JP4473657B2 - バックホーの操作パターン切換装置 - Google Patents

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Description

本発明は、バックホー等の作業機を駆動する複数の油圧アクチュエーターを操作する操作レバーの操作パターンを切り換える装置に関する。特に、油圧アクチュエーターを制御するためのコントロールバルブと該コントロールバルブをパイロット圧で操作するパイロット弁との間に設ける操作パターン切換装置の操作レバーの技術に関する。
掘削作業機を搭載したバックホーは、ブームやアームやバケットを回動駆動するために油圧アクチュエーターとして油圧シリンダを備え、旋回台を左右に回動するために油圧モータを備えている。該油圧シリンダや油圧モータはコントロールバルブを切り換えることにより伸縮駆動や回転駆動され、該コントロールバルブはパイロット式のリモコンバルブからのパイロット油圧により切り換えられる構成としている。そして、左右の操作レバーを操作することにより、アクチュエーターを作動させてブームやアームやバケットの回動および旋回が可能となっているが、この操作パターンは製造メーカーにより異なり、複数のパターンが存在している。このいずれかのパターンに慣れた操縦者が、他のメーカーの油圧作業機を操作する場合に、操作パターンが異なると誤操作をするおそれがあり、作業もスムースに行うことができない。
そこで、各メーカーではこれらのパターンに合うように変更できるようにした技術がある。これらはコントロールバルブと操作レバー基部に設けられるリモコン弁との間に操作パターン変更用の切換バルブを設けており、該切換バルブを切換レバーの操作により手動で切り換えられるようにしていた(例えば、特許文献1参照)。この切換レバーはロータリバルブの弁体に連結して、該切換レバーにディテント装置を付設して切換位置で保持できるようにし、該切換レバーはL字状に構成されて、一端を回転式の弁体に固定し、他側に把手を形成し、該把手近傍にディテント装置のノブを配置し、該ノブの先端が切換バルブのケーシングに係止されるようにしていた。また、切換レバーの一端を弁体に固定し他側にグリップを設け、レバーの中途部に固定孔を開口し、切換位置において蝶ネジでケーシングに固定する技術(例えば、特許文献2、特許文献3参照)もある。
特開平5−71249号公報 特開2000−213003号公報 特開2001−207481号公報
しかし、特許文献1の技術の場合、操作パターンを切り換えるときには、ノブを引き上げて係止孔との係合を解除し、持ち上げた状態で所望の操作パターン位置まで回動し、ノブが係止孔に係合する位置でロックされるようにしていたが、切換レバーにはグリップとノブの二つの操作部材が必要であり、ノブはグリップに隠れているために切換位置でロックされたかどうかが分からず、切換操作後に確認せずに切換位置でない位置で作業を行うと、作業機の動きが悪くなることがあった。また、特許文献2や特許文献3の技術では、操作パターンを切り換えるためには、蝶ネジを外す必要があり、ワンタッチで着脱することはできず操作が面倒であり、蝶ネジを一旦外して切り換え後に再び蝶ネジで固定するのであるが、蝶ネジを外して側方において切換操作した場合などは締め忘れが発生したり紛失したりし、また、締め込みが緩いと振動で外れて紛失してしまうこともあり、紛失してしまうと切換途中に切換レバーが位置することがあり、確実な操作ができないことがあった。
そこで本発明は、切換レバーによる操作パターンの切換が確実に行え、かつ、ロックも確実に容易に行えるようにするとともに、切り換えたことが容易に認識できるようにし、切換レバーもコンパクトにした操作パターン切換装置を提供するものである。
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
複数の油圧アクチュエーター(9・10・11・13)の作動を制御するコントロールバルブ(31・32・33・34)と、該コントロールバルブ(31・32・33・34)をパイロット油圧により操作するパイロットバルブ(35・36)との間の接続を変更する切換バルブ(37)であって、該切換バルブ(37)のバルブ本体となるケーシング(41)を略円筒状に構成し、上下方向に配置した軸心部分に、ロータリバルブを形成する弁体を回動可能に配置し、該弁体の上端に切換レバー(42)の一端を固設し、該切換レバー(42)は水平方向に回動可能に弁体により枢支し、該ケーシング(41)の切換レバー(42)が固設される上面に、該切換レバー(42)による操作パターンへの切換位置に合わせ、回動中心に対して所定角度をあけて複数の凹部(41a・41b)を半径方向に設け、該切換レバー(42)の他端に、水平方向で、かつ切換レバー(42)の長手方向に対して直角方向に軸心を具備したボス部(42a)を形成し、該ボス部(42a)に枢支軸(44)を軸支し、該枢支軸(44)により操作用ハンドル(43)の基部を回転自在に枢支し、該操作用ハンドル(43)は、他端にグリップ(43c)を形成し、該グリップ(43c)と枢支軸(44)を結ぶ線に対して直角方向に、突部(43a)を突出し、該突部(43a)は切換レバー(42)の回動軸心側に向かって突出し、前記切換レバー(42)のボス部(42a)の近傍に長手方向に開口した挿入孔(42b)を通過して、前記ケーシング(41)に設けた凹部(41a・41b)に嵌入可能とし、該操作用ハンドル(43)を垂直に起立させた状態では、該操作用ハンドル(43)の重心(G)が枢支軸(44)よりも突部(43a)側に位置し、該操作用ハンドル(43)は、自重により水平方向へ回動すべく構成し、前記切換バルブ(37)の上方を覆うカバー(46)を開閉可能に設け、前記操作用ハンドル(43)が垂直に起立された位置から、水平方向に回動した場合にのみ、該カバー(46)を閉じることを可能としたものである。
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
複数の油圧アクチュエーター(9・10・11・13)の作動を制御するコントロールバルブ(31・32・33・34)と、該コントロールバルブ(31・32・33・34)をパイロット油圧により操作するパイロットバルブ(35・36)との間の接続を変更する切換バルブ(37)であって、該切換バルブ(37)のバルブ本体となるケーシング(41)を略円筒状に構成し、上下方向に配置した軸心部分に、ロータリバルブを形成する弁体を回動可能に配置し、該弁体の上端に切換レバー(42)の一端を固設し、該切換レバー(42)は水平方向に回動可能に弁体により枢支し、該ケーシング(41)の切換レバー(42)が固設される上面に、該切換レバー(42)による操作パターンへの切換位置に合わせ、回動中心に対して所定角度をあけて複数の凹部(41a・41b)を半径方向に設け、該切換レバー(42)の他端に、水平方向で、かつ切換レバー(42)の長手方向に対して直角方向に軸心を具備したボス部(42a)を形成し、該ボス部(42a)に枢支軸(44)を軸支し、該枢支軸(44)により操作用ハンドル(43)の基部を回転自在に枢支し、該操作用ハンドル(43)は、他端にグリップ(43c)を形成し、該グリップ(43c)と枢支軸(44)を結ぶ線に対して直角方向に、突部(43a)を突出し、該突部(43a)は切換レバー(42)の回動軸心側に向かって突出し、前記切換レバー(42)のボス部(42a)の近傍に長手方向に開口した挿入孔(42b)を通過して、前記ケーシング(41)に設けた凹部(41a・41b)に嵌入可能とし、該操作用ハンドル(43)を垂直に起立させた状態では、該操作用ハンドル(43)の重心(G)が枢支軸(44)よりも突部(43a)側に位置し、該操作用ハンドル(43)は、自重により水平方向へ回動すべく構成し、前記切換バルブ(37)の上方を覆うカバー(46)を開閉可能に設け、前記操作用ハンドル(43)が垂直に起立された位置から、水平方向に回動した場合にのみ、該カバー(46)を閉じることを可能としたので、操作用ハンドルを操作して操作パターンを変更したときに、ハンドルの突部を本体側の凹部に係合させるだけで、自重でロックが可能となり、一つのハンドルによりワンタッチで操作操作してロックおよびロック解除ができ、操作性を向上することができる。
また、ロックするための構造が簡単で蝶ネジ等の部品を紛失するおそれがなく、容易に製作できる。
また、ハンドルを起立状態にすることでロックが解除されて切換操作ができ、ハンドルから手を放すと自重により水平方向に倒れて突部が凹部に嵌合して自動的にロックすることができ、操作性を向上できる。また、ハンドルが起立しているか、倒れているかで、ロックされているかどうかが容易に視認により判断できる。
また、切換途中、つまり完全に切換位置に切換レバーが回動されていないと、ハンドルは起立状態となり、カバーを閉じることができないので、切換が確実に行われているかどうかが容易に認識することができる。
次に、発明の実施の形態を説明する。
図1は本発明の操作パターン切換装置を装備した掘削作業車の全体側面図、図2は油圧操作ブロック図である。
図3は操作パターン切換装置の側面図、図4は同じく平面図、図5は切換レバーを他の切換パターン位置に回動し操作用ハンドルを起立させた状態の平面図、図6は操作用ハンドルを起立させた切換レバーの側面断面図である。
まず、本発明の操作パターン切換装置を有する掘削作業車としてバックホーを実施例として説明する。
図1において、バックホーは、本機の前部に作業機7を装着しており、本機はクローラ式走行装置1の上部中央に旋回台軸受17を介して旋回フレーム2を左右旋回可能に支持しており、該旋回フレーム2上には旋回用の油圧モータ13が配置されている。該クローラ式走行装置1の前後一側には、ブレード3を上下回動自在に配設している。旋回フレーム2の上部にはエンジン等を被覆するボンネット14が配設され、該ボンネット14上に運転席16を配置し、該運転席16の近傍に油圧操作レバー21・22やロックレバー23等を配置し、運転席16前方に走行レバー25やペダル等を配置して運転操作部を構成している。該運転操作部の上方にはキャノピー8が配設されている。
また、旋回フレーム2の前端部にはブームブラケット12が左右回動可能に取り付けられ、該ブームブラケット12にはブーム6の下端部が上下回動自在に支持されている。ブーム6は途中部で前方に屈曲して側面視略「く」字状に形成されており、該ブーム6の上端部にはアーム5が回動自在に支持され、該アーム5の先端部には作業用アタッチメントであるバケット4が回動自在に支持されている。これらのブーム6、アーム5、及びバケット4等により作業機7が構成されている。
そして、前記ブーム6はブームシリンダ11により回動動作され、アーム5はアームシリンダ10により回動動作され、バケット4はバケットシリンダ9により回動動作され、クローラ式走行装置1上の旋回体は油圧モータ13により旋回される。前記ブームシリンダ11、アームシリンダ10、及びバケットシリンダ9は油圧シリンダにより構成され、運転操作部に配設される油圧操作レバー21やペダル等の回動操作により後述するパイロットバルブ(リモコン弁)35・36が切り換えられて、該パイロットバルブから主バルブ(コントロールバルブ31・32・33・34)を切り換えて、旋回台2のボンネット14内に配設される油圧ポンプから油圧ホースを通じて圧油が供給されることにより伸縮駆動や油圧モータ13が回転駆動される。
次に、本発明の操作パターン切換装置30について説明する。図2に示すように、操作パターン切換装置30は前記バケットシリンダ9、アームシリンダ10、ブームシリンダ11および油圧モータ13の複数の油圧アクチュエーターの作動を制御するコントロールバルブ31・32・33・34と、該コントロールバルブ31・32・33・34をパイロット油圧により操作するパイロット操作式のリモコン弁35・36との間を接続する油路の途中に配設される切換バルブ37で構成される。該切換バルブ37は本実施例では、ロータリバルブで構成され、二つの操作パターンを切換可能に構成しているが、3種類以上の操作パターンを切り換える構成とすることも可能である。
バケットシリンダ9はコントロールバルブ31を切り換えることにより伸縮でき、アームシリンダ10はコントロール32を切り換えることにより伸縮でき、ブームシリンダ11はコントロールバルブ33を切り換えることにより伸縮でき、油圧モータ13はコントロールバルブ34を切り換えることにより左右に回動することができる。該コントロールバルブ31・32・33・34は並列に配設されてコントロールバルブユニットとしてステップ下方に配設される。
リモコン弁35・36は左右の油圧操作レバー21・22の基部に配置され、例えば、右側の油圧操作レバー21によりブーム6の上げ・下げとバケット4のダンプ・掘削を操作し、左側の油圧操作レバー22によりアーム5のダンプ・掘削と旋回体の左右旋回を操作できるようにしている。前記切換バルブ37を切り換えることにより、油圧操作レバー21・22のいずれかの前後と左右の操作方向の切換ができるようにしている。
切換バルブ37は本実施例では座席の横下方に配置されており、ステップ近傍に設けたカバー46を開けることにより切換操作できるようにしている。該切換バルブ37は図3、図4に示すように、バルブ本体となるケーシング41が略円筒状に構成され、該ケーシング41の軸心が鉛直(上下)方向に配置されて、該軸心部分にロータリバルブを形成する弁体が回動可能に配置されている。該弁体の上端に切換レバー42の一端が固設されて、該切換レバー42の他端には操作用ハンドル43が設けられている。該切換レバー42の一端は尖状に構成されて矢印の役目を果たすようにし、ケーシング41の上面に切換位置を示す名盤40a・40b等を配設することで、どの操作パターンに切り換えているかかが容易に分かるようにしている。
切換レバー42の他側にはボス部42aが形成され、該ボス部42aは切換レバー42の長手方向に対して直角方向に軸心が形成されている。該ボス部42aに枢支軸44が挿入れて回転自在に軸支され、該枢支軸44に操作用ハンドル43の基部が回転自在に枢支されている。該枢支軸44が操作用ハンドル43の回動支点となる。該ボス42a近傍に長手方向と平行に挿入孔42bが開口され、後述する操作用ハンドル43の突部43aを挿入可能としている。但し、挿入孔42bは溝または切欠とすることもできる。また、ボス42aの側端に操作用ハンドル43を設ける場合には挿入孔42bを設ける必要はない。
操作用ハンドル43は図6に示すように、一端に枢支孔43bを開口して枢支軸44を挿入できるようにし、他端にグリップ43cを形成し、枢支孔43bとグリップ43c間位置から、枢支孔43bとグリップ43cを結ぶ線に対して直角方向に突部43aを突出している。つまり、突部43aは切換レバー42の回動軸心側に向かって突出している。但し、突部43aは前記と反対方向に突出する構成とすることもできる。また、突部43aと反対側にストッパーとなる突起43dが突出され、該突起43dが切換レバー3上面と当接して操作用ハンドル43が鉛直方向を向いた状態で保持できるようにしている。このようにして、操作用ハンドル43を起立させた状態では、操作用ハンドル43の重心Gは操作用ハンドル43の回動支点となる枢支孔43bよりも突部43aが係合する凹部41a(41b)側に位置することとなり、操作する支えを解除すると、自重により凹部41a(41b)側へ回動することになる。つまり、操作用ハンドル43は水平方向に位置しようとする。
また、前記ケーシング41の切換レバー42が配置される上面には、切換レバー42の回動中心に対して所定角度をあけて凹部41a・41bが半径方向に設けられ、前記挿入孔42bも半径方向に設けられ、操作用ハンドル43が倒れたときに前記突部43aと係合可能としている。該凹部41a・41bは切換レバー42を回動した操作パターンの切換位置に合わせて設けられている。該凹部41a・41bは突部43aの形状に合わせた大きさとし、切欠や溝や孔等で構成することができ、切換位置では凹部41aまたは41bと挿入孔42bとは重複した位置となる。
このように構成することによって、切換位置においては、操作用ハンドル43は自重により、突部43aが下方に回動して水平方向に位置し、突部43aが凹部41aまたは凹部41bに係合してロックされた状態となっている。そして、操作パターンを切り換えるときには、操作用ハンドル43のグリップ43cを握って持ち上げることにより、枢支軸44を中心に上方へ回動し、突部43aが凹部41aまたは凹部41bから抜けて、切換レバー42は左右に回動可能となり、操作用ハンドル43が上下方向に起立した状態となっているので、グリップ43cを握り回動操作し易い状態となっている。そして、切換後に操作用ハンドル43を放すと、自重により突部43aが下方に回動して凹部41aまたは凹部41bに係合してロックされ、操作用ハンドル43は水平方向となり、突出部がなくなりコンパクトに収納され、操作パターン切換装置30自体が小さな空間に配置することができるのである。なお、操作用ハンドル43が切換位置と切換位置の間、つまり、突部43aが凹部41aと凹部41bの間に位置するときには係合できないために操作用ハンドル43は水平状態とすることはできず起立した状態となり、切り換えたかどうかが容易に認識できるようになっており、確実に切り換えていない状態で作業機を駆動して作業機が作動しないというような状態を回避できる。
以上のように、複数の油圧アクチュエーターとなるシリンダ9・10・11と油圧モータ13の作動を制御するコントロールバルブ31・32・33・34と、該コントロールバルブをパイロット油圧により操作するパイロットバルブとなるリモコン弁35・36との間の接続を変更する切換バルブ37であって、該切換バルブ37を切り換える切換レバー42に操作用ハンドル43を位置変更可能に設け、該ハンドル43に突部43aを形成し、切換バルブ37の本体側の切換位置には前記突部43aと係合可能な凹部41aまたは41bを形成し、前記操作用ハンドル43は切換レバー42に対して水平方向と鉛直方向に回動可能に枢支され、該操作用ハンドル43の重心Gを回動支点となる枢支実開昭44よりも凹部41aまたは41b側に位置するように構成している。
従って、操作用ハンドル43を操作して操作パターンを変更したときに、操作用ハンドル43の突部43aを本体側の凹部41aまたは41bに係合させるだけでロックが可能となり、一つのハンドルによりワンタッチで操作操作してロックおよびロック解除ができ、操作性を向上することができる。また、ロックするための構造が簡単で蝶ネジ等の部品を紛失するおそれがなく、容易に製作できる。また、操作用ハンドル43を起立状態にすることでロックが解除されて切換操作ができ、操作用ハンドル43から手を放すと自重により水平方向に倒れて突部43aが凹部41aまたは41bに嵌合して自動的にロックすることができ、操作性を向上できる。また、ハンドルが起立しているか、倒れているかで、ロックされているかどうかが容易に視認により判断できるのである。
また、図3に示すように、操作パターン切換装置30の上方にはカバー46または蓋が配置されており、運転操作部の外部から見えないようにして、部外者が容易に操作できないようにしている。該カバー46は前記切換レバー42の直上方に位置して、操作用ハンドル43が上下方向の起立した状態ではカバー46が閉じることができないようにしている。本実施例ではカバー46と操作パターン切換装置30の間に若干の空間を有するため、カバー46下面より当接プレート47を下方に突出し、該当接プレート47の先端が操作用ハンドル43が水平方向に位置した状態でその直上方に位置するように配設している。なお、該当接プレート46の幅は図4の切換位置から図5の切換位置の範囲に位置している。つまり、切換レバー42の操作範囲の幅を有している。このように、前記切換バルブ37の上方を覆うカバー46を開閉可能に設け、前記操作用ハンドル43が水平方向に位置しているときのみカバー46を閉じることが可能に構成している。
従って、急いで切換操作した場合などで、操作用ハンドル43が切換位置と切換位置の間に位置して確実に切り換えられていない状態では、操作用ハンドル43の突部43aは凹部41aまたは凹部41bに係合できないので、起立した状態となり、カバー46を閉じたときには、カバー46または当接プレート47が操作用ハンドル43に当接して、カバー46は完全に閉じることができず、オペレーターは確実に切り換えられていないことが容易に認識でき、作業機が作動しないとういうようなことがなくなる。
そして更に、カバー46の閉じ位置に、カバー46が閉じられたかどうかを検知する手段としてスイッチ等のセンサー48を配置し、該センサー48を警報装置49と接続することができる。該警報装置49はブザーやスピーカ等より構成して、確実に閉じられていないときはセンサー48が検知して警報音を発するように構成することができる。また、警報装置として運転席16前方の操作コラム上のランプを設けて点滅させたり、ディスプレイ等の表示装置を設けて、切換レバー42が確実に切り換えられていないときにはその旨を表示するように構成することもできる。なお、検知手段となるセンサー48は操作用ハンドル43が起立した状態か、水平となった状態かを検知するように構成することもできる。この場合操作用ハンドル43の回動基部等にセンサー48を配置する。
このように前記カバー46の開閉を検知する手段としてセンサー48を設け、該検知手段を警報装置49と接続したことにより、操作用ハンドル43が切換位置と切換位置の間に位置して確実に切り換えられていない状態では、カバー46を閉じることができないので、警報が発せられて、切り換えられていないことを容易にオペレーターに認識させることができ、作業が動かない理由が容易に分かり対処し易くなる。
本発明の操作パターン切換装置を装備した掘削作業車の全体側面図。 油圧操作ブロック図。 操作パターン切換装置の側面図。 操作パターン切換装置の平面図。 切換レバーを他の切換パターン位置に回動し操作用ハンドルを起立させた状態の平面図。 操作用ハンドルを起立させた切換レバーの側面断面図。
符号の説明
37 切換バルブ
41a・41b 凹部
42 切換レバー
43 操作用ハンドル
43a 突部
44 枢支軸
46 カバー
48 センサー
49 警報装置

Claims (1)

  1. 複数の油圧アクチュエーター(9・10・11・13)の作動を制御するコントロールバルブ(31・32・33・34)と、該コントロールバルブ(31・32・33・34)をパイロット油圧により操作するパイロットバルブ(35・36)との間の接続を変更する切換バルブ(37)であって、該切換バルブ(37)のバルブ本体となるケーシング(41)を略円筒状に構成し、上下方向に配置した軸心部分に、ロータリバルブを形成する弁体を回動可能に配置し、該弁体の上端に切換レバー(42)の一端を固設し、該切換レバー(42)は水平方向に回動可能に弁体により枢支し、該ケーシング(41)の切換レバー(42)が固設される上面に、該切換レバー(42)による操作パターンへの切換位置に合わせ、回動中心に対して所定角度をあけて複数の凹部(41a・41b)を半径方向に設け、該切換レバー(42)の他端に、水平方向で、かつ切換レバー(42)の長手方向に対して直角方向に軸心を具備したボス部(42a)を形成し、該ボス部(42a)に枢支軸(44)を軸支し、該枢支軸(44)により操作用ハンドル(43)の基部を回転自在に枢支し、該操作用ハンドル(43)は、他端にグリップ(43c)を形成し、該グリップ(43c)と枢支軸(44)を結ぶ線に対して直角方向に、突部(43a)を突出し、該突部(43a)は切換レバー(42)の回動軸心側に向かって突出し、前記切換レバー(42)のボス部(42a)の近傍に長手方向に開口した挿入孔(42b)を通過して、前記ケーシング(41)に設けた凹部(41a・41b)に嵌入可能とし、該操作用ハンドル(43)を垂直に起立させた状態では、該操作用ハンドル(43)の重心(G)が枢支軸(44)よりも突部(43a)側に位置し、該操作用ハンドル(43)は、自重により水平方向へ回動すべく構成し、前記切換バルブ(37)の上方を覆うカバー(46)を開閉可能に設け、前記操作用ハンドル(43)が垂直に起立された位置から、水平方向に回動した場合にのみ、該カバー(46)を閉じることを可能としたことを特徴とするバックホーの操作パターン切換装置。
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