JP7117238B2

JP7117238B2 - 作業車両

Info

Publication number: JP7117238B2
Application number: JP2018245676A
Authority: JP
Inventors: 敦史中山; 司池内; 篤二ノ宮; 勝己宇佐見; 祐亮大門
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2018-12-27
Filing date: 2018-12-27
Publication date: 2022-08-12
Anticipated expiration: 2038-12-27
Also published as: EP3835491B1; US20210355655A1; WO2020137324A1; US11982069B2; CN112639217A; CN112639217B; EP3835491A1; JP2020105814A; EP3835491A4

Description

本発明は、各種操作スイッチが搭載されたスイッチボックスを運転室内に備えた作業車両に関する。

従来、作業車両の運転室内のレイアウトとして、運転席に座ったオペレータが前方を向いたまま操作や視認を行いやすくするため、各種操作スイッチや計器類を表示させるパネル等を運転席よりも前方側に配置させたものが知られている。例えば、特許文献１には、運転キャビン内の前方に設けられた左右一対のフロントピラーのうち一方のフロントピラーに作業操作パネルが取り付けられたコンバインが開示されている。この作業操作パネルは、運転座席の座面の中央位置から一方のフロントピラーへの投影方向で一方のフロントピラーと重複する位置となるように、かつ操作面が運転座席側に向かうように、一方のフロントピラーに取り付けられている。

特開２０１３－２１９７５号公報

特許文献１に記載のコンバインにおける作業操作パネルのレイアウトをホイールローダ等の荷役作業を行う作業車両にも適用することができるが、このような作業車両は、凹凸の激しい路面を走行することが多く走行時に車両が大きく振動しやすいため、振動の影響等によって操作したい操作スイッチにオペレータの手の位置が定まりにくい。したがって、オペレータは、操作スイッチの操作がしづらく、また、誤って他の操作スイッチ等を操作してしまう可能性もある。

そこで、本発明の目的は、車両が振動している状況であっても、操作スイッチの操作がしやすい作業車両を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、車体を構成するフレームに取り付けられた作業機と、前記フレーム上に載置された運転室と、を備え、前記運転室には、床板部上に載置された運転席と、前記運転席の前方左右側において天井部と前記床板部との間で上下方向に延びる一対のピラーと、前記作業機の操作を行うための操作レバーと、複数の操作スイッチが配置された操作面を有するスイッチボックスと、が設けられた作業車両において、前記操作レバーは、前記運転室の左右方向において、前記一対のピラーのうちの一方のピラーと前記運転席との間に配置され、前記スイッチボックスは、前記一方のピラーに対しその延在方向に長辺方向を有して取り付けられ、前記操作面は、その短辺方向の中心を通って直交する仮想線が前記運転席の背もたれ及び前記運転室の左右方向の中心線とそれぞれ交差する方向に向いており、前記スイッチボックスの短辺方向の一側部には、外方に向かって張り出したガイドが前記長辺方向に沿って形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、車両が振動している状況であっても、操作スイッチの操作がしやすい。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の実施形態に係るホイールローダの外観を示す側面図である。天井部側から見た運転室内を示す図である。運転室内の右斜め前方を仮想線に沿って見た場合の図である。天井部側から見た右側フロントピラーの周辺を示す図である。図３における右側フロントピラーの周辺を拡大した拡大図である。スイッチボックスの構成を示す斜視図である。図６におけるVII－VII線断面図である。

以下、本発明の実施形態に係る作業車両の一態様として、例えば、露天掘り鉱山等において土砂や鉱物等を掘削してダンプトラック等へ積み込む荷役作業を行うホイールローダについて説明する。

（ホイールローダ１の全体構成）
まず、ホイールローダ１の全体構成について、図１を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るホイールローダ１の外観を示す側面図である。

ホイールローダ１は、車体の前部を構成する前フレーム１Ａと、車体の後部を構成する後フレーム１Ｂと、前フレーム１Ａに取り付けられた作業機２と、後フレーム１Ｂ上に載置された運転室３と、を備えている。ホイールローダ１は、車体が中心付近で中折れすることにより操舵するアーティキュレート式の作業車両である。前フレーム１Ａと後フレーム１Ｂとは、センタジョイント１０によって左右方向に回動自在に連結されており、前フレーム１Ａが後フレーム１Ｂに対して左右方向に屈曲する。

前フレーム１Ａには左右一対の前輪１１Ａが、後フレーム１Ｂには左右一対の後輪１１Ｂが、それぞれ設けられている。なお、図１では、左右一対の前輪１１Ａ及び後輪１１Ｂのうち、左側の前輪１１Ａ及び後輪１１Ｂのみを示している。

作業機２は、前フレーム１Ａに取り付けられたリフトアーム２１と、リフトアーム２１を前フレーム１Ａに対して上下方向に回動させる一対のリフトアームシリンダ２２と、リフトアーム２１の先端部に取り付けられたバケット２３と、バケット２３をリフトアーム２１に対して上下方向に回動させるバケットシリンダ２４と、リフトアーム２１に回動可能に連結されてバケット２３とバケットシリンダ２４とのリンク機構を構成するベルクランク２５と、一対のリフトアームシリンダ２２やバケットシリンダ２４へ圧油を導く複数の配管（不図示）と、を有している。なお、図１では、一対のリフトアームシリンダ２２のうち、左側に配置されたリフトアームシリンダ２２のみを破線で示している。

リフトアーム２１は、一対のリフトアームシリンダ２２の各ロッド２２０が伸びることにより上方向に回動し、各ロッド２２０が縮むことにより下方向に回動する。バケット２３は、バケットシリンダ２４のロッド２４０が伸びることによりチルト（リフトアーム２１に対して上方向に回動）し、ロッド２４０が縮むことによりダンプ（リフトアーム２１に対して下方向に回動）する。

後フレーム１Ｂには、運転室３の他に、エンジンや油圧ポンプ等の各機器を内部に収容する機械室４と、車体が傾倒しないように作業機２とのバランスを保つためのカウンタウェイト５と、が設けられている。後フレーム１Ｂにおいて、運転室３は前部に、カウンタウェイト５は後部に、機械室４は運転室３とカウンタウェイト５との間に、それぞれ配置されている。

（運転室３の構成）
次に、運転室３の構成について、図２～５を参照して説明する。

図２は、天井部３２側から見た運転室３内を示す図である。図３は、運転室３内の右斜め前方を仮想線ＩＬに沿って見た場合の図である。図４は、天井部３２側から見た右側フロントピラー３３１Ｒの周辺を示す図である。図５は、図３における右側フロントピラー３３１Ｒの周辺を拡大した拡大図である。

運転室３は、図２に示すように、後フレーム１Ｂ上に取り付けられた床板部３１と、床板部３１の上方を覆う天井部３２（図１参照）と、床板部３１と天井部３２との間で上下方向に延びる複数のピラー３３と、を備えたフレーム構造をなし、内部にはオペレータが搭乗する空間が形成されている。

そして、運転室３の内部には、図２及び図３に示すように、床板部３１上に載置された運転席５１と、運転席５１の前方に配置されて車体の左右の進行方向を切り換えるハンドル５２と、ハンドル５２の前方に配置されたフロントパネル５３と、作業機２の操作を行うための操作レバー５４と、複数の操作スイッチＳが配置された操作面５５０を有するスイッチボックス５５と、オペレータが車体の後方を確認するためのサブモニタ５６と、が設けられている。

本実施形態では、図２に示すように、複数のピラー３３は、運転席５１の前方左右側に配置された一対のフロントピラー３３１Ｌ，３３１Ｒ、及び運転席５１の背もたれ５１１の左右側に配置された一対のリヤピラー３３２Ｌ，３３２Ｒの計４本のピラーで構成されている。なお、一対のフロントピラー３３１Ｌ，３３１Ｒは、運転席５１の左右前方において天井部３２と床板部３１との間で上下方向に延びる一対のピラーに相当する。

なお、以下の説明では、ホイールローダ１の車体の左右方向のうち、運転席５１に対し正面（前方）を向いて着座したオペレータの左手の方向を「左方向」とし、右手の方向を「右方向」とする。また、以下では、「車体の左右方向」を単に「左右方向」とし、「車体の前後方向」を単に「前後方向」とする場合がある。

一対のフロントピラー３３１Ｌ，３３１Ｒの間には、フロント窓ガラス３４が作業機２側に張り出して設けられている。このフロント窓ガラス３４は、オペレータの正面に位置する正面部３４Ｆと、オペレータの左手前方に位置する左前面部３４Ｌと、オペレータの右手前方に位置する右前面部３４Ｒと、を含んで構成されている。正面部３４Ｆの左右方向の幅は一対のフロントピラー３３１Ｌ，３３１Ｒ間の距離よりも小さく、左前面部３４Ｌは左側フロントピラー３３１Ｌから正面部３４Ｆに向かって、右前面部３４Ｒは右側フロントピラー３３１Ｒから正面部３４Ｆに向かって、それぞれ傾斜している。すなわち、左前面部３４Ｌ及び右前面部３４Ｒは、左右方向の外側から中央前方に向かって傾斜して設けられている。

一対のリヤピラー３３２Ｌ，３３２Ｒの間には、リヤ窓ガラス３５が機械室４側に張り出して設けられている。このリヤ窓ガラス３５は、オペレータの背面に位置する背面部３５Ｂと、オペレータの後方左側に位置する左側面部３５Ｌと、オペレータの後方右側に位置する右側面部３５Ｒと、を含んで構成されている。リヤ窓ガラス３５は、背面部３５Ｂの左右方向の幅が左側面部３５Ｌと右側面部３５Ｒとの間の距離と同じであり、したがって、左側面部３５Ｌ及び右側面部３５Ｒは、車体の前後方向に沿って平行に設けられている。

左側フロントピラー３３１Ｌと左側リヤピラー３３２Ｌとの間、及び右側フロントピラー３３１Ｒと右側リヤピラー３３２Ｒとの間にはそれぞれ、オペレータや作業員等が運転室３内にアクセスするための開閉ドア３６Ｌ，３６Ｒが設けられている。本実施形態では、左側の開閉ドア３６Ｌが開閉可能な状態となっており、オペレータは左側の開閉ドア３６Ｌから運転室３内に乗り込むが、ホイールローダ１の仕様によっては右側の開閉ドア３６Ｒを開閉可能な状態としてもよい。

フロントパネル５３は、例えば、車体の走行に関する各種操作ボタンや、車体の走行状態等を表示するメインモニタ等を含んで構成されている。操作レバー５４は、運転室３の左右方向において右側フロントピラー３３１Ｒと運転席５１との間に配置されている。本実施形態では、操作レバー５４は、前後左右３６０°の方向に操作可能な多軸レバーであり、作業機２の操作を行う場合の他に、車体の前後の進行方向の切り換えを行う場合にも用いられる。

スイッチボックス５５は、図３に示すように、右側フロントピラー３３１Ｒに対しその延在方向に長辺方向を有して取り付けられている。そして、図２に示すように、操作面５５０は、その短辺方向の中心を通って直交する仮想線ＩＬ（図２において二点鎖線で示す）が運転席５１の背もたれ５１１及び運転室３の左右方向の中心線Ｃ（図２において一点鎖線で示す）とそれぞれ交差する方向に向いている。なお、このとき、仮想線ＩＬと中心線Ｃとの交点Ｐの上方向への延長上がオペレータのアイポイントとなる。

このように、操作面５５０が運転席５１に着座したオペレータの側に向くようにスイッチボックス５５が右側フロントピラー３３１Ｒに取り付けられているため、オペレータは姿勢や顔の向きを大きく変えることなく正面を向いたまま操作スイッチＳを操作することが可能であり、操作性が良好となっている。

本実施形態では、操作面５５０の長手方向（上下方向）に並ぶ４個の操作スイッチＳが短手方向に２列並んだ合計８個の操作スイッチＳにより、一対のスイッチパネル５５１Ａ，５５１Ｂがそれぞれ構成されている。一対のスイッチパネル５５１Ａ，５５１Ｂは、図３及び図５に示すように、操作面５５０の長手方向に隙間を空けて並んで設けられている。なお、一対のスイッチパネル５５１Ａ，５５１Ｂのうち、上側に配置されたスイッチパネル５５１Ａを上側スイッチパネル５５１Ａとし、下側に配置されたスイッチパネル５５１Ｂを下側スイッチパネル５５１Ｂとする。

１６個の操作スイッチＳは、例えばワイパーやウォッシャーの起動、排ガス処理装置の手動再生等、ホイールローダ１に搭載された各機器を駆動させるためのスイッチである。また、操作面５５０において、下側スイッチパネル５５１Ｂの下側には、車体に搭載された電動ミラー（不図示）の角度を調整するための調整部５５１Ｃが設けられている。

図４に示すように、本実施形態では、仮想線ＩＬ（図２参照）に沿ってスイッチボックス５５及び右側フロントピラー３３１Ｒを見た場合、スイッチボックス５５の幅Ｗ２は、右側フロントピラー３３１Ｒの幅Ｗ１よりも小さい（Ｗ２＜Ｗ１）。これにより、運転席５１に着座したオペレータの視界を広く確保することが可能となる。さらに、通常オペレータは、右手で操作レバー５４を掴んでいるが、スイッチボックス５５は操作レバー５４が配置された側のフロントピラーである右側フロントピラー３３１Ｒに取り付けられているため、右手で操作レバー５４を掴んでいる状態からスイッチボックス５５へのアクセスがしやすくなっている。

図３及び図５に示すように、サブモニタ５６は、表示装置の一態様であり、車体の後方に取り付けられたバックカメラが写す内容の他に、例えば、車体のチューニングに関し現在の車体の設定状況等も表示する。なお、車体のチューニングについては、操作レバー５４の右側後方に配置されたダイアル式の操作部５７（図２及び図３参照）を用いて行う。

図３に示すように、サブモニタ５６は、右側フロントピラー３３１Ｒの側の上方に設けられており、スイッチボックス５５の操作面５５０は、上下方向においてサブモニタ５６と操作レバー５４との間に配置されている。具体的には、図５に示すように、操作面５５０の上端５５０Ａはサブモニタ５６の下端５６Ｂよりも下側に位置し、操作面５５０の下端５５０Ｂは起立状態における操作レバー５４の最上端の位置５４Ａよりも上側に位置している。なお、本実施形態では、操作レバー５４は、前傾姿勢の状態が中立位置である（図４において破線で示す）。

このように、運転席５１に着座したオペレータから見て、スイッチボックス５５の操作面５５０が操作レバー５４及びサブモニタ５６のそれぞれに重ならない位置に設けられているため、オペレータがスイッチボックス５５を操作する際に、手が操作レバー５４やサブモニタ５６に触れにくくなるため、スイッチボックス５５の操作がしやすい。

（スイッチボックス５５の構成）
次に、スイッチボックス５５のより具体的な構成について、図６及び図７を参照して説明する。

図６は、スイッチボックス５５の構成を示す斜視図である。図７は、図６におけるVII－VII線断面図である。

スイッチボックス５５は、右側フロントピラー３３１Ｒの延在方向に沿って細長く形成された箱体であり、操作面５５０を有する本体５５２と、本体５５２の短辺方向の一側部（操作面５５０に向かって右側面部）において外方に向かって張り出したガイド５５３と、を備える。本実施形態では、スイッチボックス５５は樹脂等の射出成型により形成されており、本体５５２とガイド５５３とは一体に形成されている。

本体５５２は、一対のスイッチパネル５５１Ａ，５５１Ｂ及び調整部５５１Ｃが取り付けられた操作面５５０を含む前板部５５２Ａと、前板部５５２Ａの長辺方向の両端部（上下端部）から操作面５５０とは反対側に向かって延在する上板部５５２Ｂ及び下板部５５２Ｃと、前板部５５２Ａの短辺方向の両端部から上板部５５２Ｂ及び下板部５５２Ｃの延在方向に向かって立設された一対の側板部５５２Ｌ，５５２Ｒと、を有する。

そして、図７に示すように、前板部５５２Ａと、上板部５５２Ｂと、下板部５５２Ｃと、一対の側板部５５２Ｌ，５５２Ｒとによって囲まれた部分には、内部空間５５２Ｓが形成されている。

また、スイッチボックス５５は右側フロントピラー３３１Ｒの角部に取り付けられるため（図２及び図４参照）、図６に示すように、上板部５５２Ｂには右側フロントピラー３３１Ｒの角部の形状に沿った切欠き５５２Ｄが形成されている。なお、図６においては図示されていないが、下板部５５２Ｃについても、上板部５５２Ｂと同様に、切欠き５５２Ｄが形成されている。

図６に示すように、ガイド５５３は、上板部５５２Ｂの延在方向、前板部５５２Ａの長辺方向、及び下板部５５２Ｃの延在方向に沿って連続して形成されており、上板部５５２Ｂ、前板部５５２Ａ、及び下板部５５２Ｃから張り出した張り出し部５５３Ａと、張り出し部５５３Ａから一方の側板部５５２Ｒに沿って延出した延出部５５３Ｂと、を有している。

図７に示すように、本体５５２の一方の側板部５５２Ｒと、張り出し部５５３Ａと、延出部５５３Ｂとによって囲まれた部分、すなわちガイド５５３の裏側には、ガイド５５３の延在方向に沿って連続する凹部５５３Ｓが形成されている。

オペレータがスイッチボックス５５を操作する際は、例えば親指以外の４本の指をガイド５５３に引っ掛けて、操作面５５０上の所望の操作スイッチＳを親指で押す。このように、オペレータはガイド５５３に親指以外の４本の指を引っ掛けることができるため、手を安定させた状態で操作スイッチＳを押すことができる。したがって、車体が大きく振動している状況下においてスイッチボックス５５を操作する場合であっても、オペレータは所望の操作スイッチＳが押しやすくなり、押し間違えによる他の機器の誤動作の抑制が図れる。

また、図６に示すように、ガイド５５３は、本体５５２（操作面５５０）の長辺方向に沿って連続した形状により形成されているため、例えば、上側スイッチパネル５５１Ａの操作スイッチＳを押した後に下側スイッチパネル５５１Ｂの操作スイッチＳを押したい場合であっても、オペレータはガイド５５３を握り替えることなく上下方向（長辺方向）に手をスライドさせることによって手の位置を容易に移動させることができる。

なお、図６では、ガイド５５３は、前板部５５２Ａの長辺方向だけでなく、上板部５５２Ｂ及び下板部５５２Ｃに亘って連続して形成されているが、これに限らず、前板部５５２Ａの長辺方向に沿った部分にのみガイド５５３が設けられていてもよい。

本実施形態では、ガイド５５３には、延出部５５３Ｂの端部全体に亘ってグリップ５５３Ｃが取り付けられている。そのため、グリップ５５３Ｃが滑り止めの機能を果たし、オペレータはガイド５５３に指を引っ掛けやすく、また手をより安定させることができ、操作スイッチＳの操作がよりしやすくなっている。なお、ガイド５５３にグリップ５５３Ｃが取り付けられていた方が望ましいが、必ずしもその必要はない。

以上、本発明の実施形態について説明した。なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、本実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、本実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。またさらに、本実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

例えば、上記実施形態では、ガイド５５３は本体５５２と一体に形成されていたが、これに限らず、別部材で形成された本体５５２とガイド５５３とを、例えば溶接や接着剤等により接合させてもよい。この場合において、ガイド５５３は、少なくとも前板部５５２Ａの短辺方向の一側部から外方に張り出していればよく、例えば、パイプ等を屈曲させたものをガイドとして前板部５５２Ａの短辺方向の一側部から外方に張り出すように設けてもよい。

また、上記実施形態では、ガイド５５３はスイッチボックス５５の長辺方向に沿って連続した形状により形成されていたが、これに限らず、スイッチボックス５５の長辺方向に沿って並ぶ複数の部材によってガイドが形成されていてもよい。

また、上記実施形態では、操作性の観点から、スイッチボックス５５の操作面５５０は、上下方向においてサブモニタ５６と操作レバー５４との間に配置されていたが、必ずしもそのような配置でなくともよい。

また、上記実施形態では、操作レバー５４及びスイッチボックス５５はそれぞれ、運転席５１の右側前方に配置されていたが、これに限らず、ホイールローダ１の仕様によっては運転席５１の左側前方に配置されていてもよい。

１：ホイールローダ（作業車両）
１Ａ：前フレーム
１Ｂ：後フレーム
２：作業機
３：運転室
３１：床板部
３２：天井部
５１：運転席
５４：操作レバー
５５：スイッチボックス
５６：サブモニタ（表示装置）
３３１Ｌ：左側フロントピラー（ピラー）
３３１Ｒ：右側フロントピラー（ピラー）
５５０：操作面
５５３：ガイド
Ｃ：中心線
ＩＬ：仮想線
Ｓ：操作スイッチ

Claims

車体を構成するフレームに取り付けられた作業機と、前記フレーム上に載置された運転室と、を備え、前記運転室には、床板部上に載置された運転席と、前記運転席の前方左右側において天井部と前記床板部との間で上下方向に延びる一対のピラーと、前記作業機の操作を行うための操作レバーと、複数の操作スイッチが配置された操作面を有するスイッチボックスと、が設けられた作業車両において、
前記操作レバーは、前記運転室の左右方向において、前記一対のピラーのうちの一方のピラーと前記運転席との間に配置され、
前記スイッチボックスは、前記一方のピラーに対しその延在方向に長辺方向を有して取り付けられ、
前記操作面は、その短辺方向の中心を通って直交する仮想線が前記運転席の背もたれ及び前記運転室の左右方向の中心線とそれぞれ交差する方向に向いており、
前記スイッチボックスの短辺方向の一側部には、外方に向かって張り出したガイドが前記長辺方向に沿って形成されている
ことを特徴とする作業車両。
請求項１に記載の作業車両において、
前記ガイドは、前記長辺方向に沿って連続した形状により形成されている
ことを特徴とする作業車両。
請求項１に記載の作業車両において、
前記運転室には、前記一方のピラーの側の上方に表示装置が設けられており、
前記スイッチボックスの前記操作面は、上下方向において前記表示装置と前記操作レバーとの間に配置されている
ことを特徴とする作業車両。