曲げ応力が作用したり、或いは、座面（ボルト座面ＢＦ）の片当たりが発生したりして不適切な締結が行われてしまうのを抑制できるという効果をもたらす。また、組み立て支援システムＳＹＳは、締結部品（ボルトＢＴ）の損傷を抑制でき、ひいては、作業機械の機体の長寿命化に貢献できるという効果をもたらす。

【0056】

また、本開示の実施形態に係る組み立て支援方法は、締結部品（ボルトＢＴ）及びワッシャＷＳを用いて締結される第１被締結体（旋回フレームＦＲ）と第２被締結体（カウンタウエイトＣＷ）とを含む作業機械（ショベル１００）の組み立てを支援する方法である。この方法は、図６に示すように、第１被締結体（旋回フレームＦＲ）及び第２被締結体（カウンタウエイトＣＷ）のそれぞれの形状を測定する工程（ステップＳＴ１）と、測定した第１被締結体（旋回フレームＦＲ）の形状と測定した第２被締結体（カウンタウエイトＣＷ）の形状とに基づき、座面（ボルト座面ＢＦ）に対向する第１被締結体（旋回フレームＦＲ）の対向面（下面）の、座面（ボルト座面ＢＦ）に対する傾き角度θを算出する工程（ステップＳＴ２）と、傾き角度θに基づいて第１被締結体（旋回フレームＦＲ）と第２被締結体（カウンタウエイトＣＷ）との締結に適したワッシャＷＳの形状を導き出す工程（ステップＳＴ３）と、を有していてもよい。

【0057】

また、本開示の実施形態に係る組み立て支援方法は、図６に示すように、複数の第１被締結体（旋回フレームＦＲ）及び複数の第２被締結体（カウンタウエイトＣＷ）のそれぞれの形状を測定する工程（ステップＳＴ１）と、測定した複数の第１被締結体（旋回フレームＦＲ）の形状と測定した複数の第２被締結体（カウンタウエイトＣＷ）の形状とに基づき、複数の第１被締結体（旋回フレームＦＲ）のそれぞれと複数の第２被締結体（カウンタウエイトＣＷ）のそれぞれとを組み合わせたときの、座面（ボルト座面ＢＦ）に対向する第１被締結体（旋回フレームＦＲ）の対向面（下面）の、座面（ボルト座面ＢＦ）に対する傾き角度θを算出する工程（ステップＳＴ２）と、傾き角度θに基づいて複数の第１被締結体（旋回フレームＦＲ）と複数の第２被締結体（カウンタウエイトＣＷ）との間の最適な組み合わせを導き出す工程（ステップＳＴ３）と、を有していてもよい。

【0058】

これらの方法により、締結部品（ボルトＢＴ）による第１被締結体（旋回フレームＦＲ）と第２被締結体（カウンタウエイトＣＷ）の締結を行う作業者は、第１被締結体（旋回フレームＦＲ）と第２被締結体（カウンタウエイトＣＷ）とが締結されたときに、締結部品（ボルトＢＴ）に曲げ応力が作用したり、或いは、座面（ボルト座面ＢＦ）の片当たりが発生したりするといった不適切な締結が行われてしまうのを抑制できる。また、作業者は、締結部品（ボルトＢＴ）の損傷を抑制でき、ひいては、作業機械の機体の長寿命化を図ることができる。

【0059】

以上、本発明の好ましい実施形態について詳説した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態に制限されることはなく、後述する実施形態に制限されることもない。上述した或いは後述する実施形態は、本発明の範囲を逸脱することなしに、種々の変形又は置換等が適用され得る。また、別々に説明された特徴は、技術的な矛盾が生じない限り、組み合わせが可能である。

【0060】

例えば、上述の実施形態は、作業機械の一例であるショベル１００に関するが、作業機械は、アスファルトフィニッシャ、ジブクレーン若しくは門型クレーン等のクレーン、フォークリフト、又はロードローラ等であってもよい。例えば、作業機械がアスファルトフィニッシャである場合、第１被締結体は、走行機構であるトラクタの下部フレームであってもよく、第２被締結体は、舗装材を受け入れるためのホッパの下部構造体であってもよい。

【符号の説明】

【0061】

１・・・下部走行体 ２・・・旋回機構 ３・・・上部旋回体 ４・・・ブーム ５・・・アーム ６・・・バケット ７・・・ブームシリンダ ８・・・アームシリンダ ９・・・バケットシリンダ １０・・・キャビン １１・・・動力源 １００・・・ショベル ＢＦ・・・ボルト座面 ＢＳ・・・ボス ＢＴ・・・ボルト ＢＸ・・・軸線 ＣＤ・・・演算装置 ＣＦ・・・接触面 ＣＬ・・・底面 ＣＰ・・・中心 ＣＷ・・・カウンタウエイト ＦＨ・・・雌ネジ穴 ＦＲ・・・旋回フレーム ＨＬ・・・貫通孔 ＭＣ・・・メインカバー ＭＤ・・・測定装置 ＭＰ１・・・第１測定点ペア ＭＰ１ａ・・・第１外側測定点 ＭＰ１ｂ・・・第１内側測定点 ＭＰ２・・・第２測定点ペア ＭＰ２ａ・・・第２外側測定点 ＭＰ２ｂ・・・第２内側測定点 ＭＰ３・・・第３測定点ペア ＭＰ３ａ・・・第３外側測定点 ＭＰ３ｂ・・・第３内側測定点 ＭＰ４・・・第４測定点ペア ＭＰ４ａ・・・第４外側測定点 ＭＰ４ｂ・・・第４内側測定点 ＭＰ５・・・第５測定点ペア ＭＰ５ａ・・・第５外側測定点 ＭＰ５ｂ・・・第５内側測定点 ＭＰ６・・・第６測定点ペア ＭＰ６ａ・・・第６外側測定点 ＭＰ６ｂ・・・第６内側測定点 ＭＰ７・・・第７測定点ペア ＭＰ７ａ・・・第７外側測定点 ＭＰ７ｂ・・・第７内側測定点 ＭＰ８・・・第８測定点ペア ＭＰ８ａ・・・第８外側測定点 ＭＰ８ｂ・・・第８内側測定点 ＯＤ・・・出力装置 ＳＹＳ・・・組み立て支援システム ＷＳ・・・ワッシャ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】