作业机械的操作装置、以及作业机械的制作方法

本公开涉及作业机械的操作装置、以及作业机械。

背景技术：

以往，提出有以下那样的装置。轮式装载机具备驾驶室。驾驶室在内部具备控制台箱。在控制台箱的上表面配置有开关面板。开关面板包括车速挡位切换开关(例如，参照日本特开2008-144942号公报(专利文献1))。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-144942号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

在轮式装载机中，存在对与作业相对应的车速进行限制的要求。在切换作业种类时，也切换车速限制的设定。存在在例如泥泞地中进行车速的精密的设定而在空载行驶时不进行车速限制等、使得在扩大车速限制的调整挡位的同时能够一点一点地设定车速那样的要求。谋求能够通过简单的操作来满足这些要求。

在本公开中，提供一种能够对操作者适当地给予进行了操作时的感觉的作业机械的操作装置。

用于解决课题的手段

根据本公开，提供一种作业机械的操作装置。操作装置具备基座部、接触部、施力部、以及操作输入部。基座部具有多个具有第一尺寸的第一孔部。基座部具有多个具有与第一尺寸不同的第二尺寸的第二孔部。相邻的两个第一孔部的配置间隔与相邻的两个第二孔部的配置间隔不同。接触部与基座部接触。接触部能够相对于基座部相对移动，并选择性地卡合于多个第一孔部以及多个第二孔部中的任一个。施力部对接触部作用使接触部与基座部接触的方向的作用力。操作输入部接受输入操作，从而使接触部相对于基座部相对移动。

发明效果

根据本公开所涉及的操作装置，能够对操作者适当地给予进行了操作时的感觉。

附图说明

图1是示出基于实施方式的轮式装载机的结构的概要的侧视图。

图2是示出图1所示的驾驶室内部的驾驶席周围的结构的俯视图。

图3是拨盘的立体图。

图4是拨盘的局部剖视图。

图5是基座部的俯视图。

图6是示出滚珠部向第一孔部的卡合的示意图。

图7是示出滚珠部向第二孔部的卡合的示意图。

图8是示出针对拨盘操作的车速限制的图表。

图9是示出阻力施加部的结构的剖视图。

具体实施方式

以下，基于附图对实施方式进行说明。在以下的说明中，对于相同部件标注有相同的附图标记。它们的名称以及功能也相同。因此，不重复关于它们的详细说明。

[整体结构]

在实施方式中，作为能够应用本公开的思想的作业机械的一例，列举轮式装载机10为例进行说明。图1是示出基于实施方式的轮式装载机10的结构的概要的侧视图。

如图1所示，轮式装载机10具备前框架12、后框架14、前轮27、后轮28、工作装置16、驾驶室(cab)30、驾驶席41、以及发动机罩17。

在以下的说明中，将轮式装载机10直行行驶的方向称作轮式装载机10的前后方向。在轮式装载机10的前后方向上，将相对于前框架12以及后框架14而配置有工作装置16的一侧设为前方向，将与前方向相反的一侧设为后方向。轮式装载机10的左右方向是指俯视下与前后方向正交的方向。在向前方向观察时，左右方向的右侧、左侧分别是右方向、左方向。轮式装载机10的上下方向是与由前后方向以及左右方向确定的平面正交的方向。在上下方向上，地面所在的一侧是下侧，天空所在的一侧是上侧。

由前框架12以及后框架14构成铰接构造的车身框架。前框架12设置于后框架14的前方。前框架12通过中心销(未图示)而以能够旋转的方式连接于后框架14。前框架12相对于后框架14的旋转中心是沿上下方向延伸的轴。

前框架12以及后框架14通过转向缸(未图示)而连结。转向缸在左右设置有一对。通过转向缸进行伸缩驱动，从而前框架12以上述的中心销为中心左右旋转。

前轮27以及后轮28是轮式装载机10的行驶轮。前轮27设置于前框架12。前轮27在左右设置有一对。后轮28设置于后框架14。后轮28在左右设置有一对。

工作装置16设置于前框架12。工作装置16具有动臂21、铲斗24、动臂缸25、双臂曲柄22、铲斗缸26、以及连杆23。

驾驶室30以及发动机罩17设置于后框架14。驾驶室30设置于工作装置16的后方。发动机罩17设置于驾驶室30的后方。在发动机罩17内收容有工作油箱、发动机、液压泵以及空气滤清器等。

驾驶室30划分形成供操作员搭乘的室内空间。在驾驶室30的侧面设置有门32。门32在操作员进入或离开驾驶室30时开闭。驾驶席41设置于由驾驶室30划分形成的室内空间。操作员在驾驶室30中，坐在驾驶席41上来进行轮式装载机10的行驶操作、以及工作装置16的操作。

[驾驶室30内部的结构]

图2是示出图1所示的驾驶室30内部的驾驶席周围的结构的俯视图。如图2所示，驾驶席41具有坐垫43和椅背42。坐垫43是供操作员坐下的座椅部位。椅背42设置为从坐垫43的后端部向上方立起。椅背42是成为操作员的靠背的座椅部位。

在驾驶室30内部的驾驶席41的前方，设置有方向盘、加速踏板、制动踏板以及监视器装置等(均未图示)。在驾驶室30内部的驾驶席41的右侧方配置有扶手46和控制台51。

控制台51具有框体部52。框体部52具有框体形状，且形成控制台51的外观。框体部52与坐垫43在左右方向上排列。框体部52在左右方向上与坐垫43隔开间隙地排列。

框体部52具有上表面53。在上表面53设置有操作部54。操作员对操作部54进行操作，由此对轮式装载机10的动作、更详细而言对轮式装载机10的行驶以及工作装置16的动作进行控制。操作部54包括为了控制工作装置16(动臂21以及铲斗24)的动作而被操作的操作杆55、56、以及为了控制轮式装载机10的行驶而被操作的拨盘装置57。

操作杆55、56设置为能够沿着前后方向滑动。拨盘装置57设置为能够旋转。拨盘装置57配置于比操作杆55、56远离驾驶席41的位置。拨盘装置57配置于比操作杆55、56靠后方的位置。

扶手46用作操作员的搭肘部。扶手46配置于比控制台51的上表面53靠上方的位置。扶手46具有上表面47。上表面47构成供操作员的肘部放置的搭肘面。

[拨盘装置57的结构]

接着，对基于实施方式的操作装置的一例、即拨盘装置57的结构的详情进行说明。图3是拨盘装置57的立体图。图4是拨盘装置57的局部剖视图。

如图3、4所示，拨盘装置57具有拨盘主体61。拨盘主体61在俯视下形成为大致圆形。拨盘主体61被圆环状的安装环部65包围。安装环部65固定于控制台51。拨盘主体61构成为能够相对于安装环部65向两个方向在一定的角度范围内旋转。拨盘主体61构成为能够相对于控制台51旋转。

操作旋钮62与拨盘主体61一体形成。操作旋钮62具有从拨盘主体61向上方隆起、并在大致圆形的拨盘主体61的整个直径范围内延伸的凸条状的形状。操作员利用手指、例如利用拇指和食指捏住操作旋钮62并使其旋转，由此旋转操作拨盘装置57。

在操作旋钮62的一端刻有基准标识63。基准标识63示出操作旋钮62的旋转方向位置。基准标识63示出拨盘主体61相对于控制台51的调整位置。也可以在安装环部65或者控制台51形成有示出与拨盘主体61的调整位置对应的调整量的调整量显示标识。

在拨盘主体61的下方设置有旋转动作部70。旋转动作部70安装于拨盘主体61，并在拨盘主体61旋转时与拨盘主体61一起旋转。旋转动作部70构成为能够相对于控制台51相对旋转。旋转动作部70具有轴部71、弹簧部73、按压部74、以及接触部76。

轴部71从拨盘主体61向下方延伸。轴部71以与拨盘主体61的旋转中心同心的方式配置。轴部71安装于拨盘主体61的旋转中心。

在旋转动作部70形成有沿上下方向延伸的引导筒部72。引导筒部72呈中空圆筒状，且在旋转动作部70的一个以上的部位形成。在图4所示的旋转动作部70中，引导筒部72在两个部位，形成于以拨盘主体61的旋转中心作为对称轴的点对称的位置。

在各个引导筒部72内收容有弹簧部73和接触部76。弹簧部73是螺旋弹簧，构成为在引导筒部72的延伸方向即上下方向上伸缩自如。在引导筒部72的上端部配置有按压部74。弹簧部73的上端与按压部74抵接。弹簧部73的下端与接触部76抵接。接触部76能够伴随着弹簧部73的伸缩而沿上下方向移动。另一方面，按压部74无法沿上下方向移动。

接触部76具有收容于两个部位的引导筒部72中的一方的第一滚珠部77、以及收容于两个部位的引导筒部72中的另一方的第二滚珠部78。第一滚珠部77和第二滚珠部78具有球形状。第一滚珠部77和第二滚珠部78具有相同的直径。第一滚珠部77和第二滚珠部78具有相同的形状。

在旋转动作部70的下方设置有基座部80。在拨盘主体61与基座部80之间配置有旋转动作部70。接触部76与基座部80的上表面接触。弹簧部73对接触部76作用有朝下的作用力。弹簧部73对接触部76作用有使接触部76与基座部80接触的方向的作用力。弹簧部73相当于实施方式的施力部。

基座部80与拨盘主体61以及旋转动作部70不同，构成为无法相对应于控制台51相对旋转。通过由操作员操作拨盘主体61，从而拨盘主体61以及旋转动作部70相对于控制台51相对旋转，且此时接触部76相对于基座部80相对移动。接触部76在维持着与基座部80的接触的状态下，相对于基座部80相对地一边摩擦一边滑动。操作员操作的拨盘主体61、以及成为拨盘主体61和旋转动作部70的旋转中心轴的轴部71构成通过接受输入操作而使接触部76相对于基座部80相对移动的、实施方式的操作输入部。

在基座部80形成有贯穿孔81。贯穿孔81将基座部80沿厚度方向贯通。轴部71穿过贯穿孔81。轴部71以贯通贯穿孔81的方式配置。

在基座部80的下表面安装有电位计90。在电位计90形成有轴孔91。轴孔91与基座部80的贯穿孔81连通。电位计90以轴孔91与贯穿孔81同心的方式被相对于基座部80定位。轴部71插入轴孔91内。轴部71的下端部配置于轴孔91的内部。

电位计90将轴部71的相对位移量转换为电信号。电位计90将轴部71的旋转角、即拨盘主体61以及旋转动作部70的旋转角转换为电信号。电位计90检测拨盘主体61以及旋转动作部70的旋转角，并输出与旋转角对应的电压。

在电位计90连接有电缆92的一端。电缆92的另一端连接于端子94。电位计90与端子94通过电缆92而电连接。由电位计90检测出的与旋转角对应的电信号经由端子94向外部输出。

[基座部80的结构]

图5是基座部80的俯视图。在基座部80形成有参照图4所说明过的贯穿孔81，除此之外还形成有第一孔部83和第二孔部84。

第一孔部83和第二孔部84在俯视下形成为圆形。第二孔部84的直径与第一孔部83的直径不同。第二孔部84具有比第一孔部83大的直径。第二孔部84形成为直径比第一孔部83大。第二孔部84具有与第一孔部83的尺寸不同的尺寸。

第一孔部83形成有多个。在图5所示的例子中，在基座部80形成有18个第一孔部83。第二孔部84形成有多个。在图5所示的例子中，在基座部80形成有5个第二孔部84。第一孔部83形成为数量比第二孔部84多。

多个第一孔部83排列配置。多个第二孔部84在与第一孔部83不同的位置排列配置。第一孔部83和第二孔部84以将贯穿孔81夹在中间的方式配置。

图5所示的中心c表示贯穿孔81的中心。多个第一孔部83排列配置成以中心c为中心的圆弧状。多个第二孔部84排列配置成以中心c为中心的圆弧状。多个第一孔部83和多个第二孔部84在以中心c为中心的同一圆上排列配置。

多个第一孔部83以相等间隔配置。多个第二孔部84以不均等的间隔配置。相邻的两个第一孔部83的配置间隔与相邻的两个第二孔部84的配置间隔不同。多个第一孔部83的中心之间的距离全部相等。多个第二孔部84的中心之间的距离不全部相等，至少包括一个中心之间的距离不同的第二孔部84。

图5所示的5根单点划线表示通过5个第二孔部84各自的中心和贯穿孔81的中心即中心c的直线。通过第二孔部84a的中心的单点划线通过第一孔部83a的中心。通过第二孔部84b的中心的单点划线通过第一孔部83b的中心。通过第二孔部84c的中心的单点划线通过第一孔部83c的中心。通过第二孔部84d的中心的单点划线通过第一孔部83d的中心。通过第二孔部84e的中心的单点划线通过第一孔部83e的中心。

在第一孔部83a与第一孔部83b之间形成有4个第一孔部83。在第一孔部83b与第一孔部83c之间形成有两个第一孔部83。在第一孔部83c与第一孔部83d之间形成有3个第一孔部83。在第一孔部83d与第一孔部83e之间形成有4个第一孔部83。

因此，第二孔部84a与第二孔部84b之间的间隔比第二孔部84b与第二孔部84c之间的间隔大。第二孔部84c与第二孔部84d之间的间隔比第二孔部84a与第二孔部84b之间的间隔小，且比第二孔部84b与第二孔部84c之间的间隔大。第二孔部84d与第二孔部84e之间的间隔和第二孔部84a与第二孔部84b之间的间隔相等。像这样，第二孔部84以不均等的间隔配置。

图6是示出第一滚珠部77向第一孔部83的卡合的示意图。图7是示出第二滚珠部78向第二孔部84的卡合的示意图。第一滚珠部77能够选择性地卡合于多个第一孔部83之中的任一个。第二滚珠部78能够选择性地卡合于多个第二孔部84之中的任一个。第一孔部83相当于实施方式的第一卡合部。第二孔部84相当于实施方式的第二卡合部。

图6所示的直径d1表示第一孔部83的直径。图7所示的直径d2表示第二孔部84的直径。直径d1相当于实施方式的第一尺寸。直径d2相当于实施方式的第二尺寸。

第二孔部84的直径d2比第一孔部83的直径d1大。与第一滚珠部77卡合于第一孔部83时第一滚珠部77进入第一孔部83内的深度相比，第二滚珠部78卡合于第二孔部84时第二滚珠部78进入第二孔部84内的深度更大。与从第一孔部83拔出第一滚珠部77以解除第一滚珠部77与第一孔部83的卡合所需要的力相比，从第二孔部84拔出第二滚珠部78以解除第二滚珠部78与第二孔部84的卡合所需要的力更大。

如参照图4所说明过的那样，两个部位的引导筒部72形成于以拨盘主体61的旋转中心作为对称轴的点对称的位置。收容于两个部位的引导筒部72中的一方的第一滚珠部77和收容于两个部位的引导筒部72中的另一方的第二滚珠部78配置于以拨盘主体61的旋转中心作为对称轴的点对称的位置。

一并参照图5，在第一滚珠部77以及第二滚珠部78相对于基座部80以中心c为中心相对旋转移动时，存在第一滚珠部77卡合于第一孔部83且第二滚珠部78卡合于第二孔部84的情况、以及第一滚珠部77卡合于第一孔部83而第二滚珠部78不卡合于第二孔部84的情况。例如，在第一滚珠部77卡合于第一孔部83a时，第二滚珠部78卡合于第二孔部84a。在第一滚珠部77移动而卡合于与第一孔部83a相邻的第一孔部83时，第二滚珠部78位于第二孔部84a与第二孔部84b之间，第二滚珠部78与任意的第二孔部84均不卡合。

在第二滚珠部78未卡合于第二孔部84的情况下，为了使拨盘主体61旋转所需要的转矩只要具有使第一滚珠部77从第一孔部83拔出的大小即可。另一方面，在第二滚珠部78卡合于第二孔部84的情况下，为了使拨盘主体61旋转所需要的转矩被要求使第二滚珠部78从第二孔部84拔出的大小。

根据第二滚珠部78嵌合于第二孔部84时所产生的较大的咔哒感，操作拨盘主体61的操作员能够识别第二滚珠部78卡合于第二孔部84中的哪个。根据为了解除第二滚珠部78与第二孔部84的卡合而需要较大的操作力的情况，操作员也能够识别第二滚珠部78卡合于第二孔部84中的哪个。另一方面，根据咔哒感较小的情况、以及能够以较小的操作力来旋转拨盘主体61的情况，操作员能够识别第二滚珠部78未卡合于第二孔部84而第一滚珠部77卡合于第一孔部83的状态。

这样，在第一滚珠部77卡合于第一孔部83而第二滚珠部78未卡合于第二孔部84时、以及在第一滚珠部77卡合于第一孔部83且第二滚珠部78卡合于第二孔部84时，能够对操作拨盘主体61的操作员给予不同的操作感。因此，能够对操作员适当地给予操作了拨盘装置57时的感觉。操作员无需目视拨盘装置57，便能够通过指间的感觉来感知第二滚珠部78是否卡合于第二孔部84。

若将尺寸不同的第一孔部83和第二孔部84在一列上排列并打乱它们的顺序，则在两个第一孔部83相邻的部位、以及第一孔部83与第二孔部84相邻的部位，孔的边缘之间的距离变得不同。在实施方式的基座部80中，第一孔部83和第二孔部84配置于不同的位置，因此能够等间隔地形成多个第一孔部83。由此，能够考虑机械加工的精度极限来进一步缩小第一孔部83的间隔。

多个第一孔部83和多个第二孔部84以将贯穿孔81夹在中间的方式配置，因此能够提高形成有第一孔部83和第二孔部84的基座部80的平衡。

第一孔部83和第二孔部84排列配置为以中心c为中心的圆弧状，因此，能够使伴随着拨盘主体61的操作而以描绘圆弧状的轨迹的方式移动的接触部76可靠地选择卡合于多个第一孔部83以及多个第二孔部84中的任一个。

图8是示出针对拨盘操作的车速限制的图表。图8的图表的横轴表示相当于形成有18个第一孔部83的位置的18个设定点。18个设定点与进行拨盘主体61的操作时第一滚珠部77卡合于第一孔部83而得到操作感的位置对应。图8的图表的纵轴表示轮式装载机10的车速。

图8中的菱形的标记(blot)表示18个第一孔部83形成于从1到18为止的各设定点。图8中的空心矩形的标记表示形成有5个第二孔部84的设定点。第二孔部84形成于18个设定点中的第一、第六、第九、第十三以及第十八的设定点。第一、第六、第九、第十三以及第十八的设定点与进行拨盘主体61的操作时第二滚珠部78卡合于第二孔部84而得到不同的操作感的位置对应。

一并参照图5，在第一设定点形成有第一孔部83a以及第二孔部84a。在第二～第五设定点形成有第一孔部83，而未形成第二孔部84。在第六设定点形成有第一孔部83b以及第二孔部84b。在第七、第八设定点形成有第一孔部83，而未形成第二孔部84。在第九设定点形成有第一孔部83c以及第二孔部84c。

在第十～第十二设定点形成有第一孔部83，而未形成第二孔部84。在第十三设定点形成有第一孔部83d以及第二孔部84d。在第十四～第十七设定点形成有第一孔部83，而未形成第二孔部84。在第十八设定点形成有第一孔部83e以及第二孔部84e。

实施方式的拨盘装置57是为了规定轮式装载机10行驶的车速的最大值而被操作的车速限制拨盘。能够将第六设定点设定为前进第一挡的最大车速。能够将第九设定点设定为前进第二挡的最大车速。能够将第十三设定点设定为前进第三挡的最大车速。能够将第十八设定点设定为前进第四挡的最大车速。

操作员无需目视拨盘装置57，便能够通过指尖的感觉来感知基于车速限制拨盘的最大车速的设定是前进第一挡、第二挡、第三挡或者第四挡中的哪个设定。此外，能够通过变更使第一滚珠部77与哪个第一孔部83卡合的设定而在各速度挡中进一步细分设定最大车速。在前进第一挡的设定中，能够进行与第一～第六设定点对应的、6个阶段的车速设定。因此，在轮式装载机10正在泥泞地中行驶的情况、或者轮式装载机10处于除雪作业中的情况下等，能够精细地设定最大车速被规定得较小时的车速。

图9是示出阻力施加部的结构的剖视图。在图9中，图示出电位计90、以及穿过电位计90的轴孔91的轴部71的剖面。如图9所示，在电位计90与轴部71之间插入有板簧96。板簧96由弯折成多角形的弹性金属薄板形成。板簧96以其各弯折边的中心被轴部71的外周面向径向外侧按压而挠曲了的状态被保持。

在欲使轴部71相对于电位计90相对旋转时，在板簧96与轴部71之间产生摩擦力。该摩擦力使针对轴部71的旋转的阻力增加。板簧96相当于实施方式的阻力施加部。

通过设为具备上述那样的阻力施加部的结构，从而抑制第一滚珠部77未卡合于第一孔部83时的、由第一滚珠部77的滑动引起的相对于基座部80的相对移动。由此，通过操作员进行的拨盘主体61的旋转操作，在第一滚珠部77欲向相邻的第一孔部83移动时，抑制第一滚珠部77顺势越过相邻的第一孔部83而移动的情况。通过使第一滚珠部77进入了第一孔部83的状态稳定，从而能够更可靠地使第一滚珠部77卡合于多个第一孔部83中的任一个。

在上述的实施方式的说明中，作为操作装置而以车速限制拨盘为例进行了说明。不局限于车速限制拨盘，也可以将本公开的操作装置应用于指令转矩的限制值的拨盘、或者设定发动机转数的燃料拨盘等其他种类的拨盘装置。

实施方式的第一卡合部以及第二卡合部由形成于基座部80的第一孔部83以及第二孔部84构成，但第一卡合部以及第二卡合部并不局限于孔。形成于基座部80的上表面的突起部可以构成第一卡合部以及第二卡合部。

操作装置并不局限于拨盘。例如，操作装置也可以具备能够进行滑动操作的操作输入部。在该情况下，第一卡合部以及第二卡合部并非排列配置成圆弧状而是在直线上排列配置，由此能够实现滑动移动的接触部能够与第一卡合部以及第二卡合部中的任一个相对卡合的结构。

第一卡合部排列的列与第二卡合部排列的列可以平行地延伸。第一卡合部排列的列与第二卡合部排列的列可以在同一线上。也可以在第一卡合部排列的列中包含第二卡合部。

应认为本次公开的实施方式在所有方面均是例示性的而非限制性的。本发明的范围并非由上述的说明而是由技术方案表示，且旨在包含与技术方案等同的意义以及范围内的所有变更。

附图标记说明：

10...轮式装载机；12...前框架；14...后框架；16...工作装置；17...发动机罩；21...动臂；22...双臂曲柄；23...连杆；24...铲斗；25...动臂缸；26...铲斗缸；27...前轮；28...后轮；30...驾驶室；32...门；41...驾驶席；42...椅背；43...坐垫；46...扶手；47、53...上表面；51...控制台；52...框体部；54...操作部；55、56...操作杆；57...拨盘装置；61...拨盘主体；62...操作旋钮；63...基准标识；65...安装环部；70...旋转动作部；71...轴部；72...引导筒部；73...弹簧部；74...按压部；76...接触部；77...第一滚珠部；78...第二滚珠部；80...基座部；81...贯穿孔；83...第一孔部；84...第二孔部；90...电位计；91...轴孔；92...电缆；94...端子；96...板簧。