JP5576351B2 - 作業機 - Google Patents

Description

本発明は建設機械等の作業機に係り、特にその緊急脱出時に使用される脱出窓を備えた作業機に関する。

建設機械は不整地でも使用されるので、万が一の転倒等にも対応できるよう、緊急脱出用の窓が備えられている。この緊急脱出用窓には、通常時には気密性が求められ、緊急時には素早く手軽な動作で脱出経路が確保されることが求められている。このような車両用の窓の構造の例が、特許文献１に記載されている。

この特許文献１に記載の車両用窓ガラスにおいては、溝状くぼみを有するU字型輪郭部を窓ガラスのほぼ全周縁部に取り付けられている。U字型輪郭部は、窓枠との間で変形しながら押圧力を発生するリップを有し、U字型輪郭部の溝部には接着剤組成物が導入される。接着剤組成物はU字型輪郭部には接着しないが窓枠には接着し、U字型輪郭部には押圧力により、機械的に接触している。緊急時には、窓ガラスを内側から容易にかつ迅速に押し出せるように、可撓性コードが溝状くぼみの底部に配設されている。緊急時には、このコードを引き抜くと、U字型輪郭部が変形し、接着剤組成物がU字型輪郭部から飛び出し、窓ガラスが外側へ押し出される。

作業機からの緊急脱出用窓構造の他の例が、特許文献２に記載されている。この公報に記載の脱出窓においては、窓ガラスを窓枠に保持し、窓枠に形成した溝と作業機の側板のフランジ部(周縁部)とを断面U字型の帯状挟持対で保持している。この帯状挟持体は窓ガラスのほぼ全周にわたり形成されるが、窓枠は一部が欠損しており、この欠損部にひも付きの細長部材を配置する。帯状挟持体は細長部材のほぼ中央に切れ目を有しており、ひも付きの細長部材を引っ張ると、帯状挟持体の窓枠の保持が外れ、窓枠が外側に押し出される。

特開平０９−１０９６７１号公報 特開平０９−２６３１２４号公報

田村、小松 「油圧ショベルにおける安全に対する取り組み」 建設機械 ２００８年１月号 ２３頁〜２６頁

上記特許文献１に記載の従来の車両では、ほぼ垂直に配置される窓枠に窓を取り付けている。その際、窓の周縁部に沿って緊急脱出用の可撓性のコードを配置し、窓枠の下辺中央部付近にコードの両端部をはみ出させている。しかしながら、油圧ショベル等の建設機械では、窓を緊急に取り外す必要があるような事態は、例えば横転等のような重大事故の際であり、そのような事態においても建設機械のオペレータが迅速かつ容易に脱出するには、コードを引き抜く動作は必ずしも適しているわけではない。

つまり、この引用文献１では対象が自動車等の車両であるから、横転等の事故はほとんどありえず、搭乗者は座席に着座した状態を保つことが多く、コードを取り外すのが比較的容易である。これに対し、横転事故では搭乗者は座席に着座していても、横向きまたは逆さ向き等の重力方向と異なる姿勢になるので、コードを引き抜く動作が困難になる。また、横転等の事故では、コードを引き抜くスペースも限られる。

また、上記特許文献２に記載の緊急脱出用窓枠構造では、特許文献１と同様に窓枠の下辺中央部に、窓を固定する挟持体を外して窓部を開放するひも付きの細長部材を配置することが開示されている。しかしながらこの公報に記載のものにおいても、横転事故のような重大事故時に、オペレータが体の向きや姿勢を確保できず、また動作スペースが限られる状況で、素早く窓を開放する動作をさせることについては、考慮されていない。

接着固定式の窓ガラスが取り付けられた窓から、緊急避難するためには、窓ガラスを気密材から外し、窓ガラスを保持している部材を取り除くという２つの操作が必要である。しかしながら、緊急時の慌てている状態で、この２つの操作を手際よく行うには困難が伴う。

本発明は上記従来技術の不具合に鑑みなされたものであり、その目的は、通常状態では十分な気密性を有しながら、緊急脱出等が必要な緊急時には簡単な動作で脱出用窓を開放できるようにすることにある。本発明の他の目的は、緊急時には窓ガラスを気密材から外し、窓ガラスを保持している部材を取り除くという作業を、同時または一つの動作で可能にすることにある。

上記目的を達成する本発明の特徴は、下部走行体と、キャブを有する上部旋回体と、フロントとを備える作業機において、前記キャブを構成する天井面及び４周面の少なくともいずれかの壁面に取り外し可能に脱出用窓を設け、この脱出用窓は透明または半透明な窓部材と、この窓部材の４周部を挟持する弾性体からなる挟持部材と、この挟持部材と一体的に形成された突起状の複数の窓保持部とを有し、この窓保持部は弾性変形しながら前記壁面に形成した複数の係止部に係止し、前記窓保持部はゴムであり、先端部側が切頭円錐形状で根元側を円柱形状としたことにある。

そしてこの特徴において、前記窓保持部は、先端部に大径部を有する段差状の突起であり、前記壁面に形成した係止部は、この突起が係止する穴であるのがよく、前記壁面に形成する複数の係止部は、この作業機の外表面側に形成されており、前記脱出用窓を内部から押したときにこの脱出用窓が作業機外部側に外れるように構成されていることが望ましい。また、前記壁面がキャブに設けられた操作席の背後に位置する背部壁面であることが好ましい。

本発明によれば、建設機械の脱出用窓に用いる窓部材の外周部に弾性体からなる挟持部材を設け、この挟持部材に突起状の複数の窓保持部を設けて、この窓保持部を壁面に設けた複数の係止部に係止して窓部材を脱出用窓として利用するようにしたので、通常状態では十分な機密性を有しながら、緊急脱出等が必要な緊急時には簡単な動作で脱出用窓を開放できる。また、緊急時には窓部材を挟持部材から外し、窓部材を保持している部材を取り除くという作業が、同時または一つの動作で可能になる。

本発明に係る作業機の一実施例の側面図。 図１に示した作業機のキャブの斜視図。 図２に示したキャブの背部壁面の内面からの視図。 図３に示したキャブ背部壁面に形成された脱出用窓の詳細を示す図。 図４中のＡ部の詳細図。 図５中のＢ部材の縦断面図。 本発明に係る作業機に用いる脱出用窓の他の実施例の図。

以下、本発明のいくつかの実施例を、図面を用いて説明する。図１に、キャブ４を有する作業機１００の一実施例を、正面図で示す。図２は、図１に示した作業機１００からキャブ4の部分を取り出して示した斜視図である。図３は、キャブ４を構成する背部壁面の正面図であり、図２に示したキャブ４内からの視図である。図４は、背部壁面の上部を構成する脱出窓部の正面図であり、図５は脱出窓部を保持する保持部の拡大斜視図、図６は保持部に用いる保持手段の縦断面図である。

作業機１００は、例えば掘削用の油圧ショベルである。図１に示した作業機１００は、油圧ショベルであり、無限軌道履帯を取り付けた下部走行体１と、この下部走行体１上に旋回可能に搭載された上部旋回体２とを有している。下部走行体１と上部旋回体２の間には、上部旋回体２の旋回を制御する旋回装置３が設けられている。上部旋回体２では、前部に作業者が搭乗して操作するキャブ４を、後部にはこの作業機１００を駆動および制御するためのエンジンや油圧ポンプが格納された機械室５が配置されている。

上部旋回体２の前方には、俯仰動可能にフロント６が取り付けられている。フロント６は、基端側が旋回体２に取り付けられたブーム７と、このブーム７の基端側とは反対端側に接続されるアーム８と、アーム８の先端に取り付けられ掘削等に供するバケット等のアタッチメント９とから構成される。そして、これらブーム７およびアーム８、バケット９には、それぞれブームシリンダ１０、アームシリンダ１１、バケットシリンダ１２等の油圧アクチュエータが配設されている。図示を省略したが、キャブ４内には運転席が配設されており、操作レバー等の操作手段が取り付けられている。

次に、図２を用いてキャブ４について説明する。通常キャブ４は、作業機の１００左前方に設けられる。そのため、左側壁面２３に開閉可能な扉が設けられており、右側壁面２１にはほぼ床面まで視界を確保できる透明の窓が形成されている。また、天井壁面２５には、必要に応じて開閉可能な天窓が設けられることもあり、その場合、視界の確保等に利用される。

前方壁面２２は、透明なシールド板で形成されており、ほぼ足元から天井壁面までの視界が確保されている。これにより、運転席からの死角の少ない広範囲の視界を確保し、作業者への負担、疲労を軽減し、かつ周囲作業者の安全も確保している。作業者が着座する運転席(図２では図示を省略)の後方には、上部に透明の窓が設けられた背部壁面２４が設けられている。背部壁面２４の下部は室内空調のための空調機等を保護するのに使用される。ここで、前方及び後方の窓面積を拡大し、視界を向上させるために、キャブピラー２６は、高強度で小断面のパイプとなっている。

このように構成したキャブ４を有する作業機１００では、非特許文献１に記載されているように、従来はキャブからの緊急脱出用にガラスを破砕可能なハンマを標準装備していた。また、天窓を脱出可能な大型、かつ開放可能な構造としていた。しかし、この非特許文献１に記載されているように、油圧ショベルの事故の３３％が転落及び横転に起因するものであるから、転倒や落石のリスクを伴う悪条件の現場でも作業者の安全を確保するために、更なる安全策の要求が高まっている。

そこで作業機１００が横転したり落石があっても、損傷が最も少ないと考えられる作業機１００の部位であるキャブ４の背部壁面２４の窓を、本発明では脱出用窓３０として利用している。特に図３に示すように、視界確保のために背部壁面２４の窓面積を確保しているので、作業者が脱出するのには、背部壁面２４に比べて変形が生じやすい天窓よりも、背部壁面２４が適している。

背部壁面２４に形成した脱出用窓３０の詳細を、図４ないし図６を用いて以下に説明する。図４(ａ)は、脱出用窓３０の正面図であり、図４(ｂ)は脱出用窓３０の断面図である。脱出用窓３０は、図３に示した背部壁面２４のキャブピラー２６間に取り付けられる。脱出用窓３０の大きさは、例えばバケット容量１．２ｍ^３クラスの作業機１００では、幅方向に８００ｍｍ程度、高さ方向に６００ｍｍ程度である。

図４(ａ)に示すように、脱出用窓３０は、透明な強化ガラスで構成される矩形状の窓部材３１と、この窓部材３１の周囲の４辺を覆い窓部材３１を保持する枠状部材３２とを有している。枠状部材３２の各辺の中間部及び角部には、複数個の窓保持部３３が形成されている。複数個の窓保持部３３は、枠状部材３２に一体的に形成されている。枠状部材３２は、断面Πの字型をしており、Πの中間にガラスの窓部材３１を保持している。窓状部材３２の材質は、硬質ゴムである。

図５に、図４のＡ部を拡大して斜視図で示す。この図５では、窓保持部３３を枠状部材３２と一体的に形成しているが、枠状部材３２に穴を形成し、この穴に窓保持部材３３ａを締まり嵌めや接着剤を併用して嵌合させるようにしてもよい。なお、別部材の窓保持部材３３ａを、接着剤等を使用して枠状部材３２に嵌合させて使用する場合には、この嵌合部の強度が、後述するキャブピラー２６への窓保持部材３３ａの取り付け強度以下にする必要がある
図５で示した窓保持部３３は、先端側が切頭円錐形をしており、その下部に切頭円錐の半径よりも小径の軸が形成されており、全体として、茸形状となっている。脱出用窓３０をキャブピラー２６に取り付けたときの断面形状を、図６に示す。キャブピラー２６の外表面には、この脱出用窓３０を取り付けるための取り付け穴３４が形成されている。

キャブ４内は図示しない空調機で空調されているので、通常使用時に背部壁面２４の脱出用窓取り付け部、すなわちキャブピラー２６の取り付け穴３４の形成部近傍は、気密になる必要がある。そのため、取り付け穴３４に窓保持部３３を嵌合させたときに、窓保持部３３に作用する引っ張り力が、枠状部材３２とキャブピラー２６間の押圧力に変換されて、枠状部材３２がキャブピラー２６に密着されるようにする。窓保持部３２の寸法及び個数は、この確保する押圧力に応じて決定される。

例えば、窓保持部３３の軸部４１の直径φｄ１は、φｄ１＝１０〜１５ｍｍ程度にし、切頭円錐部４２の最大直径φｄ２は、φｄ２＝１５〜２０ｍｍ程度にする。また、軸部４１の取り付け前の軸長Ｌ１は、キャブピラー２６に形成した取り付け穴３４の穴深さＬ２よりも短くする。これにより、枠状部材３２とキャブピラー２６間の押圧力を確保する。

このように構成した作業機１００のキャブ４において、非常時の脱出方法を以下に説明する。作業者は横転等により作業機１００が傾き、非常事態と感じたら運転席を降り、背後にある脱出用窓３０を手で押す。作業機１００では非常事態には左右の側面やフロントのある前面には、脱出ルートを確保しにくく、また天井面も変形することが想定される。一方、背後の比較的構造強度が高い脱出用窓３０は変形することが少ないので、手でも開放できる。脱出用窓３０を手で押せば、脱出用窓３０をキャブピラー２６に取り付けている係合部が作業機１００の外表面側に設けられているので、脱出用窓３０はキャブ４の外側に落ちるだけで内側に入ることはなく、広い退避路を確保できる。また、脱出用窓３０とキャブピラー２６間は、手で押しても取れる程度の密着強度であるから、場合によっては、事故の衝撃だけで脱出用窓３０の係合部が外れることもある。この場合でも脱出用窓３０がキャブ４の内部に入ることがないので、作業者が負傷する可能性は低下する。

本発明に係る脱出用窓３０の他の例を、図７に示す。本実施例が上記実施例と異なるのは、枠状部材３２ａの断面形状を平面ではなく、凹凸を有する形状としたことにある。このような形状とすることにより、枠状部材３２ａとキャブピラー２６の密着度を高めて、窓保持部３３の応力を低減させ、窓保持部３３の信頼性が向上する、または、窓保持部３３を小型化することが可能になる。

上記実施例では、窓保持部自体を弾性変形させてキャブピラーに密着させるようにしているが、窓保持部を剛性の高い材料とし、窓保持部とキャブピラー間にシート状の弾性材やシリコンゴムのような弾性材を介在させるようにしても、上記実施例と同様の効果が得られる。さらに、窓保持部の断面形状を茸形としたが、形状はこれに限るものではなく、クリスマスツリー型等であってもよい。

１…下部走行体、２…上部旋回体、３…旋回装置、４…キャブ、５…機械室、６…フロント、７…ブーム、８…アーム、９…バケット、１０…ブームシリンダ、１１…アームシリンダ、１２…バケットシリンダ、２１…右側壁面、２２…前方壁面、２３…左側壁面、２４…背部壁面、２５…天井壁面、２６…キャブピラー、３０…脱出用窓、３１…窓部材、３２…枠状部材、３３…窓保持部、３３ａ…窓保持部材、３４…取り付け穴、４１…軸部、４２…切頭円錐部
１００…作業機。

Claims (4)

1. 下部走行体と、キャブを有する上部旋回体と、フロントとを備える作業機において、前記キャブを構成する天井壁面及び４周面の少なくともいずれかの壁面に取り外し可能に脱出用窓を設け、この脱出用窓は透明または半透明な窓部材と、この窓部材の４周部を挟持する弾性体からなる挟持部材と、この挟持部材と一体的に形成された突起状の複数の窓保持部を有し、この窓保持部は弾性変形しながら前記壁面に形成した複数の係止部に係止し、前記窓保持部はゴムであり、先端部側が切頭円錐形状で根元側が円柱形状であることを特徴とする作業機。
2. 前記窓保持部は、先端部に大径部を有する段差状の突起であり、前記壁面に形成した係止部は、この突起が係止する穴であることを特徴とする請求項１に記載の作業機。
3. 前記壁面に形成する複数の係止部は、この作業機の外表面側に形成されており、前記脱出用窓を内部から押したときにこの脱出用窓が作業機外部側に外れるように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の作業機。
4. 前記壁面がキャブに設けられた操作席の背後に位置する背部壁面であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の作業機。

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