JP4020752B2

JP4020752B2 - 操作パターン切換装置

Info

Publication number: JP4020752B2
Application number: JP2002310440A
Authority: JP
Inventors: 勝美中野; 淳尾形
Original assignee: 石川島建機株式会社
Priority date: 2002-10-25
Filing date: 2002-10-25
Publication date: 2007-12-12
Anticipated expiration: 2022-10-25
Also published as: JP2004143817A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は油圧ショベルなどの作業機に用いる操作パターン切換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
油圧ショベルの運転席には、旋回台の左右旋回、ブームの起伏、アームの押し引き、バケットの回動等の各操作をするための数本の操作レバーが設けられている。この内の１本はアームの押し引きと旋回台の左右旋回を行なうレバーであるが、その操作パターンにはＡとＢの２つの操作パターンがある。Ａパターンを採用している油圧ショベルでは、操作レバーを前後に傾動させることによりアームの押し引きが行なわれ、操作レバーを左右に傾動させることにより旋回台を左右に旋回させるようになっている。一方、Ｂパターンを採用している油圧ショベルでは操作レバーを前後に傾動させることにより旋回台を左右に旋回させ、操作レバーを左右に傾動させることによりアームの押し引きが行なわれる。
【０００３】
Ａの操作パターンに慣れた運転士が、Ｂの操作パターンの油圧ショベルを運転したり、逆にＢの操作パターンに慣れた運転士が、Ａの操作パターンの油圧ショベルを運転したりすることは非常に困難であり、危険でもある。このため、ＡとＢの操作パターンのどちらにでも設定できる操作パターン切換装置を取り付けた油圧ショベルが出まわっている。この切り換えは操作レバーに直結した４方向切換弁によって行なう場合と、操作レバーを操作パターン切換装置に直結するとともに、該切換装置を、運転席の前方下方に並んで設けられ、スプールを上下動することにより旋回モータに送る圧油を制御する旋回制御弁と、アーム押し引きシリンダに送る圧油を制御するアーム押し引き制御弁とのそれぞれのスプールに球形ジョイントユニットを介して接続し、操作レバーの動きをこれらの制御弁のスプールの上下動に変換して行なう場合がある。本発明は後者の改良に係るものである。なお、球形ジョイントユニットとは、ロッドの両端に球形ジョイントを固着したものをいい、芯がずれていたり、動く方向が異なるもの同志を連結し、自分の動きを相手に伝達するために使用するものである。
【０００４】
図４は従来の操作パターン切換装置の平面図である。操作パターン切換装置は、運転席の前方下方に設けられている。図において、Ｃは操作パターン切換装置であり、１はフレーム、２はベアリングハウジング、３はボールベアリング、４はベアリング３を介して、前方に向って水平に、フレーム１に枢着された回転軸である。５は回転軸４の前端に固着されたフォークエンドである。６は両端をフォークエンド５により支持されたピンである。ピン６の中心線６ａと回転軸４の中心線４ａとは直交している。７はピン６に外嵌されたブッシュであり、外形は立方体である。ブッシュ７の上面には、図示しない操作レバーが固着されている。１０はロッドであり、ブッシュ７の前面に前方に向って固着されており、ロッド１０が水平のとき、ロッド１０の中心線と回転軸４の中心線４ａは一致している。フォークエンド５の前端は横方向に開いて、ブラケット５ａを形成しており、そのブラケット５ａにボルト９が前方に向って水平に固着されている。８はロッド１０およびボルト９に取り付けられた球形ジョイントユニットであり、上下２個の球形ジョイント８aと、図示しない中間ロッドとからなる。なお、５ｂは回転軸４が過大に回動しないようにするストッパである。
【０００５】
操作パターン切換装置Ｃの下方には、図示しない旋回制御弁とアーム押し引き制御弁が並んで設けられている。旋回制御弁のスプールを上下動することにより油圧ショベルの旋回台を旋回駆動する旋回モータに送る圧油を制御する。アーム押し引き制御弁は、スプールを上下動することによりアームの押し引きシリンダに送る圧油を制御する。ロッド１０に取り付けられた球形ジョイントユニット８は、アーム押し引き制御弁のスプールと連結しており、運転席から見て右側のボルト９に取り付けられた球形ジョイントユニット８は、旋回制御弁のスプールと連結している。
【０００６】
操作レバーを前後に傾動させるとブッシュ７が回動してロッド１０が上下に傾動する。ロッド１０は押し引き制御弁のスプールに連結しているので、そのスプールは上下動し、アームの押し引きが行なわれる。この間、回転軸４は静止しており、したがって、旋回制御弁のスプールも静止している。一方、操作レバーを左右に傾動させると、回転軸４が回動し、右側のボルト９が上下動するので、ボルト９に連結している旋回制御弁のスプールが上下動し、旋回台が左右に旋回する。この間、ロッド１０は静止したまま回動するだけなので、押し引き制御弁のスプールは静止している。
【０００７】
運転パターンを切り換えるには、ロッド１０に取り付けられた球形ジョイント８ａをはずして、運転席から見て左側のボルト９´に取り付け、運転席から見て右側のボルト９に取り付けられた球形ジョイント８ａをはずして、ロッド１０に取り付けてやればよい。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べたように、操作パターンの切り換えのためには、球形ジョイントユニットの連結個所を変えてやる必要があるが、狭い場所での交換作業は大変であるとともに、ナッドなどの部品を落としてしまうトラブルが多い。これを解決するため、本願出願人は連結個所を変える必要のない操作パターン切換装置を提案した（特許文献１）。しかし、この装置は構造が複雑で値段が高いことや、操作パターンを切り換えるとレバーのストロークが微妙に変わってレバーロックの位置が変わり、ロックできなくなるなどの問題があった。なお、レバーロックとは、運転士が運転席を離れるときに操作レバーを不注意に引っ掛けて動かさないようにするために操作レバーを固定する安全装置である。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００１−２３４５６
【００１０】
本発明は、以上述べた問題点に鑑み案出されたもので、簡単な構造で操作がしやすく、かつ、安価な操作パターン切換装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の操作パターン切換装置は、運転席の前方下方に並んで設けられて、スプールを上下動することにより旋回モータに送る圧油を制御する旋回制御弁と、アーム押し引きシリンダに送る圧油を制御するアーム押し引き制御弁とのそれぞれのスプールに球形ジョイントユニットを介して接続され、操作レバーの前後動によりアームを押し引きし、左右動により左右旋回する操作パターンＡと、操作レバーの前後動により左右旋回し、左右動によりアームを押し引きする操作パターンＢとを切り換える操作パターン切換装置であって、前記２つの制御弁の上方に、前方に向って水平に枢着され、前端に２股のフォークエンドを有する回転軸と、前記フォークエンドに両端を支持され、回転軸の中心線と直交する中心線を有するピンと、該ピンに回転可能に外嵌されたブッシュと、該ブッシュの上面に固着された操作レバーと、該ブッシュの下面に固着され、前記回転軸と前記ピンの２つの直交する中心線と直交する中心線を有するロッドと、該ロッドに回転可能に、かつ、位置決め可能に外嵌されたカラーと、該カラーから斜め外方に張り出したブラケットに支持され、両端に球形ジョイントユニットが取り付けられたエルボとからなり、一方の球形ジョイントの中心は上記回転軸の中心線の前方延長上にあり、他方の球形ジョイントの中心は上記ピンの中心線のいずれか一方の延長上にあり、一方の球形ジョイントが運転席から見て右側にあり、他方の球形ジョイントが中央にある状態が１つの操作パターンであり、一方の球形ジョイントが中央にあり、他方の球形ジョイントが運転席から見て左側にある状態が他の操作パターンであるものである。
【００１２】
上記回転軸と上記ピンとの２つの中心線の交点から各球形ジョイント中心までの距離が等しく、上記回転軸の中心線は平面図上で、２つの制御弁のスプールの中心線を結ぶ線分を直角に２等分するように位置し、運転席から見て左側の球形ジョイントの中心から左側の制御弁のスプールの中心線までの距離、前方の球形ジョイントの中心から左側または右側の制御弁のスプールの中心線までの距離、運転席から見て右側の球形ジョイントの中心から右側の制御弁のスプールの中心線までの距離はすべて等しくなっているのが好ましい。
【００１３】
上記ロッドに対する上記カラーの位置決めは、ロッドの外周に円周方向に９０°ずれて穿設された２つの穴と、カラーに取り付けられ先端部を該穴に抜き差しするインデックスプランジャとによって行なわれるのが好ましい。
【００１４】
次に本発明の作用を説明する。操作パターンをＡパターンからＢパターンに切り換えるためには、カラーに取り付けたインデックスプランジャを引っ張ってその先端をロッドに穿設した一方の穴から抜き、カラーを９０°回してインデックスプランジャの先端を他方の穴に差し込んでやればよい。本発明の切換装置は、構造がきわめて簡単で部品点数も少ないので、安価にできるし、切り替えのための操作も簡単である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の操作パターン切換装置の斜視図であり、図２は同じく平面図である。図３（Ａ）は同じく正面図、（Ｂ）は側面図である。これらの図において、既に説明した図４と共通する部分には、同一の符号を付している。図において、Ｄは本発明の操作パターン切換装置である。１はフレーム、２はベアリングハウジング、３はボールベアリング、４はベアリング３を介して、前方に向って水平に、フレーム１に枢着された回転軸である。５は回転軸４の前端に固着されたフォークエンドである。５ｂはストッパである。６は両端をフォークエンド５によって支持されたピンである。ピン６の中心線６ａと回転軸４の中心線４ａとは互いに直交している。７はピン６に回転可能に外嵌されたブッシュであり、外形は立方体である。１２はブッシュ７の上面に固着された操作レバーである。１３はブッシュ７の下面に固着されたロッドである。ロッド１３の中心線は、回転軸４の中心線４ａとピンの中心線６ａの交点Ｍを通り、かつ、それぞれの中心線４ａ、６ａと直交している。ロッド１３にはカラー１４が回転可能に、かつ、位置決め可能に外嵌されている。ロッド１３に対するカラー１４の位置決めは、ロッド１３の外周に、周方向に９０°ずれて穿設された２つの穴１９、１９に、カラー１４に取り付けたインデックスプランジャ１８の先端を抜き差しして行なう。すなわち、インデックスプランジャ１８の先端を一方の孔から引き抜いて、カラー１４を９０°回動し、再びインデックスプランジャ１８の先端を他方の穴に差し込んでやればよい。なお、インデックスプランジャ１８は、先端を押し出すようにばねで付勢されたプランジャで、基端側を指でつまんで引っ張ることにより先端が引込むようになっているものである。
【００１６】
１５はカラー１４から斜め上方に張り出したブラケットであり、その先端にエルボ１６が固着されている。エルボ１６の両端には球形ジョイント８ａが固着されている。球形ジョイント８は、図１に示すように、中間ロッド８ｂの両端に球形ジョイント８ａが装着されたものである。一方の球形ジョイント８ａの中心は、図２に示すように、回転軸４の中心線４ａの前方延長上に位置し、他方の球形ジョイント８ａの中心は、ピン６の中心線６ａのいずれか一方の延長上に位置している。図２に実線で示すように、一方の球形ジョイント８ａが運転席から見て右側にあり、他方の球形ジョイント８ａが中央にある状態は操作パターンがＡパターン時である。図２に２点鎖線で示すように、一方の球形ジョイント８ａが中央にあり、他方の球形ジョイント８ａが運転席から見て左側にある状態は操作パターンがＢパターン時である。なお、図２に示す交点Ｍ（ロッド１３の中心線）から２つの球形ジョイント８ａの中心までの水平距離は、同じであるのが好ましいが、異なっていてもよい。
【００１７】
１１は運転席の前方であって、操作パターン切換装置Ｄの下方に並んで設けられた制御弁である。１１ａはアーム押し引き制御弁、１１ｂは旋回制御弁である。制御弁１１には上下動するスプール１１ｃが設けられており、アーム押し引き制御弁１１ａは、スプール１１ｃを下降するとアームを押し出すし、上昇させるとアームを引き付ける。旋回制御弁１１ｂは、スプール１１ｃを下降すると旋回台を右旋回し、上昇すると左旋回する。
【００１８】
次に制御弁１１と操作パターン切換装置の位置関係について説明する。回転軸４の中心線４ａは、図２で示す平面図上で、２つの制御弁１１のスプール１１ｃ、１１ｃの中心線１１ｄ、１１ｄを結ぶ線分Ｅを直角に２等分するように位置している。さらに、運転席から見て左側の球形ジョイント８ａの中心から左側の制御弁１１aのスプール１１cの中心線１１ｄまでの距離、前方の球形ジョイント８ａの中心から左側または右側の制御弁１１ａ、１１ｂのスプール１１ｃの中心線１１ｄまでの距離、運転席から見て右側の球形ジョイント８ａの中心から右側の制御弁１１ｂのスプール１１cの中心線１１ｄまでの距離はすべて等しくなっている。このような位置関係にすることにより、球形ジョイントユニットの長さの調節をすることなしに、単にカラー１４を９０°回転させるだけで操作パターンをＡパターンからＢパターンに切り換えることができる。なお、１７はブッシュ７の下面に固着されたロッドで、その下端を、図示しないクランプで把持することにより運転士が席から離れるときなどの場合に、操作レバー１２の動きをロックするために設けられている。
【００１９】
次に本実施形態の作用を説明する。図１に示すように、操作パターンがＡパターン時において、操作レバー１２を前傾させるとアーム押し引き制御弁１１ａのスプール１１ｃを押し下げ、アームは押し方向に回動する。逆に操作レバー１２を後傾させるとアーム押し引き制御弁１１ａのスプール１１ｃを押し上げ、アームは引き方向に回動する。この間、旋回制御弁１１ｂのスプール１１ｃに連結している球形ジョイントユニット８の上方の球形ジョイント８ａの中心はピン６の中心線６ａ上にあるので、位置が動かない。したがって、旋回制御弁１１ｂのスプール１１ｃは中立位置のままで、旋回台は旋回しない。
【００２０】
一方、同じＡパターン時において、操作レバー１２を運転席から見て右傾させると、旋回制御弁１１ｂのスプール１１ｃを押し下げ、旋回台は右旋回する。逆に操作レバー１２を左傾させると、旋回制御弁１１ｂのスプール１１ｃを引き上げ、旋回台は左旋回する。この、間アーム押し引き制御弁１１ａのスプール１１ｃは動かない。
【００２１】
図１に示すように、操作パターンがＢパターン時において、操作レバー１２を、運転席から見て左に傾動させるとアーム押し引き制御弁１１ａのスプール１１ｃを引き上げ、アームは引き方向に回動する。逆に操作レバー１２を右に後傾させるとアーム押し引き制御弁１１ａのスプール１１ｃを押し下げ、アームは押し方向に回動する。この間、押し引き制御弁１１ａのスプール１１ｃは中立位置のままで、旋回台は旋回しない。
【００２２】
一方、同じＢパターン時において、操作レバー１２を前傾させると旋回制御弁１１ｂのスプール１１ｃを押し上げ、旋回台は右旋回する。逆に操作レバー１２を後傾させると旋回台Ｂは左旋回する。この間、アーム押し引き制御弁１１ａのスプール１１ｃは中立位置のままで、アームの押し引きは行なわれない。なお、操作レバー１２は斜めにも動かせるが、そうすると２つの制御弁１１は同時に動く。
【００２３】
このように、操作パターンをＡパターンからＢパターンに切り換えるには、カラー１４に取り付けたインデックスプランジャ１８を引っ張って、その先端をロッド１３に穿設した一方の穴１９から引き抜き、カラー１４を９０°回してインデックスプランジャ１８の先端を他方の穴１９に差し込んでやればよい。本発明の操作パターン切換装置Ｄは、構造がきわめて簡単で、部品点数も少ないので、安価にできるし、切り替えのための操作も簡単である。
【００２４】
本発明は、以上述べた実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。たとえば、操作パターン切換装置Ｄと２つの制御弁１１ａ、１１ｂとの位置関係が請求項２に示すような関係にない場合であっても、操作パターンを切り換えるときに球形ジョイントユニット８の長さを調節してやればよいなどである。
【００２５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の操作パターン切換装置は、単にカラーを９０°回動させるだけで、操作パターンをＡパターンからＢパターンに切り換えることができるので、切り替え操作が簡単で使いやすい。また、装置が簡単で部品点数も少ないので、安価にできるなどの優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の操作パターン切換装置の斜視図である。
【図２】同じく平面図である。
【図３】（Ａ）は同じく正面図、（Ｂ）は側面図である。
【図４】従来の操作パターン切換装置の平面図である。
【符号の説明】
Ｄ操作パターン切換装置
４回転軸
５フォークエンド
６ピン
７ブッシュ
８球形ジョイントユニット
１２操作レバー
１３ロッド
１４カラー
１５ブラケット
１６エルボ
１８インデックスプランジャ

Claims

運転席の前方下方に並んで設けられて、スプールを上下動することにより旋回モータに送る圧油を制御する旋回制御弁と、アーム押し引きシリンダに送る圧油を制御するアーム押し引き制御弁とのそれぞれのスプールに球形ジョイントユニットを介して接続され、操作レバーの前後動によりアームを押し引きし、左右動により左右旋回する操作パターンＡと、操作レバーの前後動により左右旋回し、左右動によりアームを押し引きする操作パターンＢとを切り換える操作パターン切換装置であって、前記２つの制御弁の上方に、前方に向って水平に枢着され、前端に２股のフォークエンドを有する回転軸と、前記フォークエンドに両端を支持され、回転軸の中心線と直交する中心線を有するピンと、該ピンに回転可能に外嵌されたブッシュと、該ブッシュの上面に固着された操作レバーと、該ブッシュの下面に固着され、前記回転軸と前記ピンの２つの直交する中心線と直交する中心線を有するロッドと、該ロッドに回転可能に、かつ、位置決め可能に外嵌されたカラーと、該カラーから斜め外方に張り出したブラケットに支持され、両端に球形ジョイントユニットが取り付けられたエルボとからなり、一方の球形ジョイントの中心は上記回転軸の中心線の前方延長上にあり、他方の球形ジョイントの中心は上記ピンの中心線のいずれか一方の延長上にあり、一方の球形ジョイントが運転席から見て右側にあり、他方の球形ジョイントが中央にある状態が１つの操作パターンであり、一方の球形ジョイントが中央にあり、他方の球形ジョイントが運転席から見て左側にある状態が他の操作パターンであることを特徴とする操作パターン切換装置。
上記回転軸と上記ピンとの2つの中心線の交点から各球形ジョイント中心までの距離が等しく、上記回転軸の中心線は平面図上で、２つの制御弁のスプールの中心線を結ぶ線分を直角に２等分するように位置し、運転席から見て左側の球形ジョイントの中心から左側の制御弁のスプールの中心線までの距離、前方の球形ジョイントの中心から左側または右側の制御弁のスプールの中心線までの距離、運転席から見て右側の球形ジョイントの中心から右側の制御弁のスプールの中心線までの距離はすべて等しくなっている請求項1記載の操作パターン切換装置。
上記ロッドに対する上記カラーの位置決めは、ロッドの外周に円周方向に９０°ずれて穿設された２つの穴と、カラーに取り付けられ先端部を該穴に抜き差しするインデックスプランジャとによって行なわれるものである請求項1または請求項２記載の操作パターン切換装置。