JPH07109742A - 建設機械の操作装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来技術の操作装置では、アクチュエータの
負荷状態を運転者が把握できないまま操作レバーを同じ
ように操作する。そのためにアクチュエータに大きなシ
ョックが発生したり、負荷が小さい場合に作動速度を遅
くしたりして作業能率を低下させていた。この問題点を
解決できる操作装置を提供する。 【構成】 本発明では、油圧切換弁の切換作動と連動し
て作動するサブシリンダ、あるいはサブシリンダ及びサ
ブバルブを設け、上記サブシリンダにポンプ圧，負荷圧
の信号を作用させるようにし、油圧切換弁の切換作動に
抗して作用する操作レバーの反力を生じるようにするこ
とによって、アクチュエータの動き始め時点を予測可能
に構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、油圧ショベルなど建設
機械，作業車両に装備した各種油圧アクチュエータを作
動させるとき操作レバーの操作時にその油圧アクチュエ
ータの動き出す前の予測ができる操作装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図９は、従来技術の操作装置をそなえた
油圧ショベル（図示していない）の要部油圧回路図であ
る。図において、１は油圧ショベルに装備した各種油圧
アクチュエータのうちの１個の油圧シリンダ、２は油圧
シリンダ１の切換制御を行う油圧切換弁、３は油圧切換
弁２の操作レバー、４は圧力補償弁、５は油圧ポンプ、
６は油タンクである。図９に示す油圧回路では、操作レ
バー３を操作することによって油圧切換弁２をイ位置ま
たはロ位置に切換えるようにしている。また、油圧ポン
プ５と油タンク６とを圧力補償弁４を介して連通せしめ
ている。なお図９に示す油圧切換弁２のＰ1 ，Ｐ2 ポー
トは油圧ポンプ５に対して接続されるメイン圧流入ポー
ト、Ｖ1 ポートは圧力補償弁４の遮断油路位置側パイロ
ットポート７に対して接続されるポート、Ｃ1 ，Ｃ2 ポ
ートは油圧シリンダ１のロッド側油室８，ボトム側油室
９に対してそれぞれ接続されるポート、Ｔ1 ，Ｔ2 ポー
トは油タンク６に連通するポート、１０は圧力補償弁４
の開通油路位置側パイロットポートである。

【０００３】図１０は、図９における油圧切換弁２のス
プール（図示していない）の移動による各ポート間通路
の開口面積と、操作レバー３の操作にともなうレバー位
置との関係を示す図である。次に、従来技術の操作装置
の作用を図９及び図１０について述べる。油圧シリンダ
１をたとえば縮小作動させるために、油圧切換弁２をロ
位置方向へ切換えるように、操作レバー３の操作を開始
する。操作レバー３を中立位置より、図１０に示すレバ
ー位置Ａに操作すると、ポートＰ1 （以下、Ｐ1 とい
う。また他のポートに関してもポートの符号だけを記
す）からＴ1 に通じる通路と、Ｖ1 からＴ2 に通じる通
路が閉じられる。このレバー位置ＡよりＰ2→Ｃ1 ，Ｃ2
→Ｔ2 、及びＣ1 の作動圧を指令する通路Ｃ1 →Ｖ1
が開く。この場合に油圧ポンプ５の圧油が流入するＰ2
から油圧シリンダ１へ流出するＣ1 に通じる通路の開口
面積の前後の差圧（△Ｐ）が圧力補償弁４のポート７に
導かれることで、圧力補償弁４の設定圧が上記差圧（△
Ｐ）に等しくなる。そしてＰ2→Ｃ1 を通過する流量
は、下記の数式で求められる。

【０００４】

【数１】

【０００５】数式１で示すように流量Ｑは開口面積Ｓに
比例するので、開口面積Ｓをたとえば操作レバー３のレ
バー位置を比例的に１対１に設定すれば、流量Ｑもレバ
ー位置に対し１対１に決定される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来技術の操作装置で
は、油圧ショベルに装備した油圧シリンダ，油圧モータ
などのアクチュエータを快適に制御するために、その動
きを操作する操作レバーのレバー位置とアクチュエータ
の作動速度をたとえば１対１に対応させ、作動負荷条件
が変化しても上記の関係を維持するように設定してい
る。この従来技術の操作装置では、操作レバーを中立位
置より操作するとき同一レバー位置からアクチュエータ
が動き始めるので、作動負荷条件が変らない場合にアク
チュエータの動き始めを予測し易く、したがって比較的
快適な動かし方を行うことができる。しかし油圧ショベ
ルの作業時には複数のアクチュエータの負荷状態が作業
内容・条件により大幅に変動するが、運転者はその負荷
状態を把握できないまま操作レバーを同じように操作す
る。すなわち負荷の大小を運転者が知ることができない
ために、アクチュエータはたとえば無負荷状態から突然
大負荷に変化する。そのときでも作動速度を変化させる
ことができないので、アクチュエータには大きなショッ
クが発生することになる。逆に負荷が小さくてショック
も小さい作動ができる場合でも、それを感知できないた
めに必要以上に作動速度を抑えることとなって、作業の
能率低下をおこしていた。本発明は、上記の問題点を解
決できる操作装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の操作装置では、
建設機械に装備したアクチュエータを、油圧切換弁を介
して油圧ポンプにて作動せしめるようにした油圧回路に
おいて、油圧切換弁の切換作動と連動して作動するサブ
シリンダを設け、またアクチュエータに作用する作業時
の負荷圧を導く負荷圧ポートを油圧切換弁に設け、上記
負荷圧と油圧ポンプの吐出圧を高圧選択した圧力をサブ
シリンダの基端側油室に連通せしめ、またサブシリンダ
の先端側油室と油圧ポンプの吐出側とを連通せしめ、油
圧切換弁の中立位置時には上記負荷圧ポートが油タンク
に連通するようにし、油圧切換弁の切換作動時には上記
負荷圧ポートがアクチュエータの作動回路と連通するよ
うにし、油圧切換弁用操作レバーの操作時に上記負荷圧
とポンプ圧との差圧によって、油圧切換弁の切換作動に
抗して作用する操作レバーの反力を生じるようにし、ポ
ンプ圧が負荷圧まで上昇した時点に操作レバーの反力が
なくなることによって、アクチュエータの動き始め時点
を予測可能にした。あるいはまた、油圧切換弁の切換作
動と連動して作動するサブシリンダ及びサブバルブを設
け、またアクチュエータに作用する作業時の負荷圧を導
く負荷圧ポートを油圧切換弁に設け、その負荷圧ポート
からの負荷圧信号と、油圧ポンプからのポンプ圧信号を
それぞれコントローラに入力するようにし、またパイロ
ットポンプとサブバルブとを連通する管路に電磁比例減
圧弁を介設し、また上記サブバルブと、サブシリンダの
基端側油室、先端側油室とをそれぞれ連通するように配
管せしめ、油圧切換弁用操作レバーの操作時に、上記負
荷圧信号とポンプ圧信号にもとづきコントローラでは判
断し、電磁比例減圧弁に対して差圧信号を出力するよう
にし、その電磁比例減圧弁から導出させるパイロット二
次圧をサブバルブを介してサブシリンダに作用せしめる
ことによって、油圧切換弁の切換作動に抗して作用する
操作レバーの反力を生じるようにし、ポンプ圧が負荷圧
まで上昇した時点に操作レバーの反力がなくなることに
よって、アクチュエータの動き始め時点を予測可能にし
た。

【０００８】また本発明の別の操作装置では、建設機械
に装備したアクチュエータを、油圧切換弁を介して油圧
ポンプにて作動せしめるようにした油圧回路において、
アクチュエータに作用する作業時の負荷圧を導く負荷圧
ポートを油圧切換弁に設け、その負荷圧ポートからの負
荷圧信号と、油圧ポンプからのポンプ圧信号をコントロ
ーラに入力するようにし、また操作レバーの作業負荷位
置側への操作状態検出手段を設け、その検出手段からの
信号をコントローラに入力するようにし、コントローラ
では上記操作レバーの作業負荷位置側への操作状態検出
手段からの信号と上記負荷圧信号とポンプ圧信号を比較
演算した結果に基いて判断し、報知音発生器に対して指
令信号を出力するように構成した。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基いて詳細に
説明する。図１は、本発明請求項１の操作装置を示す要
部回路図である。図において、１２は油圧ショベルに装
備した各種油圧アクチュエータのうちの１個の油圧シリ
ンダ、１３は油圧シリンダ１２の切換制御を行う油圧切
換弁、１４は油圧切換弁１３の操作レバー、１５Ｌ，１
５Ｒは油圧切換弁１３の切換作動と連動して作動する左
右のサブシリンダ、１６は油圧ポンプ、１７は油タン
ク、４２，４３はそれぞれ高圧選択用のシャトル弁であ
る。なお図１に示す油圧切換弁１３のＰ'1，Ｐ'2ポート
は油圧ポンプ１６に対して接続されるメイン圧流入ポー
ト、Ｃ'1，Ｃ'2ポートは油圧シリンダ１２のロッド側油
室１８，ボトム側油室１９に対してそれぞれ接続される
ポート、Ｖ'1ポート，Ｖ'2ポートはそれぞれサブシリン
ダ１５Ｒの基端側油室２３，サブシリンダ１５Ｌの基端
側油室２６にそれぞれシャトル弁４２，４３を介して接
続されるポート、Ｔ'1ポート，Ｔ'2ポートは油タンク１
７に連通するポートである。

【００１０】次に、本発明請求項１の操作装置の構成を
図１について述べる。本発明では、油圧切換弁１３の切
換作動と連動して作動するサブシリンダ１５Ｒ（本実施
例では左右一対のサブシリンダ１５Ｌと１５Ｒが油圧切
換弁１３に対して設けられているが、代表例としてサブ
シリンダ１５Ｒの側について説明する）を設け、またア
クチュエータである油圧シリンダ１２に作用する作業時
の負荷圧を導く負荷圧ポートＶ'1を油圧切換弁１３に設
け、その負荷圧ポートＶ'1と油圧ポンプ（１６）吐出側
とを連通する管路にシャトル弁４２を介設し、そのシャ
トル弁４２によって選択された負荷圧（Ｖ'1圧）または
ポンプ圧Ｐd がサブシリンダ１５Ｒの基端側油室２３に
通じるようにした。また油圧切換弁１３の中立位置時に
は上記負荷圧ポートＶ'1が油タンク１７に連通するよう
にし、油圧切換弁１３の切換作動時には負荷圧ポート
Ｖ'1が油圧シリンダ１２の作動回路と連通するように
し、油圧切換弁（１３）用操作レバー１４の操作時に上
記負荷圧（Ｖ'1圧）とポンプ圧Ｐd との差圧によって、
油圧切換弁１３の切換作動に抗して作用する操作レバー
１４の反力を生じるようにし、ポンプ圧Ｐd が負荷圧
（Ｖ'1圧）まで上昇した時点に操作レバー１４の反力が
なくなることによって、油圧シリンダ１２の動き始めの
時点を予測可能にした。

【００１１】次に、本発明請求項１の操作装置の作用に
ついて述べる。図２は、図１における油圧切換弁１３の
スプール（図示していない）の移動による各ポート間通
路の開口面積と、操作レバー１４の操作にともなうレバ
ー位置との関係を示す図である。図１における油圧シリ
ンダ１２をたとえば縮小作動させるために、油圧切換弁
１３をニ位置方向へ切換えるように操作する。そこで操
作レバー１４を中立位置より操作始めると、Ｐ'1より
Ｔ'1に通じる通路が除々に閉じるので、油圧ポンプ１６
のポンプ圧Ｐd が上昇する。そして操作レバー１４のレ
バー位置がＢ（図２に示す）になると、Ｖ'1→Ｔ'2の通
路が閉じる。（なお油圧切換弁１３のニ位置方向切換弁
時には、Ｖ'2→Ｔ'2通路のままである。）そして上記レ
バー位置Ｂで、Ｐ'2よりＣ'1に通じる通路が開くと同時
に、Ｐ'2よりＶ'1に通路も開かれる。それにより油圧シ
リンダ１２の負荷圧がＶ'1より管路４４を通じてシャト
ル弁４２に導かれ、シャトル弁４２にてポンプ圧と比較
される。この時点すなわち油圧シリンダ１２が動き出す
（縮小作動を開始する）までは負荷圧＞ポンプ圧である
ので、負荷圧が選択され、管路２２を通じて、サブシリ
ンダ１５Ｒの基端側油室２３に作用する。それと同時
に、サブシリンダ１５Ｒの先端側油室２０にポンプ圧が
作用する。したがって負荷圧＞ポンプ圧のときには、負
荷圧とポンプ圧の差異によって操作レバー１４が圧力を
受けるので、その操作力を増加させることになる。そし
てポンプ圧Ｐd が上昇して負荷圧に達すると、油圧シリ
ンダ１２が動き出す。この時点には、サブシリンダ１５
Ｒの先端側油室２０に作用するポンプ圧Ｐdと、基端側
油室２３に作用する負荷圧がほぼ同じになる。したがっ
て油圧シリンダ１２が動き出した時点にはＰd ≒負荷圧
となり、操作レバー１４に作用する反力は０となる。な
お油圧切換弁１３の中立位置時には、油圧ポンプ１６か
らの吐出圧油は油圧切換弁１３の中立位置を通過して油
タンク１７に戻っており、またサブシリンダ１５Ｒの基
端側油室２３に通じるＶ'1は、Ｔ'2、管路２５を経て、
油タンク１７に通じている。したがって油圧切換弁１３
の操作開始時点には、操作レバー１４に反力は作用して
いない。上記のように、油圧切換弁１３を切換操作した
とき油圧シリンダ１２が動き出す前まで操作レバー１４
に反力に作用してその操作力が増加するので、油圧シリ
ンダ１２の動き始め時点を予測して操作することができ
る。なお油圧シリンダ１２を伸長作動させるときには、
油圧切換弁１３がハ位置方向へ切換えられるとともに、
サブシリンダ１５Ｌの先端側油室２１、基端側油室２６
にそれぞれポンプ圧Ｐd 、負荷圧が作用するので、油圧
シリンダ（１２）縮小作動時と同様に操作レバー１４に
かかる反力によって油圧シリンダ１２の動き始め時点を
予測することができる。

【００１２】図３は、油圧シリンダ１２を操作する場合
に、操作レバー１４の操作量に対応したレバー位置と、
各部圧力及びポンプ流量との関係を示す図である。図４
は、操作レバー１４の操作量に対応したレバー位置と、
操作レバー１４の操作反力との関係示す図である。本発
明の操作装置では、油圧シリンダ１２の動き出すレバー
位置は固定されないで、油圧シリンダ１２の負荷圧によ
って変動する。したがってレバー位置により、負荷の大
小を知ることができる。また、操作レバー１４を操作開
始したときからその操作レバー１４には内蔵ばね（油圧
切換弁１３の内蔵ばね）のばね力による操作反力が作用
しているが、レバー位置がＢ位置よりＭ位置（油圧シリ
ンダ１２の動き始め位置）まで上乗せして作用する。し
たがって油圧シリンダ１２の動き出すレバー位置が負荷
圧によって変っても、前もってその動き始めを予測でき
るので、運転者の操作感覚とマッチして、アクチュエー
タを作動させる操作レバーの操作を非常にし易くするこ
とができる。

【００１３】次に図５は、本発明請求項２の操作装置を
示す回路図である。図において、請求項１と同一構成要
素を使用しているものに対しては同符号を付す。２７は
油圧切換弁、２８は油圧切換弁２７の操作レバー、２９
はサブシリンダ、３０はサブバルブ、３１はパイロット
ポンプ、３２は電磁比例減圧弁、３３は電磁比例減圧弁
３２のソレノイド、３４，３５はそれぞれ圧力センサ、
３６はコントローラである。また油圧切換弁２７のＰ1
0，Ｐ20は油圧ポンプ１６に対して接続されるメイン圧
流入ポート、Ｃ10，Ｃ20は油圧シリンダ１２のロッド側
油室１８，ボトム側油室１９に対してそれぞれ接続され
るポート、Ｖ10は圧力センサ３４に接続されるポート、
Ｔ10，Ｔ20は油タンク１７に連通するポートである。

【００１４】次に、本発明請求項２の操作装置の構成を
図５について述べる。本発明では、油圧切換弁２７の切
換作動と連動して作動するサブシリンダ２９及びサブバ
ルブ３０を設け、また油圧シリンダ１２に作用する作業
時の負荷圧を導く負荷圧ポートＶ10を油圧切換弁２７に
設け、その負荷圧ポートＶ10からの負荷圧信号と、油圧
ポンプ１６からのポンプ圧（Ｐd ）信号を、それぞれ圧
力センサ３４と３５を介してコントローラ３６に入力す
るようにし、またパイロットポンプ３１とサブバルブ３
０とを連通する管路に電磁比例減圧弁３２を介設し、ま
た上記サブバルブ３０と、サブシリンダ２９の基端側油
室３７、先端側油室３８とをそれぞれ連通するように配
管せしめ、油圧切換弁（２７）用操作レバー２８の操作
時に、上記負荷圧（Ｖ10圧）信号とポンプ圧（Ｐd ）信
号にもとづきコントローラ３６では判断し、電磁比例減
圧弁３２のソレノイド３３に差圧（△Ｐ＝Ｖ10圧−Ｐd
）信号を出力るうようにし、その電磁比例減圧弁３２
から導出されるパイロット二次圧をサブバルブ３０を介
してサブシリンダ２９に作用せしめることによって、油
圧切換弁２７の切換作動に抗して作用する操作レバー２
８の反力がなくなることによって、油圧シリンダ１２の
動き始め時点を予測可能にした。

【００１５】次に、本発明請求項２の操作装置の作用に
ついて述べる。図５における油圧シリンダ１２をたとえ
ば縮小作動させるために、油圧切換弁２７をヘ位置方向
へ切換えるように操作する。そこで操作レバー２８を中
立位置より操作始めるが、油圧切換弁２７が中立位置に
あるときには、Ｐ10とＶ10はともに油タンク１７に連通
しているので、いわゆるタンク圧が圧力センサ３４，３
５に作用している。そのタンク圧信号がコントローラ３
６に入力されるので、コントローラ３６では判断し、電
磁比例減圧弁３２に対して指令信号を出力しない。した
がって操作レバー２８に反力が生じることなく、軽い力
で中立位置からの操作開止ができる。

【００１６】上記操作レバー２８を中立位置から操作始
めると、Ｐ10よりＴ10に通じる通路が除々に閉じるの
で、油圧ポンプ１６のポンプ圧Ｐd は上昇する。その上
昇するポンプ圧（Ｐd ）信号は、圧力センサ３５を介し
て時々刻々コントローラ３６に入力される。それととも
にＶ10→Ｔ20の通路が閉じ、Ｐ20→Ｃ10、Ｐ20→Ｖ10の
それぞれ通路が開かれる。それにより油圧シリンダ１２
の負荷圧（Ｖ10圧）信号が、Ｖ10、圧力センサ３４を介
して、コントローラ３６に入力される。この時点ではポ
ンプ圧Ｐd は負荷圧（Ｖ10圧）まで上昇していない（す
なわちＰd ＜Ｖ10圧である）が、コントローラ３６では
上記ポンプ圧（Ｐd ）信号及び負荷圧（Ｖ10圧）信号に
もとづき判断し、差圧（△Ｐ＝Ｖ10圧−Ｐd ）対応指令
信号を電磁比例減圧弁３２のソレノイド３３に出力す
る。電磁比例減圧弁３２は作動を始めるが、この時点に
はサブバルブ３０が油圧切換弁２７の操作に連動して、
チ位置方向に切換えられている。したがって電磁比例減
圧弁３２から導出されるパイロットポンプ３１からのパ
イロット二次圧（ＰS ）は、管路３９、サブバルブ３０
のチ位置、管路４０を経て，サブシリンダ２９の先端側
油室３８に作用する。この場合、パイロット二次圧（Ｐ
S ）の大きさは、差圧（△Ｐ）対応指令信号の大きさに
比例的に対応する。したがってポンプ圧Ｐd が負荷圧
（Ｖ10圧）に達するまで（すなわち油圧シリンダ１２が
動き出すまで）は、油圧切換弁２７の切換作動に抗して
作用する操作レバー２８の反力が生じてくる。すなわ
ち、操作レバー２８を操作して油圧シリンダ１２を作動
させるとき、操作レバー２８にかかる反力によって油圧
シリンダ１２が動き出していないことを感知することが
できる。

【００１７】次に、上記操作レバー２８を操作している
ときポンプ圧Ｐd が負荷圧（Ｖ10圧）に達する（すなわ
ちＰd ＝Ｖ10圧になる）と、油圧シリンダ１２は動き出
すのであるが、この場合にポンプ圧（Ｐd ）信号及び負
荷圧（Ｖ10圧）信号はそれぞれ圧力センサ３４，３５を
介してコントローラ３６に入力される。コントローラ３
６では、差圧△Ｐ（△Ｐ＝Ｖ10圧−Ｐd ）＝０であるこ
とを判断し、電磁比例減圧弁３２に対して差圧対応指令
信号を出力しない。サブシリンダ２９に対してパイロッ
ト二次圧が作用しないので、操作レバー２８にかかる反
力はなくなる。したがって油圧シリンダ１２の動き始め
時点を予測して、操作レバー２８の操作を行うことがで
きる。なお油圧シリンダ１２を伸長作動させるときに
は、油圧切換弁２７がホ位置方向へ切換えられるととも
に、サブバルブ３０はト位置方向に切換えられる。した
がってポンプ圧Ｐd が負荷圧（Ｖ10圧）まで上昇してい
ないときには電磁比例減圧弁３２より導出されるパイロ
ット二次圧が、管路３９、サブバルブ３０のト位置、管
路４１を経て、サブシリンダ２９の基端側油室３７に作
用する。したがって操作レバー２８にかかる反力によっ
て、油圧シリンダ１２が動き出す時点を予測することが
できる。

【００１８】次に図６は、本発明請求項３の操作装置を
示す回路図である。図において、請求項２と同一構成要
素を使用しているものに対しては同符号を付す。３６’
はコントローラ、４５はコントローラ３６’に接続した
ブザー，ホーンなどの報知音発生器、２７’は油圧切換
弁、２８’は油圧切り換え弁２７’の操作レバー、４６
は操作レバー２８’の作業負荷位置（油圧切換弁２７’
のホ’位置とする）側への操作検出手段の代表例である
リミットスイッチ、４７はリミットスイッチ４６の接触
子、４８は油圧切換弁２７’の切換に連動する作動子で
ある。次に、本発明請求項３の操作装置の構成を図６に
ついて述べる。本発明では、油圧シリンダ１２に作用す
る作業時の負荷圧を導く負荷圧ポートＶ10を油圧切換弁
２７’に設け、その負荷圧ポートＶ10からの負荷圧信号
と、油圧ポンプ１６からのポンプ圧（Ｐd ）信号をコン
トローラ３６’に入力するようにし、コントローラ３
６’では上記リミットスイッチ４６からの信号と上記負
荷圧（Ｖ10圧）信号とポンプ圧（Ｐd ）信号とを比較演
算した結果に基いて判断し、報知音発生器４５に対して
指令信号を出力するように構成した。

【００１９】次に、本発明請求項３の操作装置の作用に
ついて述べる。図７は、油圧シリンダ１２を操作する場
合に、操作レバー２８’の操作量に対応したレバー位置
と、各部圧力及びポンプ流量との関係を示す図である。
図８は、コントローラ３６’の機能を示すフローチャー
トである。建設機械が掘削，クレーン作業などを行うと
きには油圧シリンダ１２の一般作動として、油圧シリン
ダ１２を一方向へ伸長又は縮小操作するときたとえば掘
削，つり上げなどのいわゆる作業負荷が作用し，逆に他
方向へ操作するときには放出，つり下げなどを行うので
大きな負荷がかからない。したがって本実施例では説明
の都合上、油圧切換弁２７’をホ’位置側へ操作した場
合に、油圧シリンダ１２に作業負荷が作用するものとす
る。ここでまず操作レバー２８’を動かして油圧切換弁
２７’をホ’位置側へ作動開示すると、Ｐ10よりＴ10に
通じる通路が徐々に閉じるので、油圧ポンプ１６のポン
プ圧Ｐd は上昇する。その上昇するポンプ圧（Ｐd ）信
号は、圧力センサ３５を介して時々刻々コントローラ３
６’に入力される。それとともにＶ10→Ｔ20の通路が閉
じ、Ｐ20→Ｃ20、Ｐ20→Ｖ10のそれぞれ通路が開かれ
る。それにより油圧シリンダ１２の負荷圧（Ｖ10圧）信
号が、Ｖ10、圧力センサ３４を介して、コントローラ３
６’に入力される。また油圧切換弁２７’の上記作動と
連動する作動子４８が接触子４７に接触するので、リミ
ットスイッチ４６から操作レバー操作方向信号がコント
ローラ３６’に入力される。上記時点ではポンプ圧Ｐd
は負荷圧（Ｖ10圧）まで上昇していないのでコントロー
ラ３６’では、ポンプ圧Ｐd ＜Ｖ10圧であることを比較
演算して判断し、報知音発生器４５に対する報知音発生
指令信号の出力を行わない。

【００２０】しかし操作レバー２８’のレバー位置が図
７に示すＭ位置に到達する時点に、ポンプ圧Ｐd は負荷
圧（Ｖ10圧）近くまで上昇する。コントローラ３６’で
はポンプ圧Ｐd ≒Ｖ10圧であることを比較演算して判断
し、報知音発生器４５に対して報知音発生指令信号を出
力する。報知音発生器４５より報知音（音声などを用い
た報知音を含む）が発生されるとともに、油圧シリンダ
１２が伸長方向に動き始める。したがって運転者は、第
１実施例，第２実施例操作装置における操作レバー（１
４，２８）にかかる反力の負担を感じることなく、報知
音をききとることによって油圧シリンダ１２の動き出す
時点を予測することができる。なお油圧切換弁２７’を
ヘ’位置側（油圧シリンダ１２に対して作業負荷がかか
らない側）へ作動させたときには、作動子４８が接触子
４７に接触しない。リミットスイッチ４６からの信号が
コントローラ３６’に入力されないので、圧力センサ３
４から入力された負荷圧（Ｖ10圧）信号と、圧力センサ
３５から入力されたポンプ圧（Ｐd ）信号により、Ｖ10
圧≒Ｐd の状態が検出されても報知音発生器４５に対す
る報知音発生指令信号の出力を行わない。

【００２１】

【発明の効果】油圧ショベルの作業時には、アクチュエ
ータの負荷状態が作業内容・条件により大幅に変動す
る。従来技術の操作装置では、運転者がその負荷状態を
把握できないまま操作レバーを同じように操作する。そ
のためにアクチュエータに大きなショックが発生した
り、負荷が小さい場合に作動速度を遅くしたりして作業
能率を低下させていた。しかし本発明では、油圧切換弁
の切換作動と連動して作動するサブシリンダを設け、そ
のサブシリンダの基端側，先端側油室にそれぞれポンプ
圧，負荷圧を作用させるようにした。あるいはまた、油
圧切換弁の切換作動と連動して作動するサブシリンダ及
びサブバルブを設け、またパイロットポンプとサブバル
ブを連通する管路に電磁比例減圧弁を介設し、負荷圧と
ポンプ圧の差圧信号をコントローラ、電磁比例減圧弁、
サブバルブを介してサブシリンダに作用させるようにし
た。それにより、油圧切換弁の中立位置にはそのメイン
圧流入ポート及び負荷圧ポートはともに油タンクに連通
しているので、操作レバーに反力が生じることなく、軽
い力で中立位置からの操作閉止ができる。次に操作レバ
ーを中立位置から操作始めると、ポンプ圧が上昇する。
しかしポンプ圧が負荷圧まで達していないときには、そ
の差圧または差圧信号がサブシリンダに作用する。それ
により操作レバーにかかる反力によって、アクチュエー
タが動き出していないことを感知することができる。そ
してポンプ圧が負荷圧と同じに上昇すると、その差圧が
なくなるので、操作レバーに反力がかからなくなる。ま
た本発明の他実施例操作装置では、負荷圧ポートからの
負荷圧信号と、油圧ポンプからのポンプ圧信号をコント
ローラに入力するようにし、また操作レバーの作業負担
位置側への操作状態検出手段を設け、その検出信号から
の信号をコントローラに入力するようにし、コントロー
ラでは上記操作レバーの作業負荷位置側への操作状態検
出手段からの信号と上記負荷圧信号とポンプ圧信号を比
較演算した結果に基いて判断し、報知音発生器に対して
指令信号を出力するようにした。それによりコントロー
ラが操作レバーの操作方向を作業負荷側方向と判断し、
かつポンプ圧が負荷圧近くまで上昇したと判断した時点
には、報知音発生器から報知音が発生される。このよう
にして運転者は、操作レバーにかかる反力の負担を感じ
ることなく、報知音をききとることによってアクチュエ
ータの動き出す時点を予測することができる。したがっ
てアクチュエータの動き出す時点を予測できるので、運
転者の操作感覚とマッチしてアクチュエータを容易かつ
快調に操作することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明請求項１の操作装置を示す要部回路図で
ある。

【図２】図１における油圧切換弁の各ポート間通路の切
換時開口面積とレバー位置との関係を示す図である。

【図３】図１における操作レバーのレバー位置と、油圧
切換弁の各部圧力及びポンプ流量との関係を示す図であ
る。

【図４】図１における操作レバーのレバー位置と、その
操作レバーの操作反力との関係を示す図である。

【図５】本発明請求項２の操作装置を示す回路図であ
る。

【図６】本発明請求項３の操作装置を示す回路図であ
る。

【図７】図６における操作レバーの操作量に対応したレ
バー位置と、各部圧力及びポンプ流量との関係を示す図
である。

【図８】図６におけるコントローラの機能を示すフロー
チャートである。

【図９】従来技術の操作装置を示す要部油圧回路図であ
る。

【図１０】図９における油圧切換弁の各ポート間通路の
切換時開口面積とレバー位置との関係を示す図である。

【符号の説明】

１，１２ 油圧シリンダ ２，１３，２７，２７’ 油圧切換弁 ３，１４，２８ ，２８’操作レバー ５，１６ 油圧ポンプ １５Ｌ，１５Ｒ，２９ サブシリンダ ２０，２１，３８ 先端側油室 ２３，２６，３７ 基端側油室 ３０ サブバルブ ３１ パイロットポンプ ３２ 電磁比例減圧弁 ３４，３５ 圧力センサ ３６，３６’ コントローラ ４５ 報知音発生器 ４６ リミットスイッチ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建設機械に装備したアクチュエータを、
   油圧切換弁を介して油圧ポンプにて作動せしめるように
   した油圧回路において、油圧切換弁の切換作動と連動し
   て作動するサブシリンダを設け、またアクチュエータに
   作用する作業時の負荷圧を導く負荷圧ポートを油圧切換
   弁に設け、上記負荷圧と油圧ポンプの吐出圧を高圧選択
   した圧力をサブシリンダの基端側油室に連通せしめ、ま
   たサブシリンダの先端側油室と油圧ポンプの吐出側とを
   連通せしめ、油圧切換弁の中立位置時には上記負荷圧ポ
   ートが油タンクに連通するようにし、油圧切換弁の切換
   作動時には上記負荷圧ポートがアクチュエータの作動回
   路と連通するようにし、油圧切換弁用操作レバーの操作
   時に上記負荷圧とポンプ圧との差圧によって、油圧切換
   弁の切換作動に抗して作用する操作レバーの反力を生じ
   るようにし、ポンプ圧が負荷圧まで上昇した時点に操作
   レバーの反力がなくなることによって、アクチュエータ
   の動き始め時点を予測可能にしたことを特徴とする建設
   機械の操作装置。
2. 【請求項２】 建設機械に装備したアクチュエータを、
   油圧切換弁を介して油圧ポンプにて作動せしめるように
   した油圧回路において、油圧切換弁の切換作動と連動し
   て作動するサブシリンダ及びサブバルブを設け、またア
   クチュエータに作用する作業時の負荷圧を導く負荷圧ポ
   ートを油圧切換弁に設け、その負荷圧ポートからの負荷
   圧信号と、油圧ポンプからのポンプ圧信号をそれぞれコ
   ントローラに入力するようにし、またパイロットポンプ
   とサブバルブとを連通する管路に電磁比例減圧弁を介設
   し、また上記サブバルブと、サブシリンダの基端側油
   室、先端側油室とをそれぞれ連通するように配管せし
   め、油圧切換弁用操作レバーの操作時に、上記負荷圧信
   号とポンプ圧信号にもとづきコントローラでは判断し、
   電磁比例減圧弁に対して差圧信号を出力するようにし、
   その電磁比例減圧弁から導出されるパイロット二次圧を
   サブバルブを介してサブシリンダに作用せしめることに
   よって、油圧切換弁の切換作動に抗して作用する操作レ
   バーの反力を生じるようにし、ポンプ圧が負荷圧まで上
   昇した時点に操作レバーの反力がなくなることによっ
   て、アクチュエータの動き始め時点を予測可能にしたこ
   とを特徴とする建設機械の操作装置。
3. 【請求項３】 建設機械に装備したアクチュエータを、
   油圧切換弁を介して油圧ポンプにて作動せしめるように
   した油圧回路において、アクチュエータに作用する作業
   時の負荷圧を導く負荷圧ポートを油圧切換弁に設け、そ
   の負荷圧ポートからの負荷圧信号と、油圧ポンプからの
   ポンプ圧信号をコントローラに入力するようにし、また
   操作レバーの作業負荷位置側への操作状態検出手段を設
   け、その検出手段からの信号をコントローラに入力する
   ようにし、上記コントローラでは上記操作レバーの作業
   負荷位置側への操作状態検出手段からの信号と、上記負
   荷圧信号とポンプ圧信号を比較演算した結果に基いて判
   断し、報知音発生器に対して指令信号を出力するように
   したことを特徴とする建設機械の操作装置。