(57)【要約】【課題】アンテナの受信感度を維持しつつ、作業者の作業性を向上させる技術を提供する。【解決手段】人工衛星から送出される電波を受信するＧＮＳＳアンテナを備える建設機械であって、前記建設機械の上部旋回体の外装カバーに立設するマスト部材と、前記マスト部材に対して旋回可能に取り付けられたブラケット部材と、前記ブラケット部材の先端部に設けられ、前記外装カバーに対して近接または離間する方向に移動可能なアンテナ取付部材と、を有することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
人工衛星から送出される電波を受信するＧＮＳＳアンテナを備える建設機械であって、
前記建設機械の上部旋回体の外装カバーに立設するマスト部材と、
前記マスト部材に対して旋回可能に取り付けられたブラケット部材と、
前記ブラケット部材の先端部に設けられ、前記外装カバーに対して近接または離間する方向に移動可能なアンテナ取付部材と、
を有することを特徴とする建設機械。
【請求項２】
請求項１に記載の建設機械において、
前記マスト部材に対して前記ブラケット部材を所定の向きで位置合わせするノックピンと、
前記ノックピンにより前記ブラケット部材を位置合わせした状態で、前記マスト部材と前記ブラケット部材とを固定して、前記マスト部材に対する前記ブラケット部材の旋回を抑止する第１固定部材と、
を有することを特徴とする建設機械。
【請求項３】
請求項２に記載の建設機械において、
前記ブラケット部材と前記アンテナ取付部材とを固定して、前記アンテナ取付部材の上下方向の移動を抑止する第２固定部材を有することを特徴とする建設機械。
【請求項４】
請求項３に記載の建設機械において、
前記アンテナ取付部材が前記ブラケット部材に対して最も下がった状態で、前記ＧＮＳＳアンテナの上端位置は、輸送姿勢時における前記建設機械の最上端よりも低くなることを特徴とする建設機械。
【請求項５】
請求項４に記載の建設機械において、
前記ブラケット部材を旋回させることにより、作業時に前記ＧＮＳＳアンテナを前記建設機械のカウンタウエイトの上に位置させ、輸送時に前記カウンタウエイトの上の前記位置よりも車体前方に前記ＧＮＳＳアンテナを位置させることを特徴とする建設機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ショベルなどの建設機械に設けられるアンテナの取り付けに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、建設機械は、施工管理のための位置計測システムとして、例えば上部旋回体に一対のＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite Systems）アンテナを搭載している。建設機械は、衛星通信により一方のＧＮＳＳアンテナで車体の位置データを取得し、この位置データと他方のＧＮＳＳアンテナの位置データとを用いて、車体の向き（角度）を計算している。
【０００３】
また従来の建設機械は、ＧＮＳＳアンテナで得た位置データと作業装置（フロント）の各可動部に設置したポジションセンサから得られる角度データとによって、作業装置の先端位置を演算する。そして、この演算した作業装置の先端位置を、予め設定した地形データや目標地形データと照合することにより、施工状況を把握することができる（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３１０６５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＧＮＳＳアンテナは、遥か上空のＧＮＳＳ衛星からの信号を受信するため、アンテナ上部を遮るものが無いことが望ましい。しかしながら、油圧ショベルのような建設機械の場合、作業装置が掘削や積込作業などにより姿勢が変化し、アンテナよりも上部に位置することも少なくない。このように作業装置が衛星からの電波を遮ると、電波受信感度が低下する。
【０００６】
このような電波受信感度の観点から、ＧＮＳＳアンテナは作業装置、操縦室、ハンドレールなどの高所に位置するものから離れた箇所に搭載した方がよい。またＧＮＳＳアンテナの受信部は可能な限り高所に設けた方がよい。
【０００７】
既存の技術では、ＧＮＳＳアンテナを作業装置（フロント）、操縦室、ハンドレールなどから遠ざけるためにカウンタウエイトに搭載しているケースがある。しかしながらカウンタウエイトに搭載すると、作業者は、修理や盗難防止のためＧＮＳＳアンテナを脱着するために、一旦上部旋回体の上に昇りＧＮＳＳアンテナの取付位置までアクセスする必要がある。
【０００８】
またカウンタウエイトにＧＮＳＳアンテナを搭載すると、ＧＮＳＳアンテナの位置が上部旋回体の旋回中心から離れてしまうため、上部旋回体の旋回、停止によりＧＮＳＳアンテナに大きな負荷（慣性力）がかかってしまう。このことから、ＧＮＳＳアンテナにかかる負荷を小さくするため、旋回中心付近にＧＮＳＳアンテナを設置することも検討される。しかしながら、旋回中心に近くなるとフロントや操縦室、ハンドレールにも近くなってしまうため、受信感度が低下するおそれがある。
【０００９】
一方、ＧＮＳＳアンテナの受信部を高くすることにより、受信感度を向上させることは可能であるが、輸送制限により輸送時の高さが限定されるため、自由な設計ができない。また輸送時にＧＮＳＳアンテナを取り外すことで輸送制限を回避することも可能であるが、ＧＮＳＳアンテナを取り外すと、再度取り付けた際に位置がずれてしまい、再設定（キャリブレーション）が必要になる。
【００１０】
本発明は上記の問題に鑑みなされたものであり、アンテナの受信感度を維持しつつ、作業者の作業性を向上させる技術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】
【００１１】
上記課題を解決するために、代表的な本発明の建設機械は、人工衛星から送出される電波を受信するＧＮＳＳアンテナを備える建設機械であって、前記建設機械の上部旋回体の外装カバーに立設するマスト部材と、前記マスト部材に対して旋回可能に取り付けられたブラケット部材と、前記ブラケット部材の先端部に設けられ、前記外装カバーに対して近接または離間する方向に移動可能なアンテナ取付部材と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、アンテナの受信感度を維持しつつ、作業者の作業性を向上させることができる。
上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態の油圧ショベルの側面図である。
【図２】実施形態の油圧ショベルの上面図である。
【図３】実施形態のＧＮＳＳアンテナの構成を示す図（作業時）である。
【図４】実施形態のＧＮＳＳアンテナの挿入部を示す断面図である。
【図５】実施形態のＧＮＳＳアンテナの挿入部を示す断面図である。
【図６】実施形態のＧＮＳＳアンテナの構成を示す図（輸送時）である。
【図７】実施形態の本体高さを示す図（輸送時）である。
【図８】実施形態のＧＮＳＳアンテナの回動動作について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本実施形態の態様について図面を参照しつつ説明する。図１は本実施形態に係る建設機械の側面図であり、図２は上面図である。尚、本実施形態では建設機械として油圧ショベルを例示している。
【００１５】
本実施形態の油圧ショベル１００は、上部旋回体１と下部走行体２とを備え、上部旋回体１には操縦室１ａ、フロント１ｂ、ハンドレール１ｃ、カウンタウエイト１ｄが備えられている。フロント１ｂは、ブーム、アームおよびアーム先端に装着されるアタッチメント（ここではバケット）により構成される。
【００１６】
上部旋回体１の後方部には、人工衛星から送信される電波を受信するＧＮＳＳアンテナ（後述のＧＮＳＳアンテナ３ｃ）を有する一対のアンテナユニット３００Ａ、３００Ｂが設けられている。衛星通信により得られる一方のＧＮＳＳアンテナの位置データ（ここではアンテナユニット３００Ａのアンテナ位置データとする）は、油圧ショベル１００の車体位置をあらわすデータとして用いられる。油圧ショベル１００の車体向きについては、アンテナユニット３００Ａのアンテナ位置と他方のアンテナユニット３００Ｂのアンテナ位置とを用いて、幾何学的に算出することができる。
【００１７】
図３は、アンテナユニット３００Ａの構成を示す図である。尚、ここではアンテナユニット３００Ａについて言及するが、他方のアンテナユニット３００Ｂも同様の構成となる。
【００１８】
アンテナユニット３００Ａは、上部旋回体１の外装カバー１０の上面に立設するマスト部材３ａと、マスト部材３ａを上部旋回体１の外装カバー１０に固定するボルト３ｂとを有する。ボルト３ｂの締め付けにより、上部旋回体１の強固な箇所にマスト部材３ａが固定される。
【００１９】
アンテナユニット３００Ａは、立設したマスト部材３ａに対して旋回可能に取り付けられた部材であるブラケット部材３ｄを有する。ブラケット部材３ｄの両端には貫通孔が設けられている。一方の貫通孔にはマスト部材３ａのポール３ａ１が挿入され、他方の貫通孔にはアンテナ取付部材３ｅが挿入される。
【００２０】
アンテナ取付部材３ｅは、長手方向がマスト部材３ａと平行となるように設けられた筒状部材であり、後述のボルト３ｈを取り外すことで、上部旋回体１の外装カバー１０に対して近接または離間する方向に移動可能となっている。アンテナ取付部材３ｅは、このようにブラケット部材３ｄの先端部に設けられており、またアンテナ取付部材３ｅの上部にはＧＮＳＳアンテナ３ｃが取り付けられている。ＧＮＳＳアンテナ３ｃは、人工衛星から送信される電波を受信する。
【００２１】
図４は、図３の領域Ａを拡大した断面図であり、ブラケット部材３ｄとマスト部材３ａとの連結部（挿入部）を示す図である。また図４の上段図においては、斜線領域がマスト部材３ａの部位を示している。ブラケット部材３ｄの貫通孔には、マスト部材３ａのポール３ａ１が挿入されている。ブラケット部材３ｄは、フランジ３ａ２とノックピン３ｆで位置決めされており、ボルト３ｇ（第１固定部材）でマスト部材３ａに取り付けられている。
【００２２】
ノックピン３ｆは、マスト部材３ａのフランジ３ａ２に形成される孔と、ブラケット部材３ｄに形成させる孔とを合致させて打ち込まれるテーパーピンであり、マスト部材３ａに対してブラケット部材３ｄを所定の向きで位置合わせする。ノックピン３ｆが打ち込まれることで、マスト部材３ａとブラケット部材３ｄとの位置関係を厳密に保つことができる。ボルト３ｇは、ノックピン３ｆによりブラケット部材３ｄを位置合わせした状態で、マスト部材３ａとブラケット部材３ｄとを固定して、マスト部材３ａに対するブラケット部材３ｄの旋回を抑止する。
【００２３】
図５は、図３の領域Ｂを拡大した断面図であり、ブラケット部材３ｄとアンテナ取付部材３ｅとの連結部（挿入部）を示す図である。また図５の上段図においては、斜線領域がアンテナ取付部材３ｅの部位を示している。図５に示すように、アンテナ取付部材３ｅは、フランジ３ｅ１にボルト３ｈ（第２固定部材）が取り付けられることで、ブラケット部材３ｄに固定させる。またボルト３ｈをフランジ３ｅ１から取り外すと、アンテナ取付部材３ｅが下方向（外装カバー１０に近接する方向）に移動可能となる。このようにボルト３ｈは、ブラケット部材３ｄとアンテナ取付部材３ｅとを固定して、アンテナ取付部材３ｅの上下方向の移動を抑止する部材である。
【００２４】
以下、本実施形態のアンテナユニット３００Ａの作用について説明する。
【００２５】
本実施形態では、図１に示すように、アンテナユニット３００Ａのマスト部材３ａを上部旋回体１の外装カバー１０の上面に取り付けるとともに、ブラケット部材３ｄの端部（アンテナ取付部材３ｅ側の端部）を車体の後方になるように設ける。これにより、ＧＮＳＳアンテナ３ｃは、カウンタウエイト１ｄの上、すなわち操縦室１ａ、フロント１ｂ、ハンドレール１ｃから離れた位置となるため、受信感度に左右されず強固な箇所に取り付けることが可能となる。
【００２６】
ボルト３ｈを取り外すことで、図６に示すようにアンテナ取付部材３ｅとＧＮＳＳアンテナ３ｃとが下方向にスライドし、高さを低くすることが可能である。また輸送の際は、アンテナ取付部材３ｅを外装カバー１０に最も近接させて低い状態にする。これにより、図７に示すように操縦室１ａやフロント１ｂの頂上部（図７の破線ライン）よりもＧＮＳＳアンテナ３ｃの高さを低くすることができる。換言すると、アンテナ取付部材３ｅがブラケット部材３ｄに対して最も下がった状態で、ＧＮＳＳアンテナ３ｃの上端位置は、輸送姿勢時における油圧ショベル１００の最上端（図７の操縦室１ａやフロント１ｂの頂上部）よりも低い位置とすることができる。一方、作業時は、図１に示すようにＧＮＳＳアンテナ３ｃを操縦室１ａやフロント１ｂの頂上部よりも高く配置することが可能となる。
【００２７】
また本実施形態の構成により、ブラケット部材３ｄを旋回させることにより、作業時にＧＮＳＳアンテナ３ｃを油圧ショベル１００のカウンタウエイト１ｄの上に位置させ、輸送時に当該カウンタウエイト１ｄ上の位置よりも車体前方にＧＮＳＳアンテナ３ｃを位置させることができる。この構成により、ＧＮＳＳアンテナ３ｃを取り外す際に、ノックピン３ｆとボルト３ｇとを取り外すことで、図８に示すように、マスト部材３ａのポール３ａ１を中心にブラケット部材３ｄを旋回させることができる。このように本実施形態では、ＧＮＳＳアンテナ３ｃを図１に示す位置（カウンタウエイト１ｄの上）から、車体前方の取り外し作業がしやすい位置に移動させることができる。尚、図８では、アンテナユニット３００Ａを図１の状態から１８０°旋回させ、アンテナユニット３００Ｂを図１の状態から９０°旋回させることで、ＧＮＳＳアンテナ３ｃが図１の状態よりも車体前方となるようにしているが、旋回させる角度はこれに限定されない。図４の下段に示すボルト３ｇの取り付け位置に応じて、他の角度にすることも可能である。
【００２８】
図８に示す状態でＧＮＳＳアンテナ３ｃを取り付けて、ブラケット部材３ｄを旋回させて元の位置（図１の状態）に移動させた後に、ブラケット部材３ｄをノックピン３ｆで位置合わせすることで、ＧＮＳＳアンテナ３ｃの位置を取り外し前と同じ位置に配置することができる。これにより、位置ずれに伴う再設定（キャリブレーション）の実行機会を低減させることができる。
【００２９】
以上、本実施形態により、ＧＮＳＳアンテナを取り外す際には、ＧＮＳＳアンテナの位置を足場の良好な位置まで移動させることができるため、取り外し作業のアクセス性が向上する。また、作業時においては、ＧＮＳＳアンテナの位置をフロント、操縦室、ハンドレールから離れた後方位置に旋回させ、また高い位置に上下移動することができるため、受信感度を向上させることができる。
【００３０】
また本実施形態により、ＧＮＳＳアンテナの位置を作業時は高くし、輸送時は低くすることができる。これにより、作業時での受信感度を良好状態に維持するとともに、輸送の高さ制限を回避することもできる。またノックピンにより、ＧＮＳＳアンテナの受信部を脱着前後で同じ位置にすることができるため、脱着後の再設定（キャリブレーション）の実行機会を低減させることができる。
【００３１】
またカウンタウエイトにアンテナユニットを据え付けるのではなく、上部旋回体の外装上面に据え付ける構成とするため、アンテナユニットの据え付け位置を上部旋回体の旋回中心に近付けることができる。これにより、上部旋回体の旋回や停止によるアンテナユニットにかかる負荷（慣性力）を低減させることができる。
【符号の説明】
【００３２】
１：上部旋回体
１ａ：操縦室
１ｂ：フロント
１ｃ：ハンドレール
１ｄ：カウンタウエイト
２：下部走行体
３ａ：マスト部材
３ａ１：ポール
３ａ２：フランジ
３ｂ：ボルト
３ｃ：ＧＮＳＳアンテナ
３ｄ：ブラケット部材
３ｅ：アンテナ取付部材
３ｅ１：フランジ
３ｆ：ノックピン
３ｇ：ボルト
３ｈ：ボルト
１００：油圧ショベル
３００Ａ、３００Ｂ：アンテナユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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