JPS59185233A - 倣い運転装置を設けたパワ−シヤベル - Google Patents

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】 本発明はパワーシャベルに関するものであって、パワー
シャベルの先端バケット部を水平押出し、水平引込み等
の直線状に運転する事を可能にするとともに、パワーシ
ャベルの運転操作を容易に出来る様にする事をその目的
とするものである。

従来のパワーシャベルの運転は熟練を要した。

その理由はパワーシャベルのブーム、アーム、バケット
の各部材が何れも節点を軸とした円弧運動をするからで
あり、又複数のペダル、レバーを操作する事によって、
これらの夫々独立した運動を組合わせて先端のバケット
を運転しなければならないからである。

特にバケットの先端部はブームの円弧運動、アームの円
弧運動、及びバケットの円弧運動が重なる事によって、
バケットの先端部を水平に前進、後退させる事、即ちバ
ケットを水平押出し、水平引込み等の直線状に運転する
事は不可能であった。

本発明は上記の様な実情に鑑み改善されたものであって
パワーシャベルに対して相似形の倣い運転装置を設ける
とともに、両者の各節点には角度変化検出器を設け、両
者の相対応する角度変化検出器を夫々制御機構を介して
連結した事を要旨とするものである。

次に本発明を例示の図面につき説明する。

第１図乃至第７図は本発明に係るパワーシャベル（Ａ）
を示し、同パワーシャベル（Ａ）の本体部（１）からは
ブーム（２）、アーム（３）、バケット（４）が一連に
延設されている。そして本体部（１２ヨブーム（２）は
本体部（１ンに固定されたシャフト（５）（６）により
連結されており、ツー　ム（２）は同シャフト（５）（
６）を中心としてブームシリンダ−（７）の作動を介し
て回動自在（以下この回動点を節点イとする）に設けら
れている。一方ブーム（２）の本体部（１）側端部には
ブーム（２）の本体部（１）に対する角度変化検出用の
ポテンショメーター（８）を設け、同ポテンショメータ
ー（８）の回転１軸の先端には千ヱン歯車（９）を設け
るとともに、上記シャフト（５）の先端にチェノ歯車ａ
Ｏを設け、両手エン歯車（９）αＱを千エンαυを介し
て連結する。

又、ブーム（２）とアーム（３）は同アーム（３）のブ
ーム（２）　側ニ固定されたシャフト（ハ）により連結
されておす、アーム（３）は同シャフト＠を中心として
アームシリンダー〇荀の作動を介して回動自在（以下こ
の回動点を節点口とする）に設けられている。

一方ブーム（２ンのアーム（３）側端部にはブーム（２
）のアーム（３）に対する角度変化検出用のポテンショ
メーターα鴎を設け、同ポテンショメーター００の回転
軸の先端には千ヱン歯車ＯＱを設けるとともに、上記シ
ャフト＠の先端に千エン歯車αカを設け、両千ェン歯車
ａｅ　Ｑ７１をチェノ（ト）を介して連結する。

そして又、アーム（３）とバケット（４）はアーム（３
）のバケット（４）側に固定されたシャフト０りに）よ
り連結されており、バケット（４）は同シャフトＱつを
中心としてバケットシリンダーｔ２υの作動を介して回
動自在（以下この回動点を節点ノーとする）に設けられ
ている。一方バケソト（４ンのアーム（３）側端部には
ノ々ケノト（４）のアーム（３）に対する角度変化検出
用のポテンショメーター（イ）を設け、同ポテンショメ
ーター（イ）の回転軸の先端にはチェノ歯車（ハ）を設
けるとともに、上記シャフト０すの先端に千ヱン歯車（
財）を設け、両千ェン歯車（至）（ハ）を千エン（ハ）
を介して連結する。

第８図乃至第１１図はパワーシャベル（Ａ）の運転席に
設けられる倣い運転装置（ＡＹを示し、同倣い運転装置
（Ａｙはパワーシャベル（Ａ）に係数ｆ　（後述）を乗
じた大きさに縮小した相似形の模型である。即ち本体相
当部（１）′に対してブーム相当部（２ト、アーム相当
部（３Ｙ１及びバケット相当部（４）′が節点イ′、口
′、ハ′でシャフト（５ｆ（６ＹＸ（２）’　、Ｈ’を
中心にして回動自在に連結されている。又本体相当部ｆ
１）′は支持部（１）に対して水平回転自在に設けられ
、同支持部（イ）内には本体相当部（１）′の回転によ
り作動するりミノトスイノ千（イ）が内蔵されるととも
に後述の旋回用コントロールバルブｅ８）に連結されて
いる。

そしてパワーシャベル（Ａ）の各節点イ、口、ハのポテ
ンショメーター（８）　Ｑ！９　（２２の固定箇所に対
応して倣い運転装置の節点イ′のポテンショメーター（
８Ｙはブーム相当部（２）′の本体相当部（１）′側に
、節点口′のポテンショメーターαυ′はブーム相当ｍ
　（２）’のアーム相当部（３）’側に、節点ハ′のポ
テンショメーター（イ）′はバケット相当部（４Ｙのア
ーム相当部（３）′側に夫々設けられている。

そして各ポテンショメーター（３）′αΦ′（イ）″回
転軸の先端にはチェノ歯車（９）′θＱ′（イ）′が設
けられるとともに、各節点イ′、口′、ハ′のシャフト
（５）′（至）′吐の千ヱン歯車（９）′ＯＧ′（至）
′と千ヱン０υ’　（１ｇ）’（ハ）′を介して連結さ
れ、パワーシャベル（Ａ）の各節点イ、口、ハと倣い運
転装置の各節点イ′、口′、ハ′は相互に制御機構によ
り連結されている。即ち節点イ′と節点イ′、節点口と
節点口′、節点ハと節点ハ′は各節点のポテンショメー
ター（８）（８）′、α！９　Ｑｅ’、（イ）（イ）′
を介して、第ｎ３１２１図のブロックダイヤグラムに示
された制御機構により夫々独立して電気的に連結されて
いる。

そして倣い運転装置（ＡＹの節点イ′は本体相当部（１
）′に対するブーム相当部（２）′の角度び′がパワー
シャベル（Ａ）の節点イの本体部（１）に対するブーム
（２）の角度ぴと等しい時、ブロックダイヤグラムに於
いて安定している如く設定する。又節点口′と節点口、
節点ハ′と節点ハの関係についても同様に夫々設定する
。

即ち第１図に於けるパワーシャベル（Ａ）の主要角度及
び主要寸法と第８図に於ける倣い運転装置（ＡＹの主要
角度及び主要寸法は次の関係を満たしている。

尚本実施例では節点イに於いてシャフト（５）（６）を
本体（１）側に、ポテンショメーター（８）をブーム（
２）側に固定しているが、ンヤフ）　（５１（６）をブ
ーム（２）側、ポテンショメーター（８）を本体（１）
側という様に両者を相互に反対側へ固定する事も可能で
あり、又節点口、ハに於いても同様である。

この場合ポテンショメーターは角度変化検出用であるか
らシャフトの固定側の反対側に固定しなければならない
。又角度変化検出器はポテンショメーターに限定される
事はなく、エンコーダー等を用いる事も勿論可能である
。

第１３図は本発明の油配営系統を示すものであって、旋
回モーター■８）、ブームシリンダー（７）、アームシ
リンダー０４）、バケットシリンダーなυをペダノペレ
バーを介して各コントロールバルブ（Ｂ）　（０）を操
作する従来のパワーシャベル（Ａ）に対し、倣い運転装
置（ＡＹの操作により作動するコントロールバルブ■す
（３０）Ｃ３’Ｄ（イ）を新設するとともに、従来の操
作方式と、倣い運転装置（ＡＹによる操作方式の切換え
バルブ（Ｄ）が設けられている。上記新設のコントロー
ルバルブ■９１（３０（３］）■→の内■りはブームシ
リンダー（７）用、（３０はアームシリンダー０荀用、
０］）はバケットシリンダー０υ用のコントロールバル
ブであって、第１２図に示す様に倣い制御機構の一部を
構成している。（イ）は旋回用コントロールバルブであ
って倣い運転装置（ＡＹの本体相当部（ＩＹの支持部ｅ
→に内蔵されるｌ）　ミツトスイッチ（ハ）によって制
御される。

次に作用について説明する。

上記切換えバルブ（Ｄ）の操作により、パワシャベル（
Ａ）の旋回モーターの睦、ブームシリンダー（７）、ア
ームシリンダー〇→、バケットシリンダー＆Ｉ）は、従
来のペダル、レバー操作の制御下から倣い運転装置（Ａ
Ｙの制御下に切換えられる。

そして例えば倣い運転装置（Ａｙのブーム相当部（２）
′を節点イ′を中心として上方へ角度■′回動さぜると
、本体相当部（１）′に対してブーム相当部（２）′が
回動した角度ダ′が千ヱン歯車（９）’　（Ｉｃ）’と
チェン（］］）’を介してポテンショメーター（ＢＹに
検出され、この検出された角度〆′がパワーシャベル（
Ａ）に設けられた節点イのポテンショメーター（８）に
伝達されるとともに、増幅器、コントロールバルブＣつ
、ブームシリンダー（７）を介してパワーシャベル（Ａ
）のブーム（２）が１’即チｍの角度上方へ回動される
事となる。

又、ブーム相当部（２）′に対してアーム相当部（３）
′が節点口′で角度β′、アーム相当部（刀′に対して
バケット相当部（４）′が節点ハ′で角度ｒ′回動され
た場合にも上記と同様に節点口でアーム（３）がブーム
（２）に対して角度β、バケット（４）がアーム（３）
に対して角度ｒ回動される事となるのである。この様に
倣い運転装置の節点イ′、口′、ハ′において角度〆′
、β′、ｒ′回動させればパワーシャベル（Ａ）の相対
応する節点イ、口、ハに自動的に伝達され同じ角度ダ、
β、ｒだけ回動され、又相対応する節点イ′と節点イ、
節点口′と節点口、節点ハ′と節点ハの作動は夫々独立
した制御により、且つ同時に行なわれるのである。

従ってパワーシャベル（Ａ）のブーム（２）、アーム（
３）、バケット（４）の夫々の作動は相対応する倣い運
転装置＜ＡＹのブーム相当部（２＋’　、アーム相当部
（３Ｙ１バケット相当部（４）′の作動と同方向へ同角
度、及び係数ｆの逆数だけ拡大された寸法が作動される
事となるのである。

この様に倣い運転装置（Ａｙの作動にパワーシャベル（
Ａ）がほぼ同時に追従して作動するのであり、例えば倣
い運転装置（ＡＹのバケット相当部を握って水平に動か
せば、各節点イ′、口′、ハ′で回動された角度がパワ
ーシャベル（Ａ）の各節点イ、口、ノλが回動され、バ
ケット（４）は水平に倣い運動するのである。

一方本体相当部（１）′を支持部（ハ）に対して小角度
回転させる事により、リミントスイノ千（イ）がＯＮと
なり、旋回用コントロールバルブ０埠が作動するととも
に、パワーシャベル（Ａ）の本体部（１）がキャタピラ
一部に対して回転される事となる。即ち第８図の様に倣
い運転装置（Ａｙが有る時、バケ７）相当部（４）′を
手前側（右側方向）へ旋回させれば、第１図に於いてパ
ワーシャベルのキャタピラ一部は地面に対してそのまま
静止の位置にあるが、本体部は手前側（右側方向）へ旋
回される事となるのである。

又、小角度回転された本体相当部（１）′を元に戻せば
、リミソトスインチ（イ）がＯＦＦとなり、旋回用コン
トロールバルブに）の作動を停止するとともに本体部（
１）の旋回が停止される事となる。

そして上記の様に倣い運転装置は操作されるのであるが
、同倣い運転装置を取付けるに際して運転席の大きさは
８０ｃｍ四方前後が多くその中に収まる様に、又余り小
さくした場合には操作に不便であるのでブーム相当部（
２）′、アーム相当部（３Ｙ１バケット相当部（２）′
、アーム相当部（３）′、バケット相当部（４）′が真
横へ一直線に伸びた状態で５０ｃｍ位が適当と思われる
。

以上の様に本発明は構成されるものであって、パワーシ
ャベル（Ａ）に対して相似形の倣い運転装置（Ａγを設
けるとともに、両者の各節点には角度変化検出器を設け
、両者の相対応する角度変化検出器を夫々制御機構を介
して連結した事により、パワーシャベルのバケット部を
直線状に運転操作する事が可能となったのである。

そして又、パワーシャベルの各節点の夫々独立した作動
をペダル、レバーの操作を介して行っていた複雑な運転
操作を、パワーシャベル（Ａ）の作動したい部分に相当
する倣い運転装置（Ａγの部分を作動させるのみで容易
にパワーシャベル（Ａ）の運転操作をする事が出来るに
至ったのである。

【図面の簡単な説明】

第１図はパワーシャベルの側面図、第２図は同本体部と
ブームの節点の平面図、第３図は同本体部とブームの節
点の正面図、第４図は同ブームとアームの節点の平面図
、第５図は同ブームとアームの節点の正面図、第６図は
同アームとバケットの節点の平面図、第７図は同アーム
とバケットの節点の正面図、第８図は倣い運転装置の側
面図、第９図は同正面図、第１０図は同アーム相当部と
バケット相当部の節点の平面図、第１１図は同アーム相
当部とバケット相当部の節点の側面図、第１２図は、ブ
ロックダイヤグラム、第１３図は油配営系統図である。 （Ａ）パワーシャベル、（Ａ）′倣い運転装置、（Ｂ）
　（ｃ）コントロールバルブ、（Ｄ）切換えバルブ、（
１）本体部、（ｆｆ本体相当部、（２）ブーム、（２ン
′ブ一ム相当部、（３）アーム、（３）’アーム相当部
、（４）バケット、（４）′バケット相当部、（５）（
５）′シャフト、（６）　（６）’シャフト、（７）ブ
ームシリンダー、（８）　（８）’ポテンショメーター
、（９ン（９〕′チエン歯車、ＱＯαＱ′千エン歯車、
０υ（１１）’千エン、（２）（２）′シャフト、アー
ムシリンダー、０１ｊαυ′ポテンシヨメーター、（＋
４９　（ＬＱ’チン・１ン歯車、αηａｉ’チヱン歯チ
ェ（ト）ば千エン、α傷α０′シャフト、Ｑのバケット
シリンダー、（イ）（イ）′ポテンショメーター、器（
至）′チェン歯車、（ハ）（ハ）′チェン歯車、（ハ）
（２）′チェン、（ト）支持部、（イ）リミットスイッ
チ、（ハ）旋回モーター、（ハ）（ｋｏ）　ｅ］）＠コ
ントロールノくルブ。 特許出願人　矢　野　房　雄 第２図 第３図 第５図 第７図 第８図１ 第９図 第１２図 パワーシ待べ１しに１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）パワーシャベルに対して相似形の倣い運転装置を
   設けるとともに、両者の各節点には角度変化検出器を設
   け、両者の相対応する角度変化検出器を夫々制御機構を
   介して連結した事を特徴とするパワーシャベル。