JP2000222056A - 制御装置 - Google Patents

制御装置

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JP2000222056A
JP2000222056A JP11362788A JP36278899A JP2000222056A JP 2000222056 A JP2000222056 A JP 2000222056A JP 11362788 A JP11362788 A JP 11362788A JP 36278899 A JP36278899 A JP 36278899A JP 2000222056 A JP2000222056 A JP 2000222056A
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axis
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Stamos I Papasideris
アイ.パパシダリス スタモス
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Caterpillar Inc
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Caterpillar Inc
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    • G05GCONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G9/00Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously
    • G05G9/02Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only
    • G05G9/04Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously
    • G05G9/047Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H25/00Switches with compound movement of handle or other operating part
    • H01H25/04Operating part movable angularly in more than one plane, e.g. joystick
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 中央位置へバラツキ無く復帰する多機能制御
レバーを有する制御装置を提供する。 【解決手段】 機械の制御装置が、2つの軸線の廻りに
回転するようにされている制御レバーを有している。こ
の制御レバーはフレーム内でシャフト上に回転可能に取
付けられると共に、第1軸線の廻りの制御レバーの動作
を検出する第1回転センサに接続される。一対の第1調
整可能当接部材が、フレーム内で制御レバーを中央にす
るようにされている。又、制御レバー及びフレームは第
2軸線の廻りに回転するようにされ、第2回転センサ
が、第2軸線の廻りの制御レバーの動作を検出するよう
にされる。一対の第2調整可能当接部材が、固定ハウジ
ング内で制御レバー及びフレームを中央にするようにさ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は一般には制御装置に
関し、より詳細には制御レバーと調整可能センタリング
機構を有する制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】作業機械の分野、特に、例えば掘削機類
やバックホーローダー類(backhoe loaders) 、ホイール
ローダー類(wheel loaders) 等の掘削又は積込機能を有
するこれらの機械の分野では、一般に作業用工具は機械
による機能制御に加え、操作者による手動での様々な操
縦により制御される。手動制御システムは多くの場合、
手操作のレバーと足ペダルとを含んでいる。これらの種
類の作業用工具制御方法(implement control schemes)
は、多数のレバー及び足ペダルの操作から生じる操作者
のストレスや疲労を緩和するために幾つかの点で改善の
余地が残されている。例えば機械の操作者は、多数の制
御レバー及び足ペダルを上手に操作及び調整することを
要求される。生産性を上げるために不慣れな操作者は、
操縦及び関連する機能に慣れるように長期間の訓練を必
要とする。
【0003】幾つかの製造業者は、制御レバーが多過ぎ
ることの不都合を認識し、多機能制御レバーを標準とし
て採用している。多機能制御レバーは、特に、例えばリ
フトリンクへ取付けられたブレード又はバケット等の作
業用工具を有する機械においてリフト及びチルト機能を
制御するのに非常に好ましい機構である。
【0004】ある種の単一機能の制御レバーと同様に、
ある種の多機能制御レバーでは、操作者がレバーを離し
た時の制御レバーの中央又は中立位置への復帰のバラツ
キのない反復性が問題となる。制御レバーがバラツキ無
く中央又は中立の位置に復帰しない場合、操作者はリン
ク又は作業用工具の意図しないドリフト又は移動を経験
する可能性がある。制御レバーをバラツキ無く中央へ復
帰させることは、リンク及び取付けられた作業用工具の
正確な位置決め及び操作者への信頼性ある基準点の提供
という点で重要である。
【0005】加えて制御装置は、中央位置へバラツキ無
く復帰するだけでなく、操作者へある程度抵抗力のある
フィードバックを提供する多機能制御レバーを有するこ
とが好ましい。更に、機械機能を制御する少なくとも1
つの戻り止め位置を提供する多機能制御レバーを有する
ことも又好ましい。そして更に、機械への取付前には中
央又は中立位置に容易に事前設定され、一旦機械に取付
後は、容易に調整可能である制御レバーを有することが
好ましい。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した問
題の1つ以上を解決することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の1つの態様とし
て、機械の制御装置が開示されている。この制御装置
は、フレーム内でシャフトに回転可能に取付けられた制
御レバーを含んでいる。このシャフトは第1軸線に沿っ
て配置され、この軸線の廻りを回転可能である。一対の
当接部材が制御レバーに設けられ、一対の第1センタリ
ングレバーが、制御レバーの相対する両側でシャフトに
取付けられる。一対の第1センタリングレバーは、制御
レバーの回転に応じて第1軸線の廻りを互いに対して回
転するようにされる。一対の調整可能当接部材は、セン
タリングレバーに設けられ、制御レバーの当接部材と係
合するようにされる。一対の当接ストップ部分はセンタ
リングレバー上に配置され、これらの当接ストップ部分
がフレーム上に配置された一対のストップ部材と係合す
るようにされる。少なくとも1つの第1付勢機構が、各
センタリングレバーとフレームの相対する両側面との間
で接続される。各第1付勢機構は、各センタリングレバ
ーをフレーム上に配置されたそれぞれのストップ部材に
対して付勢するようにされる。
【0008】
【発明の実施の形態】図面、より詳細には図1及び図3
を参照すると、機械(図示無し)の制御装置10は、フ
レーム16内でシャフト14上に回転可能に取付けられ
る制御レバー12を有している。シャフト14が、第1
軸線18に沿って配置され、この軸線の廻りに回転可能
である。一対の当接部材20が、制御レバー12の両側
に設けられている。一対の第1センタリングレバー22
が、制御レバー12の相対する両側でシャフト14に取
付けられる。一対の第1センタリングレバー22は、制
御レバー12の回転に応じて第1軸線18の廻りを互い
に対して回転するようにされる。
【0009】一対の第1調整可能当接部材24が、一対
の第1センタリングレバー22に設けられる。一対の第
1調整可能当接部材24は、制御レバーの当接部材20
と係合するようにされる。
【0010】一対の当接ストップ部分26(図1に1つ
が示されている)が、一対の第1センタリングレバー2
2上に配置され、フレーム16上に配置された一対の第
1ストップ部材28(図1に1つが示されている)と係
合するようにされる。少なくとも1つの第1付勢機構3
0が、各第1センタリングレバー22とフレームの相対
する両側面との間で接続される。各第1付勢機構30
は、各第1センタリングレバー22をフレーム16上に
配置されたそれぞれの第1ストップ部材28に対して付
勢するようにされる。第1付勢機構30は、各第1セン
タリングレバー22とフレーム16との間で接続される
ばねを含んでいる。
【0011】制御装置10は、第1軸線18の廻りの制
御レバー12の動作を検出するためにシャフト14の一
方の端部において接続される第1回転センサ32を有し
ている。第1回転センサ32は、例えば、作業用工具の
チルト機能等の第1の機械機能を制御するようにされ
る。上記機能は、単に例として述べたに過ぎず、これに
限定するものではないということが理解されるべきであ
る。
【0012】フレーム16は、第2軸線36に沿って配
置された一対の円筒状延長部34を有している。円筒状
延長部34はフレーム16の相対する両側面の端部から
固定ハウジング38に向かって外方へ延伸している。各
円筒状延長部34は、固定ハウジング38内に形成され
る受容部40と係合するようにされる。受容部40は固
定ハウジング38と一体である必要はなく、本発明の本
質から外れることなく、固定ハウジング38へ取り付け
られる別体の構成部品であることが可能である。
【0013】制御装置10は、1つの円筒状延長部34
の一方の端部において接続される第2回転センサ42を
含んでいる。第2回転センサ42は、第2軸線36の廻
りの制御レバー12の動作を検出するようにされ、例え
ば、リンクリフト機能等の第2の機械機能を制御するよ
うにされる。
【0014】制御装置10は又、フレーム16に設けら
れる第1及び第2延長部部材44、46を含んでいる。
第1及び第2延長部部材44、46は、フレーム16か
ら同じ方向に延伸し、互いから離間されて第2軸線36
の両側に位置するようにされる。
【0015】図1及び図2で最も良く示されているよう
に、一対の第2センタリングレバー48は、円筒状延長
部34の1つに取付けられる。一対の第2センタリング
レバー48のそれぞれは、第2軸線36の廻りを回転す
るように、且つ互いに対して回転するようにされる。一
対の第2センタリングレバー48のそれぞれには、第1
当接表面50が設けられ、この表面は、フレーム16の
第1及び第2延長部部材44、46上に設けられるそれ
ぞれの当接表面52と係合する。少なくとも1つの第2
付勢機構54が、一対の第2センタリングレバー48の
それぞれと固定ハウジング38の相対する両側面との間
で接続される。各第2付勢機構54は、一対の第2セン
タリングレバー48のそれぞれをフレーム16の第1及
び第2延長部部材44、46上に位置するそれぞれの当
接表面52に対して付勢するようにされる。各第2付勢
機構54は、各第2センタリングレバー48と固定ハウ
ジング38との間で接続されるばねを含んでいる。
【0016】一対の第2調整可能当接部材56は、固定
ハウジング38から延伸し、一対の第2センタリングレ
バー48のそれぞれの末端部分58と係合する。一対の
第2調整可能当接部材56は、一対の第2センタリング
レバー48を中央に置くようにされており、それ故フレ
ーム16及びそこに取付けられたレバー12を固定ハウ
ジング38に対して中央に置くようにする。
【0017】制御装置10は更に、戻り止め機構60を
含んでおり、この戻り止め機構は、制御レバー12を第
1又は第2軸線18、36の1つの廻りに回転させた1
つの位置で保持するようにされる。更に、複数の戻り止
め機構60が、制御レバー12を第1及び第2軸線1
8、36のそれぞれの廻りに回転させた1つの位置で保
持するように使用され得る。機械式の戻り止め機構60
が、制御レバー12を第1又は第2軸線18、36の廻
りに回転させた1つの位置で保持するように使用され得
る一方、電磁式の戻り止め機構は、制御レバー12を第
1又は第2軸線18、36の廻りに回転させた任意の様
々な位置で保持するように使用され得る。好ましくは、
各戻り止め機構60は、制御レバー12をそれぞれの軸
線18、36の廻りに回転させた第1及び第2の位置で
保持するようにされる。
【0018】制御装置10の一般的な用途は、例えばホ
イールローダーの作業用工具のチルト機能及びリンクリ
フト機能等の多数の機械機能を制御することである。例
えば、操作者が制御レバー12を把持し、それを中央又
は中立の位置から第1軸線18の廻りに回転させ、例え
ばバケットダンプ(bucket dump) 又はラックバック(rac
k back) 等の作業用工具のチルト機能を実行するように
する。制御レバー12が第1軸線18の廻りを第1の方
向に回転させられる時、制御レバー12の両側の当接部
材20の1つが、調整可能当接部材24に下向きの力を
作用させ、その結果として第1センタリングレバー22
の対の一方を回転させる。制御レバー12へ加えられる
回転力は、操作者にある程度の抵抗力のあるフィードバ
ックを与える第1付勢機構30のばねの1つの付勢力に
対抗して加えられる。第1センタリングレバー22の1
つが、第1付勢機構30のばねの1つの付勢力に対抗し
て回転させられる時、第1センタリングレバー22は、
第1ストップ部材28から離される。更に、制御レバー
12の回転により、シャフト14が回転し、このことが
第1回転センサ32への入力を提供する。第1回転セン
サ32は、上記に応答して例えばバケット傾斜又はラッ
クバック等の機械機能を制御するための制御モジュール
へ出力信号を伝達する。
【0019】操作者が、制御レバー12を離した時、第
1付勢機構30のばね力は、回転させられた第1センタ
リングレバー22を第1ストップ部材28と接触するよ
うに引き戻す。第1センタリングレバー22がストップ
部材28と接触するように戻る時、第1調整可能当接部
材24は、制御レバー12の当接部材20を上方へ押
し、制御レバー12を中央又は中立の位置に戻す。中央
又は中立の位置において、制御レバー12の当接部材2
0は、第1センタリングレバー22のそれぞれの第1調
整可能当接部材24と接触し、それと同時に第1センタ
リングレバー22の当接ストップ部分26は、フレーム
16のそれぞれの第1ストップ部材28と接触する。
【0020】制御レバー12の中央又は中立位置への第
1軸線18に対する調整は、第1調整可能当接部材24
の調整によって容易に行うことが出来る。制御レバー1
2の中央又は中立位置への位置合わせは、第1回転セン
サ32からのフィードバックを使用すること、又は固定
ハウジング38へ取り付けられたレバーセンタリングゲ
ージを使用すること、又は制御レバー12の位置を目視
検査すること、及び結果として、作業用工具及び/又は
リンクが安定し、それぞれの位置からのドリフトが起き
ないことを確認することによって達成される。
【0021】第2の機械機能を制御するのに制御装置1
0を利用する実際の例としては、操作者が、制御レバー
12を中央又は中立の位置から第2軸線36の廻りに回
転させ、作業用工具連結リンクの昇降機能を働かせるよ
うな場合がある。制御レバー12が第2軸線36の廻り
に回転させられる時、フレーム16は固定ハウジング3
8内で回転し、同時にフレーム16の円筒状延長部34
は、固定ハウジング38のそれぞれの受容部40内で回
転する。操作者によって制御レバー12へ加えられる回
転力は、回転の方向によって、フレーム16の第1又は
第2延長部部材44、46の1つを介して伝達され、第
2センタリングレバー48の1つを回転させる。第1又
は第2延長部部材44、46の1つの当接表面52は、
第2センタリングレバー48の当接表面50と接触す
る。制御レバー12が、第2付勢機構54のばねの1つ
の付勢力に対抗して回転させられ、これと同時に円筒状
延長部34の回転により、第2回転センサ42へ入力が
提供される。第2回転センサ42は、上記に応答して例
えばリンクの昇降等の機械機能を制御するための制御モ
ジュールへ出力信号を伝達する。
【0022】操作者が、制御レバー12を離した時、第
2付勢機構54のばね力は、回転させられた第2センタ
リングレバー48の末端部分58を第2調整可能ストッ
プ部材56と接触するように引き戻す。第2センタリン
グレバー48が第2調整可能ストップ部材56と接触す
るように戻る時、第2センタリングレバー48上の当接
表面50は、第1又は第2延長部部材44、46のそれ
ぞれの当接表面52を上方へ押し、制御レバー12及び
フレーム16を中央又は中立の位置に戻す。
【0023】制御レバー12の中央又は中立位置への第
2軸線36に対する調整は、第2調整可能当接部材56
の調整によって容易に行うことが出来る。制御レバー1
2の中央又は中立位置への位置合わせは、第2回転セン
サ42からのフィードバックを使用すること、又は固定
ハウジング38へ取り付けられたレバーセンタリングゲ
ージを使用すること、又は制御レバー12の位置を目視
検査すること、及び結果として、作業用工具及び/又は
リンクが安定し、それぞれの位置からのドリフトが起き
ないことを確認することによって達成される。
【0024】制御装置10は、戻り止め機構60を備え
ていて、制御レバー12を第1及び第2軸線18、36
のそれぞれ及び何れかを中心に回転させた位置に保持す
るようにしても良い。戻り止め機構の様々な形式、例え
ば、機械式、電磁式、油圧機械式、あるいはこれらの他
の変形例等が使用され得る。好ましい戻り止め機構60
は、制御レバー12をそれぞれの軸線18、36の廻り
に回転させた第1及び第2の位置に保持するようにされ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の制御装置の略示斜視図であ
る。
【図2】図2は、ハウジングを取り除いた状態の図1の
制御装置の略示側面図である。
【図3】図3は、図2の制御装置の略示平面図である。
【符号の説明】
10…制御装置 12…制御レバー 14…シャフト 16…フレーム 18…第1軸線 20…当接部材 22…第1センタリングレバー 24…第1調整可能当接部材 26…当接ストップ部分 28…第1ストップ部材 30…第1付勢機構

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 機械の制御装置であって、 フレーム内でシャフトに回転可能に取付けられる制御レ
    バーであって、前記シャフトが第1軸線に沿って配置さ
    れると共にこの軸線の廻りを回転可能である、制御レバ
    ーと、 前記制御レバーの両側に設けられる一対の当接部材と、 前記制御レバーの両側で前記シャフトに取付けられる一
    対の第1センタリングレバーであって、前記制御レバー
    の回転に応じて第1軸線の廻りを互いに対して回転する
    ようにされる一対の第1センタリングレバーと、 前記センタリングレバーに設けられる一対の第1調整可
    能当接部材であって、前記制御レバーの当接部材と係合
    するようにされる一対の第1調整可能当接部材と、 センタリングレバー上に配置された一対の当接ストップ
    部分であって、該当接ストップ部分がフレーム上に配置
    された一対の第1ストップ部材と係合するようにされ
    る、一対の当接ストップ部分と、 各センタリングレバーとフレームの両側面との間で接続
    される少なくとも1つの第1付勢機構であって、各第1
    付勢機構が各センタリングレバーをフレーム上に配置さ
    れたそれぞれの第1ストップ部材に対して付勢するよう
    にされている、第1付勢機構と、 を有する制御装置。
  2. 【請求項2】 前記第1軸線の廻りの制御レバーの動作
    を検出する、前記シャフトの一端において接続される第
    1回転センサを含んでいる請求項1に記載の制御装置。
  3. 【請求項3】 前記第1回転センサが第1の機械機能を
    制御するようにされている請求項2に記載の制御装置。
  4. 【請求項4】 前記フレームが、第2軸線に沿って配置
    された一対の円筒状延長部を有し、該円筒状延長部が前
    記フレームの両端から外方へ延伸している請求項1に記
    載の制御装置。
  5. 【請求項5】 固定ハウジングを含み、各円筒状延長部
    が前記固定ハウジングに形成される受容部と係合するよ
    うにされる請求項4に記載の制御装置。
  6. 【請求項6】 前記第2軸線の廻りの制御レバーの動作
    を検出する、前記円筒状延長部の内の1つの一端におい
    て接続される第2回転センサを含んでいる請求項4に記
    載の制御装置。
  7. 【請求項7】 前記フレームに設けられる第1及び第2
    延長部部材を含み、前記第1及び第2延長部部材が前記
    フレームから同方向に延伸すると共に互いから離間して
    おり、前記第2軸線の両側に配置される請求項1に記載
    の制御装置。
  8. 【請求項8】 前記第1及び第2軸線の1つの廻りに回
    転させた位置に前記制御レバーを保持するようにされて
    いる戻り止め機構を含んでいる請求項4に記載の制御装
    置。
  9. 【請求項9】 1つの戻り止め機構が、前記第1軸線の
    廻りに回転させた第1及び第2の位置に前記制御レバー
    を保持するようにされている請求項8に記載の制御装
    置。
  10. 【請求項10】 1つの戻り止め機構が、前記第2軸線
    の廻りに回転させた第1及び第2の位置に前記制御レバ
    ーを保持するようにされている請求項8に記載の制御装
    置。
JP11362788A 1998-12-21 1999-12-21 制御装置 Withdrawn JP2000222056A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/217219 1998-12-21
US09/217,219 US6128971A (en) 1998-12-21 1998-12-21 Control device

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JP (1) JP2000222056A (ja)
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