JP2000105618A - レバ―式信号発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 操作レバーの傾動方向に応じてデテント機構
を解除するための操作力を変更することのできるレバー
式信号発生装置を提供することを解決課題とする。 【解決手段】 本発明では、操作レバー（５０）の傾動
量が予め設定した値を越えた場合に、係合バネ（１７
０）の押圧力により押え部材（１６０）の当接用傾斜面
（８０ｂ）を介して複数の球状体（１８０）を作動ロッ
ド（１００）の係合用テーパ部（１３０ｉ）に押圧し、
装置本体（１）に対する作動ロッド（１００）の移動を
阻止する係合手段を、各作動ロッド（１００）毎に個別
に設けるようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は操作レバーを傾動さ
せることにより該操作レバーの傾動量に対応した制御信
号を発生するレバー式信号発生装置に関する。より詳細
には、操作レバーを傾動させた状態に保持することによ
ってその操作性の向上を図るようにしたレバー式信号発
生装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】油圧ショベルやホイールローダ等の建設
機械において各種アクチュエータを操作する場合に用い
られるレバー式信号発生装置には、操作レバーを傾動し
た状態に保持する機構を設けるようにしたものがある。
操作レバーを傾動した状態に保持する機構は通常デテン
ト機構と呼ばれている。

【０００３】この種のデテント機構の例は特開平７−１
１９７１１号公報に示されている。この特開平７−１１
９７１１号公報では装置本体において中立状態にある操
作レバーの軸心下方延長上に位置する部位にデテントプ
ランジャを進退可能に設けている。操作レバーの下端部
には受けプレートを設けている。

【０００４】この従来技術では操作レバーを傾動させた
際に該操作レバーの傾動に伴って発生する油圧を利用し
て上記デテントプランジャを進出移動させている。

【０００５】進出移動したデテントプランジャが受けプ
レートに係合されると操作レバーの中立状態への復帰が
妨げられることになる。

【０００６】つまり、この従来技術ではデテント機構が
作動した後においてオペレータが操作レバーから手を離
した場合にも該操作レバーが継続して傾動した状態に保
持される。この結果操作レバーの傾動量に対応した制御
信号が継続的に出力されることになる。

【０００７】このためたとえば油圧ショベルを旋回させ
ながらバケットを上昇させる等といった複数の異なる操
作を同時に行うことが可能となる。これにより作業の著
しい効率化を図ることができるようになる。

【０００８】しかも上記従来技術によれば操作レバーの
傾動方向毎に個別のデテント機構を用意する必要がな
い。このため装置の大型化を防止することが可能とな
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では操作
レバーを傾動させた際に発生する油圧を利用してデテン
トプランジャを進出移動させるようにしたものである。

【００１０】このためデテント機構を解除して操作レバ
ーを中立状態に復帰させる場合にはデテントプランジャ
を進出移動させている油圧に抗した力をオペレータが操
作レバーに付与する必要がある。

【００１１】この種のレバー式信号発生装置においては
操作レバーの操作によって作動されるアクチュエータの
作業に対する重要度等の相違から、操作レバーのデテン
ト機構を解除させるための操作力を傾動方向に応じて変
更すべき場合もある。

【００１２】しかしながら上記従来技術では上述したよ
うに操作レバーの傾動方向に関わらず唯一のデテント機
構を作動させるようにしたものである。したがってデテ
ント機構を解除するための操作力もすべての傾動方向で
同一となる。この結果操作レバーの傾動方向に応じてそ
の操作力を変更することができない。

【００１３】本発明は、操作レバーの傾動方向に応じて
デテント機構を解除するための操作力を変更することの
できるレバー式信号発生装置を提供することを解決課題
とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段および作用効果】請求項１
に記載の発明では、装置本体（１）に傾動可能に配設し
た操作レバー（５０）と、前記装置本体（１）に軸心方
向に沿って移動可能に配設し、かつ前記操作レバー（５
０）の傾動に応じて変位する複数の作動ロッド（１０
０）と、前記装置本体（１）と前記作動ロッド（１０
０）との間に介在し、該作動ロッド（１００）の変位に
伴って弾性変形される復帰バネ（８１，８２）と、前記
操作レバー（５０）の傾動量に対応した制御信号を発生
する信号発生手段（６０）とを備えたレバー式信号発生
装置において、前記複数の作動ロッド（１００）に個別
に設け、該作動ロッド（１００）に係合することによっ
て前記装置本体（１）に対する前記作動ロッド（１０
０）の移動を阻止する係合手段を備えるようにしてい
る。

【００１５】この請求項１に記載の発明によれば、操作
レバーの傾動に応じて変位する複数の作動ロッド毎に係
合手段を設けるようにしている。したがって操作レバー
の傾動方向に応じてデテント機構を解除するための操作
力を変更すべき場合にも容易にこれに対応することが可
能となる。

【００１６】請求項２に記載の発明では、装置本体
（１）に傾動可能に配設した操作レバー（５０）と、前
記装置本体（１）に軸心方向に沿って移動可能に配設
し、かつ前記操作レバー（５０）の傾動に応じて変位す
る作動ロッド（１００）と、前記装置本体（１）と前記
作動ロッド（１００）との間に介在し、該作動ロッド
（１００）の変位に伴って弾性変形される復帰バネ（８
１，８２）と、前記操作レバー（５０）の傾動量に対応
した制御信号を発生する信号発生手段（６０）とを備え
たレバー式信号発生装置において、前記作動ロッド（１
００）に設け、係合バネ（１７０）の弾性力によって前
記作動ロッド（１００）に係合する係合手段と、前記作
動ロッド（１００）に設け、前記係合手段が作動してい
る状態において通電された場合に前記作動ロッド（１０
０）を吸着保持する吸着手段（９０，１４０）とを備え
るようにしている。

【００１７】この請求項２に記載の発明によれば、吸着
手段と係合手段との協働によって操作レバーを傾動させ
た状態に保持するようにしている。したがってこれら吸
着手段および係合手段としてはそれぞれを単独で適用す
る場合に比べて小型のものを適用すればよい。

【００１８】この結果装置の大型化を防止できる。

【００１９】請求項３に記載の発明では、請求項１また
は請求項２に記載した係合手段として、前記操作レバー
（５０）の傾動量が予め設定した値を越えた場合に前記
作動ロッド（１００）に係合するものを適用している。

【００２０】この請求項３に記載の発明によれば、操作
レバーの傾動量が予め設定した値を越えない場合に従前
のものと同様に扱うことができる。したがってオペレー
タに対して違和感を与えることがない。

【００２１】請求項４に記載の発明では、装置本体
（１）に傾動可能に配設した操作レバー（５０）と、前
記装置本体（１）に軸心方向に沿って移動可能に配設
し、かつ前記操作レバー（５０）の傾動に応じて変位す
る作動ロッド（１００）と、前記装置本体（１）と前記
作動ロッド（１００）との間に介在し、該作動ロッド
（１００）の変位に伴って弾性変形される復帰バネ（８
１，８２）と、前記操作レバー（５０）の傾動量に対応
した制御信号を発生する信号発生手段（６０）とを備え
たレバー式信号発生装置において、前記作動ロッド（１
００）に設け、係合バネ（１７０）の弾性力によって前
記作動ロッド（１００）に係合する係合手段と、前記作
動ロッド（１００）に設け、前記係合手段が作動してい
る状態において通電された場合に前記作動ロッド（１０
０）を吸着保持する吸着手段（９０，１４０）と、前記
操作レバー（５０）の傾動量が予め設定した値を越えた
場合に前記吸着手段（９０，１４０）に通電を行う通電
制御手段（２００）とを備えるようにしている。

【００２２】この請求項４に記載の発明によれば、吸着
手段に対して不必要時に通電が行われない。したがって
電力消費量を低減することができる。また発熱による不
具合の発生を低減することができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、一実施の形態を示す図面に
基づいて本発明を詳細に説明する。

【００２４】図１は本発明に係るレバー式信号発生装置
の一実施形態を示す。

【００２５】図１に示すようにこのレバー式信号発生装
置Ｌでは取付プレート２０と上部本体ブロック１０と下
部本体ブロック３０と下方プレート４０とを備えて装置
本体１を構成している。

【００２６】取付プレート２０は上部本体ブロック１０
の上面に着脱可能に配設したもので、その上端中央部に
操作レバー５０を備えている。

【００２７】操作レバー５０は支持軸５３を介して取付
プレート２０に支持され、支持軸５３の軸心回りに回転
することが可能である。

【００２８】操作レバー５０の操作軸部５１にはその軸
心と上記支持軸５３とに直交する向きに左右一対のカム
レバー部５２を設けている。

【００２９】下方プレート４０は下部本体ブロック３０
の下面に着脱可能に配設したもので、その下端中央部に
ポテンショメータ（信号発生手段）６０を備えている。

【００３０】ポテンショメータ６０は操作レバー５０の
支持軸５３と平行に配置した回転軸６１と、この回転軸
６１を中心として回動する駆動アーム６２とを備えてい
る。このポテンショメータ６０は本体ケース６３を介し
て下方プレート４０のブラケット４１に保持されてい
る。

【００３１】ポテンショメータ６０は本体ケース６３に
対して駆動アーム６２が回転すると、駆動アーム６２の
回転位置に応じた制御信号をバルブ制御部７０に対して
出力する。

【００３２】また上記レバー式信号発生装置Ｌでは装置
本体１において操作レバー５０の各カムレバー部５２に
対応する部位にそれぞれ作動ロッド１００を設けてい
る。

【００３３】図２は図１に示したレバー式信号発生装置
に適用する作動ロッドを示す。

【００３４】作動ロッド１００は図２に示すように互い
に別個に成形した従動軸部材１１０と吸着部材１２０と
駆動軸部材１３０とを備えている。作動ロッド１００は
これら従動軸部材１１０、吸着部材１２０および駆動軸
部材１３０を相互に組み付けることによって一体のロッ
ド状に構成している。

【００３５】従動軸部材１１０は当接ロッド部１１０ａ
と第１ロッド部１１０ｂと第２ロッド部１１０ｃとを有
する。これら当接ロッド部１１０ａおよび第１ロッド部
１１０ｂおよび第２ロッド部１１０ｃは当接部１１０ａ
から第２ロッド部１１０ｃに向けて順次細径である。当
接ロッド部１１０ａおよび第１ロッド部１１０ｂおよび
第２ロッド部１１０ｃはそれぞれ非磁性体によって一体
に成形している。従動軸部材１１０には第２ロッド部１
１０ｃの先端部にネジ溝を形成している。

【００３６】吸着部材１２０は磁性体によって円筒状に
成形したものである。吸着部材１２０の中心部には上記
第２ロッド部１１０ｃのネジ溝に対応するネジ孔１２０
ａを形成している。この吸着部材１２０はそのネジ孔１
２０ａと第２ロッド部１１０ｃのネジ溝とのネジの作用
により該第２ロッド部１１０ｃの基端部に取り付けられ
ている。

【００３７】駆動軸部材１３０は第３ロッド部１３０ｂ
と第４ロッド部１３０ｃと第５ロッド部１３０ｄと第６
ロッド部１３０ｅと連係ロッド部１３０ｇとを有する。
これら第３ロッド部１３０ｂおよび第４ロッド部１３０
ｃおよび第５ロッド部１３０ｄおよび第６ロッド部１３
０ｅおよび連係ロッド部１３０ｇは第３ロッド部１３０
ｂから連係ロッド部１３０ｇに向けて順次細径である。
連係ロッド部１３０ｇの基端部にはボールジョイント１
３０ｆを設けている。

【００３８】第３ロッド部１３０ｂは中心部に吸着部材
１２０のネジ孔１２０ａと同一のネジ孔１３０ａを有し
ている。第３ロッド部１３０ｂはそのネジ孔１３０ａと
第２ロッド部１１０ｃのネジ溝とのネジの作用により第
２ロッド部１１０ｃの基端部に取り付けられている。

【００３９】また駆動軸部材１３０にはノッチ用テーパ
部１３０ｈを形成している。ノッチ用テーパ部１３０ｈ
は第４ロッド部１３０ｃと第５ロッド部１３０ｄとの間
に設けられている。さらに駆動軸部材１３０には係合用
テーパ部１３０ｉを形成している。係合用テーパ部１３
０ｉは第５ロッド部１３０ｄと第６ロッド部１３０ｅと
の間に設けられている。

【００４０】これらノッチ用テーパ部１３０ｈおよび係
合用テーパ部１３０ｉはそれぞれ基端に向けて漸次外径
が減少するように傾斜したテーパ状である。

【００４１】上記のように構成した作動ロッド１００は
各当接ロッド部１１０ａの先端部をそれぞれ対応するカ
ムレバー部５２に対向させた状態で装置本体１の挿通孔
１１，２１，３１，４２に鉛直方向に沿って移動可能に
配設される。さらに図１中において右側に位置する作動
ロッド１００がボールジョイント１３０ｆを介してポテ
ンショメータ６０の駆動アーム６２に接続される。

【００４２】これら作動ロッド１００は操作レバー５０
が中立状態にありかつカムレバー部５２の下面に当接ロ
ッド部１１０ａを当接させた場合にそれぞれの下端部が
下方プレート４０からさらに下方に突出する長さを有し
ている。このときポテンショメータ６０の駆動アーム６
２は水平方向に沿った状態にある。またノッチ用テーパ
部１３０ｈは下部本体ブロック３０の挿通孔３３に位置
している。さらに係合用テーパ部１３０ｉは下方プレー
ト４０の挿通孔４２に位置している。

【００４３】取付プレート２０の挿通孔２１は作動ロッ
ド１００の当接ロッド部１１０ａを挿通させる内径を有
している。下方プレート４０の挿通孔４２は作動ロッド
１００の第５ロッド部１３０ｄを挿通させる内径を有し
ている。

【００４４】上部本体ブロック１０に形成した挿通孔１
１は第２軸挿通部１２とバネ収容部１３とコア装着部１
４とを有している。

【００４５】第２軸挿通部１２は作動ロッド１００の第
２ロッド部１１０ｃを挿通させる内径を有している。

【００４６】バネ収容部１３は第２挿通部１２の上方に
設けられている。バネ収容部１３は取付プレート２０の
挿通孔２１よりもさらに太径である。バネ収容部１３に
はそれの内部にピストンキャップ８０とフィーリングバ
ネ（復帰バネ）８１と追従バネ（復帰バネ）８２とを収
容している。

【００４７】ピストンキャップ８０は上壁を有した円筒
状である。ピストンキャップ８０の上壁には嵌挿孔８０
ａを設けている。この嵌挿孔８０ａには作動ロッド１０
０の第１ロッド部１１０ｂが貫通している。ピストンキ
ャップ８０はバネ収容部１３よりも全長が短い。ピスト
ンキャップ８０はバネ収容部１３の内部において鉛直方
向に移動することが可能である。

【００４８】フィーリングバネ８１は作動ロッド１００
の外周であってピストンキャップ８０の上壁内面とバネ
収容部１３の底面との間に設けられている。フィーリン
グバネ８１はピストンキャップ８０の上壁を常時取付プ
レート２０の下面に押し付けている。

【００４９】追従バネ８２はフィーリングバネ８１の内
周であって作動ロッド１００の第１ロッド部１１０ｂの
基端面１１０ｂ1 とバネ収容部１３の底面との間に設け
られている。追従バネ８２は第１ロッド部１１０ｂを介
して作動ロッド１００を常時上方に押し付けている。追
従バネ８２は上述したフィーリングバネ８１よりも十分
小さいバネ力を有したものである。

【００５０】コア装着部１４はバネ収容部１３とほぼ同
一の円柱状である。コア装着部１４は個々の内部にコア
（吸着手段）９０を収容している。

【００５１】コア９０は作動ロッド１００の第２ロッド
部１１０ｃよりも太径の中心孔９０ａを有した円筒状で
ある。コア９０は上述した吸着部材１２０と同様に磁性
体によって成形したものである。コア９０はその下端部
を上部本体ブロック１０の下面から突出させた状態で上
端のフランジ９０ｂを介してコア装着部１４に取り付け
られている。

【００５２】下部本体ブロック３０に形成した挿通孔３
１は上部にコイル収容部３２を構成している。また下部
本体ブロック３０の挿通孔３１は下部に係合機構収容部
３３を構成している。

【００５３】コイル収容部３２はコア装着部１４よりも
さらに大きな容積を有している。コイル収容部３２はそ
の上方にコア９０の下端部を収容している。またコイル
収容部３２はコア９０の外周に電磁コイル（吸着手段）
１４０を収容している。

【００５４】電磁コイル１４０はコア９０の下端部から
その下方域にかけて設けられている。電磁コイル１４０
は通電制御部（通電制御手段）２００から通電された場
合にコア９０を電磁石として機能させる。

【００５５】通電制御部２００はバルブ制御部７０から
出力される制御信号に基づいて該当するレバー式信号発
生装置Ｌの電磁コイル１４０に対して通電制御を行う。
すなわち通電制御部２００はポテンショメータ６０から
バルブ制御部７０に対して出力される制御信号に基づい
て操作レバー５０の傾動量を監視し、該操作レバー５０
の傾動量がストロークエンドから所定の範囲ｘ内に達し
た場合に該当するレバー式信号発生装置Ｌの電磁コイル
１４０に対して通電を行うものである。

【００５６】係合機構収容部３３は作動ロッド１００の
第３ロッド部１３０ｂよりも太径かつコイル収容部３２
よりも細径である。係合機構収容部３３は内部に座部材
１５０と押え部材１６０と係合バネ１７０とを収容して
いる。

【００５７】座部材１５０は係合機構収容部３３の内径
と同一の外径を有した円板状の部材である。座部材１５
０は中心孔１５０ａに作動ロッド１００の駆動軸部材１
３０を貫通させた状態で下方プレート４０の上面に配置
されている。

【００５８】押え部材１６０は係合機構収容部３３の内
径と同一の外径を有する部材である。押え部材１６０は
中心孔１６０ａに作動ロッド１００の駆動軸部材１３０
を貫通させた状態で該作動ロッド１００の軸心方向に沿
って移動可能に配設されている。

【００５９】図３は図１に示したレバー式信号発生装置
の操作レバーが中立状態にある場合の要部を拡大して示
す。

【００６０】図３からも明らかなように上述したコア９
０は操作レバー５０が中立状態にありかつカムレバー部
５２の下面に当接ロッド部１１０ａを当接させた場合に
その下端面が吸着部材１２０の上端面から所定の離隔距
離ｄだけ離隔する長さを有している。

【００６１】押え部材１６０には座部材１５０に対向す
る部位に当接用傾斜面１６０ｂを形成している。当接用
傾斜面１６０ｂは座部材１５０に向けて漸次内径が増加
するように傾斜している。当接用傾斜面１６０ｂは座部
材１５０の上面と作動ロッド１００の周面との間に複数
の球状体１８０を収容保持している。

【００６２】係合バネ１７０は作動ロッド１００の外周
であって押え部材１６０の上面と電磁コイル１４０のホ
ルダ１４０ａとの間に設けている。係合バネ１７０は押
え部材１６０を下方に押圧することにより、該押え部材
１６０の当接用傾斜面１６０ｂを介して複数の球状体１
８０を作動ロッド１００の周面に押し付けている。

【００６３】図４は図１に示したレバー式信号発生装置
において操作レバーの傾動量とその操作力との関係を示
すグラフである。操作レバー５０に加わる操作力に伴
い、操作線上の矢印に示すように、操作レバー５０は動
作する。なお、図上部の略平行四辺形部は、操作レバー
５０の往復動作に伴う摺動抵抗の変化に起因する操作力
ヒステリシスである。

【００６４】この係合バネ１７０のバネ力は下式（１）
を満たすように設定する。 ＦK ＜ＦH ＜＜ＦK ＋ＦS …（１） ここでＦK は係合バネ１７０の押圧力によって複数の球
状体１８０が押え部材１６０を介して作動ロッド１００
の係合用テーパ部１３０ｉに圧接された場合に得られる
当該作動ロッド１００への係合力。但し、図４に示すよ
うに操作力ヒステリシスを含む。ＦS は電磁コイル１４
０に通電した場合に得られるコア９０と吸着部材１２０
との相互吸着力。ＦH は後述する操作レバー５０をスト
ロークエンドに傾動させる際に必要となる操作力であ
る。

【００６５】これら座部材１５０および押え部材１６０
および複数の球状体１８０は操作レバー５０が中立状態
にありかつカムレバー部５２の下面にそれぞれ当接ロッ
ド部１１０ａを当接させた場合に、作動ロッド１００の
駆動軸部材１３０の第５ロッド部１３０ｄに対応する部
位に配置されている。

【００６６】操作レバー５０が中立状態にありかつカム
レバー部５２の下面にそれぞれ当接ロッド部１１０ａを
当接させた場合には図３に示すように作動ロッド１００
の周面における複数の球状体１８０との当接部位からノ
ッチ用テーパ部１３０ｈまでの距離ｄ1 が、上述したコ
ア９０の下端面９０ｃと吸着部材１２０の上端面との間
の離隔距離ｄよりも小さい。また作動ロッド１００の周
面における複数の球状体１８０との当接部位から係合用
テーパ部１３０ｉまでの距離ｄ2 が上述したコア９０の
下端面９０ｃと吸着部材１２０の上端面との間の離隔距
離ｄと等しくなっている。

【００６７】以下、上記レバー式信号発生装置Ｌの基本
的な動作を説明する。

【００６８】操作レバー５０が中立状態にある場合に
は、図１に示すようにピストンキャップ８０の上壁が取
付プレート２０の下面に当接している。このとき作動ロ
ッド１００には追従バネ８２の押圧力のみが作用してい
る。

【００６９】したがって各作動ロッド１００の当接ロッ
ド部１１０ａそれぞれが操作レバー５０のカムレバー部
５２に押し付けられている。この結果追従バネ８２の釣
り合いにより操作軸部５１の軸心が鉛直方向に沿った状
態に保持される。

【００７０】この中立状態においてはポテンショメータ
６０の駆動アーム６２が水平に位置している。したがっ
てポテンショメータ６０からは駆動アーム６２の回転位
置に応じた制御信号がバルブ制御部７０に対して出力さ
れている。

【００７１】図５は図１に示したレバー式信号発生装置
において作動ロッドのノッチ用テーパ部が作用している
状態を示す。

【００７２】一方、中立状態からたとえば図５に示すよ
うに操作レバー５０を支持軸５３の軸心回りに右側に向
けて傾動させると、カムレバー部５２を介して右側の作
動ロッド１００が操作レバー５０の傾動量に応じて下動
する。

【００７３】これと同時に左側の作動ロッド１００にお
いては追従バネ８２の押圧力により操作レバー５０の傾
動量に応じて上動する。つまり左側の作動ロッド１００
は当接ロッド部１１０ａが常に操作レバー５０のカムレ
バー部５２に当接した状態に保持される。

【００７４】右側の作動ロッド１００が下動すると、ポ
テンショメータ６０の駆動アーム６２が図５中において
時計回りに回転する。したがってポテンショメータ６０
からバルブ制御部７０に出力される制御信号の電圧が駆
動アーム６２の回転角度に応じて変化する。

【００７５】また中立状態から操作レバー５０を支持軸
５３の軸心回りに左側に向けて傾動させると、カムレバ
ー部５２を介して左側の作動ロッド１００が操作レバー
５０の傾動量に応じて下動する。

【００７６】これと同時に右側の作動ロッド１００にお
いては追従バネ８２の押圧力により操作レバー５０の傾
動量に応じて上動する。

【００７７】右側の作動ロッド１００が上動すると、ポ
テンショメータ６０の駆動アーム６２が図５中において
反時計回りに回転する。したがってポテンショメータ６
０からバルブ制御部７０に出力される制御信号の電圧が
駆動アーム６２の回転角度に応じて変化する。

【００７８】このように上記レバー式信号発生装置Ｌで
は操作レバー５０の傾動操作によりポテンショメータ６
０から該操作レバー５０の傾動方向および傾動量に応じ
た制御信号をバルブ制御部７０に対して出力することが
できる。

【００７９】次に上記レバー式信号発生装置Ｌにおいて
操作レバー５０を傾動させた状態に保持させるデテント
機構の動作について説明する。なおこのデテント機構の
動作に関しては操作レバー５０を左右のいずれに傾動さ
せた場合にも同一である。以下は操作レバー５０を支持
軸５３の軸心回りに右側に向けて傾動させた場合の動作
について説明する。

【００８０】操作レバー５０を右側に向けて傾動させた
場合右側の作動ロッド１００が下動する。こによりピス
トンキャップ８０を介してフィーリングバネ８１が圧縮
される。また第１ロッド部１１０ｂの基端面１１０ｂ1
によって追従バネ８２が圧縮される。

【００８１】したがって右側の作動ロッド１００に形成
したノッチ用テーパ部１３０ｈが複数の球状体１８０に
達するまでの間、操作レバー５０の操作力はこれらのバ
ネ定数と操作レバー５０の傾動量とによって一義的に決
定される。

【００８２】すなわちフィーリングバネ８１および追従
バネ８２のバネ定数をそれぞれｋ1，ｋ2 とした場合、
図４中の区間ａで示すように操作レバー５０を傾動させ
るための操作力Ｆは概ね下式（２）のようになる。 Ｆ＝（ｋ1 ＋ｋ2 ）×ｓ＋（ｆａ＋ｆｂ） …（２） ただし、ｓは操作レバー５０の傾動量。ｆａはフィーリ
ングバネ８１の取付荷重。ｆｂは追従バネ８２の取付荷
重である。

【００８３】図６は図１に示したレバー式信号発生装置
のデテント機構が動作している状態を示す。

【００８４】上述した状態から操作レバー５０をさらに
右側に向けて傾動させていくと、図５に示すように右側
の作動ロッド１００に形成したノッチ用テーパ部１３０
ｈが複数の球状体１８０に達する。その後直ちに図６に
示すように左側の作動ロッド１００においてコア９０の
下端面９０ｃと吸着部材１２０の上端面とが当接したス
トロークエンドとなる。

【００８５】ここでまず、図５に示すように右側の作動
ロッド１００に形成したノッチ用テーパ部１３０ｈが複
数の球状体１８０に達した場合にはそれ以降係合バネ１
７０の押圧力に抗して押え部材１６０を上動させて複数
の球状体１８０を外方へ移動させない限り操作レバー５
０を傾動させることができなくなる。

【００８６】つまり、図４中の区間ｂで示すように一時
的に係合バネ１７０の押圧力に抗する分だけ操作レバー
５０の操作力が増大することになる。

【００８７】したがって上記レバー式信号発生装置Ｌに
おいては操作レバー５０の操作力の増大によりオペレー
タに対して吸着部材１２０の上端面がコア９０の下端面
９０ｃに当接する直前の状態にあることを認知させるこ
とができる。

【００８８】右側の作動ロッド１００に形成したノッチ
用テーパ部１３０ｈが複数の球状体１８０を通過した後
は操作レバー５０を傾動させるための操作力Ｆが、図４
中の区間ｃで示すように再び上式（２）のようになる。

【００８９】したがって操作レバー５０をストロークエ
ンドに傾動させる際に必要となる操作力ＦH は概ね下式
（３）のようになる。 ＦH ＝（ｋ1 ＋ｋ2 ）×ｓ′＋（ｆａ＋ｆｂ） …（３） ただし、ｓ′は操作レバー５０のストロークエンドまで
の傾動量。ｆａはフィーリングバネ８１の取付荷重。ｆ
ｂは追従バネ８２の取付荷重である。

【００９０】一方、上述した操作レバー５０の傾動操作
の間、通電制御部２００はポテンショメータ６０からバ
ルブ制御部７０に対して出力される制御信号に基づき操
作レバー５０の傾動量を監視する。そして操作レバー５
０の傾動量が予め設定した傾動範囲ｘに達した時点で左
側の作動ロッド１００に設けた電磁コイル１４０に対し
て通電を行う。電磁コイル１４０が通電されると、コア
９０と吸着部材１２０との間に相互吸着力ＦS が発生す
ることになる。

【００９１】また作動ロッド１００がストロークエンド
に達すると複数の球状体１８０が左側の作動ロッド１０
０の係合用テーパ部１３０ｉに位置する。この結果係合
バネ１７０の押圧力により複数の球状体１８０が押え部
材１６０を介して作動ロッド１００の係合用テーパ部１
３０ｉに圧接される。

【００９２】ここで、操作レバー５０をストロークエン
ドに傾動させる際に必要となる操作力ＦH と、電磁コイ
ル１４０への通電によってコア９０と吸着部材１２０と
の間に発生した相互吸着力ＦS と、係合バネ１７０の押
圧力による作動ロッド１００への係合力ＦK との関係は
上式（１）を満たすものである。

【００９３】つまり相互吸着力ＦS と係合力ＦK との合
計が操作力ＦH よりも十分に大きくなるように設定して
いる。

【００９４】したがって操作レバー５０をストロークエ
ンドに傾動させると、継続的にその状態を保持すること
になる。

【００９５】電磁コイル１４０への通電が停止される
と、コア９０と吸着部材１２０との相互吸着力ＦS が消
滅する。この結果係合バネ１７０の押圧力による作動ロ
ッド１００への係合力ＦK に打ち勝って操作レバー５０
が中立状態に復帰することになる。

【００９６】図７は図１に示したレバー式信号発生装置
の適用例を示す。具体的にはホイールローダの作業機Ｒ
に設けたリフト用油圧シリンダアクチュエータＣ1 （以
下単にリフトシリンダと称する）およびバケット用油圧
シリンダアクチュエータＣ2（以下単にバケットシリン
ダと称する）をそれぞれ運転席において個別に操作する
ためのレバー式信号発生装置Ｌ1 ，Ｌ2 を示す。

【００９７】図８は図７に示したレバー式信号発生装置
において操作レバーの傾動量とポテンショメータから出
力される制御信号の出力電圧との関係を示す。

【００９８】図７に示すようにホイールローダの作業機
ＲにはリフトアームＬＡの先端部にバケットＲＢを回転
可能に設けている。またリフトアームＬＡにはバケット
ＲＢよりも基端側にクロスリンクＣＬを回動可能に設け
ている。クロスリンクＣＬは一方の端部がリンクＬＫを
介してバケットＲＢに接続されている。クロスリンクＣ
Ｌの他方の端部とリフトアームＬＡの基端部との間には
上述したバケットシリンダＣ2 を設けている。リフトシ
リンダＣ1 はリフトアームＬＡの基端部と本体Ｈとの間
に設けられている。

【００９９】作業機ＲにおけるリフトアームＬＡの基端
部にはリフト位置検出センサＳ1 を設けている。このリ
フト位置検出センサＳ1 は本体Ｈに対するリフトアーム
ＬＡの回転位置を検出するものである。

【０１００】リフトアームＬＡにおけるクロスリンクＣ
Ｌとの支持部にはダンプ位置検出センサＳ2 を設けてい
る。このダンプ位置検出センサＳ2 はリフトアームＬＡ
に対するクロスリンクＣＬの回転位置を検出するもので
ある。

【０１０１】図７中の符号７０′は先に説明したバルブ
制御部７０に相当するものである。この適用例で示した
バルブ制御部７０′はポテンショメータ６０から出力さ
れる制御信号に基づいてシリンダＣ1 ，Ｃ2 のそれぞれ
に設けた方向制御弁Ｖ1 ，Ｖ2 を制御する。

【０１０２】符号２００′は先に説明した通電制御部２
００に相当するものである。この適用例で示した通電制
御部２００′はバルブ制御部７０′から出力される制御
信号と、作業機Ｒに設けたリフト位置検出センサＳ1 お
よびダンプ位置検出センサＳ2 から出力される制御信号
とに基づいて該当するレバー式信号発生装置Ｌ1 ，Ｌ2
の電磁コイル１４０に対して通電制御を行う。

【０１０３】すなわち通電制御部２００′はポテンショ
メータ６０からバルブ制御部７０′に対して出力される
制御信号に基づいて操作レバー５０の傾動量を監視す
る。そして図８に示すように操作レバー５０の傾動量が
ストロークエンドから所定の範囲ｘ内に達した場合に該
当するレバー式信号発生装置Ｌ1 ，Ｌ2 の電磁コイル１
４０に対して通電を行う。

【０１０４】また通電制御部２００′はリフト位置検出
センサＳ1 およびダンプ位置検出センサＳ2 を介して各
シリンダＣ1 ，Ｃ2 の作動状態を監視する。そしてこれ
らリフトシリンダＣ1 およびバケットシリンダＣ2 がス
トロークエンドに達した場合に該当するレバー式信号発
生装置Ｌ1 ，Ｌ2 の電磁コイル１４０への通電を停止さ
せる。

【０１０５】以下、レバー式信号発生装置Ｌ1 ，Ｌ2 の
動作について説明する。

【０１０６】まず操作レバー５０が中立状態にある場
合、バルブ制御部７０′は方向制御弁Ｖ1 ，Ｖ2 をそれ
ぞれ中立位置に維持する。これによりリフトシリンダＣ
1 およびバケットシリンダＣ2 がそれぞれ停止した状態
に保持される。

【０１０７】一方、たとえば左側のレバー式信号発生装
置Ｌ1 の操作レバー５０を中立状態から右側に傾動させ
ると、このレバー式信号発生装置Ｌ1 に設けたポテンシ
ョメータ６０から操作レバー５０の傾動方向および傾動
量に応じた制御信号がバルブ制御部７０′に対して出力
される。したがってたとえばリフトシリンダＣ1 の方向
制御弁Ｖ1 が操作レバー５０の傾動方向および傾動量に
応じて駆動される。この結果たとえばリフトシリンダＣ
1 が操作レバー５０の傾動量に応じた速度で伸長作動す
る。

【０１０８】また左側のレバー式信号発生装置Ｌ1 の操
作レバー５０を中立状態から左側に傾動させると、この
レバー式信号発生装置Ｌ1 に設けたポテンショメータ６
０から操作レバー５０の傾動方向および傾動量に応じた
制御信号がバルブ制御部７０′に対して出力される。し
たがってリフトシリンダＣ1 の方向制御弁Ｖ1 が操作レ
バー５０の傾動量に応じて先とは逆に駆動される。この
結果リフトシリンダＣ1 が操作レバー５０の傾動量に応
じた速度で縮退作動する。

【０１０９】同様に中立状態から右側のレバー式信号発
生装置Ｌ2 の操作レバー５０を右側に傾動させると、こ
のレバー式信号発生装置Ｌ2 に設けたポテンショメータ
６０から操作レバー５０の傾動方向および傾動量に応じ
た制御信号がバルブ制御部７０′に対して出力される。
したがってリフトシリンダＣ2 の方向制御弁Ｖ2 が操作
レバー５０の傾動方向および傾動量に応じて駆動され
る。この結果リフトシリンダＣ2 が操作レバー５０の傾
動量に応じた速度で伸長作動する。

【０１１０】また中立状態から右側のレバー式信号発生
装置Ｌ2 の操作レバー５０を左側に傾動させると、この
レバー式信号発生装置Ｌ2 に設けたポテンショメータ６
０から操作レバー５０の傾動方向および傾動量に応じた
制御信号がバルブ制御部７０′に対して出力される。し
たがってリフトシリンダＣ2 の方向制御弁Ｖ2 が操作レ
バー５０の傾動量に応じて先とは逆に駆動される。この
結果リフトシリンダＣ2 が操作レバー５０の傾動量に応
じた速度で縮退作動する。

【０１１１】このように上記レバー式信号発生装置Ｌ1
，Ｌ2 によれば操作レバー５０の傾動方向および傾動
量に応じて該当するシリンダＣ1 ，Ｃ2 を伸縮作動させ
ることができる。したがってオペレータの意のままにホ
イールローダの作業機Ｒを動作させることが可能とな
る。

【０１１２】上述した操作レバー５０の傾動操作におい
て作動ロッド１００の傾動量がストロークエンドから所
定の範囲ｘ内に達すると、通電制御部２００′によって
該当するレバー式信号発生装置Ｌ1 ，Ｌ2 の電磁コイル
１４０が通電される。この結果コア９０と吸着部材１２
０との間に相互吸着力ＦS が発生する。

【０１１３】また作動ロッド１００がストロークエンド
に達すると複数の球状体１８０が左側の作動ロッド１０
０の係合用テーパ部１３０ｉに位置する。この結果係合
バネ１７０の押圧力によって作動ロッド１００に係合力
ＦK が発生する。

【０１１４】上述したように相互吸着力ＦS と係合力Ｆ
K との合計は操作レバー５０を中立状態に復帰させよう
とする力、つまり操作レバー５０をストロークエンドに
傾動させる際に必要となる操作力ＦH よりも大きい。

【０１１５】これにより操作レバー５０をストロークエ
ンドに傾動させた場合、該操作レバー５０がそのままの
状態に保持されることになる。

【０１１６】したがって操作レバー５０がストロークエ
ンドに達した後においてはオペレータが操作レバー５０
から手を離しても当該操作レバー５０の傾動量および傾
動方向に対応した制御信号がバルブ制御部７０′に対し
て継続的に出力される。

【０１１７】このためたとえばホイールローダを走行さ
せながらバケットＲＢを上昇させる等といった複数の異
なる操作を同時に行う場合にオペレータはホイールロー
ダの走行操作に集中できるようになる。これにより作業
の著しい効率化および操作の容易化を図ることができる
ようになる。

【０１１８】一方、上述した状態からたとえばシリンダ
Ｃ1 がストロークエンドに達し、バケットＲＢがその上
昇端に位置すると、リフト位置検出センサＳ1 から通電
制御部２００′に対して制御信号が出力される。

【０１１９】この結果通電制御部２００′は電磁コイル
１４０への通電を停止する。

【０１２０】電磁コイル１４０への通電が停止される
と、コア９０と吸着部材１２０との間の相互吸着力ＦS
が消滅する。したがって操作レバー５０がフィーリング
バネ８１および追従バネ８２の押圧力によって中立状態
に復帰する。

【０１２１】この結果バルブ制御部７０′によって方向
制御弁Ｖ1 が中立位置に復帰される。これによりシリン
ダＣ1 が停止した状態に保持されることになる。

【０１２２】つまり操作レバー５０が傾動状態に保持さ
れた後にオペレータが何等の操作を行うことなくバケッ
トＲＢが自動的にその上昇端で停止することになる。

【０１２３】したがってオペレータは作業機Ｒの状態を
常に監視する必要がなくなる等、操作の一層の効率化お
よび容易化を図ることができる。

【０１２４】さらに上述したように操作レバー５０が傾
動された状態に保持される直前において作動ロッド１０
０に形成したノッチ用テーパ部１３０ｈと複数の球状体
１８０と係合バネ１７０とによって一時的に操作レバー
５０の操作力が増大することになる。これによりオペレ
ータに対してストロークエンドの直前であることを認知
させることが可能である。

【０１２５】したがって操作レバー５０がオペレータの
意に反して傾動された状態に保持されてしまうような事
態を未然に防止することができる。これにより操作の正
確性を向上させることができる。

【０１２６】しかも操作レバー５０が予め設定した傾動
範囲ｘ内に達した場合にのみ電磁コイル１４０へ通電を
行っている。このため電力消費量を低減することができ
る。また発熱による不具合の発生を防止できる。

【０１２７】ところで操作レバー５０が傾動した状態に
保持されている場合においても電磁コイル１４０への通
電によるコア９０および吸着部材１２０の相互吸着力Ｆ
S と、係合バネ１７０の押圧力による作動ロッド１００
への係合力ＦK との合計の力よりも大きな操作力を操作
レバー５０に対して与えれば、オペレータが任意のタイ
ミングでこれを解除することが可能となる。

【０１２８】この場合上記レバー式信号発生装置Ｌ1 ，
Ｌ2 によれば各作動ロッド１００毎に電磁コイル１４０
および係合バネ１７０を設けるようにしている。したが
ってこれら電磁コイル１４０の巻き数や印加電圧値を変
更することにより、あるいは係合バネ１７０のバネ定数
を変更することにより、操作レバー５０の傾動方向に応
じて操作力を変更することが可能となる。

【０１２９】したがってたとえば操作レバー５０の操作
によって作動されるシリンダＣ1 ，Ｃ2 の作業重要度等
の相違から操作レバー５０の操作力をその傾動方向に応
じて変更するような要求がある場合にも容易に対応する
ことが可能となる。

【０１３０】なお本発明はホイールローダのリフトシリ
ンダＣ1 およびバケットシリンダＣ2 に設けた方向制御
弁Ｖ1 ，Ｖ2 を制御するためのものにかぎらない。

【０１３１】この場合必ずしもポテンショメータ６０か
ら電気信号を発生させる必要はない。たとえばポテンシ
ョメータ６０に代えて作動ロッド１００の下端部と下部
本体ブロック３０との間に油圧信号発生バルブを設ける
ようにすれば、操作レバー５０の傾動量に応じた油圧信
号を発生することが可能である。

【０１３２】また操作レバー５０は複数の支持軸回りに
傾動させるように構成することが可能である。

【０１３３】さらに作動ロッド１００に形成した係合用
テーパ部１３０ｉと押え部材１６０に形成した当接用傾
斜面１６０ｂとのくさび作用を利用した係合手段によれ
ば小さな容積で十分な係合力を得ることが可能である。
したがって装置の小型化を図ることができる。

【０１３４】しかしながらその他の形態の係合手段を適
用しても構わない。

【０１３５】さらに吸着手段は電磁コイル１４０の駆動
によって得られる磁力を利用するものに限らない。つま
り係合手段が係合された状態において通電された場合に
作動ロッド１００を吸着保持することができるものであ
ればその他の吸着手段を適用することが可能である。

【０１３６】また吸着手段と係合手段との協働によって
操作レバー５０を傾動させた状態に保持するようにした
場合、これら吸着手段および係合手段としてはそれぞれ
を単独で適用する場合に比べて小型のものを適用すれば
よい。したがって装置の大型化を抑えることができるよ
うになる。

【０１３７】しかしながら係合手段のみによって作動ロ
ッド１００を傾動させた状態に保持するようにしてもよ
い。ただしこの場合には係合バネの押圧力による作動ロ
ッドへの係合力が、操作レバーをストロークエンドに傾
動させた状態に保持するための保持力よりも大きくなる
ように係合バネのバネ定数を適宜選択しなければならな
いのはいうまでもない。

【０１３８】また上述した実施形態では作業機Ｒに設け
た油圧シリンダＣ1 ，Ｃ2 の作動状態に応じて電磁コイ
ル１４０への通電をＯＦＦするようにしている。しかし
ながらその他の外部信号、たとえばホイールローダの場
合油圧シリンダＣ1 ，Ｃ2 の負荷圧力あるいは作業機Ｒ
の姿勢やエンジン回転数に応じて電磁コイル１４０への
通電をＯＮ／ＯＦＦ制御するようにしてもよい。

【０１３９】さらに復帰バネは必ずしもコイル状である
必要はない。作動ロッド１００の変位に伴って弾性変形
するものであればその他の形態のバネを適用することも
可能である。この場合バネとしては必ずしも線形のもの
に限らず非線形のものを適用しても同様の作用効果を期
待することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るレバー式信号発生装置の一実施形
態を示した断面図である。

【図２】図１に示したレバー式信号発生装置に適用する
作動ロッドを示すもので、（ａ）は分解断面側面図、
（ｂ）は側面図である。

【図３】図１に示したレバー式信号発生装置の操作レバ
ーが中立状態にある場合の要部拡大断面図である。

【図４】図１に示したレバー式信号発生装置において操
作レバーの傾動量とその操作力との関係を示すグラフで
ある。

【図５】図１に示したレバー式信号発生装置において作
動ロッドのノッチ用テーパ部が作用している状態を示す
断面図である。

【図６】図１に示したレバー式信号発生装置がデテント
されている状態を示す断面図である。

【図７】図１に示したレバー式信号発生装置を適用した
ホイールローダにおける油圧シリンダアクチュエータの
制御回路を示す図である。

【図８】図１に示したレバー式信号発生装置において操
作レバーの傾動量とポテンショメータから出力される制
御信号の出力電圧との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１…装置本体、５０…操作レバー、６０…ポテンショメ
ータ、８１…フィーリングバネ、９０…コア、１００…
作動ロッド、１２０…吸着部材、１４０…電磁コイル、
１７０…係合バネ、２００…通電制御部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 装置本体（１）に傾動可能に配設した操
   作レバー（５０）と、 前記装置本体（１）に軸心方向に沿って移動可能に配設
   し、かつ前記操作レバー（５０）の傾動に応じて変位す
   る複数の作動ロッド（１００）と、 前記装置本体（１）と前記作動ロッド（１００）との間
   に介在し、該作動ロッド（１００）の変位に伴って弾性
   変形される復帰バネ（８１，８２）と、 前記操作レバー（５０）の傾動量に対応した制御信号を
   発生する信号発生手段（６０）とを備えたレバー式信号
   発生装置において、 前記複数の作動ロッド（１００）に個別に設け、該作動
   ロッド（１００）に係合することによって前記装置本体
   （１）に対する前記作動ロッド（１００）の移動を阻止
   する係合手段を備えることを特徴とするレバー式信号発
   生装置。
2. 【請求項２】 装置本体（１）に傾動可能に配設した操
   作レバー（５０）と、 前記装置本体（１）に軸心方向に沿って移動可能に配設
   し、かつ前記操作レバー（５０）の傾動に応じて変位す
   る作動ロッド（１００）と、 前記装置本体（１）と前記作動ロッド（１００）との間
   に介在し、該作動ロッド（１００）の変位に伴って弾性
   変形される復帰バネ（８１，８２）と、 前記操作レバー（５０）の傾動量に対応した制御信号を
   発生する信号発生手段（６０）とを備えたレバー式信号
   発生装置において、 前記作動ロッド（１００）に設け、係合バネ（１７０）
   の弾性力によって前記作動ロッド（１００）に係合する
   係合手段と、 前記作動ロッド（１００）に設け、前記係合手段が作動
   している状態において通電された場合に前記作動ロッド
   （１００）を吸着保持する吸着手段（９０，１４０）と
   を備えることを特徴とするレバー式信号発生装置。
3. 【請求項３】 前記係合手段は、 前記操作レバー（５０）の傾動量が予め設定した値を越
   えた場合に前記作動ロッド（１００）に係合するもので
   あることを特徴とする請求項１または請求項２記載のレ
   バー式信号発生装置。
4. 【請求項４】 装置本体（１）に傾動可能に配設した操
   作レバー（５０）と、 前記装置本体（１）に軸心方向に沿って移動可能に配設
   し、かつ前記操作レバー（５０）の傾動に応じて変位す
   る作動ロッド（１００）と、 前記装置本体（１）と前記作動ロッド（１００）との間
   に介在し、該作動ロッド（１００）の変位に伴って弾性
   変形される復帰バネ（８１，８２）と、 前記操作レバー（５０）の傾動量に対応した制御信号を
   発生する信号発生手段（６０）とを備えたレバー式信号
   発生装置において、 前記作動ロッド（１００）に設け、係合バネ（１７０）
   の弾性力によって前記作動ロッド（１００）に係合する
   係合手段と、 前記作動ロッド（１００）に設け、前記係合手段が作動
   している状態において通電された場合に前記作動ロッド
   （１００）を吸着保持する吸着手段（９０，１４０）
   と、 前記操作レバー（５０）の傾動量が予め設定した値を越
   えた場合に前記吸着手段（９０，１４０）に通電を行う
   通電制御手段（２００）とを備えることを特徴とするレ
   バー式信号発生装置。