JPH05501021A - 操舵及び伝動装置入れ換え制御機構 - Google Patents

操舵及び伝動装置入れ換え制御機構

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JPH05501021A JP2502477A JP50247790A JPH05501021A JP H05501021 A JPH05501021 A JP H05501021A JP 2502477 A JP2502477 A JP 2502477A JP 50247790 A JP50247790 A JP 50247790A JP H05501021 A JPH05501021 A JP H05501021A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 操舵及び伝動装置入れ換え制@機構発明の詳細な説明 技術的分野 本発明は、車両の操舵及び伝動装置入れ換え制御機構に関し、具体的には伝動動 作モードを選択するために便利に位置ぎめされた作動要素を有する容易に握れる 直立操舵用制御ハンドルに関する。
背景技術 殆どの土木機械車両は普通の輪形ハンドルシステムを操舵に使用しているか、僅 かな車両には操舵の目的のために円筒形の操縦かん型の実質的に垂直な制御ハン ドルを使用した制御機構が組み込まれている。このような構造では、操作員は左 手によって制御ハンドルを旋回(ピボット)させることができ、それを実質的に 垂直な横方向の面内においてπに倒すと左に転回し、右に倒すと右に転回するよ うになっている。
スエーデンのニスキスツナのVME Industries Sweden A Bによって提供されている1つの制御機構では、操舵用制御ハンドルに接して配 置された作動要素は、制御ハンドルで操舵ができる活動モードと、普通の操舵用 輪形ハンドルて操舵ができ、制御ハンドルを使用不能にする非活動モードとの間 で切り換えできるようになっている。この機構では車両の前後進運動を操縦でき るようになっている3ウエイ揺動スイツチが操舵用制御ハンドルの次に配置され ており、またこの揺動スイッチ付近の別の作動要素を押すと伝動装置を第1歯車 にシフトダウンさせることができる。作動要素がこのように広い範囲にわたって 配列されていると、操作員にとっては不便である。操作員は手を1つの作動要素 から別の作動要素へと移動させなければならないから疲労するだけではなく、反 応時間も遅くなる。
スエーデンのジュビターバーゲンIOのEngstrom & Ni1son  Maskin ABによって提供されている池の1つの制御機構には、操舵を行 うために横方向の面内において揺動可能なほぼ円筒形の直立制御ハンドルと、車 両の前後進操作を行うためにハンドルの頂部に位置している3位置の揺動スイッ チとか組み込まれている。
しかしなから、この揺動スイッチの配置は比較的不便であり、関連する伝動装置 の歯車比を切り換えるための手段は制御ハンドルには設けられていない。このシ ステムは高速走行の場合には普通の輪形ハンドルを使用し、同時に制御ハンドル の操舵能力を不能化する。
スイスのビュールのLiebherr International AG及び その子会社の1つによって提供されている更に別の多目的制御装置の直立制御ハ ンドルは、パケットのラックパックまたはパケットのダンピングを行うために横 方向面内において左右に旋回揺動させることができ、またパケットを支持してい るリフトアームを昇降させるために縦方向面内において旋回揺動させることがで きる。更に、制御ハンドル自体の垂直軸を中心として該ハンドルをねじると、車 両の伝動装置の第1、第2、及び第3の歯車比の間で速度が選択されるようにな っている。また更に、制御ハンドルの前部分にあって操作員とは反対の側を向い ている3位置の揺動スイッチによって、前後進走行を行うように車両を操縦でき る。このサーボ作動操縦かん制御装置は、車両の操舵制御機構から独立している 。
歴史的には、所望の多重操作機能を達成するために、単一レバー制御機構は、過 度の動作継手を有する複雑な機械的リンク、または複数のケーブルを組み込んで きた。
従って、操舵機能のための直立した揺動可能な制御ハンドルを使用し、且つ関連 する多速度伝動装置の速度変更機能を遂行するために制御ハンドルに密着して組 み合わされたより便利な作動要素を組み入れた、車両運転用の簡単でしかも頑丈 且つ経済的な操舵及び伝動装置入れ換え制御機構が要望されている。好ましくは この伝動装置の方向変更を遂行するための別の作動要素も制御ハンドルに密着し て組み入れるべきである。更に、制御機構は組立て及びサービスが容易であるべ きてあり、またこれらの作動要素は操作員の手の運動の効率的使用の原理を完全 に使用するように制御ハンドルに対して構成され、配列されるべきである。この ようにすれば達成される運転機能に対する制御ハンドル及び関連する作動要素の 変位か自然になるから、操作員の疲労を最小にすることかできる。
本発明は上述した諸問題の1またはそれ以上を解消することを目指している。
発明の開示 本発明の1つの面においては操舵及び伝動装置入れ換え機構が提供され、この機 構は直立制御ハンドルと、制御ハンドルを旋回運動するように取り付ける支持手 段と、この旋回運動に伴って車両を操舵する第1の作動手段とを含む。制御ハン ドルは下側握り部分と、はぼ操作員に対面している上面を限定している上側部分 とを育し、上記制御ハンドルの上面には操作員が親指によって複数の速度位置に 都合よく移動させることかできるような位置に車両の速度を変えるための作動要 素を含む第2の作動手段か取り付けられている。
本発明の別の面においては、操舵及び伝動装置入れ換え機構は、直立軸を限定す る下側握り部分と、上向きで且つほぼ操作員に対面している傾斜表面を限定する 上側部分とを有する制御ハンドルを含む。また、横方向面内において旋回運動さ せるように制御ハンドルを取り付けるための第4の手段と、制御ハンドルのこの 旋回運動に伴って車両を操舵するための第2の手段と、制御ハンドル上に取り付 けられ上記傾斜表面上に伸び、そして速度を変えるために操作員の親指により具 体的には、本人れ換え機構は頑丈であり、制御機能を得るためにどのような複雑 なリンクまたはケーブルの使用にも頼らない。また制御ハンドルは操作員がどち らの手でも握ることができるような形状であり、作動要素は操作員が1本の指で 方向変更機能を遂行しながら親指で速度変更機能を遂行できるように配列さ図1 は、本発明の操舵及び伝動装置入れ換え制御機構の制御ハンドルを握った操作員 の左手を斜め内側から見た斜視図。
図2は、図1に示す制御機構の右側面図であって、構造の付加的な詳細を示すた めにその主要部分を断面で示す図。
図3は、図1及び図2に示す制御ハンドルの後側面を示し、またそれに組合わさ れている流体圧パイロット操舵弁組立体をも示す図。
図4は、図1と同じような図であって、制御ハンドルの主要部分と電子制御シス テムに接続されている分離可能な電気配線ハーネスとを分解して示すと共に、関 係を示す図。
実施例 図1及び図2を参照する。車両11のための操舵及び伝動装置入れ換え制御機構 IOの制御ハンドル8は、左腕載せ14を有する操作員座席12の直前に示され ている。この左腕載せは、前面18で終端しているほぼ水平な上側表面16を育 している。操作員の手掌の縁は、好ましくはこの上側表面が彼の手首付近に接す るように都合よく支えられていることに注目されたい。輪郭付けされた制御ハン ドル8は前面I8の直前に、そしてそれにほぼ整列して配置されているので操作 員はそれを容易に指で握ることができる。
図2及び図4に示すように、制御ハンドル8は2つの主要部分、即ち一体に形成 された中空ボディ20と、取り外し可能な作動装置組立体22とを育している。
ボディは取り付は用ベース部分24と、直立軸をほぼ取り囲む管状の握り部分2 6と、上側部分30とを限定している。
ベース部分24はそれを通る複数の孔を有しており、また図1及び図3に示すよ うに制御機構IOは、軸28を通る直立槓方向面34内において旋回運動するよ うに制御ハンドル8のベース部分を取り付けるための支持手段33を含んでいる 。更に、支持手段33は揺動可能な操舵用作動要素35を含み、ベース部分は孔 32内に個々に挿入され作動要素内にねじ込まれる留め金具即ちボルト36によ って作動要素に取り外し可能なように固定されている。作動要素35は軸上に配 列されたねじ付き孔38を育し、外ねし付きの垂下ヨーク40は孔38内にねし 込まれて受けられ、軸28を通る直立する縦方向面44内に位置するほぼ水平な 旋回ビン42によって横方向面34内において揺動運動するように支持されてい る。旋回ピン42は、流体圧パイロット弁組立体48を含む車両操舵用の第1の 作動手段47の上側部分に接続されている直立ブラケット46に固定されている 。
操舵用作動要素35は、旋回ビン42の両側に、下向きのほぼ平坦な2つの作動 表面50及び52をも限定し、これらの表面はそれぞれ左操舵作動用ランジャ即 ち減圧弁スプール54、及び右操舵作動用ランジャ即ち減圧弁スプール56と係 合している。図示はしてないが、これらのプランジャは弾力的に押し上げられて いて絶えずこれらの表面に接触している。所定の圧力の流体圧の源か入口ライン 58において使用可能であり、何れかのプランジャが押されると、源はパイロッ ト弁組立体に接続されている左出ロライン60または右出ロライン62へ比例し て減圧された値で通ずるようになる。パイロット弁組立体48はペンシルバニア 州ベツレヘムのRexroth Corporationから市販されているよ うな如何なる公知構造のものであっても差し支えなえい。
今度は図2及び図4を参照する。ハンドルボディ20は上後方に向いた空洞64 と、この空洞を取り巻く上fAr1周縁表面66と、上側部分30の前壁69を 通り空洞に通ずる矩形のスロット68とを有している。複数の取り付は用台70 が空洞64内に形成されており、また実質的に垂直な後側U字形スロット72が 空洞の縁の下側部分と交差する関係で中央部分26内に形成されている。
作動装置組立体22は傾斜した上側表面76を限定する取り付は用デツキ74を 有し、この表面は上方にそしてほぼ車両操作員に向いている。またデツキ74は 空洞64を取り巻く縁表面66と密封係合している。取り付は用デツキは、はぼ 垂直に垂下してボディ20の中央部分26のU字形スロット72と相互錠止係合 する錠止用突起78をも有している。第1の複数の内ねじ付き支持部材80がデ ツキから斜め下方に伸びて個々に取り付は用台70の1つに座しており、図4に 示すように同数の留め金具即ちボルト82が台を通して上方に伸び支持部材内  −にねじ込まれている。
図4に鎖線の箱で図式的に示しである車両11を駆動するための普通の可逆多速 度伝動装置86の速度を変えるために第2の作動手段84を、取り外し可能な作 動装置組立体22内に含ませると有利である。図2に示す第2の作動手段84は 旋回可能なスイッチ作動要素88を含み、このスイッチ作動要素88は取り付は 用デツキ74上の上方に且つ後方に傾斜した中心軸92を有する回転可能なシャ フト90上に取り付けられている。全体が円筒形の回転型の電気スイッチ94は 、取り付は用デツキの傾斜した下面に取り外し可能なように固定されており、図 示の実施例では、結合された作動要素88とシャフト90とを図3のように見た 時に3時と6時との間で回転させると、表面76上の表示用数字l、2.3及び 4によって識別された伝動歯車速度比の1つか選択される。回転電気スイッチ9 4は、公知のようにこれらの位置を精密に維持するための内部回り止め(図示し てない)を育している。
図2及び図4に示すように、第2の複数の内ねし付き支持部材96が取り付は用 デツキ74から斜め下方に伸び、車両の縦方向走行の方向変更を行うための第3 の作動手段9Bがそれに取り外し可能なように取り付けられている。詳述すれば 、第3の作動手段98は、取り付は板104に固定された旋回ビン102上で3 位置に揺動運動をするように取り付けられたスイッチ作動要素100を含む。
これもまたスイッチ作動要素を3つの位置の1つに維持するための内部回り止め を育する電気スイッチ機構106が取り付は板の反対側に固定されており、図4 に図式的に示すように普通のクイックリリースコネクタ116に接続されている 4本の電線10g、110,112及び114を有している。図2及び図4に示 す回転電気スイッチ94も図4に図式的に示すように4本の電線118、+20 .122及び124を有し、これらも同様にクイックリリースコネクタ126に 接続されている。これらのコネクタ116及び126の対はそれぞれコネクタ1 28及び130と係合し、コネクタ128及び130はそれぞれ電子伝動制御シ ステム即ちマイクロプロセッサ136へ導かれている配線ハーネス132及び1 34に接続されている。全体を番号138で識別しである複数のソレノイド作動 用リード線かマイクロプロセッサから伝動装置86の2つの方向クラッチ作動用 ソレノイド140及び142と、4つの速度クラッチ作動用ソレノイド144. 146、+48及び150とに導かれている。
11al及び図2と、制御ハンドル8の輪郭形状とを参照する。スロット68が 弓形の前壁69の凹部152内に位置していることに注目されたい。第3の作動 手段98の取り付は板104は、その取り付は板を貫通して伸び支持部材内にね じ込まれている留め金具即ちボルト156によって取り外し可能なように固定さ れている。この位置では、スイッチ作動要素100はスロット68を通り、凹部 の弓形形状にほぼ適合しながら凹みの前壁69から前方へ伸びる。
産業上の応用 使用する場合、図]に明白に示しであるように操作員は、制御ハンドル8のボデ ィ20の前壁69と凹部152全体を左手の指で包み込むことによって、制御ハ ンドルを快適に握ることかできる。前進走行中に手をこの位置に置いて、図1及 び図3に矢印へで示しである方向に旋回ビン42の軸を中心として制御ハンドル 8を揺動させると、車両を左へ操舵することができる。制御ハンドルと操舵作動 要素35とをこのように旋回運動させると表面50が左操舵作動用プランジャ5 4を押し、実質的にプランジャの変位に比例して入口ライン58内の値から減圧 された値の加圧パイロット流体が左出ロライン60へ供給される。一方、操作員 が手掌を矢印Bの方向に右へ運動させると右操舵作動用プランジャ56か下方に 変位し、右出ロライン62内の比例する圧力信号が車両を右転回せしめる。
同時に操作員は、彼の左親指を横方向に運動させることによって伝動装置86の 動作速度を手動で変化させることができる。通常は、π親指を傾斜した表面76 上に載せているか、またはボディ20の右側と係合するやや低い高さの位置に気 楽に休めている。スイッチ作動要素88か図示の位置にある時に親指を右方向に 運動させると、作動要素は軸92を中心として第1の歯車比位置(表示番号l) から第2の歯車比位置(表示番号2)へ移動させられる。大室の土木用ホイール ローダのような作業車両では、作動要素は作業時間のほぼ80%にわたってこれ ら2つの低い動作位置にあるものと考えられる。操作員が親指によって作動要素 を更に右へ反時計方向に移動させると、第3の歯車比位置(表示番号3)または 第4の歯車比位置(表示番号4)に達する。これらの状態は、低速の作業モード ではな(高速の地上走行モードに関連するものである。
スイッチ作動要素88の4つの各位置においては4本のリード線118.120 .122及び124の選択された1本が単に接地されて、電子制御システム即ち マイクロプロセッサ136への比較的低電流電気回路を完成させる。これにより 制御システム内の適切な回路(図示してない)が伝動装置のソレノイド144. 146.148及び150の選択された1つへ大電流の作動電力を供給して所望 の速度または歯車比を確立させる。
同時に、操作員は人差し指(引き金指)で3位置スイッチ作動要素100の上側 部分を後方に引いて電気スイッチ機構106の前進リード線lO8を接地させ、 それによって上述のように信号を電子システム136へ供給させて前進ソレノイ ド140を賦勢させることがてきる。同様に、人差し指で3位置スイッチ作動要 素の下側部分を後方に引くと後進リード線112が接地される。これにより電気 信号か制御システム!36から後進ソレノイド142へ供給される。スイッチ作 動要素100を人差し指で中間位置即ち中心位置に位置ぎめすると、リード線1 10が接地されて中立信号か制御システム136へ供給される。これは方向ソレ ノイド140及び142への電気信号を遮断し、もし望むならば1またはそれ以 上の速度ソレノイド144.146.14B及び150を切り離す効果を呈する 。電気スイッチ機構106に接続されている残余のリード線114は制御システ ムへの共通接地線である。
図2に示すように、作動装置組立体22の傾斜した上側表面76は、その主要部 分か平坦であり、横方向面34に対して約30°傾斜し、そして中立位置におい てそれに親指を載せることができるようにその上部延長部分が操作員から遠去か る方向に曲かっていることが好ましい。図示はしてないが、操作員の親指を直線 的に移動させる必要かあるような別のスイッチ作動要素を、本発明の思想から逸 脱することなく、伝動速度の入れ換えのために代替として使用することも意図し ている。このような代替の場合、回転電気スイッチ94は確実に移動留めされた 多位置型の別の市販スイッチに置換することかできる。
さらなる代替として、図3に示す垂直軸28を通る縦方向面44を先端において 右へ傾斜させることができる。例えば制御ハンドル8は操作員に付加的な快適性 を与えるために約5乃至10°回転させることができる。何故ならば、この角度 が左手に自然のゆったりした向きを与えるからである。
中空ボディ20及び取り付は用デツキ74は、ポリカーボネートのような強くて 耐摩耗性のプラスチック材料を射出成形することか好ましい。例えば中空ボディ の左半分と右半分との間の分割線継ぎ目を避けるために意図的に単片として作成 する。これにより制御ハンドル8は極めて頑丈になり、またボディの外面か滑ら かになってより快適な握りを提供するようになる。この快適性は、握り部分26 の断面をほぼ楕円とし、この楕円の長軸を縦方向に配向することによって更に高 められる。
以上の説明から、本発明の制御油機構IOの構造が頑丈であり、しかも製造上簡 単且つ経済的であることが理解できよう。更に、操作員は、制御ハンドル8を容 易に握り、該ハンドルを横方向に揺動運動させ、潜在的に流体圧パイロット弁組 立体48のプランジャ54及び56の1つを変位させることによって車両11を 操舵しながら、同時に親指を横方向に移動させてスイッチ作動要素88を変位さ せることによって1立動装置86の所望の速度率を選択することができる。また 更に、操作員は、制御ハンドルから手を離すことなく人差し指を後方に移動させ てスイッチ作動要素100を適切に変位させることによって走行方向を迅速に変 えながら、同時に土木用ローダパケット等のような車両上の他の成分を操作する ことができる。
本発明の更に別の長所は、2つの留め金具82だけをゆるめると作動装置組立体 22をボディから容易に取り外し得ることであり、これは図4から理解できるよ うに取り付は用板74の直ぐ裏側に取り付けられている電気部材94及び106 を点検する目的でそれらに直ちに接近できるようにする。
本発明の他の面、目的及び長所は図面、上記説明及び請求の範囲を検討すること により明白になるであろう。
4.4.30iJ 平成 年 月 日

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.直立制御ハンドル(8)と、垂直に且つはぼ横方向に配向された面(34) 内において旋回運動するように該制御ハンドル(8)を取り付けるための支持手 段(33)と、該旋回運動に伴って車両(11)を操舵する第1の作動装置手段 (47)とを有する型の車両(11)運転用操舵及び伝動装置入れ換え制御機構 (10)において、 下側握り部分(26)と、ほぼ操作員に向いている上側表面(76)を限定して いる上側部分(22、30)とを有する制御ハンドル(8)と、上記上側表面( 76)より上の上記上側部分(22、30)に取り付けられ、操作員の親指によ って複数の速度位置へ都合よく運動可能な作動手段(88)を含む車両(11) の速度を変更するための第2の作動手段(84)とを具備することを特徴とする 改良。 2.上記第2の作動手段(84)が電気回転スイッチ(94)を含み、上記作動 要素(88)が該回転スイッチ(94)を作動させるように旋回可能である請求 項1に記載の制御機構(10)。 3.上記車両(11)の縦方向走行の方向を変更するための第3の作動手段(9 8)を含み、該第3の作動手段(98)が、制御ハンドル(8)上に取り付けら れ且つ操作員の指によって運動可能な3位置の電気スイッチ(100)を含む請 求項1に記載の制御機構(10)。 4.上記制御ハンドル(8)の下側握り部分(26)と上側部分(22、30) とが上向きの空洞(64)を限定する中空ボディ(20)を含み、作動装置組立 体(22)が該空洞(64)を覆う関係で該ボディ(20)に取り外し可能なよ うに固定されている請求項1に記載の制御機構(10)。 5.上記作動装置組立体(22)が、取り付け用デッキ(74)と、該取り付け 用デッキ(74)に接続され且つ上記作要素(88)によって回転させられる回 転シャフト(90)を有する電気スイッチ(94)とを含む請求項4に記載の制 御機構(10)。 6.上記作動装置組立体(22)が上記取り付け用デッキ(74)に接続されて いる別の作動要素(100)を含み、上記中空ボディ(20)が該別の作動要素 (100)が伸びるためのスロット(68)を限定している請求項5に記載の制 御機構(10)。 7.上記別の作動要素(100)の運動に応答して車両(11)の縦方向走行の 方向を変更するための手段(106、108、110、112、114、136 、138、140、142)を含む請求項6に記載の制御機構(10)。 8.上記制御ハンドル(8)が基本的には中空ボディ(20)と該中空ボディ( 20)に取り外し可能なように固定されている作動装置組立体(22)とで構成 され、該作動装置組立体(22)が作動要素(88)によって操作される電気ス イッチ(106)を含む請求項1に記載の制御機構(10)。 9.上記中空ボディ(20)が弓形形状の凹部(152)と該凹部(152)を 通るスロット(68)とを限定する前壁(69)を限定し、上記作動装置組立体 (22)が該スロット(68)を通って外向きに伸びる揺動可能なスイッチ作動 要素(100)を含む請求項8に記載の制御機構(10)。 10.車両(11)を運転するための操舵及び伝動装置入れ換え制御機構であっ て、 直立軸(28)を限定する下側握り部分(26)と、上方に且つはぼ操作員に向 いている傾斜した表面(76)を限定している上側部分(22、30)とを有す る制御ハンドル(8)と、 垂直に且つはぼ横方向に配向された面(34)内において旋回運動するように上 記制御ハンドル(8)を取り付けるための第1の手段(33)と、上記制御ハン ドル(8)の旋回運動に伴って車両(11)を操舵する第2の手段(47)と、 上記制御ハンドル(8)に取り付けられ、上記傾斜した表面(76)より上に伸 び、そして所望の速度変更を遂行するために操作員の親指によって複数の離散し た位置へ運動可能な作動要素(88)を含む車両(11)の速度を変更するため の第3の手段(84)と を具備することを特徴とする制御機構。 11.車両(11)を運転するための操舵及び伝動装置入れ換え制御機構であっ て、 ほぼ垂直な軸(28)を限定する下側握り部分(26)と、上側部分(30)と を有する制御ハンドル(8)と、 垂直且つほぼ横方向に配向された面(34)内において旋回運動するように上記 制御ハンドル(8)を取り付けるための第1の手段(34)と、上記制御ハンド ル(8)の旋回運動に伴って車両(11)を操舵する第2の手段(47)と、 上記制御ハンドル(8)の上側部分上に取り外し可能なように取り付けられ、所 望の速度変更を遂行するために操作員の親指によって複数の離散した位置へ運動 可能な作動要素(88)を含む車両(11)の速度を変更するための第3の手段 (84)と を具備することを特徴とする制御機構。 12.上記制御ハンドル(8)が操作員に向かって外向きに開いた空洞(64) を限定する中空の単一形状にプラスチック材料で成形され、上記作動装置組立体 (22)が該空洞(64)を閉じるのに役立っている請求項11に記載の制御機 構(10)。 13.上記作動装置組立体(22)が、上記作動要素(88)によって作動され 且つ上記空洞(64)内に受け入れられている電気スイッチ(94)を含む請求 項12に記載の制御機構(10)。 14.上記作動装置組立体(22)が、上記空洞(64)内に受け入れられてい る電気スイッチ機構(106)と、車両(11)の前進、中立及び後進動作モー ドの1つを遂行するために操作員の指によって複数の離散した位置へ運動可能な 別の作動要素(100)を含む請求項13に記載の制御機構(10)。 15.上記作動装置組立体(22)が、この車両(11)の方向変更を遂行する ために操作員の指によって運動可能な別の作動要素(100)を含む請求項11 に記載の制御機構(10)。 16.上記制御ハンドル(8)が中空であってスロット(68)が通っている前 凹部(152)を限定し、上記別の作動要素(22)が該中空制御ハンドル(8 )内から該スロット(68)を通して外向きに伸びている請求項15に記載の制 御機構(10)。
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