JP6264206B2 - 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、キャブとアッパーフレームとの隙間などの、機械本体下部の狭く限られた領域においてハーネスを中継するコネクタ構造に関する。

箱形の操作室であるキャブの内部には、電装品が多数装備されている。アッパーフレームには、キャブとともにエンジンや油圧機器などの各種装置が設置されていて、これら装置とキャブの電装品とが、ハーネスを用いて電気的に接続されている。

通常、作業機械の製造過程では、キャブの外枠部分が先にアッパーフレームに組み付けられる。そして、キャブの外枠部分が組み付けられたアッパーフレームに対し、キャブの電装品やアッパーフレームの各装置の組み付けと同時に、ハーネスの配索や接続の作業も行われる場合が多い。

例えば、特許文献１には、そのような場合において、キャブの良好な組立性が確保できるようにした油圧ショベルが開示されている。

具体的には、キャブ内部の電装品から延びるキャブ側ハーネスと、アッパーフレームに設置されているブレーカから延びるシャシー側ハーネスとが、複数のコネクタで連結されている。これらコネクタが、キャブの内部に設置したコネクタ固定ブラケットに集約して固定されている。

特開２０１０−９５０８３号公報

近年、製造コストの削減等の観点から、電装品等の取り付けも含めたキャブの組み立て作業を、アッパーフレームとは別に行うことが提案されている（サブアセンブリ化）。

キャブの組み立て作業をサブアセンブリ化すると、キャブとアッパーフレームとの間に配索されるハーネスは２つに分離せざるを得ないため、通常、特許文献１の油圧ショベルと同じように、キャブをアッパーフレームに組み付ける際に、両ハーネスを多数のコネクタで連結することが必要になる。

ただし、この場合は、構造上、キャブの底面とアッパーフレームと間の隙間にコネクタの連結部位が位置することになる。そのため、これらコネクタの連結作業は、アッパーフレームの底壁に開口する開口部を通じて行われるのが一般的である。

この連結作業は、アッパーフレームの下方に潜り込んで行われるため、窮屈な姿勢が強いられるうえに、キャブの底面とアッパーフレームと間の隙間が狭いため、面倒な作業となっている。

開口部の直ぐ近くにコネクタを横一列に並べて配置すれば作業性は良くなるが、コネクタが配置できる領域は狭いうえに、ハーネスが開口部の上方にはみ出すと、油圧ショベルの稼働時に跳ね上げられる針金や岩石等で、ハーネスが損傷するおそれがある。

そこで本発明の目的は、狭く限られた領域に多数のコネクタを効率的に設置でき、作業性にも優れた作業機械を提供することにある。

本発明に係わる作業機械では、作業動作を行う機械本体が下部走行体の上に設置されている。前記機械本体は、前記下部走行体に支持されて前記機械本体の底部を構成しているアッパーフレームと、前記アッパーフレームに設けられて外部から前記機械本体の内部へのアクセスを可能にする開口部と、前記開口部の近傍に配置されたコネクタ構造と、前記コネクタ構造によって互いに連結される第１ハーネス及び第２ハーネスと、を備える。

前記コネクタ構造は、前記第１ハーネスが接続され、差込口を前記開口部の側に向けた状態で前記アッパーフレームに設けられた複数の第１コネクタと、前記複数の第１コネクタの上方から垂下した前記第２ハーネスが接続され、前記差込口の各々に差し込み可能な複数の第２コネクタと、を有している。そして、前記第１コネクタの各々が、差込方向を前記開口部の縁に対して傾斜させた状態で、当該開口部の縁に沿って配置されている。

すなわち、この作業機械では、外部からのアクセスを可能にする開口部の近傍に、第１ハーネスと第２ハーネスとを連結させる複数の第１コネクタ及び第２コネクタを有するコネクタ構造が配置されている。各第１コネクタは、差込口を開口部の側に向けた状態でアッパーフレームに設けられ、差込方向を開口部の縁に対して傾斜させた状態でその開口部の縁に沿って配置されている。

各第１コネクタの差込方向が開口部の縁に対して傾斜しているため、各第１コネクタを開口部の近傍に配置していても、差込方向では、差込口からその縁までの距離を相対的に長くできる。従って、第１コネクタの上方から垂下した第２ハーネスが長くて、連結時に、第１コネクタから差込方向の後方に向かって第２ハーネスが大きく撓んでも、開口部の上にはみ出し難くなり、第２ハーネスの損傷を効果的に防ぐことができる。

差込口が、傾斜してはいても開口部の側に向いているため、開口部からアクセスする作業者は、各第１コネクタの差込口を容易に識別して扱うことができる。従って、作業性にも優れる。

例えば、前記差込方向が互いに略平行になるように、前記第１コネクタの各々が配置されているようにするのが好ましい。

そうすれば、第２ハーネスの接触が抑制できるし、差込方向が傾斜していても、いずれも同じ向きから抜き差しできるため、よりいっそう作業し易くできる。

特に、本発明は、キャブがサブアセンブリ化されている作業機械に好適である。

具体的には、前記機械本体は、前記アッパーフレームの上に設置されたキャブを備え、前記コネクタ構造は、前記キャブの底面と前記アッパーフレームとの間の隙間に配置され、前記第２コネクタは、前記キャブの底面を貫通して配索された前記第２ハーネスの下端部に接続されているようにすればよい。

そうすれば、サブアセンブリ化したキャブをアッパーフレームを組み付ける作業が簡単になり、作業負担の軽減や作業時間の短縮が図れる。

より具体的には、前記アッパーフレームは、前記下部走行体に支持されたプレート状の底板と、前記底板に互いの側部が重なるように取り付けられ、前記キャブが設置される枠状のサイドデッキと、を有し、前記第１コネクタは、前記キャブの下に張り出した前記底板の側部の上に配置され、前記第２ハーネスの下端部が、前記開口部の縁よりも前記底板の側部の側に位置しているようにするとよい。

そうすれば、キャブの底面の下方に引き出された第２ハーネスを含め、コネクタ構造のの下側は、強度に優れた底板によって覆われる。従って、第２ハーネスや第２コネクタ等を、油圧ショベルの稼働時に跳ね上げられる針金や岩石等から効果的に保護することができるし、効率的に設置できる。

本発明の作業機械によれば、機械本体下部の狭く限られた領域に多数のコネクタを効率的に設置でき、コネクタの連結等の作業も容易にできる。

本発明を適用した油圧ショベルを示す概略図である。 サブアセンブリ化されたキャブの組み付け過程を説明する概略図である。 アッパーフレームを示す概略斜視図である。 図３における矢印Ｘから見たアッパーフレームの部分の概略平面図である。 コネクタ構造とその周辺を示す概略斜視図である。 ハーネスが連結された状態を示す図４相当図である。

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。上下左右等の方向は、特に言及しない限り、機械本体を基準とした、各図に示す矢印に従うものとする。

図１に、本発明を適用した油圧ショベル１（作業機械の一例）を示す。油圧ショベル１は、油圧で駆動する一対のクローラ２ａ，２ａを有する下部走行体２と、その上に旋回自在に設置された機械本体３とで構成されている。機械本体３には、アッパーフレーム４やアタッチメント５、キャブ６、機械室７、カウンターウエイト８などが備えられている。

アッパーフレーム４は、詳細は後述するが、機械本体３の底部を構成している強度及び剛性に優れた基台部分であり、下部走行体２に旋回ベアリング９を介して旋回自在に支持されている。そのアッパーフレーム４の上に、アタッチメント５やキャブ６等が設置されている。

具体的には、アッパーフレーム４には、対向しながら前後方向に延びる一対の縦板４３Ｌ，４３Ｒが立設されており、その前端部分に、油圧制御によって作業動作を行うアタッチメント５（作業装置）が支持されている。アッパーフレーム４の後端部には、高重量のカウンターウエイト８が設置されていて、動作するアタッチメント５との間で前後のバランスを保っている。

アッパーフレーム４の中央部には、エンジンや油圧機器等の駆動装置７ａ（図１等では、簡略化して図示している）、燃料タンクなどを収容した機械室７が設置されている。そして、アッパーフレーム４の前部におけるアタッチメント５の左側に、箱形の運転室であるキャブ６が設置されている。

図２に示すように、この油圧ショベル１の場合、キャブ６の組み立て工程はサブアセンブリ化されており、キャブ６は、アッパーフレーム４等とは別に、そのほぼ全体が独立して組み立てられた後、アッパーフレーム４に組み付けることによって製造されている。

キャブ６の内部には、コントローラや各種スイッチなどの操作装置や制御装置、各種電装品等、多数の電機６ａ（図２等では、簡略化して図示している）が密集した状態で設置されている。従って、これら電機６ａの組み付け作業を独立して行うことで、生産性の向上が図れる利点が得られる。

ただし、この場合、電機６ａと、機械室７に設置されている駆動装置７ａとを電気的に接続するハーネスＨを２分して、キャブ６をアッパーフレーム４に組み付ける際に再接続することが必要になる。

そこで、この油圧ショベル１では、ハーネスＨが、アッパーフレーム４に配索されるアッパーハーネス１１（第１ハーネス）と、キャブ６に配策されるキャブハーネス１２（第２ハーネス）とに２分されていて、これら１１，１２が互いに連結できるように構成されている。

キャブハーネス１２は、図２に示すように、その上端部がキャブ６の内部で電機６ａと接続されていて、キャブ６の底面６ｂを貫通して配索されている。キャブ６の底面６ｂから下方に引き出されたキャブハーネス１２の下端部は、複数（本実施例では３つ）のキャブケーブル１４に分岐している。

分岐した各キャブケーブル１４の先端には、キャブコネクタ２２（第２コネクタ）が接続されている。キャブコネクタ２２の一方の端部には、後述するアッパーコネクタ２１（第１コネクタ）の差込口２１ａに差し込まれる、差込プラグ２２ａが設けられていて、キャブケーブル１４は、キャブコネクタ２２の他方の端部に、差込方向（差込口２１ａに差込プラグ２２ａが差し込まれる方向）を逆向きに延びるように接続されている。

図３に、アッパーフレーム４の詳細を示す。アッパーフレーム４は、底板４１やサイドデッキ４２Ｌ，４２Ｒなどで構成されている。底板４１は、前後方向に延びる肉厚な金属プレートからなり、下部走行体２によって支持されている。サイドデッキ４２Ｌ，４２Ｒは、複数のフレーム部材で組み立てられた矩形枠状の構造物からなり、底板４１の左右に片持ち状に取り付けられている。

具体的には、底板４１の幅方向（左右方向）の中間部には、一対の縦板４３Ｌ，４３Ｒが立設されており、これら縦板４３Ｌ，４３Ｒの外側に張り出した底板４１の側端部の上にサイドデッキ４２Ｌ，４２Ｒの側端部を重ねた状態で、これら両側端部が、底板４１及び縦板４３Ｌ（４３Ｒ）と一体に接合されている。

この油圧ショベル１の場合、キャブ６は、左側のサイドデッキ４２Ｌの前端部の上に設置されている。サイドデッキ４２Ｌの前端部には、キャブ６の底面６ｂの四隅を支持するマウント用の台座４２ａが設けられている。

アッパーハーネス１１は、その後端部が機械室７の内部で駆動装置７ａと接続されていて、一対の縦板４３Ｌ，４３Ｒの間を、機械室７から前方に向かって延びるように配索されている。左側の縦板４３Ｌには、キャブ６に隣接した付け根部分にハーネス開口４５が形成されている。アッパーハーネス１１は、左側の縦板４３Ｌの付け根部分に沿って配索されており、ハーネス開口４５を貫通して縦板４３Ｌの外側に引き出されている。

図４に、左側のサイドデッキ４２Ｌの前端部（キャブ設置領域ＲＣともいう）を上方から見た図を示す。

キャブ設置領域ＲＣの右後隅部分は、縦板４３Ｌの左側に張り出した、底板４１の略矩形の側端部（張出部４１ａともいう）によって下面が塞がれた状態となっている。その張出部４１ａの左側に隣接して略矩形の開口部４６が形成されている。

この開口部４６は、アッパーフレーム４とキャブ６の底面６ｂとの間の隙間に、作業者が外部からアクセスできる大きさに形成されていて、コネクタ２１，２２の連結作業やハーネス１１，１２のメンテナンス作業などは、この開口部４６を通じて行われる。なお、平常時の開口部４６は、取り外し可能なカバーによって塞がれている。

ハーネス開口４５は、この開口部４６の側方に位置しており、アッパーハーネス１１は、張出部４１ａの上に引き出されている。ハーネス開口４５から引き出されたアッパーハーネス１１の前端部は、アース用のケーブル１１ａと、複数（本実施例では３つ）の接続用のケーブル１１ｂとに分岐している。

図５に詳しく示すように、接続用の各ケーブル１１ｂの先端には、アッパーコネクタ２１が接続されている。ケーブル１１ｂは、差込口２１ａの反対側の端部に、差込方向に向かって延びるように接続されている。アース用のケーブル１１ａは、更に複数のアース電線に分岐している。

張出部４１ａの上面には、端子台２４と複数のブラケット２５が設置されており、各アッパーコネクタ２１は、ブラケット２５を介して張出部４１ａの上に固定され、各アース電線は、端子台２４に接続されている。

製造の際には、アッパーフレーム４の上にキャブ６が組み付けられた後に、図５の白抜き矢印が示すように、開口部４６を通じて、これらアッパーコネクタ２１にキャブコネクタ２２を連結する作業が行われる。この作業は、アッパーフレーム４の下方に潜り込んで行われるため、窮屈な姿勢が強いられる。

しかも、キャブ６がアッパーフレーム４に組み付けられた状態では、キャブ設置領域ＲＣの上側はキャブ６の底面６ｂによって塞がれているうえ、その底面６ｂと、アッパーコネクタ２１が配置されている張出部４１ａとの間の隙間の上下間隔は、サイドデッキ４２Ｌの厚み分程度の大きさしかない。更に、張出部４１ａは狭く、その隙間は十分な横幅や奥行きが得られない場合が多い。

差込口２１ａを手前に向けて開口部４６の直ぐ近くにアッパーコネクタ２１を並べて配置すれば作業性は良くなるが、キャブケーブル１４が開口部４６の上に、はみ出してしまう。油圧ショベル１の稼働時には、針金や岩石等が跳ね上げられるため、開口部４６の上にキャブケーブル１４がはみ出していると、キャブケーブル１４が損傷するおそれがある。

そこで、この油圧ショベル１では、コネクタ構造、つまり、キャブコネクタ２２とアッパーコネクタ２１の配置等を工夫することにより、連結作業やメンテナンスが簡単にでき、しかも、ハーネスＨが効率的かつ適切に配索できるように工夫されている。

すなわち、アッパーコネクタ２１の各々は、開口部４６の縁４６ａから奥方に一定の距離Ｌ入り込んだ位置に配置されていて、その縁４６ａに沿って等間隔で一列に並んでいる。

各アッパーコネクタ２１の差込方向（図４等に一点鎖線の矢印で示す）は、互いに略平行な状態で縁４６ａに対して傾斜しており、各ケーブル１１ｂは、Ｕ字状に湾曲して折り返した状態で配索されて、各アッパーコネクタ２１の差込口２１ａは、開口部４６の側に向かって斜め後方に臨んでいる。

そして、キャブハーネス１２は、アッパーコネクタ２１が並ぶ列の中間部位の上方から垂下するように配置されていて、図５に示すように、各キャブコネクタ２２が、対応する各アッパーコネクタ２１と連結されるようになっている。

従って、連結前のキャブコネクタ２２は、開口部４６の上方から垂れ下がった状態となるため、開口部４６からアクセスする作業者は、キャブコネクタ２２を容易に識別して扱うことができる。

キャブケーブル１４の長さは、キャブハーネス１２とアッパーコネクタ２１との位置関係が多少ずれても問題無く連結できるように長くされている。従って、キャブコネクタ２２をアッパーコネクタ２１に連結した時には、キャブケーブル１４は、撓んだ状態で、アッパーコネクタ２１から差込方向の後方に向かって大きく張り出すことになる。

それに対し、各アッパーコネクタ２１の差込方向を開口部４６の縁４６ａに対して傾斜させたことで、差込口２１ａを開口部４６の側に向けることができ、差込口２１ａから縁４６ａまでの距離を相対的に長くできる。

差込口２１ａを開口部４６の側に向けたことで、開口部４６からアクセスする作業者は、各アッパーコネクタ２１の差込口２１ａを容易に識別して扱うことができる。

そして、差込口２１ａから縁４６ａまでの距離が相対的に長くなったことで、キャブケーブル１４が張出部４１ａの上に留まる空間が拡大する。その結果、図６に示すように、キャブケーブル１４の大きく撓んで張り出す部分を、縁４６ａよりも張出部４１ａの側に位置させて、開口部４６の上にはみ出なくできるので、キャブケーブル１４の損傷を効果的に防ぐことができる。

更に、各アッパーコネクタ２１の差込方向が互いに略平行となっているため、隣接するキャブケーブル１４どうしの接触が抑制できるし、差込方向が傾斜していても、いずれも同じ向きから抜き差しできるため、よりいっそう作業し易くなっている。

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、コネクタの個数は２つ以上あればよい。開口部４６の形状は矩形に限らない。各アッパーコネクタ２１の差込口２１ａは、開口部４６の側に向かって斜め前方に臨んでいてもよい。各アッパーコネクタ２１は、必ずしも前後方向に直線状に並ぶ必要はなく、左右方向に多少ずれて配置してあってもよい。

キャブハーネス１２の垂下位置は、張出部４１ａの上にあればよく、上述した実施形態よりも奥方や、前後に偏在していてもよい。キャブの設置位置は、右側でもよく、仕様に応じて変更できる。

上述したコネクタ構造は、サブアセンブリ化したキャブのハーネスの連結以外にも利用できる。例えば、機械室の内部は装置が密集し、スペースの余裕が無い場合が多いため、そのような場合に、機械室の底面にアクセス可能な開口部を形成し、その近傍に上述したコネクタ構造を設けることなどが考えられる。

１ 油圧ショベル
２ 下部走行体
３ 機械本体
４ アッパーフレーム
６ キャブ
６ｂ 底面
１１ アッパーハーネス（第１ハーネス）
１２ キャブハーネス（第２ハーネス）
２１ アッパーコネクタ（第１コネクタ）
２２ キャブコネクタ（第２コネクタ）
４１ 底板
４１ａ 張出部
４２Ｌ，４２Ｒ サイドデッキ
４３Ｌ，４３Ｒ 縦板
４６ 開口部
４６ａ 縁

Claims (4)

1. 作業動作を行う機械本体が下部走行体の上に設置されている作業機械であって、
   前記機械本体は、
   前記下部走行体に支持されて前記機械本体の底部を構成しているアッパーフレームと、
   前記アッパーフレームに設けられて外部から前記機械本体の内部へのアクセスを可能にする開口部と、
   前記開口部の近傍に配置されたコネクタ構造と、
   前記コネクタ構造によって互いに連結される第１ハーネス及び第２ハーネスと、
   を備え、
   前記コネクタ構造は、
   前記第１ハーネスが接続され、差込口を前記開口部の側に向けた状態で前記アッパーフレームに設けられた複数の第１コネクタと、
   前記複数の第１コネクタの上方から垂下した前記第２ハーネスが接続され、前記差込口の各々に差し込み可能な複数の第２コネクタと、
   を有し、
   前記第１コネクタの各々が、差込方向を前記開口部の縁に対して傾斜させた状態で、当該開口部の縁に沿って配置されている作業機械。
2. 請求項１に記載の作業機械において、
   前記差込方向が互いに略平行になるように、前記第１コネクタの各々が配置されている作業機械。
3. 請求項１又は請求項２に記載の作業機械において、
   前記機械本体は、更に前記アッパーフレームの上に設置されたキャブを備え、
   前記コネクタ構造は、前記キャブの底面と前記アッパーフレームとの間の隙間に配置され、
   前記第２コネクタは、前記キャブの底面を貫通して配索された前記第２ハーネスの下端部に接続されている作業機械。
4. 請求項３に記載の作業機械において、
   前記アッパーフレームは、
   前記下部走行体に支持されたプレート状の底板と、
   前記底板に互いの側部が重なるように取り付けられ、前記キャブが設置される枠状のサイドデッキと、
   を有し、
   前記第１コネクタは、前記キャブの下に張り出した前記底板の側部の上に配置され、
   前記第２ハーネスの下端部が、前記開口部の縁よりも前記底板の側部の側に位置している作業機械。

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