(57)【要約】      （修正有）【課題】補助機能を低費用で実行する場合に工作機械の使い易さを改善するジョイスティックアセンブリを提供する。【解決手段】工作機械の１つ以上の機能を制御するように配置されるジョイスティック１２と、１つ以上の機能を制御するためにジョイスティック１２をスプール弁１８に動作可能に接続するように構成される機械的リンクアセンブリ１４とを備え、ジョイスティック１２は、１つが捻り軸である少なくとも２つの移動軸を備え、各移動軸が機械的リンクアセンブリ１４を介して別のスプール弁１８を機械的に作動させるように構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械の１つ以上の機能を制御するように配置されるジョイスティックと、
前記１つ以上の機能を制御するために前記ジョイスティックをスプール弁に動作可能に接続するように構成される機械的リンクアセンブリと
を備え、前記ジョイスティックは、１つが捻り軸である少なくとも２つの移動軸を備え、各移動軸が前記機械的リンクアセンブリを介して別のスプール弁を機械的に作動させるように構成される、工作機械用ジョイスティックアセンブリ。
【請求項２】
前記捻り軸は、前記ジョイスティックの長手軸と同一平面にある、請求項１に記載のジョイスティックアセンブリ。
【請求項３】
前記機械的リンクアセンブリは、各移動軸に対して制御ロッドを備える、請求項１又は２に記載のジョイスティックアセンブリ。
【請求項４】
前記機械的リンクアセンブリは、ジョイスティックが固定された枢動位置の周囲を２つの軸で枢動することを可能にするための自在継ぎ手を更に備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載のジョイスティックアセンブリ。
【請求項５】
前記ジョイスティックと各制御ロッドとの間の枢動可能接続は、前記固定された枢動位置と実質的に同じレベルにある、請求項３に従属する場合の請求項４に記載のジョイスティックアセンブリ。
【請求項６】
前記機械的リンクは、捻り軸の周りの前記ジョイスティックの移動を異なる方向の、好ましくは、実質的に直線方向の制御ロッドの移動に変換する変換配置を更に備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載のジョイスティックアセンブリ。
【請求項７】
前記変換配置は、第２の端部が前記ジョイスティックと同期された運動で動くように適合されるように、取り付けプレートに結合される第１の端部及び前記ジョイスティックに接続される前記第２の端部を備える、請求項６に記載のジョイスティックアセンブリ。
【請求項８】
前記取り付けプレートは、前記アセンブリの固定部分に接続される、請求項７に記載のジョイスティックアセンブリ。
【請求項９】
前記レバー機構は、レバープレート及び結合プレートを備え、前記レバープレートは前記取り付けプレートに枢動可能に結合される第１の端部及びその第２の端部において前記結合プレートに接続される第２の端部を有しており、前記結合プレートの第１の端部は、前記結合プレートが前記ジョイスティックと同期された運動で動くように適合されるように前記ジョイスティックに接続される、請求項７又は８に記載のジョイスティックアセンブリ。
【請求項１０】
前記変換配置は、前記第１の端部からの前記ジョイスティックの前記捻り運動の分離を可能にするために前記第１の端部と前記第２の端部のジョイントとの間にジョイントを更に備える、請求項７〜９のいずれか１項に記載のジョイスティックアセンブリ。
【請求項１１】
前記ジョイントは、ガイドレールシステムを備える、請求項１０に記載のジョイスティックアセンブリ。
【請求項１２】
前記ガイドレールシステムは、前記結合プレートに結合されるガイドプレート、前記ガイドプレートにおける開口内に配置されるガイドピン、及び前記ガイドピンの各端部において前記ガイドピンに結合されるブラケットを備え、各ブラケットが前記レバープレートに接続される、請求項１１に記載のジョイスティックアセンブリ。
【請求項１３】
複数のスプール弁を更に備え、各制御ロッドがスプール弁を作動させるように動作可能である、請求項３に記載の、又は請求項３に直接又は間接的に従属する請求項の１つに記載のジョイスティックアセンブリ。
【請求項１４】
前記ジョイスティックは、３つの移動軸を備える、請求項１〜１３のいずれか１項に記載のジョイスティックアセンブリ。
【請求項１５】
前記工作機械のための駆動制御部を更に備える、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のジョイスティックアセンブリ。
【請求項１６】
工作機械の１つ以上の機能を制御するように構成されるジョイスティックであって、各移動軸が前記工作機械の異なる機能を作動させるように構成される３つの移動軸を備えるジョイスティックを備え、
前記ジョイスティックは、前記３つの移動軸の周りをジョイスティック１２が移動できる第１の位置と固定機構が前記移動軸の１つの周りの前記ジョイスティックの捻りを制限する第２の位置との間で第４の軸において移動可能である、工作機械用ジョイスティックアセンブリ。
【請求項１７】
前記ジョイスティックは、前記第４の軸において第３の位置に移動可能であり、それにより前記ジョイスティックは前記３つの移動軸の少なくとも２つの周りの移動が制限される、請求項１６に記載のジョイスティックアセンブリ。
【請求項１８】
前記第４の軸は、前記ジョイスティックの長手軸と実質的に平行である、請求項１６又は１７に記載のジョイスティックアセンブリ。
【請求項１９】
少なくとも前記第１の位置及び前記第２の位置において前記ジョイスティックを解放可能に保持するための戻り止め配置を更に備える、請求項１６〜１８のいずれか１項に記載のジョイスティックアセンブリ。
【請求項２０】
前記固定機構は、前記アセンブリの可動位置及び固定位置においてそれぞれ固定される補助構造を備え、前記第２の位置が選択される場合に、その当接が捻り運動をブロックするように配置される、請求項１６〜１９のいずれか１項に記載のジョイスティックアセンブリ。
【請求項２１】
請求項１〜１５のいずれか１項に記載の特徴を更に含む、請求項１６〜２０のいずれか１項に記載のジョイスティックアセンブリ。
【請求項２２】
請求項１６〜２１のいずれか１項に記載のジョイスティックアセンブリを備える、工作機械。
【請求項２３】
機械的に操作される弁ブロックを更に備える、請求項２２に記載の工作機械。
【請求項２４】
前記工作機械は小型ローダである、請求項２２又は２３に記載の工作機械。
【請求項２５】
前記ジョイスティックは３つの移動軸を備え、第１の移動軸の周りの前記ジョイスティックの移動は前記工作機械の第１の作業アームに接続される第１の油圧アクチュエータを作動させるように構成され、第２の移動軸の周りの前記ジョイスティックの移動は前記工作機械の第２の作業アームに接続される第２の油圧アクチュエータを作動させるように構成され、第３の移動軸の周りの前記ジョイスティックの移動は前記工作機械の１つ以上の補助油圧機能を作動させるように構成される、請求項２２〜２４のいずれか１項に記載の工作機械。
【請求項２６】
前記第１の油圧アクチュエータは、前記第１の作業アームの上昇／下降機能を制御する、請求項２５に記載の工作機械。
【請求項２７】
前記第２の油圧アクチュエータは、前記第１の作業アームに対するアタッチメントの圧迫／放出機能を制御する、請求項２５又は２６に記載の工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械用ジョイスティックアセンブリに関し、特に、バックホーローダ、ショベルカー、テレハンドラ、又は掘削機等の工作機械用のジョイスティックアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械は、一般に、作業アーム及びそれに接続されたアタッチメントを備える。工作機械は、ショベル、バケット若しくはフォークを有するテレハンドラ、掘削機、バックホーローダ、又はそれに接続された他のアタッチメント等の材料取り扱い車両の形態であってもよい。
【０００３】
ジョイスティックシステムは、一般に、工作機械の作業アームの主要機能、例えば、工作機械の上昇／下降及び圧迫／放出機能を制御するために使用される。
【０００４】
主要機能に加えて工作機械に補助機能を行わせることが望ましい場合がある。例えば、上昇／下降及び圧迫／放出機能に加えて、１つ以上の油圧アクチュエータ／モータを利用するアタッチメントを取り付けることにより工作機械に追加機能を行わせることが望ましい場合がある。油圧アクチュエータは、掴み機、６−ｉｎ−１ショベル等に使用されてもよい。油圧モータは、穴掘り機、スタンプグラインダ、スイーパ等のアタッチメントに使用されてもよい。典型的には、工作機械からアタッチメントへの油圧油のフィードを与え及び供給を戻すために、作業アームの端部付近に解放可能連結器が設けられている。工作機械のスプール弁が、連結器への及び連結器からの油圧油のフローを制御する。
【０００５】
従って、工作機械のこうした補助機能を制御するためにスプール弁を操作する別個の足踏み又は手動制御器を工作機械に設けることが知られている。
【０００６】
しかしながら、別個の足踏み又は手動制御器を設けることは、工作機械の操作をより複雑にし、制約された操縦室において更なる空間を占め、補助機能を制御するために操縦者が主要制御器から手を取り／取り除く必要があるため機械の動作効率に影響を与える場合がある。
【０００７】
技術の進歩により、電子的に操作されるシステムが工作機械の主要機能及び補助機能の両方を制御するように構成される状況に至った。例えば、周知のシステムは、位置エンコーダを有するジョイスティック及びソレノイドを用いて電気的に作動されるスプール弁にＣＡＮ（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  ａｒｅａ  ｎｅｔｗｏｒｋ）バス又は類似の電子通信プロトコルを介してリンクされる電子スイッチを利用する。しかしながら、主要機能及び補助機能の両方を制御するために工作機械に電子作動システムを実装することは、このようなシステムに対する費用が増加するため望ましくない場合がある。
【０００８】
更に、環境及び／又はマーケットの要求又は状態により、主要機能及び補助機能の両方を制御するために工作機械に電子作動システムを実装することが商業的に実行不可能な場合がある。
【０００９】
補助機能を低費用で実行する場合に工作機械の使い易さを改善する工作機械用のジョイスティックアセンブリを提供することが望ましい。
【発明の概要】
【００１０】
本発明の第１の態様は、工作機械の１つ以上の機能を制御するように配置されるジョイスティックと、１つ以上の機能を制御するためにジョイスティックをスプール弁に動作可能に接続するように構成される機械的リンクアセンブリとを備える工作機械用ジョイスティックアセンブリを提供し、このジョイスティックは、３つの移動軸を備え、各移動軸が機械的リンクアセンブリを介して別のスプール弁を機械的に作動させるように構成される。
【００１１】
本発明に従うジョイスティックアセンブリによって、工作機械の追加機能が、工作機械の主要機能に加えて機械的に作動されてもよい。結果として、工作機械の補助機能を動作させる別個の足踏み又は手動制御器を提供する必要性がないので、補助機能を実行する場合に工作機械の使い易さが改善される。
【００１２】
更に、単一のジョイスティック制御を介して補助機能が実行されるので、工作機械の運転室内にパッケージされる必要がある機能が少なくなるであろう。
【００１３】
これは、室内が散らかっておらずよりユーザフレンドリに見えるので、運転室内の美観を向上させるだけでなく、運転室内の補助制御パネル／ジョイスティックを収容する必要が無いので、運転室内のサイズがより小型になり得ることを意味する。
【００１４】
本発明に従うジョイスティックアセンブリの更なる利点は、操縦者がジョイスティックを介して補助機能を操作することができるので、操縦者はジョイスティックから離して手を動かす必要が少なくなるということである。
【００１５】
好ましくは、移動軸の１つが捻り軸を定義する。
【００１６】
捻り軸を定義する移動軸の１つの利点は、他の移動軸によって提供される移動とはより異なる移動を提供するということである。このようにして、操縦者は、工作機械の異なる機能を操作するために必要なジョイスティックの移動を明確に区別することができるであろう。
【００１７】
本発明の例示的な実施形態では、ジョイスティックアセンブリは捻り軸を備えており、捻り軸はジョイスティックの長手軸と同一平面である。
【００１８】
例示的な実施形態では、機械的リンクアセンブリは、各移動軸に対して制御ロッドを備える。
【００１９】
例示的な実施形態では、機械的リンクアセンブリは、ジョイスティックが固定された枢動位置の周囲を２つの軸で枢動することを可能にするための自在継ぎ手を更に備えてもよい。
【００２０】
好ましくは、ジョイスティックと各制御ロッドとの間の枢動可能接続は、固定された枢動位置と実質的に同じレベルにある。
【００２１】
これは、異なる工作機械の機能の望ましくない作動を引き起こす１つの軸におけるジョイスティックの移動を有利に防ぐ。
【００２２】
ジョイスティックアセンブリが捻り軸を備える本発明の例示的な実施形態では、好ましくは、機械的リンクは、捻り軸の周りのジョイスティックの移動を異なる方向の、より好ましくは、実質的に直線方向の制御ロッドの移動に変換する変換配置を更に備える。直線運動は、リンクが標準のスライド式スプール弁を動作させることを有利に可能にする。
【００２３】
例示的な実施形態では、変換配置は、第２の端部がジョイスティックと同期された運動で動くように適合されるように、取り付けプレートに結合される第１の端部及びジョイスティックに接続される第２の端部を備える。
【００２４】
好ましくは、取り付けプレートは、アセンブリの固定部分に接続される。
【００２５】
例示的な実施形態では、変換配置は、レバープレート及び結合プレートを備え、レバープレートは取り付けプレートに枢動可能に結合される第１の端部及びその第２の端部において結合プレートに接続される第２の端部を有しており、結合プレートの第１の端部は、結合プレートがジョイスティックと同期された運動で動くように適合されるようにジョイスティックに接続される。
【００２６】
好ましくは、変換配置は、第１の端部からのジョイスティックの捻り運動の分離を可能にするためにその第１の端部と第２の端部との間にジョイントを更に備える。
【００２７】
例示的な実施形態では、ジョイントは、ガイドレールシステムを備える。
【００２８】
ガイドレールシステムを介して結合プレートにレバープレートを接続することの利点は、ジョイスティックの捻り運動のみが単純な機構でレバープレートに変換されるように、ジョイスティックの移動が分離されることである。
【００２９】
好ましくは、ガイドレールシステムは、結合プレートに結合されるガイドプレート、ガイドプレートにおける開口内に配置されるガイドピン、及びガイドピンの各端部においてガイドピンに結合されるブラケットを備え、各ブラケットはレバープレートに接続される。
【００３０】
例示的な実施形態では、ジョイスティックアセンブリは、複数のスプール弁を更に備え、各制御ロッドがスプール弁を作動させるように動作可能である。
【００３１】
例示的な実施形態では、ジョイスティックアセンブリは、工作機械のための駆動制御部を更に備える。
【００３２】
本発明の第２の態様は、工作機械の１つ以上の機能を制御するように配置されるジョイスティックと、１つ以上の機能を制御するためにジョイスティックをスプール弁に動作可能に接続するように構成される機械的リンクアセンブリとを備える工作機械用ジョイスティックアセンブリを提供し、このジョイスティックは、１つが捻り軸である少なくとも２つの移動軸を備え、各移動軸が機械的リンクアセンブリを介して別のスプール弁を機械的に作動させるように構成される。
【００３３】
本発明の例示的な実施形態では、ジョイスティックアセンブリは捻り軸を備えており、捻り軸はジョイスティックの長手軸と同一平面である。
【００３４】
例示的な実施形態では、機械的リンクアセンブリは、各移動軸に対して制御ロッドを備える。
【００３５】
例示的な実施形態では、機械的リンクアセンブリは、ジョイスティックが固定された枢動位置の周囲を２つの軸で枢動することを可能にするための自在継ぎ手を更に備えてもよい。
【００３６】
好ましくは、ジョイスティックと各制御ロッドとの間の枢動可能接続は、固定された枢動位置と実質的に同じレベルにある。
【００３７】
これは、異なる工作機械の機能の望ましくない作動を引き起こす１つの軸におけるジョイスティックの移動を有利に防ぐ。
【００３８】
ジョイスティックアセンブリが捻り軸を備える本発明の例示的な実施形態では、好ましくは、機械的リンクは、捻り軸の周りのジョイスティックの移動を異なる方向の、より好ましくは、実質的に線形方向の制御ロッドの移動に変換する変換配置を更に備える。直線運動は、リンクが標準のスライド式スプール弁を動作させることを有利に可能にする。
【００３９】
例示的な実施形態では、変換配置は、第２の端部がジョイスティックと同期された運動で動くように適合されるように、取り付けプレートに結合される第１の端部及びジョイスティックに接続される第２の端部を備える。
【００４０】
好ましくは、取り付けプレートは、アセンブリの固定部分に接続される。
【００４１】
例示的な実施形態では、変換配置は、レバープレート及び結合プレートを備え、レバープレートは取り付けプレートに枢動可能に結合される第１の端部及びその第２の端部において結合プレートに接続される第２の端部を有しており、結合プレートの第１の端部は、結合プレートがジョイスティックと同期された運動で動くように適合されるようにジョイスティックに接続される。
【００４２】
好ましくは、変換配置は、第１の端部からのジョイスティックの捻り運動の分離を可能にするためにその第１の端部と第２の端部との間にジョイントを更に備える。
【００４３】
例示的な実施形態では、ジョイントは、ガイドレールシステムを備える。
【００４４】
ガイドレールシステムを介して結合プレートにレバープレートを接続することの利点は、ジョイスティックの捻り運動のみが単純な機構でレバープレートに変換されるように、ジョイスティックの移動が分離されることである。
【００４５】
好ましくは、ガイドレールシステムは、結合プレートに結合されるガイドプレート、ガイドプレートにおける開口内に配置されるガイドピン、及びガイドピンの各端部においてガイドピンに結合されるブラケットを備え、各ブラケットはレバープレートに接続される。
【００４６】
例示的な実施形態では、ジョイスティックアセンブリは、複数のスプール弁を更に備え、各制御ロッドがスプール弁を作動させるように動作可能である。
【００４７】
例示的な実施形態ジョイスティックアセンブリは、工作機械のための駆動制御部を更に備える。
【００４８】
本発明の第３の態様は、工作機械の１つ以上の機能を制御するように構成されるジョイスティックであって、各移動軸が工作機械の異なる機能を作動させるように構成される３つの移動軸を備えるジョイスティックを備える工作機械用ジョイスティックアセンブリを提供し、このジョイスティックは、３つの移動軸の周りをジョイスティックが移動できる第１の位置と固定機構が移動軸の１つの周りのジョイスティックの捻りを制限する第２の位置との間の第４の軸において移動可能である。
【００４９】
本発明の第３の態様に従うジョイスティックアセンブリによって、ジョイスティックの捻り運動が、必要な場合に選択的に制限されてもよい。ジョイスティックの捻り運動が１つ以上の補助機能を制御するように適合されており、この補助機能の偶発的な作動は安全性に反し又は工作機械の動作に有害であり得るので、これは有益である。
【００５０】
好ましくは、ジョイスティックは、第４の軸で第３の位置に移動可能であり、ジョイスティックは３つの移動軸の少なくとも２つの周りの移動が制限される。
【００５１】
ジョイスティックの更なる移動軸の周りの移動を制限できることで、工作機械の機能の１つが望ましくなく起動する可能性が防がれる。
【００５２】
例示的な実施形態では、第４の軸は、ジョイスティックの長手軸と実質的に平行である。
【００５３】
例示的な実施形態では、ジョイスティックアセンブリは、少なくとも第１及び第２の位置でジョイスティックを解放可能に保持するための戻り止め配置を更に備える。
【００５４】
好ましくは、固定機構は、アセンブリの可動位置及び固定位置においてそれぞれ固定される補助構造を備え、第２の位置が選択される場合に、その当接が捻り運動をブロックするように配置される。
【００５５】
本発明の第３の態様に従うジョイスティックアセンブリは、本発明の第１及び／又は第２の態様の１つ以上の特徴を備えてもよい。
【００５６】
本発明の第４の態様は、本発明の第１、第２又は第３の態様のいずれか１つに従うジョイスティックアセンブリを備える工作機械を提供する。
【００５７】
好ましくは、工作機械は、機械的に操作される弁ブロックを更に備える。
【００５８】
例示的な実施形態では、工作機械は小型ローダである。
【００５９】
工作機械の例示的な実施形態では、ジョイスティックは３つの移動軸を備え、第１の移動軸の周りのジョイスティックの移動は工作機械の第１の作業アームに接続される第１の油圧アクチュエータを作動させるように構成され、第２の移動軸の周りのジョイスティックの移動は工作機械の第２の作業アームに接続される第２の油圧アクチュエータを作動させるように構成され、第３の移動軸の周りのジョイスティックの移動は工作機械の１つ以上の補助油圧機能を作動させるように構成される。
【００６０】
好ましくは、第１の油圧アクチュエータは、第１の作業アームの上昇／下降機能を制御する。
【００６１】
好ましくは、第２の油圧アクチュエータは、第１の作業アームのアタッチメントの圧迫／放出機能を制御する。
【００６２】
次に、本発明の実施形態が添付の図面を参照して記載される。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第１の態様及び第２の態様による工作機械用ジョイスティックアセンブリの実施形態の斜視図である。
【図２】ジョイスティックの移動方向を示す本発明の第１及び第２の態様による工作機械用ジョイスティックアセンブリの実施形態の別の斜視図である。
【図３】ジョイスティックの４つの移動方向のうち３つを示す図２のジョイスティックアセンブリの上方からの視点である。
【図４】図２のジョイスティックアセンブリの前方からの視点である。
【図５】図２のジョイスティックアセンブリの後方からの視点である。
【図６ａ】図２のジョイスティックアセンブリの第１の側部からの視点である。
【図６ｂ】図６ａの矢印Ｅにより示された線に沿うジョイスティックアセンブリの断面図である。
【図６ｃ】図６ｂの矢印Ｆにより示された図６ｂの一部分の拡大図である。
【図７】図２のジョイスティックアセンブリの第１の側部とは反対の第２の側部からの視点である。
【図８ａ】第１の位置にあるジョイスティックを示す本発明の第３の態様による工作機械用ジョイスティックアセンブリの実施形態を描く。
【図８ｂ】第１の位置にあるジョイスティックを示す本発明の第３の態様による工作機械用ジョイスティックアセンブリの実施形態を描く。
【図８ｃ】第１の位置にあるジョイスティックを示す本発明の第３の態様による工作機械用ジョイスティックアセンブリの実施形態を描く。
【図８ｄ】第１の位置にあるジョイスティックを示す本発明の第３の態様による工作機械用ジョイスティックアセンブリの実施形態を描く。
【図９ａ】第２の位置にあるジョイスティックを示す本発明の第３の態様による工作機械用ジョイスティックアセンブリを描く。
【図９ｂ】第２の位置にあるジョイスティックを示す本発明の第３の態様による工作機械用ジョイスティックアセンブリを描く。
【図９ｃ】第２の位置にあるジョイスティックを示す本発明の第３の態様による工作機械用ジョイスティックアセンブリを描く。
【図１０ａ】第３の位置にあるジョイスティックを示す本発明の第３の態様による工作機械用ジョイスティックアセンブリを描く。
【図１０ｂ】第３の位置にあるジョイスティックを示す本発明の第３の態様による工作機械用ジョイスティックアセンブリを描く。
【図１０ｃ】第３の位置にあるジョイスティックを示す本発明の第３の態様による工作機械用ジョイスティックアセンブリを描く。
【図１１】本発明によるジョイスティックアセンブリを組み込んだ工作機械及びアタッチメントの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００６４】
本発明の背景の上記考察は、本発明の理解を容易にすることだけを意図している。言及された資料のいずれも本出願の優先日において周知の一般常識の一部であったことを承認又は容認するものではないことが理解されるべきである。
【００６５】
本明細書の記載及び請求項を通じて、「備える」及び「含む」という用語並びにこれらの用語の変形、例えば、「備え」等は、「含むが限定されない」ことを意味しており、他の構成要素、整数又はステップを除外することを意図していない（除外しない）。
【００６６】
本明細書の記載及び請求項を通じて、文脈的に別段の要求がない限り、単数形は複数形を包含する。特に、不定冠詞が用いられる場合、明細書は、文脈的に別段の要求がない限り、単数形だけでなく複数形も考慮することが理解されるべきである。
【００６７】
特徴、整数又は特性、及び特定の態様と併せて記載された複合物、本発明の実施形態又は例示は、互換性がない場合を除いて、本明細書に記載の任意の他の態様、実施形態又は例示に適用可能であることが理解されるべきである。
【００６８】
図１〜１０ｃを参照すると、本発明の第１の態様及び第２の態様による工作機械用ジョイスティックアセンブリ１０（以下、「ジョイスティックアセンブリ」と呼ぶ）の実施形態が示される。
【００６９】
ジョイスティックアセンブリ１０は、ジョイスティック１２、ジョイスティック１２に動作可能に連結された機械的リンクアセンブリ１４、及び複数のスプール弁１８を有する制御弁１６を備える。ジョイスティック１２は、作業アーム１０２を有する工作機械１００（小型関節ローダを示す図１１を参照）に適合され、工作機械１００の１つ以上の作業アームに関連する機能を制御するように構成される。
【００７０】
ジョイスティック１２は、図３における矢印Ａ、Ｂ及びＣで示された方向にジョイスティックを移動させる３つの移動軸を備える。ジョイスティック１２は、各移動軸がリンクアセンブリ１４及びスプール弁１８の１つを介して工作機械１００の異なる作業アーム関連機能を機械的に作動させるように構成される。これが如何にして行われるかについての更なる詳細が以下に記載される。ジョイスティック１２は、図２において矢印Ｙで示された軸方向に（使用時の通常方位において実質的に垂直に）更に移動可能である。
【００７１】
図示の実施形態では、ジョイスティック１２はハンドル部８６及びシャフト部８４を備え、ハンドル部８６はシャフト部８４に取り付けられる。シャフト部８４は、ジョイスティックアセンブリ１０のジョイスティックマウント３４に入れられるように配置され、内側の適切なベアリング配置のおかげでマウント内で限られた範囲で軸方向に移動及び回転することができる。ジョイスティックマウント３４は、Ｙ方向にジョイスティック１２の３つの安定した静止位置を提供するためにシャフト部８４において軸方向に間隔を空けた場所に設けられる３つの環状凹所３７の１つの中に延びるように配置されるバネ荷重ボール止め３５（図６ｃを参照）を更に備える。
【００７２】
図３に見られるように、移動軸の１つは、図３の矢印Ｃで示されたように軸の周りでジョイスティック１２が回ることが可能な捻り軸を定義する。見て分かるように、捻り軸は、ジョイスティック１２の長手軸と同一平面にある。ジョイスティック１２の「長手軸」は、シャフト部８４の長手方向により定義される軸である。
【００７３】
他の２つの移動軸は、ジョイスティック１２の前後移動（矢印Ａ）及びジョイスティック１２の側側（即ち、横方向又は相対的に左右）移動（矢印Ｂ）を定義する。
【００７４】
使用時に、第１の移動軸の周りのジョイスティック１２の移動（即ち、前後移動）は、作業アーム１０２の上昇／下降機能を作動させるように構成されてもよい。また、第２の移動軸の周りのジョイスティック１２の移動（即ち、左右移動）は、作業アーム１０２の圧迫／放出機能を作動させるように構成されてもよい。第３の移動軸の周りのジョイスティック１２の移動（即ち、捻り移動）は、好ましくは、工作機械１００の１つ以上の補助機能を作動させるように構成される。典型的には、これは、作業アーム１０２に取り付けられるアタッチメント１０４に提供される追加機能であってもよい。この実施形態では、アタッチメント１０４は掴み機であり、追加機能は、掴み機に設けられた油圧アクチュエータ１０５の伸張及び収縮を介して掴み機を開いたり閉じたりすることである。このようにして、機械１００の全ての作業アーム関連機能はジョイスティック１２により作動されてもよい。このため、工作機械１００の補助機能を作動させるための別個の足踏み又は手動制御器の必要性が取り除かれる。
【００７５】
この実施形態では、ジョイスティック１２は、ジョイスティック１２の後側に配置される工作機械１００用の駆動制御部２０を更に備える。駆動制御部２０は、ジョイスティックアセンブリ１０の異なる部分に設けられ、又は工作機械の異なる部分にさえ設けられてもよいことが理解されるであろう。
【００７６】
図示の実施形態では、駆動制御部２０は３箇所止めスイッチを備える。３箇所２０は、工作機械１００をそれぞれ前進モード、ニュートラル、又は後退モードにするように適合される。スイッチ２０は、プラグコネクタ２２によってその移動を制御するために工作機械１００に接続可能である。スイッチ２０は、任意の適切な手段により工作機械１００に接続可能であってもよいことが理解されるであろう。他の実施形態では、スイッチは省略されてもよく、又は３箇所スライダ若しくは３つのボタン等の他の制御器により置換されてもよい。
【００７７】
図５及び７により明瞭に見られるように、機械的リンクアセンブリ１４は３つの制御ロッド２４を備える。制御ロッド２４は、工作機械の異なる機能を作動させるように構成され、それぞれがスプール弁１８に動作可能に連結される。各スプール弁１８はスライド式スプール弁であり、ピストン／プランジャ４０を備えており、スプール弁１８内のその運動は、アタッチメントの運動等の工作機械の機能を制御する油圧アクチュエータに液体を選択的に供給するように適合される。
【００７８】
機械的リンクアセンブリ１４は、互いに近接して設けられ、９０度の角度で互いに対して向けられて、スパイダ（クロスシャフト）３０によって接続される一組のヨーク２８を有する自在継ぎ手２６を更に備える。自在継ぎ手は、ジョイスティック１２が任意の方向にスパイダ３０の中心において固定枢着部Ｐの周囲を枢動できるようにする。
【００７９】
リンクプレート３２が、一組のヨーク２８の一方の端部に結合され且つジョイスティック１２に接続される。図示の実施形態では、リンクプレート３２は、ジョイスティックマウント３４を介してジョイスティック１２に接続される。リンクプレート３２は、ジョイスティック１２のハンドル部８６と一定の角度が付けられた向きを維持するように、ジョイスティック１２に接続される。即ち、ジョイスティック１２のハンドル部８６とリンクプレート３２との間の角度がジョイスティック１２の移動中に一定に保たれる。従って、ハンドル部８６を傾けることによりリンクプレート３２が同じ方向に傾くことになるが、ジョイスティック１２の捻り運動はリンクプレート３２の向きに影響を与えないであろう。
【００８０】
機械的リンクアセンブリ１４は自在継ぎ手２６を有すると記載されているが、機械的リンクアセンブリ１４は、自在継ぎ手２６に関して記載されたものと同じ機能を行うことができる任意の適切な結合機構／システムを代わりに備えてもよい。
【００８１】
第１のリンク３６がリンクプレート３２に接続され、図示のニュートラル位置の場合に枢着部Ｐと同じ垂直レベルにある位置で第１の制御ロッド２４ａの端部が第１のリンク３６に枢動可能に接続される。第１の制御ロッド２４ａの第２の端部は、連結されたスプール弁１８のピストン４０に接続される。
【００８２】
第２のリンク３８が設けられており、第１のリンク３６と同様に、リンクプレート３２に接続される。第２の制御ロッド２４ｂの端部は、ニュートラル位置にある場合に枢着部Ｐと同じレベルにある位置で第２のリンク３８に枢動可能に接続されるが、Ｃ方向において第１の制御ロッド２４ａと第１のリンク３６との間の枢着部に対して直角である。第２の制御ロッド２４ｂの第２の端部は、連結されたスプール弁１８のピストン４０に接続される。
【００８３】
機械的リンクアセンブリは、捻り軸の周りのジョイスティックの移動を制御ロッド２４の略直線運動に変換するための変換配置４２を含む。変換配置４２は、第２の端部がジョイスティック１２と同期された運動で動くように適合されるように、取り付けプレート４６に結合される第１の端部及びジョイスティック１２に接続される第２の端部を有するレバー機構４４を備える。
【００８４】
取り付けプレート４６は、他方の固定された、自在継ぎ手２６のヨーク２８の端部に接続される。図示の実施形態では、取り付けプレート４６は、実質的にＺ形状であり、制御弁１６が内蔵サブアセンブリを形成するようマウント４８にも接続される。
【００８５】
レバー機構４４は、レバープレート５０及び結合プレート５２を更に備える。
【００８６】
結合プレート５２の第１の端部は、結合プレート５２がジョイスティック１２と同期して動くように適合されるように、ジョイスティック１２に接続される。結合プレート５２の第１の端部は、レバー機構４４の第２の端部を定義する。図示の実施形態では、結合プレート５２は、ジョイスティックマウント３４を介してジョイスティック１２に接続される。
【００８７】
レバープレート５０の第１の端部は枢着部６６において取り付けプレート４６に枢動可能に結合され、レバープレート５０の第２の端部は結合プレート５２の第２の端部において結合プレート５２に接続される。このようにして、レバープレート５０の第１の端部は、レバー機構４４の第１の端部を定義する。
【００８８】
図示の実施形態では、結合プレート５２は実質的にＺ形状であり、レバープレート５０は図示のニュートラル位置において結合プレート５２の中央部に実質的に平行に配置される。結合プレート５２は任意の他の適切な形状であってもよいことが理解されるであろう。
【００８９】
特に図１、２及び５を参照すると、レバープレート５０はガイドレールシステム５４を介して結合プレート５２に接続される。ガイドレールシステム５４は、ジョイスティック１２の捻り運動をＣ方向に所望の様にレバープレート５０に伝達することを可能にするが、方向Ａ及びＢの任意の組み合わせでジョイスティック１２の枢動運動からレバープレート５０を分離するように配置される。
【００９０】
ガイドレールシステム５４は、結合プレート５２に結合されるガイドプレート５６、ガイドプレート５６における溝穴６２内に配置されるガイドピン５８、及びガイドピン５８の各端部においてガイドピン５８に結合されるブラケット６０を備える。各ブラケット６０は、レバープレート５０の枢着部６６より上でレバープレート５０に接続される。
【００９１】
ガイドピン５８は、ガイドプレート５６における溝穴６２に収容されるローズジョイント６４の中に挿入される。ニュートラル位置において、ローズジョイント６４は枢着部Ｐとも同じレベルにある。
【００９２】
第３の制御ロッド２４ｃの端部が、レバープレート５０の枢着部６６から横方向にオフセットして位置６８においてレバープレート５０に接続される。図示の実施形態では、第３の制御ロッド２４ｃがレバープレート５０に接続される位置６８は、レバープレート５０の枢着部６６の側方且つ僅かに上方である。第３の制御ロッド２４ｃの第２の端部は、連結されたスプール弁１８のピストン４０に接続される。
【００９３】
横方向にオフセットした距離がローズジョイント６４とレバープレート５０の枢着部６６との間のレバーアームより小さいので、弁を開くためにピストン４０に提供される力を増幅する支点効果がある。他の実施形態では、レバーアームの長さは、ピストンを移動させることでアタッチメントへの補助油圧油の供給を作動させるための合理的な捻り力をユーザが供給することを可能にするように調節されてもよい。
【００９４】
ガイドレールシステム５４は、ジョイスティック１２の捻り運動のみがレバープレート５０に変換されるように、レバープレート５０を分離する。方向Ａのジョイスティック１２の移動はローズジョイント６４の枢動をもたらし、溝穴６２におけるローズジョイントのスライド運動と結合され、ローズジョイントはガイドピン５８に沿ってスライドするが、レバープレート５０は枢動しない。方向Ｂのジョイスティック１２の移動は、ローズジョイントの枢動をもたらすが、レバープレート５０に運動を伝達しない。方向Ａ及びＢのジョイスティックの同時運動は、上記の組み合わせをもたらすが、レバープレート５０は枢動しない。
【００９５】
結果として、機械的リンクは、１つの軸の移動が所望のものとは異なる機能の望まない動作を生ずることなく、３軸のユーザ入力を提供することができる。更に、この配置は、ユーザが許容エルゴノミック限界内にある入力の力を提供することによって作業アームの機能を作動させることを可能にし、それは３つの全ての軸に対する液圧フローの正確な制御を可能にし、それにより上昇／下降及び圧迫／放出に加えて補助フィードの比例的制御をもたらし、これは所定の動作シナリオにおいて望ましい場合がある。
【００９６】
次に、本発明の第３の態様に従うジョイスティックアセンブリが記載される。図面（図１〜１０ｃ）は、本発明の第１の態様、第２の態様及び第３の態様を組み込んだジョイスティックアセンブリを示しており、本発明の全ての態様に関する参照番号は適用可能な場合には全ての図面に示されている。
【００９７】
本発明の第３の態様に従うジョイスティックアセンブリは工作機械の１つ以上の機能を制御するように適合されるジョイスティック１２を備え、ジョイスティック１２は３つの移動軸を備え、各移動軸はジョイスティック１２に動作可能に接続される機械的リンクアセンブリ１４を介して工作機械の異なる機能を機械的に作動させるように構成される。また、ジョイスティック１２は、３つの移動軸の周りをジョイスティック１２が移動できる第１の位置（図８ａ−８ｄに示されている）と固定機構７０が前記移動軸の１つの周りのジョイスティック１２の捻りを制限する第２の位置との間の第４の軸において移動可能である。
【００９８】
第４の軸はジョイスティック１２の長手軸に実質的に平行であり、第４の軸の周りのジョイスティック１２の移動方向は図２において矢印Ｙで示されている。
【００９９】
図示の実施形態では、ジョイスティック１２は、第４の軸において第３の位置（図１０ａ−１０ｃに示されている）にも移動可能であり、ジョイスティックは３つの移動軸の少なくとも２つの周りの移動が制限される。
【０１００】
ジョイスティックアセンブリは、少なくとも第１及び第２の位置でジョイスティック１２を解放可能に保持するための戻り止め配置を更に備える。図示の実施形態では、戻り止め配置は、ジョイスティック１２の３つの安定した静止位置を提供するためにシャフト部８４において軸方向に間隔を空けた場所に設けられる３つの環状凹所３７の１つの中に延びるように配置されるバネ荷重ボール止め３５（図６ｃ及び８ｂを参照）を備える。
【０１０１】
固定機構７０は、ジョイスティック１２に接続されて、ジョイスティック１２の移動により作動可能である。固定機構７０は、ジョイスティックが前記第１の位置にある第１の構成（図８ｄを参照）、ジョイスティックが前記第２の位置にある第２の構成（図９ｃを参照）、及びジョイスティックが前記第３の位置にある第３の構成（図１０ｃを参照）を備える。
【０１０２】
固定機構７０は、ジョイスティック１２と共に動かされるジョイスティック１２に結合される第１の固定ピン７２を備える。第１の固定ピン７２は、第１の固定ピン７２の移動がジョイスティックマウント３４に対して軸方向に及び回転可能にシャフト部８４の移動と同期されるように、ジョイスティック１２のシャフト部８４に接続される接続部材７６によりジョイスティック１２に結合される。
【０１０３】
固定機構７０は、第１の固定ピン７２を受け入れるためにジョイスティックマウント３４に対して軸方向に固定されるが回転可能に動くことができるように結合プレート５２に取り付けられる第１のガイドスリーブ７８、及び第２の固定ピン７４をスライド可能に受け入れるためにプレートリンクプレート３２に取り付けられる第２のガイドスリーブ８０を更に備える。
【０１０４】
第１の固定ピン７２は、第１のガイドスリーブの下方に突出する自由端７３を有する。
【０１０５】
第２の固定ピン７４は、その頭部において、整列されると第１の固定ピン７２の自由端７３を受け入れて密接して係合する寸法を有する第１のボア７５を備える。第２の固定ピン７４は、リミットストップまで第２のガイドスリーブ８０内でバネにより上方に弾性的に付勢される。
【０１０６】
第２のボア８２が、第２の固定ピン７４の自由下端部７７と整列した取り付けプレート４６に取り付けられ、第２の固定ピン７４の自由端７７を受け入れて密接して係合する寸法を有する。
【０１０７】
図８ａ〜８ｄを参照すると、ジョイスティック１２が第１の最上位置に有る場合に、第１の固定ピン７２は、第２の固定ピン７４から間隔を空けて設けられた第１の固定ピン７２の自由端７３と共に第１のスリーブ７８の中にある。図８ａ及び８ｃはそれぞれ図５及び３の視点と同じ角度からのジョイスティック視点であり、一方で図８ｂは図８ａにおける矢印Ａで示された線に沿ったジョイスティックアセンブリ１０の断面図であり、図８ｄは図８ｃにおける矢印Ｂで示された線に沿ったジョイスティックアセンブリ１０の断面図である。この位置において、ジョイスティックの全ての移動軸が操縦者に利用可能である。この位置において、操縦者は、操縦現場で作業している可能性があるので、材料取り扱い等の作業動作を行うための全ての機能を必要とする。ボール止め３５は、シャフト８４の一番下の凹所にある。
【０１０８】
図８ｄにおいて矢印Ｄで示されているように、ジョイスティック１２の下方移動は、ジョイスティック１２を第１の位置から第２の中間位置に動かすであろう。ジョイスティック１２の下方移動は、ジョイスティックマウント３４に対するシャフト部８４の下方移動をもたらす。接続部材７６はシャフト部８４に接続されるので、それはシャフト部８４と共に下方に移動し、結果として第１の固定ピン７２を第２の固定ピン７４に向かって移動させ、ジョイスティック１のニュートラル位置又はその近くで、第１のボア７５の中に移動する。
【０１０９】
図９ａ〜９ｃは、第２の位置にあるジョイスティックを描く。図９ａ及び９ｂは図８ａ及び８ｃと同様であり、図９ｃは図９ｂにおける矢印Ｃで示された線に沿ったジョイスティックアセンブリ１０の断面図である。第２の位置において、第１の固定ピン７２の自由端７３は、今度は図９ｃに示されるように第２の固定ピン７４の頭部において第１のボア７５内にある。プレート３２、それ故第２のガイドスリーブ８０及び第２の固定ピン７４が方向Ｃに回ることができないので、第２の固定ピン７４と第１の固定ピン７２の係合は、今度はジョイスティック１２の捻り運動をブロックする。これにより、補助スプール弁１８の動作を妨げる。この位置において、ボール止め３５は、シャフト８４の中央の凹所にある。
【０１１０】
この位置は、上昇／下降及び圧迫／放出が必要では有るが、例えば、安全上の理由により又はアタッチメント内の材料の流出を防ぐために、補助スプール弁の不注意な動作が望ましくない場合に、操縦者によって利用されてもよい。
【０１１１】
図９ｃにおいて矢印Ｄで示されているように、第２の位置からのジョイスティック１２の更なる下方移動は、ジョイスティック１２を第２の位置から第３の位置に動かすであろう。ジョイスティック１２の下方移動は、ジョイスティックマウント３４に対するシャフト部８４の更なる下方移動をもたらす。接続部材７６はシャフト部８４に接続されているので、シャフト部８４と共に下方に移動し、結果として第１の固定ピン７２を下方に移動させるであろう。次に、これは第２の固定ピン７４をバネの偏向に反して第２のボア８２に向かって移動させるであろう。
【０１１２】
図１０ａ〜１０ｃは、第３の（一番下の）位置にあるジョイスティックを描く。図１０ａ及び１０ｂは図８ａ及び８ｃと同様であり、図１０ｃは図１０ｂにおける矢印Ｄで示された線に沿ったジョイスティックアセンブリ１０の断面図である。第３の位置において、第２のガイドスリーブ８０の端部から突出する第２の固定ピン７４の部分の一部が、図１０ｃに示されるように第２のボア８２の開口の中に受け入れられる（ジョイスティックはニュートラル位置にあると仮定する）。
【０１１３】
第２のボア８２が枢動しない取り付けプレートに取り付けられて、第２の固定ピン７４が締り嵌めであるので、ジョイスティック１２の全ての移動は、取り付けプレート４６が第２の固定ピンを介して第１の固定ピン７２、それ故ジョイスティック１２のシャフト部８４の回転及び／又は指向性運動を制限することにより妨げられる。この位置において、ボール止め３５は、シャフト８４の一番上の凹所内にある。
【０１１４】
選択されたローディング（ｒｏａｄｉｎｇ）位置からの作業アームの任意の移動又は補助機能の作動が安全でない場合、この第３の位置は、例えば、ローディング作業に用いられてもよい。更に、作業アームの所望の位置が整地（ｇｒａｄｉｎｇ）又は他の作業に選択される場合にそれは用いられてもよく、その位置からの不注意な移動により、例えば、地面に対する材料の間違ったレベルが達成されることになり得る。
【０１１５】
本発明の第１、第２又は第３の態様によるジョイスティックアセンブリは、図１１に示された工作機械に組み込まれてもよい。このような工作機械は、本発明の第４の態様の範囲内に当てはまる。
【０１１６】
ジョイスティックアセンブリは多種多様な工作機械で使用されてもよく、特に、操縦空間は限定されており、スプール弁の電子制御を提供する費用が機械の全体費用の割合として高額になる小型の工作機械、例えば、小型ローダ、ミニ掘削機、又はスキッドステアローダ等に対して特に有利であってもよい。
【０１１７】
本発明は１つ以上の好ましい実施形態を参照して先に記載されているが、添付の請求項に定義された本発明の範囲から逸脱することなく様々な変更又は修正が行われてもよいことが理解されるであろう。例えば、開示されたリンクの一般原理は、例えば、ジョイスティックに対して異なる位置に弁ブロックが配置される配置に適合されてもよいことが理解されるであろう。更に、リンクは、一方が捻り軸である２つの移動軸だけを有するジョイスティックに適合されてもよい。
【０１１８】
第３の態様の３箇所固定機構は、スプール弁に電気的又はパイロット油圧接続を利用するジョイスティックに組み込まれてもよく、先行技術の配置に対して更に利点をもたらし得る。
【０１１９】
更に、本発明は、任意の前述の実施形態の詳細に限定されない。
【０１２０】
本発明は「ジョイスティック」を備える「ジョイスティックアセンブリ」を参照して記載されているが、こうした用語は限定を意図していない。本発明は、本質的に、先に記載されたジョイスティックの実施形態の特徴及び特性を備えるハンドヘルド制御装置を備える工作機械制御アセンブリに関する。制御装置は、（記載された）ジョイスティック、ノブ、レバー、又は類似の装置の形態であってもよい。
【図１】
2016003560.tif 000003
【図２】
2016003560.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2016003560.tif 000007
【図６ａ】
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【図６ｂ】
2016003560.tif 000009
【図６ｃ】
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【図７】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
2016003560.tif 000013
【図８ｃ】
2016003560.tif 000014
【図８ｄ】
2016003560.tif 000015
【図９ａ】
2016003560.tif 000016
【図９ｂ】
2016003560.tif 000017
【図９ｃ】
2016003560.tif 000018
【図１０ａ】
2016003560.tif 000019
【図１０ｂ】
2016003560.tif 000020
【図１０ｃ】
2016003560.tif 000021
【図１１】
2016003560.tif 000022
【外国語明細書】
2016003560000001.pdf