KR20060063729A

KR20060063729A - 전기식 조작 장치

Info

Publication number: KR20060063729A
Application number: KR1020050117810A
Authority: KR
Inventors: 노부히꼬 이찌끼; 미쯔히사 도오가사끼; 가오루 엔도; 히로야스 마스부찌
Original assignee: 히다찌 겐끼 가부시키가이샤
Priority date: 2004-12-07
Filing date: 2005-12-06
Publication date: 2006-06-12
Also published as: US7265304B2; DE102005058423B4; US20060117891A1; KR101099193B1; DE102005058423A1

Abstract

본 발명의 과제는 회전식 포텐셔미터에 구비되는 회전 아암을 중립으로 보유 지지하는 비틀림 코일 스프링을 구비한 것이며, 회전 아암을 본래의 중립 위치로 확실하게 복귀시킬 수 있는 전기식 조작 장치를 제공하는 것이다.

회전식 포텐셔미터(11)가 회전축(13)과 일체로 설치되고, 조작 레버(2)의 소정의 일방향 및 역방향의 요동 조작에 따라서 회전하는 회전 아암(14)을 갖고, 이 회전 아암(14)을 중립으로 보유 지지하는 코일 스프링(21)과, 회전 아암(14)에 설치되고 회전 아암(14)의 회전시에 비틀림 코일 스프링(21)을 확대 개방시키는 핀(19)과, 비틀림 코일 스프링(21)의 코일부(21c)를 보유 지지하는 보유 지지축(20)을 구비하는 동시에, 중립 위치에 있어서의 비틀림 코일 스프링(21)의 코일부(21c)의 상술한 일방향 및 역방향의 움직임을 규제하는 한 쌍의 가이드부(22a, 22b)를 갖는 커버 부재(22)를 구비한 구성으로 되어 있다.

회전 아암, 포텐셔미터, 비틀림 코일 스프링, 가이드부, 커버 부재

Description

전기식 조작 장치{ELECTRIC OPERATING DEVICE}

도1은 본 발명에 관한 전기식 조작 장치의 제1 실시 형태를 나타내는 도면으로, (a)는 조작 레버를 생략하고 도시한 평면도, (b)는 조작 레버를 상상선으로 나타낸 정면도.

도2는 제1 실시 형태에 구비되는 회전식 포텐셔미터의 회전 아암에 형성되는 긴 홈과, 연장 아암에 설치되는 돌기와의 위치 관계를 나타내는 도면.

도3은 제1 실시 형태에 구비되는 회전식 포텐셔미터의 주요부 구성을 도시하는 도면으로, (a)는 정면도, (b)는 (a)의 G1 단면에 상응하는 도면, (c)는 (b)의 G2 단면에 상응하는 도면.

도4는 제1 실시 형태의 동작을 나타내는 도면.

도5는 제1 실시 형태에서 얻게 되는 회전식 포텐셔미터의 출력 특성을 나타내는 도면.

도6은 본 발명에 관한 전기식 조작 장치의 제2 실시 형태를 나타내는 도면으로, (a)는 조작 레버를 생략하고 도시한 평면도, (b)는 조작 레버를 상상선으로 나타낸 정면도.

도7은 제2 실시 형태에 구비되는 회전식 포텐셔미터의 주요부 구성을 도시하는 도면으로, (a)는 정면도, (b)는 (a)의 G1 단면에 상응하는 도면, (c)는 (b)의 G2 단면에 상응하는 도면.

도8은 도7의 (b)를 확대하여 나타낸 주요부 단면도.

도9는 제2 실시 형태의 동작을 나타내는 도면.

도10은 도9에 나타내는 동작에 수반하여 확대 개방되는 비틀림 코일 스프링을 도시하는 도면.

도11은 본 발명의 제3 실시 형태를 나타내는 도면으로, (a)는 중립시에 있어서의 회전식 포텐셔미터의 주요부 구성을 도시하는 도면, (b)는 조작시에 있어서의 회전식 포텐셔미터의 주요부 구성을 도시하는 도면.

도12는 종래 기술에 구비되는 비틀림 코일 스프링과, 이 비틀림 코일 스프링을 보유 지지하는 보유 지지축과의 관계를 나타내는 설명도.

도13은 종래 기술에 구비되는 회전식 포텐셔미터의 주요부의 구성을 도시하는 도면으로, (a)는 정면도, (b)는 (a)의 H1 단면에 상응하는 도면, (c)는 (b)의 H2 단면에 상응하는 도면.

도14는 종래 기술에 있어서 생기는 문제점을 설명하는 도면으로, (a)는 소정의 일방향으로 조작 레버를 조작하였을 때에 생기는 문제점을 나타내는 도면, (b)는 소정의 일방향과는 역방향으로 조작 레버를 조작하였을 때에 생기는 문제점을 나타내는 도면.

도15는 종래 기술에 있어서의 회전식 포텐셔미터의 출력 특성을 나타내는 도면.

도16은 종래 기술에 있어서 생기는 문제점을 설명하는 도면이며, 특히 조작 시의 상태를 도시하는 도면.

도17은 종래 기술에 있어서 생기는 문제점을 설명하는 도면이며, 특히 중립 복귀시의 상태를 도시하는 도면으로, (a)는 소정의 일방향으로 조작 레버를 조작하였을 때에 생기는 문제점을 나타내는 도면, (b)는 소정의 일방향과는 역방향으로 조작 레버를 조작하였을 때에 생기는 문제점을 나타내는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 본체

2 : 조작 레버(조작 부재)

3 : 유니버설 조인트

4 : 제1 짐벌(요동 부재)

5 : 제2 짐벌(요동 부재)

6 : 캠(요동 부재)

7 : 푸쉬 로드

8 : 지지축

9 : 연장 아암

10 : 브래킷

11 : 회전식 포텐셔미터

13 : 회전축

14 : 회전 아암

15 : 긴 홈(링크부)

16 : 돌기(링크부)

17 : 요동 중심

18 : 스토퍼

19 : 핀(확대 개방부)

20 : 보유 지지축

21 : 비틀림 코일 스프링

21a : 아암부

21b : 아암부

21c : 코일부

22 : 커버 부재

22a : 가이드부(규제 수단)

22b : 가이드부(규제 수단)

23 : 나사

30 : 축부

31 : 베어링(회전체)〔확대 개방부〕

32 : 스토퍼

33 : 축부

34 : 베어링(회전체)〔확대 개방부〕

x : 간극

[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2003-157122호 공보

본 발명은 유압 셔블 등에 구비되고, 운전자에 의해 조작되는 조작 부재의 요동 조작에 수반하여 회전하는 회전 아암과, 이 회전 아암을 중립으로 보유 지지하는 비틀림 코일 스프링을 구비한 회전식 포텐셔미터를 갖는 전기식 조작 장치에 관한 것이다.

이러한 종류의 종래 기술로서 특허문헌 1에 개시되는 것이 있다. 이 특허문헌 1에 개시되는 종래 기술은 운전자에 의해 소정의 일방향으로, 또는 이 소정의 일방향과는 역방향으로 요동 조작되는 조작 부재, 즉 조작 레버와, 이 조작 레버의 요동에 수반하여 요동하는 짐벌 및 캠으로 이루어지는 요동 부재와, 이 요동 부재를 지지하는 지지축을 구비하는 동시에, 요동 부재의 요동에 수반하여 회전하는 회전축을 갖고, 이 회전축의 회전에 따른 회전각 신호를 출력하는 회전식 포텐셔미터를 구비하고 있다.

또한, 지지축에 일체로 설치되고 회전식 포텐셔미터 방향으로 연장 설치되는 연장 아암과, 이 연장 아암의 회전 영역이 포함되는 평면과 평행한 연직면 내에서 회전 가능하게 이 연장 아암과 연결하는 동시에, 회전식 포텐셔미터의 회전축에 일체로 설치한 회전 아암과, 이 회전 아암과 상기 연장 아암을 조작 레버가 조작되는 상술한 소정의 일방향 및 역방향의 각각 대해 소정의 간극을 거쳐서 연결시키는 링 크부를 구비하고 있다.

또한, 회전식 포텐셔미터의 회전 아암을 중립 위치에 보유 지지하는 비틀림 코일 스프링과, 회전 아암에 설치되고 회전 아암의 회전시에 비틀림 코일 스프링을 확대 개방시키는 확대 개방부, 즉 돌기 형상의 스토퍼와, 회전식 포텐셔미터의 본체에 설치되고 비틀림 코일 스프링의 코일부를 보유 지지하는 보유 지지축을 구비하고 있다.

이와 같이 구성되는 특허문헌 1에 기재되는 종래 기술은 조작 레버를 예를 들어 소정의 일방향으로 요동 이동 조작하면, 지지축을 중심으로 연장 아암이 회전하고, 이에 수반하여 링크부를 거쳐서 회전 아암이 회전한다. 따라서, 회전 아암에 일체로 설치된 회전식 포텐셔미터의 회전축이 회전하고, 조작 레버의 조작량에 따른 회전각 신호가 출력된다. 이 회전각 신호에 따라서 유압 셔블에 구비되는 아암 실린더 등의 액튜에이터가 구동되도록 되어 있다.

여기서, 상술한 특허문헌 1에는 명기되어 있지 않지만, 상술한 비틀림 코일 스프링의 코일부와, 회전식 포텐셔미터에 설치되고 비틀림 코일 스프링을 보유 지지하는 보유 지지축과의 관계를 도12에 의해 설명한다.

이 도12에는 회전식 포텐셔미터에 설치되는 보유 지지축(30)과, 이 보유 지지축(30)에 코일부(21c)가 보유 지지되는 비틀림 코일 스프링(21)과, 회전식 포텐셔미터의 회전축(13)과, 회전식 포텐셔미터에 설치되고 비틀림 코일 스프링(21)의 코일부(21c)에 연장 설치되는 아암부(21a, 21b)가 각각 접촉 가능한 스토퍼(18)와, 회전축(13)에 일체적으로 설치되는 도시하지 않은 회전 아암에 형성되고 비틀림 코 일 스프링(21)을 확대 개방시키는 확대 개방부, 즉 핀(19)이 도시되어 있다. 핀(19)은 상술한 특허문헌 1에 개시되는 확대 개방부를 구성하는 돌기 형상의 스토퍼에 상당한다.

이 도12의 (a)는 조작 레버가 중립 위치에 보유 지지되어 있을 때의 비틀림 코일 스프링(21)의 형태가 도시되어 있다. 스토퍼(18)의 직경(A)과 핀(19)의 직경(B)은 동일 치수로 설정되고, 도12의 (a)에 나타나는 중립 위치에 있어서는 비틀림 코일 스프링(21)의 아암부(21a, 21b)의 각각이 스토퍼(18) 및 핀(19)에 접촉함으로써, 이들 아암(21a, 21b) 사이의 간격(L)이 스토퍼(18)의 직경(A) 및 핀(19)의 직경(B)과 동일해진다.

이와 같이 중립 위치에 있을 때에, 가령 보유 지지축(30)의 직경(C)이 비틀림 코일 스프링(21)의 코일부(21c)의 내경과 동일하게 설정되어 있었던 경우에는, 상기 도12의 (b)에 도시한 바와 같이 회전 아암의 회전에 수반하는 핀(19)의 이동에 의해 비틀림 코일 스프링(21)의 예를 들어 아암(21a)이 확대 개방되었을 때, 비틀림 코일 스프링(21)의 코일부(21c)가 직경을 작게 하도록 수축되므로 보유 지지축(30)을 조이게 되고, 코일부(21c)에 과대한 인장력이 작용하여 코일부(21c)가 파손될 우려가 있다.

이와 같은 이유로, 통상 비틀림 코일 스프링(21)을 보유 지지하는 보유 지지축(30)의 직경은 중립시에 있어서의 비틀림 코일 스프링(21)의 코일부(21c)의 내경보다도 충분히 작아지도록 설정된다.

[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2003-157122호 공보

그런데, 종래에 있어서는 상술한 바와 같이 비틀림 코일 스프링(21)을 보유 지지하는 보유 지지축(30)의 직경이 중립시에 있어서의 비틀림 코일 스프링(21)의 내경보다도 작게 설정되는 데 수반하는 문제점이 있다. 이 문제점에 대해 이하에 설명한다.

도13은 종래 기술에 구비되는 회전식 포텐셔미터의 주요부의 구성을 도시하는 도면으로, (a)는 정면도, (b)는 (a)의 H1 단면에 상응하는 도면, (c)는 (b)의 H2 단면에 상응하는 도면, 도14는 종래 기술에 있어서 생기는 문제점을 설명하는 도면으로, (a)는 소정의 일방향으로 조작 레버를 조작하였을 때에 생기는 문제점을 나타내는 도면, (b)는 소정의 일방향과는 역방향으로 조작 레버를 조작하였을 때에 생기는 문제점을 나타내는 도면, 도9는 종래 기술에 있어서의 회전식 포텐셔미터의 출력 특성을 나타내는 도면이다.

도13, 도14에는 회전식 포텐셔미터(11)에 설치되는 보유 지지축(20)의 직경(D)을 비틀림 코일 스프링(21)의 코일부(21c)의 내경보다도 작게 설정한 상태가 도시되어 있다. 또한, 회전식 포텐셔미터(11)의 회전축(13)과 일체로 설치되는 회전 아암(14)이 도시되어 있다. 이 회전 아암(14)에는 링크부를 구성하는 긴 홈(15)이 형성되어 있다. 또한, 도13의 (b)에는 회전축(13)의 축 방향에 따르는 이동을 규제하는 커버 부재(31)와, 보유 지지축(20)에 형성된 나사부에 나사 결합하고, 커버 부재(31)를 보유 지지축(20)에 체결하는 나사(23)가 도시되어 있다. 그 밖의 것은, 상술한 도6에 도시되는 것과 동일하다.

이와 같은 종래 기술에 있어서, 도13의 (a), (b)에 도시하는 중립 상태로부터 도시하지 않은 조작 레버가 소정의 일방향, 예를 들어 전방측으로 요동 조작되면, 도13의 (c)에 도시된 바와 같이 조작 레버의 요동에 수반하여 회전식 포텐셔미터(11)의 회전 아암(14)이 회전한다. 이 때, 회전 아암(14)의 핀(19)을 거쳐서 비틀림 코일 스프링(21)의 아암부(21a)에 힘(F)이 부여되고, 비틀림 코일 스프링(21)은 그 코일부(21c)가 보유 지지축(20)에 접촉할 때까지 이동한다.

이와 같은 조작 상태로부터 도시하지 않은 조작 레버가 중립 위치로 복귀되면, 상술한 바와 같이 비틀림 코일 스프링(21)의 코일부(21c)가 보유 지지축(20)에 접촉된 상태이므로, 이 비틀림 코일 스프링(21)이 본래의 중립 위치에 있어야 하는 형태, 즉 도13의 (a)에 도시되는 형태보다도 기울어지게 되는 일이 일어난다. 이에 수반하여, 회전 아암(14)은 도14의 (a)에 도시한 바와 같이 본래의 중립 위치로 복귀되기 전의 각도 η에서 정지하게 되는 사태가 생긴다.

또, 도14에 도시되는 16은 조작 레버의 조작에 수반하여 회전하는 도시하지 않은 연장 아암에 형성되는 돌기이고, 이 돌기(16)와 회전 아암(14)의 긴 홈(15)에 의해 회전 아암(14)과 도시하지 않은 연장 아암을 조작 레버(2)가 조작되는 상술한 소정의 일방향 및 역방향의 각각 대해 소정의 간극을 거쳐서 연결하는 링크부가 구성되어 있다.

상술한 바와 같이 조작 레버가 중립 위치로 복귀되었음에도 불구하고, 비틀림 코일 스프링(21)에 의해 회전식 포텐셔미터(11)의 회전 아암(14)이 각도 η만큼 중립 위치까지 완전히 복귀되지 않는 사태가 생기면, 도9에 도시된 바와 같이 회전 식 포텐셔미터(11)로부터의 출력 전압은 본래 0 V가 되어야 하는 곳이 출력 오차 ΔV가 되어 출력되게 된다.

또, 도시되지 않은 조작 레버가 상술한 일방향과는 역방향으로 요동 조작된 경우도 마찬가지로, 도14의 (b)에 도시된 바와 같이 중립 위치로 조작 레버가 복귀되어도 비틀림 코일 스프링(21)의 코일부(21c)가 보유 지지축(20)에 접촉된 상태가 되어, 회전 아암(14)이 본래의 중립 위치에 대해 각도 η만큼 완전히 복귀되지 않는 사태가 생기게 된다.

즉, 특허문헌 1에 개시되는 기술도 포함하여 종래 기술에 있어서는, 회전식 포텐셔미터(11)의 회전 아암(14)의 회전에 수반하여 비틀림 코일 스프링(21)의 코일부(21c)가 보유 지지축(20)에 접촉할 때까지 움직이게 됨으로써 조작 레버가 중립 위치로 복귀되었을 때에, 회전 아암(14)의 본래의 중립 위치에 대한 위치 어긋남이 생기고, 이에 의해 출력 특성이 열화되는 문제가 있었다.

또한, 도16, 도17은 종래 기술에 있어서 생기는 다른 문제점을 설명하는 도면이며, 도16은 조작시의 상태를 도시하는 도면, 도17은 중립 복귀시의 상태를 도시하는 도면이다. 이 도17의 (a)는 소정의 일방향으로 조작 레버를 조작하였을 때에 생기는 문제점을 나타내는 도면, (b)는 소정의 일방향과는 역방향으로 조작 레버를 조작하였을 때에 생기는 문제점을 나타내는 도면이다.

도16은 회전식 포텐셔미터 부근을 도시하고 있고, 상술한 바와 같이 회전식 포텐셔미터(11)의 본체에 설치되는 보유 지지축(20)과, 이 보유 지지축(20)에 코일부(21c)가 보유 지지되는 비틀림 코일 스프링(21)과, 회전식 포텐셔미터(11)의 회 전축(13)과, 이 회전식 포텐셔미터(11)의 본체에 설치되고 중립 위치에 있어서의 비틀림 코일 스프링의 아암부(21a, 21b)의 움직임을 규제하는 스토퍼(18)와, 회전축(13)에 일체적으로 설치되는 상술한 회전 아암(14)에 형성되어 비틀림 코일 스프링(21)을 확대 개방시키는 확대 개방부, 즉 핀(19)이 도시되어 있다. 핀(19)은 상술한 특허문헌 1에 개시되는 확대 개방부를 구성하는 돌기 형상의 스토퍼에 상당한다. 또, 회전 아암(14)에는 도시하지 않은 연장 아암이 연장 설치되는 링크부를 구성하는 긴 홈(15)이 형성되어 있다.

이 도16에 도시한 바와 같이 특허문헌 1에 개시되는 종래 기술에서는, 중립 위치에 있어서는 회전 아암(14)에 설치한 핀(19)의 주위측면의 일점을 형성하는 점 a와, 비틀림 코일 스프링(21)의 아암부(21a)의 측모서리의 일점을 형성하는 점 b가 접촉하고 있었던 것이 도시하지 않은 조작 레버의 예를 들어 소정의 일방향에의 요동 조작에 수반하는 회전 아암(14)의 각도 θ2의 회전에 의해 이 회전 아암(14)에 설치한 핀(19)에 대한 비틀림 코일 스프링(21)의 접촉점이 상술한 점 b로부터 점 c로 이행한다. 즉, 반복해서 행해지는 조작 레버의 요동 조작에 수반하여 회전 아암(14)의 핀(19)과, 비틀림 코일 스프링(21)의 아암부(21a)와의 상호간의 미끄럼 이동 동작이 반복되고, 그 결과, 미끄럼 이동 부분에 마모가 생기기 쉬웠다.

이와 같은 마모가 생기면, 도시하지 않은 조작 레버가 중립 위치로 복귀되었을 때에, 마모에 의해 핀(19)의 주위측면에 형성되는 오목부에 마모에 의해 형성되는 비틀림 코일 스프링(21)의 아암부(21a)의 오목부가 인입하고, 이에 의해 도17의 (a)에 도시하는 회전 아암(14)이 본래의 중립 위치로 복귀되기 전의 각도 η에서 정지하게 되는 사태를 발생시킨다.

이와 같이 회전 아암(14)이 각도 η만큼 중립 위치까지 완전히 복귀되지 않는 상태를 발생시키면, 상술한 도15에 도시된 바와 같이 회전식 포텐셔미터(11)로부터의 출력 전압은 중립 위치에 있어서 본래 O V가 되어야 하는 곳이 출력 오차 ΔV가 되어 버린다.

또, 도시하지 않은 조작 레버가 상술한 일방향과는 역방향으로 요동 조작된 경우도 마찬가지로, 도17의 (b)에 도시된 바와 같이 중립 위치로 조작 레버가 복귀되어도 상술한 바와 마찬가지로 회전 아암(14)의 핀(19)과, 비틀림 코일 스프링(21)의 아암부(21b)의 마모에 수반하여 회전 아암(14)이 본래의 중립 위치에 대해 각도 η만큼 완전히 복귀되지 않는 사태를 발생시킨다.

즉, 특허문헌 1에 개시되는 기술도 포함하여 비틀림 코일 스프링을 구비한 종래 기술에 있어서는, 반복하여 행해지는 조작 레버의 요동 조작에 의한 회전식 포텐셔미터(11)의 회전 아암(14)의 회전에 수반하여, 비틀림 코일 스프링(21)의 아암부(21a, 21b)와, 이들 아암부(21a, 21b)를 확대 개방시키는 회전 아암(14)의 핀(19) 사이에 마모가 생기기 쉽고, 이 마모에 의해 조작 레버가 중립 위치로 복귀되었을 때에 회전 아암(14)의 본래의 중립 위치에 대한 위치 어긋남이 생겨, 이에 의해 출력 특성이 열화되어 버리는 문제가 있었다.

본 발명은 상술한 종래 기술에 있어서의 실상으로 이루어진 것으로, 그 목적은 회전식 포텐셔미터에 구비되는 회전 아암을 중립으로 보유 지지하는 비틀림 코일 스프링을 구비한 것에 있으며, 회전 아암을 본래의 중립 위치로 확실하게 복귀 시킬 수 있는 전기식 조작 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 운전자에 의해 소정의 일방향으로, 또는 이 소정의 일방향과는 역방향으로 요동 조작되는 조작 부재와, 이 조작 부재의 요동 조작에 수반하여 요동하는 요동 부재와, 이 요동 부재를 지지하는 지지축과, 상기 요동 부재의 요동에 수반하여 회전하는 회전축을 갖고 이 회전축의 회전에 따른 회전각 신호를 출력하는 회전식 포텐셔미터와, 상기 지지축에 일체로 설치되고 상기 회전식 포텐셔미터 방향으로 연장 설치되는 연장 아암과, 이 연장 아암의 회전 영역이 포함되는 평면과 평행한 연직면 내에서 회전 가능하게 이 연장 아암과 연결하는 동시에 상기 회전식 포텐셔미터의 상기 회전축으로 일체로 설치한 회전 아암과, 이 회전 아암과 상기 연장 아암을 상기 조작 부재가 조작되는 상기 소정의 일방향 및 상기 역방향의 각각에 대해 소정의 간극을 거쳐서 연결시키는 링크부와, 상기 회전식 포텐셔미터의 상기 회전 아암을 중립 위치에 보유 지지하는 비틀림 코일 스프링과, 상기 회전 아암에 설치되고 상기 회전 아암의 회전시에 상기 비틀림 코일 스프링을 확대 개방시키는 확대 개방부와, 상기 회전식 포텐셔미터에 설치되고 상기 비틀림 코일 스프링의 코일부를 보유 지지하는 보유 지지축을 구비한 전기식 조작 장치에 있어서, 중립 위치에 있어서의 상기 비틀림 코일 스프링의 코일부의 상기 소정의 일방향 및 상기 역방향의 움직임을 규제하는 규제 수단을 구비한 것을 특징으로 하고 있다.

이와 같이 구성한 본 발명은 조작 부재가 중립으로 유지되어 있는 상태에서 는, 비틀림 코일 스프링의 코일부의 소정의 일방향 및 역방향의 움직임이 규제 수단에 의해 규제됨으로써, 비틀림 코일 스프링은 기울어지는 일 없이 정확한 형태로 보유 지지되고, 이에 수반하여 회전식 포텐셔미터의 회전 아암이 기울어지는 일이 없는 수직 설치 형태로 보유 지지된다. 이에 의해, 회전 아암과 일체로 설치되는 회전축도 정확한 중립 위치에 보유 지지된다. 이 상태에 있어서는, 회전 아암과 연장 아암을 연결하는 링크부에 있어서 소정의 일방향 및 역방향의 각각 대해 소정의 간극이 형성된다. 이들 소정의 간극이 조작 부재의 조작에 대한 불감대를 형성한다. 따라서, 조작 부재가 불감대의 영역 내에서 미동해도 회전식 포텐셔미터로부터 회전각 신호가 출력되는 일이 없다.

이와 같은 중립 상태로부터 조작 부재가 상술한 불감대를 넘도록 조작되면, 지지축을 중심으로 연장 아암이 회전하고, 이에 수반하여 링크부를 거쳐서 회전식 포텐셔미터의 회전 아암이 회전하고, 이 회전 아암과 일체로 설치되는 회전축이 회전한다. 이에 의해, 조작 부재의 조작량에 따른 회전각 신호가 출력된다. 그 동안, 회전 아암의 확대 개방부에 의해 비틀림 코일 스프링이 확대 개방되어 비틀림 코일 스프링의 코일부가 수축되는 동시에, 확대 개방부를 거쳐서 부여되는 힘에 의해 비틀림 코일 스프링의 코일부가 이동하려고 하지만, 그 이동은 규제 수단에 의해 규제된다. 즉, 비틀림 코일 스프링의 코일부는 규제 수단에 접촉하여 미끄럼 이동하면서 수축한다.

또한, 상술한 조작 부재의 조작 상태로부터 이 조작 부재를 중립으로 복귀시키면, 회전 아암의 확대 개방부를 거쳐서 부여되고 있던 힘이 제거되므로 비틀림 코일 스프링은 중립 형태로 복귀한다. 이 때, 비틀림 코일 스프링의 코일부는 상술한 바와 같이 수축되어 있었던 상태로부터 확장하지만, 중립 상태에 이르렀을 때에는 규제 수단에 의해 소정의 일방향 및 역방향의 움직임이 규제된다. 따라서, 중립 상태에 있어서는 비틀림 코일 스프링은 기울어지는 일 없이 정확한 형태로 복귀되고, 이에 수반하여 회전 아암도 본래의 수직 설치 형태로 보유 지지되고, 회전식 포텐셔미터의 회전축은 정확한 중립 위치까지 확실하게 복귀된다.

이와 같이 본 발명은 회전 아암을 중립 위치에 보유 지지하는 비틀림 코일 스프링이 조작 부재의 조작 상태로부터 중립 위치로 복귀되었을 때에 규제 수단을 거쳐서 정확한 중립 형태로 복귀하므로, 이 비틀림 코일 스프링에 결합하는 회전식 포텐셔미터의 회전 아암을 기울어지게 하는 일 없이 본래의 중립 위치로 확실하게 복귀시킬 수 있다.

또한 본 발명은 상기 발명에 있어서, 상기 비틀림 코일 스프링의 상기 소정의 일방향 및 상기 역방향의 각각 대해 직교하는 방향의 움직임을 규제하는 커버 부재를 구비하는 동시에, 상기 규제 수단이 상기 커버 부재에 구비되고, 중립 위치에 있어서 상기 비틀림 코일 스프링의 상기 코일부의 양측부에 접촉하는 한 쌍의 가이드부로 이루어지는 것을 특징으로 하고 있다. 이와 같이 구성한 본 발명은 커버 부재에 중립 위치에 있어서 비틀림 코일 스프링의 양측부에 접촉하는 한 쌍의 가이드부를 설치한 구성이므로, 부품수의 증가를 초래하는 일이 없다.

또한 본 발명은 상기 발명에 있어서, 상기 커버 부재가 금속 재료로 이루어지는 동시에, 상기 가이드부가 절곡 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하고 있 다. 이와 같이 구성한 본 발명은 커버 부재를 절곡하는 것만으로 한 쌍의 가이드부를 형성할 수 있으므로, 가이드부의 제작이 간단하다.

또한 본 발명은 상기 발명에 있어서, 상기 회전식 포텐셔미터의 상기 보유 지지축이 비틀림부를 갖는 동시에, 이 보유 지지축의 비틀림부에 나사 결합하여 상기 커버 부재를 상기 보유 지지축에 체결하는 나사를 구비한 것을 특징으로 하고 있다. 이와 같이 구성한 본 발명은 나사에 의해 커버 부재를 보유 지지축에 견고하게 고정할 수 있다.

또한 본 발명은 상기 발명에 있어서, 상기 확대 개방부가 상기 회전 아암에 형성된 핀으로 이루어지는 것을 특징으로 하고 있다. 이와 같이 구성한 본 발명은 회전 아암의 제작시에 확대 개방부를 형성하는 핀을 압입 혹은 코오킹, 그 밖의 방법에 의해 아암에 설치할 수 있다.

또한 본 발명은 운전자에 의해 요동 조작되는 조작 부재와, 이 조작 부재의 요동 조작에 수반하여 요동하는 요동 부재와, 이 요동 부재를 지지하는 지지축과, 상기 요동 부재의 요동에 수반하여 회전하는 회전축을 갖고, 이 회전축의 회전에 따른 회전각 신호를 출력하는 회전식 포텐셔미터와, 상기 지지축에 일체로 설치되고 상기 회전식 포텐셔미터 방향으로 연장 설치되는 연장 아암과, 이 연장 아암의 회전 영역이 포함되는 평면과 평행한 연직면 내에서 회전 가능하게 이 연장 아암과 연결되는 동시에, 상기 회전식 포텐셔미터의 상기 회전축에 일체로 설치한 회전 아암과, 상기 회전식 포텐셔미터의 상기 회전 아암을 중립 위치에 보유 지지하는 비틀림 코일 스프링과, 중립 위치에 있어서의 비틀림 코일 스프링의 아암부의 움직임 을 규제하는 스토퍼와, 상기 회전 아암의 회전시에 상기 비틀림 코일 스프링의 상기 아암부를 확대 개방시키는 확대 개방부를 구비한 전기식 조작 장치에 있어서, 상기 확대 개방부가 회전체로 이루어지는 것을 특징으로 하고 있다.

이와 같이 구성한 본 발명은, 중립 상태로부터 조작 부재가 조작되면 지지축을 중심으로 연장 아암이 회전하고, 이에 수반하여 회전식 포텐셔미터의 회전 아암이 회전하고, 이 회전 아암과 일체로 설치되는 회전축이 회전한다. 이에 의해, 조작 부재의 조작량에 따른 회전각 신호가 출력된다. 그 동안, 확대 개방부를 구성하는 회전체에 의해 비틀림 코일 스프링의 아암부가 확대 개방된다. 이 비틀림 코일 스프링의 아암부의 확대 개방에 수반하여 아암부에 접촉하고 있는 회전체가 회전한다. 따라서, 반복하여 행해지는 조작 부재의 요동 조작에 수반하는 베어링과, 비틀림 코일 스프링의 아암부 사이에 있어서의 마모의 발생이 억제된다.

또한, 상술한 조작 부재의 조작 상태로부터 이 조작 부재를 중립으로 복귀시키면, 회전 아암의 회전체를 거쳐서 비틀림 코일 스프링의 아암부에 부여되어 있던 힘이 제거되므로 비틀림 코일 스프링은 중립 형태로 복귀하고, 이 비틀림 코일 스프링의 아암부의 움직임이 스토퍼에 의해 규제되는 상태가 된다. 이 경우, 상술한 바와 같이 반복하여 행해지는 조작 부재의 요동 조작에 수반하는 회전체와, 비틀림 코일 스프링의 아암부와의 마모의 발생이 회전체의 회전에 의해 억제되므로, 회전체 및 비틀림 코일 스프링의 아암부에 마모에 의한 오목부가 형성되는 일은 없고, 이들 회전체 및 비틀림 코일 스프링의 아암부는 장기간에 걸쳐서 본래의 형상으로 유지된다. 따라서, 중립 위치에 있어서의 회전 아암도 본래의 수직 설치 형태로 보유 지지되어, 회전식 포텐셔미터의 회전축을 정확한 중립 위치까지 확실하게 복귀시킬 수 있다.

이와 같이 본 발명은 반복하여 행해지는 조작 부재의 요동 조작에 수반하는 비틀림 코일 스프링의 아암부와, 이 아암부를 확대 개방시키는 회전체 사이의 마모를 회전체가 회전함으로써 억제할 수 있으므로, 조작 부재가 조작 상태로부터 중립 위치로 복귀되었을 때에 비틀림 코일 스프링에 결합하는 회전식 포텐셔미터의 회전 아암을 기울어지게 하는 일 없이 본래의 중립 위치로 복귀시킬 수 있다.

또한 본 발명은 상기 발명에 있어서, 상기 회전체가 베어링으로 이루어지는 것을 특징으로 하고 있다.

또한 본 발명은 상기 발명에 있어서, 상기 스토퍼를 상기 회전식 포텐셔미터의 본체에 설치하고, 상기 베어링을 상기 회전식 포텐셔미터의 상기 회전 아암에 형성한 축부에 회전 가능하게 장착한 것을 특징으로 하고 있다.

또한 본 발명은 상기 발명에 있어서, 상기 스토퍼를 상기 회전식 포텐셔미터의 상기 회전 아암에 설치하고, 상기 베어링을 상기 회전식 포텐셔미터의 본체에 형성한 축부에 회전 가능하게 장착한 것을 특징으로 하고 있다.

이하, 본 발명에 관한 전기식 조작 장치를 실시하기 위한 최선의 형태를 도면을 기초로 하여 설명한다.

<제1 실시 형태>

[본 실시 형태의 기본 구성]

도1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 전기식 조작 장치의 일실시 형태를 나타내는 도면으로, (a)는 조작 레버를 생략하고 도시한 평면도, (b)는 조작 레버를 상상선으로 나타낸 정면도, 도2는 본 실시 형태에 구비되는 회전식 포텐셔미터의 회전 아암에 형성되는 긴 홈과, 연장 아암에 설치되는 돌기와의 위치 관계를 나타내는 도면이다. 또한, 도3은 본 실시 형태에 구비되는 회전식 포텐셔미터의 주요부 구성을 도시하는 도면으로, (a)는 정면도, (b)는 (a)의 G1 단면에 상응하는 도면, (c)는 (b)의 G2 단면에 상응하는 도면이다.

본 실시 형태는 예를 들어 유압 셔블에 구비되는 각종 유압 실린더, 또는 유압 모터 등의 유압 액튜에이터를 조작하는 조작 장치로서 활용되는 것으로, 도1의 (a), (b)에 도시하는 바와 같이 조작 레버 장치의 본체(1)와, 운전자에 의해 요동 조작되는 조작 부재, 예를 들어 조작 레버(2)와, 이 조작 레버(2)에 연결되는 유니버설 조인트(3)와, 본체(1)에 회전 가능하게 지지되고 조작 레버(2)의 예를 들어 X 방향의 요동 조작에 수반하여 회전하는 제1 짐벌(4)과, 이 제1 짐벌(4)의 연장 설치 방향과 직교하는 방향으로 연장 설치되는 동시에, 본체(1)에 회전 가능하게 지지되고 조작 레버(2)의 예를 들어 Y 방향의 요동 조작에 수반하여 회전하는 제2 짐벌(5)과, 조작 레버(2)의 X 방향, Y 방향의 요동 조작, 혹은 X 방향과 Y 방향의 중간 방향의 요동 조작에 따라서 요동하는 캠(6)과, 이 캠(6)의 요동에 따라서 상하 이동하는 동시에, 캠(6)에 중립 복귀력을 전하는 복수의 푸쉬 로드(7)를 구비하고 있다.

상술한 제1 짐벌(4), 제2 짐벌(5) 및 캠(6)은 조작 레버(2)의 요동 조작에 수반하여 요동하는 요동 부재를 구성하고 있다.

도1의 (b)의 정면측을 형성하는 본체(1)의 일면측에는 상술한 요동 부재로서의 짐벌(4, 5)을 지지하는 지지축(8)을 구비하고 있다. 또한, 본체(1)의 하방에 고정되는 브래킷(10)에는 상술한 요동 부재의 요동에 수반하여 회전하는 회전축(13)을 갖고, 이 회전축(13)의 회전에 따른 회전각 신호를 출력하는 회전식 포텐셔미터(11)를 부착하고 있다. 본체(1)의 일면측에 직교하는 다른 면측에도 상술과 같은 지지축(8), 브래킷(10) 및 회전식 포텐셔미터(11)를 구비하고 있다.

본체(1)의 상술한 일면측에 구비되는 지지축(8), 회전식 포텐셔미터(11) 등을 포함하는 구성과, 본체(1)의 상술한 다른 면측에 구비되는 지지축(8), 회전식 포텐셔미터(11) 등을 포함하는 구성은 동일하므로, 이하에 있어서는 주로 본체(1)의 일면측에 구비되는 구성에 대해 설명한다.

본체(1)의 일면측, 즉 도1의 (b)의 정면측에 구비되는 지지축(8)에는 회전식 포텐셔미터(11) 방향으로 연장 설치되는 연장 아암(9)을 일체로 설치하고 있고, 이 연장 아암(9)의 하단부에는 돌기(16)를 형성하고 있다. 또한, 회전식 포텐셔미터(11)는 연장 아암(9)의 회전 영역이 포함되는 평면과 평행한 연직면 내에서 회전 가능하게 연장 아암(9)과 연결되고, 회전식 포텐셔미터(11)의 회전축(13)에 일체로 설치되는 회전 아암(14)을 갖고 있다. 이 회전 아암(14)의 상단부에는 긴 홈(15)을 형성하고 있고, 이 긴 홈(15) 내에 연장 아암(9)의 돌기(16)가 수용되어 있다.

이 돌기(16)와 긴 홈(15)에 의해 회전 아암(14)과 연장 아암(9)을 조작 레버(2)가 조작되는 예를 들어 X 방향의 연직면 내에 있어서, 조작 레버(2)의 소정의 일방향, 예를 들어 도1의 (b)의 좌측 방향 및 소정의 일방향과는 역방향, 즉 도1의 (b)의 우측 방향의 각각 대해 소정의 간극을 거쳐서 연결시키는 링크부가 구성되어 있다.

도2에 도시한 바와 같이, 조작 레버(2)가 중립으로 보유 지지되어 있는 상태에서는 회전 아암(14)의 긴 홈(15)의 양 모서리부와, 연장 아암(9)의 돌기(16)의 양측부의 각각의 사이에는 동일한 치수의 간극(x)이 형성되도록 되어 있다. 또, 상기 도2의 17은 도1의 (b)에 나타내는 지지축(8)의 중심, 즉 연장 아암(9)의 요동 중심을 나타내고 있다. 또한, 상기 도2의 θ는 중립 상태로 유지되어 있는 회전 아암(14)의 긴 홈(15)의 한쪽 모서리부에 돌기(16)가 접촉하였을 때의 그 돌기(16)의 중심과 요동 중심(17)을 연결하는 선과, 중립 상태로 유지되어 있는 회전 아암(14)의 긴 홈(15)의 다른 쪽 모서리부에 돌기(16)가 접촉하였을 때의 그 돌기(16)의 중심과 요동 중심(17)을 연결하는 선이 이루는 각도이고, 이 각도 θ에 의해 조작 레버(2)의 요동 조작에 대한 불감대가 형성되어 있다.

또한, 본 실시 형태는 도3 등에 도시한 바와 같이 회전식 포텐셔미터(11)의 회전 아암(14)을 중립 위치에 보유 지지하는 비틀림 코일 스프링(21)을 구비하고 있다. 이 비틀림 코일 스프링(21)은 코일부(21c)와, 이 코일부(21c)에 연장 설치되는 한 쌍의 아암부(21a, 21b)를 갖는다. 회전 아암(14)에는 이 회전 아암(14)의 회전시에 비틀림 코일 스프링(21)을 확대 개방시키는 확대 개방부, 예를 들어 핀(19)을 형성하고 있다. 또한, 회전식 포텐셔미터(11)에는 상술한 비틀림 코일 스프링(21)의 코일부(21c)를 보유 지지하는 보유 지지축(20)과, 비틀림 코일 스프링(21)의 아암부(21a, 21b)의 각각 서로 대향하는 방향의 움직임을 규제하는 스토퍼 (18)를 설치하고 있다.

또, 상술한 보유 지지축(20)의 외경을 비틀림 코일 스프링(21)의 코일부(21c)의 내경보다도 충분히 작게 설정하고 있는 동시에, 보유 지지축(20)에는 비틀림부를 형성하고 있다.

또한, 본 실시 형태는 도2에도 도시한 바와 같이 비틀림 코일 스프링(21)의 상술한 도1에 나타내는 X 방향의 연직면 내에 있어서의 소정의 일방향 및 역방향의 각각 대해 직교하는 방향의 움직임을 규제하고, 예를 들어 금속 재료로 이루어지는 커버 부재(22)와, 보유 지지축(20)의 비틀림부에 나사 결합하여 커버 부재(22)를 보유 지지축(20)에 체결하는 나사(23)를 구비하고 있다.

[본 실시 형태의 주요부 구성]

그리고 특히 본 실시 형태는 중립 위치에 있어서의 비틀림 코일 스프링(21)의 코일부(21c)의 상술한 소정의 일방향 및 역방향의 움직임을 규제하는 규제 수단을 구비하고 있다. 이 규제 수단은 예를 들어 도3의 (c)에 도시한 바와 같이 커버 부재(22)에 구비되고, 중립 위치에 있어서 비틀림 코일 스프링(21)의 코일부(21c)의 양측부에 접촉하는 한 쌍의 가이드부(22a, 22b)로 이루어져 있다. 이들 가이드부(22a, 22b)는 커버 부재(22)의 양측부에 있어서 절곡 형성되어 있다.

[본 실시 형태의 동작]

도4는 본 실시 형태의 동작을 나타내는 도면, 도5는 본 실시 형태에서 얻게 되는 회전식 포텐셔미터의 출력 특성을 나타내는 도면이다.

도1의 (b)에 도시한 바와 같이 조작 레버(2)가 중립으로 유지되어 있는 상태 에서는, 비틀림 코일 스프링(21)의 코일부(21c)의 상기 도1에 나타내는 X 방향의 연직면 내에 있어서의 조작 레버(2)의 소정의 일방향 및 역방향의 움직임이 도3의 (c)에 도시하는 커버 부재(22)의 한 쌍의 가이드부(22a, 22b)에 의해 규제된다. 이에 의해, 비틀림 코일 스프링(21)은 기울어지는 일 없이 정확한 형태로 보유 지지되고, 이에 수반하여 회전식 포텐셔미터(11)의 회전 아암(14)이 기울어지는 일이 없는 수직 설치 형태로 보유 지지된다. 그리고, 회전축(13)은 회전 아암(14)과 일체적으로 회전하므로, 회전축(13)도 정확한 중립 위치에 보유 지지된다. 이 상태에 있어서는, 도2에 도시한 바와 같이 회전 아암(14)의 긴 홈(15) 내에 위치하는 연장 아암(9)의 돌기(16)의 양측에 동일한 간극(x)이 형성된다. 이들 간극(x)에 의해, 상술한 각도 θ에 상응하는 조작 레버(2)의 요동 조작에 대한 불감대가 형성되어 있다. 따라서, 도5에 도시한 바와 같이, 조작 레버(2)가 각도 θ에 상응하는 불감대 내에서 미동해도 회전식 포텐셔미터(11)로부터 회전각 신호가 출력되는 일이 없어, 본 실시 형태가 장비되는 유압 셔블에 구비되는 엔진의 구동에 수반하는 진동 등에 의한 유압 액튜에이터의 오작동이 방지된다.

이와 같은 중립 상태로부터, 예를 들어 도1의 X 방향의 연직면 내에 있어서 상기 도1의 (b)에 도시하는 조작 레버(2)가 소정의 일방향으로, 예를 들어 상기 도1의 (b)의 좌측 방향을 향해 상술한 불감대를 넘도록 조작되면, 도4에 도시한 바와 같이 지지축(8)을 중심으로 연장 아암(9)이 회전한다. 이에 수반하여, 연장 아암(9)의 돌기(16)와 회전 아암(14)의 긴 홈(15)을 거쳐서 회전식 포텐셔미터(11)의 회전 아암(14)이 비틀림 코일 스프링(21)의 가압력에 대항하여 회전하고, 회전축 (13)도 회전한다. 이에 의해, 조작 레버(2)의 조작량에 따른 회전각 신호가 출력된다. 그 동안, 회전 아암(14)의 핀(19)에 의해 비틀림 코일 스프링(21)의 도3의 (c)에 도시하는 아암(21a)이 확대 개방되어 비틀림 코일 스프링(21)의 코일부(21c)가 수축하는 동시에, 핀(19)을 거쳐서 부여되는 힘에 의해 비틀림 코일 스프링(21)의 코일부(21c)가 상기 도3의 (c)의 우측 방향으로 이동하려고 하지만, 그 이동은 가이드부(22a)에 의해 규제된다. 즉, 비틀림 코일 스프링(21)의 코일부(21c)는 가이드부(22a)에 접촉하여 미끄럼 이동하면서 수축한다.

또한, 상술한 바와 같이 조작 레버(2)의 조작 상태로부터 이 조작 레버(2)를 중립으로 복귀시키면, 회전 아암(14)의 핀(19)을 거쳐서 부여되고 있던 힘이 제거되므로, 비틀림 코일 스프링(21)은 중립 상태로 복귀한다. 이 때, 비틀림 코일 스프링(21)의 코일부(21c)는 상술한 바와 같이 수축되어 있던 상태로부터 확장하지만, 중립 상태에 이르렀을 때에는 한 쌍의 가이드부(22a, 22b)에 의해 코일부(21)의 양측부의 상술한 소정의 일방향의 움직임, 및 역방향의 움직임이 규제된다. 따라서, 도3의 (c)에 도시한 바와 같이 중립 상태에 있어서는, 비틀림 코일 스프링(21)은 기울어지는 일 없이 정확한 형태로 복귀하고, 이에 수반하여 회전 아암(14)도 본래의 수직 설치 형태로 보유 지지되어, 회전식 포텐셔미터의 회전축(13)은 정확한 중립 위치까지 확실하게 복귀된다. 이와 같이 하여 본 실시 형태는 도5에 나타내는 출력 특성을 얻을 수 있다.

또, 상기에서는 조작 레버(2)가 도1의 X 방향으로 조작된 경우에 대해 설명하였지만, 도1의 Y 방향으로 조작된 경우도 상기와 같은 동작이 실시된다. 또한, 도1의 X 방향과 Y 방향의 중간 방향으로 조작된 경우에는, 2개의 회전식 포텐셔미터의 각각으로부터 상술과 같은 동작에 의해 해당하는 회전각 신호가 출력된다.

[본 실시 형태의 효과]

이상과 같이 구성된 본 실시 형태에 따르면, 중립 위치에 있어서의 비틀림 코일 스프링(21)의 코일부(21c)의 소정의 일방향 및 역방향의 움직임을 규제하는 가이드부(22a, 22b)를 구비하였으므로, 비틀림 코일 스프링(21)이 결합하는 회전식 포텐셔미터(11)의 회전 아암(14)을 본래의 중립 위치로 확실하게 복귀시킬 수 있다. 즉, 조작 레버(2)가 중립 위치로 복귀되었을 때의 회전 아암(14)의 본래의 중립 위치에 대한 위치 어긋남을 방지할 수 있고, 도5에 도시한 바와 같이 출력 오차를 생기게 하지 않는 정밀도가 높은 출력 특성을 얻을 수 있다.

또한, 중립 위치에 있어서의 비틀림 코일 스프링(21)의 코일부(21c)의 소정의 일방향 및 역방향의 움직임을 규제하는 규제 수단을 한 쌍의 가이드부(22a, 22b)에 의해 구성하고, 이들 가이드부(22a, 22b)는 비틀림 코일 스프링(21)의 상술한 소정의 일방향 및 역방향의 각각 대해 직교하는 방향의 움직임을 규제하는 커버 부재(22)에 형성하고 있으므로, 부품수의 증가를 초래하는 일 없이 제작비의 고등화를 억제할 수 있다.

또한, 금속 재료로 이루어지는 커버 부재(22)의 양단부를 절곡하는 것만으로 한 쌍의 가이드부(22a, 22b)를 형성할 수 있으므로 이들 가이드부(22a, 22b)의 제작이 간단하고, 이에 의해도 제작비의 고등화를 억제할 수 있다.

또한, 나사(23)에 의해 커버 부재(22)를 보유 지지축(20)에 체결하도록 구성 하였으므로, 커버 부재(22)를 보유 지지축(20)에 견고하게 고정할 수 있어 신뢰성이 높은 구조로 할 수 있다.

또한, 회전 아암(14)의 회전에 수반하여 비틀림 코일 스프링(21)을 확대 개방시키는 확대 개방부를 회전 아암(14)에 일체로 형성되는 핀(19)에 의해 구성하고, 이 핀(19)은 회전 아암(14)의 제작시에 동시에 회전 아암(14)에 설치할 수 있다. 따라서, 부품수의 증가를 초래하는 일이 없다. 이에 의해 제작비의 고등화를 억제할 수 있다.

<제2 실시 형태>

[본 실시 형태의 기본 구성]

도6은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 전기식 조작 장치의 일실시 형태를 나타내는 도면으로, (a)는 조작 레버를 생략하고 도시한 평면도, (b)는 조작 레버를 상상선으로 나타낸 정면도, 도7은 본 실시 형태에 구비되는 회전식 포텐셔미터의 주요부 구성을 도시한 도면으로, (a)는 정면도, (b)는 (a)의 G1 단면에 상응하는 도면, (c)는 (b)의 G2 단면에 상응하는 도면, 도8은 도7의 (b) 도면을 확대하여 도시한 주요부 단면도이다. 또, 기본 구성 자체는 제1 실시 형태에 있어서, 도1 내지 도3을 참조하여 설명한 것과 커버 부재(22)의 구성과 회전 아암(14)의 회전축(13) 주위의 구성을 제외하고 동등하므로, 중복되는 설명은 생략하고 다른 점만 설명한다.

본 실시 형태는 도6에 도시한 바와 같이 제1 실시 형태에 있어서의 커버 부재(22)에 가이드부(22a, 22b)를 설치하는 일 없이, 스토퍼(18), 축부(30), 베어링 (31) 등을 변경한 것이다. 상세한 것은 다음에 서술한다.

[본 실시 형태의 주요부 구성]

또한, 본 실시 형태는 도7, 도8 등에 도시한 바와 같이, 회전식 포텐셔미터(11)의 회전 아암(14)을 중립 위치에 보유 지지하는 비틀림 코일 스프링(21)을 구비하고 있다. 이 비틀림 코일 스프링(21)은 코일부(21c)와, 이 코일부(21c)에 연장 설치되는 한 쌍의 아암부(21a, 21b)를 갖는다. 예를 들어 회전 아암(14)에는 축부(30)를 설치하고 있고, 이 축부(30)에 회전 아암(14)의 회전시에 비틀림 코일 스프링(21)의 아암부(21a 혹은 21b)를 확대 개방시키는 확대 개방부를 구성하는 회전체, 예를 들어 베어링(31)을 회전 가능하게 장착시키고 있다. 또한, 회전식 포텐셔미터(11)의 본체에는 상술한 비틀림 코일 스프링(21)의 코일부(21c)를 보유 지지하는 보유 지지축(20)과, 중립 위치에 있어서 비틀림 코일 스프링(21)의 아암부(21a, 21b)의 서로 대향하는 방향의 움직임을 규제하는 스토퍼(18)를 설치하고 있다.

또한, 상술한 보유 지지축(20)의 외경을 비틀림 코일 스프링(21)의 코일부(21c)의 내경보다도 충분히 작게 설정하고 있는 동시에, 보유 지지축(20)에는 비틀림부를 형성하고 있다. 또한, 스토퍼(18)의 외경과, 베어링(31)의 외경을 동일 직경 치수로 설정하고 있다.

또한, 본 실시 형태는 비틀림 코일 스프링(21)의 상술한 도6에 도시하는 X 방향의 연직면 내에 있어서의 소정의 일방향 및 역방향의 각각 대해 직교하는 방향의 움직임을 규제하고, 예를 들어 금속 재료로 이루어지는 커버 부재(22)와, 보유 지지축(20)의 비틀림부에 나사 결합하여 커버 부재(22)를 보유 지지축(20)에 체결하는 나사(23)를 구비하고 있다.

그 밖의 각 부분은 상술한 제1 실시 형태에 있어서의 조작 레버 장치의 본체와 동등하게 구성되고, 동등하게 기능한다.

[본 실시 형태의 동작]

도9는 본 실시 형태의 동작을 나타내는 도면, 도10은 도9에 나타내는 동작에 수반하여 확대 개방되는 비틀림 코일 스프링을 도시하는 도면이고, 본 실시 형태에서 얻을 수 있는 회전식 포텐셔미터의 출력 특성은 제1 실시 형태에 있어서 도5에 도시한 바와 같다.

상술한 도7의 (c)에 도시한 바와 같이 조작 레버(2)가 중립으로 유지되고 있는 상태에서는, 비틀림 코일 스프링(21)의 아암부(21a, 21b)의 상기 도6에 나타내는 X 방향의 연직면 내에 있어서의 소정의 일방향 및 역방향의 움직임이 도7의 (c)에 도시한 바와 같이 회전식 포텐셔미터(11)에 설치한 스토퍼(18)에 의해 규제된다. 이에 의해, 비틀림 코일 스프링(21)은 기울어지는 일 없이 정확한 형태로 보유 지지되고, 이에 수반하여 회전식 포텐셔미터(11)의 회전 아암(14)이 기울어지는 일이 없는 정규의 수직 설치 형태로 보유 지지된다. 따라서, 회전 아암(14)과 일체로 설치되는 회전축(13)도 정확한 중립 위치에 보유 지지된다. 이 상태에 있어서는, 회전 아암(14)의 긴 홈(15) 내에 위치하는 연장 아암(9)의 돌기(16)의 양측과 동일한 간극이 형성된다. 이들 간극에 의해, 조작 레버(2)의 요동 조작에 대한 불감대가 형성되어 있다. 따라서, 조작 레버(2)가 요동 각도 θ에 상응하는 불감 대 내에서 미동해도 회전식 포텐셔미터(11)로부터 회전각 신호가 출력되는 일이 없고, 본 실시 형태가 장비되는 유압 셔블에 구비되는 엔진의 구동에 수반하는 진동 등에 의한 유압 액튜에이터의 오작동이 방지된다.

이와 같은 중립 상태로부터, 예를 들어 도6의 X 방향의 연직면 내에 있어서, 상기 도6의 (b)에 도시한 조작 레버(2)가 소정의 일방향으로, 예를 들어 상기 도6의 (b)의 좌측 방향을 향해 상술한 불감대를 넘도록 조작되면, 도9에 도시한 바와 같이 지지축(8)을 중심으로 연장 아암(9)이 회전한다. 이에 수반하여, 연장 아암(9)의 돌기(16)와 회전 아암(14)의 긴 홈(15)을 거쳐서 회전식 포텐셔미터(11)의 회전 아암(14)이 비틀림 코일 스프링(21)의 가압력에 대항하여, 예를 들어 도10에 도시한 바와 같이 각도 θ2 회전하고, 이 회전 아암(14)과 일체로 설치되는 회전축(13)이 회전한다. 이에 의해, 조작 레버(2)의 조작량에 따른 회전각 신호가 출력된다. 그 동안, 회전 아암(14)의 축부(30)에 장착한 베어링(31)에 의해 상기 도10에 도시한 바와 같이 비틀림 코일 스프링(21)의 아암부(21a)가 확대 개방되고, 비틀림 코일 스프링(21)의 코일부(21c)가 수축한다. 그 동안, 아암부(21a)의 확대 개방 동작에 수반하여 베어링(31)이 회전한다.

또한, 상술한 바와 같이 조작 레버(2)의 조작 상태로부터 이 조작 레버(2)를 중립으로 복귀시키면, 회전 아암(14)의 베어링(31)을 거쳐서 비틀림 코일 스프링(21)에 부여되어 있던 힘이 제거되므로, 비틀림 코일 스프링(21)은 중립 상태로 복귀된다. 이 때, 베어링(31) 및 비틀림 코일 스프링(21)의 아암부(21a)는 상술한 베어링(31)의 회전에 수반하여 마모를 생기게 하는 일이 없다. 즉, 변형을 생기게 하지 않는 본래의 형상으로 유지되므로, 비틀림 코일 스프링(21)은 기울어지는 일 없이 정확한 형태로 복귀하고, 이에 수반하여 회전 아암(14)도 본래의 수직 설치 형태로 보유 지지되어 회전식 포텐셔미터(11)의 회전축(13)은 정확한 중립 위치로까지 확실하게 복귀된다. 이와 같이 하여 본 실시 형태는 도10에 나타내는 출력 오차를 생기게 하지 않는 출력 특성을 얻을 수 있다.

또, 상기에서는 조작 레버(2)가 도6의 X 방향으로 조작된 경우에 대해 설명하였지만, 도6의 Y 방향으로 조작된 경우도 상기와 같은 동작이 실시된다. 또한, 도6의 X 방향과 Y 방향의 중간 방향으로 조작된 경우에는 2개의 회전식 포텐셔미터(11)의 각각으로부터 상술과 같은 동작에 의해 해당하는 회전각 신호가 출력된다.

[본 실시 형태의 효과]

이상과 같이 구성한 본 실시 형태에 따르면, 조작 레버(2)의 요동 조작에 수반하는 회전식 포텐셔미터(11)의 회전 아암(14)의 회전에 의해 비틀림 코일 스프링(21)의 아암부(21a 혹은 21b)를 베어링(31)을 확대 개방시킬 때에 베어링(31)이 회전한다. 따라서, 반복하여 행해지는 조작 레버(2)의 요동 조작에 수반하는 베어링(31)과, 비틀림 코일 스프링(21)의 아암부(21a, 21b)와의 마모를 억제할 수 있다. 이에 의해 베어링(31)과, 비틀림 코일 스프링(21)의 아암부(21a, 21b)를 장기간에 걸쳐서 변형이 생기지 않는 본래의 형상으로 유지할 수 있고, 비틀림 코일 스프링(21)이 결합하는 회전식 포텐셔미터(11)의 회전 아암(14)을 본래의 중립 위치로 확실하게 복귀시킬 수 있다. 즉, 조작 레버(2)가 중립 위치로 복귀되었을 때의 회전 아암(14)의 본래의 중립 위치에 대한 위치 어긋남을 방지할 수 있어, 도10에 도시 한 바와 같이 출력 오차가 생기지 않는 정밀도가 높은 출력 특성을 얻을 수 있다.

<제3 실시 형태>

도11은 본 발명의 제3 실시 형태를 나타내는 도면으로, (a)는 중립시에 있어서의 회전식 포텐셔미터의 주요부 구성을 도시하는 도면, (b)는 조작시에 있어서의 회전식 포텐셔미터의 주요부 구성을 도시하는 도면이다.

이 도11에 나타내는 제3 실시 형태는 중립 위치에 있어서의 비틀림 코일 스프링(21)의 아암부(21a, 21b)의 움직임을 규제하는 스토퍼(32)를 회전식 포텐셔미터(11)의 회전 아암(14)에 설치하고, 비틀림 코일 스프링(21)의 아암부(21a, 21b)를 확대 개방시키는 확대 개방부를 구성하는 회전체, 예를 들어 베어링(34)을 회전식 포텐셔미터(11)의 본체에 형성한 축부(33)에 회전 가능하게 장착한 구성으로 하고 있다. 그 밖의 구성은 상술한 제2 실시 형태와 동등하다.

이와 같이 구성한 다른 실시 형태도 반복해서 행해지는 조작 레버(2)의 요동 조작시에, 베어링(34)에 의해 비틀림 코일 스프링(21)의 아암부(21b) 등이 확대 개방되는 동안, 그 확대 개방 동작에 수반하여 베어링(34)이 회전한다. 따라서, 베어링(34)과, 이 베어링(34)에 접촉하는 비틀림 코일 스프링(21)의 아암부(21b) 등과의 사이의 마모의 발생을 억제할 수 있고, 조작 레버(2)의 중립 복귀시에는 회전 아암(14)을 정규의 중립 위치로 복귀시킬 수 있어 상술한 실시 형태와 동등한 작용 효과를 얻을 수 있다.

또, 상기 실시 형태에서는 확대 개방부를 구성하는 회전체가 베어링으로 이루어져 있지만, 본 발명은 이와 같이 베어링을 구비하는 것에는 한정되지 않는다. 예를 들어 회전체가 회전 롤러로 이루어지는 구성이어도 좋다.

본 발명은 중립 위치에 있어서의 비틀림 코일 스프링의 코일부의 소정의 일방향 및 역방향의 움직임을 규제하는 규제 수단을 구비하였으므로, 비틀림 코일 스프링이 결합하는 회전식 포텐셔미터의 회전 아암을 본래의 중립 위치로 확실하게 복귀시킬 수 있다. 즉, 조작 부재가 중립 위치로 복귀되었을 때의 회전 아암의 본래의 중립 위치로부터의 위치 어긋남을 방지할 수 있어, 종래에 비해 정밀도가 높은 출력 특성을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 조작 부재의 요동 조작에 수반하는 회전식 포텐셔미터의 회전 아암의 회전에 의해 비틀림 코일 스프링의 아암부를 회전체가 확대 개방시킬 때에 회전체가 회전한다. 따라서, 반복하여 행해지는 조작 부재의 요동 조작에 수반하는 회전체와, 비틀림 코일 스프링의 아암부와의 마모를 상술한 회전체의 회전에 의해 억제할 수 있다. 이에 의해, 회전체 및 비틀림 코일 스프링의 아암부를 장기간에 걸쳐서 변형이 생기지 않는 본래의 형상으로 유지할 수 있고, 비틀림 코일 스프링이 결합하는 회전식 포텐셔미터의 회전 아암을 정규의 중립 위치로 확실하게 복귀시킬 수 있다. 즉, 조작 부재가 중립 위치로 복귀되었을 때의 회전 아암의 정규의 중립 위치로부터의 위치 어긋남을 방지할 수 있어, 종래에 비해 정밀도가 높은 출력 특성을 얻을 수 있다.

Claims

운전자에 의해 소정의 일방향으로, 또는 이 소정의 일방향과는 역방향으로 요동 조작되는 조작 부재와, 이 조작 부재의 요동 조작에 수반하여 요동하는 요동 부재와, 이 요동 부재를 지지하는 지지축과,

상기 요동 부재의 요동에 수반하여 회전하는 회전축을 갖고 이 회전축의 회전에 따른 회전각 신호를 출력하는 회전식 포텐셔미터와,

상기 지지축에 일체로 설치되고 상기 회전식 포텐셔미터 방향으로 연장 설치되는 연장 아암과, 이 연장 아암의 회전 영역이 포함되는 평면과 평행한 연직면 내에서 회전 가능하게 이 연장 아암과 연결하는 동시에 상기 회전식 포텐셔미터의 상기 회전축에 일체로 설치한 회전 아암과, 이 회전 아암과 상기 연장 아암을 상기 조작 부재가 조작되는 상기 소정의 일방향 및 상기 역방향의 각각에 대해 소정의 간극을 거쳐서 연결시키는 링크부와,

상기 회전식 포텐셔미터의 상기 회전 아암을 중립 위치에 보유 지지하는 비틀림 코일 스프링과, 상기 회전 아암에 설치되고 상기 회전 아암의 회전시에 상기 비틀림 코일 스프링을 확대 개방시키는 확대 개방부와, 상기 회전식 포텐셔미터에 설치되고 상기 비틀림 코일 스프링의 코일부를 보유 지지하는 보유 지지축을 구비한 전기식 조작 장치에 있어서,

중립 위치에 있어서의 상기 비틀림 코일 스프링의 코일부의 상기 소정의 일방향 및 상기 역방향의 움직임을 규제하는 규제 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 전기식 조작 장치.
제1항에 있어서, 상기 비틀림 코일 스프링의 상기 소정의 일방향 및 상기 역방향의 각각에 대해 직교하는 방향의 움직임을 규제하는 커버 부재를 구비하는 동시에,

상기 규제 수단이 상기 커버 부재에 구비되고, 중립 위치에 있어서 상기 비틀림 코일 스프링의 상기 코일부의 양측부에 접촉하는 한 쌍의 가이드부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기식 조작 장치.
제2항에 있어서, 상기 커버 부재가 금속 재료로 이루어지는 동시에,

상기 가이드부가 절곡 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기식 조작 장치.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 회전식 포텐셔미터의 상기 보유 지지축이 나사부를 갖는 동시에,

이 보유 지지축의 나사부에 나사 결합하여 상기 커버 부재를 상기 보유 지지축에 체결하는 나사를 구비한 것을 특징으로 하는 전기식 조작 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 확대 개방부가 상기 회전 아암에 형성된 핀으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기식 조작 장치.
운전자에 의해 요동 조작되는 조작 부재와, 이 조작 부재의 요동 조작에 수반하여 요동하는 요동 부재와, 이 요동 부재를 지지하는 지지축과,

상기 요동 부재의 요동에 수반하여 회전하는 회전축을 갖고 이 회전축의 회전에 따른 회전각 신호를 출력하는 회전식 포텐셔미터와,

상기 지지축에 일체로 설치되고 상기 회전식 포텐셔미터 방향으로 연장 설치되는 연장 아암과, 이 연장 아암의 회전 영역이 포함되는 평면과 평행한 연직면 내에서 회전 가능하게 이 연장 아암과 연결되는 동시에 상기 회전식 포텐셔미터의 상기 회전축에 일체로 설치한 회전 아암과,

상기 회전식 포텐셔미터의 상기 회전 아암을 중립 위치에 보유 지지하는 비틀림 코일 스프링과, 중립 위치에 있어서의 비틀림 코일 스프링의 아암부의 움직임을 규제하는 스토퍼와, 상기 회전 아암의 회전시에 상기 비틀림 코일 스프링의 상기 아암부를 확대 개방시키는 확대 개방부를 구비한 전기식 조작 장치에 있어서,

상기 확대 개방부가 회전체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기식 조작 장치.
제6항에 있어서, 상기 회전체가 베어링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기식 조작 장치.
제7항에 있어서, 상기 스토퍼를 상기 회전식 포텐셔미터의 본체에 설치하고, 상기 베어링을 상기 회전식 포텐셔미터의 상기 회전 아암에 형성한 축부에 회전 가능하게 장착한 것을 특징으로 하는 전기식 조작 장치.
제7항에 있어서, 상기 스토퍼를 상기 회전식 포텐셔미터의 상기 회전 아암에 설치하고, 상기 베어링을 상기 회전식 포텐셔미터의 본체에 형성한 축부에 회전 가능하게 장착한 것을 특징으로 하는 전기식 조작 장치.