JP5730693B2

JP5730693B2 - 作業機械の操作装置

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Publication number: JP5730693B2
Application number: JP2011149880A
Authority: JP
Inventors: 邦嗣冨田
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2011-07-06
Filing date: 2011-07-06
Publication date: 2015-06-10
Anticipated expiration: 2031-07-06
Also published as: JP2013014981A

Description

本発明は、解体作業や建築作業、土木作業等に使用される作業機械に係り、特にその操作装置に関する。

２本の作業フロントを有した双腕型の作業機械において、運転席の両側に操縦装置を設け、この操縦装置に各作業フロントを操作する作業機操作レバーを備えることが、特許文献１に記載されている。双腕型の作業機では操作軸数が大幅に増加するので、標準的な油圧ショベルの操作装置をそのまま適用することが困難である。そのため、この公報に記載の双腕型の作業機械の操作装置では、運転席の左右両側に揺動自在な操作アームと、横置きの操作レバーと、肘受けなどを備えている。これにより操作者が、第１作業フロント用の操作装置と第２作業フロント用の操作装置のそれぞれを別個に操作すれば、第１作業フロント及び第２作業フロントを同時に独立して簡単に操作できる。なおこの公報に記載の作業機では、一般的な油圧ショベルと同様に、作業機の走行操作を行なうことが可能な走行用操作レバーが運転室内前方に備えられている。

双腕型の作業機械において、運転席の左右両側に操作装置を備えた他の例が特許文献２に記載されている。この公報に記載の作業機械では、操作者が長時間の作業をしても疲労が少なくなるように、左右揺動自在に取り付けられた操作アームにアームレストを取り付けている。そしてこのアームレストは、操作者の肘関節部分を支持する肘関節支持部が、操作アームの揺動中心軸線上に位置するように操作アームを保持するアームブラケットに取り付けられている。

特開２００６−０７０４５６号公報特開２００６−２５２２２４号公報特開２００５−１７８９７８号公報特開２００３−２７６９８１号公報

上記特許文献１に記載の作業機械の操作装置では、作業フロント操作用の操作レバーの他に走行用のレバーが床面から上方に配置されている。そして、双腕型の作業フロントを使用する作業機械への乗降を容易にするために、走行レバーを起立位置と倒伏位置との２位置間で回動可能になっている。しかしながら、この公報に記載の作業機械では、走行レバーを操作する際に、操作者の身体（主として胸部）が意図せず横置きの操作レバーに接触して誤操作が発生するのを防止することに関しては、十分には考慮されていない。

また、特許文献２に記載の作業機械の操作装置では、双腕型の作業フロントを操作する際の疲労低減については十分考慮されているものの、走行用のレバー操作の際に、予期せずこの操作装置と操作者が干渉することについては考慮されていない。なお、横置きの操作レバーの代わりに縦置きの操作レバーとすれば、このような誤操作の発生を防止できるが、その場合、操作者の通常動作との対応が図られた直感的な操作性の維持が困難になる。

一方、単独操作したい関節の操作信号以外の信号を、操作状態に関わらず無効とする単独操作モードを設けて誤操作を防止することが、特許文献３および特許文献４に開示されている。これらの公報に記載の方法を用いれば、誤操作の発生を防止することができるが、複合操作が不能となり、操作性が悪化し作業効率が大幅に低下する。

本発明は上記従来技術の不具合に鑑みなされたものであり、その目的は、複数の操作レバーを備えた作業機械において、操作性を損なうことなく、操作者の意図しない操作レバーの誤操作を防止することにある。本発明の他の目的は、操作者の操作姿勢の変化により操作者の意図しない操作レバーの操作が発生するのを防止することにある。

上記の目的を達成するため、本発明の作業機械の操作装置は、左右に一対設けられた走行体と、この走行体が装架された下部車体と、この下部車体の上方に旋回可能に配置された上部旋回体と、左右一対の作業フロントと、前記上部旋回体に設けられ操作者が搭乗するキャブとを備えた双腕型の作業機械に設けられ、前記下部走行体のアクチュエータを操作する複数の第１の操作レバーと、前記一対の作業フロントのアクチュエータを操作する第２の操作レバーと、制御装置とを有し、前記キャブ内に配置されており、前記キャブには操作者が着座する運転席が設けられており、前記第１の操作レバーは前記運転席の前方であって前記キャブの床面から延びて配置され、前記第２の操作レバーは前記運転席の左右両側に付設された横置き操作レバーであり、前記第１および第２の操作レバーには操作量が予め設定した範囲より小さいときにその操作を無効とする不感帯が設定されており、前記制御装置は、複数の前記第１の操作レバーの少なくともいずれかが操作中であって前方方向への操作と判断したときに、前記第２の操作レバーの不感帯を前記第２の操作レバーに予め設定した不感帯より大きく設定し、前記第１の操作レバーの操作が、前記前方方向への操作以外の操作と判断した場合には、前記第２の操作レバーの不感帯を予め設定した不感帯の大きさに維持することを特徴とする。

そしてこの特徴において、前記制御装置は、前記第２の操作レバーの不感帯を前記第１の操作レバーの前方方向の操作量が増えれば増えるほど大きな値に設定するものであってよい。

また、前記制御装置に、前記第１の操作レバーの操作に応じて前記第２の操作レバーの不感帯を変化させる不感帯変更モードと前記第１の操作レバーの操作にかかわらず前記第２の操作レバーの不感帯を変化させない固定モードとを選択可能なモード切替手段を設け、前記モード切替手段が不感帯固定モードに切替えられたときは、前記第１の操作レバーの操作状態に関わらず前記第２の操作レバーの不感帯の変更を無効化するようにしてもよい。

係る構成の作業機械の操作装置では、第１の操作レバー（例えば走行用レバー）を操作している間は、第２の操作レバー（例えばフロント用レバー）の不感帯を一時的に大きくする。これにより、操作性を損なうことなく、操作者の意図しない誤操作を防止することが可能となる。

本発明によれば、作業機械の操作装置において、一の操作レバーを操作中に他の操作レバーの不感帯の大きさを一時的に大きくしているので、操作性を損なうことなく、操作者の意図しない誤操作を防止できる。また、操作者の操作姿勢が大きく変化するような操作では、各操作レバーの不感帯を同一にはしていないので、操作性を損なうことなく、操作者の意図しない誤操作を防止できる。

本発明に係る作業機械の一実施例の斜視図である。図１に示した作業機械の上面図である。図１に示した作業機械が備える運転席の斜視図である。図３に示した運転席の上面図である。図３に示した運転席に操作者が搭乗した様子を説明する側面図である。作業機械の操作装置の動作と作業機械の作業フロントの動作との対応を説明する図である。本発明に係る作業機械の操作装置の一実施例が備える制御装置のブロック図である。不感帯を説明する図である。不感帯を説明する図である。本発明に係る作業機械の操作装置の他の実施例が備える制御装置のブロック図である。不感帯を説明する図である。不感帯を説明する図である。本発明に係る作業機械の操作装置のさらに他の実施例が備える制御装置のブロック図である。本発明に係る作業機械の操作装置のさらに他の実施例が備える制御装置のブロック図である。本発明に係る作業機械の操作装置のさらに他の実施例が備える制御装置のブロック図である。図１５に示した作業機械の操作装置を備える運転席の斜視図である。本発明に係る作業機械の操作装置のさらに他の実施例が備える制御装置のブロック図である。

以下、本発明に係る作業機械のいくつかの実施例について、図面を用いて説明する。図１および図２に、本発明に係る作業機械の一実施例を示す。図１は、作業機械２００の斜視図であり、図２はその上面図である。本実施例では、双腕型の作業機械２００を例にとり説明する。

作業機械２００は、無限履帯が装架された左走行体１ａ及び右走行体1ｂを備えた下部車体２と、下部車体２上に旋回可能に取り付けられた上部旋回体３とを有している。上部旋回体３の前部中央付近には、運転室４が取り付けられており、上部旋回体３の側部及び後部には、図示しないエンジンやポンプ等が配置されている。上部旋回体３の前部左側には、上下方向および左右方向に揺動自在に第１作業フロントＡが取り付けられている。同様に、上部旋回体３の前部右側には、上下方向および左右方向に揺動自在に第２作業フロントＢが取り付けられている。

なお、第１作業フロントＡと第２作業フロントＢの構成および動作は対称的であるので、以下の記載では第１作業フロントＡについてのみ記載し、第２作業フロントＢの構成については省略する。第２作業フロントＢの場合には、各構成要件を示す符号の末尾が第１作業フロントＡの場合のａから、ｂに変更されている。

第１作業フロントＡは、上部旋回体３の前部左側に設けられたブラケット６ａと、ブラケット６ａに縦軸周りに左右揺動自在に取り付けられたスイングポスト７ａと、スイングポスト７ａに上下揺動自在に取り付けられたブーム１０ａと、ブーム１０ａに上下揺動自在に取り付けられたアーム１２ａと、アーム１２ａに上下回動自在に取り付けられた作業具２０ａとを有している。そして、これら各部材７ａ、１０ａ、１２ａ、２０ａはシリンダにより駆動される。

つまり、スイングポスト７ａを縦軸回りに左右方向に揺動させるスイングポストシリンダ９ａは、その一端部がスイングポスト７ａに、他端部が上部旋回体３に連結されている。ブーム１０ａを上下方向に揺動させるブームシリンダ１１ａは、その一端部がスイングポスト７ａに、他端部がブーム１０ａに連結されている。アーム１２ａを上下方向に揺動させるアームシリンダ１３ａは、その一端部がブーム１０ａに、他端部がアーム１２ａに連結されている。また、作業具２０ａを上下方向に揺動させる作業具シリンダ１５ａは、その一端部がアーム１２ａに、他端部が作業具２０ａに連結されている。

なお、作業具２０ａは作業機械２００の作業内容に応じて交換可能である。図１および図２に示したグラップルの他に、カッタやブレーカ、バケット、その他の作業具が用いられ、いずれか１つが第１作業フロントＡの先端に取り付けられる。上述したように、第２作業フロントＢは第１作業フロントＡと対称的に配置されており、上部旋回体３の前部右側にその一端部が取り付けられている。

このように構成した作業機械２００の運転席４９を取り出して、図３ないし図５に示す。図３は運転席４９の斜視図であり、図４はその上面図である。図５は、操作者が着座した状態を示す運転席４９の側面図であり、同図（ａ）は第１作業フロントＡを操作する場合であり、同図（ｂ）は走行体１ｂを操作する場合である。

運転室４内には運転席４９が設置されている。運転席４９の前方には、詳細を後述する走行用の走行用レバー装置３００ａ、３００ｂが配置されている。運転席４９の左側には、第１作業フロントＡを操作するための操作装置５０ａが、運転席４９の右側には、第２作業フロントＢを操作するための操作装置５０ｂが、それぞれ対称的に設けられている。操作装置５０ａと操作装置５０ｂは、本実施例では対称的に形成された同一構造であるので、以下の説明では操作装置５０ａについてのみ説明する。

操作装置５０ａは、運転席４９の左側面に設けられたアームブラケット５１ａと、アームブラケット５１ａに垂直に取付けられた揺動装置９０ａと、アームブラケット５１ａ内を貫通する垂直な線である揺動中心軸線７３ａ回りに左右揺動自在に取り付けられた操作アーム５２ａと、操作アーム５２ａに取り付けられたアームレスト５３ａを備えている。ここで、操作アーム５２ａは、第１作業フロントＡの左右の揺動を指示するのに用いられる。また、アームレスト５３ａは、操作アーム５２ａと一体に揺動することで、操作者の疲労を軽減するようになっている。

操作装置５０ａは、さらに第１作業フロントＡの上下の揺動を指示するための横置き操作レバー５４ａを備えている。この横置き操作レバー５４ａは、操作アーム５２ａの先端部分に取り付けられており、揺動中心７４ａ回りに上下方向および前後方向に揺動できる。横置き操作レバー５４ａは、その軸７５ａ回りにも回動自在となっている。

図４の上面図に示すように、横置き操作レバー５４ａの軸方向中間部には、操作者把持点７２ａが形成される。操作者把持点７２ａは、操作者３５０が操作レバー５４ａを把持した時に把持中心となる点であり、予め決まった位置ではない。操作者３５０は、アームレスト５３ａに肘を置き、操作者把持点７２ａを把持して、操作アーム５２ａおよび操作レバー５４ａを揺動操作する（図５（ａ）参照）。

運転席４６の前方には一対の対称に形成された走行用レバー装置３００ａ、３００ｂが備えられており、走行用レバー装置３００ａは左走行体１ａの前後への動作を指示するために、走行用レバー装置３００ｂは右走行体１ａの前後への動作を指示するために用いられる。右の走行用レバー装置３００ｂの構成および動作が左の走行用レバー装置３００ａと同様であるので、左の走行用レバー装置３００ａについて、図５を用いて説明する。

走行用レバー装置３００ａは、床面から上方に延び上部先端部がＬ字型に曲がって把持部３０４ａが形成された操作アーム３０１ａと、この操作アーム３０１ａの下端部で連結する操作ペダル３０２ａとを備えている。したがって、操作アーム３０１ａと操作ペダル３０２ａは、回転中心３０３ａを中心として、一体となって前後方向に揺動動作する。

走行用レバー装置３００ａを操作する際は、操作アーム３０１ａの把持部３０４ａを操作するか（図５（ｂ））、操作ペダル３０２ａを操作するか（図５（ａ））を操作者３５０が任意に選択できる。なお、回転中心３０３ａを中心とした回転量（角度）が同一であれば、同一の操作結果となり、同一の速度で左側の走行体１ａが走行する。

図６に、操作装置の操作と作業フロントの動作の対応を模式的に示す。説明の便のために、左側の操作装置５０ａと第１作業フロントＡとについてだけ示した図を用いるが、右側の操作装置５０ｂと第２作業フロントＢの関係も左側の操作装置５０ａと第１作業フロントＡの関係と同様であるので説明を省略する。

操作アーム５２ａの根元部に配置した揺動装置９０ａには、図示しない操作量検出器が備えられている。操作アーム５２ａが揺動操作されると、操作量に比例した速度でスイングポストシリンダ９ａが駆動される。すなわち左方向回転を正として、操作アーム５２ａが左方向にｗだけ揺動操作されると、スイングポスト７ａが縦軸回りに左方向にＷだけ揺動される。操作アーム５２ａが右方向に−ｗだけ揺動操作された場合には、スイングポスト７ａが縦軸回りに右方向に−Ｗだけ揺動される。

横置き操作レバー５４ａにも、図示しない操作量検出器が備えられている。横置き操作レバー５４ａは、上下方向（ｙ方向）の操作でブーム１０ａの上下揺動（Ｙ）を、前後方向（ｘ方向）の操作でアーム１２ａのブーム１０ａに対する上下揺動（Ｘ）を、各々指示する。

すなわち、横置き操作レバー５４ａを上方向へｙだけ操作すると、ブームシリンダ１１ａが伸び方向に駆動され、ブーム１０ａはスイングポスト７ａに対して上方向へＹだけ揺動される。横置き操作レバー５４ａを下方向へ−ｙだけ操作すると、ブームシリンダ１１ａが縮み方向に駆動され、ブーム１０ａはスイングポスト７ａに対して下方向へ−Ｙだけ揺動される。

同様に、横置き操作レバー５４ａを前方向へｘだけ操作すると、アームシリンダ１３ａが縮み方向に駆動され、アーム１２ａはブーム１０ａに対して上方向へＸだけ揺動される。横置き操作レバー５４ａを後方向へ−ｘだけ操作すると、アームシリンダ１３ａが伸び方向に駆動され、アーム１２ａはブーム１０ａに対して下方向へ−Ｘだけ揺動される。横置き操作レバー５４ａを軸７５ａ回りにｚだけ回動操作すると、作業具２０ａがＺだけ上下に揺動する。作業具２０ａの上下揺動方向は、操作レバー５４ａの軸７５ａ回りの回動操作方向と同一になっている。

走行用レバー装置３００ａの回転中心３０３ａには、図示しない操作量検出器が備えられている。走行用レバー装置３００ａの操作アーム３０１ａが揺動操作されると、操作量に比例した速度で、左走行体１ａが駆動される。同様に、走行用レバー装置３００ｂの回転中心３０３ｂには、図示しない操作量検出器が備えられている。走行用レバー装置３００ｂの操作アーム３０１ｂが揺動操作されると、操作量に比例した速度で右走行体１ｂが駆動される。

したがって、図１に示した下部車体２を前進させる場合には、左側の走行用レバー装置３００ａと右側の走行用レバー装置３００ｂの双方を、同量だけ前方へ操作すればよい。下部車体２を後進させる場合には、左側の走行用レバー装置３００ａと右側の走行用レバー装置３００ｂの双方を、同量だけ後方へ操作すればよい。下部車体２を右方向へカーブさせる場合には、左側の走行用レバー装置３００ａの操作量を右側の走行用レバー装置３００ａの操作量より多く前方へ操作する。下部車体２を左方向へカーブさせる場合には、右側の走行用レバー装置３００ｂの操作量を左側の走行用レバー装置３００ｂの操作量より多く前方へ操作する。なお、一方の走行用レバー装置３００ａまたは３００ｂだけを操作すれば、いわゆる信地旋回を実現できる。

次に、このように構成した操作装置５０ａ、５０ｂと走行用レバー装置３００ａ、３００ｂを有する作業機械２００の操作制御系について、図７以下を用いて、いくつかの実施例を説明する。

図７ないし図９は、本発明に係る作業機械２００の操作制御系の第１の実施例に関する図であり、図７は操作制御系の入出力信号を併記したブロック図、図８および図９はこの操作制御系が制御する各シリンダ９ａ、９ｂ、１１ａ、１１ｂ、１３ａ、１３ｂ、１５ａ、１５ｂおよび走行体１ａ、１ｂの動作を説明するグラフである。

操作制御系の中心をなす制御装置４００には、第１、第２作業フロントＡ、Ｂを操作するための入力信号として、操作アーム５２ａ、５２ｂからの操作信号４０１ａ、４０１ｂ、横置き操作レバー５４ａ，５４ｂからの上下操作信号４０２ａ、４０２ｂ、前後操作信号４０３ａ、４０３ｂ、回動操作信号４０４ａ、４０４ｂが入力される。また、走行体１ａ、１ｂを操作するための入力信号として、走行用レバー操作信号４０５ａ、４０５ｂも入力される。これらは、図示しない操作量検出器から検出される操作信号である。

制御装置４００はこれら入力信号に基づいて各種演算を実行した後、スイングポストシリンダ９ａ、９ｂへは駆動信号６０１ａ、６０１ｂを、ブームシリンダ１１ａ、１１ｂには駆動信号６０２ａ、６０２ｂを、アームシリンダ１３ａ、１３ｂには駆動信号６０３ａ、６０３ｂを、作業具シリンダ１５ａ、１５ｂには駆動信号６０４ａ、６０４ｂを出力する。また、左右の走行体１ａ、１ｂには駆動信号６０５ａ、６０５ｂを出力する。

上記出力信号を得るため、制御装置４００は、スイング駆動信号生成部５０１ａ、５０１ｂで操作アーム操作信号４０１ａ、４０１ｂからスイングポストシリンダ駆動信号６０１ａ、６０１ｂを生成する。同様に、ブーム駆動信号生成部５０２ａ、５０２ｂでは、横置き操作レバー上下操作信号４０２ａ、４０２ｂからブームシリンダ駆動信号６０２ａ、６０２ｂを生成する。アーム駆動信号生成部５０３ａ、５０３ｂでは、横置き操作レバー前後操作信号４０３ａ、４０３ｂからアームシリンダ駆動信号６０３ａ、６０３ｂを生成する。作業具駆動信号生成部５０４ａ、５０４ｂでは、作業具シリンダ駆動信号６０４ａ、６０４ｂを生成する。また、走行駆動信号生成部５０５ａ、５０５ｂでは、走行用レバー操作信号４０５ａ、４０５ｂから走行体駆動信号６０５ａ、６０５ｂを生成する。

ここで本発明の特徴的構成として、制御装置４００の各シリンダ駆動信号生成部５０１ａ〜５０４ｂには、不感帯の設定を変更するか否かの信号が不感帯選択部５０７を介して入力されている。この詳細を、以下に説明する。

制御装置４００が有する走行駆動信号生成部５０５ａ、５０５ｂでは、走行用レバー操作信号４０５ａ、４０５ｂを入力して走行体駆動信号６０５ａ、６０５ｂを生成するとともに、走行用レバー操作信号４０５ａ、４０５ｂを操作有無判定部５０６に入力する。これは、操作者３５０による作業機械２００の操作が、操作アーム５２ａ、５２ｂや操作レバー５４ａ、５４ｂから走行用レバー装置３００ａ、３００ｂの把持部３０４ａ、３０４ｂに変更になったか否かを判断するためである。

操作アーム５２ａ、５２ｂや操作レバー５４ａ、５４ｂの操作であれば、操作者３５０の姿勢は図５（ａ）に示した姿勢であり、走行用レバー装置３００ａ、３００ｂに触れるおそれはない。これに対し、走行用レバー装置３００ａ、３００ｂの把持部３０４ａ、３０４ｂの操作であれば、操作者３５０の姿勢は図５（ｂ）に示した姿勢となり、操作アーム５２ａ、５２ｂや操作レバー５４ａ、５４ｂに触れるおそれが生じる。

そこで操作有無判定部５０６は、走行駆動信号生成部５０５ａ、５０５ｂから入力された信号が所定値より大きければ、走行用レバー装置３００ａ、３００ｂが操作されたと判断する。そして、操作アーム５２ａ、５２ｂや操作レバー５４ａ、５４ｂ側からの入力が予め定めた値以上でなければ、操作者３５０の意図する操作ではないものと判断する。つまり、操作アーム５２ａ、５２ｂや操作レバー５４ａ、５４ｂからの操作信号に対して、不感帯を設けている。この不感帯の設定を、上記不感帯選択部５０７から各駆動信号生成部５０１ａ〜５０４ｂに送信する。

具体的な不感帯の設定を、図８および図９を用いて説明する。図８は、各駆動信号生成部５０１ａ〜５０５ｂにおける信号処理の一例を示した図である。横軸は、操作アーム５２ａ、５２ｂと横置き操作レバー５４ａ、５４ｂ、走行用レバー装置３００ａ、３００ｂの操作量であり、縦軸はそのときの各操作量に対応するシリンダ速度の指令値である。横置き操作レバー５４ａ、５４ｂは３自由度を有するので、対応するシリンダも上述したように３軸分備えられている。操作アーム５２ａ、５２ｂと横置き操作レバー５４ａ、５４ｂ、走行用レバー装置３００ａ、３００ｂの操作量に比例したシリンダ速度指令値が各駆動信号として算出されている。

なお、実際の運用では、操作者３５０が意図しない、各操作アーム５２ａ、５２ｂや横置き操作レバー５４ａ、５４ｂ、走行用レバー装置３００ａ、３００ｂの微小な操作が発生する場合がある。そこで、各操作アーム５２ａ、５２ｂや横置き操作レバー５４ａ、５４ｂ、走行用レバー装置３００ａ、３００ｂの操作を有効とする下限の操作量を規定し、不感帯Ｘ１と設定する。本実施例では、この不感帯Ｘ１を、１０％に設定した。

一方、一対の走行用レバー装置３００ａ、３００ｂの少なくともいずれかが上記不感帯Ｘ１を超えて操作されると、操作者３５０の操作姿勢が変更されたことになる。そこで、図７に示した不感帯選択部５０７は、操作アーム５２ａ、５２ｂおよび横置き操作レバー５４ａ、５４ｂの不感帯をさらに大きな値として操作者が意図せずに操作アーム５２ａ、５２ｂや横置き操作レバー５４ａ、５４ｂに触れて操作した操作量を無効化する。この新たな不感帯の設定を、図９に示す。

図９は、操作アーム５２ａ、５２ｂと横置き操作レバー５４ａ、５４ｂの駆動信号生成部５０１ａ〜５０４ｂにおける信号処理の一例を示す図であり、図８と同様の図である。操作アーム５２ａ、５２ｂと横置き操作レバー５４ａ、５４ｂの操作量に比例したシリンダ速度指令値が、駆動信号として算出される。その際、操作アーム５２ａ、５２ｂと横置き操作レバー５４ａ、５４ｂの操作が有効となる下限の操作量を、不感帯Ｘ２と規定し、不感帯Ｘ２を不感帯Ｘ１より大きい２０％に設定している。

本実施例では、走行用レバー装置３００ａと走行用レバー装置３００ｂの少なくともいずれかが操作されたと判定したときに、駆動信号生成部５０１ａ〜５０４ｂの全ての信号処理について、図９に示した処理が選択され、不感帯がＸ２となる。走行用レバー装置３００ａ、３００ｂが両方とも操作されていないと判定された場合には、駆動信号生成部５０１ａ〜５０４ｂの全ての信号処理として図８の処理が選択され、不感帯がＸ１となる。すなわち、走行用レバー装置３００ａと走行用レバー装置３００ｂの少なくともいずれかが操作されていれば、操作アーム５２ａ、５２ｂと横置き操作レバー５４ａ、５４ｂの不感帯の設定値は、Ｘ１からＸ２に増大される。

本実施例によれば、作業機械２００の操作装置５０ａ、５０ｂにおいて、第１の操作レバーである走行用レバー装置３００ａ、３００ｂを操作しているときには、第２の操作レバーである横置き操作レバー５４ａ、５４ｂの不感帯を一時的に大きくしている。その結果、走行用レバー装置３００ａ、３００ｂの把持部３０４ａ、３０４ｂを操作する際に、操作者３５０の身体（主として胸部）が意図せずに横置き操作レバー５４ａ、５４ｂに接触しても、誤操作が発生するのを低減できる。横置き操作レバー５４ａ、５４ｂの不感帯は大きくなるが、第１の操作レバーと第２の操作レバーの操作そのものは無効化されないので、第１の操作レバーと第２の操作レバーを組み合わせて操作することが可能であり、操作性を大きく損なうことはない。また、操作者の意図しない誤操作を防止できる。

本発明の他の実施例を、図１０ないし図１２を用いて説明する。本実施例が実施例１と異なるのは、図１０に示すように、制御装置４００に設けた不感帯選択部５０７の代わりに、不感帯設定演算部５１７を有することである。図１０は、本実施例が備える制御系のブロック図であり、図１１は不感帯設定演算部５１７の動作を説明するためのグラフであり、図１２は、図８、９に示したと同様の不感帯の設定グラフである。

図１１の横軸は走行用レバー装置３００ａ、３００ｂの操作量であり、縦軸はその操作量に応じた不感帯の設定値である。走行用レバー装置３００ａ、３００ｂのいずれかが操作されたときに、操作アーム５２ａ、５２ｂと横置き操作レバー５４ａ、５４ｂの不感帯を大きくする点では実施例１と同様であるが、走行用レバー装置３００ａ、３００ｂの操作量が大きくなるにつれて、操作アーム５２ａ、５２ｂと横置き操作レバー５４ａ、５４ｂの不感帯の値そのものも増大させている。これは、走行用レバー装置３００ａ、３００ｂの操作量が大きくなるにつれ、操作者３５０の前傾度が進み、操作アーム５２ａ、５２ｂや横置き操作レバー５４ａ、５４ｂに接触するおそれが増大することを考慮したものである。

不感帯設定演算部５１７は、図１１に示した信号処理を行ない、操作アーム５２ａ、５２ｂや横置き操作レバー５４ａ、５４ｂに新たに不感帯Ｘ３として設定する。横軸の走行用レバー操作量としては、走行用レバー装置３００ａ、３００ｂのいずれか操作量が大きい方を選択して用いればよい。各駆動信号生成部５０１ａ〜５０４ｂでは、図１２に示すように不感帯Ｘ３を可変に設定する。図１２の信号処理における不感帯では、不感帯設定演算部５１７で演算した不感帯Ｘ３が反映されている。

このように構成した実施例２によれば、第１の操作レバーである走行用レバー装置３００ａ、３００ｂの把持部３０４ａ、３０４ｂを操作している間に、第２の操作レバーである横置き操作レバー５４ａ、５４ｂの不感帯Ｘ３が、第１の操作レバーの操作量に比例して一時的に大きく設定される。上述したように、走行用レバー装置３００ａ、３００ｂの前方への操作量が大きくなるにしたがい、操作者の身体（主として胸部）が意図せずに横置き操作レバー５４ａ、５４ｂに接触し易くなり、誤操作の発生確率が上昇する。本実施例２によれば、走行用レバー装置３００ａ、３００ｂの前方への操作量が大きくなる場合においても、横置き操作レバー５４ａ、５４ｂ発生する誤操作を低減でき、実施例１の効果に加え、さらに誤操作のない作業機械が得られる。

図１３を用いて、本発明に係る作業機械２００のさらに他の実施例について説明する。本実施例が上記実施例１と異なるのは、制御装置４００が備える操作有無判定部５０６の代わりに操作有無・方向判定部５１６を有することにある。走行用レバー装置３００ａ、３００ｂの把持部３０４ａ、３０４ｂの操作では、前方方向への操作（プラス側）と後方方向（マイナス側）では、操作者３５０の姿勢に大きな違いが生じる。走行用レバー装置３００ａ、３００ｂの把持部３０４ａ、３０４ｂの後方方向への操作では、操作者３５０が操作アーム５２ａ、５２ｂと横置き操作レバー５４ａ、５４ｂから遠ざかる方向へ移動するので、これらに接触する機会はほとんど無い。

そこで、走行用レバー装置３００ａ、３００ｂの把持部３０４ａ、３０４ｂの前方への操作時にのみ、実施例１または実施例２に示した不感帯Ｘ２、Ｘ３の設定変更を実施する。図１３に示すように、操作有無判定部５０６を操作有無・方向判定部５１６として、走行用レバー装置３００ａ、３００ｂの少なくともいずれかが、前方へ操作されたか否かを判定する。

このように構成した本実施例によれば、第１の操作レバーである走行用レバー装置３００ａ、３００ｂの少なくともいずれかを前方に操作している場合だけ、第２の操作レバーである横置き操作レバー５４ａ、５４ｂの不感帯を、一時的に大きく設定する。操作者の身体が意図せずに横置きの操作レバーに接触し易い走行用レバー装置３００ａ、３００ｂの前方への操作の場合にだけ不感帯を変更し後方への操作では不感帯を変更しないので、実施例１の効果に加え、操作性が向上する。

上記各実施例では、第１の操作レバーとして走行用レバー装置３００ａ、３００ｂを、第２の操作レバーとして横置き操作レバー５４ａ、５４ｂを設定したが、第１の操作レバーおよび第２の操作レバーの組み合わせはこれに限るものではない。例えば、第１の操作レバーを左側の横置き操作レバー５４ａとし、第２の操作レバーを右側の横置き操作レバー５４ｂとすることも可能である。この場合、左側の横置き操作レバー５４ａを操作しているときに、右側の横置き操作レバー５４ｂの誤操作を低減できる。

双腕型の作業機械２００の操作者は、第１、第２作業フロントＡ、Ｂを速やかに駆動するため、図４示す操作者把持点７２ａ、７２ｂを常時把持している。そして、第１作業フロントＡだけを操作しようとして意識を左側の横置き操作レバー５４ａに集中していると、意図せずに右側の横置き操作レバー５４ｂも操作することがある。

本実施例によれば、第１の操作レバーである左側の横置き操作レバー５４ａを操作して第１作業フロントＡだけを駆動するときに、誤って第２の操作レバーである右側の横置き操作レバー５４ｂを操作しても、第２作業フロントＢが駆動されることがなく第２作業フロントＢの誤動作の発生を防止できる。なお、主動作をする第１の操作レバーと副動作をする第２の操作レバーの組み合わせは、これらに限らず、目的に応じて種々の組み合わせが可能である。

本発明のさらに他の実施例を、図１４を用いて説明する。図１４は、作業機械２００の制御系のブロック図である。本発明が上記実施例と異なるのは、不感帯を制御装置４００が備える不感帯選択部５２７で設定する際に、走行用レバー操作信号４０５ａ、４０５ｂだけではなく、外部の信号である不感帯モード信号７０１をも用いて設定することにある。上記各実施例では、作業機械２００において不感帯を変更することは常に許可されていたが、本実施例では、不感帯固定モードと不感帯変更モードを選択できるようにしている。

例えば、制御装置４００に不感帯モード信号７０１を入力可能な図示しない選択スイッチを取り付ける。不感帯選択部５２７では、不感帯モード信号７０１が不感帯固定モードである場合には、操作有無判定部５０６の状態に関わらず、実施例１の図８に示した信号処理である不感帯Ｘ１（デフォルト値）を選択する。不感帯モード信号７０１が不感帯変更モードになったときのみ、実施例１に示したような不感帯Ｘ２への変更処理を実行する。

このように構成した本実施例によれば、操作者が不感帯を変更したいときだけ不感帯を変更するので、操作者の体格等により横置き操作レバー５４ａ、５４ｂに接触する機会の少ない場合には、操作性の低下をきたすことが無く、作業機械２００を操作できる。

上記各実施例は双腕型の作業機械について適用しているが、作業機械は双腕型に限るものではなく、単腕型の作業機械にも適用できる。単腕型の作業機械に適用する場合には、第１作業フロントＡと第２作業フロントＢの何れか一方のみを用い、選択されなかった作業フロントに対応する左側または右側の横置き操作レバーを省いた構成とする。この場合でも第１の操作レバーとして走行レバー装置を、第２の操作レバーとして横置き操作レバーを設定すれば、上記実施例１ないし３、実施例５に示した手法を適用できる。

上記各実施例では、作業フロントの動作とそれに対する横置き操作レバーの操作を、図６に示すように設定していたが、これらの対応関係を変更することも可能である。例えば、上記各実施例では、横置き操作レバー５４ａの上下方向の操作でブーム１０ａの上下揺動を、前後方向の操作でアーム１２ａのブーム１０ａに対する上下揺動を各々指示しているが、上下方向の操作でアーム１２ａを、前後方向の操作でブーム１０ａを指示するようにしてもよい。作業内容等に応じて、操作を変えることも可能である。ただし、操作の熟練の観点からは、対応関係を一律にした方が好ましい。

本発明のさらに他の実施例を、図１５を用いて説明する。図１５は、作業機械２００の制御系のブロック図である。本発明が上記各実施例と異なるのは、上記各実施例では不感帯Ｘ１、Ｘ２の値を制御装置４００内に予め設定していたが、不感帯Ｘ１、Ｘ２の設定値を可変としたことにある。そのため、図１５に示すように、不感帯設定モニタ８０１を制御装置４００に取り付けている。作業者３５０は不感帯設定モニタ８０１を用いて、不感帯の値を任意に設定する。不感帯設定モニタ８０１で設定された不感帯は、各駆動信号生成部５０１ａ〜５０５ｂ内の信号処理における不感帯Ｘ１、Ｘ２に反映される。

本実施例によれば、操作者が作業内容に応じて所望に不感帯を変更できるので、上記各実施例の効果に加えて、操作者の感性や技量に応じた操作が可能になり、作業機械の操作性が向上する。

本発明のさらに他の実施例を、図１６および図１７を用いて説明する。図１６は、運転席４９回りの斜視図であり、図１７は作業機械２００の制御系のブロック図である。本実施例が実施例１と異なるのは、走行用レバー装置３００ａ、３００ｂの操作アーム３０１ａ、３０１ｂの把持部３０４ａ、３０４ｂに、操作アーム把持検出スイッチ９０１ａ、９０１ｂを設けたことにある。操作者３５０の操作が、走行用レバー装置３００ａ、３００ｂの把持部３０４ａ、３０４ｂでなされたか、操作ぺダル３０２ａ、３０２部でなされたかを区別できるようにしている。

操作アーム把持検出スイッチ９０１ａ、９０１ｂを設けたので、図１７に示すように、操作アーム把持検出スイッチ９０１ａ、９０１ｂが検出した操作アーム把持信号９１１を、制御装置４００の不感帯選択部５３７に入力する。操作アーム把持信号９１１が把持無しを出力しているときは、操作有無判定部５０６の状態に関わらず、実施例１の図８に示した信号処理である不感帯Ｘ１（デフォルト値）が選択される。操作アーム把持信号９１１が把持有りを出力しているときは、実施例１と同様に、不感帯Ｘ２への変更処理が実行される。

このように構成した本実施例によれば、操作者の身体が意図せずに横置きの操作レバー５４ａ、５４ｂに接触し易くなる、操作アーム３０１ａ、３０１ｂの把持部３０４ａ、３０４ｂの操作時のみ不感帯を変更し、操作ペダル３０２ａ、３０２ｂで操作する場合には不感帯を変更しないので、不感帯の変更の場合が少なくなり、実施例１の効果に加え作業者の操作性が向上する。

１ａ、１ｂ…走行体、２…下部車体、３…上部旋回体、４…運転室、６ａ、６ｂ…ブラケット、７ａ、７ｂ…スイングポスト、９ａ、９ｂ…スイングポストシリンダ、１０ａ、１０ｂ…ブーム、１１ａ、１１ｂ…ブームシリンダ、１２ａ、１２ｂ…アーム、１３ａ、１３ｂ…アームシリンダ、１５ａ、１５ｂ…作業具シリンダ、２０ａ、２０ｂ…作業具、４９…運転席、５０ａ、５０ｂ…操作装置、５１ａ、５１ｂ…アームブラケット、５２ａ、５２ｂ…操作アーム、５３ａ、５３ｂ…アームレスト、５４ａ、５４ｂ…操作レバー、７２ａ、７２ｂ…把持点、７３ａ、７３ｂ…揺動中心軸線、７４ａ、７４ｂ…揺動中心、７５ａ、７５ｂ…操作レバー軸９０ａ、９０ｂ…揺動装置、２００…作業機械、３００ａ、３００ｂ…走行用レバー装置、３０１ａ、３０１ｂ…操作アーム、３０２ａ、３０２ｂ…操作ペダル、３０３ａ、３０３ｂ…回転中心、３０４ａ、３０４ｂ…把持部、３５０…操作者、４００…制御装置、４０１ａ、４０１ｂ…操作アーム操作信号、４０２ａ、４０２ｂ…横置き操作レバー上下操作信号、４０３ａ、４０３ｂ…横置き操作レバー前後操作信号、４０４ａ、４０４ｂ…横置き操作レバー回転操作信号、４０５ａ、４０５ｂ…走行用レバー操作信号、５０１ａ、５０１ｂ…スイング駆動信号生成部、５０２ａ、５０２ｂ…ブーム駆動信号生成部、５０３ａ、５０３ｂ…アーム駆動信号生成部、５０４ａ、５０４ｂ…作業具駆動信号生成部、５０５ａ、５０５ｂ…走行駆動信号生成部、５０６…操作有無判定部、５０７…不感帯選択部、５１６…操作有無・方向判定部、５１７…、５２７…不感帯選択部、５３７…不感帯選択部、６０１ａ、６０１ｂ…スイングポストシリンダ駆動信号、６０２ａ、６０２ｂ…ブームシリンダ駆動信号、６０３ａ、６０３ｂ…アームシリンダ駆動信号、６０４ａ、６０４ｂ…作業具シリンダ駆動信号、６０５ａ、６０５ｂ…走行体駆動信号、７０１…不感帯モード信号、８０１…不感帯設定モニタ、９０１ａ、９０１ｂ…操作アーム把持検出スイッチ、９１１…操作アーム把持信号、Ａ…第１作業フロント、Ｂ…第２作業フロント。

Claims

左右に一対設けられた走行体と、この走行体が装架された下部車体と、この下部車体の上方に旋回可能に配置された上部旋回体と、左右一対の作業フロントと、前記上部旋回体に設けられ操作者が搭乗するキャブとを備えた双腕型の作業機械に設けられ、前記下部走行体のアクチュエータを操作する複数の第１の操作レバーと、前記一対の作業フロントのアクチュエータを操作する第２の操作レバーと、制御装置とを有し、前記キャブ内に配置された作業機械の操作装置において、
前記キャブには操作者が着座する運転席が設けられており、前記第１の操作レバーは前記運転席の前方であって前記キャブの床面から延びて配置され、前記第２の操作レバーは前記運転席の左右両側に付設された横置き操作レバーであり、前記第１および第２の操作レバーには操作量が予め設定した範囲より小さいときにその操作を無効とする不感帯が設定されており、前記制御装置は、複数の前記第１の操作レバーの少なくともいずれかが操作中であって前方方向への操作と判断したときに、前記第２の操作レバーの不感帯を前記第２の操作レバーに予め設定した不感帯より大きく設定し、前記第１の操作レバーの操作が前記前方方向への操作以外の操作と判断した場合には、前記第２の操作レバーの不感帯を予め設定した不感帯の大きさに維持することを特徴とする作業機械の操作装置。
前記制御装置は、前記第２の操作レバーの不感帯を、前記第１の操作レバーの前方方向の操作量が増えれば増えるほど大きな値に設定することを特徴とする請求項１に記載の作業機械の操作装置。
前記制御装置に、前記第１の操作レバーの操作に応じて前記第２の操作レバーの不感帯を変化させる不感帯変更モードと前記第１の操作レバーの操作にかかわらず前記第２の操作レバーの不感帯を変化させない固定モードとを選択可能なモード切替手段を設け、前記モード切替手段が不感帯固定モードに切替えられたときは、前記第１の操作レバーの操作状態に関わらず前記第２の操作レバーの不感帯の変更を無効化することを特徴とする請求項１または２に記載の作業機械の操作装置。