(57)【要約】【課題】低コストかつ簡単な構成でペダルの誤動作を機械的に防止でき、かつ運転者のペダル操作の負担を軽減できる建設機械の足踏みペダル装置を得る。【解決手段】足踏みペダル５２は前部ペダル体５２ａ及び後部ペダル体５２ｂからなり、それぞれ別々の回転中心Ｏａ、Ｏｂで回動可能とされ且つ同時回転が阻止された形状を有する別々のカム部材５２ａ、５２ｂを介して、一対のスプール１２、１４に接触・連結されている。カム部材５２ａ、５２ｂは、それぞれの同時回転を阻止するストッパ部５２ａ２、５２ｂ２と、相手側のカム部材の凸状部５２ａ４、５２ｂ４が回転・摺動可能な凹状部５２ａ３、５２ｂ３を自身の外周に有する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のスプールを有するリモートコントロール弁を、運転室内の足踏みペダルによって操作可能とした建設機械の足踏みペダル装置において、
前記足踏みペダルが、運転者の主につま先の部分で操作する前部ペダル体と、主にかかとの部分で操作する後部ペダル体とを備え、
該前部ペダル体及び後部ペダル体が、それぞれ別々の回転中心で回動可能とされ且つ同時回転が阻止された形状を有する別々のカム部材を介して、前記一対のスプールをそれぞれ操作可能とした
ことを特徴とする建設機械の足踏みペダル装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記別々のカム部材は、非踏み込み状態において互いに接触し、且つ該接触により、両カム部材を同時に回転させようとしたときにその回転が阻止されるストッパ部をそれぞれの外周に有している
ことを特徴とする建設機械の足踏みペダル装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記別々のカム部材は、前記ストッパ部に連続して形成され、相手側のカム部材の凸状部が回転・摺動可能な凹状部を自身の外周に有し、一方が非回転状態にあるときにのみ、他方のカム部材の回転を許容する構成とされている
ことを特徴とする建設機械の足踏みペダル装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記前部ペダル体の前端部および後部ペダル体の後端部に、それぞれ運転者の靴の滑り止め用の突起が形成されている
ことを特徴とする建設機械の足踏みペダル装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかにおいて、
前記カム部材に、前記前部ペダル体および後部ペダル体のニュートラル相当位置において、運転者にクリック感を知覚させるための機構を形成したこと
ことを特徴とする建設機械の足踏みペダル装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、本発明は油圧ショベル等の建設機械の足踏みペダル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の油圧ショベルの足踏みペダル装置の一例を図４、図５に示す。
【０００３】
足踏みペダル２及び操作レバー４は支持ブラケット６に固定されている。支持ブラケット６は水平なピン８を介して回動自在に支持されている。
【０００４】
足踏みペダル２の前進側２ａと後進側２ｂは一体化されている。前進側２ａを踏み込むと足踏みペダル２はピン８まわりに反時計方向に回動して支持ブラケット６の下部前端でコントロールバルブ１０の前進用プッシュロッド（スプール）１２を押し下げ、これにより図示しない走行用モータが回転し、前進が可能である。一方、後進側２ｂを踏み下げると、足踏みペダル２はピン８まわりに時計方向に回動して、支持ブラケット６の下部後端でコントロールバルブ１０の後進用プッシュロッド（スプール）１４を押し下げ、これにより後進が可能である。この構成は、一般的な車両と異なり、建設機械の前進及び後進を足踏みペダルの操作のみで行うことを可能とするもので、前後進を頻繁に切り換える必要のある建設機械特有の作業を効率的に行えるように配慮したものである。
【０００５】
足踏みペダル２の前進側２ａと後進側２ｂには、非踏み込み位置（ニュートラル相当位置）において角度αが形成されている。これは、特に前・後進操作のときに、足の疲労をより軽減するための構成である。即ち、掘削作業等において前進及び後進を頻繁に切り換える必要があるときには、図５（Ａ）の実線で示されるように足の裏全体が前進側２ａ及び後進側２ｂにほぼ均等に掛かるようにして足踏みペダル２を操作する。また、前進が長く続く場合には、同図破線で示されるようにように、後進が長く続く場合には、同図想像線で示されるように足踏みペダル２をそれぞれ操作する。これにより、特に前・後進操作のときに、足首の必要傾斜角度（回転角度）を小さくし、（角度αがない場合に比べて）足の疲労をより軽減できる。
【０００６】
なお、図４において、１６はフロアパネル、１８はフロアマットである。
【０００７】
ところで、この足踏みペダル２は、前進側２ａと後進側２ｂが一体化されているため、前進側２ａを踏み込むと、これに伴って後進側２ｂが上昇し、後進側２ｂを踏み下げると、これに伴って前進側２ａが上昇する。
【０００８】
従って、掘削作業時等において、特に図５（Ａ）の実線で示されるような靴の載置態様で足踏みペダル２を操作するときは、図５（Ｂ）（Ｃ）に図示されるように、該足踏みペダル２を前進側に操作するときも、また、後進側に操作するときも、足首の必要傾斜角度がかなり大きくならざるを得ず、運転者の疲労が大きくなり易いという問題があった。
【０００９】
この点に関し、特許文献１においては、足踏みペダルを前進側と後進側とに分離してそれぞれ独立に回転可能とし、運転者の足のつま先で前進側を踏み込むことによって車両を前進させ、運転者の足のかかとで後進側を踏み下げることによって車両を後進させるように構成した建設機械の足踏みペダル装置が開示されている。
【００１０】
【特許文献１】
特許第２９８１１２８号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この特許文献１に係る従来技術においては、構造上踏み込みペダルの前進側及び後進側を同時に操作する（踏み下げる）ことが可能であったため、運転手の故意または何らかの原因で前進側及び後進側が同時に踏み下げられると、走行系に誤動作が発生する原因となってしまうことがあった。
【００１２】
本発明は、このような問題を解消するためになされたものであって、低コストかつ簡単な構成でこうした誤動作を防止でき、かつ運転者のペダル操作の負担を軽減することのできる建設機械の足踏みペダル装置を提供することをその課題としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、一対のスプールを有するリモートコントロール弁を、運転室内の足踏みペダルによって操作可能とした建設機械の足踏みペダル装置において、前記足踏みペダルが、運転者の主につま先の部分で操作する前部ペダル体と、主にかかとの部分で操作する後部ペダル体とを備え、該前部ペダル体及び後部ペダル体が、それぞれ別々の回転中心で回動可能とされ且つ同時回転が阻止された形状を有する別々のカム部材を介して、前記一対のスプールをそれぞれ操作可能としたことにより、上記課題を解決したものである。
【００１４】
本発明においては、前部ペダル体および後部ペダル体は、それぞれ別々の回転中心を有する別々のカム部材を介して一対のスプールを駆動する。このため、このカム部材の外周を適宜に設計することにより、同時回転が阻止された構成、すなわち一方が非回転状態にあるときにのみ、他方のカム部材の回転を許容する構成とすることができ、簡単かつ低コストな構成で、誤動作を防止しながら、足首疲労を軽減できる。
【００１５】
このカム部材の具体的な構成については、本発明では特に限定されないが、例えば、後述するように、それぞれのカム部材が、非踏み込み状態において互いに接触し、且つ該接触により、両カム部材を同時に回転させようとしたときにその回転が阻止されるストッパ部をそれぞれの外周に有しているような構成とすることにより、両ペダル体の同時操作が開始されるのを防止できる。
【００１６】
更に、例えば、それぞれのカム部材が、該ストッパ部に連続して形成され、相手側のカム部材の凸状部が回転・摺動可能な凹状部を自身の外周に有するような構成とすれば、一方が非回転状態にあるときにのみ、他方のカム部材の回転を許容する構成を低コストで得ることができる。
【００１７】
なお、前部ペダル体の前端部および後部ペダル体の後端部に、それぞれ運転者の靴の滑り止め用の突起を形成するようにした場合には、該突起の滑り止め機能によりペダルをより確実に操作できる上に、操作時に前部ペダル体と後部ペダル体の上面が不均一なったとしても運転者に違和感を与えずに済むという利点が得られる。
【００１８】
また、前記カム部材に、前記前部ペダル体および後部ペダル体のニュートラル相当位置において、運転者にクリック感を知覚させるための機構を形成すると、運転者にペダルの中立位置を確実に知らせることができ、また後述するようにカム部材の回動初期の誤動作を一層確実に防止できるようになる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１は、本発明が適用された建設機械の足踏みペダル装置の足踏みペダル付近の構成を模式的に示す概略断面図である。
【００２１】
この足踏みペダル装置５０は、一対のスプール１２、１４を有するリモートコントロールバルブ１０を、運転室内の足踏みペダル５２によって操作可能としたもので、足踏みペダル５２の両端の操作（踏み下げあるいは回転）に連動して一対のスプール１２、１４のいずれかが駆動されるようになっている。この基本構造については、特に従来と異なるところはない。
【００２２】
したがって、従来と同一または類似する部分には図中で同一の符号付すにとどめ、重複説明は適宜省略する。
【００２３】
足踏みペダル５２は、それぞれ独立して回動可能な前部ペダル体５２ａ及び後部ペダル体５２ｂを備える。
【００２４】
前部ペダル体５２ａと後部ペダル体５２ｂには、非踏み込み位置（ニュートラル相当位置）において角度αが形成されている。これは、前述したように、特に前・後進操作のときに、足首の必要傾斜角度（回転角度）を小さくし、（角度αがない場合に比べて）足の疲労をより軽減するための構成である。
【００２５】
前部ペダル体５２ａの前端部及び後部ペダル体５２ｂの後端部には、それぞれ滑り止め用の突起５２ａ１、５２ｂ１が形成されている。掘削作業等で前後進を頻繁に行う必要がある場合には、この突起５２ａ１、５２ｂ１を跨ぐようにして足を載置する。
【００２６】
前部ペダル体５２ａには、角度αを形成・維持するためのスペーサの機能の機能を果たす取付フレーム５４を介して前部カム部材５６ａが一体に取付けられ、水平に配置されたピン５８ａの周りで回転自在とされている。後部ペダル体５２ｂには前部カム部材５６ａとは別体の後部カム部材５６ｂが直接取付けられている。後部カム部材５６ｂは前部カム部材５６ａを支持しているピン５８ａとは別のピン５８ｂによって回転自在に支持されている。
【００２７】
両カム部材５６ａ、５６ｂとも、前部ペダル体５２ａ及び後部ペダル体５２ｂが取付けられているそれぞれの上辺５６ａ１、５６ｂ１から連続してほぼ垂直に長さΔＬのストッパ部５６ａ２、５６ｂ２が形成されている。このストッパ部５６ａ２、５６ｂ２は、（非踏み込み状態で）それぞれ互いに接触し合っている。
【００２８】
また、両カム部材５６ａ、５６ｂともこのストッパ部５６ａ２、５６ｂ２に連続してそれぞれの相手方のカム部材の回転中心であるピン５８ａまたは５８ｂの軸心Ｏａ、Ｏｂと同心（半径Ｒ１）の凹状部５６ａ３、５６ｂ３を自身の外周に有し、且つこの凹状部５６ａ３、５６ｂ３から連続して自身の回転中心ＯａまたはＯｂと同心（半径Ｒ２＝Ｒ１）の凸状部５６ａ４、５６ｂ４が形成されている。すなわち、両カム部材５６ａ、５６ｂは、それぞれ自身の凸状部５６ａ４、５６ｂ４が相手方の凹状部５６ａ３、５６ｂ３に丁度係合・摺動可能である。
【００２９】
両カム部材５６ａ、５６ｂの凸状部５６ａ４、５６ｂ４からは、スプール１２、１４を押し下げるための押圧部５６ａ５、５６ｂ５が連続して形成されている。この押圧部５６ａ５、５６ｂ５はそれぞれのカム部材５６ａ、５６ｂの回転中心（ピン５８ａ、５８ｂの軸心）Ｏａ、Ｏｂからの距離が徐々に大きくなるように形成されており、各カム部材５６ａ、５６ｂの回転（図においてカム部材５６ａは反時計回りの回転、カム部材５６ｂは時計回りの回転）によって、それぞれの対応するスプール１２、１４が下方に押し下げられるように構成されている。
【００３０】
次にこの実施形態に係る足踏みペダル装置５０の作用を説明する。
【００３１】
この実施形態では、上述したようなカム部材５６ａ、５６ｂの外周構成により、一方のカム部材５６ａまたは５６ｂが非回転状態にあるときにのみ、他方のカム部材５６ｂまたは５６ａの回転が許容される。
【００３２】
即ち、足踏みペダル５２が非踏み込み状態にあるときには、両カム部材５６ａ、５６ｂは、それぞれの回転中心Ｏａ、Ｏｂとストッパ部５６ａ２、５６ｂ２の端部とで形成される仮想３角形の一辺（即ちストッパ部５６ａ２、５６ｂ２）同士が接触・固定された状態となるため、２つのカム部材５６ａ、５６ｂを同時に踏み下げる方向に回転させることはできない。
【００３３】
このため、運転者がたとえ足踏みペダル５２の前部ペダル体５２ａおよび後部ペダル体５２ｂを同時に操作しようとしても、両ペダル体５２ａ、５２ｂは双方とも固定状態を維持し、スプール１２、１４が同時に押し下げられて誤動作が発生するのを未然に防止することができる。
【００３４】
ここで、例えば、後部ペダル体５２ｂが押し下げられると、図２（Ｂ）に示されるように、後部ペダル体５２ｂ側のカム部材５６ｂの凸状部５６ｂ４が相手側（前部ペダル体５２ａ）のカム部材５６ａの凹状部５６ａ３に丁度係合・摺動する。そのため、後部ペダル体５２ｂのカム部材５６ｂは自由に（図の時計方向に）回転することができ、該後部カム部材５６ｂの押し下げ分がスプール１４を押し下げることにより、所定の後進制御がなされる。しかしながら、前部ペダル体５２ａは、後部ペダル体５２ｂ側のカム部材５６ｂの凸状部５６ｂ４によってその動きが拘束されるため、回転を開始することができない。
【００３５】
全く同様の（対称的な）操作により、前部ペダル体５２ａが踏み込まれたときには、図２（Ｃ）に示されるように、前部ペダル体５２ａのカム部材５６ａのみが図の反時計方向に回転でき、前部ペダル体５２ａ側のスプール１２が押し下げられることにより所定の前進操作がなされる。
【００３６】
この結果、結局、各ペダル体５２ａ、５２ｂとも、互いに相手側が非踏み込み状態にあるときにのみ踏み込むことが可能となり、誤動作が生じることなく所定の制御のみが確実に実行されることになる。
【００３７】
なお、前部ペダル体５２ａの前端部及び後部ペダル体５２ｂの後端部にそれぞれ突起５２ａ１、５２ｂ１が設けられているため、足踏みペダル５２の中央付近が多少平面からずれたとしても、その影響を受けづらくなっている。
【００３８】
なお、上記説明から明らかなように、凹状部５６ａ３、５６ｂ３及び凸状部５６ａ４、５６ｂ４の存在だけでも、いずれか一方がわずかでも動き始めれば、他方側の動きが拘束されるようになるため、理想的な使用態様で踏み込みが実行される場合には、各カム部材５６ａ、５６ｂのストッパ部５６ａ２、５６ｂ２は、必ずしも必要ではない。しかしながら、運転者の靴は、ニュートラルの状態、すなわち前進も後進も特に必要としない場合には、一般に前部ペダル体５２ａおよび後部ペダル体５２ｂの双方に作用している。したがって、もしストッパ部５６ａ２、５６ｂ２が存在しないと、踏み初めの段階で僅かに意図する側でない方にペダル５２が傾斜していた場合には、その後、意図する側にペダル５２を踏み込もうとしても直ちに踏み込めない状態が発生する恐れがある。本実施形態においては、ストッパ部５６ａ２、５６ｂ２の存在により、このようなニュートラルの状態には双方のカム部材５６ａ、５６ｂの回転が阻止されるため、運転者が意図的に一方側に操作したときにのみ、その操作を確実に開始させることができる。
【００３９】
次に、この実施形態における足首の操作角度の低減作用について説明する。
【００４０】
この軽減作用の理解を容易にするために、従来の足踏みペダルの踏み込み作用と比較しながら説明する。従来の足踏みペダル２は、図５に示されるように、前進側２ａと後進側２ｂが一体化されているため、前進側２ａを踏み込むと、これに伴って後進側２ｂが上昇し、後進側２ｂを踏み下げると、これに伴って前進側２ａが上昇する。
【００４１】
そのため、例えば、後部ペダル体５２ｂ角度φ１だけ踏み下げる場合を考えると、従来は、図５（Ｂ）に示されるように、これに伴って前部ペダル体５２ａも角度φ１だけ回転してしまい、その結果、足首はほぼ角度φ１に近い角度Ψ１だけつま先側が上がる状態を形成しなければならない。これに対し、本実施形態に係る足踏みペダルにおいては、図２（Ｂ）に示されるように、後部ペダル体５２ｂを角度φ１だけ踏み下げるには、後部ペダル体５２ｂのみを回転させればよく、前部ペダル体５２ａは、当初の非踏み込み状態の位置をそのまま維持している。この結果、足首の回転は、かかと側がθ１だけ下がるだけで済み、Ψ１−θ１だけ足首の傾斜負担が軽減される。
【００４２】
同様に、非踏み込み状態から前部ペダル体５２ａをφ２だけ踏み込む状態を考えると、従来の足踏みペダル装置２においては、図５（Ｃ）に示されるように、前進側２ａを角度φ２だけ踏み込むことに伴って後進側２ｂが上昇してしまうことから、結局角度Ψ２の（非踏み込み状態からの）踏み込みを実行しなければならないが、本実施形態における足踏みペダル装置５０においては、図２（Ｃ）に示されるように、前部ペダル体５２ａのみを回転させればよく、後部ペダル体５２ｂは当初の非踏み込み状態の位置をそのまま維持している。
【００４３】
この結果、足首の回転はつま先側がθ２分だけ（非踏み込み状態からの）踏み下げるだけで済むことになる。この結果、足首の回転は、従来に比べ、（Ψ２−θ２）の分だけ足首の傾斜負担が軽減される。
【００４４】
実際には、掘削作業等においては前後進が頻繁に切り換わるため、足首は後部ペダル体５２ｂの踏み込み、前部ペダルの体５２ａの踏み込み、そして、後部ペダル体５２ｂの踏み込み…の切り換えが頻繁に発生し、｛（Ψ１−θ１）＋（Ψ２−θ２）｝の分だけ、足首は傾斜しなくて済むことになり、それだけペダル操作の負担が軽減される。
【００４５】
なお、上記実施形態においては、カム部材の凹状部と凸状部との組み合わせによって一方が非踏み込み状態であるときにのみ他方の操作を可能とする機能を実現していたが、本発明においては、この機能を実現するためのカム部材の具体的な形状については特に限定されない。例えば、それぞれのカム部材について該カム部材の回転軸と平行に突起部等を設け、相手部材側にこの突起部と係合する溝あるいは孔を形成するような構造であってもよい。
【００４６】
また、上記実施形態においては、カム部材の回転初期において意図せぬ回転が開始しないように各々のカム部材の外周にストッパ部を設けようにしていたが、該ストッパ部の存在に代え、あるいは該ストッパ部の存在と併用して、前部ペダル体および後部ペダル体のニュートラル相当位置において運転者にクリック感を知覚させるための機構を設けようにしてもよい。この機構の具体的な構成としては、例えば図３に示されるように、両ストッパ部５６ａ２、５６ｂ２の接触面上において、凹凸部Ｃｋを形成する方法が考えられる。この例では、前部カム部材５６ａに凸部５６ａ６、後部カムイ部材５６ｂに該凸部５６ａ６に係合する凹部５６ｂ６を形成している、凸部５６ａ６及び凹部５６ｂ６の具体的な形状としては、半円、楕円、あるいは三角形状等が考えられる。該凹凸部Ｃｋの形状、大きさ、回転中心Ｏａ、Ｏｂからの距離（配置位置）、あるいは凹凸部Ｃｋの面取り（Ｒ処理）の仕方等を変えることにより、該凹凸部Ｃｋの配置位置において発生し得る接線方向の分力（反力）を増減することができ、これによりクリック感の強弱を調整できる。
【００４７】
また、凹凸部Ｃｋの形状を工夫したり、方向や大きさの異なる複数の凹凸部Ｃｋを配置したりすることにより、例えば前進側に対するクリック感より後進側に対するクリック感の方をより強めたりすることもできる。
【００４８】
更に、上記実施形態においては、前部ペダル体と後部ペダル体を完全に分離させていたが、これらは必ずしも完全に分離されている必要はなく、要は、両者が独立して踏み込み可能な構成とされていればよい。例えばフィルムやラバーを両者に跨るように被せ、見かけ上一体化した構成としてもよいし、滑り止め機能のある樹脂の中央部に薄肉部を形成したような構成としてもよい。
【００４９】
また、前記前部ペダル体の前端部および後部ペダル体の後端部の突起も必ずしも設けなくてもよい。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、低コストかつ簡単な構成でペダルの誤動作を機械的に防止でき、かつ運転者のペダル操作の負担を軽減できる建設機械の足踏みペダル装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された建設機械の足踏みをペダル装置の実施形態の一例を模式的に示す概略断面図
【図２】上記実施形態におけるカム部材の基本的な動きを説明するための正面図
【図３】ニュートラル相当位置のクリック機構を形成した例を示す要部拡大正面図
【図４】従来の足踏みペダル装置の例を示す断面図
【図５】上記従来例のカム部材の基本的な動きを説明するための正面図
【符号の説明】
１０…リモートコントロールバルブ、
１２…前進用プッシュロッド（スプール）
１４…後進用プッシュロッド（スプール）
５０…足踏みペダル装置
５２ａ…前部ペダル体
５２ｂ…後部ペダル体
５２ａ１…突起
５２ｂ１…突起
５６ａ…前部カム部材
５６ｂ…後部カム部材
５６ａ１…前部カム部材の上辺
５６ｂ１…後部カム部材の上辺
５６ａ２…前部カム部材のストッパ部
５６ｂ２…後部カム部材のストッパ部
５６ａ３…前部カム部材の凹状部
５６ｂ３…後部カム部材の凹状部
５６ａ４…前部カム部材の凸状部
５６ｂ４…後部カム部材の凸状部
５６ａ５…前部カム部材の押圧部
５６ｂ５…後部カム部材の押圧部
Ｏａ…前部カム部材の回転中心
Ｏｂ…後部カム部材の回転中心
【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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