(57)【要約】【課題】掘削作業中のオペレータの視界確保とメンテナンス作業性とを高い次元で両立できる建設機械のキャブ前ステップ構造を提供する。【解決手段】油圧ショベル１のキャブヘッド６上にオペレータが搭乗するキャブ７を設置し、キャブ７の左右両側に通路として固定ステップ１７を設けて前方に延設する。各固定ステップ１７の延設箇所１７ａの下面にガイドレール２０を固定してそれぞれ可動ステップ１８を左右に案内し、電動シリンダ２２の伸縮に応じて接離方向にスライド可能とする。キャブ７の前窓１５の清掃等のメンテナンス作業の際には、左右の可動ステップ１８を接近させてキャブ７の前側に位置させ（展開位置）、油圧ショベル１の掘削作業中には、左右の可動ステップ１８を離間させて固定ステップ１７の下側にそれぞれ重ね（格納位置）、オペレータが前斜め下方に位置する作業場所を容易に視認できるようにする。【選択図】図４
2020023811.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オペレータが搭乗するキャブを備えた建設機械において、
前記キャブの前側で且つ前面よりも所定の寸法だけ前方に延設された固定ステップと、
前記固定ステップに設けられたガイドレールに案内され、前記キャブの前側に位置する展開位置と前記固定ステップに重ねられる格納位置との間でスライド可能な可動ステップと、
前記可動ステップを展開位置と格納位置との間で切り換える駆動手段と
を備えたことを特徴とする建設機械のキャブ前ステップ構造。
【請求項２】
前記可動ステップは、接離方向にスライド可能な一対の可動ステップであり、接近方向にスライドした展開位置では、互いに突き当てられて前記キャブの前側に位置し、離間方向にスライドした格納位置では、前記キャブの両側に配設された一対の固定ステップにそれぞれ重ねられる
ことを特徴とする請求項１に記載の建設機械のキャブ前ステップ構造。
【請求項３】
前記駆動手段は、前記可動ステップに一端が連結され、前記キャブが設置されるキャブヘッドに他端が連結されたシリンダであり、伸縮動作により前記可動ステップを展開位置と格納位置との間で切り換える
ことを特徴とする請求項１に記載の建設機械のキャブ前ステップ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メンテナンス作業等の足場となる建設機械のキャブ前ステップ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば運転質量100ｔ以上の油圧ショベル等のような大型の建設機械では、エアコン装置等を収容したキャブベッド上の高所にキャブ（運転室）が設置されている。このため、キャブの前窓の清掃や前消灯の交換等のメンテナンス作業を実施する際に、作業者の手が届かない。そこで、このような大型の建設機械ではキャブの前窓の下部にステップが設けられ、ステップ上に作業者が立ってメンテナンス作業を実施するようになっている。
【０００３】
しかしながら、キャブが高所に位置するほど、キャブに搭乗したオペレータは作業場所を見下ろす傾向が強くなり、前斜め下方を指向するオペレータの視線の一部がステップにより遮られることから、作業効率の点で好ましくない。
【０００４】
そこで、例えば特許文献１に記載のように、ステップの基端をキャブベッドに設けた回動部に連結して水平姿勢で支持する一方、油圧シリンダの駆動により回動部を中心としてステップを上方に回動した格納位置に切換可能とした油圧ショベルが提案されている。メンテナンス作業を実施する際には、ステップを水平姿勢に保って足場として利用し、油圧ショベルの掘削作業中には、回動部を中心としてステップを格納位置まで回動してオペレータの視線を確保している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−８８０３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ステップを回動式とした特許文献１のキャブ前ステップ構造は、油圧ショベルの掘削作業中のオペレータの視界確保とメンテナンス作業性とを両立する上で、今一つ改良の余地があった。
【０００７】
即ち、油圧ショベルの掘削作業中にはステップが格納位置に切り換えられるが、このときのステップはキャブの前面に重ねられる。このためステップの前後幅が広い場合には前窓の下部が覆われて、オペレータの視線の特に下側が遮られてしまうため、視界確保の点で十分とは言い難い。また視界確保を優先してステップの前後幅を縮小すると、メンテナンス作業を実施する作業者の立ち位置が制限されるため、メンテナンス作業性が低下してしまう。よって、オペレータの視界確保とメンテナンス作業性とがトレードオフの関係になり、双方を両立できる対策が要望されていた。
【０００８】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、掘削作業中のオペレータの視界確保とメンテナンス作業性とを高い次元で両立することができる建設機械のキャブ前ステップ構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するため、本発明の建設機械のキャブ前ステップ構造は、オペレータが搭乗するキャブを備えた建設機械において、前記キャブの前側で且つ前面よりも所定の寸法だけ前方に延設された固定ステップと、前記固定ステップに設けられたガイドレールに案内され、前記キャブの前側に位置する展開位置と前記固定ステップに重ねられる格納位置との間でスライド可能な可動ステップと、前記可動ステップを展開位置と格納位置との間で切り換える駆動手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の建設機械のキャブ前ステップ構造によれば、掘削作業中のオペレータの視界確保とメンテナンス作業性とを高い次元で両立することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態のキャブ前ステップ構造が適用された油圧ショベルを示す側面図である。
【図２】油圧ショベルのキャブの詳細を示す図１の拡大側面図である。
【図３】可動ステップを展開位置とした状態を示すキャブの正面図である。
【図４】可動ステップを格納位置とした状態を示すキャブの正面図である。
【図５】ガイドレールと可動ステップとの関係を示す図３のV-V線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を鉱山等で稼働する超大型油圧ショベルのキャブ前ステップ構造に具体化した一実施形態を説明する。
図１は本実施形態のキャブ前ステップ構造が適用された油圧ショベルを示す側面図であり、以下の説明では、油圧ショベルに搭乗したオペレータを主体として前後、左右、上下方向を表現する。
【００１３】
油圧ショベル１の下部走行体２にはクローラ３が備えられ、クローラ３は図示しない走行用油圧モータにより駆動されて油圧ショベル１を走行させる。下部走行体２上には旋回装置４を介して上部旋回体５が設けられ、旋回装置４の図示しない旋回用油圧モータの駆動により上部旋回体５が旋回する。上部旋回体５の前部はキャブヘッド６により構成され、キャブヘッド６内にはエアコン装置等が収容され、キャブヘッド６上にはオペレータが搭乗するキャブ７が設置されている。上部旋回体５の後部は機械室８により構成され、機械室８の後側にはカウンタウエイト９が固定されている。
【００１４】
上部旋回体５のキャブ７の右側には掘削用の作業装置１０が前方に向けて取り付けられ、作業装置１０はブーム１１、アーム１２及びバケット１３から構成されている。ブーム１１はブームシリンダ１１ａにより角度変更され、アーム１２はアームシリンダ１２ａにより角度変更され、バケット１３はバケットシリンダ１３ａにより角度変更される。
【００１５】
図示はしないが機械室８内には、エンジンを動力源とするＨＳＴ（Hydro Static Transmission）が搭載され、エンジンの駆動によりＨＳＴの油圧ポンプから作動油が吐出される。キャブ７内に設置された各種操作機器がオペレータに操作されると、油圧ポンプからの作動油が切り換えられて、上記した走行用及び旋回用油圧モータや作業装置１０の各シリンダ１１ａ〜１３ａ等に適宜供給され、これにより油圧ショベル１が稼働する。
【００１６】
図２は油圧ショベル１のキャブ７の詳細を示す図１の拡大側面図、図３は可動ステップを展開位置とした状態を示すキャブ７の正面図、図４は可動ステップを格納位置とした状態を示すキャブ７の正面図、図５はガイドレールと可動ステップとの関係を示す図３のV-V線断面図である。
【００１７】
特に図２，３に示すように、キャブ７の前面の上部には前窓１５が設けられ、キャブ７の左右側面の上部には横窓１６（左側のみ図示）が設けられている。キャブ７内に搭乗したオペレータは各窓１５，１６を介して外部を視認でき、特に掘削作業中のオペレータは前窓１５を介して前斜め下方に位置する作業場所の状況、例えば鉱石や土砂等の掘削状況やバケット１３の動き等を視認している。キャブ７の各窓１５，１６の清掃或いは図示しない前照灯の交換等のメンテナンス作業を実施するために、キャブ７の左右両側及びキャブ７の前側には、手摺り２１を備えた通路として機能するステップ１７，１８が設けられている。上部旋回体５の左側部には昇降装置１９が設けられ、この昇降装置１９を経て地表とステップ１７，１８との間でオペレータや作業者が自由に行き来できるようになっている。
【００１８】
ステップ１７，１８は、固定ステップ１７と可動ステップ１８とに大別され、図示はしないが、それぞれ滑り防止及び土砂の堆積防止等を目的としてグレーチングにより構成されている。但し、これに限るものではなく、各ステップ１７，１８を鋼板により構成してもよい。
【００１９】
固定ステップ１７はキャブ７の左右両側にそれぞれ水平姿勢で配設され、キャブ７の前面よりも所定の寸法（可動ステップ１８の前後幅に相当）だけ前方に延設されている（以下、延設箇所１７ａと称し、本発明の固定ステップに相当する）。従って、左右の固定ステップ１７の延設箇所１７ａは平面視で略四角状をなし、キャブ７の前側で且つ左右方向（車幅方向）にずれた左側及び右側にそれぞれ配設されている。
【００２０】
図３，５に示すように、左右の固定ステップ１７の延設箇所１７ａの下面には、それぞれガイドレール２０が固定されている。各ガイドレール２０のベース面２０ａは、平面視において固定ステップ１７の延設箇所１７ａと対応する略四角状をなし、それぞれ延設箇所１７ａに下方より重ねられている。各ベース面２０ａの前縁には上方に突出する壁状の爪先止め２０ｂが一体形成され、固定ステップ１７の延設箇所１７ａ上に立った作業者の不用意な前方への飛び出しが防止されている。
【００２１】
各ベース面２０ａの前後両縁にはそれぞれ断面Ｌ字状をなすレール突条２０ｃが下方に向けて突設され、これらのレール突条２０ｃにより各ベース面２０ａの前後両縁には、互いに接近する方向に開口する一対のレール溝２０ｄが形成されている。
【００２２】
このように構成された左右のガイドレール２０の下側に可動ステップ１８がそれぞれ水平姿勢で配設され、ガイドレール２０の案内により可動ステップ１８が左右方向に案内されるようになっている。
【００２３】
各可動ステップ１８のベース面１８ａは、ガイドレール２０のベース面２０ａに下方より重ねられ、その前後両縁が前後のレール溝２０ｄに嵌め込まれている。各可動ステップ１８のベース面１８ａの前後両縁にはそれぞれ断面Ｌ字状をなすレール突条１８ｃが下方に向けて突設され、これらのレール突条により各ベース面１８ａの前後両縁には、互いに離反する方向に開口する一対のレール溝１８ｄが形成されて、それぞれガイドレール２０のレール突条２０ｃが嵌め込まれている。結果として左右の可動ステップ１８は、ガイドレール２０に保持された状態で左右方向に案内されてスライド可能となっている。
【００２４】
各可動ステップ１８の後側のレール突条１８ｃの下面にはブラケット２３が固定され、各ブラケット２３には、それぞれ電動シリンダ２２（本発明の駆動手段に相当）の一端が軸２４を介して相対回動可能に連結されている。また、キャブヘッド６の左右両側面には軸受け２５を介して軸２６が固定され、各軸２６には電動シリンダ２２の他端がそれぞれ相対回動可能に連結されている。周知のように電動シリンダ２２は、内蔵されたモータの回転を送りネジにより直線運動に変換して伸縮動作するアクチュエータである。
【００２５】
左右の電動シリンダ２２は常に同一方向に駆動され、縮退方向への駆動時には左右の可動ステップ１８が接近方向にスライドし、伸張方向への駆動時には可動ステップ１８が離間方向にスライドする。そして、各電動シリンダ２２の縮退方向のストロークエンドでは、図３に示すように、互いに接近した可動ステップ１８が左右から突き当てられてキャブ７の前側に位置し、以下、この状態を展開位置と称する。また各電動シリンダ２２の伸張方向のストロークエンドでは、図４に示すように、互いに離間した可動ステップ１８が固定ステップ１７の下側にそれぞれ重なり、以下、この状態を格納位置と称する。
【００２６】
詳細は後述するが、前窓１５の清掃や前照灯の交換等のメンテナンス作業は、作業者が展開位置の可動ステップ１８上に立って実施され、その際の作業者の便宜を図って可動ステップ１８には十分に広い前後幅が確保されている。なお左右の可動ステップ１８が接近するほど、可動ステップ１８とガイドレール２０との左右方向のオーバラップが減少するが、展開位置においても各可動ステップ１８はガイドレール２０に保持され続けてステップとしての機能を問題なく果たす。
【００２７】
可動ステップ１８の切換は、キャブ７の左右側面にそれぞれ設けられた図示しない切換スイッチにより行われ、切換スイッチを押圧操作する毎に、各電動シリンダ２２が縮退方向或いは伸張方向に駆動されて可動ステップ１８を展開位置と格納位置との間で切り換える。
【００２８】
なお、各可動ステップ１８の前側のレール突条１８ｃの前縁には上方に突出する壁状の爪先止め１８ｂが一体形成され、展開位置の可動ステップ１８上に立った作業者の不用意な前方への飛び出しが防止されている。
【００２９】
左右の固定ステップ１７の手摺り２１は延設箇所１７ａも含めて、鋼管を縦横に張り巡らせて構成されているが、キャブ７の前側、即ち展開位置の可動ステップ１８に対応する箇所は、左右の固定ステップ１７上の手摺り２１の上部を互いに連結する１本の鋼管２１ａだけで構成されている。キャブ７に搭乗したオペレータの視線が手摺り２１により遮られる事態を極力防止する配慮であるが、手摺り２１としての機能は問題なく果たされる。
【００３０】
次に、以上のように構成されたキャブ前ステップ構造の作用について説明する。
基本的に可動ステップ１８は、メンテナンス作業を実施する際には展開位置に切り換えられ、油圧ショベル１の掘削作業中には格納位置に切り換えられる。
【００３１】
メンテナンス作業を実施する作業者は地表から昇降装置１９を経てキャブ７の左右何れかの固定ステップ１７上に登り、可動ステップ１８が図４に示す格納位置にある場合には切換スイッチを押圧操作する。電動シリンダ２２の縮退方向への駆動により可動ステップ１８が図３に示す展開位置に切り換えられ、作業者は可動ステップ１８上に立ってキャブ７の前窓１５の清掃や前消灯の交換等のメンテナンス作業を実施する。
【００３２】
上記したように可動ステップ１８には十分に広い前後幅が確保されているため、作業者は立ち位置を制限されることなく、作業内容に応じた最適な位置で容易に作業を実施でき、そのメンテナンス作業性を向上することができる。そして、作業が終了すると作業者は再度切換スイッチを押圧操作し、電動シリンダ２２の伸張方向への駆動により可動ステップ１８が図４に示す格納位置に切り換えられる。
【００３３】
一方、油圧ショベル１の掘削作業を実施するオペレータは、昇降装置１９から固定ステップ１７を経てキャブ７に搭乗する。上記のようにメンテナンス作業後に可動ステップ１８は格納位置に戻されているはずであるが、作業者の失念により展開位置のままの場合もあり、このようなときにオペレータはキャブ７への搭乗前に切換スイッチを押圧操作する。電動シリンダ２２の駆動により可動ステップ１８が格納位置に切り換えられ、これにより、図４に仮想線で示すようにキャブ７の前側の空間が下方に向けて開放される。
【００３４】
ステップを回動式とした特許文献１の技術では、ステップの前後幅を拡大すると、上方に回動したステップにより前窓の下部が覆われてしまう。これに対して本実施形態の可動ステップ１８は、格納位置のときに固定ステップ１７の下側に重ねられるため、可動ステップ１８の前後幅を拡大しても、その影響を何ら受けることなく前窓１５が良好な視界に保たれる。従って、オペレータは前窓１５を介して前斜め下方に位置する作業場所の状況、例えば鉱石や土砂等の掘削状況やバケット１３の動き等を容易に視認でき、効率的に掘削作業を実施することができる。
【００３５】
結果として本実施形態のキャブ前ステップ構造によれば、掘削作業中のオペレータの視界確保とメンテナンス作業性とを高い次元で両立することができる。
【００３６】
一方、本実施形態は、一対の可動ステップ１８を接離方向にスライドさせているが、例えば、単一の可動ステップ１８を、左右何れかの固定ステップ１７に重なる格納位置と、キャブ７の前側に位置する展開位置との間でスライドさせることもできる。このような構成も本発明は含み、実施形態と同じくオペレータの視界確保とメンテナンス作業性とを両立できる。しかし、キャブ７の左右幅に相当する長い可動ステップ１８が必要になることから、格納位置で固定ステップ１７に重ねたときに側方にはみ出す上に、駆動源である電動シリンダ２２にも長いストロークが要求される。
【００３７】
一般的に油圧ショベル１のキャブ７の左右側面には横窓１６が設けられ、そのメンテナンス作業のためにキャブ７の両側に固定ステップ１７が設けられている。このため、本実施形態のように可動ステップ１８を左右に分割し、格納位置では個別に左右の固定ステップ１７に重ねるようにすれば、可動ステップ１８のはみ出しを防止して周辺機器への影響を防止できる上に、電動シリンダ２２のストロークを短縮して可動ステップの円滑な作動を実現できるという効果も得られる。
【００３８】
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では電動シリンダ２２を駆動源としたが、これに限るものではない。例えば、可動ステップ１８に左右方向に延びるラックを形成してピニオンを噛合させ、電動シリンダ２２に代えてモータを駆動源としてピニオンを回転駆動し、ラックを介して可動ステップ１８をスライドさせるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１      油圧ショベル（建設機械）
６      キャブヘッド
７      キャブ
１７ａ  延設箇所（固定ステップ）
１８    可動ステップ
２０    ガイドレール
２２    電動シリンダ（駆動手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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