JP2004054767A - 建設機械用操作装置及びこれを備えた建設機械 - Google Patents
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Abstract
【課題】アクチュエータをアナログ的に制御することができ、かつ小さなスペースに多くの入力装置ユニットを設定可能な建設機械用操作装置及びこれを備えた建設機械を提供する。
【解決手段】建設機械用操作装置を、把持部1と、当該把持部に設けられた入力装置ユニット3と、入力装置ユニット3より出力される検出信号を入力し、当該検出信号に応じたアクチュエータの制御信号を出力するコントローラ6とから構成する。入力装置ユニット3には、検出部である圧力センサ12,13と、操作部である揺動レバー14と、揺動レバー14の操作に所要のストロークを付与する弾性部材15,16とを備える。
【選択図】 図1
【解決手段】建設機械用操作装置を、把持部1と、当該把持部に設けられた入力装置ユニット3と、入力装置ユニット3より出力される検出信号を入力し、当該検出信号に応じたアクチュエータの制御信号を出力するコントローラ6とから構成する。入力装置ユニット3には、検出部である圧力センサ12,13と、操作部である揺動レバー14と、揺動レバー14の操作に所要のストロークを付与する弾性部材15,16とを備える。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベルなどの建設機械に備えられる建設機械用操作装置及びこれを備えた建設機械に係り、特に、建設機械に備えられた各種アクチュエータを制御するための入力装置の構成に関する。
【0002】
【従来の技術】
油圧ショベルなどの建設機械には、例えばブームシリンダ、アームシリンダ、バケットシリンダ及びオフセットシリンダなどのアクチュエータを制御するための建設機械用操作装置が備えられるが、近年、この種の建設機械用操作装置としては、操作部と、当該操作部の操作状態を検出する検出部と、当該検出部からの検出信号を入力し、当該検出信号に応じた前記アクチュエータの制御信号を出力するコントローラとを備え、前記アクチュエータの制御を電気的に行うものが提案されている。
【0003】
従来のこの種の建設機械用操作装置には、前記検出部として、例えばリミットスイッチなどのオンオフスイッチや、例えば可変抵抗器などの位置センサが用いられている。
【0004】
このように、アクチュエータの制御を電気的に行う建設機械用操作装置を備えると、アクチュエータの制御をリンク機構を介して機械的に行う建設機械用操作装置を備えた場合に比べて運転席周りの設計の自由度を高めることができるので建設機械の設計を容易化できると共に、アクチュエータの制御を指先で行うことができるので作業に要する運転者の負担を軽減することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、前記検出部としてオンオフスイッチを備えた従来の建設機械用操作装置は、アクチュエータをアナログ的に制御することができないので、用途が限定されるという不都合がある。
【0006】
一方、前記検出部として位置センサを備えた従来の建設機械用操作装置は、アクチュエータをアナログ的に制御することができるので広い用途に応用可能であるが、高精度の制御を行うためには操作部の操作範囲が大きい位置センサを必要とするので、位置センサの設定に大きなスペースを必要とし、小さなスペースに多くの検出部を設定することが難しいという不都合がある。
【0007】
本発明は、かかる従来技術の不備を解決するためになされたものであって、その目的は、アクチュエータをアナログ的に制御することができ、かつ小さなスペースに多くの検出部を設定することが可能な建設機械用操作装置を提供すること及び当該操作装置を備えた建設機械を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、建設機械用操作装置に関しては、把持部と、当該把持部に設けられた操作部と、当該操作部の操作状態を検出する検出部と、当該検出部からの出力信号により動作が制御されるアクチュエータと、前記検出部から出力される検出信号を入力し、当該検出信号に応じた前記アクチュエータの制御信号を出力するコントローラとを備えた建設機械用操作装置において、前記検出部として圧力センサを備えると共に、当該圧力センサの受圧面と前記操作部との間に弾性部材を介設するという構成にした。
【0009】
このように、検出部として圧力センサを備えると、当該圧力センサに加える押圧力を調整することによって圧力センサより押圧力に応じた検出信号が出力されるので、アクチュエータをアナログ的に制御することができ、オンオフスイッチを備えた場合に比べて建設機械用操作装置の多用途化を図ることができる。また、圧力センサの受圧面と操作部との間に弾性部材を介設すると、指先の動作に押圧力に応じたストロークを持たせることができるので、圧力センサに加える押圧力の調整を容易化でき、アクチュエータの制御を高精度に行うことができる。さらに、検出部として圧力センサを備え、かつ圧力センサの受圧面と操作部との間に弾性部材を介設してなる入力装置は、位置センサを用いた入力装置に比べて操作部のストロークを格段に小さくすることができるので、狭いスペース内に多数の入力装置を集約して設定することが可能となり、建設機械用操作装置の小型化及び高機能化を図ることができる。
【0010】
また、前記の目的を達成するために、本発明は、前記構成の建設機械用操作装置において、前記圧力センサ及び前記弾性部材並びに前記操作部を、前記把持部に凹設された窪み内に収納し、前記操作部の一部を前記把持部の外面より突出するという構成にした。
【0011】
このように、圧力センサ及び弾性部材並びに操作部を把持部に凹設された窪み内に収納し、操作部の一部を把持部の外面より突出すると、把持部の外面にこれらの各部材を設定する場合に比べて把持部を小型化できると共に、把持部の形状を手指で把持しやすい形状に形成することができるので、建設機械用操作装置の操作性を高めることができる。
【0012】
また、前記の目的を達成するために、本発明は、前記構成の建設機械用操作装置において、前記弾性部材の弾性係数を調整するための弾性係数調整手段を設けるという構成にした。
【0013】
このように、弾性部材の弾性係数を調整するための弾性係数調整手段を設けると、操作部の感度、即ち、操作部の操作量と圧力センサより出力される信号値との比を適宜変更することができるので、制御するアクチュエータの種類に応じて操作部の感度を最適に調整することができ、建設機械用操作装置の操作性を高めることができる。また、同一の圧力センサを用いて操作部の感度が異なる各種の入力装置を構成することができるので、多用途用の建設機械用操作装置を安価に製造することができる。
【0014】
また、前記の目的を達成するために、本発明は、前記構成の建設機械用操作装置において、前記操作部としてプッシュボタンを備えるという構成にした。
【0015】
このように、操作部としてプッシュボタンを備えると、操作部の操作を容易に行うことができるので、建設機械用操作装置の操作性を良好なものにすることができる。
【0016】
また、前記の目的を達成するために、本発明は、前記構成の建設機械用操作装置において、前記操作部として揺動レバーを備えるという構成にした。
【0017】
このように、操作部として揺動レバーを備えると、揺動レバーの揺動方向に応じた多値の信号を圧力センサより出力することが可能になるので、建設機械用操作装置の多用途化及び多機能化を図ることができる。
【0018】
また、前記の目的を達成するために、本発明は、前記構成の建設機械用操作装置において、前記圧力センサ及び前記弾性部材並びに前記操作部を有する入力装置ユニットを前記把持部に複数個備えるという構成にした。
【0019】
このように、圧力センサ及び弾性部材並びに操作部より構成される入力装置ユニットを前記把持部に複数個備えると、各入力装置ユニットに備えられた圧力センサより多値の信号を出力することができるので、建設機械用操作装置の多用途化及び多機能化を図ることができる。
【0020】
一方、前記の目的を達成するために、本発明は、建設機械に関しては、アクチュエータを制御するための建設機械用操作装置を備えた建設機械において、前記建設機械用操作装置として、把持部と、当該把持部に設けられた操作部と、当該操作部の操作状態を検出する検出部と、当該検出部からの出力信号により動作が制御されるアクチュエータと、前記検出部から出力される検出信号を入力し、当該検出信号に応じた前記アクチュエータの制御信号を出力するコントローラとを有し、かつ、前記検出部として圧力センサを用いると共に、当該圧力センサの受圧面と前記操作部との間に弾性部材を介設したものを備えるという構成にした。
【0021】
このように、建設機械用操作装置を構成するための検出部として圧力センサを備えると、当該圧力センサに加える押圧力を調整することによって圧力センサより押圧力に応じた検出信号が出力されるので、アクチュエータをアナログ的に制御することができ、アクチュエータの操作の多様化を図ることができる。また、圧力センサの受圧面と操作部との間に弾性部材を介設すると、指先の動作に押圧力に応じたストロークを持たせることができるので、圧力センサに加える押圧力の調整を容易化でき、アクチュエータの制御を高精度に行うことができる。さらに、検出部として圧力センサを備え、かつ圧力センサの受圧面と操作部との間に弾性部材を介設してなる入力装置は、位置センサを用いた入力装置に比べて操作部のストロークを格段に小さくすることができるので、狭いスペース内に多数の入力装置を集約して設定することが可能となり、建設機械の運転席周りの設計を容易化することができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る建設機械用操作装置の第1実施形態を、図1及び図2を用いて説明する。図1は第1実施形態に係る建設機械用操作装置の構成図、図2は第1実施形態に係る建設機械用操作装置に備えられる圧力センサの出力特性とコントローラより出力される制御信号との関係を示すグラフ図である。
【0023】
図1に示すように、本例の建設機械用操作装置は、建設機械における運転席の近傍に配置され、オペレータによって把持される把持部1と、当該把持部1に形成された窪み2内に収納された入力装置ユニット3と、増幅回路4,5と、コントローラ6と、これら入力装置ユニット3と増幅回路4,5とコントローラ6とを接続する配線7とから構成されている。
【0024】
入力装置ユニット3は、前記窪み2内に収納可能な形状及び大きさに外形が形成された筒状のケース11と、当該ケース11の底面に設定された2つの圧力センサ(検出部)12,13と、前記ケース11に揺動可能に取り付けられた揺動レバー(操作部)14と、前記圧力センサ12,13の受圧面12a,13aと前記揺動レバー14の押圧面14a,14bとの間に介設された2つの弾性部材15,16とからなる。前記揺動レバー14の上端部は、前記ケース11の上端部より外向きに突出されており、オペレータが把持部1を把持した状態で、親指の指先で揺動操作できるようになっている。また、ケース11と2つの弾性部材15,16の間には所要のクリアランス17が設けられており、弾性部材15,16の弾性変形を吸収できるようになっている。
【0025】
前記2つの圧力センサ12,13は、前記揺動レバー14の揺動方向に配置されており、図2に符号Aで示すように、前記揺動レバー14の揺動ストロークxに応じた検出信号(電圧値)を出力する。
【0026】
前記コントローラ6は、前記増幅回路4,5にて増幅された検出信号Aを入力し、図2に符号Bで示すように、圧力センサ12,13の受圧力P(揺動ストロークx)の下限値及び上限値が規制された制御信号Bを出力する。即ち、図2に示すように、圧力センサ12,13からは圧力センサ12,13の受圧力Pに応じた検出信号Aが出力されるが、この検出信号Aをもって直接アクチュエータを制御すると、揺動レバー14に触れただけでアクチュエータが駆動されてしまうと共に、揺動レバー14が過大な操作力で操作されたときにアクチュエータが必要以上の高速で駆動されてしまい、アクチュエータの操作性が悪いものになる。そこで、図2に示すように、コントローラ6は、圧力センサ12,13の受圧力がP1(揺動ストロークがx1)に達するまでは制御信号Bを出力しないように検出信号Aを補正し、揺動レバー14の操作に余裕を持たせている。また、コントローラ6は、圧力センサ12,13の受圧力がP2(揺動ストロークがx2)に達した後は一定の制御信号Bが出力されるように検出信号Aを補正し、アクチュエータの最大駆動速度を規制している。これにより、アクチュエータの操作性を良好なものにすることができる。
【0027】
次に、前記第1実施形態に係る建設機械用操作装置を備えた建設機械の一例を、図3を用いて説明する。図3は第1実施形態に係る建設機械用操作装置を備えたオフセットシリンダの制御装置を示す図である。
【0028】
図3において、21は車体に対するブームの設定位置を左右方向にオフセットするオフセットシリンダ、22はオフセットシリンダ21に圧油を供給するメインポンプ、23はオフセットシリンダ21とメインポンプ22とをつなぐ管路に設けられ、オフセットシリンダ21の操作量及び操作方向を制御するコントロールバルブ、24はコントロールバルブ23にパイロット圧を供給するパイロットポンプ、25はコントロールバルブ23とパイロットポンプ24とをつなぐ管路に設けられ、パイロット圧を遮断してオフセットシリンダ21を操作位置に保持するロックバルブ、26はコントロールバルブ23とパイロットポンプ24とをつなぐ管路に設けられ、当該管路中の異物を除去するフィルタ、27はコントロールバルブ23とパイロットポンプ24とをつなぐ管路に設けられ、コントロールバルブ23に供給されるパイロット圧を調整する比例電磁弁ユニット、27aは第1の比例電磁弁、27bは第2の比例電磁弁であり、図1と対応する部分には同一の符号が表示されている。
【0029】
このオフセットシリンダの制御装置において、揺動レバー14が右方向に操作されると、圧力センサ12より揺動レバー14の揺動ストロークに対応する検出信号Aが出力され、その検出信号Aは増幅回路4で増幅される。増幅回路4で増幅された検出信号Aはコントローラ6で制御信号Bに変換され、第1の比例電磁弁27aに印加される。これによって第1の比例電磁弁27aを通ってコントロールバルブ23の一端にパイロット圧が供給され、コントロールバルブ23が第1の方向に操作されて、オフセットシリンダ21が図示しないブームを右方向にオフセットさせる方向に操作される。
【0030】
揺動レバー14が左方向に操作された場合には、圧力センサ13より揺動レバー14の揺動ストロークに対応する検出信号Aが出力され、その検出信号Aは増幅回路5で増幅される。増幅回路5で増幅された検出信号Aはコントローラ6で制御信号Bに変換され、第2の比例電磁弁27bに印加される。これによってコントロールバルブ23の他端にパイロット圧が供給されて、コントロールバルブ23が第2の方向に操作され、オフセットシリンダ21が図示しないブームを左方向にオフセットさせる方向に操作される。
【0031】
第1実施形態に係る建設機械用操作装置は、検出部として圧力センサ12,13を備えたので、オフセットシリンダ21の制御が可能になるなど、オンオフスイッチを備えた建設機械用操作装置では行うことができないアクチュエータの制御が可能になり、建設機械用操作装置の多用途化を図ることができる。また、圧力センサ12,13の受圧面12a,13aと操作部である揺動レバー14との間に弾性部材15,16を介設したので、指先の動作に押圧力に応じたストロークを持たせることができて、圧力センサ12,13に加える押圧力の調整を容易化でき、アクチュエータであるオフセットシリンダ21の制御を高精度に行うことができると共に、位置センサを用いた入力装置に比べて揺動レバー14のストロークを格段に小さくすることができて、建設機械用操作装置の小型化及び高機能化を図ることができる。
【0032】
また、第1実施形態に係る建設機械用操作装置は、圧力センサ12,13及び揺動レバー14並びに弾性部材15,16を把持部1に凹設された窪み2内に収納し、揺動レバー14の一部を把持部1の外面より突出したので、把持部1の外面にこれらの各部材を設定する場合に比べて把持部1を小型化できると共に、把持部1の形状を手指で把持しやすい形状に形成することができ、建設機械用操作装置の操作性を高めることができる。
【0033】
また、第1実施形態に係る建設機械用操作装置は、操作部として揺動レバー14を備えたので、揺動レバー14の揺動方向に応じた多値の信号を圧力センサ12,13より出力することができ、建設機械用操作装置の多用途化及び多機能化を図ることができる。
【0034】
次に、本発明に係る建設機械用操作装置の第2実施形態を、図4を用いて説明する。図4は第2実施形態に係る建設機械用操作装置に備えられる把持部1の要部断面図である。
【0035】
この図から明らかなように、第2実施形態に係る建設機械用操作装置は、ケース11を外面に雄ねじ31が刻設された内筒11aと、内面に雌ねじ32が刻設された外筒11bとから構成し、これら内筒11aと外筒11bとの螺合量を変更することによって弾性部材15,16の弾性係数を調整できるようにしたことを特徴とする。本例の建設機械用操作装置は、内筒11aと外筒11bの螺合量を多くすることによって弾性部材15,16の弾性係数を高めることができ、内筒11aと外筒11bの螺合量を少なくすることによって弾性部材15,16の弾性係数を低下することができる。
【0036】
本例の建設機械用操作装置は、弾性部材15,16の弾性係数を調整するための弾性係数調整手段(雄ねじ31が刻設された内筒11a及び雌ねじ32が刻設された外筒11b)を設けたので、揺動レバー14の感度を適宜変更することができ、制御するアクチュエータの種類に応じて揺動レバー14の感度を最適に調整することができることから、建設機械用操作装置の操作性を高めることができる。また、同一の圧力センサ12,13を用いて揺動レバー14の感度が異なる各種の入力装置を構成することができるので、多用途用の建設機械用操作装置を安価に製造することができる。
【0037】
次に、本発明に係る建設機械用操作装置の第3実施形態を、図5を用いて説明する。図5は第3実施形態に係る建設機械用操作装置に備えられる把持部1の要部断面図である。
【0038】
この図から明らかなように、第3実施形態に係る建設機械用操作装置は、操作部としてプッシュボタン33を備えたことを特徴とする。この場合には、圧力センサ及び弾性部材の数量をそれぞれ1つずつにすることができる。
【0039】
本例の建設機械用操作装置は、操作部としてプッシュボタン33を備えたので、操作部の操作を容易に行うことができ、建設機械用操作装置の操作性を良好なものにすることができる。
【0040】
次に、本発明に係る建設機械用操作装置の第4実施形態を、図6を用いて説明する。図6は第4実施形態に係る建設機械用操作装置に備えられる把持部1の正面図である。
【0041】
この図から明らかなように、第4実施形態に係る建設機械用操作装置は、把持部1に複数個の入力装置ユニット3を備えたことを特徴とする。
【0042】
本例の建設機械用操作装置は、複数個の入力装置ユニット3をを備えたので、各入力装置ユニット3に備えられた圧力センサより多値の信号を出力することができ、建設機械用操作装置の多用途化及び多機能化を図ることができる。
【0043】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、検出部として圧力センサを備えたので、アクチュエータをアナログ的に制御することができ、オンオフスイッチを備えた建設機械用操作装置では行うことができないアクチュエータの制御が可能になって、建設機械用操作装置の多用途化を図ることができる。また、圧力センサの受圧面と操作部である揺動レバーとの間に弾性部材を介設したので、指先の動作に押圧力に応じたストロークを持たせることができ、圧力センサに加える押圧力の調整を容易化できて、アクチュエータであるオフセットシリンダの制御を高精度に行うことができると共に、位置センサを用いた入力装置に比べて揺動レバーのストロークを格段に小さくすることができて、建設機械用操作装置の小型化及び高機能化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態に係る建設機械用操作装置の構成図である。
【図2】第1実施形態に係る建設機械用操作装置に備えられる圧力センサの出力特性とコントローラより出力される制御信号との関係を示すグラフ図である。
【図3】第1実施形態に係る建設機械用操作装置を備えたオフセットシリンダの制御装置を示す図である。
【図4】第2実施形態に係る建設機械用操作装置に備えられる把持部1の要部断面図である。
【図5】第3実施形態に係る建設機械用操作装置に備えられる把持部1の要部断面図である。
【図6】第4実施形態に係る建設機械用操作装置に備えられる把持部1の正面図である。
【符号の説明】
1 把持部
2 窪み
3 入力装置ユニット
4,5 増幅回路
6 コントローラ
12,13 圧力センサ(検出部)
14 揺動レバー(操作部)
15,16 弾性部材
17 クリアランス
31,32 弾性係数調整手段(ねじ)
33 プッシュボタン
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベルなどの建設機械に備えられる建設機械用操作装置及びこれを備えた建設機械に係り、特に、建設機械に備えられた各種アクチュエータを制御するための入力装置の構成に関する。
【0002】
【従来の技術】
油圧ショベルなどの建設機械には、例えばブームシリンダ、アームシリンダ、バケットシリンダ及びオフセットシリンダなどのアクチュエータを制御するための建設機械用操作装置が備えられるが、近年、この種の建設機械用操作装置としては、操作部と、当該操作部の操作状態を検出する検出部と、当該検出部からの検出信号を入力し、当該検出信号に応じた前記アクチュエータの制御信号を出力するコントローラとを備え、前記アクチュエータの制御を電気的に行うものが提案されている。
【0003】
従来のこの種の建設機械用操作装置には、前記検出部として、例えばリミットスイッチなどのオンオフスイッチや、例えば可変抵抗器などの位置センサが用いられている。
【0004】
このように、アクチュエータの制御を電気的に行う建設機械用操作装置を備えると、アクチュエータの制御をリンク機構を介して機械的に行う建設機械用操作装置を備えた場合に比べて運転席周りの設計の自由度を高めることができるので建設機械の設計を容易化できると共に、アクチュエータの制御を指先で行うことができるので作業に要する運転者の負担を軽減することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、前記検出部としてオンオフスイッチを備えた従来の建設機械用操作装置は、アクチュエータをアナログ的に制御することができないので、用途が限定されるという不都合がある。
【0006】
一方、前記検出部として位置センサを備えた従来の建設機械用操作装置は、アクチュエータをアナログ的に制御することができるので広い用途に応用可能であるが、高精度の制御を行うためには操作部の操作範囲が大きい位置センサを必要とするので、位置センサの設定に大きなスペースを必要とし、小さなスペースに多くの検出部を設定することが難しいという不都合がある。
【0007】
本発明は、かかる従来技術の不備を解決するためになされたものであって、その目的は、アクチュエータをアナログ的に制御することができ、かつ小さなスペースに多くの検出部を設定することが可能な建設機械用操作装置を提供すること及び当該操作装置を備えた建設機械を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、建設機械用操作装置に関しては、把持部と、当該把持部に設けられた操作部と、当該操作部の操作状態を検出する検出部と、当該検出部からの出力信号により動作が制御されるアクチュエータと、前記検出部から出力される検出信号を入力し、当該検出信号に応じた前記アクチュエータの制御信号を出力するコントローラとを備えた建設機械用操作装置において、前記検出部として圧力センサを備えると共に、当該圧力センサの受圧面と前記操作部との間に弾性部材を介設するという構成にした。
【0009】
このように、検出部として圧力センサを備えると、当該圧力センサに加える押圧力を調整することによって圧力センサより押圧力に応じた検出信号が出力されるので、アクチュエータをアナログ的に制御することができ、オンオフスイッチを備えた場合に比べて建設機械用操作装置の多用途化を図ることができる。また、圧力センサの受圧面と操作部との間に弾性部材を介設すると、指先の動作に押圧力に応じたストロークを持たせることができるので、圧力センサに加える押圧力の調整を容易化でき、アクチュエータの制御を高精度に行うことができる。さらに、検出部として圧力センサを備え、かつ圧力センサの受圧面と操作部との間に弾性部材を介設してなる入力装置は、位置センサを用いた入力装置に比べて操作部のストロークを格段に小さくすることができるので、狭いスペース内に多数の入力装置を集約して設定することが可能となり、建設機械用操作装置の小型化及び高機能化を図ることができる。
【0010】
また、前記の目的を達成するために、本発明は、前記構成の建設機械用操作装置において、前記圧力センサ及び前記弾性部材並びに前記操作部を、前記把持部に凹設された窪み内に収納し、前記操作部の一部を前記把持部の外面より突出するという構成にした。
【0011】
このように、圧力センサ及び弾性部材並びに操作部を把持部に凹設された窪み内に収納し、操作部の一部を把持部の外面より突出すると、把持部の外面にこれらの各部材を設定する場合に比べて把持部を小型化できると共に、把持部の形状を手指で把持しやすい形状に形成することができるので、建設機械用操作装置の操作性を高めることができる。
【0012】
また、前記の目的を達成するために、本発明は、前記構成の建設機械用操作装置において、前記弾性部材の弾性係数を調整するための弾性係数調整手段を設けるという構成にした。
【0013】
このように、弾性部材の弾性係数を調整するための弾性係数調整手段を設けると、操作部の感度、即ち、操作部の操作量と圧力センサより出力される信号値との比を適宜変更することができるので、制御するアクチュエータの種類に応じて操作部の感度を最適に調整することができ、建設機械用操作装置の操作性を高めることができる。また、同一の圧力センサを用いて操作部の感度が異なる各種の入力装置を構成することができるので、多用途用の建設機械用操作装置を安価に製造することができる。
【0014】
また、前記の目的を達成するために、本発明は、前記構成の建設機械用操作装置において、前記操作部としてプッシュボタンを備えるという構成にした。
【0015】
このように、操作部としてプッシュボタンを備えると、操作部の操作を容易に行うことができるので、建設機械用操作装置の操作性を良好なものにすることができる。
【0016】
また、前記の目的を達成するために、本発明は、前記構成の建設機械用操作装置において、前記操作部として揺動レバーを備えるという構成にした。
【0017】
このように、操作部として揺動レバーを備えると、揺動レバーの揺動方向に応じた多値の信号を圧力センサより出力することが可能になるので、建設機械用操作装置の多用途化及び多機能化を図ることができる。
【0018】
また、前記の目的を達成するために、本発明は、前記構成の建設機械用操作装置において、前記圧力センサ及び前記弾性部材並びに前記操作部を有する入力装置ユニットを前記把持部に複数個備えるという構成にした。
【0019】
このように、圧力センサ及び弾性部材並びに操作部より構成される入力装置ユニットを前記把持部に複数個備えると、各入力装置ユニットに備えられた圧力センサより多値の信号を出力することができるので、建設機械用操作装置の多用途化及び多機能化を図ることができる。
【0020】
一方、前記の目的を達成するために、本発明は、建設機械に関しては、アクチュエータを制御するための建設機械用操作装置を備えた建設機械において、前記建設機械用操作装置として、把持部と、当該把持部に設けられた操作部と、当該操作部の操作状態を検出する検出部と、当該検出部からの出力信号により動作が制御されるアクチュエータと、前記検出部から出力される検出信号を入力し、当該検出信号に応じた前記アクチュエータの制御信号を出力するコントローラとを有し、かつ、前記検出部として圧力センサを用いると共に、当該圧力センサの受圧面と前記操作部との間に弾性部材を介設したものを備えるという構成にした。
【0021】
このように、建設機械用操作装置を構成するための検出部として圧力センサを備えると、当該圧力センサに加える押圧力を調整することによって圧力センサより押圧力に応じた検出信号が出力されるので、アクチュエータをアナログ的に制御することができ、アクチュエータの操作の多様化を図ることができる。また、圧力センサの受圧面と操作部との間に弾性部材を介設すると、指先の動作に押圧力に応じたストロークを持たせることができるので、圧力センサに加える押圧力の調整を容易化でき、アクチュエータの制御を高精度に行うことができる。さらに、検出部として圧力センサを備え、かつ圧力センサの受圧面と操作部との間に弾性部材を介設してなる入力装置は、位置センサを用いた入力装置に比べて操作部のストロークを格段に小さくすることができるので、狭いスペース内に多数の入力装置を集約して設定することが可能となり、建設機械の運転席周りの設計を容易化することができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る建設機械用操作装置の第1実施形態を、図1及び図2を用いて説明する。図1は第1実施形態に係る建設機械用操作装置の構成図、図2は第1実施形態に係る建設機械用操作装置に備えられる圧力センサの出力特性とコントローラより出力される制御信号との関係を示すグラフ図である。
【0023】
図1に示すように、本例の建設機械用操作装置は、建設機械における運転席の近傍に配置され、オペレータによって把持される把持部1と、当該把持部1に形成された窪み2内に収納された入力装置ユニット3と、増幅回路4,5と、コントローラ6と、これら入力装置ユニット3と増幅回路4,5とコントローラ6とを接続する配線7とから構成されている。
【0024】
入力装置ユニット3は、前記窪み2内に収納可能な形状及び大きさに外形が形成された筒状のケース11と、当該ケース11の底面に設定された2つの圧力センサ(検出部)12,13と、前記ケース11に揺動可能に取り付けられた揺動レバー(操作部)14と、前記圧力センサ12,13の受圧面12a,13aと前記揺動レバー14の押圧面14a,14bとの間に介設された2つの弾性部材15,16とからなる。前記揺動レバー14の上端部は、前記ケース11の上端部より外向きに突出されており、オペレータが把持部1を把持した状態で、親指の指先で揺動操作できるようになっている。また、ケース11と2つの弾性部材15,16の間には所要のクリアランス17が設けられており、弾性部材15,16の弾性変形を吸収できるようになっている。
【0025】
前記2つの圧力センサ12,13は、前記揺動レバー14の揺動方向に配置されており、図2に符号Aで示すように、前記揺動レバー14の揺動ストロークxに応じた検出信号(電圧値)を出力する。
【0026】
前記コントローラ6は、前記増幅回路4,5にて増幅された検出信号Aを入力し、図2に符号Bで示すように、圧力センサ12,13の受圧力P(揺動ストロークx)の下限値及び上限値が規制された制御信号Bを出力する。即ち、図2に示すように、圧力センサ12,13からは圧力センサ12,13の受圧力Pに応じた検出信号Aが出力されるが、この検出信号Aをもって直接アクチュエータを制御すると、揺動レバー14に触れただけでアクチュエータが駆動されてしまうと共に、揺動レバー14が過大な操作力で操作されたときにアクチュエータが必要以上の高速で駆動されてしまい、アクチュエータの操作性が悪いものになる。そこで、図2に示すように、コントローラ6は、圧力センサ12,13の受圧力がP1(揺動ストロークがx1)に達するまでは制御信号Bを出力しないように検出信号Aを補正し、揺動レバー14の操作に余裕を持たせている。また、コントローラ6は、圧力センサ12,13の受圧力がP2(揺動ストロークがx2)に達した後は一定の制御信号Bが出力されるように検出信号Aを補正し、アクチュエータの最大駆動速度を規制している。これにより、アクチュエータの操作性を良好なものにすることができる。
【0027】
次に、前記第1実施形態に係る建設機械用操作装置を備えた建設機械の一例を、図3を用いて説明する。図3は第1実施形態に係る建設機械用操作装置を備えたオフセットシリンダの制御装置を示す図である。
【0028】
図3において、21は車体に対するブームの設定位置を左右方向にオフセットするオフセットシリンダ、22はオフセットシリンダ21に圧油を供給するメインポンプ、23はオフセットシリンダ21とメインポンプ22とをつなぐ管路に設けられ、オフセットシリンダ21の操作量及び操作方向を制御するコントロールバルブ、24はコントロールバルブ23にパイロット圧を供給するパイロットポンプ、25はコントロールバルブ23とパイロットポンプ24とをつなぐ管路に設けられ、パイロット圧を遮断してオフセットシリンダ21を操作位置に保持するロックバルブ、26はコントロールバルブ23とパイロットポンプ24とをつなぐ管路に設けられ、当該管路中の異物を除去するフィルタ、27はコントロールバルブ23とパイロットポンプ24とをつなぐ管路に設けられ、コントロールバルブ23に供給されるパイロット圧を調整する比例電磁弁ユニット、27aは第1の比例電磁弁、27bは第2の比例電磁弁であり、図1と対応する部分には同一の符号が表示されている。
【0029】
このオフセットシリンダの制御装置において、揺動レバー14が右方向に操作されると、圧力センサ12より揺動レバー14の揺動ストロークに対応する検出信号Aが出力され、その検出信号Aは増幅回路4で増幅される。増幅回路4で増幅された検出信号Aはコントローラ6で制御信号Bに変換され、第1の比例電磁弁27aに印加される。これによって第1の比例電磁弁27aを通ってコントロールバルブ23の一端にパイロット圧が供給され、コントロールバルブ23が第1の方向に操作されて、オフセットシリンダ21が図示しないブームを右方向にオフセットさせる方向に操作される。
【0030】
揺動レバー14が左方向に操作された場合には、圧力センサ13より揺動レバー14の揺動ストロークに対応する検出信号Aが出力され、その検出信号Aは増幅回路5で増幅される。増幅回路5で増幅された検出信号Aはコントローラ6で制御信号Bに変換され、第2の比例電磁弁27bに印加される。これによってコントロールバルブ23の他端にパイロット圧が供給されて、コントロールバルブ23が第2の方向に操作され、オフセットシリンダ21が図示しないブームを左方向にオフセットさせる方向に操作される。
【0031】
第1実施形態に係る建設機械用操作装置は、検出部として圧力センサ12,13を備えたので、オフセットシリンダ21の制御が可能になるなど、オンオフスイッチを備えた建設機械用操作装置では行うことができないアクチュエータの制御が可能になり、建設機械用操作装置の多用途化を図ることができる。また、圧力センサ12,13の受圧面12a,13aと操作部である揺動レバー14との間に弾性部材15,16を介設したので、指先の動作に押圧力に応じたストロークを持たせることができて、圧力センサ12,13に加える押圧力の調整を容易化でき、アクチュエータであるオフセットシリンダ21の制御を高精度に行うことができると共に、位置センサを用いた入力装置に比べて揺動レバー14のストロークを格段に小さくすることができて、建設機械用操作装置の小型化及び高機能化を図ることができる。
【0032】
また、第1実施形態に係る建設機械用操作装置は、圧力センサ12,13及び揺動レバー14並びに弾性部材15,16を把持部1に凹設された窪み2内に収納し、揺動レバー14の一部を把持部1の外面より突出したので、把持部1の外面にこれらの各部材を設定する場合に比べて把持部1を小型化できると共に、把持部1の形状を手指で把持しやすい形状に形成することができ、建設機械用操作装置の操作性を高めることができる。
【0033】
また、第1実施形態に係る建設機械用操作装置は、操作部として揺動レバー14を備えたので、揺動レバー14の揺動方向に応じた多値の信号を圧力センサ12,13より出力することができ、建設機械用操作装置の多用途化及び多機能化を図ることができる。
【0034】
次に、本発明に係る建設機械用操作装置の第2実施形態を、図4を用いて説明する。図4は第2実施形態に係る建設機械用操作装置に備えられる把持部1の要部断面図である。
【0035】
この図から明らかなように、第2実施形態に係る建設機械用操作装置は、ケース11を外面に雄ねじ31が刻設された内筒11aと、内面に雌ねじ32が刻設された外筒11bとから構成し、これら内筒11aと外筒11bとの螺合量を変更することによって弾性部材15,16の弾性係数を調整できるようにしたことを特徴とする。本例の建設機械用操作装置は、内筒11aと外筒11bの螺合量を多くすることによって弾性部材15,16の弾性係数を高めることができ、内筒11aと外筒11bの螺合量を少なくすることによって弾性部材15,16の弾性係数を低下することができる。
【0036】
本例の建設機械用操作装置は、弾性部材15,16の弾性係数を調整するための弾性係数調整手段(雄ねじ31が刻設された内筒11a及び雌ねじ32が刻設された外筒11b)を設けたので、揺動レバー14の感度を適宜変更することができ、制御するアクチュエータの種類に応じて揺動レバー14の感度を最適に調整することができることから、建設機械用操作装置の操作性を高めることができる。また、同一の圧力センサ12,13を用いて揺動レバー14の感度が異なる各種の入力装置を構成することができるので、多用途用の建設機械用操作装置を安価に製造することができる。
【0037】
次に、本発明に係る建設機械用操作装置の第3実施形態を、図5を用いて説明する。図5は第3実施形態に係る建設機械用操作装置に備えられる把持部1の要部断面図である。
【0038】
この図から明らかなように、第3実施形態に係る建設機械用操作装置は、操作部としてプッシュボタン33を備えたことを特徴とする。この場合には、圧力センサ及び弾性部材の数量をそれぞれ1つずつにすることができる。
【0039】
本例の建設機械用操作装置は、操作部としてプッシュボタン33を備えたので、操作部の操作を容易に行うことができ、建設機械用操作装置の操作性を良好なものにすることができる。
【0040】
次に、本発明に係る建設機械用操作装置の第4実施形態を、図6を用いて説明する。図6は第4実施形態に係る建設機械用操作装置に備えられる把持部1の正面図である。
【0041】
この図から明らかなように、第4実施形態に係る建設機械用操作装置は、把持部1に複数個の入力装置ユニット3を備えたことを特徴とする。
【0042】
本例の建設機械用操作装置は、複数個の入力装置ユニット3をを備えたので、各入力装置ユニット3に備えられた圧力センサより多値の信号を出力することができ、建設機械用操作装置の多用途化及び多機能化を図ることができる。
【0043】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、検出部として圧力センサを備えたので、アクチュエータをアナログ的に制御することができ、オンオフスイッチを備えた建設機械用操作装置では行うことができないアクチュエータの制御が可能になって、建設機械用操作装置の多用途化を図ることができる。また、圧力センサの受圧面と操作部である揺動レバーとの間に弾性部材を介設したので、指先の動作に押圧力に応じたストロークを持たせることができ、圧力センサに加える押圧力の調整を容易化できて、アクチュエータであるオフセットシリンダの制御を高精度に行うことができると共に、位置センサを用いた入力装置に比べて揺動レバーのストロークを格段に小さくすることができて、建設機械用操作装置の小型化及び高機能化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態に係る建設機械用操作装置の構成図である。
【図2】第1実施形態に係る建設機械用操作装置に備えられる圧力センサの出力特性とコントローラより出力される制御信号との関係を示すグラフ図である。
【図3】第1実施形態に係る建設機械用操作装置を備えたオフセットシリンダの制御装置を示す図である。
【図4】第2実施形態に係る建設機械用操作装置に備えられる把持部1の要部断面図である。
【図5】第3実施形態に係る建設機械用操作装置に備えられる把持部1の要部断面図である。
【図6】第4実施形態に係る建設機械用操作装置に備えられる把持部1の正面図である。
【符号の説明】
1 把持部
2 窪み
3 入力装置ユニット
4,5 増幅回路
6 コントローラ
12,13 圧力センサ(検出部)
14 揺動レバー(操作部)
15,16 弾性部材
17 クリアランス
31,32 弾性係数調整手段(ねじ)
33 プッシュボタン
Claims (7)
- 把持部と、当該把持部に設けられた操作部と、当該操作部の操作状態を検出する検出部と、当該検出部からの出力信号により動作が制御されるアクチュエータと、前記検出部から出力される検出信号を入力し、当該検出信号に応じた前記アクチュエータの制御信号を出力するコントローラとを備えた建設機械用操作装置において、前記検出部として圧力センサを備えると共に、当該圧力センサの受圧面と前記操作部との間に弾性部材を介設したことを特徴とする建設機械用操作装置。
- 前記圧力センサ及び前記弾性部材並びに前記操作部を、前記把持部に凹設された窪み内に収納し、前記操作部の一部を前記把持部の外面より突出したことを特徴とする請求項1に記載の建設機械用操作装置。
- 前記弾性部材の弾性係数を調整するための弾性係数調整手段を設けたことを特徴とする請求項1に記載の建設機械用操作装置。
- 前記操作部としてプッシュボタンを備えたことを特徴とする請求項1に記載の建設機械用操作装置。
- 前記操作部として揺動レバーを備えたことを特徴とする請求項1に記載の建設機械用操作装置。
- 前記圧力センサ及び前記弾性部材並びに前記操作部を有する入力装置ユニットを前記把持部に複数個備えたことを特徴とする請求項1に記載の建設機械用操作装置。
- アクチュエータを制御するための建設機械用操作装置を備えた建設機械において、前記建設機械用操作装置として、把持部と、当該把持部に設けられた操作部と、当該操作部の操作状態を検出する検出部と、当該検出部からの出力信号により動作が制御されるアクチュエータと、前記検出部から出力される検出信号を入力し、当該検出信号に応じた前記アクチュエータの制御信号を出力するコントローラとを有し、かつ、前記検出部として圧力センサを用いると共に、当該圧力センサの受圧面と前記操作部との間に弾性部材を介設したものを備えたことを特徴とする建設機械。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2002214041A JP2004054767A (ja) | 2002-07-23 | 2002-07-23 | 建設機械用操作装置及びこれを備えた建設機械 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010250459A (ja) * | 2009-04-14 | 2010-11-04 | Caterpillar Sarl | 建設機械における誤作動防止装置 |
-
2002
- 2002-07-23 JP JP2002214041A patent/JP2004054767A/ja not_active Withdrawn
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