JP7393754B2 - 作業機の操縦室ドア開閉装置 - Google Patents

Description

本開示は、作業機の操縦室ドア開閉装置に関するものである。

従来の作業機械用キャブでは、キャブ本体にアクチュエータが設けられている。アクチュエータは、ドアを開閉する駆動力を発生する。アクチュエータとしては、直動式の電動アクチュエータが用いられている。アクチュエータの先端は、ドアの内面に回転可能に連結されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０２０－３２９７４号公報

上記のような従来の作業機械用キャブでは、直動式のアクチュエータがドアの内面に直接連結されている。このため、ドアの開方向への回転範囲が小さい。

本開示は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、操縦室ドアをより大きな回転範囲で開閉動作させることができる作業機の操縦室ドア開閉装置を得ることを目的とする。

本開示に係る作業機の操縦室ドア開閉装置は、操縦室本体に設けられており、かつ開閉モータを有している開閉駆動装置、開閉駆動装置によって閉鎖対応位置と開放対応位置との間で回転する第１アーム体、操縦室本体に回転可能に連結されている操縦室ドアに設けられている第２アーム体、及び第１アーム体に回転可能に連結されているとともに、第２アーム体に回転可能に連結されており、第１アーム体の回転を第２アーム体に伝達する主伝達部材を備え、操縦室ドアが全閉位置に位置しているとき、第１アーム体は、閉鎖対応位置に位置し、操縦室ドアが全開位置に位置しているとき、第１アーム体は、開放対応位置に位置する。

本開示の作業機の操縦室ドア開閉装置によれば、操縦室ドアをより大きな回転範囲で開閉動作させることができる。

実施の形態１によるホイールローダを示す側面図である。 図１の操縦室ドア開閉装置を操縦室内から見た斜視図である。 図２の操縦室ドア開閉装置を示す平面図である。 図３の操縦室ドア開閉装置から、主伝達部材、解除レバー、保持ばね、及び補助伝達部材を取り除いた平面図である。 図３の操縦室ドアが途中まで開動作した状態を示す平面図である。 図３の操縦室ドアが全開位置まで回転した状態を示す平面図である。

以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１によるホイールローダを示す側面図である。図１のＸ軸は、ホイールローダの前後方向に平行な方向を示している。Ｙ軸は、ホイールローダの左右方向に平行な方向を示している。Ｚ軸は、水平な地面にホイールローダが置かれているときの鉛直方向、即ちホイールローダの高さ方向に平行な方向を示している。

作業機であるホイールローダ１００は、ホイールローダ本体１、操縦室２、及びタラップ３を有している。

操縦室２は、ホイールローダ本体１上に設けられている。また、操縦室２は、操縦室本体４と、操縦室ドア５と、操縦室ドア開閉装置６とを有している。

操縦室本体４には、出入口４ａが設けられている。操縦室ドア５は、操縦室本体４に回転可能に設けられており、出入口４ａを開閉する。操縦室ドア開閉装置６は、操縦室本体４と操縦室ドア５との間に設けられており、操縦室ドア５を開閉動作させる。

タラップ３は、ホイールローダ本体１の側面に設けられている。利用者は、タラップ３を使って操縦室２と地面との間を移動することができる。

図２は、図１の操縦室ドア開閉装置６を操縦室２内から見た斜視図である。図３は、図２の操縦室ドア開閉装置６を示す平面図である。

操縦室本体４は、出入口柱７を有している。出入口柱７は、出入口４ａの幅方向の一端に配置されている。操縦室ドア５は、複数のヒンジ８を介して、出入口柱７に回転可能に連結されている。

操縦室ドア５には、図示しないドア側キャッチが設けられている。ドア側キャッチは、操縦室ドア５が全閉位置に位置しているとき、操縦室ドア５を全閉位置に保持する。操縦室ドア５は、全閉位置に位置しているとき、Ｙ軸に直交している。

操縦室本体４には、図示しないキャブ側キャッチと、図示しない解除モータとが設けられている。キャブ側キャッチは、操縦室ドア５が全開位置に位置しているとき、操縦室ドア５を全開位置に保持する。解除モータは、キャブ側キャッチによる操縦室ドア５の保持状態を解除する。

操縦室ドア開閉装置６は、開閉駆動装置１１、第１アーム体１２、第２アーム体１３、主伝達部材１４、解除レバー１５、保持ばね１６、及び補助伝達部材１７を有している。

開閉駆動装置１１は、操縦室本体４に設けられている。また、開閉駆動装置１１は、ケース２１、開閉モータ２２、及び減速機構２３を有している。

ケース２１は、出入口柱７に固定されている。開閉モータ２２は、ケース２１内に収容されている。開閉モータ２２としては、減速機付きモータが用いられている。開閉モータ２２の回転軸は、図２及び図３のＺ軸に平行である。開閉モータ２２の電源としては、ホイールローダ１００に搭載されているバッテリーを使用することができる。

減速機構２３は、ケース２１上に固定されている。また、減速機構２３は、開閉モータ２２の回転を減速して第１アーム体１２に伝達する。

第１アーム体１２は、開閉駆動装置１１によって、閉鎖対応位置と開放対応位置との間で回転する。

閉鎖対応位置は、図２及び図３に示す位置であり、操縦室ドア５の全閉状態に対応している。即ち、操縦室ドア５が全閉位置に位置しているとき、第１アーム体１２は、閉鎖対応位置に位置している。

開放対応位置は、図６に示す位置であり、操縦室ドア５の全開状態に対応している。即ち、操縦室ドア５が全開位置に位置しているとき、第１アーム体１２は、開放対応位置に位置している。

また、第１アーム体１２は、アーム部材３１、可動部材３２、復帰ばね３３、及び解除スイッチ３４を有している。

アーム部材３１は、開閉駆動装置１１に連結されている。具体的には、アーム部材３１は、減速機構２３の出力軸に取り付けられている。アーム部材３１の回転軸、即ち減速機構２３の出力軸は、図２及び図３のＺ軸に平行である。

可動部材３２は、アーム部材３１に対して初期位置と操作位置との間で変位可能にアーム部材３１に設けられている。具体的には、可動部材３２は、アーム部材３１の先端部に回転可能に連結されている。アーム部材３１に対する可動部材３２の回転軸は、図２及び図３のＺ軸に平行である。

初期位置は、図２及び図３に示す位置である。操作位置は、初期位置から、図３の反時計方向へ第１設定角度だけ回転した位置である。

復帰ばね３３は、アーム部材３１と可動部材３２との間に設けられている。また、復帰ばね３３は、初期位置に戻す力を可動部材３２に付与している。実施の形態１の復帰ばね３３は、引きばねである。

可動部材３２は、第１アーム体１２が開放対応位置から閉鎖対応位置側へ回転することによって、復帰ばね３３に抗して、初期位置から操作位置に変位する。

解除スイッチ３４は、アーム部材３１に固定されている。解除スイッチ３４としては、マイクロスイッチが用いられている。解除スイッチ３４は、可動部材３２が操作位置に変位することによって操作される。解除スイッチ３４が操作されると、解除モータによってキャブ側キャッチが解除、即ちキャブ側キャッチによる操縦室ドア５の保持状態が解除される。

第２アーム体１３は、操縦室ドア５に設けられている。また、第２アーム体１３は、操縦室ドア５と一体に変位する。

主伝達部材１４は、第１アーム体１２と第２アーム体１３との間に連結されている。また、主伝達部材１４は、第１アーム体１２の回転を第２アーム体１３に伝達する。主伝達部材１４としては、伝達ロッドが用いられている。

主伝達部材１４は、長手方向の一端部である第１端部と、長手方向の他端部である第２端部とを有している。主伝達部材１４の第１端部は、可動部材３２に回転可能に連結されている。主伝達部材１４の第２端部は、第２アーム体１３に回転可能に連結されている。可動部材３２に対する主伝達部材１４の回転軸、及び第２アーム体１３に対する主伝達部材１４の回転軸は、それぞれ図２及び図３のＺ軸に平行である。

解除レバー１５は、レバー軸１５ａを中心に回転可能に第２アーム体１３に設けられている。また、解除レバー１５は、保持位置と解除位置との間で変位可能になっている。保持位置は、図２及び図３に示す位置である。解除位置は、保持位置から、図３の反時計方向へ第２設定角度だけ回転した位置である。レバー軸１５ａは、図２及び図３のＺ軸に平行である。

解除レバー１５は、図示しない操作ワイヤを介してドア側キャッチに接続されている。解除レバー１５が保持位置から解除位置に変位することによって、操作ワイヤを介してドア側キャッチが解除、即ちドア側キャッチによる操縦室ドア５の保持状態が解除される。

保持ばね１６は、第２アーム体１３と解除レバー１５との間に設けられている。また、保持ばね１６は、保持位置に戻す力を解除レバー１５に付与している。実施の形態１の保持ばね１６は、引きばねである。

解除レバー１５は、第１アーム体１２が閉鎖対応位置から開放対応位置側へ回転することによって、保持ばね１６に抗して、保持位置から解除位置に変位する。

補助伝達部材１７は、第２アーム体１３に対する主伝達部材１４の回転中心を中心として回転可能に主伝達部材１４に連結されている。また、補助伝達部材１７は、解除レバー１５に回転可能に連結されている。解除レバー１５に対する補助伝達部材１７の回転軸は、図２及び図３のＺ軸に平行である。

図４は、図３の操縦室ドア開閉装置６から、主伝達部材１４、解除レバー１５、保持ばね１６、及び補助伝達部材１７を取り除いた平面図である。第２アーム体１３には、第１長孔１３ａ及び第２長孔１３ｂが設けられている。

第１長孔１３ａには、第２アーム体１３に対する主伝達部材１４の回転軸が通されている。第２長孔１３ｂには、解除レバー１５に対する補助伝達部材１７の回転軸が通されている。

これにより、主伝達部材１４と補助伝達部材１７との連結部は、設定範囲内で第２アーム体１３に対してスライド可能である。また、第２長孔１３ｂは、レバー軸１５ａを中心とする円弧状である。解除レバー１５の回転範囲は、第２長孔１３ｂによって制限されている。

図３に示すように、真上から見て、操縦室ドア５の回転中心をＡ点とし、第１アーム体１２の回転中心をＢ点とする。また、真上から見て、第１アーム体１２に対する主伝達部材１４の回転中心をＣ点とする。また、真上から見て、第２アーム体１３に対する主伝達部材１４の回転中心をＤ点とする。

このとき、Ｃ点とＤ点との間隔は、Ａ点とＢ点との間隔よりも大きい。また、Ｂ点とＣ点との間隔は、Ａ点とＤ点との間隔よりも大きい。

また、操縦室ドア５が全閉位置に位置しているとき、Ｘ軸方向について、Ｂ点はＤ点よりもＡ点から離れており、Ｃ点はＢ点よりもＡ点から離れている。また、操縦室ドア５が全閉位置に位置しているとき、Ｙ軸方向について、Ｄ点はＢ点よりもＡ点から離れており、Ｃ点はＤ点よりもＡ点から離れている。

次に、動作について説明する。図３の状態では、操縦室ドア５は、全閉位置に位置しており、ドア側キャッチによって全閉位置に保持されている。この状態から、開閉駆動装置１１によって第１アーム体１２が図３の反時計方向へ回転すると、主伝達部材１４を介して、補助伝達部材１７が押される。しかし、操縦室ドア５が全閉位置に保持されているため、第２アーム体１３は動かない。

第１アーム体１２が閉鎖対応位置から開放対応位置側へ回転する際、第１アーム体１２から主伝達部材１４に作用する力の方向は、図３の矢印Ｅ方向である。このとき、主伝達部材１４に連結されている補助伝達部材１７は、第１長孔１３ａ及び第２長孔１３ｂに沿う方向、即ち矢印Ｆ方向への移動のみ許容されている。真上から見て、矢印Ｅ方向と矢印Ｆ方向とは、鋭角をなしている。

このため、第１アーム体１２の閉鎖対応位置からの回転初期には、補助伝達部材１７が第２アーム体１３に対して矢印Ｆ方向へ動かされる。これにより、解除レバー１５は、保持ばね１６に抗して、保持位置から解除位置に回転する。

解除レバー１５が解除位置に回転すると、ドア側キャッチが解除され、操縦室ドア５の開動作が可能になる。

この後、第１アーム体１２がさらに回転すると、図５に示すように、操縦室ドア５が開方向へ回転し、出入口４ａが開放される。

図５の状態から、第１アーム体１２がさらに回転すると、図６に示すように、操縦室ドア５が全開位置まで回転する。全開位置は、全閉位置から１８０°回転した位置である。この状態では、キャブ側キャッチによって、操縦室ドア５が全開位置に保持されている。また、解除レバー１５は、保持ばね１６によって保持位置に戻されている。

図６の状態から、第１アーム体１２が図６の時計方向へ回転すると、主伝達部材１４に引張力が作用し、操縦室ドア５を閉方向へ回転させようとする。しかし、操縦室ドア５は、全開位置に保持されているため、可動部材３２が、復帰ばね３３に抗して、アーム部材３１に対して図６の反時計方向へ回転し、操作位置に変位する。

これにより、解除スイッチ３４が操作され、解除モータによりキャブ側キャッチが解除されて、操縦室ドア５の閉動作が可能になる。

この後、第１アーム体１２がさらに回転すると、図５に示すように、操縦室ドア５が閉方向へ回転する。このとき、可動部材３２は、復帰ばね３３によって初期位置に戻される。

図５の状態から、第１アーム体１２がさらに回転すると、図３に示すように、操縦室ドア５が全閉位置まで回転し、出入口４ａが閉鎖される。そして、操縦室ドア５は、ドア側キャッチによって全閉位置に再び保持される。

なお、開閉駆動装置１１は、図示しない複数のスイッチボックスのいずれかを操作することにより作動させることができる。複数のスイッチボックスには、室内スイッチボックスと、室外スイッチボックスとが含まれている。室内スイッチボックスは、操縦室本体４の内側に設けられている。室外スイッチボックスは、操縦室２の外部であって、ホイールローダ１００が置かれている地面上から操作可能な位置に設けられている。

また、複数のスイッチボックスには、携帯スイッチボックスが含まれてもよい。携帯スイッチボックスは、利用者が携帯し、無線により開閉駆動装置１１を作動させるスイッチボックスである。

また、利用者が携帯している携帯機器に、無線により開閉駆動装置１１を作動させるためのソフトウェアがインストールされてもよい。

このような操縦室ドア開閉装置６では、第１アーム体１２は、閉鎖対応位置と開放対応位置との間で回転する。第２アーム体１３は、操縦室ドア５に設けられている。主伝達部材１４は、第１アーム体１２に回転可能に連結されているとともに、第２アーム体１３に回転可能に連結されている。

このため、操縦室ドア５をより大きな回転範囲で開閉させることができる。また、操縦室ドア５を手動で開閉する場合に比べて、作業性を向上させることができる。

また、Ｃ点とＤ点との間隔は、Ａ点とＢ点との間隔よりも大きく、Ｂ点とＣ点との間隔は、Ａ点とＤ点との間隔よりも大きい。このため、簡単な構成により、操縦室ドア５をより確実に大きな回転範囲で開閉させることができる。

また、第２アーム体１３に解除レバー１５が設けられている。そして、解除レバー１５は、第１アーム体１２が閉鎖対応位置から開放対応位置側へ回転することによって、保持ばね１６に抗して、保持位置から解除位置に変位する。このため、開閉駆動装置１１によって、ドア側キャッチによる操縦室ドア５の保持状態も解除することができ、構成を簡単にすることができる。

また、主伝達部材１４と解除レバー１５との間に、補助伝達部材１７が設けられている。そして、主伝達部材１４と補助伝達部材１７との連結部は、設定範囲内で第２アーム体１３に対してスライド可能である。このため、簡単な構成により、解除レバー１５を変位させることができるとともに、解除レバー１５の変位を保持位置と解除位置との間に規制することができる。

また、可動部材３２が、初期位置と操作位置との間で変位可能にアーム部材３１に設けられている。そして、可動部材３２が操作位置に変位することによって、キャブ側キャッチが解除される。このため、開閉駆動装置１１によって、キャブ側キャッチによる操縦室ドア５の保持状態も解除することができ、構成を簡単にすることができる。

また、可動部材３２が操作位置に変位することによって解除スイッチ３４が操作され、解除スイッチ３４が操作されると、解除モータによってキャブ側キャッチが解除される。このため、簡単な構成により、キャブ側キャッチを解除することができる。

なお、解除レバー１５は、第２アーム体１３に対して、保持位置と解除位置との間でスライド可能であってもよい。

また、可動部材３２は、アーム部材３１に対して、初期位置と操作位置との間でスライド可能であってもよい。

また、作業機は、ホイールローダ１００に限定されず、ホイールローダ１００以外の作業車両、例えばクレーン車であってもよい。また、作業機は、作業車両以外の作業機、例えばタワークレーンであってもよい。

４ 操縦室本体、５ 操縦室ドア、６ 操縦室ドア開閉装置、１１ 開閉駆動装置、１２ 第１アーム体、１３ 第２アーム体、１４ 主伝達部材、１５ 解除レバー、１６ 保持ばね、１７ 補助伝達部材、２２ 開閉モータ、３１ アーム部材、３２ 可動部材、３３ 復帰ばね、３４ 解除スイッチ、１００ ホイールローダ（作業機）。

Claims (6)

1. 出入口が設けられている操縦室本体と、前記操縦室本体の前部または後部にヒンジで連結されており、前記出入口を開閉する操縦室ドアとを有している操縦室に設けられ、前記操縦室ドアを開閉動作させる作業機の操縦室ドア開閉装置であって、
   前記操縦室の内側において前記操縦室本体に設けられており、かつ回転モータである開閉モータを有している開閉駆動装置、
   前記開閉駆動装置の回転出力軸に対して垂直に設けられ、閉鎖対応位置と開放対応位置との間で回動する第１アーム体、
   前記操縦室本体に開閉可能に連結されている前記操縦室ドアに設けられている第２アーム体、及び
   前記第１アーム体に回転自在に連結されているとともに、前記第２アーム体に回転自在に連結されており、前記第１アーム体の回動を前記第２アーム体に伝達する主伝達部材
   を備え、
   前記操縦室ドアが全閉位置に位置しているとき、前記第１アーム体は、前記閉鎖対応位置に位置し、
   前記操縦室ドアが全開位置に位置しているとき、前記第１アーム体は、前記開放対応位置に位置し、
   真上から見て、前記操縦室ドアの回転中心をＡ点、前記第１アーム体の回転中心をＢ点、前記第１アーム体に対する前記主伝達部材の回転中心をＣ点、前記第２アーム体に対する前記主伝達部材の回転中心をＤ点とした不等長リンクにおいて、
   Ｃ点とＤ点との間隔は、Ａ点とＢ点との間隔よりも大きく、
   Ｂ点とＣ点との間隔は、Ａ点とＤ点との間隔よりも大きい作業機の操縦室ドア開閉装置。
2. 前記第２アーム体に設けられており、かつ保持位置と解除位置との間で変位可能になっており、前記保持位置から前記解除位置に変位することによって、前記操縦室ドアを前記全閉位置に保持するドア側キャッチを解除する解除レバー、
   前記保持位置に戻す力を前記解除レバーに付与する保持ばね、及び
   前記第２アーム体に対する前記主伝達部材の回転中心を中心として回転可能に前記主伝達部材に連結されているとともに、前記解除レバーに回転可能に連結されている補助伝達部材
   をさらに備え、
   前記解除レバーは、前記第１アーム体が前記閉鎖対応位置から前記開放対応位置側へ回動することによって、前記保持ばねに抗して、前記保持位置から前記解除位置に変位し、
   前記主伝達部材と前記補助伝達部材との連結部は、前記解除レバーにおける前記保持位置と前記解除位置との間の変位に対応する設定範囲内で前記第２アーム体に対してスライドする請求項１に記載の作業機の操縦室ドア開閉装置。
3. 前記第１アーム体は、
   前記開閉駆動装置に連結されているアーム部材、
   初期位置と操作位置との間で変位可能に前記アーム部材に設けられており、かつ前記主伝達部材が連結されており、前記初期位置から前記操作位置に変位することによって、前記操縦室ドアを前記全開位置に保持するキャブ側キャッチを解除する可動部材、及び
   前記初期位置に戻す力を前記可動部材に付与する復帰ばね
   を有しており、
   前記可動部材は、前記第１アーム体が前記開放対応位置から前記閉鎖対応位置側へ回動することによって、前記復帰ばねに抗して、前記初期位置から前記操作位置に変位する請求項１または請求項２に記載の作業機の操縦室ドア開閉装置。
4. 前記第１アーム体は、前記可動部材が前記操作位置に変位することによって操作される解除スイッチをさらに有しており、
   前記解除スイッチが操作されると、前記開閉モータとは異なる解除モータによって前記キャブ側キャッチが解除される請求項３記載の作業機の操縦室ドア開閉装置。
5. 出入口が設けられている操縦室本体と、前記操縦室本体の前部または後部にヒンジで連結されており、前記出入口を開閉する操縦室ドアとを有している操縦室に設けられ、前記操縦室ドアを開閉動作させる作業機の操縦室ドア開閉装置であって、
   前記操縦室の内側において前記操縦室本体に設けられており、かつ回転モータである開閉モータを有している開閉駆動装置、
   前記開閉駆動装置の回転出力軸に対して垂直に設けられ、閉鎖対応位置と開放対応位置との間で回動する第１アーム体、
   前記操縦室本体に開閉可能に連結されている前記操縦室ドアに設けられている第２アーム体、及び
   前記第１アーム体に回転自在に連結されているとともに、前記第２アーム体に回転自在に連結されており、前記第１アーム体の回動を前記第２アーム体に伝達する主伝達部材
   を備え、
   前記操縦室ドアが全閉位置に位置しているとき、前記第１アーム体は、前記閉鎖対応位置に位置し、
   前記操縦室ドアが全開位置に位置しているとき、前記第１アーム体は、前記開放対応位置に位置し、
   前記第２アーム体に設けられており、かつ保持位置と解除位置との間で変位可能になっており、前記保持位置から前記解除位置に変位することによって、前記操縦室ドアを前記全閉位置に保持するドア側キャッチを解除する解除レバー、
   前記保持位置に戻す力を前記解除レバーに付与する保持ばね、及び
   前記第２アーム体に対する前記主伝達部材の回転中心を中心として回転可能に前記主伝達部材に連結されているとともに、前記解除レバーに回転可能に連結されている補助伝達部材
   をさらに備え、
   前記解除レバーは、前記第１アーム体が前記閉鎖対応位置から前記開放対応位置側へ回動することによって、前記保持ばねに抗して、前記保持位置から前記解除位置に変位し、
   前記主伝達部材と前記補助伝達部材との連結部は、前記解除レバーにおける前記保持位置と前記解除位置との間の変位に対応する設定範囲内で前記第２アーム体に対してスライドする作業機の操縦室ドア開閉装置。
6. 出入口が設けられている操縦室本体と、前記操縦室本体の前部または後部にヒンジで連結されており、前記出入口を開閉する操縦室ドアとを有している操縦室に設けられ、前記操縦室ドアを開閉動作させる作業機の操縦室ドア開閉装置であって、
   前記操縦室の内側において前記操縦室本体に設けられており、かつ回転モータである開閉モータを有している開閉駆動装置、
   前記開閉駆動装置の回転出力軸に対して垂直に設けられ、閉鎖対応位置と開放対応位置との間で回動する第１アーム体、
   前記操縦室本体に開閉可能に連結されている前記操縦室ドアに設けられている第２アーム体、及び
   前記第１アーム体に回転自在に連結されているとともに、前記第２アーム体に回転自在に連結されており、前記第１アーム体の回動を前記第２アーム体に伝達する主伝達部材
   を備え、
   前記操縦室ドアが全閉位置に位置しているとき、前記第１アーム体は、前記閉鎖対応位置に位置し、
   前記操縦室ドアが全開位置に位置しているとき、前記第１アーム体は、前記開放対応位置に位置し、
   前記第１アーム体は、
   前記開閉駆動装置に連結されているアーム部材、
   初期位置と操作位置との間で変位可能に前記アーム部材に設けられており、かつ前記主伝達部材が連結されており、前記初期位置から前記操作位置に変位することによって、前記操縦室ドアを前記全開位置に保持するキャブ側キャッチを解除する可動部材、及び
   前記初期位置に戻す力を前記可動部材に付与する復帰ばね
   を有しており、
   前記可動部材は、前記第１アーム体が前記開放対応位置から前記閉鎖対応位置側へ回動することによって、前記復帰ばねに抗して、前記初期位置から前記操作位置に変位する作業機の操縦室ドア開閉装置。