JP5144894B2 - ジョイスティック装置 - Google Patents

Description

本発明は、１本の操作レバーの複合操作（前後左右の形動操作およびレバー頭部の回転操作）により作業装置の作動制御を行うためのジョイスティック（複合操作レバー）装置に関する。

高所作業装置を有する高所作業車においては、旋回台を旋回作動させ、また、ブームを起伏作動および伸縮作動させて、ブームの先端に設けられた作業台を所望の高所に移動させることにより高所作業を行うように構成されている。そのため、作業台に搭乗した作業者が簡単な操作でこれらの高所作業装置を操作することができるように、１本の操作レバーで高所作業装置の複合操作が可能な操作装置（ジョイスティック装置）が用いられている（例えば、特許文献１および２参照）。このような操作装置は、操作レバーを前後方向に傾動操作することによりブームを起伏作動させ、左右方向に傾動操作することによりブームを伸縮作動させ、操作レバーのグリップ部を回動操作することにより旋回台を旋回作動させるように構成されている。また、この操作装置には、作業者が誤って操作レバーに触れたときに高所作業装置が作動しないように、押し込まれたときだけ操作レバーの操作が有効になるスイッチが設けられている。

特開２００２−３１８６２８号公報

特開２００４−２６２６２９号公報

しかしながら、このような従来の操作装置では、操作時のスイッチの押しにくさと、グリップ部を回動操作するときの人差し指および中指による操作性の悪さから、腕や指に疲労感が残るという課題があった。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、操作性を向上させたジョイスティック装置（操作装置）を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明に係るジョイスティック装置（例えば、実施形態における上部操作装置１０）は、基部から上方に延びて設けられたロッド状の部材であって、上方に延びる軸線を中心とする回動はしないが基部に対して軸線が傾動する傾動操作が可能に構成されたロッド部と、このロッド部の上端部に軸線を中心として回動自在に取り付けられたグリップ部と、このグリップ部の上部に位置してロッド部に固定され、操作者が手のひらを当てて把持可能なヘッド部と、このヘッド部の側部に取り付けられ、操作者が手のひらを当てて前記ヘッド部を把持した状態で手の第１の指で操作可能なスイッチと、を備え、操作者が手のひらを当ててヘッド部を把持しつつ第１の指で前記スイッチを操作した状態のまま、第１の指以外の指でグリップ部を回動させる操作が可能で、且つこの手を動かしてロッド部を傾動させる操作が可能となるように構成されたジョイステック装置において、平面視においてこのジョイスティック装置の後側に位置した操作者が右手の手のひらを前記ヘッド部に当てて前記ヘッド部を把持するように構成されており、前記スイッチは、前記ヘッド部の側部に平面視における左斜め後方に取り付けられ、前記グリップ部の側部に、平面視において、左斜め前方に形成された第１の凹部と、右斜め前方に形成された第２の凹部と、右方に形成された第３の凹部と、を有する。

また、本発明に係るジョイステック装置は、前述の第１の指が親指であるように構成することが好ましい。
また、本発明に係るジョイスティック装置は、さらにグリップ部の側部に、平面視において、第１の凹部より左方の側部に、左斜め前方に突出する第１の突起部と、第１および第２の凹部の間であって、前方に突出する第２の突起部と、第２および第３の凹部の間であって、右斜め前方に突出する第３の突起部と、第３の凹部より右方の側部に、右斜め後方に突出する第４の突起部とが形成されていることが好ましい。
加えて本発明に係るジョイスティック装置は、上記いずれの場合であっても、ロッド部の傾動操作およびグリップ部の回動操作に応じて操作信号を出力する手段を有し、スイッチを操作している間においてのみ操作信号を有効とするように構成されることが好ましい。

本発明に係るジョイスティック装置を以上のように構成すると、このジョイスティック装置の操作者が、ヘッド部およびグリップ部を手で自然に握ったときに、第１の指の位置にスイッチが配置されているため、第１の指によるスイッチの操作が容易になる。また、スイッチを押圧した第１の指を中心に回動操作をすることができるため、この第１の指により位置決めされて操作者はどの程度グリップ部を回動させたかを容易に認識することができ、操作者が右手でヘッド部を把持し、グリップ部を回動操作するときに、人差し指、中指、および、薬指がグリップ部の第１〜第３の凹部に挿入されるため、回動操作が容易になり、ロッド部の傾動操作とグリップ部の回動操作を同時に行うことも容易になる。
また、本発明の好ましい構成によれば、この第１の指が親指である。さらに、このグリップ部を把持するときに、第１〜第４の突起部により指の位置決めが容易になる。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。まず、図５を用いて本発明に係るジョイスティック装置を備えた作業用車両として、車体の上部に高所作業装置を備えた高所作業車について説明する。この高所作業車１は、車体２の前方に運転キャビン２ａを有し、前後輪３ａ，３ｂで走行可能なトラック車両をベースに構成される。車体２の後部には旋回モータ５１により駆動されて旋回動可能に構成された旋回台４が取り付けられている。そして、この旋回台４の上部に基部が枢結されて起伏シリンダ５２の伸縮作動により垂直面内に起伏動可能にブーム５が取り付けられている。

ブーム５は、基端ブーム５ａ、中間ブーム５ｂ、および、先端ブーム５ｃを入れ子式に組み合わせて、内蔵の伸縮シリンダ５３により伸縮動可能に構成されている。なお、ここではブーム５を三段伸縮ブーム構成としているが、二段若しくは四段以上のブームで構成される多段伸縮ブーム構成としても良い。

先端ブーム５ｃの先端部には、ブーム５の起伏作動面と同一面内（垂直面内）に揺動可能に垂直ポスト６が枢結されており、図示しないレベリングシステムによってブーム５の起伏動に拘わらず垂直ポスト６が常に垂直に延びて位置するようにレベリング制御される。そして、このように常時垂直に保持される垂直ポスト６に、図示しない首振りモータによって水平旋回動自在に（首振り動自在に）作業台７が取り付けられており、作業台７の床面はブーム５の起伏状態に拘わらず常に水平に保持される。なお、以降の説明において、旋回台４、ブーム５、垂直ポスト６、および、作業台７をまとめて「高所作業装置９」と呼ぶこととする。

車体２の前後左右の４箇所に、車体２の幅方向に拡幅自在で上下方向に伸縮自在なアウトリガジャッキ８が設けられている。高所作業を行うときには、周囲の障害物との相対位置関係に応じて作業者が左右のアウトリガジャッキ８をそれぞれ車体幅方向に拡幅伸長させ、下方に張り出させて車体２を持ち上げ支持する。なお、アウトリガジャッキ８の操作は車体２に設けられたジャッキ操作レバー１２により行われる。

以上のように構成された高所作業車１において、高所作業装置９の操作を行うために、作業台７に上部操作装置１０が設けられ、車体２に下部操作装置１１が設けられている。それでは、この作業台７に設けられた上部操作装置（ジョイスティック装置）１０の構成について、図１〜図３を用いて説明する。

上部操作装置１０は、基部２１から上方に延びるロッド部２２、このロッド部２２の先端部に回動操作自在に取り付けられたグリップ部２３、および、グリップ部２３の上部に固定されたヘッド部２４から構成される。なお、このヘッド部２４は、ロッド部２２に固定されており、グリップ部２３のみが回動操作可能に構成される。ロッド部２２は下端部を中心に前後左右に傾動操作自在であるが、この基部２１に対して回動しないように構成されており、この下端部には前後方向および左右方向のロッド部２２の傾動角度を検出してこの傾動角度に応じた検出値を出力する第１ポテンショメータ２５および第２ポテンショメータ２６が取り付けられている。また、グリップ２３の内部には、ロッド部２２の上下方向に延びる中心軸回りのグリップ部２３の回動角度を検出してこの回動角度に応じた検出値を出力する第３ポテンショメータ２７が取り付けられている。

この上部操作装置１０に対して、作業台７に搭乗した作業者は図１における矢印Ｒの方向（以降の説明では矢印Ｒの方向を「後方」とし、矢印Ｆの方向を「前方」とする）に立ってこの上部操作装置１０を操作する。グリップ部２３は、中心軸が上下方向に延びる多角柱形状（本実施例においては八角柱形状）をしており、平面視において、その外周面から左斜め前方（ロッド部２２から見て左斜め前方の約４５度の方向）に突出する第１の突起部２３ａ、前方に突出する第２の突起部２３ｂ、右斜め前方（ロッド部２２から見て右斜め前方の約４５度の方向）に突出する第３の突起部２３ｃ、および、右斜め後方（ロッド部２２から見て右斜め後方の約４５度の方向）に突出する第４の突起部２３ｄが形成されている。また、このグリップ部２３には、第１の突起部２３ａと第２の突起部２３ｂとの間の側面（左斜め前方側）が凹状に形成された第１の凹部２３ｅを有し、第２の突起部２３ｂと第３の突起部２３ｃとの間の側面（右斜め前方側）が凹状に形成された第２の凹部２３ｆを有し、さらに、第３の突起部２３ｃと第４の突起部２３ｄとの間の側面（右方側）が凹状に形成された第３の凹部２３ｇを有している。

また、ヘッド部２４は、中心軸が上下方向に延びる略円筒形状をしており、平面視においてその外周面から左斜め後方（ロッド部２２から見て左斜め後方の約４５度の方向）に、上下方向に延びる板状の２枚のガイド部２４ａ，２４ｂが形成され、その間にスイッチ２８が配設されている。なお、グリップ部２３の下面と基部２１の上面との間には、ロッド部２２の周りを覆うように蛇腹状のカバー２９が取り付けられている。

図４に示すように、上部操作装置１０を操作すると、第１〜第３のポテンショメータ２５〜２７およびスイッチ２８から操作信号ｓ１〜ｓ４がコントローラ３０に出力される。即ち、ロッド部２２を前後方向に傾動操作すると第１のポテンショメータ２５から操作信号ｓ１が出力され、ロッド部２２を左右方向に傾動操作すると第２のポテンショメータ２６から操作信号ｓ２が出力され、グリップ部２３を回動操作すると第３のポテンショメータ２７から操作信号ｓ３が出力され、スイッチ２８を押し込んでいる間だけ操作信号ｓ４が出力される。コントローラ３０は、スイッチ２８から操作信号ｓ４が出力されているときに、操作信号ｓ１〜ｓ３に基づいた作動信号ｓ５〜ｓ７を油圧ユニット４０に出力する。なお、図４では、電気的または光学的信号回路を実線で示し、油圧回路を点線で示している。

油圧ユニット４０は、作動油を溜めるタンク４１、エンジンまたは電気モータにより駆動されて所定油圧・流量の作動油を吐出する油圧ポンプ４２、油圧ポンプ４２から吐出される作動油を作動信号ｓ５〜ｓ７に基づいた供給方向および供給量で起伏シリンダ５２、伸縮シリンダ５３、および、旋回モータ５１に供給制御する電磁比例弁４３〜４５、温度上昇した作動油を冷却するオイルクーラ（図示せず）等から構成されている。そのため、コントローラ３０により、操作信号ｓ１に基づいて作動信号ｓ５を制御することにより、ロッド部２２の前後方向の傾動操作に応じてブーム５を起伏作動させ、操作信号ｓ２に基づいて作動信号ｓ６を制御することにより、ロッド部２２の左右方向の傾動操作に応じてブーム５を伸縮作動させ、操作信号ｓ３に基づいて作動信号ｓ７を制御することにより、グリップ部２３の回動操作に応じて旋回台４を旋回作動させることができる。

なお、この上部操作装置１０が図１〜図３の状態にあるとき、すなわち、ロッド部２２が基部２１から略垂直方向に延び、グリップ部２３の第１〜第４の突起部２３ａ〜２３ｄが上述の位置にあるときを中立位置とし、この中立位置にあるときは操作信号ｓ１〜ｓ３は出力されないように構成されている。また、この上部操作装置１０に設けられた弾性部材等（図示せず）により、作業者が上部操作装置１０を操作する力を緩めるか、若しくは、手を離すことにより、この弾性部材により中立位置に戻されるように構成されている。

このように構成された上部操作装置１０を操作するときは、作業者はこの上部操作装置１０の後方から、右手の手のひらを下方に向けるとともに、指先を前方に延ばした状態で、手のひらの親指の付け根に近い部分をヘッド部２４の上部に載せる。そして、親指の腹の部分をスイッチ２８に当て、人差し指をグリップ部２３の第１および第２の突起部２３ａ，２３ｂの間から第１の凹部２３ｅに載せ、中指を第２および第３の突起部２３ｂ，２３ｃの間から第２の凹部２３ｆに載せ、薬指を第３および第４の突起部２３ｃ，２３ｄの間から第３の凹部２３ｇに載せ、小指を第４の突起部２３ｄの後方側に置いて、４本の指でグリップ部２３を把持する。

このようにすると、グリップ部を回動操作するときに、少なくとも人差し指、中指、および、薬指が第１〜第３の凹部２３ｅ〜２３ｇに挿入されるため、これら３本の指でグリップ部２３の回動操作を容易に行うことができる。また、手のひら全体でグリップ部２３およびヘッド部２４を把持するため、ロッド部２２の傾動操作も容易に行うことができ、傾動操作と回動操作を同時に行うことも容易になる。さらに、スイッチ２８がヘッド部２４の側面における左斜め後方（後方から左方の９０度の範囲内）に配置されているため、上述のようにグリップ部２３およびヘッド部２４を把持したときの親指の位置にスイッチ２８が位置して力を掛け易く、操作が容易となる。

特に、この上部操作装置１０を操作するときは、親指でスイッチ２８を必ず押圧しているため、この親指を中心にグリップ部２３を回動操作することになり、親指の位置が固定され、この親指を中心に位置決めすることにより、作業者はどの程度グリップ部２３を回動させたかを容易に認識することができ、高所作業装置９の旋回量の調整が容易になる。また、作業者がこの上部操作装置１０を把持するときに、第１〜第４の突起部２３ａ〜２３ｄをガイドとすることにより、グリップ部２３に対する指の位置決めが容易になる。

なお、以上の第１〜第４の突起部２３ａ〜２３ｄおよびスイッチ２８の配置は、この上部操作装置１０を右手で操作することを想定した場合であり、左手で操作するように構成する場合は、左右の配置を逆にすることで対応可能である。

本発明に係るジョイスティック装置（上部操作装置）の平面図である。 図１において、上記ジョイスティック装置をII方向から見た側面図である。 図１において、上記ジョイスティック装置III方向から見た側面図である。 高所作業装置の制御方法を示すブロック図である。 本発明に係るジョイスティック装置が用いられる高所作業車の側面図である。

符号の説明

１０ 上部操作装置（ジョイスティック装置）
２１ 基部
２２ ロッド部
２３ グリップ部
２３ａ 第１の突起部
２３ｂ 第２の突起部
２３ｃ 第３の突起部
２３ｄ 第４の突起部
２３ｅ 第１の凹部
２３ｆ 第２の凹部
２３ｇ 第３の凹部
２４ ヘッド部
２８ スイッチ

Claims (4)

1. 基部から上方に延びて設けられたロッド状の部材であって、上方に延びる軸線を中心とする回動はしないが前記基部に対して前記軸線が傾動する傾動操作が可能に構成されたロッド部と、
   前記ロッド部の上端部に前記軸線を中心として回動自在に取り付けられたグリップ部と、
   前記グリップ部の上部に位置して前記ロッド部に固定され、操作者が手のひらを当てて把持可能なヘッド部と、
   前記ヘッド部の側部に取り付けられ、操作者が手のひらを当てて前記ヘッド部を把持した状態で前記手の第１の指で操作可能なスイッチと、を備え、
   操作者が手のひらを当てて前記ヘッド部を把持しつつ前記第１の指で前記スイッチを操作した状態のまま、前記第１の指以外の指で前記グリップ部を回動させる操作が可能で、且つ前記手を動かして前記ロッド部を傾動させる操作が可能となるように構成されたジョイステック装置において、
   平面視において前記ジョイスティック装置の後側に位置した操作者が右手の手のひらを前記ヘッド部に当てて前記ヘッド部を把持するように構成されており、
   前記スイッチは、前記ヘッド部の側部に平面視における左斜め後方に取り付けられ、
   前記グリップ部の側部に、平面視において、
   左斜め前方に形成された第１の凹部と、
   右斜め前方に形成された第２の凹部と、
   右方に形成された第３の凹部と、を有することを特徴とするジョイスティック装置。
2. 前記第１の指が親指であることを特徴とする請求項１に記載のジョイスティック装置。
3. 前記グリップ部の側部に、平面視において、
   前記第１の凹部より左方の前記側部に、左斜め前方に突出する第１の突起部と、
   前記第１および第２の凹部の間であって、前方に突出する第２の突起部と、
   前記第２および第３の凹部の間であって、右斜め前方に突出する第３の突起部と、
   前記第３の凹部より右方の前記側部に、右斜め後方に突出する第４の突起部とが形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のジョイスティック装置。
4. 前記ロッド部の傾動操作および前記グリップ部の回動操作に応じて操作信号を出力する手段を有し、前記スイッチを操作している間においてのみ前記操作信号を有効とするように構成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のジョイスティック装置。

Images