JPS5828045Y2 - 油圧シヨベルの操作装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は油圧ショベルの操作装置の改良に関するもので
ある。

一般に油圧ショベルは、自搭載のエンジンにて、油圧ポ
ンプを駆動し、発生する圧油にて、各部操作の駆動源と
している。

各部操作とは、（イ）走行動作、（ロ）旋回動作、（ハ
）ブーム、（ニ）アームおよび（ホ）パケットの屈伸で
ある。

その操作は、通常複数の操作レバーで行なわれる。

第１図の油圧ショベルの全体機略図により、その構成を
説明する。

１は油圧ショベル、２は走行台車、３は走行台車２上に
旋回可能に支持した旋回台、４はキャビンであり、操縦
台１１には複数の操作レバー１２を具備している。

５は第１シリンダ８によって駆動されるブーム、６は第
２シリンダ９によって駆動されるアーム、７は第３シリ
ンダ１０によって駆動されるパケットである。

そこでこのように構成された油圧ショベルの操作装置を
次に記述する。

従来の油圧ショベルの操作装置を第２図により説明する
と、ａがピストンロッドａ１を介してパケット（第１図
の７参照）を回動させる油圧シリンダ、ｂがピストンロ
ッドｂ１を介してアーム（第１図の６参照）を回動させ
る油圧シリンダ、ＣがピストンロッドＣ１を介してブー
ム（第１図の５参照）を回動させる油圧シリンダ、ｄが
回転軸ｄ１を介して旋回台（第１図の３参照）を旋回さ
せる油圧モータ、Ｐが油圧ショベルに搭載したエンジン
（図示せず）により駆動される油圧ポンプ、Ｔがタンク
、ｅが上記油圧ポンプＰ及びタンクＴと上記油圧シリン
ダａとの間の油圧回路に介装した油圧分配弁、ｆが上記
油圧ポンプＰ及びタンクＴと上記油圧シリンダｂとの間
の油圧回路に介装した油圧分配弁、ｇが上記油圧ポンプ
Ｐ及びタンクＴと上記油圧シリンダＣとの間に介装した
油圧分配弁、ｈが上記油圧ポンプＰ及びタンクＴと上記
油圧モータｄとの間の油圧回路に介装した油圧分配弁、
ｉが上記油圧分配弁ｅを操作する操作レバー、ｊが上記
油圧分配弁ｆを操作する操作レバー、ｋが上記油圧分配
弁ｇを操作する操作レバー、１が上記油圧分配弁りを操
作する操作レバーで、同各操作レバーｉ、ｊ、ｋを操作
して上記各油圧分配弁ｅ。

ｆ、ｇを中立位置から伸長位置または縮小位置の方向へ
移動し、油圧ポンプＰからの圧油を上記各油圧シリンダ
ａ、ｌ）、ｃのピストン側またはロッド側へ送り、上記
各ピストンロッドａ １．ｂ １．Ｃ１を伸縮させて、
しかも上記操作レバー１を操作して上記油圧分配弁りを
中立位置から正転位置または逆転位置の方向へ移動し、
油圧ポンプＰがらの圧油を上記油圧モータｄの一方また
は他方へ送り、上記回転軸ｄ１を正転または逆転させて
、パケットに所定の作業を行わせるようになっている。

前記油圧パケットでは、操作は、パケット、アーム、ブ
ーム及び旋回動作をそれぞれ独立した操作レバーで駆動
するようになっており、それぞれの操作端が所要の位置
に来たことを目で感知して、それぞれの操作レバーを中
立点に戻すことにより、夫々の操作端が停止する。

即ち操作員がパケットの動きを眼で追いながら４本のレ
バーｉ−１を操作する必要があり、操作が微妙でむづか
しい煩雑で、早期に疲労させるという問題があった。

本考案は前記の問題点に対処するもので、パケットを操
作する操作片とアームを操作する操作片とブームを操作
する操作片と旋回台を操作する操作片とを直列に且つ異
る方向に回動できるように連結して構成した操作レバー
を操縦席に配置し、操作レバーは、把手第１操作レバー
１、第２操作レバー、および操作リンクから構成され、
ピン継手部にポテンショメータを結合して、それぞれの
傾きに対応した発生信号と、操作軸の回動に対応したフ
ィード３バツク（記号を対応させるようにし、且つパケ
ット、アームおよびブームの各操作系制御は閉回路、旋
回制御は周回路に形成していることを特徴とする油圧シ
ョベルの操作装置に係り、その目的とする処は、操作具
の疲労を軽減できる改良された油圧ショベルの操作装置
を供する点にある。

これにより端の操作把手を握って、各操作片のうち任意
の操作片を所定の方向へ回動させれば、パケット、アー
ム、ブーム、旋回台のうち同操作片に対応するものが所
定の方向へ回動する。

従って前記従来のように４本の操作レバーを操作する必
要がなくて、操作具の疲労を軽減できるものである。

本考案の油圧ショベルの操作装置を第１図に加えて第３
、第４、第５および第６図により説明する。

第３図は本操作装置の一部省略した斜視図、第４図はそ
の分解斜視図、第５図はパケット、アームあるいはブー
ムの制御回路図、第６図は旋回系の制御回路図である。

１０は、ピストンロッド１０ ａを介してパケット７を
回動させる油圧シリンダ、９がピストンロッド９ａを介
してアーム６を回動させる油圧シリンダ、８がピストン
ロッド８ａを介してブーム５を回動させる油圧シリンダ
、３２が油圧ポンプＰ及びタンクＴと上記油圧シリンダ
８，９．１０との、間の油圧回路に介装した電気油圧制
御弁、３８が油圧ポンプＰ及びタンクＴと旋回台３を駆
動するための油圧モータ３９との間の油圧回路に介装し
た電気油圧制御弁で、同電気油圧制御弁３２ 、３８は
、外部からの電気信号が増減したときに、圧油を同電気
信号に比例しただけ吐出する機能をもっている。

本実施例においては、電気油圧制御弁３２は、油圧シリ
ンダ１０，９．８それぞれに具備されている。

また１２が本発明で最も特徴とする操作レバーで、次に
この操作レバー１２を説明すると、２２が操縦席床上に
固定した軸受片２６．２７を介し油圧ショベル本体に取
付けた操作軸で、同操作軸２２が矢印り方向（水平方向
）へ回動可能になっている。

また２１ ａがリング２１を介して同操作軸１２の両端
に固定した軸受、１９が同軸受２１ ａに回動可能に支
持さ、れた軸、１８が軸１９によりリング２１に下端を
固定した第１操作レバーで、同操作レバー１８が軸１９
を中心として矢印Ｃ方向（前後方向）へ回動可能になっ
ている。

また１８ ａが同操作レバー１８の上端に固定したヨー
ク、１５が軸１６を介して同ヨーク１８ Ｈに取付けた
第２操作レバーで、同第２操作レバー１５が軸１６を中
心として矢印Ｂ方向（上下方）へ回動可能になっている
。

また１３が軸１３ ａを介して同第２操作レバー１５の
上端に取付けた操作把手で、同操作把手１３が軸１３ａ
を中心として矢印Ａ方向へ回動可能になっている。

なおこれらの回動可能な接続においては、軸受片２６゜
２７に対するリング２１を中立位置に自立させるための
バネ２４．２５に類するものがあるが、図示を省略した
。

また１４が軸１３ａを介して前記操作把手１３に連結し
た発信用ポテンショメータ、１７が軸１６を介して前記
第２操作レバー１５に連結した発信用ポテンショメータ
、２０が軸１９を介して前記第１操作レバー１８に連結
した発信用ポテンショメータ、２３が前記操作軸２２に
連結した発信用ポテンショメータ、３１が前記発信用ポ
テンショメータ１４，１７．２０のいずれか１つを代表
して３０で示しているポテンショメータと前記電気油圧
制御弁３２との間の電気回路に介装した増幅器、３７が
前記発信用ポテンショメータ２３と前記電気油圧制御弁
３８との間の電気回路に介装した増幅器で、操作把手１
３を矢印Ａ方向へ所定量回動すると、その動きが軸１３
ａを介し発信用ポテンショメータ１４へ伝えられて、同
発信用ポテンショメータ１４（第５図３０）が操作把手
１３の回転方向及び回転角に対応しただけ回転して電気
信号（電圧信号）を増幅器３１へ送出するように、また
同増幅器３１が上記発信用ポテンショメータ３０から送
られてくる電気信号と後記フィードバック用ポテンショ
メータ３５から送られてくる電気信号との偏差信号（微
小な電気信号）を増幅して、電気油圧制御弁３２へ送出
するように、また同電気油圧制御弁３２のスプールが上
記増幅器３１からの電気信号に対応しただけ中立位置か
ら伸長位置また縮小位置の方向へ移動し、ポンプＰから
の圧油を油圧シリンダ３３（第１図１０）のピストン側
またはロッド側へ送って、ピストンロッド３４（第１図
１０１）を所定量だけ伸縮させるようになっている。

以上の作用は、第２操作レバー１５発信用ポテンショメ
ータ１７油圧シリンダ１９の系統、第１操作レバー１８
発信用ポテンショメータ２０油圧シリンダ８の系統とも
同じである。

また３５が前記ピストンロッド３４（第１図１０ａ）の
変位を検出するフィードバック用ポテンショメータ、で
、第６回旋回系には不用であるが、他は同一制御回路が
構成されている。

同フィードバック用ポテンションメータ３５により得ら
れた電気信号が前記増幅器３１へ負帰還されるように、
即ち、前記発信用ポテンショメータ３０（第４図では、
１４、１７．２０のいずれか）から前記増幅器３１へ送
られる電気信号とは逆の電気信号がフィードバック用ポ
テンショメータ３５から増幅器３１へ送られるようにな
っている。

次に前記操作装置の作用を説明する。

まず操作把手１３の系統について説明する。

油圧ポンプＰから電気油圧制御弁３２へ圧油が送られて
いる。

制御系の電源がＯＮになっている。

さらに電気油圧制御弁３２及び油圧シリンダ３３が中立
位置にあるときに、操作把手１３を矢印Ａ方向へ所定量
回動すると、発信用ポテンショメータ１４も同じ方向へ
同じ角度だけ回動して、＋５Ｖに＋△■を加えた電気信
号を、即ち、この発信用ポテンショメータ１４は全回転
したとき＋１０■の電気信号を送出するようになってい
るので、中立位置の＋５ｖに十△Ｖを加えた電気信号を
、増幅器３１へ送出する。

このときフィードバック用ポテンショメータ３５から増
幅器３１へは基準電圧の一５■が、即ち、このフィード
バック用ポテンショメータ３５は全回転したとき一１０
■の電気信号を送出するようになっているので、中立位
置の一５■が、入っているので、増幅器３１は、発信用
ポテンショメータ３０からの電気信号から、フィードバ
ック用ポテンショメータ３５からの電気信号を差引いた
＋△■だけの偏差信号を増幅して、電気油圧制御弁３２
へ送出する。

そのため同電気油圧制御弁３２のスプールが伸長位置の
方向へ上記偏差信号に対応しただけ動き、油圧ポンプＰ
からの圧油を油圧シリンダ３３のピストン側へ送って、
ピストンロッド３４を矢印の方向へ伸長させる。

このときフィードバック用ポテンショメータ３５は、ピ
ストンロッド３４の変位量を検出して、電気信号を増幅
器３１へ送出するが、このフィードバック用ポテンショ
メータ３５から増幅器３１への電気信号は、ピストンロ
ッド３４が所定位置まで伸長したとき、−５■に−△■
を加えた電圧になるので、増幅器３１がら電気油圧制御
弁３２への出力が零になり、同電気油圧制御弁３２が中
立位置へ戻って、ピストンロッド３４が上記伸長位置に
保持される。

また以上とは反対に操作把手１３を反対方向へ所定量回
動すると、発信用ポテンショメータ１４（第５図では３
０）も同じ方向へ同じ角度だけ回動して、＋５Ｖから＋
△■を差引いた電気信号を増幅器３１へ送出する。

このときフィードバック用ポテンショメータ３５から増
幅器３１へは基準電圧の一５Ｖが入っているので、増幅
器３１は、フィードバック用ポテンショメータ３５から
の電気信号から、発信用ポテンショメータ３０からの電
気信号を差引いたー△■だけの偏差信号を増幅して、電
気油圧制御弁３２へ送出する。

そのため同電気油圧制御弁３２のスプールが縮小位置の
方向へ上記偏差信号に対応しただけ動き、油圧ポンプＰ
からの圧油を油圧シリンダ３３のロッド側へ送って、ピ
ストンロッド３４を縮小方向へ作動させる。

このときフィードバック用ポテンショメータ３５はピス
トンロッド３４の変位量を検出して、電気信号を増幅器
３１へ送出するが、このフィードバック用ポテンショメ
ータ３５から増幅器３１への電気信号は、ピストンロッ
ド３４が所定位置まで縮小したとき、−５■から−△■
を差引いた電圧になるので、増幅器３１からの電気油圧
制御弁３２への出力が零になり、同電気油圧制御弁３２
が中立位置へ戻って、ピストンロッド３４が上記縮小位
置に保持される。

以上の作用は、第２操作レバー１５の系統、及び第１操
作レバー１８の系統についても同じである。

また操作把手１３と第１．第２操作レバー１５．１８お
よびリング２１とを介して操作軸２２を中立位置から矢
印り方向へ回動すると、発信用ポテンショメータ２３も
同じ方向へ操作軸２２の回転角に比例しただけ回動して
、十△■の電気信号を増幅器３７へ送出する。

また同増幅器３７はこの電気信号を増幅して、電気油圧
制御弁３８へ送出し、同電気油圧制御弁３８のスプール
を上記電気信号に対応しただけ正転位置の方向へ移動さ
せる。

そのため油圧ポンプＰからの圧油が油圧モータ３９へ送
られ、同油圧モータ３９が作動して、第１回旋回台３が
回転する。

なお、旋回台３の回転速度は、操作軸２２の回転角が大
きくなれば早くなる。

また操作把手１３と第１、第２操作レバー１５．１８及
びリング２１とを介して操作軸２２を中立位置へ戻すと
、発信用ポテンショメータ２３から増幅器３７への及び
同増幅器３７から電気油圧制御弁３８への電気信号が零
になるので、同電気油圧制御弁３８が中立位置に戻って
、旋回台３の回転が停止する。

またさきの場合とは反対に操作把手１３と第１．第２操
作レバー１５．１８およびリング２１とを介して操作軸
２２を中立位置から反対方向へ回動すると、発信用ポテ
ンショメータ２３も同じ方向へ操作軸２２の回転角に比
例しただけ回動して、−△■の電気信号を増幅器３７へ
送出する。

また同増幅器３７はこの電気信号を増幅して、電気油圧
制御弁３８へ送出し、同電気油圧制御弁３８のスプール
を上記電気信号に対応しただけ逆転位置の方向へ移動さ
せる。

そのため油圧ポンプＰからの圧油が油圧モータ３９へ送
られ、同油圧モータ３９が作動して、旋回台３が反対の
方向へ回転する。

なおこの系統は、電気的なフィードバック回路をもたな
いので、旋回位置は目視により決めることになる。

以上本考案を実施例について説明したが、勿論本考案は
このような実施例にだけ局限されるものではなく、本発
明の精神を逸脱しない範囲内で種々の設計の改変を施し
うるものである。

例えば前記電気油圧制御弁３２．３８を第２図の油圧分
配弁に替える一方、同各油圧分配弁と操作把手１３第１
゜第２操作レバー１５．１８操作軸２２とをリンク、ギ
ヤ等のフィードバック機構を有する連動機構により連結
してもよい。

また、本実施例では、各操作関節と、油圧ショベルの操
作系を固定して説明したが、これらの対応は何等限定さ
れるものではない。

このように本考案によれば、油圧ショベルのパケット、
アーム、ブームおよび旋回台の操作を１本の操作レバー
にて操縦席より操作可能とし、パケット、アーム、ブー
ムの各操作系は、フィードバック回路を有する位置決め
制御回路とし、旋回操作系は、フィードバック回路を有
しない開制御回路とし、前記操作レバーを操縦席床上に
軸受片を固定し、これにリングを左右回動自在に取付け
、このリングに対して第１操作レバーを前後回動自在に
取付け、さらに第１操作レバーの上端には第２操作レバ
ーを上下回動自在に取付け、第２操作レバーの他端には
把手１３を前後回動自在に取付は構造とし、それぞれの
回動操作は、油圧ショベルと同様な節となし、上記各回
動部には、それぞれ角度発信用ポテンショメータを装備
することにより、操作把手部の操作の仕方により、必要
な発信器が操作されるようにしたので次の効果を奏する
。

油圧ショベルは、土砂等の粗削、移動を主目的とする機
械であるが、パケットを最適姿勢で粗削、移動させるこ
とは操作員の熟練を要し、且つ長期作業は神経が疲労し
て困難である。

本案によれば１本の操作レバーで操作量に対応した姿勢
が確保されるので、むだな操作がなくなり、素人でも容
易に取扱うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般油圧シルベルの概略側面図、第２図は従来
の油圧ショベルの操作装置を示す図、第３図は本考案の
一実施例を示す概略斜視図、第４図はその分解斜視図、
第５図はパケット、アーム、あるいはブームの制御回路
図、第６図は旋回系の制御回路図である。 ５・・・・・・ブーム、６・・・・・・アーム、７・・
・・・・パケット、１２・・・・・・操作レバー、１３
・・・・・・把手、１５・・・・・・第２操作レバー、
１８・・・・・・第１操作レバー、２１・・・・・・リ
ング、１４゜１７．２０．２３・・・・・・角度発信用
ポテンショメータ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 操縦席床上に軸受片を固定し、該軸受片にリングを左右
   方向に回動自在に取付け、リングに第１操作レバーを前
   後方向に回動自在に取付け、第１操作レバーの上端に操
   縦者側に延出した第２操作レバーを上下方向に回動自在
   に取付け、さらに第２操作レバーの他端には把手を前後
   方向に回動自在に取付け、各回動部に角度発信用ポテン
   ショメータを設け、パケット、アーム、ブームの各操作
   系は、角度発信用ポテンショメータの信号に応じて各操
   作系へ圧油を給排する制御弁を有したフィードバック制
   御回路とし、旋回操作系は角度発信用ポテンショメータ
   の信号に応じて該操作系へ圧油を給排する制御弁を有し
   た開制御回路としてなり、把手の操作により必要な角度
   発信用ポテンショメータを作動させパケット、アーム、
   ブームおよび旋回台の操作を操縦席にて操作可能とした
   ことを特徴とする油圧ショベルの操作装置。