(57)【要約】【課題】粉塵等の影響を受けやすいポテンショメータを備えることなく、違和感の無い操作を実現させることが出来る電気操作装置の提供。【手段】本発明に係る電気操作装置は、操作レバー１と、この操作レバー１の操作量に応じた電気信号を出力する出力部とを備え、この出力部から出力される電気信号によってアクチュエータを作動させるようにした電気操作装置において、操作レバー１の操作に応じて移動する移動部材４と、この移動部材４のストローク量に応じた値の電気信号を出力する前述した出力部を形成する荷重センサ１２と、移動部材４の移動を荷重として荷重センサ１２に伝えるばね１１と、操作レバー１が回動自在に保持され、移動部材４、ばね１１、及び荷重センサ１２が収容されるハウジング９とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作レバーと、この操作レバーの操作量に応じた電気信号を出力する出力部とを備え、この出力部から出力される電気信号によってアクチュエータを作動させるようにした電気操作装置において、
前記操作レバーの操作に応じて移動する移動部材と、この移動部材のストローク量に応じた値の電気信号を出力する前記出力部を形成する荷重センサと、移動部材の移動を荷重として荷重センサに伝えるばねと、前記操作レバーが回動自在に保持され、前記移動部材、前記ばね、及び荷重センサが収容されるハウジングとを備えたことを特徴とする電気操作装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電気操作装置において、
前記ハウジングは、前記ばねの下方部分を案内するガイド穴を有することを特徴とする電気操作装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電気操作装置において、
前記ばねの下方部分を受けるばね受けを備え、
前記ハウジングは、前記ばね受けを案内するガイド穴を有すること特徴とする電気操作装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電気操作装置において、
前記ばね受けを下方に凸となる形状に形成したことを特徴とする電気操作装置。
【請求項５】
請求項１に記載の電気操作装置において、
前記ばねと前記荷重センサとの間に、
可撓性を有する緩衝体を備えたことを特徴とする電気操作装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ショベルなどの建設機械に備えられるアクチュエータを操作する操作レバーを有する電気操作装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来技術として特許文献１、２に記載されたものがある。特許文献１には、操作レバーの操作に応じて駆動されるポテンショメータを備え、ポテンショメータから出力される電気信号によって操作レバーの操作角度を検出し、その操作角度に対応するようにアクチュエータを作動させる機械が開示されている。また、特許文献２には、操作レバーを歪み変形自在な固定部材に構成し、その固定部材に歪みゲージを設け、この歪みゲージから出力される電気信号によって操作レバーの操作角度を検出し、その操作角度に対応するようにアクチュエータを作動させる構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２７４７５４号公報
【特許文献２】特開平７−１４４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記したポテンショメータを備えた特許文献１に係る電気操作装置を例えば建設機械に設けた場合、建設現場等で生じる粉塵等が可動部に侵入することがある。これによって、操作レバーの操作量に応じた電気信号が出力されなくなる虞がある。また、操作レバーを固定部材に構成した特許文献２に係る電気操作装置の場合には、操作時にレバーを曲げ変形させることが必要になる。操作レバーは一般的に回転自在な部材に接続されて構成されているため、操作者に違和感を与えやすい。
【０００５】
本発明は粉塵等の影響を受けやすいポテンショメータを備えることなく、違和感の無い操作を実現させることが出来る電気操作装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するために、本発明は、操作レバーと、この操作レバーの操作量に応じた電気信号を出力する出力部とを備え、この出力部から出力される電気信号によってアクチュエータを作動させるようにした電気操作装置において、前記操作レバーの操作に応じて移動する移動部材と、この移動部材のストローク量に応じた値の電気信号を出力する前記出力部を形成する荷重センサと、移動部材の移動を荷重として荷重センサに伝えるばねと、前記操作レバーが回動自在に保持され、前記移動部材、前記ばね、及び荷重センサが収容されるハウジングとを備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る電気操作装置によれば、粉塵等の影響を受けやすいポテンショメータを備えることなく、違和感の無い操作を実現させることが出来る。これにより、本発明は、操作レバーの操作量に応じた電気信号を出力させることが出来、従来と比べて操作者の操作性を向上させることが出来、信頼性の高い電気操作装置を実現させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る電気操作装置の第１実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】第１実施形態の制御系統を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態を示す縦断面図である。
【図５】図４の要部拡大図である。
【図６】本発明の第３実施形態を示す縦断面図である。
【図７】本発明の第４実施形態を示す縦断面図である。
【図８】図７の要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は本発明に係る電気操作装置の第１実施形態を示す縦断面図、図２は図１の要部拡大図、図３は第１実施形態の制御系統を示す図である。
【００１０】
本発明に係る電気操作装置の第１実施形態は、図１に示すように、アクチュエータを作動させる操作レバー１とこの操作レバーのカム３に係合し、操作レバー１の操作に応じて上下方向に移動する移動部材４と、この移動部材４のストローク量に応じた値の電気信号を出力する出力部、すなわち荷重センサ１２と移動部材４の移動を荷重として荷重センサ１２に伝えるばね１１と移動部材４、ばね１１、及び荷重センサ１２が収容されるハウジング９とを備えている。
【００１１】
ハウジング９の上部にはプレート８を設けてあり、操作レバー１は、プレート８を挿通させてハウジング９に螺合させたジョイント；ユニバーサル２に回動自在に支持されている。移動部材４は、ハウジング９に設けたスリーブ５に摺動可能に設けてある。移動部材４とスリーブ５間にはオイルシール６を設けてある。スリーブ５とハウジング９との間にはＯリング７を設けてある。
【００１２】
また、ハウジング９はばね１１の下方部分を案内する、ガイド穴１０を有している。ばね１１の下端には、平板状のばね受け１３を配置してあり、このばね受け１３が、荷重センサ１２に当接するようになっている。
【００１３】
また、本実施形態は図３に示すように、荷重センサ１２が接続される演算処理部１５を備えている。この演算処理部１５には、ばね定数指示部１４も接続されている。演算処理部１５は、荷重センサ１２によって検出される荷重と、移動部材４のストローク量との関係を示す第１関数設定部１５ａを有している。第１関数設定部１５ａには、異なるばね定数に対応させて、異なる複数の荷重とストローク量との関係が設定されている。また、演算処理部１５は、第１関数設定部１５ａに接続させてストローク量と出力信号値の関係を設定する第２関数設定部１５ｂを有している。第２関数設定部１５ｂから出力される信号の値は、アクチュエータ１８を制御する電磁油圧弁１７に与えられるようになっている。電磁油圧弁１７は、ポンプ１６から突出される圧油の流量及び方向を制御することによって、アクチュエータ１８を駆動制御する。すなわち、図１に示す操作レバー１の回動操作に応じてアクチュエータ１８を作動させるようになっている。
【００１４】
電気操作装置が備えられる建設機械の型式に応じて、当該電気操作装置の形状寸法が異なるものとなり、これに伴って、ばね１１のばね定数が変わる。従って、当該電気操作装置が備えられる建設機械を考慮して、演算処理部１５の第１関数設定部１５ａで設定される荷重とストローク量との関係が、ばね定数指示部１４から出力される信号に応じて、予め選択される。
【００１５】
このように構成した第１実施形態は、操作レバー１を操作すると、その操作レバー１に応じてカム３が、回動する。移動部材４は、カム３と係合しており、そのカム３に応じて上下方向に移動する。すなわち、操作レバー１の操作に応じて、移動部材４は、移動する。ばね１１は、移動部材４のストローク量、すなわち移動を荷重として、荷重センサ１２に伝える。荷重センサ１２は、ばね１１より伝えられた荷重に応じた値の電気信号を出力する。つまり、荷重センサ１２は移動部材４のストローク量に応じた値の電気信号を出力する。ここで、ばね定数指示部１４により、ばね１１のばね定数が、予め指示されている。このばね定数指示部１４の指示により、演算処理部１５の第１関数設定部１５ａにおける、荷重とストローク量との特定の関係が、選択されている。従って、前述した荷重センサ１２の信号に応じて、演算処理部１５の第１関数設定部１５ａで、荷重に対応するストローク量が演算される。
【００１６】
第１関数設定部１５ａから出力されたストローク量に応じて、第２関数設定部１５ｂで出力信号値が演算される。この、出力信号値が、アクチュエータ１８を制御する、電磁油圧弁１７の制御部に与えられる。
【００１７】
これにより、電磁油圧弁１７が切り替えられ、ポンプ１６から突出される圧油が、電磁油圧弁１７を介して、アクチュエータ１８に供給される。すなわち、第１実施形態に係る電気操作装置の操作レバー１の操作量に応じて、アクチュエータ１８を駆動させることが出来る。
【００１８】
なお、本実施形態では、演算処理部１５の第１関数設定部１５ａで設定される荷重とストローク量との関係が、ばね定数指示部１４から出力される信号に応じて、予め選択され、第１関数設定部１５ａから出力されたストローク量に応じて、第２関数設定部１５ｂで出力信号値が演算される形態を示してあるが、これに限らず、例えば、演算処理部１５の第１関数設定部１５ａには、異なるばね定数に対応させて、異なる複数の荷重と出力信号との関係が設定されており、荷重と出力信号との関係が、ばね定数指示部１４から出力される信号に応じて、予め選択される形態に構成しても良い。
【００１９】
この第１実施形態によれは、粉塵等の影響を受けやすいポテンショメータを備えることなく、違和感の無い操作を実現させることが出来る。これにより、本発明は、操作レバー１の操作量に応じた電気信号を出力させることが出来、従来と比べて操作者の操作性を向上させることが出来、信頼性の高い電気操作装置を実現させることが出来る。
【００２０】
また、ハウジング９は、ばね１１の下方部分を案内するガイド穴１０を有している。そのため、ばね１１の下方部分が、ハウジング９のガイド穴１０に案内されるので、荷重センサ１２に対する偏荷重の発生を抑えることが出来る。
【００２１】
図４は本発明に係る電気操作装置の第２実施形態を示す縦断面図、図５は図４の要部拡大図である。
【００２２】
本発明に係る電気操作装置の第２実施形態は、図４に示すように、ばね１１の下方部分を受けるばね受け２１を備え、ハウジング１９は、前記ばね受け２１を案内するガイド穴２０を有している。ばね受け２１は、荷重センサ１２に当接させてある。その他の構成は、第１実施形態と同等である。
【００２３】
このように構成した第２実施形態によれば、ばね１１の下方部分を受けるばね受２１がハウジング１９のガイド穴２０に案内されるので、荷重センサ１２に対する偏荷重の発生をより精度よく抑えることが出来る。その他の作用効果は第１実施形態と同等である。
【００２４】
ハウジング１９のガイド穴２０は、ばね１１の下方部分を受けるばね受け２１を案内するので、荷重センサ１２に対する偏荷重の発生をより精度よく抑えることが出来る。
【００２５】
図６は本発明に係る電気操作装置の第３実施形態を示す縦断面図である。
【００２６】
本発明に係る電気操作装置の第３実施形態は、図６に示すように、ばね１１の下方部分を受けるばね受け２４を備え、ハウジング２２は、前記ばね受け２４を案内するガイド穴２３を有している。前記バネ受け２４は、下方に凸となる形状である。前記ばね受け２４は、荷重センサ２５に当接させてある。その他の構成は、第１実施形態と同等である。
このように構成した第３実施形態によれば、バネ受け２４の下方によって荷重センサ２５の中央付近に荷重を伝えることが出来る。ここで、荷重センサ２５は中央付近の精度が確保されているので、荷重センサ２５に対する偏荷重の発生を、さらに精度よく抑えることが出来る。
【００２７】
図７は本発明に係る電気操作装置の第４実施形態を示す縦断面図、図８は図７の要部拡大図である。
【００２８】
本発明に係る電気操作装置の第４実施形態は、図７に示すように、ばね１１の下方部分を受けるばね受け２８を備え、ハウジング２６は、ばね受け２８を案内するガイド穴２７を有している。例えば、ばね受け２８と荷重センサ１２との間に、可撓性を有する緩衝体２９を備えている。この緩衝体２９は、円筒部２９ａの上端に設けられたばね受け２８が当接する、第１薄膜２９ｂと、円筒部２９ａの下端に設けられた第２薄膜２９ｃと、内部に収容される緩衝する能力のある物体、例えば油２９ｄとを備えている。その他の構成は、第１実施形態と同等である。
【００２９】
このように構成した第４実施形態によれば、操作レバー１の急操作時の衝撃力を緩衝体２９によって緩和させることが出来る。そのため、操作レバー１の急操作時にあっても精度よく操作レバー１の操作量を荷重センサ１２から出力させることが出来る。
【００３０】
なお、前述した各実施形態では、一対の移動部材４を描き、２ポートの形態を示してあるが、これに限らず、例えば移動部材４を前後左右の４方向に配置し、すなわち一対の移動部材４を２組設け、４ポートの形態に構成しても良い。
【符号の説明】
【００３１】
１    操作レバー
４    移動部材
９    ハウジング
１０    ガイド穴
１１    ばね
１２    荷重センサ
１３    ばね受け
１４    ばね定数指示部
１５    演算処理部
１５ａ  第１関数設定部
１５ｂ  第２関数設定部
１６    ポンプ
１７    電磁油圧弁
１８    アクチュエータ
１９    ハウジング
２０    ガイド穴
２１    ばね受け
２２    ハウジング
２３    ガイド穴
２４    ばね受け
２５    荷重センサ
２６    ハウジング
２７    ガイド穴
２８    ばね受け
２９    緩衝体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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