JP5043200B2 - 建設機械用のキャブ - Google Patents

Description

本発明は、ドアを壁に対して１８０度開くことができるように取り付けるためのヒンジを備えた建設機械用のキャブに関する。

油圧ショベル等の建設機械では、ドアを１８０度全開した状態で作業することがあるため、ドアが１８０度回動するように構成する必要がある。しかし、一軸のヒンジで１８０度回動するようにするためには、ヒンジの回動軸がドアや壁の面から突出してしまう（例えば、特許文献１を参照。）。
一方、特許文献２には、トラス構造の柵の後方端部（柵の厚み部分）に二軸ヒンジを設け、柵を回動させる構造が開示されている。

特開２００６−５７２４５号公報 特開２００５−８８８８５号公報

ところが、輸送規制対策や見栄えの観点では、ヒンジの回動軸が突出しているのは好ましくなく、突出する部分が形成されることを回避することが望ましい。
特許文献２では、二軸ヒンジは、後方端部に平坦部を持った柵には容易に取り付けできるが、建設機械のキャブのドアに適用しようとすると、二軸ヒンジを取り付けるために平坦部を設けるだけのドアの厚みを確保する必要がある。ところが、前述したように、ドアを１８０度回動して開けたときに、ドアの厚みが大きくなると、ドアと壁との隙間が小さくなってしまう。さらに、輸送規制に対応させるためには車体全体幅に制限があるため、ドアの厚み分だけ室内側にスペースが必要となり、オペレータの居住空間を狭めることになってしまう。
本発明の課題は、ドアを１８０度開くことが可能な２軸ヒンジを備えたキャブであって、ドアを全閉状態とした際にキャブ外表面から突出することなく、外観性の高く、輸送規制にも対応可能な建設機械用のキャブを提供することにある。

第１の発明に係る建設機械のキャブは、運転席の周囲が壁部によって囲まれており、オペレータが乗降するためのドアがヒンジを介して壁部に対して回動可能な状態で装着される建設機械のキャブであって、ヒンジと、壁部と、ドアと、を備えている。ヒンジは、第１・第２部材と、中間部材と、第１・第２回動軸と、を有し、ドアの上下端部から所定の距離だけ離れた位置にそれぞれ取り付けられている。第１部材は、壁部に固定される。第２部材は、ドアに固定される。中間部材は、第１部材と第２部材との間に配置される。第１回動軸は、第１部材と中間部材とを回動可能な状態で連結する。第２回動軸は、第２部材と中間部材とを回動可能な状態で連結する。壁部は、第１部材が固定される第１切欠き部が外側面に形成されている。ドアは、第２部材が固定される第２切欠き部が外側面に形成されている。そして、ヒンジの最も外側の仮想面は、ドアを閉めた状態において、壁部およびドアの外表面と略同一平面となる。

この建設機械のキャブでは、ドアの外側面およびキャブの側壁部に切欠き部を設け、ヒンジの取り付け部材がキャブの外表面からできるだけ突出しないように二軸ヒンジを取り付けたものである。
これにより、ドアを壁に対して開閉する際に、第１部材に対して中間部材が回動し、さらに第２部材が中間部材に対して回動する。そして、壁部側およびドア側にそれぞれ形成された第１・第２切欠き部に対して、ヒンジの第１・第２部材を固定することで、ドアを閉めた状態におけるキャブ外周面からのヒンジの突出を回避することができる。この結果、ヒンジの構造が輸送規制等の問題につながることを回避することができ、キャブの外観性を向上させることができる。

第２の発明に係る建設機械のキャブは、第１の発明に係る建設機械のキャブであって、第１部材の取り付け面と第１回動軸の外周面との距離が第１切欠き部の深さとほぼ一致するように、第１回動軸が配置されている。第２回動軸は、ドアの端面に近接配置されている。
これにより、ドアを閉めた状態において、第１回動軸の外周面が壁部の外表面からできるだけ突出しないように、ヒンジを取り付けることができる。

第３の発明に係る建設機械のキャブは、第１または第２の発明に係る建設機械のキャブであって、第１部材に対する中間部材の回動角度を第１の角度に規制する第１ストッパと、第２部材に対する中間部材の回動角度を第２の角度に規制する第２ストッパと、をさらに備えている。
ここでは、第１部材に対する中間部材の相対的な回動角度は第１ストッパによって規制され、中間部材に対する第２部材の相対的な回動角度は第２ストッパによって規制される。
これにより、壁部に対してドアが位置決めできるので、全開状態のドアを壁部に対して仮固定するためのストライカの位置を、壁部側のロックプレートに対して調整することなく、確実にドアを壁部に対して固定することができる。

第４の発明に係る建設機械のキャブは、第３の発明に係る建設機械のキャブであって、中間部材の連結部分の幅は、ドアを全開状態とした場合におけるドアと壁部との間の隙間の大きさと一致する。
これにより、中間部材の連結部分の幅寸法を規定することで、全開状態としたドアと壁部との間に形成される適切な大きな隙間を確保して、指つめ等の発生を防止することができる。

第５の発明に係る建設機械のキャブでは、第４の発明に係る建設機械のキャブであって、中間部材の幅は、１０〜４０ｍｍである。
これにより、全開状態とドアと壁部との間の隙間の大きさを、指詰めも発生せず、ドアがキャブ側面から大きく突出しないような適切な量で設定することができる。

第６の発明に係る建設機械のキャブでは、第３の発明に係る建設機械のキャブであって、第１の角度は９０度であり、第２の角度は９０度である。
この建設機械のキャブでは、中間部材が第１部材に対して９０度回動して、第２部材が中間部材に対して９０度回動することで、ドアが壁に対して約１８０度回動して開いた状態を形成することができる。

第７の発明に係る建設機械のキャブは、第１または第２の発明に係る建設機械のキャブであって、第１回動軸は、壁の端部から中間部材の長さに対応する位置に設けられており、第２回動軸はドアの端部に設けられている。
ここでは、第２回動軸がドアの端部に設けられているので、全開時にドアの端部がキャブの乗降口に突出して開口を狭めることがない。第１回動軸は、壁の端部から中間部材の長さに対応する位置に設けられているので、中間部材の長さを十分に短くした上でドアと壁との間に不必要な隙間が生じることがない。

本発明の一実施形態に係るキャブを搭載した油圧ショベル全体の構成を示す斜視図。 本発明の一実施形態に係るヒンジ構造の側面図。 ヒンジ構造を表側から見た斜視図。 ヒンジ構造を裏側から見た斜視図。 図２のＶ−Ｖ断面図であり、（ａ）はドアが閉じられた状態を示す図であり、（ｂ）はドアが１８０度開かれた状態を示す図である。 図２のＶＩ−ＶＩ断面図であり、（ａ）はドアが閉じられた状態を示す図であり、（ｂ）はドアが１８０度開かれた状態を示す図である。 図２のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図であり、（ａ）はドアが閉じられた状態を示す図であり、（ｂ）はドアが１８０度開かれた状態を示す図である。 図２のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図であり、（ａ）はドアが閉じられた状態を示す図であり、（ｂ）はドアが１８０度開かれた状態を示す図である。 第２ストッパのドア閉じ側ストッパの調整部材を説明するための概略図である。 ドアを全開した状態でのキャブの側面図である。 図１０のＸＩ−ＸＩ断面図であり、ストライカとロックプレートとの係合状態を示す図である。 係止部の構造を示す図であり、特に、ストライカをロックしている状態を示す図である。 係止部の構造を示す図であり、特に、ワイヤーを引っ張ってロックを解除している状態を示す図である。 従来の二軸ヒンジを用いてドアを全開した状態を示す模式図である。 図１の油圧ショベルに搭載されたキャブのドアを閉じた状態を示す斜視図。 図１のキャブのドアを９０度開いた状態を示す斜視図。 図１のキャブのドアを１８０度開いた状態を示す斜視図。 図１５のドアを閉じた状態におけるヒンジの構成をキャブ外側から見た斜視図。 図１６のドアを９０度開けた状態におけるヒンジの構成をキャブ外側から見た斜視図。 図１７のドアを１８０度開けた状態におけるヒンジの構成をキャブ外側から見た斜視図。 図１７のドアを１８０度開けた状態におけるヒンジの構成をキャブ内側から見た斜視図。 図１６のドアを９０度閉じた状態におけるヒンジの構成をキャブ内側から見た斜視図。 図１５のドアを閉じた状態におけるヒンジの構成をキャブ内側から見た斜視図。 図１７に示すドアを１８０度開けた状態におけるドアと側壁部との間の隙間の大きさと中間部材の連結部分の幅との関係を示す断面図。

［実施形態１］
本発明の一実施形態に係るヒンジ構造を採用した建設機械のキャブを搭載した油圧ショベル１について、図１を用いて説明すれば以下の通りである。
［油圧ショベル１全体の構成］
本実施形態に係る油圧ショベル１は、図１に示すように、下部走行体２と、旋回台３と、作業機４と、カウンタウェイト５と、エンジンルーム６と、機器室９と、キャブ１０と、を備えている。

下部走行体２は、進行方向左右両端部分に巻き掛けられた履帯Ｐを回転させることで、油圧ショベル１を前進、後進させるとともに、上面側に旋回台３を旋回可能な状態で搭載している。
旋回台３は、下部走行体２上において、任意の方向に旋回可能であって、上面に作業機４と、カウンタウェイト５と、エンジンルーム６と、キャブ１０とを搭載している。

作業機４は、ブーム１１と、ブーム１１の先端に取り付けられたアーム１２と、アーム１２の先端に取り付けられたバケット１３とを含むように構成されている。そして、作業機４は、図示しない油圧回路に含まれる各油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａ等によって、ブーム１１やアーム１２、バケット１３等を上下に移動させながら、土砂や砂礫等の掘削を行う土木工事の現場において作業を行う。

カウンタウェイト５は、例えば、鋼板を組み立てて形成した箱の中に屑鉄やコンクリート等を入れて固めたものであって、採掘時等において車体のバランスをとるために旋回台３上におけるエンジンルーム６の後方に設けられている。
エンジンルーム６は、カウンタウェイト５に隣接するように、図示しないメインフレーム上における旋回台３の後端部に配置されている。また、エンジンルーム６は、内部にエンジン等の収納空間を形成している。そして、エンジンルーム６は、下部走行体２や作業機４を駆動するための動力源であるエンジンやアフタークーラ等を内部の収納空間に収納している。

機器室９は、作業機４の後方に配置されており、図示しない燃料タンク、作動油タンクおよび操作弁等を収容する。
キャブ１０は、油圧ショベル１のオペレータが乗降する運転室であって、作業機４の先端部を見通せるように、旋回台３上における作業機４の側方となる左側前部に配置されている。また、キャブ１０の左側面には、図１に示すように、ヒンジ２９，３０を介して開閉可能な乗降用ドア２０が取り付けられている。

ヒンジ２９，３０は、乗降用ドア２０とキャブ１０の側壁部１９との連結部分における上部と下部に形成された凹部にそれぞれ取り付けられている。また、キャブ１０の左側面に設けられた乗降用ドア２０は、閉状態に対して１８０度開いた状態で係止機構２６（後述）によって係止される。これにより、キャブ１０内のオペレータは、乗降用ドア２０を閉状態に対して１８０度開いた状態で油圧ショベル１の運転を行うことができる。

［ヒンジ２９，３０の構造］
（ａ）基本的な構造
本実施形態では、キャブ１０に乗り降りするための乗降用ドア２０が、ヒンジ２９，３０を介してキャブ１０の側面に開閉可能な状態で取り付けられている。ヒンジ２９，３０は、乗降用ドア２０とキャブ１０の側壁部１９の連結部分における上下の端部から所定の距離だけ内側に形成された切欠き部分にそれぞれ取り付けられている。なお、ここでは、ドア２０と側壁部１９において互いに最も近接した側方の端部を、両部材の端部２０ａ，１９ａとして説明する。

以下では、ヒンジ２９，３０のうち、上部に取り付けられたヒンジ２９を例としてあげて説明するが、下部に取り付けられたヒンジ３０についても基本的な構成は共通である。なお、以下の説明では、図１左側を前側とし、図１右側を後側として説明する。
ヒンジ２９は、図２〜図４に示すように、乗降用ドア２０とキャブ１０の側壁部１９の端部２０ａ，１９ａ同士を連結するように設けられている。そして、ヒンジ２９は、主として、第１部材３１と、第２部材３２と、中間部材３３とを備えている。ヒンジ２９は、２つの回動軸３６，３７を有する２軸タイプのヒンジである。なお、図２〜図４は、ドア２０が閉じられているときのヒンジ２９の状態を示している。

第１部材３１は、側壁部１９に固定されている。第１部材３１は、図から明らかなように、上下方向に長く延びる形状を有している。第１部材３１は、上下両側に、第１回動軸３６を回動自在に支持するための第１支持部３１ａを有している。
第２部材３２は、ドア２０に固定されている。第２部材３２は、図に示すように、上下方向に長く延びる概ね板状の部材である。また、第２部材３２は、上下両側に、第２回動軸３７を回動自在に支持するための第２支持部３２ａを有している。

中間部材３３は、概ね長方形の板状の本体を有している。中間部材３３は、さらに、第１回動軸３６を構成する芯棒が挿入された軸筒３３ａと、第２回動軸３７を構成する芯棒が挿入された軸筒３３ｂとを有している。軸筒３３ａは、本体の後側に設けられている。軸筒３３ｂは、本体の前側に設けられている。第１回動軸３６および第２回動軸３７は、鉛直方向上下にそれぞれ延びている。

中間部材３３と第２部材３２とは、ドア２０が閉じた状態では、第１部材３１から前側に略平行に延びている。そして、この状態で、中間部材３３は、図５（ａ）、図６（ａ）、図７（ａ）および図８（ａ）に示すように、乗降用ドア２０および側壁部１９の外側の面に沿って配置されている。ヒンジ２９（すなわち中間部材３３）は、図から明らかなように、ドア２０の面と面一になっている。

図２〜図４に示すように、第２回動軸３７はドア２０の端部２０ａに設けられ、さらに、第１回動軸３６は端部２０ａから中間部材３３の幅に対応した所定距離だけ離間した位置に設けられている。
本実施形態では、第１回動軸３６の軸の締め代が第２回動軸３７より小さくなるように設定されている。これにより、第２回動軸３７における回動抵抗が、第１回動軸３６の回動抵抗よりも小さくなっており、ドア２０を開閉する際には、第２回動軸３７の方が第１回動軸３６より回動しやすくなっている。なお、軸の締め代を調整する技術としては、軸筒３３ａ，３３ｂ内のブシュの一部に小径部を設けたり、軸筒３３ａ内にブシュとは別部材で締め代をきつくしたカラーを挿入したりすることが考えられる。

（ｂ）ストッパの構造
次に、各部材の回動角度を規制するストッパについて、図６、図８および図９を用いて説明する。ヒンジ２９は、第１ストッパ４１，４２と、第２ストッパ４３，４４とを有している。第１ストッパ４１，４２は、第１部材３１と中間部材３３との相対的な回動角度を規制するための構造である。第２ストッパ４３，４４は、中間部材３３と第２部材３２との相対的な回動角度を規制するための構造である。

（ｂ−１）第１ストッパ
第１ストッパ４１，４２は、第１部材３１と中間部材３３との相対的な回動角度の最大値が約９０度になるように規制しており、ドア閉じ側ストッパ４１と、ドア開き側ストッパ４２とを有している。
ドア閉じ側ストッパ４１は、中間部材３３が第１部材３１に対して時計回り側に回動した際の限界位置を設けるためのものであり、第１部材３１の第１当接部５１と、中間部材３３の第２当接部５２とを組み合わせて構成される。第１当接部５１は、図４に示すように、第１部材３１の前側面の上下方向中央部に形成された突起である。第２当接部５２は、図４に示すように、中間部材３３の裏側面の上下方向中央部に形成された突起である。第１当接部５１と第２当接部５２とは、ドア２０が閉じられた状態で、図４および図８（ａ）に示すように、第１回動軸３６の回動方向に沿って互いに当接している。

ドア開き側ストッパ４２は、中間部材３３が第１部材３１に対して反時計回りに回動した際の限界位置を設けるためのものであり、第１部材３１の第３当接部５３と、中間部材３３の第４当接部５４とを組み合わせて構成されている。第３当接部５３は、図４に示すように、第１部材３１の前側面の上側部に形成された突起である。第４当接部５４は、図３に示すように、中間部材３３の側部の上側部に形成された突起である。第３当接部５３と第４当接部５４とは、ドア２０が閉状態に対して１８０度開いた状態で、図６（ｂ）に示すように、第１回動軸３６の回動方向に沿って互いに当接している。

（ｂ−２）第２ストッパ
第２ストッパ４３，４４は、図８（ｂ）および図９に示すように、中間部材３３と第２部材３２との相対的な回動最大角度が約９０度になるように規制しており、ドア閉じ側ストッパ４３と、ドア開き側ストッパ４４とを有している。
ドア閉じ側ストッパ４３は、第２部材３２が中間部材３３に対して時計回り側に回動した際の限界位置を設けるためのものであり、第２部材３２の第５当接部５５と、中間部材３３の第６当接部５６とを組み合わせて構成されている。第５当接部５５は、図４および図９に示すように、第２部材３２の裏側の後側部分の上下方向両側部分から後方に延びる一対の突起３２ｂに設けられた断面円形のピンである。このピンは、突起３２ｂの材料に比べて硬度が高い硬質材料から形成されている。したがって、第５当接部５５は、ボルトの先端に当接しても摩耗しにくい。第６当接部５６は、図４および図９に示すように、中間部材３３に設けられたボルトである。中間部材３３には、上下方向両側から突出する突起３３ｃが形成されている。突起３３ｃには、ネジ穴３３ｄが形成され、ネジ穴３３ｄにはボルトが螺合している。より具体的には、ボルトは、中間部材３３の突起３３ｃに形成されたネジ穴３３ｄに表側から螺合して、先端が裏側に突出している。第５当接部５５と第６当接部５６（具体的には、ボルトの先端）とは、ドア２０が閉じられた状態で、図５（ａ）および図９に示すように、第２回動軸３７の回動方向に沿って互いに当接している。

第６当接部５６としてのボルトは、中間部材３３に対して回動させることで軸方向に移動して、第５当接部５５との隙間角度が調整される。これにより、ドア閉じ側ストッパ４３の規制角度が調整される。
ドア開き側ストッパ４４は、第２部材３２が中間部材３３に対して反時計回りに回動した際の限界位置を設けるためのものであり、第２部材３２の第７当接部５７と、中間部材３３の第８当接部５８とを組み合わせて構成されている。第７当接部５７は、図４に示すように、第２部材３２の裏側の後側端部の上下方向中央部に形成された突起である。第８当接部５８は、図３に示すように、中間部材３３の表側の前側の上下方向中央部に形成された突起である。第７当接部５７と第８当接部５８とは、ドア２０が閉状態から１８０度開いた状態で、図８（ｂ）に示すように、第２回動軸３７の回動方向に沿って互いに当接している。

［係止機構２６の構造］
係止機構２６は、図１０に示すように、ドア２０が１８０度開いた全開状態で、ドア２０を側壁部１９に対して固定する。これにより、ドア開き状態におけるドア２０のガタつきを防止するための機構である。係止機構２６は、図１０のＸＩ−ＸＩ断面図である図１１に示すように、ドア２０の外側面に設けられたストライカ２７と、側壁部１９に設けられたロックプレート２８とを有している。ストライカ２７は、Ｕの字形状の部材であり、ドア２０から突出している。ロックプレート２８は、側壁部１９において回動自在に支持されており、ストライカ２７が当接すると回動してストライカ２７と係合状態になる。この係合状態は、インナーハンドル２５を操作することで解除可能である。

図１２および図１３を用いて、係止機構２６の構造および係止動作・解除動作について詳細に説明する。図１２は、ストライカ２７が係止機構２６から外れた解除状態を示している。図１３は、ストライカ２７が係止機構２６に係止された係止状態を示している。
係止機構２６は、主に、固定部材６１と、ロックプレート２８と、ストッパプレート７１とを有している。固定部材６１は、側壁部１９に固定されており、ロックプレート２８やストッパプレート７１を回動自在に支持している。ロックプレート２８は、固定部材６１に対してストライカ２７のロックおよびロック解除を行う。ストッパプレート７１は、ロックプレート２８の回動を規制・規制解除する。

固定部材６１は、側壁部１９に設けられており、上下の壁部６１ａと前後の側壁部６１ｂとで箱形状を形成している。上下の壁部６１ａの車両外側面には、ストライカ２７を受けるための係合凹部６１ｃが形成されている。
ロックプレート２８は、固定部材６１内部に配置され、上下方向に延びる第１回動部６２を介して、固定部材６１に回動自在に支持されている。第１回動部６２は、図において係合凹部６１ｃより斜め内側の位置にある。ロックプレート２８は、第１回動部６２近傍から係合凹部６１ｃ側に延びる第１突出部６３を有している。さらに、ロックプレート２８は、第１突出部６３から反時計回りに間隔をあけた位置から同じ方向に延びる第２突出部６５を有している。第１突出部６３と第２突出部６５との間は。凹型形状を有する凹部６４になっている。なお、第１突出部６３と第２突出部６５とは、全体の形が図の時計回りに滑らかに湾曲した形状になっている。さらに、ロックプレート２８は、突出係合部６６を有している。突出係合部６６は、第１回動部６２を挟んで第１突出部６３と反対側に形成されている。突出係合部６６は、時計回り側の面が凹状に湾曲している。突状係合部６６の反時計回り側の面は、概ね直線状の面になって凹部６７を形成している。

ストッパプレート７１は、ロックプレート２８のさらに車両内側に配置されている。ストッパプレート７１は、上下方向に延びる第２回動部７２を介して、固定部材６１に回動自在に支持されている。ストッパプレート７１は、第２回動部７２近傍から図中左側に延びる第１延長部７３を有している。第１延長部７３の先端面には、先端凹部７４が形成されている。先端凹部７４は、両側の先端凸部７４ａにより形成されている。また、第１延長部７３の時計回り側の面７３ａは、凹状に湾曲したカム面となっている。ストッパプレート７１は、第２回動部７２近傍から図中右斜め側に延びる第２延長部７５を有している。第２延長部７５は、固定部材６１からから突出している。第２延長部７５の先端には、ワイヤー７６の先端が回動可能に連結されている。ワイヤー７６には、インナーハンドル２５から操作力が作用するようになっている。

図１２は、ワイヤー７６からストッパプレート７１に操作力が作用しておらず、その結果、ストライカ２７が固定部材６１の係合凹部６１ｃ内に係合され、ロックプレート２８によってロックされている状態を示している。ストライカ２７は、ロックプレート２８の凹部６４にも係合している。そして、ロックプレート２８の第２突出部６５が、ストライカ２７の車両外側に位置している。また、ロックプレート２８の突出係合部６６は、ストッパプレート７１の先端凹部７４に係合している。さらに、ストッパプレート７１の先端凸部７４ａは、ロックプレート２８の凹部６７に係合している。この状態で、ロックプレート２８は、反時計回りに回動できない。なぜなら、外力がロックプレート２８に作用しても、ロックプレート２８からストッパプレート７１に作用する力はストッパプレート７１を回転させる向きに作用しないからである。したがって、ストライカ２７が固定部材６１から外れてしまうことがない。

次に、操作者がドア２０のインナーハンドル２５を操作すると、ワイヤー７６が引っ張られる。このため、ストッパプレート７１は、第２回動部７２を中心に反時計回りに回動する。これにより、ロックプレート２８とストッパプレート７１との係合が外れる。この状態で、ストライカ２７がロックプレート２８の第２突出部６５を車両外側に押すと、ロックプレート２８は第１回動部６２を中心に反時計回りに回動する。この結果、図１３の状態に移行し、ロックプレート２８は最も反時計回りに回動した状態となる。そして、突出係合部６６は、ストッパプレート７１の第１延長部７３の時計回り側の面７３ａに支持される。

つまり、乗降用ドア２０のストライカ２７がロックプレート２８から離れているときには、図１３の状態のままである。そして、ドア２０が約１８０度開かれたときには、ストライカ２７が固定部材６１の係合凹部６１ｃ側に移動してきて、ロックプレート２８の第１突出部６３を押しながら係合凹部６１ｃ内に入る。ロックプレート２８は、第１回動部６２を中心に時計回りに回動して、図１２に示すように、ストライカ２７が係合凹部６１ｃの底部に当接した状態で、第２突出部６５がストライカ２７の外側に位置する（図１２）。

［ヒンジ２９，３０の動作］
次に、乗降用ドア２０開閉時におけるヒンジ２９，３０の動きについて説明する。図５（ａ）、図６（ａ）、図７（ａ）、図８（ａ）は、ドア２０が閉じた状態を示している。図５（ｂ）、図６（ｂ）、図７（ｂ）、図８（ｂ）は、ドア２０が１８０度開いた状態を示している。なお、各図では、二点鎖線を用いて、ドア２０が９０度開いた状態の部材の姿勢も示している。

（ａ）開動作
乗降用ドア２０が閉じた状態では、図８（ａ）に示すように、第１ストッパ４１，４２のドア閉じ側ストッパ４１によって、中間部材３３は第１部材３１に対して時計回りに回動することができない。また、図５（ａ）に示すように、第２ストッパ４３，４４のドア閉じ側ストッパ４３によって、第２部材３２は、中間部材３３に対して時計回りに回動することができない。

この状態から、油圧ショベル１のオペレータが乗降用ドア２０を開けていくと、まず、図８（ｂ）に示すように、第２回動軸３７を回動中心として乗降用ドア２０が回動していく。つまり、第２部材３２が中間部材３３に対して反時計回りに回動していく。そのため、中間部材３３は第１部材３１に対して回動しないが、第２部材３２が中間部材３３に対して回動する。このとき、第２ストッパ４３，４４のドア閉じ側ストッパ４３において、第５当接部５５が第６当接部５６から離れていく。

オペレータがさらに乗降用ドア２０を開いていき、第２部材３２が中間部材３３に対して９０度回動すると、図８（ａ）に示すように、第２ストッパ４３，４４のドア開き側ストッパ４４において、第８当接部５８（二点鎖線）が第７当接部５７に当接する。
オペレータがさらに乗降用ドア２０を開いていくと、第２部材３２と中間部材３３とは一体になって、第１部材３１に対して第１回動軸３６を回動中心として回動する。つまり、第２回動軸３７も、中間部材３３等とともに移動する。この結果、第１ストッパ４１，４２のドア閉じ側ストッパ４１において、第２当接部５２が第１当接部５１から離れていく。

オペレータがさらに乗降用ドア２０を開いていくと、図６（ｂ）に示すように、第１ストッパ４１，４２のドア開き側ストッパ４２において、第３当接部５３が第４当接部５４に当接する。これにより、第２部材３２および中間部材３３は、第１部材３１に対して回動を停止する。この状態では、第１部材３１に対して中間部材３３が９０度回動しており、さらに中間部材３３に対して第２部材３２が９０度回動している。従って、第２部材３２が、第１部材３１に対して１８０度回動している。

以上より、乗降用ドア２０は、側壁部１９に対して１８０度開いた状態になり、ドア開き動作が終了する。
この状態で、乗降用ドア２０は、側壁部１９に対して平行になる全開状態になっている。そして、係止機構２６において、図１１に示すように、ドア２０のストライカ２７が側壁部１９のロックプレート２８に係止されている。つまり、乗降用ドア２０が側壁部１９に固定されている。なお、ヒンジ２９の角度規制の精度が高いため、ドア２０は、係止機構２６によって側壁部１９に確実に係止される。言い換えると、係止機構２６においては、ストライカ２７がロックプレート２８の位置に正確に移動する。

ここで、上述した乗降用ドア２０の開動作について、キャブ１０全体およびヒンジ２９の構成を斜視図を用いてより分かり易く説明すれば以下の通りである。
まず、キャブ１０において、図１５に示すように乗降用ドア２０を閉じた状態から、図１６に示すように乗降用ドア２０を９０度開いた状態を経て、図１７に示すように乗降用ドア２０を１８０度開いた状態へと移行する際のヒンジ２９の動きについて説明する。なお、図１５から図１７に示す矢印は、以下で説明する図面（図１８〜図２３）におけるそれぞれの斜視方向を示している。

つまり、図１８は、図１５に示すＡ方向から見たヒンジ２９の斜視図である。図１９は、図１６に示すＢ方向から見たヒンジ２９の斜視図である。図２０は、図１７に示すＣ方向から見たヒンジ２９の斜視図である。
なお、ここでもヒンジ２９における各部材の動きについて説明するが、ヒンジ３０についても同様である。

すなわち、図１８に示す閉じた状態の乗降用ドア２０を開けていくと、第１回動軸３６と第２回動軸３７との締め代（回動抵抗力）の差によって、第２回動軸３７を回動中心として、第２部材３２（乗降用ドア２０）が中間部材３３に対して回動していく。このとき、図１９に示すように、第２部材３２（乗降用ドア２０）が中間部材３３に対して約９０度回動すると、第２部材３２側の第７当接部５７が、中間部材３３側の第８当接部５８に対して当接し、両部材３２，３３間における回動が完了する。

次に、図１９に示す約９０度開けた状態の乗降用ドア２０をさらに開けていくと、第２部材３２と中間部材３３とが一体になって、第１部材３１に対して第１回動軸３６を回動中心として回動していく。そして、第２部材３２(乗降用ドア２０）および中間部材３３が一体化した状態で中間部材３３が第１部材３１に対して約９０度回動（第２部材３２が第１部材３１に対して約１８０度回動）すると、中間部材３３の第４当接部５４が、第１部材３１の第３当接部５３（図２０参照）に対して当接し、両部材３１，３３間における第１回動軸３６を中心とした回動が完了する。

以上の順により、乗降用ドア２０は、側壁部１９に対して１８０度開いた状態となって、乗降用ドア２０の開動作が終了する。
ここで、乗降用ドア２０が側壁部１９に対して１８０度開いた状態では、図２４に示すように、乗降用ドア２０の面と側壁部１９の面との間の隙間Ｓは、１０〜４０ｍｍとなっている。また、この隙間Ｓは、中間部材３３における連結部分の幅ｄの大きさと同じである。つまり、乗降用ドア２０が１８０度開いた状態では、側壁部１９の面に対して中間部材３３が９０度の状態であるため、中間部材３３の連結部分の幅ｄがそのまま乗降用ドア２０と側壁部１０との間の隙間Ｓの大きさとなる。
これにより、乗降用ドア２０を開閉する際に、オペレータが指を挟むことを確実に防止することができる。また、中間部材３３の連結部分の幅ｄの大きさを調整することで、乗降用ドア２０と側壁部１９との間の隙間Ｓの大きさを、容易に設定することができる。

（ｂ）閉動作
乗降用ドア２０が全開の状態では、図６（ｂ）に示すように、第１ストッパ４１，４２のドア開き側ストッパ４２によって、中間部材３３は第１部材３１に対して反時計回りに回動することができない。また、図８（ｂ）に示すように、第２ストッパ４３，４４のドア開き側ストッパ４４によって、第２部材３２は、中間部材３３に対して反時計回りに回動することができない。

この状態から、オペレータが乗降用ドア２０を閉じていくと、まず、第２回動軸３７を回動中心として乗降用ドア２０が回動していく。つまり、第２部材３２が中間部材３３に対して時計回りに回動していく。そのため、中間部材３３は、第１部材３１に対して姿勢を変えないが、第２部材３２が中間部材３３に対して回動する。このとき、第２ストッパ４３，４４のドア開き側ストッパ４４において第８当接部５８が第７当接部５７から離れていく。

オペレータがさらに乗降用ドア２０を開いてくと、第２部材３２が中間部材３３に対して９０度回動する。このとき、第２ストッパ４３，４４のドア閉じ側ストッパ４３において第５当接部５５が第６当接部５６に当接する（図５参照）。
オペレータがさらに乗降用ドア２０を閉じていくと、第２部材３２と中間部材３３とは一体になって、第１部材３１に対して第１回動軸３６を回動中心として回動する。つまり、第２回動軸３７も中間部材３３等の部材とともに移動する。この結果、第１ストッパ４１，４２のドア開き側ストッパ４２において、第３当接部５３が第４当接部５４から離れていく。

オペレータがさらに乗降用ドア２０を閉じていくと、第１ストッパ４１，４２のドア閉じ側ストッパ４１において、第２当接部５２が第１当接部５１に当接する。これにより、第２部材３２および中間部材３３は、第１部材３１に対して回動を停止する。
以上より、ドア２０は閉じた状態になり、ドア閉じ動作が終了する。
以上のように、本実施形態では、第１回動軸３６より第２回動軸３７における軸の締め代を小さく設定しているため、ドア開動作では、第２部材３２のみが回動する第１段階と、第２部材３２と中間部材３３が回動する第２段階とを経て、乗降用ドア２０を段階的に全開状態まで移行させることができる。また、ドア閉動作でも、第２部材３２のみが回動する第１段階と、第２部材３２と中間部材３３が回動する第２段階とを経て、乗降用ドア２０を段階的に閉状態まで移行させることができる。

ここで、上述した乗降用ドア２０の閉動作について、キャブ１０全体およびヒンジ２９の構成について、斜視図（図２１〜図２３）を用いてより分かり易く説明すれば以下の通りである。
図２１は、図１７に示す乗降用ドア２０を１８０度開いた状態でキャブ後方から見たヒンジ２９の斜視図である。図２２は、図１６に示すＥ方向から見たヒンジ２９の斜視図である。図２３は、図１５に示す乗降用ドアを閉じた状態でキャブの室内側から見たヒンジ２９の斜視図である。

すなわち、図２１に示すように、約１８０度開いた状態の乗降用ドア２０を閉じていくと、第２回動軸３７を回動中心として、第２部材３２（乗降用ドア２０）が中間部材３３に対して回動していく。このとき、図２２に示すように、第２部材３２（乗降用ドア２０）が中間部材３３に対して約９０度回動すると、第２部材３２側の突起３２ｂの先端部分に設けられた第５当接部５５が、中間部材３３側の第６当接部５６に対して当接し、両部材３２，３３間における回動が完了する（図２０参照）。

次に、図２２に示す９０度閉めた状態の乗降用ドア２０をさらに閉じていくと、第２部材３２と中間部材３３とが一体になって、第１部材３１に対して第１回動軸３６を回動中心として回動していく。そして、一体化した第２部材３２(乗降用ドア２０）および中間部材３３が第１部材３１に対して９０度回動すると、中間部材３３の第２当接部５２が、第１部材３１の第１当接部５１に対して当接し、両部材３１，３３間における回動が完了する。このとき、図２３に示すように、第２部材３２（乗降用ドア２０）が第１部材３１（側壁部１９）に対して０度回動した閉状態となる。
以上の順により、乗降用ドア２０は、側壁部１９に対して１８０度開いた状態から閉状態となって、ドア閉め動作が終了する。

＜参考例＞
二軸ヒンジの場合には、ドアを閉状態から１８０度全開したときに回動角度の規制がない状態では、壁の係合部材に対するストライカの相対位置が決まらない場合がある。よって、壁の係合部材に対して、一定の位置においてドアのストライカを係止させることができないおそれがある。

図１４は、二軸ヒンジを用いたドアの開閉構造の模式図である。
二軸ヒンジ１３３は、車両の側壁部１１９に設けられた第１回動軸１３６と、ドア１２０の端部に設けられた第２回動軸１３７と、を有している。ドア１２０には、ストライカ１２７が設けられている。ドア１２０が閉状態から約１８０度開いて側壁部１１９に平行になった状態で、ストライカ１２７が係合部材１２６に係合する位置にくることが想定されている。

しかし、図１４（ａ）に示すように、第１回動軸１３６の回動角度が９０度を超え第２回動軸１３７の回動角度が９０度未満の場合、あるいは図１４（ｂ）に示すように、第１回動軸１３６の回動角度が９０度未満で第２回動軸１３７の回動角度が９０度を超える場合には、ドア１２０が側壁部１１９に対して平行になっても、ストライカ１２７が係合部材１２６の位置に一致しない。したがって、そのような場合には、ドア１２０を側壁部１１９に沿って移動させてストライカ１２７を係合部材１２６に合わせる調整作業が必要になる。

［本実施形態の特徴］
（１）
運転席の周囲を壁で囲み、オペレータの乗降するドア２０を壁に対して回動させて開けられるように取り付けたキャブ１０であって、ヒンジ２９を備えている。ヒンジ２９は、第１部材３１と、第２部材３２と、中間部材３３と、第１ストッパ４１，４２と、第２ストッパ４３，４４とを有している。第１部材３１は、側壁部１９に固定される。第２部材３２は、ドア２０に固定される。中間部材３３は、第１部材３１および第２部材３２に対してそれぞれ第１回動軸３６および第２回動軸３７回りに回動自在に連結される。第１ストッパ４１，４２は、第１部材３１と中間部材３３との回動角度を第１の角度に規制するために回動方向に沿って互いに当接する部分（第１〜第４当接部５１〜５４）を含む。第２ストッパ４３，４４は、第２部材３２と中間部材３３との回動角度を第２の角度に規制するために回動方向に沿って互いに当接する部分（第５〜第８当接部５５〜５８）を含む。乗降用ドア２０を第１の角度と第２の角度とを併せた角度で回動させて開けられる全開位置と、側壁部１９に設けた係止部材としてのロックプレート２８にドア２０のストライカ２７が係合される係止位置が一致する。

この建設機械のキャブ１０では、ドア２０を側壁部１９に対して開閉する際に、第１部材３１と中間部材３３が相対回動し、さらに第２部材３２と中間部材３３が相対回動する。これにより、ドア２０が側壁部１９に対して広い角度で回動可能となっている。また、第１部材３１と中間部材３３との回動角度は第１ストッパ４１，４２によって規制され、第２部材３２と中間部材３３との回動角度は第２ストッパ４３，４４によって規制される。これにより、側壁部１９に対してドア２０が位置決めできるので、ドア２０のストライカ２７の位置をロックプレート２８に対して調整する必要がない。
さらに、ドア２０を第１の角度と第２の角度とを併せて約１８０度回動させて開けられる全開位置と、壁に設けた係止機構２６にドア２０のストライカ２７が係合される係止位置が一致している。

（２）
第１回動軸３６の回動角度は約９０度であり、第２回動軸３７の回動角度は約９０度である。この建設機械のキャブ１０では、第１部材３１に対して中間部材３３が約９０度回動して（例えば、図６（ｂ））、中間部材３３に対して第２部材３２が約９０度回動する（例えば、図８（ｂ））ことで、その結果、ドア２０が側壁部１９に対して約１８０度回動して開いた状態になる。なお、図６（ｂ）ではドア開き側ストッパ４２において第３当接部５３と第４当接部５４が当接しており、図８（ｂ）ではドア開き側ストッパ４４において第７当接部５７と第８当接部５８が当接している。

（３）
ヒンジ２９では、第１ストッパ４１，４２の各部分（第１〜第４当接部５１〜５４）は第１部材３１と中間部材３３とに設けられ、第２ストッパ４３，４４の各部分（第５〜第８当接部５５〜５８）は第２部材３２と中間部材３３とに設けられている。
この建設機械のキャブ１０では、中間部材３３に第１ストッパ４１，４２の当接する部分（第１〜第４当接部５１〜５４）と第２ストッパ４３，４４の当接する部分（第５〜第８当接部５５〜５８）が設けられているため、第１部材３１と第２部材３２に互いに当接する当接部を設ける必要がない。

（４）
ヒンジ２９は、ドア２０を閉めた状態で側壁部１９の外側面に対して内側に又は面一となる位置にある。
より詳しく説明すれば、ドアを閉めた状態でヒンジがキャブの外表面から突出しないようにヒンジの最も外側の仮想面が、キャブの側壁部およびドアの外側面より内側、または同一平面となるようにヒンジを取り付けた。

この建設機械のキャブ１０では、ドア２０を閉めた状態においてヒンジ２９がドア２０の開放側の面から突出することはない。この結果、例キャブの外側の面にヒンジの部材が突出した状態で取り付けられることはないため、ヒンジ構造が輸送規制等の問題につながることを回避することができる。

（５）
第１回動軸３６は、側壁部１９の端部１９ａから中間部材３３の長さに対応する位置に設けられており、第２回動軸３７はドア２０の端部２０ａに設けられている。
この建設機械のキャブでは、第２回動軸３７がドア２０の端部２０ａに設けられているので、全開時にドア２０の端部２０ａがキャブ１０の乗降口に突出して開口を狭めることが無く、第１回動軸３６は、側壁部１９の端部１９ａから中間部材３３の長さに対応する位置に設けられているので、中間部材３３の長さを十分に短くした上でドア２０と側壁に不必要な隙間が生じることがない。

（６）
第１回動軸３６と第２回動軸３７では軸の締め代が異なっており、それによりドア２０の開閉時に第１回動軸３６と第２回動軸３７の回動順序が規定されている。この建設機械のキャブ１０では、第１回動軸３６と第２回動軸３７の回動順序が規定されているため、ドア２０の開閉動作を安定的に行うことができる。

［他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
（Ａ）
上記実施形態では、中間部材３３が、乗降用ドア２０および側壁部１９の外側の面に沿って配置されている例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、中間部材３３は乗降用ドア２０および側壁部１９の外側の面より内側に配置されていても良い。この場合でも、ヒンジ構造においてキャブ１０の外側面からさらに外側に突出する部分を無くすことができるため、キャブを搬送する際の輸送規制等の問題を容易にクリアすることができる。
ただし、キャブの外観としてはヒンジ部分において段差がない方が好ましいため、上記実施形態のように、中間部材３３を乗降用ドア２０等の外面に沿うように配置することがより好ましい。

（Ｂ）
上記実施形態では、図５〜図８に示すように、乗降用ドア２０を段階的に開閉する例として、第２回動軸３７が先に回動する第１段階と、第１回動軸３６が後に回動する第２段階とを設けた場合を説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、乗降用ドア２０を段階的に開閉する例として、第１回動軸３６が先に回動する第１段階と、第２回動軸３７が後に回動する第２段階とを設けても良い。

さらに、第１回動軸３６と第２回動軸３７が同時に回動する、回動角度が異なる場合には一時的に同時に回動するように構成されていても良い。
また上記実施形態では第１回動軸と第２回動軸がともに９０度回動する場合を説明したが、第１回動軸と第２回動軸を併せて１８０度となるものであれば、この角度に限定されない。

（Ｃ）
上記実施形態では、油圧ショベル１に搭載されたキャブ１０の乗降用ドア２０を開閉するためのヒンジ２９，３０に対して、本発明に係るヒンジ構造を採用した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、クレーン車やブルドーザ、ホイルローダ、モータグレーダ等の他の建設機械に搭載されたキャブのドアを開閉するためのヒンジに対して、本発明のヒンジ構造を採用しても良い。

特に、上述した実施形態のような油圧ショベルやクレーン車のように、運転中に乗降用ドアを全開にした状態で作業を行う可能性がある建設機械に搭載されたキャブに対して採用されることが好ましい。
（Ｄ）
上記実施形態では、ボルトの先端に当接する相手側の部材として硬質材料からなるピンを採用していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、ピン以外に球や他の形状であってもよいし、さらには、中間部材の一部に突起を設けてその突起部分に硬質クロムメッキ等の表面処理を施しても良い。

本発明の建設機械のキャブは、ヒンジが開閉角度を広く確保しつつ、ストッパの角度精度を十分に高くできるという効果を奏することから、各種建設機械のキャブに対して広く適用可能である。

１ 油圧ショベル（建設機械）
２ 下部走行体
３ 旋回台
４ 作業機
５ カウンタウェイト
６ エンジンルーム
９ 機器室
１０ キャブ
１１ ブーム
１１ａ 油圧シリンダ
１２ アーム
１２ａ 油圧シリンダ
１３ バケット
１３ａ 油圧シリンダ
１９ 側壁部（壁）
１９ａ 端部
２０ 乗降用ドア（ドア）
２０ａ 端部
２５ インナーハンドル
２６ 係止機構
２７ ストライカ
２８ ロックプレート（係合部材）
２９ ヒンジ
３０ ヒンジ
３１ 第１部材
３１ａ 第１支持部
３２ 第２部材
３２ａ 第２支持部
３２ｂ 突起
３３ 中間部材
３３ａ 軸筒
３３ｂ 軸筒
３３ｃ 突起
３３ｄ ネジ穴
３６ 第１回動軸
３７ 第２回動軸
４１ ドア閉じ側ストッパ（第１ストッパ）
４２ ドア開き側ストッパ（第１ストッパ）
４３ ドア閉じ側ストッパ（第２ストッパ）
４４ ドア開き側ストッパ（第２ストッパ）
５１ 第１当接部（当接部）
５２ 第２当接部（当接部）
５３ 第３当接部（当接部）
５４ 第４当接部（当接部）
５５ 第５当接部（当接部）
５６ 第６当接部（当接部）
５７ 第７当接部（当接部）
５８ 第８当接部（当接部）
６１ 固定部材
６１ａ 壁部
６１ｂ 側壁部
６１ｃ 係合凹部
６２ 第１回動部
６３ 第１突出部
６４ 凹部
６５ 第２突出部
６６ 突出係合部
６７ 凹部
７１ ストッパプレート
７２ 第２回動部
７３ 第１延長部
７３ａ 時計回り側の面
７４ 先端凹部
７４ａ 先端凸部
７５ 第２延長部
７６ ワイヤー
Ａ〜Ｆ 方向
ｄ 幅
Ｓ 隙間

Claims (6)

1. 運転席の周囲が壁部によって囲まれており、オペレータが乗降するためのドアがヒンジを介して前記壁部に対して回動可能な状態で装着される建設機械のキャブであって、
   前記壁部に固定される第１部材と、前記ドアに固定される第２部材と、前記第１部材と前記第２部材との間に配置される中間部材と、前記第１部材と前記中間部材とを回動可能な状態で連結する第１回動軸と、前記第２部材と前記中間部材とを回動可能な状態で連結する第２回動軸と、を有し、前記ドアの上下端部から所定の距離だけ離れた位置にそれぞれ取り付けられたヒンジと、
   外側面に第１切欠き部が形成された前記壁部と、
   外側面に第２切欠き部が形成された前記ドアと、
   前記第１部材に対する前記中間部材の回動角度を第１の角度に規制する第１ストッパと、
   前記第２部材に対する前記中間部材の回動角度を第２の角度に規制する第２ストッパと、
   前記第２ストッパに設けられており、前記中間部材に対して軸方向に移動して前記第２の角度を調整するボルト部材と、
   を備え、
   前記第１切欠き部には前記第１部材が固定され、
   前記第２切欠き部には前記第２部材が固定され、
   前記ヒンジの最も外側の仮想面は、前記ドアを閉めた状態において、前記壁部および前記ドアの外表面と略同一平面となる、
   建設機械のキャブ。
2. 前記第１部材の取り付け面と前記第１回動軸の外周面との距離が前記第１切欠き部の深さとほぼ一致するように、前記前記第１回動軸が配置されており、
   前記第２回動軸は、前記ドアの端面に近接配置されている、
   請求項１に記載の建設機械のキャブ。
3. 前記中間部材の連結部分の幅は、前記ドアを全開状態とした場合における前記ドアと前記壁部との間の隙間の大きさと一致する、
   請求項１に記載の建設機械のキャブ。
4. 前記中間部材の連結部分の幅は、１０〜４０ｍｍである、
   請求項３に記載の建設機械のキャブ。
5. 前記第１の角度は９０度であり、前記第２の角度は９０度である、
   請求項４に記載の建設機械のキャブ。
6. 前記第１回動軸は、前記壁の端部から前記中間部材の長さに対応する位置に設けられており、
   前記第２回動軸は、前記ドアの端部に設けられている、
   請求項１または２に記載の建設機械のキャブ。

Images