JP2001056716A - 操作レバー装置 - Google Patents

操作レバー装置

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JP2001056716A
JP2001056716A JP11231885A JP23188599A JP2001056716A JP 2001056716 A JP2001056716 A JP 2001056716A JP 11231885 A JP11231885 A JP 11231885A JP 23188599 A JP23188599 A JP 23188599A JP 2001056716 A JP2001056716 A JP 2001056716A
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pusher
piston
tube
lever
operation lever
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JP11231885A
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English (en)
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Takayuki Sato
隆之 佐藤
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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  • Operation Control Of Excavators (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
  • Fluid-Damping Devices (AREA)
  • Mechanical Control Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 オペレータの体力、好み等に合わせて操作レ
バーの操作反力を適切な大きさに調整でき、操作性等を
向上できるようにする。 【解決手段】 ケーシング14内にはプッシャ20を付
勢するスプリング22と、このスプリング22と共に反
力発生装置21を構成するダンパ23を設ける。また、
ダンパ23のピストン25内には回動板32を回動可能
に設けると共に、回動板32には異なる孔径をもった3
個のオリフィス孔35等を穿設する。そして、操作軸4
4を用いて回動板32を回動させ、オリフィス孔35等
をピストン25の開口部29を通じてチューブ24内の
油室27,28に選択的に開口する。これにより操作レ
バーの傾転操作時には、油室27,28間で油液をオリ
フィス孔35等を通じて流動させ、オリフィス孔35等
の孔径に対応した減衰力を発生させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば油圧ショベ
ル等の建設機械に設けられ、油圧アクチュエータの作動
を制御するのに好適に用いられる操作レバー装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】一般に、油圧ショベル等の建設機械は、
走行体と、この走行体上に旋回可能に設けられた旋回体
と、この旋回体に設けられたブーム、アームおよびバケ
ット等の作業装置とから大略構成され、旋回体の運転室
内にはこの旋回体の旋回、作業装置の作動等を操作する
ための操作レバー装置が装備されている。
【0003】この種の従来技術による操作レバー装置
は、通常、運転室内に設置したレバー支持体と、基端側
がこのレバー支持体に揺動自在に連結され、先端側が自
由端となって傾転操作される操作レバーと、前記レバー
支持体に設けられ操作レバーの傾転操作に対応して軸方
向に変位するプッシャとによって大略構成されている。
【0004】また、この従来技術にあっては、レバー支
持体とプッシャとの間にスプリングが設けられ、このス
プリングはプッシャを常時伸長方向へと付勢している。
そして、オペレータが操作レバーを傾転操作したときに
は、プッシャが操作レバーによって押動操作され、レバ
ー支持体とプッシャとの間でスプリングが軸方向に弾性
変形することにより、このときにスプリングに発生する
反力を操作レバーの操作反力としてオペレータに伝える
構成となっている。
【0005】そして、オペレータが操作レバーを傾転操
作したときには、操作レバーに設けたカムがスプリング
のばね力に抗してプッシャを押動することにより、この
ときのスプリングからの反力を操作レバーの操作反力と
してオペレータに伝え、操作レバーの操作フィーリング
を高めている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術による操作レバー装置は、オペレータに対して操
作レバーの操作反力を与える各スプリングのばね力をそ
れぞれ同等に設定しているから、この操作レバーの操作
反力は押し側,引き側,外側いずれの側でも同じにな
る。
【0007】このため、オペレータの体力、好みまたは
作業条件(建設機械の種類、操作レバーの配置等)に応
じて操作レバーの操作反力を調整することができず、操
作レバーの傾転操作時にはオペレータの負担が増し、腕
が疲れ易くなり、操作性が低下するという問題がある。
【0008】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明は、オペレータの体力、好み等に
合わせて操作レバーの操作反力(重さ)を適切な大きさ
に調整でき、操作性等を向上してオペレータの疲労を軽
減できるようにした操作レバー装置を提供することを目
的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために本発明による操作レバー装置は、操作レバーを傾
転可能に支持するレバー支持体と、前記レバー支持体に
設けられ前記操作レバーを傾転操作することによって軸
方向に変位するプッシャとを備えている。
【0010】そして、請求項1の発明が採用する構成の
特徴は、レバー支持体と各プッシャとの間には、操作レ
バーの傾転操作によって前記プッシャが軸方向に押動さ
れるときに操作反力を発生する反力発生装置を設け、前
記反力発生装置は、前記プッシャを初期位置側に向けて
常時付勢する付勢手段と、粘性流体が収容され前記操作
レバーによって前記プッシャを押動するときに前記粘性
流体により前記プッシャの変位に減衰力を与えるダンパ
と、前記ダンパに設けられ前記粘性流体の絞り抵抗を変
えることにより前記減衰力を調整する減衰力調整機構と
により構成したことにある。
【0011】このように構成したことにより、操作レバ
ーの傾転操作時には、操作レバーによってプッシャが軸
方向に押動され、このときに反力発生装置のダンパに収
容した粘性流体により、プッシャの変位に減衰力(抵抗
力)を与えることができる。そして、このときに減衰力
調整機構によって粘性流体の絞り抵抗を変え、前記減衰
力を調整することにより、オペレータに伝えられる操作
レバーの操作反力を適宜に調整することができる。ま
た、操作レバーを中立位置に戻したときには、付勢手段
によりプッシャを初期位置側へと円滑に復帰させること
ができる。
【0012】また、請求項2の発明は、ダンパは、プッ
シャに固定して設けられ内部に粘性流体が収容されたチ
ューブと、前記チューブ内に摺動可能に挿嵌され前記チ
ューブ内を2つの室に画成したピストンと、一端側が前
記ピストンに連結され他端側が前記チューブ外に突出し
てレバー支持体に固定されたロッドとにより構成し、減
衰力調整機構は、前記2つの室間を連通するようにピス
トンに形成された通路と、前記ピストンに回動可能に設
けられ、前記ピストンに対して相対回動されることによ
り前記通路の開口面積を変化させる回動板と、前記回動
板を外部から回動操作するため一端側が前記回動板に連
結され、他端側が前記ダンパの外部へと突出した外部操
作手段とから構成している。
【0013】このように構成したことにより、オペレー
タは外部操作手段を用いて回動板をピストンに対して相
対回動することにより、ピストンに形成された通路の開
口面積を変化させることができる。そして、操作レバー
の傾転操作時には、チューブがプッシャと一体に軸方向
に変位することにより、ロッドを介してレバー支持体側
に固定されたピストンがチューブ内を軸方向に摺動変位
し、このときに2つの室間で粘性流体が前記通路を通じ
て流動することにより、この通路の開口面積に対応した
減衰力を発生することができる。
【0014】また、請求項3の発明は、回動板には通路
の開口面積を段階的に変えるため互いに異なる孔径をも
った複数のオリフィス孔を穿設し、ピストンと回動板と
の間には、前記回動板をピストンに対して相対回動する
ときに前記各オリフィス孔を前記通路と対応する位置で
選択的に位置決めする位置決め手段を設ける構成として
いる。
【0015】これにより、回動板をピストンに対して相
対回動するときには、位置決め手段により異なる孔径を
もった複数のオリフィス孔を、通路と対応する位置に選
択的に位置決めでき、これらのオリフィス孔によりダン
パで発生する減衰力を段階的に変更することができる。
【0016】また、請求項4の発明は、ロッドは円筒状
に形成し、外部操作手段は前記ロッドの内部に挿入され
一端側が回動板に連結され他端側に操作部材を有する操
作軸により構成している。この場合には、操作軸の他端
側に設けた操作部材を回動操作することにより、回動板
をピストンに対して円滑に相対回動させることができ
る。
【0017】さらに、請求項5の発明は、ピストンに
は、ロッドがチューブ外へと伸長するときに各室間を連
通し前記ロッドがチューブ内へと縮小するときに各室間
を遮断するチェック弁を設けている。
【0018】これにより、ロッドがチューブ外へと伸長
するときには、粘性流体がチェック弁を介して2つの室
間を殆ど抵抗なく流動するため、このときの減衰力を実
質的に零に近い大きさまで低減でき、ロッドが伸長する
方向にピストンをチューブに対して円滑に相対変位させ
ることができる。
【0019】さらに、請求項6の発明は、チューブ内に
は、前記チューブ内へのロッドの進入体積分を補償する
ガス室を設けている。これによりロッドの伸縮時には、
ガス室によってロッドのチューブ内への進入体積分を補
償でき、ロッドの伸縮動作を安定させることができる。
【0020】一方、請求項7の発明は、操作軸の他端側
に設けられた操作部材は、前記操作軸を回動操作するた
めの手動つまみによって構成している。また、請求項8
の発明は、操作軸の他端側に設けられた操作部材は、前
記操作軸を回転駆動するための電動モータによって構成
している。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
操作レバー装置を油圧ショベルに適用した場合を例に挙
げ、添付図面に従って詳述する。
【0022】ここで、図1ないし図14は本発明の第1
の実施の形態を示している。図中、1は走行体、2はこ
の走行体1上に旋回可能に搭載された旋回体で、この旋
回体2は、旋回フレーム3を有し、この旋回フレーム3
には、図1、図2に示す如く床板4A等によって運転室
を画成するキャブ4、機械室を画成する建屋カバー5お
よびカウンタウェイト6等が設けられている。
【0023】また、旋回フレーム3には旋回モータ(い
ずれも図示せず)等のアクチュエータが設けられ、旋回
体2はこの旋回モータによって旋回駆動される。さら
に、キャブ4の床板4A上には運転席7が設けられてい
る。
【0024】8は旋回体2の前部に俯仰動可能に設けら
れた作業装置を示し、この作業装置8は、旋回体2の旋
回フレーム3にピン結合されたブーム8Aと、ブーム8
Aの先端側にピン結合されたアーム8Bと、アーム8B
の先端側にピン結合されたバケット8Cとによって大略
構成されている。そして、ブーム8A、アーム8Bおよ
びバケット8Cは、ブームシリンダ8D、アームシリン
ダ8Eおよびバケットシリンダ8F等の油圧アクチュエ
ータによって回動操作される。
【0025】11,11,…は運転席7の左,右方向の
両側に位置して床板4Aに設けられた操作レバー装置
(2個のみ図示)で、この操作レバー装置11は、後述
のレバー支持体12、操作レバー17、プッシャ20お
よび反力発生装置21によって大略構成されている。
【0026】12は本実施の形態に用いるレバー支持体
で、このレバー支持体12は、レバースタンド13と、
後述のケーシング14とによって構成されている。そし
て、レバースタンド13は、図2、図3に示す如く中空
ボックスとして形成され、運転席7の側方に位置してキ
ャブ4の床板4A上に配設されている。また、レバース
タンド13には、後述の操作レバー17および燃料レバ
ー(図示せず)等が取付けられると共に、各種の計器
類、手動つまみ類等が取付けられている。
【0027】14はレバースタンド13内に固定して設
けられたケーシングで、このケーシング14は、図4に
示す如く、下端側が底部15Aによって閉塞された胴部
15と、胴部15の上端側にボルト等の固定手段(図示
せず)によって取付けられ外周がフランジ部となった蓋
部16とによって構成されている。そして、ケーシング
14は、図3に示すように蓋部16のフランジ部がレバ
ースタンド13の上端側に開口部13Aを塞ぐように取
付けられている。
【0028】ここで、ケーシング14の胴部15には、
前,後,左,右に等間隔に離間して軸方向に延びる4個
の収容穴15B(2個のみ図示)が形成され、この収容
穴15Bには、反力発生装置21が収容されている。ま
た、胴部15の底部15Aには各収容穴15Bと対応し
た位置にそれぞれ取付穴15Cが設けられ、この取付穴
15Cにはばね受け15Dが螺合して取付けられてい
る。
【0029】さらに、蓋部16には、前記各収容穴15
Bと対応した位置に4個の摺動穴16Aが穿設され、こ
の摺動穴16Aには、プッシャ20が軸方向に摺動可能
に挿嵌されている。
【0030】17はケーシング14に設けられた操作レ
バーで、この操作レバー17は、図3に示す如く軸部1
7Aとグリップ部17Bとからなっている。そして、操
作レバー17は、軸部17Aの下端側が自在継手18に
よってケーシング14の蓋部16中央に揺動自在に連結
されると共に、この軸部17Aの下端側には後述のカム
19が取付けられている。
【0031】また、操作レバー17は、グリップ部17
B側が自由端となって図5中の押し側(前側),引き側
(後側),内側(左,右の一側),外側(左,右の他
側)に傾転操作されるものである。
【0032】19は操作レバー17の下端側に設けられ
たカムで、このカム19は、図4に示す如く段付筒状に
形成され、その下端面はカム面19Aとなっている。そ
して、カム19の内周側は操作レバー17の下端側に取
付けられ、操作レバー17を押し側,引き側,内側,外
側に傾転操作することによって、カム19は操作レバー
17と一体となって揺動し、カム面19Aが各プッシャ
20を押動操作する構成となっている。
【0033】20,20,…はケーシング14の各摺動
穴16A内に伸,縮可能に設けられた押し側,引き側,
内側,外側のプッシャで、これらの各プッシャ20は、
図4に示す如く下端側がケーシング14の各摺動穴16
A内に摺動可能に挿嵌され、上端側は後述するスプリン
グ22のばね力により各摺動穴16A外へと突出してい
る。そして、プッシャ20は、カム19が操作レバー1
7と一体に揺動されることにより、プッシャ20の上端
部がカム19のカム面19Aにより押動され、軸方向に
変位するものである。
【0034】21はケーシング14の収容穴15B内に
設けられた押し側,引き側,内側,外側の4個の反力発
生装置(2個のみ図示)で、この反力発生装置21は、
後述のスプリング22およびダンパ23によって構成さ
れ、操作レバー17の傾転操作によってプッシャ20が
軸方向に押動されるときに操作反力を発生させるもので
ある。
【0035】22は後述するチューブ24の外周側に位
置してケーシング14とプッシャ20との間に設けられ
た付勢手段としてのスプリングで、このスプリング22
は、ケーシング14のばね受け15Dとプッシャ20と
に弾性的に当接し、プッシャ20を図6に示す初期位置
側に向けて常時付勢するものである。また、スプリング
22のばね力は取付穴15C内でのばね受け15Dの螺
合位置に応じて調整されるものである。
【0036】23はスプリング22と一緒にケーシング
14の収容穴15B内に設けられたダンパで、このダン
パ23は、後述のチューブ24、ピストン25、ロッド
30およびオリフィス切換機構31により大略構成され
ている。そして、ダンパ23は、操作レバー17によっ
てプッシャ20を押動するときにチューブ24内に収容
した油液によりプッシャ20の変位に減衰力(抵抗力)
を与えるものである。
【0037】24はプッシャ20の下端側に固定して設
けられたチューブで、このチューブ24は、図6に示す
如くケーシング14の収容穴15B内を軸方向に延びる
筒部24Aと、この筒部24Aの軸方向両端側を閉塞し
た上,下の蓋部24B,24Cとによって構成され、そ
の内部には例えばシリコンオイル等の粘性流体からなる
油液が収容されている。そして、チューブ24は、上側
の蓋部24Bがプッシャ20の下端面に固着され、プッ
シャ20と一体となってケーシング14の収容穴15B
内を軸方向に変位するものである。
【0038】25はチューブ24内に摺動可能に挿嵌さ
れたピストンを示し、このピストン25は、図9に示す
如く軸方向の両端側がそれぞれ上,下の蓋部25A,2
5Aによって閉塞された筒状体として形成されている。
また、各蓋部25Aの中央部には後述の回動板32を回
動可能に支持するための支持穴25Bが穿設されてい
る。
【0039】そして、ピストン25は、下側に位置する
支持穴25Bの周縁部が後述のロッド30に嵌合状態で
固着され、その外周側にはチューブ24との間を液密に
シールする環状シール26が設けられている。このた
め、ピストン25は、チューブ24内を上側の油室27
と下側の油室28とに画成し、チューブ24がプッシャ
20と一体に軸方向に変位するときにチューブ24内を
相対的に摺動変位し、油室27,28の容積を増,減さ
せる。
【0040】また、ピストン25には筒体25Cが軸方
向に貫通して設けられ、筒体25Cの内周側は、後述の
チェック弁47を介して油室27,28間を連通する連
通路25Dとなっている。
【0041】29,29はピストン25の各蓋部25A
に穿設された通路としての開口部を示し、この開口部2
9は、図12に示すように後述のオリフィス孔34,3
5,36のうちオリフィス孔36と対応した孔径をもっ
て形成されている。そして、開口部29はオリフィス孔
34,35または36と共に、油室27,28間を連通
させるオリフィスを構成するものである。
【0042】30はケーシング14側に固定して設けら
れ、ピストン25に連結されたロッドで、このロッド3
0は、軸方向に細長く延びる円筒状の中空パイプからな
り、その上端側(一端側)はピストン25の支持穴25
B周縁部に嵌着されている。また、ロッド30の下端側
(他端側)はチューブ24外に突出してケーシング14
のばね受け15Dに当接または固定されている。そし
て、ロッド30は、チューブ24がプッシャ20と一体
に下向きに変位したときにチューブ24内に縮小し、チ
ューブ24が上向きに変位したときにはチューブ24外
へと伸長するものである。
【0043】31は減衰力調整機構としてのオリフィス
切換機構で、このオリフィス切換機構31は、ピストン
25の各開口部29と、後述の回動板32および操作軸
44によって大略構成されている。そして、このオリフ
ィス切換機構31は、油室27,28に開口するオリフ
ィス孔34,35,36の孔径を3段階に切換えること
により、オリフィス孔34,35,36を通過する油液
の絞り抵抗を変え、ダンパ23の減衰力(抵抗力)を3
段階に調整するものである。
【0044】32はピストン25の内部に回動可能に設
けられた回動板で、この回動板32は、図8に示すよう
に扇形状の平板により形成され、その外端部は一定の曲
率半径をもって円弧状に延びる円弧状端部32Aとなっ
ている。また、この回動板32の両側面には、円弧状端
部32Aの円弧中心側となる角隅側に位置して回動軸3
2B,32C(図9参照)が突設され、これらの回動軸
32B,32Cはピストン25の各支持穴25B内に回
動可能に挿嵌されている。
【0045】そして、回動板32には、回動軸32B側
から軸方向に向けて延びる嵌合穴32Dが設けられ、こ
の嵌合穴32Dは横断面がD字形状をなし、その内部に
は後述の操作軸44が挿嵌されている。そして、回動板
32は、操作軸44を回動操作することによりピストン
25内を操作軸44と一体に回動し、開口部29を通じ
て油室27,28に開口するオリフィス孔34,35,
36の開口面積(孔径)を変化させるものである。
【0046】また、回動板32の円弧状端部32Aに
は、上,下に離間して円弧状シール33,33が設けら
れ、これらの円弧状シール33は、ピストン25の内周
面に摺接し、ピストン25との間を液密にシールしてい
る。
【0047】34,35,36は回動板32に形成され
た第1,第2,第3のオリフィス孔で、このオリフィス
孔34,35,36は、図8に示すようにそれぞれの孔
径がオリフィス孔34,35,36の順で段階的に大き
く形成され、中心角αをもって回動板32の回動方向に
ほぼ等間隔に配置されている。
【0048】そして、オリフィス孔34,35,36
は、ピストン25の開口部29を通じて油室27,28
と選択的に連通し、プッシャ20が図14に示すように
矢示A方向へと下向きに押動されたときに油室27から
油室28に向けて油液が流動するのを許し、このときに
オリフィス孔34,35,36を通過する油液によって
プッシャ20の変位に減衰力を与える構成となってい
る。
【0049】また、このときに発生する減衰力は油室2
7,28内の油液がオリフィス孔34を介して流通する
ときに最大となり、油液がオリフィス孔36を介して流
通するときには最小となる。さらに、油液がオリフィス
35を介して流通するときには通常の大きさに設定され
る。
【0050】37はピストン25と回動板32との間に
設けられた位置決め機構で、この位置決め機構37は、
図8、図10に示す如く回動板32の円弧状端部32A
に形成された3個の凹球状溝38A,38B,38C
と、ピストン25の内周側に設けられたばね室39と、
このばね室39に収容されたばね部材40と、このばね
部材40に一体に設けられた球体41および後述のスト
ッパ43によって大略構成されている。そして、位置決
め機構37は、図8に示すように、球体41がばね部材
40によって例えば凹球状溝38Bに弾性的に嵌合する
ことにより回動板32の回動を規制し、オリフィス孔3
5を開口部29と対応した位置に位置決めするものであ
る。
【0051】ここで、各凹球状溝38A,38B,38
Cは、図8に示すようにオリフィス孔34,35,36
と同様に中心角αをもってほぼ等間隔に配置されてい
る。このため、操作軸44により回動板32を図8の状
態から時計廻りに中心角αだけ回動したときには、図1
2に示すように球体41は凹球状溝38Aから外れて凹
球状溝38Aに弾性的に嵌合し、これによりオリフィス
孔34が開口部29と対応した位置に位置決めされる。
【0052】また、これとは反対に回動板32を図8の
状態から中心角αだけ反時計廻りに回動したときには、
図13に示すように球体41は凹球状溝38Aから外れ
て凹球状溝38Cに弾性的に嵌合し、これによりオリフ
ィス孔36が開口部29と対応した位置に位置決めされ
る。
【0053】なお、ばね室39には図10に示すように
調整ねじ42が螺合して設けられ、この調整ねじ42の
螺合位置を変更することによりばね部材40のばね力は
可変に調整される。
【0054】43,43はピストン25の内部に設けら
れたストッパで、このストッパ43は、図8に示すよう
に長方形状の角材からなり、その上,下両端はピストン
25の各蓋部25Aに固着されている。そして、ストッ
パ43は、図12、図13に示すように回動板32の端
面と当接することにより、この回動板32の最大回動角
度(2×α)を規制するものである。
【0055】44は回動板32に連結して設けられた操
作軸で、この操作軸44はロッド30の内部に挿入さ
れ、その上端側(一端側)は回動板32の嵌合穴32D
に廻止めされた状態で嵌合されている。また、操作軸4
4の下端側はケーシング14のばね受け15Dに回動可
能に挿通されて外部に突出している。
【0056】そして、操作軸44の突出端側(下端側)
には操作部材としての手動つまみ45が設けられ、この
手動つまみ45は、オペレータによって手動で回動操作
されることにより回動板32をピストン25内で回動さ
せるものである。そして、操作軸44と手動つまみ45
とは、本発明による外部操作手段を構成している。
【0057】ここで、手動つまみ45には図11に示す
ように矢印45Aが付設され、手動つまみ45の回動操
作時には矢印45Aの位置を、ばね受け15Dの下端面
に付された目盛り46A,46B,46Cの位置にそれ
ぞれ対向させることにより、オリフィス孔34,35,
36を開口部29と対応した位置に配置する構成となっ
ている。
【0058】47はピストン25に設けられたチェック
弁で、このチェック弁47は、図14に示すようにプッ
シャ20が矢示A方向へと下向きに押動されて、ロッド
30がチューブ24内に縮小するときに閉弁し、油室2
7,28間を遮断するものである。また、図14に示す
ようにプッシャ20がスプリング22によって矢示A′
方向へと上向きに戻されて、ロッド30がチューブ24
外へと伸長したときにはチェック弁47が図14中に一
点鎖線で示すように開弁し、油液が油室28から油室2
7に向けて円滑に流動するのを許す構成となっている。
【0059】48はチューブ24内に摺動可能に設けら
れたフリーピストン、49はこのフリーピストン48に
よりチューブ24内に画成されたガス室で、このガス室
49は、ロッド30がチューブ24内に縮小したときに
圧縮され、このときのロッド30のチューブ24内への
進入体積分を補償する構成となっている。
【0060】50,50,…は図4に示す如くケーシン
グ14の蓋部16と各プッシャ20との間に設けられた
4個の位置検出器(2個のみ図示)で、この位置検出器
50は、プッシャ20の周囲で軸方向に等間隔に離間し
て埋設された複数のマグネット50Aと、蓋部16に設
けられ、この各マグネット50Aと対面可能となった磁
気センサ50Bとによって大略構成されている。
【0061】そして、各マグネット50Aは、プッシャ
20が蓋部16の摺動穴16A内を軸方向に摺動したと
きに、プッシャ20と共に変位し、磁気センサ50Bに
接近,離間する。このとき、磁気センサ50Bは各マグ
ネット50Aによる磁界を検出し、パルス状の信号を出
力する。これにより位置検出器50は、磁気センサ50
Bから出力されたパルス状の信号をカウントし、ケーシ
ング14に対するプッシャ20の変位量に応じた電気信
号を、油圧回路中の電磁式の方向制御弁(図示せず)に
出力する構成となっている。
【0062】なお、51は図3に示す如くレバースタン
ド13と操作レバー17との間に設けられた蛇腹状の防
塵カバーを示し、この防塵カバー51は、弾性樹脂材料
等により筒状に形成され、塵埃等が開口部13Aからレ
バースタンド13内に侵入するのを防止するものであ
る。
【0063】本実施の形態による油圧ショベルは上述の
如き構成を有するもので、次にその作動について説明す
る。
【0064】まず、運転席7に着座したオペレータによ
って操作レバー17を押し側へと前方向に傾転操作した
ときには、押し側のプッシャ20がカム19のカム面1
9Aによって押動される。そして、このときに位置検出
器50からプッシャ20の変位量に対応した電気信号が
油圧回路中の電磁式の方向制御弁(図示せず)へと出力
される。
【0065】この結果、電磁式の方向制御弁は、プッシ
ャ20の変位量に対応したストローク量だけ切換操作さ
れ、このストローク量に対応する流量の圧油が油圧ポン
プから、例えば旋回モータ等の油圧アクチュエータに給
排されることにより、この旋回モータを一方向に回転駆
動できる。
【0066】また、これとは反対に、操作レバー17を
引き側へと後方向に傾転操作したときには、引き側のプ
ッシャ20がカム19のカム面19Aによって押動され
ることにより、前記旋回モータを逆方向に回転駆動する
ことができる。
【0067】一方、操作レバー17を内側へと右方向に
傾転操作したときには、内側のプッシャ20が押動操作
されることにより、例えばアームシリンダ8Eを縮小方
向に作動できると共に、操作レバー17を外側へと左方
向に傾転操作したときには、外側のプッシャ20によっ
てアームシリンダ8Eを伸長方向に作動することができ
る。
【0068】次に、前述の如く操作レバー17を傾転操
作したときの反力発生装置21の作動について説明す
る。
【0069】まず、操作レバー17を傾転操作すると、
プッシャ20がカム19のカム面19Aによって押動さ
れ、プッシャ20と一体となったチューブ24が図14
に示すように矢示A方向へと下向きに変位することによ
り、ロッド30がチューブ24内に縮小し、これに伴い
ピストン25がチューブ24内を相対的に摺動変位す
る。
【0070】この結果、ピストン25のチェック弁47
が閉弁し、この状態で油室27内の油液がオリフィス孔
35を通じて油室28内に向けて流動する。そして、こ
のときにオリフィス孔35内を通過する油液の絞り抵抗
によってプッシャ20の変位に減衰力を与えることがで
き、この減衰力を操作レバー17の操作反力としてオペ
レータに伝えることができる。
【0071】ここで、本実施の形態は、手動つまみ45
によって操作軸44を回動操作することにより、回動板
32をピストン25内で回動させ、オリフィス孔34,
35,36のうちの1つを開口部29を通じて油室2
7,28内に選択的に連通させる構成としている。
【0072】このため、操作レバー17の操作反力を強
めに設定する場合には、手動つまみ45の矢印45Aを
目盛り46Aに合わせることにより、図12に示すよう
に回動板32を時計廻りに回動させ、小径側のオリフィ
ス孔34を開口部29を通じて油室内27,28と連通
させる。
【0073】これにより、操作レバー17の傾転操作時
には、油液がオリフィス孔34を通過するときの絞り抵
抗を、オリフィス孔35の場合に比較して大きくでき、
このときに発生する減衰力を増大させ、操作反力を強め
に設定することができる。
【0074】また、操作レバー17の操作反力を弱めに
設定する場合には、手動つまみ45の矢印45Aを目盛
り46Cに合わせ、図13に示すように回動板32を反
時計廻りに回動させ、オリフィス孔36を開口部29を
通じて油室27,28と連通させる。これにより、操作
レバー17の傾転操作時には、油液がオリフィス孔36
を通過するときの絞り抵抗を、オリフィス孔35の場合
に比較して小さくでき、このときに発生する減衰力を減
少させ、操作反力を弱めに設定することができる。
【0075】そして、操作レバー17の操作反力を通常
の大きさに設定する場合には、手動つまみ45の矢印4
5Aを目盛り46Bに合わせ、オリフィス孔35を油室
内27,28と連通させることにより、操作反力を前述
したオリフィス孔34の場合よりも小さく、オリフィス
孔36の場合よりも大きく設定できる。
【0076】一方、操作レバー17を傾転操作して中立
位置に戻したときには、スプリング22のばね力および
ガス室49のガス圧により、チューブ24がプッシャ2
0と一緒に上向きに付勢されるから、このときに図14
中に一点鎖線で示すようにチェック弁47が開弁し、油
液は油室28から油室27に向けて油液を殆ど抵抗なく
流動することができる。
【0077】これによりピストン25をチューブ24に
対して円滑に摺動変位させ、プッシャ20を図4に示す
初期位置へと速やかに復帰させることができ、例えばプ
ッシャ20が初期位置に復帰するまでの速度が遅くなる
ような不具合を解消することができる。
【0078】かくして、本実施の形態では、オリフィス
切換機構31を用いることによりダンパ23の減衰力を
3段階に変更することができるので、操作レバー17の
操作反力をそれぞれFA ,FB ,FC ,FD としたと
き、下記数1のように設定することができる。
【0079】
【数1】FA ≒FB >FC >FD
【0080】これにより操作レバー17の操作反力を、
押し側,引き側,内側,外側でそれぞれ人間工学的にみ
て望ましい大きさに設定することができると共に、作業
条件、オペレータの好み等に合わせて適正な特性に設定
することが可能となり、操作レバー17の操作性を高め
てオペレータの負担を軽減することができる。
【0081】また、位置決め機構37により回動板32
の回動位置を規制し、オリフィス孔34〜36を開口部
29と対応する位置に個別に位置決めする構成としたの
で、操作レバー17の傾転操作時に回動板32が不用意
に回動してオリフィス孔34(35,36)が開口部2
9から位置ずれする虞れをなくすことができ、このオリ
フィス孔34(35,36)により常に安定した減衰力
を発揮することができる。
【0082】また、チューブ24内にはガス室49を設
ける構成としたので、前述の如く操作レバー17の傾転
操作時にロッド30がチューブ24内に縮小するときに
は、ガス室49が圧縮されて縮小すると共に、ロッド3
0がチューブ24から伸長するときにはガス室49が拡
大し、これによりロッド30のチューブ24内への進入
体積分を補償でき、ロッド30の伸縮動作を安定させ、
操作レバー17の操作性をさらに高めることができる。
【0083】さらに、操作軸44をロッド30の内部に
挿入して操作軸44の上端側を回動板32に連結し、こ
の操作軸44の下端側には手動つまみ45を設ける構成
としたので、手動つまみ45を手動で回動操作すること
により回動板32を外部から容易に遠隔操作することが
できる。
【0084】次に、図15は本発明の第2の実施の形態
を示し、本実施の形態の特徴は、外部操作手段を、操作
軸と、この操作軸の下端側に連結された電動モータとに
より構成としたことにある。なお、本実施の形態では前
記第1の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付
し、その説明を省略するものとする。
【0085】図中、61は本実施の形態に用いる減衰力
調整機構としてのオリフィス切換機構で、このオリフィ
ス切換機構61は、第1の実施の形態で述べたオリフィ
ス切換機構31とほぼ同様に、開口部29、回動板32
および外部操作手段としての操作軸62等によって構成
されているものの、この操作軸62の下端側には第1の
実施の形態による手動つまみ45に替えて大径歯車63
が固着して設けられている。
【0086】64はケーシング14側に一体に設けられ
た操作部材となる電動モータで、この電動モータ64
は、ケーシング14の一部をなすばね受け15Dの下端
面に固定して設けられ、その出力軸には小径歯車65が
設けられている。そして、小径歯車65は大径歯車63
に噛合し、電動モータ64の回転を減速して操作軸62
に伝達するものである。
【0087】かくして、このように構成される本実施の
形態でも、第1の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得
ることができる。特に本実施の形態では、電動モータ6
4によって操作軸62を自動で回動操作でき、操作軸6
2の操作性をより高めることができる。
【0088】なお、各実施の形態では、回動板にはオリ
フィス孔を3個設ける場合を例示したが、オリフィス孔
を2個または4個以上設けてもよい。
【0089】また、各実施の形態では、スプリングによ
って付勢手段を構成するものとして述べたが、スプリン
グを廃止し、ダンパ内のガス室によって付勢手段を構成
してもよい。
【0090】また、各実施の形態では、マグネット、磁
気センサ等によって位置検出器を構成し、この位置検出
器によりプッシャの変位量に応じた電気信号を方向制御
弁に出力するものとして述べたが、本発明はこれに限ら
ず、例えば特開平7−279907号公報に記載の減圧
弁型油圧パイロット弁等に適用してもよく、この油圧パ
イロット弁によりプッシャの変位量に応じた油圧信号を
方向制御弁に出力する構成としてもよい。
【0091】さらに、各実施の形態では、位置検出器5
0として、マグネット50Aと磁気センサ50Bとの組
合せとする構成を例示したが、本発明はこのような構成
に限らず、発光ダイオードとフォトトランジスタとを組
合せた光学式位置センサ、ポテンショメータを用いた電
気抵抗センサ等の位置検出器を適用してプッシャの相対
変位を検出する構成としてもよい。
【0092】一方、各実施の形態では、操作レバー装置
を油圧ショベルに用いるものとして述べたが、本発明は
これに限らず、例えば油圧クレーン、ブルドーサ等の他
の建設機械に用いてもよい。
【0093】
【発明の効果】以上詳述した如く、請求項1に記載の発
明によれば、レバー支持体と各プッシャとの間には反力
発生装置を設け、この反力発生装置は、プッシャを初期
位置側に向けて常時付勢する付勢手段と、操作レバーに
よってプッシャを押動するときに粘性流体によりプッシ
ャの変位に減衰力を与えるダンパと、粘性流体の絞り抵
抗を変化させることにより前記減衰力を調整する減衰力
調整機構とにより構成したので、操作レバーの傾転操作
時には、減衰力調整機構によってダンパの減衰力を調整
することにより、操作レバーの操作反力を、作業条件、
オペレータの好み等に合わせて適正な特性に設定するこ
とが可能となり、操作レバーの操作性を高めてオペレー
タの負担を軽減することができる。
【0094】また、請求項2の発明は、プッシャ側に固
定されたダンパのチューブ内に粘性流体を収容し、この
チューブにはチューブの内部を2つの室に画成するピス
トンを摺動可能に設けると共に、ロッドの一端側をピス
トンに連結し、ロッドの他端側をレバー支持体に設けて
いる。そして、減衰力調整機構は、外部操作手段によっ
て回動板をピストンに対し相対回動させることによりピ
ストンに形成した通路の開口面積を変化させる構成とし
たので、外部操作手段を操作するだけでダンパによる減
衰力の調整を容易に行うことができる。
【0095】また、請求項3の発明は、減衰力調整機構
は、位置決め手段により各オリフィス孔を通路と対応す
る位置で選択的に位置決めする構成としたので、操作レ
バーの傾転操作時には位置決め手段により回動板がピス
トンに対して不用意に相対回動するような不具合をなく
すことができ、オリフィス孔を通路と対応する位置に位
置決めした状態で常に安定した減衰力を発揮することが
できる。
【0096】また、請求項4の発明は、外部操作手段を
構成する操作軸をロッドの内部に挿入し、この操作軸は
一端を回動板に連結し他端側には操作部材を設ける構成
としたので、操作部材を外部から回動操作することによ
り回動板を操作軸を中心に容易に回動させることができ
る。
【0097】さらに、請求項5の発明は、ピストンに
は、ロッドがチューブ外へと伸長するときに各室間を連
通しロッドがチューブ内へと縮小するときに各室間を遮
断するチェック弁を設ける構成としたので、ロッドがチ
ューブ外へと伸長するときには、粘性流体がチェック弁
を介して2つの室間を殆ど抵抗なく流動し、このときの
減衰力を実質的に零に近い大きさまで低減できる。これ
によりロッドが伸長する方向にピストンをチューブに対
して円滑に相対変位させることができ、プッシャが初期
位置に復帰するときの速度を速くでき、操作レバーの操
作性を一層高めることができる。
【0098】さらに、請求項6の発明は、チューブ内に
は、チューブ内へのロッドの進入体積分を補償するガス
室を設ける構成としたので、ロッドの伸縮時には、ガス
室によってロッドのチューブ内への進入体積分を補償で
き、ロッドの伸縮動作を安定させることができ、これに
よっても操作レバーの操作性を高めることができる。
【0099】一方、請求項7の発明は、操作軸の他端側
に設けた操作部材を手動つまみによって構成したので、
手動つまみにより操作軸の回動操作を円滑に行うことが
できる。
【0100】また、請求項8の発明は、操作軸の他端側
に設けた操作部材を電動モータによって構成したので、
電動モータにより操作軸の回動操作を自動で行うことが
でき、操作軸の操作性をより高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態による操作レバー装
置が適用された油圧ショベルを示す外観図である。
【図2】図1中のキャブ内を拡大して示す側面図であ
る。
【図3】第1の実施の形態による操作レバー装置を示す
縦断面図である。
【図4】図3中のケーシング内等を拡大して示す拡大縦
断面図である。
【図5】図4中の矢示V−V方向からみた横断面図であ
る。
【図6】反力発生装置等を拡大して示す図4の要部断面
図である。
【図7】図6中の矢示 VII−VII 方向からみた拡大横断
面図ある。
【図8】図6中の矢示VIII−VIII方向からみた拡大横断
面図である。
【図9】図6中のピストンおよびオリフィス切換機構等
を拡大して示す要部拡大断面図である。
【図10】図8中の環状シールを取外した状態で位置決
め機構を拡大して示す要部拡大断面図である。
【図11】手動つまみ等を図6中の矢示XI−XI方向から
拡大して示す要部底面図である。
【図12】小径側のオリフィスを開口部と対応した位置
に配置した状態を図8と同様の位置から示す断面図であ
る。
【図13】大径側のオリフィスを開口部と対応した位置
に配置した状態を図8と同様の位置から示す断面図であ
る。
【図14】ロッドをチューブ内に縮小させた状態を図6
と同様の位置から示す縦断面図である。
【図15】本発明の第2の実施の形態による反力発生装
置等を示す要部断面図である。
【符号の説明】
11 操作レバー装置 12 レバー支持体 17 操作レバー 20 プッシャ 21 反力発生装置 22 スプリング(付勢手段) 23 ダンパ 24 チューブ 25 ピストン 27,28 油室 29 開口部(通路) 30 ロッド 31,61 オリフィス切換機構(減衰力調整機構) 32 回動板 34,35,36 オリフィス孔 37 位置決め機構 44,62 操作軸(外部操作手段) 45 手動つまみ(操作部材) 47 チェック弁 49 ガス室 64 電動モータ(操作部材)
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G05G 5/05 G05G 5/05

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 操作レバーを傾転可能に支持するレバー
    支持体と、前記レバー支持体に設けられ前記操作レバー
    を傾転操作することによって軸方向に変位するプッシャ
    とを備えてなる操作レバー装置において、 前記レバー支持体と各プッシャとの間には、前記操作レ
    バーの傾転操作によって前記プッシャが軸方向に押動さ
    れるときに操作反力を発生する反力発生装置を設け、 前記反力発生装置は、前記プッシャを初期位置側に向け
    て常時付勢する付勢手段と、粘性流体が収容され前記操
    作レバーによって前記プッシャを押動するときに前記粘
    性流体により前記プッシャの変位に減衰力を与えるダン
    パと、前記ダンパに設けられ前記粘性流体の絞り抵抗を
    変えることにより前記減衰力を調整する減衰力調整機構
    とにより構成したことを特徴とする操作レバー装置。
  2. 【請求項2】 前記ダンパは、前記プッシャに固定して
    設けられ内部に前記粘性流体が収容されたチューブと、
    前記チューブ内に摺動可能に挿嵌され前記チューブ内を
    2つの室に画成したピストンと、一端側が前記ピストン
    に連結され他端側が前記チューブ外に突出して前記レバ
    ー支持体に固定されたロッドとにより構成し、 前記減衰力調整機構は、前記2つの室間を連通するよう
    に前記ピストンに形成された通路と、前記ピストンに回
    動可能に設けられ、前記ピストンに対して相対回動され
    ることにより前記通路の開口面積を変化させる回動板
    と、前記回動板を外部から回動操作するため一端側が前
    記回動板に連結され、他端側が前記ダンパの外部へと突
    出した外部操作手段とから構成してなる請求項1に記載
    の操作レバー装置。
  3. 【請求項3】 前記回動板には前記通路の開口面積を段
    階的に変えるため互いに異なる孔径をもった複数のオリ
    フィス孔を穿設し、前記ピストンと回動板との間には、
    前記回動板をピストンに対して相対回動するときに前記
    各オリフィス孔を前記通路と対応する位置で選択的に位
    置決めする位置決め手段を設ける構成としてなる請求項
    2に記載の操作レバー装置。
  4. 【請求項4】 前記ロッドは円筒状に形成し、前記外部
    操作手段は前記ロッドの内部に挿入され一端側が前記回
    動板に連結され他端側に操作部材を有する操作軸により
    構成してなる請求項2または3に記載の操作レバー装
    置。
  5. 【請求項5】 前記ピストンには、前記ロッドがチュー
    ブ外へと伸長するときに前記各室間を連通し前記ロッド
    がチューブ内へと縮小するときに前記各室間を遮断する
    チェック弁を設けてなる請求項2,3または4に記載の
    操作レバー装置。
  6. 【請求項6】 前記チューブ内には、前記チューブ内へ
    のロッドの進入体積分を補償するガス室を設けてなる請
    求項2,3,4または5に記載の操作レバー装置。
  7. 【請求項7】 前記操作軸の他端側に設けられた前記操
    作部材は、前記操作軸を回動操作するための手動つまみ
    である請求項4,5または6に記載の操作レバー装置。
  8. 【請求項8】 前記操作軸の他端側に設けられた前記操
    作部材は、前記操作軸を回転駆動するための電動モータ
    である請求項4,5または6に記載の操作レバー装置。
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