JPH0810647B2 - 電気レバ−装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、各種の作業機械に備えられ、レバーの回動
量に応じた電気信号を出力する出力装置を有する電気レ
バー装置に関する。

〈従来の技術〉 第10図は、この種の従来の電気レバー装置を示す側断
面図、第11図は第10図のＡ矢視図である。この従来技術
にあつては、レバー１の下端に大径部および小径部を有
する軸２を一体に設けてあり、軸２は軸受３を介して支
持体４に回動可能に支持されている。そして、軸２の一
方の小径部と支持体４との間にはつる巻きばね５が装着
され、このつる巻きばね５によつてレバー１が中立に復
帰するように付勢される。上記の軸２の他方の小径部に
は扇形部材６が一体的に設けられ、この扇形部材６の周
縁部にはギヤ７が形成されている。このギヤ７とかみ合
うようにギヤ８が配置され、このギヤ８はレバー１の回
動量に応じた電気信号を出力する出力装置すなわち回動
形ポテンシヨメータ９の作動軸10に一体に装着されてい
る。なお、作動軸10は支持体４に回動自在に支持され、
ポテンシヨメータ９のケースは支持体４に一体的に設け
られている。

そして、オペレータがレバー１を把持して例えば第11
図の矢印11方向に回動させると、つる巻きばね５の力に
抗して軸２が一体的に回動し、この軸２部分を中心に扇
形部材６が一体的に回動し、ギヤ７を介してギヤ８が回
転し、このギヤ８と一体的に作動軸10が回転し、ポテン
シヨメータ９からレバー１の回動量に応じた電気信号が
出力される。この電気信号は例えば各種の処理をおこな
う図示しないコントローラに入力され、さらにコントロ
ーラから作業機部材を駆動するための駆動信号として出
力される。

また、オペレータがレバー１を中立位置方向に戻す
と、つる巻きばね５の力も加味されて軸２が回動し、レ
バー１が中立に復帰する。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところで、このように構成される従来技術にあつて
は、ギヤ７、８の係合を介してレバー１の回動量に応じ
た電気信号を出力するようになつており、互いにかみ合
うギヤ７の歯とギヤ８の歯との間には隙間を生じること
から、レバー１の回動量がギヤ７、８間の隙間を介して
ポテンシヨメータ９に伝えられることになり、良好な追
従性を確保し難い。例えば、レバー１の中立状態→所定
のレバー１の回動→レバー１の中立位置への復帰の一連
の動作の間、上述の隙間に応じたヒステリシスループが
形成されやすく、すなわちレバー１が元の中立位置に正
しく復帰しないことがあり、操作性能の劣化を生じやす
い。そして、このようなヒステリシスループを形成しな
いように隙間を極力なくすように配置すると、レバー１
のわずかの回動によつてもポテンシヨメータ９から電気
信号が出力されてしまい、すなわちレバー１の中立位置
である領域を形成する不感帯がなくなり、操作の安定性
が得られなくなる。

このようなことから、この従来技術にあつては、ギヤ
７、８のかみ合いを含めた各部材の位置調整を高精度に
おこなわざるを得ず、製作、組立が煩雑になるととも
に、操作性の点で問題がある。

また、この従来の技術にあつてはレバー１を操作する
１動作に対応してポテンシヨメータ９から１つの作業機
部材の駆動に係る電気信号が出力されるので、複数の作
業機部材の駆動を考慮した場合には、同第10、11図に示
す電気レバー装置を複数並設しなければならず、このよ
うな場合には全体の装置形状の大型化を招くことにな
る。

本発明は、上記した従来技術における実情に鑑みてな
されたもので、その目的は、ギヤ係合を介在させること
なくレバーの回動量に応じた電気信号を出力することが
できるとともに、複数の作業機部材の駆動にも良好に適
応させることのできる電気レバー装置を提供することに
ある。

〈問題点を解決するための手段〉 この目的を達成するために本発明は、レバーと、この
レバーの回動量に応じた電気信号を出力する出力装置と
を備えたものにおいて、レバーの回動に応じて移動する
プツシヤと、このプツシヤの上記レバー方向への移動を
規制する規制部材と、該プツシヤを上述のレバー方向に
付勢するばねとを備え、出力装置がプツシヤが係合可能
なリニアストローク型センサからなるとともに、上記ば
ね、およびプツシヤとリニアストローク型センサの対向
部が収納されるケーシングを設け、このケーシングに通
気穴を形成した構成にしてある。

〈作用〉 本発明は、上記のように構成してあることから、レバ
ーの回動がプツシヤの移動を介してリニアストローク型
センサに伝えられ、またレバーの中立復帰時にはばねの
力によつてプツシヤが規制部材に規制される位置まで移
動し、何らギヤ係合を介在させることなく電気信号を出
力することができる。

また、プツシヤとリニアストローク型センサとが係合
するまでの寸法がレバーの不感帯を形成し、この寸法は
容易に設定できるので、当該不感帯を容易に所望の値と
することができる。

また、レバーの中立復帰位置は、プツシヤが規制部材
によつて規制される位置で常時一定であり、このレバー
の回動、復帰に伴うヒステリシスループを形成すること
がない。

また、複数のレバー等を設けることなく、すなわち、
１つのレバーの周囲に複数のプツシヤ、このプツシヤに
係合するリニアストローク型センサを設けることができ
るので複数の作業機部材の駆動にも好適である。

〈実施例〉 以下、本発明の電気レバー装置を図に基づいて説明す
る。

第１図は本発明の一実施例を示す断面部分を含む説明
図、第２図はプツシヤの配置を示す平面図、第３図は第
１図に示す一実施例に具備されるリニアストローク型セ
ンサの電気回路を示す図、第４、５図は第３図の電気回
路を形成するリニアストローク型センサの内部構成をそ
れぞれ示す正面図、側面図、第６図は第１図に示す一実
施例の配置形態の一例を示す説明図である。

第１図に示すように、この実施例では、レバー20を、
棒体21と、該棒体21の下端に一体に固定され、下面がゆ
るやかな曲面に形成された押え板22とによつて構成して
あり、このレバー20は360℃方向の回動を許容させるユ
ニバーサルジヨイント23を介して支柱24によつて支持さ
れている。支柱24の下端にはねじが形成され、この支柱
24はシール材25を介して本体を形成するケーシング26に
形成したねじ穴に螺合されている。ケーシング26は上ぶ
た27と、この上ぶた27が一体的に嵌合される箱体28とか
ら成つており、箱体28の下方部分にはくぼみ29と、この
くぼみ29に連通される通気穴30と、この通気穴30に配置
したフイルタ31とを設けてある。

そして、レバー20の押え板22の下面に当接するよう
に、しかも第２図に示すように、レバー20の棒体21（こ
こでは図示省略）を囲むように直線的移動可能なプツシ
ヤ32を４つ配置してある。このプツシヤ32は、シール材
33を介してケーシング26の上ぶた27を貫通するように設
けてあり、その下端には大径部34と、この大径部34の下
方に突出する突出部35とを有している。上記したプツシ
ヤ32の大径部34は上ぶた27に当接可能になつており、す
なわち、上ぶた27がプツシヤ32のレバー20方向の移動を
規制する規制部材を構成している。また、ケーシング26
内にはプツシヤ32をレバー20方向に付勢するばね36が設
けられており、このばね36の一体はプツシヤ32の大径部
34に係合し、他端はケーシング26の箱体28の底部に係合
している。

また、プツシヤ32に対応してそれぞれ電気信号を出力
する出力装置、すなわちリニアストローク型センサ37を
配置してある。このセンサ37の作動軸38がケーシング26
内に位置するように配置してあり、しかもプツシヤ32の
突出部35との間に、レバー20の不感帯を形成するクリア
ランス39を有するように配置してあり、また、この作動
軸38を案内するガイド部40の周囲にねじ部41を形成して
ある。センサ37は、シール部材25aを介して、ガイド部4
0のねじ部41がケーシング26の箱体28に形成したねじ穴
に螺合するようにして当該ケーシング26に装着される。
上記したガイド部40のねじ部41は、クリアランス39の寸
法を可変にする手段を構成している。

また、上記したセンサ37は第３図に示すように、レバ
ー20の中立位置を検出するスイツチ42と、可変抵抗部43
とを有する電気回路を備えている。このセンサ37の内部
構成は第４、５図に示すように上述の作動軸38と一体に
設けられ、同第４図の上下方向に移動可能な摺動子44、
45と、摺動子44が常時接触する導体46、摺動子44が選択
的に接触可能で、摺動子45が常時接触する導体47と、こ
の導体47に連設される抵抗体48と、摺動子45が常時接触
する導体49とを有するものになつている。なお、導体4
6、47と摺動子44とによつて上述した第３図に示すスイ
ツチ42が構成され、導体47、抵抗体48、導体49と摺動子
45とによつて同第３図に示す可変抵抗部43が構成されて
いる。

模式的に示すように、各センサ37はリード線50を介し
て、各種の信号処理をおこなう制御装置すなわちコント
ローラ51に接続されている。このコントローラ51は、第
６図に示すように、作業機を構成する可動部材である作
業機部材を駆動させるアクチユエータを制御する電磁弁
52を駆動する信号を出力するドライバ回路53に接続され
ている。この第６図に示すように、センサ37に内蔵され
るスイツチ42はドライバ回路53の電源54に接続されてい
る。

なお、作業機が例えば建設機械を構成する油圧シヨベ
ルであるとすると、上述の作業機部材は、ブーム、アー
ム、バケツト、旋回体等であり、上述のアクチユエータ
は、ブームを回動させるブームシリンダ、アームを回動
させるアームシリンダ、バケツトを回動させるバケツト
シリンダ、旋回体を旋回させる旋回モータ等であり、ま
た、上述の電磁弁52はブームシリンダを制御するブーム
用電磁弁、アームシリンダを制御するアーム用電磁弁、
バケツトシリンダを制御するバケツト用電磁弁、旋回モ
ータを制御する旋回用電磁弁である。

このように構成した実施例にあつては、特定の作業機
部材の駆動を意図して、第１図に示すレバー20を中立位
置から例えば矢印55方向に回動させると、このレバー20
の押え板22を介して図示左側に位置するプツシヤ32がば
ね36の力に抗して下方に移動する。そして、このプツシ
ヤ32の突出部35がセンサ37の作動軸38に当接し、さらに
移動すると、作動軸38の移動と一体的に第４図に示す摺
動子44、45が同第４図の矢印56方向に移動する。そし
て、摺動子44が導体46、47の双方に接触すると、第６図
に示すスイツチ42がオンとなつて同第６図の電源54がオ
ンとなり、また、摺動子45が抵抗体48と導体49に接続す
ることによりレバー20の回動量に応じた電気信号がコン
トローラ51に出力され、さらに当該電気信号に相応した
信号がこのコントローラ51からドライバ回路53に出力さ
れ、ドライバ回路53から電磁弁52の駆動部に駆動信号が
出力され、これによつて図示しないアクチユエータが駆
動して該当する作業機部材がレバー20の回動量に応じた
だけ駆動される。なお、レバー20を第１図の矢印55方向
と反対方向に回動させたときは、図示右側に位置するプ
ツシヤ32が下方に移動し、上述と同様にして該当する作
業機部材が上述と反対の方向に駆動される。

そして、レバー20を元の中立位置に復帰させるとき
は、第１図に示すばね36の復帰力を介してプツシヤ32が
その大径部34がケーシング26の上ぶた27に規制される位
置まで上方に移動し、これに伴つてセンサ37の作動軸38
も同第１図に示す位置まで上方に移動し、これによつて
第４図に示す摺動子44、45が同第４図に示すような位置
関係となり、すなわち、まず摺動子45が抵抗体48から離
れ、次いで摺動子44が導体47から離れてスイツチ42がオ
フとなる状態となる。そして、このように摺動子45が抵
抗体48から離れることによりセンサ37からコントローラ
51に該当する作業機部材を中立位置にする信号が出力さ
れ、ドライバ回路53からの出力信号に応じて電磁弁52が
中立位置に復帰し、次いで上述のスイツチ42がオフとな
ることにより電源54がオフとなり、ドライバ回路53の駆
動が停止する。

そして、レバー20を第１図の矢印55と直交する方向、
すなわち第２図の左右方向と直交する上下方向に回動さ
せた場合には、上述と同様に対応するプツシヤ32が移動
し、該当するセンサ37から電気信号が出力され、前述し
た作業機部材と異なる別の作業機部材を駆動することが
できる。

例えば、前述した油圧シヨベルの場合では、レバー20
を第２図の左右方向の回動によりブームを駆動させ、上
下方向の回動によりバケツトを駆動させることができ
る。

上記のように構成した実施例にあつては、レバー20の
回動に伴うプツシヤ32の移動、およびこのプツシヤ32の
移動に伴うセンサ37の作動軸38の移動により、すなわ
ち、何らギヤ係合を介在させることなく、レバー20の回
動量に応じた電気信号をセンサ37から出力させることが
できる。

また、プツシヤ32とセンサ37の作動軸38とが係合する
までの寸法、すなわちクリアランス39がレバー20の回動
に対する不感帯を形成しており、センサ37のガイド部40
のねじ部41を適宜回転させることによりこのクリアラン
ス39を容易に所望の値にでき、つまり不感帯を容易に所
望の値とすることができる。なお、このように不感帯を
容易に所望の値に設定できるにもかかわらず、この実施
例にあつては、ばね36によつてプツシヤ32が上方向に付
勢され、しかもプツシヤ32がレバー20の押え板22に当接
しているので何らかのガタを生じることがない。

また、レバー20の中立復帰位置では、プツシヤ32がケ
ーシング26の上ぶた27、すなわち規制部材によつて規制
される位置で常時一定であり、それ故、このレバー20の
回動、復帰に伴うヒステリシスループを形成することが
なく、安定した操作性が得られる。

また、１つのレバー20の周囲に２つの作業機部材の駆
動に係る２対、すなわち４つのプツシヤ32を設けること
により、当該２つの作業機部材の駆動を実現でき、装置
の小型化を図ることできる。

また、上述のようにプツシヤ32とセンサ37の作動軸38
との間にクリアランス39を形成したことにより、何らか
の作動に伴つて中立状態にあるレバー20に振動が伝えら
れた場合でも、この振動が作動軸38に伝えられず、した
がつてセンサ37から誤信号が出力されることがなく安全
性に優れている。

また、センサ37はレバー20の中立装置を検出するスイ
ツチ42を備えているので、仮にコントローラ51を含む信
号系統に故障や、ノイズの混入を生じたとしても、レバ
ー20が中立位置になると、上述のように電源54がオフと
なるので、ドライバ回路53の駆動が停止し、これによつ
て電磁弁52は中立位置に復帰し、該当する作業機部材が
自動的にレバー20の中立状態に対応した形態となり、こ
の点でも優れた安全性を有する。

また、上記のようにケーシング26に通気穴30を設けて
あるので、プツシヤ32の移動にかかわらずケーシング26
内の圧力は一定に保たれ、センサ37、シール部材25、25
a、33等に無理な負荷が加わることがなく、優れた耐久
性を有する。

そして、ケーシング26の箱体28にくぼみ29を設けてか
ることから、仮にケーシング26内に周囲温度の変化等に
より水滴がたまつた場合でも、この水滴はくぼみ29内に
収納され、さらにフイルタ31を介して外部に流出し、こ
れによつてセンサ37の水滴からの保護を図ることができ
る。

また、ケーシング26の通気穴30にフイルタ31を設けて
あることから、外部の塵埃等がケーシング26内に侵入す
ることがなく、この点からもセンサ37の保護、各摺動部
分の保護を図ることができる。

なお、上記のくぼみ29に水滴がたまる場合には、この
水滴がケーシング26外に流出する際にフイルタ31部分を
通過するので、フイルタ31が洗われ、常にこのフイルタ
31を清浄な状態に保つことができる。

第７図は上述したセンサ37に内蔵されるスイツチ42と
可変抵抗部43の配置形態の別の例を示す電気回路図、第
８、９図は第７図に示す電気回路を具備するセンサ37の
内部構成をそれぞれ示す正面図、側面図である。これら
の第８、９図に示すように、導体、抵抗体、および摺動
子の配置を適宜変えた構成とすることもできる。

〈発明の効果〉 本発明の電気レバー装置は、以上のようにレバーの回
動をプツシヤの移動としてリニアストローク型センサに
伝える構成にしてあることから、ギヤ係合を介在させる
ことなくレバーの回動量に応じた電気信号を出力するこ
とができ、したがつて、ギヤ係合を介在させた場合に生
じるヒステリシスループの発生を除くことができるとと
もに、所望の不感帯を設定でき、従来に比べて優れた操
作性および安全性が得られる。

また、１つのレバーで複数対のプツシヤを駆動し、対
応するリニアストローク型センサから電気信号を出力さ
せることができるので、複数の作業機部材の駆動にも良
好に適応させることができ、この場合には従来に比べて
装置の小型化を図ることができる。

また、ばね、およびプツシヤとリニアストローク型セ
ンサの対向部が収納されるケーシングを設け、このケー
シングに通気穴を形成したことからプツシヤの移動にか
かわらずケーシング内の圧力は一定に保たれ、センサ、
シール部材等に無理な負荷が加わることがなく、優れた
耐久性を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電気レバー装置の一実施例を示す断面
部分を含む説明図、第２図はプツシヤの配置を示す平面
図、第３図は第１図に示す一実施例に具備されるリニア
ストローク型センサの電気回路を示す図、第４、５図は
第３図の電気回路を形成するリニアストローク型センサ
の内部構成をそれぞれ示す正面図、側面図、第６図は第
１図に示す一実施例の配置形態の一例を示す説明図、第
７図は第１図に示すリニアストローク型センサの電気回
路の別の例を示す図、第８、９図は第７図の電気回路を
形成するリニアストローク型センサの内部構成をそれぞ
れ示す正面図、側面図、第10図は従来の電気レバー装置
を示す側断面図、第11図は第10図のＡ矢視図である。 20……レバー、21……棒体、22……押え板、23……ユニ
バーサルジヨイント、24……支柱、25、25a、33……シ
ール材、26……ケーシング、27……上ぶた、28……箱
体、29……くぼみ、30……通気穴、31……フイルタ、32
……プツシヤ、34……大径部、35……突出部、36……ば
ね、37……リニアストローク型センサ（出力装置）、38
……作動軸、39……クリアランス、40……ガイド部、41
……ねじ部、42……スイツチ、43……可変抵抗部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レバーと、このレバーの回動量に応じた電
   気信号を出力する出力装置とを備えた電気レバー装置に
   おいて、上記レバーの回動に応じて移動するプツシヤ
   と、このプツシヤの上記レバー方向の移動を規制する規
   制部材と、該プツシヤを上記レバー方向に付勢するばね
   とを備え、上記出力装置が上記プツシヤが係合可能なリ
   ニアストローク型センサからなるとともに、上記ばね、
   および上記プツシヤと上記リニアストローク型センサの
   対向部が収納されるケーシングを設け、このケーシング
   に通気穴を形成したことを特徴とする電気レバー装置。