JP2001056716A

JP2001056716A - 操作レバー装置

Info

Publication number: JP2001056716A
Application number: JP11231885A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Sato; 隆之佐藤
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1999-08-18
Filing date: 1999-08-18
Publication date: 2001-02-27

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

【特許請求の範囲】

【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。