JP4727527B2 - 操作パターン選択弁のロック装置 - Google Patents

Description

本発明は、油圧ショベルやその応用機械のように上部旋回体に多関節フロントを取付けた作業機において、多関節フロント操作用の各部油圧シリンダや旋回装置の油圧モータが運転席の両側のどの傾動式操作レバーによりどの方向に操作するかがメーカー間またはメーカーと国際規格との間で異なる場合があることを考慮して、オペレータの経験に合わせた操作パターンでオペレータが傾動式操作レバーを操作しうるようにするための操作パターン選択弁に係わり、選択された操作パターンが何者かによって変更されることがないようにロックし、もって安全性を高めたロック装置に関する。

油圧ショベルやその基本構成を応用して構成された各種作業機においては、下部走行体上に旋回装置を介して上部旋回体を設置し、上部旋回体にブーム、ブーム先端のアーム、アーム先端のバケット等の作業具と、これらを起伏または回動させる油圧シリンダからなる多関節フロントが取付けられる。前記旋回装置の旋回用油圧モータを操作するパイロット弁や、前記多関節フロントの各部油圧シリンダを操作するパイロット弁の傾動式操作レバーは、通常、特許文献１、２に開示されているように、運転席の前部の左右に設置される。

このような操作レバーは、中央に起立した状態、すなわちアクチュエータが停止した状態とする位置から、前後、左右に操作するもので、例えばあるメーカーでは、右側の操作レバーの前方、後方への操作は、それぞれブーム下げ、ブーム上げに対応し、また、左方、右方への操作は、バケットクラウド（掘削）、バケットダンプ（排土）に対応する。また、左側の操作レバーの前方、後方への操作は、それぞれ右旋回、左旋回に対応し、また、左方、右方への操作は、アーム上げ、アーム下げに対応する。

しかしながら、他のメーカーの作業機では、例えば左側の操作レバーの前方、後方への操作は、それぞれアーム下げ、アーム上げに対応し、また、左方、右方への操作は、それぞれ左旋回、右旋回に対応する。

このようにメーカー間またはメーカーと国際規格との間で操作レバーの操作パターンが異なることにより、左右いずれの操作レバーで操作するかあるいは前後に操作するか左右に操作するかの操作方向が異なると、あるメーカーの作業機に慣れ親しんだオペレータが他のメーカーの作業機を操作する場合、操作が困難になると共に、誤操作するおそれがある。このため、新たな作業機を使用して作業を行なうに当たり、操作レバーの操作パターンをオペレータの慣れ親しんだものに合わせることが行なわれる。このように操作パターンを選択可能とするため、前記操作レバーにより操作されるパイロット弁とコントロール弁の操作油室との間に、油路を切り換えるための操作パターン選択弁が設けられる。

特許文献１に記載の操作パターン選択弁は、油圧管路を接続するポートを有する円筒体の内部に回動式スプールを嵌合している。また、この回動式スプールの端部に軸を固定し、この軸を端板中央の穴から突出させ、この軸にその半径方向に回動式操作レバーを取付けている。そして、この回動式操作レバーを回動させることにより、円筒体に設けたあるポートと別の複数のポートの１つが連通し、他のポートが遮断されるように構成されている。

このような操作パターン選択弁は、前記回動式操作レバーをある操作パターンとなるように設定した後、これを他のオペレータ等何者かによって設定を変更されると、常用しているオペレータ等が運転する際に誤操作を起こすおそれがある。このため、他の者が操作パターンを容易に変更することができないようにするため、特許文献１、２ においては、回動式操作レバーを固定位置で施錠してロックすることが提案されている。

特許文献１に記載のロック装置は、回動式操作レバーに溶接したブラケットに起伏可能に施錠用穴を有するロック板を取付け、一方、回動式操作レバーを端板に固定する蝶ねじの頭部に施錠用穴を設け、前記ロック板と前記蝶ねじの施錠用穴に錠を挿着して回動式操作レバーを施錠しロックした例が示されている。また他の例として、回動式操作レバーと前記ケースにそれぞれ施錠用穴を有するブラケットを設けて両者を錠により結合した例が開示されている。特許文献２には回動式操作レバーとこれに挿着する前記蝶ねじに半径方向に穴を設け、これらの穴にワイヤ式の錠を挿着している。

実開平５−４７６６０号公報 特開平５−４９８５８号公報

特許文献１、２に記載のロック装置は、いずれも操作パターン選択弁側にロック板取付け用等のためのブラケットを溶接するか穴を設ける等の加工を施す必要があり、製造が容易ではないという問題点がある。特に操作パターン選択弁は弁の専門メーカーにより製造されるのが実情であるので、作業機のメーカーにとってはこの製造上の困難が大きくなる。

本発明は、上記問題点に鑑み、操作パターン選択弁に加工を施す必要がなく、比較的容易に製造できる操作パターン選択弁のロック装置を提供することを目的とする。

請求項１の操作パターン選択弁のロック装置は、作業機の多関節フロントおよび上部旋回体旋回用の旋回装置をそれぞれ駆動する油圧アクチュエータと、
前記各油圧アクチュエータを制御する油圧操作式コントロール弁およびコントロール弁を操作するパイロット弁と、
前記パイロット弁の操作レバーとして運転席の左右にそれぞれ設置される前後、左右の傾動式操作レバーと、
前記油圧操作式コントロール弁の操作油室と、この操作油室にパイロット油を供給するパイロット弁との間の管路に挿入され、前記傾動式操作レバーにより操作される油圧アクチュエータの選択またはおよび前記傾動式操作レバーの操作方向に対する油圧アクチュエータの動作方向の選択を行なう操作パターン選択弁とを備え、
前記操作パターン選択弁は、回動式スプールを収容した円筒体の端面に端板を取付け、この端板より突出させた回動式スプールの軸に、この軸の半径方向に回動式操作レバーを取付けた構成を有する作業機において、
前記端板に設けられたねじ穴にねじ込むねじに固着されるかあるいはねじと一体に形成され、かつ施錠用穴を有する第１のブラケットと、前記回動式操作レバーに嵌合する嵌合部および施錠用穴を有する第２のブラケットと、錠とを備え、
前記第２のブラケットの嵌合部は前記回動式操作レバーを軸方向に挿通する取付穴を有し、
前記ねじ穴に前記ねじをねじ込んで前記第１のブラケットを前記端板に固定し、前記回動式操作レバーを前記第２のブラケットの嵌合部の前記取付穴に挿通して第２のブラケットを前記回動式操作レバーに取付け、前記第１のブラケットと前記第２のブラケットの施錠用穴に前記錠を挿着して前記回動式操作レバーをロックする
ことを特徴とする。

請求項２の操作パターン選択弁のロック装置は、請求項１に記載の操作パターン選択弁のロック装置において、
前記第２のブラケットは、前記回動式操作レバーの先端に当接して前記回動式スプールの軸から前記回動式操作レバーが抜け出ることを防止するストッパを有する
ことを特徴とする。

請求項１の発明においては、第１のブラケットと第２のブラケットとの間を結合している錠を解錠する以外、回動式操作レバーを回して外すことができないので、何者かによって操作パターンが変えられるおそれがない。一般に操作パターン選択弁の端板に設けるねじ穴は、本来、回動式操作レバーを固定するために設けられているものであり、本発明における第１、第２のブラケットは、操作パターン選択弁とは別体に備えるものであるから、操作パターン選択弁にブラケットの溶接や穴あけ等の作業を行なう必要がないため、製造が容易となる。

また、請求項１の発明においては、回動式操作レバーに、この操作レバーを端板に固定するためのねじ挿入穴を設ける必要がないので、回動式操作レバーが細い小型の操作パターン選択弁に適用可能となる。

請求項２の発明においては、回動式操作レバーが回動式スプールの軸の穴に挿着またはねじ込みにより取付けられている場合、ストッパによりこの回動式操作レバーが引き抜けなくなるため、安全性がより向上する。

図１は本発明を適用する作業機の一例であり、作業機が油圧ショベルである場合について示す。図１において、１は下部走行体、２は下部走行体１に旋回装置３を介して設置された上部旋回体でこの上部旋回体２上には油圧パワーユニット４や運転室５等が搭載される。６は上部旋回体２に取付けられた多関節フロントであり、これはブーム７、アーム８、バケット９、ブーム起伏用油圧シリンダ１０、アーム回動用油圧シリンダ１１、バケット回動用油圧シリンダ１２とからなる。

図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、運転室５内の運転席１５の前部の左右には、前後、左右に傾動させて操作する傾動式操作レバー１３、１４が設置される。これらの傾動式操作レバー１３、１４は、前記旋回装置３の旋回用油圧モータや油圧シリンダ１０、１１、１２を制御するコントロール弁操作用パイロット弁の操作レバーである。１６は傾動式操作レバー１３、１４のいずれあるいはいずれの操作方向で旋回装置３の旋回用油圧モータや油圧シリンダ１０、１１、１２を操作するかを選択する操作パターン選択弁であり、この実施の形態ではこの操作パターン選択弁１６は左側の傾動式操作レバー１３の下方部位に設置されている。なお、操作パターン選択弁１６の設置位置はこの例に限られるものではなく、例えば上部旋回体２の機械室内に設置してもよい。

図３は本発明の対象となる操作パターン選択弁１６の油圧回路上の配置を示す油圧回路図である。２０は前記油圧パワーユニット４に含まれたパイロットポンプ、１３Ａは前記操作レバー１３により操作されるパイロット弁のうち、操作レバーを左右に操作した場合に動作するパイロット弁、１３Ｂは操作レバーを前後に操作した場合に動作するパイロット弁である。また、各パイロット弁１３Ａ（１３Ｂ）はそれぞれ２つのパイロット弁である第１弁１３１、第２弁１３２（第１弁１３３、第２弁１３４）からなる。

２１はアーム回動用油圧シリンダ１１のコントロール弁、２２は前記旋回装置３の旋回用油圧モータ、２３はそのコントロール弁である。２１ａ、２１ｂはコントロール弁２１の操作油室、２３ａ、２３ｂはコントロール弁２３の操作油室である。

図２（Ｂ）において、左右の操作レバー１３、１４の矢印Ａ、Ｇは左側への傾動操作を示し、Ｂ、Ｈは右側への傾動操作を示す。また、左右の操作レバー１３、１４の矢印Ｃ、Ｅは後方への傾動操作を示し、Ｄ、Ｆは前方への傾動操作を示す。

この実施の形態において、図３の回路における操作パターン選択弁１６が図示の左側位置に操作されている場合、傾動式操作レバー１３、１４がそれぞれ図２（Ｂ）の操作方向ＡないしＨに操作されると、対応するアクチュエータはそれぞれ下記の動作を行なう。
Ａ：アーム上げ、Ｂ：アーム下げ、Ｃ：旋回左、Ｄ：旋回右、Ｅ：ブーム上げ、Ｆ：ブーム下げ、Ｇ：バケット掘削、Ｈ：バケット排土 これを図３の油圧回路図で説明する。
いま、操作レバー１３が左側Ａ（右側Ｂ）に傾動するように操作されると、パイロット弁１３Ａの第１弁１３１（第二弁１３２）が作動し、パイロットポンプ２０からのパイロット油がこの第１弁１３１（第二弁１３２）、操作パターン選択弁１６を通してコントロール弁２１の操作油室２１ａ（２１ｂ）に供給され、アーム回動用油圧シリンダ１１が収縮（伸長）してアーム６が上がる（下がる）。

また、操作レバー１３が後側Ｃ（前側Ｄ）に傾動するように操作されると、パイロット弁１３Ｂの第１弁１３３（第二弁１３４）が作動し、パイロットポンプ２０からのパイロット油がこの第１弁１３３（第二弁１３４）、操作パターン選択弁１６を通してコントロール弁２３の操作油室２３ａ（２３ｂ）に供給され、旋回装置３の油圧モータ２２が左旋回（右旋回）方向に作動し、上部旋回体２が左旋回（右旋回）する。

一方、操作パターン選択弁１６を図３の右側位置に切換えると、傾動式操作レバーが図２（Ｂ）の操作方向ＡないしＨに操作された場合に、対応する各アクチュエータはそれぞれ下記の動作を行なう。
Ａ：旋回左、Ｂ：旋回右、Ｃ：アーム上げ、Ｄ：アーム下げ、Ｅ〜Ｈ：前記と同じ
この動作を図３の油圧回路図で説明する。いま、操作レバー１３が左側Ａ（右側Ｂ）に傾動するように操作されると、パイロット弁１３Ａの第１弁１３１（第二弁１３２）が作動し、パイロットポンプ２０からのパイロット油がこの第１弁１３１（第二弁１３２）、操作パターン選択弁１６を通してコントロール弁２３の操作油室２３ａ（２３ｂ）に供給され、旋回用油圧モータ２２が左旋回（右旋回）方向に作動し、上部旋回体２が左旋回（右旋回）する。

また、操作レバー１３が後側Ｃ（前側Ｄ）に傾動するように操作されると、パイロット弁１３Ｂの第１弁１３３（第二弁１３４）が作動し、パイロットポンプ２０からのパイロット油がこの第１弁１３３（第二弁１３４）、操作パターン選択弁１６を通してコントロール弁２１の操作油室２１ｂ（２１ａ）に供給され、アーム回動用油圧シリンダ１１が伸長（収縮）してアーム６が下がる（上がる）。

図４は操作パターン選択弁１６の構造を示す断面図、図５はその外観を示す斜視図である。この操作パターン選択弁１６は、油圧ホースを接続するポート２４を有する円筒体２５の内部に回動式スプール２６を嵌合し、この回動式スプール２６の軸２７を一方の端板２９の中心穴から外部に突出させて構成している。また、回動式操作レバー３０の基端部を軸２７に設けた穴に挿着し、抜け止めピン３７により抜け止めして回動式操作レバー３０を軸２７の半径方向に向けて取付けている。そして、この回動式操作レバー３０を回動させることにより、円筒体２５に設けたあるポート２４と別の複数のポート２４の１つが回動式スプール２６内の油路３１を通して連通し、他のポートが遮断されるように構成されている。端板２９にはねじ穴３２が間隔を有して配設され、隣接する２つのねじ穴３２の間が回動式操作レバー３０のロックされるべき位置である。

図６は本発明によるロック装置の一実施の形態のブラケットを示すもので、（Ａ）は前記ねじ穴３２にねじ込まれるねじ（ボルトを含む）３３およびこのねじ３３に溶接等により固着された第１のブラケット３４を示し、（Ｂ）は操作レバー３０に取付けられる第２のブラケット３５を示す。第１のブラケット３４はＬ字形をなし、ねじ３３の頭部に溶接等により固着され、第２のブラケット３５と結合するための結合片３４ａを、ねじ３３の反対側に突出させて設け、この結合片３４ａに施錠用穴３４ｂを設けている。

第２のブラケット３５は、金属板の打ち抜き折り曲げによって形成されたもので、回動式操作レバー３０への嵌合部３５ａと、第１のブラケット３４との結合片３５ｂと、操作レバー３０の抜け止め用ストッパ３５ｃとからなる。嵌合部３５ａにはコ字形に形成され、この嵌合部３５ａの平行をなす板部にそれぞれ取付穴３５ｄ、３５ｅを設けたものである。結合片３５ｂは嵌合部３５ａの端部を延長したもので、施錠用穴３５ｆを有する。ストッパ３５ｃは嵌合部３５ａから延出させてＬ字形に形成されたものである。なお嵌合部３５ａは筒形に形成されるかあるいは筒を取付けたものであってもよい。

図７〜図９にこの実施の形態におけるロック作業の工程を示す。まず図７に示すように、回動式操作レバー３０をロックされるべき方向に向け、その回動式操作レバー３０の位置に隣接するねじ穴３２に、第１のブラケット３４を固着したねじ３３をねじ込む。この場合、第１のブラケット３４の結合片３４ａの板面が回動式操作レバー３０の軸心方向に対してほぼ垂直をなすように第１のブラケット３４の回動度合を調整する。

次に図８に示すように、第２のブラケット３５を、その取付穴３５ｄ、３５ｅを回動式操作レバー３０に挿通して回動式操作レバー３０に取付け、結合片３５ｂを前記第１のブラケット３４の結合片３５ａに重さね、施錠用穴３４ｂ、３５ｆを合わせる。そして図９に示すように、錠３６を施錠用穴３４ｂ、３５ｆに挿着して施錠する。このような施錠状態においては、錠３６に鍵を差し込んで解錠しない限り回動式操作レバー３０を回動させることができず、何者かによってあるいは不注意により操作レバー３０の位置が変更されない。このため、回動式操作レバー３０が不注意あるいは何者かによって回動されて操作が困難となったり、回動されたことにより誤操作を生じるおそれがない。

一般に操作パターン選択弁１６の端板２９に設けるねじ穴３２は、本来、回動式操作レバー３０を固定するために設けられているものであり、第１、第２のブラケット３４、３５は、操作パターン選択弁１６とは別体に備えるものであるから、操作パターン選択弁１６にブラケットの溶接や穴あけ等の作業を行なう必要がなくなる。このため、製造が容易となる。

また、この実施の形態の構造は、回動式操作レバー３０に、端板２９に固定するためのねじ３３を挿入する穴を設ける必要がないので、回動式操作レバー３０が細い小型の操作パターン選択弁に適用可能となる。

また、この実施の形態においては、第２のブラケット３５に回動式操作レバー３０の先端に当接させるストッパ３５ｃを設けているので、回動式スプール２６の軸２７の穴に挿着されて抜け止めピン３７等により固定されている場合、あるいはねじ込みにより取付けられている場合であっても、ストッパ３５ｃにより回動式操作レバー３０が引き抜けないため、安全性がより向上する。

以上の説明はブラケット３４、３５が金属により構成される場合について示したがプラスチックにより構成してもよい。この場合、ブラケット３４についてはねじ３３と一体に形成したものとしてもよい。

本発明を適用する作業機の一例である油圧ショベルを示す側面図である。 （Ａ）は図１の作業機の運転室における傾動式操作レバーの配置を示す側面図、（Ｂ）はその運転席の前部の左右に設けられる傾動式操作レバーの操作方向を示す図である。 本発明を適用する操作パターン選択弁を含む油圧回路の一例を示す油圧回路図である。 本発明を適用する操作パターン選択弁の一例を示す断面図である。 本発明を適用する操作パターン選択弁の一例を示す斜視図である。 （Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明のロック装置を構成する第１、第２のブラケットの一実施の形態を示す斜視図である。 この実施の形態において、第１のブラケットを操作パターン選択弁の端板に取付けた状態を示す斜視図である。 この実施の形態において、図７の状態からさらに第２のブラケットを操作パターン選択弁の回動式操作レバーに取付けた状態を示す斜視図である。 この実施の形態において、図８の状態からさらに施錠した状態を示す斜視図である。

１：下部走行体、２：上部旋回体、３：旋回装置、４：油圧パワーユニット、５：運転室、６：多関節フロント、７：ブーム、８：アーム、９：バケット、１０〜１２：油圧シリンダ、１３、１４：傾動式操作レバー、１５：運転席、１６：操作パターン選択弁、２０：パイロットポンプ、２１、２３：コントロール弁、２２：旋回装置の油圧モータ、２４：ポート、２５：円筒体、２６：回動式スプール、２７：軸、２９：端板、３０：回動式操作レバー、３１：油路、３２：ねじ穴、３３：ねじ、３４：第１のブラケット、３４ａ：結合片、３４ｂ：施錠用穴、３５：第２のブラケット、３５ａ：嵌合部、３５ｂ：結合片、３５ｃ：ストッパ、３５ｄ、３５ｅ：取付穴、３５ｆ：施錠用穴、３６：錠、３７：抜け止めピン

Claims (2)

1. 作業機の多関節フロントおよび上部旋回体旋回用の旋回装置をそれぞれ駆動する油圧アクチュエータと、
   前記各油圧アクチュエータを制御する油圧操作式コントロール弁およびコントロール弁を操作するパイロット弁と、
   前記パイロット弁の操作レバーとして運転席の左右にそれぞれ設置される前後、左右の傾動式操作レバーと、
   前記油圧操作式コントロール弁の操作油室と、この操作油室にパイロット油を供給するパイロット弁との間の管路に挿入され、前記傾動式操作レバーにより操作される油圧アクチュエータの選択またはおよび前記傾動式操作レバーの操作方向に対する油圧アクチュエータの動作方向の選択を行なう操作パターン選択弁とを備え、
   前記操作パターン選択弁は、回動式スプールを収容した円筒体の端面に端板を取付け、この端板より突出させた回動式スプールの軸に、この軸の半径方向に回動式操作レバーを取付けた構成を有する作業機において、
   前記端板に設けられたねじ穴にねじ込むねじに固着されるかあるいはねじと一体に形成され、かつ施錠用穴を有する第１のブラケットと、前記回動式操作レバーに嵌合する嵌合部および施錠用穴を有する第２のブラケットと、錠とを備え、
   前記第２のブラケットの嵌合部は前記回動式操作レバーを軸方向に挿通する取付穴を有し、
   前記ねじ穴に前記ねじをねじ込んで前記第１のブラケットを前記端板に固定し、前記回動式操作レバーを前記第２のブラケットの嵌合部の前記取付穴に挿通して第２のブラケットを前記回動式操作レバーに取付け、前記第１のブラケットと前記第２のブラケットの施錠用穴に前記錠を挿着して前記回動式操作レバーをロックする
   ことを特徴とする操作パターン選択弁のロック装置。
2. 請求項１に記載の操作パターン選択弁のロック装置において、
   前記第２のブラケットは、前記回動式操作レバーの先端が当接することにより前記回動式スプールの軸から前記回動式操作レバーが抜け出ることを防止するストッパを有する
   ことを特徴とする操作パターン選択弁のロック装置。

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