JP4690983B2 - 建設機械の操作ペダル装置 - Google Patents

Description

本発明は、作業機や、作業機に装着されたアタッチメントを操作する建設機械の操作ペダル装置に関する。

従来、油圧ショベルのような建設機械には、建設機械自体を操作する操作ペダルの他に、作業機を操作するための操作ペダルが備えられている。
通常この種の操作ペダルは、運転室内に設置された運転席の前方に設けられていて、運転席に着席したオペレータは、手で操作レバーを操作しながら足で操作ペダルを操作して、建設機械自体の操作と作業機の操作の全てを行うようになっており、操作ペダルの種類としては、例えば特許文献１に記載された二方向踏み込み式（シーソー式）のものと、特許文献２に記載された一方向踏み込み式のもの等がある。
特許文献１に記載された建設機械のペダル操作装置は、図６に示すように支点ａを中心に前後方向へ回動する操作ペダルｂを有していて、この操作ペダルｂに足ｃ全体を載せ、足ｃの爪先でペダルｂの前端側を踏み込むと、支点ａを中心に操作ペダルｂが前方へ回動し、足ｃの踵で操作ペダルｂの後端側を踏み込むと、支点ａを中心に操作ペダルｂが後方へ回動するようになっている。

また操作ペダルｂの下方にはバルブｄが設置されていて、このバルブｄより上方へ突出されたスプールの先端がペダル取り付け部材（何れも図示せず）に当接されていて、支点ａを中心に操作ペダルｂが前後方向へ回動されるのに伴いスプールが上下方向に摺動されて、バルブｄにより油圧回路が切り換えられるように構成されている。
一方、特許文献２に記載の一方向踏み込み式操作ペダル装置は、ペダルの後端側が床面付近に枢着されていて、床面に踵を付けた状態で足の爪先でペダルの前端側を踏み込むと、支点を中心にペダルが前方へ回動するようになっている。
ペダルの下方には、スプールを上方へ突出したバルブが設置されていて、ペダルが前方へ回動するのに伴いスプールが上下方向に摺動されて、バルブにより油圧回路が切り換えられるように構成されている。
特開２００５−２５０９９５号公報 実開昭６２−５６４８１号公報

前記特許文献１に記載の二方向踏み込み式操作ペダル装置は、例えば建設機械の走行体を前後進させる走行ペダルのように、複数の動作を制御する操作ペダルには有効であるが、足ｃ全体を操作ペダルｂ上に載置して操作するため、長時間使用しているとオペレータが疲労しやすい等の問題がある。
また操作ペダルｂで操作する対象物が、例えば作業機にアタッチメントとして装着された油圧ブレーカの場合、オン、オフ制御となるため、操作ペダルｂが後方へ回動するのを防止するストッパｅを、図６に示すようにペダルｂの後方下部に取り付けているが、この場合でも操作ペダルｂに足ｃ全体を載置して操作する必要があるため、オペレータが疲労するのを防止できない問題がある。

一方、特許文献２に記載の一方向踏み込み式操作ペダルは、踵を床面に着いた状態でペダルを操作できるため、長時間使用していても、二方向踏み込み式操作ペダルに比べてオペレータが疲労することが少ない利点を有する。
しかし作業機を操作する操作ペダルには、二方向操作ペダルにより操作するものと、一方向操作ペダルにより操作するものとがあり、二方向操作ペダルが作業機操作用として設置してある場合、特許文献２に記載の一方向操作ペダルと交換しようとすると、操作ペダルのみならず、バルブ全体を交換しなければならない。
またバルブには多くの油圧配管が接続されていることから、バルブを交換する場合、油圧配置の継ぎ換え作業等が必要となり、操作ペダルの交換作業に多くの時間と労力を必要とし、建設機械の稼働率を低下させる等の問題がある。
本発明はかかる問題を改善するためになされたもので、一方向操作ペダルと二方向操作ペダルの交換が容易な建設機械の操作ペダル装置を提供することを目的とするものである。

本発明の建設機械の操作ペダル装置は、作業機や、作業機に装着されたアタッチメントを制御するバルブを、オペレータの足で操作する建設機械の操作ペダル装置であって、バルブの近傍にピンにより枢着され、かつピンを中心に回動することによりバルブの切り換えが可能なペダル取り付け部材と、床板に踵を着けた状態で操作する一方向操作ペダルと、足全体を載置した状態で操作する二方向操作ペダルとを備え、かつペダル取り付け部材に対し一方向操作ペダルと二方向操作ペダルを交換自在に取り付けたものである。

前記構成により、作業機に油圧ブレーカのようなアタッチメントを装着して作業を行う場合は、一方向操作ペダルをペダル取り付け部材に取り付けることにより、足の踵を床板の上面に着けた状態で一方向操作ペダルを操作し、アタッチメントによる作業を行うことができるため、長時間作業してもオペレータが疲労することが少ないと共に、二方向操作ペダルから一方向操作ペダルに交換する場合も、バルブ全体を取り外して交換する必要がないため、交換作業が短時間で行えるようになり、これによって建設機械の稼働率を低下させることもない。
また既存の操作ペダル装置を改造する場合も、ペダル取り付け部材と、一方向操作ペダル及び二方向操作ペダルを新たに製作する等の小規模な改造のみでよいため、安価に実施することができる上、設置スペースも既存のものとほとんど変わらないため、容易に実施することもできる。

本発明の建設機械の操作ペダル装置は、一方向操作ペダルを、ペダル部材とペダルブラケットとから構成し、かつペダル部材とペダルブラケットとの間に、ペダル部材の角度を調整する角度調整手段を設けたものである。

前記構成により、二方向操作ペダルから一方向操作ペダルに交換した際に、オペレータが操作しやすい角度にペダル部材の角度を調整することができるため、作業時の操作性が向上し、これによって長時間の作業に際してオペレータの疲労をさらに軽減することができる。

本発明の建設機械の操作ペダル装置によれば、一方向操作ペダルをペダル取り付け部材に取り付けることにより、足の踵を床板の上面に着けた状態で一方向操作ペダルを操作し、アタッチメントによる作業を行うことができるため、長時間作業してもオペレータが疲労することが少ないと共に、二方向操作ペダルから一方向操作ペダルに交換する場合も、バルブ全体を取り外して交換する必要がないため、交換作業が短時間で行えるようになり、建設機械の稼働率を低下させることもない。

本発明を、油圧ショベルのような建設機械に実施した実施の形態を、図面を参照して詳述する。
図１は操作ペダル装置が設置された運転室内の斜視図、図２は操作ペダル装置の側面図、図３は一部を切欠した分解側面図、図４は二方向操作ペダルを装着する場合の側面図、図５は一部を切欠した分解側面図である。
図１に示す油圧ショベルの運転室１は、オペレータ（図示せず）が着席する座席２が設置されていて、座席２の両側に設けられた肘掛け３の前部に、左右操作レバー４が設けられている。
これら操作レバー４は、走行体上に設置された旋回体の旋回操作や作業機（何れも図示せず）を操作するもので、座席２の前方には、床板５上に一対の走行ペダル６と、作業機に装着された例えば油圧ブレーカのようなアタッチメント（図示せず）を操作する操作ペダル装置及び床板５上に立設された一対の走行操作レバー８が設けられている。
走行ペダル６と走行操作レバー８は、床下で機械的に連動されていて、走行ペダル６または走行操作レバー８の何れでも走行体の前後動操作と、操舵操作が行えるようになっている。

左右の走行ペダル６には、既存の二方向操作ペダルが使用されていて、走行ペダル６に足全体を載置して操作するようになっており、足でアタッチメントを操作する操作ペダル装置を足で操作している際には、走行操作レバー８を手で操作することにより、作業機を操作しながら走行体の走行操作が行えるようになっている。
走行ペダル６に隣接するように設置された本発明の操作ペダル装置は、図２及び図３に示すように、運転室１の床板５より下方に設置されたバルブ１０の上方に位置している。
バルブ１０は、例えばパイロット回路を切り換えるパイロットバルブよりなり、バルブ１０と操作ペダル装置はユニット化されていて、床板５より操作ペダル装置とともに取り外せるように、床板５にユニット基板１１が複数の固着具１２により取り付けられており、バルブ１０回りの油圧配管には高圧ホース（図示せず）が使用されていて、ユニットを脱着する際に支障をきたさないようになっている。
ユニット基板１１には、バルブ１０より突設されたフランジ１０ａが固着具１２により取り付けられており、フランジ１０ａの上面にブラケット１３が固着されていて、このブラケット１３にピン１４によりペダル取り付け部材１５が前後方向に回動自在に枢着されている。

ペダル取り付け部材１５は、図３に示すようにピン１４を中心に左右対称となる傾斜面１５ａが形成されていて、これら傾斜面１５ａにバルブ１０より上方へ突出された一対のスプール１０ｂの先端が下方より当接されており、ピン１４やスプール１０ｂに塵埃等が付着するのを防止するため、ペダル取り付け部材１５の上面を除く周辺部がゴム等の弾性体により形成された蛇腹状のブーツ１６により覆われている。
ユニット基板１１は、複数の固着具１７により操作ペダル取り付け板１８に下方から取り付けられている。
操作ペダル取り付け板１８は、床板５に開口された開口部（図示せず）を覆うように床板５の上面に取り付けられており、この操作ペダル取り付け板１８を床板５に取り付けている固着具（図示せず）を取り外すことにより、床板５よりユニット全体が取り外せるようになっている。

またペダル取り付け部材１５の上面には、複数の固着具１９により操作ペダル本体２０が着脱自在に取り付けられている。
操作ペダル本体２０は、図２及び図３に示す一方向操作ペダル２１と、図４及び図５に示す二方向操作ペダル２２とからなり、用途に応じて交換できるようになっている。
一方向操作ペダル２１は、図３に示すようにペダル部材２１ａとペダルブラケット２１ｂとからなり、ペダル部材２１ａは、前後方向に細長い長方形状の平板より形成されていて、オペレータの足の踵を床板５上面に着けた状態で、足裏のほぼ全体が載置できる大きさに形成されている。
ペダル部材２１ａの裏面には、前後方向に沿ってリブ２１ｃが突設されており、リブ２１ｃの中央よりやや前側とペダルブラケット２１ｂの間には角度調整手段２４が設けられ、リブ２１ｃの中央よりやや後ろ側には取り付け孔２１ｄが穿設されている。

ペダルブラケット２１ｂは、下面が複数の固着具１９によりペダル取り付け部材１５の上面に着脱自在に取り付けられた基台２１ｅと、基台２１ｅに一対の固着具２３により固定された支持板２１ｆとからなり、支持板２１ｆの先端側は斜め前方へ突出されている。
基台２１ｅに支持板２１ｆの後部側を固定する固着具２３には、ペダル部材２１ａのリブ２１ｃに穿設された取り付け孔２１ｄが挿通されていて、固着具２３を中心にペダル部材２１ａの先端側が上下方向に回動自在となっており、ペダル部材２１ａの角度は、角度調整手段２４により調整自在となっている。
角度調整手段２４は、オペレータの操作しやすい位置にペダル部材２１ａの角度を微調整するもので、図３に示すようにペダル部材２１ａより突設されたリブ２１ｃの前側に形成された長孔２４ａと、支持板２１ｆの先端部よりやや後方に穿設されたピン孔２４ｃ及びこれら長孔２４ａとピン孔２４ｃに挿入された固着具２４ｂとからなる。なおペダル部材２１ａの角度調整方法は後述する。

一方操作ペダル取り付け板１８の前部上面には、ペダル部材２１ａの回動を固定するストッパ手段２５が設置されている。
ストッパ手段２５は、操作ペダル取り付け板１８上に固着された固定ブラケット２５ａと、下端側がピン２５ｂにより固定ブラケット２５ａに枢着されたレバー２５ｃと、レバー２５ｃを前後方向へ付勢するトグルばね２５ｄとからなる。
レバー２５ｃは、長方形状の板体により形成されていて、上端側が図２に示す実線位置から仮想線で示す位置にピン２５ｂを中心に回動自在となっており、レバー２５ｃのほぼ中間部に突設された係止ピン２５ｅとピン２５ｂの間にトグルばね２５ｄが張設されている。
レバー２５ｃの上端側には、ピン２５ｂと平行する方向にストッパ杆２５ｆが突設されていて、レバー２５ｃを図２の仮想線位置へ回動した際、ペダルブラケット２１ｂの支持板２１ｆ先端部に形成された切り欠き２１ｇに係合するようになっており、これによって一方向操作ペダル２１の回動を固定することができると共に、ストッパ杆２５ｆの先端部には、足でレバー２５ｃを回動操作する操作片２５ｇが固着されている。

一方図４及び図５に示す二方向操作ペダル２２は、オペレータの足全体が載置できる長さ及び幅を有する長方形状の板体を、ほぼ逆へ字形に屈曲することにより形成されたペダル部材２２ａと、ペダル部材２２ａの裏面に突設された支持板２２ｂと、支持板２２ｂを介してペダル部材２２ａを支持するペダルブラケット２２ｃとからなる。
ペダルブラケット２２ｃは、下面が複数の固着具１９によりペダル取り付け部材１５の上面に着脱自在に取り付けられるようになっていて、このペダルブラケット２２ｃに一対の固着具２３により支持板２２ｂが固着されている。
支持板２２ｂの先端部には切り欠き２２ｄが形成されていて、この切り欠き２２ｄにストッパ手段２５のストッパ杆２５ｆを係合することにより、二方向操作ペダル２２の回動を固定することができるようになっている。

次に前記構成された建設機械の操作ペダル装置の作用を説明する。
図４に示す二方向操作ペダル２２を使用して作業機を操作している状態から、作業機にアタッチメントとして例えば油圧ブレーカを装着し、油圧ブレーカを一方向操作ペダル２１により操作して作業を行う場合は、まず二方向操作ペダル２２をペダル取り付け部材１５に固定している固着具１９を緩めて二方向操作ペダル２２をペダル取り付け部材１５より取り外す。
次に一方向操作ペダル２１のペダルブラケット２１ｂを固着具２３によりペダル取り付け部材１５に固定したら、角度調整手段２４によりペダル部材２１ａの角度調整を行う。

すなわちオペレータの足の踵を床板５の上面に着けて操作する一方向操作ペダル２１は、ペダル部材２１ａの角度がオペレータの慣れた角度でないと作業する際に操作性が低下し、疲労の原因となるので、オペレータの操作しやすい位置にペダル部材２１ａの角度を微調整する。
調整にあたっては、ペダル部材２１ａをペダルブラケット２１ｂに固定している２本の固着具２３のうち後側の固着具２３と、ペダル部材２１ａを支持板２１ｆに固定している固着具２４ｂを緩め、後側の固着具２３を中心にペダル部材２１ａの上端側を上下方向に回動し、ペダル部材２１ａの角度を微調整する。
このときの調整範囲は、リブ２１ｃに形成された長孔２４ａの長さにもよるが、本実施の形態では、中立位置から上方へ４．５°、下方へ４．５°の計９°程度となっている。

以上のようにしてペダル部材２１ａの角度調整が終了したら、固着具２３、２４ｂを締め付けてペダル部材２１ａをペダルブラケット２１ｂに固定してから作業に供するもので、足の踵を床板５の上面に着けた状態で一方向操作ペダル２１を操作して、油圧ブレーカによる破砕作業等を行うことができるため、長時間作業しても、オペレータが疲労することが少ない。
また作業を中断したり終了する際には、ストッパ手段２５のストッパ杆２５ｆに設けた操作片２５ｇを足の爪先で手前に引き寄せて、ピン２５ｂを中心にレバー２５ｃを後方へ回動させ、ストッパ杆２５ｆを図２の仮想線に示すように支持板２１ｆの切り欠き２１ｇに係合すことにより、一方向操作ペダル２１の回動を固定することができるため、不用意に油圧ブレーカが動作するのを防止することができる。

一方油圧ブレーカに代えて二方向操作ペダル２２により動作を制御するアタッチメントを作業機に装着して作業を行う場合は、一方向操作ペダル２１を取り外し、図４に示す二方向操作ペダル２２のペダルブラケット２２ｃをペダル取り付け部材１５に取り付ける。
これによって二方向操作ペダル２２のペダル部材２２ａに足全体を載置した状態で、ペダル部材２２ａを前後方向に回動することにより、二方向操作ペダル２２によりアタッチメントを操作して作業を行うことができるようになる。
また作業を中断したり、終了する場合は、一方向操作ペダル２１と同様に、ストッパ手段２５のストッパ杆２５ｆに設けた操作片２５ｇを足の爪先で手前に引き寄せて、ピン２５ｂを中心にレバー２５ｃを後方へ回動させ、ストッパ杆２５ｆを支持板２２ｂの切り欠き２２ｄに係合すことにより、二方向操作ペダル２２の回動を固定することができる。

なお前記実施の形態では、角度調整手段２５の長孔２４ａをペダル部材２１ａ側のリブ２１ｃに形成したが、ペダルブラケット２１ｂ側の支持板２１ｆに設けてもよい。
また油圧ショベルに実施した実施の形態について説明したが、一方向操作ペダル２１と二方向操作ペダル２２を交換して作業する必要のある建設機械全般に適用できるものである。

本発明の実施の形態になる操作ペダル装置を設置した建設機械の運転室を示す斜視図である。 本発明の実施の形態になる建設機械の操作ペダル装置に一方向操作ペダルを装着した状態の側面図である。 本発明の実施の形態になる建設機械の操作ペダル装置に一方向操作ペダルを装着した状態の一部切欠分解側面図である。 本発明の実施の形態になる建設機械の操作ペダル装置に二方向操作ペダルを装着した状態の側面図である。 本発明の実施の形態になる建設機械の操作ペダル装置に二方向操作ペダルを装着した状態の一部切欠分解側面図である。 従来の二方向操作ペダルを装着した建設機械の操作ペダル装置を示す側面図である。

符号の説明

５ 床板
１０ バルブ
１４ ピン
１５ ペダル取り付け部材
２１ 一方向操作ペダル
２１ａ ペダル部材
２１ｂ ペダルブラケット
２２ 二方向操作ペダル
２４ 角度調整手段

Claims (2)

1. 作業機や、前記作業機に装着されたアタッチメントを制御するバルブを、オペレータの足で操作する建設機械の操作ペダル装置であって、前記バルブの近傍にピンにより枢着され、かつ前記ピンを中心に回動することにより前記バルブの切り換えが可能なペダル取り付け部材と、床板に踵を着けた状態で操作する一方向操作ペダルと、足全体を載置した状態で操作する二方向操作ペダルとを備え、かつ前記ペダル取り付け部材に対し前記一方向操作ペダルと前記二方向操作ペダルを交換自在に取り付けたことを特徴とする建設機械の操作ペダル装置。
2. 前記一方向操作ペダルを、ペダル部材とペダルブラケットとから構成し、かつ前記ペダル部材と前記ペダルブラケットとの間に、前記ペダル部材の角度を調整する角度調整手段を設けてなる請求項１に記載の建設機械の操作ペダル装置。

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