JP2013209826A - キャブ - Google Patents

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Abstract

【課題】キャブ内部の圧力を効果的に低減することができるキャブを提供する。
【解決手段】キャブ10は、オペレータが着座するための運転席24と空気調和機23とを内部空間に有する。床面をなすフロアプレート12が平面視で、運転席に着座したオペレータの前方側が前方に行くほど幅方向の寸法が狭くなる先細の台形状の先細り部と、オペレータの後方側が矩形状をなす矩形部とから成る。先細り部の領域のフロアプレート12にキャブ10の内部空間とキャブ10の外部空間とをつなぐ貫通孔17が形成されている。
【選択図】図3

Description

本発明は、キャブに関するものである。
一般的にホイールローダなどの建設機械には、オペレーターが建設機械を操作するための空間であるキャブが設けられている。キャブは通常、窓や壁などに囲われて形成されており、キャブ内部の低騒音化が図られている。
キャブの例は、たとえば特開2007−154444号公報(特許文献1)に記載されている。特開2007−154444号公報に記載のキャブは、低騒音化を実現するためキャブの気密性が高められている。また、当該キャブはキャブ内部に空気調和機を有しているため、キャブ内部が快適に保たれる。
特開2007−154444号公報
しかしながら、特開2007−154444号公報に記載のキャブにおいては、キャブの気密性が高く、オペレーターはキャブのドアを閉じたときに上昇する内部圧力により耳がつんとするような不快感を感じるようになる。
本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、キャブ内部の圧力を効果的に低減することができるキャブを提供することである。
本発明に係るキャブは、オペレータが着座するための運転席と空気調和機とを内部空間に有する。床面をなすフロアプレートが平面視で、運転席に着座したオペレータの前方側が前方に行くほど幅方向の寸法が狭くなる先細の台形状の先細り部と、オペレータの後方側が矩形状をなす矩形部とから成る。先細り部の領域のフロアプレートにキャブの内部空間とキャブの外部空間とをつなぐ貫通孔が形成されている。
本発明に係るキャブによれば、キャブの先細り部の領域のフロアプレートにキャブの内部空間と外部空間とをつなぐ貫通孔が形成されている。キャブの先細り部は圧力が集中しやすいと考えられる。当該先細り部の領域のフロアプレートに貫通孔が形成されていることで、キャブの内部空間における加圧された空気を効果的にキャブの外部空間へ抜くことができる。それゆえ、キャブ内部の圧力を効果的に低減することができる。
上記のキャブにおいて、側面視で、前方に向かって高さ方向の寸法が小さくなるように形成されている。先細り部の領域のフロアプレートに貫通孔が形成されている。
運転席の前方に向かって高さ方向の寸法が小さくなる部分は、圧力が集中しやすいと考えられる。当該部分のフロアプレートに貫通孔が形成されることで、キャブ内部の圧力をより効果的に低減することができる。
上記のキャブにおいて、キャブ構成部品が、キャブの内部空間内であって、貫通孔に対向する位置に配置されている。支持部材は、キャブ構成部品とフロアプレートとの間に隙間が生じるようにキャブ構成部品を支持するように設けられている。
上記のキャブによれば、キャブ構成部品とフロアプレートとの間に隙間が生じており、キャブ構成部品は貫通孔に対向する位置に配置されている。当該隙間には圧力が集中しやすいと考えられる。貫通孔が当該隙間に対向して形成されているため、キャブ内部の圧力をさらに効果的に低減することができる。
上記のキャブにおいて、キャブ構成部品は空気調和機であっても構わない。
上記のキャブにおいて、貫通孔のキャブの内部空間に開口する開口部の面積は、空気調和機と、支持部材と、フロアプレートとによって囲まれた隙間の入口の面積以上である。
開口部の面積が隙間の入口の面積以上であれば、開口部を通してキャブ外部に排出される空気の流量が、隙間の入口へ入り込む空気の流量よりも多くなる。それゆえ、キャブ内部の空気を圧損を生じることなく効果的にキャブ外部へ排出することができる。
上記のキャブにおいて、貫通孔は複数のスリットを含む。これにより、フロアプレートの強度を大幅に低減させることなく、開口部の総面積を大きくすることができる。
上記のキャブは、キャブの外部空間側であって、貫通孔に対向する位置に配置されたカバー部材をさらに備えている。これにより、キャブ外部の騒音がキャブ内部に入ること、また水・埃がキャブ内部へ浸入することを抑制することができる。
上記のキャブにおいて、カバー部材は、カバーと、カバーおよび貫通孔との間に設けられた吸音部材とを含む。これにより、キャブ内部のさらなる低騒音化が実現される。
以上説明したように本発明によれば、キャブ内部の圧力を効果的に低減することができる。
本発明の一実施の形態におけるホイールローダの構成を概略的に示す側面図である。 本発明の一実施の形態におけるキャブの構成を概略的に示す斜視図である。 本発明の一実施の形態におけるキャブの構成を概略的に示す平面図(A)および一部断面図(B)である。 本発明の一実施の形態におけるキャブの空気調和機、フロアプレートおよびカバー部材の位置関係を概略的に示す一部断面図である。 本発明の一実施の形態におけるキャブのカバー部材の構成を概略的に示す斜視図である。 本発明の一実施の形態におけるキャブのフロアプレートに形成された開口部と吸音部材との位置関係を概略的に示す図である。 本発明の一実施の形態におけるキャブのフロアプレートに形成された開口部の形状を概略的に示す図である。 本発明の一実施の形態におけるキャブの空気調和機と、支持部材と、フロアプレートとの位置関係を概略的に示す図である。 キャブ構成部品および貫通孔を有さない場合におけるドア閉じ後のキャブ内部の圧力分布を示す図である。 キャブ構成部品を有さず貫通孔を有する場合におけるドア閉じ後のキャブ内部の圧力分布を示す図である。 キャブ構成部品を有し貫通孔を有さない場合におけるドア閉じ後のキャブ内部の圧力分布を示す図(A)および図11(A)の破線部で囲まれた部分の拡大図(B)である。 キャブ構成部品および貫通孔を有する場合におけるドア閉じ後のキャブ内部の圧力分布を示す図(A)および図12(A)の破線部で囲まれた部分の拡大図(B)である。 本発明の一実施の形態におけるブルドーザーの構造を概略的に示す側面図である。
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
まず本発明の一実施の形態におけるホイールローダの構成について図1を用いて説明する。
図1を参照して、本実施の形態のホイールローダ1は、後部車体2と、前部フレーム5と、作業機30とを主に有している。前部フレーム5の両側部の各々には前輪3aが取付けられており、後部車体2の両側部の各々には後輪3bが取付けられている。
後部車体2と前部フレーム5とは、センタピン(図示せず)により左右に揺動自在に取付けられており、アーティキュレート構造を構成している。つまり後部車体2と前部フレーム5とは、左右一対のステアリングシリンダ(図示せず)により連結されており、この左右のステアリングシリンダを伸縮することにより後部車体2と前部フレーム5とはセンタピンを中心として左右に揺動し、操向するように構成されている。この後部車体2と前部フレーム5とによりホイールローダ1の車体が構成されている。
前部フレーム5の前方には作業機30が取付けられている。作業機30は、前部フレーム5に基端部を揺動自在に取付けられたブーム31と、ブーム31の先端部に揺動自在に取付けられたバケット32とを有している。前部フレーム5とブーム31とは一対のブームシリンダ33、33により連結されており、ブームシリンダ33、33を伸縮することによりブーム31が揺動するよう構成されている。
また作業機30は、そのほぼ中央部においてブーム31に揺動自在に支持されているベルクランク34と、ベルクランク34の基端部と前部フレーム5とを連結するバケットシリンダ35と、ベルクランク34の先端部とバケット32とを連結するリンク36とを有している。バケットシリンダ35を伸縮することにより、バケット32が揺動するように構成されている。
後部車体2の後方にはエンジン室2bが配置されており、このエンジン室2bの前方には作動油タンク2aが配置されている。作動油タンク2aの前方には、オペレーターが内部に入ってホイールローダ1を操作するためのキャブ10が設けられている。
次に、図1のホイールローダに用いられるキャブであって、本発明の一実施の形態における建設機械用キャブの構成について図2および図3を用いて説明する。
図2および図3を参照して、本実施の形態のキャブ10は、フロアプレート12と、ルーフ11と、前方窓37と、扉13と、一対のフロントピラー14、14と、一対のセンターピラー40、40と、一対のリアピラー15、15と、運転席24と、空気調和機23とを主に有している。
フロントピラー14とセンターピラー40との間にはオペレータがキャブ10へ出入りするための扉13が配置されている。キャブ10は、フロアプレート12と、ルーフ11と、前方窓37と、扉13と、その他の壁面部とによって囲まれた内部空間を有している。当該内部空間内に、オペレータが着座するための運転席24と、空気調和機23が配置されている。
図3(A)を参照して、フロアプレート12は平面視においてたとえば8角形状を有している。フロアプレート12は、キャブ10の床面を成す。フロアプレート12は平面視で、運転席24に着座したオペレータの前方側が前方に行くほど幅方向の寸法Wが狭くなる先細り部(位置Aから位置Cの間の部分)を有している。また、フロアプレート12は平面視でオペレータの後方側が矩形状となる矩形部(位置Aから位置Oの部分)を有している。なお当該先細り部は台形状の部分(位置Aから位置Dの部分)を有している。ここで、前方とは、図3(B)に示すようにオペレータが運転席24に着座した場合にオペレータが正面を向く方向xである。また、前方とは、図1に示すように、キャブ10に対して建設機械のバケット32が配置されている方向である。本実施の形態において、フロアプレート12の幅方向の寸法Wは2段階で狭くなっている。具体的には、本実施の形態のキャブ10は、位置Aから位置Dまでは一定の割合aで幅方向の寸法Wが狭くなっており、位置Dから位置Cまでは上記割合aよりも大きな割合bで幅方向の寸法Wが狭くなっている。
図3(B)を参照して、キャブ10内の下部前方には空気調和機23が配置されている。空気調和機23は、オペレータが作業するキャブ10内部を快適に保つために、温度や湿度などを調整するためのものである。また、空気調和機23はキャブ10の内部空間に通じる吹出口22を有しており、キャブ10に空気を送り出す。そのため、キャブ10の内部空間の圧力は外部空間の圧力よりも若干高くなっている。このような状態のキャブ10は、プレッシャライズされたキャブ10と呼ばれている。
先細り部(図3(A)の位置Aから位置Cまでの部分)の領域のフロアプレート12には、キャブ10の内部空間と外部空間とをつなぐ貫通孔17が形成されている。開口部18は貫通孔17の内部空間側の端部のことである。
図3(B)に示すように、側面視においてキャブ10の高さ方向の寸法Tは運転席24の前方に向かって小さくなっている。具体的には、位置Bから位置Cにかけてキャブ10の高さ方向の寸法Tが小さくなっており、当該領域が高さ方向の寸法が小さくなる部分である。この高さ方向の寸法Tが小さくなる部分のフロアプレート12の領域(図3(A)の位置Bから位置Cまでの部分)に貫通孔17が形成されていることが好ましい。
空気調和機23は、キャブ10の内部空間内であって、貫通孔17に対向する位置に配置されている。本実施の形態においては、貫通孔17に対向する位置には空気調和機23が配置されているが、貫通孔17に対向する位置には空気調和機23以外のキャブ構成部品が配置されていてもよい。キャブ構成部品とは、キャブ10の内部に配置されキャブを構成する部品のことであり、たとえばコンソールボックスやハンドル支持部などであってもよい。
空気調和機23(またはキャブ構成部品)はフロアプレート12との間に隙間が生じるように支持部材16a、16bによってフロアプレート12に対して支持されている。図3(A)に示すように、空気調和機23は、点線23aの位置に配置される。つまり、空気調和機23は2つの支持部材16a、16bを跨ぎ、開口部18を覆うように配置される。
図8を参照して、空気調和機23と支持部材16a、16bとフロアプレート12との関係について説明する。
図8に示すように、空気調和機23は、空気調和機23とフロアプレート12との間に隙間が生じるように支持部材16a、16bによって支持されている。本実施の形態において、支持部材16a、16bは空気調和機23の下に設けられている。それゆえ、空気調和機23の下部と、フロアプレート12と、一対の支持部材16a、16bとに囲まれた隙間が形成されている。この隙間を通じて貫通孔17は、キャブ10内の運転席24が配置された空間につながっている。
隙間の入口の面積は、支持部材16a、16bの高さをH、一方の支持部材16aの側壁から他方の支持部材16bの側壁までの距離をLとしたときに、H×Lとして計算される。なお、支持部材16a、16bの高さH(言い換えれば隙間の高さ)はたとえば8mmである。また、当該隙間の入口が複数存在する場合は、隙間の入口の面積とは、複数の入口の総面積のことである。
好ましくは、開口部18の面積は隙間の入口の面積以上である。開口部18が複数ある場合、開口部18の面積とは複数の開口部18の総面積のことである。
図4および図5を参照して、本実施の形態のキャブ10のカバー部材の構成について説明する。
カバー部材38はカバー19と吸音部材20とを有している。カバー部材38は、キャブ10の外側であって、キャブ10の下側と隙間をあけて配置されており、かつ貫通孔17に対向する位置に配置されている。カバー部材38は固定部材21によってフロアプレート12に固定されている。吸音部材20はたとえばウレタン樹脂から成る。吸音部材20は、カバー19と貫通孔17との間に配置されている。
図5に示すように、吸音部材20は切欠き部39を有し、当該切欠き部39に2本の固定部材21が配置されている。吸音部材20は、カバー19に接して設けられている。
図6に示すように、吸音部材20は全ての貫通孔17の真下領域全体をカバーするように配置されていることが好ましい。
上記の開口部18は、フロアプレート12の先細り部に形成されていればよく、形状、個数、配置は特に限定されない。たとえば、図7に示すように開口部18の形状は円形であっても構わない。また、開口部18は、一定の間隔で複数設けられていてもよい。さらに、開口部18は、一対の支持部材16a、16bの間に設けられていてもよい。また図3に示すように開口部18の形状は長方形であってもよいし、正方形や多角形であってもよい。
好ましくは、貫通孔17はスリット状である。スリットとは、長辺の長さが短辺の長さよりも十分長い形状である。スリットの形状は長方形でもよいし楕円でもよい。好ましくは、スリットは複数である。スリットの個数はたとえば8個である。複数のスリットは一定の間隔で設けられてもよい。
スリットの長辺の長さはたとえば65mmであり短辺の長さはたとえば5mmである。スリットの面積はたとえば325mm2であり、複数のスリットの総面積はたとえば2600mm2である。
次に、図9〜図12を参照して、ドア閉め後のキャブ10内部の圧力分布について説明する。図中、左側のハッチングは圧力のレベルを表しており、上側は圧力が高く、下側は圧力が低いことを意味している。同一のハッチングは同一の圧力レベルを表している。
図9はキャブ構成部品および貫通孔17を有さない場合における建設機械用キャブ10の圧力分布を示す図であり、図10はキャブ構成部品を有さず貫通孔17を有する場合における建設機械用キャブ10の圧力分布を示す図である。図9を参照すると、前方が先細りになっているキャブ10は、前方の先細り部の圧力が先細りになっていない部分(たとえば中央部分)の圧力よりも高くなっていることが分かる。
また、図9と図10を比較すると、先細り部に貫通孔17を設けたキャブ10前方の先細り部の圧力は、先細り部に貫通孔17を設けないキャブ10の前方の先細り部の圧力よりも小さくなっている。つまり、キャブ10前方の先細り部のフロアプレート12に貫通孔17を設けることで、キャブ10内の空気が一部排出されキャブ10内の圧力が低くなったと考えられる。
図11はキャブ構成部品を有し貫通孔17を有さない場合における建設機械用キャブ10の圧力分布を示す図であり、図12はキャブ構成部品および貫通孔17を有する場合における建設機械用キャブ10の圧力分布を示す図である。図11を参照すると、キャブ10の最前方付近の圧力が、他の部分の圧力よりも高くなっていることが分かる。特に圧力が高くなっている部分は、キャブ構成部品とキャブ10の壁面との間の隙間の部分である。
また、図11と図12とを比較すると、先細り部に貫通孔17を設けたキャブ10前方の先細り部のハッチング(図12(B)参照)は、先細り部に貫通孔17を設けないキャブ10の前方の先細り部のハッチング(図11(B)参照)よりも粗くなっている。つまり、先細り部に貫通孔17を設けたキャブ10前方の先細り部の圧力は、先細り部に貫通孔17を設けないキャブ10の前方の先細り部の圧力よりも小さくなっていることを意味する。キャブ10前方の先細り部のフロアプレート12に貫通孔17を設けることで、キャブ10内の空気が一部排出されキャブ10内部の圧力が低くなったと考えられる。
次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
本実施の形態に係るキャブ10によれば、図3(A)に示すように平面視において先細り部の領域のフロアプレート12にキャブ10の内部空間とキャブの外部空間とをつなぐ貫通孔17が形成されている。これにより、キャブ10の内部空間における加圧された空気を効果的にキャブ10の外部空間へ抜くことができるので、キャブ10内部の圧力を低減することができる。
また本実施の形態に係るキャブ10によれば、図3(B)に示すようにキャブ10の側面視において、前方に向かって高さ方向の寸法Tが小さくなる部分である先細り部の領域のフロアプレート12に貫通孔17が形成されている。これにより、キャブ10内部の圧力をより効果的に低減することができる。
さらに、本実施の形態のキャブ10によれば、図8に示すようにキャブ構成部品の一例である空気調和機23とフロアプレート12との間に隙間が生じており、空気調和機23は貫通孔17に対向する位置に配置されている。圧力が集中しやすい隙間に貫通孔17が対向して形成されているため、キャブ10内の圧力をより効果的に低減することができる。
さらに、本実施の形態のキャブ10は、キャブ10の内部空間に開口する開口部18の面積は、空気調和機23と、支持部材16a、16bと、フロアプレート12とによって囲まれた隙間の入口の面積以上である。それゆえ、開口部18を通してキャブ外部に排出される空気の流量が、隙間の入口へ入り込む空気の流量よりも多くなるので、圧損を生じることなくキャブ10内部の空気を効果的にキャブ10外部へ排出することができる。
さらに、本実施の形態のキャブ10のフロアプレート12には複数のスリットが形成されているので、フロアプレート12の強度を大幅に低減させることなく、貫通孔17の総面積を大きくすることができる。
さらに、本実施の形態のキャブ10は、キャブ10の外部空間側であって、貫通孔17に対向する位置に配置されたカバー部材38をさらに有しているので、キャブ10外部の騒音がキャブ10内部に入ること、また水・埃がキャブ内部へ浸入することを抑制することができる。
さらに、本実施の形態のキャブ10は、カバー19と貫通孔17との間に設けられた吸音部材20を有しているので、キャブ10内部のさらなる低騒音化が実現される。
さらに、ホイールローダ1のキャブ10の後方にはエンジン室2bが設けられている。貫通孔17はキャブ10の前方の先細り部に設けられておりエンジン室2bから遠いため、エンジン室2bからの騒音がキャブ10内部に入ることを抑制することができる。
なお上記においてはホイールローダ1について説明したが、本発明はブルドーザー100に適用されてもよい。図13を参照して、本実施の形態の建設機械の変形例であるブルドーザー100について説明する。
本実施の形態のブルドーザー100は、ノーズモジュール112と、燃料タンク115と、作業装置120と、キャブ10とを主に有している。ノーズモジュール112は内部にエンジンを収容している。ノーズモジュール112から上方に向かって排気管112aが配置されている。作業装置120は、ブレード121および油圧シリンダ122を有している。油圧シリンダ122が伸縮することでブレード121を所望の方向へ傾けたり移動させることが可能である。燃料タンク115は、ノーズモジュール112の内部に搭載されたエンジンに対して供給される燃料を貯蔵する部分である。
ブルドーザーのキャブ10は、ホイールローダ1のキャブ10とほぼ同様の構成を有しており、内部にオペレータが着座するための運転席24および床面を成すフロアプレート12を有している。ブルドーザーのキャブ10の形状は、側面視において前方の壁面が地面に対して略垂直になっており、この点においてホイールローダ1のキャブと大きく異なっている。つまり、側面視において運転席24の前方に向かって高さ方向の寸法が一定である。しかしながら、ブルドーザー100のキャブ10のフロアプレート12は、平面視においてキャブ10の前方に向かって幅方向の寸法が狭くなる形状の先細り部を有している。当該ブルドーザー100のキャブ10も上述したホイールローダ1と同様にフロアプレート12の先細り部に貫通孔17を有することで、キャブ10内部の圧力を低減可能である。
なお、本明細書において、建設機械の例としてホイールローダ1およびブルドーザー100を挙げて説明したがこれに限られない。建設機械の他の例としては、たとえば油圧ショベルやクレーンなどが挙げられる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
本発明は、作業車両用のキャブに特に有利に適用され得る。
1 ホイールローダ、2 後部車体、2a 作動油タンク、2b エンジン室、3a 前輪、3b 後輪、5 前部フレーム、10 キャブ、11 ルーフ、12 フロアプレート、13 扉、14 フロントピラー、15 リアピラー、16a,16b 支持部材、17 貫通孔、18 開口部、19 カバー、20 吸音部材、21 固定部材、22 吹出口、23 空気調和機、23a 点線、30 作業機、31 ブーム、32 バケット、33 ブームシリンダ、34 ベルクランク、35 バケットシリンダ、36 リンク、37 前方窓、38 カバー部、39 切欠部、100 ブルドーザー、112 ノーズモジュール、112a 排気管、115 燃料タンク、120 作業装置、121 ブレード、122 油圧シリンダ。

Claims (8)

  1. オペレータが着座するための運転席と空気調和機とを内部空間に有し、
    床面をなすフロアプレートが平面視で、前記運転席に着座したオペレータの前方側が前方に行くほど幅方向の寸法が狭くなる先細の台形状の先細り部と、オペレータの後方側が矩形状をなす矩形部とから成るキャブであって、
    前記先細り部の領域の前記フロアプレートに前記キャブの前記内部空間と前記キャブの外部空間とをつなぐ貫通孔が形成されている、キャブ。
  2. 側面視で、前方に向かって高さ方向の寸法が小さくなるように形成されており、前記先細り部の領域の前記フロアプレートに前記貫通孔が形成されている、請求項1に記載のキャブ。
  3. 前記キャブの前記内部空間内であって、前記貫通孔に対向する位置にキャブ構成部品が配置されており、
    前記キャブ構成部品と前記フロアプレートとの間に隙間が生じるように前記キャブ構成部品を支持する支持部材をさらに備えた、請求項1または2に記載のキャブ。
  4. 前記キャブ構成部品は前記空気調和機である、請求項3に記載のキャブ。
  5. 前記貫通孔の前記キャブの前記内部空間に開口する開口部の面積は、前記空気調和機と、前記支持部材と、前記フロアプレートとによって囲まれた前記隙間の入口の面積以上である、請求項3または4に記載のキャブ。
  6. 前記貫通孔は複数のスリットを含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載のキャブ。
  7. 前記キャブの前記外部空間側であって、前記貫通孔に対向する位置に配置されたカバー部材をさらに備えた、請求項1〜6のいずれか1項に記載のキャブ。
  8. 前記カバー部材は、カバーと、前記カバーおよび前記貫通孔との間に設けられた吸音部材とを含む、請求項7に記載のキャブ。
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