JP7500453B2 - 操縦機構及び作業機 - Google Patents
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Description
特許文献1に開示された操縦機構は、水平方向に延伸する軸心回りに回動可能な回動軸と、回動軸の軸心方向の一端側に配置されて回動軸と一体回動する操作部材(ドーザレバー)とを有している。
本発明は、前記問題点に鑑み、下方空間を有効利用することができる操縦機構及び該操縦機構を備えた作業機を提供することを目的とする。
図1は、本実施形態に係る作業機1の全体構成を示す概略平面図である。図2は、作業機1の概略側面図である。本実施形態では、作業機1として旋回作業機であるバックホーが例示されている。
図1、図2に示すように、作業機1は、機体(旋回台)2と、走行装置3と、作業装置4とを備えている。機体2上にはキャビン5が搭載されている。キャビン5の室内には、運転者(オペレータ)が着座する運転席(座席)6が設けられている。言い換えると、運転席6は機体2に搭載され、キャビン5は運転席6を包囲している。運転席6は、運転者が座る部位である座部6Aと、運転者の背を受ける部位である背もたれ部6Bとを有する。
また、図1に示すように、前後方向K1に直交する方向である水平方向を機体幅方向K2(機体2の幅方向)として説明する。機体2の幅方向の中央部から右部、或いは、左部へ向かう方向を機体外方(機体幅方向K2の外方)として説明する。言い換えれば、機体外方とは、機体幅方向K2であって機体2の幅方向の中心から離れる方向のことである。機体外方とは反対の方向を、機体内方(機体幅方向K2の内方)として説明する。言い換えれば、機体内方とは、機体幅方向K2であって機体2の幅方向の中心に近づく方向である。
図1に示すように、キャビン5は、機体2の幅方向K2の一側部(左側部)に搭載されている。機体2の幅方向K2の他側部(右側部)には、原動機E1が搭載されている。原動機E1は、ディーゼルエンジンである。なお、原動機E1は、ガソリンエンジン、LPGエンジン又は電動モータであってもよいし、エンジン及び電動モータを有するハイブリッド型であってもよい。
旋回軸心X1位置には、スイベルジョイント(油圧機器)S1が設けられている。スイベルジョイントS1は、作動油を流通させる油圧機器であって、機体2側の油圧機器と走行装置3側の油圧機器との間で作動油を流通させる回転継手(ロータリジョイント)である。スイベルジョイントS1の後方にコントロールバルブ(油圧機器)V1が配置されている。コントロールバルブV1は、作業機1に装備された油圧シリンダや油圧モータ等の油圧アクチュエータを制御する制御弁を集約して構成された油圧機器である。コントロールバルブV1を構成する制御弁は、油圧アクチュエータに対して作動油の方向を切り替える切替弁であって、制御装置U1によって電気的に制御される制御弁であり、例えば、電磁弁が採用される。コントロールバルブV1を構成する制御弁は、例えば、第1走行モータM1、第2走行モータM2、旋回モータM3、ドーザシリンダ、スイングシリンダC2、ブームシリンダC3、アームシリンダC4、バケットシリンダC5、バケット24に代えて或いは加えて装着される油圧アタッチメント等を制御する制御弁である。
図2に示すように、作業装置4は、ブーム22と、アーム23と、バケット(作業具)24とを有している。ブーム22の基部22Aは、ブーム枢軸27を介してスイングブラケット21の上部に横軸(機体幅方向K2に延伸する軸心)回りに回動可能に枢着されている。これによって、ブーム22が上下方向に揺動可能とされている。
スイングブラケット21は、機体2に備えられたスイングシリンダC2の伸縮によって揺動可能とされている。ブーム22は、ブームシリンダC3の伸縮によって揺動可能とされている。アーム23は、アームシリンダC4の伸縮によって揺動可能とされている。バケット24は、バケットシリンダ(作業具シリンダ)C5の伸縮によってスクイ動作及びダンプ動作可能とされている。スイングシリンダC2、ブームシリンダC3、アームシリンダC4、バケットシリンダC5は、油圧シリンダ(油圧アクチュエータ)によって構成されている。
図4に示すように、操縦台81は、機体2上の運転席6の前方に設けられている。また、操縦台81は、キャビン5の機体幅方向K2の中央側に設けられている。言い換えると、操縦台81は、機体幅方向K2の中央がキャビン5の機体幅方向K2の中央に略一致する状態で設けられている。操縦台81は、床部5B(機体2)に立設された基台86と、基台86の上部に配置された操縦台本体87とを有する。
第1操縦ハンドル82Lの左側方には、画面に表示される表示項目の操作をする複数の操作具(第1操作具44A、第2操作具44B、第3操作具44C)が設けられている。第1操作具44Aは、回転操作を行うことにより表示部84Aに表示される複数の選択項目のうちの選択項目候補を変更する。第3操作具44Cを押圧操作することにより選択項目を決定する。また、第2操作具44Bは、押圧操作することにより決定した選択項目のキャンセルを行う。
なお、運転部42には、スイングブラケット21を揺動操作するスイング操作部材(例えば、第1操縦ハンドル82Lまたは第2操縦ハンドル82の上部に設けられたシーソースイッチ(図示せず))が設けられる。スイング操作部材の操作量及び操作方向の検出も、角度センサによって行われる。該角度センサからの検出信号は、制御装置U1に送られ、制御装置U1は、該角度センサの検出信号に基づいて、スイングシリンダを制御する制御弁を制御する。
図9、図27に示すように、アームレスト93(第1アームレスト93L及び第2アームレスト93R)の下面93aは、後方に向かうにつれて上方に移行する傾斜面に形成されている。これにより、アームレスト93の下方空間を運転席6に向かうにつれて広くすることができる。本実施形態の運転部42にあっては、第1アームレスト93Lの下方に運転者の左脚が配置され、第2アームレスト93Rの下方に運転者の右脚が配置される。アームレスト93の下面93aを、後方に向かうにつれて上方に移行する傾斜面に形成することで、運転者の脚の配置空間を広くとることができる。
第1構成体87Aは、図6に示すように、上部体94と下部体95とを有している。図7に示すように、上部体94は、上壁96と、上壁96の縁部から下方に延出された周壁97とを有していて、下方開口状に形成されている。また、上部体94は、取付部92を構成する構成部位(第1構成部位という)94Aと、第1アームレスト93Lのアームレスト基部93L1を構成する構成部位(第2構成部位という)94Bと、第2アームレスト93Rを構成する構成部位(第3構成部位という)94Cとを樹脂で一体形成して構成されている。
下部体95は、第1構成部位94Aに対応する第1部位95Aと、第2構成部位94Bに対応する第2部位95Bと、第3構成部位94Cに対応する第3部位95Cとを有している。
なお、アームレスト本体が上げ位置101であることが検出されている状態で、作業機1に備えられたスイッチ、例えば、第2スイッチ84Cを押すことにより、作業機1に搭載した油圧アクチュエータの作動の阻止が解除され、該油圧アクチュエータの作動が許容されるようにしてもよい。
図10に示すように、第1アームレスト93Lには、アームレスト本体93L2をアームレスト基部93L1に回動可能に支持するヒンジ機構105が組み込まれている。
図10、図11に示すように、アームレスト基部93L1(第2構成部位94B)の後部には、後方に突出する突出部109が形成され、アームレスト本体の前部には、突出部109が挿入される凹部110が形成されている。ヒンジ機構105は、アームレスト基部93L1の後部とアームレスト本体93L2の前部との接合部分に組み込まれている。
図15に示すように、アームレスト本体93L2が上げ位置101にあるときには、第1軸取付部107B1の第2当接部121が第1当たり部材123Lに当接し、且つ第2軸取付部107B2の第2当接部121が第2当たり部材123Rに当接する。
第2カム127は、第1カム126の右側に配置され、シャフト106に軸心方向摺動可能で且つ一体回動可能に外嵌されている。
図17に示すように、第2カム127における第1カム126との対向面には、カム突起129に当接するカム斜面130が設けられている。カム斜面130は、一対のカム突起129に対応して一対設けられている。各カム斜面130は、第1カム126に最も近接する頂部130aと、頂部130aを挟んで形成された第1斜面130b及び第2斜面130cであって、頂部130aより上げ方向118側の第1斜面130bと頂部130aより下げ方向119側の第2斜面130cとを有する。
図19に示すように、アームレスト本体93L2が上げ位置101に在るときには、カム突起129が第2斜面130cに当接していて、バネ部材128の付勢力がアームレスト本体93L2を上げ方向118に回動させるように作用する。また、アームレスト本体93L2が上げ位置101から下げ方向119に回動するには、カム突起129がバネ部材128を圧縮してカム斜面130の頂部130aを乗り越えないとアームレスト本体93L2が下がらない。これらにより、アームレスト本体93L2が上げ位置101に保持される。
なお、カム突起129を第2カム127に形成し、カム斜面130を第1カム126に形成してもよい。
図21~図24に示すように、軸支持部材135は、第1水平方向138に延伸する軸心を有する筒部材140と、筒部材140の上部に固定された取付ステー141と、筒部材140の左端側に固定されたセンサブラケット142とを有している。筒部材140は、回動軸134の中途部から左側に同心状に外嵌されている。言い換えると、回動軸134は、左部が筒部材140に軸心回りに回動自在に挿通されている。
図22、図23、図25に示すように、中立復帰機構136は、回動軸134の右部の上方に配置されている。詳しくは、中立復帰機構136は、回動軸134における筒部材140から突出する部分の上方側であって、上壁96と回動軸134との間に配置されている。中立復帰機構136は、連動アーム143と、バネ装置144と、ブラケット部材145とを有している。連動アーム143は、下端が回動軸134に固定されていて、該回動軸134に上方突出状に設けられている。つまり、連動アーム143は、回動軸134と一体回動する。
図23、図26に示すように、揺動規制機構137は、中立復帰機構136と回動軸134に沿って並べて配置されている。具体的には、揺動規制機構137は、中立復帰機構136の左方に配置されている。揺動規制機構137を、中立復帰機構136と回動軸134に沿って並べて配置することにより、操作支持機構133の上下方向の厚さを薄くすることができる。
支持片157は、回動軸134から第2水平方向139側に突出する。詳しくは、支持片157は、回動軸134から第2水平方向139の一方側(前方側)に突出する第1支持片157Aと、回動軸134から第2水平方向139の他方側(後方側)に突出する第2支持片157Bとを含む。第1支持片157A及び第2支持片157Bは、貫通状に形成された挿通孔160を有している。第1支持片157Aにおける挿通孔160の形成部分で且つ上面には、ナット部材161Aが固定されている。第2支持片157Bにおける挿通孔160の形成部分で且つ上面にも、ナット部材161Bが固定されている。
また、操縦機構131は、ドーザ装置7を操縦する機構に限定されることはなく、操作部材としては、例えば、走行ペダルや、スイングブラケットを操作するスイング操作部材や、バケットの代わりに又はバケットと共に装着されるアタッチメントを操作するAUXペダル等であってもよい。
また、操縦台81は、機体2に立設された基台86と、基台86の上部に配置された操縦台本体87とを有し、操縦台本体87は、基台86に取り付けられる取付部92と、アームレスト93Lとを含み、アームレスト93Lは、取付部92の側方に設けられたアームレスト基部93L1と、アームレスト基部93L1に枢支されたアームレスト本体93L2とを有し、アームレスト本体93L2は、アームレスト基部93L1から後方に延びる位置であって第1姿勢98を形成する下げ位置100と、下げ位置100から上方側に回動した位置であって第2姿勢99を形成する上げ位置101とに位置変更可能である。
また、アームレスト本体93L2の位置を検出する検出スイッチ102を備えている。
この構成によれば、第1姿勢98及び第2姿勢99を検出することができる。
この構成によれば、アームレスト本体93L2の下げ操作をラフに行っても、大きな音や振動が生じることを防止でき、快適性も向上させることができる。
この構成によれば、アームレスト本体93L2を下げ位置100及び上げ位置101に保持することができる。
また、アームレスト基部93L1に取り付けられた固定側部材104と、固定側部材104に支持されていてアームレスト本体93L2と一体回動するシャフト106と、を備え、固定側部材104は、シャフト106の軸心方向一端側を支持する第1支持部104B1と、シャフト106の軸心方向他端側を支持する第2支持部104B2とを有し、保持機構108は、第1支持部104B1と第2支持部104B2との間に組み込まれている。
また、保持機構108は、固定側部材104に取り付けられた第1部材(第1カム126)と、シャフト106に一体回動可能で且つ軸心方向摺動自在に支持された第2部材(第2カム127)と、第2部材127を第1部材126に押しつけるバネ部材128と、を有している。
また、保持機構108は、第1部材126又は第2部材127の一方側に設けられたカム突起129と、第1部材126又は第2部材127の他方側に設けられていてカム突起129と当接するカム斜面130とを有し、カム突起129とカム斜面130とは、互いに当接することにより、下げ位置100と上げ位置101との間の中途位置から下げ位置100側でアームレスト本体93L2を下げ位置100へ回動させ且つ中途位置から上げ位置101側でアームレスト本体93L2を上げ位置101へ回動させるように、バネ部材128の付勢力を作用させる。
また、保持機構108は、アームレスト本体93L2が上げ位置101に在るときに、カム突起129とカム斜面130とが当接することによりアームレスト本体93L2を下げ位置100から上げ位置101へ回動させる方向にバネ部材128の付勢力を作用させる。
また、アームレスト基部93L1又はアームレスト本体93L2の一方側に設けられ、アームレスト基部93L1又はアームレスト本体93L2の他方側に当接することでアームレスト本体93L2を上げ位置101から下げ位置100に回動した際の衝撃を緩和するダンパ122と、シャフト106と一体回動すると共にアームレスト本体93L2に取り付けられた可動側部材107を備え、ダンパ122は、アームレスト基部93L1に設けられ、可動側部材107は、ダンパ122に当接するダンパ当接部(第1当接部120)を有している。
また、本実施形態の作業機1は、機体2と、機体2に搭載された運転席6と、運転席6の前方に設けられた操縦台81と、操縦台81に配置された揺動操作可能な操作部材(ドーザレバー80)と、操作部材80を支持する操作支持機構133と、を備え、操縦台81は、該操縦台81側から後方に延びる中空状のアームレスト(第2アームレスト93R)を含み、操作支持機構133は、操作部材80を操作した操作位置から中立位置に戻す中立復帰機構136と、操作部材80の中立位置からの操作量を規制する揺動規制機構137とを有していてアームレスト93Rの中空内部に収容されている。
また、操作支持機構133は、操作部材80の揺動操作によって軸心回りに回動する回動軸134と、回動軸134を軸心回りに回動可能に支持する軸支持部材135とを有し、回動軸134は、アームレスト93Rの上壁96の下方に配置され、且つ該アームレスト93Rの機体幅方向K2一端側から機体幅方向K2に突出して配置されている。
また、中立復帰機構136は、上壁96と回動軸134との間に配置されたバネ装置144であって操作部材80を中立位置に戻す中立戻しバネ148を有するバネ装置144と、バネ装置144を支持すると共に上壁96に取り付けられるブラケット部材145とを有し、上壁96におけるブラケット部材145が取り付けられるブラケット取付部156は、下方から上方に凹設されて形成されている。
また、揺動規制機構137は、中立復帰機構136と回動軸134に沿って並べて配置されている。
この構成によれば、中立復帰機構136と揺動規制機構137とを横並びで配置することで、操作支持機構133をコンパクトに構成することができる。
この構成によれば、操作部材80の中立位置からの操作量を調整することができる。
また、操縦台81は、機体2に立設された基台86と、基台86の上部に配置された操縦台本体87とを有し、操縦台本体87は、基台86に取り付けられる取付部92と、アームレスト93Rとを含み、アームレスト93Rは、取付部92の側方に設けられたアームレスト基部93R1と、アームレスト基部93R1から運転席6側に延びるアームレスト本体93R2とを有し、操作部材80は、アームレスト基部93R1における取付部92とは反対側に配置され、操作支持機構133は、アームレスト基部93R1に収容されている。
また、操作部材80の操作方向及び操作量を検出する角度センサ132を備え、角度センサ132は、取付部92に収容されている。
また、本実施形態の操縦機構131は、第1水平方向138に延伸する軸心回りに回動可能な回動軸134と、回動軸134の軸心方向の一端側に配置されて回動軸134と一体回動する操作部材(ドーザレバー80)と、回動軸134の軸心方向の他端側に配置されて回動軸134の回動角を検出する角度センサ132と、操作部材80を操作した操作位置から中立位置に戻す中立復帰機構136であって操作部材80と角度センサ132との間に設けられた中立復帰機構136と、を備えている。
また、中立復帰機構136は、回動軸134の上方側に、第1水平方向138に交差する第2水平方向139に沿って配置される連動軸146と、連動軸146の一端側が枢支連結される連動アーム143であって回動軸134に上方突出状に設けられた連動アーム143と、連動軸146の他端側に外嵌されるコイルバネで形成されていて操作部材80を中立位置に戻すべく連動軸146を付勢する中立戻しバネ148とを有している。
また、中立復帰機構136は、回動軸134の上方側に配置されたブラケット部材145であって連動軸146の他端側及び中立戻しバネ148を収容するハウジング部材147を枢支するブラケット部材145を有している。
また、操作部材80の中立位置からの操作量を規制する揺動規制機構137であって操作部材80と角度センサ132との間に、中立復帰機構136と回動軸134に沿って並べて配置された揺動規制機構137を備えている。
また、揺動規制機構137は、回動軸134から第2水平方向139側に突出する支持片157と、支持片157に取り付けられた規制軸158と、回動軸134の上方側に配置されており且つ操作部材80が中立位置から操作された操作位置で規制軸158が当接することで操作部材80の揺動を規制する当接部材159とを有している。
また、支持片157は、回動軸134から第2水平方向139の一方側に突出する第1支持片157Aと、回動軸134から第2水平方向139の他方側に突出する第2支持片157Bとを含み、規制軸158は、第1支持片157Aに取り付けられていて操作部材80を中立位置から一方に操作したときに当接部材159に当接する第1規制軸158Aと、第2支持片157Bに取り付けられていて操作部材80を中立位置から他方に操作したときに当接部材159に当接する第2規制軸158Bとを有し、第1規制軸158A及び第2規制軸158Bは、当接部材159に対して進退可能に取り付けられている。
また、当接部材159は、第1規制軸158Aが当接する第1規制部159Aと、第2規制軸158Bが当接する第2規制部159Bとを有し、第1規制部159A及び第2規制部159Bは、当接部材159の下面から上方に凹設されて形成されている。
この構成によれば、回動軸134と当接部材159との間隔を小さくすることができ、操縦機構131の上下方向の厚さを薄くすることができる。
132 角度センサ
134 回動軸
136 中立復帰機構
137 揺動規制機構
138 第1水平方向
139 第2水平方向
143 連動アーム
145 ブラケット部材
146 連動軸
147 ハウジング部材
148 中立戻しバネ
157 支持片
157A 第1支持片
157B 第2支持片
158 規制軸
158A 第1規制軸
158B 第2規制軸
159 当接部材
159A 第1規制部
159B 第2規制部
Claims (9)
- 第1水平方向に延伸する軸心回りに回動可能な回動軸と
前記回動軸を回動可能に支持する軸支持部材と、
前記回動軸の軸心方向の一端側に配置されて前記回動軸と一体回動する操作部材と、
前記回動軸の軸心方向の他端側に配置されて前記回動軸の回動角を検出する角度センサと、
前記操作部材を操作した操作位置から中立位置に戻す中立復帰機構であって前記操作部材と前記角度センサとの間に設けられた中立復帰機構と、
を備えた操縦機構であって、
前記軸支持部材は、
前記第1水平方向に延伸する軸心を有する筒部材であって当該筒部材の軸心方向の一端から前記回動軸の前記一端側が突出するように前記回動軸の前記他端側が挿通される筒部材と、前記筒部材を取り付けるための取付ステーであって前記筒部材の上部に固定された取付ステーと、前記筒部材の軸心方向の他端に固定され前記回動軸の前記他端側の端部に前記角度センサの検出軸が係合するように前記角度センサが取り付けられるセンサブラケットとを有し、
前記中立復帰機構は、
前記回動軸における前記筒部材から突出する部分の上方側に配置されており、
当該操縦機構の前記操作部材と前記センサブラケットとの間における下端は、前記筒部材の下端である操縦機構。 - 前記中立復帰機構は、
前記回動軸の上方側に、前記第1水平方向に交差する第2水平方向に沿って配置される連動軸と、
前記連動軸の一端側が枢支連結される連動アームであって前記回動軸における前記筒部材から突出する部分に上方突出状に設けられた連動アームと、
前記連動軸の他端側に外嵌されるコイルバネで形成されていて前記操作部材を中立位置に戻すべく前記連動軸を付勢する中立戻しバネとを有している請求項1に記載の操縦機構。 - 前記中立復帰機構は、前記回動軸における前記筒部材から突出する部分の上方側に配置されたブラケット部材であって前記連動軸の他端側及び前記中立戻しバネを収容するハウジング部材を枢支するブラケット部材を有し、
前記ブラケット部材は、上部壁と、前記上部壁の一側縁から下方に延びる第1側部壁と、前記上部壁の他側縁から下方に延びる第2側部壁とを有し、
前記ハウジング部材は、前記中立戻しバネを収容するバネ収容部と、前記バネ収容部から前記連動軸の軸心方向に突出する被支持部とを有し、
前記連動軸は、前記バネ収容部から前記被支持部を介して突出していると共に前記ハウジング部材に対して出退自在であり、
前記被支持部は、前記第1側部壁と前記第2側部壁との間に介在され且つ前記第1側部壁及び前記第2側部壁に枢支ピンを介して前記連動軸の軸心に直交する軸心回りに回動自在に枢支されている請求項2に記載の操縦機構。 - 前記操作部材の中立位置からの操作量を規制する揺動規制機構であって前記操作部材と前記角度センサとの間に、前記中立復帰機構と前記回動軸に沿って並べて配置された揺動規制機構を備えている請求項1~3のいずれか1項に記載の操縦機構。
- 前記揺動規制機構は、前記回動軸における前記筒部材から突出する部分から前記第2水平方向側に突出する支持片と、前記支持片に取り付けられた規制軸と、前記回動軸の上方側に配置されており且つ前記操作部材が中立位置から操作された操作位置で前記規制軸が当接することで前記操作部材の揺動を規制する当接部材とを有している請求項2を引用する請求項4に記載の操縦機構。
- 前記支持片は、前記回動軸から前記第2水平方向の一方側に突出する第1支持片と、前記回動軸から前記第2水平方向の他方側に突出する第2支持片とを含み、
前記規制軸は、前記第1支持片に取り付けられていて前記操作部材を中立位置から一方に操作したときに前記当接部材に当接する第1規制軸と、前記第2支持片に取り付けられていて前記操作部材を中立位置から他方に操作したときに前記当接部材に当接する第2規制軸とを有し、
前記第1規制軸及び前記第2規制軸は、前記当接部材に対して進退可能に取り付けられている請求項5に記載の操縦機構。 - 前記当接部材は、前記第1規制軸が当接する第1規制部と、前記第2規制軸が当接する第2規制部とを有し、
前記第1規制部及び前記第2規制部は、前記当接部材の下面から上方に凹設されて形成されている請求項6に記載の操縦機構。 - 請求項1~7のいずれか1項に記載の操縦機構と、
オペレータが着座する運転席と、
前記運転席の前方に設けられていて前記操縦機構が組み付けられる操縦台と、
を備えた作業機。 - 前記運転席の前方に配置された床部を備え、
前記操縦台は、前記床部に立設された基台と、前記基台に支持された操縦台本体とを備え、
前記操縦台本体は、前記基台に取り付けられた取付部と、前記取付部から前記一端側に突出し、前記床部と対向する側方部とを備え、
前記取付部及び前記側方部は中空状であり、
前記角度センサは前記取付部の内部に配置され、前記回動軸、前記軸支持部材、及び前記中立復帰機構は前記側方部の内部に配置され、前記回動軸は前記一端側が前記側方部から突出している請求項8に記載の作業機。
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