JP5249268B2 - ワイパー作動防止装置 - Google Patents

Description

本発明は、建設機械のワイパー作動防止装置に関する。

従来、建設機械では、キャブ前面のガラス窓がキャブフレーム前面部分から天井部分まで移動可能に構成されたものが存在し、ガラス窓用のワイパーは、ガラス窓上に支持されていた。このような構成のガラス窓の場合、ガラス窓部分にワイパーの支承部やワイパーモータが設けられるため、ガラス窓からの視界が遮られてしまうことになる。

そこで、近年では、ワイパーをキャブフレームに支持させた構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような構成とすることで、ガラス窓上へのワイパー関連部品の取り付けを回避し、ガラス窓を通した前方視認性を向上させている。

ところで、ワイパーは、ガラス窓との間に隙間を生じさせないように、ガラス窓に向けて付勢されている。ワイパーがガラス窓上に支持されている場合、ワイパーは、ガラス窓と共に移動して、常にガラス窓上に位置するため、ガラス窓を開けた状態でワイパーが作動しても、ワイパーは常にガラス窓上を動くことになり、キャブフレームとの干渉は生じない。

特開平１１−９３５１１号公報

しかしながら、ワイパーがキャブフレームに支持された構成においてガラス窓を天井部分に移動させた場合、キャブ室内方向へのワイパーの付勢により、ワイパーがキャブフレーム側に傾倒してしまう。従って、この状態でワイパーが作動すると、ワイパーがキャブフレームと干渉してしまうという問題が発生する。

これに対しては、ガラス窓が天井部分に移動したときのガラス窓の動きを検出してワイパーの作動を防止することが考えられる。しかし、キャブフレームに対するガラス窓の支持構造によっては、ガラス窓を天井部分に移動させた状態で何らかの理由によりキャブフレームに衝撃が加わると、ガラス窓の位置が上下方向に変化したり、ガラス窓が振動したりするため、ガラス窓の動きの検出精度が十分に確保できず、ワイパーの作動を防止できないことが考えられる。このような傾向は、特に、ガラス窓用のガイドレールをキャブフレームの前面部分のみに設け、かつガラス窓をリンクで支持する構成の場合に顕著であり、この場合にはワイパーの作動を確実に防止することが困難であった。

本発明の目的は、ガラス窓を開けた状態でのワイパーの作動を確実に防止できるワイパー作動防止装置を提供することである。

本発明のワイパー作動防止装置は、建設機械のキャブフレーム前面部分から天井部分にかけて移動自在に取り付けられたガラス窓のワイパーの作動を防止するワイパー作動防止装置であって、前記ガラス窓を前記キャブフレームに回動自在に支持するリンクが、前記ガラス窓が天井部分に達したときのリンク位置にあることを検出するリンク動作検出手段と、前記リンク動作検出手段の検出結果に基づいて、前記ワイパーの作動を防止する制御回路とを備え、前記リンク動作検出手段は、前記キャブフレームにおける前記リンクの一端側の支点近傍に設けられていることを特徴とする。

本発明において、前記リンク動作検出手段は、前記リンクの動作方向に沿って突没するスイッチ部を有することが望ましい。

本発明のワイパー作動防止装置によれば、ガラス窓の動作を検出するのではなく、ガラス窓を支持するリンクの動作を検出し、その検出結果に基づいてワイパーの作動を防止するので、ガラス窓を天井部分に移動させた状態でのガラス窓の上下方向の変位や振動の影響をうけにくく、ガラス窓の動きに追従するリンクの動作の検出精度を確保することができる。従って、ガラス窓が開いたことを正確にとらえることができるので、ガラス窓を開けた状態でのワイパーの作動を確実に防止できる。

本発明において、リンク動作検出手段がキャブフレームにおけるリンクの支点近傍に設けられた場合、リンクの回動中心の近傍にリンク動作検出手段が設けられることになるので、ガラス窓を上下方向の変位や振動の影響を一層受けにくくなる。従って、ガラス窓を開けた状態でのワイパーの作動をより確実に防止できる。

本発明において、リンク動作検出手段がリンクの動作方向に沿って突没するスイッチ部を有する場合、リンクの動作方向とスイッチ部の突没方向とが同じになるので、ガラス窓の開動作に伴ってリンクが動作するだけで、リンクがスイッチ部を押すことになる。従って、簡易な構成でガラス窓の開動作を検出できる。

本発明の一実施形態に係る建設機械を示す側面図。 建設機械に搭載されたキャブの正面図。 キャブを断面して示す側面図。 キャブの正面部分に取り付けられるガラス窓の背面図。 建設機械のワイパー作動防止装置を構成するリンク動作検出手段を示す斜視図。 ワイパー作動防止装置の作用を説明するための図。 ワイパー作動防止装置の作用を説明するための別の図。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１には、本発明の実施形態に係る油圧ショベル（建設機械）１が示されている。この油圧ショベル１は、車両本体２、走行装置３、作業機４、およびキャブ５を備えて構成される。

車両本体２は、前方側に設けられた作業機４と、略中央部に設けられたキャブ５と、後方側に設けられたエンジン６と、図示を略したが、エンジン６によって駆動される油圧ポンプを含む油圧回路とを搭載している。
走行装置３は、車両本体２の下部に設けられ、車両本体２を水平方向に回転自在に支持している。この走行装置３は、左右一対のクローラ式の走行体３１を備えている。

作業機４は、車両本体２を構成するメインフレームに対して上下方向に揺動自在に軸支されるブーム４１と、ブーム４１の先端に揺動自在に設けられるアーム４２と、アーム４２の先端に設けられるバケット４３と、ブーム４１を駆動するブームシリンダ４４と、アーム４２を駆動するアームシリンダ４５と、バケット４３を駆動するバケットシリンダ４６とを備えて構成される。

この作業機４には、車両本体２内部に設けられた油圧回路から圧油が供給され、各シリンダ４４〜４６を圧油によって伸縮させることにより、バケット４３を上下方向に移動させたり、バケット４３の姿勢を変更したりすることができ、掘削作業、地均し作業、土砂積み込み作業等の様々な作業を行うことができる。

作業機４の操縦は、操縦室となるキャブ５に乗車したオペレータが内部に設けられる操縦レバーを操作することによって行うことができる。また、キャブ５の内部には、図示しないワイパー作動スイッチや、ワイパーの作動を制御する制御回路７が設けられ、オペレータがワイパー作動スイッチを操作することによって、制御回路７がワイパーモータを駆動してワイパー５５（図２参照）を作動させる。

図２および図３に示すように、キャブ５は、前面部５Ａ、左右側面部５Ｂ、背面部５Ｃ（図３参照）、床面部５Ｄ、および天井面部５Ｅを備えたボックス状に構成され、前面部５Ａ、左右側面部５Ｂ、背面部５Ｃ、天井面部５Ｅ、および床面部５Ｄは、キャブフレーム５１によって支持される。

図３に示すように、キャブフレーム５１は、底面部分に設けられる矩形枠状の基部５１１と、基部５１１の後端の角隅部に立設される背面柱部材５１２と、基部５１１の前端の角隅部から各背面柱部材５１２の上端に向かって延びる側面柱部材５１３とを備えている。側面柱部材５１３の前面部分には、ガイドレール５１４が設けられ、ガイドレール５１４の下端部には、キャブ５の前方側に湾曲した湾曲部５１４Ａが形成されている。

図２に示すように、キャブ５の前面部５Ａには、上下に分割してガラス窓５２，５３が取り付けられ、キャブ５の天井面部５Ｅには、ガラス窓５４が取り付けられている。また、側面柱部材５１３の前面部分には、ワイパーモータの駆動によりガラス窓５３上を揺動するワイパー５５が設けられ、側面柱部材５１３の天井部分には、ワイパー５５の作動を防止するためのリミットスイッチ（リンク動作検出手段）５６が設けられている。

本発明のワイパー作動防止装置は、このリミットスイッチ５６および制御回路７（図１参照）を備えて構成される。
ガラス窓５２は、キャブ５の前面下部を覆っており、キャブ５の前方下側の視界を遮らないようになっている。

図４に示すように、キャブ５の正面上部側のガラス窓５３は、窓ガラス本体５３１、窓枠体５３２、ガイド輪５３３、およびロック機構５３４を備えて構成されている。
窓ガラス本体５３１は、矩形板状の透光性ガラスから構成され、図４では図示を略したが、外側の外周面に沿ってガスケットが設けられている。

窓枠体５３２は、窓ガラス本体５３１の後面に設けられる鋼製の矩形枠状体から構成され、窓枠体５３２および窓ガラス本体５３１の間は、シリコーン等の弾性接着剤で接合されている。また、この窓枠体５３２の後面、すなわちキャブ５の操縦室内側の面には、把手５３２Ａが設けられている。

ガイド輪５３３は、ガイドレール５１４（図３参照）の凹部に挿嵌され、ガラス窓５３をスムーズに摺動させるものであり、窓枠体５３２下端における両側の角隅部の側面に回転自在に取り付けられている。
ロック機構５３４は、窓枠体５３２の側面の面外方向に突没自在に設けられ、かつ突出方向に付勢されたラッチ５３４Ａと、このラッチ５３４Ａを突没させるためのレバー５３４Ｂとを備えている。

このような構成のガラス窓５３は、図３に示すように、ガイドレール５１４の凹部にガイド輪５３３が挿嵌されるとともに、左右のリンク５７で側面柱部材５１３に支持されて、キャブフレーム５１に取り付けられている。また、各リンク５７とキャブフレーム５１とは、ダンパ５８で連結されている。

左右のリンク５７は、それぞれの一端側が側面柱部材５１３に回動自在に支持され、他端側はガラス窓５３を回動自在に支持している。このリンク５７には、ガラス窓５３のロック機構５３４に対応して断面凹状の係合部５７１が設けられ、この係合部５７１にラッチ５３４Ａが係合可能となっている。

このような支持構造により、ガラス窓５３は、キャブフレーム５１に対してガイドレール５１４を介してスライド自在に取り付けられ、キャブフレーム５１の前面部分から天井部分まで移動させることができるようになっている。この際のガラス窓５３の移動は、リミットスイッチ５６により検出される。

図５に示すように、リミットスイッチ５６は、本体部５６１と、本体部５６１に突没自在に設けられたスイッチ部５６２とを備えている。このリミットスイッチ５６は、リンク５７のキャブフレーム５１側の支点Ａ近傍に設けられ、スイッチ部５６２が下向きの状態で、Ｌ字状のブラケット５６Ａを介してキャブフレーム５１に固定されている。

次に、キャブ５内でのガラス窓５３の動きを説明しつつ、ワイパー作動防止装置の作用について説明する。
図３に示すように、ガラス窓５３がキャブフレーム５１の前面部分に固定されている状態では、ガラス窓５３の下端部分のガイド輪５３３は、ガイドレール５１４下端の湾曲部５１４Ａの先端部分に収納されている。この状態では、ロック機構５３４のラッチ５３４Ａが、側面柱部材５１３に設けられた係合凹部５１３Ａと係合することにより、ガラス窓５３がキャブフレーム５１に固定されている。また、リミットスイッチ５６は開放されているため、ワイパー５５は作動可能な状態となっている。

図３において、ロック機構５３４のレバー５３４Ｂ（図４参照）を押し下げると、ラッチ５３４Ａと係合凹部５１３Ａとの係合が解除される。
続けて、オペレータがガラス窓５３の把手５３２Ａを持ちながら、ガラス窓５３を後ろ上方に押し上げると、ガラス窓５３のガイド輪５３３は、ガイドレール５１４に沿って摺動するとともに、リンク５７は、キャブフレーム５１側の支点Ａを中心に回動する。これにより、ガラス窓５３は、図６に示すように、斜め上方に移動した後、図７に示すように、キャブ５内の天井部分に収納される。

このようにガラス窓５３を天井部分に収納することにより、バケット４３を直接目視しながら操縦を行うことが可能となる。また、ガラス窓５３をガイドレール５１４に沿ってスライドさせて天井部分に収納するような構成となっているため、取り外し時に収納場所に困ることもなく、狭いキャブ５内でガラス窓５３が邪魔になることもない。

ガラス窓５３が天井部分に向けて移動する際、リンク５７は、キャブフレーム５１側の支点Ａを中心として、リミットスイッチ５６に向かって回動する。ガラス窓５３がすべて天井部分に移動しきる前に、リンク５７は、リミットスイッチ５６のスイッチ部５６２に当接し、スイッチ部５６２を本体部５６１内に没入させる。その結果、リミットスイッチ５６は、ガラス窓５３が開けられたことを示す信号を制御回路７（図１参照）に送り、制御回路７は、ワイパー５５の作動を防止する。

さらに、ガラス窓５３がすべて天井部分まで移動した際は、ロック機構５３４のラッチ５３４Ａがリンク５７の係合部５７１に係合することで、リンク５７に対するガラス窓５３の動きが規制され、ガラス窓５３が天井部分に保持される。

ここで、ロック機構５３４の操作の容易性およびロックの確実性を確保するため、係合部５７１における開口の寸法は、ラッチ５３４Ａの寸法に対してやや大きくなっており、ラッチ５３４Ａは、ある程度のがたつきを許容した状態で係合部５７１に係合している。
また、ガラス窓５３は、リンク５７やダンパ５８によりキャブ５の天井部分に保持されているが、天井面部５Ｅや側面柱部材５１３の天井部分には固定されていないため、ガラス窓５３を天井部分に固定した場合に比べて、ガラス窓５３が上下方向に振動しやすい。

しかしながら、リミットスイッチ５６をリンク５７のキャブフレーム５１側の支点Ａ近傍に設けているので、たとえガラス窓５３が天井部分に保持された状態で振動しても、リミットスイッチ５６に対するリンク５７の変位は非常に小さいものとなる。従って、ガラス窓５３が天井部分まで移動した際は、リンク５７が、確実にリミットスイッチ５６のスイッチ部５６２を本体部５６１に押し込むので、リミットスイッチ５６は、ガラス窓５３が開けられた状態を正確に検出できる。

一方、天井部分に収納されたガラス窓５３を前面部分に移動させる際には、オペレータは、ロック機構５３４のレバー５３４Ｂ（図４参照）を押して、リンク５７の係合部５７１に対するラッチ５３４Ａの係合状態を解除させた後、把手５３２Ａを持ってガラス窓５３をキャブ前方側にスライドさせ、さらにガイドレール５１４に沿って下方にスライドさせる。

これに伴い、リンク５７は、図６に示すように、キャブフレーム５１側の支点Ａを中心として回動し、リミットスイッチ５６から離れる。その結果、リミットスイッチ５６は、ガラス窓５３が閉じられたことを示す信号を制御回路７（図１参照）に送り、制御回路７は、ワイパー５５の作動防止状態を解除する。

ガラス窓５３のガイド輪５３３がガイドレール５１４の湾曲部５１４Ａに達したら、オペレータは、ガラス窓５３をキャブ前方側に押しながら、ガイド輪５３３を湾曲部５１４Ａの先端に押し込む。
図７に示すように、ガイド輪５３３が湾曲部５１４Ａに収納されると、ガラス窓５３がキャブ５の前面部分の所定位置に収まり、ロック機構５３４のラッチ５３４Ａが側面柱部材５１３の係合凹部５１３Ａに係合して、ガラス窓５３がキャブフレーム５１に固定される。

以上のような構成のワイパー作動防止装置によれば、リミットスイッチ５６は、ガラス窓５３の動作を直接検出するのではなく、ガラス窓５３を支持するリンク５７の動作を検出するため、ガラス窓５３の振動の影響を受けにくくなる。特に、リミットスイッチ５６を、キャブフレーム５１におけるリンク５７の回動中心である支点Ａ近傍に設けたので、ガラス窓５３が天井部分に保持された状態でガラス窓５３が振動しても、リミットスイッチ５６に対するリンク５７の変位は非常に小さいものとなる。従って、ガラス窓５３が開いたことを正確にとらえることができるので、ガラス窓５３を開けた状態でのワイパー５５の作動を確実に防止できる。

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、リンク動作検出手段としてリミットスイッチ５６が用いられていたがこれに限られない。要するに、リミットスイッチ５６が、リンク５７の動作を検出してガラス窓５３の開状態を認識できればよく、他の接触式のスイッチや、非接触式のスイッチを用いてもよい。

前記実施形態では、リミットスイッチ５６は、ブラケット５６Ａを介してキャブフレーム５１の側面柱部材５１３に取り付けられていたが、これに限られない。要するに、リンク５７がリミットスイッチ５６のスイッチ部５６２に当接して、スイッチ部５６２を本体部５６１に押し込めればよく、例えば、リミットスイッチ５６を側面柱部材５１３に直接固定してもよい。

また、前記実施形態では、リンク５７がリミットスイッチ５６のスイッチ部５６２を直接押していたがこれに限られず、リンク５７が、中間部材を介してスイッチ部５６２を間接的に押すようにしてもよい。
前記実施形態では、油圧ショベル１に本発明を適用していたが、これに限らず、ホイルローダ等の他の作業機械に本発明を適用してもよい。

本発明は、油圧ショベルに利用できる他、スライド式のガラス窓を有する他の建設機械にも利用することができる。

１…油圧ショベル（建設機械）、５…キャブ、７…制御回路、５１…キャブフレーム、５３…ガラス窓、５５…ワイパー、５６…リミットスイッチ（リンク動作検出手段）、５７…リンク、５１４…ガイドレール、５６２…スイッチ部、Ａ…支点。

Claims (2)

1. 建設機械のキャブフレーム前面部分から天井部分にかけて移動自在に取り付けられたガラス窓のワイパーの作動を防止するワイパー作動防止装置であって、
   前記ガラス窓を前記キャブフレームに回動自在に支持するリンクが、前記ガラス窓が天井部分に達したときのリンク位置にあることを検出するリンク動作検出手段と、
   前記リンク動作検出手段の検出結果に基づいて、前記ワイパーの作動を防止する制御回路とを備え、
   前記リンク動作検出手段は、前記キャブフレームにおける前記リンクの一端側の支点近傍に設けられている
   ことを特徴とするワイパー作動防止装置。
2. 請求項１に記載のワイパー作動防止装置において、
   前記リンク動作検出手段は、前記リンクの動作方向に沿って突没するスイッチ部を有する
   ことを特徴とするワイパー作動防止装置。

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