(57)【要約】【課題】前窓を開ける際の補助力として渦巻バネの復元力を利用する建設機械の前窓開閉装置であって、その復元力の蓄積のための渦巻バネの変形に要するスペースを縮小することができる建設機械の前窓開閉装置を提供すること。【解決手段】前窓４ｂの側部上端に設けられるガイドローラ１０がピニオンからなる。ガイドローラ１０が挿入されるガイド溝１２にはガイドローラ１０（ピニオン）と噛み合うラック１２ａが敷設されている。前窓４ｂの側部上端には、渦巻バネ１５がその復元力により巻き付く巻付き軸１８と、前窓４ｂが閉じる方向に移動しているときのガイド溝１２上でのガイドローラ１０の転動に伴って渦巻バネ１５を巻付き軸１８側から巻き取る巻取り軸１９とが設けられている。前窓４ｂが閉じた状態から全開するまで間、ガイドローラ１０がラック１２ａ上を転動するようにラック１２ａの敷設範囲が設定されている。【選択図】図２−２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前記キャブの前窓の側部上端に設けられた第１ガイドローラと、前記キャブの前窓の側部下端に設けられた第２ガイドローラと、前記キャブの本体の上部に設けられ前記第１ガイドローラが挿入された第１ガイド溝と、前記キャブの本体の前部に設けられ前記第２ガイドローラが挿入された第２ガイド溝とを備えていて、これら第１，第２ガイドローラと第１，第２ガイド溝とによって、前記前窓が前記キャブの前部から前記キャブの上部に向って開くのを案内するとともに、
渦巻バネの復元力により前記前窓を開けるのに要する開閉力を軽減する補助手段を備えている建設機械の前窓開閉装置において、
前記補助手段は、前記第１，第２ガイドローラのうちの少なくとも一方を構成するピニオンと、前記第１，第２ガイド溝の少なくとも一方に敷設されていて前記ピニオンと噛み合うラックと、前記ピニオンと前記ラックとの噛み合いにより、前記前窓の閉じる方向への移動に伴って前記ピニオンが正転しながら前記ラック上を転動するときに、前記ピニオンの逆転方向の回転力を蓄える渦巻バネとを有し、
前記前窓が閉じた状態から所定量開いた状態となるまで間、前記ピニオンが前記ラック上を転動するように、前記ラックの敷設範囲が設定されている
ことを特徴とする建設機械の前窓開閉装置。
【請求項２】
請求項１に記載の建設機械の前窓開閉装置において、
前記補助手段は、前記前窓に設けられていて前記渦巻バネがその復元力により巻き付く巻付き軸と、前記前窓が閉じる方向に移動しているときの前記ピニオンの転動に伴って前記渦巻バネを前記巻付き軸側から巻き取る巻取り軸とを有する
ことを特徴とする建設機械の前窓開閉装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の発明において、
前記ラックは前記第１，第２ガイド溝の一方にのみ設けられている
ことを特徴とする建設機械の前窓開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ショベル等の建設機械に設けられ、建設機械のキャブの前窓を開閉可能にする建設機械の前窓開閉装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
建設機械、例えば油圧ショベルのキャブに設けられる前窓は、夏季等にキャブ内が暑くなり過ぎたときなどの換気のため、また、作業時に油圧ショベルの外部の音が明確に聞こえるようにするために開放される。前窓の開閉を実現する従来の前窓開閉装置では、前窓の側部に設けられたガイドローラと、キャブの本体に設けられてガイドローラの軌道を規定するガイド溝とを有する。これらのガイドローラとガイド溝とにより、前窓はキャブの前部に位置する状態、すなわち閉じた状態から、キャブの上部に向って移動させ開けることができるように支持されている。
【０００３】
この種の建設機械の前窓開閉装置の従来技術としては、次に説明する第１，第２従来技術がある。これら第１，第２従来技術は、前述したガイドローラおよびガイド溝に加えて、前窓を開けるのに要する人力（以下「開閉力」という）を軽減する補助手段を備えている。
【０００４】
第１従来技術における補助手段は、その補助力の発生源として渦巻バネを有する。キャブの内側壁下部の後側の部分には、渦巻バネがその復元力により巻き付く巻付き軸が設けられている。この巻付き軸と反対側の渦巻バネの端部は、ワイヤーロープを介して、閉じた状態における前窓の上端部に結合している。キャブの内側壁上部の後側の部分にはアイドルプーリが設けられている。ワイヤーロープはアイドルプーリに引掛けられていることで、前窓の上端部からキャブ内側壁の上部に沿って延びて位置している。渦巻バネ、巻付き軸、ワイヤーロープおよびアイドルプーリの組合せは、キャブの左右側に設けられて対をなしている。前窓が閉じた状態では、渦巻バネはワイヤーロープを介して前窓に引き伸ばされた状態になっている。（特許文献１）
このように構成された第１従来技術では、前窓が閉じた状態において渦巻バネはワイヤーロープを介して前窓に引き伸ばされた状態になっている。これにより、閉じた状態の前窓は、巻付き軸に巻き付こうとする渦巻バネの復元力を、ワイヤーロープを介して常時付与されている。そして、オペレータが前窓を開ける際、渦巻バネはワイヤーロープを介して復元力の一部を、すなわち補助力を前窓に与えながら、この前窓の開く方向の移動に伴って巻付き軸に巻き付く。第１従来技術は、このように渦巻バネの復元力の一部を補助力として前窓に付与することによって、開閉力を軽減している。
【０００５】
第２従来技術における補助手段も、その補助力の発生源として渦巻バネを有する。この渦巻バネがその復元により巻き付く巻付き軸は、キャブの内側壁上部の後側の部分に設けられている。巻付き軸と反対側の渦巻バネの端部は、前窓の側部に結合している。つまり、第２従来技術は、第１従来技術のようにワイヤーロープを介して間接的に前窓に渦巻バネの復元力の一部を付与するものではなく、渦巻バネの復元力の一部を直接付与するものである。（特許文献２）
【特許文献１】実開平３−６５７５９号公報
【特許文献２】実開平６−７３２８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、建設機械の前窓開閉装置に対しては、キャブ内の空間をできるだけ広く確保するために、また、キャブ内の見栄えを向上させるために、小型化が要望されている。
【０００７】
前述の第１従来技術の補助手段では、復元力の蓄積のための渦巻バネの変形に要するスペースが、キャブ内側壁上部の後部からキャブ内の下部に渡って確保されている。前述した第２従来技術の補助手段では、同スペースが、キャブ内側壁上部における前部から後部に渡って確保されている。第１，第２従来技術は、それらのスペースを確保する必要があるため、小型化が困難であった。
【０００８】
本発明の目的は、前窓を開ける際の補助力として渦巻バネの復元力を利用する建設機械の前窓開閉装置であって、その復元力の蓄積のための渦巻バネの変形に要するスペースを縮小することができる建設機械の前窓開閉装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述の目的を達成するために、本発明の建設機械の前窓開閉装置は次のように構成されている。
【００１０】
〔１〕  本発明の建設機械の前窓開閉装置は、前記キャブの前窓の側部上端に設けられた第１ガイドローラと、前記キャブの前窓の側部下端に設けられた第２ガイドローラと、前記キャブの本体の上部に設けられ前記第１ガイドローラが挿入された第１ガイド溝と、前記キャブの本体の前部に設けられ前記第２ガイドローラが挿入された第２ガイド溝とを備えていて、これら第１，第２ガイドローラと第１，第２ガイド溝とによって、前記前窓が前記キャブの前部から前記キャブの上部に向って開くのを案内するとともに、渦巻バネの復元力により前記前窓を開けるのに要する開閉力を軽減する補助手段を備えている建設機械の前窓開閉装置において、前記補助手段は、前記第１，第２ガイドローラのうちの少なくとも一方を構成するピニオンと、前記第１，第２ガイド溝の少なくとも一方に敷設されていて前記ピニオンと噛み合うラックと、前記ピニオンと前記ラックとの噛み合いにより、前記前窓の閉じる方向への移動に伴って前記ピニオンが正転しながら前記ラック上を転動するときに、前記ピニオンの逆転方向の回転力を蓄える渦巻バネとを有し、前記前窓が閉じた状態から所定量開いた状態となるまで間、前記ピニオンが前記ラック上を転動するように、前記ラックの敷設範囲が設定されていることを特徴とする。
【００１１】
この本発明において、渦巻バネは、ピニオンとラックとの噛み合いにより、前窓の閉じる方向への移動に伴ってピニオンが正転しながらラック上を転動するときに、ピニオンの逆転方向の回転力を蓄えるようになっている。そして、前窓が閉じた状態から所定量開いた状態となるまで間、ピニオンがラック上を転動するように、ラックの敷設範囲が設定されている。これらにより、復元力の蓄積のための渦巻バネの変形に要するスペースを、前述の第１，第２従来技術よりも縮小することができる。
【００１２】
〔２〕  「〔１〕」に記載の前記補助手段は、前記前窓に設けられていて前記渦巻バネがその復元力により巻き付く巻付き軸と、前記前窓が閉じる方向に移動しているときの前記ピニオンの転動に伴って前記渦巻バネを前記巻付き軸側から巻き取る巻取り軸とを有することを特徴とするものであってもよい。
【００１３】
このように構成された本発明において、前窓が閉じた状態のとき、渦巻バネは巻取り軸に巻き取られて巻付き軸に戻る方向の復元力が蓄えられた状態、すなわち、ピニオンの逆転方向の回転力を蓄えた状態となっている。前窓を開ける際、前窓が閉じた状態から所定量開くまでの範囲で、ピニオンがラック上を逆転しながら転動する。この間、渦巻バネが徐々に復元して巻付き軸に巻き付きついていくとともに、ピニオンに逆転方向の回転力が付与される。この回転力は補助力となり、この結果、開閉力が軽減される。前窓を閉める際、所定量開いた状態から完全に閉じるまでの前窓の移動の間で、ピニオンはラック上を正転しながら転動し、これに伴って巻取り軸が回転して渦巻バネを巻き取り、この結果、ピニオンの逆転方向の回転力が再び蓄えられる。
【００１４】
このように本発明においては、ピニオンの回転力を蓄える渦巻バネの変形が、前窓に設けられた巻付き軸と巻取り軸との間で行われる。これによって、復元力の蓄積のための渦巻バネの変形に要するスペースを、前述の第１，第２従来技術よりも縮小することができる。
【００１５】
〔３〕  「〔１〕」または「〔２〕」に記載の前記ラックは、前記第１，第２ガイド溝の一方にのみ設けられていてもよい。これにより、第１，第２ガイド溝の両方にラックが設けられたものよりも、製作コストが少なく済む。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、前述したように、復元力の蓄積のための渦巻バネの変形に要するスペースを、前述の第１，第２従来技術よりも縮小することができる。したがって、建設機械の前窓開閉装置の小型化に貢献できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
はじめに、本発明の実施形態に係る建設機械である油圧ショベルについて、図１を用いて簡単に説明する。図１は本発明の一実施形態に係る建設機械である油圧ショベルの左側面図である。
【００１８】
図１に示すように、油圧ショベル１は、履帯２ａを駆動して走行する走行体２を有する。この走行体２上には、キャブ４を含む旋回体３が設けられている。キャブ４は旋回体３の左前部に設けられている。このキャブ４の右隣、すなわち、旋回体３の前部中央には、ブーム５ａ、アーム５ｂ、バケット５ｃが回動可能に連結されてなるフロント作業機５が設けられている。オペレータはキャブ４内で操作レバー装置や操作ペダル装置を操作することによって、走行体２、旋回体３およびフロント作業機５に所望の動作を行わせる。
【００１９】
次に、本発明の一実施形態に係る前窓開閉装置について、図２−１〜図６を用いて説明する。図２−１は本発明の一実施形態に係る前窓開閉装置の、前窓が閉じているときの状態を示す図である。図２−２は図２−１の要部拡大図である。図３−１は本発明の一実施形態に係る前窓開閉装置の、前窓が半開しているときの状態を示す図である。図３−２は図３−１の要部拡大図である。図４−１は本発明の一実施形態に係る前窓開閉装置の、前窓が全開しているときの状態を示す図である。図４−２は図４−１の要部拡大図である。図５は本発明の一実施形態に係る前窓開閉装置に備えられた補助手段の、第１ガイドローラ（ピニオン）と、第１ガイド溝の一部とを拡大して示す図である。図６は本発明の一実施形態に係る前窓開閉装置に備えられた補助手段の、ピニオン、渦巻バネ、巻付き軸および巻取り軸を示す斜視図である。なお、図２−１〜図４−２において右側がキャブの前側、すなわち、図１とは前後方向が逆向きである。
【００２０】
図２−１，図２−２に示すように、油圧ショベル１のキャブ４は、本体４ａと、この本体４ａの前面に設けられた前窓４ｂとを有する。この前窓４ｂは運転席（図示しない）からキャブ４の前方の視認を可能にする窓ガラス４ｂ１と、この窓ガラス４ｂ１の縁全体を囲んで設けられた窓枠４ｂ２とを有する。
【００２１】
本実施形態に係る前窓開閉装置は、窓枠４ｂ２の左右両側部のそれぞれの上端に設けられた１対の第１ガイドローラ１０（一方のみ図示）と、窓枠４ｂ２左右両側部のそれぞれの下端に設けられた１対の第２ガイドローラ１３（一方のみ図示）と、キャブ４の本体４ａ上部の左右両側部に設けられ第１ガイドローラ１０が挿入された１対の第１ガイド溝１２（一方のみ図示）と、キャブ４の本体４ａ前部の左右両側部に設けられ第２ガイドローラ１３が挿入された１対の第２ガイド溝１４Ｂ（一方のみ図示）とを有する。窓枠４ｂ２の下部には取っ手４ｂ３が設けられている。前窓４ｂの下部近傍において、キャブ４の本体４ａには、閉じた状態の前窓４ｂをロックするロック装置（図示しない）が設けられている。
【００２２】
特に、本実施形態に係る前窓開閉装置では、図５に示すように、第１ガイドローラ１０がピニオンからなっている。そして、第１ガイド溝１２には、第１ガイドローラ１０が噛み合うラック１２ａが敷設されている。ラック１２ａの敷設範囲は、前窓４ｂが閉じた状態から所定量開いた状態となるまでの間、例えば、全開した状態となるまでの間、第１ガイドローラ１０がラック１２ａ上を転動するように設定されている。
【００２３】
また特に、本実施形態に係る前窓開閉装置では、窓枠４ｂ２の左右両側部に渦巻バネ１５を備えている。窓枠４ｂ２の側部には、渦巻バネ１５がその復元力により巻き付く巻付き軸１８と、前窓４ｂが閉じる方向へ移動しているときの第１ガイドローラ１０（ピニオン）の転動に伴って巻付き軸１８側から渦巻バネ１５を巻き取る巻取り軸１９とが設けられている。つまり、渦巻バネ１５は、第１ガイドローラ１０（ピニオン）とラック１２ａとの噛み合いにより、前窓４ｂの閉じる方向への移動に伴って第１ガイドローラ１０（ピニオン）がラック１２ａ上を正転しながら転動するときに、第１ガイドローラ１０（ピニオン）の逆転方向の回転力を蓄えるよう設けられている。なお、渦巻バネ１５の長さ寸法は、前窓４ｂが開く方向へ移動中に、渦巻バネ１５が巻付き軸１８から巻取り軸１９に巻き取られることのない寸法に設定されている。
【００２４】
第１ガイドローラ１０（ピニオン）は円筒１０ａの外周に複数の歯１０ｂが形成されたものである。窓枠４ｂ２の側部に固着された基板１６には、第１ガイドローラ１０を回転可能に支持する支軸１７が窓枠４ｂ２から離れる方向に突出して設けられている。巻取り軸１９は、第１ガイドローラ１０の円筒１０ａと同軸で一体に形成された円筒からなっていて、第１ガイドローラ１０と基板１６との間に位置している。巻付き軸１８も、基板１６に、窓枠４ｂ２から離れる方向に突出して設けられている。
【００２５】
本実施形態に係る前窓開閉装置においては、第１ガイドローラ１０（ピニオン）、ラック１２ａ、渦巻バネ１５、巻付き軸１８、巻取り軸１９が、渦巻バネ１５の復元力により前窓４ｂの開閉力を軽減する補助手段を構成している。
【００２６】
このように構成された本実施形態に係る前窓開閉装置は次のように動作する。
【００２７】
図２−１，図２−２に示すように前窓４ｂが閉じた状態のとき、渦巻バネ１５は巻取り軸１９に巻き取られた状態、すなわち、第１ガイドローラ１０（ピニオン）の逆転方向の回転力が蓄積された状態となっている。
【００２８】
前窓４ｂの取っ手４ｂ３に上方向の力を付与すると、前窓４ｂの上端部が第１ガイドローラ１０（ピニオン）と第１ガイド溝１２により案内されることと、前窓４ｂの下端部が第２ガイドローラ１３と第２ガイド溝１４により案内されることとによって、キャブ４の前部からキャブ４の上部に向って前窓４ｂが開いていく。これにより、前窓４ｂは図２−１に示すように閉じた状態から、図３−１に示すように半開した状態を経て、図４−１に示すように全開する。
【００２９】
前窓４ｂが閉じた状態から全開するまでの間、第１ガイドローラ１０（ピニオン）が第１ガイド溝１２のラック１２ａ上を逆転しながら転動する。この間、巻取り軸１９も逆転し、これに伴って渦巻バネ１５が徐々に復元して巻付き軸１８に巻き付きついていくとともに、渦巻バネ１５から巻取り軸１９を介して第１ガイドローラ１０（ピニオン）に逆転方向の回転力が付与される。この回転力は補助力となり、この結果、前窓４ｂの開閉力が軽減される。
【００３０】
前窓４ｂを閉める際、開いた状態から完全に閉じるまでの前窓４ｂの移動の間で、第１ガイドローラ１０（ピニオン）は第１ガイド溝１２のラック１２ａ上を正転しながら転動し、これに伴って巻取り軸１９も正転して渦巻バネ１５を巻き取り、この結果、第１ガイドローラ１０（ピニオン）の逆転方向の回転力が蓄えられる。この回転力は、再び前窓４ｂを開ける際の補助力となる。
【００３１】
本実施形態に係る前窓開閉装置よれば、次の効果を得られる。
【００３２】
本実施形態に係る前窓開閉装置の補助手段では、第１ガイドローラ１０（ピニオン）の逆転方向の回転力を蓄えるための、すなわち復元力を蓄えるための渦巻バネ１５の変形が、前窓４ｂに設けられた巻付き軸１８と巻取り軸１９との間で行われる。これにより、復元力の蓄積のための渦巻バネの変形に要するスペースを、前述の第１，第２従来技術よりも縮小することができ、したがって油圧ショベル１の前窓開閉装置の小型化に貢献できる。
【００３３】
本実施形態に係る前窓開閉装置は、第１，第２ガイド溝１２，１４の両方にラック１２ａを設けたものよりも、製作コストが少なく済む。
【００３４】
なお、前述の実施形態に係る前窓開閉装置では、前窓の上端部を案内するための第１ガイド溝１２にのみラック１２ａが設けられていて、これに対応して第１ガイドローラ１０がピニオンからなっている。そして、第１ガイドローラ１０の転動に伴って変形したり復元したりするように渦巻バネ１５が設けられている。本発明は、ピニオンからなる第１ガイドローラ、ラックおよび渦巻バネを、それに限定しない。ラック１２ａが第２ガイド溝１４Ｂにのみ設けられていて、第２ガイドローラ１３がピニオンからなっていて、第２ガイドローラ１３の転動に伴って変形したり復元したりするように渦巻バネが設けられていてもよい。このようにピニオンからなるガイドローラ、ラックおよび渦巻バネが設けられているものであっても、前述の実施形態に係る前窓開閉装置と同様の効果を得られる。
【００３５】
また、第１，第２ガイド溝１２，１４の両方にラック１２ａが設けられていて、第１，第２ガイドローラ１０，１３の両方がピニオンからなっていて、第１，第２ガイドローラ１０，１３のそれぞれについて渦巻バネが設けられていてもよい。このようにピニオンからなるガイドローラ、ラックおよび渦巻バネが設けられたものによれば、前述の実施形態よりも多くの渦巻バネを有するので、前窓に付与する補助力を大きく設定しやすい。
【００３６】
前述の実施形態に係る前窓開閉装置において、ラック１２ａの敷設範囲は、前窓４ｂが閉じた状態から全開するまでの間、第１ガイドローラ１０（ピニオン）がラック１２ａ上を転動するように設定されていので、前窓４ｂには、前窓４ｂが閉じた状態から全開するまでの間、常に補助力が付与されることになる。本発明はラックの敷設範囲をそれに限定しない。前窓を開けるのに要する力は、前窓がキャブの上部側に移動するほど小さくなるので、全開する前に前窓に補助力が付与されなくなっても問題はない。したがって、ラックの敷設範囲は、前窓が閉じた状態から所定量半開するまでの間だけ、第１ガイドローラ（ピニオン）がラック上を転動するように設定されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態に係る建設機械である油圧ショベルの左側面図である。
【図２−１】本発明の一実施形態に係る前窓開閉装置の、前窓が閉じているときの状態を示す図である。
【図２−２】図２−１の要部拡大図である。
【図３−１】本発明の一実施形態に係る前窓開閉装置の、前窓が半開しているときの状態を示す図である。
【図３−２】図３−１の要部拡大図である。
【図４−１】本発明の一実施形態に係る前窓開閉装置の、前窓が全開しているときの状態を示す図である。
【図４−２】図４−１の要部拡大図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る前窓開閉装置に備えられた補助手段の、第１ガイドローラ（ピニオン）と、第１ガイド溝の一部とを拡大して示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る前窓開閉装置に備えられた補助手段の、ピニオン、渦巻バネ、巻付き軸および巻取り軸を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  油圧ショベル
２  走行体
２ａ  履帯
３  旋回体
４  キャブ
４ａ  本体
４ｂ  前窓
４ｂ１  窓ガラス
４ｂ２  窓枠
４ｂ３  取っ手
５  フロント作業機
５ａ  ブーム
５ｂ  アーム
５ｃ  バケット
１０  第１ガイドローラ（ピニオン）
１０ａ  円筒
１０ｂ  歯
１２  第１ガイド溝
１２ａ  ラック
１３  第２ガイドローラ
１４  第２ガイド溝
１５  渦巻バネ
１６  基板
１７  支軸
１８  巻付き軸
１９  巻取り軸
【図１】
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【図２−１】
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【図２−２】
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【図３−１】
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【図３−２】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図５】
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【図６】
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