JPH0738852U - 電気式ペダル型コントローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 信頼性が高く小型な電気式ペダル型コントロ
ーラを得る。 【構成】 一対のペダル１１，１２の下方には、箱体２
６内に非接触式のポテンショメータ２１，２２および基
板２６が設けられる。さらにペダル１１，１２の下方に
はダンピング機能を有する操作反力機構２３，２４が設
けられる。以上のように電気回路部分は気密構造の箱体
２５内に収納し、しかもダンピング機能を有する操作反
力機構２３，２４を設けるので信頼性を向上することが
できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、油圧ショベルやクレーン等の建設機械に使用される電気式ペダル型 コントローラに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来から、ペダル型コントローラは、建設機械の走行システムの制御のために 用いられている。代表的な先行技術は、たとえば実開平４−９３５０１号公報に 開示されている。

【０００３】 図７は、油圧式のペダル型コントローラの構成を示す。ペダル１の下方のベロ ーズ２は、建設機械などの床板３の上側に設けられる。床板３の下側には、油圧 制御弁機構４が設けられる。ペダル１を踏むと、ベローズ２内に収納されるカム 機構などを介して油圧制御弁機構４が作動する。これによって、たとえば油圧シ ョベルの走行の起動や停止などの制御を行う。またペダル１の代わりに操作レバ ーを取付けて、足の代わりに手で操作するようにすることもできる。

【０００４】 油圧ショベルなどでは、走行の起動や停止時などのショックにより、ペダル１ や操作レバーが動き、建設機械全体がハンチングを起こしやすい。このため、ペ ダル１や操作レバーの動きを減衰させる外付ダンパ５を設置することが多い。

【０００５】 近年、建設機械においても、マイクロコンピュータを利用した電子制御が行わ れるようになってきている。このため、ペダル型コントローラにおいても、油圧 式ばかりではなく、電気式のものも要求されるようになってきている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

建設機械などにおいては、ペダル型コントローラが設置される環境の条件が厳 しく、電気式では、特に誤動作を防止し、信頼性を高める必要がある。また、油 圧式と同様走行時のハンチングなども起こしにくくする必要がある。さらに、建 設機械などの操縦室に設置する必要上、できるだけ小型化することが望ましい。

【０００７】 本考案の目的は、小型で信頼性が高い電気式ペダル型コントローラを提供する ことである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案は、間隔をあけて配置される一対のペダルと、 一対のペダル間に配置された箱対内に配置された磁石と、 磁気抵抗効果素子を含み、各ペダルの変位にそれぞれ対応して非接触式に電気 信号を導出する一対のポテンショメータと、 箱体内に配置され、一対のポテンショメータからの電気信号に予め定める処理 を行う処理回路と、 箱体内に配置され、各ペダルの中立位置をそれぞれ検出するための一対のスイ ッチとを含むことを特徴とする電気式ペダル型コントローラである。

【０００９】 また本考案は、ペダルと、 ペダルの操作に対応して電気信号を導出するポテンショメータと、 ペダルの下方に設けられ、下方に延びて油が貯留される一対のダンピング室が 形成されるダンピング手段であって、 各ダンピング室内にそれぞれ挿嵌され、ペダルによって押下げられるとき油 が排出される絞り穴が形成される一対のピストンと、 各ピストンを上方へ弾性付勢して常時ペダルに当接させる一対のばねと、 各ピストンがばねに押されて上方へ移動する際に、油の流入を許す一対のチ ェック弁と、 各ピストンをペダルによる押下げ方向と反対方向に付勢する一対のばねとを 含み、 一対のダンピング室内は、ピストンの上方で、連通路を介して連通している 、そのようなダンピング手段とを含むことを特徴とする電気式ペダル型コントロ ーラである。

【００１０】 また本考案は、一対のダンピング室を連通している連通路が、常時ばねで付勢 されたピストンにより加圧されていることを特徴とする。

【００１１】

【作用】

本考案に従えば、一対のペダル間に箱体が配置される。箱体内には、磁気抵抗 効果素子を含んで非接触式にペダルの操作に対応した電気信号を導出する一対の ポテンショメータが配置される。箱体内には、さらに一対のポテンショメータか らの電気信号を処理する処理回路と、各ペダルの中立位置を検出するための一対 のスイッチとを含む。ポテンショメータは非接触式でペダルの操作を検出するこ とができるので、長期間の使用にわたって信頼性を維持することができる。さら にポテンショメータとは別の手段でスイッチによってペダルの中点が検出される ので、ペダルの中点位置を確実に知ることができ、信頼性が一層向上する。

【００１２】 また、処理回路は、一対のポテンショメータとスイッチに対してまとめて１つ の回路とすることができるので、コンパクトに構成することができる。

【００１３】 また本発明に従えば、ペダルの下方にはダンピング手段が設けられる。ダンピ ング手段には一対のダンピング室が形成され、ペダルによって押下げられるとき 油が排出される絞り穴が形成されている一対のピストンが挿通する。ペダルの操 作により、一方のピストンが中立位置より押込まれダンピングしている時に、他 方のピストンはばねにより押上げられている。

【００１４】 ペダルを操作し、中立位置に復帰作動するときには、押上げられたピストンが 押込まれ、ダンピングするよう構成されているので、ペダルの操作方向のどちら に対しても、ダンピング機能が得られることになる。

【００１５】 ピストンの上部は連通路によって連通しているので、ペダルの操作により出入 りするプッシュロッドによる油の給排はバランスする。

【００１６】 また、本考案に従えば、連通路内の油はばねによって加圧される。このため、 シール部分などを介して油漏れが生じても、減少分を直ちに補うことができる。 また、油温の変化による体積の増減に対しても、ダンピング室の圧力が上昇した り、外部からエアを吸うこともないので、これによって確実なダンピングが可能 となり、使用状態でのハンチングなどが生じにくく、信頼性が向上する。

【００１７】

【実施例】

図１、図２、図３および図４は、本考案の一実施例による電気式ペダル型コン トローラ１０の構造を示す。図１は正面断面図、図２はその右側面断面図、図３ は図１の切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩから見た断面図、図４は図３のＡ−Ａ矢視図で ある。

【００１８】 一対のペダル１１，１２は、たとえば建設機械の走行状態を制御するため、人 間の両足の間隔に対応して、間隔をあけて配置される。ペダル１１，１２の下方 には、ベローズ１３，１４に覆われて、一対のカム１５，１６が配置される。カ ム１５，１６の上下方向の移動は、カム軸１７，１８の角変位に変換され、さら にカップリング１９，２０を介してその変位は、ポテンショメータ２１，２２に 伝えられ電気式信号に変換される。カップリング１９，２０およびポテンショメ ータ２１，２２は、箱体２５内に収納される。箱体２５内には、さらにポテンシ ョメータ２１，２２からの電気出力を処理する基板２６も収納される。

【００１９】 ペダルの操作反力機構２３，２４は同様の構成を有する。以下、便宜上、一方 の機構２３について説明する。

【００２０】 たとえば、ペダル１１を押込み、カム１５を右廻りに前傾させると、プッシュ ロッド３４、スプリング座３８を介して、操作反力ばね５８がたわめられ、ペダ ルの操作に対応する適度な操作反力を発生する。

【００２１】 カム１５を左廻りに後傾させた場合も同様である。

【００２２】 箱体２５内には、中立スイッチ３７も設けられる。中立スイッチ３７は、カッ プリング１９の位置が、ペダル１１の中立位置にあるか否かを検出する。中立ス イッチ３７が中立位置を検出しているとき、ポテンショメータ２１の出力異常が あれば、非常停止などの安全策をとる。

【００２３】 図５は、図１〜図４に示す実施例の電気的構成を示す。箱体２５内には、下方 のペダル１２に対応する中立スイッチ３８も設けられる。各ポテンショメータ２ １，２２は、それぞれ一対の磁気抵抗効果素子ＭＲ１１，ＭＲ１２；ＭＲ２１， ＭＲ２２を含む。これらの磁気抵抗効果素子ＭＲ１１，ＭＲ１２；ＭＲ２１，Ｍ Ｒ２２はそれぞれ直列に接続され、その接続点には、それぞれ磁石Ｍ１１，Ｍ１ ２の変位に対応する電気信号が取り出される。磁石Ｍ１１，Ｍ１２は、カム軸１ ７，１８の動きに応じて移動する。したがってペダル１１，１２の操作に従って 、非接触状態で電気信号が取り出される。基板２６内には、マイクロコンピュー タなどを含む信号処理回路４０、各ポテンショメータ２１，２２からの信号をア ナログ／デジタル（以下Ｄ／Ａと略称する。）変換回路４１，４２、直流安定化 電源回路４３がそれぞれ設けられる。電源回路４３からの出力は、ポテンショメ ータ２１，２２や、信号処理回路４０に与えられる。

【００２４】 図６は、請求項２，３のダンピング機構について示す。プッシュロッド３３， ３４の下方には、ダンピングピストン５１，５２が設けられる。ダンピングピス トン５１，５２には、絞り５３，５４およびチェック弁５５，５６がそれぞれ形 成される。ダンピング室３１，３２内には、ダンピングピストン５１，５２をペ ダルの押下げ力に抗して押上げる操作反力ばね５７，５８がそれぞれ設けられる 。

【００２５】 操作反力ばね５７，５８は、中立位置ではスプリング座６５，６６を介して、 ブッシュ６９，７０に当接し、ダンピングピストン５１，５２には力を作用しな い。一方、ダンピングピストン５１，５２を常時、上方へ弾性付勢し、プッシュ ロッド３３，３４を介して、常時ペダルに当接させるばね６７，６８が、スプリ ング座６５，６６とダンピングピストン５１，５２の間に設けられる。ダンピン グピストン５１，５２の上方には、ダンピング室３１，３２を連通する連通路６ ０が形成される。

【００２６】 次にダンピング機構の作動について説明する。ペダルを操作し、カム１５をた とえば前傾させて、カム軸１７を右回転させた時には、プッシュロッド３４、ダ ンピングピストン５２、スプリング座６４を介して、操作反力ばね５８がたわめ られる。この時、同時にダンピングピストン５２が押下げられることによって、 ダンピングピストン５２の下方の油が絞り５４を経て排出されるため、その絞り 作用によって、ダンピング機能が得られる。

【００２７】 一方、反対側のダンピングピストン５１は、ばね６７により、上方に押上げら れプッシュロッド３３とともに、カム１５に追従して上方へ移動する。この時、 ダンピングピストン５２の下方には、チェック弁５５を経て、油が抵抗なく補給 されるので、速やかにダンピングピストン５２が移動する。

【００２８】 次にその状態から、カム１５を中立位置に復帰させる場合について説明する。 ペダルの操作をやめると、カム１５は操作反力ばね５８に付勢され、スプリング 座６６、ダンピングピストン５２、プッシュロッド３４を介して、中立位置に復 帰する。その時、反対側の上行していたダンピングピストン５１はプッシュロッ ド３３を介して押下げられるため、油が絞り５３から排出されることによってダ ンピング機能が得られる。ダンピングピストン５２の方は、チェック弁５６を経 て、油が抵抗なく補給されるため、カム１５に追従して速やかに中立位置に復帰 する。

【００２９】 カム軸１７が左回転させる方に作動させた場合も全く同様で、押戻し、どちら の場合も、常にダンピング機能を得ることが可能である。

【００３０】 ダンピング室３１，３２を連通する連通路６０の下方には、油貯留室６１を形 成し、加圧用ピストン６２および加圧用ばね６３を収納することも可能である。

【００３１】 この時、加圧ピストンの加圧用ばね側の室は大気と通じている。油貯留室６１ からは、プッシュロッド３３，３４とプラグ３５，３６の隙間などから流出する 油を補充することが可能である。

【００３２】 また、油温の変化による油の体積の増減に対しても、加圧ピストンの移動によ り、圧力の上昇やシール部からのエアの吸込みを防止することができる。

【００３３】 本実施例によれば、ダンピング機構を内蔵しているので、外付のダンパが不要 になり、電気式ペダル型コントローラをコンパクトに構成し、狭い操縦室などへ の設置を容易にすることができる。また２つのプッシュロッドの下のダンピング 室３１，３２を連通路６０で連通し、加圧用ピストン６２および加圧用ばね６３ によって加圧するので、全体の油の給排のバランスをとることができ、シール部 分などからの微少な漏れなどによる油の減少を補うことができる。またダンピン グ室３１，３２の中に操作反力ばね５７，５８を配置してあるので、限られたス ペースの中でダンピングピストン５１，５２の径を大きくとることが可能となり 、大きなダンピング力が得られる。

【００３４】 本実施例では、信号処理回路をマイクロコンピュータを含むディジタル式とし たが、本考案はこのような構成に限定されるものではなく、アナログ式のアンプ で構成しても全く問題がない。

【００３５】 また、請求項２，３のダンピング機構は、請求項１の一対のペダルを含む電気 式ペダル型コントローラに適用してもよいし、また、１つのペダルで構成される ペダル型コントローラとしても使用できる。また、ペダルの代わりに操作レバー を設けて、足の代わりに手で操作するようにすることも可能である。

【００３６】

【考案の効果】

以上のように本考案によれば、非接触式のポテンショメータを使用しているの で、長寿命であり信頼性が高い。またポテンショメータからの電気信号に予め定 める処理を行う処理回路が設けてあるので、ポテンショメータの出力特性のばら つきや増幅回路内のゲインやバイアス調整などを容易に行うことができる。さら に一対のペダルの操作に対応した信号処理のための構成を一体化してあるので、 電源回路のような共通の回路を共用することができるなど電気式ペダル型コント ローラを小型に構成することができ、また左右の特性を合わせやすい。さらに、 処理回路は、電気式ジョイスティック装置などと共用化することができ、製造コ ストを低減することができる。またペダルの中立位置を検出するスイッチが含ま れるので、ポテンショメータに異常が発生しても、スイッチからの信号との比較 によって異常を検知し、ペダルを中立位置に戻したときに建設機械を停止するな どの安全策をとることが可能となり、信頼性が向上する。また一対のペダルの関 連する構成を一体的にまとめてあるので、電気式ペダル型コントローラを小型に 構成することができる。

【００３７】 また本考案に従えば、ペダルの下方にはダンピング手段が設けられ、油が貯留 されるダンピング室にピストンが挿通するときに絞り穴を介して油が排出される ことによってダンピングが行われる。このようなダンピング室およびピストンは 、対で設けられ、両者の間には連通路が設けられる。連通路は加圧することもで きるので、ピストンとダンピング室との間の隙間から油が漏洩しても、油の補充 を充分に行うことができ、ダンピングの効果を長期間にわたって持続させること ができ、信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の正面断面図である。

【図２】図１の実施例の右側面断面図である。

【図３】図１の実施例の切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩから見
た断面図である。

【図４】図３のＡ−Ａ矢視図である。

【図５】図１の実施例の電気的構成を示すブロック図で
ある。

【図６】図１の実施例のダンピング機構を示す断面図で
ある。

【図７】従来の油圧式ペダル型コントローラの簡略化し
た側面図である。

【符号の説明】

１１，１２ ペダル １５，１６ カム １７，１８ カム軸 １９，２０ カップリング ２１，２２ ポテンショメータ ２３，２４ 操作反力機構 ２５ 箱体 ２６ 基板 ３０ ケーシング ３１，３２ ダンピング室 ３３，３４ プッシュロッド ３７，３８ 中立スイッチ ４０ 信号処理回路 ４１，４２ Ａ／Ｄ変換回路 ５１，５２ ダンピングピストン ５３，５４ 絞り ５７，５８ 操作反力ばね ６０ 連通路 ６２ 加圧用ピストン ６３ 加圧用ばね Ｍ１１，Ｍ１２ 磁石 ＭＲ１１，ＭＲ１２；ＭＲ２１，ＭＲ２２ 磁気抵抗効
果素子

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 間隔をあけて配置される一対のペダル
   と、 一対のペダル間に配置された箱対内に配置された磁石
   と、 磁気抵抗効果素子を含み、各ペダルの変位にそれぞれ対
   応して非接触式に電気信号を導出する一対のポテンショ
   メータと、 箱体内に配置され、一対のポテンショメータからの電気
   信号に予め定める処理を行う処理回路と、 箱体内に配置され、各ペダルの中立位置をそれぞれ検出
   するための一対のスイッチとを含むことを特徴とする電
   気式ペダル型コントローラ。
2. 【請求項２】 ペダルと、 ペダルの操作に対応して電気信号を導出するポテンショ
   メータと、 ペダルの下方に設けられ、下方に延びて油が貯留される
   一対のダンピング室が形成されるダンピング手段であっ
   て、 各ダンピング室内にそれぞれ挿嵌され、ペダルによって
   押下げられるとき油が排出される絞り穴が形成される一
   対のピストンと、 各ピストンを上方へ弾性付勢して常時ペダルに当接させ
   る一対のばねと、 各ピストンがばねに押されて上方へ移動する際に、油の
   流入を許す一対のチェック弁と、 各ピストンをペダルによる押下げ方向と反対方向に付勢
   する一対のばねとを含み、 一対のダンピング室内は、ピストンの上方で、連通路を
   介して連通している、そのようなダンピング手段とを含
   むことを特徴とする電気式ペダル型コントローラ。
3. 【請求項３】 一対のダンピング室を連通している連通
   路が、常時ばねで付勢されたピストンにより加圧されて
   いることを特徴とする請求項２に記載の電気式ペダル型
   コントローラ。