JPH03234906A - アクチュエータの操作装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、油圧ショベルやクレーン等のようにオペレー
タがレバーを操作して機械の作動方向や作動速度あるい
は力を制御するためのアクチュエータの操作装置に関す
るものである。

〔従来の技術〕 従来、油圧クレーンや油圧ショベルにおけるアクチュエ
ータの操作装置として、次のようなものが知られている
。

■　実公昭５５−２４６５３号公報には、レバーに一対
のロッドを連結し、一方のロッドにコントロールバルブ
のスプールを連結し、他方のロッドに一対のばね受けを
嵌合させ、両ばね受は間にばねを介在させ、両ばね受け
の各外側と固定壁との間に隙間（遊び）を設け、レバー
を操作した際、上記遊びが無くなった時点からスプール
が開き始めるとともに、ばねによる操作抵抗（反力）が
レバーに作用するようにし、この操作反力をレバーを介
して感知することによってスプールの開き初めを手で感
知できるようにしたものが開示されている。

■　実開昭５５−１４１９９号公報には、レバー操作に
より、レバーに連結したカム板の下面でパイロット弁の
操作用減圧弁のプッシュロッドを押し下げ、操作用減圧
弁からパイロット圧を出力させ、そのパイロット圧でコ
ントロールバルブを切換えてウィンチ用油圧モータを駆
動させ、このときモータの負荷圧力を上記操作用減圧弁
の外側に平行に連設した反力シリンダの油圧反力室に入
力させ、その負荷圧力で反力シリンダのロッドを押出し
、ロッド先端でカム板を押し上げることによりレバーに
操作反力を付与するようにしたものが開示されている。

■　特開昭６４−１９０６２０号公報には、レバーの回
転軸に回転形のポテンショメータとトルクモータとを取
付け、ポテンショメータによりレバーの操作角を電気信
号に変換して出力し、その検出信号に基づいて機械の制
御を行い、レバーがデイテント位置になれば、トルクモ
ータに保持信号を出力し、トルクモータによりレバーを
デイテント位置に保持させ、また、レバーがデイテント
位置以外の時は、トルクモータに反力制御用電気信号を
出力し、トルクモータによりレバーに一定の操作反力を
付与するようにしたものが開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術■では、ばねによる操作反力がレバーに作
用した点を感知することにより、スプールの開き始めを
知ることはできるが、アクチュエータの動き始めを正確
に知ることはできない。すなわち、油圧ショベルのアク
チュエータに対するコントロールバルブは、通常ブリー
ドオフ制御しており、そのブリードオフ制御ではスプー
ルの開き始めとアクチュエータの動き始めとが必ずしも
一致しない。一般にスプールストロークとアクチュエー
タへの流入流量との関係は第１１図に示す通りであり、
ポンプの、吐出量が大のときは実線■のようにアクチュ
エータに速やかに大流量が流入され、アクチュエータの
負荷圧力が高くなるに従って実線■１→■２→■３のよ
うに流入時期が遅くなる。また、ポンプ吐出量が小のと
きは破線■のように流入時期が遅く、アクチュエータの
負荷圧力が高くなるに従って実線■１→■２→■３のよ
うに流入時期がさらに遅くなる。このようにアクチュエ
ータへの流入流量および流入時期がスプールストローク
だけでなく、ポンプの吐出量ならびに負荷圧力によって
種々変化するので、上記ばねの力が働く時点を基準にス
プールの開き始めを感知しても、アクチュエータへの流
量の流れ始めおよびアクチュエータの動き始めを正確に
知ることはできない。また、レバーにばねによる反力を
付与するだけであるので、たとえば吊荷重および負荷圧
力が変化してもレバーにかかる反力はほぼ一定であり、
このため、吊荷重および負荷圧力の大きさ等をオペレー
タが手で感知することはできない。

上記従来技術■では、反力シリンダによりアクチュエー
タの負荷圧力に応じた操作反力をレバーに付与すること
はできるが、アクチュエータの負荷圧力とその動き始め
とは必しも一致せず、従って、アクチュエータの動き始
めを正確に知ることは難しい。また、モータの負荷圧力
をそのまま反力シリンダに入力させるので、吊荷重が大
きくて負荷圧力が大きい場合、操作反力が大きくなり過
ぎて操作がし難くなる。この操作反力を適当な値に設定
するには反力シリンダの受圧面積を極端に小さくする必
要があり、その製作が難しい。

上記従来技術■では、レバーを操作した際に、トルクモ
ータによりレバーに操作反力を付与することはできるが
、その反力は、レバーの操作量が小さい場合でも、大き
い場合でも一定となるように制御するものであるため、
モータの負荷圧力つまり吊荷重の大きさが変っても操作
反力は一定であり、負荷圧力、吊荷重の大きさをオペレ
ータが手で感知することはできない。勿論、アクチュエ
ータの動き始めを手で感知することもできない。

本発明の目的は、レバー操作によりコントロールバルブ
を切換えてアクチュエータを作動させる際、アクチュエ
ータの動き始めをオペレータがレバーを介して手で正確
に感知できるようにし、吊荷やパケット等の負荷がオペ
レータから見え難い場合でも、安全に操作できるように
することにある。他の目的は、アクチュエータの負荷力
をも同時に手で感知できるようにし、操作性ならびに安
全性を向上させ、また、従来の操作用減圧弁を用いたも
のに比べて操作機構部をコンパクトに構成できるように
し、さらに、操作部分の力の伝達効率を高め、制御精度
を高くすることにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題解決のために、本発明は、操作レバーの操作に
よりコントロールバルブを切換えることによって油圧源
からの圧油をアクチュエータに供給してアクチュエータ
を作動させるアクチュエータの操作装置において、アク
チュエータの動きを検出する動き検出手段と、レバーの
操作方向に対して中立に戻す方向の操作反力を付与する
反力機構と、前記動き検出手段からの信号に基づいて反
力機構に作動信号を出力する制御手段とを備えている。

この構成において、アクチュエータの動きを検出する動
き検出手段と、アクチュエータの負荷力を検出する負荷
力検出手段と、これら両検出手段からの信号を入力し、
負荷力検出手段からの信号に対応して操作反力を増減す
る反力制御信号を演算するとともに、動き検出手段から
アクチュエータの動き始め信号を入力したときに上記反
力制御信号を反力機構に出力する制御手段とが設けられ
る。

また、レバーに連結され支持ケースに回動自在に支持さ
れた板状操作部材と、レバーの回転軸に連結されてレバ
ーの操作量に応じたストローク信号を出力するストロー
クセンサとを有し、ストロークセンサからの信号に基づ
いてコントロールバルブに切換信号を出力するように構
成され、上記操作部材に対向する配置で軸方向に摺動す
るように支持ケースに支持されたプッシュロッドと、作
動用油圧信号を入力する油圧反力室と、この反力室に臨
む配置で上記プッシュロッドに設けられた操作反力用受
圧部とによって油圧反力機構が構成され、上記制御手段
は上記検出手段からの信号に基づいて油圧反力室に作動
用油圧信号を出力するように構成される。

あるいはレバーに連結され支持ケースに軸方向に摺動自
在に支持された棒状操作部材と、この操作部材に連結さ
れて操作部材の軸方向移動量を検出するストロークセン
サと、ストロークセンサからの信号に基づいてコントロ
ールバルブに切換信号を出力する制御手段とを有し、上
記操作部材の外周に支持ケースを介して設けられた油圧
反力室と、この反力室内に臨む配置で操作部材に設けら
れた操作反力用受圧部とによって油圧反力機構が構成さ
れ、上記制御手段は油圧反力室に作動用油圧信号を出力
するように構成される。

〔作　用〕

上記の構成により、レバー操作でコントロールバルブを
切換えると、油圧源からアクチュエータに圧油が流入さ
れ、アクチュエータが作動される。

このとき、レバー操作によりアクチュエータの作動方向
ならびに速度等が制御されるが、とくに、その作動初期
において、アクチュエータが動き始めると、その動き始
めが動き検出手段によって検出され、その検出値に基づ
いて反力機構が直ちに作動され、レバーに所定の操作反
力が付与される。

従って、オペレータがレバーを操作している手で上記操
作反力を感知することによりアクチュエータの動き始め
を容易に知ることができる。そして、負荷（クレーン場
合には吊荷、油圧ショベルの場合はパケット等）が見え
ない場合、あるいは見え難い場合であっても、手で負荷
の動きを捕えながら微量作業でも円滑に、かつ、的確に
行うことができる。

また、負荷たとえば吊荷重の大きさに応じてアクチュエ
ータの負荷力が変化するので、その負荷力を負荷力検出
手段により検出し、その負荷力に応じて操作反力を増減
するように制御することによって、吊荷重の大きさ等を
も手で感知でき、操作性ならびに作業性がさらに良くな
る。

なお、本発明の操作装置は、レバーによって操作される
操作部材が板状で回動自在のもの、棒状で軸方向に摺動
自在のもの、のいずれにも適用できるものであり、機械
の種類等に応じていずれを採用するか選択される。とく
に後者によれば、力の伝達効率がよくなり、制御精度が
高められる。

〔実施例〕

第１図は本発明装置の概要を示すブロック構成図である
。この装置は、操作レバー１、レバー１の操作方向検出
器３６　ａ、３６　ｂｓ　レバー１の操作量を検出する
ストロークセンサ３５ｙ１コント１ ２ ０−ラ５、コントロールバルブ６、同バルブ６の切換用
電磁比例減圧弁５１ａ、５１ｂ、油圧源６１、アクチュ
エータ７、アクチュエータフの動き検出手段７１、アク
チュエータフの負荷力検出手段７２、レバー１に操作反
力を付与する反力機構４　ａ　＋　　４　ｂ　ｓ反力機
構４ａ、４ｂの作動を制御する反力制御用電磁比例減圧
弁５２ａ、５２ｂを備えている。

上記装置において、操作機構部分はたとえば第２図乃至
第４図のように構成される。第２図において、レバー１
は、支持ケース２にユニバーサルジヨイント１２を介し
てＸ軸を中心とする前後方向と、Ｙ軸を中心とする左右
方向とにそれぞれ回動自在に支持されている。一対のア
ーム３ｘ、３ｙは帯鋼等により断面円弧状に形成され、
その幅方向中央部に長穴３１ｘ、３１ｙが設けられ、各
長穴３１ｘ、３１ｙにレバー１が係合された状態で、両
アーム３Ｘ、３ｙが平面十字状に交差するように配置さ
れている。一方のアーム３Ｘの両端はＸ軸上の軸３２ｘ
、３３ｘによりブラケット２１に対して前後方向に回動
自在に支持され、他方のアーム３ｙの両端はＹ軸上の軸
３２ｙ、ａａｙ（第３図参照）によりブラケット２１に
対して左右方向に回動自在に支持されている。ブラケッ
ト２１は支持ケース２に固定されている。Ｘ軸上および
Ｙ軸上の各一方の軸３２ｘ、３２ｙにそれぞれ操作方向
検出用カム３４ｘ、３４ｙが連結され、他方の軸３３ｘ
、３３ｙにそれぞれ回転式のポテンショメータからなる
ストロークセンサ３５Ｘ。

３５ｙが連結されている。前記カム３４ｘの前後両側お
よびカム３４ｙの左右両側にはそれぞれ操作方向検出器
３６ｃ、３６ｄおよび３６ａ、３６ｂが配置され、これ
ら各検出器がブラケット２１に固定されている。

レバー１の基端部には円盤状の操作部材１１が一体的に
連結され、この操作部材１１がレバ−１ト一体的に回動
する。支持ケース２にはユニバーサルジヨイント１２を
中心として左右および前後にそれぞれ所定間隔を置いて
油圧反力機構４ａ。

４ｂおよび４ｃ、４ｄのプッシュロッド４１ａ。

４１ｂおよび４１ｃ、４１ｄが配置され、それらがガイ
ドブツシュ４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄを介して上
下方向に摺動自在に支持されている。

プッシュロッド４１ａ、４１ｂ　（プッシュロッド４１
ｃ、４１ｄも同じ）の後端において、支持ケース２に油
圧反力室４２　ａ、　　４２　ｂが設けられ、各反力室
４２ａ、４２ｂ内で、プッシュロッド４１ａ、４１ｂの
後端に係合されたばね受は部材４３ａ、４３ｂと、カバ
ー４４との間に中立復帰ばね４５ａ、４５ｂが設けられ
、これらのばねにより各プッシュロッドが突出方向に付
勢され、各プッシュロッドの先端が前記操作部材１１の
下面に当接し、レバー１が中立位置に保持されている。

第２図において、レバー１を左右方向に操作した場合、
レバー１と一体にアーム３ｙが左右方向に回動し、第２
図、第３図に示すカム３４ｙにより左右いずれかの操作
方向検出器３６ａ、３６ｂが作動されてレバー１の操作
方向が検出されるとともに、ストロークセンサ３５ｙが
作動されてレバー１の操作量（操作角）が検出される。

上記操作方向検出器３６ａ、３６ｂは第５図実線工１＋
　　Ｉ２のようにレバー１が中立位置の時いずれもＯＦ
Ｆされ、レバー１が中立であることが検出される。レバ
ー１を左方向に倒すと検出器３６ａがＯＮされ、右方向
に倒すと検出器３６ｂがＯＮされる。

一方、ストロークセンサ３５ｙの出力電圧■は、第６図
実線■のようにレバー１を第２図で左方向に最大操作角
（−２００）まで倒した時を最低値（０，５Ｖ）とし、
レバー１が中立位置で中間値（２，５Ｖ）、レバー１を
右方向に最大操作角（２００）まで倒した時に最高値（
４，５Ｖ）となるようにセットされる。すなわちストロ
ークセンサ３５ｙの出力電圧Ｖは、レバー１を中立位置
から左方向に倒すに従って漸減し、右方向に倒すに従っ
て漸増する。

ここで、レバー１をたとえば左方向に操作した場合、前
述した作用により操作方向検出器３６ａが作動されると
ともに、ストロークセンサ３５ｙが作動され、それらの
信号が第１図に示すコント５ ６ ０−ラ５に入力される。このきき、ストロークセンサ３
５ｙからの出力信号が漸減することになるが、第１図の
コントローラ５により第７図の実線■１のように反転し
て出力される。そして、コントローラ５からレバー操作
角に応じた切換え用制御信号（第７図の実線■□）が出
力され、その信号が第１図の電磁比例減圧弁５１ａに出
力され、向弁が作動されてその二次側から上記レバー操
作量に応じたパイロット圧が出力され、そのパイロット
圧によりコントロールバルブ６が切換えられる。これに
よって油圧源６１からアクチュエータ７に圧油が流入さ
れ、アクチュエータ７が上記レバー１の操作方向に対応
する方向に、レバー操作量に対応する速度で作動される
。

このアクチュエータ７の作動時において、たとえばウィ
ンチで吊荷の巻上げ等、負荷を上げる方向に操作してい
る場合、負荷（吊荷重）の大きさに応じてアクチュエー
タフの負荷力が変化し、その負荷力が負荷力検出手段７
２により検出され、その検出信号がコントローラ５に入
力され、コントローラ５内で上記負荷力に応じた反力制
御信号が演算される。そして、アクチュエータ７が動き
始めると、その動き始めが回転計等の動き検出手段７１
によって検出され、その検出信号がコントローラ５に入
力される。するとコントローラ５から反力制御用電磁比
例減圧弁５２ａに上記反力制御信号が出力され、向弁５
２ａが作動されてその二次側に反力制御用油圧信号とし
てのパイロット圧Ｐｉ１が出力され、そのパイロット圧
Ｐｉ□が反力機構４ａの油圧反力室４２ａ（第２図）に
入力される。

ここで、当初はレバー１の左方向の操作により操作部材
１１が同方向に回動され、操作部材１１によりプッシュ
ロッド４１ａかばね４５ａに抗して押し下げられている
が、上記のようにパイロット圧Ｐｉ１が油圧反力室４２
ａに入力されると、プッシュロッド４１ａが突出方向に
付勢され、上記操作部材１１およびこれと一体のレバー
１に、これを中立位置に押し戻そうとする操作反力Ｆ１
が作用する。ただしこの場合、レバー１にはばね４５ａ
等により第８図の破線■。に示すようにプッシュロッド
４１ａを中立に戻そうとする固有の反力Ｆ。が作用して
おり、アクチュエータ７が動き始めた時点（第８図の破
線■□）で上記パイロット圧ｐｉ１による操作反力Ｆ□
が付加される。

このためレバー１に対する全操作反力Ｆは、アクチュエ
ータ７が動き始めるまでばばね４５ａによる固有の反力
Ｆ。のみであるのに対し、アクチュエータ７が動き始め
た後は、上記固有の反力１’ｉ’。

と、負荷力に応じた操作反力Ｆ□とが作用する。

この結果、レバー１に作用する全操作反力Ｆは、Ｆ＝Ｆ
ｏ＋Ｆ□ となる。従って、オペレータがレバー１を操作している
手で、第８図の破線■。における操作反力Ｆの変化すな
わち、Ｆｏ→（Ｆｏ十Ｆ□）を感知することにより、ア
クチュエータ７の動き始めつまり吊荷等の負荷の動き始
めを容易に知ることができる。

またその後、アクチュエータ７が動いている限り、上記
電磁比例減圧弁５２ａから反力機構４ａの油圧反力室４
２ａに上記パイロット圧Ｐｉ□が出力され、レバー１に
上記操作反力Ｆ１が付加される。これによりアクチュエ
ータ７が動き続けていることをレバー１を通してオペレ
ータが手で確実に感知できる。従って、負荷が見えない
場合、あるいは見え難い場合であっても、手で負荷の動
きを捕えながら操作でき、微量作業でも的確に行うこと
ができる。

さらに、上記アクチュエータ７が動き始めてからレバー
１に付加される操作反力Ｆ１は、アクチュエータ７の負
荷力に応じて制御されるものであり、第８図の実線ｒｖ
ａ　、　ｒｖ４．　ｉｖ５のように変化する。従って、
オペレータがレバー１を操作している手で上記反力Ｆ　
（ＦＯ＋Ｆｔ　）を感知することにより、アクチュエー
タ７の負荷力、つまり負荷の大きさ等をも手で感知でき
る。この場合、負荷力が大きくなっても、油圧反力室４
２ａには負荷力に基づいて電磁比例減圧弁５２ａにより
減圧したパイロット圧を入力させて操作反力の制御を行
うので、操作反力が過大になることがなく、し１．９ ０ バー操作が円滑に行われ、操作性ならびに作業性が大幅
に向上される。

次に、第２図のレバー１を右方向に操作した場合、上記
と同様の作用により第１図のコントロールバルブ６が切
換えられ、アクチュエータ７が上記と逆方向に作動され
、たとえば吊荷の巻下げ等、負荷を下げる方向に作動さ
れる。この場合、上記と同様に負荷力に応じて操作反力
を制御するようにしてもよいが、−船釣には一旦上げた
負荷を下ろすので、その巻上げ時に負荷の大きさが分っ
ており、従って、必ずしも負荷力がレバー１に伝達され
なくても差支えない。そのような場合には、アクチュエ
ータ７が下げ方向に動き始めた時点のみを検出手段７１
により検出し、その検出信号に基づいてコントローラ５
から電磁比例減圧弁５２ｂに一定の反力加算信号を出力
し、電磁比例減圧弁減圧弁５２から反力機構４ｂに一定
のパイロット圧Ｐｉ２を出力させて、第８図実線■２の
ように一定の操作反力Ｆ２を付加する。なお、第８図の
破線Ｖ。は第２図のばね４５ｂ等による固有の反力Ｆ。

を示す。こうすれば第８図の破線■１で、操作反力Ｆの
変化（Ｆ　ｏ　＋　Ｆ２　）により動き始めを知ること
ができる。

次に、別の実施例を第９図、第１０図により説明する。

第９図において、２０は支持ケースで、筒状のケース本
体２３とその両端１こ取付けられる端部材２２．２４と
によって構成される。１３は棒状操作部材で、軸方向中
間部に小径部１３２、その両端に段部を介して大径部１
３１，１３３が形成されている。操作部材１３は支持ケ
ース２０に挿入され、その大径部１３１，１３３が端部
材２２゜２４にそれぞれ軸方向に摺動自在に支持されて
いる。

支持ケース２０の内部には次のような油圧反力機構４が
設けられる。すなわちケース本体２３の内部で、右側大
径部１３１と、中央の小径部１，３２と、左側大径部１
３３とからなる操作部材１３のまわりに入力ポート４２
１に連通する油圧反力室４２が形成され、この反力室４
２内で、操作部材１３の小径部１３２に一対のスリーブ
（受圧部材）４３ｍ、４．３ｎが軸方向に摺動自在に嵌
合され、両スリーブ４３ｍ、４３ｎ間に筒状スペーサ４
７と中立復帰ばね４５とが設けられ、端部材２２とこれ
に対向するスリーブ４３ｍとの間にバランスばね４８が
設けられている。そして、操作部材１３が中立位置で、
小径部１３２が反力室４２内に位置し、左側スリーブ４
３ｎが操作部材１３の左側段部と端部材２２の内側面と
に係合し、右側スリーブ４３ｍが操作部材１３の右側段
部と端部材２４の内側面とに係合するようになっている
。

なお、３６は中立位置検出器、３６１はその検出子、１
３４は中立位置検出溝を示す。また、３５はストローク
センサで、端部材２４に取付けられ、その作動部が右側
大径部１３３の後端に接続されている。ストロークセン
サ３５には直線形ポテンショメータが用いられ、このス
トロークセンサ３５により、第２図乃至第４図の実施例
におけるストロークセンサ３５ｙの場合と同様に、操作
部材１３の軸方向の移動量（ストローク）に応じて第６
図の実線■に示す出力が得られるようにセットされる。

このストロークセンサ３５にはポテンショメータに限ら
ず、差動トランスやアブソコーダ等を用いてもよい。２
５，１３５はドレン通路であり、タンク６２に通じてい
る。３７はデイテント機構であり、このデイテント機構
３７は任意の構造のものを使用しうるので、ここではそ
の詳細説明は省略する。

上記のように構成された操作装置１０は、たとえば第１
０図に示すように油圧クレーンの運転室に設けられた操
作スタンド１４に装備される。この場合、操作部材１３
に把持部を設けて操作部材１３を直接押し引き操作して
もよいが、通常は操作スタンド１４に枢軸１５１を介し
て回動自在に支持されたレバー１にリンク１５、連結ピ
ン１６１、連結ロッド１６、連結ピン１７１、連結金具
１７等の連結手段を介して操作部材１３が連結される。

第１０図において、第１図のものと同一機能を発揮する
ものには同一符号を付している。７はつ３ ４ インチ用油圧モータ（アクチュエータ）、５２は反力制
御用電磁比例減圧弁、６１はメインポンプ（油圧源）、
６２はタンク、６３はメインリリーフ弁、６４はパイロ
ット油圧源、７２　ａ、　　７２　ｂは負荷力検出手段
としての圧力センサ、７３はカウンタバランス弁、７４
はオーバーロードリリーフ弁を示す。

第１０図において、レバー１を巻上側すなわち図面左方
に回動操作すると、リンク１５およびロッド１７等を介
して操作部材１３が第１０図で上方に、第９図で左方に
引き出され、中立位置検出器３６の検出子３６１が溝１
３４から外れてスイッチＯＮされ、この検出器３６から
第５図の実線１１に示す信号が出力される。一方、スト
ロークセンサ３５により操作部材１３のストロークつま
りレバー１の操作量が検出され、このストロークセンサ
３５から第６図の実線■に示す信号が出力される。

そして、上記各検出信号がコントローラ５に入力され、
コントローラ５から上記の信号に基づいて巻上側の電磁
比例減圧弁５１ａに作動信号が出力され、電磁比例減圧
弁５１ａの二次側からパイロット圧が出力され、そのパ
イロット圧によりコントロールバルブ６が巻上側に切換
えられ、メインポンプ６１からの吐出油がカウンタバラ
ンス弁７３を経てモータ７に供給され、モータ７が巻上
方向に回転され、吊荷の巻上作業が行われる。このとき
、操作部材１３のストロークすなわちレバー１の操作量
に応じて電磁比例減圧弁５１ａのパイロット圧が制御さ
れ、コントロールバルブ６の開口面積、モータ７の流入
流量すなわち回転速度、吊荷の巻上速度が制御される。

この巻上運転時において、モータ７への圧油供給側の管
路の圧力が圧力センサ７２ａで検出されるとともに、モ
ータ７から戻り側の管路の圧力が圧力センサ７２ｂで検
出され、それらの検出信号がコントローラ５に入力され
、コントローラ５内で上記雨検出信号に基づいて負荷力
が演算され、さらに、その負荷力に応じた反力制御信号
が演算される。そして、モータ７が動き始めると、前述
した実施例と同様にモータ７の動き始めが回転計等の動
き検出手段７１によって検出され、その検出信号がコン
トローラ５に入力される。するとコントローラ５から反
力制御用電磁比例減圧弁５２に上記反力制御信号が出力
され、向弁５２が作動されてその二次側に反力制御用油
圧信号としてのパイロット圧Ｐｉ１　（一定）が出力さ
れ、そのパイロット圧Ｐｉ１が反力機構４の油圧反力室
４２（第９図）に入力される。

このとき、上記レバー１の引例への操作により、第９図
において、操作部材１３が左方に移動され、反力室４２
内で、左側スリーブ４３ｎが端部材２２の内側面に係合
されて停止したまま、右側スリーブ４３ｍが右側大径部
１３３側の段部に係合した状態でばね４５，４８に抗し
て操作部材１３と一体的に左方に移動され、右側スリー
ブ４３ｍが端部材２４の内側面から離れるとともに、右
側大径部１３３が反力室４２内に侵入している。このた
め、反力室４２内に上記パイロット圧Ｐ　ｉ　１が入力
されると、その油圧力が右側スリーブ４３ｍの左右両側
面に作用し、その受圧面積の差、すなわち操作部材１３
の小径部１３２と右側大径部１３３との面積差によって
操作部材１３に図面右方に戻そうとする操作反力が作用
する。

なお、上記操作部材１３の左方への移動により左側大径
部１３１側の段部が左側スリーブ４３ｎから離れ、それ
らの間に隙間が生じ、この隙間部分に上記反力室４２か
ら漏れた油等が流入する場合があるが、この隙間部分は
ドレン通路１３５゜２５等を経てドレンされるので、操
作部材１３を左側に移動させようとする油圧力が発生す
ることはない。

また、上記レバー１には前述した実施例と同様に操作部
材１３を中立に戻そうとするばね４５゜４８等による固
有の反力Ｆ。が作用している。そして、上記動き始めの
検出に基づいて、負荷力に応じたパイロット圧Ｐｉ□が
反力室４２に入力されることにより、そのパイロット圧
に応じたすなわち負荷力に応じた操作反力Ｆ１が操作部
材１３に付加される。この結果、上記操作反力の和Ｆ７ ８ （Ｆｏ　＋Ｆｚ　）が操作部材１３からロッド２６４お
よびリンク２６２を経てレバー２６に伝えられる。これ
により前述した実施例と同様に、上記反力Ｆをオペレー
タが手で感知し、モータ７の動き始め、およびモータ７
の負荷力すなわち吊荷重の大きさ等を容易に知ることが
できる。

また、レバー１を巻下側つまり第１０図の右方向に操作
し、操作部材１３を押し込む場合も上記と同様の作用に
より、前述した実施例と同様に制御される。

上記操作反力の制御時において、第９図、第１０図の実
施例によれば、反力機構４が操作部材１３のまわりに設
けられ、反力が直接操作部に伝達されるので力の伝達効
率がよく、かつ、操作部材１３の支持部が反力室４２等
の高圧部からドレンされる油により常時潤滑されるので
、操作部材１３の摺動抵抗を小さくできる。また、この
操作部材１３とレバー１との連結機構もピンジヨイント
の使用により、面圧を低く、滑り長さも短く、摩擦抵抗
を小さくでき、系全体の力の伝達効率を高めることかで
きる。これにより反力制御の感度ならびに制御精度を高
め、適正な反力制御が行われる。

ところで、上記各実施例では、いずれも負荷を上げる操
作において、負荷の動き始めの検出と、負荷力の検出と
に基づいて、負荷が動き始めた時に負荷力に応じた操作
反力を付加するようにしたが、負荷の動き始めのみを検
出し、負荷が動き始めた時に一定の操作反力を付加する
ようにし、負荷力に伴なう操作反力制御を省略してもよ
い。また、負荷力の検出は、モータの圧力だけに限らず
、巻上軸の応力から検出してもよい。

また、本発明は油圧クレーンのみに限らず、油圧ショベ
ルのアタッチメントの操作にも適用できるものである。

この場合、負荷用アクチュエータはシリンダであるので
、動きの検出には油圧シリノンダ内蔵のストロークセン
サあるいは構造物の連結ピン部分に取付けられるロータ
リエンコーダ等を用いることができる。また、負荷の大
きさの検出手段として油圧シリンダに取付けられた圧力
センサや構造物の連結ピン部分に取付けられるピン形ロ
ードセルが使用される。

〔発明の効果〕

以上のように本発明は、次のような作用効果がある。

（１）　　レバー操作によりコントロールバルブを切換
えてアクチュエータを作動させる際に、アクチュエータ
の動き始めをオペレータがレバーを介して手で正確に感
知できる。従って、吊荷やパケット等の負荷がオペレー
タから見えない場合、あるいは見え難い場合でも、手で
負荷の動きを捕えながら安全に操作な作業できる。また
、微量作業でも容易にかつ的確に行うことができる。

（２）　　請求項２によれば、アクチュエータの負荷力
に応じた操作反力を手で感知することにより、その操作
反力を通じて負荷力すなわち吊荷重等の負荷の大きさを
も同時に手で感知できる。そして、アクチュエータの動
き始めと、負荷の大きさを手で感知できることによって
、操作性ならびに安全性をさらに向上させることができ
る。

（３）請求項３によれば、レバーの操作量をストローク
センサにより電気的に検出してコントロールバルブを切
換えるタイプのものに、油圧反力機構を設けたことによ
り、上記従来技術■のように操作用減圧弁を備えたパイ
ロット弁に反力シリンダを付設したものに比べて支持ケ
ースの外径を小さく、全体的にコンパクトに構成できる
。また、油圧反力室に制御手段で加工（減圧）した油圧
信号を入力して反力制御を行うので、反力室に負荷圧力
を直接入力するものに比べて、反力機構を低圧仕様で構
成できるとともに、負荷圧力が大きくなっても操作反力
が過大になることが防止され、常にスムーズに操作でき
る。

（４）請求項４によれば、１個の反力室でレバーの押し
操作と、引き操作の双方に対して適正な反力制御を行う
ことができる。しかも、力の伝達効率が良く、反力制御
の感度を高くでき、制御精度を高くでき、アクチュエー
タの動き始め、および負荷圧力をいずれも正確に感知で
きる。

【図面の簡単な説明】

１ ２ 第１図は本発明の実施例を示す制御のブロック図、第２
図はその操作機構部の具体例を示す断面図、第３図はそ
の概略平面図、第４図は操作方向検出部の側面図、第５
図は操作方向検出器の出力特性図、第６図はストローク
センサの出力特性図、第７図はコントローラの出力特性
図、第８図は操作反力の制御特性図、第９図は別の実施
例を示す操作機構部の断面図、第１０図はその使用例を
示す系統図、第１１図は一般的なコントロールバルブに
おけるスプールストロークとアクチュエータへの流入流
量との関係を示す図である。 １・・・レバー　２，２０・・・支持ケース、４ａ、４
ｂ、４・・・油圧反力機構、５・・・コントローラ（制
御手段）、６・・・コントロールバルブ、７・・・アク
チュエータ（モータ）、３４ｘ、３４ｙ・・・カム、３
５ｘ、３５ｙ−・・ストロークセンサ、３６ａ、３６ｂ
。 ３６ｃ、３６ｄ−操作方向検出器、４１ａ、４１ｂ・・
・プッシュロッド、４２　ａ、　　４２　ｂ、４２・・
・油圧反力室、４３ａ、４３ｂ・・・ばね受は部材（受
圧部材）　、４３　ｍ　、４３　ｎ・・・スリーブ（受
圧部材）、４５　ａ　、　　４５　ｂ　、　　４５　・
−・中立復帰ばね、５１ａ。 ５１ｂ・・・切換用電磁比例減圧弁、５２　ａ、　　５
２　ｂ。 ５２・・・反力制御用電磁比例減圧弁、７１・・・動き
検出手段、７２．　７２　ａ、　　７２　ｂ・・・負荷
力検出手段（圧力センサ）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、操作レバーの操作によりコントロールバルブを切換
   えることによって油圧源からの圧油をアクチュエータに
   供給してアクチュエータを作動させるアクチュエータの
   操作装置において、アクチュエータの動きを検出する動
   き検出手段と、レバーの操作方向に対して中立に戻す方
   向の操作反力を付与する反力機構と、前記動き検出手段
   からの信号に基づいて反力機構に作動信号を出力する制
   御手段とを備えていることを特徴とするアクチュエータ
   の操作装置。 ２、アクチュエータの動きを検出する動き検出手段と、
   アクチュエータの負荷力を検出する負荷力検出手段と、
   これら両検出手段からの信号を入力し、負荷力検出手段
   からの信号に対応して操作反力を増減する反力制御信号
   を演算するとともに、動き検出手段からアクチュエータ
   の動き始め信号を入力したときに上記反力制御信号を上
   記反力機構に出力する制御手段とを備えていることを特
   徴とする請求項１記載のアクチュエータの操作装置。 ３、レバーに連結され支持ケースに回動自在に支持され
   た板状操作部材と、レバーの回転軸に連結されてレバー
   の操作量に応じたストローク信号を出力するストローク
   センサとを有し、ストロークセンサからの信号に基づい
   てコントロールバルブに切換信号を出力するように構成
   され、上記操作部材に対向する配置で軸方向に摺動する
   ように支持ケースに支持されたプッシュロッドと、作動
   用油圧信号を入力する油圧反力室と、この反力室に臨む
   配置で上記プッシュロッドに設けられた操作反力用受圧
   部とによって油圧反力機構が構成され、上記制御手段は
   上記検出手段からの信号に基づいて油圧反力室に作動用
   油圧信号を出力するように構成されていることを特徴と
   する請求項１または２記載のアクチュエータの操作装置
   。 ４、レバーに連結され支持ケースに軸方向に摺動自在に
   支持された棒状操作部材と、この操作部材に連結されて
   操作部材の軸方向移動量を検出するストロークセンサと
   を有し、ストロークセンサからの信号に基づいてコント
   ロールバルブに切換信号を出力するように構成され、上
   記操作部材の外周に支持ケースを介して設けられた油圧
   反力室と、この反力室内に臨む配置で操作部材に設けら
   れた操作反力用受圧部とによって油圧反力機構が構成さ
   れ、上記制御手段は油圧反力室に作動用油圧信号を出力
   するように構成されていることを特徴とする請求項１ま
   たは２記載のアクチュエータの操作装置。