JP3203151B2 - アクセル操作装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バックホウ、ホイール
ローダ等の建機に好適なアクセル操作装置に関する。コ
ンバインや田植機等の農機にも適用可能である。

【０００２】

【従来の技術】例えば、特開平３‐１４７９３７号公報
に示されたバックホウでは、エンジン回転数調節手段の
被操作レバー（符号９）と人為操作レバー（符号７）と
をワイヤー（符号１１）によって連動連結させており、
人力によってアクセリングするものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】建機や農機においては
作業環境改善の動きから、操縦者の負担を軽減するべく
操作性向上も一つの課題であるが、上記した人為操作式
のアクセル操作構造では、操作力が比較的重いものであ
る。そこで、本発明の目的は、アクセル操作自体はアク
チュエータ動力によって行わせ、人為操作としてはその
アクチェータへの信号操作とすることにより、アクセル
操作が楽で軽快に行えるようにする点にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のために本
発明は、アイドリング位置側に戻し付勢されるエンジン
回転数調節手段の被操作レバーと、駆動操作用アクチュ
エータの出力アームとを連動部材で連動連結し、 出力ア
ーム、或は出力アームを支持するための支承部材のいず
れか一方に軸部を固着し、他方に軸部と嵌合するボス部
を固着して、ボス部と軸部との嵌合により、出力アーム
を支承部材に対して回動自在に支持し、ボス部に外嵌さ
せた捩り巻きバネによって出力アームをエンジン回転数
増大方向に付勢するアシスト機構を設けるとともに、 軸
部を固着した出力アーム又は支承部材に突出部分を設
け、この突出部分と軸部との間にボス部を食い込ませて
ある。

【０００５】

【作用】一般に、ガバナレバーやスロットルレバー等の
エンジン回転数調節手段の被操作レバーは、アイドリン
グ位置側に戻し付勢されており、高速側に操作するほど
戻し力も強くなるものである。請求項１の構成は、出力
アームをエンジン回転数増大方向に付勢するアシスト機
構を設けたものであり、アシスト機構による付勢力と被
操作レバーをアイドリング位置に戻す付勢力とが相殺す
るようになる。従って、被操作レバーをアクセルアップ
側に操作する駆動力とアクセルダウン側に操作する駆動
力との差が、アシスト機構の無い場合に比べて小さくす
ることができ、その分アクチュエータを小容量のものに
することが可能になる。

【０００６】また、アシスト機構を捩り巻きバネによっ
て廉価に構成できるのであるが、ボスに捩り巻きバネを
外嵌装着させることに起因した不都合の出ることがあ
る。すなわち、誤差の蓄積によって軸方向のガタが顕著
になると、例えば、図５に示すように、出力アーム２８
のボス部４３とブラケット３５との隙間に捩り巻きバネ
４５が食い込み、出力アーム２８の回動抵抗が増大して
作動不良を引き起こすおそれがある。そこで、ワッシャ
４６を介装することにより、ボス部４３と相対回動する
ブラケット３５のボス部がわ面が、実質的にボス部４３
に食い込む状態に突出する状態となり、捩り巻きバネ４
５が食い込むことなく円滑に作動できるようになるので
ある。

【０００７】

【発明の効果】その結果、請求項１に記載のアクセル操
作装置では、出力アームをアクセルアップがわに付勢さ
せるという、通常とは逆の考え方に基づく工夫により、
極力小容量のアクチュエータが使用できる経済的な状態
としながら、軽快なアクセリングが行える操作性の向上
したものを提供することができた。

【０００８】また、捩り巻きバネを外嵌したボス部を、
軸部と突出部分との間に食い込ませることによって、作
動不良なく、かつ、経済的にアシスト機構を構成できる
利点が追加される。

【０００９】

【実施例】以下に、本発明の実施例を、バックホウのア
クセル操作装置について図面に基づいて説明する。図１
にバックホウが示され、１はクローラ走行装置、２は旋
回台、３は掘削作業装置、１９はドーザ、２０は運転部
である。掘削作業装置３は、旋回台２に上下揺動自在に
取付けられるブーム４、アーム５、及びバケット６を備
えるとともに、ブームシリンダ１１、アームシリンダ１
２、及びバケットシリンダ１３を備えて構成されてい
る。ブーム４は、中間ブーム１４及びオフセットシリン
ダ７を備えた平行オフセット構造に構成されている。運
転部２０には、操縦席３０が配置され、その左右両脇に
十字揺動可能な操作レバー９，１０が配備されている。

【００１０】図２には油圧回路が示されている。簡単に
説明すると、掘削作業装置３やクローラ走行装置１用等
のセンターバイパス形式の各制御弁Ｖ1 〜Ｖ9 のうち、
ブームシリンダ１１、アームシリンダ１２、バケットシ
リンダ１３、及び旋回モータ（図示せず）用の４個の制
御弁Ｖ2,Ｖ5,Ｖ6,Ｖ7 については、前述した一対の操作
レバー９，１０によるパイロット圧で切換操作されるよ
うにしてある。エンジン８で駆動される３個の油圧ポン
プ１５，１６，１７は９個の制御弁用であり、１８は前
述した４個の制御弁Ｖ2,Ｖ5,Ｖ6,Ｖ7 を切換操作するパ
イロット弁３１〜３４にパイロット圧を供給するパイロ
ットポンプである。

【００１１】このバックホウでは、作業負荷が作用して
いる状態では、ハンドアクセルレバー２１で設定された
作業用のエンジン回転数を維持し、作業負荷が作用して
いない状態ではエンジン回転数を下げて燃費向上と騒音
改善を図る自動アクセリング装置Ａを装備してある。す
なわち、図２に示すように、エンジン８にはガバナー
（エンジン回転数調節手段の一例）２２が備えられ、こ
れのガバナレバー２３を駆動操作するギヤードモータ２
４、パイロット圧を検出する圧力センサ２５、及びハン
ドアクセルレバー２１の操作位置を検出するポテンショ
メータ２６を制御装置２７に接続して自動アクセリング
装置Ａを構成してある。

【００１２】つまり、アイドリング位置ａｉにあるハン
ドアクセルレバー２１を操作して、作業状態におけるエ
ンジン回転数（通常はフルアクセル位置ｍにセットす
る）を設定し、作業状態であればその設定回転数を維持
し、非作業時（無負荷時）にはアクセルレバー２１が位
置ｍにセットされたままとしながらエンジン回転数をア
イドリング状態に落とすのである。作業状態であるか否
かはパイロット圧が立つているか否かで判断される。す
なわち、いずれかの操作レバー９又は１０が操作されて
パイロット圧が立つと制御弁が中立位置以外の位置に切
換られている状態であり、パイロット圧が立たないと制
御弁は中立位置にあるからである。

【００１３】従って、圧力センサ２５の検出情報によっ
て作業状態であるか否かの判断を行い、作業状態であれ
ばハンドアクセルレバー２１で設定されたエンジン回転
数となるように、ギヤードモータ２４でガバナレバー２
３が操作されるとともに、非作業状態であればギヤード
モータ２４を駆動してアイドリング状態に操作されるの
である。又、左右の走行用制御弁Ｖ3,Ｖ4 夫々の中立位
置を検出する走行検出スイッチ（図示せず）を設け、こ
れら両走行用制御弁Ｖ3,Ｖ4 が共に中立操作されると自
動的にアイドリング状態になるように、両走行検出スイ
ッチが制御装置２７に接続されている。従って、作業中
だけでなく、移動走行中においても負荷がなくなる（走
行停止）と、エンジン回転数を設定回転数からアイドリ
ング状態に自動的に落とすように作用するのである。

【００１４】次に、ガバナー２２を自動操作するアクセ
ル操作装置Ｂについて説明する。図７、図８に示すよう
に、ギヤードモータ（駆動操作用アクチュエータの一
例）２４の出力アーム２８とガバナレバー（被操作レバ
ーの一例）２３とをプッシュプル式の操作ワイヤー（連
動部材の一例）２９で連動連結してある。又、ガバナレ
バー２３は、ガバナー２２に内装されたリターンバネ
（図示せず）によってアイドリング位置ｉ側に戻し付勢
されている。そして、出力アーム２８の単位回動角に対
する操作ワイヤー２９の移動量が、出力アーム２８の回
動角が大になるに伴って小さくなるように、ガバナレバ
ー２３がアイドリング位置にあるときの出力アーム２８
と操作ワイヤー２９とで形成される挟角を、ガバナレバ
ー２３が最大操作位置にあるときの出力アーム２８と操
作ワイヤー２９とで形成される挟角よりも小に設定して
ある。

【００１５】すなわち、出力アーム２８と操作ワイヤー
２９との挟角γは、ガバナレバー２３がアイドリング位
置ｉにあるときでは約７５度であり、ガバナレバー２３
が最大操作位置ｍａｘにあるときでは約１６５度になっ
ている。その最大回動状態は、ギヤードモータ２４の取
付基板３５に取付けられたピン３６と出力アーム２８と
の接当によって現出されており、確実に出力アーム２８
を止める構造である。アイドリング位置においても出力
アーム２８の位置を規制するピン３６ａを設けても良
い。

【００１６】又、ガバナレバー２３と操作ワイヤー２９
との挟角βは、ガバナレバー２３がアイドリング位置ｉ
にあるときでは約１４０度に、かつ、ガバナレバー２３
が最大操作位置ｍａｘにあるときでは約９０度になるよ
うに設定してある。つまり、ガバナー２２側において
は、操作ワイヤー２９の単位移動量に対するガバナレバ
ー２３の揺動角度が、ガバナレバー２３の非操作揺動角
度が大になるに連れて小さくなるようにしてあり、戻し
付勢力の軽いアイドリング位置付近ではガバナレバー２
３は大きく動くが、最大操作位置付近では動きが鈍くな
るようにしてある。ガバナレバー２３は２箇所のストッ
パー機構３７，３８によってアイドリング位置ｉと最大
操作位置ｍａｘとを位置決めするようにしてある。

【００１７】図５〜図７に示すように、大型のエンジン
にも使用できるよう、ギヤードモータ２４にはギヤ減速
機構３９を付設してあり、出力アーム２８のトルクアッ
プを図ってある。つまり、ギヤードモータ２４の駆動小
ギヤ４０に咬合する従動大ギヤ４１を取付基板（支承部
材の一例）３５に支承し、従動大ギヤ４１に出力アーム
２８を取付けてある。従動大ギヤ４１を固着したボス部
４３を、取付基板３５に立設した軸部４４に相対回動自
在に外嵌するとともに、エンジン回転数増大がわに、す
なわち、ガバナレバー２３がアクセルアップがわに回動
する方向に出力アーム２８を付勢する捩り巻きバネ４５
をボス部４３に外嵌してある。

【００１８】捩り巻きバネ４５の一端は従動大ギヤ４１
に形成した孔に、かつ、他端は取付基板３５に固定した
ピンに夫々係止してあり、これにより、出力アーム２８
をエンジン回転数増大方向に付勢するアシスト機構Ｃが
構成されている。又、ボス部４３に相対回動自在に外嵌
するワッシャ４６を取付基板３５に取付けてあり、寸法
誤差等のガタによってボス部４３と取付基板３５との間
にできる隙間に、捩り巻きバネ４５が入り込まないよう
にしてある。つまり、取付基板３５のボス部４３側面
を、ボス部４３に食い込む状態に突出させたことに相当
する。

【００１９】図３、図４に示すように、実機において
は、エンジン８の後面に位置するガバナー２２に、前後
軸心で揺動する状態にガバナレバー２３が枢着されると
ともに、ラジエータ４９の右側方における、冷却ファン
５０による冷却風の取入れ経路にギヤードモータ２４が
配置された状態で、下向き凸状の経路を呈する状態に配
策された操作ワイヤー２９で連動連結されている。

【００２０】アシスト機構Ｃは、前述したガバナ側のリ
ターンバネの付勢力を相殺する方向に作用する。その結
果、図９に示すように、出力アーム２８の回動角度に対
するギヤードモータ２４の負荷トルクグラフは、アシス
ト機構の付いてない場合（ラインａ）に比べて、アシス
ト機構付きの場合（ラインｂ）の方が軽減されるととも
に、トルクが正逆の両方向へ均等的に作用する状態にな
っている。従って、ギヤードモータ２４の最高負荷トル
クがｔａからｔｂに軽減され、その分駆動力の小さい小
容量のもので済むようになり、かつ、一方向への回転ト
ルクが他方向への回転トルクと大きく異なることもな
い。尚、ラインｃはアシスト機構Ｃの付勢力によるトル
クである。

【００２１】〔別実施例〕図１０に示すように、従動大
ギヤ４１を取付けた軸４４と、取付基板３５に取付けた
ボス部４３とを嵌合し、従動大ギヤ４１に一体形成した
ワッシャー状の突出部４６にボス部４３を食い込ませて
配置することにより、捩り巻きバネ４５がボス部４３と
従動大ギヤ４１との間に入り込まないようにした構造で
も良い。

【００２２】又、エンジン回転数調節手段としては、デ
ィーゼルエンジン８用のガバナーの他、ガソリンエンジ
ン用のスロットルでも良いとともに、連動部材として
は、操作ワイヤーの他、ロッドでも良い。

【００２３】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】バックホウの側面図

【図２】油圧回路図

【図３】アクセル操作装置の実機での配置状態を示す平
面図

【図４】アクセル操作装置の実機での配置状態を示す背
面図

【図５】アシスト機構装着部の構造を示す一部切欠きの
側面図

【図６】ギヤードモータの側面図

【図７】アクセル操作装置のアイドリング状態を示す作
用図

【図８】アクセル操作装置の最大操作状態を示す作用図

【図９】ギヤードモータの負荷トルクグラフを示す図

【図１０】アシストバネの別装着構造を示す一部切欠き
の側面図

【符号の説明】

２２ エンジン回転数調節手段 ２３ 被操作レバー ２４ 駆動操作用アクチュエータ ２８ 出力アーム ２９ 連動部材 ３５ 支承部材 ４３ ボス部 ４４ 軸部 ４５ 捩り巻きバネ Ｃ アシスト機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 9/00 - 11/10 F02D 1/08 F16F 1/12

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アイドリング位置側に戻し付勢されるエ
   ンジン回転数調節手段（２２）の被操作レバー（２３）
   と、駆動操作用アクチュエータ（２４）の出力アーム
   （２８）とを連動部材（２９）で連動連結し、 前記出力アーム（２８）、或は出力アーム（２８）を支
   持するための支承部材（３５）のいずれか一方に軸部
   （４４）を固着し、他方に前記軸部（４４）と嵌合する
   ボス部（４３）を固着して、前記ボス部（４３）と前記
   軸部（４４）との嵌合により、前記出力アーム（２８）
   を支承部材（３５）に対して回動自在に支持し、前記ボ
   ス部（４３）に外嵌させた捩り巻きバネ（４５）によっ
   て前記出力アーム（２８）をエンジン回転数増大方向に
   付勢するアシスト機構（Ｃ）を設けるとともに、 前記軸部（４４）を固着した前記出力アーム（２８）又
   は前記支承部材（３５）に突出部分を設け、この突出部
   分と軸部（４４）との間に前記ボス部（４３）を食い込
   ませてある アクセル操作装置。