JP2014019386A - 天窓清掃用ワイパ装置、キャブおよび建設機械 - Google Patents

天窓清掃用ワイパ装置、キャブおよび建設機械 Download PDF

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Abstract

【課題】ワイパのディプレッションアングルを小さくすることによってワイパを天窓の表面に押し付ける力を強くすることができる天窓清掃用ワイパ装置ならびにそれを備えたキャブおよび建設機械を提供する。
【解決手段】天窓清掃用ワイパ装置10は、出力軸11aを有するワイパモータ11と、ワイパモータ11の出力軸11aに交差する方向に延びる延在部121と、延在部121と交差する方向に延びる駆動軸122とを有し、かつ出力軸11aに連結されたワイパリンク12と、駆動軸122に接続されたワイパ13とを備えている。駆動軸122と、出力軸11aとは、ワイパリンク12に対してワイパモータ11側に延びている。ワイパ13はワイパリンク12に対してワイパモータ11側で駆動軸11aに接続されている。
【選択図】図3

Description

本発明は、天窓清掃用ワイパ装置、キャブおよび建設機械に関し、特に、天窓を清掃するための天窓清掃用ワイパ装置ならびにそれを備えたキャブおよび建設機械に関するものである。
作業機械の前方窓に設けられたワイパ装置では、通常、ワイパモータはキャブ内に配置されており、ワイパモータの出力軸はキャブ壁面に形成された貫通孔を通ってキャブの外側でワイパに接続されている。
たとえば、特開2010−100122号公報(特許文献1)には、車両の前方窓に設けられたワイパ装置が開示されている。このワイパ装置では、車室内側にワイパモータが配置されており、ワイパモータの出力軸はカウルトップ部に形成された貫通孔を通って車室外側でワイパ部材に接続されている。また、出力軸の先端部には先端に向かって径が小さくなるセレーション部が設けられており、このセレーション部にワイパ部材が固定されている。
特開2010−100122号公報
建設機械ではキャブに天窓を清掃するための天窓清掃用ワイパ装置が設けられることがある。天窓清掃用ワイパ装置は、顧客が建設機械を購入した後に装着されることが多いため、取り付け作業を容易にすることが望ましい。取り付け作業を容易にするためには、ワイパモータの出力軸が挿入される貫通孔をキャブに形成することなくワイパモータをキャブの外側に配置することが好ましい。
しかしながら、単純にワイパモータをキャブの外側に配置すると、ワイパモータの上面からキャブの外方に向かってワイパモータの出力軸が延びることになる。したがって、出力軸の先端から天窓の表面までの高低差が大きくなる。そして、出力軸の先端部にワイパが取り付けられているため、ワイパのディプレッションアングルが大きくなる。したがって、ワイパを天窓の表面に押し付ける力が弱くなる。
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、ワイパとワイパモータをキャブに取り付ける作業を容易にし、かつワイパのディプレッションアングルを小さくすることによってワイパを天窓の表面に押し付ける力を強くすることができる天窓清掃用ワイパ装置ならびにそれを備えたキャブおよび建設機械を提供することである。
本発明の天窓清掃用ワイパ装置は、出力軸を有するワイパモータと、ワイパモータの出力軸に交差する方向に延びる延在部と、延在部と交差する方向に延びる駆動軸とを有し、かつ出力軸に連結されたワイパリンクと、駆動軸に接続されたワイパとを備えている。駆動軸と、出力軸とは、ワイパリンクに対してワイパモータ側に延びている。ワイパはワイパリンクに対してワイパモータ側で駆動軸に接続されている。
本発明の天窓清掃用ワイパ装置によれば、駆動軸と出力軸とがワイパリンクに対してワイパモータ側に延びており、ワイパがワイパリンクに対してワイパモータ側で駆動軸に接続されているため、ワイパリンクに対してワイパモータとワイパとを同じ側に配置することができる。このため、駆動軸の先端から天窓の表面までの高低差を小さくすることができる。そして、ワイパのディプレッションアングルを小さくすることができる。したがって、ワイパを天窓の表面に押し付ける力を強くすることができる。ここで、ディプレッションアングルとは、ワイパのアームヘッドに対するリテーナの回動角度であって、天窓の表面と平行な面に対して当該回動角度が成す角度である。
上記の天窓清掃用ワイパ装置は、駆動軸とワイパとを連結する連結装置をさらに備えている。連結装置は、駆動軸に交差する方向に延び、かつ駆動軸に取り付けられた連結部材と、連結部材に対して前記延在部側に延びる連結軸とを含んでいる。連結軸はワイパに取り付けられている。連結装置によって駆動軸とワイパとが連結されているため、ワイパへの過負荷により連結装置が破損した場合、連結装置を交換することで駆動軸とワイパとを再び連結することができる。
また、駆動軸に交差する方向に連結部材が延びており、連結部材に対して延在部側に延びる連結軸がワイパに取り付けられている。したがって、天窓から外方に出力軸が延びるようにワイパモータが配置された場合でも、連結装置によって駆動軸とワイパとを連結することでワイパのディプレッションアングルを小さくすることができる。
上記天窓清掃用ワイパ装置においては、ワイパモータはワイパリンクに対して下方に配置されている。このため、ワイパモータの出力軸は天窓から外方に延びるように設けられる。この場合でもワイパのディプレッションアングルを小さくすることができる。
上記天窓清掃用ワイパ装置においては、ワイパモータはワイパリンクに対して上方に配置されている。このため、ワイパのディプレッションアングルを小さくしたままワイパモータを大きくすることができる。このため、ワイパのディプレッションアングルを小さくしたままワイパモータのトルクを大きくすることができる。よって、ワイパの天窓の表面を押す力をさらに強くすることができる。
本発明の建設機械のためのキャブによれば、上記の天窓清掃用ワイパ装置が取り付けられている。このため、ワイパを天窓の表面に押し付ける力を強くすることができるキャブを提供することができる。
本発明の建設機械は、上記のキャブを備えている。このため、ワイパを天窓の表面に押し付ける力を強くすることができるキャブを有する建設機械を提供することができる。
以上説明したように、本発明によれば、ワイパのディプレッションアングルを小さくすることによってワイパを天窓の表面に押し付ける力を強くすることができる。
本発明の一実施の形態における油圧ショベルの構成を概略的に示す斜視図である。 図1の油圧ショベルのキャブを示す拡大図である。 本発明の一実施の形態における天窓清掃用ワイパ装置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天窓清掃用ワイパ装置の構成を概略的に示す分解斜視図である。 本発明の一実施の形態における天窓清掃用ワイパ装置の動作を示す模式図である。 本発明の一実施の形態における天窓清掃用ワイパ装置のワイパと駆動軸との接続部分の構成を概略的に示す部分断面図である。 本発明の一実施の形態の変形例における天窓清掃用ワイパ装置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の変形例における天窓清掃用ワイパ装置の構成を概略的に示す分解斜視図である。 本発明の一実施の形態における天窓清掃用ワイパ装置のワイパと駆動軸とが連結装置で連結された構成を概略的に示す部分断面図である。 比較例の天窓清掃用ワイパ装置の構成を概略的に示す側面図である。 比較例の天窓清掃用ワイパ装置の構成を概略的に示す分解斜視図である。 比較例の天窓清掃用ワイパ装置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天窓清掃用ワイパ装置を概略的に示す側面図である。 本発明の一実施の形態の変形例における天窓清掃用ワイパ装置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建設機械の構成について説明する。以下、本発明の思想を適用可能な建設機械の一例である油圧ショベルについて説明するが、本発明は天窓を有するキャブを備えた建設機械に適用可能である。
図1を参照して、油圧ショベル1は、下部走行体2と、上部旋回体3と、作業機4と、天窓清掃用ワイパ装置10とを主に備えている。下部走行体2は左右一対の履帯2aが回転駆動することにより自走可能に構成されている。上部旋回体3は下部走行体2に旋回自在に設置されている。作業機4は、上部旋回体3の前方側に起伏自在に軸支されている。この作業機4は、ブーム4a、アーム4b、バケット4c、油圧シリンダ4dなどを有している。
上記の下部走行体2と上部旋回体3とで、作業車両本体が主に構成される。上部旋回体3は、前方左側(車両前側)にキャブ5を有し、後方側(車両後側)にエンジンを収納するエンジンルーム6や、カウンタウェイト7を有している。なお、本実施の形態では、車両の前後・左右は、キャブ5内に着座するオペレータを基準としている。キャブ5には天窓清掃用ワイパ装置10が取り付けられている。
図2を参照して、キャブ5は、天窓5aと、天板5bと、ピラー5cと、前方窓5dと、ドア5eと、前方窓用ワイパ5fとを主に有している。キャブ5の屋根部分には天窓5aを有する天板5bが配置されている。天窓5aはキャブ5の前方側に配置されている。
ピラー5cはキャブ5の屋根部分とフロア部分との間を上下方向に延びており、かつフロア部分に対して屋根部分を支えている。キャブ5の前方側にはピラー5cに挟まれて前方窓5dが配置されている。キャブ5の左側方側にはピラー5cに挟まれてドア5eが配置されている。前方窓用ワイパ5fは前方窓5dの表面を清掃可能にピラー5cに支持されている。天窓清掃用ワイパ装置10は、天窓5aを清掃可能に天板5bに取り付けられている。天窓清掃用ワイパ装置10は、後述するワイパ13が図中矢印R方向に回動することでワイパ13が天窓5aの表面Sを掃くように構成されている。
続いて、本実施の形態の天窓清掃用ワイパ装置10の構成について詳しく説明する。
図3〜図5を参照して、天窓清掃用ワイパ装置10は、ワイパモータ11と、ワイパリンク12と、ワイパ13とを主に備えている。
主に図3を参照して、ワイパモータ11は軸線Aを中心に回動する出力軸11aを有している。出力軸11aはワイパモータ11の外方に延びるように形成されている。出力軸11aはワイパモータ11の下面に配置されている。ワイパモータ11はワイパリンク12に対して上方に配置されている。
ワイパリンク12は後述の接続突起部12aにおいて出力軸11aに連結されている。ワイパリンク12は、延在部121と、駆動軸122とを有している。延在部121は出力軸11aに直角に交差する方向に延びている。駆動軸122は延在部121と直角に交差する方向に延びている。駆動軸122と出力軸11aとは、ワイパリンク12に対してワイパモータ11側に延びている。駆動軸122と出力軸11aとは平行に配置されている。主に図5を参照して、ワイパリンク12は出力軸11aの回転により、駆動軸122を回動させる。
主に図4を参照して、延在部121は、接続突起部12aと、第1延在部12bと、接続軸部12cと、第2延在部12dと、第3延在部12eと、接続部材12fと、接続溝部12gとを有している。接続突起部12aは出力軸11aに沿う方向に延びている。接続突起部12aは出力軸11aに接続されている。第1延在部12bは接続突起部12aに交差する方向に延びている。第1延在部12bの一方端部上側に接続突起部12aが配置されており、他方端部下側にに接続軸部12cが回動可能に支持されている。接続突起部12aと接続軸部12cとは第1延在部12bを挟んで互いに反対方向に延びている。ここで、上側、下側とは、ワイパ装置を建設機械に取り付けられた状態での上側、下側を意味する。
第2延在部12dは接続突起部12aに交差する方向に延びている。第2延在部12dの一方端部に接続軸部12cが配置されている。第2延在部12dの他方端部には第3延在部12eが接続部材12fによって取り付けられている。接続軸部12cと接続部材12fとは第2延在部12dから同じ方向に延びている。接続部材12fは第3延在部12eの接続溝部12gに挿通されている。第3延在部12eは、接続部材12fが接続溝部12gに沿って摺動することで第2延在部12dに対して揺動可能に形成されている。第3延在部12eの一方端部上側にワイパモータ11の出力軸11aに沿う方向に駆動軸122が設けられている。
駆動軸122は、先端部12hと、セレーション部12iと、軸本体部12jとを有している。先端部12hは、駆動軸122の先端に設けられている。セレーション部12iは先端部12hと軸本体部12jとの間に設けられている。セレーション部12iは先端部12hに向かって径が小さくなるように形成されている。セレーション部12iは駆動軸122が延びる方向に直線状に形成された複数の溝を有している。軸本体部12jは第3延在部12eの一端部に配置されている。軸本体部12jは先端部12hに対して下方に配置されている。駆動軸122は軸線Bを中心に回動し、接続されるワイパ13を揺動させる。
主に図3および図4を参照して、ワイパ13は駆動軸122に接続されている。ワイパ13はワイパリンク12に対してワイパモータ11側で駆動軸122に接続されている。ワイパ13は、ワイパアーム13aと、ワイパブレード13bと、貫通孔13cとを有している。ワイパアーム13aはアームヘッド13a1と、リテーナ13a2とを有している。アームヘッド13a1の一端にリテーナ13a2が接続されている。リテーナ13a2の先端にワイパブレード13bが接続されている。アームヘッド13a1の他端に貫通孔13cが設けられている。貫通孔13cに駆動軸122が挿通されている。駆動軸122の先端部12hに固定具14が取り付けられている。
図6を参照して、ワイパ13の貫通孔13cに駆動軸122が挿通された状態で、先端部12hに取り付けられた固定具14は貫通孔13cに対して軸本体部12jと反対側に配置されている。また、ワイパ13の貫通孔13cは駆動軸122の軸本体部12jに向かって径が大きくなる部分を有している。ワイパ13の貫通孔13cにセレーション部12iが嵌合している。セレーション部12iと貫通孔13cとは、互いに噛み合って固定されている。セレーション部12iは外方に突出する鋸歯状部を有している。鋸歯状部はセレーション部12iの全周に形成されている。
次に、図7および図8を参照して、本実施の形態の変形例における天窓清掃用ワイパ装置10の構成について説明する。なお、上記の本実施の形態と同一の要素については、特に言及しない限り、同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。
主に図7を参照して、変形例の天窓清掃用ワイパ装置10では、ワイパモータ11の出力軸11aはワイパモータ11の上面に配置されている。ワイパモータ11はワイパリンク12に対して下方に配置されている。駆動軸122の軸本体部12jは先端部12hに対して上方に配置されている。
主に図7および図8を参照して、変形例の天窓清掃用ワイパ装置10は、駆動軸122とワイパ13とを連結する連結装置20をさらに備えている。連結装置20は、連結部材21と、連結軸22とを有している。連結部材21は駆動軸122に交差する方向に延びている。連結部材21は駆動軸122に取り付けられている。連結軸22は連結部材21に対して延在部121側に延びている。連結軸22はワイパ13に取り付けられている。連結軸22と駆動軸122とは平行に配置されている。
連結部材21は一端部に貫通孔20aを有している。連結部材21の貫通孔20aは駆動軸122の軸本体部12jに向かって径が大きくなるように形成されている。連結軸22は先端部20bと、セレーション部20cと、軸本体部20dとを有している。先端部20bは、連結軸22の先端に設けられている。セレーション部20cは先端部20bと軸本体部20dとの間に設けられている。セレーション部20cは先端部20bに向かって径が小さくなるように形成されている。セレーション部20cは連結軸22が延びる方向に直線状に形成された複数の溝を有している。軸本体部20dは連結部材21の他端部に配置されている。
連結部材21の貫通孔20aに駆動軸122の先端部12hが挿通されている。駆動軸122の先端部12hに固定具23が取り付けられている。また、ワイパ13の貫通孔13cに連結軸22が挿入されている。連結軸22の先端部20bに固定具14が取り付けられている。
図9を参照して、連結部材21の貫通孔20aに駆動軸122が挿通された状態で、先端部12hに取り付けられた固定具23は貫通孔20aに対して軸本体部12jと反対側に配置されている。また、連結部材21の貫通孔20aにセレーション部12iが嵌合している。セレーション部12iと貫通孔20aとは、互いに噛み合って固定されている。
また、ワイパ13の貫通孔13cに連結軸22が挿通された状態で、先端部20bに取り付けられた固定具14は貫通孔13cに対して軸本体部20dと反対側に配置されている。また、ワイパ13の貫通孔13cにセレーション部20cが嵌合している。セレーション部20cと貫通孔13cとは、互いに噛み合って固定されている。セレーション部20cは駆動軸122のセレーション部12iと同様に外方に突出する鋸歯状部を有している。
以上の構造により、ワイパモータ11の出力軸11aの回転は、ワイパリンク12により揺動に変換され、ワイパ13が駆動されている。ワイパモータ11とワイパ13とは、ともにワイパリンク12の上方に配される。
次に、本実施の形態の作用効果について比較例と対比して説明する。
まず、図10および図11を参照して、比較例の天窓清掃用ワイパ装置10の構成について説明する。なお、上記の本実施の形態と同一の要素については、特に言及しない限り、同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。
比較例の天窓清掃用ワイパ装置10では、出力軸11aと駆動軸122とがワイパリンク12に対して反対側に配置されている。したがって、出力軸11aと駆動軸122との長さを合わせた高さ位置にワイパ13が上方に配置される。そのため、ワイパモータ11とアームヘッド13a1との高さ方向の距離(高低差)が大きくなる。
続いて、比較例、本実施の形態および変形例の天窓清掃用ワイパ装置10のディプレッションアングルAについて説明する。
図10および図12に示すように、比較例の天窓清掃用ワイパ装置10では、アームヘッド13a1と天窓5aの表面までの高低差が大きくなる。このため、ディプレッションアングルAが大きくなる。
図3および図13に示すように、本実施の形態の天窓清掃用ワイパ装置10によれば、駆動軸122と出力軸11aとがワイパリンク12に対してワイパモータ11側に延びており、ワイパ13がワイパリンク12に対してワイパモータ11側で駆動軸122に接続されているため、ワイパリンク12に対してワイパモータ11とワイパ13とを同じ側に配置することができる。このため、駆動軸122の先端から天窓5aの表面Sまでの高低差を小さくすることができる。駆動軸122の先端にアームヘッド13a1が取り付けられている。よって、ワイパ13のディプレッションアングルA(ワイパ13のアームヘッド13a1に対するリテーナ13a2の回動角度であって、天窓5aの表面Sと平行な面に対して当該回動角度が成す角度)を小さくすることができる。したがって、ワイパ13を天窓5aの表面Sに押し付ける力を強くすることができる。
また、本実施の形態の天窓清掃用ワイパ装置10によれば、ワイパモータ11はワイパリンク12に対して上方に配置されているため、ワイパ13のディプレッションアングルAを小さくしたままワイパモータ11を大きくすることができる。このため、ワイパ13のディプレッションアングルAを小さくしたままワイパモータ11のトルクを大きくすることができる。よって、ワイパ13の天窓5aの表面Sを押す力をさらに強くすることができる。
図7および図14に示すように、本実施の形態の変形例の天窓清掃用ワイパ装置10によれば、連結装置20によって駆動軸122とワイパ13とが連結されているため、ワイパ13への過負荷により連結装置20が破損した場合、連結装置20を交換することで駆動軸122とワイパ13とを再び連結することができる。
また、駆動軸122に交差する方向に連結部材21が延びており、連結部材21に対して延在部121側に延びる連結軸22がワイパ13に取り付けられている。したがって、天窓5aから外方に出力軸11aが延びるようにワイパモータ11が配置された場合でも、連結装置20によって駆動軸122とワイパ13とを連結することでワイパ13のディプレッションアングルAを小さくすることができる。
また、本実施の形態の変形例の天窓清掃用ワイパ装置10によれば、ワイパモータ11はワイパリンク12に対して下方に配置されているため、ワイパモータ11の出力軸11aは天窓5aから外方に延びるように設けられる。この場合でもワイパ13のディプレッションアングルAを小さくすることができる。
再び図1および図2を参照して、本実施の形態のキャブによれば、天板5bに天窓清掃用ワイパ装置10が取り付けられている。このため、ワイパ13を天窓5aの表面Sに押し付ける力を強くすることができるキャブ5を提供することができる。
また、本実施の形態の建設機械(油圧ショベル)1は、上記のキャブ5を備えている。このため、ワイパ13を天窓5aの表面Sに押し付ける力を強くすることができるキャブ5を有する建設機械(油圧ショベル)1を提供することができる。
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を意図される。
本発明は、天窓を清掃するための天窓清掃用ワイパ装置ならびにそれを備えたキャブおよび建設機械に特に有利に適用され得る。
1 油圧ショベル、2 下部走行体、2a 履帯、3 上部旋回体、4 作業機、4a ブーム、4b アーム、4c バケット、4d 油圧シリンダ、5 キャブ、5a 天窓、5b 天板、5c ピラー、5d 前方窓、5e ドア、5f 前方窓用ワイパ、6 エンジンルーム、7 カウンタウェイト、10 天窓清掃用ワイパ装置、11 ワイパモータ、11a 出力軸、12 ワイパリンク、12a 接続突起部、12b 第1延在部、12c 接続軸部、12d 第2延在部、12e 第3延在部、12f 接続部材、12g 接続溝部、12h,20b 先端部、12i,20c セレーション部、12j,20d 軸本体部、13 ワイパ、13a ワイパアーム、13a1 アームヘッド、13a2 リテーナ、13b ワイパブレード、13c,20a 貫通孔、14,23 固定具、20 連結装置、21 連結部材、22 連結軸、121 延在部、122 駆動軸、A ディプレッションアングル、S 表面。
本発明の天窓清掃用ワイパ装置は、出力軸を有するワイパモータと、ワイパモータの出力軸に交差する方向に延びる延在部と、延在部と交差する方向に延びる駆動軸とを有し、かつ出力軸に連結されたワイパリンクと、駆動軸に接続されたワイパと、駆動軸とワイパとを連結する連結装置とを備えている。駆動軸と、出力軸とは、延在部に対してワイパモータ側に延びている。ワイパは延在部に対してワイパモータ側で駆動軸に接続されている。連結装置は、駆動軸に交差する方向に延び、かつ駆動軸に取り付けられた連結部材と、連結部材に対して延在部側に延びる連結軸とを含んでいる。連結軸はワイパに取り付けられている。
本発明の天窓清掃用ワイパ装置によれば、駆動軸と出力軸とが延在部に対してワイパモータ側に延びており、ワイパが延在部に対してワイパモータ側で駆動軸に接続されているため、延在部に対してワイパモータとワイパとを同じ側に配置することができる。このため、駆動軸の先端から天窓の表面までの高低差を小さくすることができる。そして、ワイパのディプレッションアングルを小さくすることができる。したがって、ワイパを天窓の表面に押し付ける力を強くすることができる。ここで、ディプレッションアングルとは、ワイパのアームヘッドに対するリテーナの回動角度であって、天窓の表面と平行な面に対して当該回動角度が成す角度である。
結装置によって駆動軸とワイパとが連結されているため、ワイパへの過負荷により連結装置が破損した場合、連結装置を交換することで駆動軸とワイパとを再び連結することができる。

Claims (6)

  1. 出力軸を有するワイパモータと、
    前記ワイパモータの前記出力軸に交差する方向に延びる延在部と、前記延在部と交差する方向に延びる駆動軸とを有し、かつ前記出力軸に連結されたワイパリンクと、
    前記駆動軸に接続されたワイパとを備え、
    前記駆動軸と、前記出力軸とは、前記ワイパリンクに対して前記ワイパモータ側に延びており、
    前記ワイパは前記ワイパリンクに対して前記ワイパモータ側で前記駆動軸に接続されている、天窓清掃用ワイパ装置。
  2. 前記駆動軸と前記ワイパとを連結する連結装置をさらに備え、
    前記連結装置は、
    前記駆動軸に交差する方向に延び、かつ前記駆動軸に取り付けられた連結部材と、
    前記連結部材に対して前記延在部側に延びる連結軸とを含み、
    前記連結軸は前記ワイパに取り付けられている、請求項1に記載の天窓清掃用ワイパ装置。
  3. 前記ワイパモータは前記ワイパリンクに対して下方に配置されている、請求項1または2に記載の天窓清掃用ワイパ装置。
  4. 前記ワイパモータは前記ワイパリンクに対して上方に配置されている、請求項1に記載の天窓清掃用ワイパ装置。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の天窓清掃用ワイパ装置が取り付けられた、建設機械のキャブ。
  6. 請求項5に記載の建設機械のキャブを備えた、建設機械。
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