电动式操作装置.pdf

本发明提供一种电动式操作装置，其具有使配备在旋转式电位计上的旋转臂保持在中立位置的受扭螺旋弹簧，能够使旋转臂可靠地复位到原来的中立位置。旋转式电位计(11)的结构为，具备：受扭螺旋弹簧(21)，其具有与旋转轴(13)一体设置的、根据操作杆(2)向所定的一个方向及反方向的摇动操作而转动的转动臂(14)，并使该转动臂(14)保持中立；栓(19)，其设置在转动臂(14)上、在转动臂(14)旋转时使受扭螺旋弹簧(21)张开；保持轴(20)，其保持受扭螺旋弹簧(21)的螺旋部(21c)；同时具备罩部件(22)，其具有对在中间位置的受扭螺旋弹簧(21)的螺旋部(21c)在所述一个方向及反方向的运动进行限制的一对导向部(22a、22b)。

1.  一种电动式操作装置，其具备：
由操作员向所定的一个方向或与该所定的一个方向相反的方向进行摇动操作的操作部件；伴随着该操作部件的摇动操作而摇动的摇动部件；支撑该摇动部件的支撑轴；具有伴随所述摇动部件的摇动而转动的转动轴，并输出与该转动轴的转动相应的转动角信号的转动式电位计；在所述支撑轴上一体设置的、向所述旋转式电位计方向延伸设置的延长臂；在与包含有该延长臂的转动区域的平面平行的竖直面内可转动地与该延长臂连结的同时，在所述旋转式电位计的所述旋转轴上一体设置的转动臂；分别相对于操作所述操作部件的所述所定的一个方向以及所述反方向，通过所定的间隙使该转动臂和所述延长臂连结起来的连杆部；把所述旋转式电位计的所述转动臂保持在中立位置的受扭螺旋弹簧；在所述转动臂上设置的、在所述转动臂转动时使所述受扭螺旋弹簧张开的张开部；在所述转动式电位计上设置的、保持所述受扭螺旋弹簧的螺旋部的保持轴，其特征在于：
具备对在中立位置的所述受扭螺旋弹簧的螺旋部在所述所定的一个方向以及所述反方向的动作进行限制的限制机构。

2.  根据权利要求1所述的电动式操作装置，其特征在于：
具备对所述受扭螺旋弹簧在与所述所定的一个方向以及所述反方向正交的方向的动作进行限制的罩部件，同时，
所述限制机构由在所述罩部件上配备的、在中立位置与所述受扭螺旋弹簧的所述螺旋部的两个侧部接触的一对导向部组成。

3.  根据权利要求2所述的电动式操作装置，其特征在于：
所述罩部件由金属材料做成，同时，所述导向部弯曲而成。

4.  根据权利要求2或3所述的电动式操作装置，其特征在于：
所述旋转式电位计的所述保持轴具有螺纹部的同时，具备与该保持部的螺纹部螺纹结合而把所述罩部件固定在所述保持轴的螺钉。

5.  根据权利要求1至4所述的电动式操作装置，其特征在于：
所述张开部由在所述转动臂上形成的栓组成。

6.  一种电动势操作装置，其具备：
由操作员摇动操作的操作部件；伴随着该操作部件的摇动操作而摇动的摇动部件；支撑该摇动部件的支撑轴；具有伴随所述摇动部件的摇动而转动的转动轴并输出与该转动轴的转动相应的转动角信号的旋转式电位计；在所述支撑轴上一体设置的、向所述旋转式电位计方向延伸设置的延长臂；在与包含有该延长臂的转动区域的平面平行的竖直面内可转动地与该延长臂连结的同时，在所述旋转式电位计的所述旋转轴上一体地设置的转动臂；把所述旋转式电位计的所述转动臂保持在中立位置的受扭螺旋弹簧；限制中立位置的受扭螺旋弹簧的臂部动作的挡块；在所述转动臂转动时使所述受扭螺旋弹簧的所述臂部张开的张开部，其特征在于：
所述张开部由旋转体组成。

7.  根据权利要求6所述的电动式操作装置，其特征在于：
所述旋转体由轴承构成。

8.  根据权利要求7所述的电动式操作装置，其特征在于：
在所述旋转式电位计的主体上设置所述挡块，把所述轴承旋转自如地安装在形成于所述旋转式电位计的所述转动臂上的轴部。

9.  根据权利要求7所述的电动式操作装置，其特征在于：
在所述旋转式电位计的所述转动臂上设置所述挡块，把所述轴承旋转自如地安装在形成于所述旋转式电位计的主体上的轴部。

电动式操作装置
技术领域
本发明涉及液压挖掘机等上所配备的电动式操作装置，其具有：旋转式电位计，该电位计具备由操作员进行操作的随操作部件的摇动操作而转动的转动臂和使该转动臂保持在中立位置的受扭螺旋弹簧。
背景技术
作为这种原有技术，公知的有专利文献1(特开2003-157122号公报)所示的技术。该专利文献1所示的原有技术具备旋转式电位计，其具备：利用操作员向所定的一个方向或与该所定的一个方向相反的方向摇动操作的操作部件，即操作杆；伴随该操作杆的摇动而摇动的万向接头以及凸轮组成的摇动部件；支撑该摇动部件的支撑轴，同时，具有伴随摇动部件的摇动而转动的转动轴，输出与该旋转轴的转动相应的转动角信号。
此外，还具备：一体设置在支撑轴上、向旋转式电位计方向延伸设置的延长臂；在与包括该延长臂的转动区域的平面平行的竖直面内可转动地与该延长臂连接，同时，一体设置在旋转式电位计的转动轴上的转动臂；把该转动臂和所述延长臂相对于操作杆操作的所述所定方向及其反方向通过所定的间隙连接起来的连杆部。
再有，还具备在中立位置保持旋转式电位计的转动臂的受扭螺旋弹簧；在转动臂上设置的、在转动臂转动时使受扭螺旋弹簧张开的张开部，即突起状的挡块；在旋转式电位计的主体上设置的、保持受扭螺旋弹簧的螺旋部的保持轴。
这样构成的专利文献1所述的原有技术，一旦例如向所定的一个方向摇动操作杆，延长臂便以支撑轴为中心转动，伴随于此，通过连杆部，转动臂转动。因此，在转动臂上一体设置的旋转式电位计的转动轴旋转，输出与操作杆的操作量相应的转动角信号。根据该转动角信号，液压挖掘机上所配备的臂缸等传动装置被驱动。
在此，所述专利文献1中没有明记，利用图12对所述受扭螺旋弹簧的螺旋部和在旋转式电位计上设置的保持受扭螺旋弹簧的保持轴之间的关系进行说明。
在该图12中，示出了在旋转式电位计上设置的保持轴30，在该保持轴30保持有螺旋部21c的受扭螺旋弹簧21，旋转式电位计的转动轴13，在旋转式电位计上设置的可分别与受扭螺旋弹簧21的螺旋部21c连起来设置的臂部21a、21b接触的挡块18，在与转动轴13一体设置的未图示出的转动臂上形成的张开受扭螺旋弹簧21的张开部，即栓19。栓19相当于所述专利文献1中所示的构成张开部的突起状的挡块。
该图12的(a)图所示的是操作杆被保持在中立位置时的受扭螺旋弹簧21的状态。挡块18的直径A和栓19的直径B被设定成相同的尺寸，在图12的(a)图所示的中立位置，由于受扭螺旋弹簧21的臂部21a、21b分别与挡块18以及栓19接触，这些臂21a、21b之间的间隔L与挡块18的直径A以及栓19的直径B相同。
在这样位于中立位置时，假设保持轴30地直径C设定成与受扭螺旋弹簧21的螺旋部21c的内径相等时，如图12的(b)图所示那样，通过栓19伴随转动臂的转动而移动，受扭螺旋弹簧21的例如臂21a张开时，由于受扭螺旋弹簧21的螺旋部21c收缩使得直径变小，使保持轴30紧固，对螺旋部21c作用过大的张力，螺旋部21c有可能破损。
因此，通常保持受扭螺旋弹簧21的保持轴30的直径设定成比中立时受扭螺旋弹簧21的螺旋部21c的内径更小。
然而，原来是如上所述那样，保持受扭螺旋弹簧21的保持轴30的直径设定成比中立时的受扭螺旋弹簧21的内径更小，也因此产生了问题，以下对该问题进行说明。
图13是表示原有技术中具备的旋转式电位计的主要部位的结构的图，(a)图是正视图，(b)图是与(a)图的H1截面相应的图，(c)图是与(b)图的H2截面相应的图，图14是说明原有技术中产生的问题的图，(a)图是表示向所定的一个方向对操作杆进行操作时产生的问题的图，(b)图是表示向与所定的一个方向相反的方向对操作杆进行操作时产生的问题的图，图9是表示原有技术中旋转式电位计的输出特性的图。
图13、14中所示的是把在旋转式电位计11上设置的保持轴20的直径设定成比受扭螺旋弹簧21的螺旋部21c的内径更小的状态。此外，还表示了与旋转式电位计11的转动轴13一体设置的转动臂14。在该转动臂14上形成有构成连杆部的长槽15。再有，在图13的(b)图中，表示了对沿转动轴13的轴向的移动进行限制的罩部件31和与在保持轴20上形成的螺纹部螺合、把罩部件31固定在保持轴20上的螺钉23。其它与所述图6所示的相同。
在这种原有技术中，从图13(a)、(b)所示的中立状态，未图示的操作杆向所定的一个方向如跟前侧摇动的话，就如图13(c)所示那样，伴随着操作杆的摇动，旋转式电位计11的转动臂14转动。此时，力F借助于转动臂14的栓19施加给受扭螺旋弹簧21的臂部21a，受扭螺旋弹簧21移动直到其螺旋部21c碰到保持轴20。
未图示的操作杆从这种状态返回中立位置时，由于如上所述那样受扭螺旋弹簧21的螺旋部21c在碰到保持轴20的状态，会导致该受扭螺旋弹簧21比该在的本来的中立位置的状态，即图13的(a)图所示的状态更倾斜。伴随于此，转动臂14就如图14的(a)图所示那样，产生在恢复到本来的中立位置之前的角度η停下来的情况。
还有，图14所示的16是在伴随操作杆的操作而转动的未图示的延长臂上形成的突起，利用该突起16和转动臂14的长槽15，构成通过所定的间隙把转动臂14和未图示的延长臂相对于操作杆2被操作的所述所定的一个方向及其反方向连接起来的连杆部。
如上所述，即使操作杆恢复到中立位置，因受扭螺旋弹簧21而产生旋转式电位计11的转动臂14恢复到离中立位置还差角度η的状态的话，如图9所示，从旋转式电位计11的输出电压在本来为ov的地方有输出误差ΔV而输出。
还有，在未图示的操作杆向与所述一个方向相反的方向摇动时也同样地，如图14的(b)图所示那样，即使操作杆返回中立位置，受扭螺旋弹簧21的螺旋部21c碰到保持轴20，从而产生转动臂14相对于本来的中立位置恢复到还差角度η的状况。
即，包括专利文献1所示的技术的原有技术中，伴随着旋转式电位计11的转动臂14的转动，因受扭螺旋弹簧21的螺旋部21c移动直到碰到保持轴20，而会有在操作杆返回中立位置时产生相对于转动臂14的本来的中立位置的位置偏差，并因此而使得输出特性变差的问题。
此外，图16、17是说明原有技术中产生的其它问题的图，图16是表示操作时的状态的图，图17是表示恢复到中立时的状态的图。该图17的(a)图是表示向所定的一个方向对操作杆进行操作时产生的问题的图，(b)图是表示向与所定的一个方向相反的方向对操作杆进行操作时产生的问题的图。
图16所示的是旋转式电位计附近，如上所述，示出了在旋转式电位计11的主体上设置的保持轴20，在该保持轴20上保持有螺旋部21c的受扭螺旋弹簧21，旋转式电位计11的转动轴13，设置在该旋转式电位计11的主体上并对在中立位置的受扭螺旋弹簧的臂部21a、21b的动作进行限制的挡块18，在与转动轴13一体设置的所述转动臂14上形成的使受扭螺旋弹簧21张开的张开部、即栓19。栓19相当于构成所述专利文献1中所示的张开部的突起状的挡块。还有，在转动臂14上形成长槽15，该长槽15构成连接设置未图示的延长臂的连杆部。
如该图16所示，在专利文献1等所示的原有技术中，在中立位置，形成在转动臂14上设置的栓19的周围侧面的一点的点a和形成受扭螺旋弹簧21的臂部21a侧部边缘的一点的点b接触，因伴随着未图示的操作杆向例如所定的一个方向的摇动操作的旋转臂14的角度θ2的转动，受扭螺旋弹簧21相对于在该转动臂14上设置的栓19的接触点从所述点b向点c移动。即，伴随着反复进行的操作杆的摇动操作，旋转臂14的栓19与受扭螺旋弹簧21的臂部21a相互间的滑动动作反复进行，结果，在滑动部分易于产生磨损。
一旦产生这种磨损，在未图示的操作杆返回中立位置时，因磨损形成的受扭螺旋弹簧21的臂部21a的凹部进入因磨损而在栓19的周围侧面形成的凹部，这样，产生图17的(a)图所示的转动臂14在恢复到本来的中立位置之前的角度η就停止下来的情况。
这样，一旦产生转动臂14在差角度η才到中立位置的情况，如所述图15所示那样，来自旋转式电位计11的输出电压在中立位置本该为0V，但却有输出误差ΔV。
还有，未图示的操作杆向与所述一个方向相反的方向摇动操作的场合也同样，如图17的(b)图所示那样，即使回到中立位置，与所述同样，伴随着转动臂14的栓19与受扭螺旋弹簧21的臂部21b的磨损，而产生转动臂14回到相对于本来的中立位置差角度η的情况。
即，包括专利文献1所示的技术的具备受扭螺旋弹簧的原有技术中，伴随着重复进行的操作杆的摇动操作引起的旋转式电位计11的转动臂14的转动，与上述同样，在转动臂14的臂部21a、21b和使这些臂部21a、21b张开的转动臂14的栓19之间易于产生磨损，因该磨损操作杆回到中立位置时，产生相对于转动臂14本来的中立位置的位置偏差，会有因此使输出特性变差的问题。
发明内容
本发明是根据上述原有技术中的实际情况而提出的，其目的是提供一种电动式操作装置，其具备将旋转式电位计上配备的转动臂保持中立的受扭螺旋弹簧，能够使转动臂可靠地恢复到本来的中立位置。
为了达到所述目的，本发明是一种电动式操作装置，其具备：由操作员向所定的一个方向或与该所定的一个方向相反的方向进行摇动操作的操作部件；伴随着该操作部件的摇动操作而摇动的摇动部件；支撑该摇动部件的支撑轴；具有伴随所述摇动部件的摇动而转动的转动轴、输出与该转动轴的转动相应的转动角信号的转动势电位计；在所述支撑轴上一体设置的、向所述旋转式电位计方向延伸设置的延长臂；在与包含有该延长臂的转动区域的平面平行的竖直面内可转动地与该延长臂连结的同时，在所述旋转式电位计的所述旋转轴上一体地设置的转动臂；相对于操作所述操作部件的所述所定的一个方向以及所述反方向通过所定的间隙使该转动臂和所述延长臂连结起来的连杆部；把所述旋转式电位计的所述转动臂保持在中立位置的受扭螺旋弹簧；在所述转动臂上设置的、在所述转动臂转动时使所述受扭螺旋弹簧张开的张开部；在所述转动式电位上设置的、保持所述受扭螺旋弹簧的螺旋部的保持轴，其特征在于：具备对在中立位置的所述受扭螺旋弹簧的螺旋部在所述所定的一个方向以及所述反方向的动作进行限制的限制机构。
这样构成的本发明，在操作部件被保持在中立的状态，通过利用限制机构对受扭螺旋弹簧的螺旋部在所定的一个方向以及反方向的动作进行限制，受扭螺旋弹簧被保持在没有倾斜的正确状态，伴随于此，旋转式电位计的转动臂被保持在没有倾斜的竖立设置的状态。这样，与转动臂一体设置的转动轴也被保持在正确的中立位置。在该状态，在使转动臂和延长臂连结起来的连杆部，相对于所定的一个方向以及反方向分别形成有所定的间隙。这些所定的间隙形成相对于操作部件的操作的不灵敏区。因此，即使操作部件在不灵敏区的范围内微动，也不会从旋转式电位计输出转动角信号。
一旦操作部件从这种中立状态被操作到超过所述不灵敏区，延长臂便以支撑轴为中心转动，伴随于此，旋转式电位计的转动臂借助于连杆部转动，与该转动臂一体设置的转动轴就转动。这样，与操作部件的操作量相应的转动角信号就被输出。在此期间，受扭螺旋弹簧通过转动臂的张开部而被张开，受扭螺旋弹簧的螺旋部收缩的同时，利用借助于张开部施加的力受扭螺旋弹簧的螺旋部移动，但该移动被限制机构所限制。即，受扭螺旋弹簧的螺旋部碰到限制机构而一边滑动一边收缩。
此外，一旦使该操作部件从所述操作部件的操作状态返回到中立，由于借助于转动臂的张开部施加的力被解除，所以，受扭螺旋弹簧恢复到中立状态。此时，受扭螺旋弹簧的螺旋部虽然从所述收缩的状态扩张，但到中立状态时，所定的一个方向以及反方向的动作被限制机构限制。因此，在中立状态，受扭螺旋弹簧恢复到没有倾斜的正确状态，伴随于此，转动臂也保持在本来的竖立设置状态，旋转式电位计的转动轴可靠地返回正确的中立位置。
这样，本发明在把转动臂保持在中立位置的受扭螺旋弹簧从操作部件的操作状态返回中立位置时，由于借助于限制机构恢复到正确的中立状态，能够使与该受扭螺旋弹簧配合的旋转式电位计的转动臂可靠地恢复到没有倾斜的本来的中立位置。
此外，本发明的特征在于：在所述发明中，具备对所述受扭螺旋弹簧在与所述所定的一个方向以及所述方向的反方向正交的方向的动作进行限制的罩部件，同时，所述限制机构由在所述罩部件配备的且在中立位置与所述受扭螺旋弹簧的所述螺旋部的两个侧部接触的一对导向部组成。这样构成的本发明，由于是在罩部件上设置在中立位置与受扭螺旋弹簧的两个侧部接触的一对导向部的结构，从而不会导致部件数目的增加。
此外，本发明的特征在于，在所述发明中，所述罩部件由金属材料做成，同时，所述导向部弯曲而成。这样构成的本发明由于仅通过弯曲罩部件能够形成一对导向部，从而导向部的制作简单。
此外，本发明的特征在于，在所述发明中，所述旋转式电位计的所述保持轴具有螺纹部的同时，具备与该保持部的螺纹部螺纹结合而把所述罩部件固定在所述保持轴上的螺钉。这样构成的本发明，利用螺钉能够把罩部件牢固地固定在保持轴上。
此外，本发明的特征在于，在所述发明中，所述张开部由在所述转动臂上形成的栓组成。这样构成的本发明，能够在制作转动臂时，将形成张开部的栓用压入或铆接及其他方法设在臂上。
再有，本发明是一种电动势操作装置，其具备：由操作员向所定的一个方向或与该所定的一个方向相反的方向进行摇动操作的操作部件；伴随着该操作部件的摇动操作而摇动的摇动部件；支撑该摇动部件的支撑轴；具有伴随所述摇动部件的摇动而转动的转动轴、输出与该转动轴的转动相应的转动角信号的转动势电位计；在所述支撑轴上一体设置的、向所述旋转式电位计方向延伸设置的延长臂；在与包含有该延长臂的转动区域的平面平行的竖直面内可转动地与该延长臂连结的同时，在所述旋转式电位计的所述旋转轴上一体地设置的转动臂；把所述旋转式电位计的所述转动臂保持在中立位置的受扭螺旋弹簧；限制中立位置的受扭螺旋弹簧的臂部动作的挡块；在所述转动臂转动时使所述受扭螺旋弹簧张开的张开部，其特征在于，所述张开部由旋转体组成。
这样构成的本发明，一旦从中立状态对操作部件进行操作，延长臂就以支撑轴为中心转动，伴随于此，旋转式电位计的转动臂就转动，在该转动臂上一体设置的转动轴转动。这样，与操作部件的操作量相应的转动角信号被输出。在此期间，利用构成张开部的转动体，受扭螺旋弹簧的臂部被张开。伴随着该受扭螺旋弹簧的臂部的张开，与臂部接触的旋转体旋转。因此，伴随着反复进行的操作部件的摇动操作，轴承和受扭螺旋弹簧的臂部之间的磨损的发生得以抑制。
此外，一旦使该操作部件从所述操作部件的操作状态恢复到中立，由于借助于转动臂的旋转体施加到受扭螺旋弹簧的臂部的力被解除，所以，受扭螺旋弹簧恢复到中立状态。该受扭螺旋弹簧的臂部的动作处于被挡块限制的状态。此时，如上所述，伴随着反复进行的操作部件的摇动操作，旋转体与受扭螺旋弹簧的臂部之间的磨损的发生被旋转体的旋转所抑制，所以，不会在旋转体以及受扭螺旋弹簧的臂部因磨损形成凹部，可长时间保持本来的形状。因此，在中立位置的转动臂也保持在本来的竖立设置状态，能够使旋转式电位计的转动轴可靠地返回正确的中立位置。
这样，本发明由于能够利用旋转体的旋转抑制伴随着反复进行的操作部件的摇动操作的受扭螺旋弹簧的臂部与使该臂部张开的旋转体之间磨损，所以在操作部件从操作状态返回中立位置时，能够使与受扭螺旋弹簧配合的旋转式电位计的转动臂恢复到没有倾斜的本来的中立位置。
此外，根据所述发明，本发明的特征在于，所述旋转体由轴承组成。
此外，根据所述发明，本发明的特征在于，在所述旋转式电位计的主体上设置所述挡块，把所述轴承旋转自如地安装在形成于所述旋转式电位计的所述转动臂上的轴部。
此外，根据所述发明，本发明的特征在于，在所述旋转式电位计的所述转动臂上设置所述挡块，把所述轴承旋转自如地安装在形成于所述旋转式电位计的主体上的轴部。
本发明由于具备对在中立位置的受扭螺旋弹簧的螺旋部的在所定的一个方向以及反方向的动作进行限制的限制机构，从而能够使与受扭螺旋弹簧配合的旋转式电位计的转动臂可靠地恢复到本来的中立位置。即，能够防止操作部件返回中立位置时从转动臂的本来的中立位置的位置偏离，与原来相比能够得到精度高的输出特性。
此外，本发明利用旋转式电位计的转动臂伴随着操作部件的摇动操作的转动，转动体使受扭螺旋弹簧的臂部张开时，旋转体进行旋转。因此，能够利用所述旋转体的旋转抑制伴随着反复进行的操作部件的摇动操作的旋转体与受扭螺旋弹簧的臂部的磨损。这样，能够使旋转体以及受扭螺旋弹簧的臂部长时间保持在没产生变形的本来的形状，能够使与受扭螺旋弹簧配合的旋转式电位计的转动臂可靠地恢复到正规的中立位置。即，能够防止转动臂在操作部件返回中立位置时从正规的中立位置的位置偏离，与原来相比能够得到精度高的输出特性。
附图说明
图1是表示本发明的电动式操作装置的第1实施方式的图，(a)是省略了操作杆来表示的俯视图，(b)是以假想线来表示操作杆的正视图。
图2是表示第1实施方式具备的旋转式电位计的转动臂上形成的长槽与延长臂上设置的突起的位置关系的图。
图3是表示第1实施方式具备的旋转式电位计的主要部位结构的图，(a)图是正视图，(b)图是与(a)图的G1截面相应的图，(c)图是与(b)图的G2截面相应的图。
图4是表示第1实施方式的动作的图。
图5是表示以第1实施方式得到的旋转式电位计的输出特性的图。
图6是表示本发明的第2实施方式的旋转式电位计的图，(a)是省略了操作杆来表示的俯视图，(b)是以假想线来表示操作杆的正视图。
图7是表示第1实施方式具备的旋转式电位计的主要部位结构的图，(a)图是正视图，(b)图是与(a)图的G1截面相应的图，(c)图是与(b)图的G2截面相应的图。
图8是放大图7的(b)图来表示的主要部位的截面图。
图9是表示第2实施方式的动作的图。
图10是表示伴随着图9所示的动作张开的受扭螺旋弹簧的图。
图11是表示本发明的第3实施方式的图，(a)图是表示中立时旋转式电位计的主要部位结构的图，(b)图表示操作时旋转式电位计的主要部位结构的图。
图12是表示原有技术具备的受扭螺旋弹簧和保持该受扭螺旋弹簧的保持轴的关系的说明图。
图13是表示原有技术具备的旋转式电位计的主要部位的结构的图，(a)图是正视图，(b)图是与(a)图的H1截面相应的图，(c)图是与(b)图的H2截面相应的图。
图14是说明原有技术中产生的问题的图，(a)图是表示向所定的方向对操作杆进行操作时产生的问题的图，(b)图是表示向与所定的方向相反的方向对操作杆进行操作时产生的问题的图。
图15是表示原有技术的的旋转式电位计的输出特性的图。
图16是说明原有技术中产生的问题的图，特别是表示操作时的状态的图。
图17是说明原有技术中产生的问题的图，特别是表示恢复中立时的状态的图，(a)图是表示向所定的方向对操作杆进行操作时产生的问题的图，(b)图是表示向与所定的方向相反的方向对操作杆进行操作时产生的问题的图。
图中：1-主体，2-操作杆，3-万向联轴器，4-第1万向接头(摇动部件)，5-第2万向接头(摇动部件)，6-凸轮(摇动部件)，7-推杆，8-支撑轴，9-延长臂，10-托架，11-旋转式电位计，13-转动轴，14-转动臂，15-长槽，14-转动臂，15-长槽(连杆部)，16-突起(连杆部)，17-摇动中心，18-挡块，19-栓(张开部)，20-保持轴，21-受扭螺旋弹簧，21a-臂部，21b-臂部，21c-螺旋部，22-罩部件，22a-导向部(限制机构)，22b-导向部(限制机构)，23-螺钉，30-轴部，31-轴承(旋转部)[张开部]，32-挡块，33-轴部，34-轴承(旋转部)[张开部]，x-空隙
具体实施方式
以下基于附图来说明用于实施本发明的电动式操作装置的优选方式。
第1实施例
本实施方式的基本构成
图1是表示本发明的第1实施方式的电动式操作装置的1个实施方式的图，(a)图是省略了操作杆来表示的俯视图，(b)图是以假想线来表示操作杆的正视图，图2是表示本实施方式具备的旋转式电位计的转动臂上形成的长槽与延长臂上设置的突起的位置关系的图。此外，图3是表示本实施方式具备的旋转式电位计的主要部位结构的图，(a)图是正视图，(b)图是与(a)图的G1截面相应的图，(c)图是与(b)图的G2截面相应的图。
本实施方式用作操作例如液压挖掘机上具备的各种油压缸、或油压电机等油压制动器的操作装置，如图1的(a)(b)图所示，具备：操作杆装置的主体1；由操作员进行摇动操作的操作部件、如操作杆2；与该操作杆2连结的万向联轴器3；可转动地支撑在主体1上，伴随着操作杆2在例如X方向的摇动操作而转动的第1万向接头4；在与该第1万向接头4的延长方向正交的方向延伸设置的同时，可转动地支撑在主体1上，伴随着操作杆2在例如Y方向的摇动操作而转动的第2万向接头5；跟随操作杆2在X方向、Y方向的摇动操作，或X方向和Y方向中间的方向的摇动操作而摇动的凸轮6；跟随该凸轮6的摇动而上下移动的同时，把中立恢复力传递给凸轮6的多个推杆7。
所述第1万向接头4、第2万向接头5、以及凸轮6构成伴随操作杆2的摇动操作而摇动的摇动部件。
在形成图1的(b)图的正面侧的主体1面侧具备支撑所述作为摇动部件的万向接头4、5的支撑轴8。此外，在固定于主体下方的托架10上安装了具有伴随所述摇动部件的摇动而转动的转动轴13、输出与该转动轴13的转动相应的转动角信号的旋转式电位计11。在与主体1的一面侧正交的另一面侧也具备上述同样的支撑轴8、托架10以及旋转式电位计11。
由于包括在主体1的所述一面侧具备的支撑轴8、旋转式电位计11等的结构与包括在主体1的所述另一面侧具备的支撑轴8、旋转式电位计11等的结构想同，所以，以下主要对在主体1的一面侧具备的结构进行说明。
在主体1的一面侧，即图1的(b)图的正面侧具备的支撑轴8上一体设置有向旋转式电位计11方向延伸设置的延长臂9，在该延长臂9的下端形成有突起16。此外，旋转式电位计11具有在与包含延长臂9的转动区域的平面平行的竖直面内可转动地与延长臂9连结的、一体地设置在旋转式电位计11上的转动臂14。在该转动臂14的上端形成有长槽15，在该长槽15内收放了延长臂9的突起16。
利用该突起16和长槽15，构成使转动臂14和延长臂9在操作杆2被操作的例如X方向的竖直面内相对于操作杆2的所定的一个方向、例如图1的(b)图的左方向以及与所定的一个方向相反的方向，即图1的(b)图的右方向通过所定的间隙连结起来的连杆部。
如图2所示，在操作杆2被保持中立的状态，在转动臂14的长槽15的两端边缘部和延长臂9的突起16的两侧部之间形成相同尺寸的间隙x。还有，该图2的17表示图1的(b)图所示的支撑轴的中心、即延长臂9的摇动中心。此外，该图2的θ是突起16碰到保持在中立状态的转动臂14的长槽15一边的边缘部时的连接该突起16的中心和摇动中心17的线，与突起16碰到保持在中立状态的转动臂14的长槽15另一边的边缘部时的连接该突起16的中心和摇动中心17的线所成的角度，由该角度而形成相对于操作杆2的摇动操作不敏感区。
此外，如图3所示，本实施方式具备把旋转式电位计11的转动臂14保持在中立位置的受扭螺旋弹簧21。该受扭螺旋弹簧21具有螺旋部21c、与该螺旋部21c连续设置的一对臂部21a、21b。在转动臂14上形成在该转动臂14转动时使受扭螺旋弹簧21张开的张开部，例如栓19。此外，旋转式电位计11上设有保持所述受扭螺旋弹簧21的螺旋部21c的保持轴20、对受扭螺旋弹簧21的臂部21a、21b分别相互向相反的方向的动作进行限制的挡块18。
还有，把所述保持轴20的外径设定成比受扭螺旋弹簧21的螺旋部21c的小很多，同时，在保持轴20上形成有螺纹部。
此外，如图2所示，本实施方式具备对受扭螺旋弹簧21在与所述图1所示的X方的竖直面内的所定的一个方向以及反方向正交的方向的动作进行限制的、例如由金属材料制成的罩部件22，和与保持轴20的螺纹部螺合而把罩部件22固定在保持轴20上的螺钉23。
本实施方式的主要部分构成
特别是在本实施方式中，具备对在中立位置的受扭螺旋弹簧21的螺旋部21c在所述所定的一个方向以及反方向的动作进行限制的限制机构。该限制机构由碰到受扭螺旋弹簧21的螺旋部21c两侧部的一对导向部22a、22b组成。这些导向部22a、22b在罩部件22的两侧部弯曲而成。
本实施方式的动作
图4是表示第1实施方式的动作的图，图5是表示以本实施方式得到的旋转式电位计的输出特性的图。
如图1的(b)图所示，在操作杆2保持在中立的状态，受扭螺旋弹簧21的螺旋部21c在与图1所示的X方的竖直面内的操作杆2的所定的一个方向以及反方向的动作被图3的(c)图所示的罩部件22的一对导向部件22a、22b所限制。这样，受扭螺旋弹簧21被保持在不倾斜的正确状态，伴随于此，旋转式电位计11的转动臂14也被保持在不倾斜的竖立设置状态。并且，由于转动轴13与转动臂14一体转动，从而转动轴13也被保持在正确的中立位置。在该状态，如图2所示，在位于转动臂14的长槽内的延长臂9的突起16的两侧形成相等的间隙x。通过这些间隙x，形成相对于与所述角度θ相应的操作杆2的摇动操作的不敏感区。因此，如图5所示，即使操作杆2在相应于角度θ的不敏感区内微动，也不会从旋转式电位计11输出转动角信号，防止了伴随着本实施方式装备的液压挖掘机上具备的发动机的驱动的震动等导致的油压制动器的误操作。
从这种中立状态，在例如图1的X方向的竖直面内，该图1的(b)图所示的操作杆2向所定的一个方向例如图1的(b)图的左方向操作使得超过所述不敏感区的话，如图4所示，延长臂9以支撑轴8为中心转动。伴随于此，借助于延长臂9的突起16和转动臂14的长槽15，旋转式电位计11的转动臂14抵抗受扭螺旋弹簧21的弹性力而转动，转动轴13也转动。因此输出与操作杆2的操作量相应的转动角信号。在此期间，利用转动臂14的栓19，图3(c)所示的受扭螺旋弹簧21的臂21a张开，受扭螺旋弹簧21的螺旋部21c收缩，同时，因借助于栓19施加的力，受扭螺旋弹簧21的螺旋部21c向图3的(c)图的右方向移动，但该移动被导向部22a限制。即，受扭螺旋弹簧21的螺旋部21c碰到导向部22a而一边滑动一边收缩。
此外，从所述操作杆2的操作状态，使该操作杆2恢复到中立的话，由于借助于转动臂14的栓19施加的力被解除，所以受扭螺旋弹簧21恢复到中立状态。此时，受扭螺旋弹簧21的螺旋部21c虽然从所述的收缩状态张开，但到达中立状态时，螺旋部21的两侧部的所述所定的一个方向的动作以及反方向的动作被一对导向部22a、22b限制。因此，在如图3的(c)图所示的中立状态，受扭螺旋弹簧21恢复到没有倾斜的正确的状态，伴随于此，转动臂14也保持在本来的竖立设置状态，旋转式电位计的转动轴13可靠地返回直到正确的中立位置。这样，本实施方式能够得到图5所示的输出特性。
还有，所述中，对操作杆2向图1的X方向被操作的场合进行了说明，但向图1的Y方向操作是也实施与所述同样的动作。此外，在向图1的X方向和Y方向的中间方向操作时，利用与所述同样的动作从2个旋转式电位计的每个输出相应的转动角信号。
本实施方式的效果
采用以上构成的本实施方式的话，由于具备对在中立位置的受扭螺旋弹簧21的螺旋部21c在所定的一个方向以及反方向的动作进行限制的导向部22a、22b，从而能够使与受扭螺旋弹簧21配合的旋转式电位计11的转动臂14可靠地恢复到本来的中立位置。即，能够防止操作杆2返回中立位置时旋转臂14相对于本来的中立位置的位置偏差，能够得到图5所示的不产生输出误差的高精度输出特性。
此外，以一对导向部件22a、22b构成对在中立位置的受扭螺旋弹簧21的螺旋部21c在所定的一个方向以及反方向的动作进行限制的限制机构，由于这些导向部22a、22b形成于对受扭螺旋弹簧21在与所述所定的一个方向以及反方向正交的方向的动作进行限制的罩部件22上，从而不会导致部件数目的增加，能够抑制制造费用的升高。
此外，由于仅弯曲以金属材料制成的罩部件22的两端就能够形成一对导向部件22a、22b，所以这些导向部22a、2b的制作简单，能够抑制制造费用的升高。
此外，由于做成利用螺钉23把罩部件22固定在保持轴20上的结构，从而能够把罩部件22牢固地固定在保持轴20上，能够做成可靠性高的结构。
再有，利用一体形成于转动臂14上的栓19构成伴随转动臂13的转动使受扭螺旋弹簧21张开的张开部，该栓19能够在制作转动臂14时同时设置在转动臂14上，因此，不会导致部件数目的增加。因此也能够抑制制造费用的升高。
第2实施方式
本实施方式的基本构成
图6是表示本发明的第2实施方式的电动式操作装置的一个实施方式的图，(a)是省略了操作杆来表示的俯视图，(b)是以假想线来表示操作杆的正视图，图7是表示本实施方式具备的旋转式电位计的主要部位结构的图，(a)图是正视图，(b)图是与(a)图的G1截面相应的图，(c)图是与(b)图的G2截面相应的图。图8是放大图7的(b)图来表示的主要部位的截面图。还有，在基本构成本身是第1实施方式中除参照图1至图3说明过的和罩部件22的结构及转动臂14的转动轴13周围的结构外都相同，从而省略重复的说明，只对不同的点进行说明。
本实施方式如图6所示，没有在第1实施方式中的罩部件22上设置导向部22a、22b，而是变更了挡块18、轴部30、轴承31等。详细如下所述。
本实施方式的主要部分结构
此外，如图7、8所示，本实施方式具备把旋转式电位计11的转动臂14保持在中立位置的受扭螺旋弹簧21。该受扭螺旋弹簧21具有螺旋部21c、与该螺旋部连续设置的一对臂部21a、12b。例如在转动臂14上设置轴部30，在该轴部30上转动自如地安装构成在转动臂14的转动时使受扭螺旋弹簧21的臂部21a或21b张开的张开部的旋转体如轴承31。此外，在旋转式电位计11的主体上设有保持所述受扭螺旋弹簧21的螺旋部21c的保持轴20和在中立位置对受扭螺旋弹簧21的臂部21a、21b在相互面对的方向的动作进行限制的挡块18。
还有，把所述保持轴20的外径设定成比受扭螺旋弹簧21的螺旋部21c的内径小很多，同时，在保持轴20上形成有螺纹部。此外，把挡块18的外径和轴承31的外径设定成相同的尺寸。
此外，本实施方式具备对受扭螺旋弹簧21在与所述图6所示的X方的竖直面内的所定的一个方向以及反方向分别正交的方向的动作进行限制的、例如由金属材料制成的罩部件22，和与保持轴20的螺纹部螺纹结合而把罩部件22固定在保持轴20上的螺钉23。
其他各部分做成与所述第1实施方式中的操作杆装置的主体相同的结构，发挥同样的作用。
本实施方式的动作
图9是表示本实施方式的动作的图，图10是表示伴随着图9所示的动作张开的受扭螺旋弹簧的图，本实施方式中得到的旋转式电位计的输出特性如在第1实施方式中图5所示那样。
如所述图7的(c)图所示，在操作杆2保持在中立的状态，受扭螺旋弹簧21的臂部21a、21b在图6所示的X方的竖直面内的所定的一个方向以及反方向的动作如图7的(c)图所示那样被在旋转式电位计11上设置的挡块18所限制。这样，受扭螺旋弹簧21被保持在不倾斜的正确状态，伴随于此，旋转式电位计11的转动臂14也被保持在不倾斜的竖立设置状态。因此，与转动臂14一体设置的转动轴13也被保持在正确的中立位置。在该状态，在位于转动臂14的长槽15内的延长臂9的突起16的两侧形成相等的间隙。通过这些间隙，形成相对于操作杆2的摇动操作的不敏感区。因此，即使操作杆2在相应于角度θ的不敏感区内微动，也不会从旋转式电位计11输出转动角信号，防止了伴随着本实施方式装备的液压挖掘机上所配备的发动机的驱动的震动等导致的油压制动器的误操作。
从这种中立状态，在例如图6的X方向的竖直面内，图6的(b)图所示的操作杆2被操作向所定的一个方向例如图6的(b)图的左方向超过所述不敏感区的话，如图9所示，延长臂9以支撑轴8为中心转动。伴随于此，旋转式电位计11的转动臂14借助于延长臂9的突起16和转动臂14的长槽15抵抗受扭螺旋弹簧21的弹性力，例如如图10所示那样转动角度θ2，与该转动臂14一体设置的转动轴13也转动。这样，与操作杆2的操作量相应的转动角信号被输出。在此期间，利用转动臂14的轴部30上安装的轴承31，如图10所示那样，受扭螺旋弹簧21的臂部21a被张开，受扭螺旋弹簧21的螺旋部21c收缩。在此期间，伴随着臂部21a的张开动作，轴承31旋转。
此外，从所述的操作杆2的操作状态使该操作杆2恢复到中立的话，由于转动臂14借助于轴承31施加到受扭螺旋弹簧21上的力被解除，受扭螺旋弹簧21恢复到中立状态。此时，轴承31以及受扭螺旋弹簧21的臂部21a伴随着所述轴承31的旋转而不会产生磨损。即，由于保持在不产生变形的本来的形状，所以，受扭螺旋弹簧21恢复到没有倾斜的正确状态，伴随于此，转动臂14也保持在本来的竖立设置状态，旋转式电位计11的转动轴13可靠地返回到正确的中立位置。这样，本实施方式能够得到图10所示的不产生输出误差的输出特性。
还有，在所述中，对操作杆2向图6的X方向被操作的场合进行了说明，但向图6的Y方向操作是也实施与所述同样的动作。此外，在向图6的X方向和Y方向的中间方向操作时，利用与所述同样的动作从2个旋转式电位计11的每个输出相应的转动角信号。
本实施方式的效果
采用以上结构的本实施方式的话，利用旋转式电位计11的转动臂14伴随着操作杆2的摇动操作而转动，在轴承31使受扭螺旋弹簧21的臂部21a或21b张开时，轴承31旋转。因此，能够抑制伴随着反复进行的操作杆2的摇动操作的轴承31和受扭螺旋弹簧21的臂部21a、21b的磨损。这样，能够使轴承31以及受扭螺旋弹簧21的臂部21a、21b长时间保持在没产生变形的本来的形状，能够使与受扭螺旋弹簧21配合的旋转式电位计11的转动臂14可靠地恢复到正规的中立位置。即，能够防止转动臂14在操作杆2返回中立位置时从本来的中立位置的位置偏离，能够得到图10所示的不产生输出误差的精度高的输出特性。
第3实施方式
图11是表示本发明的第3实施方式的图，(a)图是表示中立时旋转式电位计的主要部位结构的图，(b)图表示操作时旋转式电位计的主要部位结构的图。
该图11所示的第3实施方式把对在中立位置的受扭螺旋弹簧21的臂部21a、21b的动作进行限制的挡块32设在旋转式电位计11的转动臂14上，把构成使受扭螺旋弹簧21的臂部21a、21b张开的张开部的旋转体如轴承34旋转自如地安装在形成于旋转式电位计11主体上的轴部33上。其他结构与所述第2实施方式相同。
这样构成的其它实施方式也在反复进行的操作杆2的摇动操作时，利用轴承34使受扭螺旋弹簧21的臂部21b张开时，伴随着其张开动作，轴承34旋转。因此，能够抑制在轴承34和与该轴承34接触的受扭螺旋弹簧21的臂部21b等之间的磨损的发生，在操作杆2恢复中立时，能够使转动臂14恢复到正规的中立位置，得到与所述实施方式同等的作用效果。
还有，在所述实施方式中，构成张开部的旋转体是由轴承构成的，但本发明并不限于具备这种轴承。例如，旋转体由旋转滚轮构成也可。