JP3908750B2 - 建設機械の運転室 - Google Patents

Description

本発明は、建設機械の運転室に関し、特に詳細には乗降口を開閉するドアを有する建設機械の運転室に関する。

油圧式ミニショベル等の建設機械は、車体上に配設された運転室や作業機等を旋回させて作業を行うように構成されている。この運転室に作業員が乗降するために開閉されるドアは、閉められた状態だけでなく開けられた状態でも作業が行われる。図１０は、大型の建設機械６０を示しており、車体６１上に旋回可能に設けられた旋回台６２を有し、この旋回台６２に運転室６３が取り付けられている。このような大型の建設機械６０の場合は、旋回半径Ｒ′が大きいため、運転室６３のドア６４を開いた状態でもこのドア６４が旋回半径Ｒ′から突出することはないが、小型の建設機械の場合はその旋回半径も小さくなるため運転室のドアが開かれた状態では旋回半径からドアが突出する可能性がある。そのため、ドアが開けられた状態でも旋回半径からドアが突出しないように設計された建設機械の運転室が知られている（例えば、特許文献１参照）。この場合、ドアは前後がレールに沿ってスライド移動することにより平面視において運転室の外周面に沿って移動して開閉可能に構成され、かつ、ドアを含む運転室の側面を平面視において外側に凸の曲面状に形成することにより、開けられた状態でもドアが運転室の旋回半径から突出することはない。

特開平４−３５３１２９号公報

しかしながら、前後をレールに沿ってスライド移動させるドアの場合、その構造上、ドアを開閉するハンドルはドアが閉まる方向側（これを前側とする）に設けられ、一方、ドアが開けられたときや閉められたときにその状態で保持するロックはドアの開けられる方向側（これを後側とする）に設けられる。そのため、ドア中央部にハンドルとロックを繋いでロックをストライカに対して係脱する機構部が必要となり、その機構部が配設される部分には窓等を設けることができず視界が遮られることや、ドアの構造が複雑となり製造コストが増加すること、さらには、ドアが厚くなって重量が増加すること等の課題がある。また、開閉時の操作性においても、スライド機構を構成するローラとスライドレールのガタ付きによる開閉フィーリングの悪化や、閉まる直前のドアの軌跡が、前側は運転室にこすりつける方向に移動し、後側は運転室の側面に沿って移動するため操作フィーリングが悪化するだけでなく、ドアのシール不良による水漏れの原因にもなっている。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、前部はリンク機構で運転室筐体に枢結し、後部はスライド機構で運転室筐体に取り付けて、これらの機構により開閉可能としたドアを有する建設機械の運転室を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明に係る運転室は、建設機械（例えば、実施形態における油圧式ミニショベル５０）の車体上に旋回自在に配設されるものであり、内部に運転室空間を有し、この運転室空間に連通する乗降口が形成された運転室筐体と、前方に移動して乗降口を閉じ、後方に移動して乗降口を開くドアと、一端が運転室筐体の内部側に揺動自在に枢結され、他端がドアの前端部に揺動自在に枢結された棒状部材からなるリンク部材と、乗降口の後部から運転室筐体の外側部に沿って後方に延びて配設されたスライドレールと、ドアの後端部に揺動自在に枢結され、スライドレール上をガイドされてスライド移動するスライド部材とから構成され、スライドレールの前端部が乗降口の後部から斜め前方内方に曲がって延び、ドアを閉じるときにスライド部材はスライドレールの前端部にガイドされて斜め前方内方に移動し、ドアが閉じられた状態でドアの後部外面と運転室筐体の乗降口後部側外面とが略同一面上に位置するように構成されている。

さらに、リンク部材が、ドアの前記前端部の上下に枢結されたそれぞれ単一の棒状部材からなる上リンク部材及び下リンク部材から構成され、上リンク部材及び下リンク部材の一端側の揺動枢結軸および他端側の揺動枢結軸が平面視において一致しており、下リンク部材が、運転室筐体の床面より下側に配設されて前記運転室空間内に突出しないように構成されている。

なお、スライドレールが乗降口の後方で、上下方向略中央部に配設されていることが好ましい。また、閉じられたドアを含む運転室筐体の側面の一部が平面視において前後方向に延びた直線上に形成されていることが好ましい。

本発明に係る建設機械の運転室を以上のように構成すると、閉められる直前のドアの軌跡が従来からあるヒンジ式ドアと同様にドアの内側に向かうため開閉フィーリングが良く、また、運転室筐体とドアとの間をシールするシール部材も運転室筐体に真っ直ぐ押しつけられるため、耐久性、水密性を高くすることができる。さらに、スライドレールからスライド部材が外れたとしても、前部がリンク部材で支持されているため、ドアが運転室筐体から外れて落下することがなく安全性を高くすることができる。

そして、このリンク部材をドアの上下に取り付けられた上下リンク部材で構成することにより、ドア前部のガタ付きを無くし開閉フィーリングを向上させることができ、下リンク部材を運転室空間内に突出させないことにより、乗降性や安全性を低下させることがない。また、スライドレールを上下方向略中央部に設けることにより、ドアをスムーズに開閉させることができる。

また、ドアを含む運転室筐体の側面の一部を平面視において直線状に形成することにより、この運転室の前後部分の幅を大きくすることができ、特に、運転室に搭乗した作業者の足下を広くすることができる。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。まず、本発明に係る運転室を説明する前に、この運転室を有する建設機械の一例として油圧式ミニショベル５０について図２を用いて説明する。ミニショベル５０は、クローラ装置により走行可能に構成された車体５１上に上方に突出した旋回台５２を有し、この旋回台５２上に運転室５３とエンジン室５４を有して構成されている。旋回台５２は車体５１に対して水平旋回可能であり、また、この運転室筐体１の前部には、上下に揺動可能で、屈伸可能な作業機５５が枢結されており、油圧シリンダ等で駆動されて作業を行うように構成されている。この運転室５３を構成する運転室筐体１の側部には、運転室５３に対して作業員が乗降するために開閉されるドア２が設けられている。

それでは、この運転室５３に取り付けられたドア２の構造について図１〜図８を用いて説明する。なお、以降の説明において、ドア２が閉まる方向（図１における矢印Ｆの方向）を前方として説明する。ドア２は、図１に示すように、前部がリンク機構２０により運転室筐体１に取り付けられ、後部がスライド機構３０により運転室筐体１に取り付けられてこの運転室筐体１に形成されて運転室空間１ａに連通する乗降口１５を開閉可能に構成されている。リンク機構２０は一端が運転室筐体１に揺動自在に枢結され、他端がドア２に揺動自在に枢結されてこのドア２の上下に取り付けられる上リンク部材３と下リンク部材４とから構成される。一方、スライド機構３０は、運転室筐体１の外側部に設けられたスライドレール５と、このスライドレール５に沿ってスライド移動するスライド部材６とから構成される。このスライド機構３０は乗降口１５の上下方向略中央部に設けられている。

リンク機構２０を構成する上下リンク部材３，４は、図３及び図４に示すように、一端（固定端３ａ，４ａ）が運転室筐体１に揺動自在に枢結され、他端（移動端３ｂ，４ｂ）がドア２の前部の上下端に揺動自在に枢結されている。なお、この上下リンク部材３，４の固定端３ａ，４ａの上下に延びる揺動軸は、平面視において一致しており、移動端３ｂ、４ｂの上下に延びる揺動軸も、平面視において一致している。このため、図３及び図４に示すように、ドア２が開閉するときに、上下リンク部材３，４は固定端３ａ，４ａを中心に旋回（揺動）する。また、下リンク部材４の固定端４ａは、運転室筐体１の床面より下側に配設されており、この固定端４ａを含む下リンク部材４が運転室筐体１内（運転室空間１ａ）に突出することはないため、乗降性や安全性を低下させることがない。

スライド機構３０は、図１、図５及び図６に示すように、運転室筐体１の外側で乗降口１５の後方の上下方向略中央部に前後方向に延びて取り付けられたスライドレール５と、ドア２に取り付けられこのスライドレール５に沿ってスライド移動するスライド部材６とから構成される。スライドレール５は、外側に開口を向けた溝が形成されており、この溝の上面部は、その先端が下方に折り曲げられてレール溝５ａを形成している。スライド部材６は、ドア２の内側（運転室筐体１側）で後部の上下方向略中央に取り付けられ、後述するストッパ１１，１２と嵌合する突当部６ａ、この突当部６ａに揺動自在に枢結された揺動部６ｂ、並びに、スライドレール５の溝に挿入されてこのこの溝内をスライド移動するガイドローラ６ｃ及びセンタローラ６ｄを有して構成されている。

スライドレール５にスライド部材６がスライド移動可能に取り付けられている状態では、ガイドローラ６ｃは、スライドレール５のレール溝５ａ内に位置してこのレール溝５ａに沿って転がってスライド移動し、センタローラ６ｄはスライドレール５の溝内の下面５ｂに沿って転がってスライド移動する。上述のように、レール溝５ａを形成するスライドレール５の上面の先端は下方に折り曲げられているため、ガイドローラ６ｃがこのレール溝５ａから外れないようにするとともに、このレール溝５ａに沿ってスライド部材６をガイドしてスライド移動させるように構成されている。また、スライド部材６の揺動部６ｂは突当部６ａに対して揺動することができるため、図６に示すようにスライドレール５が曲がって取り付けられていても、この揺動部６ｂを揺動させてドア２はスライド移動することができる。

ドア２の前部にはこのドア２が閉じられた状態を保持するドア閉め時用ロック７が設けられ、図３に示すように閉められたドア２の対向する部分の運転室筐体１（乗降口１５の前方）に設けられたドア閉め時用ストライカ８に係止されるように構成されている。また、ドア２の前部にはこのドア２が開けられた状態を保持するドア開け時用ロック９が設けられ、図４に示すように開けられたドア２の対向する部分の運転室筐体１（乗降口１５の後方）に設けられたドア開け時用ストライカ１０に係止されるように構成されている。なお、本実施例においては、ドア２の前部に設けられたドア閉め時用ロック７とドア開け時用ロック９とは図１に示すように別部材として設けられているが、共通部材として構成することも可能である。

運転室筐体１には、ドア２が開けられた状態でこのドア２の後部の突当部６ａと嵌合して開けられた状態を保持するドア開け時用ストッパ１１と、ドア２が閉められた状態でこのドア２の後部の突当部６ａと嵌合して閉じられた状態を保持するドア閉め時用ストッパ１２とが設けられている。ドア開け時用ストッパ１１は、図５に示すようにスライドレール５の後方に取り付けられたブラケット１１ｂと、このブラケット１１ｂに取り付けられ、スライドレール５と略平行に延びる（前後に延びる）突起部１１ａとから構成される。また、ドア閉め時用ストッパ１２は、図６に示すようにスライドレール５の前方に取り付けられたブラケット１２ｂと、このブラケット１２ｂに取り付けられ、運転室筐体１に対して外方に延びる突起部１２ａとから構成される。いずれのストッパ１１，１２も、ドアが開けられた状態若しくは閉められた状態で、スライド部材６の突当部６ａと突起部１１ａ，１２ａが嵌合するように構成されている。ドア開け時用ストッパ１１の突起部１１ａは、図５に示すように突当部６ａの側部に形成された嵌合部６ｅに挿入されて嵌合し、ドア閉め時用ストッパ１２の突起部１２ａは、図６に示すように突当部６ａの先端部に形成された嵌合部６ｆに挿入されて嵌合する。なお、ドア開け時用ストッパ１１は、スライド部材６がスライドレール５の後端から外れるのを規制する役目も有している。

従来の前後がスライド移動するドアの場合、ドアを開けて固定するためにドア前方にタブテール（凹凸形状を差し込んで固定する部品）を配設し、その相手部品を運転室筐体（センタピラー部）に配設していたが、ドア前方の上下部内側に取り付け用の無骨なブラケットが必要となるため安全性を損ねたり視界を遮ったりしており、また、同様に運転室筐体の後部外面にもストッパが張り出し、デザインや安全性を損ねていた。しかしながら、本実施例の構成によれば、ドアの後部を固定するためのドア開け時用ストッパ１１だけがスライドレール５の後部に沿って取り付けられているだけで、ドア閉め時用ストッパ１２や突当部６ａ等は、ドア２の内側に隠れて外部からは視認することができず、外観（デザイン）、安全性、視界性が向上する。

この、ドア２の前部には運転室筐体１内若しくは外からドア２を開閉するためのハンドル１３が設けられており、ドア閉め時用ロック７及びドア開け時用ロック９と連動してストライカ８，１０との係合を開放してドア２の開閉が可能なように構成されている。このようなドア２を開閉するための機構がドア２の前部（図１の場合は、上下方向略中央部）に集中して配設されているため、ドア２の構造が簡単になり、ドア２の厚みを薄くすることや、従来プレス成形していたものをパイプフレーム等で製作することができる。そのため、ドア２の軽量化や製造コストの低減が可能になる。さらに、ドア２の中央部に窓１４を設けて運転室筐体１内からの視界を広くすることができる。

図３はドア２が閉められた状態を示している。ドア２を閉めた時は、ドア２の前部に設けられたドア閉め時用ロック７とストライカ８が係合して前部が固定される。また、同時にスライド部材６の突当部６ａに形成された嵌合部６ｆにドア閉め時用ストッパ１２の突起部１２ａが嵌合して後部が固定される。この状態においては、ドア２の前部は上下リンク部材３，４に支持されているためガタ無く運転室筐体１に固定される。

図４はドア２が開けられた状態を示している。ドア２を開けた時は、ドア２の前部に設けられたドア開け時用ロック９とストライカ１０が係合して前部が固定される。また、同時にスライド部材６の突当部６ａに形成された嵌合部６ｅにドア開け時用ストッパ１１の突起部１１ａが嵌合して後部が固定される。この時も、ドア２の前部は上下リンク部材３，４に支持されているためガタ無く運転室筐体１に固定される。

このように、ドア２の前部をリンク機構２０で支持することにより、スライドレール５からスライド部材６が外れたとしてもドア２はリンク機構２０で保持されるため運転室筐体１から外れて落下することがなく、安全性を高くすることができる。

スライドレール５とスライド部材６のガイドローラ６ｃ、センタローラ６ｄとの間には、このガイドローラ６ｃやセンタローラ６ｄが回転するための隙間があり、またこのガイドローラ６ｃやセンタローラ６ｄを保持する揺動部６ｂも突当部６ａに対して揺動するように構成されているため、ドア２の後部がガタつく原因となる。しかしながら、上述のように、ドア２が開かれた時も閉められた時も、このスライド部材６のドア２に固定されている突当部６ａにストッパ１１，１２が嵌合して固定されるため、ドア２を固定するだけでなく、ガタ無く安定支持することも可能となる。また、ドア２の固定のためにストッパ１１，１２と嵌合する部分を別途設けずに、スライド部材６の突当部６ａに嵌合部６ｅ，６ｆを形成して構成することにより、運転室筐体１の側面がすっきりとしてデザインを損ねることがない。

以上のように構成されたドア２が開閉されるときの軌道について図７を用いて説明する。上述のように、ドア２の前部はリンク機構２０により揺動され、後部はスライド機構３０によりスライド移動されるため、ドア２の開閉時の軌道はこのリンク機構２０とスライド機構３０によって決定されることとなり、前部は図７の軌道Ｃ１に沿って移動し、後部は軌道Ｃ２に沿って移動する。このため、ドア２が閉まる直前の軌道は図７に示すように、前部は矢印Ａの方向、すなわち、ヒンジ式ドアが閉まるときと同様に、ドア２の内側に向かうように構成される。従来の前後がスライド移動するドアの場合、閉まる直前はレールに沿って転がるローラの回転方向（前後方向）と異なる方向（ドア内側方向）に向かうため、ローラが回転せず滑ることになり、ドアの操作力が重くなって開閉フィーリングが悪化するが、本実施例の場合は、リンク機構２０の揺動のためそのような操作量の増加は無く開閉フィーリングは良い。また、ドアの前部をスライド移動させる方式の場合、ガタがあるため開閉フィーリングが悪化するが、本実施例の場合は、ドア２の前部はリンク機構２０により支持されているためガタがなく、開閉フィーリングは良い。さらに、ドア２の運転室筐体１との間をシールするためにドア２に取り付けられたシール部材（図示せず）も、矢印Ａの方向に押しつけられるように構成されるため、従来のスライド式ドアのように横滑りすることがなく、耐久性、水密性を高くすることができる。

なお、図４に示すように、ドア閉め時用ストッパ１２の嵌合部６ｆに対する差込み角度は上下リンク部材３，４の固定端３ａ，４ａ又はドア閉め時用ロック７及びストライカ８との係合点とスライド部材６の枢結部とを結ぶ直線に直交する方向Ｄと角度θを持ったこのスライド部材６の移動方向Ｅに対して平行に設定されている。このため、ドア２の後部は、スライドレール５の形状により、矢印Ａの方向よりも前方に傾けた矢印Ｂの方向になるように構成される。そのため、ドア２の前部でドア閉め時用ロック７とストライカ８を係合させて固定することで、ガタ付きなくドア２を閉めた状態に固定することができる。また、スライド機構３０により、ドア２の後部を運転室筐体１側にスライド移動させることができるため、ドア２が閉じられた状態で、ドア２の後部と運転室筐体１とは略同一面上に位置するように構成できるため、ドア２の後部が運転室筐体１の側面から突出するようなことが無い。

次に、この運転室５３（運転室筐体１）の形状であるが、図８（Ａ）に示すように、運転室筐体１のドア２が取り付けられた側面の一部１ａが平面視において前後方向に延びる直線状に形成されている。そして、この直線状に形成された側部１ａより前方の前部１ｂを平面視において曲率半径ｒで外側に凸の曲線状に形成されている。従来の運転室のドア側の側部は平面視においてドアを含んで外側に凸の曲線状に形成されているため、運転室の前後部で幅方向が狭くなり、特に、運転室に搭乗した作業者の足下が狭くなっていた。しかしながら、本実施例の構成とすることにより、同じ運転室幅であれば、一部を直線状にすることにより運転室５３に搭乗した作業者の足下を広くすることができる。このとき、側部１ａを構成するドア２の後部も直線状に形成されるため、図８（Ｂ）に示すように、ドア２を開いた状態で、このドア２の後部の一部が旋回半径Ｒから突出する場合もあるが、ドア２を開けた状態の運転室５３の運転室幅Ｌ１は、従来の前後がスライド移動するドアの場合とほぼ同等であり、実用上は問題ない。

なお、ドア２が大型化して重量が重い場合は、リンク機構２０を構成する上下リンク部材３，４の強度を補強するために、図９に示すように回転ローラ１６を取り付けてドア２の重量を支持するように構成することも可能である。この場合、上下リンク部材３，４の下方に図示しない平板状の支持部材を設け、この支持部材上を回転ローラ１６が転がってドア２が開閉されるように構成される。このとき、回転ローラ１６は、リンク部材３，４の側部から側方に延びる軸受部１６ｂとこの軸受部１６ｂに対して回転可能に取り付けられたローラ部材１６ａとから構成し、このローラ部材１６ａの回転軸が、リンク部材３，４の固定端３ａ（４ａ）と移動端３ｂ（３ｂ）とを結ぶ線上に位置して延びるように構成される。この回転ローラ１６は、ドア２の重量によっては、上リンク部材３若しくは下リンク部材４のいずれか一方に設けることもできる。

また、以上の実施例においては、スライド部材６の突当部６ａに嵌合部６ｅ，６ｆを設けて、ストッパ１１，１２の突起部１１ａ，１２ａを嵌合させるように構成した場合について説明したが、ストッパ１１，１２に嵌合部を設け、突当部６ａにこの嵌合部に嵌合する突起部を設けて構成することも可能である。

本発明に係る建設機械の運転室を示す側面図である。 本発明に係る運転室を有する建設機械の一例を示す側面図である。 ドアを閉めた時の運転室の要部を示す平面図である。 ドアを開けた時の運転室の要部を示す平面図である。 ドア開け時用ストッパを含むスライド機構の要部を示す図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は背面図である。 ドア閉め時ようストッパを含むスライド機構の要部を示す平面図である。 ドアを開閉するときの軌跡を示す平面図である。 本発明に係る運転室の形状を示す平面図であり、（Ａ）はドアを閉じた時の形状を示す図であり、（Ｂ）はドアを開けた時の形状を示す図である。 回転ローラを設けたリンク部材を示す図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は側面図である。 従来の大型建設機械を示す平面図である。

符号の説明

１ 運転室筐体
１ａ 運転室空間
２ ドア
３ 上リンク部材
４ 下リンク部材
５ スライドレール
６ スライド部材
１５ 乗降口
５０ 油圧式ミニショベル（建設機械）
５１ 車体
５３ 運転室

Claims (3)

1. 車体上に旋回自在に配設された建設機械の運転室であって、
   内部に運転室空間を有し、前記運転室空間に連通する乗降口が形成された運転室筐体と、
   前方に移動して前記乗降口を閉じ、後方に移動して前記乗降口を開くドアと、
   一端が前記運転室筐体の内部側に揺動自在に枢結され、他端が前記ドアの前端部に揺動自在に枢結された棒状部材からなるリンク部材と、
   前記乗降口の後部から前記運転室筐体の外側部に沿って後方に延びて配設されたスライドレールと、
   前記ドアの後端部に揺動自在に枢結され、前記スライドレール上をガイドされてスライド移動するスライド部材とから構成され、
   前記スライドレールの前端部が前記乗降口の後部から斜め前方内方に曲がって延び、前記ドアを閉じるときに前記スライド部材は前記スライドレールの前端部にガイドされて斜め前方内方に移動し、前記ドアが閉じられた状態で前記ドアの後部外面と前記運転室筐体の前記乗降口後部側外面とが略同一面上に位置するように構成されており、
   前記リンク部材が、前記ドアの前記前端部の上下に枢結されたそれぞれ単一の棒状部材からなる上リンク部材及び下リンク部材から構成され、前記上リンク部材及び前記下リンク部材の一端側の揺動枢結軸および他端側の揺動枢結軸が平面視において一致しており、
   前記下リンク部材が、前記運転室筐体の床面より下側に配設されて前記運転室空間内に突出しないように構成されたことを特徴とする建設機械の運転室。
2. 前記スライドレールが前記乗降口の後方で、上下方向略中央部に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の建設機械の運転室。
3. 閉じられた前記ドアを含む前記運転室筐体の側面の一部が平面視において前後方向に延びた直線状に形成されていることを特徴とする請求項１もしくは２に記載の建設機械の運転室。
   

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