JPH0783206A - 建設機械の操作装置における操作レバーの操作反力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、建設機械の操作装置における操作
レバーの操作反力制御装置に関するものである。従来の
建設機械の操作装置は、油圧アクチュエータ１の油圧切
換弁２の操作レバー３の操作反力が復帰スプリング３
ａ，３ａによってのみ付与されるようになっていた。油
圧切換弁２は中立不感帯を持っており、操作レバー３に
は当該中立不感帯に対応する中立無効傾動領域ｐが存在
する。このような操作装置で油圧アクチュエータ１を微
速で起動する場合、往々にして操作レバー３を傾動操作
し過ぎて油圧アクチュエータ１を急起動するという問題
があった。 【構成】 操作レバー３の操作量検出器５ａおよびこの
操作量検出器５ａからの信号を受け取り反力制御信号を
出力する演算部とからなるコントローラ５、および、操
作レバー３に連結され反力制御信号によりその反力を制
御される反力装置で操作反力制御装置を構成し、この反
力制御装置で以って操作レバー３の中立無効傾動領域ｐ
の終端部で操作レバー３の操作反力の立ち上がりが急と
なるよう構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は建設機械の操作装置に
おける操作レバーの操作反力制御装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】建設機械の一例として、例えば移動式ク
レーンにおいては、ウインチ、ブームの起伏および伸
縮、旋回台の旋回等の作動を、それぞれ油圧アクチュエ
ータ（油圧モータあるいは油圧シリンダ）で行うように
なっている。図５に示すようにこれらの各油圧アクチュ
エータ１は、それぞれ対応する油圧切換弁２を中立位置
から正逆切換操作することでその駆動方向および駆動速
度を制御されるようになっている。油圧切換弁２の中立
位置からの正逆切換操作は、復帰スプリング３ａにより
中立位置方向へ復帰付勢された操作レバー３の中立位置
ｏからの正逆方向への傾動操作に対応してなされるよう
になっている。

【０００３】前記油圧切換弁３は、中立位置からの正逆
方向への切換操作量がそれ以下では油圧アクチュエータ
１が駆動されない中立不感帯を持っている。このため、
操作レバー３の中立位置ｏ近傍には、油圧制御弁の前記
中立不感帯に対応する「遊び」即ち当該操作レバーを傾
動操作しても油圧アクチュエータが駆動しない中立無効
領域ｐが存在する。オペレータは、操作レバー３を中立
位置ｏから正逆方向へ傾動操作して建設機械の油圧アク
チュエータを駆動制御するのである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の操
作装置により油圧アクチュエータ１を微速で起動しよう
とする場合には、操作レバー３をその中立無効領域ｐの
終端部近傍でゆっくりと傾動操作する必要があるのであ
るが、オペレータには操作レバー３の中立無効領域ｐの
終端部が把握できないので、油圧アクチュエータ１の微
速起動を意図していても、往々にして油圧アクチュエー
タ１を急起動するという問題があった。この発明に係る
建設機械の操作装置における操作レバーの操作反力制御
装置は、操作レバー３の中立無効領域ｐの終端部におけ
る操作レバー３の操作反力の立ち上がりを大きくし、似
ってオペレータが操作反力の変化に基づき操作レバー３
の無効傾動領域ｐの終端部を容易に把握できるようにし
ようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る建設機械の操作装置における操作レバ
ーの反力制御装置は、次の如く構成する。復帰スプリン
グ３ａにより中立位置方向へ復帰付勢された操作レバー
３の中立位置ｐからの正逆方向への傾動操作に対応し
て、油圧アクチュエータ１の駆動を制御する油圧切換弁
２をその中立位置から正逆切換操作するようにした建設
機械の操作装置、特に、中立無効傾動域ｐを越える操作
レバー３の傾動操作により前記油圧切換弁２が有効に切
り換えられて前記油圧アクチュエータ１が駆動されるよ
う構成してなる建設機械の操作装置に取り付けられる操
作レバーの操作反力制御装置であって、反力制御信号に
より出力可変に構成されこの出力を操作レバー３に操作
反力として付加する反力装置と、この反力装置に反力制
御信号を出力するコントローラとからなり、前記コント
ローラは、前記操作レバー３または前記油圧切換弁の中
立位置からの正方向および逆方向への操作量を検出する
操作量検出器と、この操作量検出器からの検出値を受け
取って前記反力手段に反力制御信号を出力する演算部と
を備えており、前記コントローラの演算部は、前記復帰
スプリング３ａの復帰力による操作反力と前記反力装置
の出力による操作反力の合計値が、操作レバー３の傾動
操作量が大きくなればなるほど大きくなり、且つ操作レ
バー３の中立無効傾動領域ｐの終端部における立ち上が
りが急となるよう、前記反力装置の出力を制御する反力
制御信号を出力するよう構成してあることを特徴とする
建設機械の操作装置における操作レバーの操作反力制御
装置。

【０００６】

【作用】上記の如く構成した本発明の建設機械の操作装
置における操作レバーの操作反力制御装置は、復帰スプ
リング３ａの復帰力に重畳して操作レバー３に作用する
反力装置の出力により、操作レバー３の操作反力が、操
作レバー３の中立位置ｏからの操作傾動量が大きくなれ
ばなるほど大きくなり且つ操作レバー３の中立無効領域
ｐの終端部における立ち上がりが急となるのである。従
ってオペレータは、操作反力の変化に基づき操作レバー
３の中立無効傾動領域ｐの終端部を容易に把握できるの
である。

【０００７】

【実施例】以下本発明に係る建設機械の操作装置におけ
る操作レバーの反力制御装置の実施例を、図１に基づい
て説明する。本発明の反力制御装置は、上記従来の建設
機械の操作装置に適用されるものであるから、図２に示
し従来の操作装置の説明に用いた符号は、以下の説明に
おいて同義のものとして援用する。

【０００８】図１において、４は、後述するコントロー
ラ５からの反力制御信号により出力可変に構成されこの
出力を操作レバー３に操作反力として付加する反力装置
である。前記コントローラ５は、操作レバー３の中立位
置ｏからの正方向および逆方向への操作量を検出する操
作量検出器５ａと、この操作量検出器５ａからの検出値
を受け取って演算算出し前記反力手段４に反力制御信号
を出力する演算部５ｂとから構成されている。

【０００９】前記反力装置４は、この例では、左右一対
のプランジャーピストン型の油圧シリンダ４ａ，４ｂで
構成された出力手段と、これら油圧シリンダ４ａ，４ｂ
へ供給される油圧を制御するために油圧源４ｄと油圧シ
リンダ４ａ，４ｂを接続する油路に介装された電磁比例
式の圧力制御弁４ｃとで似って構成されている。反力装
置４の前記油圧シリンダ４ａは、その出力が操作レバー
３の中立位置からの正方向への傾動操作に対してのみ反
力を付与するよう、プランジャーピストンの先端部を操
作レバー３に当接している。この油圧シリンダ４ａは、
操作レバー３の中立位置からの逆方向への傾動操作時に
はプランジャーピストンと操作レバー３が離隔するよ
う、その伸長状態が規制されるようになっている。ま
た、油圧シリンダ４ｂは、その出力が操作レバー３の中
立位置からの逆方向への傾動操作に対してのみ反力を付
与するよう、プランジャーピストンの先端部を操作レバ
ー３に当接している。この油圧シリンダ４ｂは、操作レ
バー３の中立位置からの正方向への傾動操作時にはプラ
ンジャーピストンと操作レバー３が離隔するよう、その
伸長状態が規制されるようになっている。

【００１０】前記コントローラ５の操作量検出器５ａ
は、この例の場合、操作レバー３の中立位置ｏからの正
方向および逆方向への傾動操作量に対応する電気信号を
出力するポテンショメータで構成している。前記コント
ローラ５における演算部５ｂは、操作量検出器５ａから
の信号を受け取り、反力装置４の出力を制御するための
反力制御信号を発生するものである。この例では、演算
部５ｂからの反力制御信号は、反力装置４における電磁
比例式の圧力制御弁４ｃに入力され、圧力制御弁４ｃお
よび油圧シリンダ４ａ，４ｂを介して反力装置の出力を
制御するようになっている。

【００１１】コントローラ５における演算部５ｂから出
力される反力制御信号は、操作量検出器５ａが検出する
操作レバー３の傾動操作量と、反力装置４の出力（反力
装置４の油圧シリンダ４ａ，４ｂの出力）の関係が、図
２〜図５に示す如き関係となるように設定されている。
図２〜図４は、縦軸に操作レバー３の操作反力の大きさ
を取り、横軸に操作レバー３の中立位置ｏからの正方向
および逆方向への操作量を取ったグラフである。図２〜
図４において、ａは、操作レバー３の復帰スプリング３
ａ，３ａに基づく操作反力であり、操作レバー３の中立
位置ｏからの正方向および逆方向への操作量が大きくな
ればなるほど大きくなるよう、この操作量に対して一次
関数的に変動するものである。ｂは、反力手段４に基づ
く操作反力。ｃは、復帰スプリング３ａ，３ａに基づく
操作反力ａと、反力装置４に基づく操作反力ｂの合計値
を示す。

【００１２】図２の場合、反力装置４の操作反力ｂは、
操作レバー３の傾動操作量が、中立位置ｏから中立無効
領域ｐの終端部の手前までに到る間は零となり、中立無
効領域ｐの終端部で急に立ち上がり、中立無効領域ｐの
終端部を越えると一定となるようになっている。その結
果、復帰スプリング３ａ，３ａに基づく操作反力ａと反
力装置４に基づく操作反力ｂの合計値たる操作反力ｃは
図２に示す如くなる。

【００１３】図３の場合、反力装置４の操作反力ｂは、
操作レバー３の傾動操作量が、中立位置ｏから中立無効
領域ｐの終端部の手前までに到る間は漸減し、中立無効
領域ｐの終端部で急に立ち上がり、中立無効領域ｐの終
端部を越えると一定となるようになっている。その結
果、復帰スプリング３ａ，３ａに基づく操作反力ａと反
力装置４に基づく操作反力ｂの合計値たる操作反力ｃは
図２に示す如くなる。

【００１４】図４の場合、反力装置４の操作反力ｂは、
操作レバー３の傾動操作量が、中立位置ｏから中立無効
領域ｐの終端部に到る間は零となり、中立無効領域ｐの
終端部で急に立ち上がり、中立無効領域ｐを越えると漸
増するようになっている。その結果、復帰スプリング３
ａ，３ａに基づく操作反力ａと反力装置４に基づく操作
反力ｂの合計値たる操作反力ｃは図２に示す如くなる。

【００１５】コントローラ５の演算部５ｂは、操作量検
出器５ａから受け取った信号をもとに、反力装置４が上
記図２〜図４に示した操作反力ｂを出力するような反力
制御信号を出力するよう構成されている。演算部５ｂ内
には、操作量検出手段５ａの出力から、反力手段４がこ
のような操作反力ｂを出力するために必要な反力制御信
号を求めるに必要なデータが蓄えられている。

【００１６】尚、上記図２〜図４において反力装置４に
よる操作反力ｂの、中立無効領域ｐにおける急な立ち上
がりを突発的に立ち上げるようにしているが、この操作
反力ｂは、中立無効領域ｐの終端部で突発的に立ち上げ
なくても急な勾配を似って立ち上げるようにしても良い
こと勿論である。特に、反力装置４による操作反力ｂ
を、図２に示すように、中立位置ｏから中立無効領域ｐ
の終端部の手前までに到る間は零となり、中立無効領域
ｐの終端部で急に立ち上がり、中立無効領域ｐの終端部
を越えると一定となるようにしたものにあっては、操作
量検出器５ａを、操作レバー３の中立位置ｏからの傾動
操作量が中立無効領域ｐの正方向および逆方向の終端部
をそれぞれ検出する一対のリミットスイッチで似って構
成しても良い。

【００１７】また、上記実施例では、油圧切換弁２とこ
の油圧切換弁２を切換操作する操作レバー３の連動が、
機械的な連動系を介して行われるものを挙げているが、
この連動は油圧を介して行うようにしても良いし、電気
−油圧式の連動系で行うようにしても良いこと勿論であ
る。

【００１８】

【発明の効果】いずれにしても、本発明の建設機械の操
作装置における操作レバーの操作反力制御装置は、復帰
スプリング３ａの復帰力に重畳して操作レバー３に作用
する反力装置の出力により、操作レバー３の操作反力
が、操作レバー３の中立位置ｏからの操作傾動量が大き
くなればなるほど大きくなり且つ操作レバー３の中立無
効領域ｐの終端部における立ち上がりが急となるのであ
る。従ってオペレータは、操作反力の変化に基づき操作
レバー３の中立無効傾動領域ｐの終端部を容易に把握で
きるのである。このため、操作レバー３を無意識に中立
無効領域ｐを越えて傾動操作することが無くなるので、
従来のもののように油圧アクチュエータ１を微速起動し
ようとしながら誤って急起動するという問題が解消され
るのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る建設機械の操作装置における操作
レバーの操作反力制御装置の説明図である。

【図２】本発明の操作レバーの操作反力制御装置の、操
作レバーの傾動操作量と操作反力との関係の一例を示す
図である。

【図３】本発明の操作レバーの操作反力制御装置の、操
作レバーの傾動操作量と操作反力との関係の他の一例を
示す図である。

【図４】本発明の操作レバーの操作反力制御装置の、操
作レバーの傾動操作量と操作反力との関係の更に他の一
例を示す図である。

【図５】従来の建設機械の操作装置の説明図である。

【符号の説明】

１；油圧アクチュエータ、２；油圧切換弁、３；操作レ
バー、３ａ，３ａ；復帰スプリング、４；反力装置、４
ａ，４ｂ；油圧シリンダ、４ｃ；圧力制御弁、４ｄ；油
圧源、５；コントローラ、５ａ；操作量検出器、５ｂ；
演算部、ｏ；中立位置、ｐ；中立無効領域、ａ；復帰ス
プリングの操作反力、ｂ；反力装置４の操作反力、ｃ；
ａおよびｂの合計値たる操作反力、

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成６年５月２６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 復帰スプリングにより中立位置方向へ復
   帰付勢された操作レバーの中立位置からの正逆方向への
   傾動操作に対応して、油圧アクチュエータの駆動を制御
   する油圧切換弁をその中立位置から正逆切換操作するよ
   うにした建設機械の操作装置、特に、中立無効傾動域を
   越える操作レバーの傾動操作により前記油圧切換弁が有
   効に切り換えられて前記油圧アクチュエータが駆動され
   るよう構成してなる建設機械の操作装置に取り付けられ
   る操作レバーの操作反力制御装置であって、 反力制御信号により出力可変に構成されこの出力を操作
   レバーに操作反力として付加する反力装置と、この反力
   装置に反力制御信号を出力するコントローラとからな
   り、前記コントローラは、前記操作レバーまたは前記油
   圧切換弁の中立位置からの正方向および逆方向への操作
   量を検出する操作量検出器と、この操作量検出器からの
   検出値を受け取って前記反力手段に反力制御信号を出力
   する演算部とを備えており、 前記コントローラの演算部は、前記復帰スプリングの復
   帰力による操作反力と前記反力装置の出力による操作反
   力の合計値が、操作レバーの傾動操作量が大きくなれば
   なるほど大きくなり、且つ操作レバーの中立無効傾動域
   の終端部における立ち上がりが急となるよう、前記反力
   装置の出力を制御する反力制御信号を出力するよう構成
   してあることを特徴とする建設機械の操作装置における
   操作レバーの操作反力制御装置。