特開 2024-1965 作業機械

(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】P2024001965

(43)【公開日】2024-01-11

(54)【発明の名称】作業機械

(51)【国際特許分類】

   E01C 19/26 20060101AFI20231228BHJP

【ＦＩ】

E01C19/26

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022100854

(22)【出願日】2022-06-23

(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】100090022

【弁理士】

【氏名又は名称】長門 侃二

(72)【発明者】

【氏名】池田 豊

(72)【発明者】

【氏名】長谷部 貴尚

(72)【発明者】

【氏名】切田 勝之

【テーマコード（参考）】

2D052

【Ｆターム（参考）】

2D052BB01

2D052BB05

2D052CA14

(57)【要約】

【課題】機体の走行方向に存在する障害物を検出する障害物検出装置の検出精度と、オペレータの視界との双方を確保することができる作業機械を提供する。
【解決手段】機体（１）のフレーム（２、４）に開閉可能に支持されるカバー（１４）と、フレーム（２，４）上に設けられた運転席（６）と、機体（１）の走行方向に存在する障害物を検出する障害物検出装置（２４）とを備えた作業機械であって、カバー（１４）は、運転席（６）から機体（１）の走行方向側のフレーム（２、４）のフレーム先端部（２２）に向けて斜め下方に傾斜したカバー上面（１４ａ）を有し、障害物検出装置（２４）は、フレーム先端部（２２）に支持され、カバー上面（１４ａ）から延設される延長線（２８）の下側、且つ延長線（２８）に対してフレーム先端部（２２）よりも近接した位置に、カバー（１４）と離間して設けられる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

機体に搭載される機器類を覆うとともに、前記機体のフレームに開閉可能に支持されるカバーと、
前記フレーム上に設けられた運転席と、
前記機体の走行方向に存在する障害物を検出する障害物検出装置と
を備えた作業機械であって、
前記カバーは、前記運転席から前記機体の走行方向側の前記フレームのフレーム先端部に向けて斜め下方に傾斜したカバー上面を有し、
前記障害物検出装置は、前記フレーム先端部に支持され、前記カバー上面から延設される延長線の下側、且つ、前記延長線に対して前記フレーム先端部よりも近接した位置に、前記カバーと離間して設けられる、ことを特徴とする作業機械。

【請求項2】

前記障害物検出装置は、前記機体の前後方向における全長内であって、前記前後方向における前記機体の機体先端部を通る垂直線に対して前記フレーム先端部よりも近接した位置に設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載の作業機械。

【請求項3】

前記障害物検出装置は、前記フレーム先端部の前記機体の車幅方向における中央に設けられる、ことを特徴とする請求項２に記載の作業機械。

【請求項4】

前記フレーム先端部の前記中央には、前記機体を牽引するための牽引用ブラケットが設けられ、
前記障害物検出装置は、前記牽引用ブラケットよりも上側に設けられる、ことを特徴とする請求項３に記載の作業機械。

【請求項5】

前記フレームに対して前記カバーを回動可能に支持する回転軸と、
前記カバーを開位置に保持する保持具と
を備え、
前記カバーが前記保持具により前記開位置に保持されたとき、前記障害物検出装置は前記カバーと隙間を有して離間している、ことを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の作業機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、機体のフレームに開閉可能に支持されるカバーと、機体の走行方向に存在する障害物を検出する障害物検出装置とを備えた作業機械に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、機体の本体部の前側にエンジンルームが設けられるとともに、機体の前方の障害物を検出するセンサが設けられた転圧機械が開示されている。センサは、エンジンルームを覆うエンジンカバーの上面に取り付けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２２－７６５７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

エンジンカバーのようなカバーは、カバーに覆われた機器類に作業者が容易にアクセス可能なように、機体のフレームに対して回動して開閉可能に支持される。しかしながら、開閉可能なカバー上面にセンサ、すなわち障害物検出装置を取り付けると、カバーを何度も繰り返し開閉することにより、カバーを閉じた状態のフレームに対するカバーの建付けが変化し、障害物検出装置の取付位置や角度が変化することがある。この結果、障害物検出装置の検出領域にずれが生じ、障害物検出装置による検出精度が悪化するおそれがある。さらに、カバー上面に障害物検出装置を取り付けると、運転席から機体前方への視界が遮られてしまう。

【0005】

本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、機体の走行方向に存在する障害物を検出する障害物検出装置の検出精度と、オペレータの視界との双方を確保することができる作業機械を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の目的を達成するべく、本発明の作業機械は、機体に搭載される機器類を覆うとともに、機体のフレームに開閉可能に支持されるカバーと、フレーム上に設けられた運転席と、機体の走行方向に存在する障害物を検出する障害物検出装置とを備えた作業機械であって、カバーは、運転席から機体の走行方向側のフレームのフレーム先端部に向けて斜め下方に傾斜したカバー上面を有し、障害物検出装置は、フレーム先端部に支持され、カバー上面から延設される延長線の下側、且つ延長線に対してフレーム先端部よりも近接した位置に、カバーと離間して設けられる。

【発明の効果】

【0007】

本発明の作業機械によれば、機体の走行方向に存在する障害物を検出する障害物検出装置の検出精度と、オペレータの視界との双方を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】作業機械の側面図である。

【図2】フレーム最前部の斜視図である。

【図3】作業機械の前面図である。

【図4】カバーの全閉時におけるフロントフレームの側面図である。

【図5】カバーの全開時におけるフロントフレームの側面図である。

【図6】カバーの開保持状態における第３支持部の拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の一実施形態に係る作業機械について図面を参照して説明する。図１は作業機械の側面図を示す。作業機械は、機体１に、フロントフレーム（フレーム）２、リアフレーム（フレーム）４、運転席６、転圧ローラ８及び駆動輪１０を備えたアーティキュレート式の転圧機械（土工用振動ローラ）である。機体１は、駆動輪１０を駆動することで前後進しつつ、転圧ローラ８を用いて路面を締固めることが可能である。

【0010】

フロントフレーム２は、機体１の前部に配設された左右一対の骨格部材である。フロントフレーム２には、金属製の円筒状に形成された転圧ローラ８が備えられている。また、フロントフレーム２は、回動支持体１２を介してリアフレーム４に回動可能に取り付けられている。フロントフレーム２には、エンジン、ラジエータなどの機器類が搭載され、これらはエンジンカバー１４（以下、単にカバー１４ともいう）により覆われている。

【0011】

エンジンの駆動力を利用することで、駆動輪１０を駆動し、回動支持体１２を軸にしてフロントフレーム２を回動させることが可能である。リアフレーム４は、機体１の後部に配設された骨格部材である。リアフレーム４には、ゴム製のタイヤを備えた駆動輪１０が機体１の左右方向（車幅方向）でリアフレーム４を挟むように配設されている。運転席６は、リアフレーム４の上部に配設されている。

【0012】

運転席６の前側には、コントロールパネル１６、ステアリング１８、前後進レバー２０などが備えられ、オペレータが運転席６に着座してこれらを操作することで機体１の走行などを行うことが可能である。また、リアフレーム４の運転席６の後側には、水を貯留した貯水タンク２１が設置されている。貯水タンク２１は、図示しない配管及び散水ポンプを介して、フロントフレーム２の転圧ローラ８の近傍と、リアフレーム４の駆動輪１０の近傍とに配設された散水ノズル３７（図３から図５に図示）に接続される。

【0013】

カバー１４は、フロントフレーム２に開閉可能に支持されている。カバー１４のカバー上面１４ａは、運転席６に着座したオペレータが機体１の走行方向の路面状況を目視しやすいように、運転席６から遠位側、すなわち最前側となるフロントフレーム２のフレーム最前部（フレーム先端部）２２に向けて斜め下方に傾斜して形成されている。フレーム最前部２２には、機体１の走行方向（図１においては前方向）に存在する障害物を検出する障害物検出装置２４が取り付けられている。

【0014】

また、フレーム最前部２２の機体１の車幅方向における中央には、機体１をワイヤで牽引するための牽引用ブラケット２６が設けられている。牽引用ブラケット２６は板材に孔を有する形状をなしている。障害物検出装置２４は、フロントフレーム２のフレーム最前部２２に支持され、カバー上面１４ａから延設される延長線２８の下側、且つ延長線２８に対してフロントフレーム２のフレーム最前部２２よりも近接した位置に、カバー１４と離間して設けられる。さらに、障害物検出装置２４は、機体１の前後方向における全長内であって、機体１の前後方向における機体１の機体最前部（機体先端部）３０を通る垂直線３２に対してフロントフレーム２のフレーム最前部２２よりも近接した位置に設けられる。

【0015】

なお、図１において、機体最前部３０は転圧ローラ８の最前面である。また、機体１の全長とは、障害物検出装置２４を除く機体１の最前端から最後端までの距離であり、機体１の型式によって異なるが、本実施形態の場合、転圧ローラ８の最前面から、機体１の後端に設けられた牽引用ブラケットの後端部までの距離である。つまり、障害物検出装置２４は、障害物検出装置２４を除く機体１の最前端から最後端までの範囲に収まるように設けられている。

【0016】

図２は、フレーム最前部２２の斜視図を示す。障害物検出装置２４は、検出センサ３４と、検出センサ３４を覆って支持するブラケット３６とから構成されている。検出センサ３４は、例えばミリ波レーダであって、ブラケット３６に形成された窓３６ａから送信波を送信する。障害物に衝突した送信波は、反射波となって窓３６ａを介し検出センサ３４で受信する。これにより、機体１の走行方向に存在する障害物の有無や、障害物までの距離が検出される。なお、検出センサ３４は、ミリ波レーダに限らず、カメラやＬｉＤＡＲ（light detection and ranging）であっても良い。

【0017】

ブラケット３６は、検出センサ３４を雨水や飛び石から保護するカバーとしての役割を有する。特に、ブラケット３６によって検出センサ３４への水滴の付着が抑制される。さらに、カバー上面１４ａに降った雨水がカバー上面１４ａの傾斜に沿って車体前方に流れても、カバー１４の前端部と検出センサ３４とはブラケット３６によって前後方向に隙間を有して離間しているため、カバー上面１４ａに降った雨水が検出センサ３４の上面に流れることが抑制される。これにより、検出センサ３４が水滴を障害物と誤検出することを抑制可能である。

【0018】

また、ブラケット３６によって、検出センサ３４の下方も覆われていることから、検出センサ３４が路面や転圧ローラ８から生じる蒸気の付着が抑制される。これにより、検出センサ３４の表面での結露が抑制され、検出センサ３４が水滴を障害物と誤検出することを抑制可能である。

【0019】

障害物検出装置２４が検出した検出信号は、例えば機体１の制動制御に用いられる。制動制御は、機体１と障害物との距離や機体１の走行速度に応じて、機体１のブレーキによる制動を自動でアシストし、障害物への機体１の衝突を回避する。また、障害物検出装置２４は、フレーム最前部２２において牽引用ブラケット２６よりも上側に位置付けられている。これにより、ワイヤを牽引用ブラケット２６に取り付ける際の作業空間を確保することができるため、機体１の牽引作業時にワイヤが障害物検出装置２４に接触することはない。

【0020】

図３は、作業機械の前面図を示す。障害物検出装置２４は、フレーム最前部２２において、機体１の車幅方向（図３における左右方向）における中央に位置付けられている。これにより、障害物検出装置２４が障害物を検出可能な検出領域を機体１の車幅方向の広範囲に亘って設定することができる。牽引用ブラケット２６も同様に、機体１の車幅方向における中央に位置付けられる。

【0021】

また、フロントフレーム２には例えば５つの散水ノズル３７が配設されている。前述した貯水タンク２１内の水は、散水ポンプにより各散水ノズル３７に供給され、各散水ノズル３７から転圧ローラ８に噴射される。これにより、転圧ローラ８によって路面を締固める際に使用される舗装材が転圧ローラ８に付着することを抑制可能である。また、路面を締固める際に熱を帯びる転圧ローラ８を水噴射により冷却可能である。

【0022】

同様の散水ノズル３７がリアフレーム４にも配設され、駆動輪１０においても転圧ローラ８の場合と同様の効果を奏する。なお、散水ノズル３７から水以外の液剤（例えばアスファルト付着防止剤）を噴射しても良い。特に、本実施形態の場合には、駆動輪１０はゴム製のタイヤであるため、上記液剤を噴射することにより、駆動輪１０の接地面に液剤の膜を形成することができ、舗装材が駆動輪１０に付着することを効果的に抑制可能である。

【0023】

図４は、カバー１４の全閉時におけるフロントフレーム２の側面図を示す。なお、図４及び後述する図５においては、カバー１４の開閉機構３８を透過して示すとともに、説明上、部分的に図示しない箇所が存在する。開閉機構３８は、回転軸４０、ステー４２、及びダンパ４４を備えている。また、開閉機構３８は、カバー１４の内側面１４ｂに形成された第１支持部４６と、フロントフレーム２に形成された第２支持部４８及び第３支持部５０とを備えている。

【0024】

第１支持部４６及び第２支持部４８は、カバー１４及びフロントフレーム２の前端側に形成され、第３支持部５０は、第２支持部４８よりもフロントフレーム２の後側に形成される。第１支持部４６と第２支持部４８とは回転軸４０を介して連結され、回転軸４０はフロントフレーム２に対してカバー１４をその前端側で回動可能に支持している。ステー４２は、棒状をなした保持具であって、その両端には折り曲げられた上端部４２ａと下端部４２ｂとがそれぞれ形成されている。上端部４２ａは、フロントフレーム２の上側において第１支持部４６に回動可能に係止される。下端部４２ｂは、第３支持部５０に形成された係止溝５２において、上端部４２ａの後側においてフロントフレーム２に移動可能に係止される。

【0025】

係止溝５２は、フロントフレーム２の前側上方に向けて傾斜した長溝であり、係止溝５２の前端上部には、下方に凹んだ凹溝５２ａが形成されている。ダンパ４４は、例えば、シリンダ４４ａとロッド４４ｂとから構成されたエアシリンダである。シリンダ４４ａの上端は、カバー１４の側壁１４ｃに回動可能に接続される。ロッド４４ｂの下端は、第３支持部５０の下部に回動可能に接続される。

【0026】

図５は、カバー１４の全開時におけるフロントフレーム２の側面図を示す。カバー１４を矢印で示す方向に持ち上げることにより、ダンパ４４は、ロッド４４ｂの下端が接続された第３支持部５０の下部を中心として回動し、シリンダ４４ａに充填されたエアの圧力に抗してシリンダ４４ａからロッド４４ｂが突出して伸長する。このとき、ダンパ４４の緩衝作用により、カバー１４が自重によって開途中で閉方向に倒れることはなく、カバー１４の移動はゆっくりと円滑に行われる。

【0027】

また、ロッド４４ｂの伸長に伴い、ステー４２の下端部４２ｂは、第３支持部５０の係止溝５２を斜め上方に移動し、図５に示すように係止溝５２の前側上端に当接する。これにより、カバー１４が全開位置に位置付けられる。このように、ステー４２は、フロントフレーム２とカバー１４とに接続され、回転軸４０を中心としてカバー１４を開状態にしたときの開位置にカバー１４を保持する。

【0028】

カバー１４がステー４２により開位置に保持されたとき、障害物検出装置２４は、カバー１４の前端部の上面１４ａと隙間５４を有して離間している。すなわち、カバー１４は、その全閉位置から全開位置に至る開閉領域において、障害物検出装置２４に非接触となるため、障害物検出装置２４がカバー１４の開閉に支障となることはない。

【0029】

図６は、カバー１４の開保持状態における第３支持部５０の拡大図を示す。図５におけるカバー１４の全開位置からカバー１４を閉方向（図５で見て右方向）に若干倒すことにより、係止溝５２の凹溝５２ａにステー４２の下端部４２ｂが落ち込む形で嵌り込む。これにより、ステー４２の下端部４２ｂが第３支持部５０に一時的に固定され、カバー１４が開状態に保持される。

【0030】

カバー１４を閉じる際には、カバー１４を開方向（図５で見て左方向）に若干倒すことにより、ステー４２の下端部４２ｂが係止溝５２の凹溝５２ａから離脱し、カバー１４が図５に示した全開位置に位置付けられる。そして、カバー１４を全閉位置に向けて倒すことにより、ダンパ４４は、ロッド４４ｂの下端が接続された第３支持部５０の下部を中心として回動し、シリンダ４４ａに充填されたエアの圧力に抗してシリンダ４４ａにロッド４４ｂが収容されて短縮する。

【0031】

併せて、ステー４２の下端部４２ｂが係止溝５２の後側下端に当接することにより、カバー１４が図４に示した全閉位置に位置付けられる。このとき、ダンパ４４の緩衝作用により、カバー１４が自重によって開途中でいきなり全閉位置に倒れることはなく、カバー１４の移動はゆっくりと円滑に行われる。

【0032】

以上のように本実施形態の作業機械は、障害物検出装置２４がフロントフレーム２のフレーム最前部２２に支持され、カバー上面１４ａから延設される延長線２８の下側、且つ延長線２８に対してフロントフレーム２のフレーム最前部２２よりも近接した位置に、カバー１４と離間して設けられる。これにより、カバー１４の建付けや開閉状態の影響を受けることなく、障害物を検出することができる。

【0033】

また、フロントフレーム２の最前面であり且つ路面から最も高い位置で障害物を検出可能となるため、障害物検出装置２４が受ける蒸気や熱の影響を抑制することができ、これらに起因した障害物検出装置２４の誤検出及び故障を抑制することができる。しかも、運転席６からのオペレータの視界が障害物検出装置２４によって遮られることはない。従って、障害物検出装置２４の検出精度と、オペレータの視界との双方を確保することができる。

【0034】

また、障害物検出装置２４は、機体１の前後方向における全長内であって、機体１の前後方向における機体１の機体最前部３０を通る垂直線３２に対してフロントフレーム２のフレーム最前部２２よりも近接した位置に設けられる。これにより、障害物検出装置２４は、規定された機体１の全長からはみ出すことなく、且つ、機体１の走行方向における先端部に極力近い位置において、機体１に搭載された他の部品によって、障害物を検出可能な検出領域が遮られることなく、障害物を検出可能となるため、障害物検出装置２４の検出精度を向上することができる。

【0035】

また、障害物検出装置２４は、フレーム最前部２２において、機体１の車幅方向における中央に位置付けられている。これにより、障害物検出装置２４が障害物を検出可能な検出領域を機体１の車幅方向の広範囲に亘って、且つ車幅方向の一方に偏ることなく設定することができるため、障害物検出装置２４の検出精度をさらに向上することができる。

【0036】

また、フレーム最前部２２の機体１の車幅方向における中央には、牽引用ブラケット２６が設けられ、障害物検出装置２４は、牽引用ブラケット２６よりも上側に設けられる。これにより、機体１の牽引作業時にワイヤを障害物検出装置２４に接触することが抑制できるため、障害物検出装置２４が機体１の牽引作業の支障となることはない。従って、障害物検出装置２４によって機体１において行われる作業が困難となることはなく、機体１における作業性を向上することができる。また、ワイヤと障害物検出装置２４とが、接触することによって、障害物検出装置２４の取付位置や角度がずれ、障害物検出装置２４の検出領域にずれが生じることを抑制できる。

【0037】

また、カバー１４がステー４２により開位置に位置付けられたとき、障害物検出装置２４は、カバー１４と隙間５４を有して離間している。これにより、カバー１４は、その全閉位置から全開位置に至る開閉領域において、障害物検出装置２４に非接触となるため、カバー１４の開閉状態によって障害物検出装置２４による障害物検出が困難となることはない。例えば、エンジンの動作状況を確認するために、カバー１４を開けたままの状態でエンジンを駆動している場合であっても、障害物検出装置２４は機体１が走行する可能性のある方向の障害物を検出し、障害物を検出した場合には、機体１の制動制御の実行、或いは警報を発報することができる。従って、障害物検出装置２４の検出精度をさらに向上することができるとともに、機体１のメンテナンス性を向上することができる。

【0038】

また、前述した作業機械は、路面を締固める転圧ローラ８を備える転圧機械であり、フロントフレーム２の転圧ローラ８の近傍には、液剤を噴射する散水ノズル３７が配設される。前述したように、障害物検出装置２４は、フロントフレーム２の最前面であり且つ路面から最も高い位置に設けられる。従って、散水ノズル３７から噴射される液剤が障害物検出装置２４に付着することを抑制することができ、これに起因した障害物検出装置２４の誤検出及び故障を抑制することができる。

【0039】

以上で本発明の一実施形態についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に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で種々の変更ができるものである。例えば、上記実施形態において、障害物検出装置２４は、フレーム最前部２２に取り付けられ、機体１の機体最前部３０を通る垂直線３２に近接して位置付けられる。しかし、これに限らず、障害物検出装置２４が後方の障害物を検出する場合にも適用可能である。

【0040】

この場合、障害物検出装置２４は、リアフレーム４のフレーム最後部に取り付けられるとともに、機体１の機体最後部を通る垂直線に近接して位置付けられる。すなわち、障害物検出装置２４は、フロントフレーム２、リアフレーム４のどちらに取り付ける場合であっても、運転席６から遠位側となるフレーム先端部に取り付けるとともに、機体先端部を通る垂直線に近接して位置付ければ良い。これにより、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

【0041】

また、上記実施形態において、障害物検出装置２４は、エンジンカバー１４の斜め下方に傾斜したカバー上面１４ａから延設される延長線２８の下側に近接して位置付けられる。しかし、カバーは、機体１に搭載される機器類を覆うとともに、フロントフレーム２に開閉可能に支持され、斜め下方に傾斜したカバー上面１４ａが形成されるのであれば、エンジンカバー１４以外のカバー、例えばモータカバーやバッテリカバーであっても良い。

【0042】

さらに、本発明は、カバー１４と障害物検出装置２４とを備えた作業機械であれば、前述した転圧機械に限らず、種々の作業機械に適用可能である。

【符号の説明】

【0043】

１ 機体
２ フロントフレーム（フレーム）
４ リアフレーム（フレーム）
６ 運転席
１４ エンジンカバー（カバー）
１４ａ カバー上面
２２ フレーム最前部（フレーム先端部）
２４ 障害物検出装置
２６ 牽引用ブラケット
２８ 延長線
３０ 機体最前部（機体先端部）
３２ 垂直線
４０ 回転軸
４２ ステー（保持具）
５４ 隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】