JPS5828044Y2 - 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
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図のら参照）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と上記油圧シノンダ
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、ｌ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ｌ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か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、その操作は、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、それぞれの操作端が停止す
る。

即ち操作具がパケットの動きを眼で追いながら４本のレ
バーｉ〜ｌを操作する必要があり、操作が微妙でむずか
しいし煩雑で、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、パケットを撫
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、該操作レバーは、把手、第１操作レ
バー、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
ィードバック信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
回制御は開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、操作員
の疲受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、操作員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の実施例を第１図に加
えて第３．第４．第５及び第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、銅６図は旋回系の制御回路図である。

１０は、ピストンロッド１０ａ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８，９．１０それぞれに具備されている。

また１２が本考案で最も特徴とする操作レバーで、次に
この操作レバー１２ヲ説明すると、１８殖操縦席床上に
固定した軸受片２６の軸受部２６ａで支持された軸１９
を介し油圧ショベル本体に取付けた第１操作レバーで、
同操作レバー１８が矢印Ｃ方向（水平方向）へ回動可能
になっている。

また２１が同第１操作レバー１８の上端に設計された連
結杆で、第１操作レバニ１８の上端軸受部１８ ａに回
動可能に支持されすいるので、矢印Ｂ方向に回動可能に
なっている。

その連結杆２１には中央部に軸受１６ ａが設けられて
いるので、後記する第２操作レバー１５により、矢印り
方向に回動可能になっている。

１らが軸２２を介しオ同連結杆２１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（上下方向）゛へ回動可能になづている
。

また１３が軸１３ａ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。

なおこれらの連結機構において、中立復帰のためのバネ
が介在しているが、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レータ、２３が連結杆２１の軸受
１６ ａを介して前記軸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
）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１３を矢印Ａ方向へ所定量回動すると、
その動きが軸１３ ａを介し発信用がテンショメータ１
４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１０ａ）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９の系統、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、１
４，１７．２０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３３へ圧油が送られて
くる。

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＋△■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
Ｖの電気信号を送出するようになっているので、中立位
置の一５Ｖ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、−５Ｖに−△■
を加えた電圧になるので、増幅器３１から電気油圧制御
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
気信号を差引いた一△Ｖ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、操作レバー１５の系統、及び操作レバー
１８の系統についても同じである。

また操作把手１３と操作レバー１５とを介して操作軸２
２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、＋△Ｖ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と操作レバ１５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３
８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と操作レバー１
５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、−△Ｖ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
このような実施例だけに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、これに第１操作レバーを前後回動自在に取
付け、第１操作レバーの上端には連結杆を上下回動自在
に取付け、連結杆には第２操作レバーを回動自在に取付
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。

そして簡単で快適に操作ができるということは、オペレ
ータの疲労を軽減するとともに信頼性と能率を大巾に高
めまた微妙なインチングができ正確、迅速で良い仕事が
可能となるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般油圧ショベルの概略側面図、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・・・・・・連
結杆、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操作レバー上
   端に連結杆を上下方向に回動自在に取付け、連結オ■に
   操縦者側に延出した第２操作レバーを、延出方向とは直
   交する面に対して回動自在に取付け、さらに第２操作レ
   バーの他端に把手を前後回動自在に取付け、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
   ポテンシヨ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
   （虜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。