JP5822576B2 - 建設機械のワイパー駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、建設機械のワイパー駆動装置に係り、特に、メンテナンス性の向上を図った建設機械のワイパー駆動装置に関する。

ホイールローダー、振動ローダー及び油圧ショベル等の建設機械のワイパー駆動装置として、ワイパーアームを揺動させるワイパー駆動ユニットを、操縦席のフロントガラス下部の後方に、フロントガラスと操縦室内のステアリングコラムとの間に位置して配設したものが知られている（特許文献１）。

このワイパー駆動装置によれば、ワイパー駆動ユニットが操縦者から見てステアリングコラムの陰に隠れるので操縦者の視界の妨げとなることはなく、ワイパー駆動ユニットが外部に露出することなくフロントガラスの内方に配置されるので外観（見栄え）が向上する。

かかる建設機械のワイパー駆動装置においては、ワイパー駆動ユニットのワイパーピボットシャフトを、フロントガラスに貫通形成された孔に挿通させて前方に突出させ、突出されたワイパーピボットシャフトの先端にワイパーアームを装着している。

特開２００６−１４３１００号公報

ところで、経年使用等により、ワイパー駆動ユニットの構成部品（モーター等）が故障した場合、ワイパー駆動ユニットを取り外し、メンテナンスする必要が生じる。この場合、上述したワイパー駆動装置では、ワイパーピボットシャフトの先端からワイパーワームを取り外し、ワイパー駆動ユニットを操縦室に固定しているボルトを取り外した後、ワイパー駆動ユニットを後方に移動させて、ワイパーピボットシャフトをフロントガラスの孔から引き抜くことで、ワイパー駆動ユニットをアッセンブリ状態のまま取り外せれば便利である。

しかし、ワイパー駆動ユニットの後方には、ステアリングコラムが配設されているため、ワイパー駆動ユニットを後退させてワイパーピボットシャフトをフロントガラスの孔から引き抜こうとしても、ある程度後退させたワイパー駆動ユニットがステアリングコラムに突き当たってそれ以上後退させることができず、ワイパーピボットシャフトがフロントガラスの孔から引き抜けない場合があるという問題があった。また、ステアリングコラムの代わりにエアコン部品や電装品等の障害物が邪魔になってワイパー駆動ユニットの後退が制限される場合もあった。これらの場合には、ワイパー駆動ユニットを構成部品について分解して取り外さなければならず、メンテナンス性がよいとはいえなかった。

以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、ワイパー駆動ユニットの後方にワイパー駆動ユニットの後退を制限するステアリングコラム等の障害物を有する建設機械のワイパー駆動装置において、ワイパー駆動ユニットをアッセンブリ状態のまま取り外すことができ、メンテナンス性を向上させた建設機械のワイパー駆動装置を提供することにある。

上述した目的を達成するために本発明に係る建設機械のワイパー駆動装置は、フロントガラスの後方に配置されたワイパー駆動ユニットと、フロントガラスに貫通形成された孔と、ワイパー駆動ユニットから孔を挿通してフロントガラスの前方に延出されたワイパーピボットシャフトと、ワイパー駆動ユニットの後方に配置され、ワイパー駆動ユニットの後退を制限する障害物としてのステアリングコラムカバーとを備えた建設機械のワイパー駆動装置であって、ステアリングコラムカバーが、車幅方向に所定長さ延出された後に車長方向後方に折り曲げられた端部を有し、孔が、ステアリングコラムカバーの延出方向に合わせて車幅方向に沿って長く形成された長孔から成り、ワイパー駆動ユニットが、ピボットシャフトを長孔に沿って車幅方向に移動させたとき、ステアリングコラムカバーの端部に相対向する段差部を有し、ワイパー駆動ユニットの段差部を、ステアリングコラムカバーの端部の位置に合わせることで、ワイパー駆動ユニットの後退が許容され、ワイパー駆動ユニットの取り外しが可能なことを特徴とする。

ワイパー駆動ユニットが、長孔に挿通されると共に長孔の長手方向に移動可能な凸部を有し、凸部に、ワイパーピボットシャフトが貫通されていてもよい。

凸部の頂部から長孔までの距離をＡ１、ワイパー駆動ユニットの後部から障害物までの距離をＡ２とすると、Ａ１≦Ａ２であってもよい。

ワイパー駆動ユニットの段差部の端部から前記障害物の端部までの距離をＢ１、前記ワイパーピボットシャフトの側部と前記長孔の長手方向端部との間隔をＢ２とすると、Ｂ１≦Ｂ２であってもよい。

ワイパーピボットシャフトの頂部から長孔までの距離をＣ１、段差部の底部から障害物までの距離をＣ２とすると、Ｃ１≦Ｃ２であってもよい。

ワイパーピボットシャフトが、フロントガラスに対して上方に傾斜して配置されていてもよい。

本発明に係る建設機械のワイパー駆動装置においては、ワイパー駆動ユニットの後方にワイパー駆動ユニットの後退を制限する障害物としてステアリングコラムカバーが存在するものの、ワイパー駆動ユニットのワイパーピボットシャフトをフロントガラスに形成された長孔に沿って車幅方向に移動させ、ワイパー駆動ユニットの段差部を、ステアリングコラムカバーの端部の位置に合わせることで、ワイパー駆動ユニットの後退が許容される。この結果、ワイパー駆動ユニットをアッセンブリ状態のまま取り外すことができるようになり、メンテナンス性が向上する。

本発明の一実施形態に係る建設機械のワイパー駆動装置が備えられたキャブ（操縦室）の外観を表す斜視図である。 図１の長孔の部分の拡大図であり、（ａ）は通常時、（ｂ）はワイパー駆動ユニットの取外時を示す。 ワイパー駆動ユニットのピボット取付ブラケットを示す斜視図である。 図１のIV−IV線断面図である。 図１のV−V線断面図である（ワイパーアーム省略）。 ワイパー駆動ユニットを取り外す際の第１工程を示す側断面図である。 ワイパー駆動ユニットを取り外す際の第１工程を示す水平断面図である。 ワイパー駆動ユニットを取り外す際の第２工程を示す水平断面図である。 ワイパー駆動ユニットを取り外す際の第３工程を示す水平断面図である。 ワイパー駆動ユニットを取り外す際の第４工程を示す水平断面図である。 本発明の変形実施形態を示すワイパー駆動装置の側断面図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

（建設機械のワイパー駆動装置）
本発明の第１実施形態に係る建設機械のワイパー駆動装置１を図１〜図５を用いて説明する。図１はワイパー駆動装置１が備えられたキャブＣの斜視図、図２（ａ）は通常時の長孔２の拡大図、図２（ｂ）は取外時の長孔２の拡大図、図３はワイパー駆動ユニット３のピボット取付ブラケット３１を示す斜視図、図４は図１のIV−IV線断面図、図５は図１のV−V線断面図である。

本実施形態に係る建設機械のワイパー駆動装置１は、フロントガラス５の後方に配置されたワイパー駆動ユニット３と、フロントガラス５に貫通形成された孔（長孔２）と、ワイパー駆動ユニット３から長孔２を挿通してフロントガラス５の前方に延出されたワイパーピボットシャフト６と、ワイパー駆動ユニット３の後方に配置され、ワイパー駆動ユニット３の後退を制限する障害物７（ステアリングコラムカバー７１）とを備え、長孔２が、障害物７（ステアリングコラムカバー７１）から水平方向に離間する方向に沿って長く形成されている。

（フロントガラス）
図１に示すように、建設機械（ホイールローダー、振動ローダー及び油圧ショベル等）のキャブＣの正面にはフロントガラス５が取り付けられており、フロントガラス５は、ワイパー８によって払拭されるようになっている。ワイパー８は、フロントガラス５に貫通形成された長孔２に挿通されたワイパーピボットシャフト６の先端に取り付けられたワイパーアーム８１と、ワイパーアーム８１の先端に取り付けられたワイパーブレード８２とを有する。

（ワイパー駆動ユニット）
図２〜図５に示すように、フロントガラス５の下部後方には、ワイパーピボットシャフト６を所定角度範囲で往復回転（回動）するためのワイパー駆動ユニット３が配設されている。ワイパー駆動ユニット３によってワイパーピボットシャフト６を所定角度範囲で往復回動させることで、ワイパーアーム８１が所定角度範囲で扇状に回動され、ワイパーブレード８２によってフロントガラス５が払拭される。

図３〜図５に示すように、ワイパー駆動ユニット３は、ワイパーピボットシャフト６を支持するピボット取付ブラケット３１と、駆動源としてのワイパーモーター３２と、ワイパーモーター３２の回転力をワイパーピボットシャフト６の往復回動に変換する回動機構３３とを備えている。なお、回動機構３３には公知のリンク機構等が用いられているため、回動機構３３についての説明は省略する。

ピボット取付ブラケット３１は、操縦室の下部に設けられたフレーム１０に支持されるベース部３４と、ベース部３４に段差３５を介してフロントガラス５の背面に近付くように設けられた背面板部３６と、背面板部３６に設けられ長孔２をフロントガラス５の後方から前方に挿通する凸部３７とを有する。

ピボット取付ブラケット３１のベース部３４は、背面板部３６と略平行な本体３４ａと、本体３４ａの両側部に直角（略直角）に形成された側部舌片３４ｂと、本体３４ａの下部の左右に折り曲げて形成された下部舌片３４ｃとを有する。図４に示すように、下部舌片３４ｃと本体３４ａとの折り曲げ角度は、背面板部３６がフロントガラス５と平行（略平行）になる角度に設定されている。側部舌片３４ｂ及び下部舌片３４ｃには、夫々ボルトの挿通孔３４ｄが形成されている。下部舌片３４ｃの挿通孔３４ｄに挿通されたボルト１１は、フレーム１０に固定されたフレームブラケット１２の固定ナット１３にねじ込まれる。側部舌片３４ｂの挿通孔３４ｄには、フレームブラケット１２に直角（略直角）に固定された固定ブラケット１４の貫通孔に挿通されたボルト１５が挿通され、ナットによって側部舌片３４ｂと固定ブラケット１４とが共締めされる。

ピボット取付ブラケット３１の背面板部３６とフロントガラス５の背面との間には、シール材（シリコン等から成るシーリング材、コーキング材）１６が長孔２の周方向にリング状に配設されており、フロントガラス５の外側の雨水等の水分が長孔２から背面板部３６とフロントガラス５の背面との隙間を通って操縦室内に浸入しないようになっている。シール材１６の接着力は、それ程強いものではなく、ワイパー駆動ユニット３を後退させて取り外す際、容易にフロントガラス５の背面又はピボット取付ブラケット３１の背面板部３６から剥離する程度の接着力となっている。背面板部３６には、洗浄液（ウォッシャー液）をフロントガラス５に噴射するウォッシャーポスト３６ａが取り付けられている。ウォッシャーポスト３６ａは、図３に示す背面板部３６に形成された取付孔３６ｂに取り付けられ、図２（ａ）に示すように長孔２に挿通される。

ピボット取付ブラケット３１の背面板部３６には、長孔２をフロントガラス５の後方から前方に挿通する凸部３７が設けられている。凸部３７は、長孔２の短径よりも小径の円柱状に形成されており、長孔２の長手方向に移動可能となっている。但し、凸部３７の形状は、凸部３７が長孔２の長手方向に移動できれば、円柱状に限られるものではなく、角柱状等であっても構わない。凸部３７は、背面板部３６に固定（溶接等）された円筒３７ａと、円筒３７ａの頂部に固定された円板３７ｂとを有する。凸部３７は、絞り加工等で一体成型してもよい。円板３７ｂには、ワイパーピボットシャフト６が挿通される孔３７ｃが形成され、円筒３７ａの内部には、ワイパーピボットシャフト６が挿通されるカラー３７ｄが収容されている。円筒３７ａの内方の背面板部３６には、カラー３７ｄが挿通される孔３６ｂが形成され、カラー３７ｄの一端は円板３７ｃの背面に固定され、カラー３７ｄの他端はベース部３４の本体３４ａに固定されている。

カラー３７ｄに挿通されたワイパーピボットシャフト６は回動機構３３に支持されており、回動機構３３はピボット取付ブラケット３１のベース部３４の背面に取り付けられている。また、回動機構３３の駆動源であるワイパーモーター３２もベース部３４の背面に取り付けられている。すなわち、ワイパーモーター３２及び回動機構３３は、ピボット取付ブラケット３１に組み付けられており、これらワイパーモーター３２、回動機構３３及びピボット取付ブラケット３１は、ワイパーピボットシャフト６を往復回動するためのワイパー駆動ユニット３を構成する。

（障害物）
図４、図５に示すように、ワイパー駆動ユニット３の後方には、ステアリングコラムカバー７１が配設されている。この構成によれば、ワイパー駆動ユニット３が操縦者から見て足下のステアリングコラムカバー７１の陰に隠れるので操縦者の視界の妨げとなることはなく、また、ワイパー駆動ユニット３が外部に露出することなくフロントガラス５の内方に配置されるので外観（見栄え）が向上する。

ワイパー駆動ユニット３を操縦者の視界の陰に隠すステアリングコラムカバー７１は、ワイパー駆動ユニット３の後方への移動（後退）を制限する障害物７となる。すなわち、図５におけるステアリングコラムカバー７１（障害物７）は、操縦室内のレイアウト上の制約により、ワイパー駆動ユニット３を真後ろに移動させてもワイパーピボットシャフト６をフロントガラス５の長孔２から引き抜くことができない位置（Ａ２＜Ｃ１）に配置されている。なお、ワイパー駆動ユニット３の後退を制限する障害物７としては、ステアリングコラムカバー７１の他、エアコン部品や電装品等が考えられる。

（長孔）
フロントガラス５には、ワイパー駆動ユニット３の凸部３７及びワイパーピボットシャフト６が挿通される長孔２が、貫通形成されている。長孔２は、障害物７（ステアリングコラムカバー７１）からフロントガラス５に沿って水平に離間する方向（車幅方向）に、長く形成されている。ここで、障害物７（ステアリングコラムカバー７１）から離間する方向とは、その方向にワイパー駆動ユニット３を移動させた場合に、ワイパー駆動ユニット３の後退量が移動前と比べて大きくなる方向であり、長孔２から障害物７までの距離が長くなる方向で把握されることが多いが、障害物７の形状やワイパー駆動ユニット３の後部の形状等によっても変化する。長孔２は、水平方向に形成されたものに限られず、障害物７の形状やワイパー駆動ユニット３の後部の形状等によっては、フロントガラス５に沿った上下方向や斜め方向となる場合も考えられる。

（ワイパー駆動ユニットの取り外し）
図４、図５に示すように、ワイパー駆動ユニット３がボルト１１、１５によってフレームブラケット１２及び固定ブラケット１４に装着された状態（以下固定された状態という）において、ワイパー駆動ユニット３の凸部３７の頂部から長孔２の内縁までの距離をＡ１、ワイパー駆動ユニット３の後部から障害物７（ステアリングコラムカバー７１）までの距離をＡ２とすると、Ａ１≦Ａ２となっている。これにより、ワイパー駆動ユニット３を固定するボルト１１、１５を取り外した後には、図６、図７に示すように、ワイパー駆動ユニットを、凸部３７の頂部が長孔２の後方に位置するまで、後退させることが可能となる。なお、図７に示すワイパー駆動ユニット３の側部舌片３４ｂとそれが重ねられるフレームブラケット１２の固定ブラケット１４とは、ワイパー駆動ユニット３が後退（図７にて上方へ移動）できるように、フロントガラス５に対して直角または図７にて左右で上方に開くように配設されている。

図５に示すように、ワイパー駆動ユニット３の後部には、前方に向けた段差部３８が設けられており、ワイパー駆動ユニット３が固定された状態で、段差部３８の端部３８ａから障害物７（ステアリングコラムカバー７１）の端部７１ａまでの距離をＢ１、ワイパーピボットシャフト６の側部と長孔２の長手方向端部との間隔をＢ２とすると、Ｂ１≦Ｂ２となっている。これにより、図７、図８に示すように、ワイパー駆動ユニット３を長孔２に沿って左方に移動させて、ワイパーピボットシャフト６の側部が長孔２の長手方向端部に略触れる位置としたとき、段差部３８の底部３８ｂが障害物７（ステアリングコラムカバー７１）に対向する状態となり、ワイパー駆動ユニット３の更なる後退が可能となる。なお、図７に示すように、図中の左側の固定ブラケット１４の端部からフロントガラス５までの寸法Ｘ１は、凸部３７の頂部からベース部３４の本体３４ａまでの寸法Ｘ２より小さく設定されており、ワイパー駆動ユニット３の左方への移動が可能となっている。

図５に示すように、ワイパー駆動ユニット３が固定された状態で、ワイパーピボットシャフト６の頂部から長孔２の内縁までの距離をＣ１、ワイパー駆動ユニット３の段差部３８の底部３８ｂから障害物７（ステアリングコラムカバー７１）までの距離をＣ２とすると、Ｃ１≦Ｃ２となっている。これにより、図８、図９に示すように、ワイパー駆動ユニット３を、ワイパーピボットシャフト６の頂部が長孔２の後方に位置するまで、後退させることができる。その後、ワイパー駆動ユニット３は、図１０に示すように、斜め後方に移動され、アッセンブリ状態のまま取り外すことができる。よって、メンテナンス性が向上する。

すなわち、本実施形態に係る建設機械のワイパー駆動装置１においては、ワイパー駆動ユニット３の後方にワイパー駆動ユニット３の後退を制限する障害物７（ステアリングコラムカバー７１）が存在するものの、フロントガラス５に、ワイパー駆動ユニット３の凸部３７及びワイパーピボットシャフト６が挿通されるように貫通形成された孔が、障害物７（ステアリングコラムカバー７１）から離間する方向に沿って長く形成された長孔２から構成されている。このため、凸部３７及びワイパーピボットシャフト６を長孔２に沿って移動させることでワイパー駆動ユニット３が障害物７（ステアリングコラムカバー７１）から離間することになって、ワイパー駆動ユニット３の後退量を大きくすることが可能となる。この結果、ワイパー駆動ユニット３をアッセンブリ状態のまま取り外すことができるようになり、メンテナンス性が向上する。

（変形実施形態）
本発明の変形実施形態に係る建設機械のワイパー駆動装置１ａを図１１を用いて説明する。図１１は、変形実施形態に係るワイパー駆動装置１ａの側断面図である。

このワイパー駆動装置１ａは、上述した最初の実施形態に係るワイパー駆動装置１と基本的な構成要素は同一であり、ワイパーピボットシャフト６がフロントガラス５に対して斜めに配置されている点が、最初の実施形態（図４参照）と相違する。よって、最初の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

この変形実施形態に係るワイパー駆動ユニット３のピボット取付ブラケット３１は、凸部３７の内部に配設されるカラー３７ｄ（ワイパーピボットシャフト６が挿通されるカラー）が傾斜されている。カラー３７ｄの傾斜方向は、背面板部３６の垂直線Ｌに対して上方（図１１の鉛直方向上方）に傾く方向となっている。

この変形実施形態によれば、カラー３７ｄに挿通されたワイパーピボットシャフト６の先端にワイパーアーム８１を取り付けると、ワイパーアーム８１の後方への倒れ角（デプレッションアングル）θが発生する。ここで、凸部３７の直径はカラー３７ｄの直径よりも遙かに大きいので、凸部３７の内部にてカラー３７ｄの傾斜角を所望の角度に適宜設定することができ、ワイパーアーム８１の適正なアーム圧（ワイパーブレード８２のフロントガラス５面への接触圧）が発揮される適切なデプレッションアングルθとすることができる。

変形実施形態の基本的な作用効果は最初の実施形態と同様であるので説明を省略する。

以上、添付図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した各実施形態に限定されないことは勿論であり、特許請求の範囲に記載された範疇における各種の変更例又は修正例についても、本発明の技術的範囲に属することは言うまでもない。

本発明は、建設機械のワイパー駆動装置に利用できる。

１ ワイパー駆動装置
１ａ ワイパー駆動装置
２ 長孔
３ ワイパー駆動ユニット
３７ 凸部
３８ 段差部
３８ａ 段差部の端部
５ フロントガラス
６ ワイパーピボットシャフト
７ 障害物
７１ ステアリングコラムカバー
７１ａ 障害物の端部
Ａ１ 凸部の頂部から長孔までの距離
Ａ２ ワイパー駆動ユニットの後部から前記障害物までの距離
Ｂ１ 段差部の端部から障害物の端部までの距離
Ｂ２ ワイパーピボットシャフトの側部と長孔の長手方向端部との間隔
Ｃ１ ワイパーピボットシャフトの頂部から長孔までの距離
Ｃ２ 段差部の底部から障害物までの距離

Claims (6)

1. フロントガラスの後方に配置されたワイパー駆動ユニットと、
   前記フロントガラスに貫通形成された孔と、
   前記ワイパー駆動ユニットから前記孔を挿通して前記フロントガラスの前方に延出されたワイパーピボットシャフトと、
   前記ワイパー駆動ユニットの後方に配置され、前記ワイパー駆動ユニットの後退を制限する障害物としてのステアリングコラムカバーとを備えた建設機械のワイパー駆動装置であって、
   前記ステアリングコラムカバーが、車幅方向に所定長さ延出された後に車長方向後方に折り曲げられた端部を有し、
   前記孔が、前記ステアリングコラムカバーの延出方向に合わせて車幅方向に沿って長く形成された長孔から成り、
   前記ワイパー駆動ユニットが、前記ピボットシャフトを前記長孔に沿って車幅方向に移動させたとき、前記ステアリングコラムカバーの端部に相対向する段差部を有し、
   前記ワイパー駆動ユニットの段差部を、前記ステアリングコラムカバーの端部の位置に合わせることで、ワイパー駆動ユニットの後退が許容され、ワイパー駆動ユニットの取り外しが可能なことを特徴とする建設機械のワイパー駆動装置。
2. 前記ワイパー駆動ユニットが、前記長孔に挿通されると共に前記長孔の長手方向に移動可能な凸部を有し、該凸部に、前記ワイパーピボットシャフトが貫通された請求項１に記載の建設機械のワイパー駆動装置。
3. 前記凸部の頂部から前記長孔までの距離をＡ１、前記ワイパー駆動ユニットの後部から前記障害物までの距離をＡ２とすると、Ａ１≦Ａ２である請求項２に記載の建設機械のワイパー駆動装置。
4. 前記ワイパー駆動ユニットの段差部の端部から前記障害物の端部までの距離をＢ１、前記ワイパーピボットシャフトの側部と前記長孔の長手方向端部との間隔をＢ２とすると、Ｂ１≦Ｂ２である請求項３に記載の建設機械のワイパー駆動装置。
5. 前記ワイパーピボットシャフトの頂部から前記長孔までの距離をＣ１、前記段差部の底部から前記障害物までの距離をＣ２とすると、Ｃ１≦Ｃ２である請求項４に記載の建設機械のワイパー駆動装置。
6. 前記ワイパーピボットシャフトが、前記フロントガラスに対して上方に傾斜して配置された請求項１から５の何れか１項に記載の建設機械のワイパー駆動装置。

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