JP2004192228A - Electric operation device - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric operation device which is equipped with a metal gimbal capable of reducing the manufacturing cost of a forming mold. <P>SOLUTION: In the electric operation device, which is provided with an operation lever 22 supported by a body 23 so as to sway via a universal joint 27, a first gimbal 24 and a second gimbal 25 preparing a long groovy guide part 24a to which the operation lever 22 is inserted, a first potentiometer 32 which detects a direction and the angle of rotation of a first gimbal 24 and outputs a signal corresponding to the direction and angle of the rotation, and a second potentiometer 33 which detects a direction and an angle of rotation of a second gimbal 25 and outputs a signal corresponding to the direction and angle of the rotation, the first gimbal 24 and the second gimbal 25 are formed into a ring form by winding a wire, and the first gimbal 24 and the second gimbal 25 are caulked with a first rotation shaft 34 and a second rotation shaft 36. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操作レバーの傾倒方向を、２つの回転方向に分解するジンバル機構を備える電気式操作装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電気式操作装置には、操作レバーを装置本体に自在継手でＸ方向、Ｙ方向に傾倒自在に設け、前記装置本体におけるＸ方向に１対の回転角度センサーを設けるとともにＹ方向に１対の第２回転角度センサーを設け、１対の前記第１回転角度センサの回転軸を第１ジンバルで連結し、１対の前記第２回転角度センサの回転軸を第２ジンバルで連結し、第１，第２ジンバルの長孔に前記操作レバーを挿通して、操作レバーをＸ方向に傾倒すると第２ジンバルが回転して１対の第２回転角度センサの回転軸が回転し、操作レバーをＹ方向に傾倒すると第１ジンバルが回転して１対の第１回転角度センサの回転軸が回転するようになっている。（特許文献１参照）
【０００３】
【特許文献１】
実開平６−４７７３５号公報（段落０００２、図２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の電気式操作装置に備えられる第１ジンバルおよび第２ジンバルには、樹脂材を射出成形して作製されるものと、ステンレス製、アルミ製、鉄製等の金属板をプレス成形して作製されるものがあるが、いずれのジンバルも作製個数が少ないほどジンバルの作製費用に対する成形型の作製費用の割合が大きくなり、大量生産する場合と比較して割高になるので、成形型の製作費用を削減することが要望されていた。
【０００５】
なお、樹脂製のジンバルでは、操作レバーから与えられる外力に耐えられる強度もたせるために肉厚で大型なものが作製される傾向にあるので、ジンバルの作動スペースが大きくなりやすく、このため、例えばミニショベルのように搭載機器の設置スペースの狭い機械では、他の搭載機器のレイアウトに制約を与えるという問題が生じる。また、風雨および日光にさらされるキャノピ仕様の油圧ショベルにおいて、ジンバルを形成する樹脂の種類の選択については、経年劣化のしやすさ、吸水性、磨耗性、紫外線による劣化のしやすさなどを考慮する必要がある。
【０００６】
これに対し、金属製のジンバルでは、樹脂製のものよりも小型で強度のあるものを作製できるとともに、経年劣化しにくく、吸水性、磨耗性、紫外線による劣化のしやすさなどを考慮しなくて済むので、ミニショベルやキャノピ仕様の油圧ショベルに適している。
【０００７】
本発明は、上述の現状を考慮してなされたものであり、その目的は、成形型の作製費用を削減できる金属製のジンバルを備えた電気式操作装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、操作レバーと、この操作レバーが自在継手により揺動可能に支持されている本体と、両側に回転軸が設けられており前記本体に回転可能に支持されている第１ジンバルと、両側に回転軸が設けられており前記第１ジンバルに対して上側または下側で直交した状態で前記本体に回転可能に支持されている第２ジンバルとを備えており、前記第１ジンバルおよび前記第２ジンバルのそれぞれに長溝状のガイド部が設けられており、これらのガイド部に前記操作レバーが挿入されていることにより、前記第１ジンバルおよび前記第２ジンバルが前記操作レバーの揺動に伴って互いに直交する方向に回転する構造になっており、前記第１ジンバルの回転軸に第１ジンバルの回転角度を検出する第１角度検出器が連結されており、前記第２ジンバルの回転軸に第２ジンバルの回転角度を検出する第２角度検出器が連結されている電気式操作レバー装置において、前記第１ジンバルおよび前記第２ジンバルが、棒状の金属部材から形成されており、第１ジンバルの回転軸が第１ジンバルに固定されており、第２ジンバルの回転軸が第２ジンバルに固定されていることを特徴としている。
【０００９】
このように構成した請求項１に係る発明では、操作レバーが操作されると、操作レバーの揺動に伴って第１ジンバルおよび第２ジンバルの少なくとも一方が、例えば両方が、それぞれの回転軸を中心に回転し、これにより、操作レバーの揺動方向が、直交する２方向の回転に分解される。そして、第１ジンバルの回転軸の回転方向および回転角度が、すなわち、直交する２方向の回転のうちの一方が、第１角度検出器により検出され、その回転方向および回転角度に応じた信号が出力される。また同時に、第２ジンバルの回転軸の回転方向および回転角度が、すなわち、直交する２方向の回転のうちの他方が、第２角度検出器により検出され、その回転方向および回転角度に応じた信号が出力される。
【００１０】
また、請求項１に係る発明では、第１ジンバルおよび第２ジンバルを棒状の金属部材を曲げ加工して形成できるので、第１ジンバルおよび第２ジンバルの成形型が簡単な形状で済む。これにより、第１ジンバルおよび第２ジンバルの成形型の作製費用を削減することができる。
【００１１】
また、請求項２に係る発明は、操作レバーと、この操作レバーが自在継手により揺動可能に支持されている本体と、両側に回転軸が設けられており前記本体に回転可能に支持されている第１ジンバルと、両側に回転軸が設けられており前記第１ジンバルに対して上側または下側で直交した状態で前記本体に回転可能に支持されている第２ジンバルとを備えており、前記第１ジンバルおよび前記第２ジンバルのそれぞれに長溝状のガイド部が設けられており、これらのガイド部に前記操作レバーが挿入されていることにより、前記第１ジンバルおよび前記第２ジンバルが前記操作レバーの揺動に伴って互いに直交する方向に回転する構造になっており、前記第１ジンバルの回転軸に第１ジンバルの回転角度を検出する第１角度検出器が連結されており、前記第２ジンバルの回転軸に第２ジンバルの回転角度を検出する第２角度検出器が連結されている電気式操作レバー装置において、前記第１ジンバルおよび前記第２ジンバルが、ワイヤから形成されており、第１ジンバルの回転軸が第１ジンバルに固定されており、第２ジンバルの回転軸が第２ジンバルに固定されていることを特徴としている。
【００１２】
このように構成した請求項２に係る発明では、第１ジンバルおよび第２ジンバルを、棒状の金属部材であるワイヤを曲げ加工して形成できるので、第１ジンバルおよび第２ジンバルの成形型が簡単な形状で済み、これにより、第１ジンバルおよび第２ジンバルの成形型の作製費用を削減することができる。
【００１３】
また、第１ジンバルおよび第２ジンバルの材料が、市販されている入手の容易なワイヤなので、第１ジンバルおよび第２ジンバルの材料の調達に関する諸費用を削減することができる。
【００１４】
また、請求項３に係る発明は、請求項１または２に係る発明において、前記第１ジンバルおよび前記第２ジンバルが、正面視両側が平行な上下連結部と、この上下連結部の上部と連続する中間部がアーチ状に形成されてなるガイド部とからなり、平面視リング状で、かつ、側面視上方に向かって開口する左右対象の二股形状に形成され、前記上下連結部の下部にて、前記回転軸に形成された溝の位置に巻き付けられ、かしめられていることを特徴としている。
【００１５】
また、請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれかに係る発明において、油圧ショベルのコンソールに設置されていることを特徴としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の電気式操作装置の一実施形態を図に基づいて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の電気式操作装置の一実施形態を示す断面図、図２は、図１に示す実施形態の平面図、図３は、図１に示す実施形態に備えられる第１ジンバルおよび第２ジンバル、および第１，第２回転軸を示す縦断面図、図４は、図３のＡ矢視図、図５は、図３のＢ矢視図である。
【００１８】
本実施形態は、油圧ショベル、例えばミニショベルの運転室内に設置されている。図１の２点鎖線で示す１９は、運転室に設けられるコンソールの上部であり、このコンソールの上部が本実施形態の設置部である。
【００１９】
図１，２において、２０は、本実施形態の外殻を形成しており、設置部１９に固定されている固定部２０ａを有するハウジング２０である。このハウジング２０は、前記固定部２０ａが設けられている本体２３と、設置部１９から上方に突出している本体２３部分を覆っているカバー２１とからなっている。
【００２０】
本体２３の中央には、操作レバー２２が自在継手２７を介して３６０°方向に揺動可能に支持されている。自在継手２７に連結されている操作レバー２２の連結部２２ａには、操作レバー２２と一体的に揺動するカム２６が固定されている。このカム２６の下方には、プッシュロッド４５が上下動可能に設けられている。このプッシュロッド４５は、上端部がカム２５に当接しており、ばね４６により上方向に常時付勢されている。
【００２１】
なお、図１には、紙面の左右方向に突出している１対のカム２６部分と、この１対のカム２６部分の下方に配置されている１対プッシュロッド４５と、これらのプッシュロッド４５を付勢するばね４６とを描いてあるが、図１の紙面に直交する方向にも同様に１対のカム２６部分が突出しており、この１対のカム２６部分の下方にも１対のプッシュロッド４５およびばね４６が配置されている。
【００２２】
また、同図１，２において、２４は、前後方向すなわち図２に示すＹ方向に回転可能に本体２３に支持されている第１ジンバル２４、２５は、第１ジンバル２４の例えば外側で第１ジンバル２４と直交しており、左右方向すなわち図２に示すＸ方向に回転可能に本体２３に支持されている。また、第１ジンバル２４および第２ジンバル２５には、幅寸法が操作レバー２２の連結部２２ａの径寸法とほぼ同じ寸法に設定された長溝状のガイド部２４ａが設けられており、これらのガイド部２４ａに操作レバー２２が挿通されている。つまり、第１ジンバル２４および第２ジンバル２５は、操作レバー２２の揺動に伴って互いに直交する方向に回転するようになている。
【００２３】
また、第１ジンバル２４は、一端に第１回転軸３４が取付けられており、他端に第２回転軸３６が取付けられている。同様に、第１ジンバル２５も、一端に第１回転軸３４が取付けられており、他端に第２回転軸３６が取付けられている。
【００２４】
第１ジンバル２４に取付けられている第１回転軸３４は、本体２３の右側部に設けられている軸孔３７に回転可能に挿入されており、第１ジンバル２４に取付けられている第２回転軸３６は、本体２３の左側部に設けられている軸孔３８に回転可能に挿入されている。同様に、第２ジンバル２５に取付けられている第１回転軸３４は、本体２３の前側部に設けられている軸孔３９に回転可能に挿入されており、第２ジンバル２５に取付けられている第２回転軸３６は、本体２３の後側部に設けられている軸孔４０に回転可能に挿入されている。
【００２５】
また、図２に示すように、本体２３とカバー２１の間に形成されている右側の中空部には、第１ジンバル２４に設けられている第２回転軸３６の回転方向および回転角度を検出して、これら回転方向および回転角に応じて第１電気信号を出力する角度検出器、すなわち第１ポテンショメータ３２が配置され本体２３に固定されている。この第１ポテンショメータ３２の入力軸３２ａは、第２ジンバル２４に取付けられている第２回転軸３６に連結されている、つまり、入力軸３２ａは、第２回転軸の３６に設けられている孔３６ａに、回転しないように嵌合されている。
【００２６】
同様に、本体２３とカバー２１の間に形成されている後側の中空部には、第２ジンバル２５に取付けられている第２回転軸３６の回転方向および回転角度を検出して、これら回転方向および回転角に応じて第２電気信号を出力する角度検出器、すなわち第２ポテンショメータ３３が配置され本体２３に固定されている。第２ポテンショメータ３３の図示しない回転軸も、第１ポテンショメータ３２と同様に、第２ジンバル２５に取付けられている第２回転軸３６に設けられている孔３６ａに、回転しないように嵌合されている。
【００２７】
また、図３に示すように、第１ジンバル２４と第２ジンバル２５は、同形状であり、それぞれ棒状の金属部材、例えばステンレス製、アルミ製、鉄製等のワイヤ２４ｂを曲げ加工して形成されている。また、第１ジンバル２４および第２ジンバル２５の正面視形状は、両側の上下連結部が平行で、これら両側の上下連結部と連続する中間部分がアーチ状である。また、第１ジンバル２４および第２ジンバル２５の平面視形状は、図４に示すように、操作レバー２２を挿通可能な長溝状の前記ガイド部２４ａを形成するリング状である。また、第１ジンバル２４および第２ジンバル２５の側面視形状は、図５に示すように、上方に向かって開口する左右対象の二股形状である。また、ワイヤ２４ｂは、操作レバー２２から第１ジンバル２４および第２ジンバル２５に外力を与えられたときに、第１ジンバル２４および第２ジンバル２５の形状を維持するのに十分な強度を有するものである。
【００２８】
また、前記第１回転軸３４および第２回転軸３６には、外周に環状の溝５０が設けられている。そして、第１ジンバル２４および第２ジンバル２５は、一端が第１回転軸３４の溝５０の位置に巻き付けられ、かしめられており、他端が第２回転軸３６の溝５０の位置にかしめられている。
【００２９】
このように構成した本実施形態は、次のように動作する。
【００３０】
オペレータが操作レバー２２を把持して例えば左右方向、すなわち図２に示すＸ方向に傾倒させると、操作レバー２２の揺動に伴って第２ジンバル２５、この第２ジンバル２５に取付けられている第２回転軸３６、および、第２ポテンショメータ３３の入力軸が回転する。これにより、操作レバー２２のＸ方向の傾倒角度が第２ポテンショメータ３３により検出されて、操作レバー２２のＸ方向の傾倒角度に応じた第２電気信号が出力される。そして、この第２電気信号に応じて、予め定められた図示しないアクチュエータ、例えばバケットシリンダが動作する。
【００３１】
また、操作レバー２２が前後方向、すなわち図２に示すＹ方向に操作されると、操作レバー２２の揺動に伴って第１ジンバル２４、この第１ジンバル２４に取付けられている第２回転軸３６、および、第１ポテンショメータ３２の入力軸３２ａが回転する。これにより、操作レバー２２のＹ方向の傾倒角度が第１ポテンショメータ３２により検出されて、操作レバー２２のＹ方向の傾倒角度に応じた第１電気信号が出力される。そして、この第１電気信号に応じて、予め定められた上述の旋回モータとは別の図示しないアクチュエータ、例えばブームシリンダが動作する。
【００３２】
また、操作レバー２２が図２のＸＹ方向の中間方向である左斜め前方または右斜め後方、あるいは右斜め前方または左斜め後方に操作されると、操作レバー２２の揺動に伴って、第１ジンバル２４、第１ジンバル２４に取付けられている第１回転軸３６、および、第１ポテンショポテンショメータ３２の入力軸３２ａが回転し、同時に、第２ジンバル２５、この第２ジンバル２５に取付けられている第２回転軸３６、および、第２ポテンショメータ３３の入力軸が回転する。これにより、操作レバー２２のＹ方向の傾倒角度が、第１ポテンショメータ３２により検出され、操作レバー２２のＹ方向の傾倒角度に応じた第１電気信号が出力され、同時に、操作レバー２２のＸ方向の傾倒角度が、第２ポテンショメータ３３により検出され、操作レバー２２のＸ方向の傾倒角度に応じた第２電気信号が出力される。そして、第１電気信号に応じてブームシリンダが動作し、同時に、第２電気信号に応じてバケットシリンダが動作する。
【００３３】
なお、操作レバー２２が操作されると、操作レバー２２と一体的にカム２６が揺動し、４つのプッシュロッド４５のうちの該当するものがカム２６により押圧されて下降し、ばね４６が押し縮められて、操作レバー２２の傾倒角度に応じた操作反力が発生する。そして、操作レバー２２が操作されなくなると、操作レバー２２は、前記操作反力により中立位置に自動的に復帰する。
【００３４】
本実施形態では、次の効果が得られる。
【００３５】
本実施形態では、第１ジンバル２４および第２ジンバル２５をワイヤ２４ｂを曲げ加工して形成できるので、第１ジンバル２４および第２ジンバル２５の成形型が簡単な形状で済み、これにより、第１ジンバル２４および第２ジンバル２５の成形型の作製費用を削減することができる。また、第１ジンバル２４および第２ジンバル２５の材料が、市販されている入手の容易なワイヤ２４ｂなので、第１ジンバル２４および第２ジンバル２５の材料の調達に関する諸費用を削減することができる。これらのことから、本実施形態では、第１ジンバル２４および第２ジンバル２５の作製費用を削減することができる。
【００３６】
また、本実施形態では、上述したように第１ジンバル２４および第２ジンバル２５の成形型の作製費用を削減することができることから、第１ジンバル２４および第２ジンバル２５の形状変更に伴う費用も削減できる。
【００３７】
また、本実施形態では、第１ジンバル２４および第２ジンバル２５がワイヤ２４ｂからなるので、ワイヤ２４ｂの弾性を利用して、第１ジンバル２４および第２ジンバル２５に挿通された状態にある操作レバー２２に、第１ジンバル２４および第２ジンバル２５を圧接させておくことができる。これにより、操作レバー２２と第１ジンバル２４および第２ジンバル２５の間に生じるがたを小さくすることができる。また、操作レバー２２の連結部２２ａの径寸法に対して第１ジンバル２４および第２ジンバル２５のガイド部２４ａの幅寸法の精度を下げることができ、この点においても第１ジンバル２４および第２ジンバル２５の作製費用を削減できる。
【００３８】
また、本実施形態では、第１ジンバル２４および第２ジンバル２５をワイヤ２４ｂにより形成したことにより、小型のジンバルを作製することが可能であり、他の搭載機器の設置スペースに余裕ができる。
【００３９】
また、本実施形態では、第１ジンバル２４および第２ジンバル２５を、第１，第２回転軸３４，３６にかしめるので、第１ジンバル２４および第２ジンバル２５と第１，第２回転軸３４，３６の組付けが容易である。
【００４０】
なお、本実施形態では、第１ジンバル２４および第２ジンバル２５が、操作レバー２２から外力を与えられたときに形状を維持するのに十分な強度を有するワイヤ２４ｂから形成されているので、第１ジンバル２４および第２ジンバル２５を特に補強する必要はないが、本発明はこれに限るものではない。例えば、第１ジンバル２４および第２ジンバル２５の材料となるワイヤが、ワイヤ２４ｂほどの強度を有しておらず、操作レバー２２から外力を与えられたときに、形状が維持されないことが懸念される場合には、図６，７に示すように、第１ジンバル２４および第２ジンバル２５に、回転方向の強度を補強する補強材５１を取付けてもよい。この補強材５１は、例えば、金属板からなり、第１ジンバル２４および第２ジンバル２５のガイド部２４ａを横切るように架け渡され、両端部が第１ジンバル２４および第２ジンバル２５に掛け回されてかしめられている。
【００４１】
【発明の効果】
以上に説明したように、請求項１に係る発明では、第１ジンバルおよび第２ジンバルを棒状の金属部材を曲げ加工して形成できるので、第１ジンバルおよび第２ジンバルの成形型が簡単な形状で済み、第１ジンバルおよび第２ジンバルの成形型の作製費用を削減することができる。したがって、第１ジンバルおよび第２ジンバルの作製費用を削減できる。
【００４２】
請求項２に係る発明では、第１ジンバルおよび第２ジンバルをワイヤを曲げ加工して形成できるので、第１ジンバルおよび第２ジンバルの成形型が簡単な形状で済み、これにより、第１ジンバル２４および第２ジンバル２５の成形型の作製費用を削減することができる。また、第１ジンバルおよび第２ジンバルの材料が市販されている入手の容易なワイヤなので、第１ジンバルおよび第２ジンバルの材料の調達に関する諸費用を削減することができる。これらのことから、請求項２に係る発明では、第１ジンバルおよび第２ジンバルの作製費用を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電気式操作装置の一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示す実施形態の平面図である。
【図３】図１に示す実施形態に備えられる第１ジンバルおよび第２ジンバル、および第１，第２回転軸を示す縦断面図
【図４】図３のＡ矢視図である。
【図５】図３のＢ矢視図である。
【図６】図３に示す第１ジンバルおよび第２ジンバルに補強材を取付けた状態を示す縦断面図である。
【図７】図６に示す第１ジンバルおよび第２ジンバルの平面図である。
【符号の説明】
１９ 設置部（コンソール）
２０ ハウジング
２０ａ 固定部
２１ カバー
２２ 操作レバー
２２ａ 連結部
２３ 本体
２４ 第１ジンバル
２５ 第２ジンバル
２６ カム
２７ 自在継手
３２ 第１ポテンショメータ（角度検出器）
３２ａ 入力軸
３３ 第２ポテンショメータ（角度検出器）
３４ 第１回転軸（回転軸）
３６ 第２回転軸（回転軸）
３６ａ 孔
３７ 軸孔
３８ 軸孔
３９ 軸孔
４０ 軸孔
４５ プッシュロッド
４６ ばね
５０ 環状の溝
５１ 補強材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric operation device including a gimbal mechanism that disassembles a tilt direction of an operation lever into two rotation directions.
[0002]
[Prior art]
In a conventional electric operation device, an operation lever is provided on a main body of the device by a universal joint so as to be tiltable in the X and Y directions, and a pair of rotation angle sensors in the X direction of the main body of the device and a pair of rotation sensors in the Y direction are provided. A second rotation angle sensor is provided, the rotation axes of the pair of first rotation angle sensors are connected by a first gimbal, the rotation axes of the pair of second rotation angle sensors are connected by a second gimbal, When the operation lever is inserted into the long hole of the second gimbal and the operation lever is tilted in the X direction, the second gimbal rotates and the rotation shafts of the pair of second rotation angle sensors rotate. When tilted in the Y direction, the first gimbal rotates and the rotation axes of the pair of first rotation angle sensors rotate. (See Patent Document 1)
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-6-47735 (paragraph 0002, FIG. 2)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the first gimbal and the second gimbal provided in the above-mentioned electric operation device are formed by injection molding a resin material, and a metal plate made of stainless steel, aluminum, iron or the like by press molding. Although some gimbal products are manufactured, the smaller the number of gimbal products, the greater the ratio of the manufacturing cost of the molding tool to the manufacturing cost of the gimbal, which is more expensive than mass production. It was desired to reduce costs.
[0005]
In addition, in the case of a resin gimbal, since there is a tendency that thick and large ones are manufactured in order to have strength that can withstand the external force given from the operation lever, the working space of the gimbal tends to be large, and for this reason, for example, a miniature gimbal is used. In a machine such as a shovel that has a small installation space for the on-board equipment, there is a problem that the layout of other on-board equipment is restricted. In addition, in the canopy-type hydraulic excavator exposed to the weather and sunlight, the selection of the type of resin that forms the gimbal takes into account aging, water absorption, abrasion, and UV deterioration. There is a need to.
[0006]
Metal gimbal, on the other hand, can be made smaller and stronger than resin gimbal, hardly degrades over time, and does not take into account water absorption, abrasion, and susceptibility to deterioration by ultraviolet light. It is suitable for mini excavators and hydraulic excavators with canopy specifications.
[0007]
The present invention has been made in view of the above situation, and an object of the present invention is to provide an electric operation device having a metal gimbal that can reduce the manufacturing cost of a mold.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 includes an operation lever, a main body in which the operation lever is swingably supported by a universal joint, and a rotation shaft provided on both sides, A first gimbal rotatably supported on the first gimbal; and a second gimbal provided with rotation shafts on both sides and rotatably supported on the main body in a state perpendicular to the first gimbal on the upper side or the lower side. A gimbal, and the first gimbal and the second gimbal are each provided with a long groove-shaped guide portion, and the operation lever is inserted into these guide portions, whereby the first gimbal is provided. And the second gimbal is configured to rotate in directions orthogonal to each other with the swinging of the operation lever, and the second gimbal detects a rotation angle of the first gimbal on a rotation axis of the first gimbal. An electric operating lever device, wherein an angle detector is connected, and a second angle detector for detecting a rotation angle of the second gimbal is connected to a rotation axis of the second gimbal, wherein the first gimbal and the second gimbal are connected to each other. The second gimbal is formed from a rod-shaped metal member, the rotation axis of the first gimbal is fixed to the first gimbal, and the rotation axis of the second gimbal is fixed to the second gimbal. .
[0009]
In the invention according to claim 1 configured as described above, when the operation lever is operated, at least one of the first gimbal and the second gimbal, for example, both of the first gimbal and the second gimbal have their respective rotation axes associated with the swing of the operation lever. It rotates about the center, whereby the swing direction of the operating lever is broken down into two orthogonal rotations. Then, the rotation direction and the rotation angle of the rotation axis of the first gimbal, that is, one of the two orthogonal rotations is detected by the first angle detector, and a signal corresponding to the rotation direction and the rotation angle is generated. Is output. At the same time, the rotation direction and rotation angle of the rotation axis of the second gimbal, that is, the other of the two orthogonal rotations is detected by the second angle detector, and a signal corresponding to the rotation direction and rotation angle is detected. Is output.
[0010]
According to the first aspect of the present invention, since the first gimbal and the second gimbal can be formed by bending a bar-shaped metal member, the molding dies of the first gimbal and the second gimbal can have simple shapes. Thereby, it is possible to reduce the manufacturing cost of the mold for the first gimbal and the second gimbal.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, there is provided an operation lever, a main body in which the operation lever is swingably supported by a universal joint, and rotation shafts provided on both sides to be rotatably supported by the main body. A first gimbal, and a second gimbal provided with a rotating shaft on both sides and rotatably supported by the main body in a state of being orthogonal to the first gimbal on the upper side or the lower side, Each of the first gimbal and the second gimbal is provided with a long groove-shaped guide portion, and the first gimbal and the second gimbal are provided with the operation lever inserted into these guide portions. It is structured to rotate in directions orthogonal to each other with the swing of the operation lever, and a first angle detector for detecting a rotation angle of the first gimbal is connected to a rotation axis of the first gimbal. The first gimbal and the second gimbal are formed of a wire, wherein the first gimbal and the second gimbal are formed of a wire, wherein a second angle detector for detecting a rotation angle of the second gimbal is connected to a rotation axis of the second gimbal. The rotation axis of the first gimbal is fixed to the first gimbal, and the rotation axis of the second gimbal is fixed to the second gimbal.
[0012]
In the invention according to claim 2 configured as described above, the first gimbal and the second gimbal can be formed by bending a wire that is a rod-shaped metal member, so that the molding die of the first gimbal and the second gimbal is simple. Thus, it is possible to reduce the manufacturing cost of the mold for the first gimbal and the second gimbal.
[0013]
In addition, since the first gimbal and the second gimbal material are commercially available and easily available wires, it is possible to reduce various costs related to the procurement of the first gimbal and the second gimbal material.
[0014]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the first gimbal and the second gimbal are connected to an upper and lower connecting portion having both sides parallel to each other in a front view and an upper portion of the upper and lower connecting portion. The intermediate portion is formed of a guide portion formed in an arch shape, is formed in a ring shape in plan view, and formed in a bifurcated shape of left and right symmetric opening upward in side view, and at a lower portion of the upper and lower connecting portion. It is characterized in that it is wound around the position of the groove formed in the rotary shaft and caulked.
[0015]
According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, it is provided on a console of the hydraulic shovel.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of an electric operation device of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0017]
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the electric operation device of the present invention, FIG. 2 is a plan view of the embodiment shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a first gimbal provided in the embodiment shown in FIG. FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing the second gimbal, and the first and second rotating shafts, FIG. 4 is a view as viewed from an arrow A in FIG. 3, and FIG. 5 is a view as seen from an arrow B in FIG.
[0018]
The present embodiment is installed in a cab of a hydraulic shovel, for example, a mini shovel. Reference numeral 19 shown by a two-dot chain line in FIG. 1 is an upper portion of a console provided in a driver's cab, and the upper portion of the console is an installation portion of the present embodiment.
[0019]
In FIGS. 1 and 2, reference numeral 20 denotes a housing 20 which forms the outer shell of the present embodiment and has a fixing portion 20 a fixed to the installation portion 19. The housing 20 includes a main body 23 provided with the fixing portion 20a, and a cover 21 covering the main body 23 protruding upward from the installation portion 19.
[0020]
At the center of the main body 23, an operation lever 22 is supported via a universal joint 27 so as to be swingable in a 360 ° direction. A cam 26 swinging integrally with the operation lever 22 is fixed to a connection portion 22a of the operation lever 22 connected to the universal joint 27. A push rod 45 is provided below the cam 26 so as to be vertically movable. The upper end of the push rod 45 is in contact with the cam 25 and is constantly urged upward by a spring 46.
[0021]
In FIG. 1, a pair of cams 26 protruding in the left-right direction on the paper surface, a pair of push rods 45 arranged below the pair of cams 26, and these push rods 45 are shown. Although a biasing spring 46 is illustrated, a pair of cams 26 similarly project in a direction perpendicular to the plane of the paper of FIG. 1, and a pair of pushes are provided below the pair of cams 26. A rod 45 and a spring 46 are arranged.
[0022]
In FIGS. 1 and 2, the first gimbal 24, 25 supported by the main body 23 rotatably in the front-rear direction, that is, the Y direction shown in FIG. It is orthogonal to the gimbal 24 and is supported by the main body 23 so as to be rotatable in the left-right direction, that is, the X direction shown in FIG. The first gimbal 24 and the second gimbal 25 are provided with a long groove-shaped guide portion 24a whose width is set to be substantially the same as the diameter of the connecting portion 22a of the operation lever 22. The operation lever 22 is inserted through the portion 24a. That is, the first gimbal 24 and the second gimbal 25 rotate in directions orthogonal to each other as the operation lever 22 swings.
[0023]
The first gimbal 24 has a first rotation shaft 34 attached to one end and a second rotation shaft 36 attached to the other end. Similarly, the first gimbal 25 also has a first rotation shaft 34 attached to one end, and a second rotation shaft 36 attached to the other end.
[0024]
The first rotating shaft 34 attached to the first gimbal 24 is rotatably inserted into a shaft hole 37 provided on the right side of the main body 23, and the second rotating shaft 34 attached to the first gimbal 24. The shaft 36 is rotatably inserted into a shaft hole 38 provided on the left side of the main body 23. Similarly, the first rotation shaft 34 attached to the second gimbal 25 is rotatably inserted into a shaft hole 39 provided on the front side of the main body 23, and is attached to the second gimbal 25. The second rotation shaft 36 is rotatably inserted into a shaft hole 40 provided on the rear side of the main body 23.
[0025]
As shown in FIG. 2, a rotation direction and a rotation angle of a second rotation shaft 36 provided on the first gimbal 24 are detected in a right hollow portion formed between the main body 23 and the cover 21. Then, an angle detector that outputs a first electric signal according to the rotation direction and the rotation angle, that is, a first potentiometer 32 is arranged and fixed to the main body 23. The input shaft 32a of the first potentiometer 32 is connected to a second rotating shaft 36 attached to the second gimbal 24, that is, the input shaft 32a is a hole provided in the second rotating shaft 36. 36a so as not to rotate.
[0026]
Similarly, in the rear hollow portion formed between the main body 23 and the cover 21, the rotation direction and the rotation angle of the second rotation shaft 36 attached to the second gimbal 25 are detected, and these rotations are detected. An angle detector that outputs a second electric signal according to the direction and the rotation angle, that is, a second potentiometer 33 is arranged and fixed to the main body 23. Similarly to the first potentiometer 32, the rotating shaft (not shown) of the second potentiometer 33 is fitted into the hole 36a provided in the second rotating shaft 36 attached to the second gimbal 25 so as not to rotate. I have.
[0027]
As shown in FIG. 3, the first gimbal 24 and the second gimbal 25 have the same shape, and are formed by bending a rod-shaped metal member, for example, a wire 24b made of stainless steel, aluminum, iron, or the like. ing. In addition, the first gimbal 24 and the second gimbal 25 have a front-view shape in which the upper and lower connecting portions on both sides are parallel, and an intermediate portion continuous with the upper and lower connecting portions on both sides has an arch shape. As shown in FIG. 4, the first gimbal 24 and the second gimbal 25 have a ring shape that forms the long groove-shaped guide portion 24a through which the operation lever 22 can be inserted, as shown in FIG. As shown in FIG. 5, the first gimbal 24 and the second gimbal 25 have a bifurcated left-right bilateral shape that opens upward. The wire 24b has sufficient strength to maintain the shapes of the first gimbal 24 and the second gimbal 25 when an external force is applied to the first gimbal 24 and the second gimbal 25 from the operation lever 22. It is.
[0028]
The first rotary shaft 34 and the second rotary shaft 36 are provided with annular grooves 50 on the outer circumference. One end of the first gimbal 24 and the second gimbal 25 is wound around the position of the groove 50 of the first rotating shaft 34 and swaged, and the other end is swaged at the position of the groove 50 of the second rotating shaft 36. ing.
[0029]
The present embodiment configured as above operates as follows.
[0030]
When the operator grips the operation lever 22 and tilts it in, for example, the left-right direction, that is, the X direction shown in FIG. 2, the second gimbal 25 attached to the second gimbal 25 is The two rotation shaft 36 and the input shaft of the second potentiometer 33 rotate. Thus, the tilt angle of the operation lever 22 in the X direction is detected by the second potentiometer 33, and a second electric signal corresponding to the tilt angle of the operation lever 22 in the X direction is output. Then, a predetermined actuator (not shown), for example, a bucket cylinder, operates according to the second electric signal.
[0031]
When the operation lever 22 is operated in the front-rear direction, that is, in the Y direction shown in FIG. 2, the first gimbal 24 and the second rotating shaft attached to the first gimbal 24 are associated with the swing of the operation lever 22. 36, and the input shaft 32a of the first potentiometer 32 rotates. Thus, the tilt angle of the operation lever 22 in the Y direction is detected by the first potentiometer 32, and a first electric signal corresponding to the tilt angle of the operation lever 22 in the Y direction is output. Then, in response to the first electric signal, an actuator (not shown) different from the above-described predetermined swing motor, for example, a boom cylinder operates.
[0032]
In addition, when the operation lever 22 is operated in a diagonally forward left or diagonally rearward direction, which is an intermediate direction in the XY directions of FIG. The gimbal 24, the first rotating shaft 36 attached to the first gimbal 24, and the input shaft 32 a of the first potentiometer 32 rotate, and at the same time, the second gimbal 25 and the second gimbal 25. The second rotation shaft 36 and the input shaft of the second potentiometer 33 rotate. Thereby, the tilt angle of the operation lever 22 in the Y direction is detected by the first potentiometer 32, and a first electric signal corresponding to the tilt angle of the operation lever 22 in the Y direction is output. Is detected by the second potentiometer 33, and a second electric signal corresponding to the tilt angle of the operation lever 22 in the X direction is output. Then, the boom cylinder operates according to the first electric signal, and at the same time, the bucket cylinder operates according to the second electric signal.
[0033]
When the operation lever 22 is operated, the cam 26 swings integrally with the operation lever 22, and a corresponding one of the four push rods 45 is pressed by the cam 26 to descend, and the spring 46 is pushed. It is contracted, and an operation reaction force corresponding to the tilt angle of the operation lever 22 is generated. When the operation lever 22 is no longer operated, the operation lever 22 automatically returns to the neutral position due to the operation reaction force.
[0034]
In the present embodiment, the following effects can be obtained.
[0035]
In the present embodiment, since the first gimbal 24 and the second gimbal 25 can be formed by bending the wire 24b, the molds of the first gimbal 24 and the second gimbal 25 need only have a simple shape. The manufacturing cost of the mold for the gimbal 24 and the second gimbal 25 can be reduced. In addition, since the material of the first gimbal 24 and the second gimbal 25 is a commercially available wire 24b that is easily available, various costs related to the procurement of the material of the first gimbal 24 and the second gimbal 25 can be reduced. From these facts, in the present embodiment, the manufacturing cost of the first gimbal 24 and the second gimbal 25 can be reduced.
[0036]
Further, in the present embodiment, as described above, since the manufacturing cost of the mold for forming the first gimbal 24 and the second gimbal 25 can be reduced, the cost associated with the shape change of the first gimbal 24 and the second gimbal 25 is also reduced. Can be reduced.
[0037]
In the present embodiment, since the first gimbal 24 and the second gimbal 25 are made of the wire 24b, the operation lever is inserted into the first gimbal 24 and the second gimbal 25 by utilizing the elasticity of the wire 24b. A first gimbal 24 and a second gimbal 25 can be pressed against 22. Thus, the play between the operation lever 22 and the first and second gimbals 24 and 25 can be reduced. Further, the accuracy of the width of the guide portion 24a of the first gimbal 24 and the second gimbal 25 can be reduced with respect to the diameter of the connecting portion 22a of the operation lever 22, and in this regard, the first gimbal 24 and the second The manufacturing cost of the gimbal 25 can be reduced.
[0038]
Further, in the present embodiment, since the first gimbal 24 and the second gimbal 25 are formed by the wires 24b, a small gimbal can be manufactured, and the installation space for other mounted devices can be secured.
[0039]
In this embodiment, since the first gimbal 24 and the second gimbal 25 are swaged on the first and second rotating shafts 34 and 36, the first gimbal 24 and the second gimbal 25 are combined with the first and second rotating shafts. Assembling of 34 and 36 is easy.
[0040]
In the present embodiment, the first gimbal 24 and the second gimbal 25 are formed from the wire 24b having sufficient strength to maintain the shape when an external force is applied from the operation lever 22. It is not necessary to reinforce the first gimbal 24 and the second gimbal 25, but the present invention is not limited to this. For example, there is a concern that the wire used as the material of the first gimbal 24 and the second gimbal 25 does not have the strength of the wire 24b, and the shape is not maintained when an external force is applied from the operation lever 22. In this case, as shown in FIGS. 6 and 7, a reinforcing member 51 for reinforcing the strength in the rotation direction may be attached to the first gimbal 24 and the second gimbal 25. The reinforcing member 51 is made of, for example, a metal plate, is bridged across the guide portion 24a of the first gimbal 24 and the second gimbal 25, and both ends are hung around the first gimbal 24 and the second gimbal 25. I'm screaming.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the invention, since the first gimbal and the second gimbal can be formed by bending a bar-shaped metal member, the molding dies of the first gimbal and the second gimbal have a simple shape. Thus, it is possible to reduce the manufacturing cost of the mold of the first gimbal and the second gimbal. Therefore, the manufacturing cost of the first gimbal and the second gimbal can be reduced.
[0042]
According to the second aspect of the present invention, since the first gimbal and the second gimbal can be formed by bending a wire, the mold of the first gimbal and the second gimbal can have a simple shape. Further, it is possible to reduce the manufacturing cost of the mold for the second gimbal 25. Further, since the first gimbal and the second gimbal material are commercially available and easily available wires, it is possible to reduce various costs related to the procurement of the first gimbal and the second gimbal material. From these facts, in the invention according to claim 2, it is possible to reduce the manufacturing cost of the first gimbal and the second gimbal.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing one embodiment of an electric operation device of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the embodiment shown in FIG.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a first gimbal and a second gimbal provided in the embodiment shown in FIG. 1, and first and second rotation axes. FIG. 4 is a view taken in the direction of arrow A in FIG.
FIG. 5 is a view taken in the direction of arrow B in FIG. 3;
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a state where a reinforcing member is attached to the first gimbal and the second gimbal shown in FIG. 3;
FIG. 7 is a plan view of a first gimbal and a second gimbal shown in FIG. 6;
[Explanation of symbols]
19 Installation part (console)
Reference Signs List 20 housing 20a fixing part 21 cover 22 operating lever 22a connecting part 23 main body 24 first gimbal 25 second gimbal 26 cam 27 universal joint 32 first potentiometer (angle detector)
32a input shaft 33 second potentiometer (angle detector)
34 1st rotation axis (rotation axis)
36 Second rotating shaft (rotating shaft)
36a hole 37 shaft hole 38 shaft hole 39 shaft hole 40 shaft hole 45 push rod 46 spring 50 annular groove 51 reinforcing material

Claims (4)

操作レバーと、この操作レバーが自在継手により揺動可能に支持されている本体と、両側に回転軸が設けられており前記本体に回転可能に支持されている第１ジンバルと、両側に回転軸が設けられており前記第１ジンバルに対して上側または下側で直交した状態で前記本体に回転可能に支持されている第２ジンバルとを備えており、前記第１ジンバルおよび前記第２ジンバルのそれぞれに長溝状のガイド部が設けられており、これらのガイド部に前記操作レバーが挿入されていることにより、前記第１ジンバルおよび前記第２ジンバルが前記操作レバーの揺動に伴って互いに直交する方向に回転する構造になっており、前記第１ジンバルの回転軸に第１ジンバルの回転角度を検出する第１角度検出器が連結されており、前記第２ジンバルの回転軸に第２ジンバルの回転角度を検出する第２角度検出器が連結されている電気式操作レバー装置において、
前記第１ジンバルおよび前記第２ジンバルが、棒状の金属部材から形成されており、
第１ジンバルの回転軸が第１ジンバルに固定されており、第２ジンバルの回転軸が第２ジンバルに固定されていることを特徴とする電気式操作装置。An operating lever, a main body in which the operating lever is swingably supported by a universal joint, a first gimbal provided with a rotating shaft on both sides and rotatably supported by the main body, and a rotating shaft on both sides. And a second gimbal rotatably supported by the main body in a state of being orthogonal to the first gimbal on the upper side or the lower side, and a second gimbal of the first gimbal and the second gimbal. Each of the guide portions is provided with a long groove, and the operation lever is inserted into these guide portions, so that the first gimbal and the second gimbal are orthogonal to each other as the operation lever swings. And a first angle detector for detecting the rotation angle of the first gimbal is connected to the rotation axis of the first gimbal, and the rotation of the second gimbal is controlled. In electric operating lever device that the second angle detector for detecting the rotation angle of the second gimbal shaft is connected,
The first gimbal and the second gimbal are formed from a rod-shaped metal member,
An electric operating device, wherein the rotation axis of the first gimbal is fixed to the first gimbal, and the rotation axis of the second gimbal is fixed to the second gimbal. 操作レバーと、この操作レバーが自在継手により揺動可能に支持されている本体と、両側に回転軸が設けられており前記本体に回転可能に支持されている第１ジンバルと、両側に回転軸が設けられており前記第１ジンバルに対して上側または下側で直交した状態で前記本体に回転可能に支持されている第２ジンバルとを備えており、前記第１ジンバルおよび前記第２ジンバルのそれぞれに長溝状のガイド部が設けられており、これらのガイド部に前記操作レバーが挿入されていることにより、前記第１ジンバルおよび前記第２ジンバルが前記操作レバーの揺動に伴って互いに直交する方向に回転する構造になっており、前記第１ジンバルの回転軸に第１ジンバルの回転角度を検出する第１角度検出器が連結されており、前記第２ジンバルの回転軸に第２ジンバルの回転角度を検出する第２角度検出器が連結されている電気式操作レバー装置において、
前記第１ジンバルおよび前記第２ジンバルが、ワイヤから形成されており、
第１ジンバルの回転軸が第１ジンバルに固定されており、第２ジンバルの回転軸が第２ジンバルに固定されていることを特徴とする電気式操作装置。An operating lever, a main body in which the operating lever is swingably supported by a universal joint, a first gimbal provided with a rotating shaft on both sides and rotatably supported by the main body, and a rotating shaft on both sides. And a second gimbal rotatably supported by the main body in a state of being orthogonal to the first gimbal on the upper side or the lower side, and a second gimbal of the first gimbal and the second gimbal. Each of the guide portions is provided with a long groove, and the operation lever is inserted into these guide portions, so that the first gimbal and the second gimbal are orthogonal to each other as the operation lever swings. And a first angle detector for detecting the rotation angle of the first gimbal is connected to the rotation axis of the first gimbal, and the rotation of the second gimbal is controlled. In electric operating lever device that the second angle detector for detecting the rotation angle of the second gimbal shaft is connected,
The first gimbal and the second gimbal are formed from a wire,
An electric operating device, wherein the rotation axis of the first gimbal is fixed to the first gimbal, and the rotation axis of the second gimbal is fixed to the second gimbal. 前記第１ジンバルおよび前記第２ジンバルが、正面視両側が平行な上下連結部と、この上下連結部の上部と連続する中間部がアーチ状に形成されてなるガイド部とからなり、平面視リング状で、かつ、側面視上方に向かって開口する左右対象の二股形状に形成され、前記上下連結部の下部にて、前記回転軸に形成された溝の位置に巻き付けられ、かしめられていることを特徴とする請求項１または２記載の電気式操作装置。The first gimbal and the second gimbal each include an upper and lower connecting portion having both sides parallel to each other when viewed from the front, and a guide portion formed by forming an intermediate portion continuous with an upper portion of the upper and lower connecting portion in an arch shape. And is formed in a bilateral shape symmetrical to the left and right that opens upward when viewed from the side, and is wound and swaged at a position of a groove formed in the rotation shaft at a lower portion of the upper and lower connecting portions. The electric operating device according to claim 1 or 2, wherein: 油圧ショベルのコンソールに設置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電気式操作装置。The electric operating device according to any one of claims 1 to 3, wherein the electric operating device is installed on a console of the hydraulic excavator.

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