(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明な前窓と、この前窓に設けた中空柱からなるピラーを含む運転室を上部旋回体に設置し、この前窓のガラス面に駆動手段により摺接しながら所定角度往復回動するワイパを設けたものにおいて、
前記ワイパの駆動軸を前記ピラーの内部に延在させて設け、
前記駆動手段を前記ピラーの内部に設けて、この駆動手段と前記駆動軸との間を動力伝達手段で連結するようになし、
前記動力伝達手段は、前記ピラーの内部に設けられ、前記駆動軸に連結した第１の伝達ロッドと、前記駆動手段に連結した第２の伝達ロッドとにより構成し、かつこれら第１，第２の伝達ロッド間を揺動レバーを介して動力伝達可能に連結する
構成としたことを特徴とする建設機械のワイパ駆動装置。
【請求項２】
前記ピラーは前記運転室のルーフから下方に向けて斜め前方に張り出し、その下方は方向転換して所定角度だけ後方側に引き込まれるように曲成されており、かつ前記ピラーを前記ルーフ側から床面に向けてほぼ連続的に太くなる形状となし、前記駆動手段は前記ピラー内の低部位置に設けた電動モータから構成し、前記第１，第２の伝達ロッドと前記揺動レバーとを球面継手で連結する構成としたことを特徴とする請求項１記載の建設機械のワイパ駆動装置。
【請求項３】
前記電動モータはウォームを回転駆動するものであり、前記第２の伝達ロッドには、このウォームと噛合するギアを固定して設け、これら電動モータ及びウォームは上下方向に向けて配設する構成としたことを特徴とする請求項２記載の建設機械のワイパ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベル等の建設機械の運転室における前窓に装着されるワイパを駆動する建設機械のワイパ駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建設機械として、例えば油圧ショベルは、クローラ式の走行手段を備えた下部走行体の上に、土砂の掘削等の作業を行うためのフロント作業機構を装着した上部旋回体を旋回可能に設置する構成としたものである。上部旋回体には、さらに運転室が設けられており、オペレータはこの運転室内で車両の走行、上部旋回体の旋回や、フロント作業機構の作動等の操作を行う。運転室には、その前方に前窓を設けて前方視野を確保し、掘削位置の確認等を行えるようにしている。また、雨天時における土砂の掘削等の作業時には前窓に付着する水滴等を除去するために前窓にはワイパが設けられる。ワイパは所定の長さを有するゴム等の弾性部材からなるワイパブレードを有し、このワイパブレードを前窓を構成する窓ガラス外面に当接させて、ワイパアームにより所定角度回動させることにより窓ガラスと摺接させるようにしてクリーニングするものであり、ワイパアームは電動モータ等の駆動手段で回動駆動される。
【０００３】
従来技術によるワイパの駆動手段としては、例えば特開平１−２９７３４０号公報に示されている構成のものが知られている。そこで、図７にこの従来技術によるワイパ及びその駆動装置の構成を示す。
【０００４】
図中において、１は運転室であり、この運転室１は、図示しない下部走行体に旋回可能に設置した上部旋回体２のフレーム３に装着されている。運転室１は前方に左右一対のピラー４をフレーム３から突出する状態にして設けられ、これら両ピラー４，４間の部位には透明ガラスを嵌め込んだ前窓５が設けられている。また、側部側には、図示は省略するが、ドアが設けられており、このドアの後方から後部及びドアの装着側とは反対側の側部は所要の位置に窓を設けた壁面６となっており、さらに上部にはルーフ７が形成されている。そして、このようにして区画形成された運転室１の内部には、運転席８及び操作レバー９等の操作手段が設けられている。
【０００５】
ピラー４はルーフ７から下方に向かうに応じて所定角度だけ斜め前方に張り出させて、その下方の部位は方向転換して所定角度だけ後方側に引き込まれるようにしてフレーム３に固定される。そして、前窓５は前方及び上方視野を確保するためのものであり、方向転換部より上部側に位置している。しかも、この前窓５はピラー４に沿って上方に引き上げることにより開放できるようになっている。また、前窓５の下部側の部位には下方視野を確保するために、この前窓５とは独立してピラー４に固定的に保持された下窓１０が設けられている。
【０００６】
１１はワイパを示し、このワイパ１１はワイパアーム１２にワイパブレード１３を連結したものからなり、ワイパアーム１２を所定角度往復回動させることによって、ワイパブレード１３を前窓５のガラス面に所定の範囲にわたって摺接させて、この前窓５に付着する水滴等をふき取るようになっている。ワイパアーム１２を回動させるために、ピラー４には取付板１４が固定して設けられており、この取付板１４にワイパアーム１２の駆動軸及びこの駆動軸を回動操作するためのレバー（共に図示せず）が取り付けられている。そして、このレバーにはコントロールケーブル１５が連結されており、このコントロールケーブル１５はフレキシブルなスリーブ内に操作ワイヤを挿通したものからなり、ピラー４に沿って下方に延在されて、フレーム３上に設置した電動モータ等を備えた駆動ユニット１６に接続されている。従って、この駆動ユニット１６によりコントロールケーブル１５内の操作ワイヤを押し引き操作することによって、遠隔操作でワイパ１１を作動させることができるようになっている。
【０００７】
ここで、図示したワイパ１１は、前窓５において、運転室１内から見て左側のピラー４に装着されている。この位置に配置することによって、前窓５のうちの左側の部位がより広い面積にわたってふき取ることができるようになる。フロント作業機構は運転室１の右側に位置しているので、前窓５の左側がクリアな状態になっていると、フロント作業機構による掘削箇所を斜め方向から見ながら掘削作業を行うことができるので、土手を作るための法面作業や上方位置の掘削掘削作業等の作業性が良くなる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述した従来技術のワイパ駆動装置にあっては、電動モータ等を備えた駆動ユニットは運転室の床面を構成するフレームに設置される関係から、この駆動ユニットを設置した分だけ運転室の内部が狭くなり、オペレータの居住性が悪くなる。また、駆動ユニットとワイパアームの駆動軸を設けた取付部との間はコントロールケーブルで接続されているが、このコントロールケーブルはスリーブ内に操作ワイヤを挿通させたものであるから、ワイパの作動時には操作ワイヤがスリーブの内面に沿って摺動する分だけ動きに対する抵抗が大きくなる。しかも、コントロールケーブルはフレキシブルなものであるから、駆動ユニットによる操作ワイヤに対する駆動力としては、引っ張り方向においては確実に作用させることができるが、戻し方向については引っ張り方向ほどは駆動力を有効に作用させることができない。そこで、ばねの付勢力を戻し方向に作用させればワイパブレードの往復動作が均等かつ円滑に行えるようになるが、そうすると、操作ワイヤはこの戻しばねの付勢力に抗して引っ張らなければならないことから、駆動モータの駆動力をさらに大きくしなければならなくなる。
【０００９】
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、ピラー内にコンパクトに収納されて、ワイパの円滑かつ確実な動きを可能にするワイパ駆動装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明は、透明な前窓と、この前窓に設けた中空柱からなるピラーを含む運転室を上部旋回体に設置し、この前窓のガラス面に駆動手段により摺接しながら所定角度往復回動するワイパを設けたものであって、前記ワイパの駆動軸を前記ピラーの内部に延在させて設け、前記駆動手段を前記ピラーの内部に設けて、この駆動手段と前記駆動軸との間を動力伝達手段で連結するようになし、前記動力伝達手段は、前記ピラーの内部に設けられ、前記駆動軸に連結した第１の伝達ロッドと、前記駆動手段に連結した第２の伝達ロッドとにより構成し、かつこれら第１，第２の伝達ロッド間を揺動レバーを介して動力伝達可能に連結する構成としたことをその特徴とするものである。
【００１１】
ここで、ピラーは上部旋回体に設置した運転室における強度部材を構成するものであり、上部旋回体の旋回時等においては、運転室にローリング荷重等が作用することになるので、ピラーはルーフに接続されている低部側がかなり太くなるのが一般的である。従って、ピラーにおける低部位置では、内部により広いスペースが確保されることになるので、この広いスペースを駆動手段とその動力伝達手段との設置スペースとして利用することができる。そこで、駆動手段として電動モータをこの低部位置に設け、この電動モータとワイパの駆動軸との間に剛体からなる伝達ロッドで連結する構成とする。また、ピラーには前窓とこの前窓の下方に設けた下窓とが装着され、前窓は下方に向けて前方に張り出し、下窓は上方に向けて前方に張り出しているために、ピラーは曲がった形状となっている。そこで、伝達ロッドを駆動軸に連結した第１の伝達ロッドと、電動モータに連結した第２の伝達ロッドとにより構成することによって、剛体からなる第１，第２の伝達ロッドがこの曲成部を円滑に通過することになる。さらに、これら第１，第２の伝達ロッド間は、球面継手によって揺動レバーに連結することによって、さらに動力の伝達を円滑に行なうことができる。そして、電動モータはウォームを回転駆動するものとし、第２の伝達ロッドにこのウォームと噛合するギアを固定して設け、これら電動モータ及びウォームは上下方向に向けて配設する構成とすれば、ピラーの内部に極めてコンパクトに収納することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
そこで、以下に図面を参照して、本発明の実施の一形態について説明する。ただし、本願発明はこの実施の形態に限定されるものではないことは言うまでもない。
【００１３】
まず、図１は、上部旋回体に設置される運転室の正面図であって、この図から明らかなように、運転室２０は周囲及び上部が覆われた空間を有し、その前部には、左右両側にピラー２１，２２が設けられており、また両ピラー２１，２２間には前窓２３が装着され、この前窓の下部には下窓２４が設けられている。前窓２３は運転室２０の前側における大半の部位を占め、下方に向かうに応じて前方に突出する方向に傾斜しており、かつピラー２１，２２に沿って上方に引き上げることによって、この前窓２３を開放できるようになっている。一方、下窓２４は上方に向かうに応じて前方に突出する方向に傾斜し、かつピラー２１，２２間に固定的に保持されている。以上の点については前述した従来技術で説明したと格別の差異はない。
【００１４】
ピラー２１，２２は、前述した前窓２３の傾斜に概略沿うように曲がった状態となっており、しかも上部旋回体の旋回時等に作用するローリング荷重等を有効に受承するために、ルーフ２５への連設側から床面に向けてほぼ連続的に太くなっている。ただし、ピラー２１，２２は軽量化を図ると共にできるだけ強度を高めるために、中空柱として構成される。
【００１５】
前窓２３のガラス面に付着した水滴等をふき取るためのワイパ３０は、一方のピラー２２に装着されている。このピラー２２は運転室２０の内部側から見て左側、つまりドアが設けられる側のものである。これによって、ピラー２１側には視野の邪魔になる突起物がなく、また前窓２３のうちの左側の方がふき取り面積が広くなる結果、左側の視野がより良好になる。従って、運転室２０内のオペレータがフロント作業機構におけるバケットを斜め前方に見る際の視野が良好となるので、土手を作る法面作業を行ったり、また上方部位を掘削したりする作業を行う際に有利である。ただし、ワイパ３０はフロント作業機構側に位置するピラー２１に設けるように構成しても良い。
【００１６】
ワイパ３０は所定の長さを有するゴム等の弾性部材で構成され、前窓２３のガラス面における外側の面に摺動することにより水滴等を除去するワイパブレード３１を有し、このワイパブレード３１は、その概略中間部分にはワイパアーム３２の先端が揺動可能に連結されている。そして、図２に示したように、ワイパアーム３２の基端部には駆動軸３３が連結されており、この駆動軸３３を軸回りに所定角度往復回動させることによって、ワイパアーム３２をスイング動作させることができるようになっている。この結果、ワイパブレード３１により前窓２３のガラス面がワイピングされることになる。
【００１７】
ここで、ピラー２２は、図３乃至図６に示したように、比較的薄い鋼板を所要の形状になるように曲成したピラー本体２２ａと、ピラー２２をボックス形状とするために、ボルト止め等の手段でピラー本体２２ａに固定されるカバー部２２ｂとから構成され、内部が中空となっている。図４から明らかなように、駆動軸３３はピラー本体２２ａに設けた軸受３４を介してピラー２２の内部空間に延在され、このピラー２２の内部において、ピラー本体２２ａに固定した支持ブラケット３５により回転自在に支持されている。そして、この駆動軸３３には伝達手段４０が連結されており、この伝達手段４０は駆動ユニット５０により動力が伝達されるようになっている。これら伝達手段４０及び駆動ユニット５０によりワイパ駆動装置が構成され、これらを構成する各部は全てピラー２２の内部空間に配置されており、これによってデッドスペースとなっているピラー２２の内部空間をワイパ３０の駆動装置の収容空間として利用し、もって運転室２０の内部に設置される機器を少なくして、広い居住空間を持たせるようにしている。
【００１８】
伝達手段４０は駆動軸３３に連結され、この駆動軸３３の軸線に対して直交する方向に延在させた回動レバー４１を有し、この回動レバー４１には第１の伝達ロッド４２の先端が連結され、またこの第１の伝達ロッド４２の基端部は、揺動レバー４３に連結されている。図５から明らかなように、揺動レバー４３はピラー２２のピラー本体２２ａに固定した支持ブラケット４４に設けた支軸４４ａにその中間部が回動可能に連結されており、第１の伝達ロッド４２は一端側に連結されており、この支軸４４ａを挟んだ反対側の位置には、第２の伝達ロッド４５が連結され、この第２の伝達ロッド４５の基端部は駆動レバー４６に連結されている。そして、この駆動レバー４６は支軸４７を中心として上下方向に所定角度回動するようになっており、この動きが第２の伝達ロッド４５に上下動運動として伝達されて、この動きにより揺動レバー４３を揺動させる。この揺動レバー４３が揺動すると、第１の伝達ロッド４２が上下動することになる結果、回動レバー４１が回動して、駆動軸３３が往復回動することになる。そして、第１の伝達ロッド４２及び第２の伝達ロッド４５を円滑に駆動するために、それらの両端と、各レバー４１，４３，４６との間は球面継手４８を介して連結されている。
【００１９】
次に、駆動ユニット５０としては、駆動レバー４６に固定して設けたギア５１を有し、このギア５１はウォーム５２と噛合しており、このウォーム５２は、車載用のバッテリ等を電源とする電動モータ５３により駆動されるようになっている。この電動モータ５３は、図６から明かなうように、ピラー本体２２ａに固定した取付部材５４に支持されて、第２の作動ロッド４５と概略平行にして、上方に向くように配設されている。ここで、電動モータ５３は正逆回転可能なものであり、回転方向を切り換えることによって、ギア５１を所定角度分だけ往復回動させることができる。これによって、ワイパ３０を構成するワイパアーム３２は、図２に示したように、予め設定された角度分αだけ往復スイングするようになっている。しかも、ワイパアーム３２が上方に回動する方向においては、ワイピング動作時におけるストロークエンド位置に加えて、さらにこのストロークエンド位置よりさらに所定角度分θだけオーバーランさせるようになっている。これによって、ワイパ３０を非作動時には、そのワイパアーム３２及びワイパブレード３１をピラー２２上に乗り上げて、前方視野の邪魔にならないように収納できることになる。
【００２０】
以上のように構成することによって、駆動ユニット５０における電動モータ５３を作動させると、ウォーム５２が回転するので、このウォーム５２と噛合するギア５１と、このギア５１に連結した駆動レバー４６が支軸４７を中心として回動する。この結果、第２の伝達ロッド４５が上下動するために、揺動レバー４３が支軸４４ａを中心として揺動する。揺動レバー４３には第１の伝達ロッド４２が連結されているために、この揺動レバー４３の動きに連動して第１の伝達ロッド４２が上下動することになる。第１の伝達ロッド４２の先端はワイパ３０の駆動軸３３に連結した回動レバー４１に連結されているので、第１の伝達ロッド４２の上下動により回動レバー４１が回動して駆動軸３３が軸回りに所定角度回動する。これによって、駆動軸３３に取り付けたワイパアーム３２が回動駆動されることになり、ワイパアーム３２の先端に連結したワイパブレード３１が前窓２３のガラス面に対して摺接する結果、図１に仮想線で示した範囲だけワイピングが行われることになる。
【００２１】
而して、電動モータ５３は正逆転可能なものであり、ギア５１を角度αだけ往復回動させることによって、それぞれ図２において、駆動レバー４６は矢印Ｓ１  で、また揺動レバー４３は矢印Ｓ２  ，Ｓ３  で、回動レバー４１は矢印Ｓ４  で示した方向に往復回動する結果、ワイパ３０のワイパアーム３２は、図１において、矢印Ｓで示した方向に往復回動することになる。この矢印Ｓによる回動範囲はワイパブレード３１の前窓２３に対するふき取り動作時のものであり、ワイパ３０を非作動状態にする際には、ギア５１のストロークエンド位置からさらに角度θ分だけ回動させる。この結果、ワイパアーム３２及びこのワイパアーム３２に連結したワイパブレード３１が前窓２３からピラー２２に設けた張り出し部２５（図６参照）上に乗り上げて、図１に実線で示した位置に配置される。ワイパ３０のこの位置が非作動位置である。これによって、前窓２３はその全面にわたって何等の障害物もなく広い視界が得られるようになる。また、前窓２３は上方に引き上げることにより前方を開放できるようになっている。このために、図６から明らかなように、前窓２３の側部にはローラ２６が複数箇所取り付けられており、このローラ２６はピラー２２におけるカバー部２２ｂから上方に向け、さらにルーフに至るガイド溝２７が形成されており、ローラ２６をこのガイド溝２７に沿って転動させることによって、前窓２３を開放できるようになる。
【００２２】
而して、ピラー２２はその全体が縦長のものの、下部位置には比較的広いスペースが確保されることから、ワイパ駆動装置を構成する各部のうち、最も大型の部材である電動モータ５３をこの下部位置に配置し、かつこの電動モータ５３を上下方向に向けるように配置することにより、ワイパ駆動装置をピラー２２内にコンパクトに収容できるようになる。これによって、ワイパ３０を駆動するためのすべての機構をピラー２２における内部空間に配置できるので、運転室２０の内部空間が広くなり、かつシンプルなものとなるので、内部空間の有効利用を図ることができて、居住性が向上することになる。
【００２３】
しかも、ピラー２２はルーフ２５から真直ぐ下方に延在されるのではなく、概略く字状に曲成されている関係から、このピラー２２の下部位置に電動モータ５３を配置すると、この電動モータ５３とワイパ３０の駆動軸３３との間における動力の伝達手段は曲がった経路を通ることになるが、この伝達手段としてフレキシブルシャフトを用いるのではなく、剛性のあるロッドを用いて伝達するようにしているので、電動モータ５３から駆動軸３３に動力が効率的に伝達でき、しかも往復ストロークで駆動力が変化することはない。そして、伝達手段４０は、共に真直ぐな剛体ロッドからなる第１の伝達ロッド４２と第２の伝達ロッド４５とを揺動レバー４３を介して連結しており、かつこれら両伝達ロッド４２，４５は揺動レバー４３と球面継手４８で連結されているので、第１の伝達ロッド４２と第２の伝達ロッド４５とが一直線となる位置関係に配置する必要がなく、従ってピラー２２が曲がっていても、ロスなく効率的に動力の伝達が行われる。
【００２４】
また、伝達ロッド４２，４５は概略縦方向に延在されており、これに対してワイパ３０の駆動軸３３は水平方向に延在されている。駆動軸３３に連結した回動レバー４１と第１の伝達ロッド４２との連結も球面継手４８を介して行われているので、この第１の伝達ロッド４２から駆動軸３３への動力を円滑に伝達できるようになる。しかも、電動モータ５３にはウォーム５２が連結し、これらの軸線を上下方向に向けて配置しているので、上下方向に広いスペースが確保されるピラー２２内に第２の伝達ロッド４５等と共にコンパクトに収納できる。
【００２５】
さらに、伝達手段４１と駆動ユニット５０とを含むワイパ駆動装置は、ピラー２２におけるピラー本体２２ａにカバー部２２ｂが取り付けられる部位に配置されており、駆動軸３３，揺動レバー４３及び駆動ユニット５０はいずれもピラー本体２２ａ側に固定されている。従って、カバー部２２ｂはピラー本体２２ａから分離可能となる。しかも、カバー部２２ｂはボルト等の手段でピラー本体２２ａに着脱可能に固定することによって、ワイパ駆動装置を構成する各部のメンテナンスを行うことができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、前窓をワイピングするワイパの駆動手段及びこの駆動手段からワイパの駆動軸への動力伝達手段を運転室を構成する強度部材としての中空柱状のピラーの内部に設ける構成としたので、デッドスペースとなっていたピラーを有効に活用して、その内部にワイパ駆動装置を構成する全ての部材をコンパクトに収納でき、かつワイパの円滑かつ確実な動きを損なうことがない等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態を示すワイパ駆動装置により駆動されるワイパを装着した運転室の前窓の正面図である。
【図２】ワイパ駆動装置の構成説明図である。
【図３】カバー部を取り外した状態を示すピラーの内部構成図である。
【図４】カバー部を含む図３のＸ−Ｘ位置での断面図である。
【図５】カバー部を含む図３のＹ−Ｙ位置での断面図である。
【図６】カバー部を含む図３のＺ−Ｚ位置での断面図である。
【図７】従来技術のワイパ及びワイパ駆動装置を装着した運転室の外観図である。
【符号の説明】
２０  運転室                          ２１，２２  ピラー
２２ａ  ピラー本体                    ２２ｂ  カバー部
２３  前窓                            ３０  ワイパ
３１  ワイパブレード                  ３２  ワイパアーム
３３  駆動軸                          ４０  伝達手段
４１  回動レバー                      ４２  第１の伝達ロッド
４３  揺動レバー                      ４４ａ  支軸
４５  第２の伝達ロッド                ４６  駆動レバー
４７  支軸                            ５０  駆動ユニット
５１  ギア                            ５２  ウォー無
５３  電動モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0003589038.tif 000005
【図５】
0003589038.tif 000006
【図６】
0003589038.tif 000007
【図７】
0003589038.tif 000008