JP2008308082A - 建設機械のコンソール高さ調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】建設機械のコンソール高さ調整装置に関し、コンソールの高さ調整に際して、簡素な構成で、操作レバーの前後方向位置を大きく変動させることなく容易に調整可能にする。
【解決手段】運転席の側方において前後方向へ延在しコンソール１３を下方から支持する支持部材１と、運転席の左右方向へ向けて水平に延在し運転席に対して軸揺動自在に支持された軸部材２と、運転席に対して固設され支持部材１の一端部を前後方向へ摺動自在かつ回転自在に支持する第一支持軸７と、一端を軸部材２に対して固設され軸部材２の中心軸に対して回転自在に設けられた揺動部材４と、揺動部材４の他端に対して固設され支持部材１の他端部を枢支する第二支持軸８とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、建設機械の運転席の側方に設けられるコンソールの高さ調整装置に関する。

従来、建設機械のコンソールには、設置高さを調整するための機構が備えられている。コンソールとは、操作レバーや各種制御スイッチ類が取り付けられる制御台であり、キャブ内において運転席の左右側方に設けられている。コンソールの高さ調整機構は、運転席の高さ調整機構とは独立して設けられることが多く、運転者の体型や運転姿勢，運転席の調整位置等に応じて自由に調整できるようになっている。

特許文献１には、建設機械のコンソールの前端及び後端を２つの支持機構で支持する操作スタンド装置において、コンソールの後端を運転席に対し回動可能に支持するとともに、前端を運転席に対して複数の高さ方向位置の任意の一つに選択的に固定する構成が開示されている。この技術では、コンソールの前端の支持高さを変更することにより、コンソール後端の支持位置を中心としてコンソール全体を回動させ、コンソールの高さを変更できるようになっている。

また、特許文献２には、建設機械の運転室の床面に設けられた取付台に対して締結部材を用いて取り付けられるコンソールにおいて、取付台及びコンソールの各々に位置調整孔を上下方向に複数設け、何れかの高さの位置調整孔に締結部材を差し込んで取付台及びコンソールを締結する構成が開示されている。この技術では、縦に連なる位置調整孔の列を前後方向に２列設けることにより、コンソール全体を上下方向へ水平移動させることができるようになっている。
特開平７−９０８８１号公報 特開平１１−３０３１４０号公報

しかしながら、特許文献１に記載では、高さ調整時にコンソール全体が回動するため、コンソールが前後方向へも移動してしまう。そのため、コンソールの高さ調整の後に運転席の前後方向位置を調整しなければならない場合があり、運転者にとってこれらの調整作業が煩雑であるという課題がある。
一方、特許文献２に記載の技術では、コンソールの高さを変更したとしても前後方向へ移動することはない。しかし、高さ調整時には複数の締結部材を一旦抜き差ししてから締結しなければならず、作業が繁雑であることには変わりがない。

また、上述のような締結部材を用いた調整機構では、コンソールの高さを予め設定された一定の段階調整の中から選択して調整するため、細かい調整ができないという利便性上の課題もある。
なお、特許文献２に記載の技術において、締結部材の挿通孔を上下方向に穿孔された長孔にすることで、無段階調整を可能とする構成も開示されているが、この場合、長孔に挿通されて締結される締結部材においてコンソール全体の重量を支えるための接触面積を確保する必要が生じ、座金やボルトサイズが極めて大きなものになるため、現実的な解決策とは言い難い。さらにこの場合、左右のコンソールの高さを揃えることが困難になるという新たな課題も生じる。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、コンソールの高さ調整に際して、簡素な構成で、操作レバーの前後方向位置を大きく変動させることなく容易に調整することができる建設機械のコンソール高さ調整装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１記載の本発明の建設機械のコンソール高さ調整装置は、操作レバーを取り付けられ建設機械の運転席の側方に設けられたコンソールの高さを調整する装置であって、該運転席の側方において前後方向へ延在し該コンソールを下方から支持する支持部材と、該運転席の左右方向へ向けて水平に延在し該運転席に対して軸揺動自在に支持された軸部材と、該運転席に対して固設され該支持部材の一端部を前後方向へ摺動自在かつ回転自在に支持する第一支持軸と、一端を該軸部材に対して固設され該軸部材の中心軸に対して回転自在に設けられた揺動部材と、該揺動部材の他端に対して固設され該支持部材の他端部を枢支する第二支持軸とを備えたことを特徴としている。

なお、ここでいう軸部材の軸揺動とは、軸部材の軸中心についての揺動（回動範囲が制限された回転）を意味している。
また、請求項２記載の本発明の建設機械のコンソール高さ調整装置は、請求項１記載の構成において、該コンソール，該支持部材，該揺動部材，該第一支持軸及び該第二支持軸の各々が、該運転席の両側方に一対設けられ、該第一支持軸が、該一対の支持部材の各々の該一端部を支持するとともに、該第二支持軸が、該一対の支持部材の各々の該他端部を枢支することを特徴としている。

また、請求項３記載の本発明の建設機械のコンソール高さ調整装置は、請求項１又は２記載の構成において、該軸部材の外周面において歯車状に形成されたウォームホィール部と、該ウォームホィール部と螺合するねじ溝を有するウォーム部材とからなるウォームギヤ構造をさらに備えたことを特徴としている。
また、請求項４記載の本発明の建設機械のコンソール高さ調整装置は、請求項３記載の構成において、該ウォームギヤ構造（すなわち、該ウォーム部材及び該ウォームホィール部）が、該運転席の前方側に設けられ、該第一支持軸が、該運転席の後方側に設けられて該支持部材の後端部を支持するとともに、該第二支持軸が、該支持部材の前端部を枢支することを特徴としている。

本発明の建設機械のコンソール高さ調整装置（請求項１）によれば、軸部材を軸揺動させることにより、支持部材を軸部材の中心軸に対して揺動させつつ第一支持軸に対して摺動させて、支持部材とともにコンソールの高さを調整することができる。また、このような高さ調整時において、支持部材に支持されるコンソール上の任意の位置の移動軌跡を楕円弧形状にすることができ、前後方向への移動量を抑えつつ高さ方向への調整量を増加させるような操作レバーの軌跡を設定することができる。つまり、コンソールに設けられた操作レバーの位置を略垂直に移動させて調整することが可能となる。

また、本発明の建設機械のコンソール高さ調整装置（請求項２）によれば、左右のコンソールを同時に同量だけ調整することができ、左右の高さバランスの調整を不要とすることができる。
また、本発明の建設機械のコンソール高さ調整装置（請求項３）によれば、ウォーム部材及びウォームホィール部を用いて軸部材を回転揺動させることにより、ウォーム部材に対する軸部材の回転比を小さくすることができる。つまり、軸部材側の回転のウォーム部材側への伝達を防止することができ、コンソールの調整位置を固定するための機構や装置を不要とすることができる。

また、本発明の建設機械のコンソール高さ調整装置（請求項４）によれば、シート前方に軸部材及びウォーム部材を設けることにより、オペレータが運転席に座った状態でコンソールの高さを調整することができ、利便性を向上させることができる。

以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図６は本発明の一実施形態に係る建設機械のコンソール高さ調整装置を説明するためのものであり、図１は本調整装置の全体構成を示す斜視図、図２は本調整装置が適用された運転席においてコンソールが最も低い位置に設定された状態を示す側面図、図３は本調整装置が適用された運転席においてコンソールが最も高い位置に設定された状態を示す側面図である。

図４はコンソールの高さ調整時における操作スティックの移動軌跡を示す模式図であり、（ａ）は本調整装置に係るもの、（ｂ）は従来技術に係る後端部を回動自在に支持されたものの例である。なお、図４（ｃ），（ｄ）は本発明の変形例に係るコンソールの高さ調整装置による操作スティックの移動軌跡を示す模式図である。
また、図５は本調整装置が適用された運転席の斜視図、図６は本調整装置が適用された運転席を備えた建設機械の全体構成を示す斜視図である。

［全体構成］
本コンソール高さ調整装置（以下、単に調整装置と呼ぶ）１０は、図６に示す油圧ショベル２０に適用されている。この油圧ショベル２０は、クローラ式の油圧走行装置を装備した下部走行体２１と、下部走行体２１の上に旋回自在に搭載された上部旋回体２２とを備えて構成される。

上部旋回体２２は、機体前方へ向けて延出する油圧駆動式の作業装置１９やオペレータ（運転者）の搭乗室であるキャブ１７，各種油圧装置の駆動源であるエンジンが設置されるエンジンルーム１８，機体の重量バランスを保つためのカウンタウェイト等を備えて構成される。
図５に示すように、キャブ１７内にはオペレータが着席するシート（運転席）１６が設けられている。このシート１６は、シートアジャスタ１２を介してキャブ１７の床面上に設置されている。これにより、キャブ１７の前後方向又は上下方向へシートアジャスタ１２を移動，傾斜させて、シート１６の設置位置，角度をオペレータの体型や作業姿勢に応じて調整できるようになっている。なお、以下特記しない限り、前後方向，左右方向及び上下方向とは、キャブ１７内における各方向を意味するものとする。

シート１６の左右側方にはそれぞれ、コンソール１３が設置されている。コンソール１３には、作業装置１９を操作するための操作レバー１４や、エンジン回転数を設定するためのアクセルダイヤル等の各種制御スイッチ類が取り付けられている。
操作レバー１４は、一般的な四方向操作レバーであり、コンソール１３に対して前後方向及び左右方向へ揺動自在に枢支されている。また、コンソール１３の上面には、操作レバー１４の操作時にオペレータの肘部を支持する肘掛け１５が設置されている。なお、肘掛け１５は、図示しない昇降構造により手動でその高さを調整できるようになっている。

本発明に係る調整装置１０は、このコンソール１３のシートアジャスタ１２に対する相対位置（すなわち、シート１６に対する相対高さ）を変更してコンソール１３の設置高さを調整するものである。

［調整装置の構成］
図１に、シート１６の下部に設けられた調整装置１０の構成を示す。この図１には、シート１６及びコンソール１３を取り外した状態が示されている。

調整装置１０は、支持部材１，軸部材２，揺動部材４，第一支持軸７，第二支持軸８及びウォーム部材６を備えて構成される。シート１６の左右側方には、シートアジャスタ１２に対して固定されたフレーム９が前後方向に延在している。フレーム９，支持部材１，揺動部材４，第一支持軸７，第二支持軸８及びコンソール１３はそれぞれ、シート１６の左右に一対設けられている。なお、左右に設けられた各支持部材１，揺動部材４，第一支持軸７及び第二支持軸８は、左右対称形状で左右対称配置となっている。

フレーム９の側方には、前後方向に延在する支持部材１が配設されている。支持部材１は板状に形成された部材であり、その板面が鉛直となるように配向されている。支持部材１の後端部には前後方向に延びる長孔１ａが形成されており、また、支持部材１の中央部には板面から水平に延出形成された支持台５が設けられている。支持台５はコンソール１３を下方から支持する部材である。つまり、コンソール１３は、支持台５を介して支持部材１に支持されて固定されることになる。

長孔１ａには、第一支持軸７が水平に遊挿されている。第一支持軸７の一端はフレーム９に対して固設されている。一方、第一支持軸７の他端には摺接プレート３が固定されている。これにより、支持部材１の後端部がフレーム９に対して、長孔１ａの長さの分だけ前後方向へ摺動自在かつ回転自在に支持されている。なお、摺接プレート３は、支持部材１の板面に摺接している。

シート１６の前方側において左右のフレーム９間には、軸部材２が軸通されており、各フレーム９に対して軸揺動自在に水平に支持されている。なお、軸揺動とは、軸部材２の軸中心についての揺動を意味している。
軸部材２の両軸端２ａの近傍にはそれぞれ、揺動部材４の一端が固設されている。これにより、揺動部材４は、軸部材２とともに揺動しうるように構成されている。一方、揺動部材４の他端には第二支持軸８が固設されており、この第二支持軸８が支持部材１の前端部を枢支している。

軸部材２の両端部２ａの外周面には、ウォームホィール部２ｂが歯車状に形成されている。また、ウォームホィール部２ｂの直下方には、ウォームホィール部２ｂの歯車と螺合するねじ溝を有するウォーム部材６が設けられている。
ウォーム部材６は、フレーム９に対して回転自在に支持されている。また、ウォーム部材６には高さ調整ハンドル６ａが同軸に連結されている。ウォームホィール部２ｂ及びウォーム部材６は、ウォームギヤ構造を形成しており、ウォーム部材６の回転数に対するウォームホィール部２ｂの回転数（すなわち回転比）が極めて小さく設定されている。これにより、高さ調整ハンドル６ａを回転させると、軸部材２をゆっくりと回転揺動させることができるようになっている。

本実施形態では、図２に示すように、シート１６の側面視において、揺動部材４における軸部材２の軸心Ａと第二支持軸８の軸心Ｂとの軸心間距離を距離ａとし、支持部材１における第二支持軸８の軸心Ｂと長孔１ａの前端に第一支持軸７が位置したときの第一支持軸７の軸心Ｃとの軸心間距離を距離ｂとしたとき、軸部材２の軸心Ａと第一支持軸７の軸心Ｃとの軸心間距離が距離ａ＋ｂと等しくなるように揺動部材４及び支持部材１の長さが設定されている。なお、軸心間距離の設定はこれに限定される訳ではなく、揺動部材４及び支持部材１の長さや軸部材２の揺動角度等に応じて適宜設定することが可能である。

支持部材１は、その前端部が軸部材２に対して回転揺動自在となるように第二支持軸８にピン接合されかつその後端部を水平方向にスライド自在に形成されたクランクスライダ機構の揺動節として機能する。したがって、支持部材１上の任意の点（支持部材１に対して固定された座標系上の任意の点）は、揺動部材４の揺動に伴い、楕円形状あるいは楕円の部分弧をなす移動軌跡を描く。

［作用・効果］
上記のような構成により、本調整装置１０は以下の作用・効果を奏する。
まず、第一支持軸７が支持部材１の長孔１ａの前端に接触する状態では、図２に示すように、支持部材１の延在方向が略水平となる。このときのクランクスライダ機構の状態を模式的に示すと、図４（ａ）に実線で示すように、支持部材１が軸部材２の軸心Ａと第一支持軸７の軸心Ｃとを連結する直線上に位置している。

また、コンソール１３は支持部材１に固定されているため、コンソール１３に対して枢支された操作レバー１４の位置についても、支持部材１に対して固定されているものと見なすことができる。そこで、操作レバー１４の先端を図４（ａ）中に符号Ｌ₁で示す。
続いて、高さ調整ハンドル６ａを回転させると、その回転がウォームギヤ構造を介してウォームホィール部２ｂへ伝達され、軸部材２が軸回転する。これにより、軸部材２に固設された揺動部材４も軸部材２とともに回転するため、第二支持軸８の軸心Ｂ、すなわち、支持部材１の前端部も軸部材２の軸心Ａを中心として回転揺動する。一方、支持部材１の後端部は前端部の動きに引き摺られて前方へスライド移動する。

なお、軸部材２の回転によってシート１６の左右の揺動部材４が同時に回転するため、シート１６の左右の支持部材１も同時に同距離スライド移動することになる。
軸部材２の軸回転は、図３に示すように、第一支持軸７が長孔１ａの後端に接触するまでの範囲で許容される。このときのクランクスライダ機構の状態を模式的に示すと、図４（ａ）に破線で示すように、第二支持軸８の軸心Ｂが軸部材２の軸心Ａの略直上方に位置しており、実線で示された状態よりも支持部材１が上方かつ前方へ移動して傾斜した状態となる。

また、支持部材１が移動したことで、操作レバー１４の先端の位置も移動する。支持部材１は、クランクスライダ機構の揺動節として機能しているため、支持部材１に対して位置が固定された操作レバー１４は、楕円の部分弧をなす軌跡を描き、図４（ａ）中に符号Ｌ₁′で示された位置へと移動する。
ここで、比較例として従来技術に係る調整装置の構造による操作レバーの移動軌跡について補足説明する。

図４（ｂ）に示すように、コンソールを支持する支持部材が後端部Ａ′で枢支された構造の調整装置において、支持部材が上記実施形態の支持部材１と同様の範囲で揺動した場合、その支持部材は実線で示された状態から破線で示された状態まで揺動することになる。このとき、操作レバーの先端は、支持部材の後端部Ａ′を中心に揺動し、符号Ｌ₂の位置から符号Ｌ₂′の位置まで移動する。つまり、水平方向の移動距離がＸ₂となる。これに対し、本調整装置１０によれば、図４（ａ）に示すように水平方向の移動距離がＸ₁であり、従来のものと比較して大幅に小さくなっていることがわかる。

なお、図３中の破線は、図２に示された状態の操作レバー１４の位置を示すものである。本調整装置１０によるコンソール１３の調整作業では、操作レバー１４の位置が略垂直に移動することがわかる。
このように、支持部材１に支持されるコンソール１３上の任意の位置の移動軌跡を楕円弧形状にすることができ、前後方向への移動量を抑えつつ高さ方向への調整量を増加させるような操作レバー１４の軌跡を設定することができる。つまり、コンソール１３に設けられた操作レバー１４の位置を略垂直に移動させて調整することが可能となる。これにより、コンソール１３の高さ調整後に改めてシート１６の位置を調整する必要がなくなり、使い勝手を向上させることができる。

また、左右のコンソール１３を同時に同量だけ調整することができ、左右の高さバランスの調整を不要とすることができる。
さらに、本調整装置１０では、ウォームギヤ構造を利用して軸部材２を回転させているため、軸部材２側からウォーム部材６側への動力伝達を阻止することができる。これにより、一旦コンソール１３の高さを調整すれば、その高さを固定するための機構や装置を不要とすることができる。また、ウォーム部材６に対する軸部材２の回転比も小さいため、小さな力で楽に調整作業を行うことができる。従来の調整装置のような締結部材の必要もなく作業が容易であるとともに、微妙な高さ調整も可能である。

また、本調整装置１０では、高さ調整ハンドル６ａをはじめとして、ウォーム部材６，軸部材２及び揺動部材４をシート１６の前方側に配置してある。つまり、支持部材１の第一支持軸７がシート１６の後方側に設けられ、第二支持軸８がシート１６の前方側に設けられたクランクスライダ機構に対し、ウォームギヤ構造（すなわち、軸部材２のウォームホィール部２ｂ及びウォーム部材６）をシート１６の前方に設けることにより、オペレータがシート１６に座った状態でコンソール１３の高さを調整することができ、利便性が高い。

なお、本調整装置１０は、シートアジャスタ１２に固定されたフレーム９に対してコンソール１３の高さを調整するため、シートアジャスタ１２の位置調整によってシート１６の高さや傾きが変化したとしても、シート１６に対するコンソール１３の相対位置を保持することができるという利点もある。

［その他］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

上述の実施形態では、軸部材２の軸心Ａと第一支持軸７の軸心Ｃとの軸心間距離が距離ａ＋ｂと等しくなるように揺動部材４及び支持部材１の長さが設定されているが、例えば、図４（ｃ）に示すような設定とすることも可能である。この例では、支持部材１における第二支持軸８の軸心Ｂと長孔１ａの後端に第一支持軸７が位置したときの第一支持軸７の軸心Ｃとの軸心間距離をｂとして、軸部材２の軸心Ａと第一支持軸７の軸心Ｃとの軸心間距離が距離ｂ−ａと等しくなるように揺動部材４及び支持部材１の長さが設定されている。このような設定においても、操作レバー１４を符号Ｌ₃の位置から符号Ｌ₃′の位置まで略垂直に移動させることが可能となる。

また、図４（ｄ）に示すように、上述の実施形態の調整装置１０とは前後を逆転させたクランクスライダ機構を適用することも可能である。この例では、操作レバー１４を符号Ｌ₄の位置から符号Ｌ₄′の位置まで略垂直に移動させることが可能となる。操作レバー１４の揺動軌跡となる楕円弧形状は、支持部材１や揺動部材４の大きさや第一支持軸７及び第二支持軸８の位置，支持部材１の長孔１ａの長さ（スライド距離）や延長方向（スライド角度）等に応じて変化するため、必要に応じて適宜設計すればよい。

また、上述の実施形態では、調整装置１０による高さの調整対象であるコンソール１３がシート１６の左右両側方に配置されているが、コンソール１３が左右の何れか一方のみに設けられたものであってもよい。
また、上述の実施形態では、本調整装置１０が油圧ショベル２０のキャブ１７内に設置されたコンソール１３に適用されたものを例示したが、クレーン車両やホイールローダ，農耕用トラクタ等、様々な作業機械に搭載されるコンソールの高さを調整する装置として適用することが可能である。

本発明の一実施形態に係る建設機械のコンソール高さ調整装置の全体構成を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る建設機械のコンソール高さ調整装置が適用された運転席において、コンソールが最も低い位置に設定された状態を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係る建設機械のコンソール高さ調整装置が適用された運転席において、コンソールが最も高い位置に設定された状態を示す側面図である。 建設機械のコンソール高さ調整装置による高さ調整時における操作スティックの移動軌跡を示す模式図であり、（ａ）は本発明の一実施形態に係るコンソール高さ調整装置によるもの、（ｂ）は後端部を回動自在に支持された従来例によるもの、（ｃ）及び（ｄ）は本発明の変形例に係るコンソール高さ調整装置によるものである。 本発明の一実施形態に係る建設機械のコンソール高さ調整装置が適用された運転席の斜視図である。 本発明の一実施形態に係る建設機械のコンソール高さ調整装置運転席を備えた建設機械の全体構成を示す斜視図である。

符号の説明

１ 支持部材
１ａ 長孔
２ 軸部材
２ａ 軸端
２ｂ ウォームホィール部
３ 摺接プレート
４ 揺動部材
５ 支持台
６ ウォーム部材
６ａ 高さ調整ハンドル
７ 第一支持軸
８ 第二支持軸
９ フレーム
１０ 調整装置（コンソール高さ調整装置）
１２ シートアジャスタ
１３ コンソール
１４ 操作レバー
１５ 肘掛け
１６ シート（運転席）
１７ キャブ
２０ 油圧ショベル（建設機械）

Claims (4)

1. 操作レバーを取り付けられ建設機械の運転席の側方に設けられたコンソールの高さを調整する装置であって、
   該運転席の側方において前後方向へ延在し該コンソールを下方から支持する支持部材と、
   該運転席の左右方向へ向けて水平に延在し該運転席に対して軸揺動自在に支持された軸部材と、
   該運転席に対して固設され該支持部材の一端部を前後方向へ摺動自在かつ回転自在に支持する第一支持軸と、
   一端を該軸部材に対して固設され該軸部材の中心軸に対して回転自在に設けられた揺動部材と、
   該揺動部材の他端に対して固設され該支持部材の他端部を枢支する第二支持軸と
   を備えたことを特徴とする、建設機械のコンソール高さ調整装置。
2. 該コンソール，該支持部材，該揺動部材，該第一支持軸及び該第二支持軸の各々が、該運転席の両側方に一対設けられ、
   該第一支持軸が、該一対の支持部材の各々の該一端部を支持するとともに、
   該第二支持軸が、該一対の支持部材の各々の該他端部を枢支する
   ことを特徴とする、請求項１記載の建設機械のコンソール高さ調整装置。
3. 該軸部材の外周面において歯車状に形成されたウォームホィール部と、該ウォームホィール部と螺合するねじ溝を有するウォーム部材とからなるウォームギヤ構造
   をさらに備えたことを特徴とする、請求項１又は２記載の建設機械のコンソール高さ調整装置。
4. 該ウォームギヤ構造が、該運転席の前方側に設けられ、
   該第一支持軸が、該運転席の後方側に設けられて該支持部材の後端部を支持するとともに、
   該第二支持軸が、該支持部材の前端部を枢支する
   ことを特徴とする、請求項３記載の建設機械のコンソール高さ調整装置。

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