(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１と第２の運動範囲を含んでおり、建設機械物に取り付けられている器具、作業員の近くで前記の建設機械物に取り付けられている手支持体、第１の制御レバー及び第２の制御レバーを備え、前記の手支持体はベースと、このベースから第１の角度で立ち上がっている端部分と、この端部分から外方に延びるハンド・グリップとを含み、このハンド・グリップはそれの遠い端と開口とを限定しており、その開口は前記のハンド・グリップと前記のベースとの間にあって作業員の指がそれらの間にのばせて前記のハンド・グリップを掴めるようにしており、前記の第１の制御レバーは前記のハンド・グリップの遠い端へ動くように取り付けられ、前記の第１の運動範囲で制御できるよう前記の器具に作動するよう接続され、作業員の親指により動かせるようになっており、前記の第２の制御レバーは前記の第２の運動範囲で制御できるよう前記の器具に作動するよう接続され、作業員の指により動かせるようになっていることを特徴とした、建設機械物と使用する器具制御装置。
【請求項２】
前記の第１の角度が前記のベースに対して１５乃至２５度の範囲にある請求項１に記載の器具制御装置。
【請求項３】
前記の器具が、前記の第１の運動範囲にわたって動けるフレームと前記の第２の運動範囲にわたって動ける歯を含む破砕器である請求項１に記載の器具制御装置。
【請求項４】
前記の第１の制御レバーが前記のハンド・グリップの遠い端へ動くように取り付けられ、そして第１回転軸を限定しており、前記の第１の制御レバーはそれ自体作業員の親指により回転するようになっている請求項１に記載の器具制御装置。
【請求項５】
前記の第２の制御レバーが前記のベースへ回転するよう取り付けられ、そして第２の回転軸を限定しており、前記の第２の制御レバーはそれ自体作業員の指により回転するようになっている請求項４に記載の器具制御装置。
【請求項６】
前記の第２の回転軸は前記の第１の回転軸に直交している請求項５に記載の器具制御装置。
【請求項７】
作業員の一側で建設機械物に取り付けられた第１の手支持体と、作業員の他側で建設機械物に取り付けられた第２の手支持体とを備え、前記の第１の手支持体は作業員の親指によりそれ自体動けるようにした第１の制御レバーと、作業員の指によりそれ自体動けるようにした第２の制御レバーとを含み、前記の第２の手支持体はベースと、このベースから第１の角度で立ち上がる端部分と、この端部分から外に向かってのびるハンド・グリップとを含み、このハンド・グリップはそれの遠い端と開口とを限定しており、この開口は前記のハンド・グリップと前記のベースとの間にあって前記のハンド・グリップを握れるようにしており、固定された前記の第２の手支持体は作業員の親指によりそれ自体動けるようになっている第３の制御レバーと、作業員の指によりそれ自体動けるようになっている第４の制御レバーとを含んでいることを特徴とした、建設機械物と使用する制御装置。
【請求項８】
前記の第３の制御レバーは前記のハンド・グリップの遠い端へ回転するように取り付けられ、そして前記の第３の制御レバーは第１の回転軸を限定し、作業員の親指により回転するようになっている請求項７に記載の制御装置。
【請求項９】
前記の第４の制御レバーは前記のベースへ回転するよう取り付けられ、そして第２の回転軸を限定し、作業員の指により回転するようになっている請求項８に記載の制御装置。
【請求項１０】
前記の第２の回転軸は前記の第１の回転軸と直交している請求項９に記載の器具制御装置。
【請求項１１】
前記の第１の角度は前記のベースに対して１５乃至２５度の範囲にある請求項７に記載の器具制御装置。
【請求項１２】
第１と第２の運動範囲を含む建設機械物の器具を制御する方法であって、前記の建設機械物は手支持体と、第１の制御レバーと、第２の制御レバーとを含み、前記の手支持体はベースと、このベースから第１の角度で立ち上がる端部分と、この端部分から外に向かってのびるハンド・グリップとを含み、このハンド・グリップは遠い端と開口とを限定しており、その開口は前記のハンド・グリップと前記のベースとの間にあり、前記の第１の制御レバーは前記のハンド・グリップの遠い端へ動けるよう取り付けられ、前記の第１の運動範囲を制御するよう前記の器具へ作動的に接続され、そして前記の第２の制御レバーは前記のベースへ動けるよう取り付けられ、そして前記の第２の運動範囲を制御するよう前記の器具へ作動的に接続されており、前記の方法は
作業員の手の指が前記のハンド・グリップを掴み、それにより作業員を支持するように前記のハンド・グリップを作業員の手で掴む段階、
親指で前記の第１の制御レバーを動かし、それにより前記の第１の運動範囲内で前記の器具を動かす段階、そして
他の指で前記の第２の制御レバーを動かし、それにより前記の第２の運動範囲内で前記の器具を動かす段階
を備えていることを特徴とする建設機械物の器具の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は建設機械物の作業員の運転台内で使用するハンド・コントロールに係るものであり、更に詳しく言えば、建設機械物の器具を操作しながら作業員を支持するグリップとして、そして建設機械物の器具を操作する器具コントロールとして働くハンド・コントロールに係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
凹凸のある地面で建設機械を操作するハンド・コントロールには色々のものが知られている。これらのハンド・コントロールは、種々のスイッチとレバーとを作業員が作動できるようにする一方で、その間作業員の手の動きを安定させているのである。
【０００３】
例えば、米国特許５、２４４、０６６のコントロール・コンソールアセンブリのハンド・レストは作業員の手を受けて、作業員の掌の下端をハンド・レストの高くなった部分と接触させておくようにしている。土工事作業車の動作の様々の制御器は、ハンド・レストの高くなった部分から掌の下端を離すことなく作業員の指により制御される。このことによって作業員は、凹凸のある地面を横断する土工事のため作業員の身体が動揺しても建設機械物の器具の様々な機能をきっちり、しかも円滑に制御できるのである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
米国特許５、２４４、０６６のコントロール・コンソールアセンブリは、制御しようとする作動機能の要望に適合し、そしてその要望を越えるものであるが、種々のスイッチとレバーとを作業員が作動できるようにする一方でその間作業員の手の動きを安定させるのに加えて、機械の運転中作業員の身体を支持するハンド・グリップとしても働くハンド・コントロールを尚も必要としている。このようなハンド・コントロールは建設機械の器具制御に使用するに望ましい。
【０００５】
【課題を解決する手段】
本発明の一実施例の建設機械物と使用する器具制御装置は、第１と第２の運動範囲を含んでおり、建設機械物に取り付けられている器具、作業員の近くで前記の建設機械物に取り付けられている手支持体、第１の制御レバー及び第２の制御レバーを備え、前記の手支持体はベースと、このベースから第１の角度で立ち上がっている端部分と、この端部分から外方に延びるハンド・グリップとを含み、このハンド・グリップはそれの遠い端と開口とを限定しており、その開口は前記のハンド・グリップと前記のベースとの間にあって作業員の指がそれらの間にのばせて前記のハンド・グリップを掴めるようにしており、前記の第１の制御レバーは前記のハンド・グリップの遠い端へ動くように取り付けられ、前記の第１の運動範囲で制御できるよう前記の器具に作動するよう接続され、作業員の親指により動かせるようになっており、前記の第２の制御レバーは前記の第２の運動範囲で制御できるよう前記の器具に作動するよう接続され、作業員の指により動かせるようになっている。
【０００６】
本発明の別の実施例の建設機械物と使用する器具制御装置は、作業員の一側で建設機械物に取り付けられた第１の手支持体と、作業員の他側で建設機械物に取り付けられた第２の手支持体とを備え、前記の第１の手支持体は作業員の親指によりそれ自体動けるようにした第１の制御レバーと、作業員の指によりそれ自体動けるようにした第２の制御レバーとを含み、前記の第２の手支持体はベースと、このベースから第１の角度で立ち上がる端部分と、この端部分から外に向かってのびるハンド・グリップとを含み、このハンド・グリップはそれの遠い端と開口とを限定しており、この開口は前記のハンド・グリップと前記のベースとの間にあって前記のハンド・グリップを握れるようにしており、固定された前記の第２の手支持体は作業員の親指によりそれ自体動けるようになっている第３の制御レバーと、作業員の指によりそれ自体動けるようになっている第４の制御レバーとを含んでいる。
【０００７】
本発明の別の実施例の建設機械物の器具を制御する方法は、第１と第２の運動範囲を含む建設機械物の器具を制御する方法であって、前記の建設機械物は手支持体と、第１の制御レバーと、第２の制御レバーとを含み、前記の手支持体はベースと、このベースから第１の角度で立ち上がる端部分と、この端部分から外に向かってのびるハンド・グリップとを含み、このハンド・グリップは遠い端と開口とを限定しており、その開口は前記のハンド・グリップと前記のベースとの間にあり、前記の第１の制御レバーは前記のハンド・グリップの遠い端へ動けるよう取り付けられ、前記の第１の運動範囲を制御するよう前記の器具へ作動的に接続され、そして前記の第２の制御レバーは前記のベースへ動けるよう取り付けられ、そして前記の第２の運動範囲を制御するよう前記の器具へ作動的に接続されており、前記の方法はａ）作業員の手の指が前記のハンド・グリップを掴み、それにより作業員を支持するように前記のハンド・グリップを作業員の手で掴む段階、ｂ）親指で前記の第１の制御レバーを動かし、それにより前記の第１の運動範囲内で前記の器具を動かす段階、そしてｃ）他の指で前記の第２の制御レバーを動かし、それにより前記の第２の運動範囲内で前記の器具を動かす段階を備えている。
【０００８】
【実施例】
本発明の原理の理解を早めるため添付図の実施例を参照し、その説明に特定の用語を用いるが、それにより本発明の技術思想を限定しようとするものではない。図示の実施例は様々に変更することができ、そしてそのような変更も本発明の原理を利用しているのであり、当業者なら当然思いつくものだからである。
【０００９】
図１を参照する。この好ましい実施例では建設機械物１０はブレード１２と破砕器１４の形の器具を含むトラック形式のトラクターである。この方面の技術でよく知られているように、破砕器１４はトラクターの後部で使用されて、下の土地の土壌や岩を破砕する。破砕器１４は可動のフレーム１６と可動の破砕歯１８とを含み、これら両方共シリンダー２０と２２により作業員の運転室２４から油圧作動するようになっている。破砕器のフレーム１６は垂直方向すなわち地面に対して垂直に動くことができ、破砕運動の切り込み深さを調整する。同様に、破砕歯１８は前後に、すなわち地面に平行に動くことができて破砕運動の切り込み角を調整する。ブレード１２も垂直と水平との両方に動くことができる。このような垂直、水平方向は水平、垂直軸の周りでの回転を含んでいる。
【００１０】
図２を参照する。作業員の運転室２４が示されている。作業員が座ると、トラクターの速度と方向とはコントロール・コンソールアセンブリ２６により作業員の左側で制御される。器具の動作は、器具のハンドサポート・コントロール２８により作業員の右側で制御される。
【００１１】
コントロール・コンソールアセンブリ２６の構成と操作は米国特許５、２４４、０６６に詳述されている。米国特許５、２４４、０６６に説明されているように、コントロール・コンソールアセンブリ２６はハンド・レストに隣接して取り付けられ、作業員の手の指先で操作される一対のレバーを含んでいる。回転ノブはハンド・レストの側に向けられており、そして作業員の親指により回転できる。作業員の掌の下部をハンド・レストの高くなった部分と接触させるようにしてハンド・レストに載せる。こうして作業員の手はトラクター１０に対して支えられ、作業員の親指と指先は建設機械の様々な機能を明確で円滑に制御できるようにしている。
【００１２】
従来の器具コントロールはその器具の作動軸に一致する２つの軸に沿って操作できるジョイスティックを含んでいた。しかしながら器具を操作しているとき作業員の身体が動揺すると器具は思わぬ動きをすることがある。また、作業員が彼自身を支えることができるということが人間工学的に望ましい。そこで、破砕器の操作中それの制御を行っているのと同じ手で作業員が彼自身を支えれることが望ましい。
【００１３】
図３乃至図６を参照する。ハンドサポート・コントロール２８は、器具のコントロールと関連して固定のハンド・グリップを設けることにより手による身体の支持と、手による制御とを実現できる。図示の実施例ではハンドサポート・コントロール２８は破砕器の操作を制御することができ、そしてそれはベース３０、このベース３０から第１の角度３４で立ち上がる端部分３２、そしてハンド・グリップ３６を含んでいる。ハンド・グリップ３６はそれの遠い端３８を限定し、そしてハンド・グリップ３６とベース３０との間に指が入れるようにする開口４０を限定するよう端部分３２から外に向かってのびている。ハンド・グリップ３６はトラクター１０に対して固定され、そして作業員が彼の指をグリップに巻きつけれるようにするだけの隙間を含んでいるので、作業員は彼の右手でグリップ３６を握って彼自身をしっかり支えながら、コントロール・コンソールアセンブリ２６に左手を載せて速度と方向とを制御することができる。このグリップを保持している間作業員は以下に説明するようにして、破砕器のコントロールを操作できる。
【００１４】
第１の制御レバー４２はハンド・グリップ３６の遠い端３８へ回転するよう取り付けられており、そして第１の回転軸４４を規定している。制御レバー４２は軸４４の周りの回転軸を介して破砕器１４の垂直運動を制御する。作業員の親指によりレバー４２を容易に回転させれる。矢４６の方向で見て、レバー４２を時計方向に回動すると破砕器１４は上に上がり、そしてレバー４２を反時計方向に回動すると破砕器１４は下に下がる。
【００１５】
第２の制御レバー４８はベース３０へ取り付けられ、そして第２の回転軸５０を規定している。制御レバー４８は軸５０の周りの回転により破砕歯１８を前後に動かす。作業員の指によりレバー４８を最も容易に回転させれる。図６の矢５２の方向で見て、レバー４８を時計方向に回動すると破砕歯１８は後方に、又は外の方に動き、そしてレバー４２を反時計方向に回動すると破砕歯１８は前方に、又は内側に動く。この実施例では軸４４は軸５０に垂直である。
【００１６】
レバー４２、４８は両方とも非作動の中立位置（この位置に破砕器のフレームの位置と歯の位置が保持される）の方に偏倚されている。例えば、破砕歯を内側に所望の角度だけ傾けて所望の下降位置に破砕器を設定するには作業員はレバー４２と４８を反時計方向に回動させる。所望の破砕器の位置が得られたら、作業員は両方のレバーを解放すると、これらのレバーは非作動の中立位置に戻り、それにより所望の破砕器の位置を保つことができる。
【００１７】
グリップ３２の孔６２に受け入れられたシャフト６０へレバー４２を取り付ける。シャフト６０はグリップ３２の全長にわたって延び、そして非金属のベアリング６４に支えられている。シャフト６０の遠い端６６のキーを付けた部分６８は、対応してキーを付けた回転位置センサー７０内で割り出された受けに入るようになっている。シャフト６０の遠い端６６は分裂部材７２に受け入れられ、保持ピン７４により分裂部材７２内に取り付けられる。端部分３２から延びる第１のピン７６と、分裂部材７２から延びる第２のピン７８とが、シャフト６９の周りに配置されたスプリング８４の重なる端８０、８２の間に受け入れられる。シャフト６０はそれの中立位置から時計方向に回転させられるとき、第２のピン７８は、端８２が第１のピン７６により正しい位置に保持されている間スプリング８４の端８０を回転する。反対に、シャフト６０がそれの中立位置から反時計方向に回転させられるとき、第１のピン７６は、端８０が第１のピン７６により正しい位置に保持されている間スプリング８４の端８２を回転する。
【００１８】
同様に、ベース３０の孔９２に受け入れられたシャフト９０へレバー４８は取り付けられている。シャフト９０は非金属のベアリング９４に支えられている。シャフト９０の遠い端９６のキーを付けた部分９８は、対応してキーを付けた回転位置センサー１００内で割り出された受けに入るようになっている。シャフト９０の遠い端９６は分裂部材１０２に受け入れられ、そして第１のピン１０４と第２のピン１０６は、スプリング１０８と協働してレバー４８をそれの中立位置の方に偏倚させている。
【００１９】
回転位置センサー７０と１００とはキャタピラの設計に係る位置センサーであり、ベース３０の凹所に取り付けられ、そしてキー付き部分６８、９８をそれぞれ受け入れている。この好ましい実施例ではこれらの位置センサーは６１５５０ー１８５７、イリノイ州、モルトン、デトロイト  パークウエイ、１２０のキャタピラの部品工場から市販されているキャタピラＰ／Ｎ１３４ー６０６７であり、そしてこの部品番号で入手できるキャタピラの文献に説明されている。センサー７０と１００のそれぞれはシャフトの回転位置を感知し、そしてそのシャフト位置に相当する電子位置信号をつくる。電子コントローラーは位置信号を受け、そしてその位置信号に応答して器具の油圧制御弁を制御する。コントローラーはシャフト位置の関数として線形に器具の油圧制御弁を制御し、そしてシャフト位置とシャフト位置の変化程度との両方の関数として非線形に器具の油圧制御弁を制御する（シャフトの動きの変化の程度が小さいと器具の動作速度は緩慢となり、シャフトの動きの変化の程度が大きいと器具の動作速度は急速となる）。
【００２０】
添付図を参照して本発明を説明したが、これにより本発明を限定的に解釈すべきものではない。本文では好ましい実施例を説明したに過ぎず、本発明の技術思想の範囲内でこれらの実施例は種々変更することができるからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるトラックタイプのトラクターの側面図である。
【図２】図１の実施例の作業員の運転室の頂面図である。
【図３】図２の運転室に取り付けられたハンド・コントロールの頂面図である。
【図４】図３の線４ー４に沿って見た図３のハンド・コントロールの第１の側面図である。
【図５】図３のハンド・コントロールの第２の側面図である。
【図６】図３のハンド・コントロールの端面図である。
【符号の説明】
１０  建設機械物
１２  ブレード
１４  破砕器
１６  フレーム
１８  破砕歯
２０  シリンダー
２２  シリンダー
２４  運転室
２６  コントロール・コンソールアセンブリ
２８  ハンドサポート・コントロール
３０  ベース
３２  端部分
３４  第１の角度
３６  ハンド・グリップ
３８  遠い端
４０  開口
４２  第１の制御レバー
４４  第１の回転軸
４８  第２の制御レバー
５０  第２の制御レバー
６０  シャフト
６２  孔
６４  ベアリング
６８  キーを付けた部分
６９  シャフト
７０  回転位置センサー
７２  分裂部材
７６  第１のピン
７８  第２のピン
８４  スプリング
９４  ベアリング
１００  回転位置センサー
１０２  分裂部材
１０４  第１のピン
１０６  第２のピン
１０８  スプリング
【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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