(57)【要約】【課題】  揺動操作自在なジョイスティック型の操作レバーと、該操作レバーと一体的に揺動する揺動体と、該揺動体の揺動により押圧されて移動するロッドと、該移動したロッドを復帰側に向けて付勢する復帰弾機とを備えてなるジョイスティック型操作レバー装置において、操作レバーをどの方向に操作しても、略等しい操作力を得られるようにする。【解決手段】  ロッド１１および復帰弾機（第一スプリング１４）を、操作レバーの揺動軸芯を中心として周回り方向等角度間隔に８個づつ配した。【選択図】  図２
2005100225.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
揺動操作自在なジョイスティック型の操作レバーと、該操作レバーの揺動操作に伴い一体的に揺動する揺動体と、該揺動体の揺動により押圧されて移動するロッドと、該移動したロッドを復帰側に向けて付勢する復帰弾機とを備えて構成される操作レバー装置において、前記ロッドおよび復帰弾機を、操作レバーの揺動軸芯を中心として周回り方向等角度間隔に、８以上で且つ４の整数倍となる数だけ配したことを特徴とするジョイスティック型操作レバー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば油圧ショベル等の建設機械に設けられるジョイスティック型操作レバー装置の技術分野に属するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、油圧ショベル等の建設機械には、旋回や作業用アクチュエータの作動を行うための操作具として、揺動操作自在なジョイスティック型の操作レバー装置が用いられることがある。そして、この様なジョイステック型操作レバー装置は、従来、操作レバーの揺動操作に伴い一体的に揺動する揺動体、該揺動体の揺動により押圧されて移動するロッド、該移動したロッドを復帰側に付勢する復帰弾機等を備えて構成されているが、この場合にロッドおよび復帰弾機は、前後左右（押し側、引き側、内側、外側）の操作位置に対応して、揺動体の揺動軸芯を中心として周回り方向に９０度づつの等角度間隔を存する状態で４個づつ配されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平１１−２９６２４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、前記ジョイスティック型操作レバー装置において、復帰弾機は、操作レバーの操作量が増大するほど付勢力が大きくなって操作力を付与するように設定されており、これによりオペレータが操作レバーの操作量を実感できるようになっているが、この場合に、復帰弾機により付与される操作力は、操作レバーを前後左右方向に操作した場合に比べて、斜め方向に操作した場合の方が大きくなる。つまり、操作レバーを、前後左右方向、即ち９０度の間隔を存して配された復帰弾機の真上の方向に操作した場合には、１つの復帰弾機の付勢力しか作用しないが、斜め方向、即ち隣接する復帰弾機の中間の方向に操作した場合には、両方の復帰弾機の付勢力が作用するため、例えば４個の復帰弾機のばね定数が等しいときには、前後左右方向に操作する場合と比して約１．４（≒sin４５°＋sin４５°）倍の操作力が必要となる。これは、前記特許文献１のように各復帰弾機のばね定数を異なるように設定しても同様であって、やはり斜め方向の操作の方が大きな操作力を必要とする。このため、復帰弾機の付勢力を、前後左右方向に操作するときに適度な操作力となるように設定すると、斜め方向に操作した場合の操作が重くなってオペレータの負担が増加するという問題がある。
一方、復帰弾機は、何れの方向にも操作されていないときに操作レバーを中立位置に保持するという機能も有しているため、斜め方向の操作を軽くするべく復帰弾機の付勢力を小さく設定すると、機体振動等により操作レバーがぶれて（特に前後左右方向にぶれやすくなる。）ガタついてしまうという問題があり、ここに本発明が解決しようとする課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、揺動操作自在なジョイスティック型の操作レバーと、該操作レバーの揺動操作に伴い一体的に揺動する揺動体と、該揺動体の揺動により押圧されて移動するロッドと、該移動したロッドを復帰側に向けて付勢する復帰弾機とを備えて構成される操作レバー装置において、前記ロッドおよび復帰弾機を、操作レバーの揺動軸芯を中心として周回り方向等角度間隔に、８以上で且つ４の整数倍となる数だけ配したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００５】
請求項１の発明とすることにより、復帰弾機により操作レバーに付与される操作力は、操作力が最も大きくなる方向、つまり隣接する復帰弾機の中間位置の方向に操作した場合でも、操作力が最も小さくなる方向、つまり復帰弾機の真上位置の方向に操作した場合に比べて殆ど増加することなく、どの方向に操作レバーを操作しても略等しい操作力が付与されることになって、操作性が向上すると共に、中立位置の操作レバーを復帰弾機により安定支持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
次に、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図面において、１は油圧ショベルの運転室であって、該運転室１には、オペレータが座するシート２の左右両側に配されるコンソールボックス３Ｌ、３Ｒに、ジョイスティック型の操作レバー装置４が取り付けられている。該操作レバー装置４は、操作レバー５の操作に基づいてケース体６の内部に組みこまれたパイロットバルブ７を作動させるものであって、本実施の形態では、左側コンソールボックス３Ｌに配された操作レバー装置４にはアーム用パイロットバルブ７および旋回用パイロットバルブ７が組み込まれていて、前後方向のレバー操作でアーム（図示せず）の前後揺動が行われ、左右方向のレバー操作で上部旋回体の左右旋回作動が行われるように構成されており、また右側コンソールボックス３Ｒに配された操作レバー装置４にはブーム用パイロットバルブ７およびバケット用パイロットバルブ７が組み込まれていて、前後方向のレバー操作でブーム（図示せず）の上下揺動が行われ、左右方向のレバー操作でバケット（図示せず）の前後揺動が行われるように構成されている。
【０００７】
８は前記操作レバー５をケース体６に揺動自在に支持するためのユニバーサルジョイントであって、該ユニバーサルジョイント８は、下側連結部材８ａと上側連結部材８ｂとを十字軸等を介して任意方向揺動自在に連結して形成されるものであるが、該該ユニバーサルジョイント８の下側連結部材８ａは、ケース体６の上面部に組み付けられた円形状のプレート９を挟持する状態で、ケース体６の上面中央部に止着されている。一方、ユニバーサルジョイント８の上側連結部材８ｂには、揺動体１０および操作レバー５の基端部が止着されている。而して、操作レバー５は、ユニバーサルジョイント８を介してケース体６に揺動自在に軸支されると共に、該操作レバー５の揺動と一体的に揺動体１０が揺動する構成になっている。
【０００８】
さらに、１１はケース体６の上面部およびプレート９にプラグ１２を介して上下移動自在に貫通されるロッドであって、該ロッド１１の下端側に組付けられるシート１３とケース体６に形成される弾機受部６ａとのあいだには、第一スプリング（本発明の復帰弾機に相当する）１４が介装されている。
【０００９】
前記ロッド１１は、操作レバー５の揺動軸芯を中心として、前後左右および右前方、左前方、右後方、左後方の各位置に周回り方向４５度づつの等間隔で計８個配されており、これに対応して第一スプリング１４も計８個設けられていると共に、操作レバー５が何れの方向にも操作されていない中立位置に位置している状態で、８本全てのロッド１１の上端部が揺動体１０の下面に当接するように設定されている。そしてロッド１１は、操作レバー５の揺動操作に伴う揺動体１０の揺動により押圧されて下方に移動するが、該ロッド１１の下動により第一スプリング１４が圧縮され、該圧縮された第一スプリング１４の付勢力（反力）によってオペレータに操作力を付与するように構成されている。
【００１０】
ここで、第一スプリング１４により操作レバー５に付与される操作力について図５に基づいて説明すると、本実施の形態では、各第一スプリング１４のばね定数は略等しくなるように設定されている。そして、操作力が最も小さくなる方向、つまり操作レバー５を任意の第一スプリング１４Ａの真上の方向（図５におけるＸ方向）に操作した場合には、該第一スプリング１４Ａとその両隣の第一スプリング１４Ｈ、１４Ｂの計３個の第一スプリング１４が圧縮されて操作力として作用する。尚、この様にばね定数の等しい第一スプリング１４を８個配した場合には、各第一スプリング１４のばね定数を、４個配した場合の約１／２．４（≒１／（１＋sin４５°＋sin４５°））に設定すると、４個配した場合と同等の操作力が得られる。
また、操作力が最も大きくなる方向、つまり操作レバー５を隣接する任意の第一スプリング１４Ｄ、１４Ｅの中間の方向（図５におけるＹ方向）に操作した場合には、該第一スプリング１４Ｄ、１４Ｅとその両隣の第一スプリング１４Ｃ、１４Ｆの計４個の第一スプリング１４が圧縮されて操作力として作用する。この場合には、前記Ｘ方向に操作した場合と比べて、約１．０８倍（≒（sin２２．５°＋sin２２．５°＋sin６７．５°＋sin６７．５°）／（１＋sin４５°＋sin４５°））の操作力が必要となる。
【００１１】
一方、ケース体６の内部には、前述したようにパイロットバルブ７が組み込まれているが、ブーム用パイロットバルブ７とバケット用パイロットバルブ７とが組込まれる右側の操作レバー装置４を例にとって説明すると、該操作レバー装置４には、操作レバー５の前方側への操作に基づいてブーム下降用のパイロット圧油をブーム用制御バルブ（図示せず）に供給するべく作動するブーム下降用スプール１５、操作レバー５の後方側への操作に基づいてブーム上昇用のパイロット圧油をブーム用制御バルブに供給するべく作動するブーム上昇用スプール１５、操作レバー５の左方側への操作に基づいてバケットイン用のパイロット圧油をバケット用制御バルブ（図示せず）に供給するべく作動するバケットイン用スプール１５、操作レバー５の右方側への操作に基づいてバケットアウト用のパイロット圧油をバケット用制御バルブに供給するべく作動するバケットアウト用スプール１５の計４本のスプール１５が組み込まれている。この４本のスプール１５は、前記８個のロッド１１のうち前後左右に位置する４個のロッド１１の下方に、シート１３および第一スプリング１４を貫通する状態でそれぞれ組み込まれていると共に、各スプール１５の中間部とシート１３の間には第二スプリング１６が介装されている。
そして、操作レバー５の操作に基づいて対応する位置のロッド１１が下動すると、該ロッド１１の下動に伴いシート１３が第一スプリング１４および第二スプリング１６を圧縮しながら降下する。このときスプール１５は、第二スプリング１６の圧縮力により押下げられ、これによりパイロットポンプ（図示せず）からブーム用制御バルブに通じる弁路が開いて、出力ポート６ｂからパイロット圧が出力されるように構成されている。
【００１２】
而して、例えば右側の操作レバー５を前方側に操作すると、前述したように前方位置のロッド１１およびその両隣のロッド１１が下動して操作レバー５に操作力を付与すると共に、前方位置のスプール１５が降下してブーム下降用のパイロット圧が出力される。同様にして、操作レバー５の後方側、左方側、右方側への操作に伴い、ブーム上昇用、バケットイン用、バケットアウト用のパイロット圧が出力されて、ブームまたはバケットの単独作動が行われる。また、操作レバー５を斜め方向、例えば前左方に操作した場合には、該前左方位置のロッド１１およびその両隣のロッド１１が下動して操作レバー５に操作力を付与すると共に、前方位置および左方位置のスプール１５が降下して、ブーム下降用およびバケットイン用のパイロット圧が出力される。同様にして、操作レバー５を前右方、後左方、後右方の斜め方向に操作した場合には、ブーム下降用およびバケットアウト用、ブーム上昇用およびバケットイン用、ブーム上昇用およびバケットアウト用のパイロット圧が出力され、ブームとバケットとの連動作動が行われる。
【００１３】
叙述の如く構成された本形態において、操作レバー５の操作力は、該操作レバー５の揺動操作に基づいて下動するロッド１１が第一スプリング１４を圧縮することで付与されるが、該ロッド１１および第一スプリング１４は、操作レバー５の揺動軸芯を中心として周回り方向等角度間隔に８個づつ配されている。
この結果、操作レバー５に付与される操作力は、操作力が最も大きくなる方向、つまり隣接する第一スプリング１４の中間の方向に操作した場合でも、操作力が最も小さくなる方向、つまり第一スプリング１４の真上の方向に操作した場合に比べて略１．０８倍であって殆ど差異がなく、どの方向に操作レバー５を操作しても略等しい操作力が付与されることになって、操作性が向上する。
【００１４】
しかも、何れの方向にも操作されていない中立位置の操作レバー５は、８個の第一スプリング１４によってどの方向にも略同等の力で安定支持された状態となっており、而して、機体振動等により中立位置の操作レバー５がぶれてしまうような不具合を防止できる。
【００１５】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されないことは勿論であって、ロッドおよび復帰弾機の数は８個に限定されることなく、８以上で且つ４の整数倍となる数、例えば図６（Ａ）に示す如く１２個、あるいは１６個配しても良い。この場合には、部品点数は増加するが、より均一な操作力を得ることができる。また、復帰弾機を、ケース体の形状等に対応させて、図６に示す如く、周回り方向等角度間隔となる状態で径方向にずらして配することもできる。尚、図６（Ａ）、（Ｂ）において、Ｏは操作レバーの揺動軸芯、６はケース体、１４は復帰弾機である。
さらに、本発明は、パイロットバルブが組込まれた操作レバー装置に限らず、操作レバーの操作量を角度センサ等の検出器により検出して電気信号を出力する電気式のジョイスティック型操作レバー装置においても実施できるのは、勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】運転室内を示す斜視図である。
【図２】操作レバー装置の一部を省略した分解斜視図である。
【図３】操作レバー装置の縦断面図である。
【図４】図３を４５°回転させた状態の操作レバー装置の縦断面図である。
【図５】操作レバーに付与される操作力を説明する図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）は他例における復帰弾機の配置を示す図である。
【符号の説明】
【００１７】
４    操作レバー装置
５    操作レバー
１０    揺動体
１１    ロッド
１４    第一スプリング
【図１】
2005100225.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2005100225.tif 000006
【図５】
2005100225.tif 000007
【図６】
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