JP6142556B2 - コントローラ取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、建設機械の上部旋回体に設けられるコントローラ取付構造に関する。

標準的な油圧ショベル（建設機械）では、キャブ内にコントローラが搭載されることが多い。しかし、キャブ外にコントローラが配置される場合もある。例えば、配置の制約によりキャブ内にコントローラを搭載できない場合や、キャブ内のコントローラとは別のコントローラを追加する場合などには、キャブ外にコントローラが配置される。

特許文献１に記載の油圧ショベルでは、コントローラがキャブの後方に配置される。特許文献１の［要約］の［解決手段］には、次の記載がある（特許文献１における符号に括弧を付した）。「機械室（１７）とキャブ（６）との間には、・・・ユーティリティ室（１８）を設け、このユーティリティ室（１８）内にエンジンコントローラ（３３）を設ける」

特開２００７−１７０１２９号公報

特許文献１に記載のエンジンコントローラ（３３）（コントローラ）は、前仕切りカバー（１２）に取り付けられる。この前仕切りカバーが設けられることにより、部品点数およびコストが増加してしまう。

そこで本発明は、キャブの後方にコントローラが配置される構成であるにもかかわらず、部品点数およびコストを抑制でき、かつ、旋回フレームに対してコントローラを確実に固定できる、コントローラ取付構造を提供することを目的とする。

本発明のコントローラ取付構造は、上部旋回体に設けられる。前記上部旋回体は、旋回フレームと、前記旋回フレームに取り付けられるキャブと、を備える。前記コントローラ取付構造は、前記旋回フレームに対して固定されるとともに前記キャブの後方に配置されるブラケットと、前記ブラケットに固定されるエアクリーナと、前記ブラケットに固定されるコントローラと、を備える。前記コントローラは、前記ブラケットに対して前記エアクリーナとは反対側に配置される。

上記構成により、キャブの後方にコントローラが配置される構成であるにもかかわらず、部品点数およびコストを抑制でき、かつ、旋回フレームに対してコントローラを確実に固定できる。

上部旋回体を示す図である。 図１に示すコントローラ取付構造４０周辺の拡大図である。 図２に示すIII矢視図である 図２に示すIV矢視図である。 図４に示すコントローラ取付構造４０の斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）：図４に示すブラケット４３に対するコネクタ接続部５３の配置を示す図である。

図１〜図６を参照して、コントローラ取付構造４０が設けられる建設機械について説明する。この建設機械は、掘削などの作業を行う機械であり、例えば作業車両であり、例えば油圧ショベルである。建設機械は、下部走行体（図示なし）と、上部旋回体１と、を備える。下部走行体は、建設機械を走行させる部分である。下部走行体は、例えばクローラ式などである。

上部旋回体１は、下部走行体に対して旋回可能に、下部走行体に搭載される。上部旋回体１は、図１に示すように、旋回フレーム１１と、キャブ１３と、カウンタウエイト１５と、カバー１７と、カバー１７の内部に設置される機器と、を備える。

旋回フレーム１１は、下部走行体に旋回可能に取り付けられる構造物である。旋回フレーム１１には、キャブ１３及びカウンタウエイト１５が取り付けられる。ここで、旋回フレーム１１におけるキャブ１３が配置される側を、「前後方向Ｘ」の「前側Ｘ１」とする。旋回フレーム１１におけるカウンタウエイト１５が配置される側を、前後方向Ｘの「後側Ｘ２」とする。前後方向Ｘに直交し、かつ、水平方向に平行な方向を「横方向Ｙ」とする。また、上下方向（前後方向Ｘ及び横方向Ｙに直交する方向）を「上下方向Ｚ」とし、上側を「上側Ｚ１」、下側を「下側Ｚ２」とする。

キャブ１３（運転室）は、旋回フレーム１１の前側Ｘ１部分に取り付けられる（例えば固定される）。

カウンタウエイト１５は、旋回フレーム１１の後側Ｘ２部分に固定される、おもりである。

カバー１７は、各種機器を覆う部材である。カバー１７は、カバー１７内部に水（雨水や洗車水など）や砂や粉塵などが入らないように各種機器を覆う。カバー１７は、旋回フレーム１１の上側Ｚ１に配置される。カバー１７は、キャブ１３の後側Ｘ２に配置される。カバー１７は、キャブ１３の横（横方向Ｙ外側）に配置されてもよい。カバー１７は、旋回フレーム１１に対して固定（直接または間接的に固定）される。カバー１７の内部は、複数の室に仕切られる。カバー１７の内部には、機械室２０と、エアクリーナ室３０と、がある。

機械室２０は、エンジン２１等が内部に配置される部分（区画）である。機械室２０は、キャブ１３よりも後側Ｘ２に配置される。機械室２０は、カウンタウエイト１５よりも前側Ｘ１に配置される。機械室２０の内部には、例えば、エンジン２１、冷却ファン２３、及び油圧ポンプ（図示なし）等が配置される。

エアクリーナ室３０は、エアクリーナ４７等が内部に配置される部分（区画）である。エアクリーナ室３０は、キャブ１３の後側Ｘ２に配置される。エアクリーナ室３０の後側Ｘ２には、機械室２０が配置される。エアクリーナ室３０の横（横方向Ｙ外側）に機械室２０が配置されてもよい。エアクリーナ室３０は、機械室２０から隔離される。エアクリーナ室３０は、機械室２０の隣りに配置される。エアクリーナ室３０は、キャブ１３の背面（後側Ｘ２の面）に隣接して配置される。キャブ１３の背面とエアクリーナ室３０との間に、仕切り板は設けられない（上述した特許文献１の「前仕切りカバー（１２）」がない）。エアクリーナ室３０内には、コントローラ取付構造４０が設けられる。

コントローラ取付構造４０は、エアクリーナ４７固定用のブラケット４３にコントローラ５０が取り付けられた構造である。コントローラ取付構造４０は、支柱４１と、ブラケット４３と、エアクリーナ４７と、コントローラ周辺機器５０，６１，６５と、を備える。

支柱４１は、図５に示すように、ブラケット４３を支持する部材（柱）である。支柱４１は、旋回フレーム１１に対して固定（直接または間接的に固定）される。支柱４１は、図１に示す旋回フレーム１１とカバー１７の上面（上側Ｚ１の面）との間に配置される。図５に示すように、支柱４１は、例えば棒状であり、例えば２本設けられる（３本以上でもよい）。

ブラケット４３は、図１に示すように、エアクリーナ４７及びコントローラ５０が取り付けられる部材である。ブラケット４３は、キャブ１３の後方（キャブ１３の外部かつ、キャブ１３よりも後側Ｘ２）に配置される。図３〜図５に示すように、ブラケット４３は、例えば板状であり、例えば長方形などであり、例えば横方向Ｙに長い。ブラケット４３は、図１に示す旋回フレーム１１に対して固定される。ブラケット４３は、支柱４１を介して旋回フレーム１１に固定される。図３〜図５に示すように、ブラケット４３は、例えば、横方向Ｙ両端部が支柱４１に固定される。ブラケット４３と支柱４１とは、例えばボルト等で固定される。なお、ブラケット４３は、旋回フレーム１１に直接固定されてもよい。図２に示すように、ブラケット４３とカバー１７との間には間隔が開けられる。ブラケット４３と旋回フレーム１１との間には間隔が開けられる。ブラケット４３は、図２及び図５に示すように、例えば、平面部４４と、屈曲部４５と、を備える。

平面部４４の厚さ方向は、前後方向Ｘである。
屈曲部４５は、平面部４４に対して屈曲する部分である。屈曲部４５は、平面部４４の例えば上側Ｚ１端部から、例えば前側Ｘ１に突出する。

エアクリーナ４７は、図１に示すエンジン２１に吸い込まれる空気をろ過する装置である。エアクリーナ４７は、ブラケット４３に固定される。図２に示すように、エアクリーナ４７は、例えばボルト等によりブラケット４３に固定される。エアクリーナ４７は、例えば円柱状などである。エアクリーナ４７は、例えば横方向Ｙが軸方向となるように配置される。なお、図３〜図５では、エアクリーナ４７を二点鎖線（想像線）で示す。

コントローラ周辺機器５０，６１，６５には、図１に示すように、コントローラ５０と、ハーネス６１と、ケース６５と、がある。

コントローラ５０は、各種機器を制御する装置であり、電気信号の入出力や演算を行う装置である。コントローラ５０に接続される機器は、例えば、エンジン２１、建設機械の操作者が操作する操作手段（操作レバー、操作スイッチなど）、油圧機器類（弁、ポンプ、モータなど）、電源、建設機械外部の通信装置（例えばコントローラ５０へのソフトウェアのダウンロード用の通信装置）などである。コントローラ５０は、例えば、建設機械の操作者の操作に応じて油圧機器（弁等）の動作を制御する。また例えば、コントローラ５０は、エンジン２１の動作（燃料噴射量や回転数など）を制御するエンジンコントローラである。

このコントローラ５０は、図２に示すように、ブラケット４３に固定される。コントローラ５０は、例えばケース６５を介して、間接的にブラケット４３に固定される。コントローラ５０は、例えばブラケット４３との間に隙間ができるように配置される。コントローラ５０は、ブラケット４３に直接固定されてもよい。コントローラ５０は、ブラケット４３に対して、エアクリーナ４７とは反対側に配置される。エアクリーナ４７がブラケット４３の後側Ｘ２の面に固定される場合、コントローラ５０は、ブラケット４３の前側Ｘ１の面に固定される（この配置とは前後逆などでもよい）。図４に示すように、コントローラ５０とエアクリーナ４７とをつなぐ方向（前後方向Ｘ）から見たとき、コントローラ５０（の少なくとも一部）は、エアクリーナ４７と重なる位置に配置される。

このコントローラ５０は、図１に示す機械室２０から隔離されたエアクリーナ室３０に配置されるので、機械室２０からの影響を受けにくい。機械室２０からの影響とは、例えば、温度変化や振動等による影響であり、例えば、エンジン２１の運転により発生する熱および振動による影響、また例えば、油圧ポンプ（図示なし）の運転により発生する熱による影響などである。
また、コントローラ５０は、キャブ１３の外部（エアクリーナ室３０）に配置されるので、キャブ１３を交換しやすい。さらに詳しくは、コントローラ５０をブラケット４３に取り付けたまま（エアクリーナ室３０内に配置したまま）の状態で、キャブ１３を交換できる。
また、コントローラ５０は、キャブ１３の真後ろ（エアクリーナ室３０）に配置されるので、キャブ１３内に配置される機器とコントローラ５０とを接続する電線（例えばハーネス６１）の長さを抑制できる。キャブ１３内に配置される機器とは、建設機械の操作者に操作される操作手段、および、コントローラ５０とは別のコントローラ等である。
また、コントローラ５０は、機械室２０の隣りのエアクリーナ室３０に配置されるので、コントローラ５０と機械室２０内の各種機器とを接続する電線の長さを抑制できる。電線の長さを抑制できる結果、この電線を通る信号が受けるノイズを抑制できる。図４に示すように、コントローラ５０は、例えば直方体のコントローラ本体５１と、コントローラ本体５１に設けられた（固定された）コネクタ接続部５３と、を備える。

コネクタ接続部５３は、コントローラ５０と各種機器との電気接続に用いられる。コネクタ接続部５３は、電気接続用のコネクタ６３（後述）を接続可能に構成される。コネクタ接続部５３は、例えば複数設けられる（１つでもよい）。図６（ａ）〜図６（ｃ）に示すように、コネクタ接続部５３は、例えば、コネクタ６３（プラグ）を差込可能な凹部（ソケット、受け口、差込口）である。また例えば、コネクタ接続部５３は、凹部を備えるコネクタ６３を差込可能な凸部など（図示なし）でもよい。コネクタ接続部５３では、「コネクタ作業」が行われる。コネクタ作業は、例えば、図４に示すコネクタ接続部５３に対するコネクタ６３の着脱、また例えばコネクタ接続部５３の導電のチェックなどである。

このコネクタ接続部５３は、次のように配置される。ブラケット４３に対してエアクリーナ４７側（後側Ｘ２）にいる作業者がコネクタ作業をする時に、ブラケット４３がコネクタ作業の邪魔になることを抑制できるような位置に、コネクタ接続部５３が配置される。具体的には、ブラケット４３に対するエアクリーナ４７側（後側Ｘ２）から、ブラケット４３に対するコントローラ５０側（前側Ｘ１）を見たとき、コネクタ接続部５３は、下記の［配置ａ］のように配置されることが好ましい。また、上記の向きに見たとき、コネクタ接続部５３は、下記の［配置ｂ］や［配置ｃ］のように配置されてもよい。
［配置ａ］図６（ａ）に示すように、コネクタ接続部５３（の少なくとも一部分）は、ブラケット４３の端部４３ａよりも外側に配置される。コネクタ接続部５３のうち、コネクタ６３が接続される側の端部を、端部５３ａとする。端部５３ａは、ブラケット４３の端部４３ａよりも外側に配置される。具体的には例えば、コネクタ接続部５３の下側Ｚ２の端部５３ａは、ブラケット４３の下側Ｚ２の端部４３ａよりも下側Ｚ２に配置される。なお、上記「端部４３ａよりも外側」の「外側」は、下側Ｚ２だけでなく、上側Ｚ１や、横方向Ｙ外側などでもよい。コネクタ接続部５３の数が複数の場合、全てのコネクタ接続部５３について、上記のように配置されることが好ましい。
［配置ｂ］図６（ｂ）に示すように、コネクタ接続部５３の端部５３ａと、ブラケット４３の端部４３ａと、が重なるようにコネクタ接続部５３が配置されてもよい。
［配置ｃ］図６（ｃ）に示すように、コネクタ接続部５３の全体（端部５３ａを含む）が、ブラケット４３の端部４３ａよりも内側に配置されてもよい。この場合、端部５３ａの位置が端部４３ａに近いほどコネクタ作業を容易にできる。例えば、コネクタ接続部５３に接続されたコネクタ６３（の少なくとも一部分、例えば下側Ｚ２端部）が、端部４３ａよりも外側（例えば下側Ｚ２）に配置されることが好ましい。

このコネクタ接続部５３は、図２に示すように、エアクリーナ４７との間に十分大きい（コネクタ作業が容易に出来る程度に大きい）間隔をあけて配置される。図４に示すように、コネクタ接続部５３は、例えばエアクリーナ４７の下端よりも下側Ｚ２に配置される。コネクタ接続部５３は、例えばコントローラ本体５１の下端部に配置される。コネクタ接続部５３は、例えばコントローラ本体５１の底面（下側Ｚ２の面）に配置（固定）される。なお、コネクタ接続部５３は、コントローラ本体５１の後側Ｘ２（コントローラ５０に対するエアクリーナ４７側）の面などに配置されてもよい。また、コネクタ接続部５３は、コントローラ本体５１の上面（上側Ｚ１の面）や、側面（横方向Ｙ外側の面）などに配置されてもよい。

ハーネス６１は、コントローラ５０と各種機器（上述）とを接続するための複数の電線が束ねられたものである。ハーネス６１は、コネクタ６３を備える。

コネクタ６３は、コントローラ５０のコネクタ接続部５３に接続される端子である。なお、図３、図４、図６（ａ）〜図６（ｃ）では、複数のコネクタ６３のうち一部のみ図示している。

ケース６５は、図４に示すように、コントローラ５０等を覆う。ケース６５は、コントローラ５０に水（雨水や洗車水など）や砂や粉塵などが掛からないようにするものである。ケース６５内部には、コントローラ５０の全体が配置される（収まる）。ケース６５内部には、ハーネス６１の一部が配置される。ケース６５には、ハーネス６１が固定される。ケース６５の下端は、ブラケット４３よりも下側Ｚ２に配置される。ケース６５は、ブラケット４３の前側Ｘ１の面（平面部４４）に固定される。ケース６５は、ブラケット４３の屈曲部４５の下側Ｚ２の面に固定される（図２参照）。ケース６５は、例えば中空の直方体などである。ケース６５は、例えば略直方体のケース本体６５ａと、固定具６５ｂと、蓋６５ｃと、を備える。

固定具６５ｂは、ケース６５をブラケット４３に固定するための部材である。固定具６５ｂは、コントローラ５０を、ケース６５を介してブラケット４３に固定するための部材である。固定具６５ｂは、ケース本体６５ａに固定される。固定具６５ｂは、例えば、ケース本体６５ａの側面（横方向Ｙ外側の面）から横方向Ｙに突出する。固定具６５ｂは、ケース本体６５ａの上面（上側Ｚ１の面）から上側Ｚ１に突出してもよい（図示なし）。図２に示すように、固定具６５ｂは、例えば、ケース本体６５ａとブラケット４３との間に隙間が形成されるように、ケース６５をブラケット４３に固定する。

蓋６５ｃは、ケース本体６５ａに対して開閉可能（着脱可能を含む）である。蓋６５ｃは、蓋を開けた（又は取外した）ときに、コネクタ接続部５３でのコネクタ作業がしやすいように、コネクタ接続部５３の周辺部に配置される。具体的には、ブラケット４３に対するエアクリーナ４７側（後側Ｘ２）から、ブラケット４３に対するコントローラ５０側（前側Ｘ１）を見たとき、ブラケット４３に対してケース６５がはみ出ている（例えば下側Ｚ２にはみ出ている）ところ、このはみ出た部分に蓋６５ｃが配置される。さらに具体的には、蓋６５ｃは、ブラケット４３の下端（下側Ｚ２の端部４３ａ）よりも下側Ｚ２に配置される。なお、図４〜図６では、蓋６５ｃがケース本体６５ａから取り外された状態を示し、図４及び図５では蓋６５ｃを二点鎖線（想像線）で示している。

（効果１）
次に、図１に示すコントローラ取付構造４０による効果を説明する。コントローラ取付構造４０は、上部旋回体１に設けられる。上部旋回体１は、旋回フレーム１１と、旋回フレーム１１に取り付けられるキャブ１３と、を備える。コントローラ取付構造４０は、旋回フレーム１１に対して固定されるとともにキャブ１３の後方に配置されるブラケット４３と、エアクリーナ４７と、コントローラ５０と、を備える。
［構成１−１］エアクリーナ４７は、ブラケット４３に固定される。コントローラ５０は、ブラケット４３に固定される。
［構成１−２］コントローラ５０は、ブラケット４３に対してエアクリーナ４７とは反対側に配置される。

コントローラ取付構造４０は、上記［構成１−１］を備える。すなわち、ブラケット４３は、エアクリーナ４７固定用とコントローラ５０固定用との兼用である。よって、キャブ１３の後方にコントローラ５０が配置される構成であるにもかかわらず、（上述した特許文献１に記載の技術に比べ）部品点数およびコストを抑制できる。

コントローラ取付構造４０は、上記［構成１−２］を備える。よって、コントローラ５０とエアクリーナ４７とが干渉することなく、コントローラ５０をブラケット４３に固定できる。また、このブラケット４３は旋回フレーム１１に対して固定される。その結果、コントローラ５０を旋回フレーム１１に対して確実に固定（取付）できる。

（効果２）
図４に示すように、コントローラ５０は、電気接続用のコネクタ６３を接続可能なコネクタ接続部５３を備える。図６（ａ）に示すように、ブラケット４３に対するエアクリーナ４７側（後側Ｘ２）からブラケット４３に対するコントローラ５０側（前側Ｘ１）を見たとき、コネクタ接続部５３は、ブラケット４３の端部４３ａよりも外側に配置される。

この構成では、図４に示すブラケット４３に対するエアクリーナ４７側（後側Ｘ２）にいる作業者は、コネクタ接続部５３でのコネクタ作業を容易に行える（コネクタ接続部５３へのアクセス性が良い）。

１ 上部旋回体
１１ 旋回フレーム
１３ キャブ
１７ カバー
４０ コントローラ取付構造
４３ ブラケット
４３ａ 端部
４７ エアクリーナ
５０ コントローラ
５３ コネクタ接続部

Claims (2)

1. 旋回フレームと、
   前記旋回フレームに取り付けられるキャブと、
   前記キャブの後側の面から後側に延びるカバーと、
   を備える上部旋回体に設けられるコントローラ取付構造であって、
   前記旋回フレームに対して固定され、前記キャブの後方に配置され、前記カバーの内部に配置されるブラケットと、
   前記ブラケットに固定されるエアクリーナと、
   前記ブラケットに固定されるコントローラと、
   を備え、
   前記コントローラは、前記ブラケットに対して前記エアクリーナとは反対側に配置される、
   コントローラ取付構造。
2. 前記コントローラは、電気接続用のコネクタを接続可能なコネクタ接続部を備え、
   前記ブラケットに対する前記エアクリーナ側から前記ブラケットに対する前記コントローラ側を見たとき、前記コネクタ接続部は、前記ブラケットの端部よりも外側にはみ出るように配置される、
   請求項１に記載のコントローラ取付構造。